JP2005079985A - Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an appropriate ad hoc network suitably without interference among communication stations under such a communication environment as a plurality of channels are prepared. <P>SOLUTION: Even when communication conditions of a specific channel are bad, communication can be carried out using other communication channel by altering the channel periodically. Consequently, average communication conditions are improved as compared with a case where the specific channel is used continuously. When the method for altering the channel regularly is employed, a mechanism for determining and notifying a communication channel between terminals is not required and the operation is simplified. CSMA/CA system packet communication can be realized under autonomous distributed communication environment where each terminal transmits its own beacon. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線LAN(Local Area Network)のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、制御局となる装置を特に配置せずにアドホック(Ad−hoc)通信により無線ネットワークが構築される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program that communicate with each other between a plurality of wireless stations such as a wireless LAN (Local Area Network), and more particularly to a control station. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus and a wireless communication method, and a computer program in which a wireless network is constructed by ad-hoc communication without any particular device.

さらに詳しくは、本発明は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、近隣の無線システムが干渉し合うことなく特定の制御局の介在なしに自律分散型の無線ネットワークを形成する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、各通信局が自己のビーコン送信用チャネルや隣接局からのビーコン受信チャネルを好適に選択し、制御局の介在やチャネル変更を通知する特別な機構なしに自律分散制御によるマルチチャネル通信動作を実現する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   More specifically, the present invention relates to wireless communication that forms an autonomous decentralized wireless network without the intervention of a specific control station without interference between neighboring wireless systems in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. The present invention relates to a system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program. In particular, each communication station preferably selects its own beacon transmission channel or a beacon reception channel from an adjacent station, and intervenes in the control station or changes the channel The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program that realize multi-channel communication operation by autonomous distributed control without a special mechanism for notifying the user.

有線方式によるLAN配線からユーザを解放するシステムとして、無線LANが注目されている。無線LANによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ(PC)などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。近年では、無線LANシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)の導入が検討されている。例えば、2.4GHz帯や、5GHz帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。   As a system for releasing a user from a wired LAN connection, a wireless LAN has attracted attention. According to the wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so that a communication terminal such as a personal computer (PC) can be moved relatively easily. In recent years, the demand for wireless LAN systems has increased remarkably with the increase in speed and cost. Particularly recently, introduction of a personal area network (PAN) has been studied in order to construct a small-scale wireless network between a plurality of electronic devices existing around a person and perform information communication. For example, different radio communication systems and radio communication apparatuses are defined using frequency bands that do not require a license from a supervisory agency, such as 2.4 GHz band and 5 GHz band.

無線ネットワークに関する標準的な規格の1つにIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(例えば、非特許文献1を参照のこと)や、HiperLAN/2(例えば、非特許文献2又は非特許文献3を参照のこと)やIEEE302.15.3、Bluetooth通信などを挙げることができる。IEEE802.11規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格…などの各種無線通信方式が存在する。   One standard for wireless networks is IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (for example, see Non-Patent Document 1), HiperLAN / 2 (for example, Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2). (See Patent Document 3), IEEE 302.15.3, Bluetooth communication, and the like. As for the IEEE802.11 standard, there are various wireless communication systems such as the IEEE802.11a standard, the IEEE802.11b standard, etc., depending on the wireless communication system and the frequency band to be used.

無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、エリア内に「アクセス・ポイント」又は「コーディネータ」と呼ばれる制御局となる装置を1台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が一般的に用いられている。   In order to configure a local area network using wireless technology, a single device serving as a control station called an “access point” or “coordinator” is provided in the area, and is under the overall control of this control station. A method of forming a network is generally used.

アクセス・ポイントを配置した無線ネットワークでは、ある通信装置から情報伝送を行なう場合に、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御方法が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントを配置することによって、無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。   In a wireless network in which an access point is arranged, when information is transmitted from a certain communication device, a bandwidth necessary for the information transmission is first reserved in the access point so that there is no collision with information transmission in another communication device. In this way, an access control method based on bandwidth reservation that uses a transmission line is widely adopted. That is, by arranging access points, synchronous wireless communication is performed in which communication devices in a wireless network are synchronized with each other.

ところが、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。   However, when asynchronous communication is performed between the communication device on the transmission side and the reception side in a wireless communication system in which an access point exists, wireless communication via the access point is always required. There is a problem that the efficiency is halved.

これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック(Ad−hoc)通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が直接非同期の無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。   On the other hand, as another method of configuring a wireless network, “ad-hoc communication” in which terminals perform wireless communication directly and asynchronously has been devised. In particular, in a small-scale wireless network composed of a relatively small number of clients located in the vicinity, ad-hoc communication that allows any terminal to perform asynchronous wireless communication directly without using a specific access point is provided. It seems to be appropriate.

ところで、パーソナル・コンピュータ(PC)などの情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在する作業環境下では、通信局が散乱し、複数のネットワークが重なり合って構築されていることが想定される。このような状況下では、単一チャネルを使用した無線ネットワークの場合、通信中に他のシステムが割り込んできたり、干渉などにより通信品質が低下したりしても、事態を修復する余地はない。   By the way, in the work environment in which information devices such as personal computers (PCs) are widespread and many devices are mixed in an office, it is assumed that communication stations are scattered and a plurality of networks are overlapped. The Under such circumstances, in the case of a wireless network using a single channel, there is no room for repairing the situation even if another system interrupts during communication or communication quality deteriorates due to interference or the like.

このため、従来の無線ネットワーク・システムでは、他のネットワークとの共存のために周波数チャネルを複数用意しておき、アクセス・ポイントとなる無線通信装置において利用する周波数チャネルを1つ選択して動作を開始する方法が一般に採用されている。例えば、IEEE802.11hなどの標準規格では、チャネルを動的に変更する仕組み(DFS:Dynamic Frequency Select)が検討されている。   For this reason, in a conventional wireless network system, a plurality of frequency channels are prepared for coexistence with other networks, and one frequency channel used in a wireless communication device serving as an access point is selected and operated. The method of starting is generally adopted. For example, in a standard such as IEEE 802.11h, a mechanism for dynamically changing a channel (DFS: Dynamic Frequency Select) is being studied.

このようなマルチチャネル通信方式によれば、通信中に他のシステムが割り込んできたり、干渉などにより通信品質が低下したりしたときに、利用する周波数チャネルを切り替えることにより、ネットワーク動作を維持し、他のネットワークとの共存を実現することができる。   According to such a multi-channel communication method, when other systems can interrupt during communication or communication quality deteriorates due to interference or the like, the network operation is maintained by switching the frequency channel to be used, Coexistence with other networks can be realized.

例えば、IEEE802.15.3の高速無線PANシステムにおいても、システムで利用可能な周波数チャネルが複数用意され、無線通信デバイスは電源投入後に周囲にピコネット・コーディネータ(PNC)としてビーコン信号を送信しているデバイスの有無を確認するため、すべての利用可能なチャネルにわたってスキャン動作を行なうことで利用する周波数チャネルを選択する、というアルゴリズムが採用されている。   For example, even in an IEEE 802.15.3 high-speed wireless PAN system, a plurality of frequency channels that can be used in the system are prepared, and a wireless communication device transmits a beacon signal as a piconet coordinator (PNC) to the surroundings after power-on In order to confirm the presence or absence of a device, an algorithm is adopted in which a frequency channel to be used is selected by performing a scanning operation over all available channels.

制御局を配置しない自律分散型のアドホック・ネットワークにおいては、近隣で稼動中の異なる無線ネットワークとの干渉を極力抑えるために、周波数チャネルに関するリソース管理は重要である。しかしながら、ネットワークで使用する周波数チャネルを一斉に切り替えるためには、コーディネータあるいはアクセス・ポイントと呼ばれる代表局が各端末局に利用チャネルの指示を行なう必要がある。言い換えれば、アドホック・ネットワークにおいて周波数チャネルを切り替えることは困難である。   In an autonomous decentralized ad hoc network that does not have a control station, resource management for frequency channels is important in order to minimize interference with different wireless networks operating in the vicinity. However, in order to simultaneously switch the frequency channels used in the network, it is necessary for a representative station called a coordinator or an access point to instruct each terminal station about the channel to be used. In other words, it is difficult to switch frequency channels in an ad hoc network.

HiperLAN/2を例にとると、複数の周波数チャネルを使い分けるために、一斉にチャネルを切り替える方法が考えられている。例えば、中央制御局であるAP(基地局)が、周波数チャネルを変更する旨を繰り返し報知し、あるタイミングで、APと、APに接続しているMT(移動局)が一斉にチャネルを切り替える。切り替えるべきか否かの判断はAP主導で決定される。判断する上での情報は、以下に示すような処理手順を踏むことで集積している。すなわち、   Taking HiperLAN / 2 as an example, in order to use a plurality of frequency channels properly, a method of switching channels all at once has been considered. For example, an AP (base station) that is a central control station repeatedly notifies that the frequency channel is to be changed, and at a certain timing, the AP and an MT (mobile station) connected to the AP simultaneously switch channels. The decision as to whether or not to switch is determined by the AP. Information for determination is accumulated by following the processing procedure shown below. That is,

(1)APの指示により、接続中のMTが通信を一時的に休止し、別の周波数チャネルをスキャンしてチャネル品質評価をし、その結果をAPに報告する。
(2)APの指示により、APが一時的に報知チャネルの送信を停止し、接続中のMTが現在使用中の周波数チャネルをスキャン並びにチャネル品質評価をし、その結果をAPに報告する。
(1) In response to an instruction from the AP, the currently connected MT temporarily stops communication, scans another frequency channel, evaluates channel quality, and reports the result to the AP.
(2) In response to an instruction from the AP, the AP temporarily stops transmission of the broadcast channel, the connected MT scans the frequency channel currently in use and performs channel quality evaluation, and reports the result to the AP.

また、Bluetooth通信においては、マスターと呼ばれる中央制御局が基準となってランダムに周波数ホッピングすることで各周波数チャネルを公平に利用する方法が採られている。ネットワークを構成するためにはマスターと呼ばれる中央制御局の存在が必須で、周波数チャネルのホッピング・パターンと時間軸方向の同期の基準になっている。マスターが消失した場合は、それまで形成されたネットワークは一旦切断状態となり、新たなマスターを選択する処理が必要になる。   Further, in Bluetooth communication, a method is used in which each frequency channel is used fairly by performing frequency hopping randomly based on a central control station called a master. In order to configure a network, the existence of a central control station called a master is indispensable, which is a reference for frequency channel hopping patterns and synchronization in the time axis direction. When the master disappears, the network formed so far is temporarily disconnected, and a process for selecting a new master is required.

また、IEEE802.11系の無線LANシステムにおいては、最初にアクセス・ポイントが設定した周波数チャネルを利用してネットワークが形成されるので、基地局を配置せずにアドホック・ネットワークを構築することが困難である。他の周波数チャネルで動作するAPに収容されている無線通信装置(端末)と通信を行なう場合には、AP同士を例えば有線LANのケーブルなどで接続しておかなければならない。つまり、収容されたAP同士が接続されていなければ、物理的に隣接して存在する無線通信装置(端末)同士が異なるAPに収容されていても通信が行なえない。   In addition, in an IEEE802.11 wireless LAN system, a network is formed by using a frequency channel initially set by an access point, so it is difficult to construct an ad hoc network without arranging a base station. It is. When communicating with a wireless communication device (terminal) accommodated in an AP operating on another frequency channel, the APs must be connected to each other by, for example, a wired LAN cable. That is, if the accommodated APs are not connected to each other, communication cannot be performed even if the wireless communication apparatuses (terminals) that are physically adjacent to each other are accommodated in different APs.

また、IEEE802.15.3の高速無線PANシステムにおいても、最初にすべての周波数チャネルのスキャンを行ない、周辺に存在するコーディネータの探索を行なうことは可能であるが、一旦特定の周波数チャネルでの運用が開始されてしまうと、他の周波数チャネルの利用状況を把握することができない。このため、近隣に利用している周波数チャネルの異なるピコネットが存在しても、そのピコネットに接続されている無線通信装置との通信が行なえない。   Also, in the IEEE 802.15.3 high-speed wireless PAN system, it is possible to scan all frequency channels first and search for coordinators existing in the vicinity. If this is started, it is impossible to grasp the usage status of other frequency channels. For this reason, even if there is a piconet with a different frequency channel used in the vicinity, communication with a wireless communication apparatus connected to the piconet cannot be performed.

このように従来の方法では、周波数チャネル切り替えのタイミング、参入している端末が相互に同期して周波数チャネル切り替え動作を開始するためにメッセージ交換などによって実現するセットアップ処理、周波数チャネル切り替えを決定する為の調停処理などといった複雑な機構が必要になる。また、制御を主体的に行なう、IEEE802.11やHiperLAN/2におけるAP、Bluetooth通信におけるマスターといった中央制御局の存在が必須である。仮にAPやマスターなどの中央制御局が消失した場合には、その代わりになる中央制御局を選択する何らかのプロトコル処理若しくは人為的な設定変更作業が必要になり、その処理の間は通信が途絶えるという問題点がある。   As described above, in the conventional method, in order to determine the frequency channel switching timing, the setup process realized by message exchange or the like so that the participating terminals can start the frequency channel switching operation in synchronization with each other. A complicated mechanism such as mediation processing is required. In addition, the existence of a central control station such as an AP in IEEE802.11 or HiperLAN / 2 and a master in Bluetooth communication, which performs control mainly, is essential. If a central control station such as an AP or master disappears, some protocol processing or artificial setting change work is required to select a central control station to replace it, and communication is interrupted during that processing. There is a problem.

また、端末により使用される場所は異なるため、受ける干渉も端末毎に異なることが予想される。この場合、すべての端末が一斉に1つの共通チャネルに移動する方式では、ある端末にとっては干渉が多くて不都合なチャネルが選択されている可能性もある。   In addition, since the locations used by the terminals are different, it is expected that the interference received varies from terminal to terminal. In this case, in a method in which all terminals move to one common channel all at once, there is a possibility that an inconvenient channel is selected because there is much interference for a certain terminal.

例えば、自チャネルの干渉は測定だけでなく隣接チャネルを使用した場合の干渉を測定して周波数チャネルを決定する無線通信システムについても提案がなされているが(例えば、特許文献1を参照のこと)、これは基地局の介在によりマルチチャネルが実現されるシステムである。   For example, the interference of the own channel has been proposed not only for measurement but also for a wireless communication system that determines the frequency channel by measuring interference when an adjacent channel is used (see, for example, Patent Document 1). This is a system in which multi-channel is realized by intervening base stations.

また、通信局が自局にとって最適なチャネルでビーコンを送信することによって、トラフィック受信チャネルを指定するという方法が考えられる。しかしながら、自局にとって最適なチャネルでも、そのビーコンを受信する通信局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。例えば、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合には、これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   In addition, a method is conceivable in which a communication station designates a traffic reception channel by transmitting a beacon using a channel optimal for the local station. However, even a channel that is optimal for the local station may be a channel that is receiving interference for a communication station that receives the beacon. For example, if the beacon transmission channel of one station is an interference channel or an unusable channel because the communication quality deteriorates in the other station, these communication stations may communicate with each other on the other channel. Even if they can, they will fall into a deadlock state where they cannot recognize each other's existence forever.

特開平6−37762号公報JP-A-6-37762 International Standard ISO/IEC 8802−11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 Edition, Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) SpecificationsInternational Standard ISO / IEC 8802-11: 1999 (E) ANSI / IEEE Std 802.11, 1999 Edition, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layers (PH) ETSI Standard ETSI TS 101 761−1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control(DLC) Layer; Part1: Basic Data Transport FunctionsETSI Standard ETSI TS 101 761-1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part1: BasicControl ETSI TS 101 761−2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control(DLC) Layer; Part2: Radio Link Control(RLC) sublayerETSI TS 101 761-2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part2: Radio Link Control (LC)

本発明の目的は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、通信局同士が干渉し合うことなく適当なアドホック・ネットワークを好適に形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an excellent radio communication system and radio communication capable of suitably forming an appropriate ad hoc network without interfering with each other in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. An apparatus, a wireless communication method, and a computer program are provided.

本発明のさらなる目的は、特定の制御局を必要としない自律分散型の無線ネットワークにおいて、複数の周波数チャネルを効果的に利用してチャネル・アクセスを行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent radio communication system, radio capable of performing channel access by effectively using a plurality of frequency channels in an autonomous distributed radio network that does not require a specific control station. To provide a communication device, a wireless communication method, and a computer program.

本発明のさらなる目的は、各通信局が互いの存在を認識できないというデッドロック状態を回避して、自律分散型のマルチチャネル無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent wireless communication system and wireless communication apparatus capable of avoiding a deadlock state in which each communication station cannot recognize each other's existence and forming an autonomous distributed multi-channel wireless network. And a wireless communication method, and a computer program.

本発明のさらなる目的は、各通信局が自己のビーコン送信用チャネルや隣接局からのビーコン受信チャネルを好適に選択し、制御局の介在やチャネル変更を通知する特別な機構なしに自律分散制御によるマルチチャネル通信動作を実現することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is that each communication station preferably selects its own beacon transmission channel and a beacon reception channel from an adjacent station, and uses autonomous distributed control without a special mechanism for notifying the intervention of the control station or channel change. An object is to provide an excellent wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program capable of realizing multi-channel communication operation.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の無線通信装置によりアドホック通信に基づくネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えながら所定のビーコン周期でビーコンを送信する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. The first aspect of the present invention is that ad hoc communication is performed by a plurality of wireless communication devices without a control station in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. A wireless communication system forming a network based on communication,
Each communication station transmits a beacon at a predetermined beacon period while sequentially switching its own beacon transmission channel from the plurality of channels at a predetermined time interval.
This is a wireless communication system.

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。   However, “system” here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.

各通信局は、初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していく。ここで、すべての通信局においてビーコン送信チャネルを変更するチャネル選択規則を同一にすることにより、各通信局は、自律分散制御により隣接局のビーコン送信時刻、ビーコン送信チャネルを把握することができる。すなわち、各通信局は、隣接局からのビーコンの受信タイミングと初期チャネル情報に基づいて次のビーコン送信チャネルを求め、当該チャネル上で隣接局のビーコン送信タイミングに合わせて受信待機するようにすればよい。   Each communication station changes the beacon transmission channel according to a predetermined selection rule with reference to the initial channel. Here, by making the channel selection rule for changing the beacon transmission channel the same in all communication stations, each communication station can grasp the beacon transmission time and beacon transmission channel of the adjacent station by autonomous distributed control. That is, each communication station obtains the next beacon transmission channel based on the beacon reception timing from the adjacent station and the initial channel information, and waits for reception in accordance with the beacon transmission timing of the adjacent station on the channel. Good.

したがって、本発明によれば、あるチャネルでの通信が干渉などにより困難な場合でも、定期的にチャネルが変化することで通信が可能になる。また、通信するチャネルを通信局間で取り決める手続きが不要なためシンプルな動作が実現でき、余分な通信が減るので、システム全体のスループットも向上する。   Therefore, according to the present invention, even when communication on a certain channel is difficult due to interference or the like, communication is possible by periodically changing the channel. In addition, since a procedure for deciding a communication channel between communication stations is unnecessary, a simple operation can be realized, and unnecessary communication is reduced, so that the throughput of the entire system is improved.

ここで、各通信局は、自局にとっての各チャネルの通信品質を記述したチャネル品質情報を含んだビーコンを送信するようにしてもよい。   Here, each communication station may transmit a beacon including channel quality information describing the communication quality of each channel for the own station.

また、通信局は、ある特定のチャネル上で送信が困難と判断した場合に、前記選択規則上で次回又は前回のチャネルを連続的に選択するようにしてもよい。このような場合、隣接局は、ビーコン送信側の通信局のビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいてビーコン送信側の通信局におけるチャネル変更のスキップを認識し、前記選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機するようにすればよい。   In addition, when the communication station determines that transmission on a specific channel is difficult, the communication station may continuously select the next or previous channel on the selection rule. In such a case, the adjacent station recognizes the skip of channel change in the beacon transmission side communication station based on the channel quality information described in the beacon of the beacon transmission side communication station, and What is necessary is just to wait for reception of a beacon on the previous channel.

また、通信局は、隣接局からのビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて該隣接局において受信が困難と判断されるチャネルがある場合に、前記選択規則上で当該チャネルへの変更をスキップし(すなわち隣接局で受信が困難なチャネル上でのビーコン送信を回避し)、次回又は前回のチャネルを連続的に選択するようにしてもよい。また、ビーコン受信側となる隣接局においても、これに合わせて、自局のチャネル品質情報に基づいてビーコン送信側の通信局におけるチャネル変更のスキップを認識し、前記選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機する。   In addition, when there is a channel that is determined to be difficult to receive in the adjacent station based on the channel quality information described in the beacon from the adjacent station, the communication station changes the channel according to the selection rule. It is also possible to skip (that is, avoid beacon transmission on a channel that is difficult to receive at an adjacent station) and continuously select the next or previous channel. In addition, the adjacent station on the beacon receiving side also recognizes the skip of channel change in the communication station on the beacon transmitting side based on the channel quality information of its own station, and the next or previous time on the selection rule. Wait for beacons to be received on the channel.

この結果として、送受信双方の端末局において通信品質のよくないチャネルを互いに避けて通信を行なうことにより、平均的なスループットの低下を防止することができる。   As a result, it is possible to prevent a decrease in average throughput by performing communication while avoiding channels having poor communication quality in both transmitting and receiving terminal stations.

また、本発明の第2の側面は、複数のチャネルが用意されている無線通信環境下での自律分散的な通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
自局のビーコン信号の送信チャネルと、周辺局からのビーコン信号の受信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにより設定されたチャネル上での通信動作を制御する制御ステップと、
隣接局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
を備え、
前記通信チャネル制御ステップでは、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えていく、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
A second aspect of the present invention provides a computer-readable format for executing a process for performing autonomous distributed communication operation in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared on a computer system. A written computer program comprising:
A beacon signal generating step for generating a beacon signal describing information about the own station;
A communication channel setting step for setting a beacon signal transmission channel of the own station and a beacon signal reception channel from a peripheral station,
A control step for controlling a communication operation on the channel set by the communication channel setting step;
A beacon signal analyzing step for analyzing a beacon signal received from an adjacent station;
With
In the communication channel control step, the own beacon transmission channel is sequentially switched at a predetermined time interval from the plurality of channels.
This is a computer program characterized by the above.

本発明の第2の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第2の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第1の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。   The computer program according to the second aspect of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on a computer system. In other words, by installing the computer program according to the second aspect of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and it operates as a wireless communication device. By activating a plurality of such wireless communication devices to construct a wireless network, it is possible to obtain the same effects as the wireless communication system according to the first aspect of the present invention.

本発明によれば、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、通信局同士が干渉し合うことなく適当なアドホック・ネットワークを好適に形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   According to the present invention, in a communication environment in which a plurality of channels are prepared, an excellent ad hoc network can be suitably formed without causing communication stations to interfere with each other. An apparatus, a wireless communication method, and a computer program can be provided.

また、本発明によれば、特定の制御局(アクセス・ポイント・基地局・マスター局など)を必要としない自律分散型の無線ネットワークにおいて、複数の周波数チャネルを効果的に利用してチャネル・アクセスを行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   Further, according to the present invention, in an autonomous decentralized wireless network that does not require a specific control station (access point, base station, master station, etc.), channel access can be made by effectively using a plurality of frequency channels. An excellent wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program can be provided.

また、本発明によれば、各通信局が互いの存在を認識できないというデッドロック状態を回避して、自律分散型のマルチチャネル無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   Further, according to the present invention, an excellent wireless communication system and wireless communication capable of forming an autonomous distributed multi-channel wireless network by avoiding a deadlock state in which each communication station cannot recognize each other's existence. An apparatus, a wireless communication method, and a computer program can be provided.

本発明によれば、あるチャネルでの通信が干渉などにより困難な場合でも、定期的にチャネルが変化することで通信が可能になる。また、通信するチャネルを通信局間で取り決める手続きが不要なため簡素な動作が実現でき、余分な通信が減るので、システム全体のスループットも向上する。   According to the present invention, even when communication on a certain channel is difficult due to interference or the like, communication is possible by periodically changing the channel. In addition, since a procedure for deciding a communication channel between communication stations is not required, a simple operation can be realized, and unnecessary communication is reduced, so that the throughput of the entire system is improved.

また、本発明に係る無線通信ネットワークでは、各通信局は、自律分散制御で隣接局のビーコン送信時刻、ビーコン送信チャネルを把握して、ビーコンを受信することができる。   In the wireless communication network according to the present invention, each communication station can receive the beacon by grasping the beacon transmission time and the beacon transmission channel of the adjacent station by autonomous distributed control.

また、本発明によれば、次回の通信チャネルの選択規則をすべての通信局で同一にすることで、初期ビーコンのチャネルの情報があれば、端末間でお互いの変化するビーコンチャネルを知ることができ、送信側と受信側のチャネルを一致させることができる。   Also, according to the present invention, by making the next communication channel selection rule the same for all communication stations, if there is information on the channel of the initial beacon, the beacon channel that changes between terminals can be known between terminals. It is possible to match the channels on the transmission side and the reception side.

また、本発明によれば、各通信局は、ビーコン情報の中に自局のチャネル品質情報を含ませて送信する。したがって、あるチャネル上での送信が困難と判断される場合には、送信局側ではチャネルの変更をスキップして次回又は前回と同じチャネルでビーコンの送信を行ない、これに応じて、受信局側では送信局からのビーコンに記述されているチャネル品質情報を基にチャネル変更のスキップを認識し変更先のチャネル上で受信を待機する。また、送信局側では、受信局側からのビーコンに記述されているチャネル情報を基にチャネルの変更先を選択して送信を行ない、これに応じて、受信局側ではこの変更先のチャネル上で受信を待機する。この結果として、送受信双方の端末局において通信品質のよくないチャネルを互いに避けて通信を行なうことにより、平均的なスループットの低下を防止することができる。   Further, according to the present invention, each communication station transmits the beacon information including its own channel quality information. Therefore, when it is judged that transmission on a certain channel is difficult, the transmitting station side skips the channel change and transmits the beacon on the next channel or the same channel as the previous time, and accordingly the receiving station side Then, based on the channel quality information described in the beacon from the transmitting station, the channel change skip is recognized and reception is waited on the change destination channel. On the transmitting station side, the channel change destination is selected based on the channel information described in the beacon from the receiving station side, and transmission is performed. Wait for reception. As a result, it is possible to prevent a decrease in average throughput by performing communication while avoiding channels having poor communication quality in both transmitting and receiving terminal stations.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

A.システム構成
本発明において想定している通信の伝搬路は無線であり、且つ複数の周波数チャネルからなる伝送媒体を用いて、複数の通信局間でネットワークを構築する。また、本発明で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。
A. System Configuration The propagation path of communication assumed in the present invention is wireless, and a network is constructed among a plurality of communication stations using a transmission medium composed of a plurality of frequency channels. Further, the communication assumed in the present invention is a storage and exchange type traffic, and information is transferred in units of packets.

本発明に係る無線ネットワーク・システムは、コーディネータを配置しない自律分散型のシステム構成であり、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御が行なわれる。また、各通信局は、CSMA(Carrier Sense Multiple Access:キャリア検出多重接続)に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報を伝送するアドホック通信を行なうこともできる。   The wireless network system according to the present invention has an autonomous distributed system configuration in which no coordinator is arranged, and transmission control that effectively uses a plurality of channels by a transmission (MAC) frame having a gradual time division multiple access structure. Is done. Each communication station can also perform ad hoc communication in which information is directly and asynchronously transmitted according to an access procedure based on CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

このように制御局を特に配置しない無線通信システムでは、各通信局は適宜選択されるビーコン送信チャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。また、ある通信局の通信範囲に新規に参入する通信局は、ビーコン信号を受信することにより、通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知ることができる。また、通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、各通信局が利用する各チャネルにおける伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義される。   In this way, in a wireless communication system in which no control station is particularly arranged, each communication station broadcasts beacon information on a beacon transmission channel that is appropriately selected, so that other communication stations in the vicinity (that is, within the communication range) can communicate their own information. Notify existence and notify network configuration. In addition, a communication station that newly enters the communication range of a certain communication station detects that it has entered the communication range by receiving a beacon signal, and decodes information described in the beacon to configure the network configuration Can know. Also, since the communication station transmits a beacon at the beginning of the transmission frame period, the transmission frame period in each channel used by each communication station is defined by the beacon interval.

ここで、マルチチャネル通信環境下では、各通信装置が特定のチャネル上しかビーコンの送信を行なわない場合、ビーコンを送信することができない通信局が出現するという問題がある。例えば、通信局が自局にとって通信品質が良好であるなど自局を基準にしてビーコン送信チャネルを選択する場合、自局にとって最適なチャネルでも、そのビーコンを受信する通信局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   Here, in a multi-channel communication environment, when each communication apparatus transmits a beacon only on a specific channel, there is a problem that a communication station that cannot transmit a beacon appears. For example, when a communication station selects a beacon transmission channel based on its own station, such as communication quality is good for its own station, even if it is the optimum channel for its own station, the communication station receiving the beacon receives interference. Channel. Even if these communication stations can communicate with each other on other channels, they fall into a deadlock state in which they cannot recognize each other forever.

そこで、本実施形態では、各無線通信装置は、用意されている複数のチャネルのうち1つを初期チャネルとして決定し、この初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していくようにした。ここで、すべての通信局においてビーコン送信チャネルを変更するチャネル選択規則を同一にすることにより、各通信局は、自律分散制御で隣接局のビーコン送信時刻、ビーコン送信チャネルを把握して、ビーコンを受信することができるので、デッドロック状態が回避される。この仕組みの詳細については後述に譲る。   Therefore, in the present embodiment, each wireless communication apparatus determines one of the prepared channels as an initial channel, and changes the beacon transmission channel according to a predetermined selection rule with reference to the initial channel. I tried to go. Here, by making the channel selection rule for changing the beacon transmission channel the same in all communication stations, each communication station grasps the beacon transmission time and beacon transmission channel of the adjacent station by autonomous distributed control, and Since it can be received, a deadlock condition is avoided. Details of this mechanism will be described later.

以下に説明する各通信局での処理は、基本的に、本発明に係るアドホック・ネットワークに参入するすべての通信局で実行される処理である。但し、場合によっては、ネットワークを構成するすべての通信局が、以下に説明する処理を実行するとは限らない。   The processing in each communication station described below is basically processing executed in all communication stations that enter the ad hoc network according to the present invention. However, depending on the case, not all communication stations configuring the network execute the processing described below.

図1には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示している。この無線通信システムでは、特定の制御極を配置せず、各通信装置が自立分散的に動作し、アドホック・ネットワークが形成されている。同図では、通信装置#0から通信装置#6までが、同一空間上に分布している様子を表わしている。   FIG. 1 shows an arrangement example of communication devices constituting a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In this wireless communication system, a specific control pole is not disposed, and each communication device operates in an autonomous and distributed manner to form an ad hoc network. In the figure, a state where communication devices # 0 to # 6 are distributed in the same space is shown.

また、同図において各通信装置の通信範囲を破線で示してあり、その範囲内にある他の通信装置と互いに通信ができるのみならず、自己の送信した信号が干渉する範囲として定義される。すなわち、通信装置#0は近隣にある通信装置#1、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#1は近隣にある通信装置#0、#2、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#2は近隣にある通信装置#1、#3、#6、と通信可能な範囲にあり、通信装置#3は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にあり、通信装置#4は近隣にある通信装置#0、#1、#5、と通信可能な範囲にあり、通信装置#5は近隣にある通信装置#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#6は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にある。   In addition, the communication range of each communication device is indicated by a broken line in the same figure, and is defined as a range in which signals transmitted by itself can interfere with each other as well as communication with other communication devices within the range. That is, the communication device # 0 is in a range in which communication is possible with communication devices # 1, # 4 in the vicinity, and the communication device # 1 is in a range in which communication is possible with communication devices # 0, # 2, # 4 in the vicinity. The communication device # 2 is in a range in which communication with the communication devices # 1, # 3, and # 6 in the vicinity is possible, and the communication device # 3 is in a range in which communication is possible with the communication device # 2 in the vicinity. , Communication device # 4 is in a range where it can communicate with neighboring communication devices # 0, # 1, # 5, and communication device # 5 is within a range where it can communicate with neighboring communication device # 4. Device # 6 is in a range where it can communicate with communication device # 2 in the vicinity.

ある特定の通信装置間で通信を行なう場合、通信相手となる一方の通信装置からは聞くことができるが他方の通信装置からは聞くことができない通信装置、すなわち「隠れ端末」が存在する。   When communication is performed between specific communication devices, there is a communication device that can be heard from one communication device that is a communication partner but cannot be heard from the other communication device, that is, a “hidden terminal”.

図2には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。図示の無線通信装置は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、他の無線システムと干渉し合うことなく適当なアドホック・ネットワークを形成することができる。   FIG. 2 schematically shows a functional configuration of a wireless communication apparatus that operates as a communication station in a wireless network according to an embodiment of the present invention. The illustrated wireless communication apparatus performs appropriate channel access within the same wireless system in a communication environment in which a plurality of channels are prepared, so that appropriate ad hoc communication can be performed without interfering with other wireless systems. A network can be formed.

無線通信装置100は、インターフェース101と、データ・バッファ102と、中央制御部103と、ビーコン生成部104と、無線送信部106と、タイミング制御部107と、チャネル設定部108と、アンテナ109と、無線受信部110と、チャネル品質測定部111と、ビーコン解析部112と、情報記憶部113とで構成される。   The wireless communication device 100 includes an interface 101, a data buffer 102, a central control unit 103, a beacon generation unit 104, a wireless transmission unit 106, a timing control unit 107, a channel setting unit 108, an antenna 109, The wireless reception unit 110, the channel quality measurement unit 111, the beacon analysis unit 112, and the information storage unit 113 are included.

インターフェース101は、この無線通信装置100に接続される外部機器(例えば、パーソナル・コンピュータ(図示しない)など)との間で各種情報の交換を行なう。   The interface 101 exchanges various types of information with an external device (for example, a personal computer (not shown)) connected to the wireless communication apparatus 100.

データ・バッファ102は、インターフェース101経由で接続される機器から送られてきたデータや、無線伝送路経由で受信したデータをインターフェース101経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。   The data buffer 102 is used to temporarily store data sent from a device connected via the interface 101 and data received via the wireless transmission path before sending the data via the interface 101. The

中央制御部103は、無線通信装置100における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御(マルチチャネルにおけるスキャン設定やチャネル設定など)を一元的に行なう。   The central control unit 103 centrally performs a series of information transmission and reception processing management and transmission path access control (multi-channel scan setting, channel setting, etc.) in the wireless communication apparatus 100.

ビーコン生成部104は、近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコン信号を生成する。無線通信装置100が無線ネットワークを運用するためには、各チャネルにおける自己のビーコン送信スロット位置や、各チャネルにおける自己の受信スロット位置、各チャネルにおける近隣の通信装置からのビーコン受信スロット位置、各チャネルにおける自己のスキャン動作周期などを規定する。これらの情報は、情報記憶部113に格納されるとともに、ビーコン信号の中に記載して周囲の無線通信装置に報知する。また、本実施形態では、自局において測定された各チャネルの通信品質に関するチャネル品質情報や、さらには隣接局のビーコン信号から取り出されたチャネル品質情報も、ビーコン中に記載するようになっている。ビーコン信号の構成については後述する。無線通信装置100は、伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、無線通信装置100が利用する各チャネルにおける伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義されることになる。   The beacon generation unit 104 generates a beacon signal that is periodically exchanged with a nearby wireless communication device. In order for radio communication apparatus 100 to operate a radio network, its own beacon transmission slot position in each channel, its own reception slot position in each channel, beacon reception slot position from a neighboring communication apparatus in each channel, each channel Stipulates its own scan operation cycle. These pieces of information are stored in the information storage unit 113, and are described in a beacon signal to notify surrounding wireless communication devices. In the present embodiment, channel quality information related to the communication quality of each channel measured at the own station, and further, channel quality information extracted from the beacon signal of the adjacent station are described in the beacon. . The configuration of the beacon signal will be described later. Since the wireless communication device 100 transmits a beacon at the beginning of the transmission frame cycle, the transmission frame cycle in each channel used by the wireless communication device 100 is defined by the beacon interval.

無線送信部106は、データ・バッファ102に一時格納されているデータやビーコン信号を無線送信するために、所定の変調処理を行なう。   The wireless transmission unit 106 performs predetermined modulation processing to wirelessly transmit data and beacon signals temporarily stored in the data buffer 102.

アンテナ109は、他の無線通信装置宛に信号を選択された周波数チャネル上で無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。本実施形態では、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえないものとする。また、同時刻に複数の周波数チャネルをハンドルすることはできないものとする。   The antenna 109 wirelessly transmits a signal addressed to another wireless communication device on a selected frequency channel, or collects a signal transmitted from the other wireless communication device. In this embodiment, it is assumed that a single antenna is provided and that transmission and reception cannot be performed in parallel. Also, it is assumed that a plurality of frequency channels cannot be handled at the same time.

無線受信部110は、所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信処理する。無線送信部106及び無線受信部110における無線送受信方式は、例えば無線LANに適用可能な、比較的近距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、UWB(Ultra Wide Band)方式、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式などを採用することができる。   The wireless receiving unit 110 receives and processes signals such as information and beacons sent from other wireless communication devices at a predetermined time. As a wireless transmission / reception method in the wireless transmission unit 106 and the wireless reception unit 110, various communication methods suitable for relatively short-distance communication applicable to a wireless LAN, for example, can be applied. Specifically, an Ultra Wide Band (UWB) system, an Orthogonal Frequency Multiplexing (OFDM) system, a Code Division Multiple Access (CDMA) system, or the like can be employed.

チャネル品質測定部111は、例えば隣接局から受信した信号を解析して、自局における各チャネルの通信品質を測定し、測定結果をチャネル品質情報として情報記憶部113に格納する。   For example, the channel quality measurement unit 111 analyzes a signal received from an adjacent station, measures the communication quality of each channel in the own station, and stores the measurement result in the information storage unit 113 as channel quality information.

チャネル設定部108は、マルチチャネル方式の無線信号を実際に送受信する際における利用チャネルを選択する。例えば、ビーコン信号の送信時には、初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していく。   The channel setting unit 108 selects a channel to be used when actually transmitting / receiving a multi-channel radio signal. For example, when transmitting a beacon signal, the beacon transmission channel is changed according to a predetermined selection rule with the initial channel as a reference.

ここで、すべての通信局においてビーコン送信チャネルを変更するチャネル選択規則を同一にすることにより、各通信局は、自律分散制御で隣接局のビーコン送信時刻、ビーコン送信チャネルを把握して、ビーコンを受信することができる(後述)。また、自局あるいは隣接局のチャネル品質情報を基に、あるチャネル上での送受信が困難であると判断した場合には、上記の選択規則上でチャネルの変更のスキップを行ない、次回又は前回のチャネルを連続的に選択するようにする(後述)。   Here, by making the channel selection rule for changing the beacon transmission channel the same in all communication stations, each communication station grasps the beacon transmission time and beacon transmission channel of the adjacent station by autonomous distributed control, and Can be received (described later). If it is determined that transmission / reception on a certain channel is difficult based on the channel quality information of its own station or adjacent station, the channel change is skipped according to the above selection rule, and the next or previous Channels are continuously selected (described later).

タイミング制御部107は、チャネル設定部108において設定されたチャネル上で無線信号を送信並びに受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、ビーコン送信チャネルにおける伝送フレーム周期の先頭における自己のビーコン送信タイミングや、各チャネルにおける他の通信装置からのビーコン受信タイミング、各チャネルにおけるスキャン動作周期などを制御する。   The timing control unit 107 controls timing for transmitting and receiving a radio signal on the channel set by the channel setting unit 108. For example, it controls its own beacon transmission timing at the beginning of the transmission frame cycle in the beacon transmission channel, beacon reception timing from other communication devices in each channel, scan operation cycle in each channel, and the like.

ビーコン解析部112は、隣接局から受信できたビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在などを解析する。例えば、隣接局のビーコンの受信タイミングや初期チャネル情報、近隣ビーコン受信タイミングなどの情報は近隣装置情報として情報記憶部113に格納される。また、ビーコンに記述されているチャネル品質情報も情報記憶部113に格納される。   The beacon analysis unit 112 analyzes a beacon signal that can be received from an adjacent station, and analyzes the presence of a nearby wireless communication device. For example, information such as beacon reception timing, initial channel information, and neighboring beacon reception timing of neighboring stations is stored in the information storage unit 113 as neighboring device information. Further, the channel quality information described in the beacon is also stored in the information storage unit 113.

情報記憶部113は、中央制御部103において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令(スキャン設定やチャネル設定などを行なうプログラム)や、他の通信局のビーコン送信タイミングや、チャネル品質情報、近隣装置情報などを蓄えておく。   The information storage unit 113 executes an execution procedure instruction (a program for performing scan setting, channel setting, etc.) such as a series of access control operations executed in the central control unit 103, beacon transmission timing of other communication stations, and channel quality information. Store neighboring device information.

本実施形態では、通信局として動作する無線通信装置100は、複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない通信環境下で、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御、又はCSMA/CAに基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。   In this embodiment, the wireless communication apparatus 100 operating as a communication station has a transmission (MAC) frame having a gradual time division multiple access structure in a communication environment in which a plurality of channels are prepared and a specific control station is not arranged. Thus, communication operation such as transmission control using a plurality of channels effectively or random access based on CSMA / CA is performed.

各通信局は、初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していきながらビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。また、ある通信局の通信範囲に新規に参入する通信局は、ビーコン信号を受信することにより、通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を知ることができる。   Each communication station reports its beacon information while changing the beacon transmission channel according to a predetermined selection rule with reference to the initial channel, so that other communication stations in the vicinity (that is, within the communication range) can identify themselves. Notify and notify network configuration. In addition, a communication station that newly enters the communication range of a certain communication station detects that it has entered the communication range by receiving a beacon signal, and decodes information described in the beacon to configure the network configuration Can know.

本実施形態に係る各通信局のビーコン送信手順について、図3を参照しながら説明する。但し、ここではまず単一チャネル上で各通信局のビーコンが配置されている場合について説明する。   A beacon transmission procedure of each communication station according to the present embodiment will be described with reference to FIG. However, here, a case where beacons of respective communication stations are arranged on a single channel will be described first.

ビーコンで送信される情報が100バイトであるとすると、送信に要する時間は18マイクロ秒となる。40ミリ秒に1回の送信なので、通信局毎のビーコンのメディア占有率は2222分の1と十分小さい。   If the information transmitted by the beacon is 100 bytes, the time required for transmission is 18 microseconds. Since transmission is performed once every 40 milliseconds, the media occupation rate of the beacon for each communication station is as small as 1/22222.

各通信局は、周辺で発振されるビーコンを聞きながら、ゆるやかに同期する。新規に通信局が現われた場合、新規通信局は既存の通信局のビーコン送信タイミングと衝突しないように、自分のビーコン送信タイミングを設定する。   Each communication station synchronizes gently while listening to beacons that oscillate in the vicinity. When a new communication station appears, the new communication station sets its own beacon transmission timing so that it does not collide with the beacon transmission timing of the existing communication station.

周辺に通信局がいない場合、通信局01は適当なタイミングでビーコンを送信し始めることができる。ビーコンの送信間隔は40ミリ秒である(前述)。図2中の最上段に示す例では、B01が通信局01から送信されるビーコンを示している。   When there is no communication station in the vicinity, the communication station 01 can start transmitting a beacon at an appropriate timing. The beacon transmission interval is 40 milliseconds (described above). In the example shown at the top in FIG. 2, B01 indicates a beacon transmitted from the communication station 01.

以降、通信範囲内に新規に参入する通信局は、既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。このとき、各通信局はビーコン送信の直後に優先利用領域(TGP)を獲得することから、1つのチャネル上では各通信局のビーコン送信タイミングは密集しているよりも伝送フレーム周期内で均等に分散している方が伝送効率上より好ましい。したがって、本実施形態では、基本的に自身が聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中でビーコンの送信を開始するようにしている。   Thereafter, the communication station that newly enters the communication range sets its own beacon transmission timing so as not to collide with the existing beacon arrangement. At this time, since each communication station acquires a preferential use area (TGP) immediately after beacon transmission, the beacon transmission timing of each communication station is evenly distributed within the transmission frame period on one channel rather than being dense. Dispersion is more preferable in terms of transmission efficiency. Therefore, in this embodiment, beacon transmission is started in the middle of the time zone in which the beacon interval is the longest in the range where the user can hear it.

例えば、図3中の最上段に示すように、通信局01のみが存在するチャネル上において、新たな通信局02が現われたとする。このとき、通信局02は、通信局01からのビーコンを受信することによりその存在とビーコン位置を認識し、図3の第2段目に示すように、通信局01のビーコン間隔のほぼ真中に自己のビーコン送信タイミングを設定して、ビーコンの送信を開始する。   For example, it is assumed that a new communication station 02 appears on a channel where only the communication station 01 exists, as shown in the uppermost row in FIG. At this time, the communication station 02 receives the beacon from the communication station 01 and recognizes its existence and beacon position, and as shown in the second stage of FIG. 3, is approximately in the middle of the beacon interval of the communication station 01. Set own beacon transmission timing and start beacon transmission.

さらに、新たな通信局03が現われたとする。このとき、通信局03は、通信局01並びに通信局02のそれぞれから送信されるビーコンの少なくとも一方を受信し、これら既存の通信局の存在を認識する。そして、図3の第3段に示すように、通信局01及び通信局02から送信されるビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで送信を開始する。   Furthermore, it is assumed that a new communication station 03 appears. At this time, the communication station 03 receives at least one of the beacons transmitted from each of the communication station 01 and the communication station 02 and recognizes the existence of these existing communication stations. Then, as shown in the third stage of FIG. 3, transmission is started at a timing almost in the middle of the beacon interval transmitted from the communication station 01 and the communication station 02.

以下、同様のアルゴリズムに従って近隣で通信局が新規参入する度に、ビーコン間隔が狭まっていく。例えば、図3の最下段に示すように、次に現われる通信局04は、通信局02及び通信局01それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定し、さらにその次に現われる通信局05は、通信局02及び通信局04それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定する。   Thereafter, the beacon interval is narrowed every time a communication station newly enters the neighborhood according to the same algorithm. For example, as shown at the bottom of FIG. 3, the communication station 04 that appears next sets the beacon transmission timing at a timing almost in the middle of the beacon interval set by each of the communication station 02 and the communication station 01, and then The appearing communication station 05 sets the beacon transmission timing at substantially the middle of the beacon interval set by the communication station 02 and the communication station 04.

但し、帯域(伝送フレーム周期)内がビーコンで溢れないように、最小のビーコン間隔Bminを規定しておき、Bmin内に2以上のビーコン送信タイミングを配置することを許容しない。例えば、40ミリ秒の伝送フレーム周期でミニマムのビーコン間隔Bminを2.5ミリ秒に規定した場合、電波の届く範囲内では最大で16台の通信局までしか収容できないことになる。   However, the minimum beacon interval Bmin is defined so that the band (transmission frame period) does not overflow with beacons, and two or more beacon transmission timings are not allowed to be placed in Bmin. For example, if the minimum beacon interval Bmin is defined as 2.5 milliseconds with a transmission frame period of 40 milliseconds, only a maximum of 16 communication stations can be accommodated within the reach of radio waves.

図4には、1チャネル上におけるビーコン送信タイミングの一例を示している。但し、同図に示す例では、40ミリ秒からなる伝送フレーム周期における時間の経過を、円環上で時針が右回りで運針する時計のように表している。   FIG. 4 shows an example of beacon transmission timing on one channel. However, in the example shown in the figure, the passage of time in a transmission frame period of 40 milliseconds is represented as a clock in which the hour hand moves clockwise on the ring.

図4に示す例では、通信局0から通信局Fまでの合計16台の通信局がネットワークのノードとして構成されている。図3を参照しながら説明したように、既存の通信局が設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで新規参入局のビーコン送信タイミングを順次設定していくというアルゴリズムに従って、ビーコン配置が行なわれたものとする。Bminを2.5ミリ秒と規定した場合には、これ以上の通信局は該ネットワークに参入できない。   In the example shown in FIG. 4, a total of 16 communication stations from the communication station 0 to the communication station F are configured as nodes of the network. As described with reference to FIG. 3, beacon placement is performed according to an algorithm in which beacon transmission timings of new entrant stations are sequentially set at almost the middle of the beacon interval set by an existing communication station. And When Bmin is defined as 2.5 milliseconds, no more communication stations can enter the network.

IEEE802.11方式などの場合と同様に、本実施形態においても複数のパケット間隔を定義する。ここでのパケット間隔の定義を、図5を参照して説明する。ここでのパケット間隔は、Short Inter Frame Space(SIFS)とLong Inter Frame Space(LIFS)を定義する。高いプライオリティが与えられたパケットに限りSIFSのパケット間隔で送信を許容し、それ以外のパケットは(LIFS+ランダムに値を得るランダム・バックオフ)のパケット間隔だけメディアがクリアであることを確認した後に送信を許容する。ランダム・バックオフ値の計算方法は既存技術で知られている方法を適用する。   Similar to the case of the IEEE 802.11 system and the like, a plurality of packet intervals are also defined in this embodiment. The definition of the packet interval here will be described with reference to FIG. The packet interval here defines a short inter frame space (SIFS) and a long inter frame space (LIFS). Only packets with high priority are allowed to be transmitted at SIFS packet intervals, and other packets are confirmed to be clear by the packet interval of (LIFS + random backoff to obtain a value at random). Allow transmission. As a method for calculating the random back-off value, a method known in the existing technology is applied.

さらに本実施形態においては、上述したパケット間隔である「SIFS」と「LIFS+バックオフ」の他、「LIFS」と「FIFS+バックオフ」(FIFS:Far Inter Frame Space)を定義する。通常は「SIFS」と「LIFS+バックオフ」のパケット間隔を適用するが、ある通信局に送信の優先権が与えられている時間帯においては、他局は「FIFS+バックオフ」のパケット間隔を用い、優先権が与えられている局はSIFSあるいはLIFSでのパケット間隔を用いるというものである。   Further, in the present embodiment, “LIFS” and “FIFS + backoff” (FIFS: Far Inter Frame Space) are defined in addition to the above-described packet intervals “SIFS” and “LIFS + backoff”. Normally, the “SIFS” and “LIFS + backoff” packet intervals are applied, but in the time zone in which a certain communication station is given priority for transmission, other stations use the “FIFS + backoff” packet interval. The station to which priority is given uses the packet interval in SIFS or LIFS.

各通信局はビーコンを一定間隔で送信しているが、ビーコンを送信した後しばらくの間は、該ビーコンを送信した局に送信の優先権を与えられる。図6には、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示している。この優先区間をTransmission Guaranteed Period(TGP)と定義する。また、TGP以外の区間をFairly Access Period(FAP)と定義され、、通信局間ではCSMA/CA方式により通信が行なわれる。図7には、伝送フレーム周期(T_SF)の構成を示している。同図に示すように、各通信局からのビーコンの送信に続いて、そのビーコンを送信した通信局のTGPが割り当てられ、TGPの長さ分だけ時間が経過するとFAPになり、次の通信局からのビーコンの送信でFAPが終わる。なお、ここではビーコンの送信直後からTGPが開始する例を示したが、これには限定されるものではなく、例えば、ビーコンの送信時刻から相対位置(時刻)でTGPの開始時刻を設定してもよい。   Each communication station transmits a beacon at regular intervals, but for a while after transmitting the beacon, the station that transmitted the beacon is given transmission priority. FIG. 6 shows a state in which priority is given to the beacon transmitting station. This priority section is defined as Transmission Guaranteed Period (TGP). Further, a section other than TGP is defined as “Fairly Access Period (FAP)”, and communication is performed between communication stations by the CSMA / CA method. FIG. 7 shows the configuration of the transmission frame period (T_SF). As shown in the figure, following the transmission of the beacon from each communication station, the TGP of the communication station that transmitted the beacon is allocated, and when the time has elapsed by the length of the TGP, it becomes FAP, and the next communication station FAP ends with the transmission of the beacon from. In addition, although the example where TGP starts immediately after the transmission of the beacon is shown here, the present invention is not limited to this. For example, the start time of the TGP is set by the relative position (time) from the transmission time of the beacon. Also good.

ここで、1チャネル上のパケット間隔について再度考察すると、下記のようになる。各通信局は、FAPにおいてはLIFS+バックオフの間隔での送信を行なう。また、ビーコン並び自局のTGP内でのパケットの送信に関しては、SIFS間隔での送信を許容する。また、自局のTGP内でのパケットの送信に関してはLIFSの間隔での送信をも許容する。さらに、他局のTGP内でのパケットの送信に関してはFIFS+バックオフの間隔での送信とするということになる。IEEE802.11方式においては、常にパケット間隔としてFIFS+バックオフがとられていたが、本実施形態の構成によれば、この間隔を詰めることができて、より効果的なパケット伝送が可能となる。   Here, the packet interval on one channel is considered again as follows. Each communication station performs transmission at an interval of LIFS + backoff in FAP. In addition, regarding the transmission of packets within the TGP of the local station of beacons, transmission at SIFS intervals is permitted. In addition, regarding the transmission of the packet within the TGP of the own station, the transmission at the LIFS interval is allowed. Further, regarding transmission of packets within the TGP of another station, transmission is performed at an interval of FIFS + backoff. In the IEEE802.11 scheme, FIFS + backoff is always taken as a packet interval. However, according to the configuration of the present embodiment, this interval can be reduced, and more effective packet transmission is possible.

上記では、TGP中の通信局にのみ優先送信権が与えられるという説明を行なったが、TGP中の通信局に呼び出された通信局にも優先送信権を与える。基本的にTGPにおいては、送信を優先するが、自通信局内に送信するものはないが、他局が自局宛てに送信したい情報を保持していることが判っている場合には、その「他局」宛てにページング(Paging)メッセージあるいはポーリング(Polling) メッセージを投げたりしてもよい。   In the above description, the priority transmission right is given only to the communication station in the TGP. However, the priority transmission right is also given to the communication station called by the communication station in the TGP. Basically, in TGP, priority is given to transmission, but there is nothing to be transmitted within the local communication station, but when it is known that other stations hold information to be transmitted to the local station, A paging message or a polling message may be sent to “other station”.

逆に、ビーコンを送信したものの、自局には何も送信するものがない場合でかつ他局が自局宛てに送信したい情報を保持していることを知らない場合、このような通信局は、何もせず、TGPで与えられた送信優先権を放棄し、何も送信しない。すると、LIFS+バックオフあるいはFIFS+バックオフ経過後に他局がこの時間帯でも送信を開始する。   Conversely, if you have sent a beacon, but your station has nothing to send and you do not know that the other station has the information you want to send to your station, Do nothing, abandon the transmission priority given by TGP, and do nothing. Then, after the LIFS + back-off or FIFS + back-off has elapsed, another station starts transmission even in this time zone.

図7に示したようにビーコン送信した直後にTGPが続くという構成を考慮すると、各通信局のビーコン送信タイミングは密集しているよりも伝送フレーム周期内で均等に分散している方が伝送効率上より好ましい。したがって、本実施形態では、基本的に自身が聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中でビーコンの送信を開始するようにしている。勿論、各通信局のビーコン送信タイミングを集中して配置し、残りの伝送フレーム周期では受信動作を停止して装置の消費電力を低減させるという利用方法もある。   Considering the configuration in which TGP continues immediately after beacon transmission as shown in FIG. 7, the transmission efficiency is better when the beacon transmission timing of each communication station is evenly distributed within the transmission frame period than when it is dense. More preferred. Therefore, in this embodiment, beacon transmission is started in the middle of the time zone in which the beacon interval is the longest in the range where the user can hear it. Of course, there is also a utilization method in which the beacon transmission timing of each communication station is concentrated and the reception operation is stopped in the remaining transmission frame period to reduce the power consumption of the apparatus.

図8には、ビーコン信号フォーマットの構成例を示している。同図に示すように、ビーコン信号は、当該信号の存在を知らしめるためのプリアンブルに、ヘディング、ペイロード部PSDUが続いている。ヘディング領域において、該パケットがビーコンである旨を示す情報が掲載されている。また、PSDU内にはビーコンで報知したい以下の情報が記載されている。   FIG. 8 shows a configuration example of the beacon signal format. As shown in the figure, the beacon signal has a preamble for notifying the presence of the signal followed by a heading and a payload part PSDU. In the heading area, information indicating that the packet is a beacon is posted. Further, the following information that is desired to be notified by a beacon is described in PSDU.

TX.ADDR:送信局(TX)のMAC アドレス
TOI:TBTTオフセット・インジケータ(TBTT Offset Indicator )
NBOI:近隣ビーコンのオフセット情報(Neighbor Beacon Offset Information)
TIM:トラフィック・インジケーション・マップ(Traffic Indication Map)
PAGE:ページング(Paging)
TX. ADDR: MAC address of transmitting station (TX) TOI: TBTT offset indicator (TBTT Offset Indicator)
NBOI: Neighbor Beacon Offset Information
TIM: Traffic Indication Map (Traffic Indication Map)
PAGE: Paging

TIMとは、現在この通信局がどの通信局宛てに情報を有しているかの報知情報であり、TIMを参照することにより、受信局は自分が受信を行なわなければならないことを認識することができる。また、Pagingは、TIMに掲載されている受信局のうち、直後のTGP において送信を予定していることを示すフィールドであり、このフィールドで指定された局はTGPでの受信に備えなければならない。その他のフィールド(ETCフィールド)も用意されている。ETCフィールドは、用意されている各周波数チャネルにおけるチャネル品質情報として、例えば干渉を受けている度合いすなわち干渉度レベル(IntLCH)を記述するフィールドを含んでいてもよい。   The TIM is broadcast information indicating to which communication station this communication station currently has information, and by referring to the TIM, the receiving station can recognize that it must receive it. it can. Further, Paging is a field indicating that transmission is scheduled in the immediately following TGP among the receiving stations listed in the TIM, and the station specified in this field must be prepared for reception by TGP. . Other fields (ETC fields) are also prepared. The ETC field may include, for example, a field describing a degree of interference, that is, an interference level (IntLCH) as channel quality information in each prepared frequency channel.

NBOIは、チャネル上の伝送フレーム内における近隣の通信局のビーコン配置を記述した情報である。本実施形態では、各チャネルにおいて伝送フレーム周期内に最大16個のビーコンを配置することができることから、NBOIを各ビーコン位置に相当する16ビット長のフィールドとして構成し、受信できたビーコンの配置に関する情報をビットマップ形式で記述する。そして、自局のビーコン送信タイミングを基準として、各通信局からのビーコン受信タイミングの相対位置(オフセット)に対応するビットに1を書き込み、ビーコンを受信しないタイミングの相対位置に対応するビット位置は0のままとする。   The NBOI is information describing the beacon arrangement of neighboring communication stations in a transmission frame on a channel. In the present embodiment, since a maximum of 16 beacons can be arranged in the transmission frame period in each channel, the NBOI is configured as a 16-bit length field corresponding to each beacon position, and the arrangement of received beacons is related. Describe information in bitmap format. Then, with reference to the beacon transmission timing of the local station, 1 is written in the bit corresponding to the relative position (offset) of the beacon reception timing from each communication station, and the bit position corresponding to the relative position of the timing not receiving the beacon is 0. Leave as it is.

図9には、利用チャネル数を1つとした場合におけるNBOIの記述例を示している。同図に示す例では、図3に示した通信局0が、「通信局1並びに通信局9からのビーコンが受信可能である」旨を伝えるNBOIフィールドが示されている。NBOIフィールドの最上位ビットを自局のビーコン送信位置に割り当てられ、この位置を基準として受信可能な隣接局のビーコンの相対位置に対応するビットに関し、ビーコンが受信されている場合にはマーク、受信されていない場合にはスペースを割り当てる。なお、これ以外の目的で、ビーコンが受信されていないタイミングに対応するビットに関してマークを行なうようにしてもよい。本実施形態では、利用可能な各周波数チャネルについてのビーコン配置を記述したNBOI情報が必要であるが、この点について後述に譲る。   FIG. 9 shows a description example of the NBOI when the number of used channels is one. In the example shown in the figure, an NBOI field for indicating that the communication station 0 shown in FIG. 3 “can receive beacons from the communication stations 1 and 9” is shown. The most significant bit of the NBOI field is assigned to the beacon transmission position of the local station, and the mark corresponding to the relative position of the beacon of the adjacent station that can be received with reference to this position is marked and received when the beacon is received. If not, allocate space. For other purposes, marking may be performed on a bit corresponding to a timing when a beacon is not received. In this embodiment, NBOI information that describes the beacon arrangement for each frequency channel that can be used is necessary. This point will be described later.

各通信局は、あるチャネル上でお互いのビーコン信号を受信すると、その中に含まれるNBOIの記述に基づいて、使用可能な各周波数チャネル上でビーコンの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置したり他局からのビーコン受信タイミングを検出したりすることができる。   When each communication station receives each other's beacon signal on a channel, it determines its beacon transmission timing while avoiding beacon collision on each available frequency channel based on the description of the NBOI included in the communication station. The beacon reception timing from other stations can be detected.

図10には、ある周波数チャネル上において、新規参入局がNBOIの記述に基づいて既存のビーコンとの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置する様子を示している。同図の各段では、通信局STA0〜STA2の参入状態を表している。そして、各段の左側には各通信局の配置状態を示し、その右側には各局から送信されるビーコンの配置を示している。   FIG. 10 shows how a new entrant station arranges its own beacon transmission timing on a certain frequency channel while avoiding a collision with an existing beacon based on the description of NBOI. In each stage of the figure, the entry states of the communication stations STA0 to STA2 are shown. The left side of each stage shows the arrangement state of each communication station, and the right side shows the arrangement of beacons transmitted from each station.

図10上段では、通信局STA0のみが存在している場合を示している。このとき、STA0はビーコン受信を試みるが受信されないため、適当なビーコン送信タイミングを設定して、このタイミングの到来に応答してビーコンの送信を開始することができる。ビーコンは40ミリ秒(伝送フレーム)毎に送信されている。このとき、STA0から送信されるビーコンに記載されているNBOIフィールドのすべてのビットが0である。   The upper part of FIG. 10 shows a case where only the communication station STA0 exists. At this time, since STA0 tries to receive a beacon but is not received, STA0 can set an appropriate beacon transmission timing and can start beacon transmission in response to the arrival of this timing. The beacon is transmitted every 40 milliseconds (transmission frame). At this time, all bits in the NBOI field described in the beacon transmitted from STA0 are 0.

図10中段には、通信局STA0の通信範囲内でSTA1が参入してきた様子を示している。STA1は、ビーコンの受信を試みるとSTA0のビーコンが受信される。さらにSTA0のビーコンのNBOIフィールドは自局の送信タイミングを示すビット以外のビットはすべて0であることから、上述した処理手順に従ってSTA0のビーコン間隔のほぼ真中に自己のビーコン送信タイミングを設定する。   The middle part of FIG. 10 shows a state where STA1 has entered within the communication range of the communication station STA0. When STA1 attempts to receive a beacon, the beacon of STA0 is received. Further, since all the bits other than the bit indicating the transmission timing of the local station are 0 in the NBOI field of the beacon of STA0, the own beacon transmission timing is set approximately in the middle of the beacon interval of STA0 according to the above-described processing procedure.

STA1が送信するビーコンのNBOIフィールドは、自局の送信タイミングを示すビットとSTA0からのビーコン受信タイミングを示すビットに1が設定され、それ以外のビットはすべて0である。また、STA0も、STA1からのビーコンを認識すると、NBOIフィールドの該当するビット位置に1を設定する。   In the NBOI field of the beacon transmitted by STA1, 1 is set in the bit indicating the transmission timing of the local station and the bit indicating the beacon reception timing from STA0, and all other bits are 0. Also, when STA0 recognizes the beacon from STA1, it sets 1 to the corresponding bit position in the NBOI field.

図10の最下段には、さらにその後、通信局STA1の通信範囲にSTA2が参入してきた様子を示している。図示の例では、STA0はSTA2にとって隠れ端末となっている。このため、STA2は、STA1がSTA0からのビーコンを受信していることを認識できず、右側に示すように、STA0と同じタイミングでビーコンを送信し衝突が生じてしまう可能性がある。   The lowermost part of FIG. 10 shows a state in which STA2 has entered the communication range of communication station STA1 after that. In the illustrated example, STA0 is a hidden terminal for STA2. For this reason, STA2 cannot recognize that STA1 has received a beacon from STA0, and as shown on the right side, there is a possibility that a beacon is transmitted at the same timing as STA0 and a collision occurs.

NBOIフィールドはこの現象を回避するために用いられる。まず、STA1のビーコンのNBOIフィールドは自局の送信タイミングを示すビットに加え、STA0がビーコンを送信しているタイミングを示すビットにも1が設定されている。そこで、STA2は、隠れ端末であるSTA0が送信するビーコンを直接受信はできないが、STA1から受信したビーコンに基づいてSTA0のビーコン送信タイミングを認識し、このタイミングでのビーコン送信を避ける。   The NBOI field is used to avoid this phenomenon. First, the NBOI field of the beacon of STA1 is set to 1 in the bit indicating the timing at which STA0 is transmitting a beacon in addition to the bit indicating the transmission timing of the local station. Therefore, STA2 cannot directly receive the beacon transmitted by STA0, which is a hidden terminal, but recognizes the beacon transmission timing of STA0 based on the beacon received from STA1, and avoids beacon transmission at this timing.

そして、図11に示すように、このときSTA2は、STA0とSTA1のビーコン間隔のほぼ真中にビーコン送信タイミングを定める。勿論、STA2の送信ビーコン中のNBOIでは、STA2とSTA1のビーコン送信タイミングを示すビットを1に設定する。このようなNBOIフィールドの記述に基づくビーコンの衝突回避機能により、隠れ端末すなわち2つ先の隣接局のビーコン位置を把握しビーコンの衝突を回避することができる。   Then, as shown in FIG. 11, at this time, the STA2 determines the beacon transmission timing substantially in the middle of the beacon interval between the STA0 and the STA1. Of course, in the NBOI in the transmission beacon of STA2, the bit indicating the beacon transmission timing of STA2 and STA1 is set to 1. With such a beacon collision avoidance function based on the description of the NBOI field, a beacon collision can be avoided by grasping the beacon position of a hidden terminal, that is, two adjacent stations.

B.マルチチャネル環境下での干渉とデッドロックの回避
上述したように、自律分散型の無線通信システムでは、各通信局は伝送フレーム周期内でビーコン情報を報知するとともに、他局からのビーコン信号のスキャン動作を行なうことにより1チャネル上でのネットワーク構成を認識することができる。ところが、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型ネットワークの場合、図4に示したような伝送フレームが周波数軸上に利用チャネル数分だけ配置された構成となっている(図12を参照のこと)。このため、通信局は他の通信のビーコン送信タイミングにおいて同じチャネル上に移行していなければビーコンを受信することはできず、すべてのチャネル上においてネットワーク構成を把握することは困難である。
B. Avoiding interference and deadlock in a multi-channel environment As described above, in an autonomous distributed wireless communication system, each communication station broadcasts beacon information within a transmission frame period and scans beacon signals from other stations. By performing the operation, the network configuration on one channel can be recognized. However, in the case of the multi-channel autonomous distributed network according to the present embodiment, the transmission frames as shown in FIG. 4 are arranged on the frequency axis by the number of used channels (see FIG. 12). ). For this reason, a communication station cannot receive a beacon unless it has shifted to the same channel at the beacon transmission timing of another communication, and it is difficult to grasp the network configuration on all channels.

また、通信局が自局にとって最適なチャネルであっても、通信相手となる他局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。例えば、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合には、これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   Further, even if the communication station is the optimum channel for the own station, there is a possibility that the other station which is the communication partner is a channel receiving interference. For example, if the beacon transmission channel of one station is an interference channel or an unusable channel because the communication quality deteriorates in the other station, these communication stations may communicate with each other on the other channel. Even if they can, they will fall into a deadlock state where they cannot recognize each other's existence forever.

既に述べたように、各通信局は、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえず、また、同時刻に複数の周波数チャネルをハンドルすることはできないということを想定している。ここで、図19に示すような干渉環境下で2台の通信局が配置されている状態について考察してみる。   As already mentioned, each communication station is equipped with a single antenna, it is assumed that transmission and reception cannot be performed in parallel, and that it is not possible to handle multiple frequency channels at the same time. . Here, consider a state in which two communication stations are arranged in an interference environment as shown in FIG.

通信局#1は、チャネルCH1では干渉を受けているがチャネルCH2では干渉を受けていない(クリアである)という左斜線が付された通信環境に配置されており、チャネルCH2を自局のビーコン送信チャネルとして設定している。また、通信局#2は、チャネルCH2では干渉を受けているがチャネルCH1では干渉を受けていない(クリアである)という右斜線が付された通信環境に配置されており、チャネルCH1を自局のビーコン送信チャネルとして設定している。このままの状況では、お互いの干渉チャネルでビーコンを送信しているため、永遠に双方の存在に気づくことができない。   The communication station # 1 is arranged in a communication environment with a left slanted line indicating that it is receiving interference on the channel CH1 but not receiving interference on the channel CH2 (clear). It is set as a transmission channel. Further, the communication station # 2 is arranged in a communication environment with a right oblique line indicating that the channel CH2 receives interference but the channel CH1 does not receive interference (clear). Is set as the beacon transmission channel. In this situation, since the beacons are transmitted through the mutual interference channels, the existence of both parties cannot be noticed forever.

そこで、本実施形態では、各通信局は、初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していく。ここで、すべての通信局においてビーコン送信チャネルを変更するチャネル選択規則を同一にすることにより、各通信局は、自律分散制御で隣接局のビーコン送信時刻、ビーコン送信チャネルを把握して、ビーコンを受信することができる。   Therefore, in this embodiment, each communication station changes the beacon transmission channel according to a predetermined selection rule with reference to the initial channel. Here, by making the channel selection rule for changing the beacon transmission channel the same in all communication stations, each communication station grasps the beacon transmission time and beacon transmission channel of the adjacent station by autonomous distributed control, and Can be received.

自律分散型のマルチチャネル無線通信環境下において、通信局として動作する無線通信装置は、隣接局からのビーコンの受信タイミングと初期チャネル情報に基づいて次のビーコン送信チャネルを求め、当該チャネル上で隣接局のビーコン送信タイミングに合わせて受信待機する。   In an autonomous distributed multi-channel wireless communication environment, a wireless communication device operating as a communication station obtains the next beacon transmission channel based on the beacon reception timing from the adjacent station and the initial channel information, and is adjacent on the channel. Wait for reception according to the beacon transmission timing of the station.

したがって、あるチャネルでの通信が干渉などにより困難な場合でも、定期的にチャネルが変化することで通信が可能になる。また、通信するチャネルを通信局間で取り決める手続きが不要なためシンプルな動作が実現でき、余分な通信が減るので、システム全体のスループットも向上する。   Therefore, even when communication on a certain channel is difficult due to interference or the like, communication is possible by periodically changing the channel. In addition, since a procedure for deciding a communication channel between communication stations is unnecessary, a simple operation can be realized, and unnecessary communication is reduced, so that the throughput of the entire system is improved.

以下では、無線通信装置において使用チャネルを変更する動作例について説明する。   Below, the operation example which changes a use channel in a radio | wireless communication apparatus is demonstrated.

B−1.チャネル変更方法1
図13には、チャネル1〜チャネル4の4チャネルからなるマルチチャネル通信システムにおいて、通信局A〜Dが各チャネル上でビーコン送信タイミングを配置している様子を示している。同図に示すように、各通信局A〜Dは、ビーコン送信タイミングが他局のビーコンと衝突しないように互いにずらして配置している。また、ビーコンが送受信されるチャネルも、通信局毎に区々に設定される。
B-1. Channel change method 1
FIG. 13 shows a state in which communication stations A to D arrange beacon transmission timing on each channel in a multi-channel communication system including four channels 1 to 4. As shown in the figure, the communication stations A to D are shifted from each other so that the beacon transmission timing does not collide with the beacons of other stations. In addition, channels for transmitting and receiving beacons are also set for each communication station.

仮に、各端末のビーコン間隔の最小ステップをT_SF/8とすると、図13に示したようなビーコン送信時刻、相対的なチャネル配置の場合には、図14のように記述されるビーコン位置情報として把握することができる。   Assuming that the minimum step of the beacon interval of each terminal is T_SF / 8, in the case of the beacon transmission time and relative channel arrangement as shown in FIG. 13, as the beacon position information described as shown in FIG. I can grasp it.

図14に示す例では、ビーコン位置情報は、伝送フレーム周期T_SF内に配置可能なビーコンの個数だけカラムが用意されている。その先頭カラムは、自局のビーコン送信位置に割り当てられ、ビーコン送信チャネル(初期チャネル)が書き込まれる。そして、以降の各カラムは、自局のビーコン送信位置を基準としたT_SF/8毎の送信時刻に割り当てられており、自局のビーコン送信位置から対応する相対位置(オフセット)において受信することができたビーコンのチャネル情報が書き込まれる。   In the example illustrated in FIG. 14, columns of beacon position information are prepared for the number of beacons that can be arranged in the transmission frame period T_SF. The first column is assigned to the beacon transmission position of the own station, and the beacon transmission channel (initial channel) is written. The subsequent columns are assigned to transmission times for each T_SF / 8 based on the beacon transmission position of the local station, and can be received at the corresponding relative position (offset) from the beacon transmission position of the local station. The channel information of the completed beacon is written.

図14に示したようなビーコン位置情報は、それぞれのカラムに該当する送信時刻のビーコンの有無、ビーコンがある場合はそのチャネルが記録されており、マルチチャネル通信環境下における近隣通信装置情報NBOIに相当する。各通信局は、自局が各チャネル上で受信できたビーコンに基づいてビーコン位置情報を作成するとともに、ビーコン内にこれを書き込んで周辺局に報知し合うようにする。また、受信したビーコンからビーコン位置情報を取り出して、自局のビーコン位置情報の内容を更新する。   The beacon position information as shown in FIG. 14 includes the presence / absence of a beacon at the transmission time corresponding to each column, and the channel if there is a beacon, and is recorded in the neighboring communication device information NBOI in a multi-channel communication environment. Equivalent to. Each communication station creates beacon position information based on a beacon that the local station has received on each channel, and writes the information in the beacon so as to notify the neighboring stations. Also, beacon position information is extracted from the received beacon and the contents of the beacon position information of the own station are updated.

通信局は、このようなビーコン位置情報の記載内容に基づいて、各伝送フレーム周期において、ビーコン送信チャネルを求め、ビーコン送受信時刻になったら該当のチャネルに切り替えて、送受信を試みる。   The communication station obtains a beacon transmission channel in each transmission frame period based on the description content of such beacon position information, and switches to the corresponding channel when the beacon transmission / reception time comes, and tries transmission / reception.

ビーコンの相対的なチャネル配置は、各ビーコンの送信時刻が互いにできる限り離れるように配置するのが望ましい。何故ならば、ビーコン送受信後に獲得する優先送信期間TGPにおけるデータ通信はビーコンのチャネルで行なわれるため、できる限りビーコンが離れている方がそれぞれの通信可能時間を長くできるからである(同上)。図15には、マルチチャネル上における各通信局のビーコン配置例を示している。   The relative channel arrangement of the beacons is preferably arranged such that the transmission times of the beacons are as far as possible from each other. This is because data communication in the priority transmission period TGP acquired after beacon transmission / reception is performed on the channel of the beacon, and therefore, when the beacon is separated as much as possible, each communicable time can be increased (same as above). FIG. 15 shows a beacon arrangement example of each communication station on the multi-channel.

本実施形態では、各通信局は、初期チャネルを基準にして所定の選択規則に従ってビーコン送信チャネルを変更していく。ここでは、伝送フレーム周期毎に、すなわちビーコン送信ごとにビーコン送信チャネルを変更していくものする。また、ビーコン送信チャネルの選択基準として、チャネル1→チャネル2→チャネル3→チャネル4→チャネル1→…という順に、ラウンドロビン方式の選択規則がすべての通信局において共通しているものとする。   In this embodiment, each communication station changes the beacon transmission channel according to a predetermined selection rule with reference to the initial channel. Here, the beacon transmission channel is changed every transmission frame period, that is, every beacon transmission. Further, as selection criteria for the beacon transmission channel, it is assumed that selection rules of the round robin method are common to all communication stations in the order of channel 1 → channel 2 → channel 3 → channel 4 → channel 1 →.

このような場合、図13に示したような伝送フレーム周期T_SF後の次の伝送フレーム周期における各通信局のビーコンのチャネル配置は、図16に示すようになる。   In such a case, the channel arrangement of the beacon of each communication station in the next transmission frame period after the transmission frame period T_SF as shown in FIG. 13 is as shown in FIG.

通信局は、図14に示したように、ビーコン位置情報すなわちマルチチャネル通信環境におけるNBOIを参照することで、隣接局のビーコン時刻や、ビーコン・チャネル(初期チャネル)を把握することができる。チャネルの選択順序は、先に示したようにチャネル1→チャネル2→チャネル3→チャネル4→チャネル1→…という順であることがあらかじめ分かっている。したがって、隣接局がビーコン送信チャネルをT_SF毎に変更しても、次のビーコン受信タイミングにおけるチャネルを予測することができる。すなわち、通信局は、隣接局のビーコン時刻の到来に合わせて、その予測されるチャネルでビーコンの受信を待ち受けるようにする。   As shown in FIG. 14, the communication station can grasp the beacon time of the adjacent station and the beacon channel (initial channel) by referring to the beacon position information, that is, the NBOI in the multi-channel communication environment. It is known in advance that the channel selection order is in the order of channel 1 → channel 2 → channel 3 → channel 4 → channel 1 →... Therefore, even if the adjacent station changes the beacon transmission channel every T_SF, the channel at the next beacon reception timing can be predicted. That is, the communication station waits for reception of a beacon on the predicted channel in accordance with the arrival of the beacon time of the adjacent station.

本実施形態では、通信局間ではCSMA/CA方式により通信が行なわれるとする。各通信局は、ビーコン送信の初期チャネル及びチャネル選択規則に基づいて隣接局のビーコン送信タイミング並びにその送信チャネルを予測する。そして、ビーコン時刻に予測されたチャネルで待ち受けていると、ビーコンのパケットを受信できる次第である。受信したビーコンを解析することにより、ビーコン送信端末の存在を把握するとともに、そのビーコン送信局の置かれている干渉状況(チャネル品質情報)、周辺局(隠れ端末)などの情報を把握する。その後、ビーコンに引き続いて、この送信端末とその他の端末とのデータ通信が行なわれる。ビーコン送信側の隣接局との通信区間は次のビーコン受信時刻まで続く。   In the present embodiment, it is assumed that communication is performed between communication stations by the CSMA / CA method. Each communication station predicts the beacon transmission timing of the adjacent station and its transmission channel based on the initial channel of beacon transmission and the channel selection rule. And if it is waiting on the channel predicted at the beacon time, it is possible to receive a beacon packet. By analyzing the received beacon, the presence of the beacon transmission terminal is grasped, and information such as the interference state (channel quality information) where the beacon transmission station is located and the peripheral station (hidden terminal) is grasped. Thereafter, following the beacon, data communication is performed between the transmitting terminal and other terminals. The communication section with the adjacent station on the beacon transmission side continues until the next beacon reception time.

このようにして、各通信局がそれぞれビーコンを送信する自律分散制御の無線通信システムにおいて、周期的なチャネル変更をしつつも、CSMA/CA方式によるパケット通信が可能になる。すなわち、周期的にチャネルを変更することにより、ある特定のチャネルの通信状況が悪くても、他の通信チャネルでも通信することが可能になる。この結果、平均的な通信状況は特定チャネルに留まる場合よりは良好になる。また、このように規則的にチャネルを変更する方法により、通信局間で通信チャネルを決定し通知する仕組みが不要になるので、制御局の介在なしに、簡素な動作でマルチチャネル通信方式を実現することができる。   In this way, in the autonomous distributed control wireless communication system in which each communication station transmits a beacon, packet communication based on the CSMA / CA method is possible while periodically changing the channel. That is, by periodically changing the channel, even if the communication status of a specific channel is bad, it is possible to communicate on another communication channel. As a result, the average communication situation is better than when staying on a specific channel. In addition, the method of regularly changing channels in this way eliminates the need for a mechanism for determining and notifying the communication channel between communication stations, thus realizing a multi-channel communication system with simple operation without the intervention of a control station. can do.

B−2.チャネル変更方法2
ここでは、上述と同様、チャネル1〜チャネル4という複数のチャネルが用意され、各通信局が各チャネル上でビーコン送信タイミングを配置するマルチチャネル通信システムを想定する。各通信局からのビーコンには、自己が各チャネル上で受けている干渉度レベルなどを記述したチャネル品質情報が記述されている(前述)。
B-2. Channel change method 2
Here, as described above, a multi-channel communication system is assumed in which a plurality of channels 1 to 4 are prepared, and each communication station arranges beacon transmission timing on each channel. In the beacon from each communication station, channel quality information describing the interference level received on each channel is described (described above).

ここで、通信局は、ある特定のチャネル上では通信品質が劣悪で送信が困難と判断した場合に、チャネル選択規則上でこのような通信品質のよくないチャネルへの変更を避けて、次回又は前回のチャネルを連続的に選択するようにする。このような操作のことを、本明細書では「チャネル変更のスキップ」と呼ぶ。そして、隣接局側では、ビーコン送信側の通信局のビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて、ビーコン送信側の通信局におけるチャネル変更のスキップを認識することができ、チャネル選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機する。   Here, when the communication station determines that the communication quality is poor and transmission is difficult on a specific channel, the communication station avoids the change to the channel with the poor communication quality on the channel selection rule. Select the previous channel continuously. Such an operation is referred to as “skip channel change” in this specification. And the adjacent station side can recognize the skip of channel change in the communication station on the beacon transmission side based on the channel quality information described in the beacon of the communication station on the beacon transmission side. Wait for beacon reception on the next or previous channel.

例えば、ビーコンを受信した通信局側では、ビーコン送信側の通信局においてチャネル3の通信品質が悪くて通信ができないことを検知すると、チャネル3での受信待ち受けを避けて、チャネル選択規則上でその前のチャネルであるチャネル2(あるいはチャネル4)で待ち受ける。送信側でも、同様にして通信品質のよくないチャネル3での送信を避けて、チャネル変更スキップによりチャネル2(あるいはチャネル4)でビーコンを送信する。   For example, if a communication station that has received a beacon detects that communication on channel 3 is poor and communication is not possible at the communication station on the beacon transmission side, it avoids waiting for reception on channel 3 and the channel selection rule It waits on channel 2 (or channel 4), which is the previous channel. Similarly, the transmission side avoids transmission on channel 3 with poor communication quality, and transmits a beacon on channel 2 (or channel 4) by channel change skip.

このようにして、ビーコン情報の報知により通信局同士がにチャネル品質を通知し合うことで、互いにそのチャネルでの通信を避けて、チャネル選択順序の1つ前(又は1つ先)のチャネルでの通信を継続する。   In this way, by communicating the channel quality to each other by notifying the beacon information, it is possible to avoid communication on that channel and to use the channel immediately before (or one ahead) in the channel selection order. Continue communication.

図17には、通信チャネルにおける通信品質すなわち干渉状況に応じてチャネル変更スキップを行なう動作例を示している。ここでは、チャネル1→チャネル2→チャネル3→チャネル4→チャネル1→…という順序でビーコン送信チャネルを変更していくというチャネル選択規則が、各通信局において共有しているものとする。   FIG. 17 shows an operation example in which channel change skipping is performed in accordance with the communication quality in the communication channel, that is, the interference situation. Here, it is assumed that a channel selection rule of changing beacon transmission channels in the order of channel 1 → channel 2 → channel 3 → channel 4 → channel 1 →.

同図の最左側では、通信局がすべての利用チャネルにおいて干渉がなく通信品質が良好である場合の実際のチャネル変更動作を示している。この場合、規定のチャネル選択規則に従って、チャネル1→チャネル2→チャネル3→チャネル4→チャネル1→…という順序でビーコン送信チャネルを変更していく   The leftmost side of the figure shows the actual channel changing operation when the communication station has no interference in all the used channels and the communication quality is good. In this case, the beacon transmission channel is changed in the order of channel 1 → channel 2 → channel 3 → channel 4 → channel 1 →... According to a predetermined channel selection rule.

また、同図の左から2番目では、チャネル3の通信品質が悪くて通信ができないために、チャネル3での通信を避けて、チャネル変更スキップにより、チャネル選択規則上でその前のチャネルであるチャネル2で通信を行なう。   Also, in the second from the left in the figure, since the communication quality of channel 3 is poor and communication cannot be performed, communication on channel 3 is avoided, and channel change skip is used to indicate the previous channel in the channel selection rule. Communication is performed on channel 2.

また、通信状態が劣悪なチャネルが複数あった場合でも、同様にして、ビーコンの送信側及び受信側双方の通信局においてチャネル変更スキップを行ない、チャネル選択順序の1つ前(又は1つ先)のチャネル上で通信を行なう。   Similarly, even when there are a plurality of channels with poor communication conditions, channel change skip is performed in the communication stations on both the beacon transmission side and the reception side in the same manner, and the channel selection order is one previous (or one ahead). On the other channel.

図17の左から3番目では、干渉を受けているチャネル3及びチャネル4を避ける場合には、チャネル1に続いてチャネル2での通信が3回連続することになる。さらに、同図の最右側では、チャネル2〜4において干渉を受けているために、チャネル1での通信のみが連続して行なわれる。   In the third from the left in FIG. 17, when channel 3 and channel 4 receiving interference are avoided, communication on channel 2 is continued three times following channel 1. Further, on the rightmost side of the figure, since interference is received in channels 2 to 4, only communication on channel 1 is continuously performed.

上述の説明では、送信局側において通信チャネルの品質が悪かった場合を説明したが、同様にして受信局側において通信チャネルの品質が悪い場合の動作も考えられる。   In the above description, the case where the quality of the communication channel is bad on the transmitting station side has been described. Similarly, the operation when the quality of the communication channel is bad on the receiving station side is also conceivable.

受信局側における各通信チャネルの干渉情報は、この通信局がこれまでに送信したビーコンに記載されている。送信局側では、このビーコンを既に受信しているので、受信局側の通信チャネルの品質情報を把握できている。   The interference information of each communication channel on the receiving station side is described in the beacon transmitted so far by this communication station. Since the transmitting station has already received this beacon, the quality information of the communication channel on the receiving station side can be grasped.

したがって、送信側の通信局は、受信側の局において受信が困難と判断されるチャネルがある場合に、チャネル変更スキップにより、次回又は前回のチャネルを連続的に選択する。また、受信側の局においても、これに合わせて、自局のチャネル品質情報に基づいて送信局におけるチャネル変更のスキップを認識し、前記選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機する。この結果、送受信局では、都合の悪いチャネルでの通信を互いに避け合って通信を行なうことになる。   Therefore, when there is a channel that is determined to be difficult to receive at the receiving station, the transmitting communication station continuously selects the next or previous channel by channel change skip. In addition, the receiving station also recognizes the skip of channel change in the transmitting station based on the channel quality information of its own station, and receives the beacon on the next or previous channel on the selection rule. stand by. As a result, the transmitting and receiving stations perform communication while avoiding communication on inconvenient channels.

B−3.チャネル変更方法3
ここでは、上述と同様、チャネル1〜チャネル4という複数のチャネルが用意され、各通信局が各チャネル上でビーコン送信タイミングを配置するマルチチャネル通信システムを想定する。各通信局からのビーコンには、自己が各チャネル上で受けている干渉度レベルなどを記述したチャネル品質情報が記述されている(前述)。
B-3. Channel change method 3
Here, as described above, a multi-channel communication system is assumed in which a plurality of channels 1 to 4 are prepared, and each communication station arranges beacon transmission timing on each channel. In the beacon from each communication station, channel quality information describing the interference level received on each channel is described (described above).

各通信局のビーコン送信時刻は、他のビーコンとの衝突を避けるように、図13に示したように互いにずれて配置されている。また、ビーコンが送信されるチャネル(初期チャネル)も通信局毎に設定する。   The beacon transmission times of the communication stations are shifted from each other as shown in FIG. 13 so as to avoid collision with other beacons. Also, a channel (initial channel) through which a beacon is transmitted is set for each communication station.

ここで、伝送フレームT_SFにおける最小のビーコン間隔BminをT_SF/8とすると、図13に示したようなビーコン送信時刻、相対的なチャネル配置は、図14に示したようなビーコン位置情報(マルチチャネル方式における近隣ビーコン配置情報)として把握することができる。同図に示す例では、ビーコン位置情報は、伝送フレーム周期T_SF内に配置可能なビーコンの個数だけカラムが用意されている。その先頭カラムは、自局のビーコン送信位置に割り当てられ、ビーコン送信チャネル(初期チャネル)が書き込まれる。そして、以降の各カラムは、自局のビーコン送信位置を基準としたT_SF/8毎の送信時刻に割り当てられており、自局のビーコン送信位置から対応する相対位置において受信することができたビーコンのチャネル情報が書き込まれる。   Here, if the minimum beacon interval Bmin in the transmission frame T_SF is T_SF / 8, the beacon transmission time and the relative channel arrangement as shown in FIG. 13 are the beacon position information (multi-channel) as shown in FIG. It can be grasped as neighboring beacon arrangement information). In the example shown in the figure, as many beacons as the number of beacons that can be arranged in the transmission frame period T_SF are prepared for the beacon position information. The first column is assigned to the beacon transmission position of the own station, and the beacon transmission channel (initial channel) is written. Each subsequent column is assigned to a transmission time for each T_SF / 8 based on the beacon transmission position of the own station, and the beacon that can be received at the corresponding relative position from the beacon transmission position of the own station. Channel information is written.

各通信局は、図14に示したようなビーコン位置情報を基に、今回のビーコン送信チャネルを求め、ビーコン送受信時刻になったら該当のチャネルに切り替えて、送受信を試みる。   Each communication station obtains the current beacon transmission channel based on the beacon position information as shown in FIG. 14, and switches to the corresponding channel when the beacon transmission / reception time comes, and attempts transmission / reception.

ビーコンの送信チャネルの選択規則は、同一ネットワーク内のすべての通信局で同じであるようにする。これを実現するために、通信システム全体であらかじめ限定数の送信チャネルの選択パターンを決めておき、例えばビーコンにその選択パターンの番号を記述する。新規参入局は、周辺局からビーコンを受信しその初期チャネルとビーコン送信タイミングを取得することにより、自らのビーコンの送信位置、チャネルを決定する。さらに、受信したビーコンを解析してチャネル選択パターン番号を得ることにより、当該ネットワークでのチャネル選択規則を知ることができる。以後は、そのチャネル選択規則に従い、周辺局のビーコンの次回送信チャネルを求めてビーコンの受信待機動作を行なうことができる。また、新規参入局は、自局のビーコンの送信チャネルも、このチャネル選択規則に従ってチャネル変更していく。   The beacon transmission channel selection rule is the same for all communication stations in the same network. In order to realize this, a limited number of transmission channel selection patterns are determined in advance in the entire communication system, and the number of the selection pattern is described in a beacon, for example. A new entrant station determines its own beacon transmission position and channel by receiving a beacon from a peripheral station and acquiring its initial channel and beacon transmission timing. Furthermore, by analyzing the received beacon and obtaining the channel selection pattern number, the channel selection rule in the network can be known. Thereafter, in accordance with the channel selection rule, the beacon reception standby operation can be performed by obtaining the next transmission channel of the beacon of the peripheral station. Also, the new entry station changes the channel of its own beacon transmission channel according to this channel selection rule.

このようにして、ネットワーク内のすべての通信局でビーコンのチャネル選択規則を同一にすることにより、ネットワーク動作を好適に実現することができる。これにより、初期ビーコン位置とそのチャネルの情報があれば、互いに現在の送受信チャネルを求めることができるようになり、制御局の介在やチャネル変更を通知する特別な機構なしに、自律分散制御によるビーコン送信チャネル移動動作すなわちマルチチャネル通信動作を実現することができる。   In this way, by making the beacon channel selection rule the same for all communication stations in the network, the network operation can be suitably realized. As a result, if there is information on the initial beacon position and its channel, the current transmission / reception channel can be obtained from each other, and the beacon by autonomous distributed control can be obtained without any special mechanism for notifying the intervention of the control station or channel change. A transmission channel moving operation, that is, a multi-channel communication operation can be realized.

図18には、本実施形態に係る自律分散型マルチチャネル無線通信ネットワークにおいて、通信局がビーコンを送信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。この動作は、実際には、通信局として動作する無線通信装置100において、中央制御部103が情報記憶部113に格納されている実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。   FIG. 18 shows a processing procedure for a communication station to transmit a beacon in the form of a flowchart in the autonomous distributed multi-channel wireless communication network according to the present embodiment. This operation is actually realized in a form in which the central control unit 103 executes an execution command program stored in the information storage unit 113 in the wireless communication apparatus 100 operating as a communication station.

通信局は、自局のビーコン送信準備時間が到来すると(ステップS1)、まず、規定のチャネル選択規則に基づいて、利用チャネルRotateCHを次チャネルに移動する(ステップS2)。   When the beacon transmission preparation time of the local station comes (step S1), the communication station first moves the use channel RotateCH to the next channel based on a prescribed channel selection rule (step S2).

次いで、現在のチャネルRotateCHが送信先の局において干渉が大きくないかどうかを、既に受信している送信先のビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて判断する(ステップS3)。   Next, it is determined based on the channel quality information described in the beacon of the transmission destination that has already been received whether the current channel RotateCH is not significantly interfered with in the transmission destination station (step S3).

ここで、当該チャネルRotateCHが送信先において干渉が大きくない場合には、RotateCHをビーコン送信チャネルBcnCHに設定して(ステップS4)、ビーコンの送信を行なう。   Here, if the channel RotateCH does not have much interference at the transmission destination, the RotateCH is set to the beacon transmission channel BcnCH (step S4), and the beacon is transmitted.

一方、当該チャネルRotateCHが送信先において干渉が大きい場合には、BcnCHが示す前回のチャネルをビーコン送信チャネルに設定して(ステップS5)、ビーコンの送信を行なう。   On the other hand, if the channel RotateCH has a large interference at the transmission destination, the previous channel indicated by BcnCH is set as the beacon transmission channel (step S5), and the beacon is transmitted.

[追補]
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
[Supplement]
The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents described in the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.

図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement example of communication apparatuses constituting a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a wireless communication apparatus that operates as a communication station in the wireless network according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る各通信局のビーコン送信手順を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing a beacon transmission procedure of each communication station according to an embodiment of the present invention. 図4は、1チャネル上におけるビーコン送信タイミングの一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of beacon transmission timing on one channel. 図5は、パケット間隔の定義を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the definition of the packet interval. 図6は、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a state in which priority is given to the beacon transmitting station. 図7は、伝送フレーム周期(T_SF)の構成を示した図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a transmission frame period (T_SF). 図8は、ビーコン信号フォーマットの構成例を示した図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a beacon signal format. 図9は、利用チャネル数を1つとした場合におけるNBOIの記述例を示した図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a description example of the NBOI when the number of used channels is one. 図10は、ある周波数チャネル上において、新規参入局がNBOIの記述に基づいて既存のビーコンとの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置する様子を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which a new entrant station arranges its own beacon transmission timing on a certain frequency channel while avoiding a collision with an existing beacon based on the description of the NBOI. 図11は、新規参入局がビーコン間隔のほぼ真中にビーコン送信タイミングを定める様子を示した図である。FIG. 11 is a diagram showing a state in which a new entrant station determines the beacon transmission timing almost in the middle of the beacon interval. 図12は、マルチチャネル構成の無線通信システムの構成を模式的に示した図である。FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a configuration of a wireless communication system having a multi-channel configuration. 図13は、チャネル1〜チャネル4の4チャネルからなるマルチチャネル通信システムにおいて、通信局A〜Dが各チャネル上でビーコン送信タイミングを配置している様子を示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which communication stations A to D arrange beacon transmission timing on each channel in a multi-channel communication system including four channels 1 to 4. 図14は、ビーコン位置情報の構成を模式的に示した図である。FIG. 14 is a diagram schematically showing the configuration of the beacon position information. 図15は、各通信局のビーコン間隔が離れるように送信時刻チャネルを配置した様子を示した図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which transmission time channels are arranged so that beacon intervals of communication stations are separated. 図16は、図13に示した伝送フレーム周期T_SF後の次の伝送フレーム周期における各通信局のビーコンのチャネル配置を示した図である。FIG. 16 is a diagram showing the beacon channel arrangement of each communication station in the next transmission frame period after the transmission frame period T_SF shown in FIG. 図17は、通信チャネルにおける通信品質すなわち干渉状況に応じてチャネル変更スキップを行なう動作例を示した図である。FIG. 17 is a diagram illustrating an operation example in which channel change skip is performed according to communication quality in a communication channel, that is, an interference state. 図18は、本発明に係る自律分散型マルチチャネル無線通信ネットワークにおいて、通信局がビーコンを送信するための処理手順を示したフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure for a communication station to transmit a beacon in the autonomous distributed multi-channel wireless communication network according to the present invention. 図19は、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合のデッドロック状態を示した図である。FIG. 19 is a diagram showing a deadlock state when the beacon transmission channel of one station is an interference channel or a channel that cannot be used because the communication quality deteriorates in the other station.

符号の説明Explanation of symbols

100…無線通信装置
101…インターフェース
102…データ・バッファ
103…中央制御部
104…ビーコン生成部
106…無線送信部
107…タイミング制御部
108…チャネル設定部
109…アンテナ
110…無線受信部
111…チャネル品質測定部
112…ビーコン解析部
113…情報記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless communication apparatus 101 ... Interface 102 ... Data buffer 103 ... Central control part 104 ... Beacon generation part 106 ... Wireless transmission part 107 ... Timing control part 108 ... Channel setting part 109 ... Antenna 110 ... Wireless reception part 111 ... Channel quality Measurement unit 112 ... Beacon analysis unit 113 ... Information storage unit

Claims (28)

複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の無線通信装置によりアドホック通信に基づくネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えながら所定のビーコン周期でビーコンを送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。
In a communication environment in which a plurality of channels are prepared, a wireless communication system that forms a network based on ad hoc communication with a plurality of wireless communication devices without arranging a control station,
Each communication station transmits a beacon at a predetermined beacon period while sequentially switching its own beacon transmission channel from the plurality of channels at a predetermined time interval.
A wireless communication system.
各通信局は、所定の初期チャネルを基準にした所定のチャネル選択規則に従ってビーコン送信チャネルを順次変更していく、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
Each communication station sequentially changes the beacon transmission channel according to a predetermined channel selection rule based on a predetermined initial channel.
The wireless communication system according to claim 1.
すべての通信局においてビーコン送信チャネルを変更するチャネル選択規則を同一にする、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
The same channel selection rule for changing the beacon transmission channel in all communication stations,
The wireless communication system according to claim 2.
各通信局は、隣接局からのビーコンの受信タイミング並びに初期チャネル情報に基づいて次のビーコン送信チャネルを求め、当該チャネル上で隣接局のビーコン送信タイミングに合わせて受信待機する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
Each communication station obtains the next beacon transmission channel based on the reception timing of the beacon from the adjacent station and the initial channel information, and waits for reception according to the beacon transmission timing of the adjacent station on the channel.
The wireless communication system according to claim 1.
各通信局は、自局にとっての各チャネルの通信品質を記述したチャネル品質情報を含んだビーコンを送信する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
Each communication station transmits a beacon including channel quality information describing the communication quality of each channel for the local station.
The wireless communication system according to claim 1.
通信局は、あるチャネル上で送信が困難と判断した場合に、前記選択規則上で次のチャネル変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信システム。
When the communication station determines that transmission on a certain channel is difficult, it skips the next channel change on the selection rule and continuously selects the next or previous channel.
The wireless communication system according to claim 5.
隣接局は、ビーコン送信側の通信局のビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいてビーコン送信側の通信局におけるチャネル変更のスキップを認識し、前記選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信システム。
The adjacent station recognizes the skip of channel change in the beacon transmission side communication station based on the channel quality information described in the beacon of the beacon transmission side communication station, and on the next or previous channel on the selection rule. Wait for beacon reception,
The wireless communication system according to claim 6.
通信局は、隣接局からのビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて該隣接局において受信が困難と判断されるチャネルがある場合に、前記選択規則上で当該チャネルへの変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項5に記載の無線通信システム。
When there is a channel that is determined to be difficult to receive in the adjacent station based on the channel quality information described in the beacon from the adjacent station, the communication station skips the change to the channel according to the selection rule. Select next or previous channel continuously,
The wireless communication system according to claim 5.
ビーコン受信側となる隣接局では、自局のチャネル品質情報に基づいてビーコン送信側の通信局におけるチャネル変更のスキップを認識し、前記選択規則上の次回又は前回のチャネル上でビーコンの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項8に記載の無線通信システム。
The adjacent station on the beacon receiving side recognizes the skip of channel change in the communication station on the beacon transmitting side based on the channel quality information of its own station, and waits for beacon reception on the next or previous channel on the selection rule. To
The wireless communication system according to claim 8.
複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に動作する無線通信装置であって、
各チャネルにおいて無線データを送受信する通信手段と、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成手段と、
前記通信手段における自局のビーコン信号の送信チャネルと、周辺局からのビーコン信号の受信チャネルを設定する通信チャネル設定手段と、
前記通信チャネル設定手段により設定されたチャネル上で前記通信手段による通信動作を制御する制御手段と、
前記通信手段により隣接局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析手段と、
を備え、
前記通信チャネル設定手段は、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えていく、
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that operates autonomously and distributedly in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared,
Communication means for transmitting and receiving wireless data in each channel;
Beacon signal generating means for generating a beacon signal describing information about the own station;
A transmission channel for the beacon signal of the local station in the communication means, a communication channel setting means for setting a reception channel for the beacon signal from the peripheral station, and
Control means for controlling a communication operation by the communication means on the channel set by the communication channel setting means;
Beacon signal analyzing means for analyzing a beacon signal received from an adjacent station by the communication means;
With
The communication channel setting means sequentially switches its own beacon transmission channel from the plurality of channels at a predetermined time interval.
A wireless communication apparatus.
前記通信チャネル設定手段は、所定の初期チャネルを基準にした所定のチャネル選択規則に従ってビーコン送信チャネルを順次変更していく、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means sequentially changes the beacon transmission channel according to a predetermined channel selection rule based on a predetermined initial channel.
The wireless communication apparatus according to claim 10.
前記通信チャネル設定手段は、隣接局と同一のチャネル選択規則を使用する、
ことを特徴とする請求項11に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means uses the same channel selection rule as the adjacent station.
The wireless communication apparatus according to claim 11.
前記通信チャネル設定手段は、隣接局からのビーコンの受信タイミング並びに初期チャネル情報に基づいて次のビーコン送信チャネルを求め、
前記制御手段は、当該ビーコン送信チャネル上で隣接局のビーコン送信タイミングに合わせて受信待機する、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means obtains the next beacon transmission channel based on the reception timing of the beacon from the adjacent station and the initial channel information,
The control means waits for reception in accordance with the beacon transmission timing of the adjacent station on the beacon transmission channel.
The wireless communication apparatus according to claim 10.
前記通信手段による受信信号又はその他の情報に基づいて前記複数のチャネルのそれぞれについて自局にとってのチャネル品質を取得するチャネル品質取得手段をさらに備え、
前記ビーコン信号生成手段は、各チャネルの通信品質を記述したチャネル品質情報を含んだビーコンを生成する、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。
Further comprising channel quality acquisition means for acquiring channel quality for each of the plurality of channels based on a received signal or other information by the communication means;
The beacon signal generating means generates a beacon including channel quality information describing communication quality of each channel;
The wireless communication apparatus according to claim 10.
前記通信チャネル設定手段は、あるチャネル上で送信が困難と判断した場合に、前記選択規則上で次のチャネル変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項14に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means, when it is determined that transmission on a certain channel is difficult, skips the next channel change on the selection rule and continuously selects the next or previous channel,
The wireless communication apparatus according to claim 14.
前記通信チャネル設定手段は、隣接局から受信したビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて当該隣接局におけるチャネル変更のスキップを認識して、前記選択規則上の次回又は前回のチャネルをビーコン受信用のチャネルに設定し、
前記制御手段は、当該チャネル上でビーコンの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項15に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means recognizes the skip of channel change in the adjacent station based on the channel quality information described in the beacon received from the adjacent station, and receives the next or previous channel on the selection rule as a beacon. Set the channel for
The control means waits for reception of a beacon on the channel;
The wireless communication apparatus according to claim 15.
前記通信チャネル設定手段は、隣接局から受信したビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて、該隣接局において受信が困難と判断されるチャネルがある場合に、前記選択規則上で当該チャネルへの変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項14に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means, when there is a channel that is determined to be difficult to receive in the adjacent station based on the channel quality information described in the beacon received from the adjacent station, to the channel according to the selection rule To skip next change and select next or previous channel continuously,
The wireless communication apparatus according to claim 14.
前記通信チャネル設定手段は、自局のチャネル品質情報に基づいて隣接局がビーコン送信する際のチャネル変更のスキップを認識して、前記選択規則上の次回又は前回のチャネルをビーコン受信用のチャネルに設定し、
前記制御手段は、当該チャネル上でビーコンの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項17に記載の無線通信装置。
The communication channel setting means recognizes the skip of channel change when a neighboring station transmits a beacon based on the channel quality information of the local station, and sets the next or previous channel on the selection rule as a channel for beacon reception. Set,
The control means waits for reception of a beacon on the channel;
The wireless communication apparatus according to claim 17.
複数のチャネルが用意されている無線通信環境下で自律分散的に通信動作を行なうための無線通信方法であって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
自局のビーコン信号の送信チャネルと、周辺局からのビーコン信号の受信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにより設定されたチャネル上での通信動作を制御する制御ステップと、
隣接局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
を備え、
前記通信チャネル設定ステップでは、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えていく、
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for performing autonomous distributed communication operations in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared,
A beacon signal generating step for generating a beacon signal describing information about the own station;
A communication channel setting step for setting a beacon signal transmission channel of the own station and a beacon signal reception channel from a peripheral station,
A control step for controlling a communication operation on the channel set by the communication channel setting step;
A beacon signal analyzing step for analyzing a beacon signal received from an adjacent station;
With
In the communication channel setting step, the own beacon transmission channel is sequentially switched at a predetermined time interval from the plurality of channels.
A wireless communication method.
前記通信チャネル設定ステップでは、所定の初期チャネルを基準にした所定のチャネル選択規則に従ってビーコン送信チャネルを順次変更していく、
ことを特徴とする請求項19に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, the beacon transmission channel is sequentially changed according to a predetermined channel selection rule based on a predetermined initial channel.
The wireless communication method according to claim 19.
前記通信チャネル設定ステップでは、隣接局と同一のチャネル選択規則を使用する、
ことを特徴とする請求項20に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, the same channel selection rule as that of the adjacent station is used.
21. The wireless communication method according to claim 20, wherein:
前記通信チャネル設定ステップでは、隣接局からのビーコンの受信タイミング並びに初期チャネル情報に基づいて次のビーコン送信チャネルを求め、
前記制御ステップでは、当該ビーコン送信チャネル上で隣接局のビーコン送信タイミングに合わせて受信待機する、
ことを特徴とする請求項19に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, the next beacon transmission channel is obtained based on the reception timing of the beacon from the adjacent station and the initial channel information,
In the control step, reception is waited according to the beacon transmission timing of the adjacent station on the beacon transmission channel.
The wireless communication method according to claim 19.
受信信号又はその他の情報に基づいて前記複数のチャネルのそれぞれについて自局にとってのチャネル品質を取得するチャネル品質取得ステップをさらに備え、
前記ビーコン信号生成ステップでは、各チャネルの通信品質を記述したチャネル品質情報を含んだビーコンを生成する、
ことを特徴とする請求項19に記載の無線通信方法。
A channel quality acquisition step of acquiring channel quality for the local station for each of the plurality of channels based on a received signal or other information;
In the beacon signal generation step, a beacon including channel quality information describing the communication quality of each channel is generated.
The wireless communication method according to claim 19.
前記通信チャネル設定ステップでは、あるチャネル上で送信が困難と判断した場合に、前記選択規則上で次のチャネル変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項23に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, when it is determined that transmission on a certain channel is difficult, the next channel change is skipped on the selection rule and the next or previous channel is continuously selected.
24. The wireless communication method according to claim 23.
前記通信チャネル設定手ステップ、隣接局から受信したビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて当該隣接局におけるチャネル変更のスキップを認識して、前記選択規則上の次回又は前回のチャネルをビーコン受信用のチャネルに設定し、
前記制御ステップは、当該チャネル上でビーコンの受信待機を行なわせる、
ことを特徴とする請求項24に記載の無線通信方法。
Recognizing channel change skip in the adjacent station based on channel quality information described in the beacon received from the adjacent station in the communication channel setting step, beacon reception of the next or previous channel on the selection rule Set the channel for
The control step makes a beacon reception standby on the channel,
25. The wireless communication method according to claim 24.
前記通信チャネル設定ステップは、隣接局から受信したビーコンに記載されているチャネル品質情報に基づいて、該隣接局において受信が困難と判断されるチャネルがある場合に、前記選択規則上で当該チャネルへの変更をスキップし次回又は前回のチャネルを連続的に選択する、
ことを特徴とする請求項23に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, when there is a channel that is determined to be difficult to receive in the adjacent station based on the channel quality information described in the beacon received from the adjacent station, To skip next change and select next or previous channel continuously,
24. The wireless communication method according to claim 23.
前記通信チャネル設定ステップでは、自局のチャネル品質情報に基づいて隣接局がビーコン送信する際のチャネル変更のスキップを認識して、前記選択規則上の次回又は前回のチャネルをビーコン受信用のチャネルに設定し、
前記制御ステップでは、当該チャネル上でビーコンの受信を待機する、
ことを特徴とする請求項26に記載の無線通信方法。
In the communication channel setting step, based on the channel quality information of the own station, the adjacent station recognizes the skip of channel change when beacon is transmitted, and the next or previous channel on the selection rule is set as a channel for beacon reception. Set,
The control step waits for reception of a beacon on the channel,
27. The wireless communication method according to claim 26.
複数のチャネルが用意されている無線通信環境下での自律分散的な通信動作を行なうための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局に関する情報を記載したビーコン信号を生成するビーコン信号生成ステップと、
自局のビーコン信号の送信チャネルと、周辺局からのビーコン信号の受信チャネルを設定する通信チャネル設定ステップと、
前記通信チャネル設定ステップにより設定されたチャネル上での通信動作を制御する制御ステップと、
隣接局から受信したビーコン信号を解析するビーコン信号解析ステップと、
を備え、
前記通信チャネル設定ステップでは、前記複数のチャネルの中から自己のビーコン送信チャネルを所定の時間間隔で順次切り替えていく、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
A computer program written in a computer-readable format so as to execute a process for performing autonomous distributed communication operation in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared on a computer system,
A beacon signal generating step for generating a beacon signal describing information about the own station;
A communication channel setting step for setting a beacon signal transmission channel of the own station and a beacon signal reception channel from a peripheral station,
A control step for controlling a communication operation on the channel set by the communication channel setting step;
A beacon signal analyzing step for analyzing a beacon signal received from an adjacent station;
With
In the communication channel setting step, the own beacon transmission channel is sequentially switched at a predetermined time interval from the plurality of channels.
A computer program characterized by the above.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050553A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-02 Panasonic Corporation Wireless communication apparatus and wireless communication method
JP2008148254A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Sony Corp Radio communication apparatus, radio communication system and radio communication method, and program
WO2009096423A1 (en) * 2008-01-29 2009-08-06 Kyushu University, National University Corporation Network system, node, packet forwarding method, program, and recording medium
WO2010007738A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 パナソニック株式会社 Control device, terminal device, and communication system
JP2010516141A (en) * 2007-01-12 2010-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Wireless communication system
JP2010245975A (en) * 2009-04-08 2010-10-28 Sony Corp Wireless communication device, system, method, and program
JP2011182436A (en) * 2005-10-17 2011-09-15 Qualcomm Inc Method and apparatus for managing data flow through mesh network
JP2012054992A (en) * 2006-03-03 2012-03-15 Qualcomm Inc Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in mesh network
US9706549B2 (en) 2012-09-21 2017-07-11 Mitsubishi Electric Corporation Radio communication apparatus and radio communication system
JP2020174277A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 矢崎総業株式会社 Beacon transmitting terminal, beacon receiving terminal, and wireless communication system

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9521584B2 (en) 2005-10-17 2016-12-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for managing data flow through a mesh network
JP2011182436A (en) * 2005-10-17 2011-09-15 Qualcomm Inc Method and apparatus for managing data flow through mesh network
JP2012054992A (en) * 2006-03-03 2012-03-15 Qualcomm Inc Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in mesh network
US8705364B2 (en) 2006-03-03 2014-04-22 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in a mesh network
US8593988B2 (en) 2006-03-03 2013-11-26 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in a mesh network
US8792441B2 (en) 2006-03-03 2014-07-29 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in a mesh network
US8855136B2 (en) 2006-03-03 2014-10-07 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in a mesh network
US8750211B2 (en) 2006-03-03 2014-06-10 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for increasing spectrum use efficiency in a mesh network
WO2008050553A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-02 Panasonic Corporation Wireless communication apparatus and wireless communication method
KR101439415B1 (en) * 2006-12-13 2014-09-11 소니 주식회사 Wireless communication apparatus, wireless communication system, wireless communication method and program
JP2008148254A (en) * 2006-12-13 2008-06-26 Sony Corp Radio communication apparatus, radio communication system and radio communication method, and program
JP2010516141A (en) * 2007-01-12 2010-05-13 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Wireless communication system
WO2009096423A1 (en) * 2008-01-29 2009-08-06 Kyushu University, National University Corporation Network system, node, packet forwarding method, program, and recording medium
US20110096679A1 (en) * 2008-07-15 2011-04-28 Hiroshi Hayashino Control device, terminal device, and communication system
JP5272005B2 (en) * 2008-07-15 2013-08-28 パナソニック株式会社 Control device, terminal device, and communication system
US8363561B2 (en) 2008-07-15 2013-01-29 Panasonic Corporation Control device, terminal device, and communication system
WO2010007738A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 パナソニック株式会社 Control device, terminal device, and communication system
JP2010245975A (en) * 2009-04-08 2010-10-28 Sony Corp Wireless communication device, system, method, and program
US9655080B2 (en) 2009-04-08 2017-05-16 Sony Corporation Wireless communication device, wireless communication system, wireless communication method and program
US10051605B2 (en) 2009-04-08 2018-08-14 Sony Corporation Wireless communication device, wireless communication system, wireless communication method and program for randomizing a duration for receiving a probe request
US10070415B2 (en) 2009-04-08 2018-09-04 Sony Corporation Wireless communication device, wireless communication system, wireless communication method and program for randomizing a duration for receiving a probe request
US10517071B2 (en) 2009-04-08 2019-12-24 Sony Corporation Wireless communication device, wireless communication system, wireless communication method and program
US9706549B2 (en) 2012-09-21 2017-07-11 Mitsubishi Electric Corporation Radio communication apparatus and radio communication system
JP2020174277A (en) * 2019-04-10 2020-10-22 矢崎総業株式会社 Beacon transmitting terminal, beacon receiving terminal, and wireless communication system

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