CN1829112B

CN1829112B - 通信装置和方法

Info

Publication number: CN1829112B
Application number: CN2006100581058A
Authority: CN
Inventors: 原和敏; 井户哲男; 后藤史英
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP4700982B2; US7555056B2; CN1829112A; US20060203833A1; JP2006245897A

Abstract

一种通信装置和方法，其对被事先判断为通信对方的终端进行发送功率控制，并且要发送给其它终端的数据以最大发送功率发送。要发送给多个终端的数据也以最大发送功率来发送。

Description

通信装置和方法

技术领域

本发明涉及一种通信装置和方法，尤其是涉及一种用于执行发送功率(transmission power)控制的通信装置和方法。

背景技术

在与通信对方的通信距离、外部噪声、存在障碍物等的影响下，无线通信环境总是在变化。为了解决这种通信环境中的变化，无线通信装置执行发送功率控制。发送功率控制是根据通信误码率(error rate)或来自对方装置的信息而增加(降低)发送功率，以使用于继续通信的发送输出最小化，从而设置最佳发送输出的控制。

当发送功率大于所需要的时，不仅功率消耗增加，而且干扰相邻无限网络。另一方面，当发送功率过小时，在要发送给通信对方的信号中的错误增加，在最坏情况下导致通信失败。

在IEEE802.11基础结构模式(infrastructure mode)中，全部无线通信装置通过基站(接入点)进行通信。因此，基站能集中控制和管理无线通信装置的发送功率。每个无线通信装置能基于与基站的一对一通信来执行发送功率控制。

日本特开平11-155172号公报公开了一种用于降低无线通信装置和相邻基站之间的干扰量的技术。

在无线通信装置相互直接通信而没有任何中间性特定基站的自组织网络(adhoc network)中，为了节省功率消耗，还根据通信距离和通信干扰水平来执行发送功率控制。然而，由于在自组织网络中不存在基站，因而不能集中管理多个无线通信装置的发送功率控制。因此，在基础结构网络中基于一对一通信的发送功率控制可能会在新的无线通信装置要加入网络，或者在无线通信装置直接向多个对方发送信息时出现问题。

例如，当新的无线通信装置要加入IEEE802.11自组织网络时，其它无线通信装置不知道它们之间的电波接收状态和通信距离。假设该新的无线通信装置广播探测请求以搜索任何可用的网络。基于对探测请求的接收，每个无线通信装置发送回探测响应。然而，当无线通信装置以与用于当前通信对方的发送功率相同的发送功率发送探测响应时，探测响应可能不会到达新的无线通信装置。在该情况下，新的无线通信装置判断为在它周围不存在网络，并且不能加入网络。

假设新的无线通信装置发送IP地址确认请求例如ARP请求以确认IP地址。基于对ARP请求的接收，无线通信装置发送回IP地址通知，例如ARP应答。然而，当无线通信装置以与用于当前通信对方的发送功率相同的发送功率通信时，ARP应答可能不会到达新的无线通信装置。在该情况下，新的无线通信装置可能设置与已经使用的IP地址相同的IP地址。其结果是，不能正常进行通信，并且发生数据不一致。

在自组织网络中，除了ARP请求之外，还需要网络通知信号(BEACON信号)等作为包发送给整个网络或多个终端。在该情况下，当以与用于当前通信对方的发送功率相同的发送功率发送该包时，该包可能不会到达整个网络，并且信息可能不被发送。

发明内容

鉴于传统技术的上述问题，本发明的目的在于在进行发送功率控制时避免由于其副作用而产生的问题，并且保持整个网络的通信质量正常，所述副作用例如是由于隐蔽终端问题而引起的包冲突、由于发送功率不足而导致的包丢失、以及由于发送功率不足而导致的IP地址冲突。

在本发明的一个方面中，提供一种通信装置，包括：判断单元，用于判断数据是否必须发送给多个对方装置，并且当数据不是要发送给多个对方装置的数据时，判断数据的目的地是否是要进行发送功率控制的目的地；以及控制单元，用于根据所述判断单元的判断来控制发送功率，其中，在所述判断单元判断为数据必须发送给多个对方装置或者虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据、但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制单元将发送功率设置为最大水平，而在所述判断单元判断为数据的目的地是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制单元基于重新发送计数来进行发送功率控制，其中，在所述通信装置响应于接收到用于确认地址的ARP请求包而向发送了ARP请求包的装置发送ARP应答包的情况下、以及在所述通信装置响应于接收到探测请求包而向发送了探测请求包的装置发送探测响应包的情况下，所述判断单元判断为虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据，但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地，并且所述控制单元以最大发送功率发送ARP应答包和探测响应包，其中，所述ARP是地址解写协议。

在本发明的另一方面中，提供一种通信方法，包括以下步骤：判断步骤，用于判断数据是否必须发送给多个对方装置，并且当数据不是要发送给多个对方装置的数据时，判断数据的目的地是否是要进行发送功率控制的目的地；以及控制步骤，用于根据所述判断步骤中的判断结果来控制发送功率，其中，在所述判断步骤判断为数据必须发送给多个对方装置或者虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据、但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制步骤将发送功率设置为最大水平，而在所述判断步骤判断为数据的目的地是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制步骤基于重新发送计数来进行发送功率控制，其中，在响应于接收到用于确认地址的ARP请求包而向发送了ARP请求包的装置发送ARP应答包的情况下、以及在响应于接收到探测请求包而向发送了探测请求包的装置发送探测响应包的情况下，所述判断步骤判断为虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据，但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地，并且当发送ARP应答包和探测响应包时，所述控制步骤将发送功率设置为最大水平，其中，所述ARP是地址解写协议。

通过以下结合附图的、举例示出一个例子的说明，更全面地示出本发明的上述和其它目的和特征。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的照相机的框图；

图2是根据本发明实施例的打印机的框图；

图3是根据本发明实施例的网络的示意图；

图4是网络的示意图，示出根据本发明实施例的ARP请求包的发送/接收的例子；

图5是网络的示意图，示出根据本发明实施例的ARP应答包的发送/接收的例子；

图6是网络的示意图，示出根据本发明实施例的BEACON包的发送/接收的例子；

图7是示出根据本发明实施例的照相机1的包发送中的操作的流程图；

图8是根据本发明实施例的照相机1的发送功率计算的流程图；

图9是根据本发明实施例的照相机1和打印机2的通信序列图；

图10是根据本发明实施例在照相机21和照相机1之间发送/接收ARP请求和ARP应答时的序列图；以及

图11是根据本发明实施例由照相机1发送BEACON包时的序列图。

具体实施方式

根据附图来详细说明本发明的优选实施例。本发明不受所公开的实施例的限制，并且在实施例中所说明的特征的全部组合对于本发明的解决手段来说不总是必不可少的。

在该实施例中，在IEEE802.11自组织模式中，用作摄像装置的数字照相机(以下称作照相机)无线连接到用作输出装置的打印机。发送功率控制功能单元在该照相机和该打印机之间操作，从而保证数据通信而不发生不匹配。

图1是示出根据该实施例的照相机的配置的框图。该照相机大致包括照相机功能单元102和无线模块101。照相机功能单元102具有摄像功能、TCP/IP(传输控制协议/网际协议)数据处理功能、以及对无线模块101的控制和数据通信功能。通过使用存储器接口103例如与紧凑式闪存(compact flash

)存储器的接口来控制无线模块101。无线模块101具有IEEE802.11无线LAN功能(PHY和MAC)、以及与照相机功能单元102进行通信的功能。无线模块101包括MAC处理单元106、RF处理单元105和天线104。MAC处理单元106具有IEEE802.11无线LAN中的MAC和PHY功能、与照相机功能单元102进行通信的功能、以及对RF处理单元105的控制功能。MAC处理单元106通过功率控制接口108和发送/接收处理接口107来控制RF处理单元105。通过功率控制接口108来控制包的发送功率。RF处理单元105执行IEEE802.11 PHY功能以通过天线104发送/接收数据。根据存储在照相机功能单元102的存储器中的程序来确定要进行发送功率控制的包目的地，将其作为MAC地址值发送到MAC处理单元106。MAC处理单元106存储要进行发送功率控制的目的地的MAC地址，该MAC地址是从照相机功能单元102发送的。当要发送包时，包目的地的MAC地址与事先作为要进行发送功率控制的目的地的MAC地址进行比较。其结果是，当这些MAC地址相同时，MAC处理单元106通过功率控制接口108控制RF处理单元105，以执行发送功率控制。另一方面，当MAC地址不同时，MAC处理单元106通过功率控制接口108控制RF处理单元105，以使用最大发送功率来发送包。然而，当要由全部终端来接收包，例如作为发送请求信号的RTS(Request tosend，发送请求)、或作为接收准备完成信号的CTS(Clear tosend，清除发送)时，MAC处理单元106以最大发送功率来发送包。当在预定时间段内没有对该发送包发送回ACK(响应信号)时，重新发送该发送包。通过下面的方法，MAC处理单元106存储重新发送计数以确定在下一次发送中所使用的发送功率。

图2是示出根据该实施例的打印机的配置的框图。该打印机大致包括打印机功能单元202和无线模块201。打印机功能单元202具有打印机打印功能、TCP/IP数据处理功能和对无线模块201的控制和数据通信功能。由于无线模块201具有与图1中的无线模块101相同的配置，因而省略该无线模块201的详细说明。

在该实施例中，如图3所示，数字照相机(照相机1)、打印机(打印机2)和数字照相机(照相机3)形成自组织网络。假设数字照相机(以下称作照相机1)与打印机(打印机2)通信。在该情况下，打印机2与照相机1相互通信，并且形成IEEE802.11自组织网络4。照相机1执行数据通信，以向打印机2发送内部图像数据从而打印该图像数据。此时，照相机1在与打印机2的通信中执行发送功率控制。由于照相机1靠近打印机2，因此以小功率发送数据。类似地，当照相机1进行与照相机3的数据通信时，照相机1在与照相机3的通信中执行发送功率控制。在该情况下，由于照相机1远离照相机3，因此以大功率发送数据。注意，照相机1和照相机3中的每个具有图1所示的配置，打印机2具有图2所示的配置。照相机1的MAC处理单元106存储打印机2和照相机3的MAC地址，作为要进行发送功率控制的目的地的MAC地址。

图7是示出照相机1发送包的操作的流程图。

在图7中，照相机1判断发送包是否是要发送给多个对方装置的包(步骤S701)。如图6所示，当照相机1要向网络4发送作为广播包的BEACON信号时，照相机1判断为该包要发送给多个对方装置。因此，MAC处理单元106通过功率控制接口108将RF处理单元105的发送功率设置为最大水平(步骤S714)。然后，以最大发送功率广播该BEACON信号(步骤S715)。注意，由于对于该广播包不需要发送回ACK，因此发送处理结束。如上所述，当发送例如要发送给多个通信对方的广播包的包时，将发送功率设置为最大水平，以向整个网络发送包信息。这能防止不一致，即，这能防止不能接收该包的通信装置形成另一新的网络。

图11是当照相机1发送BEACON信号时的序列图。照相机1的MAC处理单元106判断该BEACON信号的发送目的地(步骤S111)。由于该BEACON信号是广播包，因此MAC处理单元106将RF处理单元105的发送功率设置为最大水平(步骤S112)。然后，RF处理单元105以最大发送功率发送BEACON信号(步骤S113)。该BEACON信号到达整个网络4，并且由打印机2和照相机3接收。

返回图7，当发送包不是要发送给多个对方装置的包时，照相机1判断该发送包的目的地是否是通信对象(步骤S702)。当该发送包的目的地是打印机2时，该发送包目的地的地址与从照相机功能单元102发送的、要进行发送功率控制的目的地的MAC地址相匹配。因此，照相机1判断为该发送包是要发送给通信对象的包。为了向该通信对象发送该包，将重新发送计数计数器清零(步骤S703)，并且将在包发送中使用的变量Pc设置为当前的发送功率值P(步骤S704)。然后，以该发送功率Pc发送该发送包(步骤S705)。之后，照相机1判断是否能接收到作为对该发送包的响应信号的ACK(步骤S706)。当接收到ACK时，该流程移至图8所示的发送功率计算程序(步骤S707)。

当不能在预定时间段内接收到ACK时，递增(+1)重新发送计数计数器(步骤S708)。表示发送功率的变量Pc增加预定的值(步骤S709)，并且以增加后的发送功率Pc重新发送该包(步骤S705)。

如图8所示，说明该发送功率计算程序。当在N次发送中重新发送计数的平均值小于阈值1时(步骤S801)，发送功率P减小预定值(步骤S802)。当在N个过去的发送中重新发送计数的平均值大于阈值2(阈值2＞阈值1)时(步骤S803)，发送功率P增加预定值(步骤S804)。在N个过去的发送中重新发送计数的平均值等于或大于阈值1，并且等于或小于阈值2，则发送功率P的当前值保持不变。

图9是当照相机1向打印机2发送包时的序列图。首先，照相机1的MAC处理单元106从照相机功能单元102接收数据发送指令(步骤S901)，并且判断发送包的发送目的地(步骤S902)。当发送目的地是打印机2时，该发送目的地是通信对象。因此，将重新发送计数计数器清零(步骤S903)，以确定发送功率(步骤S904)。对RF处理单元105设置所确定的发送功率，以向打印机2发送数据包(步骤S905)。基于对该数据包的接收，打印机2发送ACK。当照相机1接收到该ACK时(步骤S906)，照相机1执行用于随后的包发送的发送功率计算(步骤S907)。

如图4所示，假设新的照相机21加入自组织网络4。该照相机21向自组织网络4广播用于确认IP地址的ARP(AddressResolution Protocol，地址解写协议)请求包。基于对该ARP请求包的接收，照相机1向照相机21发送回ARP应答，如图5所示。作为该ARP应答发送目的地的照相机21不是具有事先存储在照相机1的MAC处理单元106中的MAC地址的装置。因此，照相机1判断为该ARP应答目的地不是通信对象(步骤S710)，并将发送功率设置为最大水平(步骤S711)。照相机1以最大功率发送该ARP应答(步骤S712)。基于对该ARP应答的接收，照相机21发送回ACK，并且照相机1判断是否能接收到ACK(步骤S713)。当接收到ACK时，该处理结束。当不能在预定时间段内接收到ACK时，重新发送ARP应答。

图10是照相机1和新加入网络4的照相机21的序列图。

为了加入网络4，照相机21广播ARP请求包(步骤S101)。由于照相机1在接收到该ARP请求包时发送ARP应答包，因此MAC处理单元106判断该包的发送目的地(步骤S102)。该包目的地不是通信对象，MAC处理单元106将RF处理单元105的发送功率设置为最大水平(步骤S103)。RF处理单元105以最大发送功率向照相机21发送ARP应答包(步骤S104)。因此，该ARP应答包到达照相机21的概率变高，以防止由于与照相机21相同的IP地址而导致的IP数据干扰。注意，照相机1接收该包的ACK(步骤S105)。然而，由于照相机21不是被事先确定为通信对方的通信装置，因此在接收到ACK之后不执行发送功率计算。

当照相机1接收到由照相机21广播的探测请求包时，它向照相机21发送探测响应包。在该情况下，由于该探测响应包的发送目的地不是通信对象(步骤S710)，因此照相机1将发送功率设置为最大水平(步骤S711)，并且发送探测响应包(步骤S712)。然后，照相机1判断ACK的存在(步骤S713)。当接收到ACK时，该处理结束。当没有接收到ACK时，重新发送该探测响应包。

由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出本发明的很多明显不同的实施例，因此应当理解，除了在所附权利要求书中定义之外，本发明不局限于其具体实施例。

Claims

1.一种通信装置，包括：

判断单元，用于判断数据是否必须发送给多个对方装置，并且当数据不是要发送给多个对方装置的数据时，判断数据的目的地是否是要进行发送功率控制的目的地；以及

控制单元，用于根据所述判断单元的判断来控制发送功率，

其中，在所述判断单元判断为数据必须发送给多个对方装置或者虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据、但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制单元将发送功率设置为最大水平，而在所述判断单元判断为数据的目的地是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制单元基于重新发送计数来进行发送功率控制，

其中，在所述通信装置响应于接收到用于确认地址的ARP请求包而向发送了ARP请求包的装置发送ARP应答包的情况下、以及在所述通信装置响应于接收到探测请求包而向发送了探测请求包的装置发送探测响应包的情况下，所述判断单元判断为虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据，但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地，并且所述控制单元以最大发送功率发送ARP应答包和探测响应包，其中，所述ARP是地址解写协议。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，

当该通信装置相互直接通信时，所述控制单元根据所述判断单元的判断来控制发送功率。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，还包括：

存储单元，用于存储要进行发送功率控制的目的地的地址，

其中，所述判断单元通过检查所述存储单元是否作为要进行发送功率控制的目的地的地址存储了该数据的目的地的地址，来判断该数据的目的地是否是要进行发送功率控制的目的地。

4.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，

当过去预定次数的发送中重新发送计数的平均值小于第一阈值时，所述控制单元减小用于对方装置的发送功率，当过去预定次数的发送中重新发送计数的平均值大于第二阈值时，所述控制单元增大用于对方装置的发送功率，并且当过去预定次数的发送中重新发送计数的平均值等于或大于第一阈值并且等于或小于第二阈值时，所述控制单元保持用于对方装置的发送功率不变。

5.一种通信方法，包括以下步骤：

判断步骤，用于判断数据是否必须发送给多个对方装置，并且当数据不是要发送给多个对方装置的数据时，判断数据的目的地是否是要进行发送功率控制的目的地；以及

控制步骤，用于根据所述判断步骤中的判断结果来控制发送功率，

其中，在所述判断步骤判断为数据必须发送给多个对方装置或者虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据、但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制步骤将发送功率设置为最大水平，而在所述判断步骤判断为数据的目的地是要进行发送功率控制的目的地时，所述控制步骤基于重新发送计数来进行发送功率控制，

其中，在响应于接收到用于确认地址的ARP请求包而向发送了ARP请求包的装置发送ARP应答包的情况下、以及在响应于接收到探测请求包而向发送了探测请求包的装置发送探测响应包的情况下，所述判断步骤判断为虽然数据不是要发送给多个对方装置的数据，但数据的目的地不是要进行发送功率控制的目的地，并且当发送ARP应答包和探测响应包时，所述控制步骤将发送功率设置为最大水平，其中，所述ARP是地址解写协议。