JP3091453B1 - アドホック無線ネットワークの無線機のための制御装置 - Google Patents
アドホック無線ネットワークの無線機のための制御装置Info
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- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Abstract
てルート検出時のエラー発生率を低減する。 【解決手段】 ルート検出を行うときに、エラーパケッ
トを受信したときは、自局の無線機の送信電力レベルを
上昇させることにより自局のカバーエリアを増大させ
て、ルートリクエストのパケットを再送信する。また、
上記ルートリクエストのパケットを再送信した後、エラ
ーパケットを受信したときは、自局の無線機に近い中継
局から順次送信電力を上昇させることにより中継局のカ
バーエリアを増大させて、ルートリクエストを再送信す
る。
Description
に一時的に形成される無線ネットワークであるアドホッ
ク無線ネットワークの無線機のための制御装置に関す
る。
入が困難である場所においても、モバイルユーザ同士が
無線通信を望むという要求がしばしば起こることがあ
る。このような状況において、無線ネットワークインタ
フェースを有したモバイルホストステーション群が、一
時的なネットワークを形成することがあり得る。このよ
うなタイプの無線ネットワークはアドホック無線ネット
ワークとして知られており、例えば、従来技術文献「Da
vid B. Johnson et al.,”DYNAMIC SOURCE ROUTINGIN A
D HOC WIRELESS NETWORKS”,chapter 5,pp.153-163, Ku
lwer Academic Publishers, 1996」において、そのルー
チング方法が詳細に記載されている。
ワークにおける各モバイルホストステーション101,
102,103の各カバーエリアの範囲を示す平面図で
あり、上記のルーチング方法の制御の一般的な動作を示
す。
ンの無線伝送範囲であるカバーエリアをそれぞれ101
A,102A,103Aで示している。各モバイルホス
トステーション101,102,103は通信を行いた
い宛先(ディストネーション)のモバイルホストステー
ションに対してパケットのブロードキャスト信号を送信
することにより、その無線伝送範囲内では直接的な通信
を行うことが可能となる。しかしながら、宛先のモバイ
ルホストステーションがその無線伝送範囲内に存在しな
い場合は、直接的な通信が困難となるため、その中間に
存在する複数のモバイルホストステーションによるパケ
ットの中継が必要となる。
1がモバイルホストステーション103に対して通信を
行う場合は、モバイルホストステーション101のカバ
ーエリア101Aとモバイルホストステーション103
のカバーエリア103Aの両方の範囲に属するモバイル
ホストステーション102がモバイルホストステーショ
ン101からのパケットをモバイルホストステーション
103に中継することになる。このようなルーチングを
実現するためには、まず、発信元(ソース)のモバイル
ホストステーションはルート検出機構を用いて宛先のモ
バイルホストステーションまでのルート(経由するモバ
イルホストステーションのリスト)を獲得する。得られ
たルート情報リスト(101→102→103)はパケ
ットのヘッダ部に記載され、その情報に基づきデータパ
ケットは宛先に中継される。このように、発信元側で宛
先までのルートを予め獲得した後にルーチングを開始す
るため、このプロトコルはソースルーチングプロトコル
と呼ばれている。
たルーチング手法においては、各モバイルホストステー
ションの送信電力が常に一定であるため、各モバイルホ
ストステーションがパケットをブロードキャストできる
カバーエリアには制限が生じる。そのため、中継するモ
バイルホストステーションの位置によっては、発信元の
モバイルホストステーションから宛先のモバイルホスト
ステーションへのリンクが形成できない場合が考えられ
る。この場合、ルート検出機構でタイムアウトによるエ
ラーが発生し、所望するソースルートが得られないとい
う問題点があった。
テーションの送信電力は常に一定であるので、電池や充
電池などの電源の消費電力を低下させることができない
という問題点があった。
し、従来技術に比較してルート検出時のエラー発生率を
低減することができるアドホック無線ネットワークの無
線機のための制御装置を提供することにある。
を解決し、従来技術に比較して電源の消費電力を低下さ
せることができるアドホック無線ネットワークの無線機
のための制御装置を提供することにある。
無線ネットワークの無線機のための制御装置において
は、ルート検出を行うときに、エラーパケットを受信し
たときは、自局の無線機の送信電力レベルを上昇させる
ことにより自局のカバーエリアを増大させて、ルートリ
クエストのパケットを再送信し、上記ルートリクエスト
のパケットの再送信の後、エラーパケットを受信したと
きは、自局の無線機に近い中継局から順次送信電力を上
昇させることにより中継局のカバーエリアを増大させ
て、ルートリクエストを再送信するように制御する制御
手段を備えたことを特徴とする。
る実施形態について説明する。
第1の実施形態であるアドホック無線ネットワークにお
いて用いるモバイルホストステーション301,30
2,303の構成を示すブロック図である。本実施形態
のモバイルホストステーション301,302,303
は、図1に示すように、無線送信機203と無線受信機
204とを含む無線機を備えるとともに、従来技術に比
較して、図2及び図3の通信制御処理を実行する通信制
御コントローラ202と、送信電力制御部205と、受
信電力検出部206とを備えたことを特徴としている。
ョン301,302,303はそれぞれ、(a)モバイ
ルホストステーション内の各部に対して電源供給を行
う、例えば電池又は充電池などの電源部201と、
(b)モバイルホストステーション内の各部の動作を制
御して、アドホック無線ネットワークにおけるルート検
出やルートメンテナンスなどの各種プロトコルの実行を
行うとともに、図2及び図3の通信制御処理を実行する
通信制御コントローラ202と、(c)通信制御コント
ローラ202の制御信号に基づいて、データ信号発生器
209によって発生されたパケット信号に従って所定の
変調を行ってパケット信号を含む無線信号を発生した
後、電力増幅することによりサーキュレータ208を介
して送受信アンテナ207から送信する無線送信機20
3と、(d)通信制御コントローラ202の制御信号に
基づいて、送受信アンテナ207からサーキュレータ2
08を介してされた無線信号を受信してパケット信号に
復調してデータ信号受信機210に出力する無線受信機
204と、(e)通信制御コントローラ202からの制
御コマンドに応答して、無線送信機203から送信され
る無線信号の送信電力を制御する送信電力制御部205
と、(f)無線受信機204で受信された無線信号の受
信信号電力(受信電界強度に対応する)を、例えば無線
受信機204の中間増幅部のAGC電流を検出すること
により検出して通信制御コントローラ202に出力する
受信信号電力検出部206と、(g)無線信号を送受信
する送受信アンテナ207と、(h)無線送信機203
からの送信無線信号を送受信アンテナ207に出力する
とともに、送受信アンテナ207で受信された受信無線
信号を無線受信機204に出力するサーキュレータ20
8と、(i)通信制御コントローラ202の制御信号に
基づいて、パケット信号を含むデータ信号を発生して無
線送信機203に出力するデータ信号発生器209と、
(j)通信制御コントローラ202の制御信号に基づい
て、無線受信機204からのパケット信号を含むデータ
信号を受信するデータ信号受信機210とを備えて構成
される。
テーション301,302,303の通信制御コントロ
ーラ202によって実行される通信制御処理を示すフロ
ーチャートである。
ーティング制御のためにルート経路を決定するための要
求を示すルートリクエストの要求があったか否かが判断
され、YESとなるまでステップS1の処理を繰り返
し、YESとなったときステップS2においてルートリ
クエストのパケットを送信し、ステップS3においてル
ートリクエストの肯定応答パケットを受信したか否かが
判断され、NOのときステップS4においてルートリク
エストのエラーパケットを受信したか否かが判断され
る。ステップS3において、YESのときはステップS
5において肯定応答パケットのルートに従ってデータパ
ケットを送信し、ステップS1に戻る。また、ステップ
S4においてYESのときはステップS6に進む一方、
NOのときはステップS3に戻る。次いで、ステップS
6において送信電力制御部205に対して送信電力レベ
ルを現在レベルから所定のレベルだけ上げる命令コマン
ドを送り、これに応答して、送信電力制御部205は無
線送信機203から送信される無線信号の送信電力を現
在のレベルから所定のレベルだけ上昇させる。そして、
ステップS7においてルートリクエストのパケットを再
送信し、ステップS8に進む。
エストの肯定応答パケットを受信したか否かが判断さ
れ、NOのときステップS9においてルートリクエスト
のエラーパケットを受信したか否かが判断される。ステ
ップS8でYESのときは、ステップS10において肯
定応答パケットのルートに従ってデータパケットを送信
した後、ステップS1に戻る。また、ステップS9にお
いてYESのときはステップS11に進む一方、NOの
ときはステップS8に戻る。ステップS11において発
信元のステーションから中継ステーションまでの近さの
順番の番号を示すパラメータnを1にセットする。次い
で、ステップS12において受信したエラーパケットか
ら発信元のステーションにn番目に近い中継ステーショ
ンを選択し、ステップS13において選択した中継ステ
ーションに対して、送信電力を現在レベルから所定のレ
ベルだけ上昇させる送信電力上昇要求コマンドを含むル
ートリクエストのパケットを再送信した後、図3のステ
ップS14に進む。
リクエストの肯定応答パケットを受信したか否かが判断
され、NOのときステップS15においてルートリクエ
ストのエラーパケットを受信したか否かが判断される。
ステップS14においてYESのときは、ステップS1
6において肯定応答パケットのルートに従ってデータパ
ケットを送信した後、図2のステップS1に戻る。ま
た、ステップS15においてYESのときはステップS
17に進む一方、NOのときはステップS14に戻る。
ステップS17においてはパラメータnを1だけインク
リメントした後、ステップS18においてn番目に近い
中継ステーションがあるか否かが判断され、YESのと
きは図2のステップS12に進む一方、NOのときは、
ステップS19において通信エラーレポートを出力した
後、図2のステップS1に戻る。
おいては、ルートリクエストの肯定応答パケットを受信
したときは、それに含まれるルートに従ってデータパケ
ットを送信するが、エラーパケットを受信したときは、
自局の送信電力レベルを上昇させることによりカバーエ
リアを増大させて、ルートリクエストのパケットを再送
信する。ここで、再送信して肯定応答パケットを受信し
たときは上記と同様であるが、エラーパケットを受信し
たときは、自局である発信元のステーションに近い中継
ステーションから順次送信電力を上昇させることにより
カバーエリアを増大させて、ルートリクエストを再送信
する。以上の手順により、発信元のモバイルホストステ
ーションと宛先のモバイルホストステーションとの間に
直接的又は間接的な無線リンクの確立が可能となり、ル
ート検出時のエラー発生率を大幅に低減させることがで
きる。
ック無線ネットワークの第1と第2の状態における各モ
バイルホストステーション301,302,303のカ
バーエリアの範囲を示す平面図である。図4及び図5を
参照して、第1の実施形態の動作例について説明する。
果、検出された中継モバイルホストステーションの位置
が原因で発信元のモバイルホストステーションから宛先
のモバイルホストステーションまでのリンクが確立でき
なかった場合を想定する。この様子を図4に示す。図4
では、中継モバイルホストステーション302のカバー
エリア302Aに宛先のモバイルホストステーション3
03が含まれていないため、発信元のモバイルホストス
テーション301から宛先のモバイルホストステーショ
ン303へのリンクが確立されていない様子を示してい
る。
ション301の通信制御コントローラ202は、無線受
信機204介してルートリクエストのエラーパケットを
受信すると、送信電力制御部205に対して送信電力レ
ベルを現在レベルから所定のレベルだけ上げる命令コマ
ンドを送り、送信電力を増大させた無線信号を用いてル
ートリクエストのパケットの再送信を行う。この動作に
より、発信元のモバイルホストステーション301のカ
バーエリア301Aが広がるため、もし宛先のモバイル
ホストステーション303がこの広げられたカバーエリ
ア301Aに属しているのならば、発信元のモバイルホ
ストステーション301と宛先のモバイルホストステー
ション303との間に直接的なリンクの確立が可能とな
る。
テーション301のカバーエリア301Aに宛先のモバ
イルホストステーション303が存在しない場合は、発
信元のモバイルホストステーション301の通信制御コ
ントローラ202は、ルートリクエストのエラーパケッ
トから発信元のモバイルホストステーション301に一
番近い中継モバイルホストステーション(図4ではモバ
イルホストステーション302)を選出し、その中継モ
バイルホストステーションに対して送信電力レベルを現
在レベルから所定のレベルだけ上げる要求を記述したル
ートリクエストのパケットの再送信を行う。このパケッ
トを受信すると、中継モバイルホストステーション30
2の通信制御コントローラ202は、送信電力制御部2
05に対して送信電力レベルを現在レベルから所定のレ
ベルだけ上げる命令コマンドを送り、これにより、上昇
された送信電力を有する無線信号を用いてルートリクエ
ストパケットの中継を行う。この結果、中継モバイルホ
ストステーション302のカバーエリア302Aが図5
に示すようにカバーエリア302A’のように広げら
れ、もし宛先のモバイルホストステーション303がこ
のカバーエリア302A’に属しているのならば、発信
元のモバイルホストステーション301と宛先のモバイ
ルホストステーション303間は、モバイルホストステ
ーション302の中継による間接的なリンクの確立が可
能となる。この状態を図5に示す。
のモバイルホストステーション301は自分に近い中継
モバイルホストステーションから順に送信電力レベルを
現在レベルから所定のレベルだけ上げる要求を行い、中
継モバイルホストステーションのカバーエリアを広げた
状態でのルート検出を行う。
れば、従来技術におけるルート検出では、各モバイルホ
ストステーションのカバーエリアが一定のため中継モバ
イルホストステーションの位置に依存してリンクが確立
できない場合があったが、発信元のモバイルホストステ
ーションにおいて各中継モバイルホストステーションの
カバーエリアを柔軟に制御することにより、ルート検出
でのエラー発生率を低減することが可能となる。ただし
送信電力レベルを上げることにより、電源部201の消
費電力が上昇するが、これを解決するためには、発信元
のモバイルホストステーションが送信するパケットの優
先度(例えば緊急時のメッセージなど)に応じて、本発
明を使い分けることはより効果的である。すなわち、パ
ケットの優先度が高いときに当該実施形態のように、送
信電力レベルを高くすればよい。
第2の実施形態であるアドホック無線ネットワークにお
いて用いるモバイルホストステーション401,40
2,403の通信制御コントローラ202によって実行
される通信制御処理を示すフローチャートである。ここ
で、各モバイルホストステーション401,402,4
03は、第1の実施形態のモバイルホストステーション
301,302,303の構成(図1)と同様の構成を
有するが、通信制御コントローラ202は、図2及び図
3の通信制御処理に代えて、ルートメンテナンスを行う
ときに図6の通信制御処理を実行することを特徴として
いる。ここで、ルートメンテナンスとは、第1の実施形
態のルートリクエストによるルート決定の後に、再度、
ルートを再確認するために行うための保守作業をいう。
いて受信信号を受信したか否かが判断され、YESとな
るまでステップS21の処理を繰り返し、YESとなっ
たときステップS22において受信信号電力レベルは第
1のしきい値以上か否かが判断され、NOのときはステ
ップS23において受信信号電力レベルは第2のしきい
値(ただし、第1のしきい値よりも小さい値)以下か否
かが判断される。ステップS22でYESのときは、ス
テップS24において送信側のステーションの通信制御
コントローラ202を介してその送信電力制御部205
に対して送信電力レベルを現在レベルから所定のレベル
だけ下げる命令コマンドを送り、これにより、送信電力
制御部205は無線送信機203から送信される無線信
号の送信電力を現在の設定レベルから所定のレベルだけ
下降させた後、ステップS21に戻る。また、ステップ
S23においてYESのときはステップS25に進む一
方、NOのときはステップS21に戻る。ステップS2
5では、送信側のステーションの通信制御コントローラ
202を介して送信電力制御部205に対して送信電力
レベルを現在レベルから所定のレベルだけ上げる命令コ
マンドを送り、これにより、送信電力制御部205は無
線送信機203から送信される無線信号の送信電力を現
在の設定レベルから所定のレベルだけ上昇させた後、ス
テップS21に戻る。
ック無線ネットワークの第1と第2の状態における各モ
バイルホストステーション401,402,403のカ
バーエリアの範囲を示す平面図である。図7及び図8を
参照して第2の実施形態の動作例について説明する。
にリンクが確立している状態を想定する。この様子を図
7に示す。図7では発信元のモバイルホストステーショ
ン401と宛先のモバイルホストステーション403と
の間に中継モバイルホストステーション402を介して
リンクが確立している様子を示している。
ケットを含む無線信号は、受信側のモバイルホストステ
ーションの受信電力検出部206によってその受信電力
レベルが検出される。もし受信電力レベルが上記第1の
しきい値(例えば、無線受信機204で復調してパケッ
トとして認識できる最低の受信しきい値に所定のマージ
ン値を加算した値)以上だった場合、受信側のモバイル
ホストステーションは送信側のモバイルホストステーシ
ョンに対して送信電力を下げても良いという許可の命令
コマンドを含むパケットを送信する。これにより、送信
側のモバイルホストステーションの通信制御コントロー
ラ202は、送信電力制御部205に対して送信するパ
ケットを含む無線信号の送信電力を現在レベルから所定
のレベルだけ下げる制御を行い、受信側のモバイルホス
トステーションとのカバーエリアを小さくする。この動
作は各モバイルホストステーション間のリンクでそれぞ
れ独立して行われる。この様子を図8に示す。図8では
各モバイルホストステーションが送信電力を下げること
によりカバーエリアが小さくなっていることが示されて
いる。
ンの移動などにより受信モバイルホストステーションが
送信モバイルホストステーションのカバーエリアから出
そうな場合、すなわち、受信信号の受信電力が例えば上
記受信しきい値レベルである第2のしきい値以下である
とき、送信側のモバイルホストステーションの送信電力
レベルを現在レベルから所定のレベルだけ上げることに
よりカバーエリアを広げ、受信側のモバイルホストステ
ーションの追随を行う。
れば、リンクが確立した送信側のモバイルホストステー
ションが、送信するパケットを含む無線信号の送信電力
レベルを制御することにより受信側のモバイルホストス
テーションとのカバーエリアを最小にすることが可能と
なる。この無線伝送で使用する電力を最小とすること
は、電源部201の消費電力を低下させることができ、
バッテリなどの充電池の寿命を長くし、モバイルホスト
ステーション間の長時間の通信が実現可能となる。
ック無線ネットワークの無線機のための制御装置によれ
ば、ルート検出を行うときに、エラーパケットを受信し
たときは、自局の無線機の送信電力レベルを上昇させる
ことにより自局のカバーエリアを増大させて、ルートリ
クエストのパケットを再送信し、上記ルートリクエスト
のパケットの再送信の後、エラーパケットを受信したと
きは、自局の無線機に近い中継局から順次送信電力を上
昇させることにより中継局のカバーエリアを増大させ
て、ルートリクエストを再送信するように制御する制御
手段を備える。従って、従来技術におけるルート検出で
は、各モバイルホストステーションのカバーエリアが一
定のため中継モバイルホストステーションの位置に依存
してリンクが確立できない場合があったが、発信元のモ
バイルホストステーション又は各中継モバイルホストス
テーションのカバーエリアを柔軟に制御することによ
り、ルート検出でのエラー発生率を低減することが可能
となる。
ク無線ネットワークにおいて用いるモバイルホストステ
ーション301,302,303の構成を示すブロック
図である。
302,303の通信制御コントローラ202によって
実行される通信制御処理の第1の部分を示すフローチャ
ートである。
302,303の通信制御コントローラ202によって
実行される通信制御処理の第2の部分を示すフローチャ
ートである。
クの第1の状態における各モバイルホストステーション
301,302,303のカバーエリアの範囲を示す平
面図である。
クの第2の状態における各モバイルホストステーション
301,302,303のカバーエリアの範囲を示す平
面図である。
ク無線ネットワークにおいて用いるモバイルホストステ
ーション401,402,403の通信制御コントロー
ラ202によって実行される通信制御処理を示すフロー
チャートである。
クの第1の状態における各モバイルホストステーション
401,402,403のカバーエリアの範囲を示す平
面図である。
クの第2の状態における各モバイルホストステーション
401,402,403の各カバーエリアの範囲を示す
平面図である。
ける各モバイルホストステーション101,102,1
03の各カバーエリアの範囲を示す平面図である。
バイルホストステーション、 301A,302A,302A’,303A,401,
401A,402,402A,403,403A…カバ
ーエリア。
Claims (1)
- 【請求項1】 アドホック無線ネットワークの無線機の
ための制御装置において、ルート検出を行うときに、エ
ラーパケットを受信したときは、自局の無線機の送信電
力レベルを上昇させることにより自局のカバーエリアを
増大させて、ルートリクエストのパケットを再送信し、
上記ルートリクエストのパケットの再送信の後、エラー
パケットを受信したときは、自局の無線機に近い中継局
から順次送信電力を上昇させることにより中継局のカバ
ーエリアを増大させて、ルートリクエストを再送信する
ように制御する制御手段を備えたことを特徴とするアド
ホック無線ネットワークの無線機のための制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11176585A JP3091453B1 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | アドホック無線ネットワークの無線機のための制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11176585A JP3091453B1 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | アドホック無線ネットワークの無線機のための制御装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11176585A Expired - Fee Related JP3091453B1 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | アドホック無線ネットワークの無線機のための制御装置 |
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