JP4103208B2 - 無線伝送制御方法及び無線伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば無線信号により各種情報を伝送して、複数の機器間でローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を構成する場合に適用して好適な無線伝送制御方法と、この制御方法を適用した無線伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家庭内，オフィス内などの比較的狭い範囲内において、各種映像機器やパーソナルコンピュータ装置とその周辺装置などの複数の機器間で、それらの機器が扱うデータを伝送できるようにローカルエリアネットワークを組む場合、各機器間を何らかの信号線で直接接続させる代わりに、各機器に無線信号の送受信装置（無線伝送装置）を接続して、無線伝送でデータ伝送できるようにすることがある。
【０００３】
無線伝送でローカルエリアネットワークを構成させることで、各機器間を直接信号線などで接続する必要がなく、システム構成を簡単にすることができる。
【０００４】
ところで、無線伝送装置を複数台用意してローカルエリアネットワークを組んだ場合に、複数の伝送装置から同時に信号が送信されると、伝送エラーが発生する可能性がある。このため、ネットワーク内の各伝送装置間の通信を、何らかの方法でアクセス制御する必要がある。
【０００５】
従来から知られているアクセス制御方法としては、例えば小規模無線ネットワークにおいては、スター型接続による中心部分の伝送装置（中央制御局：ルートノード）によって、ネットワーク内の各伝送装置（端末局：ノード）間の通信を一元的に管理する方法がある。例えば、ポーリング制御によりネットワーク内の通信を管理する方法がある。この方法は、ネットワーク内の中央制御局が、ネットワーク内の他のノードに対して順番にポーリングを行う制御信号を伝送して、各ノードからの送信が、ポーリングにより順番に行われるようにしたものである。このポーリングにより伝送処理を行うことで、伝送効率を改善することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような中央制御局を配置したスター型接続で無線ネットワークを構成させた場合、中央制御局は、無線ネットワーク内の全ての端末局と直接的に無線通信ができる局である必要がある。もし、中央制御局から送信される信号か直接受信できない端末局が存在した場合には、その端末局では中央制御局から送信されるポーリング制御信号を受信することが困難であり、ポーリング制御ができない端末局が存在することになってしまう。従って、このような無線ネットワークを組む上では、中央制御局の選定や配置は重要であり、どの局を中央制御局として選定するかを簡単に決めることはできない問題があった。
【０００７】
また、従来の無線ネットワークシステムで一度中央制御局を決めた後は、新規に端末局を配置する場合、中央制御局と直接的に無線通信ができる位置にしか端末局を配置できない問題があった。即ち、中央制御局と無線通信ができない位置に端末局を配置したとしても、その端末局は中央制御局からのポーリング制御信号などを受信することはできず、結局その端末局は送信を行うことができなくなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、制御局を設定して、その制御局の制御により無線通信のアクセス管理を行う場合に、制御局の選定が簡単かつ良好に行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の無線伝送制御方法は、複数の通信局の間の無線通信のアクセスを、中央制御局から端末局への制御信号の無線伝送で制御する無線伝送制御方法において、中央制御局として選定された通信局は、無線ネットワーク内の各端末局が直接的に無線通信ができる局を判断し、中央制御局と直接的に無線通信ができる局数よりも、端末局の方が多い局数の通信局と無線通信できることを検出したとき、その検出した端末局を中央制御局に変更する処理を行うようにしたものである。
【００１０】
第１の発明の無線伝送制御方法によると、無線ネットワーク内の各通信局を制御するのに適した局が自動的に中央制御局として選定されるようになる。
【００１１】
第２の発明の無線伝送制御方法は、中央制御局の制御で構成される既存の無線ネットワークに接続されるように、接続可能な無線ネットワークを検出するためのモニター動作を行い、モニター動作で、中央制御局として作動する局からの制御情報と、その制御情報に基づいて端末局から送信される応答情報の受信を行い、制御情報と応答情報から接続可能な無線ネットワークが存在しないことを判断した場合に、自局が中央制御局となって、無線ネットワークを設定するようにしたものである。
【００１２】
第２の発明の無線伝送制御方法によると、他に中央制御局として作動する通信局が近隣にない場合に、自動的に自局が中央制御局となって、無線ネットワークを構成することが可能になる。
【００１３】
第１の発明の無線伝送制御装置は、ネットワーク内の端末局での無線通信を制御する無線伝送装置において、端末局からの無線信号の送信を制御する制御情報を無線送信すると共に端末局から送信される無線信号を受信する通信手段と、通信手段で受信した、他の端末局との接続状態に関する情報が含まれた上記ネットワーク内の端末局からの所定の信号に基づいて、自らの通信手段で直接的に無線通信ができる端末局の局数よりも、多い局数の通信局と無線通信できる特定の端末局を検出したとき、上記制御情報の送信機能を上記特定の端末局に移す制御情報の送信制御を行う制御手段とを備えたものである。
【００１４】
第１の発明の無線伝送制御装置によると、この伝送制御装置が中央制御局として作動しているとき、自局よりも中央制御局となるのに適した局の存在を判断したとき、その局に制御機能を移す処理が実行される。
【００１５】
第２の発明の無線伝送制御装置は、無線ネットワーク内の制御局からの制御で無線通信が実行される無線伝送装置において、制御局からの制御情報を受信すると共にその制御情報に基づいて用意された情報を送信する通信手段と、通信手段で接続可能な無線ネットワークを検出するためのモニター動作を行い、モニター動作で、中央制御局として作動する局からの制御情報と、その制御情報に基づいて端末局から送信される応答情報の受信を行い、制御情報と応答情報から接続可能な無線ネットワークが存在しないことを判断した場合に、自局が中央制御局となって、無線ネットワークを設定する制御手段とを備えたものである。
【００１６】
第２の発明の無線伝送制御装置によると、他に中央制御局として作動する通信局が近隣にない場合に、自動的に自局が中央制御局となる処理が実行される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
本例においては、例えば家庭内や比較的小規模なオフィス内などで映像データ，音声データやコンピュータ用データなどの送受信を行うシステムとして構成されたネットワークシステムに適用したもので、まず図１を参照して本例のシステム構成を説明する。本例のネットワークシステムは、１つのネットワーク内での最大の無線伝送装置の台数が予め決めてあり、ここでは例えば最大で１６台の無線伝送装置でネットワークが組まれるようにしてある。図１では、８台の無線伝送装置１１〜１８を配置した例を示してある。各無線伝送装置１１〜１８は、送信及び受信を行うアンテナ１１ａ〜１８ａが接続してある。各無線伝送装置１１〜１８には、映像信号再生装置，モニタ装置，コンピュータ装置，プリンタ装置などの各種処理装置（図示せず）が個別に接続してあり、これらの処理装置間でデータ伝送が必要な場合に、接続された無線伝送装置を経由してデータ伝送が行われる。
【００１９】
ここでは８台の無線伝送装置１１〜１８の内の６台の無線伝送装置１１〜１６が動作状態にあり、残りの２台の無線伝送装置１７，１８は非動作状態（例えば電源が投入されてない状態）にあるものとする。８台の無線伝送装置１１〜１８は通信局であるノードとして機能し、第１ノード〜第８ノードとして個別にアドレスが付与してある。
【００２０】
この場合、ネットワークシステム内の任意の１台の無線伝送装置を、制御局として機能するルートノード（中央制御局）として設定し、このルートノードからのポーリング制御などの制御に基づいて、各ノード間の無線通信が実行されるシステム構成としてある。このルートノードは、基本的にシステム内の他の全てのノードと直接的に無線通信ができる位置に配置された無線伝送装置が使用される。このルートノードとして無線伝送装置が選定される処理の詳細については後述するが、ここでは動作状態にある６台の無線伝送装置の中で、他の全てのノードと直接的に無線通信ができる位置に配置された第３ノードとしての無線伝送装置１３を、中央制御局として選定して、この無線伝送装置１３と直接通信ができる範囲をネットワークエリア１０としてあり、中央制御局からネットワークエリア１０内の他のノードが制御されるいわゆるスター型接続構成としてある。
【００２１】
なお、中央制御局（第３ノード）である無線伝送装置１３を中心として設定されるエリア１０内の各ノードで、この場合に直接通信ができるノードの状態をトポロジーマップとして示すと、図２に示す状態であると想定する。図２で矢印で結んだノード間で直接通信ができる状態にある。即ち、第３ノードは、エリア１０内の全てのノード（端末局）と直接的に無線通信が行え、端末局として作動するノードは、中央制御局以外のノードに関しては、比較的近い場所のノードとの間で直接的に無線通信が行える状態であると想定する。
【００２２】
各ノードを構成する無線伝送装置１１〜１８の構成例を図３に示すと、ここでは各無線伝送装置１１〜１８は基本的に共通の構成とされ、送信及び受信を行うアンテナ１と、このアンテナ１に接続されて、無線送信処理及び無線受信処理を行う無線処理部２を備えて、他の伝送装置との間の無線伝送ができる構成としてある。この場合、本例の無線処理部２で送信及び受信する周波数としては、例えば非常に高い周波数帯（例えば５ＧＨｚ帯）が使用される。また本例の場合には、送信出力については、比較的弱い出力が設定され、例えば屋内で使用する場合、数ｍから数十ｍ程度までの距離の無線伝送ができる程度の出力としてある。
【００２３】
そして、無線処理部２で受信した信号のデータ変換及び無線処理部２で送信する信号のデータ変換を行うデータ変換部３を備える。このデータ変換部３で変換されたデータを、インターフェース部４を介して接続された処理装置に供給すると共に、接続された処理装置から供給されるデータを、インターフェース部４を介してデータ変換部３に供給して変換処理できる構成としてある。
【００２４】
無線伝送装置内の各部は、マイクロコンピュータなどで構成された制御部５の制御に基づいて処理を実行する構成としてある。この場合、無線処理部２で受信した信号が制御信号である場合には、その受信した制御信号をデータ変換部３を介して制御部５に供給して、制御部５がその受信した制御信号で示される状態に各部を設定する構成としてある。また、制御部５から他の伝送装置に対して伝送する制御信号についても、制御部５からデータ変換部３を介して無線処理部２に供給し、無線送信するようにしてある。なお、制御部５には、中央制御局や端末局の無線伝送装置として必要な動作プログラムなどが記憶された内部メモリ６が接続してある。また、無線伝送処理時に必要なデータの一時記憶をこの内部メモリ６が行うようにしてある。
【００２５】
図４は、本例のネットワークシステム内で各ノード（無線伝送装置１１〜１６）間で伝送される信号の構成を示したもので、本例においてはフレーム周期を規定してデータの伝送を行う構成としてある。即ち、図４のＡに示すように、所定の期間で１フレーム期間を規定し、その１フレーム期間の先頭部分に管理データ伝送領域であるフレーム同期エリアｄ１とノード同期エリアｄ２をそれぞれ所定の期間設定し、残りの期間をデータ転送（伝送）エリアｄ３としてある。フレーム同期エリアｄ１では、図４のＢに示すように、ルートノードからフレーム同期信号が送信される。このフレーム同期信号は、他のノードで受信されて、その同期信号の受信タイミングを基準として、全てのノードでフレーム周期を設定する。フレーム同期信号は、所定ビット数のデータで構成し、例えばネットワークシステムに固有の識別番号データ（ネットワークＩＤ）を付与する。
【００２６】
ノード同期エリアｄ２内には、等間隔で所定数（ここでは１６）のスロットが設定してあり、この１フレーム内の１６スロットが、このネットワークシステム内の１６のノードにそれぞれ割当ててある。このスロット割当てとしては、例えば先頭のスロットから順に第１ノード用スロットＮ１，第２ノード用スロットＮ２，‥‥第１６ノード用スロットＮ１６としてある。各ノードに割当てられたスロットＮ１〜Ｎ１６では、そのスロットに対応したノードからノード同期信号を送信する構成としてある。ここでは８台のノードでネットワークシステムを構成してあるので、スロットＮ１〜Ｎ８が使用され、スロットＮ９以降は使用されない（即ちデータが伝送されない）。ノード同期信号には、例えば各ノードに付与されたアドレス番号のデータ（ノードＩＤ）を付与する。
【００２７】
このノード同期エリアｄ２の各スロットで送信されるノード同期信号については、ネットワークシステム内の各ノードで受信処理される。ノード同期信号の送信処理と受信処理については後述する。
【００２８】
データ転送エリアｄ３では、ルートノードのアクセス制御に基づいて、各ノード間でのデータ転送（伝送）処理が行われる。このルートノードによるアクセス制御としては、例えばルートノードからのポーリング制御により実行される。このポーリング制御処理は、ルートノードから各ノードをポーリング応答要求信号で順に呼び出して、１台のノード毎に順次伝送が実行されるものである。
【００２９】
そして、ポーリング応答要求信号で指定されたアドレスのノードでは、送信するデータがあるとき、そのポーリング応答要求信号を受信すると、直ちにデータの送信処理を行う。このときの送信処理としては、例えばアシンクロナス（非同期）転送モードによるデータ転送と、アイソクロナス（同期）転送モードによるデータ転送とを、伝送されるデータの種類により使い分けることが考えられる。このアシンクロナス転送モードとアイソクロナス転送モードは、例えば制御データなどの比較的短いデータの伝送にアシンクロナス転送モードが使用され、映像データ，音声データなどのリアルタイム転送を必要とするデータの伝送にアイソクロナス転送モードが使用される。
【００３０】
次に、各フレームの管理エリアでのフレーム同期信号とノード同期信号の送信処理と受信処理の例を、図５を参照して説明する。上述したように、ノード同期エリアｄ２には１６スロットが用意されているが、ここでは説明を簡単にするために、第１スロットから第８スロットまでの８個のスロットが用意されているものとし、この８スロットが第１ノードから第８ノードまでの８台のノードに個別に割当てられているものとする。
【００３１】
図５のＡ〜Ｆは、通信を行う状態に設定された６台のノード（第１ノード〜第６ノード）での通信状態を順に示したものである。図５において、斜線を付して示す範囲では、そのノードの送信手段である無線処理部２で送信処理が行われて、アンテナ１から無線送信されている状態を示し、その他のパルス状に立ち上がった区間では、他のノードから送信された信号が、そのノードの受信手段である無線処理部２で適正に受信処理された状態を示し、パルス状に立ち上がってない区間では、正しく受信できない状態（即ち受信を試みて正しくデータをデコードできない状態）を示す。
【００３２】
まず、中央制御局（ルートノード）として選定された第３ノードでは、図５のＡに示すように、フレーム同期エリアｄ１の区間で、フレーム同期信号が送信処理される。ノード同期エリアｄ２の区間では、第３スロットとして設定された区間（第３スロット）で、ノード同期信号の送信処理Ｔｘが行われ、その他のスロット（第１スロット，第２スロット，第４スロットから第８スロットまでの区間）では、受信処理が行われる。
【００３３】
このとき送信されるフレーム同期信号は、フレーム同期処理に必要な同期データの他に、このネットワークシステムに固有の識別番号のデータや、ネットワーク内のトポロジーマップのデータが含まれる。このトポロジーマップのデータについては、ルートノードの制御部５が前回作成して内部メモリ６に記憶させたトポロジーマップ（１フレーム周期で作成される場合には１フレーム前に作成したトポロジーマップ）のデータである。ノード同期信号としては、第３ノードに付与されたアドレスのデータの他に、この第３ノードでの通信状態に関するデータが含まれる。ノード同期信号を受信処理する区間では、このとき作動状態にある全てのノード（第１ノードと第２ノードと第４ノード〜第６ノード）からのノード同期信号を受信して、その信号に含まれるデータを正しくデコードできる。但し、第７スロットと第８スロットに割当てられたノード（第７ノード，第８ノード）は作動してないので、このスロット位置ではデータの受信はない。
【００３４】
中央制御局以外の端末局として作動するノード（第１ノード，第２ノード，第４ノード〜第６ノード）では、図５のＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆに示すように、フレーム同期エリアｄ１の区間で、ルートノードから送信されるフレーム同期信号を受信して、その信号で示されるフレーム周期で伝送処理が行われる。即ち、フレーム同期信号の受信タイミングを基準として、各ノードの制御部５が通信タイミングの制御（各エリアやスロットのタイミングの設定など）を行う構成としてあり、ネットワークシステム内の各ノードが同じフレーム周期で通信処理を行う。
【００３５】
そしてノード同期エリアでは、各ノードに割当てられたスロット位置でノード同期信号を送信し、その他のスロット位置では受信処理を行う。即ち第１ノードでは、図５のＡに示すように、第１スロットでノード同期信号の送信処理Ｔｘを行い、第２スロット〜第８スロットで受信処理を行う。ここで、図２に示すトポロジーマップのネットワーク構成であるとき、第１ノードに隣接する位置のノードは、第２ノード，第３ノード，第４ノードであり、第１ノードでは、図５のＡに示すように、これらのノードから第２スロット，第３スロット，第４スロットに送信されるノード同期信号だけを正しく受信処理できる。
【００３６】
第２ノードでは、図５のＢに示すように、第２スロットでノード同期信号の送信処理Ｔｘを行い、第１スロット及び第３スロット〜第８スロットで受信処理を行う。ここで、図２に示すトポロジーマップのネットワーク構成であるとき、第２ノードに隣接する位置のノードは、第１ノード，第３ノード，第４ノード，第５ノードであり、第２ノードでは、図５のＢに示すように、これらのノードから第１スロット，第３スロット，第４スロット，第５スロットに送信されるノード同期信号だけを正しく受信処理できる。
【００３７】
第４ノードでは、図５のＤに示すように、第４スロットでノード同期信号の送信処理Ｔｘを行い、第１スロット〜第３スロット，第５スロット〜第８スロットで受信処理を行う。ここで、図２に示すトポロジーマップのネットワーク構成であるとき、第４ノードに隣接する位置のノードは、第１ノード，第２ノード，第３ノード，第５ノード，第６ノードであり、第４ノードでは、図５のＤに示すように、これらのノードから第１スロット，第２スロット，第３スロット，第５スロット，第６スロットに送信されるノード同期信号を正しく受信処理できる。
【００３８】
第５ノードでは、図５のＥに示すように、第５スロットでノード同期信号の送信処理Ｔｘを行い、第１スロット〜第４スロット，第６スロット〜第８スロットで受信処理を行う。ここで、図２に示すトポロジーマップのネットワーク構成であるとき、第５ノードに隣接する位置のノードは、第２ノード，第３ノード，第４ノード，第６ノードであり、第５ノードでは、図５のＥに示すように、これらのノードから第２スロット，第３スロット，第４スロット，第６スロットに送信されるノード同期信号だけを正しく受信処理できる。
【００３９】
第６ノードでは、図５のＦに示すように、第６スロットでノード同期信号の送信処理Ｔｘを行い、第１スロット〜第５スロット，第７スロット，第８スロットで受信処理を行う。ここで、図２に示すトポロジーマップのネットワーク構成であるとき、第６ノードに隣接する位置のノードは、第３ノード，第４ノード，第５ノードであり、第６ノードでは、図５のＦに示すように、これらのノードから第３スロット，第４スロット，第５スロットに送信されるノード同期信号だけを正しく受信処理できる。
【００４０】
このようにして各フレームの管理エリア内のノード同期エリアで送信処理及び受信処理を行うことで、各ノードがネットワーク内のどのノードと直接通信できるかが判る。そして、その各ノードが判断した直接通信できるノードに関する情報を、次のフレームのノード同期エリアで、自局に割当てられたスロットから送信するノード同期信号で送信する。従って、中央制御局で全ての端末局からのノード同期信号を受信することで、ネットワークエリア内での全ての局での通信状態が判り、その判断した通信状態に基づいて、図２に示すトポロジーマップを作成し、そのトポロジーマップの情報を、次のフレームの管理エリア内のフレーム同期信号として送信し、各端末局に対してトポロジーマップを報知する。
【００４１】
各端末局では、このトポロジーマップの情報に基づいて、データを送信したい相手の局が、直接通信できない局である場合に、どの局を中継して伝送させれば良いか等を判断する。
【００４２】
このネットワークでは、このようにして通信が行われるが、図１に示したネットワークエリア１０の外側に配置された第７ノード，第８ノードとしての無線伝送装置１７，１８が動作状態になった場合（例えば電源が投入された場合）の処理を以下説明する。ここでは、図６に破線で示すように、第７ノードとしての無線伝送装置１７は、第１ノード及び第４ノードと直接的に無線通信ができる位置に配置してあり、第８ノードとしての無線伝送装置１８は、第４ノード及び第６ノードと直接的に無線通信ができる位置に配置してあると想定する。
【００４３】
このとき、このネットワークに参入を希望する第７ノード，第８ノードとしての無線伝送装置１７，１８では、まずネットワークで規定された全てのチャンネルでの受信を試みる。この受信の実行で、第７ノードと第８ノードでは、その局と直接的に通信ができる局から送信される同期信号を受信する。このネットワークで無線伝送が行われるチャンネルを受信したとき、フレーム同期信号を受信した時は、中央制御局による参入処理を行なう。フレーム同期信号が受信できなかった時には、図７に示すようにノード同期信号を受信する。即ち、図７のＡ〜Ｆは、既に図５のＡ〜Ｆで説明した第１ノード〜第６ノードでの管理エリアでの送受信状態を示してあり、図７のＧ及びＨは、第７ノード及び第８ノードでの管理エリアでの送受信状態を示してある。
【００４４】
また、複数のチャンネルで同じネットワークの同期信号を受信した場合には、どちらか一方のチャンネルを利用して、１つのネットワークを形成させるようにしても良い。
【００４５】
第７ノードとしての無線伝送装置１７では、図７のＧに示すように、第３ノードからのフレーム同期信号の受信はできず、第１スロットでの第１ノードからのノード同期信号と、第４スロットでの第４ノードからのノード同期信号の受信だけができる。第８ノードとしての無線伝送装置１８では、図７のＨに示すように、第３ノードからのフレーム同期信号の受信はできず、第４スロットでの第４ノードからのノード同期信号と、第６スロットでの第６ノードからのノード同期信号の受信だけができる。
【００４６】
このノード同期信号の受信が、第７ノード及び第８ノードで行われると、そのノード同期信号の受信タイミングとその同期信号に含まれる情報に基づいて、自局が送信するスロット位置を判断する。即ち、第７ノードとしての無線伝送装置１７では、図７のＧに破線で示すように、第７スロット位置でノード同期信号の送信を行う。また、第８ノードとしての無線伝送装置１８では、図７のＨに破線で示すように、第８スロット位置でノード同期信号の送信を行う。このとき送信させるノード同期信号には、このネットワークへの参入を希望する情報を含ませる。
【００４７】
この第７ノード及び第８ノードからのノード同期信号の送信があると、これらの局からの信号を受信できる局（第１ノード，第４ノード，第６ノード）では、第７スロット又は第８スロットで、そのノード同期信号を受信する。図７では、これらの局でのノード同期信号が受信されるタイミングについては省略してある。第７ノード又は第８ノードからのノード同期信号を受信した局では、次のフレーム期間で、その局から送信するノード同期信号に含まれる情報で、参入を希望する局からのノード同期信号の受信があったことを示す。そして、中央制御局である第３ノードでは、このことを示すノード同期信号を受信したとき、中央制御局が自局で適切であるか否かの判断を行い、必要により他の端末局に中央制御局の機能を移す処理を行う。
【００４８】
ここで、このようなネットワークへの参入を希望する局があった場合の各ノードでの処理を、図８〜図１０のフローチャートを参照して説明する。まず、参入を希望する局（即ち第７ノード及び第８ノード）での処理を、図８のフローチャートを参照して説明する。ここでは、参入を希望する局を構成する無線伝送装置の電源が投入された際の、その無線伝送装置の制御部５での処理について説明すると、まず周辺での通信状態をモニターする継続時間の指定処理を行い（ステップ１０１）、いずれかの通信ネットワークからの受信データがあるか否か判断する（ステップ１０２）。この通信ネットワークからの受信データの判断としては、中央制御局として作動する局からの制御情報や、その制御情報に基づいて端末局から送信される応答情報の受信の有無を判断する。ここでは、例えば図４に示したフレーム同期信号やノード同期信号の受信があるとき、通信ネットワークで伝送されるデータの受信があると判断する。この判断で受信データがあると判断したとき、そのとき受信した同期信号に含まれるネットワークＩＤを参照して（ステップ１０３）、自局が参入を希望するネットワークのＩＤと一致するか否か判断する（ステップ１０４）。
【００４９】
そして、自局が参入を希望するネットワークのＩＤと一致した場合には、そのネットワークでの周辺端末局として送受信動作を開始する（ステップ１０５）。具体的には、そのネットワークの中央制御局により設定されるフレーム周期でのノードエリア内の自局用のスロットタイミングで、ノード同期信号を送信する処理などが行われる。また、ステップ１０４で、受信した信号のネットワークＩＤが、自局が参入を希望するネットワークのＩＤと一致しないと判断したときには、ステップ１０２に戻って、別の信号の受信があるか否か判断処理を行う。
【００５０】
また、ステップ１０２で受信データがないと判断されたときには、ステップ１０１で設定したモニター時間が経過したか否か判断し（ステップ１０６）、設定した時間が経過したときには、自局の周辺に参入できる通信ネットワークがないと判断して、自局を中央制御局として作動させる処理を行う（ステップ１０７）。この自局を中央制御局として作動させる処理としては、例えば周辺で使用されてないチャンネルを用いて、図４に示すフレーム構成を設定させるためのフレーム同期信号の送信処理を行う。また、自局のノードＩＤに対応したノード同期信号の送信処理についても行う。
【００５１】
このステップ１０７での中央制御局としての動作が開始されると、この局の周辺に存在する局から、このネットワークへの参入の希望があるとき、その参入を希望する局との間で無線通信ネットワークが構成されることになる。
【００５２】
次に、既に中央制御局として作動している局で、ネットワークに新規に参入を希望する局があった場合の処理を、図９のフローチャートを参照して説明する。まず、中央制御局として作動している無線伝送装置の制御部５では、ネットワークを制御するのに必要なネットワーク情報を作成する（ステップ１１１）。このネットワーク情報は、ネットワークの制御に必要な情報であり、図４で説明したフレーム同期信号に含まれる情報の作成に相当し、ネットワークＩＤなどが含まれる。このネットワーク情報は、制御部５の制御により、ネットワーク内の端末局に対してフレーム同期信号として送信される（ステップ１１２）。
【００５３】
各端末局では、図５で説明したように、このフレーム同期信号に同期して、ノード同期信号を送信すると共に、他局から送信されるノード同期信号を受信して、自局での通信状態の情報を作成して、その通信状態の情報をノード同期信号として送信する処理が行われる。この各端末局からのノード同期信号を中央制御局が受信することで、中央制御局ではネットワーク確認情報の受信が行われる（ステップ１１３）。この受信したネットワーク確認情報に基づいて、中央制御局の制御部５では、ネットワーク接続状況を把握し、トポロジーマップなどを作成する（ステップ１１４）。
【００５４】
ここで、中央制御局の制御部５では、把握したネットワーク接続状況で、自局が直接的に通信できる局の数よりも、多くの数の局と直接的に通信ができる端末局が存在するか否か判断する（ステップ１１５）。この判断で、自局（中央制御局）が最も多くの局と通信できると判断した場合には、自局を中央制御局とした処理を継続させる。そして、自局よりも多くの数の局と直接的に通信ができる端末局が存在することを認識したとき、その局に対して制御局の変更を要求する情報を送信する（ステップ１１６）。この制御局の変更を要求する情報の送信は、例えばフレーム同期信号の中の所定のエリアを使用して送信したり、或いはデータ転送エリアを使用して送信しても良い。この制御局の変更要求情報の送信後の端末局での処理については後述する。なお、ステップ１１５での判断で、自局よりも多くの数の局と直接的に通信ができる端末局が存在することを認識した場合は、新規にネットワークに参入を希望する局があった場合に相当する。但し、新規に参入を希望する局があった場合でも、その参入を希望する局が、中央制御局と直接的に無線通信ができる場合には、ステップ１１６の処理は実行されない。
【００５５】
次に、端末局として作動している局で、ネットワークに新規に参入を希望する局があった場合の処理を、図１０のフローチャートを参照して説明する。まず、末局として作動している無線伝送装置の制御部５では、中央制御局から送信されるフレーム同期信号などを受信して得たネットワーク情報を判断する（ステップ１２１）。このネットワーク情報を受信すると、端末局ではネットワーク確認情報を作成する（ステップ１２２）。このネットワーク確認情報としては、直前のフレーム期間でのノード同期信号の受信により確認して、メモリ６に一時記憶させたネットワーク接続状況の情報に基づいて、自局での通信状態などを示すネットワーク確認情報を作成する。
【００５６】
このネットワーク確認情報を作成すると、自局がノード同期信号を送信するタイミングのスロット位置であるか否か判断し（ステップ１２３）、送信するタイミングであると判断したとき、そのネットワーク確認情報をノード同期信号として送信する（ステップ１２４）。
【００５７】
また、ステップ１２３でノード同期信号を送信するタイミングでないと判断したときには、他局からノード同期信号として送信されるネットワーク確認情報の受信処理を行い（ステップ１２５）、その受信した情報から制御部５が自局でのネットワーク接続状況を確認し、メモリ６に一時記憶させる（ステップ１２６）。
【００５８】
ここで、この端末局と直接無線通信ができる範囲内に、ネットワークに新規に参入を希望する局があった場合には、その局から送信されるノード同期信号などをステップ１２５で受信することになり、ステップ１２２で作成されてステップ１２４で送信されるネットワーク確認情報で、自局で受信できる局の中に、新規に参入を希望する局が存在することが示されるようになる。
【００５９】
次に、端末局において、中央制御局から送信される制御局の変更要求情報（図９のステップ１１６で送信される情報）を受信した場合の処理を、図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、端末局において、制御局の変更要求情報を受信すると（ステップ１３１）、自局が中央制御局として作動するのに適した局であるか否か判断する（ステップ１３２）。この中央制御局として適した局であるかの判断としては、自局が中央制御局として作動できる機能を備えているかの判断だけでなく、中央制御局として作動できる機能を備えている場合でも、自局の現在の作動状態が中央制御局として適したものであるかの判断も行う。例えば、自局を構成する無線伝送装置が、商用交流電源などの安定した電源による駆動と、バッテリ（乾電池，２次電池など）による駆動との双方が可能である場合において、バッテリにより駆動される状態であるときには、中央制御局として適してないと判断する。バッテリ駆動による局が中央制御局として選定されると、その局を駆動するバッテリの残量がなくなったとき、通信ネットワークが構成されなくなる可能性があり、商用交流電源などを使用した局を優先的に中央制御局として選定する必要がある。また、ステップ１３２で判断を行う際に、他の要因から中央制御局として適した局であるかの判断を行うようにしても良い。
【００６０】
ステップ１３２での判断で、自局が中央制御局として適した局であると判断したときには、中央制御局に対して制御局の変更要求を許諾する応答信号ＡＣＫを返送する（ステップ１３３）。この応答信号ＡＣＫを中央制御局が受信すると、中央制御局の機能を移す処理が実行される。また、ステップ１３２での判断で、自局が中央制御局として適さない局であると判断したときには、中央制御局に対して制御局の変更要求を拒否する応答拒否信号ＮＡＫを返送する（ステップ１３４）。この応答拒否信号ＮＡＫを中央制御局が受信すると、中央制御局は、ここでの制御局の機能を移す処理を中断する。
【００６１】
ここで、このようにして各局が作動する場合において、既存の通信ネットワークに対して新規参入を希望する局があったときの通信状態を、図１２に示す。この図１２の例では、通信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つの局で通信ネットワークが構成されていて、通信局Ｂが制御局として選定されている状態で、この制御局である通信局Ｂと直接無線通信ができない通信局Ｅ（但し通信局Ｅは通信局Ｃ，Ｄとは直接的に無線通信可能）が、このネットワークへの参入を希望した場合の通信状態を示してある。図１２では、実線の矢印で接続してある局の間が、直接的に無線伝送が行われている状態を示し、破線で接続してある局までは、無線信号が届いてない。
【００６２】
まず、通信局Ｂは、ネットワーク内の各通信局Ａ，Ｃ，Ｄに対してフレーム同期信号３１の送信処理を行う。このフレーム同期信号の送信処理に続いて、ネットワーク内の各通信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ノード同期信号３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの送信処理を行う。このそれぞれのノード同期信号は、各局の近隣の局で受信される。
【００６３】
ここで、次のフレーム同期信号３２の送信処理のときに、このネットワークへの新規参入を希望する通信局Ｅで、受信動作を開始したとする。このとき、フレーム同期信号３２の送信処理に続いて、ネットワーク内の各通信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからノード同期信号３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの送信処理があるが、通信局Ｅでは、通信局Ｃ及びＤからのノード同期信号３２Ｃ及び３２Ｄを受信することができる。
【００６４】
通信局Ｅでのこのノード同期信号３２Ｃ，３２Ｄの受信で、自局がノード同期信号を送信するタイミングを判断し、次のフレーム周期での通信局Ｂからのフレーム同期信号３３の送信処理に続いた各通信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからのノード同期信号３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの送信処理の後に、通信局Ｅから対応したタイミングでノード同期信号３３Ｅの送信が行われる。このとき通信局Ｅから送信されるノード同期信号３３Ｅは、通信局Ｃ及びＤでだけ受信される。
【００６５】
そして、次のフレーム周期でも、同じ状態でフレーム同期信号３４の送信処理及びノード同期信号３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの送信処理が行われる。このときの通信局Ｃから送信れれるノード同期信号３４Ｃでは、ネットワーク内の全ての通信局Ａ〜Ｄと新規参入を希望する通信局Ｅからの信号を受信したことを示す情報が含まれる。この情報を中央制御局としての通信局Ｂが受信すると、図９のフローチャートのステップ１１５での判断に相当する処理で、自局で受信できる局の数（３局）よりも、通信局Ｃで受信できる局の数（４局）の方が多いと判断されて、通信局Ｂから通信局Ｃに対して制御局変更要求情報信号３５の送信が行われる。この制御局変更要求情報信号３５を通信局Ｃで受信すると、通信局Ｃが制御局として動作することが適当であるとき、応答信号３６を通信局Ｂに対して返送する。ここでは、この応答信号の返送で中央制御局が変更されるものとする。実際には、中央制御局が変更されるまでに、さらに通信局Ｂ，Ｃの間で信号の伝送が必要な場合もある。
【００６６】
そして、中央制御局が通信局Ｃに変更されると、以後は通信局Ｃからフレーム同期信号３７の送信処理が行われ、その後に各通信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからのノード同期信号３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄ，３７Ｅの送信処理が行われ、以後は通信局Ｃの制御により、通信局Ｅをネットワークに加えた伝送処理が実行される。
【００６７】
ここで、このような変更処理を、図１，図６に示したネットワーク構成で説明すると、第３ノード１３を中央制御局としてネットワークエリア１０が構成されている場合に、第７ノード１７及び第８ノード１８からのネットワーク参入要求があったとき、第３ノード１３は第４ノード１４が中央制御局として適切であると判断して、第３ノード１３は第４ノード１４に対して中央制御局の変更要求を伝送し、第４ノード１４が中央制御局に変更される。図１３は、このような処理で変更されたネットワーク構成例を示したもので、第４ノード１４が全ての端末局と直接的に無線通信できる状態で、ネットワークエリア２０が構成されるようになる。このときのトポロジーマップの例を図１４に示す。
【００６８】
また、第４ノード１４が中央制御局に変更された後は、各フレーム期間の管理エリアでは、図１５に示す状態で、各ノードからの送信が行われる。即ち、図１５のＡ〜Ｈは、ネットワーク内の第１ノード１１〜第８ノード１８での送受信状態を、図５，図７と同じように示してあり、中央制御局として選定された第４ノード１４では、図１５のＤに示すように、フレーム同期信号の送信が行われ、このフレーム同期信号が、図１５のＡ〜Ｃ，Ｅ〜Ｈに示すように、全ての端末局で正しく受信される。そして、ノード同期エリアでは、各ノードに割当てられたスロット位置で、各ノードから順にノード同期信号が送信されて、近隣のノードで受信される。そして、それぞれのノードでは、その局でのノード同期信号の受信状態の情報が送信されて、中央制御局でトポロジーマップが作成されて、ネットワーク内での通信状態が、正しく管理される。
【００６９】
このように本実施の形態による処理を行うことで、中央制御局を中心としたスター型の無線ネットワークを自動的に構築することができ、そのときの通信状態に応じて最適な局が中央制御局として選定されるようになるため、予め中央制御局として作動する局を設定しておく作業が必要なく、無線通信ネットワークを構成させる上で、制御局を決める作業などが必要なく、簡単にネットワークを構成させることができる。特に、新規にネットワークに参入される局がある場合にも、その参入される局を考慮した上で適切な局に中央制御局を変更させる処理が行われ、通信ネットワークを構成する端末局の増減に適切に対処できる。
【００７０】
また、全ての局を構成する無線伝送装置を、同様の機器として扱うことができるので、中央制御局だけを特異な機器構成としたり、特殊な制御プログラムで動作させるような処理が必要なくなる。
【００７１】
さらに、ネットワークへの参入処理として、該当するネットワークが存在しない場合には、自らがネットワークの制御局となる処理を行うことで、予め中央制御局の位置とそのネットワークのサービスエリア範囲が限定されることがなくなり、自由に無線通信ネットワークを構成させることが可能になる。
【００７２】
なお、上述した実施の形態で説明したフレーム構成などの例については一例を示したものであり、上述した構成に限定されるものではない。また、無線伝送装置の構成についても、上述した例に限定されるものではなく、種々の無線伝送方式に適合した無線伝送装置で構成される通信ネットワークに、上述した通信制御処理を適用することが可能である。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載した無線伝送制御方法によると、無線ネットワーク内の各通信局を制御するのに適した局が自動的に中央制御局として選定されるようになり、無線ネットワークが自動的に適切に構成されるようになる。
【００７４】
請求項２に記載した無線伝送制御方法によると、請求項１に記載した発明において、中央制御局は、無線ネットワーク内での無線伝送を実行させるフレーム周期を設定し、その設定したフレーム周期内の管理情報伝送領域で各端末局から送信される管理情報に基づいて、中央制御局は他の端末局が直接的に無線通信ができる局を判断することで、中央制御局として適切な局の判断処理が、容易に行える。
【００７５】
請求項３に記載した無線伝送制御方法によると、請求項１に記載した発明において、中央制御局から、中央制御局に変更される端末局に対して、中央制御局変更情報を送信し、この変更される端末局から応答信号の返送があるとき、中央制御局を変更する処理を実行することで、中央制御局として適した局だけが選択されて変更され、何らかの要因で中央制御局として適さない端末局が中央制御局になることがない。
【００７６】
請求項４に記載した無線伝送制御方法によると、他に中央制御局として作動する通信局が近隣にない場合に、自動的に自局が中央制御局となって、無線ネットワークを自動的に構成することが可能になる。
【００７７】
請求項５に記載した無線伝送装置によると、この伝送制御装置が中央制御局として作動しているとき、自局よりも中央制御局となるのに適した局の存在を判断したとき、その局に制御機能を移す処理が実行され、常に適切な無線ネットワークを構成させる制御処理が行われる。
【００７８】
請求項６に記載した無線伝送制御装置によると、請求項５に記載した発明において、無線ネットワーク内での無線伝送を実行させるフレーム周期を設定するタイミング設定手段を備えて、通信手段は、タイミング設定手段で設定されたフレーム周期の同期信号を送信すると共に、そのフレーム周期内の管理情報伝送領域で端末局での無線通信状態に関する情報を受信することで、中央制御局となるのに適した局の存在を判断する処理が、簡単な構成でフレーム周期毎に確実に判断できる。
【００７９】
請求項７に記載した無線伝送制御装置によると、請求項５に記載した発明において、通信手段は、制御情報の送信機能を移す端末局に対して、制御局変更情報を送信すると共に、この端末局からの応答信号を受信したとき、制御手段が制御情報の送信機能を移す処理を行うことで、相手の伝送装置に対して確認をとってから確実に制御局機能を移す処理が行われる。
【００８０】
請求項８に記載した無線伝送制御装置によると、他に中央制御局として作動する通信局が近隣にない場合に、自動的に自局が中央制御局となる処理が実行され、この無線伝送制御装置の制御により無線ネットワークが自動的に構成されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるネットワーク設定例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるトポロジーマップの例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施の形態による伝送装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による伝送データ構成例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態による各ノードでの管理エリアでの伝送状態を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるエリア外のノードからの接続要求の伝送例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態による接続要求伝送状態を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態による無線ネットワークへの参入処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施の形態による中央制御局での処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施の形態による周辺端末局での処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施の形態による中央制御局変更処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施の形態による新規参入処理状態と中央制御局変更処理状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による制御局変更後のネットワーク設定例を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による制御局変更後のトポロジーマップの例を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による制御局変更後の各ノードでの管理エリアでの伝送状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２…無線処理部、３…データ変換部、４…インターフェース部、５…制御部、１０…伝送装置１３により設定される通信可能エリア、１１〜１８…無線伝送装置（ノード）、２０…伝送装置１４により設定される通信可能エリア

Claims (8)

1. 複数の通信局の間の無線通信のアクセスを、中央制御局から端末局への制御信号の無線伝送で制御する無線伝送制御方法において、
   中央制御局として選定された通信局は、無線ネットワーク内の各端末局が直接的に無線通信ができる局を判断し、
   中央制御局と直接的に無線通信ができる局数よりも、端末局の方が多い局数の通信局と無線通信できることを検出したとき、
   その検出した端末局を中央制御局に変更する処理を行う
   無線伝送制御方法。
2. 請求項１記載の無線伝送制御方法において、
   上記中央制御局は、無線ネットワーク内での無線伝送を実行させるフレーム周期を設定し、
   その設定したフレーム周期内の管理情報伝送領域で各端末局から送信される管理情報に基づいて、上記中央制御局は他の端末局が直接的に無線通信ができる局を判断する
   無線伝送制御方法。
3. 請求項１記載の無線伝送制御方法において、
   上記中央制御局から、中央制御局に変更される端末局に対して、中央制御局変更情報を送信し、この変更される端末局から応答信号の返送があるとき、中央制御局を変更する処理を実行する
   無線伝送制御方法。
4. 中央制御局の制御で構成される既存の無線ネットワークに接続されるように、接続可能な無線ネットワークを検出するためのモニター動作を行い、
   上記モニター動作で、中央制御局として作動する局からの制御情報と、その制御情報に基づいて端末局から送信される応答情報の受信を行い、上記制御情報と上記応答情報から接続可能な無線ネットワークが存在しないことを判断した場合に、自局が中央制御局となって、無線ネットワークを設定する
   無線伝送制御方法。
5. ネットワーク内の端末局での無線通信を制御する無線伝送装置において、
   上記端末局からの無線信号の送信を制御する制御情報を無線送信すると共に、上記端末局から送信される無線信号を受信する通信手段と、
   上記通信手段で受信した、他の端末局との接続状態に関する情報が含まれた上記ネットワーク内の端末局からの所定の信号に基づいて、ネットワーク内の端末局での無線通信状態を判断すると共に、その判断した通信状態に基づいて、自らの通信手段で直接的に無線通信ができる端末局の局数よりも、多い局数の通信局と無線通信できる特定の端末局を検出したとき、上記制御情報の送信機能を上記特定の端末局に移す制御情報の送信制御を行う制御手段とを備えた
   無線伝送装置。
6. 請求項５記載の無線伝送装置において、
   無線ネットワーク内での無線伝送を実行させるフレーム周期を設定するタイミング設定手段を備えて、
   上記通信手段は、上記タイミング設定手段で設定されたフレーム周期の同期信号を送信すると共に、そのフレーム周期内の管理情報伝送領域で端末局における他の端末局との接続状態に関する情報を受信する
   無線伝送装置。
7. 請求項５記載の無線伝送装置において、
   上記通信手段は、制御情報の送信機能を移す端末局に対して、制御局変更情報を送信すると共に、この端末局からの応答信号を受信したとき、
   上記制御手段が制御情報の送信機能を移す処理を行う
   無線伝送装置。
8. 無線ネットワーク内の制御局からの制御で無線通信が実行される無線伝送装置において、
   上記制御局からの制御情報を受信すると共に、その制御情報に基づいて用意された情報を送信する通信手段と、
   上記通信手段で接続可能な無線ネットワークを検出するためのモニター動作を行い、上記モニター動作で、中央制御局として作動する局からの制御情報と、その制御情報に基づいて端末局から送信される応答情報の受信を行い、上記制御情報と上記応答情報から接続可能な無線ネットワークが存在しないことを判断した場合に、自局が中央制御局となって、無線ネットワークを設定する制御手段とを備えた
   無線伝送装置。

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