CN101448300B - 无线通信方法及无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信方法及无线通信装置。构成无线网络系统的无线通信装置的信标时隙位置控制单元(205)检测在信标周期内是否存在空闲信标时隙。空闲信标时隙在发送自己的信标的期间之前的时候,移动计数器(206)开始计数规定的超帧。然后,计数结束时,在先前的空闲的信标时隙发送自己的信标。由此,由于空闲信标时隙塞满,所以即使加入无线通信系统的无线通信装置的数目动态地变动,无线通信装置也可以进行通信效率好、且功率消耗的浪费少的无线通信。
Description
技术领域
本发明涉及在无线通信网络中进行自组织(ad hoc)通信时的无线通信方法及无线通信装置。
背景技术
长期以来,作为所述无线通信方法及无线通信装置,例如已有在特开2003-229869号公报中所记载无线通信方法及无线通信装置。图42显示了特开2003-229869号公报中所记载无线通信方法,显示了在无线网络中,不配置控制站,无线通信装置之间直接通信的无线通信方法。
在图42中,无线通信装置以规定的时间间隔发送记载了显示自己的信息接收开始位置的接收时序信息、接收窗口信息和接收周期信息的管理信息(M1~M4)。能接收到该管理信息的其它无线通信装置,与相应的无线通信装置的通信装置序号关连起来,存储接收时序及接收窗口、接收周期。然后,该其它的无线通信装置在信息传送时根据通信对方的接收时序与接收窗口、接收周期求取相应的无线通信装置中接收开始位置,以该时序发送信息。
另外,全部无线通信装置在各自的信标时隙发送信标并在管理信息交换区域(以下称“信标周期”)(C1、C5)交换管理信息。
但是,用过去的方法,由于信标周期是固定时间,所以在不知道预先发送多少信标的无线网络系统中,存在着如下的问题,即,当实际加入该无线网络系统中的无线通信装置比预先假定的节点数少很多的情形下,信标周期中空闲时间多,通信效率不好。
另外,信标周期的时间,为了全部节点在待接收状态继续动作,超过必要的长的信标周期消耗了过多的功率,因此功率消耗的浪费增加了。
而且,在近邻存在采用相同的无线通信方式的其它的无线网络系统的情形下,信标周期越长,信标周期间冲突或数据通信冲突的可能性就会越高。
另一方面,加入该无线网络系统中的无线通信装置是比预先假定的节点数大的数的情形下,信标的空闲时隙不足了而出现了不能参加到无线网络系统中的无线通信装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使加入到无线网络系统中的无线通信装置数动态变动,通信效率依然良好且功率损耗的浪费也少的无线通信方法。
本发明的无线通信方法,其使无线通信装置在信标周期使信标彼此不冲突地进行发送,无线通信装置在信标周期内,在作为发送自己的信标的期间的信标时隙以前,检测是否有空闲的信标时隙。检测到空闲的信标时隙时,开始规定数目的超帧的计数,到所述规定数目的超帧的计数结束之前待机将自己的信标时隙位置向所述空闲的信标时隙移动。然后,无线通信装置,将包含向其它无线通信装置通知自己的信标时隙位置的移动处理状态的移动状态信息的发送者信息、和信标周期占有信息附加给信标,所述信标周期占有信息包含从其它的无线通信装置接收到的移动状态信息、特定通知了所述移动状态信息的无线通信装置的标识符、和信标时隙位置,并在自己的信标时隙发送。然后,无线通信装置,在经过规定数目的超帧后,将自己的信标向所述空闲的信标时隙移动并发送。另外,无线通信装置根据接收到的无线通信装置的信标的移动状态信息和信标周期占有信息确定信标时隙的使用状态。
由此,无线通信装置,由于可以根据需要变更信标周期的长度,所以可以消除节点数在固定长度的信标周期中产生的通信效率的降低或功率消耗的损失的不利之处。另外,无线通信装置通过进行开始超帧的计数等的移动处理状态的通知,就可以应对在相同的信标周期中所发送的其它的信标信息的变化。另外,到次邻近的无线通信装置发出的信标信息到达要延迟1个信标周期,但无线通信装置以超帧单位等待信标时隙位置的移动,这样,可以吸收该延迟。另外还有,无线通信装置由于也可以相互通知与次邻近的无线通信装置的信标时隙有关的信息,所以通过移动信标时隙,通信对方的无线通信装置,可以避免与可能通信的其它无线通信装置的信标冲突。
另外,本发明的无线通信方法,其特征在于,规定数目的超帧的计数,在从自己的信标时隙至信标周期结束之前其它的无线通信装置的信标存在的期间不进行。
由此,能保证只有递减计数的无线通信装置,在其近邻是变更了唯一的信标时隙的无线通信装置。因此,不会引起与其它的无线通信装置同时移动至相同的信标时隙位置的事态,而可以进行信标周期的退缩动作。
另外,本发明的无线通信方法,还可以是规定数目的超帧的计数为2以上。
由此,信标时隙位置的移动,到次邻近的无线通信装置发出信标的信息到达延迟1个信标周期,但是通过以超帧单位等待信标时隙位置的移动,可以吸收该延迟。
另外,本发明的无线通信方法,通过无线通信装置所接收到的信标及信标周期占有信息,检测到作为无线通信装置的信标时隙位置的配置的信标结构的变更时,也进行空闲的信标时隙的检测和向所述空闲信标时隙移动自己的信标时隙位置的移动处理。
由此,在处于动态变更信标结构的状况下时,可以自律分散地检测它并进行信标周期的缩减动作。
另外,本发明的无线通信方法中的移动状态信息是对规定数目的超帧计数的移动计数的计数值或标志。
由此,在使用标志的情形下,无线通信装置间的收发数据可限定在最小限的1比特,所以可以使通信时间很短。
另外,本发明的无线通信方法,其特征在于,无线通信装置将从信标结构的最后方的时隙开始的至少两个时隙作为不进行数据通信的加入者用时隙而确保,在通过新加入或再加入无线网络开始信标的发送时,将从所述加入者用时隙中随机选择的时隙作为自己的信标时隙位置发送信标。
由此,在无线通信装置新加入的情形下,或在因地理位置的移动而与其它的无线通信装置信标时隙位置重复了的无线通信装置再加入的情形下,可以将这些无线通信装置用相同的算法组合到无线网络系统的信标结构中。
另外,本发明的无线通信方法,其特征在于,还具有无线通信装置将信标时隙长度信息付加到信标上的步骤,所述信标时隙长度信息表示从所述信标时隙的最前方的位置到自己认识到的所述信标结构的最后方时隙的长度。在所述无线通信装置从近邻的无线通信装置所接收到的所述信标时隙长度信息中、在最大的信标时隙长度与所述加入者用时隙的长度的和的期间不进行数据通信,而接受信标。
由此,位于近邻的无线通信装置的近邻的无线通信装置,在用在此检测的加入者用时隙开始发送信标时也可以接收该信标。
本发明的无线通信方法,移动状态信息还包含表示无线通信装置的信标时隙位置的移动预定目的地的移动目的地时隙位置信息;无线通信装置,在从自己的信标时隙至信标周期结束之前发送信标的其它无线通信装置以移动目的时隙位置信息指定了的信标时隙以外,检测到存在空闲的信标时隙的情形下,选择所述空闲的信标时隙中任意一个,作为移动目的信标时隙位置向其它的无线通信装置通知,并开始规定数目的超帧的计数。
由此,无线通信装置,即使每个移动目的地信标时隙产生竞争,通过1周期的递减计数,可以使多个的信标移动到缩退位置。
另外,本发明的无线通信方法,当无线通信装置在空闲的信标时隙中选择了最上位的信标时隙时,如果本身不是最下位时隙,则变成最下位的时隙之前,依次以下一个超帧选择接下来成为最高位的空闲的时隙。
另外,本发明的无线通信方法,无线通信装置在空闲的信标时隙中选择任意的信标时隙。
由此,与信标之间确认相互的移动目的地后依次进行选择不同,可以同时开始多个缩减动作。
另外,本发明的无线通信方法,无线通信装置,在计数规定数目的超帧的过程中,在自己的计数值是最大值的情形下,从移动状态信息检测是否存在具有最大值的计数值的其它无线通信装置,或者从信标周期占有信息中检测是否存在具有最大值的计数值的其它无线通信装置。另外,无线通信装置,在自己的计数值是最大值-1的情形下,从移动状态信息中检测是否存在其它无线通信装置。而且,无线通信装置,在自己的计数值既不是最大值又不是最大值-1的情形下,从移动状态信息中检测是否存在具有相同的计数值的其它无线通信装置,或者从信标周期占有信息中检测是否存在具有自己的计数值+1的值的其它无线通信装置。另外,无线通信装置,在检测到其它无线通信装置时,当所述其它无线通信装置位于最后方的时隙位置时继续计数,并将自己的计数值复位。
由此,无线通信装置总是适当地选择空闲时隙并高效率地缩退信标周期,而且,在一个递减计数周期中可以流水线地缩退多个信标。
另外,本发明的无线通信方法,当接收到在计数中具有和最大值或0以外的自己的计数值相同的计数值的信标周期占有信息时,中止计数,将自己的计数值复位至最大值。
由此,次邻近的无线通信装置,在以与自身的无线通信装置相差1超帧流水线地并列移动时,可以事前防止偶然进入相同的信标时隙位置。
另外,本发明的无线通信方法,其特征在于,自己的信标时隙的移动目的地的空闲的信标时隙为位于最前方的空闲的信标时隙。
由此,无线通信装置可以更高速地进行一系列的缩减动作。
本发明的无线通信装置,包括:信标接收单元,其接收信标、提取帧;帧判定单元,其判定所提取到的帧是否是信标帧,将信标周期占有信息记录在记录单元中,并记录赋予给所述信标帧的所述信标周期占有信息,所述信标周期占有信息包括信标的接收时隙位置、特定所述信标的发送源的无线通信装置的标识符、和表示发送源的无线通信装置是否移动信标时隙位置的移动状态信息;信标时隙位置控制单元,其根据记录单元中记录的全部信标周期占有信息,在信标周期内检测到在自己的信标时隙前空闲的信标时隙时,在移动计数器中设定将自己的信标时隙向空闲的信标时隙移动之前的规定数目的超帧的计数值,从所述移动计数器接收递减计数的通知并指示自己的信标时隙位置的变更;信标发送指示单元,其检测由信标时隙位置控制单元所指示的、自己的时隙位置,并指示信标的发送;帧构成单元,其接收来自该信标发送指示单元的指示,构成包含由所接收到的信标生成的所述信标周期占有信息、自己的移动状态信息、和表示从自己接收到的信标求得的信标时隙的全长的信标时隙长度信息的信标帧。
由此,可以构筑构成如下的无线网络的无线通信装置:即不会引起与其它的无线通信装置同时移动至相同的信标时隙位置之类的事态,以最小限的数据交换自律分散地进行缩减动作,同时通过与至今不能通信的无线通信装置的地理上的移动的近邻化作为相同组能够通信。
另外,本发明的无线通信装置,其特征在于,移动计数器在从自己的信标时隙至信标周期结束之前其它无线通信装置的信标存在的期间不进行规定数目的超帧的计数。
由此,能够保证仅递减计数的无线通信装置,是在其近邻变更了唯一的信标时隙的无线通信装置。因此,不会引起与其它的无线通信装置同时移动至相同的信标时隙位置的事态,可以进行信标周期的缩减动作。
另外,本发明的无线通信装置,其特征在于,规定数的超帧的计数为2以上。
由此,至次邻近的无线通信装置发出的信标信息到达延迟1信标周期。但是,通过以超帧单位等待信标时隙位置的移动,可以吸收该延迟。
另外,本发明的无线通信装置,其特征在于,信标时隙位置控制单元,通过接收到的信标及信标周期占有信息,在检测到作为无线通信装置的信标时隙位置的配置的信标结构的变更时,进行空闲的信标时隙的检测、及向所述空闲的信标时隙移动自己的信标时隙位置的移动处理。
由此,在处于信标结构动态变更的状况下时,无线通信装置可以对其进行自律分散地检测并进行信标周期的缩减动作。
另外,本发明的无线通信装置,移动状态信息是计数规定数目的超帧的移动计数器的计数值或标志。
由此,无线通信装置在使用了标志的情形下,可以将无线通信装置间的收发数据限定在最小限的1比特,可以使通信时间变短。
另外,本发明的无线通信装置,其特征在于,帧构成单元将从信标结构的位于最后方的时隙开始的至少2个时隙作为不进行数据通信的加入者用时隙设置,信标时隙位置控制单元在该无线通信装置通过新加入或再加入无线网络系统开始信标的发送时,将从加入者用时隙随机选择的时隙作为自己的信标时隙位置向信标发送指示单元指示。
由此,即使在因新加入的无线通信装置或地理位置的移动其它的无线通信装置与信标时隙位置重复了的无线通信装置再加入的情形下,可以用相同的算法组合到无线网络系统的信标结构中。
另外,本发明的无线通信装置,其特征在于,帧判定单元在从近邻的无线通信装置所接收到的信标时隙长度信息中、在最大的信标时隙长度与所述加入者用时隙的长度的和的期间,接受信标;帧构成单元在所述最大的信标时隙长度与所述加入者用时隙的长度的和的期间不进行数据通信。
由此,在位于近邻的无线通信装置的近邻新加入的无线通信装置,在在此检测的加入者用时隙中开始发送信标时可以接收该信标。
本发明的的无线通信装置,移动状态信息还包含表示无线通信装置的信标时隙位置的移动预定目的地的移动目的地时隙位置信息。而且,信标时隙位置控制单元,在通过从自己的信标时隙至信标周期结束之前发送信标的其它无线通信装置的移动目的地时隙位置信息所指定的信标时隙以外存在空闲的信标时隙的情形下,将所述空闲的信标时隙作为移动目的地信标时隙位置将自己的移动状态信息记录在记录单元中,将规定的计数设定在移动计数器中。而且,帧构成单元,构成包含记录在记录单元中的自己的移动状态信息的信标帧。
由此,无线通信装置将自己的移动目的地时隙通知给其它的无线通信装置,或可以检测其它的无线通信装置预定移动的移动目的地时隙,因此,即使是预定移动至比自己更下位的无线通信装置,也可以避开它向其它的空闲时隙并行进行信标时隙位置的移动处理。
另外,本发明的无线通信装置,在信标时隙位置控制单元在从自己的信标时隙至信标周期结束之前发送信标的其它无线通信装置预定移动的信标时隙以外的空闲的时隙中,将位于最前方的信标时隙指定为移动目的地信标时隙。
由此,无线通信装置可以从最前方的空闲时隙依次,且并行地移动信标时隙。
如上所述利用本发明,通过无线网络系统的无线通信装置的自律分散的算法,可以使信标的冲突至最低限地实施信标周期的动态可变长度化。由此,加入无线网络系统的无线通信装置的数目即使动态地变动,也可以成为通信效率良好、功率消耗也少的无线通信。
本发明的无线通信方法,用于第1无线通信装置在信标周期内与所述第1无线通信装置以外的无线装置之间接收或发送信标,包括以下步骤:在所述信标周期内使用包括第2信标发送者信息和第2信标周期占有信息的第2信标,所述第1无线通信装置在作为发送第1信标期间的信标时隙之前检测是否存在空闲的信标时隙的检测步骤,在所述检测步骤中,当检测到所述空闲信标时隙时,包括以下步骤:开始直至将自己的信标时隙向所述空闲的信标时隙移动的规定数目的超帧的计数的步骤;生成第1信标发送者信息的步骤,所述第1信标发送者信息包括发送所述第1信标的第1无线通信装置自身的设备ID、移动计数器的计数值或标志、以及发送所述第1信标的第1无线通信装置所掌握的信标时隙长度;在所述第1无线通信装置的信标时隙发送所述第1信标的步骤,所述第1信标包含用所述第2信标发送者信息生成的第1信标周期占有信息和所述第1信标发送者信息;在至规定数的超帧为止的各超帧中,从所述第1无线通信装置的信标时隙到信标周期结束为止,当有移动预定的第4无线通信装置没有接收到所发送的第4信标时、或者当从没有移动预定的第5无线通信装置接收的第5信标所包含的第5信标周期占有信息中不能确认所述有移动预定的第4无线通信装置发送所述第4信标时,在规定数的超帧之后,将所述第1无线通信装置的信标时隙变更为所述空闲信标时隙的步骤;以及所述第1无线通信装置对信标附加信标时隙长信息的步骤,所述信标时隙长信息表示到位于所述第1、第2、第4以及第5无线通信装置的信标时隙的最后方的时隙为止的长度。
本发明的无线通信装置,所述无线通信装置在信标周期内与所述无线通信装置以外的无线装置之间接收或发送信标,所述无线通信装置包括:无线处理单元,从第2无线通信装置接收包括第2信标发送者信息和第2信标周期占有信息的第2信标,并提取第2帧;帧判定部,其判定所提取到的所述第2帧是否是信标帧,将信标的接收时隙位置、确定该信标的发送源的无线通信装置的设备ID、表示计数开始移动所述发送源的无线通信装置的信标时隙位置之前的超帧的移动计数器的计数值或标志的移动状态信息关联起来,作为信标周期占有信息,将被赋予给所述信标帧的所述信标周期占有信息记录到记录单元;信标时隙位置控制单元,在所述信标周期内使用所述第2信标检测是否存在空闲信标时隙,所述无线通信装置在作为发送第1信标期间的信标时隙之前检测到空闲信标时隙时,根据计数直至将自己的信标时隙向所述空闲的信标时隙移动的规定数目的超帧的计数器的计数值,进行自己的信标时隙位置的变更;帧构成单元,用于构成第1信标,该第1信标包含第1发送者信息和第1信标周期占有信息,所述第1发送者信息包含用于确定所述无线通信装置的设备ID以及第1移动状况信息,该第1移动状况信息表示计数开始移动所述无线通信装置的信标时隙位置之前的超帧的移动计数器的计数值或标志,所述第1信标周期占有信息是使用所述第2信标发送者信息而生成的;以及信标发送指示单元,检测所述无线通信装置的信标时隙位置,指示所述无线处理单元发送所述帧构成单元所构成的第1信标,所述信标时隙位置控制单元根据所述第1信标周期占有信息,在所述信标周期内检测在所述无线通信装置的信标时隙之前的空闲信标时隙,在发送了所述第1信标后,在至规定的超帧为止的各超帧中,从所述无线通信装置的信标时隙到信标周期结束为止,当没有接收到具有移动预定的第4无线通信装置发送的第4信标时,或者当从没有移动预定的第5无线通信装置接收的第5信标所包含的第5信标周期占有信息中不能确认所述具有移动预定的第4无线通信装置发送所述第4信标时,在规定数的超帧之后,向所述信标发送指示单元输出将所述无线通信装置的信标时隙变更成所述空闲信标时隙的信标发送时刻,所述信标发送指示单元根据变更后的信标发送时刻将所述第1信标从所述帧构成单元输出到所述无线处理单元,所述帧构成单元进一步将信标时隙长信息附加给信标,所述信标时隙长信息表示到位于所述无线通信装置所识别的第2、第4以及第5无线通信装置、以及所述无线通信装置本身的信标时隙中的最后方的时隙为止的长度。
附图说明
图1是形成本发明的实施方式1的无线网络系统的构成的无线通信装置的配置图;
图2是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的构成的框图;
图3是表示本发明的实施方式1的信标帧的构成的图;
图4是表示本发明的实施方式1的信标时隙状态表的格式的图;
图5是表示本发明的实施方式1的信标周期缩减动作的流程图;
图6是表示本发明的实施方式1的信标时隙位置确定处理的流程图;
图7A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置加入时的时隙状态的图;
图7B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置加入时的时隙状态的图;
图7C是表示本发明的实施方式1的无线通信装置加入时的时隙状态的图;
图8A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置加入后、移动时隙位置时的时隙状态的图;
图8B表示本发明的实施方式1的无线通信装置加入后、移动时隙位置时的时隙状态的图;
图9A表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻时的时隙状态的图;
图9B表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻时的时隙状态的图;
图9C表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻时的时隙状态的图;
图10A表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻后,信标周期的缩减动作结束时的时隙状态的图;
图10B表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻后,信标周期的缩减动作结束时的时隙状态的图;
图10C表示本发明的实施方式1的无线通信装置不在近邻后,信标周期的缩减动作结束时的时隙状态的图;
图11是本发明的实施方式1的移动的无线通信装置相互间的配置图;
图12A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图12B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图13A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图13B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图14A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图14B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图15A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图15B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图16是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的配置图。
图17A是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图17B是表示本发明的实施方式1的无线通信装置的时隙使用状态的图;
图18是表示本发明的实施方式2的信标时隙位置确定处理的流程图;
图19是本发明的实施方式2的无线通信装置的配置图;
图20A是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图20B是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图20C是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图21A是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图21B是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中时隙使用状态的图;
图22A是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图22B是表示本发明的实施方式2的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图23是表示本发明的实施方式3的信标时隙位置确定处理的流程图;
图24A是表示本发明的实施方式3的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图24B是表示本发明的实施方式3的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图24C是表示本发明的实施方式3的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图24D是表示本发明的实施方式3的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图24E是表示本发明的实施方式3的无线通信装置的缩减动作中的时隙使用状态的图;
图25是表示本实施方式4的无线通信系统的构成的图;
图26A是本实施方式4的超帧的时间图;
图26B是本实施方式4的超帧的时间图;
图27是表示本实施方式3的信标时隙状态表的格式图;
图28是表示本实施方式3的信标帧的构成的图;
图29是本实施方式4的无线通信装置的配置图;
图30是表示本实施方式4的信标帧的构成的图;
图31是表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图32表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图33表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图34表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图35表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图36表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图37表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图38表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图39表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图40表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图41表示本发明的实施方式的无线通信装置的信标周期的结合动作中的时隙使用状态的图;
图42是表示现有技术的无线通信方法的图。
符号说明
101至107,1101至1105,1601至1604,1901至1905,2901至2908无线通信装置
111至116,1111至1115,1611至1614,1911至1915,2911至2918通信区域
200天线
201无线L1处理单元
202帧判定单元
203记录单元
204上位层处理单元
205信标时隙位置控制单元
206移动计数器
207帧构成单元
208信标发送指示单元
2501至2503移动网络
具体实施方式
(实施方式1)
图1是显示形成实施本发明的无线网络系统的构成的无线通信装置的配置的图。
在图1中,无线通信装置A(101)至无线通信装置F(106)在通信区域111至116的范围内分别可以相互发送和接收。即,无线通信装置A(101)可以分别与无线通信装置B(102)、C(103)、D(104)通信,无线通信装置B(102)可以分别与无线通信装置A(101)、D(104)通信,无线通信装置C(103)可以分别与无线通信装置A(101)、D(104)、E(105)通信,无线通信装置D(104)可以分别与无线通信装置A(101)、B(102)、C(103)、F(106)通信,无线通信装置E(105)可以与无线通信装置C(103)通信。另外,假定无线通信装置G(107)最初并没有加入该无线网络。
图2是显示这些无线通信装置的构成的框图。
在图2中,无线L1处理单元201将从天线200接收到的模拟信号转换成数字信号,生成帧,或将帧变换成模拟信号,从天线200发送出去。该天线200是非定向天线,发出电波。该无线L1处理单元201与本发明的信标接收单元对应。
帧判定单元202用于判别无线L1处理单元201所接收到的帧是信标帧还是数据帧。
图3是显示该信标周期中信标帧的构成的图。
在图3中,在信标发送者信息301中,记载了作为发送该信标的无线通信装置本身的设备ID的设备ID303,记载了作为后述的移动计数器206的计数值的计数器304,还记载了作为发送该信标的无线通信装置所掌握的信标时隙长度的信标时隙长度305。另外,信标周期占有信息302将用前一个超帧所接收到的信标帧中的信标发送者信息301中所记载的设备ID与计数器值,对每个信标分别记载于设备ID306与计数器307中,将该接收到的信标的时隙位置记载于信标时隙位置308。
记录单元203记录包含于信标发送者信息301及信标周期占有信息302中的各信标时隙的占有状态。
图4显示记录于记录单元203中的信标时隙状态表的格式。
在图4中,按各信标时隙记录有时隙号401、使用该时隙的无线通信装置的设备ID402、时隙的使用状态403、及其类别404。该使用状态403表示该时隙位置的无线通信装置是否计划变更时隙位置,并设定有计数器304、307的值。另外,类别404表示是在相应的时隙接收了信标(图中,用“beacon”表示)还是表示已通知由信标周期占有信息所占有(图中,用“BPOIE”表示)。
另外,上位层处理单元204进行网络层以上的协议处理。
信标时隙位置控制单元205参照记录单元203中所记录的信标时隙状态表,在信标周期的前方如果有空闲的时隙则进行为了移动自己的时隙位置的处理。
移动计数器206计数在开始移动自己的信标时隙位置之前的超帧,通常设定2以上的值。
帧构成单元207从记录单元203读取需要的信息,生成信标周期占有信息302。而且,帧构成单元207根据来自信标时隙位置控制单元205的信息生成信标发送者信息301,构成包含管理信息的信标帧。另外,帧构成单元207接收来自上位层处理单元204的数据构成数据帧。
信标发送指示单元208具有计数偏移时间的计时器功能,检测信标周期中自己的时隙位置。而且,信标发送指示单元208对帧构成单元207指示向无线L1处理单元201发送所构成的帧的时刻。
说明如上构成的无线通信装置移动信标时隙的动作、作用。
图5是显示本实施方式的无线通信装置进行的信标周期的缩减动作的流程图。
首先,帧判定单元202判定从其它的无线通信装置接收到的帧是否是信标帧(步骤S501)。
帧判定单元202在判定为信标帧的情形下,在记录单元203所记录的信标时隙状态表中的、相当于所接收到的信标的时隙位置的时隙号中的设备ID402与使用状态403中,记录所接收到的信标发送者信息301的设备ID303与计数器304的值。另外,在类别404中,设定信标接收(Beacon)(步骤S502)。
另外,帧判定单元202,在相当于所接收到的信标帧中的信标周期占有信息302中所记载的信标时隙位置308的时隙号中的设备ID402与使用状态403中,记录设备ID306与计数器307的值。另外,在类别404中设定信标周期占有信息(BPOIE)。另外,对于该信标帧中的全部信标周期占有信息302,进行向基于该信标周期占有信息302的信标时隙状态表的记录。
接下来,信标发送指示单元208判定是否是发送自己的信标的时隙位置(步骤503),在是发送时刻的情形下,指示向帧构成单元207发送信标帧(步骤504)。
另一方面,在不是发送时刻的情形下,信标发送指示单元208判定信标周期是否已过了(步骤505),如果没有过,则返回至步骤501。这样,反复进行从步骤501至步骤505的处理直至信标周期结束,由此,在信标周期中所接收到的全部信标帧有关的时隙状态就记录于记录单元203中。
另外,该信标周期,取在所接收到的全部的信标发送者信息301的信标时隙长度305内最大的上、再附加了3个时隙的加入者用时隙(entry slot)的长度。所谓加入者用时隙,是新加入及再加入网络的无线通信装置发送信标的时隙,选择3个时隙内的任意时隙。由此,可以压低在同时存在多个新加入的无线通信装置时的最初的信标冲突的概率。
另外,本发明的无线通信装置,通过信标周期占有信息302还可以得知下一个近邻的无线通信装置的时隙状态。
接下来,在步骤S 505,在到达信标周期的结束时间时,信标时隙位置控制单元205进行信标时隙位置确定处理(步骤S506)。
接下来,帧判定单元202待机直至超帧结束,在该周期结束了的时刻返回步骤S501(步骤S507)。
这里,关于上述的信标时隙位置确定处理说明如下。
图6是显示无线通信装置的信标时隙位置确定处理的图。
首先,信标时隙位置控制单元205,基于记录单元203中所记录的信标时隙状态表,确认在前一回的信标时隙的构成(以下称为“信标结构”)中是否存在变化(步骤S601)。在信标结构中存在变化的情形下,信标时隙位置控制单元205确认前方时隙(在更靠近前头的时隙)中是否存在空闲的时隙(步骤S602)。在存在空闲时隙的情形下,信标时隙位置控制单元205,复位至显示移动计数器206中计数值的最大值的满(以下,记载为“Full”,在本实施方式中使最大值为‘3’。)。另外,在不存在空闲时隙的情形下,信标时隙位置控制单元205使移动计数器206为‘0’(步骤S604)。
一方面,在步骤S601,在上次的信标结构没有变化的情形下,信标时隙位置控制单元205开始进行移动计数器206的递减计数。然后,判定移动计数器206是否变为‘0’,在是‘0’时由于在前方时隙中已经是没有空闲的状态,所以结束处理(步骤S605)。
一方面,在移动计数器206为‘1’以上的情形下,信标时隙位置控制单元205根据信标时隙状态表检查比自己的信标时隙位置后方的时隙的使用状态403(步骤S606)。
然后,使用状态403只要有一个不是“0”的情形下,信标时隙位置控制单元205判定为有比自己优先地开始用于信标时隙位置变更的递减计数的,在移动计数器206中设定并保持Full(在本实施方式中使其为“3”)(步骤S607)。这样,通过使更后方的信标时隙位置的无线通信装置具有信标时隙位置的移动优先权,可以省掉无谓的反复向空闲时隙的移动处理。另外,在步骤S607,是复位到了Full,但也可以是复位到0的方法。在这种情形下,有利之处是可以同时进行地理上远离的场所的信标周期的缩减,但是为了缩减,就要多等待1个超帧周期次数也存在增加缩减时间的可能性。
另一方面,在后方时隙全部为0的情形下,就是说自己具有最优先的信标时隙位置移动的权利,所以信标时隙位置控制单元205递减计数移动计数器206(步骤S608)。然后,信标时隙位置控制单元205在计数值为0的时刻(步骤S609),为了自己向被视为是空闲时隙的位于最前方的信标时隙的移动,在信标发送指示单元208的计时器功能中设定信标发送时刻(步骤S610)。
如上所述,信标时隙位置控制单元205在比自己还上位之处存在空闲时隙的情形下,在下位之处没有计划移动的其它无线通信装置时,将信标时隙位置向前方的时隙移动,因此,可以缩短信标周期(称为“缩减动作”)。由此,信标周期根据加入到无线网络系统中的无线通信装置的数目,调整至没有浪费的长度。
另外,从该后方时隙向前方时隙的时隙位置的变更,在信标时隙位置控制单元205确定变更之后,在超帧3周期后进行。由此,信标时隙位置控制单元205,可以根据信标周期占有信息把握处于远离1跳位置的无线通信装置的信标时隙位置。因此,信标时隙位置控制单元205,在避开该时隙位置的同时还将自己的信标时隙位置向前方的空闲时隙移动,所以可以回避与远离1跳位置的无线通信装置的时隙位置的冲突。
另外,在本实施方式中,假设了移动计数器的复位值为3,但不限于此,只要是2以上,就可以获得同样的效果。但考虑到也会有不在1跳区域内的无线通信装置在信标检测中移动到了1跳区域内的情况,优选3以上。
另外,通过进行在步骤S506中说明的信标时隙位置确定处理,处于图16那样的位置关系的无线通信装置中也可以检测出新加入的无线通信装置。
在图16中,无线通信装置A(1601)可以与通信区域1611内的无线通信装置B(1602)相互通信,无线通信装置B(1602)可以与通信区域1612内的无线通信装置A(1601)及无线通信装置C(1603)相互通信,无线通信装置C(1603)可以与通信区域1613内的无线通信装置B(1602)及无线通信装置D至M(1604)相互通信。另外,无线通信装置A至M在第1时隙至第12时隙发送各自的信标。另外,图17A、B显示了无线通信装置的每个时隙的使用状态。
在图17A中,时隙1701表示无线通信装置A在该时隙位置发送自己的信标,时隙1702表示无线通信装置A在该时隙位置接收从无线通信装置B所发送的信标,时隙1703表示在无线通信装置A的时隙位置接收来自无线通信装置B的、包含通知的信标周期占有信息的信标,所述通知为从无线通信装置C发送了信标的通知。另外,时隙1704表示空闲的时隙,时隙1705表示附加时隙(extra slot)。另外,这些表示方法在图7-图10、图12-图15、图20-图22、图31至图41中也是同样的。另外,所谓附加时隙,是指:为了将近邻的无线通信装置的信标时隙长度信息305中时隙长度最长的信标时隙加上加入者用时隙长度后得到的时间领域确保作为不进行数据收发的保护领域,附加在自己的信标时隙长度上的时隙。
无线通信装置A(1601)根据来自无线通信装置B(1602)的信标发送者信息301与信标周期占有信息302,通过无线通信装置B与无线通信装置C的信标,知道第2时隙及第3时隙正在使用。另外,无线通信装置B,根据无线通信装置A和C的信标发送者信息301与信标周期信息302,也可以知道第1时隙及第3时隙至第12时隙正在使用。
这时,无线通信装置A将信标周期基于来自无线通信装置B的信标时隙长度305追加了9时隙附加时隙。因此,无线通信装置A加上加入者用时隙的3个时隙,则至第15时隙为处于信标待接收状态。因此,无线通信装置X(1605)在图16中所示的无线通信装置A与C的通信区域1611、1612内的地点,在第14时隙发送了用于新加入的信标时,如图17B所示,无线通信装置A可以接收该信标。如果无线通信装置A不将来自无线通信装置B的信标时隙长度305用于信标周期的确定,在不追加附加时隙的情形下,则直至第6时隙识别为信标周期,就不接收其后的信标。因此,无线通信装置A就不能检测出新加入的无线通信装置X。
这样,根据本发明的无线通信装置,通过用信标发送者信息的信标时隙长度确定信标周期,可以检测新加入的无线通信装置的信标。
接下来,用图7A、B、C至图10A、B、C说明在如图1所示的位置关系中存在无线通信装置A(101)至F(106)的情形下,新的无线通信装置G(107)加入时的动作。
图7A表示在无线通信装置G(107)加入前的各无线通信装置A(101)至F(106)中的信标时隙的使用状态。
在图7A中,无线通信装置A在第1信标时隙发送信标As,无线通信装置B在第2信标时隙发送信标Bs,无线通信装置C在第3信标时隙发送信标Cs,无线通信装置D在第4信标时隙发送信标Ds,无线通信装置E在第2信标时隙发送信标Es,无线通信装置F在第5信标时隙发送信标Fs。
另外,例如,显示无线通信装置A在第2~第4时隙接收自己的通信区域内的无线通信装置B~D的信标(Br~Dr)。而且,显示了无线通信装置A,根据来自无线通信装置C的信标,在信标周期占有信息Eb中知道在第2时隙发送次近邻的无线通信装置E的信标,根据来自无线通信装置D的信标,在信标周期占有信息Fb中知道在第5时隙发送次近邻的无线通信装置F的信标。
另外,无线通信装置A将第6至第8时隙确保作为加入者用时隙,即使新的无线通信装置发送来信标时也可以接收。另外,附加时隙设于无线通信装置E中。无线通信装置E,由于信标时隙长度信息的最大为由无线通信装置C所通知的‘7’,所以设了1个附加时隙。
这里,对信标周期占有信息加以说明。在以自律分散共有信标周期并发送信标的无线网络系统中,必须分配信标时隙使得不会在相同的信标时隙2个以上的无线通信装置进行通信。但是,这在共有相同的信标时隙的无线通信装置之间的情形下,不能判定应该是哪个无线通信装置的信标时隙。因此,需要由第三者判定该信标时隙哪个具有优先权。即,从近邻的无线通信装置在自己的信标时隙位置,接收不包含自己的设备ID的信标周期占有信息的情形下,将该信标时隙作为发生了问题的信标时隙,需要将位置改换到另外的信标时隙。因此,无线通信装置在信标接收时与信标发送者信息一起存储其信标时隙位置,并在自己的信标发送时作为信标周期占有信息一直发送。由此,各无线通信装置可以获得能够接收信标的无线通信装置的次近邻的无线通信装置的信息。
接下来,图7B显示无线通信装置G新加入的状况。
在图7B中,无线通信装置G根据在通信区域内的无线通信装置A、B及D接收到的信标知道显示在无线通信装置G(717)上的时隙状态。而且,无线通信装置G由于新加入,从加入者用时隙选择任意之一发送信标。在这个例子中,使加入者用时隙为3个但不特定于此,也可以是可变长度。在可变长度的情形下,可以在信标发送者信息301的信标周期长度305中包含加入者用时隙长度并发送。另外,在本实施方式中,无线通信装置G在第8时隙加入。这时,无线通信装置A、B、D、G由于判断为信标结构变化了,所以进行前方时隙的检索。但是,无线通信装置G以外的无线通信装置在前方时隙中不能检测出空闲的时隙。因此,仅仅无线通信装置G发送使计数器304为‘3’的信标。无线通信装置A、B、D,接收该信标,检测出无线通信装置G的计数器304是‘3’。
图7C是显示下次的信标周期的使用状态的图。
在图7C中,无线通信装置C与F分别通过无线通信装置A与D传送无线通信装置G的信标周期占有信息302。这时的计数器307是无线通信装置A与D在前面的周期接收到的计数器值,所以为‘3’。
另一方面,无线通信装置G进行时隙位置的移动处理,在计数器304中设定计数器值‘2’并发送信标。无线通信装置A、B、D,从无线通信装置G接收信标发送者信息301的计数器304为‘2’的信标。
另外,无线通信装置E,将无线通信装置C直接接收到的信标发送者信息301的内容记载在从无线通信装置C接收到的信标周期占有信息302中,而不将作为信标周期占有信息302包含于接收到的信息之中。因此,无线通信装置E不会知道无线通信装置G的存在。但是,无线通信装置E由于从无线通信装置C接收到的信标发送者信息301的信标时隙长度305是‘8’,所以使附加时隙为‘4’。
图8A是显示无线通信装置G的移动计数器206为‘0’时的信标周期的使用状态的图。
在图8A中,无线通信装置G的信标周期向第6信标时隙移动。
然后,在下一超帧中如图8B中所示的无线通信装置A、B、D、G的加入者用时隙为第7~第9时隙。
接下来,说明在无线通信装置G加入后,无线通信装置B退出时的信标通信的动作。另外,设检测无线通信装置不是近邻,是在一定次数连续地不能接收到信标时进行的。
首先,无线通信装置B不在近邻时,如图9A所示,无线通信装置A、D、G由于不接收来自无线通信装置B的信标,所以它们同时地认识到信标结构发生了变化。而且,无线通信装置C、F如图9B所示在下一超帧知道无线通信装置B的消失。无线通信装置F、G由于第2信标时隙没有被无线通信装置E所占,所以判定在前方时隙存在空闲的时隙。由此,无线通信装置F、G的各自的移动计数器206被设定为‘3’。但是,由于具有移动时隙的权利的,只有是在最后方时隙发送信标的无线通信装置G,所以只有无线通信装置G的计数器被递减计数(图9C)。
递减计数后,如图10A所示的无线通信装置G移动至第2时隙。由此,无线通信装置A、D立刻再次检测出信标结构的变化,更新信标周期直至第8时隙。另外,无线通信装置C、F也如图10B所示,在下一超帧中检测出无线通信装置G的时隙移动,更新信标周期直至第8时隙。由此,无线通信装置F将移动计数器返回至‘0’。
然后,在下一超帧中如图10C所示,无线通信装置E接收来自无线通信装置C的信标时隙长度305,更新信标周期直至第8时隙。
如上所述,在本实施方式的无线通信网络中,由于无线通信装置在新加入或消失时适当地进行信标周期的缩减动作,所以各无线通信装置可以实现通信效率良好、功率消耗浪费少的无线通信。
另外,会有存在两个以上的无线通信装置同时选择相同的加入者用时隙的情形。在此情形下,冲突的无线通信装置会尝试着再次加入无线网络系统。这时,冲突的各无线通信装置通过退避算法(back offalgorithm)使再加入者用的超帧次数进行例如随机化,降低再冲突的几率。
接下来,对在信标组内存在移动的无线通信装置的情形下,说明如何与其它无线通信装置相互通信。
图11是移动的无线通信装置相互间的配置图。
在该配置图中,无线通信装置B~G(1102)可以相互通信。而且,无线通信装置B~G(1102)也可以与在通信区域1112内的无线通信装置H(1103)通信。无线通信装置H(1103)还可以与通信区域1113内的无线通信装置(1104)通信,无线通信装置(1104)也可以与通信区域1114内的可以相互通信的无线通信装置J~L(1105)通信。这样,无线通信装置B~L形成一个信标组,下面用图12A、B至图15A、B说明无线通信装置A(1101)在该信标组旁边以适当的速度移动时的信标的发送方法。
首先,无线通信装置A(1101)在移动至无线通信装置B至G(1102)的通信区域内的地点1121时,扫描周围的信标,将自己的信标发送给信标周期的加入者用时隙之一。
图12A是显示此时的各无线通信装置的时隙使用状态的图。
在图12A中,显示无线通信装置A(1101)在其加入者用时隙之一(第10时隙)发送自己的信标。另外,显示无线通信装置B至I分别在第1时隙至第8时隙发送信标,无线通信装置J至L分别在第1时隙至第3时隙发送信标。
接下来,无线通信装置A(1101)由于在加入者用时隙的第3时隙发送信标,所以移动计数器206进行计数并移到缩减动作。因此,如图12B所示,无线通信装置A的信标时隙移动至第8时隙,进行了信标周期的短缩。这时,无线通信装置H通过来自无线通信装置B至G(1102)的信标周期占有信息,知道在第8时隙中无线通信装置A的信标的存在,但由于在通信区域外,所以不会成为与无线通信装置I通信的障碍。
接下来,无线通信装置A在向无线通信装置H的通信区域的地点1122移动时,如图13A所示,在无线通信装置H由无线通信装置A与无线通信装置I将同时在第8时隙(1301)发送信标的状况。
无线通信装置H由于位于与无线通信装置A的通信区域的边界,所以无线通信装置I的信标容易接收。因此,无线通信装置H在信标周期占有信息302中通知无线通信装置I在使用第8时隙。接收了这一通知的无线通信装置A选择用于得到新的信标时隙的加入者用时隙。结果,如图13B所示,无线通信装置A获得作为加入者用时隙之一的第9时隙(1302),并在此发送信标。
而且,无线通信装置A在向无线通信装置B~G的通信区域外的地点1123移动时,如图14所示,无线通信装置B~G(1102)在第9时隙(1401、1402)中无法与无线通信装置A直接收发信息。
而且,无线通信装置A在向无线通信装置I(1104)的通信区域内的地点1124移动时,则如图14B所示,无线通信装置A经无线通信装置I(1104)与无线通信装置J~L(1105)收发信标周期占有信息。由此,无线通信装置J~L(1105)的第9时隙(1403)记录为无线通信装置A正在使用。另外,无线通信装置A的第1时隙至第3时隙记录为无线通信装置J~L(1105)正在使用。
而且,无线通信装置A在向无线通信装置H(1103)的通信区域外的地点1125移动时,如图15A所示,就不能从无线通信装置H接收无线通信装置B~G(1102)的信标周期占有信息。因此,无线通信装置A判断在前方时隙1501已出现空闲区域,开始移动计数器的递减计数,在经过超帧3周期后,如图15B所示将信标移动至第4时隙1501。
这样,即使某无线通信装置在其它的无线通信装置间移动时,由于可以进行适时的信标周期的缩减动作,所以即使在这种状态,也可以实现通信效率好、功率消耗的浪费少的无线通信。
另外,在本实施方式中,信标帧的信标发送者信息301与信标周期占有信息302分别具有计数器,其计数器值显示了是否位于变更信标的发送位置的阶段。但是,作为表示信标位置的变更状态的方法不限于该计数器,也可以使用标志。即,无线通信装置在具有变更现在信标时隙位置的请求时设置标志,判断为不需要进行时隙位置变更时、或递减计数自己的移动计数器且变更信标时隙位置时设置标志。而且,如图6所示的信标时隙位置确定处理中的计数器值是否为0的判定,可以通过判定是否设置了该标志来实现。由此,可以以比计数器更少的数据量形成信标时隙位置的确定处理所需的信标帧。
(实施方式2)
图18是显示本发明的第2实施方式中无线通信信标时隙位置确定处理的流程图。另外,本实施方式中无线通信装置的构成与实施方式1相同,而信标时隙位置控制单元205的位置确定处理不同。
下面说明在图18中表示的本实施方式中无线通信装置的信标时隙位置确定处理的流程图。
首先,信标时隙位置控制单元205基于记录单元203中所记录的信标时隙状态表,判定与前次的信标时隙的构成(信标结构)相比是否有变化(步骤S1801)。在没有变化的情形下,信标时隙位置控制单元205转换至用于将时隙位置向前方时隙移动的递减计数动作。即,信标时隙位置控制单元205判定移动计数器206是否为0,在移动计数器206为0时由于在前方时隙已经是没有空闲的状态,所以结束处理(步骤S1802)。
另一方面,在移动计数器206不是0的情形下,接下去判定移动计数器206是Full、“Full-1”或其它(步骤S1803)。而且,在是Full的情形下,判断种类404是信标,使用状态403是Full的时隙、或者种类404是BPOIE,使用状态403是Full的时隙是否位于比自己更后方(步骤S1804)。然后,在存在相应的时隙时,信标时隙位置控制单元205作为有比自己优先地开始信标时隙位置变更的递减计数的,将移动计数器206设为Full并保持(步骤S1805)。这样,通过使位于更后方的信标时隙位置的无线通信装置具有信标时隙位置的移动优先权,可以防止多个信标同时向同一空闲时隙移动。
另一方面,在步骤S1804中没有相应的时隙时,信标时隙位置控制单元205判定移动计数器206是否被设置在Full状态(步骤S1806),在Full状态的情形下移动计数器206进行递减(步骤S1807)。然后,在计数器值变为0的情形下(步骤S1808),信标时隙位置控制单元205为了在下一信标周期向位于最前方的空闲时隙移动,将信标发送时刻设定在信标发送指示单元208的计时器功能中(步骤S1809)。另外,在计数器值不是0的情形下则原封不动地结束处理。
另外,在步骤S1806中,信标时隙位置控制单元205在移动计数器206不是Full时,通过信标时隙状态表确认是否通过BPOIE通知了具有与自己的计数器值相同的计数器值的无线通信装置(步骤S1810)。然后,在存在这样的无线通信装置的情形下,转换到步骤S1805并使移动计数器206返回至Full。在不存在这样的无线通信装置的情形下,由于这意味着自己具有最优先的信标时隙位置移动的权利,所以转换到步骤S1807,使移动计数器206递减计数。
这是由于下面的原因。即,通过BPOIE检测的其它无线通信装置A按其计数器的时刻持续递减计数的情形下,以比自己的计数器值还高1的计数器值递减计数。于是,在无线通信装置A移动到所希望的空闲时隙时,通过移动而变更的时隙位置,在自己的无线通信装置中的1个计数后被检测。由此,在由BPOIE的检测中,不可能检测在自己的无线通信装置移动的时刻的空闲时隙,因此就会产生信标时隙冲突的可能性。
另外,在步骤S1803中,移动计数器206为Full-1的情形下,判定种类404是信标,并且使用状态403为Full-1的时隙是否在比自己更后方(步骤S1811)。然后,当存在相应的时隙时转移到步骤S1805,不存在相应的时隙时转移到S1806。在“Full-1”的计数器值中,通过BPOIE检测到的其它无线装置A的计数器值是Full,这与通常的复位状态是相同的。所以不能判别是复位状态还是开始计数的状态。
另外,在步骤S1803中,移动计数器206既不是Full又不是Full-1的情形下,判定种类404是信标,并且使用状态403与移动计数器的计数器值N相等的时隙是否比自己更后方,或者,判定种类404是BPOIE,并且使用状态403与计数器值“N+1”相等的时隙是否比自己更后方(步骤S1812)。然后,在存在相应的时隙时转移至步骤S1805,在不存在相应的时隙时转移至步骤S1806。
另外,在步骤S1801中,信标结构有变化的情形下,信标时隙位置控制单元205,确认在前方时隙(距离开始侧更近的时隙)是否存在空闲时隙(步骤S1813),在不存在空闲时隙时使移动计数器206为0(步骤S1814)。如果有空闲时隙则判定移动计数器206的计数器值是否为0(步骤1815)。在计数器值不是0的情形下,转移至步骤S1803。在计数器值为0的情形下,将空闲时隙内,最前方的时隙确定为移动目的地,将移动计数器206设定为Full(步骤S1816)。由此,完成信标时隙的移动的准备。
如上所述,与实施方式1相同,信标时隙位置控制单元205在存在比自己更前方的空闲时隙的情形下,在后方没有预定移动的其它的无线通信装置时,可以缩减信标周期。而且,即使位于比自己更后方的时隙位置的无线通信装置开始缩减动作,自己在一定的条件下也开始递减计数。因此,预定移动信标时隙位置的无线通信装置,可以不用等其它的无线通信装置的时隙位置的移动结束就开始缩减动作。这时,信标时隙位置控制单元205,在1个超帧期间,不能知道次近邻的无线通信装置移动到了哪个信标。但是,位于次近邻的无线通信装置检测到将信标时隙位置的移动计数器只增加1进行计数时,信标时隙位置控制单元205使自己的移动计数器复位至Full。由此,可以防止向同一时隙的移动的冲突。
接下来,说明在图19中所示的配置中本发明的无线通信装置存在时的信标周期的缩减动作。
在图19中,无线通信装置A(1901)可以与通信区域1911内的无线通信装置D(1904)相互通信,无线通信装置B(1902)可以与通信区域1912内的无线通信装置D(1904)及无线通信装置E(1905)相互通信,无线通信装置C(1903)可以与通信区域1913内的无线通信装置E(1905)相互通信,无线通信装置D(1904)可以与通信区域1914内的无线通信装置A(1901)及无线通信装置B(1902)相互通信,无线通信装置E(1905)可以与通信区域1915内的无线通信装置B(1902)及无线通信装置C(1903)相互通信。
在图20至图22中显示了这时的无线通信装置A至E在信标周期发送信标的时序与各无线通信装置检测的各时隙的信标信息。另外,显示了这里所示的缩减动作中的移动计数器的Full为‘3’的情形。
在图20A中,无线通信装置A至E,在第4至第7时隙发送信标。另外,处于距离1跳的位置关系的无线通信装置的信标信息在信标周期占有信息中检测。然后,全部的无线通信装置检测在比自己更前方存在空闲时隙,作为准备向空闲时隙移动的信标时隙,在各自的移动计数器设定Full(在本实施方式中,为‘3’)。
在接下来的超帧周期中,如图20B所示,无线通信装置A与C由于位于最后方时隙(第7时隙),所以开始移动计数器的递减。另外,无线通信装置B在比自己的时隙更后方的时隙中,检测发送源为无线通信装置A、C、移动计数器都为‘0’的BPOIE。因此,无线通信装置B也进行移动计数器的递减少。其它的无线通信装置D、E,由于在比自己后方的时隙检测移动计数器与自己同为Full的无线通信装置,所以不进行移动计数器的递减。
在接下来的超帧周期中,如图20C所示,无线通信装置A、C继续移动计数器的递减。另外,无线通信装置B,自己对计数器值为Full-1,并在比自己更后方的时隙,只检测发送源是无线通信装置A、C的BPOIE。这样,无线通信装置B继续移动计数器的递减。而且,无线通信装置D在比自己更后方的时隙,检测出发送源为无线通信装置A的时隙,但是由于移动计数器比自己的计数器值小,所以进行自己的移动计数器的递减。
在接下来的超帧周期中,如图21A所示,无线通信装置A、C继续移动计数器的减少的结果,计数器变为‘0’,所以,将信标时隙位置分别向作为位于最前方的空闲时隙的第1时隙移动。无线通信装置B在后方的第7时隙检测出无线通信装置A、C的BPOIE。但是,这些的移动计数器都是‘1’,是自己的移动计数器+1,所以将移动计数器返回到Full。另一方面,无线通信装置D,检测出在后方时隙,发送源是无线通信装置B,计数器值是Full的时隙,但是由于与自己的计数器值不相等,所以继续递减计数。
在接下来的超帧周期中,如图21B所示,无线通信装置D,继续移动计数器的递减的结果,计数变为‘0’,所以将信标时隙位置向位于最前方的空闲时隙的第2时隙移动。无线通信装置B继续移动计数器的递减。
在接下来的超帧周期中,如图21C所示,无线通信装置B继续移动计数器的递减。无线通信装置E,由于在比自己后方的时隙发送的无线通信装置B的计数器值不是Full,所以开始移动计数器的递减。
在接下来的超帧周期中,如图22A所示,无线通信装置B,继续移动计数器的递减的结果,计数变为‘0’,所以将信标时隙位置向最前方的空闲时隙的第3时隙移动。无线通信装置E继续移动计数器的递减。
在接下来的超帧周期中,如图22B所示,无线通信装置E在信标结构方面有变化,检测到在比自己更上位处已没有空闲时隙,所以无线通信装置E将移动计数器设置为‘0’
如上所述,在最后方时隙的无线通信装置A、C向最前方的空闲时隙移动后,在无线通信装置A的通信区域内的、而不在最后方时隙位置的无线通信装置D,在1个超帧后向最前方的空闲时隙移动。之后,在距离无线通信装置A、C1跳的位置的、位于最后方时隙的无线通信装置B在2个超帧后向最前方的空闲时隙移动。
这样,在前方存在多个空闲时隙的情形下,无线通信装置,可以依次向最前方的空闲时隙移动信标时隙位置,直到没有空闲时隙为止。由此,与在实施方式1中所示的方法相比,在短时间内可以进行信标周期的缩减动作。
另外,在本实施方式中,使移动计数器的复位值为‘3’,但不限于此,只要是‘2’以上则原则上可以得到同样的效果。但是,考虑到也有可能不在1跳内的无线通信装置在信标的检测中移动到了1跳内的情况,优选为‘3’以上。
(实施方式3)
在本实施方式中无线通信装置的构成与实施方式1相同,如图27所示,不同之处在于:在存储单元203中所记录的信标时隙状态表中追加了移动预定设备ID(405)。在该移动预定设备ID405中记录了预定向相应的时隙移动的无线通信装置的设备ID。无线通信装置通过从其它的无线通信装置接收的信标帧可以得知移动预定的无线通信装置。
图28是本实施方式3中的信标帧的构成图。
在图28中,移动目的地信标时隙序号2201字段,是发送源的无线通信装置预定信标时隙的移动的移动目的地时隙序号,移动目的地信标时隙序号2202字段,是发送源的无线通信装置检测到的、预定移动的其它无线通信装置的移动目的地时隙序号。附加这些字段这点,与实施方式1不同。另外,该移动目的地信标时隙序号2201、2202字段在移动计数器为0的情形下不附加。
帧判定单元202,在接收信标帧、计数器304、307不为‘0’的情形下,读出记载于移动目的地信标时隙序号2201、2202中的时隙序号,在与其相应的、信标时隙状态表的移动预定设备ID405的栏内记录设备ID303、306。由此,信标时隙位置控制单元205,可以检测其它的无线通信装置要将信标时隙位置向哪个时隙位置移动。
另外,帧构成单元207与实施方式1相同,基于从记录单元203所读出的信标时隙状态表与来自信标位置控制单元205的信息,生成信标周期占有信息或信标发送者信息301,构成包含管理信息的信标帧。而且,帧构成单元207,将预定自己或检测出的其它的无线通信装置的移动的时隙号设定在信标帧的移动目的时隙序号2201、2202。
图23是显示本实施方式中无线通信装置的信标时隙位置确定处理的流程图。
首先,信标时隙位置控制单元205基于记录单元203所记录的信标时隙状态表,确认前次的信标时隙的构成(信标结构)是否存在变化(步骤S2301)。另外,在移动预定时隙ID不同的情形下,也作为在信标结构发生了变化来进行。然后,在信标结构存在变化的情形下,信标时隙位置控制单元205确认在前方时隙(离最前方更近的时隙)是否有空闲时隙(步骤S2302)。没有空闲时隙时,信标时隙位置控制单元205使移动计数器206为0并结束处理(步骤S2303)。
另一方面,在存在空闲时隙的情形下,信标时隙位置控制单元205检查是否存在预定向该空闲时隙移动的其它的无线通信装置,在存在的情形下,还检查在该无线通信装置中自己是否位于现在最后方的时隙位置(步骤S2304)。在自己位于最后方的时隙位置的情形下,信标时隙位置控制单元205检查移动计数器206的计数器值是否为‘0’(步骤S2305),在是‘0’的情形下,为了开始向该空闲时隙的移动,将移动计数器206设置为Full(本实施方式中为‘3’)(步骤S2306)。
另一方面,在移动计数器206的计数器值不是‘0’的情形下,信标时隙位置控制单元205,递减该移动计数器206(步骤S2307)。然后,在计数器值是0的时刻(步骤S2308),信标时隙位置控制单元205,为了向被视为空闲的最前方的信标时隙移动,将信标发送时刻设定到信标发送指示单元208的计时器功能中(步骤S2309)。
另外,在步骤S2304中,在自己不是现在位于最后方的时隙位置的情形下,信标时隙位置控制单元205选择成为下一移动目的地的空闲时隙(步骤S2310)。作为该空闲时隙,选择接下来为前方的空闲时隙。但是,在没有相应的空闲时隙的情形下,转移至步骤S2303,信标时隙位置控制单元205使移动计数器206为“0”并结束处理。另一方面,在存在空闲时隙的情形下,信标时隙位置控制单元205使计数器复位至Full,在与信标时隙状态表的新的移动目的地时隙位置相应的移动预定设备ID405的栏内记录自己的设备ID(步骤S2306)。
另外,在前次的信标时隙的位置没有变更的情形下,即,在步骤S2301中信标结构没有变化的情形下,信标时隙位置控制单元205判定移动计数器206是否为“0”(步骤S2311),在移动计数器206为“0”时由于在前方时隙已经是没有空闲的状态,所以结束处理。
另一方面,在移动计数器206为“1”以上的情形下,参照信标时隙状态表,检查其它的无线通信装置是否选择了自己选择的时隙,然后,在其它的无线通信装置已有自己选择的时隙的情形下,还检查在该无线通信装置中自己是否位于现在最后方的时隙位置(步骤S2312)。在自己不在最后方的时隙位置的情形下,转移至步骤S2306,将移动计数器206复位至Full并结束处理。
另一方面,在自己在最后方的时隙位置的情形下,信标时隙位置控制单元205由于自己为具有最优先的信标时隙位置移动的权利的,所以转移至步骤S2307,进行用于移动的递减计数处理。
如上所述,信标时隙位置控制单元205,在存在比自己更前方的空闲时隙的情形下,即使存在预定移动至后方的其它的无线通信装置,不用等待该后方的无线通信装置的时隙位置移动结束,就开始向下一位于前方的空闲时隙的移动动作。因此,无线通信装置与比自己更后方的无线通信装置的时隙位置移动并行,可以进行自己的时隙位置移动处理。由此,在存在多个空闲时隙的情形下,可以短时间进行信标周期的缩减动作。
另外,在本实施方式中,从该后方时隙向前方时隙的时隙位置的变更,在确定变更后超帧3周期后进行。由此,信标时隙位置控制单元205从信标周期占有信息掌握位于距离1跳位置的无线通信装置的信标时隙位置。因此,信标时隙位置控制单元205可以避开该位置同时向前方的空闲时隙移动自己的信标时隙位置,可以回避与距离1跳的位置的无线通信装置的时隙位置冲突。
另外,在本实施方式中,设移动计数器的计数值为3,但并不限于此,只要是2以上,原则上可以得到相同的效果。但是,考虑到也有不在1跳内的无线通信装置在信标的检测中移动到1跳内的情况,优选为3以上。
接下来,说明在可以相互通信的位置关系中的本发明的无线通信装置A、B、C、D形成图24A所示的信标周期时的缩减动作。
在图24A中,无线通信装置A至D分别在第1时隙、第4时隙、第6时隙、第8时隙中发送信标。这时的各无线通信装置的移动计数器分别为0、Full(在本实施方式中为‘3’)、Full、Full,无线通信装置B、C、D的移动目的地时隙位置全部指示第2时隙。这显示了无线通信装置B、C、D由于在比自己的信标时隙更前方的时隙存在空闲时隙,所以同时都预定向空闲时隙的第2时隙移动。
接下来,在图24B中,由于无线通信装置D在预定移动的无线通信装置中位于最后方的时隙位置,判断为可以最优先地移动,进行移动计数器的递减计数。无线通信装置B、C检测到不在最后方的时隙位置,进行向作为在下一前方的空闲时隙的第3时隙移动目的地时隙号的变更。
接下来,在图24C中,无线通信装置C、D判断在预定向移动目的地时隙位置移动的无线通信装置中位于最后方的时隙位置,递减计数各自的移动计数器。无线通信装置B由于没有下一个前方的空闲时隙,就不变更移动目的地序号,也不进行移动计数器的递减计数。
接下来,在图24D中,无线通信装置D,移动计数器的计数值为0、向作为移动目的地时隙的第2时隙移动信标送出位置。然后,无线通信装置D设置移动计数器的计数值为0。无线通信装置C递减计数移动计数器。
接下来,在图24E中,无线通信装置C,移动计数器的计数值为0、向作为移动目的地时隙的第3隙移动信标送出位置。然后,无线通信装置C设移动计数器的计数值为0。无线通信装置B,也由于在前方的时隙没有空闲时隙,所以将移动计数器设置为0。
这样,无线通信装置C,在位于比自己后方的信标时隙位置的无线通信装置D的时隙位置移动结束前,开始用于向是下一个前方空闲时隙的第3时隙进行移动的计数动作。因此,向作为空闲时隙的第2时隙及第3时隙的移动,与在实施方式1中所示的方法相比,可以在短时间内完成。另外,在本实施方式中,在步骤S2310中空闲时隙的选择,除了比自己更后方的无线通信装置预定移动的时隙外,选择了位于最前方的空闲时隙,但是不限于此,也可以选择任意的空闲时隙。由此,由于与选择位于最前方的情形相比并列地进行缩减动作的数目增加,所以在信标周期变成相当大的数目的情形等时可以迅速进行缩退。
根据这样的本发明,在存在多个空闲时隙时,由于可并行进行多个无线通信装置的信标位置的移动,所以可以在短时间进行信标周期的缩减动作。
(实施方式4)
本实施方式,显示消除多个信标周期组邻近时产生的通信干涉的方法。
图25是本实施方式4的无线通信系统,移动网络2501、2502、2503形成各自不同的信标周期组。
在图25中,无线通信装置A、L、X分别属于不同的信标周期组1、2、3。这时,这些无线通信装置移动至邻近位置,当进入其它的无线通信装置的通信区域时,无线通信装置A、L、X在自己的组的信标或数据接收中与其它的信标周期组产生干涉。
图26A是图25的无线通信装置A、L、X构成的信标周期的例子。当各个组没有任何策略进行收发时,3个信标周期组的数据发送可能领域交叉,这样就与其它的信标周期组发生干涉。因此,如图26B所示,预先将该信标周期组按每个超帧将可以优先使用的时间带,确定为从自己属于的信标周期组的信标周期(A)至该无线通信装置的下一个可以接收的信标周期(B)的最先位置。由此,可以防止信标周期组间的干涉。但是,像信标周期组2与信标周期组3的关系那样,假如在下一信标周期(C)到来之前不能获得最低限的数据收发时间时,则进行缩减动作以使后来的构成信标周期(C)的信标周期组被先行的构成信标周期(B)的信标周期组吸收。由此,即使多数信标周期组混合存在,也可以确保最低限需要的数据发送时间,然后,可以不侵害相互的数据发送时间。
图30是显示在本实施方式中各无线通信装置发送的信标帧的构成的图。
在图30中,信标发送信息301,还将结合标志3011,信标周期开始偏移(BPST偏移)3012、和信标周期选择(BP选择)3013包含在了实施方式1中的信标发送者信息中。该结合标志3011显示发送信标的自己本身进行信标周期的结合动作。另外,BPST偏移3013显示开始信标周期开始的偏移时间。另外,BP选择3013识别是使对方移动到自己的偏移侧还是将信标周期移动到对方的偏移侧。
信标周期占有信息302,为在实施方式1中的信标周期占有信息中还进一步包含了结合标志3014与EBP标志3024。无线通信装置在信标周期占有信息302中记载自己所接收的信标发送者信息301的结合标志3011、EBP信息3002的EBP标志3023,并通知给其它的无线通信装置。
结合开始通知信息3001,包含合并计数器(merge counter)3015、移位计数器(shift counter)3016、移动组3017、以及BPST偏移3018。合并计数器3015显示至开始该结合动作的超帧频率,是为了取得成为结合的对象的两信标周期组内的各无线通信装置间的同步。移位计数器3016,显示计数移动信标周期的组内的无线通信装置在开始最初的无线通信装置的移动后进行其它的无线通信装置的移动的超帧周期的计数器的值。移动组3017显示发送该信标的自身是否为移动信标周期的信标周期组,在是移动的信标周期组的情形下设置标志。BPST偏移3018与信标发送者信息301的BPST偏移相同。
扩展信标周期信息(EBP信息)3002包含设备ID3019、计数器值3020、结合标志3021、信标时隙位置3022、及EBP标志3023。在设备ID3019中,在发送该信标的无线通信装置本身移动信标周期的情形下记载自己的设备ID,在紧急状态时隙(emergence slot)从其它的无线通信装置接收了结合开始通知信息的情形下,记载发送源的无线通信装置的设备ID。关于计数器3020、结合标志3021、信标时隙位置3022、及EBP标志3023也同样记载自己本身的、或从其它的无线通信装置所接收到的内容。EBP标志3023显示设备ID3019、计数器3020、结合标志3021、及信标时隙位置3022的信息是扩展信标时隙信息。
下面说明将不同的信标周期组结合为一个的动作。
最初,对结合算法进行简单的说明。另外,在该说明中,假定在信标周期组1(BG-1)中结合信标周期组2(BG-2)。
步骤1.请求BG-2的结合的无线通信装置X在BG-1的紧急状态时隙与BG-2的自己的信标时隙中发送结合开始通知信息。所谓紧急状态时隙是为了在没有空闲时隙等紧急事态所确保的特别时隙。
步骤2.与BG-1和BG-2的无线通信装置X近邻的无线通信装置,在接收结合开始通知信息时,与发送源的合并计数器进行同步并发送在以后发送的自己的信标中也接收的结合开始通知信息。然后,通过发送结合开始通知信息的组全体进行合并计数器的递减计数。
步骤3.发送BG-2的结合开始通知信息的无线通信装置中、将所希望结合的在自己的信标发送者信息中设置结合标志并发送信标。
步骤4.发送BG-1和BG-2的结合开始通知信息的无线通信装置,搜索相互的对方的信标周期且读入信标,并从该信标构成成为对方组的无线通信装置的信标时间占有信息的EBP信息(扩展信标周期信息)并将邻接信息通知给次近邻的节点(BG-1的无线通信装置制作仅为建立BG-2的结合标志的无线通信装置的EBP信息)。
步骤5.在BG-1与BG-2的各无线通信装置在看到EBP信息后、在自己的次近邻检测到存在占有相同的信标时隙的无线通信装置的情形下,在合并计数器变为0之前再加入到自己所属的信标周期组中。
步骤6.BG-1与BG-2的各无线通信装置,在合并计数器变成0时,将移位计数器递增计数,直至信标发送者信息、信标时间占有信息、EBP信息的结合标志被设置的状态消失为止。该移位计数器计数在移动信标时隙之前的超帧周期。
步骤7.在BG-2的信标发送者信息中设置了结合标志的无线通信装置把移位计数器进行递增计数。另外,在第N信标时隙发送信标的无线通信装置在移位计数器为2N-1时移动至BG-1的位于最前方的空闲信标时隙。
步骤8.在设置了信标发送者信息、信标时间占有信息、以及EBP信息的结合标志的状态消失时,无线通信装置,结束结合开始通知信息的发送。
步骤9.无线通信装置,在发送结合开始通知信息期间停止上述的信标周期的缩退算法。
下面用附图说明以上的算法。
图29显示两个信标周期组在近邻位置的状态。
在图29中,无线通信装置A、B、C、D、E,形成第1信标周期组,无线通信装置X、Y、Z,形成第2信标周期组。
在第1信标周期组中,无线通信装置B(2902)可以与通信区域2912内的无线通信装置A(2901)、C(2903)、E(2905)相互通信,无线通信装置D(2904)在次近邻的位置关系,不能直接通信。另外,无线通信装置D(2904),位于无线通信装置C(2903)的通信区域2913内,而与无线通信装置B(2902)是次近邻的位置关系。
在第2信标周期组中,无线通信装置X(2906)、Y(2907)、Z(2908)位于相互的通信区域,可以相互通信。
接下来说明如上所述的2个信标周期组移动至如图29所示的位置关系时,第2信标周期组与第1信标周期组结合时的结合动作。另外,2个信标周期的位置关系如下。即,第2信标周期组的无线通信装置X,位于第1信标周期组的无线通信装置A、B、C、D的通信区域,第2信标周期组的无线通信装置Y,位于第1信标周期组的无线通信装置A、B、C、E的通信区域,第2信标周期组的无线通信装置Z,位于第1信标周期组的无线通信装置B、C、D、E的通信区域。
图31至图41显示无线通信装置A至E、及无线通信装置X至Z在信标周期发送信标的时刻和各无线通信装置所检测的在各时隙的信标信息。
首先,图31显示两个组移动至现在的位置的初始状态。
在图31中,第1信标周期组的无线通信装置A,在第4时隙发送信标,无线通信装置B,在第2时隙发送信标,无线通信装置C,在第3时隙发送信标,无线通信装置D,在第4时隙发送信标,无线通信装置E,在第5时隙发送信标。在第4时隙无线通信装置A、D发送信标,但在第1信标周期组内,由于无线通信装置A、D相隔2跳,所以无线通信装置B、C通过信标周期占有信息(BPOIE)得知其存在,而没有发生通信的干涉。
另外,第2信标周期组的无线通信装置X,在第2时隙发送信标,无线通信装置Y在第3时隙发送信标,无线通信装置Z在第4时隙发送信标。
另外,第1时隙,是紧急状态时隙,处于空闲状态。另外,这时的各信标中没有设置结合标志3011、3014,不包含结合开始通知信息3001和EBP信息3002。
接下来,用图32说明无线通信装置X发送通知结合动作的开始的结合开始信息时的状态。
在图32中,无线通信装置X在第1信标周期组的紧急状态时隙(第1时隙)3201、和自己的信标时隙3202发送记载了结合开始通知信息3001和EBP信息3002的信标。在这时的结合开始通知信息3001的合并计数器3015中设置了‘5’,在移位计数器3016中设置了‘0’。而且,移动计数器3017中,设置表示是自己移动的信标周期组的标志,在BPST偏移3018中复制后述的信标发送者信息301的BPST偏移。
另外,在EBP信息3002的设备ID3019、计数器3020、信标时隙位置3022中,分别记载着无线通信装置X本身的设备ID、移动计数器的计数器值、信标时隙位置,设置结合标志3021与EBP标志3023。而且,设置有信标发送者信息301的结合标志3011、在BPST偏移3012中记载着对作为移动目的地的第1信标周期组的信标周期开始时间的偏移时间。另外,在BP选择3013中设置有表示以移动目的的信标周期开始时间为基准的标志。
第1信标周期组的无线通信装置A至D直接接收装置X的信标,得知第2信标周期组与自己的信标周期结合的动作开始。但是,无线通信装置E由于没有接收此信标,所以在这个时刻不会知道。另外,无线通信装置X在第1信标周期组的第4时隙3203,从位于通信区域的无线通信装置A、D接收信标并相互干涉。但是,在这种情形下,假定无线通信装置X可以接收来自无线通信装置A的通信。
另外,第1信标周期组的无线通信装置A至D,通过BPST偏移3012与BP选择3013可以从无线通信装置X知道第2信标周期组的信标周期开始偏移时间。因此,无线通信装置A至D开始接收第2信标周期组的信标。这时,无线通信装置D,检测出从无线通信装置X所接收到的信标3203中所记载的信标周期占有信息302中没有自己的设备ID。由此,无线通信装置D,可以知道无线通信装置X由于干涉没能接收到自己的信标。因此,无线通信装置D,确定在下一超帧中将自己的时隙位置向加入者用时隙移动。
另外,第2信标周期组的无线通信装置Y、Z知道由无线通信装置X所通知的结合动作的开始。然后,在确定自身也进行结合动作的情形下,无线通信装置Y、Z为了通知这点,在自己的时隙位置设置信标发送者信息301的结合标志3011,读入第1信标周期组的信标周期,作成EBP信息3002并发送信标。因此,无线通信装置A至C检测出设置无线通信装置Y的结合标志。但是这时,无线通信装置D在信标周期占有信息中检测出的无线通信装置Y的结合标志,由于是前一个的超帧的状态所以没有被设置。关于无线通信装置Z也是同样,无线通信装置B至D检测出设置了无线通信装置Z的结合标志,而无线通信装置A在信标周期占有信息中检测出的无线通信装置Z的结合标志,由于是前一个的超帧的状态所以没有被设置。
另外,接收了结合开始通知信息3001与EBP信息3002的无线通信装置X以外的无线通信装置,复制所接收到的结合开始通知信息3001与EBP信息3002,在自己的信标时隙发送。由此,无线通信装置X以外的无线通信装置,可以向位于次近邻的无线通信装置传达这些信息。
在图33中显示了下一超帧周期的状态。
在图33中,无线通信装置X递减合并计数器,在合并计数器3015设置‘4’。然后,无线通信装置X,在第1信标周期组的紧急状态时隙(第1时隙)3301与自己的信标时隙3302发送记载了结合开始通知信息3001与EBP信息3002的信标。
无线通信装置E,通过信标周期占有信息知道经通信区域的无线通信装置B、发送到第1时隙3303的来自无线通信装置X的信标。另外,无线通信装置E从结合开始通知信息的BPST偏移3018知道第2信标周期组的信标周期开始时间,开始接收第2信标周期组的信标。
无线通信装置D,按照在先前的超帧中所确定的,将信标时隙位置移动至加入者用时隙并发送信标。由此,对于无线通信装置X,无线通信装置A与无线通信装置D间的干涉被消除。
另外,在该超帧周期以后,第1信标周期组的各无线通信装置,检测出无线通信装置X、Y、Z的结合标志在时隙位置的移动结束之前全部被设置的状态。
在图34中显示下一超帧周期的状态。
在图34中,无线通信装置X递减合并计数器、在合并计数器3015设置‘3’。然后,无线通信装置X在第1信标周期组的紧急状态时隙(第1时隙)3301与自己的信标时隙3302发送记载了结合开始通知信息3001与EBP信息3002的信标。
在这个超帧周期中,将无线通信装置D的时隙位置的变更通知给位于次近邻位置的其它的无线通信装置A、B、X、Y。
在图35中显示了下一超帧3周期的状态。
在图35中,无线通信装置X将递减合并计数器的计数器值设置于结合开始通知信息3001的合并计数器3015中,在自己的信标时隙3501发送信标。这个动作在无线通信装置X的合并计数器的计数器值为2到0间反复进行。这期间,其它的无线通信装置,进行为了避免干涉的时隙位置的移动等的处理,以使第2信标周期组与第1信标周期组进行结合没有障碍。
在图36中显示了下一超帧周期的状态。
在图36中,无线通信装置A至E、无线通信装置X至Z,由于合并计数器为‘0’,所以开始递增计数移位计数器。然后,在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置计数器值。这时,无线通信装置A至E、无线通信装置X至Z,判定移位计数器值为‘1’(奇数),将信标时隙位置向第1信标周期组的最前方的空闲时隙(第7时隙)3601移动。然后,在第7时隙位置发送信标。由此,除了无线通信装置E之外的全部无线通信装置接收该信标,知道无线通信装置X变更了时隙位置。
在图37中显示下一超帧周期的状态。
在图37中,无线通信装置Y递增移位计数器,在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置计数器值。这时,由于移位计数器的计数器值为‘2’(偶数),所以无线通信装置Y不进行时隙位置的移动。另外,经无线通信装置C的信标周期占有信息302,向无线通信装置D通知无线通信装置Y的结合标志3011的信息。这样,通过设置超帧1周期的间隔,将无线通信装置Y在结合动作中也向次近邻的无线通信装置进行通知。
在图38中显示下一超帧周期的状态。
在图38中,无线通信装置Y递增移位计数器,在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置计数器值。这时,无线通信装置Y判定移位计数器的计数器值为‘3’(奇数),将信标时隙位置向第1信标周期组的最前方的空闲时隙(第8时隙)3801移动。然后,无线通信装置Y在第8时隙位置发送信标。由此,除了无线通信装置D之外的全部无线通信装置接收该信标,知道无线通信装置Y变更了时隙位置。
第2信标周期组的无线通信装置Z,由于自己在最前方的时隙位置,所以代替无线通信装置Y,在自己的信标时隙位置发送在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置了移位计数器的计数器值的信标。除了无线通信装置A之外的全部无线通信装置接收该信标,知道无线通信装置Z开始结合动作。
在图39中显示下一超帧周期的状态。
在图39中,无线通信装置Z递增移位计数器,在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置计数器值。这时,由于移位计数器的计数器值为‘4,(偶数),所以无线通信装置Z不进行时隙位置的移动。另外,经无线通信装置B的信标周期占有信息302,向无线通信装置A通知无线通信装置Z的结合标志3011的信息。这样,也向次近邻的无线通信装置通知无线通信装置Y在结合动作中。
在图40中显示下一超帧周期的状态。
在图40中,无线通信装置Z递增移位计数器,在结合开始通知信息3001的移位计数器3016中设置计数器值。这时,无线通信装置Z判定移位计数器的计数器值为‘5’(奇数),将信标时隙位置向第1信标周期组的最前方的空闲时隙(第9时隙)4001移动。然后,无线通信装置Z在第9时隙位置发送信标。由此,除了无线通信装置A之外的全部无线通信装置接收该信标,知道无线通信装置Z变更了时隙位置。
在图41中显示下一超帧周期的状态。
在图41中,无线通信装置Z由于完成了时隙位置的移动,已经不再附加结合开始通知信息3001。其它的无线通信装置,由此知道第2信标周期组的信标周期的结合动作已结束。
这样,进行信标周期的结合的无线通信装置,设置信标发送者信息的结合标志并在自己的信标时隙发送信标。由此,可以向其它的无线通信装置通知信标周期的结合动作的开始。而且,由于信标时隙位置的移动是在每隔超帧1周期进行的,所以可以也向次近邻的无线通信装置通知正在结合中。由此,可以防止与位于次近邻位置的无线通信装置发生时隙位置的移动的冲突。
另外,无线通信装置X,在合并计数器从‘5’至‘3’的超帧中发送结合开始通知信息3001。这是为了向第1信标周期组与第2信标周期组的各无线通信装置确实地通知结合开始信息,但并不限于此。
如上所述,即使在由于多个信标周期组的移动而相互干涉的情形下,通过使干涉的信标周期组间的信标周期进行结合动作,可以在相互区分的期间进行通信,所以可以防止干涉。
工业上的应用可能性
本发明对于进行ad hoc通信等时的无线通信方法及无线通信装置是有用的,在无线网络内的各无线通信装置发送信标的情形下,适用于动态变更其信标周期的情况。
Claims (8)
1.无线通信方法,用于第1无线通信装置在信标周期内与所述第1无线通信装置以外的无线装置之间接收或发送信标,包括以下步骤:
在所述信标周期内使用包括第2信标发送者信息和第2信标周期占有信息的第2信标,所述第1无线通信装置在作为发送第1信标期间的信标时隙之前检测是否存在空闲的信标时隙的检测步骤,
在所述检测步骤中,当检测到所述空闲信标时隙时,包括以下步骤:
开始直至将自己的信标时隙向所述空闲的信标时隙移动的规定数目的超帧的计数的步骤;
生成第1信标发送者信息的步骤,所述第1信标发送者信息包括发送所述第1信标的第1无线通信装置自身的设备ID、移动计数器的计数值或标志、以及发送所述第1信标的第1无线通信装置所掌握的信标时隙长度;
在所述第1无线通信装置的信标时隙发送所述第1信标的步骤,所述第1信标包含用所述第2信标发送者信息生成的第1信标周期占有信息和所述第1信标发送者信息;
在至规定数的超帧为止的各超帧中,从所述第1无线通信装置的信标时隙到信标周期结束为止,当有移动预定的第4无线通信装置没有接收到所发送的第4信标时、或者当从没有移动预定的第5无线通信装置接收的第5信标所包含的第5信标周期占有信息中不能确认所述有移动预定的第4无线通信装置发送所述第4信标时,在规定数的超帧之后,将所述第1无线通信装置的信标时隙变更为所述空闲信标时隙的步骤;以及
所述第1无线通信装置对信标附加信标时隙长信息的步骤,所述信标时隙长信息表示到位于所述第1、第2、第4以及第5无线通信装置的信标时隙的最后方的时隙为止的长度。
2.根据权利要求1所述的无线通信方法,
所述第2信标发送者信息包括:发送所述第2信标的第2无线通信装置自身的设备ID、移动计数器的计数值或标志、以及发送所述第2信标的第2无线通信装置所掌握的信标时隙长度,
所述第2信标周期占有信息包括:发送了第3信标的第3无线通信装置的信标时隙位置;用于确定所述第3无线通信装置的设备ID;以及表示计数开始移动所述第3无线通信装置的信标时隙位置之前的超帧的移动计数器的计数值或标志的第3移动状况信息,
所述第3信标是所述第2无线通信装置所接收的信标。
3.根据权利要求1或者2所述的无线通信方法,
所述第1无线通信装置,在从所述第2、第4以及第5无线通信装置接收的所述信标时隙长信息中最大的信标时隙长的期间内,不进行数据通信而接收所述信标。
4.根据权利要求1或者2所述的无线通信方法,
所述第1无线通信装置从位于信标时隙位置的最后方的时隙中确保至少2个时隙作为不进行数据通信的加入者用时隙,
当通过新加入或者重新加入来开始信标的发送时,将从所述加入者用时
隙随机选择的时隙作为所述第1无线通信装置的信标时隙的位置来发送信
标。
5.无线通信装置,所述无线通信装置在信标周期内与所述无线通信装置
以外的无线装置之间接收或发送信标,所述无线通信装置包括:
无线处理单元,从第2无线通信装置接收包括第2信标发送者信息和第2信标周期占有信息的第2信标,并提取第2帧;
帧判定部,其判定所提取到的所述第2帧是否是信标帧,将信标的接收时隙位置、确定该信标的发送源的无线通信装置的设备ID、表示计数开始移动所述发送源的无线通信装置的信标时隙位置之前的超帧的移动计数器的计
数值或标志的移动状态信息关联起来,作为信标周期占有信息,将被赋予给
所述信标帧的所述信标周期占有信息记录到记录单元;
信标时隙位置控制单元,在所述信标周期内使用所述第2信标检测是否存在空闲信标时隙,所述无线通信装置在作为发送第1信标期间的信标时隙之前检测到空闲信标时隙时,根据计数直至将自己的信标时隙向所述空闲的信标时隙移动的规定数目的超帧的计数器的计数值,进行自己的信标时隙位置的变更;
帧构成单元,用于构成第1信标,该第1信标包含第1发送者信息和第1信标周期占有信息,所述第1发送者信息包含用于确定所述无线通信装置的设备ID以及第1移动状况信息,该第1移动状况信息表示计数开始移动所述无线通信装置的信标时隙位置之前的超帧的移动计数器的计数值或标志,所述第1信标周期占有信息是使用所述第2信标发送者信息而生成的;以及
信标发送指示单元,检测所述无线通信装置的信标时隙位置,指示所述无线处理单元发送所述帧构成单元所构成的第1信标,
所述信标时隙位置控制单元根据所述第1信标周期占有信息,在所述信标周期内检测在所述无线通信装置的信标时隙之前的空闲信标时隙,在发送了所述第1信标后,在至规定的超帧为止的各超帧中,从所述无线通信装置的信标时隙到信标周期结束为止,当没有接收到具有移动预定的第4无线通信装置发送的第4信标时,或者当从没有移动预定的第5无线通信装置接收的第5信标所包含的第5信标周期占有信息中不能确认所述具有移动预定的第4无线通信装置发送所述第4信标时,在规定数的超帧之后,向所述信标发送指示单元输出将所述无线通信装置的信标时隙变更成所述空闲信标时隙的信标发送时刻,
所述信标发送指示单元根据变更后的信标发送时刻将所述第1信标从所述帧构成单元输出到所述无线处理单元,
所述帧构成单元进一步将信标时隙长信息附加给信标,所述信标时隙长信息表示到位于所述无线通信装置所识别的第2、第4以及第5无线通信装置、以及所述无线通信装置本身的信标时隙中的最后方的时隙为止的长度。
6.根据权利要求5所述的无线通信装置,
所述第2信标发送者信息包括:发送所述第2信标的第2无线通信装置自身的设备ID、移动计数器的计数值或标志、以及发送所述第2信标的第2无线通信装置所掌握的信标时隙长度,
所述第2信标周期占有信息包括:发送了第3信标的第3无线通信装置的信标时隙位置;用于确定所述第3无线通信装置的设备ID;以及表示计数开始移动所述第3无线通信装置之前的超帧的移动计数器的计数值或标志的第3移动状况信息,
所述第3信标是所述第2无线通信装置所接收的信标。
7.根据权利要求5或者6所述的无线通信装置,
所述帧构成单元,在所述无线通信装置从所述第2、第4以及第5无线通信装置接收的所述信标时隙长信息中最大的信标时隙长的期间内,不进行数据通信而接收所述信标。
8.根据权利要求5或者6所述的无线通信装置,
所述帧构成单元从位于信标时隙位置的最后方的时隙中确保至少2个时隙作为不进行数据通信的加入者用时隙,
所述信标时隙位置控制单元,在所述无线通信装置通过向无线网络系统新加入或者重新加入来开始信标的发送时,将从所述加入者用时隙随机选择的时隙作为所述无线通信装置的信标时隙位置通知给所述信标发送指示单元。
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