JP2005006327A - 無線アドホック・ネットワーク環境におけるコーディネーターの交代方法およびこの方法を用いた通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 無線アドホック・ネットワーク環境において、現コーディネーターが、突然に同期信号がブロードキャストできない状況に陥った場合、速やかに他のデバイスを新たなコーディネーターとして交代させる方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、同期信号をブロードキャストするコーディネーターを選定するステップと、複数のデバイスから、コーディネーターを代替可能な少なくとも１つの交代コーディネーターを選定し、優先順位を設定するステップと、この優先順位を、選定された交代コーディネーターに伝送するステップと、所定の時間、同期信号がブロードキャストされない場合、交代コーディネーターが、設定された優先順位によって、新たなコーディネーターとなり、同期信号をブロードキャストするステップとを含むコーディネーターの交代方法を提供する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、コーディネーターの交代方法およびその方法を用いる通信システムに係り、より詳しくは、無線アドホック・ネットワーク環境を同期化するコーディネーターが、同期信号をブロードキャストできない突発的な状況に陥った場合、速やかにコーディネーターを交代できるコーディネーターの交代方法およびこの方法を用いた通信システムに係る。

無線アドホック・ネットワーク環境は、コーディネーターの役割を果たすデバイスにより同期化される。例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２.１１標準の場合では、無線アドホック・ネットワーク環境に接続したすべてのデバイスが、バックオフ（backoff）方式を用いて、ビーコンフレーム毎に無線アドホック・ネットワーク環境を同期化するコーディネーターとなることができる。

これに対し、ＩＥＥＥ８０２.１５.１標準のブルートゥース（Bluetooth）、ＩＥＥＥ８０２.１５.３およびＩＥＥＥ８０２.１５.３ａの高速ＷＡＰＮ標準、いわゆるジグビー（ZigBee）とも呼ばれるＩＥＥＥ８０２.１５.４の低速ＷＰＡＮ標準などの場合では、無線アドホック・ネットワーク環境が維持される間、１つのコーディネーターだけが存在する。従って、１つのコーディネーターにより同周期で生成されるビーコンフレームが、ネットワークに接続されているデバイスにブロードキャストされ同期化される。ところで、このように１つのコーディネーターにより同期化される場合、コーディネーターが、リンクされたネットワークを突然に離れて移動する場合のように、同期信号がブロードキャストできない突発的な状況に陥った場合、当該無線アドホック・ネットワーク環境の同期化のために、コーディネーターを適切なデバイスに交代させて再同期化過程を行う必要がある。

従来、使用されるコーディネーターの交代方法では、現コーディネーターから、一定の時間ビーコンフレームがブロードキャストされない状況が発生した場合、当該ネットワークに接続されている複数のデバイスは、一旦、送受信動作を止め、任意に設定した時間、待機した後、それぞれビーコンフレームを発信する。この時、最も先にビーコンフレームを発信したデバイスが、新たなコーディネーターとなる。そして、無線アドホック・ネットワーク環境の構成過程において、接続するデバイスの属性によって現コーディネーターから他のコーディネーターへと引き渡されるようになる。

しかしながら、このような従来のコーディネーターの交代方法では、スキャン・チャンネルの数によって３０ｍｓ〜２５１ｓ程度の長い時間がかかり、特に、デバイスの移動が頻繁な移動性の大きな通信環境では、頻繁にコーディネーターが交代し、この結果、再同期化によるオーバーヘッド（Overhead）が増大しかねないという問題点がある。特に、ＷＰＡＮのような環境下において、移動性が増大する場合、頻繁なコーディネーターの交代による再同期化過程により、正常な通信の遂行を不可能にすることもあった。

そこで、本発明の目的は、無線アドホック・ネットワークにおいて、現コーディネーターが、突然に同期信号をブロードキャストできない状況に陥った場合、速やかに、他のデバイスを新たなコーディネーターとして代替可能な、コーディネーターの交代方法およびこの方法を用いた通信システムを提供することにある。

前記目的を達成するために本発明に係るコーディネーターの交代方法は、（ａ）無線アドホック・ネットワーク環境を同期化する同期信号を、ブロードキャストするコーディネーターを選定するステップと、（ｂ）前記無線アドホック・ネットワークにリンクされる複数のデバイスから、前記コーディネーターを代替可能な少なくとも１つの交代コーディネーターを選定し、選定された前記交代コーディネーターの優先順位を設定するステップと、（ｃ）前記優先順位を、選定された前記交代コーディネーターに伝送するステップと、（ｄ）所定の時間、前記同期信号がブロードキャストされない場合、前記交代コーディネーターが、設定された優先順位によって、新たなコーディネーターとなり、前記同期信号をブロードキャストするステップとを含む。

好ましくは、前記選定された交代コーディネーターの総数を、前記同期信号に含めて伝送するステップと、前記交代コーディネーターから、前記無線アドホック・ネットワークとの接続解除の要請がある場合、これに対応して前記優先順位を変更し、変更された優先順位を、前記同期信号に含めてブロードキャストするステップとをさらに含む。

さらに、前記ステップ（ｂ）は、（ｂ１）前記デバイスが前記コーディネーターに結合要請コマンドを伝送するステップと、（ｂ２）前記コーディネーターが、前記結合要請コマンドを照合し、前記交代コーディネーターを選定するステップと、（ｂ３）前記交代コーディネーターの選定順番に対応して、前記優先順位を設定するステップとを備えることができる。

前記アドホック・ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.３、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ａ、またはＩＥＥＥ８０２.１５.４のいずれかの標準に従うＷＰＡＮ（Wireless Personal Area Network）であればよい。この場合、前記交代コーディネーターの総数および前記変更された優先順位は、前記同期信号として使用されるビーコンフレーム内に含めて伝送することができる。具体的には、前記交代コーディネーターの総数は、前記ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドの予約ビットに、前記交代コーディネーターの総数が識別できるようにする識別情報と共に格納することができる。同様に、前記変更された優先順位は、前記ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドの予約ビットに、前記変更された優先順位が識別できるようにする識別情報と共に格納することができる。

また、前記ステップ（ｂ１）において、前記結合要請コマンドとしては、アソシエーション要請コマンドを使用することができ、前記ステップ（ｃ）において、前記優先順位は、アソシエーション応答コマンドに含めて伝送することができる。この時、前記優先順位は、アソシエーション応答コマンド内のフレーム制御フィールドの予約ビットに格納することができる。

一方、本発明に係るコーディネーターの交代方法を用いる通信システムは、無線アドホック・ネットワーク環境で動作し、前記無線アドホック・ネットワークに接続される複数のデバイス、および前記デバイスに同期信号をブロードキャストして同期化させるコーディネーターを含む。この時、前記コーディネーターは、前記デバイスから伝送される結合要請コマンドを照合し、コーディネーターの役割が果たせる少なくとも１つの交代コーディネーターを選定し、選定された前記交代コーディネーターの優先順位が含まれた結合応答コマンドを、前記交代コーディネーターとして選定された前記デバイスに伝送し、前記交代コーディネーターとして選定された前記デバイスは、所定の時間前記同期信号がブロードキャストされない場合、設定された優先順位によって、新たなコーディネーターとなり、前記同期信号をブロードキャストする。

前記コーディネーターは、前記デバイスと通信を行う第１の送受信部と、前記同期信号を生成する第１のビーコン生成部と、前記優先順位が含まれた結合応答コマンドを生成する第１のアソシエーションコマンド生成部と、前記同期信号を、前記第１の送受信部を介してブロードキャストし、前記結合要請コマンドを照合して前記交代コーディネーターの選定および前記優先順位を設定し、設定された前記優先順位を前記第１のアソシエーションコマンド生成部に提供して生成された前記結合応答コマンドを、前記第１の送受信部を介して前記交代コーディネーターとして選定されたデバイスに伝送する第１の制御部とを備えることができる。

また、前記デバイスは、前記コーディネーターと通信を行う第２の送受信部と、前記同期信号を生成する第２のビーコン生成部と、前記結合要請コマンドを生成する第２のアソシエーションコマンド生成部と、前記順番情報に対応する待ち時間を算出するスロットカウンタ部と、前記同期信号の受信有無を検出する信号強度検出部と、前記結合要請コマンドを、前記送受信部を介して前記コーディネーターに伝送し、前記結合応答コマンドを受信して取り出した前記順番情報を、前記スロットカウンタ部に提供し、前記信号強度検出部での検出結果、同期信号がブロードキャストされない場合、前記スロットカウンタから出力される待ち時間の後に、前記同期信号を、前記送受信部を介してブロードキャストするように制御する第２の制御部とを備えることができる。

そして、前記アドホック・ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.３、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ａ、およびＩＥＥＥ８０２.１５.４のいずれかの標準に従うＷＰＡＮであればよく、この場合、前記結合要請コマンドとしては、アソシエーション要請コマンドを使用し、前記コーディネーターは、前記アソシエーション要請コマンド内の性能情報フィールドを照合して前記交代コーディネーターを選定することができる。

本発明によると、コーディネーターが、他のデバイスにコーディネーターの役割を引き渡す前に、突然にコーディネーターの役割が果たせなくなるといった突発的な状況が発生した場合、速やかに他のデバイスを新たなコーディネーターとして交代させることができる。従って、初期化過程を再度行って新たなコーディネーターを選定する場合に比べてオーバーヘッドを減少させ、通信効率を向上することができ、移動性の大きな通信環境でも安定したコーディネーターの機能を保障することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明する。
例えば、図１は、本実施例に係るコーディネーターの交代方法が適用されるネットワーク環境を説明するための図である。図１に示すように、本実施例のネットワーク環境は、複数のデバイスが１つのネットワークを構成し、ネットワーク内のいずれかのデバイスがコーディネーターとなる。ここで、コーディネーターとなったコーディネーター１０は、他のデバイス１２、１４、１６、１８に同期信号であるビーコンフレームをブロードキャストし、ネットワークに接続されている複数のデバイスを同期化させる。図１では、説明の便宜上、１つのコーディネーター１０と４つのデバイス１２、１４、１６、１８だけを示しているが、無線アドホック・ネットワークに接続されるデバイスの数は、これに限られるものではなく、これより多いこともある。

次に、図２は、本実施例に係るコーディネーターの交代方法を用いる通信システムを構成するデバイスのブロック図である。なお、コーディネーターは、ネットワークを構成するデバイスのなかから選定されるため、コーディネーターとデバイスの構成は、基本的に同一である。

図２に示すように、デバイスは、制御部１００、送受信部１１０、スロットカウンタ部１２０、ビーコン生成部１３０、アソシエーションコマンド生成部１４０、および信号強度検出部１５０を備える。
送受信部１１０は、ネットワークに接続されている他のデバイスとの通信インターフェイスを提供する。スロットカウンタ部１２０は、スロットをカウントし、自分の優先順位に当たる待ち時間を算出する。ビーコン生成部１３０は、同期信号として使用されるビーコンフレームを生成し、アソシエーションコマンド生成部１４０は、結合要請および結合応答等に係るアソシエーションコマンドを生成する。信号強度検出部１５０は、受信した信号のレベルを所定の閾値と比較し、現コーディネーターからビーコンフレームがブロードキャストされているか否かを正確に判断できるようにする。

制御部１００は、前記各部の動作を制御し、コーディネーターとして動作する場合には、ビーコン生成部１３０で生成したビーコンフレームを、送受信部１１０を介してブロードキャストされるように制御する。また、ネットワークに接続されているデバイスのなかから、新たなコーディネーターの役割が果たせる交代コーディネーターを選定し、選定された交代コーディネーターが、新たなコーディネーターとなる優先順位を設定し、このような動作に係るコマンドの生成および送受信のための制御を行う。

次に、図３ないし図５は、本発明に係るコーディネーターの交代方法の手順を説明するフローチャートである。ここで、図３は、現コーディネーターとして動作しているデバイスの動作手順を説明するフローチャートである。

現コーディネーターは、図３のフローチャートに示すように、ネットワークにリンクされたデバイスから、アソシエーション要請コマンド（association request command）を受信する（ステップＳ２００）。ここで、アソシエーション要請コマンドは、図６に示すように、ＩＥＥＥ８０１．１５．４標準に規定されたものと同一である。即ち、アソシエーション要請コマンドは、ＭＡＣヘッダ（MAC Header）フィールド、コマンドフレーム識別情報（Command Frame Identifier）フィールド、および性能情報（Capability Information）フィールドから構成される。そして、性能情報フィールドは、“ALTERNATIVE PAN COORDINATOR”ビット、“DEVICE TYPE”ビット、“POWER SOURCE”ビット、“RECEIVER ON WHEN IDLE”ビット、“RESERVED”ビット、“SECURITY CAPABILITY”ビット、および“ALLOCATE ADDRESS”ビットから構成される。

“ALTERNATIVE PAN COORDINATOR”ビットは、その値が‘１’である場合、当該デバイスが交代コーディネーターになり得ることを意味し、交代コーディネーターになり得ない場合には、‘０’の値を有する。“DEVICE TYPE”ビットは、デバイスがＦＦＤ（Full Function Device）である場合に‘１’の値を有する。“POWER SOURCE”ビットは、デバイスが持続的にＤＣ（Direct Current）パワーを供給する電源を有する場合に‘１’と設定する。“RECEIVER ON WHEN IDLE”ビットは、デバイスがアイドル（idle）状態でＲＸ＿ＯＮ状態を保つデバイスである場合に、‘１’と設定し、“SECURITY CAPABILITY”ビットは、デバイスがセキュリティ機能を有する場合に、‘１’の値を有する。そして、“ALLOCATE ADDRESS”ビットは、アソシエーション要請をしてきたデバイスが一般に使用される６４−ｂｉｔアドレスの代わりに、１６−ｂｉｔアドレスの割り当てを希望する場合に、‘１’と設定される。かかる性能情報フィールドに関するより詳しい内容は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４標準文書に規定されている。

次に、コーディネーターは、受信したアソシエーション要請コマンドから、性能情報フィールドを照合し（ステップＳ２０５）、アソシエーション要請コマンドを伝送したデバイスが交代コーディネーターになり得るか否かを判定する（ステップＳ２１０）。判定の結果、交代コーディネーターに適している場合、新たなコーディネーターになり得る順番を設定し（ステップＳ２１５）、設定された順番に関する順番情報が含まれたアソシエーション応答コマンド（association response command）を、交代コーディネーターとして選定されたデバイスに伝送する（ステップＳ２２０）。

ここで、図７は、このアソシエーション応答コマンド内のフレーム制御フィールドを示している。図７に示すように、アソシエーション応答コマンド内のフレーム制御フィールドは、ビット０−２が‘０１１’の値を有し、“SECURITY ENABLED”ビット、“FRAME PENDING”ビット、“ACK REQ.”ビット、“INTRA PAN”ビット、“RESERVED”ビット、“DESTINATION ADDRESS MODE”ビット、“RESERVED”ビット、“SOURCE ADDRESS MODE”ビットから構成される。

“SECURITY ENABLED”ビットは、当該デバイスがセキュリティ機能付きであれば‘１’と設定され、“FRAME PENDING”ビットは、現フレームの伝送後に更に伝送すべきデータが存在すれば、‘１’と設定される。“ACK REQ.”ビットは、当該フレームを受信したデバイスからACKを伝送する必要があれば、‘１’と設定される。“INTRA PAN”ビットは、当該フレームが現ＰＡＮ内から他のＰＡＮへと伝送されるフレームである場合に、‘０’と設定され、現ＰＡＮ内で伝送されるフレームである場合に、‘１’と設定される。“DESTINATION ADDRESS MODE”ビットは、宛先アドレスが１６−ｂｉｔであるか、または６４−ｂｉｔであるか、或いはアドレスがないかを明示し、“SOURCE ADDRESS MODE”ビットは、送信元アドレスが１６−ｂｉｔであるか、または６４−ｂｉｔであるか、或いはアドレスがないかを明示する。このようなアソシエーション応答コマンドは、基本的に８０１．１５．４標準に規定されたものと同一であり、本発明に係る方法では、７−９ビットの予約（RESERVED）ビットを使用する。即ち、この予約ビットに順番情報を格納して伝送するようになる。

次に、コーディネーターは、アソシエーション応答コマンドの伝送が終わると、順番カウンタを更新する（ステップＳ２２５）。順番カウンタの更新は、次回の順番情報の設定に参照するためである。仮に、順番カウンタが増加するように更新されれば、交代コーディネーターの選定順番によって優先順位を決めることができる。

順番カウンタの更新が終わると、他のデバイスとのデータの送受信などの一般的な動作を行う（ステップＳ２３０）。ここで、もしも、Ｓ２１０ステップにおいて、アソシエーション要請コマンドを送ってきたデバイスが、交代コーディネーターになり得ない場合には、順番情報を含まない一般的なアソシエーション応答コマンドを伝送した後（ステップＳ２３５）、他のデバイスとのデータの送受信などの一般的な動作を行う（ステップＳ２３０）。以上のような過程により、ネットワークにリンクされたデバイスのなかから交代コーディネーターおよび交代コーディネーター間の優先順位が設定される。

次に、図４は、コーディネーターに、アソシエーション要請コマンドを伝送したデバイスの動作手順を説明するためのフローチャートである。同フローチャートに示すように、まず、コーディネーターから、アソシエーション応答コマンドを受信し（ステップＳ３００）、受信したアソシエーション応答コマンドに順番情報が含まれているか否かを確認し、順番情報が含まれていればこれを記憶する（ステップＳ３０５）。順番情報の確認および記憶が終わると、他のデバイスとのデータの送受信などの一般的な動作を行う（ステップＳ３１０）。アソシエーション応答コマンドに順番情報が含まれていれば、交代候補者として選定されたことを意味することから、コーディネーターからビーコンフレームがブロードキャストされない状況が発生する場合、順番情報を参照して所定の待ち時間の後に新たなコーディネーターとしての役割を果たす。

次に、図５は、交代コーディネーターとして選定されたデバイスの動作手順を示すフローチャートである。図５のフローチャートに示すように、ビーコンフレームの受信時点でＲＸ＿ＯＮにすることで、ビーコンフレームが受信できるようにし（ステップＳ４００）、ビーコンフレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。ビーコンフレームを受信した場合は、ビーコンフレームに修正された情報が存在するか否かを判定する（ステップＳ４１０）。この修正された情報とは、交代コーディネーター間の優先順位に関する情報である。ステップＳ４１０での判定結果、修正された情報が存在しない場合は、他のデバイスとのデータの送受信などの一般的な動作を行い（ステップＳ４２０）、ビーコンフレームに修正された情報が存在する場合は、これに従って自身の順番カウンタを更新し（ステップＳ４１５）、自身の優先順位を変更した後、他のデバイスとのデータの送受信などの一般的な動作を行う（ステップＳ４２０）。

ここで、コーディネーターからブロードキャストされるビーコンフレームは、基本的にＩＥＥＥ８０２．１５．４標準に規定されたものと同一であり、但し、ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドにおいて予約ビットとして割り当てられた７−９ビットに含まれる情報だけが変わる。即ち、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、７−９ビットに割り当てられた“RESERVED”（予約）ビットの“FIELD IDENTIFIER”（フィールド識別情報）ビットおよび“PENDING NUMBER”ビットまたは“DISASSOCIATION DEVICE ORDER”ビットだけが変わる。ここで、“FIELD IDENTIFIER”ビットの値が‘１’であれば、８−９ビットは、交代候補の総数を示し、“FIELD IDENTIFIER”ビットの値が‘０’であれば、交代コーディネーターのうち、接続解除（disassociation）要請をしてきたデバイスの順番が含まれる。従って、接続解除が発生した場合、これに対応して各デバイスは、自分の順番を更新する。なお、ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドにおいて他のビットの意味は、アソシエーション応答コマンド内のフレーム制御フィールドにおいて説明したことと同一である。

もしも、ステップＳ４０５において、ビーコンフレームが受信されない場合は、一旦、受信した信号が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４２５）。判定の結果、信号強度が所定の閾値より大きい場合には、コーディネーターが、ビーコンフレームをブロードキャストしたものの、正確に受信していないことも有り得るため、次のビーコンフレームの受信を待つ（ステップＳ４３０）。また、ステップＳ４２５において、受信した信号の強度が所定の閾値より小さい場合には、コーディネーターが、ビーコンフレームが伝送できない突発的な状況に陥ったとみなし、スロットをカウントして自分の順番に当たる待ち時間を算出し（ステップＳ４３５）、もしも、算出された待ち時間まで、ビーコンフレームが伝送されなければ、ビーコンフレームを伝送することで新たなコーディネーターになる（ステップＳ４４０）。
図９は、最も高い優先順位をもつデバイスによりビーコンフレームがブロードキャストされる状況を示している。即ち、最も高い優先順位をもつデバイスは、予め設定された時間Ａの後にビーコンフレームが受信されない場合、自分の優先順位に従って１スロットタイムＢの間待った後、次のスロットＣからビーコンフレームをブロードキャストすることで、新たなコーディネーターになる。

次に、図１０は、本実施例に係るコーディネーターの交代方法の動作例を説明する図である。図１０に示した例は、ノードＣがコーディネーターの役割を果たし、ノードＡ、ノードＢ、ノードＤの順で、交代コーディネーターとして選定された場合である。この時、ノードＣがＮ番目のスーパーフレームでコーディネーターの役割を果たす最中に突然にネットワークを離れる状況が発生したと仮定すれば、Ｎ＋１番目のスーパーフレームの第１のスロットからビーコンフレームが受信されない状況が発生する。
この場合、優先順位の最も高いノードＡが次のスロットからビーコンフレームをブロードキャストすることになる。さらに、このとき、ノードＡも同じくネットワークを離れてしまうとすると、次に高い優先順位のノードＢがその次のスロットからビーコンフレームをブロードキャストするようになる。このような方法により、コーディネーターが、ビーコンフレームをブロードキャストできない場合、新たに接続設定過程を再設定する場合に発生し得るオーバーヘッド問題を解決することができる。

次に、図１１および図１２は、同一の環境条件下における、本発明に係るコーディネーターの交代方法とＩＥＥＥ８０２．１５．４の標準によりジグビーシステムのコーディネーターの交代方法の性能をシミュレーションした結果を示すグラフである。ここで、図１１は、スキャン・チャンネル数による再同期化のオーバーヘッドを示す。図１１のグラフにおいて、“ジグビーシステム＋ＳＣＳアルゴリズム”が、本発明に係るコーディネーターの交代方法の結果を示し、“ジグビーシステム”は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の標準による従来のコーディネーターの交代方法の結果を示す。図１１のグラフに示すように、従来の方法によれば、チャンネル数が増加した場合、再同期化の過程で発生するオーバーヘッドが２０％から５０％まで持続的に増加している。これに対し、本発明に係るコーディネーターの交代方法によれば、チャンネル数が増加してもオーバーヘッドが殆ど増加しないことが分かる。

また、図１２は、コーディネーターが突然にコーディネーターの役割が果たせない突発的な状況の頻度に対するオーバーヘッドを示すグラフである。グラフにおいて、“ジグビーシステム＋ＳＣＳアルゴリズム”が、本発明に係るコーディネーターの交代方法の結果を示し、“ジグビーシステム”は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の標準による従来のコーディネーターの交代方法の結果を示す。
図１２のグラフに示すように、コーディネーターがネットワークを離れる頻度が多い場合、本発明のコーディネーターの交代方法を適用することにより、オーバーヘッドを最大５０％減少させることができる。

以上、本発明の好適な実施例について図面を参照して説明したが、本発明は、前記した特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によれば、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形した実施形態が実施可能である。したがって、本発明は特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められる。

無線アドホック・ネットワークを同期化するコーディネーターが、同期信号がブロードキャストできない突発状況に陥った場合、速やかにコーディネーターが交代できるコーディネーターの交代方法およびその方法を用いる通信システムに適用することができる。

本発明の実施例に係るコーディネーターの交代方法が適用されるネットワーク環境を説明する図面である。 コーディネーターの交代方法を用いる通信システムにおけるデバイスの機能ブロック図である。 現コーディネーターとして動作しているデバイスの動作手順を説明するフローチャートである。 コーディネーターにアソシエーション要請コマンドを伝送したデバイスの動作手順を説明するためのフローチャートである。 交代コーディネーターとして選定されたデバイスの動作手順を示すフローチャートである。 アソシエーション要請コマンドの構成を説明する図面である。 アソシエーション応答コマンドの構成を説明する図面である。 ビーコンフレームの構成を説明する図面である。 ビーコンフレームの構成を説明する図面である。 最も高い優先順位をもつデバイスによりビーコンフレームがブロードキャストされる状況を説明する図面である。 コーディネーターの交代方法の動作例を説明する図面である。 スキャン・チャンネル数に対するオーバーヘッドの割合を示すグラフである。 コーディネーターの離れる頻度に対するオーバーヘッドの割合を示すグラフである。

符号の説明

１００ 制御部
１１０ 送受信部
１２０ スロットカウンタ部
１３０ ビーコン生成部
１４０ アソシエーションコマンド生成部
１５０ 信号強度検出部

Claims (16)

1. （ａ）無線アドホック・ネットワークを同期化する同期信号を、ブロードキャストするコーディネーターを選定するステップと、
   （ｂ）前記無線アドホック・ネットワークにリンクされる複数のデバイスから、前記コーディネーターを代替可能な少なくとも１つの交代コーディネーターを選定し、選定された前記交代コーディネーターの優先順位を設定するステップと、
   （ｃ）前記優先順位に関する順番情報を、選定された前記交代コーディネーターに伝送するステップと、
   （ｄ）所定の時間、前記同期信号がブロードキャストされない場合、前記交代コーディネーターが、受信した前記順番情報において設定された優先順位によって、新たなコーディネーターとなり、前記同期信号をブロードキャストするステップと、
   を含むことを特徴とするコーディネーターの交代方法。
2. 選定された前記交代コーディネーターの総数を、前記同期信号に含めて伝送するステップを更に含むこと、
   を特徴とする請求項１に記載のコーディネーターの交代方法。
3. 前記交代コーディネーターから、接続解除の要請がある場合、これに対応して前記優先順位を変更し、変更された優先順位に関する情報を、前記同期信号に含めてブロードキャストするステップを更に含むこと、
   を特徴とする請求項１に記載のコーディネーターの交代方法。
4. 前記ステップ（ｂ）は、
   （ｂ１）前記デバイスが、前記コーディネーターに結合要請コマンドを伝送するステップと、
   （ｂ２）前記コーディネーターが前記結合要請コマンドを照合し、前記交代コーディネーターを選定するステップと、
   （ｂ３）前記交代コーディネーターの選定順番に対応して、前記優先順位を設定するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のコーディネーターの交代方法。
5. 前記アドホック・ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.３、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ａ、またはＩＥＥＥ８０２.１５.４のいずれかの標準に従うＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であること、
   を特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のコーディネーターの交代方法。
6. 前記交代コーディネーターの総数および前記変更された優先順位は、前記同期信号として使用されるビーコンフレーム内に含まれて伝送されること、
   を特徴とする請求項５に記載のコーディネーターの交代方法。
7. 前記交代コーディネーターの総数は、前記ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドの予約ビットに、所定の識別情報と共に格納されること、
   を特徴とする請求項６に記載のコーディネーターの交代方法。
8. 前記変更された優先順位は、前記ビーコンフレーム内のフレーム制御フィールドの予約ビットに所定の識別情報と共に格納されること、
   を特徴とする請求項６に記載のコーディネーターの交代方法。
9. 前記ステップ（ｂ１）において、前記結合要請コマンドは、アソシエーション要請コマンドであること、
   を特徴とする請求項５に記載のコーディネーターの交代方法。
10. 前記ステップ（ｃ）において、前記優先順位は、アソシエーション応答コマンドに含まれて伝送されること、
    を特徴とする請求項５に記載のコーディネーターの交代方法。
11. 前記ステップ（ｃ）において、前記優先順位は、アソシエーション応答コマンド内のフレーム制御フィールドの予約ビットに格納されること、
    を特徴とする請求項１０に記載のコーディネーターの交代方法。
12. 無線アドホック・ネットワーク環境で動作する通信システムにおいて、
    前記無線アドホック・ネットワークに接続される複数のデバイスと、
    前記複数のデバイスに同期信号をブロードキャストして同期化させるコーディネーターとを含み、
    前記コーディネーターは、
    前記複数のデバイスから伝送される結合要請コマンドを照合し、コーディネーターの役割が果たせる少なくとも１つの交代コーディネーターを選定し、選定された前記交代コーディネーターの優先順位に関する順番情報を含んだ結合応答コマンドを、前記交代コーディネーターとして選定されたデバイスに伝送し、
    前記交代コーディネーターとして選定されたデバイスは、
    所定の時間、前記同期信号がブロードキャストされない場合、受信した結合応答コマンドから切り出した前記順番情報によって、新たなコーディネーターとなり、前記同期信号をブロードキャストすること、
    を特徴とする通信システム。
13. 前記コーディネーターは、
    前記デバイスと通信を行う第１の送受信部と、
    前記同期信号を生成する第１のビーコン生成部と、
    前記順番情報が含まれた結合応答コマンドを生成する第１のアソシエーションコマンド生成部と、
    前記同期信号を、前記送受信部を介してブロードキャストし、前記結合要請コマンドを照合して前記交代コーディネーターおよび前記順番情報を設定し、設定された前記順番情報を前記アソシエーションコマンド生成部に提供して生成された前記結合応答コマンドを、前記送受信部を介して前記交代コーディネーターとして選定されたデバイスに伝送する第１の制御部と、
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
14. 前記デバイスは、
    前記コーディネーターと通信を行う第２の送受信部と、
    前記同期信号を生成する第２のビーコン生成部と、
    前記結合要請コマンドを生成する第２のアソシエーションコマンド生成部と、
    前記順番情報に対応する待ち時間を算出するスロットカウンタ部と、
    前記同期信号の受信有無を検出する信号強度検出部、
    前記結合要請コマンドを、前記送受信部を介して前記コーディネーターに伝送し、前記結合応答コマンドを受信して取り出した前記順番情報を、前記スロットカウンタ部に提供し、前記信号強度検出部での検出結果、同期信号がブロードキャストされない場合、前記スロットカウンタから出力される待ち時間の後に、前記同期信号を、前記送受信部を介してブロードキャストするように制御する第２の制御部と、
    を含むこと、
    を特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
15. 前記アドホック・ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２.１５.３、ＩＥＥＥ８０２.１５.３ａ、またはＩＥＥＥ８０２.１５.４のいずれかの標準に従うＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であること、
    を特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の通信システム。
16. 前記結合要請コマンドは、アソシエーション要請コマンドであり、前記コーディネーターは、前記アソシエーション要請コマンド内の性能情報フィールドを照合して前記交代コーディネーターを選定すること、
    を特徴とする請求項１５に記載の通信システム。

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