CN102523631B - 通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序 - Google Patents

通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序 Download PDF

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Abstract

本发明公开了通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序。一种通信系统包括多个通信台站，这多个通信台站被布置为分别发送信标，其中与从外围通信台站接收到的信标有关的信标时间信息被以预定的发送间隔放置在该信标上，并且这多个通信台站基于放置在接收到的信标上的信标信息，在避免与从外围通信台站发送的信标的冲突的同时来控制其自己的台站的信标发送定时，其中，所述多个通信台站中的至少一部分包括被配置为决定与从至少一个外围通信台站接收的信标有关的优先级的装置，以及被配置为将接收到的信标当中具有高优先级的信标的信标定时信息放置在其自己台站的信标上并以预定的发送间隔来发送信标的装置。

Description

通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序
分案申请说明
本申请是申请日为2009年3月18日、题为“通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序”的中国发明专利申请No.200910119014.4的分案申请。
技术领域
本发明涉及在诸如无线LAN(局域网)或PAN(PersonalAreaNetwork，个人区域网)之类的多个无线电台站之间相互执行通信的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，尤其涉及以自治的分布式方式操作的多个通信台站被对等连接的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序。
更具体而言，本发明涉及对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其中以自治的分布式方式操作的通信台站相互交换信标帧以进行通信，尤其涉及以下的对等型通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其中，从相邻台站接收的信标定时信息被置于信标帧中，以减轻由隐藏的终端所引起的信标问题。
背景技术
作为解放现有技术的有线通信系统中使用的电线的系统，无线网络受到关注。例如，IEEE(电气和电子工程师协会)802.11a、IEEE802.11b或IEEE802.11g是无线LAN标准的代表。利用无线LAN可以建立灵活的因特网连接。不仅可以替代现有的有线LAN，而且可以在诸如旅馆、机场候机室、车站和咖啡馆之类的公共场所提供因特网连接手段。无线LAN已经得到广泛普及，并且无线LAN功能现在正普遍地不仅安装到诸如个人计算机(PC)之类的信息设备，而且安装到诸如数码相机或音乐播放器之类的消费电子(CE)设备。
为了利用无线技术来构建LAN，一般使用以下方法：在一个区域中提供一个作为控制台的装置，称为“接入点(AP)”或“协调者”，并在该控制台的总体控制下形成网络。控制台执行同步的无线通信，其中网络中所存在的多个终端站的接入定时被调整，并且各终端站彼此同步地进行操作。
另外，作为构建无线网络的另一种方法，发明了“自组织(ad-hoc)通信”，其中所有的终端站被相等地布置并且以自治的分布式方式对等地操作，并且终端站自身决定接入定时。具体而言，对于由彼此接近的相对较小数目的客户端所构建的小型无线网络而言，自组织通信被认为是适当的系统，其中任意的终端相互可直接执行异步无线通信，而无需利用特定的控制台。
例如，IEEE802.11中的联网是基于BSS(基本服务集)的概念的。BSS是由两种类型构成的，这两种类型包括由存在控制台的“基础设施模式”所定义的BSS和由仅由多个MT(移动终端：移动台或终端站)构成的“自组织模式”所定义的IBSS(独立BSS)。
此外，除了由IEEE802.11所规定的自组织网络之外，开发了这样一种通信系统：其中，以自治的分布式方式操作的各通信台站被对等连接。例如，其中多个通信台站对帧进行中继的“多跳通信”解决了不限定所有的通信方都要在无线电波到达的范围内的问题。利用其中多个通信台站对帧进行中继的“多跳通信”，可以相互连接大量的通信台站。目前，作为IEEE802.11中的任务组(TG)，在进行对多跳通信的标准化。在本说明书中，进行多跳通信的无线网络被称为“网状网络”，构成网状网络的各通信台站被称为“网格点(MP)”。
例如，提出了这样一种无线通信系统：其中，在各通信台站彼此发送其中描述了与网络有关的信息的信标的同时构建该网络，并且在另一通信台站处基于信标来执行关于通信状态的高级判断(例如，见WO2004/071022)。通过利用类似的方法，可以构建网状网络。
图15示出了无线通信系统中的通信序列示例，在该无线通信系统中，在各通信台站交换信标信号时以自治的分布式方式执行通信。在该图所示的示例中，作为参与网络的通信台站，两个台站STA1和STA2存在于相互可通信的范围内。各通信台站设置各自的TBTT(目标信标发送时间)并周期性地发送信标信号。然后，各通信台站为了提取相邻MT的信息，根据需要从另一通信台站周期性地接收信标信号。应当注意，信标发送周期对于所有通信台站而言不必是相同的，这里为了简化描述，假定各通信台站以相同的信标发送周期发送信标。
这里，在对等通信系统中，一般会产生隐藏终端问题。在特定通信台站之间执行通信的情况下，隐藏终端指的是可从作为通信方的一个通信台站接收信息但难以从另一通信台站接收信息的通信台站。隐藏终端难以执行协商，并且发送操作可能彼此冲突。参考图16A-C至图18，将研究在以自治的分布式方式操作的通信台站交换信标信号时进行通信的对等通信系统中的信标隐藏终端问题及其处理过程。
图16A至16C例示了在对等通信系统中产生信标隐藏终端问题的情形。
在图16A的左侧所示的情形中，仅存在一个通信台站STA0。图16A的右侧示出了STA0以每100毫秒发送信标的情形。在该图中，B0表示由STA0以100毫秒的周期发送的信标信号。
随后，图16B的左侧示出了在STA0的通信范围内出现新的通信台站STA1的情形。在该情况下，因为STA1可以直接接收STA0的信标B0，所以STA1适当地找到不产生与该信标的冲突的定时，并设置其自己的台站的TBTT。图16B的右侧示出了这样的情形：选择STA0的100毫秒的信标发送周期的大约中间部分，作为STA1的信标发送时间B1。
此外，随后，图16C的左侧示出了STA2(即，作为STA0的隐藏终端)出现在STA1的通信范围内的位置处但没有直接的无线电波从STA0到达的情形。在这种情况下，因为STA2可以直接从STA1接收信标B1，所以可以为其自己的台站的信标发送时间B2选择不产生与信标B1的冲突的时间。然而，STA2不知道从作为隐藏终端的STA0发送的信标B0的存在，因此可能与STA0同时发送信标。在这种情况下，在STA1中，STA2和STA0的信标彼此冲突，引起网络运行的重大问题。
例如，提出了这样的方法：各通信台站将从相邻台站接收到的信标的时间信息置于信标上以彼此通知(例如，见WO2004/071022)。根据该方法，各通信台站分析从相邻台站接收到的信标上所描述的接收信标时间信息，以检测隐藏终端的信标发送时间，从而可以避免冲突。
图17示出了信标帧的格式示例。尽管在该图中作了省略，但是一般而言，信标帧还包括指示出接收到该帧的通信台站按哪个周期发送信标的字段(在该帧格式中，应当了解到这是作为“其他信息”的一部分而包括的)。
可想到上面所述的“接收信标的时间信息”的各种格式。图17所示的帧格式示例可由“时间戳值”和“信标定时信息(信标定时)”来表示，其中“时间戳值”是用于执行其自己的台站的时间管理的定时器值。各通信台站激活其自己的装置中的用于对其自己的装置的基准时间进行向上计数的定时器，并且在帧被发送的时刻的定时器值被作为“时间戳”值置于信标帧中。此外，图18示出了“信标定时信息”的内容。在该图所示的信标定时信息中，元件ID(elementID)被用作头部，接着是元件的长度信息，然后针对接收信标的数目来放置“STAID值”、“信标接收时间”和“信标间隔”各段信息。例如，从两个通信台站STA0和STA1接收信标的通信台站描述了关于STA0和STA1中的每一个的三个信息集。这里，“STAID值”是用于识别信标的发送源的值。“信标接收时间”是指示出信标的接收时间的信息，并且描述了当信标被接收时其自己的装置的定时器值。“信标间隔”是指示出信标的发送频率(信标的发送源处的信标帧发送周期)的值。
通过在信标帧中放置信标定时信息，对等通信系统中的信标隐藏终端问题可被显著减轻。在图16C所示的示例中，STA2从STA1接收信标以分析信标定时信息，从而可以知道“STA1此后将在何时从STA0(隐藏终端)接收信标”。因此，可以将其自己的台站的信标发送时间设置在隐藏终端信标未重叠的时间。
然而，在信标帧中放置信标定时信息的用于解决隐藏终端问题的方法引入了若干新的技术问题。
第一个问题对应于以下情形：在图17或图18所示的“信标定时信息”的格式下，如果来自大量外围通信台站的信标时间信息被放置，则置于信标上的信息量是很大的，并且信标帧变得巨大。
例如，当“STAID值”由1个八位字节(octet)表示，“信标接收时间”由2个八位字节表示，并且“信标间隔”由2个八位字节表示时，用于一个通信台站的信标定时信息的大小变为5个八位字节。在这种情况下，如果将要放置用于16个外围通信台站的信标定时信息时，使用80个八位字节(＝(1+2+2)×16)的总信息量，这种大小是难以忽视的。
第二个问题对应于以下情形：当用于各通信台站的信标发送周期不同时，难以确定是否存在信标冲突。在图15所示的通信序列示例中，参与网络的通信台站的信标发送周期都是相同的。当各通信台站的信标发送周期相同或者是整数倍的关系时，容易确定将来是否连续地产生冲突，但是网络操作方法不限于以上方法。例如，在一个通信台站以200毫秒的间隔发送信标而另一通信台站以300毫秒的间隔发送信标的的情况下，则间歇地产生信标冲突，并且产生含糊的情形。在这种情况下，将该事件看作冲突与否的确定是不清楚的。
发明内容
根据本发明的一个实施例，希望提供一种通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其优异之处在于以自治的分布式方式操作的多个通信台站建立对等连接。
根据本发明的另一实施例，希望提供一种对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其优异之处在于以自治的分布式方式操作的通信台站相互交换信标帧以使得通信得以适当地执行。
根据本发明的另一实施例，希望提供一种对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其优异之处在于可以通过将从相邻台站接收的信标定时信息置于信标帧中来减轻信标隐藏终端问题。
根据本发明的另一实施例，希望提供一种对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其优异之处在于各通信台站利用更小的信息量将从外围通信台站接收到的信标时间信息置于信标帧中并且可以适当地操作网络。
根据本发明的另一实施例，希望提供一种对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序，其优异之处在于在信标帧被以不均匀的信标发送间隔相互交换的通信环境下，各通信台站可以适当地操作网络，同时避免了信标帧的冲突。
本发明是在考虑上述情形而作出的，并且根据本发明的一个实施例，提供了一种包括多个通信台站的通信系统，这多个通信台站被布置为分别发送与从外围通信台站接收到的信标有关的信标时间信息被以预定的发送间隔放置在其上的信标，并且基于放置在接收到的信标上的信标信息，在避免与从外围通信台站发送的信标的冲突的同时来控制其自己台站的信标发送定时，其中，所述多个通信台站中的至少一部分包括被配置为决定与从至少一个外围通信台站接收的信标有关的优先级的装置，以及被配置为将接收到的信标当中具有高优先级的信标的信标时间信息放置在其自己台站的信标上并以预定的发送间隔来发送信标的装置。
应当注意，这里的“系统”指的是其中多个装置(或者用于实现特定功能的功能模块)被逻辑地聚集的结构，并且各装置或功能模块是否在单个壳体中并不特别要紧。
作为其中以自治的分布式方式操作的各通信台站建立对等连接的无线网络的一种模式，提出了各终端站自身决定访问定时的自组织模式以及多个通信台站对帧进行中继以使得能够进行多跳通信的网状网络。在这种通信系统中，一般采用如下操作方法：各通信台站交换信标信号以按自治的分布式方式建立连接。此外，为了抑制作为隐藏终端的通信台站之间的信标冲突，提出了如下方法：各通信台站将从外围通信台站接收的信标时间信息置于其自己台站的信标上，并分析接收到的信标的内容以控制其自己台站的信标发送定时，使其不与另一台站的信标发送时间相重叠。
然而，如果来自大量外围通信台站的信标时间信息被放置，则存在以下问题：置于信标上的信息量是很大的，并且信标帧变得巨大。此外，当各通信台站的信标发送周期不同时，存在难以确定是否存在信标冲突的问题。
与此相比，在根据本发明实施例的通信系统中，通信台站决定从一个或多个外围通信台站接收到的信标的优先级，并仅将接收到的信标当中具有高优先级的信标的信标时间信息置于其自己台站的信标上。这里，具有高优先级的信标相当于具有要向相邻台站通知的高紧急度的信标；例如，信标的接收状态被改变。因此，通信台站将从至少一个外围通信台站接收到的信标当中接收状态被改变的信标的时间信息置于其自己台站的信标上。换言之，即使当从外围通信台站接收到的信标数目(信标所到达的外围通信台站的数目)很大时，各通信台站也不将接收状态未受波动的信标的时间信息置于其自己台站的信标上，从而可以抑制信标帧的快速膨胀。
例如，优先级决定装置为从至少一个通信台站接收到的信标当中接收状态被改变的信标设置高优先级。或者，在从至少一个外围通信台站接收到的信标当中，优先级决定装置为接收间隔与从另一通信台站接收到的信标接近的信标设置高优先级，这是因为由于信标发送定时的波动而使得可能发生冲突的可能性为高，并且动作的紧急度被认为是高的。
当仅具有高优先级的接收信标的信标定时信息被放置时，存在这样一个信标，该信标已被实际接收，但未被置于信标帧中的“信标定时信息”上。鉴于以上情况，信标生成装置可以将指示出置于当前信标定时信息上的所有接收信标是否是所有的信标的信息置于信标上。此外，从外围通信台站接收到描述这种信息的信标的通信台站分析接收信标，并检测是否存在针对信标发送源的另一接收信标。此外，在确定其自己的台站除了放置在接收信标上的信息之外应当获得更多信标定时信息的情况下，可执行用于从信标发送源获得所有信标定时信息的握手操作。
此外，通信台站可将信标的接收状态是否被改变的信息置于信标上。接收信标改变信息是只要被其自己的台站观察到就指示出接收信标的状态改变的信息。例如，存在这样的角色：通过利用1位的标记指示改变来将改变通知给外围台站，并通过每次接收信标状态被改变时改变数字值来放置信息。本说明书中所描述的信标的接收状态的改变包括迄今为止周期性地接收到的信标的消失、迄今为止未观察到的信标的接收开始、迄今为止接收到的信标的发送间隔的改变、从不同的外围通信台站接收的信标的接收间隔的接近等等。
此外，在确定难以从改变被置于信标上的信标定时信息获得足够信息的情况下，从外围通信台站接收到信标(该信标描述了指示出接收信标的状态改变的信息)的通信台站可以执行用于从信标发送源获得所有信标定时信息的握手操作。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种包括多个通信台站的通信系统，这多个通信台站被布置为分别发送信标，其中与从外围通信台站接收到的信标有关的信标时间信息和信标发送周期被以预定的发送间隔放置在该信标上，并且这多个通信台站基于放置在接收到的信标上的信标信息，在避免与从外围通信台站发送的信标的冲突的同时在其自己的台站的每个信标发送周期中发送信标，其中，所述多个通信台站中的至少一部分基于本身接收到信标的外围通信台站的信标时间信息和信标发送周期以及与接收到的信标中所描述的外围通信台站有关的信标时间信息和信标发送周期，来计算潜在地发生的信标冲突的频率，并根据冲突的频率来执行用于避免其自己的台站和外围通信台站中的信标冲突的处理。
如上所述，当各通信台站的信标发送周期不同时，存在难以确定是否存在信标冲突的问题，但在根据本发明实施例的通信系统中，当通信台站基于从其本身接收到的信标所获得的信标时间信息和信标发送周期以及对信标的放置内容的分析结果，获得各外围通信台站的信标时间信息和信标发送周期时，根据上述信息计算出潜在地发生的信标冲突的频率。然后，通过利用冲突的频率作为基准来确定冲突的严重性，并且改变其自己台站的信标发送定时。此外，通过向冲突变得严重的外围通信台站请求信标发送定时的改变，信标隐藏终端问题将被解决。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种计算机可读的计算机程序，用于在计算机上执行处理以在一通信环境下作为通信台站而操作，该通信环境即以自治的分布式方式操作的各通信台站建立对等连接的通信环境，所述程序允许计算机用作以下装置：接收装置，该接收装置被配置为从外围通信台站接收包括信标的帧；信标分析装置，该信标分析装置被配置为分析由接收装置接收的信标；优先级决定装置，该优先级决定装置被配置为决定与由接收装置从外围通信台站接收的各信标有关的优先级；信标生成装置，该信标生成装置被配置为生成如下信标：与从外围通信台站接收的信标当中具有高优先级的信标的接收时间有关的信标定时信息被置于该信标上；发送装置，该发送装置被配置为发送包括由信标生成装置生成的信标的帧；控制装置，该控制装置被配置为控制由发送装置和接收装置执行的帧发送和接收操作；以及定时控制装置，该定时控制装置被配置为基于从由信标分析装置执行的信标分析的结果所获得的外围通信台站的信标定时信息，在避免与从外围通信台站发送的信标的冲突的同时，控制包括其自己的台站的信标发送定时在内的帧发送和接收定时。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种计算机可读的计算机程序，用于在计算机上执行处理以在一通信环境下作为通信台站而操作，该通信环境即以自治的分布式方式操作的各通信台站建立对等连接的通信环境，所述程序允许计算机用作以下装置：接收装置，该接收装置被配置为从外围通信台站接收包括信标的帧；信标分析装置，该信标分析装置被配置为分析由接收装置接收的信标；信标生成装置，该信标生成装置被配置为生成如下信标：与从外围通信台站接收的各信标有关的信标时间信息和包括信标发送周期的信标定时信息被置于该信标上；发送装置，该发送装置被配置为发送包括由信标生成装置生成的信标的帧；控制装置，该控制装置被配置为控制由发送装置和接收装置执行的帧发送和接收操作；以及定时控制装置，该定时控制装置被配置为基于从由信标分析装置执行的信标分析的结果所获得的外围通信台站的信标定时信息，在避免与从外围通信台站发送的信标的冲突的同时，控制包括其自己的台站的信标发送定时在内的帧发送和接收定时，其中，控制装置基于本身接收到信标的外围通信台站的信标时间信息和信标发送周期以及与接收到的信标中所描述的外围通信台站有关的信标时间信息和信标发送周期，来计算潜在地发生的信标冲突的频率，并根据冲突的频率来执行用于避免其自己的台站和外围通信台站中的信标冲突的处理。
根据本发明实施例的计算机程序定义了一种以计算机可读格式所描述的计算机程序，用于在计算机系统上实现预定处理。换言之，通过将根据本发明实施例的计算机程序安装到计算机中，在计算机上实现协作动作，并且计算机作为自治的分布式方式的通信台站而操作。通过激活多个这种通信台站来构建无线网络，可以获得与根据本发明实施例的通信系统类似的动作效果。
根据本发明的实施例，可以提供如下的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其优异之处在于以自治的分布式方式操作的多个通信台站可以适当地建立对等连接。
此外，根据本发明的实施例，可以提供如下的对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其优异之处在于以自治的分布式方式操作的通信台站相互交换信标帧以使得通信被适当地执行。
此外，根据本发明的实施例，可以提供如下的对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其优异之处在于可以通过将从相邻台站接收的信标定时信息置于信标帧中来减轻信标隐藏终端问题。
此外，根据本发明的实施例，可以提供如下的对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其优异之处在于各通信台站利用更小的信息量将从外围通信台站接收到的信标时间信息置于信标帧中并且可以适当地操作网络。
此外，根据本发明的实施例，可以提供如下的对等型的通信装置、通信方法、通信系统及计算机程序：其优异之处在于在信标帧被以不均匀的信标发送间隔相互交换的通信环境下，各通信台站可以适当地操作网络，同时避免信标帧的冲突。
从以下参考附图对示例性实施例的描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是无线装置的一种硬件配置示例的示意图，该无线装置能够通过在根据本发明一实施例的无线网络中作为通信台站以自治的分布式方式执行通信操作而对等地连接到另一台站；
图2是无线装置的另一种硬件配置示例的示意图，该无线装置能够通过在根据本发明一实施例的无线网络中作为通信台站以自治的分布式方式执行通信操作而对等地连接到另一台站；
图3示出了无线接口单元的内部配置示例；
图4是用于描述在通信台站中执行的对信标接收信息的管理方法的说明图；
图5是用于描述对接收信标的优先级的设置方法的说明图；
图6是用于描述对接收信标的优先级的设置方法的说明图；
图7示出了在仅在具有高优先级的接收信标上放置信标定时信息的情况下的信标帧的格式示例；
图8是用于描述通信台站用来确定是否产生信标的接收状态的改变的方法的说明图；
图9是用于描述对由数字值组成的接收信标改变信息的设置方法的说明图；
图10是用于描述在各通信台站的信标发送周期不是恒定的情况下对信标隐藏终端问题的解决方法的说明图；
图11是用于描述在各通信台站的信标发送周期不是恒定的情况下对信标隐藏终端问题的解决方法的说明图；
图12是示出通信台站用来确定以不同发送周期发送信标的各相邻台站的信标是否彼此冲突的处理过程的流程图；
图13是示出外围通信台站用来在确定出外围通信台站之间的信标冲突时改变信标发送定时的处理过程的流程图；
图14是用于描述通信台站用来决定信标发送定时的方法的说明图；
图15示出了在各通信台站交换信标信号时以自治的分布式方式执行通信的无线通信系统中的通信序列示例；
图16A例示了在对等通信系统中产生隐藏终端问题的情形；
图16B例示了在对等通信系统中产生隐藏终端问题的情形；
图16C例示了在对等通信系统中产生隐藏终端问题的情形；
图17示出了信标帧的格式示例；以及
图18示出了信标定时信息的内容。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细描述本发明的实施例。
根据以下描述的实施例，假定通信的传播信道是无线的，并且通过利用单个传输介质在多个设备之间构建网络(对应于链路未通过频道分离的情况)。应当注意，即使在存在作为传输介质的多个频道的情况中，这也是适用的。此外，根据实施例，假定通信是存储并转发型的流量，并且以分组为单位来传送信息。此外，以下描述的各通信台站中的处理基本上是在参与网络的所有通信台站中执行的处理。应当注意，根据情况，构成网络的一些通信台站在适当情况下不执行以下描述的处理。
图1是无线装置的一种硬件配置示例的示意图，该无线装置能够通过在根据本发明一实施例的无线网络中作为通信台站以自治的分布式方式执行通信操作而对等地连接到另一台站。无线装置是诸如个人计算机之类的其上安装有无线LAN卡的信息设备，或者是诸如数码相机或音乐播放器之类的CE设备。
在图中所示的无线装置中，CPU(中央处理单元)1经由总线而与诸如ROM(只读存储器)2和RAM(随机存取存储器)3之类的存储装置、外围装置4、诸如HDD(硬盘驱动器)之类的外部存储装置5以及诸如无线LAN接口单元6之类的外围装置相互连接。此外，两条或多条总线通过桥装置而链接。
CPU1将存储在ROM2中的控制代码或者安装到外部存储装置5中的程序代码加载到RAM3上，并执行代码以对整个装置执行总体控制，例如使用外围装置4的装置操作(例如，数码相机中的图像拍摄操作和图像再现操作以及音乐播放器中的播放列表显示和音乐再现操作)和使用无线LAN接口单元6的通信操作。
在图1的示例中，无线LAN接口单元6将IEEE802.11的MAC(介质访问控制)层中的帧经由总线传送到RAM3，并且CPU1执行MAC层中的处理。应当注意，本发明的要点不限于图1所示的无线装置的配置，图2所示的另一配置也是可想到的。在图2中，无线LAN接口单元6经由I/O接口7连接到总线。与无线LAN接口单元6和总线相连的I/O接口7一般是MSIO(记忆棒IO)、SDIO(安全数字IO)、USB(通用串行总线)等。无线接口单元6执行IEEE802.11的MAC(介质访问控制)层中的处理，并将与802.3等价的帧通过I/O接口7发送到主机CPU1。
例如当无线接口单元6安装在图1和图2所示的信息设备上时，该信息设备可以作为在自组织网络上操作的终端站(移动终端：MT)或者在网状网络上操作的网格点(网格点：MP)。此外，假定图1和图2所示的信息设备是电池驱动系统的，其中驱动电力是从电池(未示出)供应的并且设有用于对电池充电的充电器。该信息设备可以通过从电池的输出端电压计算剩余电力等，基于充电器来控制充电操作。
图3示出了无线接口单元6的内部配置示例。图中所示的无线接口单元6在未布置控制台的自治分布型通信环境下作为通信台站而操作。通过在同一无线系统中有效地执行信道访问，可以在避免冲突的同时形成网络。
如图所示，作为通信台站的无线接口单元6包括主机接口单元101、数据缓冲器102、中央处理单元103、信标生成单元104、无线电发送单元106、定时控制单元107、天线109、无线电接收单元110、信标分析单元112和信息存储单元113。
主机接口单元101与连接到I/O接口7的主机设备(见图1或图2)执行各种信息的交换。
数据缓冲器102用于在经由主机接口单元101所连接的主机设备发送的数据或者经由无线传输信道接收到的数据被经由主机接口单元101发送之前对其进行临时存储。
中央处理单元103执行预定的执行命令程序，从而以集成方式对作为通信台站的无线接口单元6中的一系列信息收发处理进行管理和对传输信道进行访问控制。
根据本实施例，中央处理单元103执行用于在诸如自组织网络或网状网络之类的自治分布型网络中实现访问控制等的处理。此外，这里所描述的访问控制包括诸如以下的处理：基于放置在信标上的外围通信台站的信标时间信息对其自己的台站的信标发送定时进行控制。将在以下描述这些处理的细节。
信标生成单元104生成与附近的通信台站周期性地交换的信标信号。为了使得设有无线接口单元6的无线装置操作无线网络，对其自己的信标发送位置、从相邻台站的信标接收位置等进行规定。这些信标时间信息被存储在信息存储单元113中，并且也放置在信标信号中以通知相邻的通信台站。当各通信台站在发送帧周期的开头发送信标时，由信道间隔来定义信道中的发送帧周期。应当注意，用于将外围通信台站的信标时间信息置于信标信号中的方法的细节将在以下描述。
无线电发送单元106执行预定的调制处理，以无线地发送临时存储在数据缓冲器102中的的数据或者信标信号。此外，无线电接收单元110对在预定时间从另一台站发送的信息或者诸如信标之类的信号执行接收处理。
对于无线电发送单元106和无线电接收单元110中的无线发送和接收方法，例如可以应用适合于在适用于无线LAN的相对短的距离中通信的各种通信方法。更具体而言，可以采用UWB(超宽频带)方法、OFDM(正交频分复用)方法、CDMA(码分多址)方法等。
天线109在预定的频道上将信号无线地发送到另一通信台站，或者收集从另一通信台站到达的信号。根据本实施例，提供了由发送和接收设备所使用的信号天线，但是发送和接收不是并行同时执行的。
定时控制单元107对用于发送和接收无线电信号的定时执行控制。例如，在发送帧周期的开头处其自己的信标发送定时、从相邻台站的信标接收定时、与相邻台站的数据发送和接收定时、扫描操作周期等得到控制。
信标分析单元112分析可从相邻台站接收的信标信号，并且还分析包括隐藏终端等的外围通信台站的存在。例如，从信标信号提取的诸如TBTT之类的相邻台站的信标定时信息被存储在信息存储单元113中，作为外围通信台站信息。
信息存储单元113累积诸如中央控制单元103中执行的一系列访问控制操作之类的执行过程命令(描述冲突避免处理过程等的程序)、从接收信标的分析结果获得的外围通信台站信息等等。
根据本实施例，设有无线接口单元6的无线装置作为参与诸如自组织网络或网状网络之类的自治分布型网络的通信台站(终端站(MT)或网格点(MP))而操作。在上述自治分布型网络中，当在通信台站之间交换信标时产生隐藏终端问题。根据本实施例，提供了这样的特征：各通信台站相互通知将使用的信标时间信息，同时抑制信息量而不管外围通信台站数目的增大，并且甚至在各通信台站以不同的信标周期来操作的情况下，冲突的产生也可被抑制。更具体而言，在接收状态没有波动的情况下，关于信标时间信息，通过省略在其自己的台站的信标上的放置，信标帧的快速膨胀得到抑制。此外，在各终端以不同的信标周期执行信标操作的情况下，在通过使用假定的在将来产生的冲突的频率作为基准来确定信标的冲突的同时，根据冲突的严重性来采取措施。在下文中将描述这些处理操作。
首先，将参考图4来描述由通信台站执行的用于信标接收信息的管理方法。
各通信台站在交换信标的同时执行自治分布操作。然而，如果与接收信标有关的所有信息都被放置，则信标变得巨大。因此，采用这样的方法：向接收信标的记录分配优先级，并且仅具有高优先级的记录被置于来自其自己的台站的发送信标上。在图4所示的示例中，作为外围通信台站信息，分别从六个外围通信台站STA0至STA5接收到的信标定时信息的记录被保存在信息存储单元113中。在它们当中，仅具有高优先级的四个记录(关于STA0、STA3、STA5和STA2的信标定时信息的记录)被提取并置于发送信标上。分配接收信标的优先级的方法将在以下进行描述。此外，通信台站预先确定可被置于发送信标上的记录的数目，并且以优先级的顺序来整理接收信标。此后，在一些情况下仅可以放置预定数目的记录，或者无需确定记录的数目，仅具有高优先级的记录可被从外围通信台站信息中提取并置于其自己的台站的信标上。
具有高优先级的信标相当于具有要向相邻台站通知的高紧急度的信标，例如接收状态被改变的信标。通过仅放置接收到的信标信息当中具有高优先级的信标信息作为上述的“信标定时信息”，保证了具有高紧急度的信标信息的通知。
随后，将参考图5和图6来描述对接收信标的优先级的设置方法。
图5示出一通信序列示例，其中STA0的信标起初未被观察到，但是该信标与时间B0-1时的信标一起开始被接收。应当注意，在该图中，高亮显示的信标是接收信标，其他信标是未接收到的信标。
在时间B0-1接收到信标的通信台站分析信标信息，并发现STA0还在时间B0-0发送了信标，但是由于某种原因该信标未被接收到。因此，在时间B0-1接收到的信标被确定为新接收到的信标，并且因为引起了接收信标的状态的波动，所以执行以下处理：向该记录分配高优先级并且利用高优先级在“信标定时信息”中描述该记录。
图5示出了迄今为止未接收到的信标开始被接收的示例。与以上相比，例如在清楚“尽管接收到信标，但是信标发送的间隔从这次开始被改变”的情况下，引起接收信标的状态的波动，并且执行以下处理：向该记录分配高优先级并且利用高优先级在“信标定时信息”中描述该记录。
此外，作为具有高优先级的信标的另一示例，其接收间隔与来自另一通信台站的接收信标接近的信标可作为代表。图6示出一通信序列示例，其中在同一周期中分别从三个通信台站STA0、STA1和STA2发送的信标被周期性地接收。应当注意，在该图中，高亮显示的信标是具有高优先级的信标，其他信标是具有低优先级的信标。也就是说，B0-0、B0-1和B0-2表示从STA0接收到的信标，B1-0、B1-1和B1-2表示从STA1接收到的信标，且B2-0、B2-1和B2-2表示从STA2接收到的信标。
此时，因为从STA0和STA1发送的信标帧之间的间隔低于某个阈值，所以确定这些帧之间的间隔为小。帧之间的小间隔意味着当定时稍微偏离时，帧可能是冲突的。鉴于以上情况，在接收到来自STA0和STA1两者的信标的通信台站中，确定可能存在信标彼此冲突的风险，并且向记录分配高优先级以执行利用高优先级将信标置于“信标定时信息”中的处理。
随后，如上所述，将参考图7来描述仅在具有高优先级的接收信标上放置信标定时信息的信标帧的格式示例。
当仅放置了具有高优先级的接收信标的信标定时信息时，存在已被实际接收但未放置在信标帧中的“信标定时信息”上的信标。因此，通信台站在一些情况下可以将“除了放置在信标帧上的信标之外还存在周期性地接收到的信标”通知给外围台站。鉴于以上情况，在图7所示的信标帧的格式示例中，在“信标定时信息”的字段中，准备了用于指示出存在另一接收信标的称为“更多信标信息”的字段。通过利用该字段，可以指示出置于当前信标定时信息上的接收信标是否是所有的信标。
此外，当通信台站从外围台站接收到信标时，接收信标中的“信标定时信息”的更多信标信息字段被检查。然后，在确定应当获得比置于接收信标上的信标定时信息更多的信标定时信息的情况下，在一些情况下向信标发送源台站发送用于请求对所有信标定时信息的通知的请求帧。以如下方式执行握手以对请求进行应答：接收到该请求帧的通信台站通过利用包括最近接收到的所有信标(不管优先级)在内的信息来生成“信标定时信息”，并将该信息置于应答帧中以进行答复。通过上述握手，通信台站可以从接收到的应答帧中获得外围台站所接收的所有信标定时信息。
应当注意，根据利用图7所示的更多信标信息字段的实施例，可能存在这样的情况：现有技术中信标帧中所放置的接收信标时间的记录都未被放置。这是因为该情形相当于上述的“可置于预定发送信标上的记录数目”为零的情况，但是通过具有上述请求帧的帧响应的握手，实际信标接收时间被通知。
此外，在图7所示的信标帧的格式示例中，作为信标帧中的“信标定时信息”，除了用于指示出存在除所放置的接收信标之外的接收信标的“更多信标信息”字段之外，还准备了用于指示出信标接收状态被改变的称为“信标更新信息”的字段。接收信标改变信息是只要被其自己的台站观察到就指示出接收信标的状态改变的信息。例如，存在这样的角色：通过利用1位的标记指示改变来将改变通知给外围台站，并通过每次接收信标状态被改变时改变数字值来放置信息。
在这种情况下，通信台站检查从外围通信台站接收到的信标中的“信标定时信息”中的信标更新信息字段。然后，确认信标接收状态被改变，但是在确定难以从改变被置于信标上的信标定时信息中获得足够信息的情况下，在一些情况下用于对所有接收到的信标定时信息的通知的请求帧被发送到信标发送源台站。以如下方式执行握手以对请求进行应答：接收到该请求帧的通信台站通过利用包括最近接收到的所有信标(不管优先级)在内的信息来生成“信标定时信息”，并将该信息置于应答帧中以进行答复。然后，通信台站可以通过接收上述应答帧来获得外围通信台站中接收到的所有信标定时信息。
应当注意，根据利用图7所示的更多信标信息字段的实施例，可能存在这样的情况：现有技术中信标帧中所放置的接收信标时间的所有记录都未被放置。这是因为该情形相当于上述的“可置于预定发送信标上的记录数目”为零的情况，但是通过利用上述请求帧的帧响应的握手，实际信标接收时间被通知。
随后，将参考图5和图8来描述通信台站用来确定信标的接收状态是否被改变的方法。应当注意，在各图中，高亮显示的信标是接收信标，其他信标是未接收到的信标。
图8示出一通信序列示例，其中迄今为止要从STA1接收的信标未被接收到。通信台站在B1-0和B1-1接收到来自STA1的信标。然而，通信台站未接收到假定接下来要在大约B1-2时间接收的信标。因此，通信台站确定该信标消失了且信标接收状态被改变，并且检查信标更新信息字段。
图5示出一通信序列示例，其中STA0的信标起初未被观察到，但是该信标与时间B0-1时的信标一起开始被接收(如上所述)。基于上述逻辑，通信台站确定该信标是开始被新接收的信标且引起了接收信标的状态改变，并且检查信标更新信息字段。
应当注意，尽管图中未示出，但是同样在迄今为止从同一外围通信台站接收到信标但清楚信标发送的间隔从此时起被改变的情况下，通信台站认为引起了接收信标的状态改变。
此外，如参考图6已经描述的，关于从不同的外围通信台站发送的信标之间的时间间隔是否低于某个阈值的信息变为用于事先预测信标冲突的重要信息。例如，在信标之间的接收间隔迄今为止高于阈值达很大裕度、但接收间隔在某个时间点变得低于阈值的情况下，产生信标冲突的可能性为高。因此，在上述情形中，认为引起了接收信标的状态改变，以检查信标更新信息字段。与以上相比，当来自不同的外围通信台站的信标之间的接收间隔迄今为止低于阈值、但接收间隔在某个时间点变得高于阈值时，也认为引起了接收信标的状态改变。
在接收信标改变信息由1位组成的情况下，当如图5、图6和图8所示地改变接收信标时，通过在其自己的台站的发送信标中的信标更新信息的位字段中设置1来通知该改变。为了将信标的接收状态被改变通知给外围通信台站，以下方法是有效的：在检测到信标接收状态的改变之后不仅立即发送信标，而且发送此后针对若干帧(信标发送周期)在该字段中设置1的信标。
然而，在接收信标改变信息由1位组成的情况下，信标更新信息的位字段此后不被连续设置，并且当建立了正常状态时，设置0。在这种情况下，如果外围台站没有偶然地接收到“设置了1的信标帧”，则存在以下问题：外围台站漏掉了改变的产生。为了解决该问题，接收信标改变信息可以由诸如计数器值之类的数字值组成，而不是利用1位的标记。数字值在接收信标状态每次被改变时改变(向上计数)。将描述这种情况下对接收信标改变信息的设置示例。
图9示出了一通信序列示例，其中通信台站STA2接收来自两个通信台站STA0和STA1的信标。应当注意，在该图中，高亮显示的信标是接收信标，其他信标是未接收到的信标。
起初，通信台站STA2仅接收到来自STA1的信标，并且将0x00作为接收信标改变信息的值。此后，当通信台站STA2接收到来自STA0的B0-1(迄今为止还未被接收到)时，认为接收信标状态被改变。响应于该情形，通信台站STA2将接收信标改变信息改变为0x01以置于其自己的台站的信标上。
在来自STA2的信标的到达范围内所存在的外围通信台站保存迄今为止由通信台站STA2所使用的接收信标改变信息的值(0x00)。通过将所保存的值与新接收的信标上所描述的接收信标改变信息的值(0x01)相比较，可以检测STA2中的信标的接收状态的改变。在执行所安排的信标接收的同时，STA2的外围通信台站将接收信标改变信息的值保存为0x01。
此后，STA2未接收到预期要接收的来自STA1的信标B1-2。因此，响应于该情形，STA2再次将接收信标改变信息的值改变为0x02以置于其自己的台站的信标上。通过与以上类似的过程，STA2的外围通信台站可以再次检测通信台站STA2中的信标的接收状态的改变。
应当注意，在图8所示的示例中，如果在所安排的时间未接收到来自外围通信台站的信标，则立即确定信标的接收状态被改变。然而，例如，尽管来自外围通信台站的信标信号被以正确的定时发送，但是偶然在信标信号中引起了差错并且信标信号未被正确地接收。因此，以下情况是可能的：信标的接收状态实际未被改变。尤其在无线通信环境中，发送信号差错是一种通常发生的现象。鉴于以上情况，当确定来自外围通信台站的信标的接收状态的改变时，通信台站可以应用过滤算法，以使得不会错误地将信标信号的偶然错误确定为信标接收状态的改变。
例如，通信台站可以仅当所安排的从外围通信台站的信标接收在预定时间内连续未接收到(而非一次未接收到)时确定信标接收状态被改变。或者，可以仅当所安排的从外围通信台站的信标接收从紧接的信标接收安排时间起的M次中N次未接收到时确定信标接收状态被改变(应当注意，M和N是正整数并且M≥N成立)。
以上，为了方便，在各通信台站以相同的周期发送信标的前提下给出了描述。然而，取决于系统，存在各通信台站以不同的周期发送信标的情况。在以下描述中，将对在各通信台站的信标发送周期不是恒定的情况下解决信标隐藏终端问题的方法进行描述。
图10示出一通信序列示例，其中多个通信台站以不同的周期发送信标。在该图中，以300毫秒的间隔发送信标的STA0和以200毫秒的间隔发送信标的STA1作为相邻台站而存在，并且从STA0和STA1发送的信标周期性地在若干次中有一次彼此冲突。
接收从STA0和STA1发送的信标的通信台站STA2可以基于各信标接收时间和信标发送间隔来容易地计算此后在何时安排信标发送。此外，即使在并非是STA2的直接相邻台站的通信台站的情况下，如果该通信台站是STA0或STA1的直接相邻台站，则信标定时信息在来自STA0和STA1的信标上也有所描述。因此，类似地，对于并非是直接相邻的台站的通信台站，STA2可以基于分别从STA0和STA1接收的信标中被描述为信标定时信息的相对接收时间(信标接收时间)和信标间隔(见图7)，来容易地计算将来在何时安排信标发送。
STA2根据从STA0和STA1接收的信标时间信息和信标发送周期来计算潜在地发生的信标冲突的频率。然后，通过使用冲突的频率作为基准来确定冲突的严重性。
此外，图11示出另一通信序列示例，其中以不同的发送周期从STA0和STA1发送信标。与以上情况类似，以300毫秒的间隔发送信标的STA0和STA2与以200毫秒的间隔发送信标的STA1作为相邻台站而存在。STA2根据从STA0和STA1接收的信标时间信息和信标发送周期来计算潜在地发生的信标冲突的频率，以确定冲突是否严重。在该图所示的示例中，因为直到将来某个时间为止所产生的STA0和STA1的发送信标之间的冲突数为0，所以该值低于阈值并且确定台站的信标不彼此冲突。
应当注意，虽然在图10和图11所示的示例中，假定STA0和STA1都是STA2的相邻台站，并且STA0和STA1是隐藏终端，但是本发明的要点当然不限于以上情况。例如，即使当STA0不是STA2的相邻台站，但是如果STA0是STA1的相邻台站并且STA1经由信标定时信息而被通知了STA0的信标发送时间等时，STA2可以根据该信息来计算STA0的信标发送时间。与以上情况类似，可以计算将来发生的信标冲突的频率。
图12是通信台站用来确定以不同发送周期发送信标的各通信台站的信标之间是否存在冲突的处理过程的流程图。在以下描述中，以下述情况作为示例来进行描述：将STA0和STA1都作为直接相邻台站的STA2确定是否存在关于其自己的台站的接收信标的冲突。
STA2粗略地计算直到将来的时间T1为止由相邻台站STA0和STA1及其自己的台站STA2此后所安排的信标发送时间(步骤S1)。
然后，在该时间段期间，对所发送的信标的数目计数，并且该值被设置为N1(步骤S2)。这里，时间T1被设置为足够大的值以使得N1是复数。
此外，STA2对信标发送计数N1当中与来自另一台站的信标的冲突次数进行计数，并且该值被设置为N2(步骤S3)。
然后，STA2将N2与相邻台站STA0和STA1所发送的信标的数目N1相比较(步骤S4)。然后，当冲突N2的数目比率超过某一预设的阈值(步骤S4中的“是”)时，确定来自台站的信标彼此冲突(步骤S5)。当比率等于或低于阈值(步骤S4中的“否”)时，确定信标不彼此冲突(步骤S6)。
这里，作为阈值的示例，大约1/10是优选的。当在十次信标发送当中发生大约一次冲突时，该情形被认为在允许的范围内，并确定信标不彼此冲突。
将更确切地描述上述用于接收信标冲突确定的计算方法。首先，通过以下表达式来计算步骤S2中的N1(直到时间T1为止所发送的信标的计数值)。应当注意，N表示相邻台站的数目，i表示代表通信台站的索引，i＝0是针对其自己的台站，且0＜i≤N是针对相邻台站。
数字表达式1
N 1 = Σ i = 0 N Count [ f i ( t ) ] · · · ( 1 )
Count函数是用于对作为自变量而给出的函数的上升沿的数目进行计数的函数，其被表示如下。
数字表达式2
Count [ δ ( t ) ] = 1 , Count [ Σ k = 0 2 δ ( t - k ) ] = 3 · · · ( 2 )
函数fi(t)是脉冲函数，其中仅信标发送定时具有从当前时间到即将到来的时间t1的值，其通过以下表达式被表示出。
数字表达式3
f i ( t ) = Σ k = 0 ∞ δ ( t - k × BcnInt i - t 0 i ) × Window ( t ) · · · ( 3 )
δ(x)是仅当x＝0时具有一值的δ函数，并且以下表达式成立。
数字表达式4
∫ - ∞ + ∞ A ( x ) δ ( x ) = A ( 0 ) · · · ( 4 )
此外，BcInti表示通信台站i的信标周期，并且t0i表示通信台站i的前一信标接收时间。窗口函数Window(t)通过以下表达式而被表示出(应当注意，T0表示当前时间，且T1表示计算对象的将来时间，otherwise表示“否则”)。
数字表达式5
Window ( t ) = 1 T 0 < t < T 1 0 otherwise &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 5 )
此外，通过以下表达式而给出图12的步骤S3中的N2(对与直到时间T1为止所发送的来自另一台站的信标的冲突次数的计数值)。
数字表达式6
N 2 = &Sigma; i = 0 N - 1 &Sigma; j = i + 1 N Count [ ( f i ( t ) &CircleTimes; Gate ( t ) ) &times; ( f j ( t ) &CircleTimes; Gate ( t ) ) ] &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 6 )
这里，将脉冲函数fi(t)与门函数Gate(t)相连的运算符号表示卷积乘法。门函数Gate(t)是通过以下表达式给出的。此外，BTmax表示通过向预期的最大信标帧时间长度加上裕度而获得的值。当通信台站的信标发送定时之间的差别等于或低于BTmax时，可以确定以信标发送定时所发送的信标帧可能是冲突的。
数字表达式7
Gate ( t ) = 1 0 < t < BT max 0 otherwise &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 7 )
在图12所示的处理过程中，当确定冲突严重时，为了克服这种情形，STA2执行用于向STA0和STA1中的至少一个请求信标发送定时的改变的握手。利用这种配置，可以解决信标隐藏终端问题。
图13是通信台站(STA2)用来在确定出外围通信台站之间的信标冲突时请求外围通信台站(STA1)改变信标发送定时的处理过程的流程图。应当注意，外围通信台站STA0和STA1的信标发送时间被假定为起初具有图10所示的关系。
首先，基于分别来自STA0和STA1的信标接收时间和信标发送间隔，STA2确定在其自己的台站的接收中是否存在冲突信标，并且进一步根据信标冲突频率来确定冲突的严重性(步骤S11)(见图12)。
这里，当冲突频率超过阈值时，STA2确定周期性地发生信标冲突。STA2向一个外围通信台站STA0发出请求消息以通知信标发送时间将被改变(步骤S12)。
与此相比，当STA0从STA2接收到通知信标发送时间将被改变的消息(步骤S13)时，因为对于其自己的台站而言产生了与隐藏终端(STA1)的信标的冲突(或者，冲突是严重的)，所以STA0认识到STA2难以接收STA0的信标。然后，通过将在其自己的台站处执行时间管理的定时器向前或向后设置，来改变其自己的台站的信标发送定时(步骤S14)。
利用这种配置，STA0此后发送信标的发送时间(绝对时间)被改变。结果，STA0和STA1的信标发送时间如图11所示。也就是说，来自外围通信台站的信标的冲突频率被降低，并且可以从冲突严重的状态得以恢复。
应当注意，当STA2认识到信标冲突时，日本未实审专利申请公开2005-151525中所公开的方法等可被用来确定信标发送时间改变请求消息将被发送到哪个通信台站。
此外，因为STA2将各通信台站STA0和STA1的信标定时信息置于信标中(见图7)，而不是从STA2接收上述请求消息，所以相邻台站STA0对来自STA2的接收信标的放置内容进行分析，并自治地认识到STA2难以接收STA0的信标，这是因为产生了与隐藏终端STA1的信标冲突。
在这种情况下，STA0从置于来自STA2的接收信标上的STA1的信标定时信息来提取信标发送时间和信标发送间隔。然后，STA0基于其自己的台站和隐藏台站STA1的将来信标发送时间和信标发送间隔来执行图12所示的处理过程。
直到将来的时间T1为止的它们自己的台站STA0和STA1的将来信标发送时间被粗略地计算，并且从其自己的台站所发送的信标的数目被计数。该值被设置为N1(时间T1被设置为足够大的数以使得N1变为复数)。此外，STA0对这N1个信标中与另一台站STA1的冲突次数进行计数，并且该值被设置为N2。然后，STA0计算由其自己的台站所发送的信标数N1与同来自另一台站的信标的冲突次数N2的比率。当该比率高于预定阈值时，STA0确定其自己的台站的信标与STA1的信标相冲突。当确定了冲突状态时，STA0通过将在其自己的台站处执行时间管理的定时器向前或向后设置来改变信标发送定时。
利用这种配置，STA0此后发送信标的发送时间(绝对时间)被改变。结果，STA0和STA1的信标发送时间如图11所示。也就是说，来自外围通信台站的信标的冲突频率被降低，并且可以从冲突严重的状态得以恢复。
虽然在以上描述中，假定了STA0和STA1不是相邻台站的情况，但是当然，在这两个台站是相邻台站的情况下，STA0也可以基于直接从STA1接收到的信标接收历史来计算STA1的将来信标发送时间。与以上情况类似，可以计算将来发生冲突的粗略比率，并且还可以激活用于避免信标冲突的操作。
此外，在上述描述中，假定了STA0的相邻台站仅仅是STA2的情况。在存在多个相邻台站的情况下，对所有的相邻台站顺次执行上述处理，以使得可以自治地消除各通信台站处的信标冲突。
将更细致地研究用于确定“相邻台站i处的信标冲突”的计算方法。首先，通过以下表达式来给出图12所示的流程图的步骤S2中所计算的计数值N1。
数字表达式8
N 1 = Count [ f 0 ( t ) ] + &Sigma; STAID ( j ) &NotEqual; MySTAID n i - 1 Count ( [ g i , j ( t ) ] ) &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 8 )
Count[f0(t)]与上述表达式(2)和(3)所示的相同，并且表示从当前时间到即将到来的时间T1所安排的其自己的台站的信标发送定时的数目。此外，ni表示从相邻台站i接收到的信标中所描述的相邻台站的信标定时信息中的要素数目。
然后，gi，j(t)是仅在从当前时间到即将到来的时间T1的信标发送定时提供值的脉冲函数，其由以下表达式表示出。
数字表达式9
g i , j ( t ) = &Sigma; k = 0 &infin; &delta; ( t - k &times; BcnInt i , j - t 0 i , j ) &times; Window ( t ) &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 9 )
BcInti，j表示由来自通信台站i的第j个信标定时信息要素所代表的信标周期。然后，t0i，j表示由来自通信台站i的第j个信标定时信息要素所代表的前一信标接收时间。
上述表达式(8)的右侧第二项表示与来自通信台站i的信标定时信息当中除了其自己的台站之外所有要素有关的、从当前时间到将来时间T1所安排的信标发送定时的数目。
此外，通过以下表达式来给出图12所示的流程图的步骤S3中所计算的N2(对与直到即将到来的时间T1为止所发送的信标当中与来自另一台站的信标的冲突次数的计数值)。
数字表达式10
N 2 = &Sigma; STAID ( j ) &NotEqual; MySTAID n i - 1 Count [ ( f 0 ( t ) &CircleTimes; Gate ( t ) ) &times; ( g i , j ( t ) &CircleTimes; Gate ( t ) ) ] &CenterDot; &CenterDot; &CenterDot; ( 10 )
根据上述表达式(10)，N2被计算为其自己的台站的即将到来的信标发送定时与由通信台站i所通知的接收信标的即将到来的信标发送定时(除了其自己的台站的那些)之间的冲突次数。
以上述方式计算了相邻台站i中的信标冲突的概率，并且针对各相邻台站来执行该处理。然后，当任何相邻台站的信标冲突概率超过阈值时，激活对其自己的台站的信标发送定时的改变过程。
即使当各通信台站以不同的周期发送信标时，基于作为信标定时信息而置于接收信标中的各通信台站的信标接收时间和信标发送周期，也可以计算将来的信标发送时间。当信标开始被新发送或者信标发送时间被改变时，通信台站基于通过从相邻台站接收到的信标而收集的外围通信台站的信标定时信息来计算各将来信标发送时间，并选择不引起与这些信标的冲突的时间段(或者冲突不严重的状态)，以使得其自己台站的信标发送时间和信标发送周期可被决定。
将参考图14来描述通信台站用来决定信标发送定时的方法。在该图中，假定以下情况：在存在包括STA0、STA1和STA2在内的三个台站的环境下，STA2新决定信标发送定时。应当注意，STA0和STA1是以下关系：是STA2的相邻台站或者相关相邻台站的相邻台站(离2跳)。
STA2可以根据从STA0或STA1接收到的信标中所放置的信标定时信息来计算STA0和STA1将来的信标发送时间。
此时，两个台站STA0和STA1的信标发送时间被假定为图14的上段所示的关系。STA2在其自己的台站中产生该信息，并且如图14的中段所示，提取如下时间段：在这些时间段期间，未引起与从外围通信台站STA0和STA1所发送的信标的冲突。然后，STA2决定发送时间和信标发送周期，以便在这些时隙期间发送其自己的台站的信标。
结果，STA2决定执行如图14的下段所示的时间和周期中的信标发送。利用这种配置，STA2可以发送信标以使得不与外围通信台站STA0和STA1的信标发送时间相重叠。
本领域技术人员应当了解，根据设计要求和其他因素可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。
本申请包含与2008年3月18日向日本专利局递交的日本专利申请JP2008-069222有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。

Claims (12)

1.一种通信装置，包括：
接收装置，该接收装置可操作来从外围通信台站接收信标信号；
信标生成装置，该信标生成装置可操作来生成信标信号，所生成的信标信号指示与在所述接收装置从所述外围通信台站接收的多个信标信号中、其接收状态改变的信标信号的接收时间有关的信标定时信息，而不包括与在所述多个信标信号中、其接收状态未改变的信标信号的接收时间有关的信标定时信息；
发送装置，该发送装置可操作来发送由所述信标生成装置生成的信标信号；以及
定时控制装置，该定时控制装置可操作来控制所述通信装置的信标信号的发送定时，以避免与从所述外围通信台站发送的信标信号的冲突。
2.如权利要求1所述的通信装置，其中所述信标生成装置可操作来将以下信息放置在所述信标信号上，该信息指示是否所述通信装置从所述外围通信台站接收的所有信标定时信息都被放置在信标信号上。
3.如权利要求2所述的通信装置，其中基于来自请求源的请求，所述发送装置可操作来将所述通信装置从所述外围通信台站接收的所有信标定时信息发送到所述请求源，所述请求源是接收到所述通信装置的信标信号的外围通信台站。
4.如权利要求1所述的通信装置，其中所述信标生成装置可操作来将指示所述信标的接收状态是否改变的信息放置在所述信标信号上。
5.如权利要求4所述的通信装置，其中所述信标信号的接收状态的改变至少包括迄今为止周期性地接收到的信标信号的消失、迄今为止未观察到的信标信号的接收开始、迄今为止接收到的信标信号的发送间隔的改变、以及从不同的外围通信台站接收的信标信号的接收间隔的接近。
6.如权利要求4所述的通信装置，其中指示所述信标信号的接收状态是否改变的信息包括一数值，并且当所述信标信号的接收状态的改变被检测到时，所述通信装置可操作来使得所述数值增大。
7.一种由通信装置执行的通信方法，该方法包括：
从外围通信台站接收信标信号；
生成指示与在所述接收装置从所述外围通信台站接收的多个信标信号中、其接收状态改变的信标信号的接收时间有关的信标定时信息的信标信号，所生成的信标信号中不包括与在所述多个信标信号中、其接收状态未改变的信标信号的接收时间有关的信标定时信息；
发送由所述信标生成装置生成的信标信号；以及
控制所述通信装置的信标信号的发送定时，以避免与从所述外围通信台站发送的信标信号的冲突。
8.如权利要求7所述的通信方法，包括将以下信息放置在所述信标信号上，该信息指示是否所述通信装置从所述外围通信台站接收的所有信标定时信息都被放置在信标信号上。
9.如权利要求8所述的通信方法，其中基于来自请求源的请求，所有信标定时信息都被发送到所述请求源，所述请求源是接收到所述通信装置的信标信号的外围通信台站。
10.如权利要求7所述的通信方法，包括将指示所述信标的接收状态是否改变的信息放置在所述信标信号上。
11.如权利要求10所述的通信方法，其中所述信标信号的接收状态的改变至少包括迄今为止周期性地接收到的信标信号的消失、迄今为止未观察到的信标信号的接收开始、迄今为止接收到的信标信号的发送间隔的改变、以及从不同的外围通信台站接收的信标信号的接收间隔的接近。
12.如权利要求10所述的通信方法，其中指示所述信标信号的接收态是否改变的信息包括一数值，并且该方法包括当所述信标信号的接收状态的改变被检测到时增大所述数值。
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