JP2009055350A - Radio communication system and method - Google Patents

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Shu Ai
Hiroshi Harada
Shuzo Kato
Fumihide Kojima
Ismail Lakkis
Shosuke Omote
ラキス イスメイル
史秀 児島
修三 加藤
博司 原田
洲 藍
昌佑 表
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National Institute Of Information & Communication Technology
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テンサーコム アイエヌシー.TensorCom Inc.
独立行政法人情報通信研究機構
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system, in which a time for facing the antenna of a control terminal to a dependent terminal is shortened when there is a communication request whereby communication between the control terminal and the dependent terminal can be started in a short time.
SOLUTION: The control terminal transmits beacon at a predetermined time to respective predetermined directions and the dependent terminal transmits a member registering demand to the control terminal upon receiving the beacon at the predetermined time in the predetermined direction while the control terminal receives the member registering request and determines an orientation capable of communicating to register in a terminal registration table and, thereafter, when there is the communication request from the dependent terminal, communication is effected between the dependent terminal based on an inclination information registered in the terminal registration table of the control terminal.
COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線通信、特に無線PANにおいて、制御端末はあらかじめ従属端末からのメンバー登録要求に基づいて従属端末の方向を指向するアンテナ指向情報を端末登録テーブルに登録しておき、従属端末からの要求があったときに、制御端末と従属端末のアンテナの指向方向を自動的に合わせて、データ通信を行う無線通信システム及び方法に関する。 The present invention relates to a radio communication, particularly in wireless PAN, the control terminal may be registered antenna directivity information directed to the direction of the dependent terminal based on a member registration request from previously subordinate terminal in the terminal registration table, from the dependent terminal when requested, the directivity direction of the antenna of the control terminal and the dependent terminal automatically combined, a wireless communication system and method for performing data communication.

ミリ波を使用して無線端末間で高速通信を行うようにしたミリ波WPAN(Wireless Personal Area Network)の無線通信システムの開発が進められている。 Development of a wireless communication system of the millimeter-wave WPAN which to perform high-speed communication between wireless terminals by using the millimeter waves (Wireless Personal Area Network) has been promoted. このような無線通信システムでは、60GHz帯の7GHz〜9GHzの超広帯域が使用され、数Gbpsの超高速通信が可能である。 In such a wireless communication system, is used ultrawideband 7GHz~9GHz the 60GHz band, it is possible ultra fast communication number Gbps. このような無線通信システムは、非圧縮のビデオ信号の伝送や、キオスク・ダウンローディング型ファイル転送に用いることが期待されている。 Such wireless communication systems, transmission and uncompressed video signal, are expected to be used for kiosk downloading type file transfer.

このような無線通信システムとして、IEEE802.15.3として標準化が検討されているものがある(非特許文献1参照)。 As such a wireless communication system, there is one standardized has been studied as IEEE 802.15.3 (see Non-Patent Document 1). 以下、この無線通信システムについて説明する。 The following describes the wireless communication system.

図9は、IEEE802.15.3の無線通信システムの構成を示すものである。 Figure 9 shows a radio communication system configuration of the IEEE 802.15.3. IEEE802.15.3の無線通信システムでは、無線端末は、デバイス(DEV)と呼ばれている。 The IEEE802.15.3 wireless communication system, the wireless terminal is referred to as the device (DEV). これらのデバイスの無線端末の中で、1つのデバイスのみが、ピコネット・コーディネータ(PNC)と呼ばれる制御端末となり、他のデバイス(DEV)は従属端末となる。 Among the wireless terminal of these devices, only one device becomes a control terminal called piconet coordinator (PNC), the other device (DEV) is a dependent terminal. 図9では、1つの制御端末(PNC)と4つの従属端末(DEV)が示されている。 9, four subordinate terminals and one control terminal (PNC) (DEV) is shown. なお、従属端末数は、これに限定されるものではない。 The number of subordinate terminals are not limited thereto. また、制御端末(PNC)は、従属端末として機能させることもできる。 The control terminal (PNC) may also function as a subordinate terminal.

制御端末は、上位層からの指令を受けると、周辺の従属端末を束ねて、ひとつのピコネットを形成する。 Control terminal receives a command from the upper layer, by bundling the periphery of the dependent terminal, to form a single piconet. ピコネットとは、1つのマスタ(ここでは制御端末)に対して、複数のスレーブ(ここでは従属端末)を接続して構成されるネットワークである。 Piconet A, for one master (here control terminal), a plurality of slaves (here subordinate terminal) is a network constructed by connecting. ここでは、従属端末は、ネットワークに自由に参加、離脱できる。 In this case, the dependent terminal is free to participate in the network, it can be detached.

制御端末は、ビーコンを送出して、ネットワークのタイミングを調整する機能を備えている。 The control terminal, and sends the beacon, and a function of adjusting the timing of the network. 各従属端末は、無線端末(PNC)からのビーコンを受信して、指定されたタイミングで、データの送受信を行う。 Each dependent terminal receives the beacon from the wireless terminal (PNC), at a specified timing, and transmits and receives data.

制御端末は、各従属端末に割り当てるタイムリソースを管理することによって、制御端と各従属端末の通信路の形成し、これにより制御端末と任意の従属端末間でポイント・ツー・ポイントの通信路が形成され、データが転送される。 The control terminal, by managing the time resources allocated to each dependent terminal, forming the control terminal and a communication path for each dependent terminal, thereby the communication path of a point-to-point between the control terminal and any dependent terminal is formed, the data is transferred.

図10は、IEEE802.15.3で使用されるスーパーフレームの構成を示すものである。 Figure 10 shows a configuration of a super frame used in IEEE 802.15.3. 図10に示すように、1つのスーパーフレームは、ビーコン期間と、コンテンション・アクセス期間(CAP)と、チャネル時間割り当て期間(CTAP)との3つのパートから構成される。 As shown in FIG. 10, one superframe comprises a beacon period, a contention access period (CAP), the three-part of the channel time allocation period (CTAP).

各スーパーフレームの開始時はビーコン期間となっており、このビーコン期間で、制御端末からビーコンが放送される。 At the beginning of each superframe has a beacon period, in the beacon period, the beacon is broadcast from the control terminal. このビーコンは、各スーパーフレームの開始を指示したり、制御端末から各従属端末に、タイム割り当てや管理情報を提供している。 This beacon, and instruct the start of each super-frame, each dependent terminal from the control terminal, provides a time assignment and management information.

コンテンション・アクセス期間(CAP)は、スーパーフレームでビーコン期間の次に割り当てられている。 Contention access period (CAP) is assigned to the next beacon period in a superframe. このコンテンション・アクセス期間(CAP)は、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance)により、全ての無線端末がアクセス可能な期間になっている。 The contention access period (CAP) is the CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance), all the wireless terminals is in an accessible period. このコンテンション・アクセス期間(CAP)では、時間に依存しないACK等の信号が転送される。 In the contention access period (CAP), the signal of the ACK or the like which does not depend on time is transferred.

チャネル時間割り当て(CTAP)期間は、制御端末が特定の従属端末にのみ通信を許可する期間となっている。 Channel time allocation (CTAP) period, the control terminal is a period to allow communication only to a specific slave device. チャネル時間割り当て期間(CTAP)は、無線端末間で通信が行われるタイムスロット(CTA1、CTA2、…)から構成されている。 Channel time allocation period (CTAP) is composed of time slot communication is performed between the wireless terminals (CTA1, CTA2, ...). なお、このチャネル時間割り当て(CTAP)期間では、時間依存のデータ(アイソクロナスデータ)が転送される。 In this channel time allocation (CTAP) period, time-dependent data (isochronous data) is transferred.

このように、制御端末は、所定の方向にビーコンフレームを送ってから各従属端末とのアンテナの指向方向の整合を取った後、スーパーフレームのCTAP期間に従属端末との間で通信を行っていた。 Thus, the control terminal, after taking an antenna matching directivity direction of each dependent terminal from sending a beacon frame in a predetermined direction, not communicating with the slave terminal CTAP period of the superframe It was.

しかし、前述したような従来の方法では、高いアンテナゲインを得るためにアンテナの全指向範囲をカバーするビームの数が多い場合には、その多数のビームそれぞれで順次ビーコンを送信して走査を行うので、これだけでも整合させるのに時間がかかるが、一巡目で制御端末と従属端末それぞれのビームが互いに整合しなければ、互いにビームが整合するまで同様な操作を繰り返さなければならず、制御端末と従属端末が整合するまでの時間がかかり過ぎるという問題があった。 However, in the conventional method described above, when the number of beams that cover the entire directional range of antenna in order to obtain a high antenna gain is large, performs a scan by sending a sequential beacon each of which multiple beams since this alone it takes time to align, if the dependent terminals each beam and control terminals first round is aligned with each other, must be repeated the same operations until the beam is mutually aligned, and a control terminal dependent terminal there has been a problem that it takes too much time to integrity.
また、従属端末から通信要求があったときに、その都度制御端末と従属端末とのアンテナの指向方向を決定する必要があり、そのために通信要求があったときにすぐに通信を開始できないという問題があった。 Further, when a communication request from the dependent terminal, it is necessary to determine the orientation of the antenna with its respective control terminal and the dependent terminal, a problem that can not be started immediately communication when a communication request for the was there.

上述の課題を解決するために、本発明の無線通信システムには、制御端末と複数の従属端末とから構成され、ビーコン期間と、コンテンション・アクセス期間と、チャネル時間割り当て期間とからなるスーパーフレームを用いてデータの送受信を行う無線通信システムにおいて、 To solve the problems described above, the radio communication system of the present invention is composed of a control terminal and a plurality of slave terminals, a super frame consisting of a beacon period, a contention access period, a channel time allocation period in a wireless communication system for transmitting and receiving data using a
制御端末は、所定の方向に情報を送受信可能なアンテナと、アンテナの指向制御を行うアンテナ制御部と、ネットワークコントローラ機能を有するか否かの判断する機能判断部と、登録要求があった従属端末の情報が記録される端末登録テーブルと、システムの時間管理を行うタイマと、スーパーフレームを用いた通信制御を行うネットワーク制御部と、ビーコンを送信するビーコン送信部と、従属端末からのメンバー登録要求を検出するメンバー登録要求検出部と、従属端末にACKを送出するACK送出部を備え、 The control terminal, and can transmit and receive antennas of information in a predetermined direction, and the antenna control unit that performs directivity control of the antenna, and determines whether or not to function identification unit having a network controller function, dependent terminal that there is a registration request a terminal registration table in which information of recorded, a timer for performing time management of the system, and a network controller that controls communication using a superframe, a beacon transmission unit for transmitting a beacon, a member registration request from the dependent terminal and member registration request detecting unit for detecting a includes an ACK generating portion for sending ACK in the dependent terminal,
属端末は、所定の方向に情報を送受信可能なアンテナ部と、アンテナの指向制御を行うアンテナ制御部と、ネットワークコントローラ機能を有するか否かの判断する機能判断部と、システムの時間の管理を行うタイマと、スーパーフレームを用いた通信制御を行うネットワーク制御部と、制御端末から受信したビーコンを検出するビーコン検出部と、制御端末に送出するメンバー登録要求を生成するメンバー登録要求生成部と、制御端末からのACKを検出するACK検出部を備え、 Genus terminal includes a antenna capable of transmitting and receiving unit information in a predetermined direction, and the antenna control unit that performs directivity control of the antenna, and determines whether or not to function identification unit having a network controller function, a time management system a timer for performing a network control unit that controls communication using a superframe, a beacon detection section for detecting a beacon received from the control terminal, and a member registration request generator for generating a member registration request is sent to the control terminal, with an ACK detection unit for detecting an ACK from the control terminal,
制御端末は、各所定の方向に対して、所定の時間にビーコンを送信し、従属端末は、ビーコンを所定の時間に所定の方向で受信したときに、制御端末にメンバー登録要求を送信し、制御端末はメンバー登録要求を受信して通信が可能な指向方向を決定して端末登録テーブルに登録し、その後、従属端末から通信要求があったときには、制御端末の端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて従属端末と通信を行うことを特徴とする。 The control terminal for each predetermined direction, and transmits a beacon at a given time, dependent terminal, upon receiving the beacon at a predetermined time at a predetermined direction, and transmits the member registration request to the control terminal, the control terminal is registered in the terminal registration table to determine the directivity direction can communicate receiving member registration request, then, when a communication request from the dependent terminals registered in the terminal registration table of the control terminal-oriented and performs communication with the slave terminal based on the information.

本発明の無線通信システムにおいて、制御端末の端末登録テーブルに登録された従属端末からの通信要求があった場合、ネットワーク制御部は、制御端末と従属端末間で行われる通信時間を予約し、予約した時間がきた場合、アンテナ指向制御部は端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて、アンテナ指向方向を通信要求があった従属端末と通信を行うことを特徴とする。 In the wireless communication system of the present invention, when a communication request from the dependent terminals registered in the terminal registration table of the control terminal, the network control unit reserves a communication time takes place between the control terminal and the subordinate terminal, Reservations If the the time has come, the antenna directivity control unit on the basis of the directional information registered in the terminal registration table, and performs communication with the slave terminal a communication request the antenna direction.

また、本発明の無線通信システムにおいて、端末登録テーブルは、メンバー登録の要求があった従属端末のIDと、そのメンバー登録の要求があった従属端末のアンテナを指向する制御端末のアンテナ指向方向とを記録することを特徴とする。 In the wireless communication system of the present invention, the terminal registration table, the ID of the slave terminal a request for a member registration, the antenna direction of the control terminal directing the antenna of the dependent terminal that a request for the Member the to and recording.

本発明の無線通信システムによれば、制御端末と複数の従属端末とから構成され、ビーコン期間と、コンテンション・アクセス期間と、チャネル時間割り当て期間とからなるスーパーフレームを用いてデータの送受信を行う無線通信システムにおいて、 According to the radio communication system of the present invention, it is composed of a control terminal and a plurality of slave terminals, and transmits and receives data by using a beacon period, a contention access period, the superframe comprising a channel time allocation period in a wireless communication system,
制御端末は、各所定の方向に対して、所定の時間にビーコンを送信し、従属端末は、ビーコンを所定の時間に所定の方向で受信したときに、制御端末にメンバー登録要求を送信し、制御端末はメンバー登録要求を受信して通信が可能な指向方向を決定して端末登録テーブルに登録し、その後、従属端末から通信要求があったときには、制御端末の端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて従属端末と通信を行うようにしているので、ビーコン送出期間が短くなり、制御端末と従属端末の通信を遮断する時間がより少なくなる。 The control terminal for each predetermined direction, and transmits a beacon at a given time, dependent terminal, upon receiving the beacon at a predetermined time at a predetermined direction, and transmits the member registration request to the control terminal, the control terminal is registered in the terminal registration table to determine the directivity direction can communicate receiving member registration request, then, when a communication request from the dependent terminals registered in the terminal registration table of the control terminal-oriented because so that communicates with the subordinate terminal based on the information, the beacon sending period is shortened, the time for cutting off is fewer communication subordinate terminal and the control terminal.

また、本発明の無線通信システムによれば、制御端末の端末登録テーブルに登録された従属端末からの通信要求があった場合、ネットワーク制御部は、制御端末と従属端末間で行われる通信時間を予約し、予約した時間がきた場合、アンテナ指向制御部は端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて、アンテナ指向方向を通信要求があった従属端末と通信を行うようにしているので、制御端末のアンテナを従属端末に向ける制御が容易になり、そのために制御端末と従属端末の通信が短時間に開始できる。 Further, according to the wireless communication system of the present invention, when a communication request from the dependent terminals registered in the terminal registration table of the control terminal, the network control unit, the communication time is performed between the control terminal subordinate terminal Book, if the time reserved has come, the antenna directivity control unit on the basis of the directional information registered in the terminal registration table, since the so communicate with subordinate terminal a communication request for antenna direction control control to direct the terminal of the antenna in the dependent terminal easier, the communication of the slave terminal and the control terminal therefor can be started in a short time.

また、本発明の無線通信システムによれば、端末登録テーブルは、メンバー登録の要求があった従属端末のIDと、そのメンバー登録の要求があった従属端末のアンテナを指向する制御端末のアンテナ指向方向とを記録するようにしているので、通信要求があったとき、制御端末のアンテナを従属端末に向ける時間が短縮され、そのために制御端末と従属端末の通信が短時間に開始できる。 Further, according to the wireless communication system of the present invention, the terminal registration table, the ID of the slave terminal a request for Joined, antenna directivity control terminal directing the antenna of the dependent terminal that requests had its Member since so as to record the direction, when a communication request, reduces the time to direct the antenna control terminal in the dependent terminal, the communication of the dependent terminal and a control terminal for the can be started in a short time.

図1は、本発明の無線通信システムにおける制御端末10を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a control terminal 10 in the radio communication system of the present invention. この無線通信システムにおいて、ネットワークコントローラ機能を有する無線端末を制御端末10と呼ぶ。 In this wireless communication system, referred to as a control terminal 10 of the radio terminal having a network controller function. 図1において、制御端末10は、所定の方向にビーコン及びデータの送受信を行うアンテナ11と、アンテナ11の指向制御を行うアンテナ指向制御部12と、無線端末がネットワークコントローラ機能を有するかどうかを判断する機能判断部13と、システムの時間管理を行うタイマ14と、スーパプレーム単位で通信の制御を行うネットワーク制御部15と、1以上の従属端末の端末IDとその従属端末に指向した制御端末のアンテナ指向方向を記録する端末登録テーブル17、その端末登録テーブル17を制御する端末登録テーブル制御部16と、ビーコンを送出するビーコン送出部18と、従属端末からのメンバー登録要求を検出するメンバー要求検出部19と、ACK送出部20とから構成される。 In Figure 1, the control terminal 10, determines an antenna 11 for transmitting and receiving beacons and data in a predetermined direction, the antenna directivity control unit 12 that performs directivity control of the antenna 11, the wireless terminal whether it has a network controller function a function determination section 13, a timer 14 that performs time management system, the network control unit 15 for controlling communication with Supapuremu units, one or more subordinate terminal terminal ID and the directivity with the control terminal to the subordinate terminal terminal registration table 17 that records antenna direction, the terminal registration table controller 16 for controlling the terminal registration table 17, a beacon sending unit 18 for sending a beacon, members request detection for detecting a member registration request from the dependent terminal and parts 19, and a ACK sending unit 20.

図1において、機能判断部13は無線端末がネットワークコントローラ機能を有するか否かを判断し、ネットワークコントローラ機能を有する場合には、その無線端末が制御端末10として動作するように設定し、ネットワークコントローラ機能を有しない場合には、その無線端末が従属端末30として動作するように設定する。 In Figure 1, functional determination unit 13 determines whether the wireless terminal has a network controller function, if it has a network controller function, set to the wireless terminal operates as a control terminal 10, the network controller If no function, the wireless terminal is configured to operate as slave terminal 30. 以下は、無線端末がネットワークコントローラ機能を有すると判断され制御端末として動作する制御端末10について説明する。 Hereinafter, the wireless terminal will be described the control terminal 10 which operates as a control terminal is determined to have the network controller function. 制御端末10のタイマ14はシステムの時間を管理するネットワーク制御部15にシステムクロックを送る。 Timer 14 of the control terminal 10 sends the system clock to a network controller 15 for managing the time of the system. ネットワーク制御部15はスーパーフレームの時間情報をアンテナ指向制御部12に送り、アンテナ指向制御部12は、後述するように、スーパーフレームの時間情報に基づいて、アンテナ11のアンテナ指向方向Siを変化させる。 The network control unit 15 sends the time information of the superframe to the antenna directivity control unit 12, antenna directivity control unit 12, as described later, based on the time information of the superframe, changing the antenna direction Si of the antenna 11 .

図2は、制御端末10のアンテナ11の指向方向であるS1からS8を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing the S8 from S1 is a directional direction of the antenna 11 of the control terminal 10. 図2においては、制御端末10のアンテナ11の全指向範囲(2π)を、例えば、8等分したときの指向方向(S1〜S8、以下一般的にSiと表示する)を示す。 In Figure 2, the omni-directional range of the antenna 11 of the control terminal 10 (2 [pi), for example, it shows the orientation direction when the 8 equal parts (S1 to S8, generally indicated as Si or less). この指向方向Siは、制御端末10のアンテナ11からみて、従属端末30のアンテナと通信ができる方向である。 The orientation Si is viewed from the antenna 11 of the control terminal 10, an antenna and the direction that can communicate subordinate terminal 30. 図1に示すように、アンテナ11は、アンテナ指向制御部12によって、指向方向Siのいずれかに設定され、その方向にビーコンが送信され、またその方向で従属端末30からメンバー登録要求を受信すると共に、その後の通信が行われる。 As shown in FIG. 1, the antenna 11, the antenna directivity control unit 12, is set to one of the orientation Si, beacons are transmitted in that direction, and receives a member registration request from the dependent terminal 30 in that direction with, subsequent communication is performed.

図3は、制御端末10の端末登録テーブル17のデータ配置構成例を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing a data arrangement example of a terminal registration table 17 of the control terminal 10. 端末登録テーブル17は、降順に番号が採番されるテーブル番号と、メンバー登録の要求があった従属端末のIDと、そのメンバー登録の要求があった従属端末のアンテナを指向する制御端末10のアンテナ指向方向とを記録する配置構成になっている。 Terminal registration table 17, a table number descending numbers are numbered, the ID of the slave terminal a request for a member registration, the control terminal 10 to direct the antenna of the dependent terminal that a request for the Member It has become the arrangement for recording the antenna direction. 端末登録テーブル17は、ハードメモリやフラッシュメモリ等で構成される。 Terminal registration table 17 is composed of a hard memory, a flash memory, or the like. 後述するように、システム内の従属端末30から制御端末10にメンバー登録の要求があった場合、制御端末10の端末登録テーブル制御部16は、テーブル番号と従属端末のIDと制御端末10のアンテナ指向方向を端末登録テーブル17中に登録する。 As described later, when a request for a member registered in the control terminal 10 from the dependent terminals 30 in the system, the terminal registration table controller 16 of the control terminal 10, the ID and the control terminal 10 of the subordinate terminal and table number antenna register the directivity direction in the terminal registration table 17. 図1に戻って、メンバー登録要求の処理は以下のように行われる。 Returning to FIG. 1, the processing member registration request is performed as follows. すなわち、まず、制御端末10がビーコン送出部18からビーコンを送出すると、そのビーコンを受信した従属端末30がメンバー登録要求をするときには、従属端末30はメンバー登録要求のビーコンを制御端末10に送出し、このビーコンを受信した制御端末10の端末登録テーブル制御部16は端末登録テーブル17に従属端末30のID及び指向方向Siを登録すると共に、ACKをACK送出部20から従属端末30に送出することによりメンバー登録要求処理は終了する。 That is, first, the control terminal 10 sends out a beacon from the beacon transmission section 18, when dependent terminal 30 that has received the beacon is a member registration request, the subordinate terminal 30 sends a beacon member registration request to the control terminal 10 , together with the terminal registration table controller 16 of the control terminal 10 which has received the beacon registers the ID and orientation Si of the subordinate terminal 30 in the terminal registration table 17, it sends to the subordinate terminal 30 an ACK from the ACK transmitting section 20 member registration request processing by the ends.

図4は、本発明の従属端末の構成の概要を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing an outline of the dependent terminal configuration of the present invention. 従属端末30は実際には制御端末10と同じ構成を有するように製造されるのが一般的であるが、上述のように、従属端末30の機能判断部33が無線端末がネットワークコントローラ機能を有しないと判断して、その無線端末が従属端末30として動作するように設定されたものである。 Dependent terminal 30 is in fact in general that is manufactured to have the same configuration as the control terminal 10, as described above, function judgment section 33 of the slave terminal 30 is a wireless terminal have the network controller function it is determined not to, the wireless terminal is one that is set to operate as a slave terminal 30. 図4においては、従属端末30で使用される構成要素のみを表示し、図1中に設けられる他の構成要素は省略されている。 In FIG. 4, and displays only the components that are used in the dependent terminal 30, other components are provided in FIG. 1 is omitted.

図4において、従属端末30は、無線端末がネットワークコントローラ機能を有するかどうかを判断する機能判断部33と、所定の方向にビーコンや情報の送受信を行うアンテナ31と、アンテナ31の指向制御を行うアンテナ指向制御部32と、システムの時間の管理を行うタイマ34と、制御端末10からのビーコンを検出するビーコン検出部36と、制御端末10からのビーコンに対応してメンバー登録要求を生成するメンバー登録要求生成部37と、制御端末10からのACKを受信するACK検出部38から構成される。 4, the dependent terminal 30 performs the function determination section 33 that the wireless terminal determines whether it has a network controller function, an antenna 31 for transmitting and receiving beacon and information in a predetermined direction, the directivity control of the antenna 31 an antenna directivity control unit 32, a timer 34 that performs time management of the system, generates a beacon detection unit 36 ​​which detects the beacon from the control terminal 10, a member registration request in response to the beacon from the control terminal 10 members a registration request generation unit 37, and a ACK detection unit 38 for receiving an ACK from the control terminal 10. この無線システムにおいては、上述のように、各無線端末は、制御端末10になるか又は従属端末30になるかを自由に選択することができるが、以下ではネットワークコントローラ機能を有しない無線端末を従属端末30と呼ぶ。 In this wireless system, as described above, each wireless terminal is whether or become dependent terminal 30 becomes the control terminal 10 can be freely selected, the wireless terminal does not have a network controller function in the following referred to as a dependent terminal 30.

以下に、制御端末10の動作について図1及び図5を用いて説明する。 It will be described below with reference to FIGS. 1 and 5, the operation of the control terminal 10. 図5は、制御端末における通信制御手順の概要を示すフローチャートである。 Figure 5 is a flowchart showing an overview of a communication control procedure in the control terminal. 無線端末10がスタートした後、無線端末10の機能判断部13の機能判断により、無線端末がネットワークコントローラ機能を持つと判断された場合、上記無線端末は、制御端末10(ネットワークコントローラ無線端末PNC)として運用される(ステップS1)。 After the wireless terminal 10 is started, by the function judgment function determining unit 13 of the radio terminal 10, when it is determined that the wireless terminal has a network controller function, the wireless terminal, the control terminal 10 (network controller wireless terminal PNC) It is operated as a (step S1). 無線端末10が制御端末1と判断されると、制御端末10は、図2に示すようにアンテナのすべての指向(S1〜S8)にビーコンを転送する(ステップS2)。 When the wireless terminal 10 is determined to control the terminal 1, the control terminal 10 transfers a beacon to all oriented (S1 to S8) of the antenna as shown in FIG. 2 (Step S2). その後、システム内のネットワークコントローラ機能を持ってない1以上の従属端末30から制御端末10にメンバー登録の要求があった場合、制御端末は従属端末のメンバー登録を行う(ステップS3)。 Thereafter, when a request of members registered in the control terminal 10 from one or more subordinate terminal 30 does not have the network controller function in the system, the control terminal register as a member of the dependent terminal (step S3). その後、従属端末30からデータ転送の要求があった場合、制御端末10は従属端末30との通信を行う(ステップS4)。 Thereafter, when a request for data transfer from the dependent terminal 30, control terminal 10 communicates with the slave terminal 30 (Step S4). 上記通信は前記の制御端末10がPNCとしての管理機能を終了するまで繰り返し行う(ステップS5)。 The communication is repeated until the control terminal 10 of the ends management functions as PNC (step S5).

図6は、本発明の制御端末におけるビーコンの指向制御手順を示すフローチャートであり、図5中のステップS2の詳細を示している。 Figure 6 is a flowchart showing a directivity control procedure of a beacon in the control terminal of the present invention showing the details of step S2 in FIG. 図6及び図1を用いて、制御端末におけるビーコンの指向制御手順を説明する。 With reference to FIGS. 6 and 1, illustrating the directivity control procedure of a beacon in the control terminal. 図6において、制御端末10がスタートした後、制御端末10のアンテナ指向制御部12はアンテナ11のビーム指向方向SiをS1にセットし(ステップS11)、前記のネットワーク制御部15はスーパーフレームのクロックを第1のスーパーフレームにリセットし、また制御端末10の端末登録テーブル制御部16は、テーブル番号を初期値にリセットし(ステップS12)、タイマ14はネットワーク制御部15にスーパーフレームをスタートさせる指示を出す(ステップS13)。 6, after the control terminal 10 is started, the antenna directivity control unit 12 of the control terminal 10 will set the beam pointing direction Si of the antenna 11 to S1 (step S11), and the network control unit 15 of the super-frame clock terminal registration table controller 16 of the reset to the first superframe, and the control terminal 10 resets the table number to an initial value (step S12), the timer 14 is instructed to start the superframe network controller 15 the issue (step S13).

端末登録テーブル制御部16は端末登録テーブル17中に登録された従属端末30があるか否か、又は端末登録テーブル17のテーブル番号が最後か否かを確認し(ステップS14)、登録された従属端末30があり、それが最後の番号である場合には、制御端末のアンテナ11は登録された従属端末30のアンテナ指向方向Siにビーコンを送信する(ステップS15)。 Whether the terminal registration table controller 16 has dependent terminal 30 registered in the terminal registration table 17, or the terminal table number of the registration table 17 to check the last or not (step S14), and registered subordinate There are terminal 30, it if it is the last number, the antenna 11 of the control terminal transmits a beacon in the antenna direction Si of the dependent terminal 30 registered (step S15). 登録された端末がない場合又は端末登録テーブル17のテーブル番号が最後の番号である場合には、アンテナ制御部12はアンテナ指向方向Siがアンテナの最後の指向方向Smか否かを判断し(ステップS16)、最後ではない場合には、アンテナ制御部12はアンテナ指向方向を歩進し(1増加させ)(ステップS17)、ステップS14に戻る。 If the table number in the case where there is no registered terminal or the terminal registration table 17 is the last number, the antenna control unit 12 antenna direction Si is determined whether the last orientation Sm of the antenna (step S16), if not the last, the antenna controller 12 incremented the antenna direction (1 is increased) (step S17), the flow returns to step S14. アンテナ指向制御部12が、アンテナ指向方向Siがアンテナの最後の指向方向であると判断した場合には(ステップS16)、アンテナ制御部12は、スーパーフレームが最後のスーパーフレームであるか否かを判断し(ステップS18)、スーパーフレームが最後のスーパーフレームである場合にはビーコンの指向制御手順の処理を終了する。 Antenna directivity control unit 12, when the antenna direction Si is determined to be the last orientation of the antenna (step S16), and the antenna control unit 12, whether the superframe is the last superframe It determines (step S18), and if the superframe is the last superframe ends the processing of directivity control procedure of the beacon. スーパーフレームが最後のスーパーフレームでない場合には、スーパーフレームを歩進し(ステップS19)、ステップS13に戻りタイマ14が次のスーパーフレームをスタートさせ、処理を続行させる。 If the superframe is not the last superframe, and incrementing a superframe (step S19), the timer 14 returns to step S13 to start the next superframe, to continue the process.

図7は、制御端末における従属端末の登録制御の手順を示すフローチャートであり、図5中のステップS3の詳細を示している。 Figure 7 is a flowchart showing the procedure of registration control of the subordinate terminal in the control terminal, it shows the details of step S3 in FIG. 図7及び図1を用いて、従属端末2のメンバー登録制御手順を説明する。 With reference to FIGS. 7 and FIG. 1, illustrating a member registration control procedure of the dependent terminal 2. 図7において、制御端末1は従属端末2からACKを受信する(ステップS31)と、従属端末2から登録要求があるか否かを判断する(ステップS32)。 7, the control terminal 1 receives an ACK from the dependent terminal 2 (step S31), and determines whether there is a registration request from the dependent terminal 2 (step S32). 従属端末2からメンバー登録要求があった場合には、端末登録テーブル制御部16は、端末IDとアンテナ指向方向Siを図3に示す端末登録テーブル17に登録する(ステップS33)。 If from the dependent terminal 2 there is a member registration request, the terminal registration table control unit 16 registers the terminal ID and antenna direction Si in the terminal registration table 17 shown in FIG. 3 (step S33). 全ての従属端末2についてメンバー登録処理が終わったか否かを判断し(ステップS34)、全ての従属端末について登録が終わっていない場合には、ステップS31に進み、次の従属端末2についてACKを受信し、同様な処理を続ける。 For all dependent terminal 2 determines whether finished member registration processing (step S34), if not completed the registration for all the subordinate terminal proceeds to step S31, receiving the ACK for the next subordinate terminal 2 , and continue the same process. 一方、ステップS32において、従属端末2からメンバー登録要求がなかった場合には、全ての従属端末について登録が終わったか否かを判断し(ステップS34)、上記と同様な処理を行う。 On the other hand, in step S32, when there is no member registration request from the dependent terminal 2 determines whether the finished registered for all dependent terminal (step S34), performs the same process as described above.

図8は、本発明の制御端末におけるビーコンの指向制御手順(図6)で用いられるスーパーフレームの構成を示す図である。 Figure 8 is a diagram showing a configuration of a superframe used in the directivity control procedure of the beacon (Fig. 6) in the control terminal of the present invention. 本発明では、スーパーフレームSF#1〜SF#nを用いてビーコンの指向制御を行う。 In the present invention, it performs directivity control of the beacon using a superframe SF # 1~SF # n. 各スーパーフレームはSF#1〜SF#nのようにiの値を増加(歩進)させながら、スーパーフレームSF#1、スーパーフレームSF#2、…、スーパーフレームSF#nのように、順次各スーパーフレームを処理していく。 While increasing (incrementing) the value of i as each superframe SF # 1~SF # n, superframe SF # 1, super frame SF # 2, ..., as a superframe SF # n, successively continue to process each super frame. 以下に、一般的な説明として、スーパーフレームSF#kについて説明する。 Hereinafter, as a general description, a superframe SF # k. まず、制御端末1は、従属端末2に向けて指向ビーコンSiを送信する(図15のステップS15)。 First, the control terminal 1 transmits a directional beacon Si toward the dependent terminal 2 (step S15 in FIG. 15). 従属端末2は登録要求ビーコン1、2、…、mによって、登録要求を希望するか否かを制御端末1に送信する(図7のステップS31,32)。 Dependent terminal 2 registration request beacon 1,2, ..., by m, and transmits whether desires a registration request to the control terminal 1 (step S31,32 in Figure 7). この従属端末2からの登録要求ビーコンによって、制御端末1は、端末登録テーブル17に従属端末を登録する(図7のステップS33)。 The registration request beacon from the subordinate terminal 2, the control terminal 1 registers the subordinate terminal in the terminal registration table 17 (step S33 in FIG. 7). この登録された従属端末のIDによって、後のスーパーフレームで制御端末1と従属端末2との間で通信が行われる(図5のステップS4)。 The ID of the registered slave terminal, communication between the superframe and the control terminal 1 and the dependent terminal 2 after is performed (step S4 in FIG. 5).

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 Further, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and applications can be without departing from the scope of the present invention.

また、図示しないが、通信システムの一例として、図6に示された端末装置が狭い範囲内に配置されている複数のパーソナルコンピュータ(以下、パソコンという。)から構成されるパソコンシステムが考えられる。 Although not shown, as an example of a communication system, a plurality of personal computers indicated terminal device 6 is disposed in the narrow range is considered computer system composed of (hereinafter referred to as. A personal computer). 前記複数のパソコンの内の1台が図1に示す制御端末1の機能を有し、他のパソコンが図4に示す従属端末と同様な機能を有するものとして動作する。 Wherein one of the plurality of personal computers have a function of a control terminal 1 shown in FIG. 1, other computer operates as having the same functions as the subordinate terminal shown in FIG. このようなシステムにあっては、前記パソコンを狭い範囲内でどのような場所にも移動でき、またパソコンがどこに移動されようとも、各パソコン間で直ちに通信が可能であり、自由にデータの送受信を行うことができる。 In such an system, the personal computer can also be moved to any location within a narrow range and even will be moved to where the personal computer are possible immediately communicated between the PC, transmission and reception of data freely It can be performed. なお、パソコンは、ディジタル信号プロセッサ、あるいはFPGA(Field Programmable Gate Array)などであっても勿論よい。 Incidentally, PC, digital signal processor or FPGA (Field Programmable Gate Array) may of course be the like.

本発明は、無線PANにおいて、制御端末の端末登録テーブルに登録された従属端末があった場合のみ所定の従属端末と通信を行う通信システムに適用可能である。 The present invention, in a wireless PAN, which is applicable to a communication system for performing communication with a predetermined slave terminal only if there is subordinate terminals registered in the terminal registration table of the control terminal.

ネットワークコントローラ機能を有する制御端末の概要構成を示す図である。 Is a diagram showing an outline configuration of a control terminal having a network controller function. 制御端末におけるアンテナの指向方向の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of the directivity direction of the antenna in the control terminal. 制御端末における端末登録テーブルの登録例を示す図である。 Is a diagram showing an example of registration of the terminal registration table in the control terminal. 従属端末の構成の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a configuration of a subordinate terminal. 制御端末における通信制御手順の概要を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing an overview of a communication control procedure in the control terminal. ビーコンの指向制御手順を示すフローチャートである。 It is a flowchart showing a directivity control procedure of the beacon. 制御端末において従属端末をメンバー登録する手順を示すフローチャートである。 It is a flowchart showing a procedure of a subordinate terminal to Joined in the control terminal. 本発明におけるスーパーフレームにおける登録要求の様子を示す図である。 It is a diagram showing a state of the registration request in the super frame of the present invention. IEEE802.15.3の無線通信システムの説明図である。 It is an illustration of a wireless communication system IEEE 802.15.3. IEEE802.15.3の無線通信システムにおけるスーパーフレームの説明図である。 It is an illustration of a superframe in IEEE802.15.3 wireless communication system.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 制御端末11 アンテナ12 アンテナ指向制御部13 機能判断部14 タイマ15 ネットワーク制御部16 端末登録テーブル制御部17 端末登録テーブル18 ビーコン送信部19 メンバー登録要求検出部20 ACK送出部30 従属端末31 アンテナ32 アンテナ指向制御部33 機能判断部34 タイマ35 ネットワーク制御部36 ビーコン検出部37 メンバー登録要求生成部38 ACK検出部 10 control terminal 11 antenna 12 antenna directivity control unit 13 function judgment section 14 Timer 15 network controller 16 terminal registration table control unit 17 terminal registration table 18 beacon transmitter 19 Joined request detecting unit 20 ACK sending unit 30 dependent terminal 31 Antenna 32 antenna directivity control unit 33 function judgment section 34 timer 35 network controller 36 beacon detection unit 37 Joined request generation unit 38 ACK detecting unit

Claims (3)

  1. 制御端末と複数の従属端末とから構成され、ビーコン期間と、コンテンション・アクセス期間と、チャネル時間割り当て期間とからなるスーパーフレームを用いてデータの送受信を行う無線通信システムにおいて、 Is composed of a control terminal and a plurality of slave terminals, a beacon period, a contention access period, in a wireless communication system for transmitting and receiving data using a superframe consisting of a channel time allocation period,
    前記制御端末は、所定の方向に情報を送受信可能なアンテナと、前記アンテナの指向制御を行うアンテナ制御部と、ネットワークコントローラ機能を有するか否かの判断する機能判断部と、登録要求があった従属端末の情報が記録される端末登録テーブルと、システムの時間管理を行うタイマと、スーパーフレームを用いた通信制御を行うネットワーク制御部と、ビーコンを送信するビーコン送信部と、従属端末からのメンバー登録要求を検出するメンバー登録要求検出部と、従属端末にACKを送出するACK送出部を備え、 Wherein the control terminal includes a reception antenna capable information in a predetermined direction, and the antenna control unit that performs directivity control of the antenna, and determines whether or not to function identification unit having a network controller function, there is a registration request a terminal registration table in which information of the subordinate terminal are recorded, a timer for performing time management of the system, and a network controller that controls communication using a superframe, a beacon transmission unit for transmitting a beacon, a member from the dependent terminal includes a member registration request detecting unit for detecting a registration request, the ACK generating portion for sending ACK in the dependent terminal,
    前記従属端末は、所定の方向に情報を送受信可能なアンテナ部と、前記アンテナの指向制御を行うアンテナ制御部と、ネットワークコントローラ機能を有するか否かの判断する機能判断部と、システムの時間の管理を行うタイマと、スーパーフレームを用いた通信制御を行うネットワーク制御部と、制御端末から受信したビーコンを検出するビーコン検出部と、制御端末に送出するメンバー登録要求を生成するメンバー登録要求生成部と、制御端末からのACKを検出するACK検出部を備え、 It said dependent terminal includes a antenna capable of transmitting and receiving unit information in a predetermined direction, and the antenna control unit that performs directivity control of the antenna, and determines whether or not to function identification unit having a network controller function, the system time a timer for managing a network controller that controls communication using a superframe and a beacon detection section for detecting a beacon received from the control terminal, a member registration request generator for generating a member registration request is sent to the control terminal When, with the ACK detecting unit for detecting an ACK from the control terminal,
    前記制御端末は、各所定の方向に対して、所定の時間にビーコンを送信し、前記従属端末は、前記ビーコンを所定の時間に所定の方向で受信したときに、前記制御端末にメンバー登録要求を送信し、前記制御端末はメンバー登録要求を受信して通信が可能な指向方向を決定して端末登録テーブルに登録し、その後、従属端末から通信要求があったときには、前記制御端末の端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて前記従属端末と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。 Wherein the control terminal, for each predetermined direction, and transmits a beacon at a given time, the slave terminal, when receiving a predetermined direction the beacon at a predetermined time, a member registration request to the control terminal sends the control terminal is registered in the terminal registration table to determine the directivity direction can communicate receiving member registration request, then, when a communication request from the dependent terminal, terminal registration of the control terminal wireless communication system and performs communication with the slave terminal based on directional information that is registered in the table.
  2. 前記制御端末の端末登録テーブルに登録された前記従属端末からの通信要求があった場合、前記ネットワーク制御部は、前記制御端末と前記従属端末間で行われる通信時間を予約し、予約した時間がきた場合、前記アンテナ指向制御部は端末登録テーブルに登録された指向情報に基づいて、アンテナ指向方向を通信要求があった前記従属端末と通信を行うことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 If there is a communication request from the slave terminal registered in the terminal registration table of said control terminal, the network control unit reserves a communication time takes place between the said control terminal said dependent terminal, the time reserved If came, the antenna directivity control unit on the basis of the directional information registered in the terminal registration table, communication according to claim 1, characterized in that communicating with the slave terminal a communication request for antenna direction system.
  3. 前記端末登録テーブルは、メンバー登録の要求があった従属端末のIDと、そのメンバー登録の要求があった従属端末のアンテナを指向する制御端末のアンテナ指向方向とを記録することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信システム。 Wherein the node registration table, in which the ID of the slave terminal a request for Joined, characterized in that it records the antenna directivity direction of the control terminal directing the antenna of the dependent terminal that a request for the Member the wireless communication system according to claim 1 or 2.
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