JP2013048479A - Communication terminal device - Google Patents
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Abstract
Description
通信ネットワークにおける通信端末装置に関する。 The present invention relates to a communication terminal device in a communication network.
アドホックネットワーク（ad hoc network）において、複数の無線通信端末装置（以下、ノードともいう）による通信多重を行う場合、Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance（ＣＳＭＡ／ＣＡ、搬送波感知多重アクセス／衝突回避）方式を使用することが多い。無線通信端末装置の数が少ない場合は、通信の衝突の発生の確率が低く、制御が容易であり、装置の構成が簡便となるからである。 Carrier multiplex multiple access with collision avoidance (CSMA / CA, carrier sense multiple access / collision avoidance) method when performing communication multiplexing by a plurality of wireless communication terminal devices (hereinafter also referred to as nodes) in an ad hoc network Is often used. This is because when the number of wireless communication terminal devices is small, the probability of occurrence of communication collision is low, control is easy, and the device configuration is simple.
アドホックネットワークでは、アクセスポイントを介在させなくとも、複数の無線通信端末装置間で無線信号を送受信することで無線通信を行うことができる。アドホックネットワーク内では、無線通信端末装置の移動にともない、無線通信端末装置が孤立することもある。 In an ad hoc network, wireless communication can be performed by transmitting and receiving wireless signals between a plurality of wireless communication terminal devices without using an access point. In an ad hoc network, a wireless communication terminal device may become isolated as the wireless communication terminal device moves.
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、同一の通信チャネルにおいて複数の無線通信端末装置が通信する際の競合を回避する方式である。各無線通信端末装置は、通信チャネルが一定時間以上継続して空いていることを確認し、データを送信する。最後の通信からデータを送信するまでの時間は、所定時間にランダムな長さの時間を加えた時間である。これにより、直前の通信の後、一定時間後に複数の無線通信端末装置が同時に送信して信号が衝突することを防止する。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、非同期通信方式である。 The CSMA / CA scheme is a scheme for avoiding contention when a plurality of wireless communication terminal apparatuses communicate on the same communication channel. Each wireless communication terminal device confirms that the communication channel is continuously available for a certain period of time and transmits data. The time from the last communication to the transmission of data is a time obtained by adding a random length of time to a predetermined time. This prevents a plurality of wireless communication terminal devices from transmitting at the same time after a previous communication and causing a signal collision. The CSMA / CA method is an asynchronous communication method.
無線通信端末装置の数が少ないアドホックネットワークでは、通信の衝突発生の確率が低い。しかし、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を使用するアドホックネットワークにおいて、無線通信端末装置の数が増えた場合、通信の衝突発生の頻度が増大する。通信の衝突が発生すると、無線通信端末装置はデータを再送信することが必要となる。この結果、アドホックネットワークにおける通信帯域の利用効率が低下する。 In an ad hoc network with a small number of wireless communication terminal devices, the probability of occurrence of communication collision is low. However, in an ad hoc network using the CSMA / CA scheme, when the number of wireless communication terminal devices increases, the frequency of occurrence of communication collisions increases. When a communication collision occurs, the wireless communication terminal device needs to retransmit data. As a result, the communication band utilization efficiency in the ad hoc network is reduced.
本発明は、通信帯域を有効利用する無線通信端末装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a wireless communication terminal device that effectively uses a communication band.
開示の通信端末装置は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。 The disclosed communication terminal apparatus employs the following means in order to solve the above problems.
即ち、第１の態様は、
複数の通信端末装置がアドホックによりデータ送信を行う無線通信システムにおける通信端末装置であって、
パケットを受信する受信部と、パケットを送信する送信部と、タイミング信号を生成する信号生成部と、他の装置と送受信するパケットを処理する処理部と、を備え、
自装置が送信データを有するとき、
前記送信部は、データを送信する送信期間の割り当てを希望する無線端末装置を確認する第１希望調査パケットを送信し、
前記受信部は、前記第１希望調査パケットに対する第１割り当て要求パケットを受信し、
前記処理部は、前記第１割り当て要求パケットに基づいて、自装置と前記送信期間の割り当てを要求する他の無線端末装置とに、送信期間を割り当て、前記他の無線端末装置に第１送信期間割り当て結果を通知する第１結果通達パケットを作成し、
前記送信部は、前記第１結果通達パケットを送信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号に同期して、自装置に割り当てた前記送信期間にデータを送信する、
通信端末装置とする。
That is, the first aspect is
A communication terminal apparatus in a wireless communication system in which a plurality of communication terminal apparatuses perform data transmission by ad hoc,
A reception unit that receives a packet, a transmission unit that transmits a packet, a signal generation unit that generates a timing signal, and a processing unit that processes a packet transmitted to and received from another device,
When the own device has transmission data,
The transmission unit transmits a first desire survey packet for confirming a wireless terminal device that desires allocation of a transmission period for transmitting data;
The receiving unit receives a first allocation request packet for the first desired survey packet;
The processing unit allocates a transmission period to the own apparatus and another wireless terminal apparatus that requests the allocation of the transmission period based on the first allocation request packet, and transmits the first transmission period to the other wireless terminal apparatus. Create a first result notification packet to notify the allocation result,
The transmitting unit transmits the first result notification packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmission unit transmits data in the transmission period allocated to the own device in synchronization with the timing signal;
A communication terminal device is assumed.
開示の実施形態によれば、通信帯域を有効利用する無線通信端末装置を提供することができる。 According to the disclosed embodiment, it is possible to provide a wireless communication terminal device that effectively uses a communication band.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、開示の実施形態の構成に限定されない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The configuration of the embodiment is an exemplification, and is not limited to the configuration of the disclosed embodiment.
〔実施形態〕
（時間分割多重接続方式）
時間分割多重接続（Time division multiple Access、ＴＤＭＡ）方式は、複数の無線
通信端末装置が共通の通信経路を介して接続されるシステムにおいて、一定の通信時間毎に区切られた送信可能時間（以下、タイムスロットともいう）を各無線通信端末装置に割り当てを行うことで、無線通信端末装置毎に送信機会を与えられる方式である。ＴＤＭＡ方式では、各無線通信端末装置は、一定時間毎にデータを送信する機会を与えられる。
Embodiment
(Time division multiple access method)
In a system in which a plurality of wireless communication terminal devices are connected via a common communication path, a time division multiple access (Time Division Multiple Access, TDMA) scheme is a transmittable time (hereinafter, referred to as a transmission available time) divided every certain communication time. This is a method in which a transmission opportunity is given to each wireless communication terminal device by allocating a time slot) to each wireless communication terminal device. In the TDMA system, each wireless communication terminal apparatus is given an opportunity to transmit data at regular intervals.
ＴＤＭＡ方式では、送信データを有するノードに対してタイムスロットを割り当てることで、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式（他の送信信号と衝突が発生し得る送信形式）と比較して、通信帯域の利用効率が高くなる。 In the TDMA scheme, the use efficiency of the communication band is increased by assigning time slots to nodes having transmission data, compared to the CSMA / CA scheme (transmission format in which collision with other transmission signals can occur). .
（構成）
図１は、本実施形態の通信システムの概略構成例を示す図である。本実施形態の通信シ
ステムは、５台の無線通信端末装置（ノード、２００Ａ−２００Ｅ）を有する。それぞれの無線端末装置は、少なくとも１つの無線通信端末装置と通信できる位置に存在する。ここで、５台の無線通信端末装置としたのは、例示であって、５台に限定されるものではない。また、本実施形態の通信システムの各無線通信端末装置は、固定的に存在するものではなく、加入や脱退により、台数が増減することが起こり得る。
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a communication system according to the present embodiment. The communication system of the present embodiment has five wireless communication terminal devices (nodes, 200A-200E). Each wireless terminal device exists in a position where it can communicate with at least one wireless communication terminal device. Here, the five wireless communication terminal devices are examples, and are not limited to five. In addition, each wireless communication terminal device of the communication system according to the present embodiment does not exist in a fixed manner, and the number of the wireless communication terminal devices may increase or decrease due to subscription or withdrawal.
図２は、本実施形態の無線通信端末装置（ノード、Node）の機能ブロック図を示す図である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the wireless communication terminal device (node, node) according to the present embodiment.
無線通信端末装置２００は、Global Positioning System（ＧＰＳ）用アンテナ２６２
、ＧＰＳレシーバ部２０２、フレームタイミング（Frame Timing）部２０４、無線送信部（ＴｘＲＦ）２１２、デジタルアナログ（Digital/Analog、Ｄ／Ａ）変換部２１４、変調用Digital Signal Processor（ＤＳＰ）部２１６、送信側外部インタフェース（Interface、ＩＦ）部２１８、無線受信部（ＲｘＲＦ）２３２、アナログデジタル（Analog/Digital、Ａ／Ｄ）変換部２３４、復調用ＤＳＰ部２３６、受信側外部インタフェース２３８、
送受信用アンテナ２６４、スイッチ（Switch、ＳＷ）部２５２、Central Processing Unit（ＣＰＵ）２２２、メモリ２２４、記憶装置２２６を備える。
The wireless
,
A transmission /
変調用ＤＳＰ部２１６、送信側外部ＩＦ２１８、復調用ＤＳＰ２３６、受信側外部ＩＦ２３８、ＣＰＵ２２２、記憶装置２２６は、バスに接続される。
The
ＧＰＳレシーバ部２０２は、ＧＰＳアンテナ２６２を経由して、ＧＰＳ衛星からのクロック信号を受信する。フレームタイミング部２０４は、ＧＰＳレシーバ部２０２が受信したクロック信号に基づき、正確な時間情報を取得する。正確な時間情報は、ＧＰＳシステムを使用せずに、他の方法によって取得されてもよい。フレームタイミング部２０４は、信号作成部として機能しうる。
The
フレームタイミング部２０４は、正確な時間情報を使用して、所定時間毎に区切られたタイムスロットに同期するためのタイミング信号を生成し、無線送信部２１２に送信する。タイミング信号は、ＴＤＭＡモードでデータ等を送信する場合、ＣＳＭＡ／ＣＡモードでタイムスロット割り当て要求パケットを主ノードに割り当てられたタイムスロットで送信する場合等に、使用される。
The
無線送信部２１２、デジタルアナログ変換部２１４、変調用ＤＳＰ部２１６、送信側外部インタフェース２１８は、送信部として機能する。
The
変調用ＤＳＰ部２１６は、送信側外部インタフェース２１８から入力されるデータや、ＣＰＵ２２２で演算されたデータを、送信デジタル信号に変調する。デジタルアナログ変換部２１４は、変調用ＤＳＰ部２１６で変調された送信デジタル信号を、送信アナログ信号に変換する。無線送信部２１２は、送信アナログ信号をベースバンド周波数から無線周波数に変調する。また、無線送信部２１２は、必要に応じて、フレームタイミング部２０４からのタイミング信号により、信号を送信するタイミングを決定する。変調された送信アナログ信号は、スイッチ部２５２、送受信アンテナ２６４を経由して送信される。
The
無線受信部２３２、アナログデジタル変換部２３４、復調用ＤＳＰ部２３６、受信側外部インタフェース２３８は、受信部として機能する。
The
送受信アンテナで受信した信号は、スイッチ部２５２を経由して、無線受信部２３２に入力される。無線受信部２３２は、受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数に変調する。アナログデジタル変換部２３４は、無線受信部２３２で変調された受信アナロ
グ信号を受信デジタル信号に変換する。復調用ＤＳＰ部２３６は、受信アナログ信号を復調する。復調されたデータは、受信用外部インタフェース２３８や、ＣＰＵ２２２に入力されて処理される。
A signal received by the transmission / reception antenna is input to the
ＣＰＵ２２２は、各機能部を制御する制御部および各パケットの情報を処理する演算部として機能しうる。ＣＰＵ２２２は、タイムスロット割り当て希望調査パケット、タイムスロット割り当て要求パケット、タイムスロット割り当て結果通達パケット、バックオフ回数の閾値超え通達パケットその他のパケットを生成することができる。ＣＰＵ２２２は、受信したタイムスロット割り当て要求パケットに基づいて、タイムスロットを各ノードに割り当てることができる。ＣＰＵ２２２は、パケットを作成する作成部として機能しうる。ＣＰＵ２２２は、各種タイマとして機能しうる。
The
記憶装置２２６は、送受信データ、各種タイマの待機時間（所定時間）、バックオフ処理回数、バックオフ処理回数の閾値等を格納することができる。
The
（動作例）
〈全体の動作〉
本実施形態の全体の動作概略を説明する。
(Operation example)
<Overall operation>
An overall operation outline of the present embodiment will be described.
主ノードとして動作するノードが、ＣＳＭＡ／ＣＡモードにて、周辺のノードに対して、タイムスロット希望調査を行う。タイムスロットは、Time Division Multiple Access
（ＴＤＭＡ、時間分割多重接続）モードで使用する、ノード毎に割り当てられる送信可能時間（送信期間ともいう）である。周辺のノードは、タイムスロットの割り当てを希望する場合、タイムスロット割り当て要求をする。主ノードは、タイムスロット割り当て要求に基づいて、ＴＤＭＡモードで使用するタイムスロットを割り当てる。主ノードは、タイムスロット割り当て結果を周辺のノードに通知する。タイムスロットを割り当てられた各ノードは、ＴＤＭＡモードにて、割り当てに従って通信を行う。
A node operating as a main node performs a time slot desire check with respect to neighboring nodes in the CSMA / CA mode. Time slot is Time Division Multiple Access
This is a transmittable time (also referred to as a transmission period) assigned to each node used in (TDMA, time division multiple access) mode. When a peripheral node desires time slot assignment, it makes a time slot assignment request. The main node allocates time slots to be used in the TDMA mode based on the time slot allocation request. The main node notifies the neighboring nodes of the time slot allocation result. Each node to which a time slot is assigned communicates according to the assignment in the TDMA mode.
図３は、タイムスロット希望調査パケットの送信の例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of transmission of a time slot desire check packet.
図４は、タイムスロット希望調査パケットの送信のタイミングの例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of the time slot desire check packet.
他のノードに対する送信データを有するノード２００Ａは、ノード２００Ａの周辺のノードに対し、ＣＳＭＡ／ＣＡモードにて、ある時間Ｔ０１において、タイムスロット（Time Slot）割り当て希望調査パケットを送信する。尚、Ｔ０１は、所定の周期でおとずれ
る所定のタイミング、ノード２００Ａにより選択されたいずれかのタイミングとすることもできる。このとき、衝突なく当該パケットが送信されると、ノード２００Ａは主ノードとして動作する。他のノードは、それぞれ、ノード２００Ａからのタイムスロット希望調査パケットを受信する。
The
尚、ノード２００Ａは、別の条件でタイムスロット割り当て希望調査パケットを送信するようにすることもできる。例えば、所定の時刻になったことを検出した場合、周囲に無線通信可能な所定数のノードを検出した場合等である。
Note that the
図５は、タイムスロット割り当て要求パケットの送信の例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of transmission of a time slot allocation request packet.
図６は、タイムスロット割り当て要求パケットの送信のタイミングの例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of the time slot allocation request packet.
ノード２００Ｂは、他のノードに対して送信するデータを有しているとする。ノード２
００Ａからタイムスロット割り当て希望調査パケットを受信したノード２００Ｂは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードにて、ある時間Ｔ０３において、タイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ａに対して送信する。ノード２００Ａは、タイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ｂから受信する。この時間Ｔ０３において、他のノードからパケットが送信されていないので、ノード２００Ａは、ノードＢからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信することができる。
It is assumed that the
The
図７は、タイムスロット割り当て要求パケットの送信を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating transmission of a time slot allocation request packet.
図８は、タイムスロット割り当て要求パケットの送信のタイミングの例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of the time slot allocation request packet.
ノード２００Ｂと同様に、ノード２００Ｃも、他のノードに対すて送信するデータを有しているとする。ノード２００Ａからタイムスロット割り当て希望調査パケットを受信したノード２００Ｃは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードにて、ある時間Ｔ０４において、タイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ａに対して送信する。ノード２００Ａは、タイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ｃから受信する。この時間Ｔ０４において、他のノードからパケットが送信されていないので、ノード２００Ａは、ノードＢからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信することができる。
As with the
ノード２００Ｄ、ノード２００Ｅは、他のノードに対する送信データを有していないとする。このとき、ノード２００Ｄ、ノード２００Ｅは、ノード２００Ａからのタイムスロット割り当て希望調査パケットに対するタイムスロット割り当て要求パケットを送信しない。しかし、他の例では、将来的なデータ送信のために、タイムスロット割り当て要求パケットを送信するようにすることもできる。
It is assumed that the
図９は、タイムスロット割り当て結果通達パケットの送信の例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of transmission of a time slot allocation result notification packet.
図１０は、タイムスロット割り当て結果通達パケットの送信のタイミングの例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of the time slot allocation result notification packet.
ノード２００Ａは、時間Ｔ０１において、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信した後、所定時間、他のノードからタイムスロット割り当て要求パケットを受信するために待機する。所定時間経過後、ノード２００Ａは、待機中に受信した、タイムスロット割り当て要求パケットに基づいて、タイムスロットの割り当てを行う。主ノードは、自ノードに対してもタイムスロットの割り当てを行う。ここでは、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、および、ノード２００Ｃの３台のノードにタイムスロットが、割り当てられる。タイムスロットの割り当ての結果は、記憶装置２２６に格納することができる。
The
ノード２００Ａは、タイムスロットの割り当てをすると、タイムスロット割り当て結果通達パケットを、他のノードに対して送信する。
When the
図１１は、タイムスロット割り当て結果通達パケットの例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a time slot allocation result notification packet.
タイムスロット割り当て結果通達パケットは、サイクル数、タイムスロットを割り当てられたノード名を含む。サイクル数は、一連のタイムスロットを共有するノードの台数を示す情報である。ノード名は、タイムスロットを割り当てられた順番に記載される。図１１の例では、サイクル数は、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃの３台で共有されるので、「３」である。また、ノード名は、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃの順に、タイムスロットが割り当てられたので、第１ノードとして「Ａ」
、第２ノードとして「Ｂ」、第３ノードとして「Ｃ」と順に記載される。尚、サイクル数（割り当てにより送信に利用可能なタイムスロットの周期に関する情報の1例）を、自局
を含めたタイムスロット割り当て要求パケットを送信したノードの数より大きい値とすることもできる。未割り当てのスロットが生ずるが、データが送信されない期間が確保され、その期間においてＣＳＭＡ／ＣＡに従った送信処理を行うことが可能となる。特に後から移動してきたノードは、その期間を利用してタイムスロットの割り当てを要求したり、また、別のノードとの間でＣＳＭＡ／ＣＡにより無線通信を行ったりすることもできる。
The time slot assignment result notification packet includes the number of cycles and the name of the node to which the time slot is assigned. The cycle number is information indicating the number of nodes sharing a series of time slots. Node names are described in the order in which time slots are assigned. In the example of FIG. 11, the number of cycles is “3” because it is shared by the three
, “B” as the second node and “C” as the third node. It should be noted that the number of cycles (an example of information relating to the period of a time slot that can be used for transmission by assignment) can be set to a value larger than the number of nodes that transmitted the time slot assignment request packet including its own station. Although an unallocated slot is generated, a period during which data is not transmitted is secured, and transmission processing according to CSMA / CA can be performed during that period. In particular, a node that has moved later can request time slot allocation using the period, or can perform wireless communication with another node by CSMA / CA.
また、自局を含め、タイムスロット割り当て要求パケットを送信したノードの総数が所定数（例えば、１）より少ない場合は、ＴＤＭＡ方式に移行せず、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によりそのまま通信を行うようにすることもできる。衝突の可能性が低いからである。移行しない旨は、タイムスロット割り当て結果通達パケットを送信しないこと又はタイムスロット割り当て結果通達パケットにタイムスロット割り当ては行わず、ＣＳＭＡ／ＣＡで動作すべきことを通知する信号を含めることで各ノードに通知することもできる。 If the total number of nodes that transmitted time slot allocation request packets including the local station is smaller than a predetermined number (for example, 1), the communication is performed as it is by the CSMA / CA method without shifting to the TDMA method. You can also. This is because the possibility of collision is low. The fact that the transition is not made is notified to each node by not transmitting a timeslot allocation result notification packet or including a signal notifying that the time slot allocation result notification packet should be operated in CSMA / CA without performing time slot allocation. You can also
図１２は、タイムスロットが各ノードに割り当てられている状態を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which a time slot is allocated to each node.
図１２に示すように、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃが、通信に参加することにより、サイクリックに、３台のノードに対して、タイムスロットが割り当てられる。
As shown in FIG. 12, when the
図１３は、タイムスロットが割り当てられたノードが通信する状態を示す図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a node to which a time slot is assigned communicates.
タイムスロット割り当て結果通達パケットが送信されると、そのパケットの受信により、通信する各ノードは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードから、ＴＤＭＡモードに遷移する。 When the time slot allocation result notification packet is transmitted, each node that communicates shifts from the CSMA / CA mode to the TDMA mode by receiving the packet.
ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃは、それぞれ、割り当てられたタイムスロットで、他のノードに対してデータを送信する。タイムスロットが割り当てられていない、ノードＤ、および、ノードＥは、原則として、データを送信することはできない。
Each of the
図１４は、ＴＤＭＡモードにおけるタイムスロット割り当て希望調査パケットの送信の例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating an example of transmission of a time slot allocation desire check packet in the TDMA mode.
図１５は、ＴＤＭＡモードにおけるタイムスロット割り当て希望調査パケットの送信のタイミングの例を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the transmission timing of the time slot allocation desire check packet in the TDMA mode.
ＴＤＭＡモードでノード２００Ｂ、ノード２００Ｃと通信中の、主ノードであるノード２００Ａは、自身のタイムスロットを使用して、周辺のノードに対して、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信する。ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃ以外の周辺のノードは、通信状況をモニタすることにより、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００ＣがＴＤＭＡモードで通信していることを認識することができる。また、タイムスロット割り当て希望調査パケットがノード２００Ａに割り当てられたタイムスロットで送信されていることを、周辺のノードは認識することができる。
The
図１６は、タイムスロット割り当て要求パケットが同時に送信された場合の例を示す図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example when time slot allocation request packets are transmitted simultaneously.
図１７は、タイムスロット割り当て要求パケットが同時に送信された場合の送信タイミングの例を示す図である。 FIG. 17 is a diagram illustrating an example of transmission timing when time slot allocation request packets are transmitted simultaneously.
ノード２００Ａからのタイムスロット割り当て希望調査パケットに対して、新たにタイムスロットの割り当てを希望するノード２００Ｄ、および、ノード２００Ｅは、ノード２００Ａに対して、それぞれ、ノード２００Ａに割り当てられたタイムスロットにおいて、タイムスロット割り当て要求パケットを送信する。このとき、ノード２００Ｄ、および、ノード２００Ｅから、同時にタイムスロット割り当て要求パケットが送信されると、ノード２００Ａは、どちらのタイムスロット割り当て要求パケットも受信することができない。
In response to the time slot allocation request check packet from the
この場合、ノード２００Ａは、所定時間待機してもタイムスロット割り当て要求パケットを受信しないので、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットを送信しない。
In this case, the
図１８は、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットが送信されない状態の例を示す図である。 FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a state in which a new time slot allocation result notification packet is not transmitted.
図１９は、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットが送信されない状態のタイミングの例を示す図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating an example of timing when a new time slot allocation result notification packet is not transmitted.
ノード２００Ａは、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信してから所定時間経過後まで、タイムスロット割り当て要求パケットを受信できなかったので、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットを送信しない。
Since the
タイムスロット割り当て結果通達パケットを受信しなかったノード２００Ｄは、送信したタイムスロット割り当て要求パケットがノード２００Ａに受信されなかったことを認識する。ノードＥも、同様に、送信したタイムスロット割り当て要求パケットがノード２００Ａに受信されなかったことを認識する。
The
主ノードであるノード２００Ａは、所定時間経過後、再び、自身のタイムスロットを使用して、周辺のノードに対して、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信する。主ノードは、所定時間毎または所定タイムスロット毎に、自身のタイムスロットを使用して、周辺のノードに対して、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信することができる。
The
図２０は、タイムスロット割り当て要求パケットが再送信された場合の例を示す図である。 FIG. 20 is a diagram illustrating an example when a time slot allocation request packet is retransmitted.
図２１は、タイムスロット割り当て要求パケットが再送信された場合の送信タイミングの例を示す図である。 FIG. 21 is a diagram illustrating an example of transmission timing when the time slot allocation request packet is retransmitted.
ノード２００Ｄは、再び、ノード２００Ａからのタイムスロット割り当て希望調査パケットを受信したとする。
It is assumed that the
ノード２００Ｄは、所定時間にランダム時間を加算した時間後（例えば、時間Ｔ４１）のノード２００Ａに割り当てられたタイムスロットにて、再びタイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ａに対して、送信する。このタイムスロット割り当て要求パケットは他のパケットと衝突していないので、ノード２００Ａは、ノード２００Ｄからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信することができる。
The
図２２は、タイムスロット割り当て要求パケットが再送信された例を示す図である。 FIG. 22 is a diagram illustrating an example in which a timeslot allocation request packet is retransmitted.
図２３は、タイムスロット割り当て要求パケットが再送信された場合の送信タイミングの例を示す図である。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of transmission timing when the timeslot allocation request packet is retransmitted.
ノード２００Ｅも、ノード２００Ｄと同様に、再び、ノード２００Ａからのタイムスロット割り当て希望調査パケットを受信したとする。
Similarly to the
ノード２００Ｅも、所定時間にランダム時間を加算した時間後（例えば、時間Ｔ４４）のノード２００Ａに割り当てられたタイムスロットにて、再びタイムスロット割り当て要求パケットを、ノード２００Ａに対して、送信する。このタイムスロット割り当て要求パケットも他のパケットと衝突していないので、ノード２００Ａは、ノード２００Ｄからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信することができる。
The
ノード２００Ａは、ノード２００Ｄおよびノード２００Ｅが新たにタイムスロットの割り当てを希望していることを認識することができる。
The
ノード２００Ａは、タイムスロット割り当て要求パケットに基づいて、タイムスロットの割り当てを行う。主ノードは、自ノードに対しても割り当てを行う。また、既にＴＤＭＡモードで通信中のノードに対してもタイムスロットを割り当てる。ここでは、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃ、ノード２００Ｄおよびノード２００Ｅの５台にタイムスロットが、割り当てられる。但し、現在、通信を行っていないノードに対しては、タイムスロットを割り当てないとすることもできる。
The
図２４は、タイムスロット割り当て結果通達パケットの送信を示す図である。 FIG. 24 is a diagram illustrating transmission of a time slot allocation result notification packet.
図２５は、タイムスロット割り当て結果通達パケットの送信タイミングを示す図である。 FIG. 25 is a diagram illustrating the transmission timing of the time slot allocation result notification packet.
ここでは、サイクル数は、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃ、ノード２００Ｄ、ノード２００Ｅの５台で共有されるので、「５」である。また、ノード名は、ノード２００Ａ、ノード２００Ｂ、ノード２００Ｃ、ノード２００Ｄ、ノード２００Ｅの順に、タイムスロットが割り当てられたので、第１ノードとして「Ａ」、第２ノードとして「Ｂ」、第３ノードとして「Ｃ」、第４ノードとして「Ｄ」、第５ノードとして「Ｅ」と順に記載される。
Here, the number of cycles is “5” because it is shared by the five
図２６は、タイムスロット割り当て要求パケットが、再度、同時に送信された場合の例を示す図である。 FIG. 26 is a diagram illustrating an example when the time slot allocation request packet is simultaneously transmitted again.
図２７は、タイムスロット割り当て要求パケットが、再度、同時に送信された場合の送信タイミングの例を示す図である。 FIG. 27 is a diagram illustrating an example of transmission timing when the time slot allocation request packet is simultaneously transmitted again.
ノード２００Ｄ、および、ノード２００Ｅが、ノード２００Ａのタイムスロットにおいて、再度、タイムスロット割り当て要求パケットを送信するとき、ノード２００Ｄ、および、ノード２００Ｅから、再度、同時にタイムスロット割り当て要求パケットが送信されると、ノード２００Ａは、どちらのタイムスロット割り当て要求パケットも受信することができない。
When the
すると、図１８の例と同様に、主ノードであるノードＡは、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットを送信しない。 Then, as in the example of FIG. 18, the node A, which is the main node, does not transmit a new time slot allocation result notification packet.
タイムスロット割り当て結果通達パケットを受信しなかったノード２００Ｄ、および、
ノードＥは、送信したタイムスロット割り当て要求パケットがノード２００Ａに受信されなかったことを認識する。
The
The node E recognizes that the transmitted time slot allocation request packet has not been received by the
このように、タイムスロット割り当て要求パケットを送信しているにもかかわらず、新たなタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信できないことが所定回数続いた場合、ノード２００Ｄ、および、ノード２００Ｅは、ノード２００Ａに対して、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードへ遷移することを要求するパケット（バックオフ回数の閾値超え通知パケット）を送信する。
As described above, when the time slot allocation request packet is transmitted but the new time slot allocation result notification packet cannot be received for a predetermined number of times, the
当該パケットを受信したノード２００Ａは、周辺のノードに対し、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードへ遷移することを通達する。主ノード、および、当該主ノードとＴＤＭＡモードで通信する周辺のノードは、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移する。
The
これにより、主ノードは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードで、新たに、周辺のノードに対し、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信する。 As a result, the main node newly transmits a time slot allocation desire check packet to the surrounding nodes in the CSMA / CA mode.
〈ノードの動作〉
図２８乃至図３９は、本実施形態の個々の無線通信端末装置（ノード）の動作フローチャートを示す図である。
<Node behavior>
28 to 39 are diagrams showing operation flowcharts of individual wireless communication terminal devices (nodes) according to the present embodiment.
ノード２００の初期状態は、ＣＳＭＡ／ＣＡモードである。タイムスロットが割り当てられていないため、ＴＤＭＡモードでは通信できないからである。
The initial state of the
ノード２００は、発信するデータがあるか否かを確認する（図２８：Ｓ１００２）。発信するデータが無い場合（Ｓ１００２；ＮＯ）、ノード２００は、発信するデータが発生するまで、待機する。
The
発信するデータがある場合（Ｓ１００２；ＹＥＳ）、ノード２００は、既にタイムスロット割り当て希望調査パケットを受信しているかを確認する（図２８：Ｓ１００４）。
When there is data to be transmitted (S1002; YES), the
タイムスロット割り当て希望調査パケットを受信していない場合（Ｓ１００４；ＮＯ）、ノード２００は、タイムスロット割り当て希望調査パケットを周辺のノードに対して送信する（図２８：Ｓ１００６）。タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信するノードを、主ノードと呼ぶ。
When the time slot allocation desire check packet has not been received (S1004; NO), the
ノード２００は、希望調査タイマを起動する（図２９：Ｓ１００８）。希望調査タイマは、タイムスロット割り当て希望調査パケットに対する応答を待機する時間を計測するタイマである。タイムスロット割り当て希望調査パケットに対する応答を待機する時間は、あらかじめ設定され得る。
The
ノード２００は、希望調査タイマが所定の時間に達したか否かを判断する（図２９：Ｓ１０１０）。
The
希望調査タイマが所定の時間に達していない場合（Ｓ１０１０；ＮＯ）、ノード２００は、他ノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信したか否かを確認する（図２９：Ｓ１０１２）。
When the desired investigation timer has not reached the predetermined time (S1010; NO), the
他ノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信した場合（Ｓ１０１２；ＹＥＳ）、ノード２００は、当該他ノードを、タイムスロット割り当てを希望するノードと
して、記憶装置２２６に記憶し（図２９：Ｓ１０１４）、ステップＳ１０１０に戻る。
When receiving a time slot allocation request packet from another node (S1012; YES), the
他ノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信していない場合（Ｓ１０１２；ＮＯ）、ステップＳ１０１０に戻る。 If no time slot allocation request packet has been received from another node (S1012; NO), the process returns to step S1010.
希望調査タイマが所定の時間に達した場合（Ｓ１０１０；ＹＥＳ）、ノード２００はタイムスロット割り当て希望パケットを受信したか否かを確認する（図３０：Ｓ１０１８）。
When the desire check timer reaches a predetermined time (S1010; YES), the
タイムスロット割り当て希望パケットを受信した場合（１０１８；ＹＥＳ）、ノード２００は、記憶装置２２６に記憶したタイムスロットの割り当てを希望するノードの情報を記憶装置２２６から取り出し、タイムスロットの割り当てを行う。ノード２００は、周辺のノードに対し、タイムスロット割り当て結果通達パケットを送信する（図３０：Ｓ１０２０）。タイムスロット割り当て希望パケットを受信しなかった場合（１０１８；ＹＥＳ）、ステップＳ１００２にもどる。
When the time slot allocation desired packet is received (1018; YES), the
主ノードであるノード２００は、自装置をＣＳＭＡ／ＣＡモードからＴＤＭＡモードに遷移させる（図３０：Ｓ１０２２）。これにより、主ノードは、タイムスロットを割り当てたノードと、ＴＤＭＡモードで通信することができる。
The
ノード２００は、自装置に割り当てたタイムスロットにおいてデータを送信する（図３０：Ｓ１０２４）。
The
自装置が主ノードである場合（図３１：Ｓ１０２６；ＹＥＳ）、ノード２００は、後述のバックオフ回数の閾値超え通知パケットを受信したか否かを確認する。
When the own device is the main node (FIG. 31: S1026; YES), the
バックオフ回数の閾値超え通知パケットを受信していない場合（図３１：Ｓ１０２８；ＮＯ）、割り当てたタイムスロットによる通信と、現実の通信状況とが一致しているか否かを確認する（図３１：Ｓ１０３０）。主ノードは、通信状況をモニタすることで、通信を取りやめた脱退ノードが存在するか否かを確認することができる。主ノードは、脱退ノードが存在する場合は、脱退ノードを除いて改めてタイムスロットを割り当てることで通信帯域を有効利用することができる。 When the notification packet exceeding the threshold value of the number of back-offs has not been received (FIG. 31: S1028; NO), it is confirmed whether the communication using the allocated time slot matches the actual communication status (FIG. 31: S1030). The main node can check whether or not there is a withdrawal node that has canceled communication by monitoring the communication status. If there is a withdrawal node, the main node can effectively use the communication band by assigning a time slot anew except for the withdrawal node.
割り当てたタイムスロットによる通信と現実の通信状況とが一致している場合（図３１：１０２８；ＹＥＳ）、ノード２００は、自装置のタイムスロットにおいて、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信する（図３１：Ｓ１０３２）。主ノードは、このタイムスロット割り当て希望調査パケットの送信を、周期的に主ノードに割り当てられたタイムスロットにおいて毎回行うのではなく、所定タイムスロット毎に行うことができる。また、主ノードは、所定時間毎に、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信してもよい。
When the communication using the allocated time slot matches the actual communication status (FIG. 31: 1028; YES), the
ノード２００は、希望調査タイマを起動する（図３２：Ｓ１０３４）。希望調査タイマは、タイムスロット割り当て希望調査パケットに対する応答を待機する時間を計測するタイマである。タイムスロット割り当て希望調査パケットに対する応答を待機する時間は、あらかじめ設定され得る。
The
ノード２００は、希望調査タイマが所定の時間に達したか否かを判断する（図３２：Ｓ１０３６）。
The
希望調査タイマが所定の時間に達していない場合（Ｓ１０３６；ＮＯ）、ノード２００
は、他のノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信したか否かを確認する（図３２：Ｓ１０３８）。
When the desired survey timer has not reached the predetermined time (S1036; NO), the
Confirms whether or not a time slot allocation request packet from another node has been received (FIG. 32: S1038).
他のノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信した場合（Ｓ１０３８；ＹＥＳ）、ノード２００は、当該他のノードを、タイムスロット割り当てを希望するノードとして、記憶装置２２６に記憶し（図３２：Ｓ１０４０）、ステップＳ１０３６に戻る。
When receiving a time slot allocation request packet from another node (S1038; YES), the
他ノードからのタイムスロット割り当て要求パケットを受信していない場合（Ｓ１０３８；ＮＯ）、ステップＳ１０３６に戻る。 If no time slot allocation request packet has been received from another node (S1038; NO), the process returns to step S1036.
希望調査タイマが所定の時間に達した場合（Ｓ１０３６；ＹＥＳ）、ノード２００はタイムスロット割り当て希望パケットを受信したか否かを確認する（図３３：Ｓ１０５０）。
When the desire check timer reaches a predetermined time (S1036; YES), the
タイムスロット割り当て希望パケットを受信した場合（図３３：Ｓ１０５０；ＹＥＳ）、ノード２００は、タイムスロットの割り当てを希望するノードの情報、および、現在タイムスロットを割り当てているノードの情報を記憶装置２２６から取り出し、取り出した各ノードに、新たにタイムスロットの割り当てを行う。ノード２００は、周辺のノードに対し、タイムスロット割り当て結果通達パケットを送信する（図３３：Ｓ１０５２）。タイムスロット割り当て希望パケットを受信しなかった場合（Ｓ１０５０；ＮＯ）、ステップＳ１０２６に戻る。
When the time slot allocation request packet is received (FIG. 33: S1050; YES), the
ノード２００は、新たに自装置に割り当てられたタイムスロットにてデータ送信をする（図３３：Ｓ１０５４）。
The
以上が、ノードが、主に、主ノードとして動作するときの動作フローである。 The above is the operation flow when the node mainly operates as the main node.
次に、ノードが、主に、主ノード以外のノードとして動作するときの動作フローを説明する。 Next, an operation flow when the node mainly operates as a node other than the main node will be described.
図２８に戻って、発信データを有しており（Ｓ１００２；ＹＥＳ）、タイムスロット割り当て希望調査パケットを受信している場合（Ｓ１００４；ＹＥＳ）、ノード２００は、タイムスロット割り当て希望調査パケットがＴＤＭＡモードで送信されたか否かを判断する（図３４：Ｓ１１００）。ノード２００は、周辺の通信状況をモニタすることで、ＴＤＭＡモードで通信が行われているか、ＣＳＭＡ／ＣＡモードで通信が行われているかを判断することができる。ＴＤＭＡモードでは、タイムスロットに従って通信が行われるからである。
Returning to FIG. 28, when there is outgoing data (S1002; YES) and a time slot allocation desire check packet is received (S1004; YES), the
タイムスロット割り当て希望調査パケットがＴＤＭＡモードで送信されていない場合（Ｓ１１００；ＮＯ）、ノード２００は、タイムスロット割り当て要求パケットを、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信した主ノードに、送信する（図３４：Ｓ１１０２）。タイムスロット割り当て要求パケットを送信したノード２００は、結果通達タイマを起動する（図３４：Ｓ１１０４）。タイムスロット割り当て要求パケットに対する応答（タイムスロット割り当て結果通達パケット）を待機する時間は、あらかじめ設定され得る。
When the time slot allocation desire check packet is not transmitted in the TDMA mode (S1100; NO), the
ノード２００は、結果通達タイマが所定の時間に達したか否かを判断する（図３５：Ｓ１１０６）。
The
結果通達タイマが所定の時間に達していない場合（Ｓ１１０６；ＮＯ）、ノード２００は、主ノードから、自装置にタイムスロットが割り当てられたことを通知するタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信したか否かを確認する（図３５：Ｓ１１０８）。
If the result notification timer has not reached the predetermined time (S1106; NO), the
ノード２００は、自装置にタイムスロットが割り当てられたことを通知するタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信した場合（Ｓ１１０８；ＹＥＳ）、ＣＳＭＡ／ＣＡモードからＴＤＭＡモードに遷移する（図３５：Ｓ１１１０）。発信するデータを有するノード２００が、割り当てられたタイムスロットを使用して、ＴＤＭＡモードで通信するためである。
When the
ノード２００は、自装置に割り当てられたタイムスロットにおいてデータを送信する（図３５：Ｓ１１１２）。
The
自装置が主ノードでない場合（図３１：Ｓ１０２６；ＮＯ）、ノード２００は、自装置が第２ノードであるか否かを判断する（図３６：Ｓ１２０２）。自装置が第２ノードであるか否かは、受信したタイムスロット割り当て結果通達パケットにより判断することができる。タイムスロット割り当て結果通達パケットにおいて自装置が主ノードに次いで第２番目にタイムスロットを割り当てられている場合、ノード２００は、自装置が第２ノードであると判断できる。自装置が第２ノードであると判断した場合（Ｓ１２０２；ＹＥＳ）、ノード２００は、通信をしながら、主ノードの通信状況をモニタする（図３６：Ｓ１２０４）。自装置が第２ノードではないと判断した場合（Ｓ１２０２；ＮＯ）、ステップＳ１０２６に戻る。
When the own device is not the main node (FIG. 31: S1026; NO), the
主ノードの通信が途絶えたと第２ノードが判断した場合（図３６：Ｓ１２０６）、当該第２ノードが主ノードにとって代わる（図３６：Ｓ１２０８）。 When the second node determines that communication with the main node has been interrupted (FIG. 36: S1206), the second node replaces the main node (FIG. 36: S1208).
ノード２００は、主ノードとして、改めてタイムスロット割り当てを行うため、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移することを周囲のノードに通達する（図３６：Ｓ１２１０）。ノード２００は、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移する。また、上記の通達を受信した周囲のノードも、同様に、ＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移する。
As the main node, the
また、図３１に戻って、主ノードであるノード２００がバックオフ回数の閾値越え通知パケットを受信した場合（図３１：Ｓ１０２８；ＹＥＳ）、または、主ノードであるノード２００が既存の割り当てノードの通信状況とパケット割り当て結果通達パケットとが一致していないことを認識した場合（図３１：Ｓ１０３０；ＮＯ）、改めてタイムスロット割り当てを行うため、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移することを周囲のノードに通達する（図３６：Ｓ１２１０）。
Further, returning to FIG. 31, when the
図３４に戻って、タイムスロット割り当て希望調査パケットがＴＤＭＡモードで送信されている場合（図３４：Ｓ１１００；ＹＥＳ）、ノード２００は、タイムスロット割り当て要求パケットを、タイムスロット割り当て希望調査パケットを送信した主ノードに、主ノードに割り当てられたタイムスロットで、送信する（図３７：Ｓ１３０２）。タイムスロット割り当て要求パケットを送信したノード２００は、結果通達タイマを起動する（図３７：Ｓ１３０４）。
Returning to FIG. 34, when the time slot allocation desire survey packet is transmitted in the TDMA mode (FIG. 34: S1100; YES), the
ノード２００は、結果通達タイマが所定の時間に達したか否かを判断する（図３８：Ｓ１３０６）。
The
結果通達タイマが所定の時間に達していない場合（Ｓ１３０６；ＮＯ）、ノード２００
は、主ノードから、自装置にタイムスロットが割り当てられたことを通知するタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信したか否かを確認する（図３８：Ｓ１３０８）。
When the result notification timer has not reached the predetermined time (S1306; NO), the
Confirms from the main node whether or not a time slot allocation result notification packet for notifying that its own device has been allocated a time slot has been received (FIG. 38: S1308).
ノード２００は、自装置にタイムスロットが割り当てられたことを通知するタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信した場合（Ｓ１３０８；ＹＥＳ）、ノード２００は、ＣＳＭＡ／ＣＡモードからＴＤＭＡモードに遷移し、自装置に割り当てられたタイムスロットにおいてデータを送信する（図３８：Ｓ１３１０）。
When the
自装置にタイムスロットが割り当てられたことを通知するタイムスロット割り当て結果通達パケットを受信すること無く（Ｓ１３０８；ＮＯ）、結果通達タイマが所定の時間に達した場合（Ｓ１３０６；ＹＥＳ）、ノード２００は、タイムスロット割り当て要求パケットが主ノードに受信されなかったことを認識する。
When the result notification timer reaches a predetermined time (S1306; YES) without receiving the time slot allocation result notification packet for notifying that its own device has been assigned a time slot (S1308; NO), the
ノード２００は、ランダム時間のバックオフ処理を行う（図３９：Ｓ１３１２）。バックオフ処理とは、ノード２００が、タイムスロット割り当て希望調査パケット受信から所定時間経過後さらにランダム時間経過後の主ノードに割り当てられたタイムスロットにて、タイムスロット割り当て要求パケットを、送信することを決定することである。所定時間にランダム時間を加算することで、ノード２００が送信するタイムスロット割り当て要求パケットと他のノードが送信する通信パケットとの衝突を避けやすくなる。
The
ノード２００は、バックオフ処理の回数が所定の閾値を超えたか否かを判断する（図３９：Ｓ１３１４）。バックオフ処理の回数が所定の閾値を超えていない場合（Ｓ１３１４；ＮＯ）、ノード２００は、主ノードからタイムスロット割り当て希望調査パケットを待って、上記の決定をしたタイムスロットで、タイムスロット割り当て要求パケットを送信する（図３７：Ｓ１３０２）。
The
バックオフ処理の回数が所定の閾値を超えた場合（Ｓ１３１４；ＹＥＳ）、ノード２００は、主ノードに、バックオフ処理の回数の閾値越え通知パケットを送信する（図３９：Ｓ１３１６）。この通知パケットは、主ノードに、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移する通知を送信することを要求する通信パケットである。
When the number of back-off processes exceeds a predetermined threshold (S1314; YES), the
バックオフ処理を行うことは、タイムスロット割り当て要求パケットが主ノードに受信されていないことを意味する。よって、バックオフ処理の回数が多いことは、タイムスロット割り当て要求パケットが主ノードに受信されないことが多いことを意味する。タイムスロット割り当て要求パケットが主ノードに受信されないことが多いことは、主ノードのタイムスロットにおいて、タイムスロット割り当て要求パケットを送信するノードが複数存在することが考えられる。このような場合、ＣＳＭＡ／ＣＡモードでタイムスロット割り当て希望調査を行うことで、タイムスロット割り当ての希望をするノードに、タイムスロットが割り当てられ易くなる。ＣＳＭＡ／ＣＡモードでは、送信時間が特定のタイムスロットに制限されないからである。そこで、ノード２００は、主ノードに対し、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードに遷移して、ＣＳＭＡ／ＣＡモードでタイムスロット割り当て希望調査を行うこと促す。
Performing the back-off process means that the time slot allocation request packet has not been received by the main node. Therefore, a large number of back-off processes means that a timeslot allocation request packet is often not received by the main node. The fact that the time slot allocation request packet is often not received by the main node is considered that there are a plurality of nodes that transmit the time slot allocation request packet in the time slot of the main node. In such a case, the time slot assignment desire check is performed in the CSMA / CA mode, so that the time slot is easily assigned to the node that desires the time slot assignment. This is because the transmission time is not limited to a specific time slot in the CSMA / CA mode. Therefore, the
ノード２００は、ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードへの遷移の通達パケットを受信したか否かを判断する（図３９：Ｓ１３１８）。
The
ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードへの遷移の通達パケットを受信していない場合（Ｓ１３１８；ＮＯ）、ノード２００は再び主ノードにバックオフ処理の回数の閾値超え通知パケットを送信する（Ｓ１３１６）。
When a notification packet for transition from the TDMA mode to the CSMA / CA mode has not been received (S1318; NO), the
ＴＤＭＡモードからＣＳＭＡ／ＣＡモードへの遷移の通達パケットを受信した場合（Ｓ１３１８；ＹＥＳ）、ステップＳ１００２に戻る。 When a notification packet for transition from the TDMA mode to the CSMA / CA mode is received (S1318; YES), the process returns to step S1002.
〈レイヤの連携〉
図４０は、レイヤの連携を示す図である。
<Linking layers>
FIG. 40 is a diagram illustrating layer cooperation.
主ノードであるノード２００は、所定時間毎等に、タイムスロットの割り当てを行い、タイムスロット割り当て結果通達パケットを送信することができる。これによって一時的にＭＡＣレイヤでの通信が遮断されたとする。このとき、ＭＡＣレイヤからのリトライがリトライアウトする。すると、ＭＡＣレイヤから上位レイヤにリトライアウト通知がされる。リトライアウト通知を受信し通信の遮断を認識した上位レイヤは、リトライ指示を下位レイヤに行う。このように、ＭＡＣレイヤでの通信が一時的に遮断されても、上位レイヤのリトライ指示により通信の復旧が可能となる。
The
上位レイヤは、通信コネクションを保証できるプロトコルであればよい。上位レイヤの例としては、Transmission Control Protocol（ＴＣＰ）、User Datagram Protocol（Ｕ
ＤＰ）等が挙げられる。
The upper layer may be any protocol that can guarantee a communication connection. Examples of higher layers include Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (U
DP) and the like.
〈その他〉
本実施形態は、高速道路上を走行する自動車に搭載される無線端末によるネットワーク上の通信や、災害発生時に緊急的に構築されるネットワーク上の通信において、適用することができる。
<Others>
The present embodiment can be applied to communication on a network by a wireless terminal mounted on an automobile traveling on a highway or communication on a network that is urgently constructed when a disaster occurs.
〈実施形態の作用効果〉
本実施形態によると、アドホックネットワークにおけるノードは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードで、タイムスロット割り当て希望調査を行い、ＴＤＭＡモードで使用するタイムスロットをタイムスロット割り当てを要求するノードに割り当てることができる。タイムスロット割り当てを行ったノードは、ＴＤＭＡモードで通信中に、タイムスロット割り当て希望調査を行い、新たにタイムスロットの割り当てを希望するノードに対しても、ＴＤＭＡモードで使用するタイムスロットの割り当てを行うことができる。
<Effects of Embodiment>
According to this embodiment, a node in an ad hoc network can perform a time slot allocation desire check in the CSMA / CA mode, and can allocate a time slot used in the TDMA mode to a node that requests time slot allocation. The node that performed the time slot assignment performs a time slot assignment desire check during communication in the TDMA mode, and assigns a time slot to be used in the TDMA mode to a node that desires a new time slot assignment. be able to.
本実施形態によれば、ノードは、ＣＳＭＡ／ＣＡモードでタイムスロット割り当て希望調査を行い、タイムスロットを各ノードに割り当てて、ＴＤＭＡモードでデータの通信を行うことで、通信帯域の利用効率を高くすることができる。また、ノードは、ＴＤＭＡモードにおいても、タイムスロット割り当て希望調査を行うことで、新たに参入を希望するノードに対してタイムスロットを割り当てて、通信に参加させることができる。 According to the present embodiment, the node conducts a time slot allocation desire survey in the CSMA / CA mode, allocates a time slot to each node, and performs data communication in the TDMA mode, thereby increasing communication band utilization efficiency. can do. In addition, even in the TDMA mode, a node can assign a time slot to a node to which a new entry is desired and participate in communication by conducting a time slot assignment desire survey.
２００ 無線通信端末装置（ノード）
２００Ａ 無線通信端末装置（ノード）Ａ
２００Ｂ 無線通信端末装置（ノード）Ｂ
２００Ｃ 無線通信端末装置（ノード）Ｃ
２００Ｄ 無線通信端末装置（ノード）Ｄ
２００Ｅ 無線通信端末装置（ノード）Ｅ
２０２ ＧＰＳレシーバ部
２０４ フレームタイミング部
２１２ 無線送信部
２１４ デジタルアナログ変換部
２１６ 変調用ＤＳＰ部
２１８ 送信側外部インタフェース部
２２２ ＣＰＵ
２２４ メモリ
２２６ 記憶装置
２３２ ＲｘＲＦ
２３４ アナログデジタル変換部
２３６ 復調用ＤＳＰ
２３８ 受信側外部インタフェース部
２５２ スイッチ部
２６２ ＧＰＳ用アンテナ
２６４ 送受信用アンテナ
200 Wireless communication terminal device (node)
200A Wireless communication terminal (node) A
200B Wireless communication terminal device (node) B
200C Wireless communication terminal device (node) C
200D Wireless communication terminal device (node) D
200E Wireless communication terminal (node) E
202
224
234 Analog to
238 Reception side
Claims (9)
パケットを受信する受信部と、パケットを送信する送信部と、タイミング信号を生成する信号生成部と、他の装置と送受信するパケットを処理する処理部と、を備え、
自装置が送信データを有するとき、
前記送信部は、データを送信する送信期間の割り当てを希望する無線端末装置を確認する第１希望調査パケットを送信し、
前記受信部は、前記第１希望調査パケットに対する第１割り当て要求パケットを受信し、
前記処理部は、前記第１割り当て要求パケットに基づいて、自装置と前記送信期間の割り当てを要求する他の無線端末装置とに、送信期間を割り当て、前記他の無線端末装置に第１送信期間割り当て結果を通知する第１結果通達パケットを作成し、
前記送信部は、前記第１結果通達パケットを送信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号に同期して、自装置に割り当てた前記送信期間にデータを送信する、
通信端末装置。 A communication terminal apparatus in a wireless communication system in which a plurality of communication terminal apparatuses perform data transmission by ad hoc,
A reception unit that receives a packet, a transmission unit that transmits a packet, a signal generation unit that generates a timing signal, and a processing unit that processes a packet transmitted to and received from another device,
When the own device has transmission data,
The transmission unit transmits a first desire survey packet for confirming a wireless terminal device that desires allocation of a transmission period for transmitting data;
The receiving unit receives a first allocation request packet for the first desired survey packet;
The processing unit allocates a transmission period to the own apparatus and another wireless terminal apparatus that requests the allocation of the transmission period based on the first allocation request packet, and transmits the first transmission period to the other wireless terminal apparatus. Create a first result notification packet to notify the allocation result,
The transmitting unit transmits the first result notification packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmission unit transmits data in the transmission period allocated to the own device in synchronization with the timing signal;
Communication terminal device.
請求項１に記載の通信端末装置。 When the receiving unit does not receive the first allocation request packet for the first desired survey packet for a predetermined time after the transmitting unit transmits the first desired survey packet, the processing unit, Instructing to transmit the first desired survey packet;
The communication terminal device according to claim 1.
前記受信部は、前記第２希望調査パケットに対する第２割り当て要求パケットを受信し、
前記処理部は、前記第１割り当て要求パケットと前記第２割り当て要求パケットとに基づいて、自装置と前記送信期間の割り当てを要求する他の無線端末装置とに、送信期間を割り当て、前記他の無線端末装置に第２送信期間割り当て結果を通知する第２結果通達パケットを作成し、
前記送信部は、前記タイミング信号を使用して、前記第１送信期間割り当て結果に基づいて自装置に割り当てた前記送信期間に、前記第２結果通達パケットを送信し、
前記送信部は、前記タイミング信号に同期して、自装置に割り当てた前記送信期間にデータを送信する、
請求項１に記載の通信端末装置。 The transmission unit uses the timing signal to transmit a second desired survey packet for confirming a wireless terminal device that desires the transmission period to be allocated in the transmission period allocated to the own device,
The receiving unit receives a second allocation request packet for the second desired survey packet;
The processing unit allocates a transmission period to its own device and another wireless terminal device that requests the allocation of the transmission period based on the first allocation request packet and the second allocation request packet, Creating a second result notification packet for notifying the wireless terminal device of the second transmission period allocation result;
The transmission unit uses the timing signal to transmit the second result notification packet in the transmission period allocated to the device based on the first transmission period allocation result,
The transmission unit transmits data in the transmission period allocated to the own device in synchronization with the timing signal;
The communication terminal device according to claim 1.
前記送信部は、再度、前記送信期間の割り当てを希望する装置を確認する第１希望調査パケットを送信する、
請求項１に記載の通信端末装置。 When the receiving unit receives a packet requesting to stop communication based on the transmission period allocation result from another device, the communication based on the transmission period allocation result is canceled,
The transmitter again transmits a first desire survey packet for confirming a device that desires allocation of the transmission period.
The communication terminal device according to claim 1.
パケットを受信する受信部と、パケットを送信する送信部と、タイミング信号を生成する信号生成部と、他の装置と送受信するパケットを処理する処理部を備え、
前記受信部は、前記複数の通信端末装置のうち送信データを有するある通信端末装置から、データを送信する送信期間の割り当てを希望する装置を確認する第１希望調査パケットを受信し、
前記処理部は、他の無線端末装置に送信するデータがある場合、前記第１希望調査パケットに対して送信期間の割り当てを要求する第１割り当て要求パケットを作成し、
前記送信部は、前記第１送信期間割り当て希望調査パケットに対する第１送信期間割り当て要求パケットを送信し、
前記受信部は、前記第１割り当て要求パケットに応じて前記ある通信端末装置が割り当てた送信期間を示す、第１結果通達パケットを受信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号を使用して、前記第１結果通達パケットに基づいて、自装置に割り当てられた前記送信期間にデータを送信する、
通信端末装置。 A communication terminal apparatus in a wireless communication system in which a plurality of communication terminal apparatuses perform data transmission by ad hoc,
A receiving unit that receives a packet; a transmitting unit that transmits a packet; a signal generating unit that generates a timing signal; and a processing unit that processes a packet transmitted to and received from another device;
The receiving unit receives, from a communication terminal device having transmission data among the plurality of communication terminal devices, a first desire survey packet for confirming a device that desires allocation of a transmission period for transmitting data;
The processing unit creates a first allocation request packet that requests allocation of a transmission period for the first desired survey packet when there is data to be transmitted to another wireless terminal device,
The transmitting unit transmits a first transmission period allocation request packet for the first transmission period allocation request survey packet;
The receiving unit receives a first result notification packet indicating a transmission period allocated by the certain communication terminal device in response to the first allocation request packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmitter uses the timing signal to transmit data during the transmission period assigned to the own device based on the first result notification packet.
Communication terminal device.
請求項５に記載の通信端末装置。 When the receiving unit receives the first result notification packet within a predetermined time after the transmitting unit transmits the first allocation request packet for the first desired survey packet, the signal generating unit is based on time information. A timing signal is generated, and the transmission unit transmits data during the transmission period assigned to the own device based on the result notification packet using the timing signal;
The communication terminal device according to claim 5.
前記送信部は、前記送信期間の割り当てを希望する無線端末装置を確認する第２希望調査パケットを送信し、
前記受信部は、前記第２希望調査パケットに対する第２割り当て要求パケットを受信し、
前記処理部は、前記第２割り当て要求パケットに基づいて、自装置と前記送信期間の割り当てを要求する他の無線端末装置とに、送信期間を割り当て、前記他の無線端末装置に第２送信期間割り当て結果を通知する第２結果通達パケットを作成し、
前記送信部は、前記第２結果通達パケットを送信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号に同期して、自装置に割り当てた前記送信期間にデータを送信する、
請求項５に記載の通信端末装置。 When the processing unit recognizes that the certain wireless terminal device that has transmitted the first result notification packet is not communicating, stops communication based on the first result notification packet;
The transmitting unit transmits a second desire survey packet for confirming a wireless terminal device that desires to be allocated the transmission period;
The receiving unit receives a second allocation request packet for the second desired survey packet;
The processing unit allocates a transmission period to the own apparatus and another wireless terminal apparatus that requests the allocation of the transmission period based on the second allocation request packet, and transmits the second transmission period to the other wireless terminal apparatus. Create a second result notification packet to notify the allocation result,
The transmitter transmits the second result notification packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmission unit transmits data in the transmission period allocated to the own device in synchronization with the timing signal;
The communication terminal device according to claim 5.
パケットを受信する受信部と、パケットを送信する送信部と、タイミング信号を生成する信号生成部と、他の無線端末装置と送受信するパケットを処理する処理部を備え、
前記受信部は、送信データを有するある無線端末装置に割り当てられた送信期間に当該他の無線端末装置から送信され、データを送信する送信期間の割り当てを希望する無線端末装置を確認する第１希望調査パケットを受信し、
前記処理部は、他の無線端末装置に送信するデータがある場合、前記第１希望調査パケットに対して送信期間の割り当てを要求する第１割り当て要求パケットを作成し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号を使用して、前記他の無線端末装置に割り当てられた送信期間に、前記第１希望調査パケットに対する前記第１割り当て要求パケットを送信し、
前記受信部は、前記第１割り当て要求パケットに応じて前記ある通信端末装置が割り当
てた送信期間を示す、第１結果通達パケットを受信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号を使用して、前記第１結果通達パケットに基づいて、自装置に割り当てられた前記送信期間にデータを送信する、
通信端末装置。 A communication terminal apparatus in a wireless communication system in which a plurality of communication terminal apparatuses perform data transmission by ad hoc,
A reception unit that receives a packet; a transmission unit that transmits a packet; a signal generation unit that generates a timing signal; and a processing unit that processes a packet transmitted to and received from another wireless terminal device;
The receiving unit confirms a wireless terminal device that is transmitted from the other wireless terminal device during a transmission period assigned to a certain wireless terminal device having transmission data and desires to assign a transmission period for transmitting data. Receive survey packets,
The processing unit creates a first allocation request packet that requests allocation of a transmission period for the first desired survey packet when there is data to be transmitted to another wireless terminal device,
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmission unit transmits the first assignment request packet for the first desire check packet in a transmission period assigned to the other wireless terminal device using the timing signal;
The receiving unit receives a first result notification packet indicating a transmission period allocated by the certain communication terminal device in response to the first allocation request packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmitter uses the timing signal to transmit data during the transmission period assigned to the own device based on the first result notification packet.
Communication terminal device.
前記送信部は、前記送信期間の割り当てを希望する装置を確認する第２希望調査パケットを送信し、
前記受信部は、前記第２希望調査パケットに対して送信期間の割り当てを要求する第２割り当て要求パケットを受信し、
前記処理部は、前記割り当て要求パケットに基づいて、自装置と前記送信期間の割り当てを要求する他の無線端末装置とに、送信期間を割り当て、前記他の無線端末装置に第２割り当て結果を通知する第２結果通達パケットを作成し、
前記送信部は、前記第２結果通達パケットを送信し、
前記信号生成部は、時間情報に基づくタイミング信号を生成し、
前記送信部は、前記タイミング信号に同期して、自装置に割り当てた前記送信期間にデータを送信する、
請求項８に記載の通信端末装置。 When the processing unit recognizes that the certain wireless terminal device that has transmitted the first result notification packet is not communicating, stops communication based on the first result notification packet;
The transmitting unit transmits a second desired survey packet for confirming a device that desires allocation of the transmission period;
The receiving unit receives a second allocation request packet for requesting allocation of a transmission period for the second desired survey packet;
The processing unit allocates a transmission period to the own apparatus and another wireless terminal apparatus that requests the allocation of the transmission period based on the allocation request packet, and notifies the second wireless terminal apparatus of a second allocation result. To create a second result notification packet
The transmitter transmits the second result notification packet;
The signal generation unit generates a timing signal based on time information,
The transmission unit transmits data in the transmission period allocated to the own device in synchronization with the timing signal;
The communication terminal device according to claim 8.
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