JP2008235961A - 無線通信装置およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様としての無線通信装置は、複数の子無線通信装置と通信する無線通信装置において、ビーコンを送信する第1送信手段と、前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、前記複数の子無線通信装置それぞれが送信する信号の受信電力を測定する測定手段と、前記受信電力に基づいて、前記第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を送信させるべき報知無線通信装置を、前記複数の子無線通信装置から選択する選択手段と、前記報知無線通信装置に、前記第1報知信号の送信と並行して前記第2報知信号を送信することを指示する報知指示情報を送信する第3送信手段と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
親無線通信装置と、複数の子無線通信装置とを含む無線通信システムであって、
前記親無線通信装置は、ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
前記複数の子無線通信装置それぞれが送信する信号の受信電力を測定する測定手段と、
前記受信電力に基づいて、前記第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を送信させるべき報知無線通信装置を、前記複数の子無線通信装置から選択する選択手段と、
前記報知無線通信装置に、前記第1報知信号の送信と並行して前記第2報知信号を送信することを指示する報知指示情報を送信する第3送信手段と、を具備し、
前記子無線通信装置は、
前記報知指示情報を受信する第1受信手段と、
前記報知指示情報を受信した場合に、前記親無線通信装置による前記第1報知信号の送信と並行して他の子無線通信装置に前記第2報知信号を送信する第4送信手段と、
前記第1報知信号および前記第2報知信号の少なくともいずれか一方を受信する第2受信手段と、
前記受信した第1報知信号および前記受信した第2報知信号のいずれか一方に含まれる情報に基づいて前記ビーコンを受信する第3受信手段と、を具備することを特徴とする。
複数の子無線通信装置と通信する無線通信装置であって、
ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
前記複数の子無線通信装置それぞれが送信する信号の受信電力を測定する測定手段と、
前記受信電力に基づいて、前記第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を送信させるべき報知無線通信装置を、前記複数の子無線通信装置から選択する選択手段と、
前記報知無線通信装置に、前記第1報知信号の送信と並行して前記第2報知信号を送信することを指示する報知指示情報を送信する第3送信手段と、を具備することを特徴とする。
親無線通信装置と、複数の子無線通信装置とを含む無線通信システムでの前記無線通信装置であって、
前記親無線通信装置から送信されるビーコンの周波数、および、ビーコンの送信タイミングの情報を含む、前記親無線通信装置から送信される第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を、前記第1報知信号の送信と並行して送信することを指示する報知指示情報を、前記親無線通信装置から受信する第1受信手段と、
前記報知指示情報を受信した場合に、前記親無線通信装置による前記第1報知信号の送信と並行して他の子無線通信装置に前記第2報知信号を送信する送信手段と、
前記第1報知信号および前記第2報知信号の少なくともいずれか一方を受信する第2受信手段と、
前記受信した第1報知信号および前記受信した第2報知信号のいずれか一方に含まれる情報に基づいて前記ビーコンを受信する第3受信手段と、を具備することを特徴とする。
図1に本実施形態のシステム構成例を示す。端末101から端末107は一つのネットワーク(以下、システムとも呼ぶ)を形成し、通信周波数帯域(以下、メインバンドと称する)の信号を用いて互いにデータの通信が可能なものとする。ここでは、端末101は、親端末として動作している。親端末は、ネットワークに新たに参加する端末のために、報知信号およびビーコンを送信している。ネットワーク内の各端末は親端末から指定された周波数および時間スロットにおいてデータ通信信号を送信する。
まず、受信動作に沿って各部ついて説明する。アンテナ812から受信した無線周波数信号は、RF/IF処理部801により無線周波数信号からメインバンドの周波数帯域幅を持つベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は、ADC802によりデジタル信号に変換される。
報知信号送信処理部809は、端末が親端末として動作しているときに、報知信号を作成し、DAC808へ送信する。報知信号に乗せるビーコン情報は、制御処理部806から受け取る。
端末カテゴリデータベース811は、親端末として動作する際、ネットワーク内の子端末の情報を記憶している。
ADC802から入力された信号は、複素乗算処理部901でΔfの分だけ周波数を変換する。その後、複素共役処理部902で複素共役をとり、さらに複素乗算部903がADC802からの入力信号と複素共役をとった信号とを複素乗算する。このようにすることで、図3の2本の狭帯域信号301、302の位相の差分ベクトルが得られることになる。これを報知信号のシンボル帯域にあわせたLPF(Low Pass Filter)904に通すことで、親端末から送信信号された信号に対する受信結果が得られる。この結果に対して、マッチドフィルタ905がマッチドフィルタ処理を行うことで、同期を確立し、報知信号の情報を得る。
親端末はネットワーク内の子端末について登録しているデータベース(端末カテゴリデータベース811)を持っている。端末カテゴリデータベース811は、子端末からの受信電力、子端末の報知信号送信端末になるための優先度、報知信号送信端末タイプの情報を登録している。
まず、親端末は子端末からの信号電力を測定する(ステップS1101)。この信号電力測定は、子端末からのネットワーク参加要求信号を用いても良いし、電力測定用パケットを用いても良い。次に、測定した信号電力に応じて端末カテゴリデータベース811の値を更新する(ステップS1102)。更新結果を用いて、優先度1以上の端末の中から、受信電力の高いN台(Nは1以上の整数)の端末を報知端末1に選択する(ステップS1103)。すなわち、親端末の近くに位置する端末を選択する。ここで報知端末1とは、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信する端末である。受信電力が同じカテゴリに、N台以上あれば、優先度が高い端末を選択する。
まず、受信動作に沿って各部について説明する。図14中、アンテナは4本で記しているが、2パターン以上の指向性を作れる本数であればよい。多くの本数を搭載すれば指向性パターン数は増えて、端末の位置を把握しやすくなるが、無線通信装置が大きくなるなどの欠点がある。
親端末はネットワーク内の子端末について登録している端末カテゴリデータベース1403を持っていて、ここでは、子端末からの受信電力、子端末の報知信号送信端末になるための優先度、報知信号送信端末タイプの情報、分類されたアンテナパターングループが登録されている。受信電力は、その強度により、ランク付けされている。受信電力はアンテナパターン毎に、記憶されている。ここでは、1から5の5段階でグルーピングしていて、5が最も強い電力を持つ端末であるものとする。もし、端末が送信電力制御を行うシステムであれば、子端末の送信電力を用いて正規化する必要がある。優先度は、子端末が報知信号送信端末としてふさわしいか否かを表す指標であり、一定の基準を用いて親端末が判断するか、子端末が親端末に通知する。ここでは、0から5の6段階でグルーピングしていて、0は報知信号を送信することが出来ない端末、5が最も報知信号送信端末になりやすい子端末となる。ここで、報知信号送信端末になりやすさの例を挙げると、例えば、AC電源に接続されていて、消費電力を気にしなくて良い端末は優先度が高くなり、電池動作で、かつ、電池残量が低い端末は優先度が低くする。また、端末が行うメインバンド内の干渉検出の結果、頻繁に干渉が検出される端末では優先度を低くし、メインバンド内の一周波数帯域において、長時間干渉が検出されない端末では、優先度を高くする。報知信号送信端末タイプは、報知信号送信端末がどのように報知信号を送信しているかを示す。例えば、“Freq”と登録されている端末は、親端末が干渉信号により報知信号を送信できなくなる場合に備えて、図4のように親端末とは異なる周波数を用いて、親端末の報知信号と同時に、報知信号を送信している。“Time”と登録されている端末は、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、図5のように親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信している。
まず、親端末は子端末からの信号電力を測定する前に、自らが持つアンテナパターンのうちの一つのアンテナパターンを形成する(ステップS1601)。子端末からの信号電力を、ネットワーク参加要求信号を用いて測定する場合は、例えば、ネットワーク参加要求の後に続くポストアンブルのような信号が送信される際に、アンテナパターンを形成する。定期的に測定を行う場合は、子端末から送信される電力測定用パケットを受信する際に、アンテナパターンを形成する。アンテナパターンを形成したのち、子端末からの信号電力を受信する(ステップS1101)。この信号電力測定は、子端末からのネットワーク参加要求信号を用いても良いし、電力測定用パケットを用いても良い。次に、アンテナパターンに応じて、測定した信号電力の値を用いて端末カテゴリデータベース1403を更新する(ステップS1102)。これらの動作をすべてのアンテナパターンで行う(ステップS1602)。例えば、図15のデータベースの場合では、ステップS1601からステップS1602まで5回ループを回ることになる。
親端末が図15のような内容を有するデータベースを持ち、端末Aから端末Gが子端末として動作しているものとする。また、M=1であるものとする。親端末は端末が電力測定用パケットを送信するときに、幾つかのアンテナパターンを形成する。例えば、図17に円で示すようにオムニのパターンと、図18から図21のように1方向にヌルを向けたパターンをパターン1からパターン4の4種類を形成する。これらのパターンを変化させるたびに端末からの電力測定用パケットを用いて、受信電力を測定する。端末Bからの電力測定用パケットを受信する際は、端末Bの方向にヌルが向くアンテナパターン1のときのみ測定電力が著しく低下する。図15の例では、他のアンテナパターンで端末Bからの電力を測定した場合、受信電力は「3」となるが、パターン1の場合のみ「0」となる。このことから、端末Bはアンテナパターン1がヌルをむけた方向に端末が存在すると考えて、パターングループをパターン1に決定する。同様に、アンテナパターン2で信号電力を受信すると端末Cの信号電力は低下するため、端末Cはパターングループ2に分類される。端末Eと端末Gについては、この例において、ヌルが向く方向のアンテナパターンが無いため、受信電力はほぼ一定となり、グループ分けは行われない。
Claims (14)
- 親無線通信装置と、複数の子無線通信装置とを含む無線通信システムであって、
前記親無線通信装置は、ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
前記複数の子無線通信装置それぞれが送信する信号の受信電力を測定する測定手段と、
前記受信電力に基づいて、前記第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を送信させるべき報知無線通信装置を、前記複数の子無線通信装置から選択する選択手段と、
前記報知無線通信装置に、前記第1報知信号の送信と並行して前記第2報知信号を送信することを指示する報知指示情報を送信する第3送信手段と、を具備し、
前記子無線通信装置は、
前記報知指示情報を受信する第1受信手段と、
前記報知指示情報を受信した場合に、前記親無線通信装置による前記第1報知信号の送信と並行して他の子無線通信装置に前記第2報知信号を送信する第4送信手段と、
前記第1報知信号および前記第2報知信号の少なくともいずれか一方を受信する第2受信手段と、
前記受信した第1報知信号および前記受信した第2報知信号のいずれか一方に含まれる情報に基づいて前記ビーコンを受信する第3受信手段と、を具備することを特徴とする無線通信システム。 - 複数の子無線通信装置と通信する無線通信装置であって、
ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
前記複数の子無線通信装置それぞれが送信する信号の受信電力を測定する測定手段と、
前記受信電力に基づいて、前記第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を送信させるべき報知無線通信装置を、前記複数の子無線通信装置から選択する選択手段と、
前記報知無線通信装置に、前記第1報知信号の送信と並行して前記第2報知信号を送信することを指示する報知指示情報を送信する第3送信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記報知指示情報は、前記第1報知信号の周波数帯域と異なる周波数帯域で前記第2報知信号を送信することを指示することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記選択手段は、複数の前記報知無線通信装置を選択し、
前記複数の報知無線通信装置は、前記第2報知信号を時分割して送信することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記報知無線通信装置は、信号干渉を検出し、信号干渉が存在しない周波数帯域で前記第2報知信号を送信することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記報知指示情報は、前記第2報知信号を周波数ホッピングで送信する周波数ホッピングパターンを含み、
前記報知無線通信装置は、前記周波数ホッピングパターンで前記第2報知信号を送信することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記受信電力の大きさに応じて、前記複数の子無線通信装置をグルーピングするグルーピング手段と、をさらに具備し、
前記選択手段は、最も受信電力が小さいグループからN(Nは1以上の整数)台の子無線通信装置を報知無線通信装置に選択することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 前記子無線通信装置ごとに、電源の供給継続時間、電池残量、および、信号干渉が検出された頻度のうちの少なくとも1つ以上を含む優先度情報を前記複数の子無線通信装置から取得する取得手段と、
前記優先度情報に基づいて、電源の供給の継続時間および電池残量が大きいほど、信号干渉が検出された頻度が小さいほど、高い優先度を付与する付与手段と、
前記受信電力の大きさに応じて、前記複数の子無線通信装置をグルーピングするグルーピング手段と、をさらに具備し、
前記選択手段は、最も受信電力が小さなグループの中から前記優先度の高いN(Nは1以上の整数)台の子無線通信装置を報知無線通信装置に選択することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。 - 親無線通信装置と、複数の子無線通信装置とを含む無線通信システムでの前記無線通信装置であって、
前記親無線通信装置から送信されるビーコンの周波数、および、ビーコンの送信タイミングの情報を含む、前記親無線通信装置から送信される第1報知信号と同じ前記ビーコンの周波数および送信タイミングの情報を含む第2報知信号を、前記第1報知信号の送信と並行して送信することを指示する報知指示情報を、前記親無線通信装置から受信する第1受信手段と、
前記報知指示情報を受信した場合に、前記親無線通信装置による前記第1報知信号の送信と並行して他の子無線通信装置に前記第2報知信号を送信する送信手段と、
前記第1報知信号および前記第2報知信号の少なくともいずれか一方を受信する第2受信手段と、
前記受信した第1報知信号および前記受信した第2報知信号のいずれか一方に含まれる情報に基づいて前記ビーコンを受信する第3受信手段と、を具備することを特徴とする無線通信装置。 - 前記報知指示情報は、前記第1報知信号の周波数帯域と異なる周波数帯域で前記第2報知信号を送信することを指示することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 前記送信手段は、前記第2報知信号を他の子無線通信装置と一緒に時分割により送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 信号干渉を検出する検出手段をさらに具備し、
前記送信手段は、信号干渉が存在しない周波数帯域で前記第2報知信号を送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。 - 前記報知指示情報は、前記第2報知信号を周波数ホッピングで送信する周波数ホッピングパターンを含み、
前記送信手段は、前記周波数ホッピングパターンで前記第2報知信号を送信することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。 - 電源の供給継続時間、電池残量、および、信号干渉が検出された頻度のうちの少なくとも1つ以上を含む優先度情報を、前記親無線通信装置に送信するさらなる送信手段を具備し、
前記親無線通信装置は、複数の子無線通信装置から優先度情報を取得し、該優先度情報に基づいて、電源の供給の継続時間および電池残量が大きいほど、信号干渉が検出された頻度が小さいほど、高い優先度を付与し、前記受信電力の大きさに応じて、前記複数の子無線通信装置をグルーピングし、最も受信電力が小さなグループの中から前記優先度の高いN(Nは1以上の整数)台の子無線通信装置を報知無線通信装置に選択することを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
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