JP2004186935A - タイムスロット割当方法及び無線局 - Google Patents

Abstract

【課題】ホスト局を介さなくても複数の無線局に対してタイムスロットを割り当てることができるタイムスロット割当方法を提供することである。
【解決手段】アドホックネットワークを構成する複数の無線局ＲＳは、それぞれ、加入者テーブルＳＴを保有している。加入者テーブルＳＴは、使用済みのタイムスロットを無線局ごとに対応付けて記憶するものである。無線局ＲＳは、パケットを送信する場合、自局に割り当てられているタイムスロットに関する情報をヘッダ部に含ませる。無線局ＲＳは、ネットワークに送出されているパケットを検出し、このパケットのヘッダ部の内容に基づいて加入者テーブルＳＴを更新する。ネットワークに加入する場合、無線局ＲＳは、加入者テーブルＳＴを参照して未使用のタイムスロットを自局に割り当てる。これにより、ホスト局を介さなくてもタイムスロットを重複して複数の無線局に割り当てることを防止できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイムスロット割当方法及び無線局に係り、さらに詳しくは、各無線局間でＴＤＭＡ方式を使って無線パケット通信を行うアドホックネットワークにおいて、無線局にタイムスロットを割り当てるスロット割当方法、並びに、当該アドホックネットワークを構成する無線局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のタイムスロットからなるフレームを周期としてパケットを通信するアドホックネットワークが知られている。この種のアドホックネットワークにおいてはホスト局が設置され、ホスト局とステーション局との間、あるいは、各ステーション局間でパケット通信を行う。このホスト局はＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）のタイムスロットの使用状況をモニタし、その結果に応じてチャネル要求したステーションに対しタイムスロットを割り当てる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許２８９９５８３号公報（段落番号［０００１］，［００３１］、図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアドホックネットワークにおいては上述したようにホスト局を設置しなければならず、ホストが故障した場合、タイムスロットの使用状況をモニタできなくなる。したがって、各ステーション局へタイムスロットの割当てができないという問題があった。また、各ステーション局はタイムスロットの使用状況をモニタできないため、タイムスロットの使用状況を把握するためにはホスト局へ確認する必要があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ホスト局を介さなくても複数の無線局に対してタイムスロットを割り当てることができるタイムスロット割当方法及び無線局を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるタイムスロット割当方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、複数の無線局間でパケット通信を行うアドホックネットワークにおける無線局へのタイムスロット割当方法であって、無線局ごとに保有され、タイムスロットの使用状況を記憶する加入者テーブルを各無線局ごとに更新するテーブル更新ステップと、アドホックネットワークに新たに加入する無線局が、自局の保有する加入者テーブルに基づいて未使用のタイムスロットを自局に割り当てるスロット割当ステップとを備える。
【０００６】
この様な構成により、各無線局において、更新された加入者テーブルを保有させることがきでき、各無線局が、自局内で未使用スロットを把握することができる。従って、無線局がアドホックネットワークに新たに加入する際、自局に対するタイムスロットの割り当てを自ら行うことができる。
【０００７】
本発明によるタイムスロット割当方法は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、複数の無線局間でパケット通信を行うアドホックネットワークにおける無線局へのタイムスロット割当方法であって、第１の割当ステップと、割当要求ステップと、第２の割当ステップとを備えて構成される。
【０００８】
第１の割当ステップでは、最初にアドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局が、任意のタイムスロットを自局に割り当てる。割当要求ステップでは、他の無線局が、ネットワークマスタ局に対してタイムスロットの割当要求を含むパケットを送出する。そして、第２の割当ステップでは、ネットワークマスタ局が、受信パケットに含まれるタイムスロットの割当要求に基づいて、未使用のタイムスロットを他の無線局に割り当てる。
【０００９】
この様な構成により、アドホックネットワークに最初に加入した無線局をネットワークマスタ局となり、他の無線局に対し、タイムスロットの割当を行うことができる。従って、特別なホスト局を設けなくても、各無線局に対し、タイムスロットの割り当てを行うことができる。
【００１０】
また、本発明による無線局は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期としてパケット通信するアドホックネットワークを構成する無線局であって、タイムスロットの使用状況を記憶する加入者テーブルと、他局からの受信パケットに基づいて加入者テーブルを更新するテーブル更新手段と、加入者テーブルに基づいて、未使用のタイムスロットを自局に割り当てるスロット割当手段とを備えて構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るアドホックネットワークの全体構成を示す概念図である。このアドホックネットワークは、複数の無線局ＲＳ１、ＲＳ２，ＲＳ３（以下総称するときは「無線局ＲＳ」という）を備え、これら無線局ＲＳ間において無線パケット通信を実現するものである。このパケット通信は、複数のタイムスロットからなるフレームを周期として行われる。つまり、このアドホックネットワークは、基地局等の特別の中継局を介さずに各無線局間で無線パケット通信を実現しており、その通信方式としてＴＤＭＡを採用している。
【００１３】
無線局ＲＳは、たとえば携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、車載ナビゲーション装置などの移動無線装置及び固定無線装置からなる。無線局ＲＳは、加入者テーブルＳＴ及びスロット割当部１をそれぞれ有している。
【００１４】
加入者テーブルＳＴは、タイムスロットの使用状況を無線局ＲＳごとに対応づけて記憶するものである。具体的には、加入者テーブルＳＴは、いずれかの無線局ＲＳに割り当てられた使用中のタイムスロットＴＳを無線局ＲＳに対応づけて記憶するものである。
【００１５】
スロット割当部１は、加入者テーブルＳＴを参照することにより未使用のタイムスロットＴＳを自局に割り当てる。無線局ＲＳは、このスロット割当部１により割り当てられたタイムスロットＴＳを使ってパケットを送信する。これにより、タイムスロットＴＳの使用状況を監視する特別のホスト局を設置しなくても、各無線局ＲＳにおいてその監視を実現することができる。
【００１６】
図２は、フレームＦの一構成例を示す概念図である。フレームＦは時間的に区切られた複数のタイムスロットＴＳからなる。各タイムスロットＴＳには固有のスロット番号ＴＳ＃が付与されており、各タイムスロットＴＳの識別は上記スロット番号ＴＳ＃で行われる。ここでは、各フレームＦが１２８個のタイムスロットＴＳ＃０〜ＴＳ＃１２７により構成されているものとする。
【００１７】
図３は、無線局ＲＳから送信されるパケットＰの構造の一例を示す概念図である。パケットＰは、図３（ａ）に示すように、隣接するタイムスロットＴＳとの区切りを明確にするため、タイムスロットＴＳの両端の１ミリ秒を除いたタイムスロットＴＳの中央に配置される。このパケットＰは、図３（ｂ）に示すように、同期部ＳＹ、ヘッダ部ＨＤ及びデータ部ＤＡＴＡの各フィールドを含む。同期部ＳＹは、受信局に対して送信パケットを認識させたり、同期を確立させたりする同期情報を格納するものである。データ部ＤＡＴＡは、送信すべきデータを格納するものである。
【００１８】
ヘッダ部ＨＤは、図３（ｃ）に示すように、使用タイムスロットに関する使用タイムスロット情報を格納するものである。より具体的には、ヘッダ部ＨＤは、当該パケットＰが送出されるタイムスロットＴＳの現スロット番号ＣＴＳ＃、自局のＩＤ番号ＩＤ＃、開始タイムスロットのスロット番号ＳＴＳ＃、自局のタイムスロットの繰り返し使用番号ＲＲ、及び、予備領域ＳＰＲを含む。
【００１９】
繰り返し使用番号ＲＲは、タイムスロットの繰り返し周期であり、ＲＲ個ごとにタイムスロットＴＳを使用することを示すものである。すなわち、１つのフレームＦ中において１２８／ＲＲ個のタイムスロットＴＳを使用することになる。たとえば、ＲＲが８であるとすると、８個ごとに１２８／８＝１６個のタイムスロットＴＳを１フレームにつき使用することになる。
【００２０】
この実施の形態１では、フレームＦの周期が２．５６秒であり、各タイムスロットＴＳが２０ミリ秒であるものとする。このとき、１フレームは１２８個のタイムスロットＴＳにより構成される。また、同期部ＳＹに３２ビット、ヘッダ部ＨＤに６４ビット、データ部ＤＡＴＡに４８０ビットをそれぞれ割り当て、１パケットを５７６ビットとする。
【００２１】
すなわち、ガードタイムとしてタイムスロットＴＳの両端の１ミリ秒を除くことを考慮し、１８ミリ秒の間に５７６ビットが送信される構成とする。この場合、送信レートは３２ｋｂｐｓとなる。さらに、ヘッダ部ＨＤにおいて、使用タイムスロット番号ＴＳ＃、ＩＤ番号ＩＤ＃、開始スロット番号ＳＴＳ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲに対しそれぞれ８ビットを割り当て、予備領域ＳＰＲに３２ビットを割り当てるとする。
【００２２】
次に、当該アドホックネットワークへ加入する際の無線局ＲＳの動作を説明する。以下の説明では、いずれの無線局ＲＳもネットワークに加入していない状況において、最初に無線局ＲＳ１が加入し、次いで無線局ＲＳ２が加入する場合を想定する。
【００２３】
ネットワークに加入しようとする無線局ＲＳ１は、ネットワークを監視し、パケットの検出処理を実行する。具体的には、無線局ＲＳ１は、所定の監視時間ＴｍにわたってパケットＰの検出処理を実行する。この監視時間Ｔｍは、フレーム周期以上の時間である必要があり、ここでは６秒であるものとする。
【００２４】
監視時間Ｔｍにわたって１つのパケットＰも検出しなかった場合、いずれの無線局ＲＳもアドホックネットワークに加入していないと判断することができる。このため、無線局ＲＳ１は、最初にアドホックネットワークに加入する無線局であるネットワークマスタ局としてアドホックネットワークに加入する。
【００２５】
ネットワークマスタ局として加入する場合、無線局ＲＳ１のスロット割当部１は、フレームＦを構成する複数のタイムスロットＴＳのうち任意のタイムスロットＴＳを自局に対し割り当てることができる。ここでは、ネットワークマスタ局ＲＳ１のスロット割当部１が、スロット番号ＴＳ＃が０である最初のタイムスロットＴＳと、このタイムスロットＴＳを基準にスロット繰り返し番号ＲＲごとに現れる複数のタイムスロットＴＳとを、自局に対し割り当てるものとする。
【００２６】
スロット割当部１は、さらに、自局に割り当てたタイムスロットに関する情報を加入者テーブルＳＴに書き込む。自局のＩＤ番号ＩＤ＃が１であれば、スロット割当部１は、図４（ａ）に示すように、割り当てたスロット番号ＴＳ＃０の領域に自局のＩＤ番号の最上位ビットを１にした「８１Ｈ」を記入する。ＩＤ番号の最上位ビットは、ネットワークマスタ局のＩＤ＃であることを意味する。
【００２７】
また、スロット繰り返し番号ＲＲは８なので、スロット割当部１は、スロット番号ＴＳ＃０から８個目のスロット番号ＴＳ＃８の領域に自局のＩＤ番号の最上位ビットを１にした「８１Ｈ」を記入する。以下同様に、スロット割当部１は、８個のスロット番号ＴＳ＃ごとに自局のＩＤ番号の最上位ビットを１にした「８１Ｈ」を記入する。
【００２８】
さらに、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、スロット割当部１で割り当てられたタイムスロットに関する情報である使用スロット情報をヘッダ部ＨＤに含ませ、このヘッダ部ＨＤを含むパケットＰをネットワークに送出する。すなわち、ネットワークマスタ局１は、下記に示すようなビット構成の使用スロット情報をヘッダ部ＨＤに記入する。
【００２９】
ＣＴＳ＃＝００００００００（００Ｈ）
ＩＤ＃ ＝１００００００１（８１Ｈ）
ＳＴＳ＃＝００００００００（００Ｈ）
ＲＲ ＝００００１０００（０８Ｈ）
【００３０】
他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、ネットワークを常時監視し、ネットワークに送出されているパケットＰを検出する。パケットＰを検出した場合、無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、その検出パケットＰのヘッダ部ＨＤを抽出し、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。具体的には、無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、ヘッダ部ＨＤからＩＤ番号ＩＤ＃、開始スロット番号ＳＴＳ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲを取り出し、これら取り出された各情報に基づき加入者テーブルＳＴを更新する。
【００３１】
たとえば、この実施の形態１で想定しているようにネットワークマスタ局ＲＳ１だけがネットワークに加入している場合、ネットワークマスタ局情報を含むパケットだけを検出することになるので、無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、当該ネットワークマスタ局情報を自局で保有している加入者テーブルＳＴに記録する。すなわち、ネットワークマスタ局ＲＳ１で保有している加入者テーブルＳＴと同じように、図４（ａ）に示されるような加入者テーブルＳＴを作成する。
【００３２】
一方、無線局ＲＳ２が、ネットワークへの加入を開始する場合、そのスロット割当部１が、自局で保有している加入者テーブルＳＴを参照し、未使用のタイムスロットＴＳを自局に対し割り当てる。このとき、使用中のタイムスロットのうち開始スロット番号ＳＴＳ＃が最も大きなスロット番号の次のスロット番号を開始スロット番号ＳＴＳ＃として割り当てられる。
【００３３】
ネットワークマスタ局ＲＳ１だけがネットワークに加入している場合、使用中の開始スロット番号ＳＴＳ＃は０である。そのため、無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、その開始スロット番号ＳＴＳ＃０を基準にし、その次のスロット番号ＳＴ＃１を開始スロット番号ＳＴＳ＃とする。
【００３４】
無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、開始スロット番号ＳＴＳ＃を決定すると、この決定された開始スロット番号ＳＴＳ＃に基づいて、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。たとえば、自局のＩＤ番号ＩＤ＃が３である場合、無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、図４（ｂ）に示すように、スロット番号＃１の領域に自局のＩＤ番号「０３Ｈ」を記入する。また、スロット繰り返し番号ＲＲは８なので、無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、スロット番号＃１から８個目のスロット番号＃９の領域に自局のＩＤ番号「０３Ｈ」を記入する。以下同様に、無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、８個のスロット番号ごとに自局のＩＤ番号「０３Ｈ」を記入する。
【００３５】
さらに、無線局ＲＳ２は、自局に対し割り当てられたタイムスロットの情報である使用スロット情報をヘッダ部ＨＤに含ませ、このヘッダ部ＨＤを含むパケットをネットワークに送出する。具体的には、無線局ＲＳ２は、下記に示すように、現スロット番号ＣＴＳ＃、自局のＩＤ番号ＩＤ＃、開始スロット番号ＳＴＳ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲを使用スロット情報としてヘッダ部ＨＤに記入し、当該ヘッダ部ＨＤを含むパケットＰを送出する。
【００３６】
ＣＴＳ＃＝０００００００１（０１Ｈ）
ＩＤ＃ ＝００００００１１（０３Ｈ）
ＳＴＳ＃＝０００００００１（０１Ｈ）
ＲＲ ＝０００００１００（０８Ｈ）
【００３７】
一方、ネットワークマスタ局ＲＳ１及び他の無線局ＲＳ３は、上記ネットワークに送出された無線局ＲＳ２からのパケットＰを検出することになる。この場合、ネットワークマスタ局ＲＳ１及び無線局ＲＳ３は、当該パケットＰのヘッダ部ＨＤに含まれている開始スロット番号ＳＴＳ＃等の各種情報に基づいて、それぞれ、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。
【００３８】
この様にして、各無線局ＲＳが、最新の加入者テーブルＳＴを保有することにより、ネットワークに加入していない無線局ＲＳ３も、加入者テーブルＳＴを参照してネットワークに加入することができる。すなわち、無線局ＲＳ３が保有している加入者テーブルＳＴを参照するだけで、他の無線局ＲＳ１，ＲＳ２が使用中のタイムスロットＴＳを確認することができ、ホスト局によるタイムスロットの割り当てを受けることなく、無線局ＲＳ３自身でタイムスロットを割り当てることができる。
【００３９】
次に、ネットワークマスタ局ＲＳ１がアドホックネットワークから離脱する際の動作を説明する。ネットワークマスタ局ＲＳ１がアドホックネットワークから離脱する場合、開始スロット番号ＳＴＳ＃１の無線局ＲＳ２がネットワークマスタ局を引き継ぐ。
【００４０】
ネットワークマスタ局ＲＳ１がアドホックネットワークから離脱すると、ネットワークマスタ局ＲＳ１から送出されたパケットはネットワーク上を通過しなくなる。この場合、他の無線局ＲＳ２，ＳＲ３は、ネットワークマスタ局ＲＳ１のパケットを検出できず、ネットワークマスタ局ＲＳ１がネットワークから離脱したと判断することができる。
【００４１】
開始スロット番号ＳＴＳ＃１の無線局ＲＳ２は、ネットワークマスタ局ＲＳ１がネットワークから離脱した場合に、新たなネットワークマスタ局となる。具体的には、当該無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、開始スロット番号ＳＴＳ＃をＳＴＳ＃０とする。また、この開始スロット番号ＳＴＳ＃０を基準に自局で指定したスロット繰り返し番号ＲＲごとに現れる複数のスロット番号ＴＳ＃を、自局のタイムスロットとして割り当てる。無線部ＲＳ２は、この割り当てられたタイムスロットＴＳを使ってパケットＰをネットワークに送出する。
【００４２】
この場合、無線部ＲＳ２は、現スロット番号ＣＴＳ＃、自局ＩＤ番号ＩＤ＃の最上位ビットを１に変更した１０００００１１（８３Ｈ）、開始スロット番号ＳＴＳ＃０、及び、スロット繰り返し番号ＲＲを使用スロット情報としてヘッダ部ＨＤに含ませ、このヘッダ部ＨＤを含むパケットＰをネットワークに送出する。つまり、ヘッダ部ＨＤのビット構成は次のように変更される。
【００４３】
ＣＴＳ＃＝００００００００（００Ｈ）
ＩＤ＃ ＝１０００００１１（８３Ｈ）
ＳＴＳ＃＝００００００００（００Ｈ）
ＲＲ ＝０００００１００（０８Ｈ）
【００４４】
また、無線局ＲＳ２のスロット割当部１は、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。具体的には、スロット割当部１は、自局ＩＤ番号ＩＤ＃の最上位ビットを１に変更した１０００００１１（８３Ｈ）を、図４（ｃ）に示すように、開始スロット番号ＳＴＳ＃０、及び、スロット繰り返し番号ＲＲごとに現れるスロット番号ＴＳ＃４、ＴＳ＃８、…、ＴＳ＃１２４に書き込む。
【００４５】
このとき、ネットワークに加入していない無線局ＲＳ３は、新たにネットワークマスタ局となった無線局ＲＳ２の送出パケットを検出し、他の無線局ＲＳ３は、無線局ＲＳ２が新たにネットワークマスタ局となったことを認識することができる。無線局ＳＲ３は、この検出に応答して自局で保有している加入者テーブルＳＴを図４（ｃ）に示すように更新する。すなわち、新たなネットワークマスタ局ＳＲ２の開始スロット番号ＳＴＳ＃が、最初のスロット番号ＴＳ＃０となるように、加入者テーブルＳＴを更新する。
【００４６】
以上のように、この実施の形態１によれば、アドホックネットワークを構成する各無線局ＲＳは加入者テーブルＳＴを保有し、当該加入者テーブルＳＴを参照することでタイムスロットを自局に割り当てるので、専用のホスト局を設置しなくても、各無線局ＲＳは使用中のタイムスロットを避けて未使用のタイムスロットを自局に割り当てることができる。そのため、専用のホスト局がなくても、パケット衝突を未然に防ぐことができ、信頼性の高いアドホックネットワークを構築できる。
【００４７】
また、タイムスロット割当の基準となるネットワークマスタ局が離脱する場合でも他の無線局がネットワークマスタ局を引き継ぐので、常に統制の取れたタイムスロット割当を実現することができる。
【００４８】
実施の形態２
図５は、この発明の実施の形態２に係るアドホックネットワークの全体構成を示す概念図である。
【００４９】
上記実施の形態１では、各無線局ＲＳがネットワークをそれぞれ監視し、各無線局ＲＳが加入者テーブルＳＴを独自に作成する場合の例について説明した。これに対して、この実施の形態２では、ネットワークマスタ局となる無線局ＲＳ１のみが加入者テーブルＳＴを作成し、この作成された加入者テーブルＳＴを他の無線局ＲＳ２，３に送信し、他の無線局ＲＳ２，３は、受信した加入者テーブルを自局の加入者テーブルとして保有する場合の例について説明する。
【００５０】
ネットワークに加入しようとする無線局ＲＳ２は、自局で保有している加入者テーブルＳＴを参照し、未使用のタイムスロットＴＳを自局に割り当て、パケットＰを送信する。ネットワークマスタ局ＲＳ１は、ネットワークを常時監視し、新たに加入した無線局ＲＳ２からのパケットＰを検出した場合、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。
【００５１】
その後、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、この更新された加入者テーブルＳＴを自局に割り当てられているタイムスロットのうち開始タイムスロット番号ＳＴＳ＃０に対応するタイムスロットを介して他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３に対して送信する。ネットワークマスタ局ＲＳ１は、この加入者テーブルＳＴの送信を加入者テーブルＳＴの更新のたびに実行する。他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、上記加入者テーブルＳＴを受信すると、この受信された加入者テーブルＳＴを自局の加入者テーブルＳＴとして保有する。
【００５２】
以上のようにこの実施の形態２によれば、ネットワークマスタ局のみで加入者テーブルＳＴを作成しその都度他の無線局ＲＳに送信するので、他の無線局ＲＳで加入者テーブルを作成する必要がない。したがって、加入者テーブル更新処理を効率的に行える。
【００５３】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係る加入者テーブルＳＴの構成を示す概念図である。
【００５４】
上記実施の形態１及び２では、フレームＦを構成するすべてのタイムスロットＴＳを割当対象としている。これに対して、この実施の形態３では、フレームＦを構成する複数のタイムスロットＴＳのうち所定数のタイムスロットを空きタイムスロットＶＴＳとし、非常時などに用いることができるようにしている。
【００５５】
より詳述すれば、この実施の形態３では、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、特別な条件が満足される場合を除き使用禁止とするタイムスロットＴＳを設定し、この設定された使用禁止タイムスロットＶＴＳを指定したスロット使用禁止情報をヘッダ部ＨＤに含ませる。ネットワークマスタ局ＲＳ１は、使用禁止タイムスロットＶＴＳを設定すると、使用禁止であることを示すように自局で保有している加入者テーブルＳＴを図６に示すように更新する。
【００５６】
他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、ネットワークマスタ局ＲＳ１から送出されたパケットＰから上記スロット使用禁止情報を取り出すと、このスロット使用禁止情報で指定されたタイムスロットＶＴＳを使用禁止とするように、自局で保有している加入者テーブルＳＴを図６に示すように更新する。その後、他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３のスロット割当部１は、ネットワークに加入する際に当該加入者テーブルＳＴを参照し、使用中のタイムスロット及び使用禁止のタイムスロット以外のタイムスロットＴＳを自局に割り当てる。
【００５７】
一方、非常事態の発生時において、たとえばユーザから無線局ＲＳに非常事態発生が指示されたうえでネットワークへの加入を指示されると、予め定められた条件が満足されたことになるので、無線局ＲＳは、加入者テーブルＳＴを参照し、使用禁止のタイムスロットを使ってパケット通信を開始する。この場合、無線局ＲＳは、たとえば非常事態発生メッセージをヘッダ部ＨＤの予備領域ＳＰＲに記入し、当該ヘッダ部ＨＤを含むパケットＰをネットワークに送出する。他の無線局ＲＳは、上記非常事態発生メッセージを含むパケットＰを検出すると、自局で保有している加入者テーブルＳＴの使用禁止タイムスロットＶＴＳの領域に対し発信元の無線局ＲＳ２のＩＤ番号ＩＤ＃を記録する。
【００５８】
以上のように、この実施の形態３では、ネットワークマスタ局が使用禁止のタイムスロットを指定できるので、タイムスロットＴＳの使用に制限を加えることができる。したがって、非常時などにおいて非常事態情報を確実に他の無線局に提供することができる。そのため、信頼性の高いアドホックネットワークを構築できる。
【００５９】
なお、上記の説明では、各無線局ＲＳで加入者テーブルＳＴを独自に更新する場合を例にとって説明しているが、たとえば上記実施の形態２のように、ネットワークマスタ局だけで使用禁止タイムスロットＶＴＳを指定した加入者テーブルＳＴを作成し、これを他の無線局ＲＳに送信し、他の無線局ＲＳにおいてその加入者テーブルＳＴを自局の加入者テーブルＳＴとして保有するようにしてもよいことはもちろんである。
【００６０】
実施の形態４．
図７は、この発明の実施の形態４に係る加入者テーブルＳＴの構成を示す概念図である。
【００６１】
上記実施の形態１から３では、各無線局ＲＳにおいて加入者テーブルＳＴを保有し、この加入者テーブルＳＴを参照することで未使用のタイムスロットＴＳを自局に割り当てている。これに対して、この実施の形態４では、ネットワークマスタ局は、自局ＲＳ１に対し任意のタイムスロットを割り当てると共に、他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、ネットワークマスタ局ＲＳ１からタイムスロットの割当てを受けるようにしている。
【００６２】
より詳述すれば、この実施の形態４では、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、フレームＦを構成する複数のタイムスロットＴＳのうち任意のタイムスロットＴＳを自局に対して割り当てる。この実施の形態４では、割り当てられるタイムスロットは、開始スロット番号ＳＴＳ＃が０で、この開始スロット番号ＳＴＳ＃０からネットワークマスタ局ＲＳ１で指定されたスロット繰り返し番号ＲＲごとに現れる複数のタイムスロットＴＳである。ネットワークマスタ局ＲＳ１は、自局に対しタイムスロットＴＳを割り当てると、図７に示すような加入者テーブルＳＴを作成する。
【００６３】
ネットワークマスタ局ＲＳ１は、この割り当てられた複数のタイムスロットＴＳを使ってパケットを送出するが、この実施の形態４では、その割り当てられた複数のタイムスロットＴＳのうち最後のタイムスロットＴＳを使用せずに、パケットを送出する。すなわち、割り当てられているタイムスロットＴＳのうち最大のスロット番号ＳＴ＃に対応するタイムスロットＴＳは使用しない。つまり、図７において、最後のスロット番号ＴＳ＃１２０を使用しない。
【００６４】
ネットワークマスタ局ＲＳ１は、パケットＰのヘッダ部ＨＤに対し、現スロット番号ＣＴＳ＃、自局のＩＤ番号ＩＤ＃、開始スロット番号ＳＴＳ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲを含ませている。一方、他の無線局ＲＳ２，ＲＳ３は、このパケットを検出すると、開始スロット番号ＳＴＳ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲに基づいて最後のスロット番号ＴＳ＃を求める。この求められたスロット番号ＴＳ＃は一時的に保持される。
【００６５】
その後、たとえば無線局ＲＳ２がネットワークに加入する場合、無線局ＲＳ２は、一時的の保持されている最後のスロット番号ＴＳ＃を使ってスロット要求パケットをネットワークマスタ局ＲＳ１に送信する。スロット要求パケットは、自局のＩＤ番号ＩＤ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲを含むものである。
【００６６】
ネットワークマスタ局ＲＳ１は、最後のタイムスロットＴＳの上記スロット要求パケットを検出すると、自局で保有している加入者テーブルＳＴを参照し、未使用のタイムスロットＴＳを検索する。ネットワークマスタ局ＲＳ１は、未使用のタイムスロットＴＳを検出すると、タイムスロットＴＳの割り当てを要求してきた無線局ＲＳ２に対して回答する。
【００６７】
具体的には、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、未使用のタイムスロットＴＳのタイムスロット番号ＴＳ＃を開始タイムスロット番号ＳＴＳ＃とし、当該開始タイムスロット番号ＳＴＳ＃、要求してきた無線局ＲＳ２のＩＤ番号ＩＤ＃及びスロット繰り返し番号ＲＲを含む回答パケットを、要求してきた無線局ＲＳ２に対して送信する。この場合、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、スロット要求パケットを送信してきたフレームの次のフレームであって自局に割り当てられた複数のタイムスロットＴＳのうち最後のタイムスロットＴＳを使って上記回答パケットを送信する。
【００６８】
また、ネットワークマスタ局ＲＳ１は、他の無線局ＲＳ２に対するタイムスロットＴＳの割当てを実行すると、自局で保有している加入者テーブルＳＴを更新する。すなわち、図７に示すように、他の無線局ＲＳ２に割り当てたタイムスロットＴＳのスロット番号ＴＳ＃１、ＴＳ＃５、ＴＳ＃９、…、ＴＳ＃１２５の領域に、スロット割当要求パケットを送信してきた無線局ＲＳ２のＩＤ番号ＩＤ＃である０３Ｈ（００００００１０）を記入する。
【００６９】
上記回答パケットを受信した無線局ＲＳ２は、この回答パケットによりタイムスロットＴＳの割当てを受ける。すなわち、無線局ＲＳ２は、回答パケットを受信すると、この回答パケットに含まれている開始スロット番号ＳＴＳ＃、スロット繰り返し番号ＲＲに基づいて、使用するタイムスロットＴＳを認識する。無線局ＲＳ２は、この認識されたタイムスロットＴＳを使ってパケットＰを送出する。
【００７０】
以上のようにこの実施の形態４によれば、ネットワークマスタ局ＲＳ１がネットワークの使用状況を確認したうえでネットワーク加入を希望する無線局ＲＳ２へタイムスロットを割り当てるため、タイムスロット配置が確実にできるようになる。ネットワークマスタ局は最初にネットワークに加入した無線局であって、従来のようにタイムスロットの割当てを専門に実施するホスト局とは異なる。したがって、ホスト局を設置しなくても統制のとれたタイムスロットの割当てを実現することができる。
【００７１】
また、ネットワークマスタ局でない他の無線局は自局で加入者テーブルを作成する必要がないので、無線局の処理の簡素化を図れる。
【００７２】
なお、上記の説明では、ネットワークマスタ局となった無線局ＲＳだけが加入者テーブルＳＴを作成し、他の無線局ＲＳはネットワークマスタ局ＲＳからタイムスロットＴＳの割当てを受けるだけである。しかし、たとえばネットワークマスタ局ＲＳは、タイムスロットＴＳの割当てを実行する場合、回答パケットの代わりに更新済みの加入者テーブルＳＴを要求無線局ＲＳ２に対し送信し、この無線局ＲＳ２においてその加入者テーブルＳＴに基づいて自局へのタイムスロットの割当てを受けるようにしてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ホスト局のようなタイムスロットの使用状況を一元管理する特別の中継局を設置しなくても、各無線局に未使用のタイムスロットを割り当てることができる。したがって、パケット衝突を未然に防ぐことができ、信頼性の高いアドホックネットワークを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアドホックネットワークの全体構成を示す概念図である。
【図２】フレームの構成を示す概念図である。
【図３】無線局ＲＳから送信されるパケット構造を示す概念図である。
【図４】加入者テーブルの構成を示す概念図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るアドホックネットワークの全体構成を示す概念図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る加入者テーブルＳＴの構成を示す概念図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係る加入者テーブルＳＴの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
ＲＳ，ＲＳ１〜ＲＳ３ 無線局、ＳＴ 加入者テーブル、１ スロット割当部、
ＴＳ＃１〜ＴＳ＃１２７ タイムスロット、ＨＤ ヘッダ部、
ＣＴＳ＃ 現スロット番号、ＩＤ＃ 自局のＩＤ番号、
ＳＴＳ＃ 開始タイムスロット番号、ＲＲ タイムスロット繰返使用番号、
ＳＰＲ 予備領域

Claims (14)

1. 複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、複数の無線局間でパケット通信を行うアドホックネットワークにおける無線局へのタイムスロット割当方法において、
   無線局ごとに保有され、タイムスロットの使用状況を記憶する加入者テーブルを各無線局ごとに更新するテーブル更新ステップと、
   アドホックネットワークに新たに加入する無線局が、自局の保有する加入者テーブルに基づいて未使用のタイムスロットを自局に割り当てるスロット割当ステップとを備えたことを特徴とするタイムスロット割当方法。
2. タイムスロットの割り当てられた各無線局が、自局の使用するタイムスロット情報を含むパケットをそれぞれ送出するパケット送信ステップを備え、
   上記テーブル更新ステップにおいて、各無線局は、受信パケットに含まれるタイムスロット情報に基づいて、加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項１に記載のタイムスロット割当方法。
3. 上記パケット送信ステップにおいて、タイムスロットの割り当てられた各無線局が、自局の識別情報を含むパケットをそれぞれ送出し、
   上記テーブル更新ステップにおいて、各無線局は、タイムスロットの使用状況を無線局に対応づけて記憶する加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項２に記載のタイムスロット割当方法。
4. 上記パケット送信ステップにおいて、タイムスロットの割り当てられた各無線局が、フレーム周期内における開始タイムスロット及びタイムスロット繰返周期を含むパケットをそれぞれ送出し、
   上記テーブル更新ステップにおいて、各無線局は、受信パケットに含まれる開始タイムスロット及びタイムスロット繰返周期に基づいて、加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項２に記載のタイムスロット割当方法。
5. タイムスロットの割り当てられた各無線局が自局の使用するタイムスロット情報を含むパケットをそれぞれ送出するパケット送信ステップを備え、
   上記テーブル更新ステップが、
   最初にアドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局が、受信パケットに含まれるタイムスロット情報に基づいて自局の加入者テーブルを更新する第１のテーブル更新ステップと、
   ネットワークマスタ局が、加入者テーブルの更新情報を含むパケットを送出する更新情報送信ステップと、
   他の無線局が、受信パケットに含まれる加入者テーブルの更新情報に基づいて自局の加入者テーブルを更新する第２のテーブル更新ステップからなることを特徴とする請求項１に記載のタイムスロット割当方法。
6. 上記テーブル更新ステップが、
   最初に上記アドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局が、使用を禁止するタイムスロット情報を送出する禁止情報送信ステップと、
   他の無線局が、受信パケットに含まれる使用が禁止されたタイムスロット情報に基づいて自局の加入者テーブルを更新する第３のテーブル更新ステップからなり、
   上記スロット割当ステップにおいて、アドホックネットワークに新たに加入する無線局が、使用が禁止されていないタイムスロットを自局に割り当てることを特徴とする請求項１に記載のタイムスロット割当方法。
7. 複数のタイムスロットからなるフレームを周期として、複数の無線局間でパケット通信を行うアドホックネットワークにおける無線局へのタイムスロット割当方法において、
   最初にアドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局が、任意のタイムスロットを自局に割り当てる第１の割当ステップと、
   他の無線局が、ネットワークマスタ局に対してタイムスロットの割当要求を含むパケットを送出する割当要求ステップと、
   ネットワークマスタ局が、受信パケットに含まれるタイムスロットの割当要求に基づいて、未使用のタイムスロットを他の無線局に割り当てる第２の割当ステップとを備えたことを特徴とするタイムスロット割当方法。
8. 複数のタイムスロットからなるフレームを周期としてパケット通信するアドホックネットワークを構成する無線局において、
   タイムスロットの使用状況を記憶する加入者テーブルと、
   他局からの受信パケットに基づいて加入者テーブルを更新するテーブル更新手段と、
   加入者テーブルに基づいて、未使用のタイムスロットを自局に割り当てるスロット割当手段とを備えたことを特徴とする無線局。
9. 自局の使用するタイムスロット情報を含むパケットを送出するパケット送信手段を備え、
   上記テーブル更新手段が、受信パケットに含まれるタイムスロット情報に基づいて、加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項８に記載の無線局。
10. 上記加入者テーブルが、タイムスロットの使用状況を無線局に対応づけて記憶し、
    上記パケット送信手段が、自局の識別情報を含むパケットを送出し、
    上記テーブル更新手段が、受信パケットに含まれる他局の識別情報に基づいて、加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項９に記載の無線局。
11. 上記パケット送信手段が、自局の識別情報及び使用するタイムスロット情報をヘッダ部に含むパケットを送出することを特徴とする請求項１０に記載の無線局。
12. 上記パケット送信手段が、フレーム周期内における開始タイムスロット及びタイムスロット繰返周期を含むパケットを送出し、
    上記テーブル更新手段が、受信パケットに含まれる開始タイムスロット及びタイムスロット繰返周期に基づいて、加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項９に記載の無線局。
13. 自局の使用するタイムスロット情報を含むパケットを送出するパケット送信手段を備え、
    上記テーブル更新手段が、最初にアドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局からの受信パケットに含まれる加入者テーブルの更新情報に基づいて自局の加入者テーブルを更新することを特徴とする請求項８に記載の無線局。
14. 上記テーブル更新手段が、最初に上記アドホックネットワークに加入した無線局であるネットワークマスタ局からの受信パケットに含まれる使用が禁止されたタイムスロット情報に基づいて加入者テーブルを更新し、
    上記スロット割当手段が、使用が禁止されていないタイムスロットを自局に割り当てることを特徴とする請求項８に記載の無線局。

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