CN101203049B - 无线通信装置、无线通信系统及无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信装置包括:设置工作信道和获取信道的信道设置部分;获得剩余时间长度的剩余获得部分,所述剩余时间长度可用于使用所述工作信道来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信;剩余确定部分,确定所述剩余时间长度是否等于或小于指定的获取参考剩余数,以及是否等于或小于指定的改变参考剩余数;并且若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则获取部分获取使用所述获取信道发送的信号,且所述信道设置部分基于已由所述获取部分获取的信号来改变所述工作信道。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法及程序。
背景技术
最近,涉及用于无线网络的分布式介质接入控制的标准作为一种使用超宽带(UWB)的接入控制方法的规范在WiMedia联盟中被提出。
在涉及用于无线网络的分布式介质接入控制的标准中,定义了诸如无线通信装置发送信标信号以将其存在通知给附近的无线通信装置的方法,以及获取从附近无线通信装置发送的信标信号的方法。另外,在涉及用于无线网络的分布式介质接入控制的标准中定义了另一种方法,其中无线通信装置预定彼此之间用于发送和接收数据信号的时隙(MAS),然后预留特定的MAS,并在预留的MAS中发送/接收数据信号。
根据这类涉及用于无线网络的分布式介质接入控制的标准,可以配置自治分布式网络,其中每个无线通信装置在按需发送的各个信标信号中包含各种类型的接入控制信息,并接收包含来自附近无线通信装置的接入控制信息的信标信号。
接入控制信息的示例包括在无线通信使用的工作信道发生改变时用来通知附近无线通信装置的信道改变信息元素(信道改变IE),用来改变超帧(super frame)周期的开始时间或用于发送信标信号的时隙位置的信标时段切换信息元素(BP切换IE)等等。注意,为了保证发送效率,希望使用信道改变IE来将工作信道改变为低流量信道。
或者,在国际公布WO00/16532中,公开了一种用于服务器-客户端计算机网络的信道切换方法。该信道切换方法在信道的继续使用成为问题的情况下切换到不同信道。更具体而言,该信道切换方法是这样一种方法,其中在计算机网络中当前使用的信道的继续使用成为问题的情况下,服务器等待从不同信道进行接收,并从当前信道切换到干扰更小的不同信道。
发明内容
然而,根据已知的信道切换方法,当服务器等待从不同信道进行接收时,计算机网络的客户端被指示不发送任何信号。更具体而言,在切换信道之前,计算机网络的服务器能够通过等待从不同信道进行接收来确定不同信道的使用状态。但是当服务器等待接收时,必须暂停当前计算机网络中的无线通信。
另外,若自治分布式计算机网络的配置元件如上所述等待接收,则存在等待接收后无法保持无线通信的先前状态的情况。更具体而言,已知的信道切换方法的提出没有考虑到自治分布式无线网络,因此将已知的信道切换方法用于自治分布式无线网络是成问题的。
本发明解决上述问题以及其他问题,并提供可以在自治分布式无线网络中适当改变工作信道的新颖无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法及程序。
根据本发明的实施例,提供形成自治分布式无线网络的一部分并处于无线通信系统中的无线通信装置,所述自治分布式无线网络使用时分控制系统,所述无线通信系统包括在各个无线网络中的多个无线通信装置。所述无线通信装置使用与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信。所述无线通信装置包括:信道设置部分,设置工作信道和获取信道,所述工作信道用来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信,所述获取信道用来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号;剩余获得部分,获得剩余时间长度,所述剩余时间长度可用于使用由所述信道设置部分设置的工作信道来与形成同一网络的一部分的无线通信装置进行无线通信;获取部分,使用由所述信道设置部分设置的获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;剩余确定部分,确定由所述剩余获得部分获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的获取参考剩余数,并确定所述剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数。
若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则所述获取部分使用所述获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;而若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则所述信道设置部分基于已由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号改变所述工作信道。
根据上述结构,所述剩余确定部分确定(1)由所述剩余获得部分获得的剩余时间长度是否等于或小于所述获取参考剩余数,以及(2)由所述剩余确定部分获得的剩余时间长度是否等于或小于所述改变参考剩余数。所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数的事实用作所述获取部分获取使用由所述信道设置部分设置的获取信道发送的信号的触发。此外,所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数的事实用作所述信道设置部分改变所述工作信道的触发。有了这种配置,可以基于获取部分获取的信号来确定获取信道的无线通信使用状态。因此,所述信道设置部分可以将所述工作信道改变为具有更合适的无线通信使用状态的信道。
另外,所述获取部分获取允许每个获取信道的无线通信使用状态在所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数之前被确定的信号。结果,当所述剩余时间长度变为等于或小于所述改变参考剩余数时,所述信道设置部分可以将所述工作信道平滑地改变为具有更合适的无线通信使用状态的信道。
所述改变参考剩余数可以是和形成同一无线网络的无线通信装置的数目相对应的数目。在使用时分控制系统的无线网络中存在大量用于无线通信的空闲时间的情况下,不同无线通信装置尝试为无线通信预留的时隙相重叠的可能性小。另一方面,在使用时分控制系统的无线网络中存在少量用于无线通信的空闲时间的情况下,不同无线通信装置尝试为无线通信预留的时隙相重叠的可能性大。并且,若形成同一无线网络的无线通信装置的数目大,则尝试为无线通信预留时隙的无线通信装置的数目增加的可能性大,因此不同无线通信装置尝试为无线通信预留的时隙重叠的可能性更大。假设不同无线通信装置尝试为无线通信预留的时隙发生了重叠,则必 须执行与无线通信装置预留的时隙相关的麻烦调整过程。给定上述环境,若形成同一无线网络的无线通信装置的数目增加时将改变参考剩余数设为更大值,且形成同一无线网络的无线通信装置的数目减少时将改变参考剩余数设为更小值,则可以改变不同无线通信装置尝试为无线通信预留的时隙之间发生重叠的可能性。
所述获取参考剩余数可以是与由所述信道设置部分设置的获取信道的类型的数目相对应的数目。例如,若由所述信道设置部分设置的不同类型获取信道的数目大,则所述获取部分使用每个获取信道获取从其他无线通信装置发送的信号所需时间较长。另一方面,若由所述信道设置部分设置的不同类型获取信道的数目小,则所述获取部分使用每个获取信道获取从其他无线通信装置发送的信号所需时间较短。并且,当所述剩余时间长度变为等于或小于所述改变参考剩余数时,希望所述获取部分结束对利用所述获取信道发送的信号的获取。给定上文,若所述获取参考剩余数在由所述信道设置部分设置的获取信道的类型数目增加时被设为更大值,且在由所述信道设置部分设置的获取信道的类型数目减少时被设为更小值,则可以增大所述获取部分在所述剩余时间长度变为等于或小于所述改变参考剩余数之前完成对使用所有获取信道发送的信号的获取的可能性。
所述改变参考剩余数可以是基于如下剩余时间长度的值,所述剩余时间长度可用于使用每个获取信道来进行无线通信,所述剩余时间长度从由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号中估计。若该配置被采用,例如,若从由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号中估计的可用来使用每个获取信道进行无线通信的平均剩余时间长度很大,则可将改变参考剩余数设为较大值。相应地,在无线通信装置所属的无线网络的无线通信与其他无线网络相比相对拥挤的情况下,可以将工作信道改变为另一个无线网络的工作信道,由此使每个无线网络的无线通信流量趋于平坦。
在无线通信装置不与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信时,所述获取部分可使用所述获取信道来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号。上述结构中,无线通信装置可以与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行基本的无线通信,同时使 用所述获取部分通过所述获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号。更具体而言,所述获取部分可以获取从其他无线通信装置发送的信号,而不干扰无线通信装置的基本无线通信。
所述时分控制系统可以是使用以对具有特定周期的帧进行时间划分获得的时隙单元来执行无线通信的系统,所述信道设置部分可在时分控制系统中改变用于每帧的获取信道。
所述获取部分可获取来自不处于同一无线网络的其他无线通信装置的信标信号,所述信道设置部分可基于所述信标信号中包含的时隙预留信息来改变工作信道。上述配置中,所述信道设置部分可以简单地通过参考从其他无线通信装置获取的信标信号来确定其他无线通信装置为无线通信预留了哪些时隙。
所述获取部分可获取来自不处于同一无线网络的其他无线通信装置的数据信号,所述信道设置部分可基于所述获取部分获取数据信号的时间长度来改变工作信道。上述配置中,无线通信装置可基于所述获取部分使用所述获取信道获取从其他无线通信装置发送的数据信号的时间长度来确定每个获取信道的无线通信使用状态。
所述信道设置部分可基于所述获取部分获取的信号的获取结果来将所述工作信道改变为不被不处于同一无线网络的其他无线通信装置用于进行无线通信的信道。若采用上述结构,则由于工作信道被改变为不被其他无线通信装置用于进行无线通信的信道,因此对于无线通信装置来讲可以保证改变工作信道后有足够的时间用于无线通信。
所述信道设置部分可基于所述获取部分获取的信号的获取结果来将所述工作信道改变为如下信道,该信道的不被不处于同一无线网络的其他无线通信装置用于无线通信的时间长度等于或大于无线网络中无线通信装置至少要预留的时间长度。若采用上述配置,则所述信道设置部分将工作信道改变为如下信道,该信道的不被其他无线通信装置用于无线通信的时间长度等于或大于无线网络中无线通信装置至少要预留的时间长度。相应地,无线通信装置在工作信道改变后至少可以预留与工作信道改变前相比更多的时间用于无线通信。此外,与工作信道改变前相比,至少还可以在 工作信道改变后减少无线通信装置尝试预留的时隙与其他无线通信装置尝试预留的时隙之间重叠的发生。
所述信道设置部分可将所述工作信道改变为如下无线信道,在已被所述获取部分用来获取信号的获取信道中,该信道具有的不被其他无线通信装置用于无线通信的时间长度最长。若采用上述配置,则信道设置部分将工作信道改变为如下无线信道,在已被所述获取部分用来获取信号的获取信道中,该信道具有的不被其他无线通信装置用于无线通信的时间长度最长。相应地,无线通信装置在改变工作信道后可以保证有足够的时间用于执行无线通信。
所述时分控制系统可以是使用以对具有特定周期的帧进行时间划分获得的时隙单元来执行无线通信的系统。另外,无线通信装置还可包括同步部分,所述同步部分在所述信道设置部分将所述工作信道改变为正在被不处于同一无线网络的其他无线通信装置用于发送信标信号的另一个信道的情况下,将所述帧与其他无线通信装置使用的帧同步。若采用所述结构,则所述帧可在所述信道设置部分改变工作信道的同时与其他无线通信装置使用的帧同步。
根据本发明的另一个实施例,提供包含多个无线通信装置的无线通信系统,所述多个无线通信装置形成使用时分控制系统的自治分布式无线网络,每个无线通信装置使用与形成每个无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信。无线通信装置的每一个包括:信道设置部分,设置工作信道和获取信道,所述工作信道用来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信,所述获取信道用来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号;剩余获得部分,获得剩余时间长度,所述剩余时间长度可用于使用由所述信道设置部分设置的工作信道来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信;获取部分,使用由所述信道设置部分设置的获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;剩余确定部分,确定由所述剩余获得部分获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的获取参考剩余数,并确定所述剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数。若所述剩余确定部分确定所述剩余 时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则所述获取部分使用所述获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号。若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则所述信道设置部分基于已由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号改变所述工作信道。
根据本发明的另一个实施例,提供用于无线通信装置的无线通信方法,所述无线通信装置形成使用时分控制系统的各个自治分布式无线网络,每个无线通信装置使用与形成每个无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信。所述无线通信方法包括以下步骤:设置用于与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信的工作信道;获得可用于使用由所述信道设置步骤设置的工作信道与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信的剩余时间长度;确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于获取参考剩余数;若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则设置用于获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号的获取信道;使用所述获取信道获取从其他无线通信装置发送的信号;确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数;以及若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则基于所获取的信号改变所述工作信道。
根据本发明的另一个实施例,提供使得计算机执行以下步骤的计算机程序:设置被形成使用时分控制系统的自治分布式无线网络的一部分的无线通信装置用于执行无线通信的工作信道;获得可用于使用由所述信道设置步骤设置的工作信道与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信的剩余时间长度;确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于获取参考剩余数;若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则设置用于获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号的获取信道;使用所述获取信道获取从其他无线通信装置发送的信号;确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数;以及若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则基于所获取的信号改变所述工作信道。
根据本发明的上述实施例可以适当改变自治分布式无线网络中使用的 工作信道。
附图说明
图1是示出自治分布式无线网络的配置示例的示意图;
图2是示出超帧的配置示例的示意图;
图3是示出每个无线通信装置为自身设置的各个信标时隙位置的概念图;
图4是示出执行跳频的信道示例的示意图;
图5是示出无线通信信道的跳频式样(frequency hopping pattern)示例的示意图;
图6是示出信标帧的配置示例的示意图;
图7A是示出一个信息元素的示例的示意图;
图7B是示出另一个信息元素的示例的示意图;
图7C是示出另一个信息元素的示例的示意图;
图7D是示出另一个信息元素的示例的示意图;
图8是示出无线通信装置的配置的功能框图;
图9是示出无线通信装置中可预留的时隙的剩余数目的状态的示意图;
图10是示出本实施例的无线通信装置的扫描操作状态的示意图;
图11是示出无线通信装置的扫描操作结果的示例的示意图;
图12是示出无线通信装置的扫描操作结果的示例的示意图;
图13是示出信道改变时的时隙剩余数目和扫描开始时的时隙剩余数目的具体示例的示意图;
图14是示出多带正交频分复用(OFDM)系统中的频率信道配置的示意图;以及
图15是无线通信装置使用的无线通信方法的流程图。
具体实施方式
下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施例。注意,本说明及 附图中,本质上具有相同功能和结构的结构元素用相同标号表示,且省略对这些结构元素的重复说明。
本说明中,首先参考附图1至7说明自治分布式无线网络的配置及自治分布式无线网络的通信模式。然后,参考图8至15说明根据本实施例形成自治分布式无线网络的一部分的无线通信装置的结构和操作。
图1是示出自治分布式无线网络组1的配置的示意图。图1中的白圈指示使用相同信道来进行无线通信的无线通信装置10A至10E,虚线包围的区域指示每个无线通信装置10可以通信的无线电波范围12A至12E。此外,黑圈指示使用与无线通信装置10A至10E的信道不同的信道来执行无线通信的无线通信装置10F和10G,虚线包围的区域指示每个无线通信装置10F和10G可以通信的无线电波范围12F和12G。可以看出,无线网络组1中,使用不同信道执行无线通信的无线通信装置10的无线电波范围相重叠。
更具体而言,无线通信装置10A可与无线电波范围12A内的无线通信装置10B通信。无线通信装置10B可与无线电波范围12B内的无线通信装置10A和无线通信装置10C通信。类似地,无线通信装置10C可与无线通信装置10B和无线通信装置10D通信,无线通信装置10D可与无线通信装置10C和无线通信装置10E通信,并且无线通信装置10E可与无线通信装置10D通信。通过这种方式,无线通信装置10A至10E可与各个无线电波范围内的其他通信设备通信,从而形成无线通信系统中的无线网络。
此外,由于无线通信装置10F处于无线通信装置10G的无线电波范围12G之内,且无线通信装置10G处于无线通信装置10F的无线电波范围12F之内,因此无线通信装置10F和无线通信装置10G可以互相通信。通过这种方式,无线通信装置10F和无线通信装置10G形成无线通信系统中的无线网络。
注意,由于无线通信装置10C在使用不同信道工作的无线通信装置10F和无线通信装置10G的无线电波范围12F和12G之内,因此无线通信装置10C可以将下文中描述的获取信道设置到无线通信装置10F和无线通 信装置10G用于进行无线通信的信道,以确定无线通信装置10F和无线通信装置10G的存在。
注意,下文的说明中,在不必具体区分无线通信装置10A至10G时,只使用术语无线通信装置10。另外,在不必具体区分无线电波范围12A至12G时,只使用术语无线电波范围12。
无线通信装置10可以是任何信息处理设备,如个人计算机(PC)、家用图像处理设备(DVD刻录机、录像机等)、移动电话、个人手机系统(PHS)、移动音乐重放设备、移动图像处理设备、个人数字助理(PDA)、家用游戏控制台、移动游戏机、家用电器等等。
上述描述完成了对自治分布式无线网络组1的配置示例的说明。接下来,参考图2说明用于对每个无线网络的时分控制的超帧。
图2是示出超帧的配置示例的示意图。超帧周期通过确定的时间(例如,65毫秒)来定义,并划分成256个介质接入时隙(MAS)。形成一个无线网络的无线通信装置10将超帧周期作为指定时段帧来共享,划分出的MAS用作传送消息的单元。
另外,存在信标时段(BP)用作在超帧头部使用信标(信标信号)发送和接收管理信息的管理域,且按指定的时间间隔设置信标时隙(BS)。每个无线通信装置10配以指定的信标时隙,并可与附近的无线通信装置10交换用于执行网络管理或接入控制的参数。图2示出将9个信标时隙——即BS0至BS8——设为信标时段的示例。注意,不被设为信标时段的时段通常用作数据传输区域。
图3是示出在无线通信装置10A至无线通信装置10E形成无线网络的情况下,每个无线通信装置10为自身设置信标时隙位置的概念图。图3示出在形成一个无线网络的所有无线通信装置将未被占用的信标时隙互相通知后,每个无线通信装置10已选择它将使用的信标时隙的状态。
该示例中,无线通信装置10A使用BS2发送其信标,无线通信装置10B使用BS3发送其信标。类似地,无线通信装置10C使用BS4发送其信标,无线通信装置10D使用BS5发送其信标。无线通信装置10E使用BS6发送其信标。通过这种方式,图3示出每个无线通信装置10独家使用特 定信标时隙并发送信标的状态。
注意,为了无线通信装置10H等可以新加入无线网络,必要时可以预留BS0、BS1、BS7和BS8。通常,在每个无线通信装置10的信标时隙后提供指定数目的空闲信标时隙。提供空闲信标时隙以防无线通信装置10之一新加入无线网络。此外,配置成每个无线通信装置10的信标时段可以根据附近无线通信装置10的信标来适当扩展。
接下来,参考图4和5说明无线通信装置10用于无线通信的信道。
图4是示出执行跳频的信道示例的示意图。更具体而言,示出无线通信系统中基于多带OFDM超宽带标准的子带跳频的示例。
更具体而言,信息比特在子带1的指定符号期间发送,然后信息比特在子带2的指定符号期间发送,接着信息比特在子带3的指定符号期间发送。重复该操作以连续发送信息。
图5是示出无线通信信道的跳频式样示例的示意图。
跳频式样通过称为TFC的信道代码来定义。例如,对于信道TFC:1,使用的子带根据子带1、子带2、子带3、子带1、子带2、子带3这一规则来改变。信道1中执行的跳频示于图4。
对于信道TFC:2,使用的子带根据子带1、子带3、子带2、子带1、子带3、子带2这一规则来改变。
此外,对于信道TFC:3,使用的子带根据子带1、子带1、子带2、子带2、子带3、子带3这一规则来改变。类似地,对于信道TFC:4,使用的子带根据子带1、子带1、子带3、子带3、子带2、子带2这一规则来改变。
多带OFDM中,预提供不执行跳频的式样,如信道TFC:5至7。
更具体而言,TFC:5连续使用子带1,TFC:6连续使用子带2,而TFC:7连续使用子带3。通过这种方式,使用的跳频式样根据设置的TFC代码来确定。
预提供与所使用的TFC代码中的每个TFC代码相对应的指定前导序列。该前导是附于发送/接收信号上的同步信号。
更具体而言,在TFC:1被设为跳频式样的情况下,可以使用序列1; 在TFC:2被设为跳频式样的情况下,可以使用序列2;在TFC:3被设为跳频式样的情况下,可以使用序列3;在TFC:4被设为跳频式样的情况下,可以使用序列4;在TFC:5被设为跳频式样的情况下,可以使用序列5;在TFC:6被设为跳频式样的情况下,可以使用序列6;而在TFC:7被设为跳频式样的情况下,可以使用序列7。
以上完成对无线通信装置10用于无线通信的信道的说明。接下来,参考图6和7说明无线通信装置10在信标时段发送和接收的信标帧的配置。
图6是示出信标帧20的配置的示意图。信标帧20包括指定的管理信息,如MAC头部信息21、头部校验序列(HCS)22、信标参数23、(第一)信息元素24、(第二)信息元素25、(第N)信息元素26以及帧校验序列(FCS)28。
此外,MAC头部信息21包括帧控制信息211,标识接收信标帧20的无线通信装置的目的地址信息212,标识作为信标帧20的发送源的无线通信装置的发送源地址213,诸如序列号之类的序列控制信息214,以及记述接入控制所必需的参数的接入控制信息215。
另外,信标参数23包括记述无线通信装置10等的MAC地址信息的设备标识231,指示正用于发送给定无线通信装置的信标的信标时隙的信标时隙号232,以及包含无线通信装置10的唯一特征信息的设备控制信息233。
另外,所选信息元素可以作为信标有效载荷信息附于信标帧20上。图6所示(第一)信息元素24、(第二)信息元素25和(第N)信息元素26是这类信息元素的示例。上述“第N”信息元素的“N”指示附于信标并发送的信息元素的数目。对于每个发送信标,信息元素的数目“N”可以不同。
注意,必要时可以为信标帧20的构造添加或删除上述每个类型的参数。
图7A至7D是示出信息元素的示例的示意图。更具体而言,图7A是示出信标时段占用信息元素240的示意图,图7B示出信道改变信息元素 250,图7C示出分布式预留协议信息元素260,而图7D示出信标时段切换信息元素270。
从图7A可见,信标时段占用信息元素240由以下部分配置:信标时段占用信息元素240唯一的元素标识241,指示信标时段占用信息元素240的信息长度的信息长度242,由给定无线通信装置设置的信标时段长度243,提供关于前一超帧周期发生接收的所有信标时隙的通知的信标时隙信息位图244,指示作为被接收信标的发送源的无线通信装置10的地址的(第一)设备地址245,以及(第N)设备地址246。
从图7B可见,信道改变信息元素250由以下部分配置:信道改变信息元素250唯一的元素标识251,指示信道改变信息元素250的信息长度的信息长度252,指示信道改变之前的时间(超帧数目)的信道改变倒计数253,以及指示改变后将使用的信道的新信道号254。例如,每当一个超帧周期过去时,信道改变倒计数253中记述的计数值可减少“1”,计数值达到“0”时,可改变信道。
从图7C可见,用作时隙预留信息的分布式预留协议信息元素260由以下部分配置:分布式预留协议信息元素260唯一的元素标识261,指示分布式预留协议信息元素260的信息长度的信息长度262,通过指定协议指示用于预留控制的参数的分布式预留控制信息263,用作设备识别信息的目标设备地址信息264,所述设备识别信息指示作为预留目标的另一个无线通信装置的地址信息,指示作为预留目标的其他无线通信装置实际用于预留的时隙的(第一)分布式预留分配265,以及(第N)分布式预留分配266。
带有上述配置的分布式预留协议信息元素260通知附近的无线通信装置10关于时隙(MAS)的使用的预留,并用于执行关于附近无线通信装置10的接入控制。此外,在存在多个无线通信装置10作为通信目标的情况下,为每个无线通信装置10生成分布式预留协议信息元素260。
如图7D所示,所述信标时段切换信息元素270包括信标时段切换信息元素270唯一的元素标识271,指示信标时段切换信息元素270的信息长度的信息长度272,每次递减信标时段实际移动处的超帧号的信标移动 倒计数273,指示信标时段移动后将要使用的信标时隙的改变时隙偏移量274,以及指示已经移动到的信标时段的起点的BPST位置和当前无线通信装置所属网络中的BPST的偏移量的改变BPST偏移量275。
在使用相同信道工作但具有不同信标时段的无线网络存在的情况下,当属于无线网络之一的无线通信装置10提供关于将其信标时段改变为在其他无线网络中使用的信标时段的通知时,带有上述配置的信标时段切换信息元素270被使用。
以上参考图6和7完成对信标时段期间由无线通信装置10发送和接收的信标帧的配置的说明。接下来,参考图8至15说明根据本实施例的无线通信装置10的结构和操作。
图8是示出根据本实施例的无线通信装置10A的结构的功能框图。无线通信装置10A包括通信部分104、分析部分110、可用时隙识别部分120、数据缓冲器122、存储器部分130、通信控制部分140、剩余获得部分150、剩余确定部分160以及设置部分170。
通信部分104是与类似于无线通信装置10B和无线通信装置10C的其他无线通信装置10的接口,且具有发送部分和接收部分的功能。此外,通信部分104还具有扫描使用信道设置部分172所设获取信道发送的信号的获取部分的功能。更具体而言,通信部分104可配备天线、高频无线处理部分等等。所述天线使用无线介质发送指定高频信号,并使用无线介质接收指定高频信号。高频无线处理部分放大由天线接收的高频信号并将其转换成接收信号,并放大发送信号并将其转换成高频信号。通信部分104可通过硬件资源或软件来配置。此外,通信部分104可配置成包含与其他应用设备连接的接口功能。
分析部分110包括头部分析部分112、信标分析部分114以及预留信息分析部分116,并分析由无线通信装置10A通过通信部分104接收的信号。
头部分析部分112分析由无线通信装置10A通过通信部分104接收的信号中记述的头部信息(例如图6所示MAC头部信息21),并可以分析该接收信号是否为信标。
信标分析部分114分析已被头部分析部分112分析成信标的信号中记述的信息。例如,信标分析部分114可分析图6所示信标参数23、(第一)信息元素24等中记述的内容。
预留信息分析部分116从已被头部分析部分112分析成信标的信号中提取分布式预留协议信息元素260。然后,基于从形成同一无线网络的一部分的无线通信装置10B、无线通信装置10C等接收的信标中包含的分布式预留协议信息元素260,预留信息分析部分116在存储器部分130中记录用于无线通信装置10A所属网络的分布式预留协议信息。此外,基于下文描述的扫描期间提取的分布式预留协议信息元素260,预留信息分析部分116在存储器部分130中记录用于每个已经历扫描的网络的分布式预留协议信息。
可用时隙识别部分120确定已在下文描述的扫描期间接收的非信标帧的时隙(MAS)位置,并确定每个时隙是否可用。然后,可用时隙识别部分120在存储器部分130中记录已经历扫描的网络单元中的每个时隙的可用性。
在由无线通信装置10A通过通信部分104接收的数据信号被发往无线通信装置10A的情况下,数据缓冲器122存储非头部的有效载荷信息。注意,数据信号可在图2所示的数据传输区域中发送和接收。
存储器部分130基于预留信息分析部分116对信标的分析记录用于无线通信装置10A所属网络的分布式预留协议信息,基于预留信息分析部分116对信标的分析记录用于每个已经历扫描的网络的分布式预留协议信息,基于可用时隙识别部分120的判决记录用于每个已经历扫描的网络单元的每个时隙的可用性。稍后将参考图13描述由存储器部分130记录的数据内容的示例。
注意,数据缓冲器122和存储器部分130可以通过相同的硬件资源来配置。此外,数据缓冲器122或存储器部分130例如可以是如下的存储介质:诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)等等的非易失性存储器,诸如硬盘、磁性材料盘等等的磁盘,诸如可录致密盘(CD-R)、可改写致密盘(CD-RW)、可录数字 万用盘(DVD-R)、可改写数字万用盘(DVD-RW)、可录双层数字万用盘(DVD+R)、可改写双层数字万用盘(DVD+RW)、数字万用盘随机存取存储器(DVD-RAM)、可录Blu-rayTM盘(BD-R)、可改写Blu-rayTM 盘(BD-RE)等等的光盘,或磁光(MO)盘。
通信控制部分140控制与诸如无线通信装置10B和无线通信装置10C之类的其他无线通信装置10进行的总体无线通信,并包含时隙管理部分142、接入控制部分144、信标生成部分146以及同步部分148。
时隙管理部分142为无线通信装置10A预留时隙或改变时隙,以便无线通信装置10A以及无线通信装置10A所属的无线网络中诸如无线通信装置10B和无线通信装置10C之类的其他无线通信装置10预留的时隙之间没有重叠。注意,下文中,为无线通信执行的预留将以名称分布式预留协议(DRP)指代。
接入控制部分144具有基于信标中记述的信息来确定超帧周期中用于每个时隙(MAS)的接入控制方法的超帧接入控制部分的功能,并管理操作。
信标生成部分146将时隙管理部分142预留的时隙预留信息附于信标帧并生成或设置信标。同步部分148执行将无线通信装置10A的BPST与另一个网络中的BPST同步的处理。换言之,同步部分148可以将无线通信装置10A的超帧周期与另一个网络中的超帧周期同步。
剩余获得部分150基于无线通信装置10A所属网络中的分布式预留协议信息获得可以为网络中的无线通信预留的时隙的剩余数目。在可为无线通信预留的时隙的剩余数目被存储于存储器部分130的情况下,剩余获得部分150具有从存储器部分130读取剩余时隙数的读取部分的功能。或者,剩余获得部分150可配置成直接从预留信息分析部分116获得无线通信装置10A所属网络中的分布式预留协议信息。
注意,从剩余获得部分150获得的时隙的剩余数目只是可为无线通信装置10A所属网络中的无线通信预留的剩余时间的一个示例。例如,除了将时隙单元用于网络的时分控制系统之外,可采用如下配置,其中无线通信装置10单独指定时隙,剩余获得部分150获得剩余时间作为未被指定 为时隙的时间量。
剩余确定部分160确定已由剩余获得部分150获得并可为无线通信装置10A所属网络中的无线通信预留的时隙的剩余数目(下文称为“时隙剩余数”)是否等于或小于作为获取参考剩余数的扫描开始时隙剩余数。剩余确定部分160还确定时隙剩余数是否等于或小于作为改变参考剩余数的信道改变时隙剩余数。确定的具体细节将在稍后说明。但是,当剩余确定部分160确定时隙剩余数等于或小于扫描开始时隙剩余数时,无线通信装置10A尝试获得与无线通信装置10A正用于无线通信的工作信道不同的信道的使用状态。另外,当剩余确定部分160确定时隙剩余数等于或小于信道改变时隙剩余数时,无线通信装置10A改变工作信道。
注意,在配置成时隙剩余数小于指定数目时无线通信装置10A尝试获得与工作信道不同的信道的使用状态的情况下,在时隙剩余数被确定为小于指定数目时的最大时隙剩余数与扫描开始时隙剩余数相对应。此外,在配置成时隙剩余数小于指定数目时无线通信装置10A改变工作信道的情况下,在时隙剩余数被确定为小于指定数目时的最大时隙剩余数与信道改变时隙剩余数相对应。
设置部分170包括信道设置部分172和扫描设置部分174。信道设置部分172设置用于与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置10B、无线通信装置10C等进行的无线通信的工作信道,并设置用于扫描或获取由其他无线通信装置10F、10G等发送的信号的获取信道。
更具体而言,工作信道是通常用于与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置10B、无线通信装置10C等进行的无线通信的信道就够了,获取信道是由形成其他网络的无线通信装置10F、无线通信装置10G等进行的无线通信的信道也够了。因此,在信道设置部分172将获取信道设置到由无线通信装置10F、无线通信装置10G等用于无线通信的信道的情况下,对无线通信装置10A来讲可以获取或扫描由无线通信装置10F、无线通信装置10G等发送的信号。更具体而言,通信部分104或分析部分110等具有接收、获取或扫描使用信道设置部分172所设获取信道发送的信号的获取部分的功能。
另外,当确定部分160确定时隙剩余数为扫描开始时隙剩余数时,信道设置部分172设置获取信道,并且使得通信部分104等扫描使用所设获取信道发送的信号(信标或数据信号)。
更具体而言,当剩余数确定部分160确定时隙剩余数为扫描开始时隙剩余数时,信道设置部分172可以将获取信道设置到用于每个超帧的不同信道。作为采用这种配置的结果,无线通信装置10A对每个超帧可以扫描使用不同信道来发送的信号,从而确定每个信道使用状态。
另外,当剩余数确定部分160确定时隙剩余数等于或小于信道改变时隙剩余数时,信道设置部分172基于获取信道的信号扫描结果改变工作信道。
更具体而言,信道设置部分172使用存储器部分130存储的用于每个已经历扫描的网络的分布式预留协议信息、已经历扫描的无线网络单元中每个时隙的可用性等作为基础,将工作信道改变为具有更多空闲时隙的无线网络所使用的信道。此外,若存在根本不用于无线通信的信道,则信道设置部分172可将工作信道改变为该信道。或者,信道设置部分172可将工作信道改变为在已经历扫描的无线网络中具有的空闲时隙数目最多的无线网络中使用的信道。
注意,扫描开始时隙剩余数可以是与信道设置部分172所设获取信道的类型相对应的数目。例如,若信道设置部分172所设获取信道的类型数目大,则充当获取部分的通信部分104或分析部分110等需要更长的时间来扫描使用各种获取信道从其他无线通信装置10发送来的信号。另一方面,若由信道设置部分172设置的获取信道的类型数目小,则充当获取部分的通信部分104或分析部分110等需要更短的时间来扫描使用各种获取信道从其他无线通信装置10发送来的信号需要较短的时间。另外,当时隙剩余数变为等于或小于信道改变时隙剩余数时,优选的是结束对使用信道设置部分172所设全部获取信道来发送的信号进行的扫描。
给定上文,可采用如下配置,其中信道设置部分172所设获取信道的类型数目变大时,扫描开始时隙剩余数被设为较大值;信道设置部分172所设获取信道的类型数目变小时,扫描开始时隙剩余数被设为较小值。结 果,对使用信道设置部分172所设全部获取信道来发送的信号进行的扫描在时隙剩余数变为等于或小于信道改变时隙剩余数之前完成的可能性可以增大。
例如,在信道设置部分172可以设置5个获取信道的情况下,扫描开始时隙剩余数被设为14;在信道设置部分172可以设置20个获取信道的情况下,扫描开始时隙剩余数被设为32等等。通过这种方式,可以事先定义信道设置部分172能够设置的获取信道与扫描开始时隙剩余数之间的关系。
另外,信道改变时隙剩余数可以是与形成同一无线网络的无线通信装置10的数目相对应的数目。在使用时分控制系统的网络中用于无线通信的空闲时隙数目大的情况下,不同无线通信装置10尝试为无线通信预留的时隙重叠的可能性小。另一方面,在使用时分控制系统的网络中用于无线通信的空闲时隙数目小的情况下,不同无线通信装置10尝试为无线通信预留的时隙重叠的可能性大。此外,若形成同一无线网络的无线通信装置10数目大,则尝试为无线通信预留时隙的无线通信装置10的数目增加的可能性较大。假设不同无线通信装置10尝试为无线通信预留的时隙发生了重叠,则必须为无线通信装置10之间的预留时隙执行麻烦的调整过程。
给定上述情况,在根据本实施例的无线通信装置10中,形成同一无线网络的无线通信装置10的数目增加时,信道改变时隙剩余数被设为较大值;形成同一无线网络的无线通信装置10的数目减少时,信道改变时隙剩余数被设为较小值。作为采用这种配置的结果,可以改变不同无线通信装置10尝试为无线通信预留的时隙之间发生重叠的可能性。
例如,可采用如下配置,其中在形成同一网络的无线通信装置10的数目为2的情况下,信道改变时隙剩余数被设为4,在形成同一无线网络的无线通信装置10的数目为12的情况下,信道改变时隙剩余数被设为14等等。通过这种方式,可以事先定义形成同一无线网络的无线通信装置10的数目与扫描开始时隙剩余数之间的关系。
信道改变时隙剩余数可以是基于可利用每个获取信道用于无线通信的 时隙剩余数并从使用获取信道扫描的结果中估计的值。例如上述结构中,若可通过每个获取信道用于无线通信的从使用获取信道扫描的结果中估计的值平均时隙剩余数大,则信道改变时隙剩余数可设为较大值。相应地,在给定的无线通信装置10的无线网络的无线通信与其他无线网络相比相对拥挤的情况下,给定无线通信装置10可以将其工作信道改变为其他无线网络的工作信道,从而使每个无线网络的无线通信流量趋于平坦。
例如,在已扫描信道的平均时隙剩余数为112的情况下,信道改变时隙剩余数可设为112。或者,信道改变时隙剩余数可设为已扫描信道中的最大时隙剩余数。更具体而言,信道改变时隙剩余数可以某种形式或其他形式使用扫描结果来确定。
扫描设置部分174设置用于无线通信装置10A的扫描操作。例如,扫描设置部分174可以执行设置,以便使用基本不用于形成同一无线网络的一部分的无线通信装置10A和其他无线通信装置10B、无线通信装置10C等之间的无线通信的时隙执行扫描操作。若采用这种结构,则无线通信装置10A可以与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置10A及无线通信装置10B等执行基本的无线通信,同时使用获取信道扫描信号。更具体而言,根据本实施例的无线通信装置10A可以扫描从其他无线通信装置10F、无线通信装置10G等发送的信号,而不干扰无线通信装置10A的基本无线通信。
上文中,说明了根据本实施例的无线通信装置10的结构。无线通信装置10B至10G实际上具有与无线通信装置10A相同的结构,因而此处省略对它们的结构的说明。注意,还可创建计算机程序以使得构建在无线通信装置10A中的诸如CPU、ROM和RAM之类的硬件执行与上述无线通信装置10的每个结构元件相同的功能。接下来,参考图9至14说明剩余获得部分150、剩余确定部分160、设置部分170等的具体操作。
图9是示出无线通信装置10C中可预留时隙的剩余数目状态的示意图。图1所示的无线通信装置10C接收由无线通信装置10B发送的信标302B和由无线通信装置10D发送的信标302D,二者位于无线通信装置10C附近。注意,由于无线通信装置10B与无线通信装置10D的工作信道 与无线通信装置10C的工作信道相同,因此无线通信装置10C可以接收由无线通信装置10B和无线通信装置10D发送的信标302B和信标302D而不必特别执行切换操作。
基于从无线通信装置10B接收的信标302B,无线通信装置10C可以确定在无线通信装置10B和无线通信装置10A之间设置DRP预留的时隙。例如,基于从无线通信装置10B接收的信标302B,无线通信装置10C可以确定由DRP(Rx、Tx)304A和DRP(Rx、Tx)304B指示的时隙已被预留。此外,无线通信装置10C可以在存储器130中记录由DRP(Rx、Tx)304A和DRP(Rx、Tx)304B指示的时隙已被预留。
另外,基于从无线通信装置10D接收的信标302D,无线通信装置10C可以确定在无线通信装置10D和无线通信装置10E之间设置DRP预留的时隙。例如,基于从无线通信装置10D接收的信标302D,无线通信装置10C可以确定由DRP(Rx、Tx)304D和DRP(Rx、Tx)304E指示的时隙已被预留。此外,无线通信装置10C可以在存储器130中记录由DRP(Rx、Tx)304D和DRP(Rx、Tx)304E指示的时隙已被预留。
结果,无线通信装置10C可以确定无法预留由DRP(Rx、Tx)304A和DRP(Rx、Tx)304B预留的已预留时隙,由DRP(Rx、Tx)304D和DRP(Rx、Tx)304E预留的已预留时隙,以及由DRP(Tx)304C预留的已预留时隙以用于无线通信装置10C进行的发送。
另外,无线通信装置10C可以确定存在可预留时隙316,该时隙不是上述它已确定被预留的时隙。此外,例如剩余获得部分150可以获得作为时隙剩余数的可预留时隙316的数目,其中时隙剩余数是通过从时隙总数中减去存储器130中记录的已预留时隙数来获得的。
图10是示出根据本实施例的无线通信装置10的扫描操作状态的示意图。从图10可见,每个无线通信装置10执行对如下信号的扫描操作:这些信号是在除了信标时段(BP)302的时隙以及被给定无线通信装置10预留的时隙304之外的时隙中使用与给定无线通信装置10的工作信道不同的信道发送的。
例如,给定无线通信装置10使用作为给定无线通信装置10基本用于 无线通信的工作信道的信道1执行通信,同时在超帧1的空闲时间——即并非信标时段(BP)302和被无线通信装置10预留的时隙304的时间——期间将获取信道设置到信道2。然后,无线通信装置10对使用信道2发送的信号执行扫描操作。类似地,给定无线通信装置10在超帧2的空闲时间期间将获取信道设置到信道3,并对使用信道3发送的信号执行扫描操作。此外,给定无线通信装置10在超帧3的空闲时间期间将获取信道设置到信道4,并对使用信道4发送的信号执行扫描操作。然后,给定无线通信装置10在超帧4的空闲时间期间将获取信道设置到信道5,并对使用信道5发送的信号执行扫描操作。
注意,如上的这种类型的扫描操作在由剩余确定部分160确定的时隙剩余数等于或小于扫描开始时隙剩余数时开始。另外,扫描操作例如可终止于工作信道被信道设置部分172改变或时隙剩余数变为等于或大于扫描开始时隙剩余数时。
图11和12是示出无线通信装置10C的扫描操作结果的示例的示意图。如图11所示,作为扫描操作的结果,无线通信装置10C可以接收由无线通信装置10F发送的信标302F。从而,无线通信装置10C可以确定由DRP(Rx、Tx)331至337、341至347指示的时隙是已被无线通信装置10F和无线通信装置10G预留的已预留时隙。此外,无线通信装置10C可以在存储器部分130中记录已预留时隙。
例如,在无线通信装置10F和无线通信装置10G正使用信道2作为工作信道的情况下,无线通信装置10C可以基于接收到的信标302F来确定图12所示的信道2的使用状态。更具体而言,无线通信装置10C可以确定:由无线通信装置10F和无线通信装置10G预留的对应于DRP(Rx、Tx)331至337、341至347的时隙351至357以及使用信道2的网络中的信标时段360是不可用或不可预留的时隙。结果,无线通信装置10C可以确定除时隙351至357及信标时段360之外的时隙是可预留时隙371至377。
注意,在使用获取信道发送的信标302F在扫描操作期间不能被接收的情况下,可以确定实际接收发送/接收数据信号的时隙是不可用或不可预 留时隙。
图13是示出信道改变时隙剩余数和扫描开始时隙剩余数的具体示例的示意图。如图13所示,根据本实施例的给定无线通信装置10的剩余确定部分160例如确定给定无线通信装置10使用的工作信道中的时隙剩余数为16或更小。在剩余确定部分160确定的时隙剩余数为16或更小的情况下,给定无线通信装置10通过使用信道设置部分172按顺序设置获取信道来执行扫描操作。如图13的示例所示,信道1中的时隙剩余数为15,由于它小于扫描开始时隙剩余数16,因此扫描操作由给定无线通信装置10开始。
图13示出给定无线通信装置10扫描信道2并确定信道2目前不用于无线通信的示例。相应地,信道2为空闲信道的事实被记录于存储器部分130中。类似地,图13示出给定无线通信装置10扫描信道3并在存储器部分130中记录信道3中的时隙剩余数在192和208之间,扫描信道4并在存储器部分130中记录信道4为空闲信道,扫描信道5并在存储器部分130中记录信道5中的时隙剩余数在80和96之间,扫描信道6并在存储器部分130中记录信道6为空闲信道,并且扫描信道7并在存储器部分130中记录信道7为空闲信道。
另外,在信道1中的时隙剩余数减少并变为等于或小于信道改变时隙剩余数即8个时隙的情况下,信道设置部分172可以使用存储器部分130中记录的扫描操作结果来选择信道3,并将工作信道改变为信道3,其中信道3是已用信道中具有最大时隙剩余数的信道。
注意,信道设置部分172所选信道可以是空闲信道或者可以是已用信道中具有最小已用时隙数的信道。此外,具有的剩余时隙数小于扫描开始时隙剩余数的信道可以从选择中排除。另外,信道设置部分172可以简单地选择具有最小信道数目的信道,或者必要时可基于多个条件的组合来执行选择。
图14是示出多带OFDM系统中的频率信道配置的示意图。如图14所示,Wimedia联盟标准中定义在3.1GHz和10.6GHz之间分配14个子带,每个子带具有528KHz带宽。
另外,通过从低频子带开始按顺序为3个子带的群组定界,配置频带组1、频带组2、频带组3和频带组4。剩下的2个子带配置成频带组5。注意,目前已预定增加使用国际通用频带的频带组6。
通过改变用于上述每个频带组的跳频式样,可以配置图5所示的信道1至7。更具体而言,图5所示的信道1至7仅示出一个频带组的信道。
因此,在工作信道为频带组1的信道7的情况下,信道设置部分172可将获取信道设置到频带组3的信道2,接着可将工作信道改变为频带组3的信道2。注意,可事先限制或指定能够被信道设置部分172设为获取信道的信道。
以上完成对剩余确定部分160、设置部分170等的具体操作的说明。接下来,参考图15说明根据本实施例的无线通信装置10的操作。
图15是示出根据本实施例的无线通信装置10的无线通信方法的流程图。如图15所示,首先,无线通信装置10的信道设置部分172设置用于给定无线通信装置10所属无线网络中的无线通信的工作信道(步骤S402)。然后,剩余获得部分150获得给定无线通信装置10使用的工作信道中空闲时隙的数目,即,获得时隙剩余数(步骤S403)。
接着,剩余确定部分160确定由剩余获得部分150获得的时隙剩余数是否等于或小于信道改变时隙剩余数(步骤S404)。若剩余确定部分160确定时隙剩余数不等于或小于信道改变时隙剩余数,则剩余确定部分160确定时隙剩余数是否等于或小于扫描开始时隙剩余数(步骤S406)。若剩余确定部分160确定时隙剩余数不等于或小于扫描开始时隙剩余数,则程序返回根据步骤S403的处理。另一方面,若剩余确定部分160确定时隙剩余数等于或小于扫描开始时隙剩余数,则信道设置部分172设置获取信道(步骤S408)。然后,无线通信装置10在存储器部分130中记录信道设置部分172设置的获取信道作为空闲信道。
接下来,扫描设置部分174确定当前时间是否处于扫描时间范围内,即,当前时间是否处于使用工作信道执行基本无线通信的时间之外(步骤S412)。若当前时间被确定为处于扫描时间范围之内,则信道设置部分172将信道切换为获取信道(步骤S414)。然后,若通信部分104接收到 任何类型的帧,则获取信道为已用信道的事实被记录于存储器部分130中(步骤S416、S418)。接着,可用时隙识别部分120使得存储器部分130将通信部分104接收到帧的时隙记录为检出时隙位置(步骤S420)。
另外,头部分析部分112分析通信部分104接收到的任何帧的头部信息,并且若通信部分104接收到的任何帧为信标帧,则信标分析部分114分析信标参数(步骤S422、步骤S424)。此外,基于信标分析部分114获得的对信标参数的分析,获取信道中的可用时隙被记录于存储器部分130(步骤S426)。并且,获取信道中超帧的头部位置也被记录于存储器部分130(S428)。步骤S412至S428的处理过后,或者在没有接收到帧的情况下,或者在接收到的帧不是信标帧的情况下,程序返回步骤S412,确定当前时间是否处于扫描时间范围内。
在步骤S412中,若确定当前时间处于扫描时间范围内,即当前时间是正使用工作信道执行基本无线通信的时间,则信道设置部分172将信道切换为工作信道(步骤S430)。接着,若超帧周期结束,则程序返回步骤S403,而若超帧周期未结束,则程序返回步骤S412(步骤S432)。换言之,若超帧结束之前再次进入扫描时间范围,则无线通信装置10将信道切换为获取信道并执行扫描操作。
另一方面,步骤S404中,若剩余确定部分160确定时隙剩余数等于或小于信道改变时隙剩余数,则信道设置部分172基于扫描结果确定存储器部分130中是否存在被记录为空闲信道的信道(步骤S434)。若信道设置部分172确定存储器部分130中存在被记录为空闲信道的信道,则信道设置部分172将工作信道改变为空闲信道。
步骤S434中,若确定存储器部分130中不存在被记录为空闲信道的信道,则信道设置部分172获得存储器部分130中记录的用于每个信道的时隙剩余数(可用时隙数)(步骤S436)。然后,若步骤S436中获得的时隙剩余数大于给定无线通信装置10将预留使用的使用时隙数,则同步部分148将给定信道中的信标发送位置改变为给定无线通信装置10的信标发送位置(步骤S454),且信道设置部分172将工作信道改变为给定信道(步骤S438,S456)。注意,可采用如下配置,其中步骤S438中,若 步骤S436中获得的时隙剩余数大于给定无线通信装置10所属网络中的时隙剩余数,则工作信道被改变为给定信道。
另一方面,若步骤S436中获得的时隙剩余数小于当前工作信道中的时隙剩余数,则信道设置部分172确定是否已检查所有信道(步骤S440)。若尚未检查所有信道,则信道设置部分172返回步骤S436的处理并获得用于其他信道的时隙剩余数。
若步骤S440中确定已检查所有信道,则信道设置部分172从存储器部分130获得关于与给定信道相关的检出时隙位置的信息(步骤S422)。然后,信道设置部分172确定从总时隙数中减去给定信道中的检出时隙数而得到未检出时隙数是否大于无线通信装置10将要预留的使用时隙数(步骤S444)。若确定当前工作信道中的时隙剩余数大于未检出时隙数,则给定无线通信装置10执行BPST识别扫描来识别超帧头部的位置(步骤S450)。注意,步骤S444中,若未检出时隙数大于给定无线通信装置10所属网络中的时隙剩余数,则工作信道可改变为给定信道。
若接收到BPST识别扫描识别出的信标,则程序进行到步骤S454。另一方面,若未接收到BPST识别扫描识别出的信标,则确定无法改变信道。这种情况下,例如,在无线通信装置10的显示部分上显示无法改变信道(步骤S448)。或者,若步骤S444中确定未检出时隙数小于当前工作信道中的时隙剩余数,则确定是否已检查所有信道。若尚未检查所有信道,则程序返回步骤S442。在确定已检查所有信道的情况下,执行步骤S448的处理(步骤S446)。
如上所述,根据本实施例的无线通信装置10,在时隙剩余数变为等于或小于信道改变时隙剩余数之前,通信部分104可以扫描使得每个获取信道的无线通信使用状态可以基于设置部分170的各种设置来确定的信号。相应地,当时隙剩余数变为信道改变时隙剩余数时,信道设置部分172可以将工作信道平滑地改变为具有良好无线通信使用状态的信道。
另外,若工作信道改变为允许预留期望数目的时隙的信道,则给定无线通信装置10可以在工作信道改变后立即执行无线通信。而且,给定无线通信装置10可以事先执行对获取信道的扫描以简化信道改变后的复杂 处理。
此外,工作信道改变时,无线通信装置10可以通过建立用于执行扫描的各个条件以及用于改变工作信道的各个条件来迅速确定工作信道需要改变为哪个信道。
另外,在作为使用确定的获取信道扫描的结果接收到非信标帧的情况下,给定无线通信装置10可以记录接收到非信标帧的时隙,从而使得确定的获取信道中的时隙预留状态即使在未接收到信标的情况下也能被确定。
此外,若确定的获取信道被扫描且信标被接收,则给定无线通信装置10可以参考信标中记述的分布式预留协议信息元素260来决定确定的获取信道中的时隙剩余数。根据上述结构,与基于简单的载波检测等确定干扰时间的方法相比,可以可靠地确定使用时间。
此外,无线通信装置10在改变工作信道的同时将信标发送时段与将要改变到的网络中的信标发送时段进行同步。因此,改变工作信道后,可以省略无线通信装置10使用改变到的网络执行无线通信之前的复杂处理。
本领域技术人员应该理解取决于设计要求和其他因素可以想到各种变更、组合、子组合和修改,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
例如,本说明中描述的无线通信装置10所执行处理的每一步不必按符合流程图记述的顺序的时序来执行,而是可包含并列或单独执行的处理(例如,并列处理或面向对象的处理)。
此外,上述无线通信方法可提供为计算机运行的程序或存储该程序的存储介质。
本发明包含与2006年12月13日向日本专利局递交的日本专利申请JP 2006-336285相关的主题,其全部内容通过引用结合于此。
Claims (14)
1.一种无线通信装置,其形成自治分布式无线网络的一部分并处于无线通信系统中,所述自治分布式无线网络使用时分控制系统,所述无线通信系统包括在各个无线网络中的多个无线通信装置,所述无线通信装置使用与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信,所述无线通信装置包括:
信道设置部分,设置工作信道和获取信道,所述工作信道用来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信,所述获取信道用来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号;
剩余获得部分,获得剩余时间长度,所述剩余时间长度可用于使用由所述信道设置部分设置的工作信道来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信;
获取部分,使用由所述信道设置部分设置的获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;
剩余确定部分,确定由所述剩余获得部分获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的获取参考剩余数,并确定所述剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数,其中
若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则所述获取部分使用所述获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;并且
若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则所述信道设置部分基于已由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号改变所述工作信道。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述改变参考剩余数是与形成同一无线网络的无线通信装置的数目相对应的数目。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述获取参考剩余数是与所述信道设置部分设置的获取信道的类型的数目相对应的数目。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述改变参考剩余数是基于如下剩余时间长度的值:所述剩余时间长度可用于使用每个获取信道来进行无线通信,所述剩余时间长度从由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号中估计。
5.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述获取部分在所述无线通信装置不与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信时,使用所述获取信道来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号。
6.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中
所述时分控制系统是使用以对具有特定周期的帧进行时间划分获得的时隙单元来执行无线通信的系统,并且
所述信道设置部分在时分控制系统中改变用于每帧的获取信道。
7.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中
所述获取部分获取来自不处于同一无线网络的其他无线通信装置的信标信号,并且
所述信道设置部分基于所述信标信号中包含的时隙预留信息来改变所述工作信道。
8.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中
所述获取部分获取来自不处于同一无线网络的其他无线通信装置的数据信号,并且
所述信道设置部分基于所述获取部分获取所述数据信号的时间长度来改变所述工作信道。
9.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述信道设置部分基于所述获取部分获取的信号的获取结果来将所述工作信道改变为不被不处于同一无线网络的其他无线通信装置用于进行无线通信的信道。
10.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中所述信道设置部分基于所述获取部分获取的信号的获取结果来将所述工作信道改变为如下信道,该信道的不被不处于同一无线网络的其他无线通信装置用于无线通信的时间长度等于或大于无线网络中所述无线通信装置至少要预留的时间长度。
11.根据权利要求10所述的无线通信装置,其中所述信道设置部分将所述工作信道改变为如下无线信道,在已被所述获取部分用来获取信号的获取信道中,该信道具有的不被其他无线通信装置用于无线通信的时间长度最长。
12.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中
所述时分控制系统是使用以对具有特定周期的帧进行时间划分获得的时隙单元来执行无线通信的系统,所述无线通信装置还包括:
同步部分,所述同步部分在所述信道设置部分将所述工作信道改变为正在被其他无线通信装置用于发送信标信号的另一个信道的情况下,将所述帧与其他无线通信装置使用的帧同步。
13.一种无线通信系统,包含多个无线通信装置,所述多个无线通信装置形成使用时分控制系统的自治分布式无线网络,每个无线通信装置使用与形成每个无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信,所述无线通信装置的每一个包括:
信道设置部分,设置工作信道和获取信道,所述工作信道用来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信,所述获取信道用来获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号;
剩余获得部分,获得剩余时间长度,所述剩余时间长度可用于使用由所述信道设置部分设置的工作信道来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信;
获取部分,使用由所述信道设置部分设置的获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号;
剩余确定部分,确定由所述剩余获得部分获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的获取参考剩余数,并确定所述剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数,
其中若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则所述获取部分使用所述获取信道来获取从其他无线通信装置发送的信号,并且
若所述剩余确定部分确定所述剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则所述信道设置部分基于已由所述获取部分从其他无线通信装置获取的信号改变所述工作信道。
14.一种用于无线通信装置的无线通信方法,所述无线通信装置形成使用时分控制系统的各个自治分布式无线网络,每个无线通信装置使用与形成每个无线网络的一部分的无线通信装置共用的工作信道来执行无线通信,所述无线通信方法包括以下步骤:
设置用于与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信的工作信道;
获得可用于使用所述工作信道来与形成同一无线网络的一部分的无线通信装置进行无线通信的剩余时间长度;
确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于获取参考剩余数;
若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述获取参考剩余数,则设置用于获取从不处于同一无线网络的其他无线通信装置发送的信号的获取信道;
使用所述获取信道获取从其他无线通信装置发送的信号;
确定所获得的剩余时间长度是否等于或小于指定的改变参考剩余数;以及
若确定了所获得的剩余时间长度等于或小于所述改变参考剩余数,则基于所获取的信号改变所述工作信道。
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