JP4192328B2 - 無線伝送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方法と、この無線伝送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】
なお、このようなスター型接続によるネットワーク構成の場合には、ネットワーク内の全ての通信局が中央制御局と直接的に無線通信ができることが必要であるが、中央制御局からの制御信号などを、特定の端末局が中継して、中央制御局と直接無線通信ができない通信局を、このネットワークの端末局（いわゆる隠れ端末局）として機能させることもできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような無線ネットワークを組む場合に、例えばネットワークを構成する通信局が予め決まった台数であり、そのネットワーク内で使用する全ての通信局が予め用意されている場合には、この無線ネットワークに固有の識別ＩＤや各通信局毎に固有の端末ＩＤなどを、予め各通信局を構成する伝送装置の製造時やネットワーク構成時などに設定しておくことが可能であり、無線ネットワークを組むことが比較的容易にできる。
【０００８】
これに対して、既存の無線ネットワークに新規に通信局を参入させる場合には、その新規に参入させる通信局に、通信ネットワークの識別ＩＤや端末ＩＤを設定する必要があり、その設定作業に手間がかかり、簡単には通信局の増設ができない状況になっている。また、これらの新規に参入させる通信局へのＩＤなどの設定の他に、ネットワークを管理する中央制御局側でもその新規に参入される局が存在することの認識処理が必要であり、簡単には通信局の増設ができない問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、既存の無線ネットワークへの新規参入が簡単に行えるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線伝送方法は、複数の通信局で構成される無線ネットワーク内における無線伝送方法において、通信局が周囲の通信局からの管理情報の受信に基づいて無線伝送信号のフレーム周期を規定すると共に、その規定したフレーム周期内の所定の位置を、管理情報伝送領域として規定し、さらに管理情報伝送領域に複数のスロットを規定し、各通信局がそのスロットの１つで管理情報を送信すると共に、予めそのスロットの一部を無線ネットワークへの新規参入用のスロットとして設定し、新規参入用のスロットのタイミングで所定の信号の伝送があるとき、その信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理を行うようにしたものである。
【００１１】
この無線伝送方法によると、無線ネットワークに新規に参入したい局は、その局でフレーム周期に同期させた上で、そのフレーム周期内の新規参入用のスロット位置で所定の信号を送信することで、他の通信局がその信号を認識して、新規参入処理が実行される。
【００１２】
また発明の無線伝送装置は、無線ネットワーク内の他の通信局と無線通信を行う無線伝送装置において、無線信号の送信及び受信を行う通信処理手段と、通信処理手段でフレーム周期を規定する信号を送信させると共に、そのフレーム周期内の所定スロット位置での特定の信号の受信を判別したとき、特定の信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理を行う制御手段とを備えたものである。
【００１３】
この無線伝送装置によると、所定スロット位置で特定の信号の受信を判別したとき、その特定の信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理が行われて、無線端末の新規参入がこの無線伝送装置の制御で実行される。
【００１４】
【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。
【００１５】
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、ネットワークを構成する無線伝送装置の最大の数が予め決めてあり、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り、図１は８台の無線伝送装置１〜７，１０を配置した状態を示す。各無線伝送装置１〜７，１０は、送信及び受信を行うアンテナ１ａ〜７ａ，１０ａが接続してある。各無線伝送装置１〜７，１０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。
【００１６】
８台の無線伝送装置１〜７，１０は無線通信局であるノードとして機能し、各装置の識別番号である識別ＩＤが予め個別に付与してある。即ち、伝送装置１０は、識別ＩＤとして♯０が付与してあり、伝送装置１から伝送装置７には、♯１から♯７までの識別ＩＤが順に付与してある。
【００１７】
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、中央制御局として機能するルートノードとして設定し、この制御局からのポーリング制御で、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。この制御局は、基本的にはシステム内の他の全ての通信局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を使用するのが理想である。ここではネットワークシステム内のほぼ中央に配置された識別ＩＤ♯０の無線伝送装置１０を、中央制御局としてあり、この中央のルートノードから周辺の他の通信局が制御されるいわゆるスター型接続構成としてある。なお、以下の説明で単に通信局と述べた場合には、中央制御局も含むものとする。
【００１８】
ここで本例においては、識別ＩＤ♯７の無線伝送装置７については、この中央制御局である無線伝送装置１０と直接的には無線通信ができない位置に配置してある。但し無線伝送装置７は、識別ＩＤ♯３の無線伝送装置３と識別ＩＤ♯６の無線伝送装置６との間では、直接的に無線通信ができる位置に配置してある。
【００１９】
図２は、本例における各通信局及び制御局の配置状態での、各局間の通信状態を示す物理的なトポロジーマップを示す図であり、矢印で接続して示す通信局間で、直接的に通信ができる状態となっている。図２に破線で示すエリアａが、ルートノードである通信局１０と直接的に無線通信ができる範囲である。ここでは、基本的に各通信局１〜７，１０は、隣接した位置にある通信局との間でだけ直接的に通信ができる状態となっている。例えば、識別ＩＤ♯１の通信局１は、その通信局１の周囲に配された識別ＩＤ♯２，♯４，♯０の通信局２，４，１０とだけ直接的に通信ができる。他の通信局についても同様であり、ほぼ中央に配置してある通信局（制御局）１０については、識別ＩＤ♯７の通信局７以外の他の全ての通信局１〜６と直接的に通信ができる。なお、直接的に通信ができない通信局間で通信を行う場合には、他の通信局で伝送データを中継する処理を行う。中央制御局１０と直接通信ができない通信局（いわゆる隠れ端末局）７に対しては、その端末局７に対して指定された中継用親局（端末局３又は６）が、中央制御局からの制御情報などを中継伝送する。この中継用親局を選定する処理については後述する。
【００２０】
各通信局を構成する無線伝送装置１〜７，１０の構成例を図３に示すと、ここでは各無線伝送装置１〜７，１０は基本的に共通の構成（中央制御局として機能させるための制御構成のみが他の通信局と異なる）とされ、送信及び受信を行うアンテナ２１と、このアンテナ２１に接続されて、無線信号の送信処理及び無線信号の受信処理を行う無線処理部２２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２２で送信及び受信が行われる伝送方式としては、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直交周波数分割多重）方式と称されるマルチキャリア信号による伝送方式を適用し、送信及び受信に使用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程度までの比較的短い距離の無線伝送ができる程度の出力としてある。
【００２１】
そして、無線処理部２２で受信した信号のデータ変換及び無線処理部２２で送信する信号のデータ変換を行うデータ変換部２３を備える。このデータ変換部２３で変換されたデータを、インターフェース部２４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２４を介してデータ変換部２３に供給して変換処理できる構成としてある。ここで、インターフェース部２４を外部の装置と接続する際には、例えばＩＥＥＥ１３９４規格として規定された方式のバスラインを使用して接続する。この規格のバスラインの場合には、データやクロックを伝送するための信号線の他に、電源供給線が設けてある場合もある。
【００２２】
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２５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２２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２３を介して制御部２５に供給して、制御部２５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２５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２５からデータ変換部２３を介して無線処理部２２に供給し、無線送信するようにしてある。受信した信号が同期信号である場合には、その同期信号の受信タイミングを制御部２５が判断して、その同期信号に基づいたフレーム周期を設定して、そのフレーム周期で通信制御処理を実行する構成としてある。また、制御部２５には内部メモリ２６が接続してあり、その内部メモリ２６に、通信制御に必要なデータを一時記憶させるようにしてある。
【００２３】
図４は、本例のネットワークシステム内で各通信局（無線伝送装置１〜７，１０）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の所定区間を管理情報伝送領域とし、その管理情報伝送領域内に、管理情報同報区間と局同期送受区間とが設定してある。局同期送受区間は、新規参入区間と既存局同期区間とで構成してある。また、各フレームの管理情報伝送領域以外の区間を、メディア情報伝送領域としてあり、このメディア情報伝送領域で各種データがポーリング制御などで伝送される。
【００２４】
管理情報同報区間では、中央制御局１０からシステムに共通の管理情報の送信を行うようにしてある。この管理情報としては、例えばネットワークシステム内でフレーム同期をとるのに必要な同期データや、ネットワークシステムに固有の識別番号データや、ネットワーク内のトポロジーマップのデータなどの管理情報を送信する。
【００２５】
１フレーム内の局同期送受区間の既存局同期区間は、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の通信局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識別ＩＤ♯０の通信局用スロット，識別ＩＤ♯１の通信局用スロット，識別ＩＤ♯２の通信局用スロット，‥‥識別ＩＤ♯１５の通信局用スロットとしてある。各通信局に割当てられたスロットでは、そのスロットに対応した通信局から局同期信号を送信する構成としてある。ここでは８台の通信局でネットワークシステムを構成してあるので、８個のスロット（ここでは先頭から８スロット）が使用され、残りのスロットは使用されない（即ちデータが伝送されない）。局同期信号には、例えば各通信局に付与された識別ＩＤのデータを付与すると共に、その局で受信できる通信局に関するデータ（１フレーム前の局同期信号の受信状態に基づいた生成させたデータ）などが含まれる。また、１フレーム内の局同期送受区間の新規参入区間は、ここでは既存局同期区間の直前の１スロット期間を用意してある。従って、１フレーム内の局同期送受区間としては、１スロットの新規参入区間と１６スロットの既存局同期区間の合計１７スロットで構成してある。
【００２６】
局同期送受区間の各スロットで送信される局同期信号については、ネットワークシステム内の各通信局で受信処理される。局同期信号の送信処理と受信処理については後述する。
【００２７】
メディア情報伝送領域では、中央制御局のアクセス制御に基づいて、各通信局間でのデータ転送（伝送）処理が行われる。この中央制御局によるアクセス制御としては、例えば中央制御局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、中央制御局から各通信局をポーリング応答要求信号で順に呼び出して、１台の通信局毎に順次伝送が実行されるものである。
【００２８】
そして、ポーリング応答要求信号で指定された識別ＩＤの通信局では、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。
【００２９】
なお、メディア情報伝送領域でのデータ伝送として、このようなポーリングによる伝送ではなく、１フレームのメディア情報伝送領域を予め複数のスロットに分割して、その分割された各スロットを、中央制御局の制御で送信要求がある通信局に割り当てて無線伝送させても良い。
【００３０】
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。このような伝送モードが用意された伝送制御方式としては、例えばＩＥＥＥ１３９４規格として規定された方式が適用できる。
【００３１】
アシンクロナス転送モードとしては、例えば、ポーリング制御による伝送方法を用いて、アイソクロナス転送モードとしては、例えば、スロット分割による割り当て伝送を行なうと好適である。
【００３２】
次に、局同期信号の送信処理と受信処理を、図５を参照して説明する。上述したように、１フレーム内の局同期送受区間の既存局同期区間には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０スロットから第７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、各スロットが通信局１０，１〜７に個別に割当てられているものとする。
【００３３】
図５のＡ〜Ｈは、８台の通信局での局同期送受区間での通信状態を示したもので、図５のＡは中央制御局である通信局１０での状態を示し、図５のＢからＨまでは、通信局１から通信局７までの状態を順に示す。図５において、斜線を付して示す範囲では、その通信局の送信手段である無線処理部２２で送信処理Ｔｘが行われて、アンテナ２１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、他の通信局から送信された信号が、その通信局の受信手段である無線処理部２２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。
【００３４】
まず、ここでは８台の通信局が中央制御局１０の制御で通信を行う無線ネットワーク用の通信局として既に設定してあるので、図５のＡ〜Ｈに示すように、１フレーム内の局同期送受区間の新規参入区間のスロットでは何も信号の送信が行われない。
【００３５】
そして既存局同期区間では、中央制御局である識別ＩＤ♯０の通信局１０では、図５のＡに示すように、第０スロットの区間で、局同期信号の送信処理Ｔｘが行われ、その他のスロット（第１スロット以降の区間）では、受信処理が行われる。ここで、第６スロットまでの区間での受信では、それらのスロットに割当てられた通信局１〜６が、通信局１０と直接的に無線通信できる位置にあるので、その受信信号に含まれるデータを正しくデコードできる。これに対して、第７スロットの区間では、通信局７が通信局１０と直接的に無線通信できる位置にないので、このスロット位置ではデータの受信はできない。即ち、通信局１０から第０スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＡに示すと、通信局１０から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯１〜♯６の通信局１〜６が位置し、通信局１０からの局同期信号は、通信局１〜６で正しく受信されるが、離れた位置にある識別ＩＤ♯７の通信局７では、通信局１０からの局同期信号は受信できない。
【００３６】
識別ＩＤ♯１〜♯７の通信局１〜７では、図５のＢ〜Ｈに示すように、各通信局に割当てられたスロット位置で局同期信号を送信し、その他のスロット位置では受信処理を行う。即ち識別ＩＤ♯１の通信局１では、図５のＢ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、他のスロットで受信処理を行う。このとき、識別ＩＤ♯１の通信局１に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯４の通信局１０，２，４であり、通信局１では、図５のＢに示すように、これらのノードから第０スロット，第２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。また、通信局１から第１スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＢに示すと、通信局１から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯２，♯４の通信局１０，２，４が位置し、通信局１からの局同期信号は、通信局２，４，１０で正しく受信される。
【００３７】
識別ＩＤ♯２の通信局２では、図５のＣに示すように、第２スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局２に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯３の通信局１０，１，３であり、通信局２では、図５のＣに示すように、これらの通信局から第０スロット，第１スロット，第３スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局２から第２スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＣに示すと、通信局２から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯１，♯３の通信局１０，１，３が位置し、通信局２からの局同期信号は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯３の通信局１０，１，３で正しく受信される。
【００３８】
識別ＩＤ♯３の通信局３では、図５のＤに示すように、第３スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局３に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯６，♯７の通信局１０，２，６，７であり、通信局３では、図５のＤに示すように、これらの通信局から第０スロット，第２スロット，第６スロット，第７スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局３から第３スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＤに示すと、通信局３から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯２，♯６，♯７の通信局１０，２，６，７が位置し、通信局３からの局同期信号は、識別ＩＤ♯０，♯２，♯６，♯７の通信局１０，２，６，７で正しく受信される。
【００３９】
識別ＩＤ♯４の通信局４では、図５のＥに示すように、第４スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局４に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯５の通信局１０，１，５であり、通信局４では、図５のＥに示すように、これらの通信局から第０スロット，第１スロット，第５スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局４から第４スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＥに示すと、通信局４から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯１，♯５の通信局１０，１，５が位置し、通信局４からの局同期信号は、識別ＩＤ♯０，♯１，♯５の通信局１０，１，５で正しく受信される。
【００４０】
識別ＩＤ♯５の通信局５では、図５のＦに示すように、第５スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局５に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯４，♯６の通信局１０，４，６であり、通信局５では、図５のＦに示すように、これらの通信局から第０スロット，第４スロット，第６スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局５から第５スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＦに示すと、通信局５から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯４，♯６の通信局１０，４，６が位置し、通信局５からの局同期信号は、識別ＩＤ♯０，♯４，♯６の通信局１０，４，６で正しく受信される。
【００４１】
識別ＩＤ♯６の通信局６では、図５のＧに示すように、第６スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局６に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯０，♯３，♯５，♯７の通信局１０，３，５，７であり、通信局６では、図５のＧに示すように、これらの通信局から第０スロット，第３スロット，第５スロット，第７スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局６から第６スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＧに示すと、通信局６から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯０，♯３，♯５，♯７の通信局１０，３，５，７が位置し、通信局６からの局同期信号は、識別ＩＤ♯０，♯３，♯５，♯７の通信局１０，３，５，７で正しく受信される。
【００４２】
識別ＩＤ♯７の通信局７では、図５のＨに示すように、第７スロットで局同期信号の送信処理Ｔｘを行い、他のスロットで受信処理を行う。このとき、通信局７に隣接する位置の通信局は、識別ＩＤ♯３，♯６の通信局３，６であり、通信局７では、図５のＨに示すように、これらの通信局から第３スロット，第６スロットに送信される局同期信号だけを正しく受信処理できる。また、通信局７から第７スロットに送信される局同期信号の伝送状態を図６のＨに示すと、通信局７から送信される信号の届く範囲内には、識別ＩＤ♯３，♯６の通信局３，６が位置し、通信局７からの局同期信号は、識別ＩＤ♯３，♯６の通信局３，６で正しく受信される。
【００４３】
従って、中央制御局である通信局１０では、識別ＩＤ♯７の通信局７からの局同期信号は受信できなく、直接的には通信局７の存在を認識することはできないが、識別ＩＤ♯３の通信局３からの局同期信号と、識別ＩＤ♯６の通信局６からの局同期信号に含まれる情報で、それぞれの局で受信できる局の情報から、中央制御局である通信局１０が、通信局７の存在を認識する。ここでは、このように中央制御局と直接通信ができないネットワーク内の通信局を隠れ端末局と称する。
【００４４】
また、中央制御局である通信局１０からの信号を直接受信することができる通信局１〜６では、この通信局１０からの局同期信号の受信タイミングを基準として、自局に割当てられた送信スロットの位置を判断する。そして、通信局１０からの信号を直接受信できない通信局７では、その通信局７で受信できる局同期信号の受信タイミングを基準として、自局に割当てられた送信スロットの位置を判断する。即ち、第３スロットの位置と、第６スロットの位置から、自局に割当てられた第７スロットの位置を判断する処理を行う。
【００４５】
次に、１フレーム内の局同期送受区間の新規参入区間のスロットを使用して、任意の通信局がこの通信ネットワークに新規参入する場合の処理を説明する。まず、ここまで説明した図１，図２に示すネットワーク構成の無線ネットワークに、１台の通信局を新規に参入させる要求があるとする。その新規に参入を希望する通信局は、ここでは無線ネットワーク内の他の通信局と基本的に同一の構成（即ち図３に示した構成）としてある。
【００４６】
新規にネットワークに参入させる要求がある通信局では、まずその局が使用する周波数帯域の受信を行って、周辺に存在する通信局からの信号の受信を試みる。ここで、例えば中央制御局からの管理情報が受信できるとき、その管理情報により設定されるフレーム周期に同期させて、そのフレーム周期の局同期送受区間内の新規参入スロットに、新規参入を要求するデータを送信する。
【００４７】
即ち、図７に示すように、局同期送受区間内の先頭部分に用意された１スロット期間の新規参入スロットで、新規参入を要求するデータの送信Ｔｘを行う。この図７の例は、図９のＡに示すように、識別ＩＤ♯０の中央制御局と直接的に通信ができる範囲内に設置された通信局（ここでは識別ＩＤが未定のため識別ＩＤ♯Ｘとしてある）から、新規参入スロットで新規参入を要求するデータを送信した例としてある。ここでの識別ＩＤ♯Ｘの通信局の周囲には、識別ＩＤ♯０，♯５，♯６の通信局が存在するため、識別ＩＤ♯Ｘの通信局では、新規参入スロットに続いた局同期送受区間内の対応したスロットで、それぞれの局からの局同期信号を受信する。この新規参入スロットで新規参入を要求するデータの送信は、例えば１フレーム期間だけ送信したり、或いは複数フレーム期間連続して送信するようにしても良い。
【００４８】
このような新規参入スロットで伝送されるデータを、中央制御局が認識すると、管理情報同報区間に中央制御局から送信するデータ（又はメディア情報伝送領域で送信するデータ）で、中央制御局から新規参入の要求がある通信局に対して、この無線ネットワークに固有の情報（ここでは無線ネットワークのシステムＩＤ）を送信すると共に、その信号の送信元の通信局に対して固有の識別データ（ここでは通信局の識別ＩＤ）を付与して内部メモリ２６に記憶させ、さらにその付与した識別データについても管理情報同報区間などで送信する。図９のＢは、この中央制御局からの認証情報の送信状態を示したものである。新規参入の要求がある通信局では、これらのデータを受信すると、その受信したデータで示されるネットワークＩＤや局に固有の識別ＩＤを、内部メモリ２６に記憶させ、その記憶されたＩＤを自局のＩＤとして使用する。また、中央制御局では、以後は付与した識別ＩＤでその通信局の認識を行う。
【００４９】
ここでは、新規参入要求があった通信局に対して識別ＩＤ♯８が付与されたものとする。この識別ＩＤ♯８を付与するデータが通信局で受信されて設定されることで、以後は図８に示すように、局同期送受区間内の識別ＩＤ♯８用のスロット位置で、その通信局から局同期信号の送信Ｔｘが行われ、無線ネットワーク内の端末局として機能する。この局同期送受区間内の識別ＩＤ♯８用のスロットは、局同期送受区間内に予め用意しておいても良いが、そのときの端末局の台数により中央制御局が可変設定し、１フレーム内の局同期送受区間以降の区間をメディア情報伝送領域とする構成としても良い。このように可変設定することで、そのときの端末局の台数に応じた適切な期間の局同期送受区間とメディア情報伝送領域とが設定され、１フレーム内でメディア情報伝送領域を最大限に有効利用できるようになる。
【００５０】
なお、新規参入要求があった通信局が、中央制御局と直接通信ができるエリア内に存在する場合には、このように直接中央制御局に参入を要求することができるが、中央制御局と直接通信ができるエリア外の通信局が、その通信ネットワークの隠れ端末局（図１，図２のネットワークでの通信局７のような端末局）になることも可能である。以下、この隠れ端末局の場合の処理も含めた、新規参入要求を行う場合と、その新規参入要求を受信した側での処理を、フローチャートを参照して説明する。
【００５１】
図１０のフローチャートは、新規参入要求を行う端末局での処理を示したものである。まず、新規参入を行う場合には、自局に既に識別ＩＤが付与されているか否か判断する（ステップＳ１１）。ここで、まだ識別ＩＤが付与されてない場合には、新規参入用のスロットを利用すると判断する（ステップＳ１２）。また、以前に識別ＩＤが付与されている場合には、その付与されたＩＤに割当てられた局同期送受区間内のスロットを使用すると判断する（ステップＳ１３）。
【００５２】
ステップＳ１２，Ｓ１３の処理が行われた後は、自局が隠れ端末局になるのか否か判断する（ステップＳ１４）。この判断は、例えば中央制御局からの管理情報を直接的に受信できるか否かの判断に基づいて行う。中央制御局からの管理情報を直接的に受信できる場合には、隠れ端末局ではないと判断し、中央制御局からの管理情報を直接的に受信できない場合には、隠れ端末局であると判断する。
【００５３】
ステップＳ１４の判断で、自局が隠れ端末局になると判断したときには、中央制御局からの情報を中継できる親局を指定する（ステップＳ１５）。このときには、そのときの受信状態や、受信した情報などに基づいて、最も確実に中継できる状態にある通信局を判断する。この判断としては、例えば最も受信レベルが高い通信局を判断したり、或いは局同期信号をある程度のレベル以上に良好に受信できる通信局の中から、移動できない状態に設定されているか等の判断を行って、中継できない状況になる可能性が少ない通信局を選択する。各通信局の移動可能性などの情報は、例えば各通信局からの局同期信号に含ませることで対処できる。
【００５４】
ステップＳ１４で自局が隠れ端末局でないと判断したとき、及びステップＳ１５で親局を指定したとき、ここまでの判断で設定した状態で参入信号を送信する（ステップＳ１６）。この参入を要求する信号は、識別ＩＤがまだない局の場合（即ちステップＳ１２の処理を行った場合）には、新規参入用スロットが送信に使用され、以前に識別ＩＤが付与されている場合（即ちステップＳ１３の処理を行った場合）には、その識別ＩＤに対応したスロット位置が使用される。このように処理することで、新規参入する通信局では、そのときの状態に応じて適切な新規参入処理が行われる。
【００５５】
次に、隠れ端末局が存在する可能性がある通信ネットワーク内での、各局での局同期送受区間での処理を図１１のフローチャートに示す。まず局同期送受区間では、自局に割当てられたスロットで送信するタイミングであるか否か判断する（ステップＳ２１）。ここで、自局に割当てられたスロット位置でないと判断した場合には、他局から送信される局同期情報を受信処理する（ステップＳ２２）。そして、自局が隠れ端末局であるか否か判断し（ステップＳ２３）、隠れ端末局である場合には、接続が確実な親局を指定する（ステップＳ２４）。そして、他局からの局同期情報の受信状態に基づいて、自局の局同期情報を作成して記憶させておく（ステップＳ２５）。自局が隠れ端末局である場合には、例えばこの局同期情報に親局を指定する情報を付加しておく。また、自局が隠れ端末局から親局と指定された局である場合には、自局が親局として指定されたことに関する情報と、その要求があった隠れ端末局に関する情報を、局同期情報に付加しておく。
【００５６】
そして、ステップＳ２１で自局が送信するタイミングであると判断したとき、ステップＳ２５で作成して記憶された自局の局同期情報を読出し、その自局の局同期情報をネットワーク内に無線送信する（ステップＳ２７）。
【００５７】
次に、隠れ端末局が存在する可能性がある通信ネットワーク内での、各局での管理情報同報区間での処理を図１２のフローチャートに示す。まず自局が中央制御局か否か判断する（ステップＳ３１）。中央制御局であると判断したときには、管理情報同報区間内で制御局通知を送信する（ステップＳ３２）。
【００５８】
ステップＳ３１で自局が中央制御局でないと判断したときには、制御局通知の受信処理を行い、各フレーム期間の管理情報同報区間内で制御局通知が受信できたか否か判断する（ステップＳ３３）。管理情報同報区間内で制御局通知が全く受信できない場合には、処理を終了する。管理情報同報区間内で制御局通知が受信できた場合には、該当する制御局通知を保存させる（ステップＳ３４）。そして、周辺局の局同期情報を獲得して（ステップＳ３５）、周辺局から自局を親局として指定する情報があるか否か判断し（ステップＳ３６）、親局として指定する情報がある場合には、制御局通知を中継送信する（ステップＳ３７）。この制御局通知を中継送信するタイミングは、例えば予め管理情報同報区間内などに中継送信するためのタイミングが設定されている場合には、そのタイミングで送信する。或いは、メディア情報伝送領域内を使用して制御局通知を中継送信するようにしても良い。
【００５９】
例えば、図１，図２に示したネットワーク構成で存在する隠れ端末局７に対する中継親局として、通信局３が指定されたときには、図１３に示すように制御局通知の送受信処理が行われる。即ち、図１３のＡ〜Ｈは、ネットワーク内の識別ＩＤ♯０〜♯７の８台の通信局での中央制御局からの制御局通知の送受信状態と、中継伝送用に用意された区間での送受信状態を示したものである。中央制御局からの制御局通知は、図１３のＡに示すように、識別ＩＤ♯０の中央制御局から送信Ｔｘが行われ、図１３のＢ〜Ｇに示すように、隠れ端末局を除く各端末局で受信される。図１４のＡは、この制御局通知の伝送状態を示したものである。そして、中継親局として指定された識別ＩＤ♯３の端末局３では、図１３のＤに示すように、中継通知用に設定した区間で、直前に受信した制御局通知の送信Ｔｘが行われる。図１４のＢは、この中継通知される制御局通知の伝送状態を示したものであり、隠れ端末局７でも制御局通知が受信される。
【００６０】
このように中継伝送を行う際の中継を行う局である親局の指定ができることで、ネットワーク内のどの端末局と通信ができる位置に存在する通信局であっても、隠れ端末局となってネットワークに参入することができる。このように中央制御局からの情報を直接受信できない隠れ端末局の存在を認めることにより、無線ネットワークの接続範囲を、中央制御局からの信号を受信できる範囲に限定することなく、より広範囲にすることができる。
【００６１】
また、ネットワークを構成する局の存在を把握するために、各局毎に割当てられた局同期区間を設けて、中央制御局からの信号を直接受信することができない隠れ端末局も、ここでの情報送信を認めることによって、良好に無線ネットワークを広げることができる。
【００６２】
ここで、ネットワークに新規参入する端末局のために、専用の新規参入用の伝送スロットを設ける構成としたことで、ネットワークに認証されていない端末局の参入を容易にすることができる。
【００６３】
また、管理情報の伝送領域において、ネットワークを構成する全ての端末局による、局同期信号の送受する区間を、可変設定することで、１フレーム内のそれ以降の区間に用意されているメディア情報伝送領域を最大限に有効利用できるようになる。
【００６４】
さらに、中央制御局からの信号を受信できない隠れ端末局が、隠れ端末局と確実に接続できる周辺局を親局として指定することによって、その中央制御局と通信を行う場合に、確実な中継伝送を行うことが可能になる。つまり、中央制御局からの情報を直接受信できない隠れ端末局においても、直接通信が可能である端末局（ブランチ局）を中継することで、このネットワークに新規参入して、中央制御局から送られてくるネットワーク共有の情報を確実に受信することができる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態で説明したフレーム構成や伝送データ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。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の無線伝送方法によると、無線ネットワークに新規に参入したい局は、新規参入用に用意されたスロット位置で所定の信号を送信することで、他の通信局がその信号を認識して新規参入処理が実行され、新規参入用に予め設定された信号の送信を行うだけで簡単に任意の通信局を無線ネットワークに加入させることができる。
【００６７】
また本発明の無線伝送方法によると、通信局がスロットで所定の信号の伝送を検出したとき、その信号の送信元の通信局に対して当該無線ネットワークに固有の情報を送信すると共に、その信号の送信元の通信局に対して固有の識別データを付与する処理を行うことで、その送信されたネットワークに固有の情報と付与された識別データを使用した参入処理が良好に行える。
【００６８】
また本発明の無線伝送方法によると、識別データが付与された通信局は、信号を受信した通信局からの指示に基づいたフレーム周期内の所定のスロット位置で制御情報を送信することで、新規に参入された通信局での通信状態を中央制御局が正しく認識できるようになり、新規に参入された通信局の中央制御局での制御が良好に行える。
【００６９】
また本発明の無線伝送方法によると、信号を受信した通信局以外の無線ネットワーク内の特定の通信局が新規参入用に用意されたスロットで所定の信号の伝送を検出し、信号を受信した通信局がそのスロットでの所定の信号の伝送を検出できないとき、所定の信号の送信元の通信局に対して、特定の通信局が中継局となって、無線ネットワークに参入させる処理を行うことで、直接的に通信ができない位置にある通信局を、無線ネットワークに加入させることが出来るようになる。
【００７０】
また本発明の無線伝送方法によると、特定の通信局が複数存在するとき、所定の信号の送信元との通信状態が確実な通信局を中継局として選定することで、中央制御局と直接的に通信ができない位置にある通信局を無線ネットワークに加入させて通信させる際の通信状態が、常時良好な状態に維持される。
【００７１】
また本発明の無線伝送方法によると、中継局として設定された通信局は、無線ネットワークで共有される管理情報を所定の信号の送信元の通信局に対して中継することで、中央制御局と直接的に通信ができない位置にある通信局が無線ネットワークに参入された場合に、その参入された局への管理情報の伝送が確実に行える。
【００７２】
また本発明の無線伝送装置によると、所定スロット位置で特定の信号の受信を判別したとき、その特定の信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理が行われて、無線端末の新規参入がこの無線伝送装置の制御で実行され、新規参入用に予め設定された信号の所定スロット位置での判別を行うだけで、簡単にこの無線伝送装置の制御による新規参入処理の実行ができる。
【００７３】
また本発明の無線伝送装置によると、制御手段は所定スロット位置の信号を判別したとき、その信号の送信元に対して固有の識別データを付与し、通信処理手段から識別データを送信させる制御を行うことで、新規に参入された無線端末に対する制御が、付与された識別データを使用して良好に行える。
【００７４】
また本発明の無線伝送装置によると、制御手段は、送信元が制御情報を送信するスロット位置を指定する情報を、通信処理手段から送信させる制御を行うことで、新規に参入された無線端末で制御情報を送信するスロット位置の判断が行え、新規に参入された無線端末を含む無線ネットワークとして良好に構成される。
【００７５】
また本発明の無線伝送装置によると、スロット位置での所定の信号を検出できない状態で通信処理手段が受信した制御情報の制御手段での判別で、無線ネットワークへの参入を希望する端末があることを認識したとき、制御手段は、通信処理手段から制御情報の送信元に対して無線ネットワークへの参入を指示する情報と、端末宛の情報の中継に関する情報とを送信させることで、新規に参入された無線端末の制御と、その参入された無線端末との中継を行う無線端末の設定とが行え、いわゆる隠れ端末をネットワーク内に新規参入させる処理が良好に行える。
【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無線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フレーム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局間同期送受区間での送信／受信動作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新規参入スロットでの送信状態の例を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態による識別ＩＤ獲得後の送信状態の例を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態による新規参入局での送信／受信動作例を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による新規参入局での処理例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各局間同期送受区間での処理例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管理情報同報区間での処理例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施の形態による管理情報の再送動作の処理例を示すタイミング図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による管理情報の再送状態の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１〜８，１０…無線伝送装置（ノード）、２２…無線処理部、２３…データ変換部、２４…インターフェース部、２５…制御部、２６…内部メモリ

Claims (10)

1. 複数の通信局で構成される無線ネットワーク内における無線伝送方法において、
   上記通信局が周囲の通信局からの管理情報の受信に基づいて無線伝送信号のフレーム周期を規定すると共に、その規定したフレーム周期内の所定の位置を、管理情報伝送領域として規定し、
   さらに上記管理情報伝送領域に複数のスロットを規定し、各通信局がそのスロットの１つで管理情報を送信すると共に、予めそのスロットの一部を上記無線ネットワークへの新規参入用のスロットとして設定し、
   上記新規参入用のスロットのタイミングで所定の信号の伝送があるとき、その信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理を行う無線伝送方法。
2. 請求項１記載の無線伝送方法において、
   上記通信局の内、ネットワークを管理する特定の通信局が上記新規参入用のスロットで所定の信号の伝送を検出したとき、
   その信号の送信元の通信局に対して当該無線ネットワークに固有の情報を送信すると共に、
   管理情報伝送領域のスロットの１つで管理情報を送信するためにその信号の送信元の通信局に対して固有の識別データを付与する処理を行う無線伝送方法。
3. 請求項２に記載の無線伝送方法において、
   上記識別データが付与された通信局は、上記信号を受信した通信局からの指示に基づいた上記フレーム周期内の管理情報伝送領域における所定のスロット位置で上記管理情報伝送領域における周囲の通信局からの管理情報の受信状況を示す管理情報を送信する無線伝送方法。
4. 請求項１記載の無線伝送方法において、
   上記管理情報伝送領域における周囲の通信局からの管理情報の受信に基づいて、ネットワークを管理する特定の通信局からの管理情報を受信できないものの、上記特定の通信局の管理情報を検出している周囲の通信局が存在する場合に、上記周囲の通信局を中継局として指定することで、無線ネットワークに参入させる処理を行う無線伝送方法。
5. 請求項４記載の無線伝送方法において、
   上記特定の通信局を検出している周囲の通信局が複数存在するとき、上記周囲の通信局のうち、新規に無線ネットワークに参入する送信元との通信状態が確実な通信局を上記中継局として選定する無線伝送方法。
6. 請求項４記載の無線伝送方法において、
   上記中継局として設定された通信局は、無線ネットワークで共有される管理情報を上記所定の信号の送信元の通信局に対して中継する無線伝送方法。
7. 無線ネットワーク内の他の通信局と無線通信を行う無線伝送装置において、
   無線信号の送信及び受信を行う無線処理手段と、
   周囲の通信局からの管理情報に基づいて、上記無線処理手段で受信した所定のフレーム周期を設定すると共に、その規定したフレーム周期内の所定の位置を管理情報伝送領域とし、上記管理情報伝送領域に複数のスロットを規定し、各通信局がそのスロットの１つで管理情報を送信させると共に、予めそのスロットの一部を新規参入スロットと規定し、
   所定の新規参入スロット位置での特定の信号を判別したとき、上記特定の信号の送信元を無線ネットワークに参入させる処理を行う制御手段とを備えた
   無線伝送装置。
8. 請求項７記載の無線伝送装置の内、ネットワークを管理する特定の通信局となる場合において、
   上記制御手段は、上記新規参入スロット位置の信号を判別したとき、その信号の送信元に対して管理情報伝送領域のスロットの１つで管理情報を送信するために固有の識別データを付与し、上記通信処理手段から上記識別データを送信させる制御を行う
   無線伝送装置。
9. 請求項８記載の無線伝送装置において、
   上記制御手段は、上記送信元が上記管理情報伝送領域における周囲の通信局からの管理情報の受信状況を示す管理情報を送信するスロット位置を指定する情報を、上記通信処理手段から送信させる制御を行う、
   無線伝送装置。
10. 請求項７記載の無線伝送装置において、
    上記管理情報伝送領域における周囲の通信局からの管理情報の受信に基づいて、ネットワークを管理する特定の通信局からの管理情報を受信できないものの、上記特定の通信局の管理情報を検出している周囲の通信局が存在する場合に、上記周囲の通信局を中継局として指定する情報とを送信させる
    無線伝送装置。

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