JP2003244160A - 無線通信方法 - Google Patents
無線通信方法Info
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- JP2003244160A JP2003244160A JP2002366267A JP2002366267A JP2003244160A JP 2003244160 A JP2003244160 A JP 2003244160A JP 2002366267 A JP2002366267 A JP 2002366267A JP 2002366267 A JP2002366267 A JP 2002366267A JP 2003244160 A JP2003244160 A JP 2003244160A
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- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
アクセスを無線に近い下位レイヤで処理し、通信帯域の
効率的な使用や、無線制御を効率的に行う。 【解決手段】 複数の端末1〜3で通信する場合に、複
数の端末で無線帯域(フレーム)22を共有し、端末が
通信するときに、同期ワード21を用いて通信帯域を共
有し、帯域を割り振る単位を予めパケット23として帯
域幅を固定し、端末が使用する帯域をセルの数で割り振
る。また、ネットワークに接続された端末が、順番に同
期ワードを送出することで、ネットワーク全体の同期を
確保し、同期ワード内にアドレスマップフィールドを設
け、各端末がネットワークへの参加/離脱を行う際に、
端末がアドレスマップフィールドから自分の端末アドレ
スを判断する。更に、同期ワード内にセルに対応したリ
ソースマップフィールドを設け、各端末が通信する場合
にリソースマップフィールドからリソースの空きを判断
し、無線帯域を確保する。
Description
その無線通信方法を実施する機能を有した無線通信端末
に関し、特に無線帯域を複数の端末で共有して使用する
無線LANシステムやホームネットワークシステムに適
用したものである。
ーク)はオフィスでは当たり前となり、小店舗や家庭へ
も普及しようとしている。また、ネットワークの構成方
法も、従来の同軸ケーブルやツイストペア線から無線,
IrDA等を用いる方法も現れてきている。
定されている2.4GHz帯の無線を用いた無線LAN
のメディアアクセス制御(MAC)の方法と、IrDA
を用いた赤外線通信方法のリンクアクセスプロトコルの
方法について説明する。
規定されているMAC層のプロトコルを示す図である。
このプロトコルはCSMA/CA+ACKと呼ばれ、I
EEE802.3で規定されている有線系のLANの規
格であるイーサネット(登録商標)のMACのCSMA
/CAに、無線特有の制御を行うための手順を追加した
ものである。
MA/CAは、共有している物理媒体上の信号の状態を
監視し、もし誰も使用していなければ、データ101を
送出する方式である。信号状態の監視結果で、物理媒体
上に信号が存在する場合には、一定時間待ったのちに再
度監視状態に入る。IEEE802.11で規定されて
いるCSMA/CA+ACKは、それに加えて無線特有
の問題を解決するために、送信要求RTS102とそれ
に対応する応答CTS103、更にデータの受信確認A
CK104を用いて、無線上の衝突を避けるとともに、
確実なデータ伝送ができるようにしたものである。
いられるASK方式のリンクアクセス層のプロトコルを
示す図である。図10(A)と同様にデータ送信のため
に、送信要求/応答とデータのACKが必要である。
通信を行う場合、有線通信と比較して通信容量や通信速
度が限られるため、効率的な通信制御を行う必要があ
る。一方、無線やIrDAを用いた場合には有線と比較
してケーブルの接続がなく、複数端末間の通信が容易に
できることから、複数端末が同時に使用できるような通
信制御を行っている。
通信を行う場合、相手端末やネットワーク内の通信マス
ターとのハンドシェイク(要求と応答)を基本とした手
順となっており、確実な制御が行える反面、制御手順と
しての効率が悪く、端末が通信を行うためのスループッ
トが低下する要因となっていた。
う場合、マスターは必ずネットワーク上に必要となり、
マスターの切り替えやサブマスターの設置等プロトコル
が複雑になるか、もしくはマスターを固定した場合、ネ
ットワークへの参加離脱が自由に行えなかった。
ために、周波数拡散等を用いて帯域を有効に使用する方
式も提案されているが、無線制御の方式が複雑で膨大な
規模のハードウェアを必要とした。また、ネットワーク
に接続される機器のデータトラヒックが多様で、通信形
態も様々な方式が存在するため、固定的に周波数やタイ
ムスロットを割り当てる従来の通信方式では、ネットワ
ークの使用効率が悪くなるという欠点があった。
き実情に鑑みてなされたもので、無線やIrDAを媒体
に用いて通信を行う場合、効率的な通信制御を行うこと
を目的としており、さらに、複数端末が同時に使用でき
るような通信制御を行うことを目的としている。
に、本発明は、無線通信方法として、複数の端末で通信
する場合に、該複数の端末で無線帯域を共有し、端末が
通信するときに、同期ワードを用いて通信帯域を共有
し、ネットワークに接続された端末が、順番に同期ワー
ドを送出することで、ネットワーク全体の同期の確保を
するようにしたものである。
の端末で通信する場合に、該複数の端末で無線帯域を共
有し、端末が通信するときに、同期ワードを用いて通信
帯域を共有し、同期ワード内にアドレスマップフィール
ドを設け、各端末がネットワークへの参加/離脱を行う
際に、端末がアドレスマップフィールドから自分の端末
アドレスを判断するようにしたものである。
え、同期ワードの送出をネットワーク参加している端末
数行った後に、1回の空きを設け同期ワードの送出を行
わないことにより、ネットワークへの新規参加が可能と
するようにしたものである。
では、ネットワークに接続される機器のデータトラヒッ
クが様々であり、また通信形態も端末−端末の接続だけ
ではなく、非対称通信や放送型の通信形態が存在する。
ィアアクセスを無線に近い下位レイヤで処理すること
で、無線制御を効率的に行うことが可能である。また、
完全分散型の端末自立型のネットワークを構成すること
が可能で、複雑なプロトコルを用いなくても複数の端末
がネットワークへ参加していても容易に管理を行うこと
が可能であり、全ての端末が同期ワードを監視しながら
動作するため、ネットワークへの参加/離脱が容易であ
る。また、無線帯域を固定長のパケットで多重すること
で、ネットワーク上のリソース管理が容易になる。更
に、固定長のパケットをそれぞれの端末が複数使用する
ことが可能であり、双方向通信以外にも、非対称型の通
信や、ブロードキャスト通信も対応することができる。
一例を示す。図1は、家庭内でネットワークを構築し、
本発明の通信方法により、DVD1とATV2とGW3
を接続した例である。図1において、DVD1は、ビデ
オディスクのMPEG2映像を、ATV2に送信してい
る。また、ゲートウェイGW3は、ISDN回線4で相
手TV電話5と接続されており、相手TV電話5からの
画像/音声の情報をATV2とやり取りし、ATV2に
相手からの画像を表示している。従って、ATV2では
DVD1からの映像とGW3からの映像を両方表示して
いることになる。また、ATV2からGW3に対して
は、こちらからの音声を送っている。
の、無線信号の送出順序と使用する帯域を示している。
同期ワードSYC21に続きDVD1が映像信号T1を
送出する。映像信号T1は一般的に符号化をしても、広
い帯域が必要なため4パケット分の時間を占めている。
DVD1が送出した映像信号T1は、無線信号としては
ATV2もGW3も受信可能であるが、端末のデータ処
理部が受信可能かどうかを判断し、この場合はATV2
が受信し画像を再生する。DVD1に続いてATV2が
音声信号T2を送出する。音声信号T2は映像信号T1
と比較して帯域が狭いため1パケット分の時間を占めて
いる。受信の動作は前述の内容と同じである。次に、G
W3が画像/音声の情報T3を2パケットの時間を占め
て信号を送出する。帯域に空きがある場合には、空きパ
ケットが入り、一定時間後に同期ワードSYCが続き、
上述の動作を繰り返す。
クの中に複数の端末が存在しても色々な通信形態を実現
することが可能で、双方向通信以外にも非対称型の通信
やブロードキャスト型の通信が可能となる。
数帯域や変調方式によって決まる帯域幅を指し、例え
ば、2.4GHzの無線周波数を使用した場合には、約
10Mbpsの帯域が取れる。パケット23はフレーム
を一定時間単位に区切ったものである。
フレームとの間には、後述するEOFデータ及び各端末
に生じるクロックの誤差から発生する時間差を吸収する
ための無データ区間を設けている。
明の無線通信制御方法では、分散処理を原則としている
ため、同期管理もネットワークに参加しているそれぞれ
の端末が行う。本発明の同期管理は、ネットワークに接
続している端末が同期ワード送出タイミングで持ち回り
で順番に同期ワードを送出することで同期管理を行う。
図3は、図1の通信状態での同期管理の状態を示した図
である。まず、DVD1が同期ワード31aの送出を行
う。続いて図2に示されたフレーム22内のパケット2
3の時間割合に従って、DVD1,ATV2,GW3と
それぞれが送出データを送信する。空きパケットがあっ
た後、次にATV2が同期ワード32を送出する。続い
て、GW3が同期ワード33を送出する。このように各
端末が順番に同期ワードを送出することで、それぞれの
端末が自立的にネットワークの同期を管理し、信号の送
出タイミングを作れると同時に、同期管理が分散されて
いるためネットワークへの参加/離脱が容易となる。
るアドレスマップフィールドに従って行われるが、ネッ
トワークへの新規参加用34として1フレーム分同期ワ
ードを送らない。
ドを示す図である。アドレスマップフィールドは同期ワ
ード上にあり、図3のように各端末が送出する。アドレ
スマップフィールドは、ネットワークに参加している端
末を把握するとともに、各端末が図3に従って同期ワー
ドの送出順を管理する。ネットワークに参加する端末
は、他の端末から送出されるアドレスマップフィールド
を監視し、空いているアドレスの一番若いアドレスを取
得する。
取得する手順を説明した図である。アドレスマップフィ
ールド41aは、GW3がネットワークに参加していな
い状態である。また、GW3上のアドレス管理テーブル
42aも、どこのビットも立っておらず、ネットワーク
には参加していない状態を示す。GW3がネットワーク
に参加する場合には、アドレスマップフィールド41a
を監視し、左から3番目の空きを確認した後、自分のア
ドレス管理テーブル42aを、左から3番目のアドレス
[2]にビットを立て42bとする。その時自分が送出
する同期ワード上のアドレスマップフィールド41bの
左から3番目にビットを立てる。
ドを用いた端末の管理と同期ワードの送出、ネットワー
クへの参加方法を説明する図である。はじめに、ネット
ワークに何も参加していない状態で、DVD1の電源が
投入される。DVD1は、他の端末からの同期ワードの
送出を監視するが、同期ワードの送出がないので、自分
で図4で説明したように一番若いアドレス[0]51を
取得し同期ワード52を送出する。DVD1以外の端末
が存在しないため、次の同期ワードは新規参加用で空き
となり、空きに続いてアドレスが一番若い[0]である
DVD1が再度同期ワードを送出する(図5(A))。
V2は、同期ワードを監視し、DVD1から送出されて
いる同期ワードのアドレスマップフィールドから、ネッ
トワークに参加している端末が1台で、そのアドレスが
[0]であることを知る。そこで、ATV2はアドレス
[1]53を取得し、DVD1が同期ワードを送出する
のに続いて、新規用に開けてある同期ワード部分で、同
期ワード54を送出する。この時点でDVD1は自分以
外の端末がネットワークに参加したことを知る。ネット
ワークに参加している端末は2台であるから、ATV2
が同期ワード送出後、次の同期ワードは空きとなる。空
きに続いてアドレスの若い順番に、[0]のDVD1、
[1]のATV2が同期ワードを送出する(図5
(B))。
と同じような方法で、GW3は同期ワードを監視し、ネ
ットワークに参加している端末が2台で、アドレスが
[0],[1]であることを知る。GW3は、アドレス
[2]55を取得し、同期ワード56を送出しネットワ
ークに参加する(図5(C))。以降、同様な方法でネ
ットワークへの参加が可能となる。
方法について説明する図である。DVD1,ATV2,
GW3がネットワークに参加している状態(図6
(A))で、ATV2が正常に離脱する場合は、離脱す
る最後の同期ワード61の送出時に、アドレスマップフ
ィールドの自分のアドレス[1]をOFFにして、ネッ
トワークから離脱する。DVD1,GW3は同期ワード
を監視することで、端末が1台離脱したことを識別でき
る(図6(B))。
から離脱できない場合がある。この時は、DVD1の同
期ワード62の送出内容と、ATV2からの同期ワード
の送出がないことを、GW3が監視し、GW3がATV
2の異常を検知し同期ワード63を書き換える(図6
(C))。以上のように、同期ワード上のアドレスマッ
プフィールドを用いて、端末の管理を行うことで、ネッ
トワーク上の端末の管理と、同期ワードの送出管理が簡
単に行える。
用状況を示すリソース管理フィールドについて説明す
る。リソース管理フィールドは、アドレスマップフィー
ルドと同様に同期ワード上に存在し、使用されているパ
ケットの位置を示している。ネットワークに参加してい
る端末は、全て同期ワードを監視しているため、リソー
ス管理フィールドを監視することでネットワーク上の通
信の混み具合と使用できるパケットを知ることができ
る。
理フィールド71aを監視し、自分の同期ワード送出時
にリソースに空きがあれば、空いている位置のリソース
ビットをONにして、同期ワード71bを送出後、自分
が立てたビット位置に従ってパケットを送出する。自分
が使用しているパケットは、次の同期ワード送出時まで
保持される。データ送信の必要がなくなった場合には、
同期ワード送出時に自分がONにしたリソースビットを
OFFにする。
ームは、同期ワードSYC81〜83及びデータ用のパ
ケット84及びEOF85で構成される。同期ワード
(SYC)の構成は、フレームのはじめを示すSOF8
1,アドレスマップフィールドAMF82,リソース管
理フィールド83からなっている。EOF85はフレー
ムの最後を表す。それぞれの詳細は前述の通りである。
めの無線通信端末を示す。無線信号の送受信を行う無線
部91と、無線部のアクセス制御を行う無線制御部92
と、アプリケーションデータを処理するデータ処理部9
3と、無線入出力部94から構成される。
従来の制御方式と比較して通信上の手順が簡素化され、
効率的なメディアアクセスを無線に近い下位レイヤで処
理することが可能となり、通信帯域の効率的な使用や、
無線制御を効率的に行うことが可能である。
ークを構成することが可能で、複雑なプロトコルを用い
なくても複数の端末がネットワークへ参加していても容
易に管理を行うことが可能となる。本発明では、全ての
端末が同期ワードを監視しながら動作するため、ネット
ワークへの参加/離脱が容易である。また、無線帯域を
固定長のパケットで多重することで、ネットワーク上の
リソースの管理が容易になる。
が複数使用することが可能であり、双方向通信以外に
も、非対称型の通信や、ブロードキャスト通信も対応す
ることができる。
である。
示す図である。
ある。
末の管理と同期ワードの送出,ネットワークへの参加方
法を説明する図である。
る図である。
リソース管理フィールドを示す図である。
信端末の一実施例を示す図である。
方式を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の端末で通信する場合に、該複数の
端末で無線帯域を共有し、端末が通信するときに、同期
ワードを用いて通信帯域を共有し、ネットワークに接続
された端末が、順番に同期ワードを送出することで、ネ
ットワーク全体の同期の確保をすることを特徴とした無
線通信方法。 - 【請求項2】 複数の端末で通信する場合に、該複数の
端末で無線帯域を共有し、端末が通信するときに、同期
ワードを用いて通信帯域を共有し、同期ワード内にアド
レスマップフィールドを設け、各端末がネットワークへ
の参加/離脱を行う際に、端末がアドレスマップフィー
ルドから自分の端末アドレスを判断することを特徴とし
た無線通信方法。 - 【請求項3】 同期ワードの送出をネットワーク参加し
ている端末数行った後に、1回の空きを設け同期ワード
の送出を行わないことにより、ネットワークへの新規参
加が可能とすることを特徴とした請求項1または2記載
の無線通信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002366267A JP3699083B2 (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 無線通信方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002366267A JP3699083B2 (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 無線通信方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11007991A Division JP2000209221A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 無線通信方法及び該方法を実施する無線通信端末及び該方法を実現するプログラムを記憶した媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002366267A Expired - Fee Related JP3699083B2 (ja) | 2002-12-18 | 2002-12-18 | 無線通信方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3699083B2 (ja) |
-
2002
- 2002-12-18 JP JP2002366267A patent/JP3699083B2/ja not_active Expired - Fee Related
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