JP2000252910A - データ通信方法及びデータ通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は他局の移動や通信終了により基準と
なる信号を受信できない環境下においても伝送効率を低
下することなく、簡易に他局との信号の衝突を回避して
通信を行うことの可能なデータ通信方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 送信を開始する時には、通信している他
の通信局の送信している信号の送信タイミングを基準と
して送信タイミングを決定し、通信をしている他の通信
局を確認できない場合には、他の通信局との送信タイミ
ングの調整を行うことなしに少なくとも１つのタイムス
ロットを用いて通信を開始し、通信を開始後は、タイミ
ング調整を行うことなく自局のた自走クロックで送信タ
イミングを決定し、利用しているタィムスロットで他の
通信局からの信号との衝突が検出された場合、又は継続
的な通信時間が所定の時間経過した場合には、一度、通
信を停止し必要に応じて通信開始手順を最初からやり直
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに共通の周波
数帯域を利用する複数組の通信局で構成され、特定の制
御局を利用することなく時間軸上で信号の衝突を回避し
ながら通信を行う通信システムに用いるデータ通信方法
及びデータ通信装置に関し、特にアドホック（Ad-hoc）
通信を行う通信システムで利用される。

【０００２】

【従来の技術】一般的な移動体通信システムにおいて
は、通信を中継する特定の無線基地局が各無線端末の無
線チャネルの割り当てなどを制御する。

【０００３】一方、ＰＨＳ（パーソナルハンディホンシ
ステム）に代表される無線機器においては、多くの場合
において、無線基地局を利用する通信の他に、無線基地
局を利用することなしに直接端末同士の間で通信を行う
ためのアドホックと呼ばれる通信機能が実装されてい
る。このアドホック通信は、公衆の通信網とは分離され
ており、通常は課金もされない。

【０００４】ＰＨＳにおけるアドホック通信の概要につ
いて、以下に説明する。４つのＰＨＳ端末Ｓａ，Ｓｂ，
Ｓｃ，Ｓｄが存在する場合を想定すると、それらが利用
する信号のタイミングはたとえば図１０に示すようにな
る。この例では、ＰＨＳ端末ＳａとＰＨＳ端末Ｓｂとが
通信し、ＰＨＳ端末ＳｃとＰＨＳ端末Ｓｄとが通信して
いる場合を示している。４つのＰＨＳ端末Ｓａ，Ｓｂ，
Ｓｃ，Ｓｄが利用する周波数帯域は同一である。

【０００５】この例では、１フレームが４つの送信用タ
イムスロットＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４と４つの受信用タ
イムスロットＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とで構成されてい
る。また、ＰＨＳ端末ＳａとＰＨＳ端末Ｓｂとの間の通
信では２番目のタイムスロットＴ２，Ｒ２を利用し、Ｐ
ＨＳ端末ＳｃとＰＨＳ端末Ｓｄとの間の通信では３番目
のタイムスロットＴ３，Ｒ３を利用して通信している。

【０００６】データの送信を行う通信局は、送信用タイ
ムスロットを用いて相手局ヘデータを送信する。相手局
から送出されるデータは、受信用タイムスロットを用い
て伝送される。送信用タイムスロットと受信用タイムス
ロットとは一対として使用される。この場合、複数の通
信局が同一の周波数帯域を使用するので、複数の通信局
が送信に利用するタイムスロットが互いに衝突しないよ
うに送信のタイミングを制御しなければならない。無線
基地局が介在しない室内環境等で通信する場合には、一
般に次のような制御を行う。

【０００７】送信を開始しようとする通信局（ＰＨＳ端
末など）は、他の通信局（ＰＨＳ端末など）の通信状況
を観測し、１タイムスロット分の未使用領域を検索す
る。そして、空きタイムスロットが見つかった場合には
その空きタイムスロットを用いて、通信局間（ＰＨＳ端
末同士）で直接通信を行うことができる。しかし実際に
は、たとえは図１０に示すように、複数組の通信局が利
用するタイムスロットのタイミングは同期していない。
すなわち、図１０においてはＰＨＳ端末Ｓａ，Ｓｂの通
信に利用される信号フレームのタイムスロットＴ２(1)
が、ＰＨＳ端末Ｓｃ，Ｓｄの通信に利用される信号フレ
ームの２つのタイムスロットＴ１(2)，Ｔ２(2)と重なっ
ているため、ＰＨＳ端末Ｓｃ，Ｓｄは２つのタイムスロ
ットＴ１(2)，Ｔ２(2)を利用できない。

【０００８】また、ＰＨＳ端末Ｓｃ，Ｓｄの通信に利用
される信号フレームのタイムスロットＴ３(2)が、ＰＨ
Ｓ端末Ｓａ，Ｓｂの通信に利用される信号フレームの２
つのタイムスロットＴ３(1)，Ｔ４(1)と重なっているの
で、ＰＨＳ端末Ｓａ，Ｓｂは２つのタイムスロットＴ３
(1)，Ｔ４(1)を利用できない。このため、１フレームに
は４組の送信用タイムスロット及び受信用タイムスロッ
トが含まれているにもかかわらず、４組の全てのタイム
スロットを同時に利用して通信することはできない。つ
まり、同時に４チャネルの通信回線を確保可能なフレー
ム構成であるにもかかわらず、実際には同時に利用でき
るチャネル数は４未満に制限される。

【０００９】図１０の例では、たとえばＰＨＳ端末Ｓ
ａ，ＳｂのタイムスロットＴ２(1)，Ｒ２(1)と、ＰＨＳ
端末Ｓｃ，ＳｄのタイムスロットＴ３(2)，Ｒ３(2)との
隙間には他の通信局を収容することができないため、伝
送効率のロスが発生する。このような伝送効率のロスを
避けるための技術が、たとえば特開平８−２５１６５３
号公報に示されている。

【００１０】特開平８−２５１６５３号公報では、アド
ホック通信を行う場合、図１１に示すような処理手順に
従ってデータ通信を開始する。図１１の処理手順につい
て、以下に説明する。

【００１１】送信を行う通信局（送信局）は、最初に他
の通信局が送信している信号の送信タイミングを観測し
（Ｓ１０１）、観測した送信タイミングを基準として他
のタイムスロットの送信タイミングを正確に把握する
（Ｓ１０２）。さらに、各タイムスロットの他の通信局
の使用状況を合わせて確認し（Ｓ１０３）、未使用のタ
イムスロットを１つ又は複数個選択し（Ｓ１０４）、選
択したタイムスロットを用いて通信を開始する（Ｓ１０
５）。

【００１２】一方、受信を行う通信局（受信局）におい
ては、送信局からの信号を受信した際に（Ｓ１０６）、
選別した信号の受信状況（符号誤りの有無）を検査し
（Ｓ１０７）、符号誤りが検出された場合にはデータを
廃棄する。正常に受信されたデータについては、データ
に付与された識別子等により自局宛ての信号かどうかを
選別し（Ｓ１０８）、自局宛てのデータについては、送
信局へ検査結果を含む制御情報を送信する（Ｓ１０
９）。

【００１３】送信局は、自局のデータ送信後は、受信局
からの制御情報を待ち受け自局宛ての制御情報を受信す
る（Ｓ１１０）。受信した制御情報によって相手局が正
常にデータを受信できたことを確認できた場合には（Ｓ
１１１）、送信局は使用したタイムスロットの継続的な
使用権を確保し（Ｓ１１２）、確認できなかった場合に
は、Ｓ１０１から始まる手続きを最初からやり直す。

【００１４】タイムスロットの確保後は、送信すべきデ
ータがある場合には（Ｓ１１３）、他の通信局の信号の
送信タイミングを継続的に観測し（Ｓ１１４）、このタ
イミングに同期させながら通信を継続する（Ｓ１１
５）。一方、送信データが無くなった場合には（Ｓ１１
３）通信を終了する（Ｓ１１６）。なお、図１１には示
されていないが、通信の継続中に連続的にデータに誤り
が発生するなどの通信品質劣化が起きた場合には、通信
を停止してＳ１０１から始まる手続きを再度行って通信
を再開する。以上の制御手順を実行することにより、各
通信局間でタイムスロットのタイミング同期が行われる
ため、前述の伝送効率のロスが生じるのをを避けること
ができる。

【００１５】また、上記以外の方法として、特定の通信
局が無線基地局の役割を代行し、他の通信局はあたかも
そこに基地局が存在するかの様に同期を図るという方法
が提案されている。この方法を用いる場合にも、伝送効
率のロスを避けることができる。ただし、いずれの場合
においても、従来の方法では通信を行う局はタイムスロ
ットのタイミング衝突を避けるために、常に同期の維持
を図らなければならなかった。

【００１６】一方、アドホック通信に利用される送信局
は、一般に図１２のように構成される。図１２に示すよ
うに、この送信局にはタイミング抽出部，信号検出部，
スケジューラ部，制御信号受信部，送信管理部が備わっ
ている。受信した信号は、タイミング抽出部に定常的に
入力される。タイミング抽出部は受信した信号の受信タ
イミングを正確に把握し、この受信タイミングに基づい
て各タイムスロットの送信タイミングを把握する。

【００１７】このタイミング抽出処理は、送信の開始時
のみでなく、通信中も継続的に行われる。この処理によ
って、複数の通信局間のタイミングが常時同期するよう
に制御される。受信した信号は信号検出部にも入力され
る。信号検出部は、タイミング抽出部で抽出されたタイ
ミングにより確定したタイムスロット毎に、他の通信局
が通信中であるかどうかを確認する。

【００１８】タイムスロット毎に、他の通信局が通信中
であるかどうかを示す信号がスケジューラ部に入力され
る。スケジューラ部は、信号検出部が検出した結果に基
づいて、通信開始時に使用するタイムスロットを管理す
る。送信を新たに開始する場合、送信管理部は、タイミ
ング抽出部からのタイミングと、スケジューラ部から指
定されるタイムスロットとを用いてデータの送信を行
う。同時に、制御信号受信部にて通信の相手局から返送
される制御信号を待ち受ける。

【００１９】制御情報を受信した制御信号受信部は、制
御情報の内容を参照して送信したデータが相手局に正常
に届いたかどうかを判定する。正常な受信が確認された
場合には、送信管理部はこのタイムスロットが確保でき
たものと認識し、継続的にこのタイムスロットを用いた
通信を管理する。一方、受信した前記制御信号にて受信
異常が確認された場合には、送信管理部は再度タイムス
ロットの確保手続きを実行する。

【００２０】送信管理部は、一連の通信を管理する機能
を備えており、送信すべきデータが無くなった場合、又
はデータの送信タイミングの衝突等による通信異常が制
御情報にて確認された場合には継続的な通信を停止す
る。それ以外の正常な状況の場合には、スケジューラ部
で管理されたタイムスロットを用いて通信を継続する。
アドホック通信を行う受信局は、一般に図１３のように
構成される。この受信局には、受信部，誤り検出部，受
信管理部及び制御信号送信部が備わっている。

【００２１】受信部は、他の通信局からの信号を受信す
ると受信したデータを誤り検出部に入力する。誤り検出
部は符号誤りの有無を調べる。符号誤りなしに受信され
たデータは受信管理部に入力される。受信管理部は、受
信した信号に付与された宛先局の識別子を参照し、他の
通信局宛てのデータは廃棄し、自局宛ての信号を受信す
る。制御信号送信部は、自局宛ての信号を受信した際
に、その受信状況を通知する制御情報を送信局に通知す
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】複数の通信局が共通の
周波数帯域を利用する場合には、時間軸上で信号の衝突
を回避しながら効率的に通信を行うためには、通信局間
のタイミングを同期する必要がある。特に、アドホック
通信を行う場合には、無線基地局のような制御局が存在
しないので、各々の通信局が図１１に示すような制御を
行ってタイミングを同期する必要がある。

【００２３】図１１の制御を行う場合、送信局は他の通
信局が送信している信号の送信タイミングを観測し、基
準タイミングを正確に把握した後も、他の通信局の信号
の送信タイミングを継続的に観測し、常に同期を維持し
ながら通信を継続する。このような従来技術において
は、タイミングを同期させる通信局が常に存在すること
を想定しているが、実際にはそれが存在しない場合もあ
る。たとえば、他の通信局が通信圏外へ移動したり、他
の通信局が通信を終了すると、その通信局の通信状態を
検出できなくなる。そのような場合には、同期外れ状態
になる。

【００２４】特に、データ系の高速通信をアドホック通
信で行う場合には、通信が短時間で終了する場合が頻発
するため、タイミングの基準となる特定の局が安定して
存在することは期待しにくい。このような問題を解決す
る簡単な方法として、送信局が通信を継続する際に、同
期保持手順を行わずに、自局の内部で生成した自走クロ
ックによって送信タイミングを決定する方法が考えられ
る。

【００２５】しかしながら、一般に自走クロックはタイ
ミングの精度が低いので、自走クロックを利用したまま
通信を長時間継続すると、各局間で送信タイミングのず
れが発生する。そして、最悪の場合には、自局のタイム
スロットが隣接タイムスロットに干渉し他の通信局の通
信を妨害する可能性がある。また、たとえば互いに隣接
するタイムスロット間に大きなガードタイムを設けれ
ば、隣接タイムスロットヘの干渉を抑えることが可能で
ある。しかしその場合、ガードタイムの間は情報を伝送
できないので、ガードタイムの増大に伴って著しく伝送
効率が損なわれるという問題が生じる。

【００２６】本発明は、自局の送信タイミングの基準と
している他の通信局が通信圏外へ移動したり、通信を終
了することにより、基準となる通信局の信号を安定して
受信できない様な環境下においても、伝送効率を低下す
ることなく、簡易に他の通信局との信号の衝突を回避し
て通信を行うことの可能なデータ通信方法及びデータ通
信装置を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１は、互いに共通
の周波数帯域を利用する複数組の通信局で構成され、特
定の制御局を利用することなく時間軸上で信号の衝突を
回避しながら通信を行うとともに、前記複数組の通信局
は互いに共通のフレーム周期を用い、前記フレーム周期
は複数個のタイムスロットに分割され、新たに通信を開
始する通信局は他の通信局の信号が送信されていないタ
イムスロットの１つ以上を用いて通信を開始し、他の通
信局との間で信号の衝突がないことを確認する通信シス
テムを用いるデータ通信方法において、新たに送信を開
始する第１の通信局は、他の通信局の通信状況を確認
し、既に通信を行っている第２の通信局が確認された場
合には、第２の通信局が送信している信号のタイムスロ
ットの送信タイミングを観測し、前記送信タイミングを
基準として他のタイムスロットの送信タイミングを把握
し、他の通信局が未使用のタイムスロットを少なくとも
１つ用いてその送信タイミングで通信を開始し、前記第
１の通信局は、通信をしている他の通信局を確認できな
い場合には、他の通信局との送信タイミングの調整を行
うことなしに少なくとも１つのタイムスロットを用いて
通信を開始し、前記第１の通信局は、通信を開始した後
は、他の通信局とのタイミング調整を行うことなしに自
局で生成した自走クロックに従って送信タイミングを決
定し、前記フレーム周期で前記タイムスロットを用いて
通信を継続し、前記第１の通信局は、継続的に送信する
データが存在する場合であっても、利用しているタイム
スロットで他の通信局からの信号との衝突が検出された
場合、又は継続的な通信時間が所定の時間経過した場合
には、一度、通信を停止し、必要に応じて通信開始手順
を最初からやり直すことを特徴とする。

【００２８】請求項１の発明においては、前記第１の通
信局が新たに通信を開始するときには、既に通信を行っ
ている他の通信局の送信タイミングに同期するように、
前記第１の通信局の送信タイミングが決定される。従っ
て、通信開始時にはタイミングの衝突は生じない。

【００２９】また、前記第１の通信局は、通信を開始し
た後は他の通信局とのタイミング調整を行うことなしに
自局で生成した自走クロックに従って送信タイミングを
決定する。従って、タイミングの基準となる他の通信局
が常に存在する必要はない。さらに、継続的に送信する
データが存在する場合であっても、通信の継続時間が所
定の時間経過した場合には、一度、通信を停止して通信
開始手順を最初からやり直すので、データの送信が長時
間継続することはない。従って、自走クロックによって
生じる送信タイミングのずれが増大する前に、他の通信
局との間でタイミングを再び同期させることができる。

【００３０】このため、送信タイミングの基準になった
他の通信局（第２の通信局）が通信圏外へ移動したり、
通信を終了した場合であっても、安定して通信を継続す
ることができる。請求項２は、請求項１のデータ通信方
法において、各々のタイムスロットに収容されるデータ
に通信局毎又はタイムスロット毎に互いに異なる識別番
号を付与し、新たに送信を開始する通信局は、他の通信
局の通信状況を確認し、既に通信を行っている他の通信
局が確認された場合には、受信可能な全てのデータを受
信し、受信したデータに含まれる前記識別番号を参照
し、所定の規則に基づいていずれか１つの識別番号を選
択し、選択した識別番号が含まれるデータの受信タイミ
ングを自局の送信タイミングの基準として利用し、且つ
自局が送信するデータには他の通信局が付与した識別番
号とは異なる識別番号を付与することを特徴とする。

【００３１】請求項２の発明においては、各々のタイム
スロットのデータに含まれる識別番号を参照することに
より、使用中の各タイムスロットについてそれを利用し
ている通信局の違いを区別できる。従って、１つの識別
番号を選択することによって、送信中の特定の通信局だ
けを選択できる。

【００３２】すなわち、選択した識別番号が含まれるデ
ータの受信タイミングを自局の送信タイミングの基準と
して利用することにより、これから送信しようとする通
信局は他の特定の通信局の送信タイミングに同期するよ
うに送信タイミングを調整できる。また、所定の規則に
基づいていずれか１つの識別番号を選択するので、送信
を開始しようとする通信局が複数存在する場合には、各
々の通信局が同じ規則に従って同じ識別番号を選択する
確率が高くなる。そのため、特定の通信局の送信タイミ
ングに対して全ての他の通信局が同期するように動作
し、各通信局の送信タイミングにずれが生じにくい。

【００３３】請求項３は、請求項２のデータ通信方法に
おいて、受信した複数のデータに含まれる複数の識別番
号のうち、最小値、又は最大値、又は所定値に最も近い
値の識別番号を選択することを特徴とする。複数の識別
番号のうち、最小値、又は最大値、又は所定値に最も近
い値の識別番号を選択することによって、いずれか１つ
の識別番号を確実に選択できる。全ての通信局が同じ規
則に従うことにより、全ての通信局が選択する識別番号
は同一になる確率が高い。そのため、特定の通信局の送
信タイミングに対して全ての他の通信局が同期するよう
に動作し、各通信局の送信タイミングにずれが生じにく
い。

【００３４】請求項４は、請求項１のデータ通信方法に
おいて、１フレームに含まれるタイムスロット数がＮで
ある場合に、新たに送信を開始する通信局は、タイムス
ロット毎にその使用の有無を示す２値のビット情報を取
得し、前記ビット情報をＮビットのシフトレジスタに順
次に入力し、前記シフトレジスタが出力するＮビット並
列データの値を順次に参照し、１フレームの中で参照し
た複数の値の中から１つの値を所定の規則に基づいて選
択し、選択した値に対応するタイムスロットの受信タイ
ミングを自局の送信タイミングの基準として利用するこ
とを特徴とする。

【００３５】シフトレジスタが出力するＮビット並列デ
ータの各ビットは、１フレームに含まれる全てのタイム
スロットの各々の使用の有無を示す。また、その並列デ
ータは各タイムスロットのタイミングで１ビットずつシ
フトされ、１フレーム周期毎に同じ値になるように変化
を繰り返す。変化する並列データの１つの値を所定の規
則に基づいて選択することによって、使用中の特定のタ
イムスロットを選択できる。全ての通信局が同じ規則に
従うことにより、全ての通信局が同じタイムスロットを
選択する確率が高い。その結果、全ての通信局が同じタ
イムスロットの受信タイミングを自局の送信タイミング
の基準として利用するため、各通信局の送信タイミング
にずれが生じにくい。

【００３６】請求項５は、請求項４のデータ通信方法に
おいて、１フレームの中で参照した複数の値の中から、
使用中のタイムスロットに対応し、且つ最小値、又は最
大値、又は所定値に最も近い値を選択することを特徴と
する。全ての通信局がこのような規則に従って１つの値
を選択することにより、全ての通信局が基準として選択
するタイムスロットが同一になる確率が高い。そのた
め、特定の送信局の送信タイミングに対して全ての他の
通信局が同期するように動作し、各通信局の送信タイミ
ングにずれが生じにくい。

【００３７】請求項６は、互いに共通の周波数帯域を利
用する複数組の通信局で構成され、特定の制御局を利用
することなく時間軸上で信号の衝突を回避しながら通信
を行うとともに、前記複数組の通信局は互いに共通のフ
レーム周期を用い、前記フレーム周期は複数個のタイム
スロットに分割され、新たに通信を開始する通信局は他
の通信局の信号が送信されていないタイムスロットの１
つ以上を用いて通信を開始し、他の通信局との間で信号
の衝突がないことを確認するデータ通信装置において、
送信を行う通信局には、通信を行う際の処理タイミング
の基準となるクロック信号を生成するクロック部と、他
の通信局から受信した信号の受信タイミングに基づいて
各タイムスロットの送信タイミングを把握するタイミン
グ抽出部と、タイムスロット毎に他の通信局が通信中で
あるか否かを確認する信号検出部と、前記信号検出部の
検出結果に基づいて使用するタイムスロットを管理する
スケジューラ部と、通信の相手局から返送される制御信
号を受信する制御信号受信部と、通信を開始後に通信の
継続時間を管理し、所定の時間経過後には通信の中断を
指示するタイマ部と、前記タイマ部からの中断指示があ
った場合、又は受信した前記制御信号にて通信異常が検
出された場合、又は送信すべきデータが無くなった場合
に通信を停止し、それ以外の場合には前記スケジューラ
部で管理されたタイムスロットを用いて通信を継続する
送信管理部とを設け、受信を行う通信局には、他の通信
局からの信号を受信する受信部と、前記受信部が受信し
た信号について誤りの有無を検査する誤り検出部と、前
記誤り検出部で誤りが検出されなかった信号に付与され
た宛先局の識別子を参照し、他の通信局宛ての信号は廃
棄し、自局宛ての信号を受信する受信管理部と、自局宛
ての信号を受信した際には、その受信状況を通知する制
御情報を送信局に通知する制御信号送信部とを設けたこ
とを特徴とする。

【００３８】クロック部は、通信を行う際の処理タイミ
ングの基準となるクロック信号を生成する。このクロッ
ク部が出力するクロック信号に従って送信タイミングを
決定することにより、他の通信局が送信中でなくても送
信タイミングを決定できる。タイミング抽出部は、他の
通信局から受信した信号の受信タイミングに基づいて各
タイムスロットの送信タイミングを把握する。信号検出
部は、タイムスロット毎に他の通信局が通信中であるか
否かを確認する。スケジューラ部は、信号検出部の検出
結果に基づいて使用するタイムスロットを管理する。

【００３９】制御信号受信部は、通信の相手局から返送
される制御信号を受信する。タイマ部は、通信を開始後
に通信の継続時間を管理し、所定の時間経過後には通信
の中断を指示する。送信管理部は、前記タイマ部からの
中断指示があった場合、又は受信した前記制御信号にて
通信異常が検出された場合、又は送信すべきデータが無
くなった場合に通信を停止し、それ以外の場合には前記
スケジューラ部で管理されたタイムスロットを用いて通
信を継続する。

【００４０】受信を行う通信局の受信部は、他の通信局
からの信号を受信する。また、誤り検出部は受信部が受
信した信号について誤りの有無を検査する。受信管理部
は、誤り検出部で誤りが検出されなかった信号に付与さ
れた宛先局の識別子を参照し、他の通信局宛ての信号は
廃棄し、自局宛ての信号を受信する。制御信号送信部
は、自局宛ての信号を受信した際には、その受信状況を
通知する制御情報を送信局に通知する。

【００４１】このような構成要素を用いることによっ
て、請求項１と同様なデータ通信方法を実施するデータ
通信装置を構成できる。請求項７は、請求項６のデータ
通信装置において、送信を行う通信局に、他の通信局が
送信した信号を受信する受信部と、受信した信号に含ま
れる識別番号を参照する番号取得部と、前記番号取得部
が取得した複数の識別番号の中から１つの識別番号を選
択して、選択した識別番号に対応するタイムスロットの
受信信号の受信タイミングを自局の送信タイミングの基
準として利用する信号検索部と、他の通信局が使用して
いる識別番号以外の識別番号を自局が送信する信号に付
与する番号付与部とをさらに設けたことを特徴とする。

【００４２】受信部は他の通信局が送信した信号を受信
する。番号取得部は受信した信号に含まれる識別番号を
参照する。信号検索部は番号取得部が取得した複数の識
別番号の中から１つの識別番号を選択して、選択した識
別番号に対応するタイムスロットの受信信号の受信タイ
ミングを自局の送信タイミングの基準として利用する。
番号付与部は他の通信局が使用している識別番号以外の
識別番号を自局が送信する信号に付与する。

【００４３】これらの構成要素を送信を行う通信局に設
けることによって、請求項２と同様なデータ通信方法を
実施するデータ通信装置を構成できる。請求項８は、請
求項７のデータ通信装置において、前記信号検索部が、
複数の識別番号の中から最小値、又は最大値、又は所定
値に最も近い値の１つの識別番号を選択することを特徴
とする。これにより、確実に１つの識別番号を規則に従
って選択できる。

【００４４】請求項９は、請求項６のデータ通信装置に
おいて、送信を行う通信局に、前記信号検出部の検出結
果を２値のビット情報として出力する検出結果変換部
と、ビット数Ｎが１フレームを構成するタイムスロット
数に対応し、前記検出結果変換部の出力するビット情報
が入力されるＮビットのシフトレジスタと、前記シフト
レジスタが順次に出力する並列データの中から、１つの
並列データを所定の規則に基づいて選択し、選択した値
に対応するタイムスロットの受信タイミングを自局の送
信タイミングの基準に定める基準信号検索部とをさらに
設けたことを特徴とする。

【００４５】検出結果変換部は、前記信号検出部の検出
結果を２値のビット情報として出力する。シフトレジス
タは、検出結果変換部の出力するビット情報を入力して
シフトする。シフトレジスタこのビット数Ｎは１フレー
ムを構成するタイムスロット数に対応している。基準信
号検索部は、シフトレジスタが順次に出力する並列デー
タの中から、１つの並列データを所定の規則に基づいて
選択し、選択した値に対応するタイムスロットの受信タ
イミングを自局の送信タイミングの基準に定める。

【００４６】これらの構成要素を設けることによって、
請求項４と同様なデータ通信方法を実施するデータ通信
装置を構成できる。請求項１０は、請求項９のデータ通
信装置において、前記基準信号検索部が、順次に現れる
並列データの中から、最小値、又は最大値、又は所定値
に最も近い値の１つの並列データを選択することを特徴
とする。これにより、確実に１つの使用中のタイムスロ
ットを規則に従って選択できる。

【００４７】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明のデ
ータ通信方法及びデータ通信装置の１つの実施の形態に
ついて、図１〜図３を参照して説明する。この形態は、
請求項１及び請求項６に対応する。

【００４８】図１はこの形態の送信局の動作を示すフロ
ーチャートである。図２はこの形態の送信局の構成を示
すブロック図である。図３は受信局の構成を示すブロッ
ク図である。この形態では、請求項６のクロック部，タ
イミング抽出部，信号検出部，スケジューラ部，制御信
号受信部，タイマ部，送信管理部，受信部，誤り検出
部，受信管理部及び制御信号送信部は、それぞれクロッ
ク部２０７，タイミング抽出部２０１，信号検出部２０
２，スケジューラ部２０３，制御信号受信部２０４，タ
イマ部２０５，送信管理部２０６，受信部９０１，誤り
検出部９０２，受信管理部９０３及び制御信号送信部９
０４に対応する。

【００４９】この形態では、複数組の通信局がアドホッ
ク通信を行う場合を想定している。すなわち、基地局な
どの特定の制御局を介在することなしに、通信局同士が
通信を行う。データの送信を行う通信局（送信局）は、
図２に示すような構成要素を備えている。また、データ
の受信を行う通信局（受信局）は図３に示すような構成
要素を備えている。データの送信及び受信を行う通信局
は、図２に示す構成要素と図３に示す構成要素の両方を
備える。

【００５０】各通信局は、同一の周波数帯域を利用して
通信する。通信に用いる信号のフレーム構成は、全ての
通信局で共通にする。フレーム構成としては、たとえば
図１０に示すように、１フレーム周期にＮ個の送信用タ
イムスロット及び受信用タイムスロットが時間軸方向に
並んだものを想定している。各通信局は、１つ又は複数
のタイムスロットを利用してデータの送信及び受信を行
う。

【００５１】図２を参照すると、この送信局２００には
タイミング抽出部２０１，信号検出部２０２，スケジュ
ーラ部２０３，制御信号受信部２０４，タイマ部２０
５，送信管理部２０６及びクロック部２０７が備わって
いる。送信局２００が受信した受信信号は、タイミング
抽出部２０１及び信号検出部２０２に入力される。送信
局２００がデータの送信を開始しようとするときには、
まず、タイミング抽出部２０１が受信信号からその受信
タイミングを正確に把握する。この受信タイミングに基
づいて、タイミング抽出部２０１は各タイムスロットの
送信タイミングを把握する。

【００５２】一方、信号検出部２０２は、入力される受
信信号を監視して、タイムスロット毎に他の通信局が通
信中か否かを識別する。信号検出部２０２の識別結果
は、スケジューラ部２０３に入力される。スケジューラ
部２０３は、信号検出部２０２から入力される信号に基
づいて、通信開始時に使用するタイムスロットを管理す
る。

【００５３】この送信局２００が新たに送信を開始する
場合には、送信管理部２０６は、タイミング抽出部２０
１からのタイミングに同期し、スケジューラ部２０３か
ら指定されるタイムスロットを用いてデータの送信を行
う。送信と同時に、制御信号受信部２０４は通信の相手
局から返送される制御信号を待ち受ける。タイマ部２０
５は、通信の継続時間を管理する。実際には、通信の開
始後に通信時間を計測し始める。そして、所定の時間経
過後には通信を中断するように送信管理部２０６に指示
を与える。

【００５４】制御信号受信部２０４は、制御情報を受信
すると、制御情報の内容を参照して送信したデータが相
手局に正常に届いたかどうかを判定する。そして、正常
受信が確認された場合には、送信管理部２０６は送信に
利用したタイムスロットが確保できたものと認識する。
この場合、送信管理部２０６は最初にタイミング抽出部
２０１が検出したタイムスロットのタイミングとクロッ
ク部２０７が生成した基準クロック（自走クロック）と
に従って、それ以降の送信タイミングを決定し、継続的
に同じタイムスロットを用いるように通信を管理する。

【００５５】一方、受信した前記制御信号によって受信
異常が確認された場合には、送信管理部２０６は再度タ
イムスロットの確保手続きを実行する。送信管理部２０
６は、一連の通信を管理する機能を備えている。そし
て、タイマ部２０５からの中断指示があった場合、又は
送信すべきデータが無くなった場合、又はデータの送信
タイミングの衝突等による通信異常が制御情報によって
確認された場合に通信を停止する。それ以外の場合に
は、スケジューラ部２０３で管理されたタイムスロット
を用いて通信を継続する。

【００５６】図３に示すように、受信局には受信部９０
１，誤り検出部９０２，受信管理部９０３及び制御信号
送信部９０４が備わっている。受信部９０１は、他の通
信局からの信号を受信すると受信したデータを誤り検出
部９０２に入力する。誤り検出部９０２は、符号誤りの
有無を調べる。符号誤りなしに受信されたデータは受信
管理部９０３に入力される。受信管理部９０３は、受信
した信号に付与された宛先局の識別子を参照し、他の通
信局宛てのデータは廃棄し、自局宛ての信号を受信す
る。制御信号送信部９０４は、自局宛ての信号を受信し
た際に、その受信状況を通知するための制御情報を送信
局に送信する。

【００５７】実際にデータの送信を開始しようとする場
合には、送信局２００は図１に示すような手順で処理を
行う。以下、図１の各ステップについて説明する。送信
を開始しようとする場合には、まずステップＳ１で他の
通信局の通信状況を確認する。その結果、既に通信を行
っている通信局が存在するか否かをステップＳ２で識別
する。通信を行っている通信局が存在する場合にはステ
ップＳ３，Ｓ５に進み、存在しない場合にはステップＳ
６に進む。

【００５８】なお、ステップＳ３，Ｓ４は図２のタイミ
ング抽出部２０１で処理され、ステップＳ５は信号検出
部２０２で処理されるので、これらの処理は並列的に実
行される。ステップＳ３では、通信を行っている通信局
が送信している信号の送信タイミングを観測する。ステ
ップＳ４では、ステップＳ３で観測した他の通信局の送
信タイミング（タイムスロット）を基準として、利用可
能な未使用の他のタイムスロットの送信タイミングを正
確に把握する。

【００５９】ステップＳ５では、各々のタイムスロット
について使用中か否かを識別する。ステップＳ６では、
他の通信局が未使用のタイムスロットを１つ又は複数個
選択する。そして、選択したタイムスロットを用いてス
テップＳ７以降で通信を行う。実際に通信を開始する際
には、まずステップＳ７でタイマ部２０５をリセットす
る。従って、これ以降のタイマ部２０５の計数値は送信
の継続時間を表す。この後、ステップＳ８でデータ送信
を実行する。

【００６０】一方、通信をしている他の通信局を確認で
きない場合は、他の通信局との間で送信タイミングを同
期することができない。その場合、ステップＳ６では送
信タイミングの調整（同期）を行うことなしに単純に１
つ又は複数のタイムスロットを選択する。そして送信を
開始する。一方、受信局側では、ステップＳ９で送信局
２００からの信号を受信すると、次のステップＳ１０で
選別した信号の受信状況（符号誤りの有無）を検査す
る。そして、符号誤りが検出された場合にはデータを廃
棄する。ステップＳ１１では、正常に受信されたデータ
について、データに付与された識別子等により自局宛て
の信号を選別する。ステップＳ１２では、自局宛てのデ
ータに対しては検査結果を含む制御情報を送信局２００
に送信する。

【００６１】送信局２００は、ステップＳ８で自局のデ
ータを送信した後は、受信局からの制御情報を待ち受け
る。そして、ステップＳ１３で自局宛ての制御情報を受
信する。ステップＳ１４では、受信した制御情報の内容
を識別する。すなわち、受信局が正常にデータを受信で
きたか否かを識別する。受信局が正常にデータを受信で
きたことが確認できなかった場合には、ステップＳ１４
からＳ１に進む。つまり、通信を停止して最初のステッ
プＳ１から処理をやり直す。

【００６２】一方、受信した制御情報によって、相手局
が正常にデータを受信できたことが確認された場合に
は、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、送信
局２００はステップＳ８で送信に使用したタイムスロッ
トの継続的な使用権を確保する。そして、確保したタイ
ムスロットを用いて継続的に通信を行う。継続的に通信
を行う場合には、ステップＳ１６で送信するデータの有
無を調べる。送信するデータが無い場合には通信を終了
する。送信するデータがある場合には、ステップＳ１６
からＳ１７に進む。

【００６３】ステップＳ１７では、タイマ部２０５の計
数している通信の継続時間を参照して、それと予め定め
た所定時間とを比較する。そして、通信の継続時間が所
定時間を経過した場合には、ステップＳ１８に進む。こ
の場合、ステップＳ１８で通信を一旦停止して、最初の
ステップＳ１に戻り、送信開始のための手続きを最初か
らやり直し、その後通信を継続する。

【００６４】また、ステップＳ１７で通信の継続時間が
所定の時間に満たない場合には、ステップＳ１９に進
む。ステップＳ１９では、クロック部２０７が出力する
自局の自走クロックを用いて送信タイミングを決定す
る。そして、ステップＳ２０でデータの送信を継続す
る。つまり、この形態のデータ通信方法及びデータ通信
装置においては、他の通信局との間で送信タイミングを
同期させるのは送信を開始するときだけであり、それ以
後はクロック部２０７の発生する自走クロックによって
定まるタイミングで送信タイミングが決定される。ま
た、データの送信を長時間継続する場合には、所定時間
を経過すると、ステップＳ１に戻るので他の通信局との
間でタイミングが同期するように送信タイミングか調整
される。また、通信を行っている他の通信局が検出され
ない場合には、他の通信局との同期は行われない。

【００６５】なお、図１においては、通信の継続中に通
信状態が劣化した場合の動作については示されていな
い。しかし、たとえば連続的にデータに誤りが発生する
などの通信品質劣化が検出された場合には、一旦通信を
停止して、ステップＳ１からの送信開始手続きをやり直
すことによって通信を再開すれば問題の発生を回避でき
る。

【００６６】なお、この形態では図２に示すような構成
要素を備える送信局２００を用いる場合を想定している
が、このような構成要素はハードウェアで実現すること
もできるし、構成要素の一部分あるいは全てをコンピュ
ータのソフトウェア処理によって代用することも可能で
ある。 （第２の実施の形態）本発明のデータ通信方法及びデー
タ通信装置のもう１つの実施の形態について、図４〜図
６を参照して説明する。この形態は、請求項２，請求項
３，請求項７及び請求項８に対応する。

【００６７】図４は多数の通信局が存在する場合の同期
動作の例を示すタイムチャートである。図５はこの形態
の送信局の動作を示すフローチャートである。図６はこ
の形態の送信局の構成を示すブロック図である。この形
態は、第１の実施の形態の変形例である。図５及び図６
において、第１の実施の形態と対応する要素は同一の符
号又はステップ番号を付けて示してある。同一の部分に
ついては、以下の説明を省略する。

【００６８】この形態では、請求項７の受信部，番号取
得部，信号検索部及び番号付与部は、それぞれ受信部２
０８，番号取得部２０９，信号検索部２１０及び番号付
与部２１１に対応する。ところで、仮に同期の維持を定
常的に行わず、自走クロックを用いて各局が送信タイミ
ングを決定すると、時間と共にタイミングの誤差が累積
されるので、最終的には隣接するタイムスロットの通信
に干渉を与えてしまう危険性がある。しかし、第１の実
施の形態では、通信の継続を所定時間で中断し、再同期
を図ることにより、タイミングの誤差の累積をリセット
することができる。

【００６９】しかしながら、多数の局が同時に通信を行
う場合には、各送信局がランダムに基準となる通信局を
選択する可能性がある。その場合であっても、タイミン
グの誤差の累積は比較的短時間でリセットされることが
期待される。

【００７０】しかし、たとえば図４に示すような特殊な
状況においては、長時間に渡りリセットが行われずある
局間のタイミングの誤差が大きく開いてしまう可能性が
ある。この様な現象を避けるための改良が、この形態の
データ通信方法及びデータ通信装置には施してある。こ
の形態のデータ通信方法及びデータ通信装置を説明する
前に、図４に示す例について以下に説明する。図４にお
いては、多数の通信局ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，
ＳＦ，ＳＧ，ＳＨ，ＳＩ，ＳＪ，ＳＫがそれぞれ○印で
示されるタイミングで同期のための手続きを実施するこ
とを示している。また、この例では通信局ＳＡ〜ＳＫの
各々が第１の実施の形態の制御によって通信を開始する
場合を想定している。

【００７１】また、図４において同期の際にタイミング
の基準となる通信局は矢印によって示されている。各々
の○印から延びる実線は、各通信局が送信動作中である
ことを表している。実際には、各通信局は所定の周期で
通信の中断及び再同期手順を繰り返し行いながら通信を
継続するが、図４では説明を簡単にするため、所定の時
間で通信が終了するものとして表してある。

【００７２】図４においては、最初に通信局ＳＡが通信
を継続している環境で、他の通信局ＳＢが通信を開始す
る。この場合、通信局ＳＢは既に通信を行っている通信
局ＳＡのタイミングを基準として同期をとり、通信を開
始する。この後、通信局ＳＢは自局のクロック部２０７
で生成した自走クロックを用いて、通信タイミングを決
定し通信を継続する。

【００７３】同様に、通信局ＳＣが通信を開始する場合
には通信局ＳＢを基準とし、通信局ＳＤが通信を開始す
る場合には通信局ＳＣを基準とし、通信局ＳＥが通信を
開始する場合には通信局ＳＤを基準とし、通信局ＳＦが
通信を開始する場合には通信局ＳＥを基準としてそれぞ
れ同期をとり通信を開始する。

【００７４】また、図４においては、同様に通信局Ｓ
Ｇ，通信局ＳＨ，通信局ＳＩ，通信局ＳＪ，通信局ＳＫ
が、それぞれ通信局ＳＡ，通信局ＳＧ，通信局ＳＨ，通
信局ＳＩ，通信局ＳＪを基準として次々に同期を取りな
がら通信を行っている。つまり、図４の例では、通信局
ＳＡから通信局ＳＢ−ＳＣ−ＳＤ−ＳＥを経て通信局Ｓ
Ｆに至る系統と、通信局ＳＡから通信局ＳＧ−ＳＨ−Ｓ
Ｉ−ＳＪを経て通信局ＳＫに至る系統とが並列に形成さ
れる。

【００７５】各系統の通信局は連鎖的に同期しているの
で、タイミングの誤差は累積する。たとえば、通信局Ｓ
Ａと通信局ＳＦとの間には、通信局ＳＡ−ＳＢ間の誤
差，通信局ＳＢ−ＳＣ間の誤差，通信局ＳＣ−ＳＤ間の
誤差，通信局ＳＤ−ＳＥ間の誤差及び通信局ＳＥ−ＳＦ
間の誤差を累積した誤差が発生する。また、各系統は互
いに独立しているので、両者の系統に生じるタイミング
の累積誤差は互いに異なる。

【００７６】多数の通信局がほぼ同時に通信を行う場合
には、長時間に渡って図４に示すような複数のタイミン
グの系列が維持される可能性があり、その場合には通信
局間のタイミングの誤差が長時間に渡ってリセットされ
ないことになる。その場合、それぞれの系統間で相対的
にタイミングの誤差に大きな違いが生じてしまう可能性
があり、タイムスロット間干渉を引き起こす原因にな
る。

【００７７】図４において、たとえば通信局ＳＫ局が通
信を開始する際に、同期の基準として通信局ＳＥを選択
すれば、通信局ＳＡ−ＳＧ−ＳＨ−ＳＩ−ＳＪの系統に
おけるタイミングの累積誤差は通信局ＳＫにおいてリセ
ットされ、誤差の累積が解消される。各通信局がタイミ
ングの基準となる通信局をランダムに選択する場合に
は、確率的には複数のタイミングの系統が長時間に渡り
継続することは希である。しかし、システムの安定動作
のためには何らかの工夫が求められる。

【００７８】そのための工夫を施したデータ通信方法及
びデータ通信装置が、図５及び図６に示されている。こ
の形態では、図６に示す送信局２００Ｂを用いる。受信
局としては図３と同じ構成のものを用いる。また、この
形態では通信に利用する信号フレームの全てのタイムス
ロットのデータに、識別番号が付与されることを想定し
ている。この識別番号としては、通信局毎、又はタイム
スロット毎に互いに異なる値が割り当てられる。

【００７９】図６を参照すると、この送信局２００Ｂに
はタイミング抽出部２０１，信号検出部２０２，スケジ
ューラ部２０３，制御信号受信部２０４，タイマ部２０
５，送信管理部２０６，クロック部２０７，受信部２０
８，番号取得部２０９，信号検索部２１０及び番号付与
部２１１が備わっている。送信局２００Ｂが受信した受
信信号は、受信部２０８に入力され、番号取得部２０９
に送られる。番号取得部２０９は、各タイムスロットの
受信信号のデータに含まれる識別番号を参照し、全ての
識別番号を信号検索部２１０に与える。

【００８０】信号検索部２１０は、１フレーム周期の間
に番号取得部２０９から入力される識別番号の中から、
予め定めた規則に従って、１つの識別番号を選択する。
つまり、信号が受信された１つのタイムスロットに含ま
れる識別番号が選択される。この例では、信号検索部２
１０は、入力された識別番号の中で最も小さい識別番号
を選択する。そして、選択した識別番号を含むタイムス
ロットの受信信号の受信タイミングを自局の送信タイミ
ングの基準として利用するために、選択の結果がタイミ
ング抽出部２０１に入力される。

【００８１】タイミング抽出部２０１は、受信信号から
その受信タイミングを正確に把握するとともに、信号検
索部２１０が選択したタイムスロットの受信タイミング
に基づいて送信タイミングを把握する。信号検出部２０
２，スケジューラ部２０３，制御信号受信部２０４，タ
イマ部２０５，送信管理部２０６及びクロック部２０７
の動作については、第１の実施の形態と同一である。

【００８２】番号付与部２１１は、送信管理部２０６が
出力する信号に対して、識別番号を付与する。番号付与
部２１１が付与する識別番号には、受信信号の各タイム
スロットに含まれていた識別番号とはことなる値が割り
当てられる。番号付与部２１１で識別番号が付与された
信号が送信局２００Ｂから送信される。なお、データに
付与する識別番号として発信局の識別番号を用いてもよ
い。発信局の識別番号を用いる場合には、番号付与部２
１１は発信局の識別番号を付与する回路で代用可能であ
る。

【００８３】実際にデータの送信を開始しようとする場
合には、送信局２００Ｂは図５に示すような手順で処理
を行う。以下、図５中の追加又は変更された処理につい
て説明する。新たに送信を開始する送信局において既に
通信を行っている通信局が確認された場合には、ステッ
プＳ２からＳ４０１に進む。ステップＳ４０１では、１
フレームに含まれる受信可能な全てのデータを受信す
る。１フレームの全てのデータを受信すると、ステップ
Ｓ４０２に進む。

【００８４】ステップＳ４０２では、受信データの各タ
イムスロットのデータに付与された識別番号を参照す
る。次のステップＳ４０３では、１フレームの受信デー
タの中で検出された識別番号の中から、１つの識別番号
を選択する。この例では、最小値を選択する。そして、
選択した識別番号のデータを送信している通信局を基準
局とみなす。

【００８５】ステップＳ３では、基準局として決定した
通信局が送信している信号の送信タイミングを観測す
る。この基準局の送信タイミングを基準として、ステッ
プＳ４では他のタイムスロットの送信タイミングを正確
に把握する。ステップＳ４０４では、自局が送信するデ
ータに、他の通信局が付与した識別番号とは異なる番号
を付与する。つまり、ステップＳ４０２で検出された使
用中の全てのタイムスロットの識別番号とは異なる番号
を自局が送信するデータに含める。

【００８６】また、データの送信を継続する場合には、
ステップＳ４０５でステップＳ４０４と同様に、自局が
送信するデータに、他の通信局が付与した識別番号とは
異なる番号を付与する。図５に示す処理は、システムに
含まれる全ての送信局が共通に実行するので、全ての送
信局は、互いに共通の特定の通信局だけをステップＳ４
０３で基準局として選択する確率が高い。つまり、選択
規則の共通化によって共通の基準局が全ての送信局で使
用される。

【００８７】なお、各タイムスロットのデータに付与す
る識別番号については、各時点で通信可能エリア内に存
在する全ての送信局について互いに異なる番号を割り当
ててあれば、いかなる番号を利用しても構わない。利用
可能な識別番号の例としては、通信時に各局が発信局と
宛先局を認識するためにデータに付与する発信局の識別
番号などがあげられる。

【００８８】なお、この形態では、タイミングの基準と
なる局を選択するために、受信したデータに含まれる識
別番号のうち最も小さい識別番号に対応する局を選択す
る場合を説明したが、各局が共通の規則を用いて選択す
るのであれば、他の規則を利用してもよい。たとえば、
最大値を選択するような規則や、所定値に最も近い値を
選択するような規則を用いても、各局が複数の中から共
通の１つの識別番号を選択できる。

【００８９】（第３の実施の形態）本発明のデータ通信
方法及びデータ通信装置のもう１つの実施の形態につい
て、図７〜図９を参照して説明する。この形態は、請求
項４，請求項５，請求項９及び請求項１０に対応する。
図７はシフトレジスタの入力値と出力値との関係を示す
タイムチャートである。図８はこの形態の送信局の動作
を示すフローチャートである。図９はこの形態の送信局
の構成を示すブロック図である。この形態は第１の実施
の形態の変形例である。図８及び図９において、第１の
実施の形態と対応する要素は同一の符号又はステップ番
号で示してある。同一の部分については、以下の説明を
省略する。

【００９０】この形態では、請求項９の検出結果変換
部，シフトレジスタ及び基準信号検索部は、それぞれ検
出結果変換部２１２，シフトレジスタ２１３，基準信号
検索部２１４に対応する。この形態では、図９に示す構
成の送信局２００Ｃを用いる。受信局については図３と
同一である。

【００９１】図９に示すように、送信局２００Ｃはタイ
ミング抽出部２０１，信号検出部２０２，スケジューラ
部２０３，制御信号受信部２０４，タイマ部２０５，送
信管理部２０６，クロック部２０７，検出結果変換部２
１２，シフトレジスタ２１３及び基準信号検索部２１４
を備えている。この例では、通信に利用する信号フレー
ムのタイムスロット数が４つの場合を想定している。そ
のため、利用しているシフトレジスタ２１３のビット数
は４になっている。

【００９２】送信局２００Ｃが受信した受信信号は、信
号検出部２０２に入力される。信号検出部２０２は、入
力される受信信号に基づいて、それぞれのタイムスロッ
トについて他の通信局が使用中か否かを識別し、その識
別結果を検出結果変換部２１２に通知する。検出結果変
換部２１２は、信号検出部２０２の識別結果に応じて、
タイムスロット毎に、それが空き（未使用）なら「０」
の値を出力し、使用中なら「１」の値を出力する。検出
結果変換部２１２が出力する値（２値データ）は、１ビ
ットずつ順次にシフトレジスタ２１３に入力される。

【００９３】シフトレジスタ２１３は、２値データが入
力される度に（タイムスロット毎に）、保持するデータ
を１ビットずつ後方にシフトして新しい入力データを先
頭のビットに保持する。シフトレジスタ２１３は同時に
４ビットのデータを保持する。この４ビットのデータ
は、並列データとしてシフトレジスタ２１３から同時に
出力される。

【００９４】図７の例では、タイムスロット６０１〜６
１１が順次に現れる場合のシフトレジスタ２１３の値
（並列データ）の変化が示されている。この例では、使
用中のタイムスロット６０１，６０３，６０４，６０
５，６０７，６０８，６０９，６１１がハッチングを付
けて示してある。図７の例では、１フレームを構成する
４つのタイムスロットのうち３つが使用中で、１つが未
使用である。

【００９５】使用中のタイムスロット６０１，６０３，
６０４，６０５，６０７，６０８，６０９，６１１につ
いては、検出結果変換部２１２が「１」を出力する。ま
た、未使用のタイムスロット６０２，６０６，６１０に
ついては検出結果変換部２１２が「０」を出力する。図
７に示すように、送信局２００Ｃがタイムスロット６０
４を受信したときには、シフトレジスタ２１３が出力す
る値は「１０１１」になる。そして、次のタイムスロッ
トに移行する度に、シフトレジスタ２１３が出力する値
は「０１１１」，「１１１０」，「１１０１」，「１０
１１」，「０１１１」と順次に変化する。使用中のタイ
ムスロットに変化がない場合には、シフトレジスタ２１
３の出力には１フレーム周期で同じ値が繰り返し現れ
る。

【００９６】シフトレジスタ２１３が出力する４ビット
の並列データが、同時に基準信号検索部２１４に入力さ
れる。基準信号検索部２１４は、所定の規則に従って、
１フレーム周期の中で入力される４つの並列データ（た
とえば図７の「０１１１」，「１１１０」，「１１０
１」，「１０１１」）の中から１つの並列データを選択
する。

【００９７】具体的には、並列データを２進数とみなし
て、４つの並列データの中の最小値を選択する。但し、
特定のビット位置が未使用の値「０」であるものは選択
の対象から除外する。ここでは、図７においてビット位
置の左側が右側よりも上位ビットであると仮定する。図
７においては、基準信号検索部２１４に「０１１１」，
「１１１０」，「１１０１」，「１０１１」，・・・が
入力されるので、最小値の「０１１１」が選択される。
但し、この例では、４ビットの最下位ビットが「０」の
場合には、選択の対象から除外される。

【００９８】そして、選択した並列データ「０１１１」
の最下位ビットに対応するタイムスロット６０５（及び
６０９）の信号を、自局の送信タイミングを決定するた
めの基準として利用する。全ての送信局２００Ｃが、同
じ規則に従って基準となる１つのタイムスロットを選択
することにより、全ての送信局２００Ｃは互いに共通の
通信局の送信タイミングに同期するように動作する。

【００９９】タイミング抽出部２０１は、受信信号から
その受信タイミングを正確に把握するとともに、基準信
号検索部２１４が選択したタイムスロットの受信タイミ
ングに基づいて送信タイミングを把握する。信号検出部
２０２，スケジューラ部２０３，制御信号受信部２０
４，タイマ部２０５，送信管理部２０６及びクロック部
２０７の動作については、第１の実施の形態と同一であ
る。

【０１００】実際にデータの送信を開始しようとする場
合には、送信局２００Ｃは図８に示すような手順で処理
を行う。以下、図８中の追加又は変更された処理につい
て説明する。新たに送信を開始する送信局２００Ｃは、
他に通信中の局がある場合にはステップＳ２からＳ５に
進み、タイムスロット毎の使用状況を確認する。

【０１０１】次のステップＳ７０１では、確認した各々
のタイムスロットの使用状況について、空き（未使用）
なら「０」の値を割り当て、使用中なら「１」の値を割
り当てる。この値を、タイムスロット毎にステップＳ７
０２でシフトレジスタ２１３に入力する。ステップＳ７
０３では、シフトレジスタ２１３が出力する並列データ
を１フレーム周期の各々のタイムスロットについてサン
プリングし、１フレーム内で最小の値を検索し、最小の
値を選択する。但し、並列データの最下位ビットが未使
用の値「０」の場合には選択対象から除外する。

【０１０２】ステップＳ７０４では、ステップＳ７０３
で選択した最小値が現れるタイミングのタイムスロット
を利用して送信している通信局を基準局とみなす。つま
り、予め定めた規則に従って選択した１つのタイムスロ
ットを利用している送信局を基準局とみなす。なお、こ
の形態では、基準信号検索部２１４はシフトレジスタ２
１３が出力する並列データの中から最小値を選択する場
合を説明したが、他の規則を適用してもよい。

【０１０３】たとえば、シフトレジスタ２１３が出力す
る並列データの中から最大値を選択したり、所定の定数
に最も近い値を選択するような規則を用いても、全ての
通信局が互いに共通の１つのタイムスロットを使用する
通信局だけを基準局として選択することになる。以上に
述べた各実施形態は本発明を例示的に示すものであっ
て、本発明をこれらの実施形態のみに限定する必要はな
い。つまり、本発明は他の種々の変形された態様及び変
更された態様で実施することができる。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば送
信を開始する通信局が、一旦、通信中の他の局の送信タ
イミングに同期した後は、自局の自走クロックを用いて
送信タイミングを決定しながら通信するので、同期の対
象となった他の通信局の移動や通信終了の影響を受ける
ことなく通信を継続できる。しかも、通信の継続時間が
所定の時間に達すると通信を一旦停止して、再度、送信
タイミングの同期をとるので、送信タイミングのずれが
増大するのを回避できる。従って、簡易に他の通信局と
の信号の衝突を回避し通信することが可能である。

【０１０５】また、本発明によれば各局で共通な規則を
適用することにより、全ての送信局が共通の通信局を送
信タイミングの基準となる通信局として選択できる。こ
のため、明示的に特定の仮基準局を定めることなく特定
の通信局を基準局として利用できる。その結果、システ
ムの同期の精度が高まり、より一層の安定動作が実現さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の送信局の動作を示すフロー
チャートである。

【図２】第１の実施の形態の送信局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】受信局の構成を示すブロック図である。

【図４】多数の通信局が存在する場合の同期動作の例を
示すタイムチャートである。

【図５】第２の実施の形態の送信局の動作を示すフロー
チャートである。

【図６】第２の実施の形態の送信局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】シフトレジスタの入力値と出力値との関係を示
すタイムチャートである。

【図８】第３の実施の形態の送信局の動作を示すフロー
チャートである。

【図９】第３の実施の形態の送信局の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】各通信局の信号タイミングの例を示すタイム
チャートである。

【図１１】従来例の動作を示すフローチャートである。

【図１２】従来例の送信局の構成を示すブロック図であ
る。

【図１３】従来例の受信局の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２００，２００Ｂ，２００Ｃ 送信局 ２０１ タイミング抽出部 ２０２ 信号検出部 ２０３ スケジューラ部 ２０４ 制御信号受信部 ２０５ タイマ部 ２０６ 送信管理部 ２０７ クロック部 ２０８ 受信部 ２０９ 番号取得部 ２１０ 信号検索部 ２１１ 番号付与部 ２１２ 検出結果変換部 ２１３ シフトレジスタ ２１４ 基準信号検索部 ６０１〜６１１ タイムスロット ９０１ 受信部 ９０２ 誤り検出部 ９０３ 受信管理部 ９０４ 制御信号送信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蛭川 明則 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 松本 洋一 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 梅比良 正弘 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K028 AA01 AA11 BB04 CC02 CC05 DD01 DD02 LL02 MM08 MM12 NN01 RR04 SS28 5K067 AA33 BB04 BB21 CC04 DD23 EE02 EE25 EE72 GG03 GG21 HH21 HH22

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに共通の周波数帯域を利用する複数
   組の通信局で構成され、特定の制御局を利用することな
   く時間軸上で信号の衝突を回避しながら通信を行うとと
   もに、前記複数組の通信局は互いに共通のフレーム周期
   を用い、前記フレーム周期は複数個のタイムスロットに
   分割され、新たに通信を開始する通信局は他の通信局の
   信号が送信されていないタイムスロットの１つ以上を用
   いて通信を開始し、他の通信局との間で信号の衝突がな
   いことを確認する通信システムを用いるデータ通信方法
   において、 新たに送信を開始する第１の通信局は、他の通信局の通
   信状況を確認し、既に通信を行っている第２の通信局が
   確認された場合には、第２の通信局が送信している信号
   のタイムスロットの送信タイミングを観測し、前記送信
   タイミングを基準として他のタイムスロットの送信タイ
   ミングを把握し、他の通信局が未使用のタイムスロット
   を少なくとも１つ用いてその送信タイミングで通信を開
   始し、 前記第１の通信局は、通信をしている他の通信局を確認
   できない場合には、他の通信局との送信タイミングの調
   整を行うことなしに少なくとも１つのタイムスロットを
   用いて通信を開始し、 前記第１の通信局は、通信を開始した後は、他の通信局
   とのタイミング調整を行うことなしに自局で生成した自
   走クロックに従って送信タイミングを決定し、前記フレ
   ーム周期で前記タイムスロットを用いて通信を継続し、 前記第１の通信局は、継続的に送信するデータが存在す
   る場合であっても、利用しているタイムスロットで他の
   通信局からの信号との衝突が検出された場合、又は継続
   的な通信時間が所定の時間経過した場合には、一度、通
   信を停止し、必要に応じて通信開始手順を最初からやり
   直すことを特徴とするデータ通信方法。
2. 【請求項２】 請求項１のデータ通信方法において、 各々のタイムスロットに収容されるデータに通信局毎又
   はタイムスロット毎に互いに異なる識別番号を付与し、 新たに送信を開始する通信局は、他の通信局の通信状況
   を確認し、既に通信を行っている他の通信局が確認され
   た場合には、受信可能な全てのデータを受信し、受信し
   たデータに含まれる前記識別番号を参照し、所定の規則
   に基づいていずれか１つの識別番号を選択し、選択した
   識別番号が含まれるデータの受信タイミングを自局の送
   信タイミングの基準として利用し、且つ自局が送信する
   データには他の通信局が付与した識別番号とは異なる識
   別番号を付与することを特徴とするデータ通信方法。
3. 【請求項３】 請求項２のデータ通信方法において、受
   信した複数のデータに含まれる複数の識別番号のうち、
   最小値、又は最大値、又は所定値に最も近い値の識別番
   号を選択することを特徴とするデータ通信方法。
4. 【請求項４】 請求項１のデータ通信方法において、１
   フレームに含まれるタイムスロット数がＮである場合
   に、新たに送信を開始する通信局は、タイムスロット毎
   にその使用の有無を示す２値のビット情報を取得し、前
   記ビット情報をＮビットのシフトレジスタに順次に入力
   し、前記シフトレジスタが出力するＮビット並列データ
   の値を順次に参照し、１フレームの中で参照した複数の
   値の中から１つの値を所定の規則に基づいて選択し、選
   択した値に対応するタイムスロットの受信タイミングを
   自局の送信タイミングの基準として利用することを特徴
   とするデータ通信方法。
5. 【請求項５】 請求項４のデータ通信方法において、１
   フレームの中で参照した複数の値の中から、使用中のタ
   イムスロットに対応し、且つ最小値、又は最大値、又は
   所定値に最も近い値を選択することを特徴とするデータ
   通信方法。
6. 【請求項６】 互いに共通の周波数帯域を利用する複数
   組の通信局で構成され、特定の制御局を利用することな
   く時間軸上で信号の衝突を回避しながら通信を行うとと
   もに、前記複数組の通信局は互いに共通のフレーム周期
   を用い、前記フレーム周期は複数個のタイムスロットに
   分割され、新たに通信を開始する通信局は他の通信局の
   信号が送信されていないタイムスロットの１つ以上を用
   いて通信を開始し、他の通信局との間で信号の衝突がな
   いことを確認するデータ通信装置において、 送信を行う通信局には、 通信を行う際の処理タイミングの基準となるクロック信
   号を生成するクロック部と、 他の通信局から受信した信号の受信タイミングに基づい
   て各タイムスロットの送信タイミングを把握するタイミ
   ング抽出部と、 タイムスロット毎に他の通信局が通信中であるか否かを
   確認する信号検出部と、 前記信号検出部の検出結果に基づいて使用するタイムス
   ロットを管理するスケジューラ部と、 通信の相手局から返送される制御信号を受信する制御信
   号受信部と、 通信を開始後に通信の継続時間を管理し、所定の時間経
   過後には通信の中断を指示するタイマ部と、 前記タイマ部からの中断指示があった場合、又は受信し
   た前記制御信号にて通信異常が検出された場合、又は送
   信すべきデータが無くなった場合に通信を停止し、それ
   以外の場合には前記スケジューラ部で管理されたタイム
   スロットを用いて通信を継続する送信管理部とを設け、 受信を行う通信局には、 他の通信局からの信号を受信する受信部と、 前記受信部が受信した信号について誤りの有無を検査す
   る誤り検出部と、 前記誤り検出部で誤りが検出されなかった信号に付与さ
   れた宛先局の識別子を参照し、他の通信局宛ての信号は
   廃棄し、自局宛ての信号を受信する受信管理部と、 自局宛ての信号を受信した際には、その受信状況を通知
   する制御情報を通信の相手局に通知する制御信号送信部
   とを設けたことを特徴とするデータ通信装置。
7. 【請求項７】 請求項６のデータ通信装置において、送
   信を行う通信局に、他の通信局が送信した信号を受信す
   る受信部と、 受信した信号に含まれる識別番号を参照する番号取得部
   と、 前記番号取得部が取得した複数の識別番号の中から１つ
   の識別番号を選択して、選択した識別番号に対応するタ
   イムスロットの受信信号の受信タイミングを自局の送信
   タイミングの基準として利用する信号検索部と、 他の通信局が使用している識別番号以外の識別番号を自
   局が送信する信号に付与する番号付与部とをさらに設け
   たことを特徴とするデータ通信装置。
8. 【請求項８】 請求項７のデータ通信装置において、前
   記信号検索部が、複数の識別番号の中から最小値、又は
   最大値、又は所定値に最も近い値の１つの識別番号を選
   択することを特徴とするデータ通信装置。
9. 【請求項９】 請求項６のデータ通信装置において、送
   信を行う通信局に、 前記信号検出部の検出結果を２値のビット情報として出
   力する検出結果変換部と、 ビット数Ｎが１フレームを構成するタイムスロット数に
   対応し、前記検出結果変換部の出力するビット情報が入
   力されるＮビットのシフトレジスタと、 前記シフトレジスタが順次に出力する並列データの中か
   ら、１つの並列データを所定の規則に基づいて選択し、
   選択した値に対応するタイムスロットの受信タイミング
   を自局の送信タイミングの基準に定める基準信号検索部
   とをさらに設けたことを特徴とするデータ通信装置。
10. 【請求項１０】 請求項９のデータ通信装置において、
    前記基準信号検索部が、順次に現れる並列データの中か
    ら、最小値、又は最大値、又は所定値に最も近い値の１
    つの並列データを選択することを特徴とするデータ通信
    装置。