JP4529636B2 - Wireless communication system and wireless communication apparatus - Google Patents

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Description

本発明は無線通信システムおよび無線通信装置にかかり,特に,優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)に特徴を有する無線通信システムおよび無線通信装置に関する。   The present invention relates to a radio communication system and a radio communication apparatus, and more particularly to a radio communication system and a radio communication apparatus having a feature in priority contention access control (prioritized contention access).

近年,ウルトラワイドバンド無線通信システムを用いて,小規模ネットワークを形成する高速無線PANの技術的な検討が行われている(例えば,特許文献1参照。)。かかるシステムとしてDS−SS方式と,マルチバンドOFDM(直交波周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の2方式が検討されている。   In recent years, a technical study of a high-speed wireless PAN that forms a small-scale network using an ultra-wideband wireless communication system has been performed (for example, see Patent Document 1). As such a system, two systems, a DS-SS system and a multiband OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system are being studied.

とりわけ,マルチバンドOFDMにおけるメディアアクセス制御方法(MAC)として,優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)による通信方法の利用が検討されている。この優先順競合アクセス制御方法は,データに付加されたアクセスカテゴリーごとに,その優先順位に応じて,送信開始時間に差を持たせて定義をしておき,データ送信時に,その送信開始時間が経過するまでに,他の通信が開始されなければ,そのデータを送信することができるという通信方法である。   In particular, the use of a communication method based on priority contention access control (prioritized contention access) is being studied as a media access control method (MAC) in multiband OFDM. This priority contention access control method is defined for each access category added to data with a difference in the transmission start time according to the priority, and when the data is transmitted, the transmission start time is defined. This is a communication method in which data can be transmitted if no other communication is started before the elapse of time.

また,マルチバンドOFDMのメディアアクセス制御方法(MBOA_MAC)では,優先順競合アクセス制御による無線通信に加え,帯域予約通信を併用してQoS(Quality of Service)を保証した通信を行うシステムとして考案されている。MBOA_MACでは,ビーコン信号に利用可能領域情報(Availability_IE)を用いて,分配予約プロトコル(Distributed Reservation Protocol)によって利用がされていない時間を利用可能な領域として報告し,この領域で優先順競合アクセス制御による通信を行う方法が検討されている。   In addition, the multi-band OFDM media access control method (MBOA_MAC) was devised as a system that performs communication that guarantees QoS (Quality of Service) by using bandwidth reservation communication in addition to wireless communication by priority order competitive access control. Yes. MBOA_MAC uses the available area information (Availability_IE) in the beacon signal, reports the time that is not used by the distributed reservation protocol as an available area, and uses priority contention access control in this area. A method of performing communication is being studied.

またMBOA_MACには,ビーコン信号の受信先通信装置識別情報(TIM(Traffic Indication Map)_IE)を利用して,送信するデータがバッファリングされていることを受信先無線通信装置に示す仕組みも用意されている。現在,TIM_IEとAvailability_IEを組み合わせて,TIM_IEで指示されたデバイスについて,Availability_IEで利用可能とされている部分で優先順競合アクセス制御による通信が行われるものと推測される。   MBOA_MAC also has a mechanism for indicating to the receiver wireless communication device that the data to be transmitted is buffered by using beacon signal receiver communication device identification information (TIM (Traffic Indication Map) _IE). ing. At present, it is presumed that the communication based on the priority contention access control is performed on the part designated by the Availability_IE for the device designated by the TIM_IE by combining the TIM_IE and the Availability_IE.

IEEE802.15.3a TI Document<URL:http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/May03 ファイル名:03142r2P802-15_TI-CFP-Document.doc>IEEE 802.15.3a TI Document <URL: http://grouper.ieee.org/groups/802/15/pub/2003/May03 File name: 03142r2P802-15_TI-CFP-Document.doc>

ところで,上記のマルチバンドOFDMにおいて定義された優先順競合アクセス制御方法では以下のような問題点があった。   Incidentally, the priority contention access control method defined in the multiband OFDM has the following problems.

すなわち,全ての無線通信装置が同時にアクセスを開始するため,同じアクセスカテゴリーのデータが蓄えられている場合に,同時に送信が発生してしまい,これらのデータ送信に衝突が生じるという危険性があった。   That is, since all wireless communication devices start accessing at the same time, when data of the same access category is stored, there is a danger that transmission occurs simultaneously and collision occurs in these data transmissions. .

また,帯域予約通信と併用することによって,これら予約通信終了直後に,同時に優先順競合アクセス制御が開始されることが往々にして存在するため,これでは予約通信が存在することによって,優先順競合アクセス制御の通信におけるデータ送信の衝突を助長することになっていた。   In addition, when used together with bandwidth reservation communication, priority order contention access control often starts immediately after the completion of these reservation communications. It was to promote data transmission conflicts in access control communications.

また,Availability_IEで利用可能な領域の全てで優先順競合アクセス制御による通信を利用すると,自身が利用可能と示した全ての領域(時間)において優先順競合アクセス制御による通信が行われてしまう可能性があり,なおさら衝突が発生する危険性が高まる。 Moreover, the use of communication by priority contention access control in all space available in Availability_IE, possibly communication by priority contention access control will be performed in all regions themselves showed available (time) This increases the risk of collisions.

また,デバイスが間欠動作中などの状態にあって,受信の準備ができていない動作状況にもかかわらず,優先順競合アクセス制御による通信が開始されてしまうという問題があった。   In addition, there is a problem in that communication by the priority contention access control is started in spite of an operation state in which the device is in an intermittent operation or the like and is not ready for reception.

また,バッファリングされたデータ量に応じて本来通信に必要な領域を設定することなく利用可能な時間(帯域)の全てを用いて通信を行う方法になるため,受信が必要な無線通信装置は,その時間(帯域)の全てで受信待ち受けを行わなければならず,低消費電力動作が行えないという問題があった。   In addition, since it becomes a method of performing communication using all of the available time (bandwidth) without setting an area originally necessary for communication according to the amount of buffered data, a wireless communication device that needs to receive is Therefore, there is a problem in that it is necessary to wait for reception in the entire time (bandwidth), and the low power consumption operation cannot be performed.

本発明は,従来の無線通信システムおよび無線通信装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的は,周囲の無線通信装置との間で送受信データの衝突を回避するとともに,必要な通信領域(通信時間帯)の設定によって,低消費電力動作を可能にした優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)方法を提供することの可能な,新規かつ改良された無線通信システムおよび無線通信装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems of conventional wireless communication systems and wireless communication devices, and an object of the present invention is to avoid collision of transmission / reception data with surrounding wireless communication devices. New and improved wireless communication that can provide a priority contention access control (prioritized contention access) method that enables low power consumption operation by setting the required communication area (communication time zone) A system and a wireless communication device are provided.

上記課題を解決するため,本発明では,各無線通信装置において周囲の無線通信装置と共存しながら,必要最低限の優先順競合アクセス制御領域を設定する方法を提供する。まず,本発明を概念的に説明する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for setting a minimum necessary priority contention access control area while coexisting with surrounding wireless communication devices in each wireless communication device. First, the present invention will be described conceptually.

本発明では,休眠状態にある無線通信装置は,優先順競合アクセス制御による通信を望まない旨を利用可能領域情報(Availability_IE)を利用して,利用不可能状態として通知し,無用な送信アクセス制御による通信領域を極力排除する。具体的には,必要最低限の優先順競合アクセス制御領域の設定部分を利用可能領域情報(Availability_IE)で利用可能状態として報告することで,周囲の無線通信装置にその利用領域の設定を報知する。   In the present invention, the dormant wireless communication device uses the available area information (Availability_IE) to notify that it is not desired to perform communication by priority contention access control, and useless transmission access control. Eliminate communication area by as much as possible. Specifically, the setting of the minimum necessary priority contention access control area is reported as an available state in the available area information (Availability_IE), thereby informing the surrounding wireless communication apparatuses of the setting of the used area. .

さらに,送信データがバッファリングされた場合に,その届け先無線通信装置を受信先通信装置識別情報(TIM_IE)で指定するとともに,さらに,優先順競合アクセス制御による通信を望む場合には,通信に必要となる最低の領域(時間)を利用可能領域として利用可能領域情報(Availability_IE)にて通知する。そして,送信データがバッファリングされた送信元通信装置から受信先通信装置識別情報(TIM_IE)で指定を受けた受信先となる無線通信装置は,その送信元通信装置の利用可能領域情報(Availability_IE)に同期した領域で受信動作を行う。   Further, when transmission data is buffered, the destination wireless communication device is specified by the reception destination communication device identification information (TIM_IE), and further communication is required when communication by priority order contention access control is desired. The lowest area (time) to be used is notified as the available area by the available area information (Availability_IE). Then, the wireless communication device that is the reception destination specified by the reception destination communication device identification information (TIM_IE) from the transmission source communication device in which the transmission data is buffered is the available area information (Availability_IE) of the transmission source communication device. The receiving operation is performed in the area synchronized with.

以上,本発明を概念的に説明した。そして,本発明の具体的な構成は以下の通りである。   The present invention has been conceptually described above. The specific configuration of the present invention is as follows.

本発明の第1の観点によれば,複数の無線通信装置がアドホックネットワークを構成する無線通信システムが提供される。本発明の無線通信システムは,各無線通信装置が,隣接する無線通信装置が設定した通信領域(例えば,通信時間帯)と重ならないように,優先順競合アクセス制御を行う(必要最低限の)通信領域を設定しておき,一の無線通信装置(送信元無線通信装置)において送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の他の無線通信装置(受信先無線通信装置)に対して優先順競合アクセス制御を行う通信領域における受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする(請求項1)。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system in which a plurality of wireless communication devices form an ad hoc network. The wireless communication system of the present invention performs priority contention access control so that each wireless communication device does not overlap a communication area (for example, a communication time zone) set by an adjacent wireless communication device (minimum necessary). When a communication area is set and transmission data is buffered in one wireless communication device (transmission source wireless communication device), one or more other wireless communication devices (one or more other reception devices) that receive the transmission data ( A reception destination wireless communication device) is requested to receive in a communication area where priority contention access control is performed, and wireless communication based on priority contention access control is performed when the communication area where priority order contention access control arrives. (Claim 1).

かかる無線通信システムによれば,各無線通信装置が必要最低限の優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)として利用する通信領域(例えば,通信時間帯)を事前に設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,その受信先無線通信装置に対して,その通信領域における受信を要求する。各無線通信装置において設定する優先順競合アクセス制御を行う通信領域は,隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合わないように設定する。このような優先順競合アクセス制御を行うことで,同じ優先順位の設定がなされたデータ送信の衝突を防ぐとともに,必要最小限の通信領域(時間)の設定によって低消費電力動作が可能である。また,例えば隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合う場合には、上記の優先順競合アクセス制御とバックオフ時間(ランダムバックオフ時間)による制御とを組み合わせることで,データ送信の衝突を2段階制御で回避することが可能である。   According to such a wireless communication system, a communication area (for example, a communication time zone) used by each wireless communication device as a minimum priority priority contention access control (prioritized contention access) is set in advance and transmitted. When the data is buffered, the receiving wireless communication apparatus is requested to receive in the communication area. A communication area for performing priority order competitive access control set in each wireless communication apparatus is set so as not to overlap with a communication area set in an adjacent wireless communication apparatus. By performing such priority contention access control, collision of data transmission with the same priority set is prevented, and low power consumption operation is possible by setting the minimum necessary communication area (time). Further, for example, when overlapping with a communication area set by an adjacent wireless communication device, a collision of data transmission can be prevented by combining the above priority order competitive access control and control by a backoff time (random backoff time). It can be avoided by two-stage control.

上記の無線通信システムにおいて,以下のような応用が可能である。例えば,一の無線通信装置(送信元無線通信装置)において,2以上の他の無線通信装置(受信先無線通信装置)に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの他の無線通信装置(送信元無線通信装置)に対して,優先順競合アクセス制御を行う通信領域での同時受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことが可能である(請求項2)。   In the above wireless communication system, the following applications are possible. For example, when transmission data for two or more other wireless communication devices (reception destination wireless communication devices) is buffered in one wireless communication device (transmission source wireless communication device), each of the other wireless communication devices (Sender's wireless communication device) is requested to receive simultaneously in the communication area that performs priority contention access control, and performs wireless communication using priority contention access control when the communication area that performs priority contention access control arrives. (Claim 2).

また,一の無線通信装置(送信元無線通信装置)において,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量を超過した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を増加させることが可能である(請求項3)。また,一の無線通信装置において,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量に減少した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を減少させることも可能である(請求項4)。このように,送信データがバッファリングされたデータ量に応じて,優先順競合アクセス制御を行う通信領域(例えば,通信時間帯)を増減して設定することが可能である。   In addition, in one wireless communication device (source wireless communication device), a communication area in which priority contention access control is performed when a buffered data amount of transmission data is detected and a predetermined buffer usage amount is exceeded. Can be increased (claim 3). In addition, when a buffered data amount of transmission data is detected and reduced to a predetermined buffer usage amount in one wireless communication device, setting of a communication area for performing priority contention access control may be reduced. It is possible (Claim 4). As described above, it is possible to increase or decrease the communication area (for example, communication time zone) in which priority contention access control is performed according to the amount of data in which transmission data is buffered.

本発明の第2の観点によれば,アドホックネットワークを構成する無線通信装置が提供される。本発明の無線通信装置は,隣接する無線通信装置が設定した通信領域(例えば,通信時間帯)と重ならないように,優先順競合アクセス制御を行う(必要最低限の)通信領域を設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の受信先無線通信装置に対して優先順競合アクセス制御を行う通信領域における受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする(請求項5)。   According to a second aspect of the present invention, a wireless communication device constituting an ad hoc network is provided. The wireless communication apparatus of the present invention sets a communication area for performing priority order contention access control (minimum necessary) so as not to overlap a communication area (for example, a communication time zone) set by an adjacent wireless communication apparatus. When the transmission data is buffered, the reception of the transmission data in the communication area where priority contention access control is performed is requested to one or two or more reception wireless communication apparatuses which are reception destinations of the transmission data. Radio communication by priority contention access control is performed when a communication area for contention access control arrives (claim 5).

かかる無線通信装置によれば,必要最低限の優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)として利用する通信領域(例えば,通信時間帯)を事前に設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,その受信先無線通信装置に対して,その通信領域における受信を要求する。各無線通信装置において設定する優先順競合アクセス制御を行う通信領域は,隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合わないように設定する。このような優先順競合アクセス制御を行うことで,同じ優先順位の設定がなされたデータ送信の衝突を防ぐとともに,必要最小限の通信領域(時間)の設定によって低消費電力動作が可能である。また,例えば隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合う場合には、上記の優先順競合アクセス制御とバックオフ時間(ランダムバックオフ時間)による制御とを組み合わせることで,データ送信の衝突を2段階制御で回避することが可能である。   According to such a wireless communication device, a communication area (for example, a communication time zone) to be used as minimum necessary priority contention access control (prioritized contention access) is set in advance, and transmission data is buffered. If this happens, the receiver wireless communication device is requested to receive in the communication area. A communication area for performing priority order competitive access control set in each wireless communication apparatus is set so as not to overlap with a communication area set in an adjacent wireless communication apparatus. By performing such priority contention access control, collision of data transmission with the same priority set is prevented, and low power consumption operation is possible by setting the minimum necessary communication area (time). Further, for example, when overlapping with a communication area set by an adjacent wireless communication device, a collision of data transmission can be prevented by combining the above priority order competitive access control and control by a backoff time (random backoff time). It can be avoided by two-stage control.

上記の無線通信装置において,以下のような応用が可能である。例えば,2以上の受信先無線通信装置に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの受信先無線通信装置に対して,優先順競合アクセス制御を行う通信領域での同時受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことが可能である(請求項6)。   In the above wireless communication apparatus, the following applications are possible. For example, when transmission data for two or more receiving wireless communication devices is buffered, the receiving wireless communication devices are requested to simultaneously receive in the communication area for performing priority contention access control, It is possible to perform wireless communication by priority contention access control when a communication area where priority order contention access control is performed (claim 6).

また,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量を超過した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を増加させることが可能である(請求項7)。また,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量に減少した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を減少させることも可能である(請求項8)。このように,送信データがバッファリングされたデータ量に応じて,優先順競合アクセス制御を行う通信領域(例えば,通信時間帯)を増減して設定することが可能である。   Further, when the buffered data amount of the transmission data is detected and the predetermined buffer usage amount is exceeded, it is possible to increase the setting of the communication area for performing priority contention access control. ). Further, when the buffered data amount of the transmission data is detected and reduced to a predetermined buffer usage amount, it is possible to reduce the setting of the communication area for performing the priority contention access control. ). As described above, it is possible to increase or decrease the communication area (for example, communication time zone) in which priority contention access control is performed according to the amount of data in which transmission data is buffered.

また,本発明の他の無線通信装置は,隣接する無線通信装置が設定した通信領域(例えば,通信時間帯)と重ならないように,優先順競合アクセス制御を行う(必要最低限の)通信領域を設定する通信領域設定部(例えば,後述の自己通信装置領域設定部807)と,送信データをバッファリングするデータバッファ(例えば,後述のデータバッファ814)と,送信データのバッファリングされたデータ量を検出するバッファ使用量検出部(例えば,後述のバッファ使用量検出部810)と,送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の受信先無線通信装置に対して優先順競合アクセス制御を行う通信領域における受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行う通信部(例えば,後述の無線送信部811)と,を備えたことを特徴とする(請求項9)。   In addition, another wireless communication device of the present invention performs (priority necessary) competitive contention access control so as not to overlap a communication region (for example, a communication time zone) set by an adjacent wireless communication device. A communication region setting unit (for example, a self-communication device region setting unit 807 described later), a data buffer for buffering transmission data (for example, a data buffer 814 described later), and a buffered data amount of the transmission data A buffer usage amount detecting unit (for example, a buffer usage amount detecting unit 810 described later), and one or two or more receiving destination wireless communication devices that receive the transmission data when the transmission data is buffered Priority request contention in the communication area that performs priority contention access control and priority contention when the communication area that performs priority contention access control arrives Communication unit that performs wireless communication by access control (e.g., a wireless transmission unit 811 to be described later) and further comprising a, a (claim 9).

かかる無線通信装置によれば,必要最低限の優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)として利用する通信領域(例えば,通信時間帯)を事前に設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,その受信先無線通信装置に対して,その通信領域における受信を要求する。各無線通信装置において設定する優先順競合アクセス制御を行う通信領域は,隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合わないように設定する。このような優先順競合アクセス制御を行うことで,同じ優先順位の設定がなされたデータ送信の衝突を防ぐとともに,必要最小限の通信領域(時間)の設定によって低消費電力動作が可能である。また,例えば隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合う場合には、上記の優先順競合アクセス制御とバックオフ時間(ランダムバックオフ時間)による制御とを組み合わせることで,データ送信の衝突を2段階制御で回避することが可能である。   According to such a wireless communication device, a communication area (for example, a communication time zone) to be used as minimum necessary priority contention access control (prioritized contention access) is set in advance, and transmission data is buffered. If this happens, the receiver wireless communication device is requested to receive in the communication area. A communication area for performing priority order competitive access control set in each wireless communication apparatus is set so as not to overlap with a communication area set in an adjacent wireless communication apparatus. By performing such priority contention access control, collision of data transmission with the same priority set is prevented, and low power consumption operation is possible by setting the minimum necessary communication area (time). Further, for example, when overlapping with a communication area set by an adjacent wireless communication device, a collision of data transmission can be prevented by combining the above priority order competitive access control and control by a backoff time (random backoff time). It can be avoided by two-stage control.

上記の無線通信装置において,以下のような応用が可能である。例えば,通信部は,データバッファに2以上の受信先無線通信装置に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの受信先無線通信装置に対して,優先順競合アクセス制御を行う通信領域での同時受信を要求し,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことが可能である(請求項10)。   In the above wireless communication apparatus, the following applications are possible. For example, when transmission data for two or more receiver wireless communication devices is buffered in the data buffer, the communication unit performs communication in the communication area where priority competition access control is performed for each receiver wireless communication device. Wireless communication based on priority contention access control can be performed when a communication area for performing priority contention access control is received (claim 10).

また,通信領域設定部は,バッファ使用量検出部が所定のバッファ利用量を超過したことを検出した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を増加させることが可能である(請求項11)。また,通信領域設定部は,バッファ使用量検出部が所定のバッファ利用量に減少したことを検出した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を減少させることも可能である(請求項12)。このように,送信データがバッファリングされたデータ量に応じて,優先順競合アクセス制御を行う通信領域(例えば,通信時間帯)を増減して設定することが可能である。   Further, the communication area setting unit can increase the setting of the communication area for performing priority contention access control when the buffer usage detection unit detects that the predetermined buffer usage has been exceeded. Item 11). The communication area setting unit can also reduce the setting of the communication area for performing priority contention access control when the buffer usage detection unit detects that the buffer usage has been reduced to a predetermined buffer usage. Item 12). As described above, it is possible to increase or decrease the communication area (for example, communication time zone) in which priority contention access control is performed according to the amount of data in which transmission data is buffered.

また,本発明の他の観点によれば,コンピュータを,上記無線通信装置として機能させるためのプログラムと,そのプログラムを記録した,コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで,プログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また,記録媒体としては,例えば,CD−ROM,DVD−ROM,フレキシブルディスクなど,プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体,あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。   According to another aspect of the present invention, there are provided a program for causing a computer to function as the wireless communication device, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded. Here, the program may be described in any programming language. In addition, as a recording medium, for example, a recording medium that is currently used as a recording medium capable of recording a program, such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or a flexible disk, or any recording medium that is used in the future should be adopted. Can do.

以上のように,本発明によれば,各無線通信装置が必要最低限の優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)として利用する通信領域(例えば,通信時間帯)を事前に設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,その受信先無線通信装置に対して,の通信領域における受信を要求する。各無線通信装置において設定する優先順競合アクセス制御を行う通信領域は,隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合わないように設定する。このような優先順競合アクセス制御を行うことで,同じ優先順位の設定がなされたデータ送信の衝突を防ぐとともに,必要最小限の通信領域(時間)の設定によって低消費電力動作が可能である。また,例えば隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合う場合には、上記の優先順競合アクセス制御とバックオフ時間(ランダムバックオフ時間)による制御とを組み合わせることで,データ送信の衝突を2段階制御で回避することが可能である。   As described above, according to the present invention, a communication area (for example, a communication time zone) to be used by each wireless communication apparatus as minimum necessary priority contention access control (prioritized contention access) is set in advance. When the transmission data is buffered, the receiving wireless communication apparatus is requested to receive in the communication area. A communication area for performing priority order competitive access control set in each wireless communication apparatus is set so as not to overlap with a communication area set in an adjacent wireless communication apparatus. By performing such priority contention access control, collision of data transmission with the same priority set is prevented, and low power consumption operation is possible by setting the minimum necessary communication area (time). Further, for example, when overlapping with a communication area set by an adjacent wireless communication device, a collision of data transmission can be prevented by combining the above priority order competitive access control and control by a backoff time (random backoff time). It can be avoided by two-stage control.

また,利用可能領域情報(Availability_IE)により優先順競合アクセス制御に利用する通信領域を通知することで,周囲の無線通信装置に自己の優先順競合アクセス制御の通信領域を通知することができる。   In addition, by notifying the communication area used for priority contention access control by the available area information (Availability_IE), it is possible to notify the surrounding wireless communication apparatus of the communication area of its own priority contention access control.

また,これらの情報をビーコン信号によって周期的に報知することで,周囲の無線通信装置ではその無線通信装置の優先順競合アクセス制御の通信領域を常に把握することができる。   In addition, by periodically notifying such information using a beacon signal, the surrounding wireless communication devices can always grasp the communication area for priority contention access control of the wireless communication device.

また,必要最低限の利用可能領域の設定を行うことで,周囲の無線通信装置で利用されている領域を避けて,この優先順競合アクセス制御の設定を行うことができる。   In addition, by setting the minimum available area, it is possible to set this priority contention access control while avoiding the area used by the surrounding wireless communication devices.

また,利用可能領域の設定を各無線通信装置で分散して設定することで,他の無線通信装置からの同じアクセスカテゴリーのデータ送信が衝突することを避けることが可能である。   In addition, by setting the available area to be distributed among the wireless communication devices, it is possible to avoid collision of data transmissions of the same access category from other wireless communication devices.

また,送信データがバッファリングされた量に応じて,必要となる優先順競合アクセス制御の設定を増加・減少させることで,他の無線通信装置に対して無駄な受信動作を要求することがなくなるという効果を奏する。   Also, by increasing / decreasing the required priority contention access control setting according to the amount of transmission data buffered, unnecessary reception operations are not required for other wireless communication devices. There is an effect.

また,当初に設定した必要最低限の利用可能領域以外の領域においては,休眠動作を取ることができるので,低消費電力動作を実現することができる。   Further, since the sleep operation can be performed in an area other than the minimum necessary available area set at the beginning, a low power consumption operation can be realized.

また,無線通信装置が必要最低限の利用可能領域を配置しておけば,周囲の他の無線通信装置はその領域での通信を控えるため,その領域を用いた通信の利用が保証され,デッドロック状態に陥る危険性が低減される。   Also, if the wireless communication device has a minimum usable area, other wireless communication devices in the surrounding area refrain from communication in that area. The risk of falling into a locked state is reduced.

また,周囲の無線通信装置との間で優先順競合アクセス制御に利用する領域(時間)に空きが生じなくなった場合に,他の無線通信装置で利用が設定されている領域(時間)をも併せて利用の設定を行うことで,他の無線通信装置が送信すべき優先順位の低い通信に先立って,自己の無線通信装置から優先順位の高い通信を開始することができる。この場合,他の無線通信装置の送信と重なる領域(時間)を極力少なくすることで,通信の衝突を少なくすることが可能となる。   In addition, when there is no more space in the area (time) used for priority contention access control with surrounding wireless communication apparatuses, the area (time) set for use in other wireless communication apparatuses is also included. By setting the use together, communication with higher priority can be started from its own wireless communication device prior to communication with lower priority to be transmitted by another wireless communication device. In this case, it is possible to reduce communication collisions by minimizing the area (time) overlapping with transmissions of other wireless communication devices as much as possible.

以下に添付図面を参照しながら,本発明にかかる無線通信システムおよび無線通信装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of a wireless communication system and a wireless communication apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(1)アドホックネットワークの構成
図1にアドホックネットワークの構成を示す。ここでは一例として,5台の無線通信装置111〜115が周囲の無線通信装置とアドホックネットワーク100を形成している様子を示している。なお,本明細書において無線通信装置とは,少なくとも無線による通信が可能であるものをいい,無線による通信のみが可能なものに限定されない。
(1) Configuration of Ad Hoc Network FIG. 1 shows the configuration of an ad hoc network. Here, as an example, a state is shown in which five wireless communication devices 111 to 115 form an ad hoc network 100 with surrounding wireless communication devices. Note that in this specification, the wireless communication device refers to a device capable of at least wireless communication, and is not limited to a device capable of only wireless communication.

図1において破線で示した領域は,その中心に位置する無線通信装置からの電波到達範囲を示している。すなわち,無線通信装置111はその電波到達範囲121内にある無線通信装置112と通信が可能であり,無線通信装置112はその電波到達範囲122内にある無線通信装置111および無線通信装置113と通信が可能であり,無線通信装置113はその電波到達範囲123内にある無線通信装置112および無線通信装置114と通信が可能であり,無線通信装置114はその電波到達範囲124内にある無線通信装置113および無線通信装置115と通信が可能であり,無線通信装置115はその電波到達範囲125内にある無線通信装置114と通信が可能である。   A region indicated by a broken line in FIG. 1 indicates a radio wave reachable range from the wireless communication device located at the center. That is, the wireless communication device 111 can communicate with the wireless communication device 112 within the radio wave reachable range 121, and the wireless communication device 112 communicates with the radio communication device 111 and the radio communication device 113 within the radio wave reachable range 122. The wireless communication device 113 can communicate with the wireless communication device 112 and the wireless communication device 114 in the radio wave reachable range 123, and the wireless communication device 114 is in the radio wave reachable range 124. 113 and the wireless communication device 115 can communicate with each other, and the wireless communication device 115 can communicate with the wireless communication device 114 within the radio wave reachable range 125.

(2)スーパーフレームの構成
図2にスーパーフレームの構成例を示す。ここでは一例として,所定の時間で(A)スーパーフレーム周期が定義され,そのスーパーフレーム内に(B)管理領域と(C)データ伝送領域が配置されている状態を表している。図2に示した一例では,スーパーフレーム内を0から255までの合計256個のアクセススロットを配置し,このアクセススロット内で各無線通信装置が必要に応じて通信を行うことができる。
(2) Superframe Configuration FIG. 2 shows a configuration example of the superframe. Here, as an example, (A) a superframe period is defined at a predetermined time, and (B) a management area and (C) a data transmission area are arranged in the superframe. In the example shown in FIG. 2, a total of 256 access slots from 0 to 255 are arranged in the superframe, and each wireless communication apparatus can perform communication as needed in this access slot.

(B)管理領域ではアドホックネットワークを構成する無線通信装置がそれぞれにビーコン信号を送信する。ここでは,管理領域内で他の無線通信装置と異なるビーコン信号の送信領域が配置されている。各無線通信装置111〜115は,この管理領域でビーコン信号を送受信しあうことで,周囲に存在する無線通信装置を把握したり,周囲の無線通信装置と利用するデータ伝送領域の調整したりすることが可能になっている。ビーコン信号の送信領域の配置については,図3を用いて後述する。   (B) In the management area, the wireless communication devices constituting the ad hoc network each transmit a beacon signal. Here, a transmission area for beacon signals different from other wireless communication apparatuses is arranged in the management area. Each wireless communication device 111 to 115 transmits and receives beacon signals in this management area, thereby grasping the wireless communication device existing in the surrounding area and adjusting the data transmission area to be used with the surrounding wireless communication device. It is possible. The arrangement of the beacon signal transmission area will be described later with reference to FIG.

本実施形態では,(B)管理領域として,0から19までのアクセススロットを適宜利用するものとする。本実施形態のようなアドホックネットワーク(図1)では,最大で60程度の無線通信装置が相互にビーコン信号を交換し合うことが想定されている。そこで,最大で60程度の無線通信装置が相互にビーコン信号を交換し合ってもビーコン信号の衝突が起こらないように,(B)管理領域において最大で0〜19のアクセススロットを用意しておく。   In this embodiment, it is assumed that (B) the access slots from 0 to 19 are appropriately used as the management area. In the ad hoc network (FIG. 1) as in the present embodiment, it is assumed that up to about 60 wireless communication devices exchange beacon signals with each other. Therefore, in order to prevent collision of beacon signals even if up to about 60 wireless communication apparatuses exchange beacon signals with each other, (B) 0 to 19 access slots are prepared in the management area. .

(C)データ伝送領域では,各無線通信装置の需要に応じて通信に利用される時間帯域が設定される。本実施形態では,(C)データ伝送領域として,20〜255までのアクセススロットを適宜利用するものとする。   (C) In the data transmission area, a time band used for communication is set according to the demand of each wireless communication device. In this embodiment, (C) 20 to 255 access slots are appropriately used as the data transmission area.

(3)ビーコン信号の送信位置
図3に,管理領域でのビーコン送信位置の構成例を示す。図3では,スーパーフレームの管理領域において,アドホックネットワークを形成する各無線通信装置がビーコン送信領域をそれぞれ分散して配置する場合の構成例を示している。なお,無線通信装置111〜115は図1に示したアドホックネットワーク100を形成しており,上述のように,無線通信装置111は無線通信装置112と通信が可能であり,無線通信装置112は無線通信装置111および無線通信装置113と通信が可能であり,無線通信装置113は無線通信装置112および無線通信装置114と通信が可能であり,無線通信装置114は無線通信装置113および無線通信装置115と通信が可能であり,無線通信装置115は無線通信装置114と通信が可能である。
(3) Transmission position of beacon signal FIG. 3 shows a configuration example of the beacon transmission position in the management area. FIG. 3 shows a configuration example in the case where each wireless communication device forming the ad hoc network places the beacon transmission areas in a distributed manner in the superframe management area. Note that the wireless communication devices 111 to 115 form the ad hoc network 100 shown in FIG. 1, and as described above, the wireless communication device 111 can communicate with the wireless communication device 112, and the wireless communication device 112 is wireless. The communication device 111 can communicate with the wireless communication device 113, the wireless communication device 113 can communicate with the wireless communication device 112 and the wireless communication device 114, and the wireless communication device 114 can communicate with the wireless communication device 113 and the wireless communication device 115. And the wireless communication device 115 can communicate with the wireless communication device 114.

ここでは,無線通信装置111〜115が,(B)管理領域の(B0)アクセススロット0,(B1)アクセススロット1,(B2)アクセススロット2を用いて,ビーコンスロット0〜ビーコンスロット8が定義され,それぞれビーコン送信位置を設定している状態を表わしている。   Here, the wireless communication devices 111 to 115 define (B) access slot 0, (B1) access slot 1, (B2) access slot 2 in the management area, and beacon slot 0 to beacon slot 8 are defined. Each represents a state in which a beacon transmission position is set.

つまり,最初のビーコンスロット0は便宜上に空きスロットとして配置しておき,次のビーコンスロット1が無線通信装置111のビーコンスロットとして利用され,次のビーコンスロット2が無線通信装置112のビーコンスロットとして利用され,次のビーコンスロット3が無線通信装置113のビーコンスロットとして利用され,次のビーコンスロット4が無線通信装置114のビーコンスロットとして利用され,次のビーコンスロット5が無線通信装置115のビーコンスロットとして利用されている。   That is, the first beacon slot 0 is arranged as an empty slot for convenience, the next beacon slot 1 is used as the beacon slot of the wireless communication device 111, and the next beacon slot 2 is used as the beacon slot of the wireless communication device 112. The next beacon slot 3 is used as the beacon slot of the wireless communication device 113, the next beacon slot 4 is used as the beacon slot of the wireless communication device 114, and the next beacon slot 5 is used as the beacon slot of the wireless communication device 115. It's being used.

また,アドホックネットワーク100に新たに参入してくる無線通信装置のために,空きビーコンスロット6〜ビーコンスロット8が用意されている。   Also, empty beacon slots 6 to 8 are prepared for wireless communication apparatuses newly entering the ad hoc network 100.

ここでは,アドホックネットワークを構成する無線通信装置数に応じて,ビーコンスロットの配置数が増減する構成としてもよい。そのため上述のように,(B)管理領域を例えば最大20アクセススロットまで拡張することが可能となっている。   Here, a configuration may be adopted in which the number of beacon slots is increased or decreased in accordance with the number of wireless communication devices constituting the ad hoc network. Therefore, as described above, (B) the management area can be expanded to a maximum of 20 access slots, for example.

(4)優先順競合アクセス制御方法
図4に優先順競合アクセス制御方法の一例を示す。図4に示した優先順競合アクセス制御方式は,IEEE802.11eに準拠した無線通信システムにおける優先順競合アクセス制御方式であり,EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)と称されている。
(4) Priority Conflict Access Control Method FIG. 4 shows an example of a priority conflict access control method. The priority contention access control method shown in FIG. 4 is a priority contention access control method in a wireless communication system compliant with IEEE802.11e, and is called EDCA (Enhanced Distributed Channel Access).

EDCAでは,送信すべきデータのアクセスカテゴリーに記載された優先順位(アクセスカテゴリー0〜7)に応じて,送信バックオフのタイミングに差を設け,送信を開始するAIFS(Arbitration Inter Frame Space)の設定値に差を設ける。そして,AIFSにわたり他の通信が開始されなければ,データを送信することができる。すなわち,優先順位の高いアクセスカテゴリーのデータは,短いAIFSの設定で送信され,優先順位の低いアクセスカテゴリーのデータは,長いAIFSの設定で送信される構成になっている。   In EDCA, the setting of AIFS (Arbitration Inter Frame Space) that starts transmission with a difference in transmission back-off timing according to the priority order (access categories 0 to 7) described in the access category of data to be transmitted Make a difference in value. And if other communication is not started over AIFS, data can be transmitted. That is, access category data with a high priority is transmitted with a short AIFS setting, and access category data with a low priority is transmitted with a long AIFS setting.

この時,優先順位の低いデータを送信しようとしている無線通信装置は,そのAIFS設定時間内に,他の優先順位の高いデータの通信によって,送信が待たされることになる。すなわち,送信の優先順位の高いデータを格納している通信装置が優先的に無線媒体にデータを送信することを許容したアクセス制御方法である。   At this time, the wireless communication apparatus which is going to transmit data with low priority waits for transmission by communication of other data with high priority within the AIFS setting time. In other words, this is an access control method that allows a communication device storing data with high transmission priority to preferentially transmit data to a wireless medium.

図4に示した一例では,アクセスカテゴリー0が最も優先順位が高く,以下アクセスカテゴリー7まで優先順位が設定されている。最も優先順位の高いアクセスカテゴリー0のデータはAIFS[0]の経過後に送信ができる。次に優先順位が高いアクセスカテゴリー1のデータはAIFS[1]=AIFS[0]+バックオフ1単位(バックオフスロット1つ分)の経過後に送信ができる。   In the example shown in FIG. 4, the access category 0 has the highest priority, and the priority is set up to the access category 7 below. The data of the access category 0 with the highest priority can be transmitted after AIFS [0] has elapsed. Next, access category 1 data with the highest priority can be transmitted after elapse of AIFS [1] = AIFS [0] + one backoff unit (one backoff slot).

以下同様に,アクセスカテゴリー2のデータはAIFS[2]=AIFS[0]+バックオフ2単位の経過後に送信ができ,アクセスカテゴリー3のデータはAIFS[3]=AIFS[0]+バックオフ3単位の経過後に送信ができ,アクセスカテゴリー4のデータはAIFS[4]=AIFS[0]+バックオフ4単位の経過後に送信ができ,アクセスカテゴリー5のデータはAIFS[5]=AIFS[0]+バックオフ5単位の経過後に送信ができ,アクセスカテゴリー6のデータはAIFS[6]=AIFS[0]+バックオフ6単位の経過後に送信ができ,アクセスカテゴリー7のデータはAIFS[7]=AIFS[0]+バックオフ7単位の経過後に送信ができる構成になっている。   Similarly, access category 2 data can be transmitted after AIFS [2] = AIFS [0] + backoff 2 units, and access category 3 data can be transmitted by AIFS [3] = AIFS [0] + backoff 3 The data can be transmitted after the elapse of the unit, the access category 4 data can be transmitted after AIFS [4] = AIFS [0] + backoff 4 units, and the data of the access category 5 can be transmitted by AIFS [5] = AIFS [0]. + Data can be transmitted after 5 units of back-off, access category 6 data can be transmitted after AIFS [6] = AIFS [0] + 6 units of back-off, and data of access category 7 can be transmitted by AIFS [7] = The configuration is such that transmission is possible after elapse of AIFS [0] + backoff 7 units.

ただし,EDCAの優先順競合アクセス制御方法では,同じ優先順位のデータがバッファリングされている複数の通信装置が存在した場合,このAIFS送信待ち時間の設定が同じになってしまい,同時に送信されるために衝突が発生する問題があった。   However, in the priority order competitive access control method of EDCA, when there are a plurality of communication devices in which data of the same priority is buffered, the setting of the AIFS transmission waiting time becomes the same and transmitted simultaneously. Therefore, there was a problem that a collision occurred.

また,AIFSの待ち時間にランダムバックオフ時間を付加して,衝突を回避する方法も考案されている。しかし,AIFSの待ち時間にランダムバックオフ時間を付加した場合,優先順位の低いデータがバックオフの設定無しに先に送信されてしまうと,優先順位の高いデータを優先的に送信できないという問題が生じていた。   In addition, a method for avoiding a collision by adding a random back-off time to the AIFS waiting time has been devised. However, when a random back-off time is added to the AIFS waiting time, if data with low priority is transmitted first without setting back-off, data with high priority cannot be transmitted with priority. It was happening.

(5)ビーコン信号のフレーム構成
図5は,ビーコン信号のフレーム構成例を示したものである。
本実施形態のビーコン信号50は,ビーコンフレームとして他のデータなどのフレームと同様に構成されており,図5に示したように,MACヘッダ情報51と,ヘッダチェックシーケンス(HCS)52と,ビーコンペイロード情報53と,フレームチェックシーケンス(FCS)54などから構成されている。
(5) Frame Configuration of Beacon Signal FIG. 5 shows a frame configuration example of the beacon signal.
The beacon signal 50 of this embodiment is configured in the same manner as other data frames as a beacon frame, and as shown in FIG. 5, MAC header information 51, a header check sequence (HCS) 52, a beacon. It is composed of payload information 53, a frame check sequence (FCS) 54, and the like.

MACヘッダ情報51は,フレーム制御情報501と,届け先識別子情報502と,送り元識別子情報503と,シーケンス制御情報504と,アクセス制御情報505などから構成されている。   The MAC header information 51 includes frame control information 501, destination identifier information 502, source identifier information 503, sequence control information 504, access control information 505, and the like.

ビーコンペイロード情報53は,ネットワークグループパラメータ506と,分配ビーコンスロットオフセット情報507と,利用可能領域情報508と,受信先通信装置識別情報509と,分配予約スロット情報510と,通信装置能力情報511と,アプリケーション定義情報512などから構成されている。   The beacon payload information 53 includes a network group parameter 506, distribution beacon slot offset information 507, usable area information 508, reception destination communication device identification information 509, distribution reservation slot information 510, communication device capability information 511, It consists of application definition information 512 and the like.

なお,図5に示したビーコン信号50は一例に過ぎず,上記の情報エレメント(IE)は,必要に応じて追加/削減されてビーコン信号が構成される場合もある。また,上記以外の情報エレメントが定義され,追加されてビーコン信号が構成されることもある。   Note that the beacon signal 50 illustrated in FIG. 5 is merely an example, and the information element (IE) may be added / reduced as necessary to form a beacon signal. In addition, information elements other than those described above may be defined and added to form a beacon signal.

以下では,本実施形態に特徴的な情報エレメント(IE:Infomation Element)である利用可能領域情報(Availability_IE)508と受信先通信装置識別情報(TIM_IE)509について説明する。   Hereinafter, usable area information (Availability_IE) 508 and receiving destination communication apparatus identification information (TIM_IE) 509, which are information elements (IE: Information Element) characteristic of the present embodiment, will be described.

(6)利用可能領域情報(Availability_IE)の構成例
図6は,利用可能領域情報(Availability_IE)の構成例である。本実施形態にかかる利用可能領域情報508は,図6に示したように,情報エレメント識別子61と,情報長62と,利用可能アクセススロットビットマップ63などから構成されている。
(6) Configuration Example of Available Area Information (Availability_IE) FIG. 6 is a configuration example of available area information (Availability_IE). As shown in FIG. 6, the usable area information 508 according to the present embodiment includes an information element identifier 61, an information length 62, an available access slot bitmap 63, and the like.

つまり,自己の無線通信装置が優先順競合アクセス制御に利用可能な領域(時間)を,アクセススロット単位で示す構成になっている。従って,利用可能アクセススロットビットマップ63は,例えば固定長の32バイトで構成される。   In other words, the area (time) that can be used by the wireless communication apparatus for priority order competitive access control is shown in units of access slots. Accordingly, the available access slot bitmap 63 is composed of, for example, a fixed length of 32 bytes.

(7)受信先通信装置識別情報(TIM_IE)の構成例
図7は,受信先通信装置識別情報(TIM_IE)の構成例である。本実施形態にかかる受信先通信装置識別情報(TIM_IE)509は,図7に示したように,情報エレメント識別子71と,情報長72(可変長)と,受信先通信装置識別情報73などから構成されている。
(7) Configuration Example of Receiving Destination Communication Device Identification Information (TIM_IE) FIG. 7 is a configuration example of receiving destination communication device identification information (TIM_IE). As shown in FIG. 7, the receiving destination communication device identification information (TIM_IE) 509 according to the present embodiment includes an information element identifier 71, an information length 72 (variable length), receiving destination communication device identification information 73, and the like. Has been.

受信先通信装置識別情報73は,自己からの送信データがバッファにバッファリングされた場合に,その無線通信装置のデバイス識別子を記載するものである。従って,受信先通信装置識別情報73は,可変長(Variable)で構成される。   The destination communication device identification information 73 describes the device identifier of the wireless communication device when transmission data from itself is buffered in the buffer. Therefore, the destination communication device identification information 73 is configured with a variable length (Variable).

また,複数の無線通信装置に対して受信が必要なことを通知するために,受信先通信装置識別情報73は複数の無線通信装置のデバイス識別子が記載できる構成になっている。   In addition, in order to notify a plurality of wireless communication devices that reception is necessary, the destination communication device identification information 73 is configured to be able to describe device identifiers of the plurality of wireless communication devices.

(8)各無線通信装置における優先順競合アクセス制御領域の設定例
図8は,各無線通信装置における優先順競合アクセス制御領域(PCA)の設定例を示す。ここでは,無線通信装置111〜115がそれぞれ異なる優先順競合アクセス制御領域を設定し,初めて優先順競合アクセス制御による通信を行う領域を設定している状態を示している。なお,無線通信装置111〜115は図1に示したアドホックネットワーク100を形成しており,上述のように,無線通信装置111は無線通信装置112と通信が可能であり,無線通信装置112は無線通信装置111および無線通信装置113と通信が可能であり,無線通信装置113は無線通信装置112および無線通信装置114と通信が可能であり,無線通信装置114は無線通信装置113および無線通信装置115と通信が可能であり,無線通信装置115は無線通信装置114と通信が可能である。
(8) Setting example of priority order competing access control area in each wireless communication apparatus FIG. 8 shows a setting example of priority order competing access control area (PCA) in each wireless communication apparatus. Here, a state is shown in which the wireless communication apparatuses 111 to 115 set different priority order conflict access control areas and set an area for performing communication by priority order conflict access control for the first time. Note that the wireless communication devices 111 to 115 form the ad hoc network 100 shown in FIG. 1, and as described above, the wireless communication device 111 can communicate with the wireless communication device 112, and the wireless communication device 112 is wireless. The communication device 111 can communicate with the wireless communication device 113, the wireless communication device 113 can communicate with the wireless communication device 112 and the wireless communication device 114, and the wireless communication device 114 can communicate with the wireless communication device 113 and the wireless communication device 115. And the wireless communication device 115 can communicate with the wireless communication device 114.

上述のように,(A)スーパーフレーム周期は,(B)管理領域と(C)データ伝送領域とからなる(図2)。(B)管理領域のビーコニングピリオド(BP)は,各無線通信装置111〜115がビーコン信号の送受信を行う領域として設定される。そして,(C)データ伝送領域において,各無線通信装置111〜115は,以下のように優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定する。   As described above, (A) the superframe period is composed of (B) a management area and (C) a data transmission area (FIG. 2). (B) The beaconing period (BP) of the management area is set as an area where each of the wireless communication devices 111 to 115 transmits and receives a beacon signal. Then, (C) in the data transmission area, each of the wireless communication devices 111 to 115 sets a priority contention access control area (PCA) as follows.

無線通信装置111は,(C)データ伝送領域の先頭付近に優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定し,それを利用可能領域情報(Availability_IE)のビット0としてマップを構築する。   (C) The priority communication access control area (PCA) is set near the head of the data transmission area (C), and the map is constructed with bit 0 of the available area information (Availability_IE).

無線通信装置112は,(C)データ伝送領域の中央付近に優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定し,それを利用可能領域情報(Availability_IE)のビット0としてマップを構築する。   (C) The priority communication access control area (PCA) is set near the center of the data transmission area, and the wireless communication apparatus 112 constructs a map with bit 0 of the available area information (Availability_IE).

無線通信装置113は,(C)データ伝送領域の先頭から1/4程度の付近に優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定し,それを利用可能領域情報(Availability_IE)のビット0としてマップを構築する。   The wireless communication apparatus 113 sets (C) a priority contention access control area (PCA) in the vicinity of about ¼ from the head of the data transmission area, and sets the map as bit 0 of the available area information (Availability_IE). To construct.

無線通信装置114は,(C)データ伝送領域の先頭から3/4程度の付近に優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定し,それを利用可能領域情報(Availability_IE)のビット0としてマップを構築する。   The wireless communication device 114 sets (C) a priority contention access control area (PCA) in the vicinity of about 3/4 from the beginning of the data transmission area, and maps it as bit 0 of the available area information (Availability_IE). To construct.

無線通信装置115は,(C)データ伝送領域の先頭から1/8程度の付近に優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定し,それを利用可能領域情報(Availability_IE)のビット0としてマップを構築する。   The wireless communication device 115 sets (C) a priority contention access control area (PCA) in the vicinity of about 1/8 from the beginning of the data transmission area, and sets the map as bit 0 of the available area information (Availability_IE). To construct.

(9)優先順競合アクセス制御領域の増加/減少設定例
図9は,優先順競合アクセス制御領域(PCA)の増加/減少設定例を示す。ここでは,無線通信装置113における優先順競合アクセス制御領域の増加/減少設定例を示している。無線通信装置113は,図1に示したように,無線通信装置112および無線通信装置114と通信が可能な無線通信装置である。
(9) Example of Setting Increase / Decrease in Priority Contention Access Control Area FIG. 9 shows an example of setting increase / decrease in the priority contention access control area (PCA). Here, an example of setting for increasing / decreasing the priority contention access control area in the wireless communication apparatus 113 is shown. As illustrated in FIG. 1, the wireless communication device 113 is a wireless communication device capable of communicating with the wireless communication device 112 and the wireless communication device 114.

設定レベル1では,送信データが存在しない場合もしくは最低限の送信データが存在する場合に,必要最低限の優先順競合アクセス制御領域の設定を行った例である。   In setting level 1, the minimum necessary priority contention access control area is set when there is no transmission data or when there is minimum transmission data.

設定レベル2では,所定の情報量(1単位)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を拡張した例であり,既存の領域の後部に拡張して領域を追加設定した例である。   In setting level 2, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (1 unit) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is expanded. This is an example in which an area is additionally set by extending the rear part.

設定レベル3では,さらに所定の情報量(2単位)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,既存の領域のさらに後部に拡張して領域を追加設定した例である。   In setting level 3, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (2 units) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is extended further to the rear of the existing area. In this example, additional areas are set.

設定レベル4では,さらに所定の情報量(3段階)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,既存の領域の前部に拡張して領域を追加設定した例である。この設定レベル4で,既存の領域の前部に拡張したのは次の理由による。設定レベル3で設定した領域の後部には,図8に示したように,隣接する無線通信装置112の優先順競合アクセス制御領域(PCA)が存在している。かかる優先順競合アクセス制御領域の設定情報は,無線通信装置112から送信されるビーコン信号により確認することができる。そのため,無線通信装置113の優先順競合アクセス制御領域が無線通信装置112の優先順競合アクセス制御領域に重複しないように,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域を既存の領域の前部に拡張している。   At setting level 4, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (3 levels) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is extended to the front of the existing area. In this example, additional areas are set. The reason why the setting level 4 is expanded to the front of the existing area is as follows. As shown in FIG. 8, a priority contention access control area (PCA) of the adjacent wireless communication device 112 exists behind the area set at the setting level 3. The setting information of the priority contention access control area can be confirmed by a beacon signal transmitted from the wireless communication apparatus 112. Therefore, the priority contention access control area used by itself is extended to the front of the existing area so that the priority contention access control area of the wireless communication apparatus 113 does not overlap the priority contention access control area of the wireless communication apparatus 112. is doing.

設定レベル5では,さらに所定の情報量(4段階)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,他の無線通信装置で利用が設定されていない部分にまで追加設定した例である。すなわち,他の無線通信装置111,112,114,115は,図8に示した領域にそれぞれ優先順競合アクセス制御領域(PCA)を設定している。かかる優先順競合アクセス制御領域の設定情報は,無線通信装置111,112,114,115から送信されるビーコン信号により確認することができる。そのため,無線通信装置113の優先順競合アクセス制御領域が他の無線通信装置111,112,114,115の優先順競合アクセス制御領域に重複しないように,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域を追加設定している。   At setting level 5, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (4 stages) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by other wireless communication devices can be used. This is an example in which additional settings are made even for parts that are not set. That is, the other wireless communication apparatuses 111, 112, 114, and 115 set priority contention access control areas (PCAs) in the areas shown in FIG. The setting information of the priority contention access control area can be confirmed by a beacon signal transmitted from the wireless communication devices 111, 112, 114, and 115. For this reason, the priority contention access control area used by the wireless communication device 113 is set so that the priority contention access control region of the wireless communication device 113 does not overlap with the priority contention access control regions of the other wireless communication devices 111, 112, 114, and 115. Additional settings have been made.

設定レベル6では,さらに所定の情報量(5段階)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,(B)管理領域のうち未使用となっている領域に拡張して領域を追加設定した例である。   At setting level 6, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (5 levels) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is set as (B) of the management areas. This is an example in which an area is additionally set by extending to the area in use.

設定レベル7では,さらに所定の情報量(6段階)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,隣接する無線通信装置112,114での優先順競合アクセス制御領域となっている領域以外に拡張して領域を追加設定した例である。 At setting level 7, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (six steps) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is assigned to the adjacent wireless communication devices 112, 114. This is an example in which an area is additionally set by expanding to an area other than the priority conflict access control area in FIG.

設定レベル8では,さらに所定の情報量(7段階)を超えた送信データがバッファリングされた場合に,自己の利用する優先順競合アクセス制御領域(PCA)を,全ての領域にまで拡張して領域を追加設定した例である。
At setting level 8, when transmission data exceeding a predetermined amount of information (7 levels) is buffered, the priority contention access control area (PCA) used by itself is extended to all areas. This is an example in which additional areas are set.

このように,本実施形態では,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量を超過した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域(例えば,通信時間帯)の設定を増加させることが可能である。   As described above, in this embodiment, a communication area (for example, a communication time zone) in which priority contention access control is performed when the buffered data amount of transmission data is detected and a predetermined buffer usage amount is exceeded. It is possible to increase the setting.

さらに,送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,所定のバッファ利用量に減少した場合に,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を減少させることも可能である。この場合,送信データのバッファリングされたデータ量に応じて,現在の設定レベルから順にレベルダウンし,優先順競合アクセス制御を行う通信領域の設定を減少させる。このように,送信データがバッファリングされたデータ量に応じて,優先順競合アクセス制御を行う通信領域(例えば,通信時間帯)を増減して設定することが可能である。   Further, when the buffered data amount of transmission data is detected and reduced to a predetermined buffer usage amount, it is also possible to reduce the setting of the communication area for performing priority contention access control. In this case, in accordance with the buffered data amount of the transmission data, the level is sequentially lowered from the current setting level, and the setting of the communication area for performing priority contention access control is reduced. As described above, it is possible to increase or decrease the communication area (for example, communication time zone) in which priority contention access control is performed according to the amount of data in which transmission data is buffered.

(10)無線通信装置の構成例
図10は,本実施形態にかかる無線通信装置の構成例を示す。
無線通信装置800は,図10に示したように,アンテナ801と,無線受信部802と,ビーコン解析部803と,周辺通信装置通信領域判定部804と,データ解析部805と,アクセス制御部806と,自己通信装置領域設定部807と,中央制御部808と,送信データ量検出部809と,バッファ使用量検出部810と,無線送信部811と,ビーコン生成部812と,送信先検出部813と,データバッファ814と,インタフェース815を主に備えて構成されている。
(10) Configuration Example of Wireless Communication Device FIG. 10 shows a configuration example of the wireless communication device according to the present embodiment.
As illustrated in FIG. 10, the wireless communication device 800 includes an antenna 801, a wireless reception unit 802, a beacon analysis unit 803, a peripheral communication device communication area determination unit 804, a data analysis unit 805, and an access control unit 806. A self-communication device area setting unit 807, a central control unit 808, a transmission data amount detection unit 809, a buffer usage amount detection unit 810, a wireless transmission unit 811, a beacon generation unit 812, and a transmission destination detection unit 813. And a data buffer 814 and an interface 815.

まず,アドホックネットワークを形成する周囲の無線通信装置の存在は,所定のビーコン信号の交換によって確認を取る。管理領域(図2,図8の(B))ではアクセス制御部806の制御によって,ビーコン信号はアンテナ801から無線受信部802を介して受信され,ビーコン信号がビーコン解析部803に供給される。   First, the presence of surrounding wireless communication devices forming the ad hoc network is confirmed by exchanging a predetermined beacon signal. In the management area (FIG. 2, FIG. 8B), the beacon signal is received from the antenna 801 via the wireless receiver 802 under the control of the access controller 806, and the beacon signal is supplied to the beacon analyzer 803.

ビーコン解析部803では,ビーコンフレームの所定の情報を周辺無線通信装置通信領域判定部804に受け渡し,その無線通信装置で設定されている通信領域の情報が格納される。   The beacon analysis unit 803 passes predetermined information of the beacon frame to the peripheral wireless communication device communication area determination unit 804 and stores information on the communication area set in the wireless communication device.

また,周囲に存在する無線通信装置の情報は中央制御部808にも供給され,周辺無線通信装置管理情報として,中央制御部の内部メモリに格納される。   Further, information on wireless communication devices existing in the vicinity is also supplied to the central control unit 808 and stored in the internal memory of the central control unit as peripheral wireless communication device management information.

さらに,ビーコンフレームの所定の情報が自己通信装置領域設定部807に供給されて,受信のあった無線通信装置とビーコンスロット位置の情報などが,ビーコン生成部812に供給され,自己の送信ビーコン情報として記載される。   Further, predetermined information of the beacon frame is supplied to the self-communication device region setting unit 807, information on the received wireless communication device and the beacon slot position is supplied to the beacon generation unit 812, and the own transmission beacon information As described.

そして,所定のビーコン送信時刻が到来した場合に,アクセス制御部806の制御によって,無線送信部811からビーコン信号としてアンテナ801を介して送信される。   When a predetermined beacon transmission time has arrived, the wireless transmission unit 811 transmits the beacon signal via the antenna 801 under the control of the access control unit 806.

さらに,自己通信装置領域設定部807では,自己宛の受信要求の記載があれば,その無線通信装置の優先順競合アクセス制御領域の情報を周辺通信装置通信領域判定部804から読み出して自己の受信設定を行う。   Further, if there is a description of the reception request addressed to itself, self-communication device area setting unit 807 reads the priority order contention access control area information of the wireless communication apparatus from peripheral communication device communication area determination unit 804 and receives the self-reception. Set up.

さらに,その受信時刻が到来した場合には,アクセス制御部806の制御によって,アンテナ801から無線受信部802を介して受信され,データ信号がデータ解析部805に供給され,その受信データがデータバッファ814に格納される。   Further, when the reception time arrives, the data is received from the antenna 801 via the wireless reception unit 802 under the control of the access control unit 806, the data signal is supplied to the data analysis unit 805, and the received data is stored in the data buffer. Stored in 814.

そして,インタフェース815を介して,接続されるアプリケーション機器(図示せず)に対して受け渡される構成になっている。   Then, the data is transferred to an application device (not shown) to be connected via the interface 815.

この無線通信装置に接続されるアプリケーション機器(図示せず)から,送信すべきデータがインタフェース815を介してデータバッファ814に記載される。   Data to be transmitted from an application device (not shown) connected to the wireless communication apparatus is described in the data buffer 814 via the interface 815.

この送信データの受理によって,送信先(アドレス)情報が送信先検出部813に供給され,周辺無線通信装置管理情報に記載があれば,その無線通信装置に対する受信要求を生成し,ビーコン生成部812に供給され,自己の送信ビーコン情報として記載される。   By receiving the transmission data, transmission destination (address) information is supplied to the transmission destination detection unit 813. If there is a description in the peripheral wireless communication device management information, a reception request for the wireless communication device is generated and a beacon generation unit 812 is generated. And is described as its own transmission beacon information.

また,送信データのバッファリング量は,データバッファ814からバッファ使用量検出部810に供給されて,バッファリング量を監視し,所定の数量を超過した場合に,自己通信装置領域設定部807にて,自己の通信領域の追加設定がなされる。この場合,自己通信装置領域設定部807では,周囲の無線通信装置で利用されていない領域を,周辺通信装置通信領域判定部804に格納されている情報から判断するものとする。   Further, the buffering amount of the transmission data is supplied from the data buffer 814 to the buffer usage amount detection unit 810, and the buffering amount is monitored. When the predetermined amount is exceeded, the self-communication device region setting unit 807 , Additional setting of own communication area is made. In this case, the self-communication device region setting unit 807 determines a region that is not used by the surrounding wireless communication devices from the information stored in the peripheral communication device communication region determination unit 804.

所定の送信時刻が到来した場合に,アクセス制御部806の制御によって,無線送信部811からデータとしてアンテナ801を介して送信される。   When a predetermined transmission time arrives, data is transmitted from the wireless transmission unit 811 as data via the antenna 801 under the control of the access control unit 806.

送信したデータ量は,送信データ量検出部809に通知され,開放されたバッファ量をバッファ使用量検出部810に供給され,所定のバッファ使用量を下回った場合に,通信装置領域設定部807にて,自己の通信領域を減少する設定がなされる。   The transmitted data amount is notified to the transmission data amount detection unit 809, and the released buffer amount is supplied to the buffer usage amount detection unit 810, and when it falls below the predetermined buffer usage amount, the communication device area setting unit 807 is notified. Thus, the setting is made to reduce the own communication area.

(11)無線通信装置の動作
図11に,本実施形態にかかる無線通信装置の動作フローチャートを示す。
本実施形態にかかる無線通信装置では,まず,無線通信装置に電源が投入された場合に,スーパーフレーム周期にわたるビーコンスキャンの設定を行う(ステップS101)。
(11) Operation of Radio Communication Device FIG. 11 shows an operation flowchart of the radio communication device according to the present embodiment.
In the wireless communication apparatus according to the present embodiment, first, when power is turned on to the wireless communication apparatus, a beacon scan is set over a superframe period (step S101).

そして既存のビーコン信号を受信しなければ(ステップS102),自己がアドホックネットワークを形成する最初の無線通信装置となってスーパーフレーム(図2,図8の(C))の設定を行う(ステップS103)。   If an existing beacon signal is not received (step S102), it becomes the first wireless communication device that forms an ad hoc network and sets a superframe (FIG. 2, (C)) (step S103). ).

また,ビーコン信号を受信した場合には,そのビーコン送信位置情報から,空きビーコンスロットを検索し,ビーコン送信位置を設定する(ステップS104)。   When a beacon signal is received, an empty beacon slot is searched from the beacon transmission position information, and a beacon transmission position is set (step S104).

ここで,管理領域(図2,図8の(B))においてビーコン送信時刻が到来した場合には(ステップS105),送信するビーコン情報を収集してビーコン信号を送信する(ステップS106)。   If the beacon transmission time has arrived in the management area (FIG. 2, FIG. 8B) (step S105), beacon information to be transmitted is collected and a beacon signal is transmitted (step S106).

また,管理領域において周囲の無線通信装置からのビーコン受信時刻にある場合には(ステップS107),以下の動作を行う。まず,ビーコン信号を受信してビーコン信号の受信があれば(ステップS108),その受信ビーコン信号のパラメータを格納し(ステップS109),利用可能領域情報(Availability_IE)から周辺の無線通信装置の優先順競合アクセス制御による通信領域の設定状況を把握する(ステップS110)。さらに,受信先通信装置識別情報(TIM_IE)で自己が受信先として指定を受けていれば(ステップS111),上記優先順競合アクセス制御領域の受信を設定する(ステップS112)。   Further, when it is at the beacon reception time from the surrounding wireless communication device in the management area (step S107), the following operation is performed. First, if a beacon signal is received and a beacon signal is received (step S108), parameters of the received beacon signal are stored (step S109), and the priority order of the surrounding wireless communication devices is determined from the available area information (Availability_IE). The communication area setting status by competing access control is grasped (step S110). Furthermore, if the receiver itself is designated as the receiving destination in the receiving destination communication device identification information (TIM_IE) (step S111), the reception of the priority order contention access control area is set (step S112).

上記処理後,もしくはステップS108においてビーコン信号の受信がない場合,あるいは受信先通信装置識別情報の指定がない場合も,ステップS105に戻り,管理領域が継続する限りビーコン受信処理を継続する。   After the above process, or when no beacon signal is received in step S108, or when the destination communication device identification information is not specified, the process returns to step S105, and the beacon reception process is continued as long as the management area continues.

インタフェースを介してデータがバッファリングされた場合には(ステップS113),そのデータの受信先となる無線通信装置が存在していれば(ステップS114),図7に示したように,受信先通信装置識別情報509にその無線通信装置の識別子(デバイス識別子)を付加する(ステップS115)。   When data is buffered via the interface (step S113), if there is a wireless communication device that is the destination of the data (step S114), as shown in FIG. The identifier (device identifier) of the wireless communication device is added to the device identification information 509 (step S115).

さらにバッファリングされているデータ量を確認して(ステップS116),優先順競合アクセス制御領域の追加が必要であれば(ステップS117),周辺の無線通信装置の優先順競合アクセス制御領域の設定状況を獲得し(ステップS118),空き領域があれば(ステップS119),その領域を優先順競合アクセス制御領域として追加設定を行う(ステップS120)。ただし,ステップS119において,空き領域がない場合でも,自己の優先順競合アクセス制御領域を増やすようにしてもよい。   Further, the amount of buffered data is confirmed (step S116), and if it is necessary to add a priority contention access control area (step S117), the setting state of the priority contention access control area of the peripheral wireless communication device (Step S118), and if there is a free area (step S119), the area is additionally set as a priority contention access control area (step S120). However, in step S119, even if there is no free area, the self-priority conflict access control area may be increased.

上記処理後,もしくは空き領域がなく追加を行わない場合,領域の追加が必要ない場合,追加が必要であるが追加できない場合,にも一連の処理をくり返す。   After the above processing, or when there is no free area and no addition is performed, when addition of an area is not necessary, or when addition is necessary but cannot be added, a series of processing is repeated.

自己の設定した優先順競合アクセス制御領域が到来した場合には(ステップS121),以下の動作を行う。まず,送信データがあって(ステップS122),なおかつ優先順位上位のデータがあれば(ステップS123),所定のバックオフ時間経過後,受信先無線通信装置へデータを送信(ステップS124)する。受信先無線通信装置からACKの返送があれば(ステップS125),送信したデータ量を検出する(ステップS126)。優先順競合アクセス制御領域の減少が可能であれば(ステップS127),領域を減少させた設定を行う(ステップS128)。   When the priority-order contention access control area set by itself arrives (step S121), the following operation is performed. First, if there is transmission data (step S122) and there is data with a higher priority (step S123), the data is transmitted to the receiving wireless communication apparatus after a predetermined back-off time (step S124). If an ACK is returned from the receiving wireless communication apparatus (step S125), the amount of transmitted data is detected (step S126). If the priority-order contention access control area can be reduced (step S127), the area is set to be reduced (step S128).

上記処理後,もしくはステップS127において領域の減少が不要な場合,ステップS125においてACKの受信がない場合,ステップS123において優先順位上位のデータがない場合には,再びステップS121に戻り,優先順競合アクセス制御領域が続く限り,または,送信データが存在しなくなるまで,この送信処理をくり返し行う。   After the above processing, or when it is not necessary to reduce the area in step S127, if no ACK is received in step S125, or if there is no higher priority data in step S123, the process returns to step S121 again, and priority order conflict access This transmission processing is repeated as long as the control area continues or until there is no transmission data.

自己が設定した受信時刻が到来した場合には(ステップS129),データ受信処理を行う(ステップS130)。自己宛データの受信を開始した場合で(ステップS131),そのデータを正常に受信できれば(ステップS132),送信元無線通信装置に対してACKを返送する(ステップS133)。   When the reception time set by the user has arrived (step S129), data reception processing is performed (step S130). If reception of the self-addressed data is started (step S131) and the data can be normally received (step S132), an ACK is returned to the transmission source wireless communication device (step S133).

この処理の終了後,もしくはステップS132においてデータを正常に受信できなかった場合,ステップS131において自己宛データを受信していない場合には,再びS129に戻り,自己が設定した受信領域が継続する限り,この受信処理を継続する。   After this process is completed, or when data cannot be normally received in step S132, or when data addressed to itself is not received in step S131, the process returns to S129 again as long as the reception area set by itself continues. This reception process is continued.

受信した自己宛データについて,インタフェースを介して出力することが可能になれば(ステップS134),インタフェースを介して出力する(ステップS135)。   If the received self-addressed data can be output via the interface (step S134), it is output via the interface (step S135).

その後,再びスーパーフレームの先頭位置が到来した場合には,S105に戻り,一連の動作がくり返される構成になっている。   Thereafter, when the head position of the super frame arrives again, the process returns to S105, and a series of operations are repeated.

(本実施形態の効果)
以上説明したように,本実施形態によれば,各無線通信装置が必要最低限の優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)として利用する通信領域(例えば,通信時間帯)を事前に設定しておき,送信データがバッファリングされた場合に,その受信先無線通信装置に対して,その通信領域における受信を要求する。各無線通信装置において設定する優先順競合アクセス制御を行う通信領域は,隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合わないように設定する。このような優先順競合アクセス制御を行うことで,同じ優先順位の設定がなされたデータ送信の衝突を防ぐとともに,必要最小限の通信領域(時間)の設定によって低消費電力動作が可能である。また,例えば隣接する無線通信装置で設定をした通信領域と重なり合う場合には、上記の優先順競合アクセス制御とバックオフ時間(ランダムバックオフ時間)による制御とを組み合わせることで,データ送信の衝突を2段階制御で回避することが可能である。
(Effect of this embodiment)
As described above, according to the present embodiment, a communication area (for example, a communication time zone) used by each wireless communication device as minimum priority priority contention access control (prioritized contention access) is set in advance. In addition, when the transmission data is buffered, the reception wireless communication apparatus is requested to receive in the communication area. A communication area for performing priority order competitive access control set in each wireless communication apparatus is set so as not to overlap with a communication area set in an adjacent wireless communication apparatus. By performing such priority contention access control, it is possible to prevent collision of data transmissions with the same priority setting, and to operate with low power consumption by setting the minimum necessary communication area (time). Further, for example, when overlapping with a communication area set by an adjacent wireless communication device, a collision of data transmission can be prevented by combining the above priority contention access control and control by a backoff time (random backoff time). It can be avoided by two-stage control.

以上,添付図面を参照しながら本発明にかかる無線通信システムおよび無線通信装置の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the wireless communication system and the wireless communication apparatus according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

本発明は無線通信システムおよび無線通信装置に利用可能であり,特に,優先順競合アクセス制御(プライオリタイズコンテンションアクセス)に特徴を有する無線通信システムおよび無線通信装置に利用可能である。   The present invention can be used for a wireless communication system and a wireless communication apparatus, and in particular, can be used for a wireless communication system and a wireless communication apparatus having a feature in priority contention access control (prioritized contention access).

アドホックネットワークの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of an ad hoc network. スーパーフレームの構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a super frame. 管理領域でのビーコン送信位置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the beacon transmission position in a management area | region. 優先順競合アクセス制御方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the priority order conflict access control method. ビーコン信号の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a beacon signal. 利用可能領域情報(Availability_IE)の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of usable area | region information (Availability_IE). 受信先通信装置識別情報(TIM_IE)の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of receiving destination communication apparatus identification information (TIM_IE). 無線通信装置における優先順競合アクセス制御領域の設定例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a setting of the priority order competitive access control area | region in a radio | wireless communication apparatus. 優先順競合アクセス制御領域の増加/減少設定例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of an increase / decrease setting of a priority order contention access control area. 無線通信装置の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a radio | wireless communication apparatus. 無線通信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a radio | wireless communication apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100 アドホックネットワーク
111,112,113,114,115 無線通信装置
121,122,123,124,125 電波到達範囲
50 ビーコン信号50
51 MACヘッダ情報
52 ヘッダチェックシーケンス(HCS)
53 ビーコンペイロード情報
54 フレームチェックシーケンス(FCS)
501 フレーム制御情報
502 届け先識別子情報
503 送り元識別子情報
504 シーケンス制御情報
505 アクセス制御情報
506 ネットワークグループパラメータ
507 分配ビーコンスロットオフセット情報
508 利用可能領域情報(Availability_IE)
509 受信先通信装置識別情報(TIM_IE)
510 分配予約スロット情報
511 通信装置能力情報
512 アプリケーション定義情報
61 情報エレメント識別子
62 情報長
63 利用可能アクセススロットビットマップ
71 情報エレメント識別子
72 情報長
73 受信先通信装置識別情報
800 無線通信装置
801 アンテナ
802 無線受信部
803 ビーコン解析部
804 周辺通信装置通信領域判定部
805 データ解析部
806 アクセス制御部
807 自己通信装置領域設定部
808 中央制御部
809 送信データ量検出部
810 バッファ使用量検出部
811 無線送信部
812 ビーコン生成部
813 送信先検出部
814 データバッファ
815 インタフェース
100 Ad hoc network 111, 112, 113, 114, 115 Wireless communication device 121, 122, 123, 124, 125 Radio wave reach 50 Beacon signal 50
51 MAC header information 52 Header check sequence (HCS)
53 Beacon payload information 54 Frame check sequence (FCS)
501 Frame control information 502 Delivery destination identifier information 503 Source identifier information 504 Sequence control information 505 Access control information 506 Network group parameter 507 Distribution beacon slot offset information 508 Available area information (Availability_IE)
509 Receiving destination communication device identification information (TIM_IE)
510 Distribution reserved slot information 511 Communication device capability information 512 Application definition information 61 Information element identifier 62 Information length 63 Available access slot bitmap 71 Information element identifier 72 Information length 73 Receiving destination communication device identification information 800 Wireless communication device 801 Antenna 802 Wireless Reception unit 803 Beacon analysis unit 804 Peripheral communication device communication region determination unit 805 Data analysis unit 806 Access control unit 807 Self communication device region setting unit 808 Central control unit 809 Transmission data amount detection unit 810 Buffer usage amount detection unit 811 Wireless transmission unit 812 Beacon generator 813 Destination detector 814 Data buffer 815 interface

Claims (12)

複数の無線通信装置がアドホックネットワークを構成する無線通信システムにおいて,
各無線通信装置は,
バッファリングされたデータのアクセスカテゴリーに基づいた優先順位に従って決定されるタイミングで送信が開始される優先順競合アクセス制御を行う通信領域を所定のスーパーフレーム周期内に設定し,
設定した前記通信領域を示す情報を利用可能領域情報として通知し,
一の無線通信装置において送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の他の無線通信装置に対して,前記利用可能領域情報により通知した前記通信領域における受信を要求し,前記通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする,無線通信システム。
In a wireless communication system in which a plurality of wireless communication devices constitute an ad hoc network,
Each wireless communication device,
A communication area for performing priority contention access control in which transmission is started at a timing determined according to a priority order based on an access category of buffered data is set within a predetermined superframe period ,
Notify the information indicating the set communication area as available area information,
When transmission data is buffered in one wireless communication device, in the communication region notified to the one or two or more other wireless communication devices that receive the transmission data by the available region information requests received, and performs wireless communication by priority contention access control at the time of arrival of the previous SL communications area, a wireless communication system.
前記一の無線通信装置において,2以上の前記他の無線通信装置に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの前記他の無線通信装置に対して,前記通信領域での同時受信を要求し,前記通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする,請求項1に記載の無線通信システム。 In the one of the wireless communication device, when the transmission data for two or more of the other wireless communication device is buffering for each of the other wireless communication device, simultaneous reception of the previous SL communications area requests, and performs wireless communication by priority contention access control at the time of arrival of the previous SL communications area, the wireless communication system according to claim 1. 前記一の無線通信装置において,予め必要最低限の優先順競合アクセス制御のための前記通信領域を,隣接する無線通信装置が設定した領域と重ならないように設定しておき,前記送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,検出量が所定のバッファ利用量を超過した場合に,前記通信領域を増加させることを特徴とする,請求項1に記載の無線通信システム。 In the one wireless communication apparatus, the communication area for minimum priority priority contention access control is set in advance so as not to overlap with an area set by an adjacent wireless communication apparatus, and the transmission data buffer detects the ring data amount, when the detected amount exceeds a predetermined buffer usage, and characterized by increasing the pre-Symbol communications area, the wireless communication system according to claim 1. 前記一の無線通信装置において,前記送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,検出量が所定のバッファ利用量に減少した場合に,前記通信領域を減少させることを特徴とする,請求項3に記載の無線通信システム。 In the one of the wireless communication device, and wherein said detecting the buffered data amount of the transmission data, when the detection amount is decreased to a predetermined buffer usage, to reduce the pre-Symbol communications area The wireless communication system according to claim 3 . アドホックネットワークを構成する無線通信装置において,
バッファリングされたデータのアクセスカテゴリーに基づいた優先順位に従って決定されるタイミングで送信が開始される優先順競合アクセス制御を行う通信領域を所定のスーパーフレーム周期内に設定し,
設定した前記通信領域を示す情報を利用可能領域情報として通知し,
送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の受信先無線通信装置に対して,前記利用可能領域情報により通知した前記通信領域における受信を要求し,前記通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする,無線通信装置。
In a wireless communication device constituting an ad hoc network,
A communication area for performing priority contention access control in which transmission is started at a timing determined according to a priority order based on an access category of buffered data is set within a predetermined superframe period ,
Notify the information indicating the set communication area as available area information,
When transmission data is buffered, one or more receiver wireless communication devices that are the receivers of the transmission data are requested to receive in the communication area notified by the available area information. and performs wireless communication by priority contention access control at the time of arrival of the serial communications area, the wireless communication device.
2以上の前記受信先無線通信装置に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの前記受信先無線通信装置に対して,前記通信領域での同時受信を要求し,前記通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする,請求項5に記載の無線通信装置。 If the transmission data for two or more of the received destination radio communication device is buffering for each of the receiver wireless communication device requests the simultaneous reception of the previous SL communications area, before Symbol communications 6. The wireless communication apparatus according to claim 5, wherein wireless communication is performed by priority contention access control when an area arrives. 予め必要最低限の優先順競合アクセス制御のための前記通信領域を,隣接する無線通信装置が設定した領域と重ならないように設定しておき,前記送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,検出量が所定のバッファ利用量を超過した場合に,前記通信領域を増加させることを特徴とする,請求項5に記載の無線通信装置。 The communication area for minimum priority priority contention access control is set in advance so as not to overlap the area set by the adjacent wireless communication device, and the buffered data amount of the transmission data is detected. Te, when the detected amount exceeds a predetermined buffer usage, and characterized by increasing the pre-Symbol communications area, the wireless communication apparatus according to claim 5. 前記送信データのバッファリングされたデータ量を検出して,検出量が所定のバッファ利用量に減少した場合に,前記通信領域を減少させることを特徴とする,請求項7に記載の無線通信装置。 Wherein detecting the buffered data amount of the transmission data, when the detection amount is decreased to a predetermined buffer usage, and wherein reducing the pre Symbol communications area, according to claim 7 Wireless communication device. アドホックネットワークを構成する無線通信装置において,
バッファリングされたデータのアクセスカテゴリーに基づいた優先順位に従って決定されるタイミングで送信が開始される優先順競合アクセス制御を行う通信領域を所定のスーパーフレーム周期内に設定する通信領域設定部と,
設定した前記通信領域を示す情報を利用可能領域情報として通知する制御部と,
送信データをバッファリングするデータバッファと,
前記送信データのバッファリングされたデータ量を検出するバッファ使用量検出部と,
送信データがバッファリングされた場合に,該送信データの受信先となる1または2以上の受信先無線通信装置に対して,前記利用可能領域情報により通知した前記通信領域における受信を要求し,前記通通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行う通信部と,
を備えたことを特徴とする,無線通信装置。
In a wireless communication device constituting an ad hoc network,
A communication area setting unit for setting a communication area for performing priority contention access control in which transmission is started at a timing determined according to a priority order based on an access category of buffered data within a predetermined superframe period ;
A control unit for notifying information indicating the set communication area as usable area information;
A data buffer for buffering transmission data;
A buffer usage detector for detecting a buffered data amount of the transmission data;
When transmission data is buffered, one or more receiver wireless communication devices that are the receivers of the transmission data are requested to receive in the communication area notified by the available area information. A communication unit that performs wireless communication by priority contention access control when the communication communication area arrives;
A wireless communication device comprising:
前記通信部は,
前記データバッファに2以上の前記受信先無線通信装置に対する送信データがバッファリングされた場合には,それぞれの前記受信先無線通信装置に対して,前記通信領域での同時受信を要求し,前記通信領域の到来時に優先順競合アクセス制御による無線通信を行うことを特徴とする,請求項9に記載の無線通信装置。
The communication unit
If the transmission data for two or more of the received destination radio communication device is buffered in the data buffer for each of the receiver wireless communication device requests the simultaneous reception of the previous SL communications area, and performs wireless communication by priority contention access control at the time of arrival of the previous SL communications area, the wireless communication apparatus according to claim 9.
前記通信領域設定部は,予め必要最低限の優先順競合アクセス制御のための前記通信領域を,隣接する無線通信装置が設定した領域と重ならないように設定しておき,
前記バッファ使用量検出部により検出された検出量が所定のバッファ利用量を超過した場合に,前記通信領域を増加させることを特徴とする,請求項9に記載の無線通信装置。
The communication area setting unit sets the communication area for minimum priority order conflict access control in advance so as not to overlap with an area set by an adjacent wireless communication device,
In case the detected amount detected by the buffer usage amount detection unit exceeds a predetermined buffer usage, and characterized by increasing the pre-Symbol communications area, the wireless communication apparatus according to claim 9 .
前記通信領域設定部は,
前記バッファ使用量検出部により検出された検出量が所定のバッファ利用量に減少した場合に,前記通信領域を減少させることを特徴とする,請求項11に記載の無線通信装置。
The communication area setting unit
In case the detected amount detected is reduced to a predetermined buffer usage by the buffer usage amount detection unit, characterized in that to reduce the pre-Symbol communications area, the wireless communication apparatus according to claim 11 .
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