JP4748217B2 - Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program - Google Patents

Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program Download PDF

Info

Publication number
JP4748217B2
JP4748217B2 JP2008324974A JP2008324974A JP4748217B2 JP 4748217 B2 JP4748217 B2 JP 4748217B2 JP 2008324974 A JP2008324974 A JP 2008324974A JP 2008324974 A JP2008324974 A JP 2008324974A JP 4748217 B2 JP4748217 B2 JP 4748217B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
beacon
station
communication
channel
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008324974A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009135934A (en
Inventor
裕一 森岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2008324974A priority Critical patent/JP4748217B2/en
Publication of JP2009135934A publication Critical patent/JP2009135934A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4748217B2 publication Critical patent/JP4748217B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

本発明は、無線LAN(Local Area Network)のように複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、制御局となる装置を特に配置せずに各通信局の自律分散的な動作により無線ネットワークが構築される無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program that communicate with each other between a plurality of wireless stations such as a wireless LAN (Local Area Network), and more particularly to a control station. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus and a wireless communication method, and a computer program in which a wireless network is constructed by autonomously distributed operation of each communication station without particularly disposing the apparatus.

さらに詳しくは、本発明は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、近隣の無線システムが干渉し合うことなく特定の制御局の介在なしに自律分散型の無線ネットワークを形成する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、各通信局が自己のビーコン送信用チャネルとデータ送信用のチャネルを適宜決定してマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークを形成する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。   More specifically, the present invention relates to wireless communication that forms an autonomous decentralized wireless network without the intervention of a specific control station without interference between neighboring wireless systems in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. The present invention relates to a system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program, and in particular, each communication station appropriately determines its own beacon transmission channel and data transmission channel to form a multi-channel autonomous distributed wireless network. The present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program.

複数のコンピュータを接続してLANを構成することにより、ファイルやデータなどの情報の共有化、プリンタなどの周辺機器の共有化を図ったり、電子メールやデータ・コンテンツの転送などの情報の交換を行なったりすることができる。   By connecting multiple computers and configuring a LAN, you can share information such as files and data, share peripheral devices such as printers, and exchange information such as e-mail and data / content transfer Can be done.

従来、光ファイバーや同軸ケーブル、あるいはツイストペア・ケーブルを用いて、有線でLAN接続することが一般的であったが、この場合、回線敷設工事が必要であり、手軽にネットワークを構築することが難しいとともに、ケーブルの引き回しが煩雑になる。また、LAN構築後も、機器の移動範囲がケーブル長によって制限されるため、不便である。   Conventionally, it has been common to use an optical fiber, a coaxial cable, or a twisted pair cable to connect to a wired LAN. In this case, however, a line laying work is required, and it is difficult to construct a network easily. The cable routing becomes complicated. In addition, even after LAN construction, the movement range of the device is limited by the cable length, which is inconvenient.

そこで、有線方式によるLAN配線からユーザを解放するシステムとして、無線LANが注目されている。無線LANによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ(PC)などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。   Therefore, a wireless LAN has attracted attention as a system that releases users from wired LAN connection. According to the wireless LAN, most of the wired cables can be omitted in a work space such as an office, so that a communication terminal such as a personal computer (PC) can be moved relatively easily.

近年では、無線LANシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク(PAN)の導入の検討が行なわれている。例えば、2.4GHz帯や、5GHz帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システムが規定されている。   In recent years, the demand for wireless LAN systems has increased remarkably with the increase in speed and cost. In particular, recently, in order to establish a small-scale wireless network between a plurality of electronic devices existing around a person and perform information communication, introduction of a personal area network (PAN) has been studied. For example, different wireless communication systems are defined using frequency bands that do not require a license from a supervisory authority, such as 2.4 GHz band and 5 GHz band.

無線ネットワークに関する標準的な規格の1つにIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(例えば、非特許文献1を参照のこと)や、HiperLAN/2(例えば、非特許文献2又は非特許文献3を参照のこと)やIEEE302.15.3、Bluetooth通信などを挙げることができる。IEEE802.11規格については、無線通信方式や使用する周波数帯域の違いなどにより、IEEE802.11a規格、IEEE802.11b規格…などの各種無線通信方式が存在する。   One standard for wireless networks is IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (for example, see Non-Patent Document 1), HiperLAN / 2 (for example, Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2 or Non-Patent Document 2). (See Patent Document 3), IEEE 302.15.3, Bluetooth communication, and the like. As for the IEEE802.11 standard, there are various wireless communication systems such as the IEEE802.11a standard, the IEEE802.11b standard, etc., depending on the wireless communication system and the frequency band to be used.

一般的には、無線技術を用いてローカル・エリア・ネットワークを構成するために、エリア内に「アクセス・ポイント」又は「コーディネータ」と呼ばれる制御局となる装置を1台設けて、この制御局の統括的な制御下でネットワークを形成する方法が用いられている。   In general, in order to configure a local area network using wireless technology, a device serving as a control station called an “access point” or “coordinator” is provided in the area. A method of forming a network under comprehensive control is used.

アクセス・ポイントを配置した無線ネットワークでは、ある通信装置から情報伝送を行なう場合に、まずその情報伝送に必要な帯域をアクセス・ポイントに予約して、他の通信装置における情報伝送と衝突が生じないように伝送路の利用を行なうという、帯域予約に基づくアクセス制御方法が広く採用されている。すなわち、アクセス・ポイントを配置することによって、無線ネットワーク内の通信装置が互いに同期をとるという同期的な無線通信を行なう。   In a wireless network in which an access point is arranged, when information is transmitted from a certain communication device, a bandwidth necessary for the information transmission is first reserved in the access point so that there is no collision with information transmission in another communication device. In this way, an access control method based on bandwidth reservation that uses a transmission line is widely adopted. That is, by arranging access points, synchronous wireless communication is performed in which communication devices in a wireless network are synchronized with each other.

ところが、アクセス・ポイントが存在する無線通信システムで、送信側と受信側の通信装置間で非同期通信を行なう場合には、必ずアクセス・ポイントを介した無線通信が必要になるため、伝送路の利用効率が半減してしまうという問題がある。   However, when asynchronous communication is performed between the communication device on the transmission side and the reception side in a wireless communication system in which an access point exists, wireless communication via the access point is always required. There is a problem that the efficiency is halved.

これに対し、無線ネットワークを構成する他の方法として、端末同士が直接非同期的に無線通信を行なう「アドホック(Ad−hoc)通信」が考案されている。とりわけ近隣に位置する比較的少数のクライアントで構成される小規模無線ネットワークにおいては、特定のアクセス・ポイントを利用せずに、任意の端末同士が直接非同期の無線通信を行なうことができるアドホック通信が適当であると思料される。   On the other hand, as another method of configuring a wireless network, “ad-hoc communication” in which terminals perform wireless communication directly and asynchronously has been devised. In particular, in a small-scale wireless network composed of a relatively small number of clients located in the vicinity, ad-hoc communication that allows any terminal to perform asynchronous wireless communication directly without using a specific access point is provided. It seems to be appropriate.

ところで、パーソナル・コンピュータ(PC)などの情報機器が普及し、オフィス内に多数の機器が混在する作業環境下では、通信局が散乱し、複数のネットワークが重なり合って構築されていることが想定される。このような状況下では、単一チャネルを使用した無線ネットワークの場合、通信中に他のシステムが割り込んできたり、干渉などにより通信品質が低下したりしても、事態を修復する余地はない。   By the way, in the work environment in which information devices such as personal computers (PCs) are widespread and many devices are mixed in an office, it is assumed that communication stations are scattered and a plurality of networks are overlapped. The Under such circumstances, in the case of a wireless network using a single channel, there is no room for repairing the situation even if another system interrupts during communication or communication quality deteriorates due to interference or the like.

このため、従来の無線ネットワーク・システムでは、他のネットワークとの共存のために周波数チャネルをあらかじめ複数用意しておき、アクセス・ポイントとなる無線通信装置において利用する周波数チャネルを1つ選択して動作を開始する方法が一般に採用されている。   Therefore, in the conventional wireless network system, a plurality of frequency channels are prepared in advance for coexistence with other networks, and one frequency channel to be used in the wireless communication device serving as an access point is selected and operated. The method of starting is generally adopted.

このようなマルチチャネル通信方式によれば、通信中に他のシステムが割り込んできたり、干渉などにより通信品質が低下したりしたときに、利用する周波数チャネルを切り替えることにより、ネットワーク動作を維持し、他のネットワークとの共存を実現することができる。   According to such a multi-channel communication method, when other systems can interrupt during communication or communication quality deteriorates due to interference or the like, the network operation is maintained by switching the frequency channel to be used, Coexistence with other networks can be realized.

例えば、IEEE802.15.3の高速無線PANシステムにおいても、システムで利用可能な周波数チャネルが複数用意され、無線通信デバイスは電源投入後に周囲にピコネット・コーディネータ(PNC)としてビーコン信号を送信しているデバイスの有無を確認するため、すべての利用可能なチャネルにわたってスキャン動作を行なうことで利用する周波数チャネルを選択する、というアルゴリズムが採用されている。   For example, even in an IEEE 802.15.3 high-speed wireless PAN system, a plurality of frequency channels that can be used in the system are prepared, and a wireless communication device transmits a beacon signal as a piconet coordinator (PNC) to the surroundings after power-on In order to confirm the presence or absence of a device, an algorithm is adopted in which a frequency channel to be used is selected by performing a scanning operation over all available channels.

制御局を配置しない自律分散型のアドホック・ネットワークにおいては、近隣で稼動中の異なる無線ネットワークとの干渉を極力抑えるために、周波数チャネルに関するリソース管理は重要である。しかしながら、ネットワークで使用する周波数チャネルを一斉に切り替えるためには、コーディネータあるいはアクセス・ポイントと呼ばれる代表局が各端末局に利用チャネルの指示を行なう必要がある。言い換えれば、アドホック・ネットワークにおいて周波数チャネルを切り替えることは困難である。   In an autonomous decentralized ad hoc network that does not have a control station, resource management for frequency channels is important in order to minimize interference with different wireless networks operating in the vicinity. However, in order to simultaneously switch the frequency channels used in the network, it is necessary for a representative station called a coordinator or an access point to instruct each terminal station about the channel to be used. In other words, it is difficult to switch frequency channels in an ad hoc network.

複数の周波数チャネルを使い分けるために、 HiperLAN/2を例にとると、一斉にチャネルを切り替える方法が考えられている。例えば、中央制御局であるAP(基地局)が、周波数チャネルを変更する旨を繰り返し報知し、あるタイミングで、APと、APに接続しているMT(移動局)が一斉にチャネルを切り替える。切り替えるべきか否かの判断はAP主導により決定される。判断する上での情報は、例えば以下の処理手順を経て取得することができる。   In order to use a plurality of frequency channels properly, taking HiperLAN / 2 as an example, a method of switching channels all at once has been considered. For example, an AP (base station) that is a central control station repeatedly notifies that the frequency channel is to be changed, and at a certain timing, the AP and an MT (mobile station) connected to the AP simultaneously switch channels. The decision as to whether or not to switch is determined by the AP initiative. Information for determination can be acquired through, for example, the following processing procedure.

(1)APの指示により、接続中のMTが通信を一時的に休止し、別の周波数チャネルをスキャンしてチャネル品質評価をし、その結果をAPに報告する。
(2)APの指示により、APが一時的に報知チャネルの送信を停止し、接続中のMTが現在使用中の周波数チャネルをスキャン並びにチャネル品質評価をし、その結果をAPに報告するなどの処理手順を踏むことで集積している。
(1) In response to an instruction from the AP, the currently connected MT temporarily stops communication, scans another frequency channel, evaluates channel quality, and reports the result to the AP.
(2) In response to an instruction from the AP, the AP temporarily stops transmission of the broadcast channel, the connected MT scans the currently used frequency channel, evaluates the channel quality, and reports the result to the AP. Accumulated by following the processing procedure.

また、Bluetooth通信においては、マスタと呼ばれる中央制御局が基準となってランダムに周波数ホッピングすることで各周波数チャネルを公平に利用する方法が採られている。ネットワークを構成するためにはの存在が必須で、周波数チャネルのホッピング・パターンと時間軸方向の同期の基準になっている。マスタが消失した場合は、それまで形成されたネットワークは一旦切断状態となり、新たなマスタを選択する処理が必要になる。   Also, in Bluetooth communication, a method is used in which each frequency channel is used fairly by performing frequency hopping randomly based on a central control station called a master. Existence is essential to construct a network, which is a reference for frequency channel hopping patterns and synchronization in the time axis direction. When the master disappears, the network formed up to that point is temporarily disconnected, and a process for selecting a new master is required.

また、IEEE802.11系の無線LANシステムにおいては、最初にアクセス・ポイントが設定した周波数チャネルを利用してネットワークが形成されるので、基地局を配置せずにアドホック・ネットワークを構築することが困難である。他の周波数チャネルで動作するAPに収容されている無線通信装置(端末)と通信を行なう場合には、AP同士を例えば有線LANのケーブルなどで接続しておかなければならない。つまり、収容されたAP同士が接続されていなければ、物理的に隣接して存在する無線通信装置(端末)同士が異なるAPに収容されていても通信が行なえない。   In addition, in an IEEE802.11 wireless LAN system, a network is formed by using a frequency channel initially set by an access point, so it is difficult to construct an ad hoc network without arranging a base station. It is. When communicating with a wireless communication device (terminal) accommodated in an AP operating on another frequency channel, the APs must be connected to each other by, for example, a wired LAN cable. That is, if the accommodated APs are not connected to each other, communication cannot be performed even if the wireless communication apparatuses (terminals) that are physically adjacent to each other are accommodated in different APs.

また、IEEE802.15.3の高速無線PANシステムにおいても、最初にすべての周波数チャネルのスキャンを行ない、周辺に存在するコーディネータの探索を行なうことは可能であるが、一旦特定の周波数チャネルでの運用が開始されてしまうと、他の周波数チャネルの利用状況を把握することができない。このため、近隣に利用している周波数チャネルの異なるピコネットが存在しても、そのピコネットに接続されている無線通信装置との通信が行なえない。   Also, in the IEEE 802.15.3 high-speed wireless PAN system, it is possible to scan all frequency channels first and search for coordinators existing in the vicinity. If this is started, it is impossible to grasp the usage status of other frequency channels. For this reason, even if there is a piconet with a different frequency channel used in the vicinity, communication with a wireless communication apparatus connected to the piconet cannot be performed.

このように従来の無線通信方式では、周波数チャネル切り替えのタイミング、参入している端末が相互に同期して周波数チャネル切り替え動作を開始するためにメッセージ交換などによって実現するセットアップ処理、周波数チャネル切り替えを決定するための調停処理などといった複雑な機構が必要になる。また、制御を主体的に行なう、IEEE802.11やHiperLAN/2におけるAP、Bluetooth通信におけるマスタといった中央制御局の存在が必須である。仮にAPやマスタなどの中央制御局が消失した場合には、その代わりになる中央制御局を選択する何らかのプロトコル処理若しくは人為的な設定変更作業が必要になり、その処理の間は通信が途絶えるという問題点がある。   As described above, in the conventional wireless communication system, the timing of frequency channel switching, the setup process realized by exchanging messages and the frequency channel switching to start the frequency channel switching operation in synchronization with each other are determined. A complicated mechanism such as an arbitration process is required. In addition, the existence of a central control station such as an AP in IEEE802.11 or HiperLAN / 2 and a master in Bluetooth communication that performs control mainly is essential. If the central control station such as AP or master disappears, some protocol processing or artificial setting change work to select the central control station to replace it will be necessary, and communication will be interrupted during that processing There is a problem.

また、自チャネルの干渉は測定だけでなく隣接チャネルを使用した場合の干渉を測定して周波数チャネルを決定する無線通信システムについても提案がなされているが(例えば、特許文献1を参照のこと)、これは基地局の介在によりマルチチャネルが実現されるシステムであり、自律分散型のシステムには適用できない。   In addition to the measurement of the interference of the own channel, a radio communication system that determines the frequency channel by measuring the interference when an adjacent channel is used has been proposed (for example, see Patent Document 1). This is a system in which a multi-channel is realized by intervening base stations and cannot be applied to an autonomous distributed system.

例えば、通信局が自局にとって最適なチャネルでビーコンを送信することによって、トラフィック受信チャネルを指定するという方法が考えられる。しかしながら、自局にとって最適なチャネルでも、そのビーコンを受信する通信局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。勿論、通信局が自局を基準にして選択したビーコン送信チャネルが必ずしもすべての周辺通信局にとっても受信可能なチャネルであるとは限らない。   For example, a method is conceivable in which a communication station designates a traffic reception channel by transmitting a beacon using a channel optimal for the local station. However, even a channel that is optimal for the local station may be a channel that is receiving interference for a communication station that receives the beacon. Of course, the beacon transmission channel selected by the communication station on the basis of its own station is not necessarily a channel that can be received by all peripheral communication stations.

また、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合には、これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   If the beacon transmission channel of one station is an interference channel or a channel that cannot be used because the communication quality deteriorates in the other station, these communication stations may communicate with each other on the other channel. Even if they can, they will fall into a deadlock state where they cannot recognize each other's existence forever.

特開平6−37762号公報JP-A-6-37762 International Standard ISO/IEC 8802−11:1999(E) ANSI/IEEE Std 802.11,1999 Edition,Part11:Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) SpecificationsInternational Standard ISO / IEC 8802-11: 1999 (E) ANSI / IEEE Std 802.11, 1999 Edition, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layers (PH) ETSI Standard ETSI TS 101 761−1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN);HIPERLAN Type 2;Data Link Control(DLC) Layer;Part1:Basic Data Transport FunctionsETSI Standard ETSI TS 101 761-1 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Data Link Control (DLC) Layer; Part 1: Basic Control Data ETSI TS 101 761−2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN);HIPERLAN Type2;Data Link Control(DLC) Layer;Part2:Radio Link Control(RLC) sublayerETSI TS 101 761-2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type2; Data Link Control (DLC) Layer; Part2: Radio Link Control (LC)

本発明の目的は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、通信局同士が干渉し合うことなく互いに自律分散的に動作することによりネットワークを好適に形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   It is an object of the present invention to provide an excellent wireless network capable of suitably forming a network by operating in a distributed manner without mutual interference between communication stations in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. A communication system, a wireless communication apparatus, a wireless communication method, and a computer program are provided.

本発明のさらなる目的は、特定の制御局を必要としない自律分散型の無線ネットワークにおいて、複数の周波数チャネルを効果的に利用してチャネル・アクセスを行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent radio communication system, radio capable of performing channel access by effectively using a plurality of frequency channels in an autonomous distributed radio network that does not require a specific control station. To provide a communication device, a wireless communication method, and a computer program.

本発明のさらなる目的は、各通信局が互いの存在を認識できないというデッドロック状態を回避して、自律分散型のマルチチャネル無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。   A further object of the present invention is to provide an excellent wireless communication system and wireless communication apparatus capable of avoiding a deadlock state in which each communication station cannot recognize each other's existence and forming an autonomous distributed multi-channel wireless network. And a wireless communication method, and a computer program.

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第1の側面は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の通信局により自律分散型のネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、より多くの周辺局が受信可能なチャネルを利用して所定の周期でビーコン信号を送信する、
ことを特徴とする無線通信システムである。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems. The first aspect of the present invention is that autonomous distribution is performed by a plurality of communication stations without arranging a control station in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. A wireless communication system forming a network of a type,
Each communication station transmits a beacon signal at a predetermined cycle using a channel that can be received by more peripheral stations.
This is a wireless communication system.

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置(又は特定の機能を実現する機能モジュール)が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。   However, “system” here refers to a logical collection of a plurality of devices (or functional modules that realize specific functions), and each device or functional module is in a single housing. It does not matter whether or not.

自律分散型の無線通信システムでは、各通信局は伝送フレーム周期内でビーコン情報を報知するとともに、他局からのビーコン信号のスキャン動作を行なうことによりネットワーク構成を認識することができる。ところが、マルチチャネルを利用する自律分散型ネットワークの場合、伝送フレームが周波数軸上に利用チャネル数分だけ多重化された構成となっているため、通信局は他の通信のビーコン送信タイミングにおいて同じチャネル上に移行していなければビーコンを受信することはできず、新規参入局は自局のビーコン送信タイミングや送信チャネルを決定することが困難である。   In an autonomous decentralized wireless communication system, each communication station broadcasts beacon information within a transmission frame period, and can recognize a network configuration by performing a scanning operation of beacon signals from other stations. However, in the case of an autonomous decentralized network that uses multi-channels, since the transmission frame is multiplexed on the frequency axis by the number of channels used, the communication station uses the same channel at the beacon transmission timing of other communications. If it is not shifted upward, it is impossible to receive a beacon, and it is difficult for a new entry station to determine its own beacon transmission timing and transmission channel.

また、通信局が自局にとって最適なチャネルであっても、通信相手となる他局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。勿論、通信局が自局を基準にして選択したビーコン送信チャネルが必ずしもすべての周辺局にとっても受信可能なチャネルであるとは限らない。例えば、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合には、これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   Further, even if the communication station is the optimum channel for the own station, there is a possibility that the other station which is the communication partner is a channel receiving interference. Of course, the beacon transmission channel selected by the communication station on the basis of its own station is not necessarily a channel that can be received by all peripheral stations. For example, if the beacon transmission channel of one station is an interference channel or an unusable channel because the communication quality deteriorates in the other station, these communication stations may communicate with each other on the other channel. Even if they can, they will fall into a deadlock state where they cannot recognize each other's existence forever.

本発明では、各通信局が定期的に送信するビーコン信号(もしくは何らかの干渉情報を報知する信号)に自局が受けている干渉のレベル情報を載せて送信するようになっている。そこで、通信局は、周辺局から受信したビーコン情報に基づいて干渉状況を把握した上で通信チャネルを決定する。したがって、周辺通信局が酷く干渉を受けているチャネルを通信チャネルとして利用することを避けることにより、自律分散的に通信チャネルをコントロールすることができる。   In the present invention, the level information of the interference received by the local station is transmitted on the beacon signal (or a signal for reporting some interference information) periodically transmitted by each communication station. Therefore, the communication station determines the communication channel after grasping the interference state based on the beacon information received from the peripheral station. Therefore, it is possible to control the communication channel in an autonomous and distributed manner by avoiding the use of a channel in which peripheral communication stations are severely interfered as a communication channel.

通信局は、新規参入時やリフレッシュ時に、ビーコン信号に記載されている各チャネルの干渉情報を基に、なるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルに選択する。また、ビーコンを受信できない周辺局がある場合には、ビーコン送信チャネルの変更を試みる。   The communication station selects, as a beacon transmission channel, a channel that can be received by as many communication stations as possible based on the interference information of each channel described in the beacon signal when newly entering or refreshing. If there is a peripheral station that cannot receive a beacon, it tries to change the beacon transmission channel.

したがって、本発明によれば、各チャネルにおける周辺局の干渉レベルを考慮して、なるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルとして選択して動作するので、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ることを極力回避することができる。また、各通信局は、送信データがなくビーコンの受信だけを行なっている期間中はチャネルの切り替えが不要となる。   Therefore, according to the present invention, in consideration of the interference level of peripheral stations in each channel, a channel that can be received by as many communication stations as possible is selected and operated as a beacon transmission channel. It is possible to avoid falling into a deadlock state where it is impossible to avoid as much as possible. Further, each communication station does not need to switch channels during a period when there is no transmission data and only beacon reception is performed.

通信局は、自局が受けている干渉が許容レベルであれば、なるべく周辺通信局と同一の通信チャネルを利用することにより、RTS/CTSパケットの交換やチャネル移行に必要とされるオーバーヘッドを軽減することができる。   If the interference received by the communication station is an acceptable level, the communication station uses the same communication channel as that of the peripheral communication station as much as possible, thereby reducing the overhead required for RTS / CTS packet exchange and channel transition. can do.

また、通信局は、ビーコン送信チャネル以外のチャネルを用いてデータ送信動作を行なうようにしてもよい。例えば、通信相手のビーコン信号から得られる干渉情報に基づいて、通信局間では干渉レベルの低い最適なチャネルを用いてトラフィックを送信するようにしてもよい。   The communication station may perform data transmission operation using a channel other than the beacon transmission channel. For example, traffic may be transmitted using an optimum channel with a low interference level between communication stations based on interference information obtained from a beacon signal of a communication partner.

通信局は、例えば自局が広帯域を必要とするかどうかに応じてビーコン送信チャネルを決定するようにしてもよい。例えば、自局が広帯域を必要とする場合には、なるべく他の通信局が利用していなく自身にとって干渉レベルの低いチャネルを選択し、ビーコンの送信を開始する。自分が広帯域を送信する側でも受信する側でも同様の動作を行なう。   For example, the communication station may determine the beacon transmission channel according to whether or not the local station requires a wide band. For example, when the own station requires a wide band, a channel having a low interference level for itself is selected as much as possible without being used by another communication station, and beacon transmission is started. The same operation is performed on both the transmitting side and the receiving side.

他方、広帯域が必要でない通信局は、チャネル変更時のオーバーヘッドなどを考慮すると、周辺通信局となるべく同一チャネルでビーコンを送信した方がよいので、最も多くの通信局がビーコンを送信しているチャネル(最多チャネル)に注目する。   On the other hand, communication stations that do not need a wide band should transmit beacons on the same channel as possible as peripheral communication stations, considering the overhead at the time of channel change. Focus on (most channels).

その最多チャネルで、自分を含む周辺局が大きな干渉を受けていない場合は、そのチャネルでビーコンの送信を開始する。また、最低レートで送信しているビーコンが受信できないほどの大きな干渉を受けている通信局が複数ある場合は、平均干渉レベルが最も低くなるチャネルを選択し、そこでビーコンを送信開始するようにする。   When the peripheral station including itself does not receive a large interference on the most frequent channel, beacon transmission is started on that channel. Also, if there are multiple communication stations that have received a large amount of interference that cannot be received by the beacon transmitted at the lowest rate, select the channel with the lowest average interference level and start transmitting the beacon there. .

また、本発明に係る無線通信システムによれば、ビーコン送信後に、そのビーコン送信局に対して優先的な通信権を与えることによって、自律分散的にトラフィックの往来を管理することができる。このとき、ビーコン送信後、優先的に利用するチャネルを受信側の干渉状況に応じて、ビーコン送信チャネルとは異なる、トラフィック送信に最適なチャネルへ移行することも可能である。   Moreover, according to the radio | wireless communications system which concerns on this invention, traffic transmission can be managed autonomously distributed by giving a preferential communication right with respect to the beacon transmission station after beacon transmission. At this time, after beacon transmission, it is also possible to shift the channel used preferentially to a channel optimum for traffic transmission, which is different from the beacon transmission channel, according to the interference state on the receiving side.

また、本発明に係る自律分散型の無線通信システムでは、各チャネル上においてビーコン送信タイミング直後に配置される優先送信期間以外の期間ではCSMA/CAに基づくランダム・アクセスが行なうことができる。このとき、衝突を回避し通信品質を向上させる手段としてRTS/CTS方式を採用することができる。この通信方式では、データ送信元の通信局はデータ送信先の通信局のビーコン送信チャネル上で送信要求パケットRTSを送信し、データ送信先の通信局から確認通知パケットCTSを受信したことに応答してデータ送信を開始する。   Also, in the autonomous distributed wireless communication system according to the present invention, random access based on CSMA / CA can be performed in a period other than the priority transmission period arranged immediately after the beacon transmission timing on each channel. At this time, the RTS / CTS method can be adopted as means for avoiding collision and improving communication quality. In this communication system, the data transmission source communication station transmits a transmission request packet RTS on the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station, and responds to reception of the confirmation notification packet CTS from the data transmission destination communication station. Start data transmission.

ここで、データ送信元の通信局は、データ送信先の通信局からは隠れ端末となる通信局が存在することを想定して、RTS信号の送信に先駆けて、自局のビーコン送信チャネル上で、RTS信号とマルチプレクスしたビーコンを送信するようにしてもよい。このようなビーコンを受信した周辺局は、RTS/CTS手続に基づくデータ伝送が行なわれるチャネル上で所定時間のデータ送信を差し控えることにより、干渉を回避するようにする。   Here, assuming that there is a communication station that is a hidden terminal from the communication station that is the data transmission destination, the communication station that is the data transmission source is on the beacon transmission channel of its own station prior to the transmission of the RTS signal. A beacon multiplexed with the RTS signal may be transmitted. The peripheral station that has received such a beacon avoids interference by withholding data transmission for a predetermined time on a channel on which data transmission based on the RTS / CTS procedure is performed.

このとき、データ送信元のビーコン送信チャネルとデータ送信先の通信局のビーコン送信チャネルが一致する場合には、RTS信号とマルチプレクスしたビーコンをRTS信号そのものであるとみなす。また、データ送信先の通信局は、当該ビーコンを受信したことに応答してCTS信号を返すことにより、データ送信を開始することができる。このようにして、RTS信号の再送を省略することにより、マルチチャネルにおけるRTS/CTS手続のオーバーヘッドを軽減することができる。   At this time, if the beacon transmission channel of the data transmission source matches the beacon transmission channel of the communication station of the data transmission destination, the RTS signal and the multiplexed beacon are regarded as the RTS signal itself. The data transmission destination communication station can start data transmission by returning a CTS signal in response to receiving the beacon. In this way, by omitting retransmission of the RTS signal, the overhead of the RTS / CTS procedure in the multi-channel can be reduced.

また、本発明の第2の側面は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、制御局を配置せずに複数の通信局が自律分散的にネットワークを形成する無線通信システムであって、
各通信局は、自局のビーコン送信チャネル上で所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信するとともに、通信を行なう必要がない他局が設定しているビーコン送信チャネルが現在現在自局が利用しているチャネルと異なる場合には、当該他局からのビーコンの受信動作を省略し、ビーコン受信のためのチャネル切り替えを行なわないようにする、
ことを特徴とする無線通信システムである。
A second aspect of the present invention is a wireless communication system in which a plurality of communication stations form a network in an autonomous and distributed manner without arranging a control station in a communication environment in which a plurality of channels are prepared. ,
Each communication station transmits a beacon at a predetermined transmission frame period on its own beacon transmission channel, and the beacon transmission channel set by another station that does not need to communicate is currently used by its own station. If it is different from the existing channel, the beacon reception operation from the other station is omitted, and the channel switching for beacon reception is not performed.
This is a wireless communication system.

上述したように、本発明の第1の側面に係る無線通信システムによれば、マルチチャネル方式の自律分散ネットワークで、通信局はより最適なチャネルを自局のビーコン送信チャネルに設定することができる。   As described above, according to the wireless communication system according to the first aspect of the present invention, in a multi-channel autonomous distributed network, a communication station can set a more optimal channel as its own beacon transmission channel. .

ここで、各通信局は、所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なうとともに、周辺局のビーコンを受信する必要がある。マルチチャネル方式のネットワークでは、ビーコンを受信するためには、通信局は、周辺局のビーコン送信タイミングに合わせてビーコン送信チャネルに移行しなければならない。しかしながら、チャネル切り替えには、ハードウェア動作上約300マイクロ秒程度の時間を要する。このため、データ通信中の通信局が、他局のビーコンを受信するために、データ通信を中断し、チャネル移行並びにビーコン受信を行なった後、元のチャネルに移行してデータ通信を再開する場合、オーバーヘッドが大きくなってしまう。   Here, each communication station needs to transmit a beacon at a predetermined transmission frame period to grasp the presence of the peripheral station and notify the network status, and to receive the beacon of the peripheral station. In a multi-channel network, in order to receive a beacon, a communication station must shift to a beacon transmission channel in accordance with the beacon transmission timing of a peripheral station. However, channel switching takes about 300 microseconds in terms of hardware operation. For this reason, a communication station that is performing data communication interrupts data communication in order to receive the beacon of another station, performs channel transition and beacon reception, then transitions to the original channel and resumes data communication. , The overhead gets bigger.

そこで、本発明の第2の側面では、通信局は、他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握した場合、当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断した上で、ビーコンを受信する必要がなく、且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合には、ビーコンの受信動作を省略するようにした。   Therefore, in the second aspect of the present invention, when the communication station grasps that the beacon transmission timing of another station is approaching, after determining whether it is necessary to communicate with the beacon transmission station, When there is no need to receive a beacon and the currently used channel is different from the beacon transmission channel, the beacon receiving operation is omitted.

このように、必要のないビーコンの受信動作を省略することにより、ビーコン移行に要する時間や装置の消費電力を省略し、通信容量を増大することができる。   In this way, by omitting unnecessary beacon reception operations, the time required for beacon transition and the power consumption of the apparatus can be omitted, and the communication capacity can be increased.

ここで、本発明に係る無線通信システムでは、ビーコン送信局に対して優先的な通信権を与えることによって、自律分散的にトラフィックの往来を管理するが(前述)、ビーコン送信局は必ずしもビーコン送信チャネル上で優先送信権を獲得するとは限らない。すなわち、ビーコン送信局は、優先的に利用するチャネルを受信側の干渉状況に応じて、ビーコン送信チャネルとは異なるトラフィック送信に最適なチャネルへ移行する可能もある。   Here, in the wireless communication system according to the present invention, traffic traffic is managed in an autonomous and distributed manner by giving a priority communication right to the beacon transmission station (described above). You do not always get priority transmission rights on the channel. That is, the beacon transmitting station may shift the channel used preferentially to a channel optimal for traffic transmission different from the beacon transmission channel according to the interference state on the receiving side.

ビーコン送信局がビーコン送信直後にチャネルを移行してデータ通信を開始する可能性があるが、通信局がビーコン受信動作を省略すると、このようなチャネル移行動作を認識することができなくなる。そこで、通信局は、ビーコン受信動作を省略した場合には、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行ない、ビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたかどうかを検知する。   There is a possibility that the beacon transmission station shifts the channel immediately after the beacon transmission and starts data communication. However, if the communication station omits the beacon reception operation, such a channel shift operation cannot be recognized. Therefore, when the beacon reception operation is omitted, the communication station estimates the RTS and CTS signal transmission timing based on the beacon transmission timing, performs the reception operation on the channel currently used only for these timings, Detects whether the transmitting station has shifted to the channel currently used.

そして、通信局は、RTS、CTS信号の送信タイミングでビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたことを検知した場合には、自局のデータ通信動作を差し控えることにより、通信の衝突を回避する。一方、検知しなかった場合には、ビーコン送信局が別のチャネル上で優先送信権を獲得していると認識し、現在利用しているチャネル上での自局のデータ通信動作を継続して行なう。   When the communication station detects that the beacon transmission station has shifted to the channel currently used at the transmission timing of the RTS and CTS signals, the communication station refrains from the data communication operation of the local station, thereby Avoid collisions. On the other hand, if not detected, the beacon transmitting station recognizes that it has acquired the priority transmission right on another channel, and continues its own data communication operation on the currently used channel. Do.

このように、他局のビーコンの受信動作を省略した場合には、ビーコン送信局がビーコン送信により獲得した優先送信期間において、所定期間だけ受信動作を行なうことにより、不要なチャネル移行を行なうことなく、且つ通信の衝突を回避することができる。   In this way, when the beacon reception operation of another station is omitted, the beacon transmission station performs the reception operation only for a predetermined period in the priority transmission period acquired by beacon transmission, so that unnecessary channel transition is not performed. In addition, a communication collision can be avoided.

また、本発明の第3の側面は、複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
データ送受信用のチャネルを設定するチャネル設定ステップと、
データ送受信を制御する通信制御ステップと、
自局が受けている干渉のレベル情報を含んだビーコン信号を生成するビーコン生成ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップを備え、
前記チャネル設定ステップでは、周辺局から受信したビーコンに含まれる干渉レベル情報に基づいて周辺局における各チャネルの干渉状況を把握した上で通信チャネルを決定する、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a computer in which a plurality of channels are prepared and processing for operating in an autonomous distributed manner in a wireless communication environment in which a specific control station is not arranged is executed on a computer system. A computer program written in a readable format,
A channel setting step for setting a channel for data transmission and reception;
A communication control step for controlling data transmission and reception;
A beacon generating step of generating a beacon signal including level information of interference received by the own station;
A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station is provided.
In the channel setting step, the communication channel is determined after grasping the interference status of each channel in the peripheral station based on the interference level information included in the beacon received from the peripheral station.
This is a computer program characterized by the above.

また、本発明の第4の側面は、複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局のビーコン送信チャネルを設定してビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局からのビーコン受信動作を制御するビーコン受信制御ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
データ通信チャネルを設定してデータ通信動作を制御する通信制御ステップを備え、
前記ビーコン受信制御ステップは、
他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握するサブステップと、
当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断するサブステップと、
ビーコンを受信する必要がなく且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合にはビーコンの受信動作を省略するサブステップとを含む、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a computer in which a plurality of channels are prepared and a process for operating in an autonomous distributed manner in a wireless communication environment in which a specific control station is not arranged is executed on a computer system. A computer program written in a readable format,
A beacon transmission step of setting a beacon transmission channel of the local station and transmitting a beacon;
A beacon reception control step for controlling beacon reception operation from a peripheral station;
A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
A communication control step of setting a data communication channel and controlling data communication operation;
The beacon reception control step includes:
A sub-step for grasping that the beacon transmission timing of another station is approaching,
A sub-step for determining whether it is necessary to communicate with the beacon transmitting station;
Including a sub-step in which it is not necessary to receive a beacon and the currently used channel is different from the beacon transmission channel, omitting the beacon receiving operation.
This is a computer program characterized by the above.

本発明の第3及び第4の各側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第3及び第4の各側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動して無線ネットワークを構築することによって、本発明の第1及び第2の各側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。   The computer program according to each of the third and fourth aspects of the present invention defines a computer program described in a computer-readable format so as to realize predetermined processing on the computer system. In other words, by installing the computer program according to each of the third and fourth aspects of the present invention in the computer system, a cooperative action is exhibited on the computer system, and it operates as a wireless communication device. By activating a plurality of such wireless communication devices to construct a wireless network, the same operational effects as those of the wireless communication system according to the first and second aspects of the present invention can be obtained.

本発明によれば、特定の制御局を必要としない自律分散型の無線ネットワークにおいて、複数の周波数チャネルを効果的に利用してチャネル・アクセスを行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in an autonomous distributed wireless network that does not require a specific control station, an excellent wireless communication system and wireless communication that can perform channel access by effectively using a plurality of frequency channels. An apparatus, a wireless communication method, and a computer program can be provided.

また、本発明によれば、各通信局が互いの存在を認識できないというデッドロック状態を回避して、自律分散型のマルチチャネル無線ネットワークを形成することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。   Further, according to the present invention, an excellent wireless communication system and wireless communication capable of forming an autonomous distributed multi-channel wireless network by avoiding a deadlock state in which each communication station cannot recognize each other's existence. An apparatus, a wireless communication method, and a computer program can be provided.

本発明に係るマルチチャネル自律分散型の無線通信システムによれば、通信局同士のデッドロック状態を好適に回避することができるとともに、効率のよい周波数配置によりシステム全体のスループットを向上させることができ、さらに他システムへの影響を軽減することができる。   According to the multi-channel autonomous decentralized wireless communication system according to the present invention, it is possible to suitably avoid a deadlock state between communication stations and to improve the throughput of the entire system by an efficient frequency arrangement. Furthermore, the influence on other systems can be reduced.

また、本発明に係るマルチチャネル自律分散型の無線通信システムによれば、ビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なうとともに、周辺局のビーコンを受信する必要があるが、必要のないビーコンの受信動作を省略することにより、ビーコン移行に要する時間や装置の消費電力を省略し、通信容量を増大することができる。   In addition, according to the multi-channel autonomous decentralized wireless communication system according to the present invention, it is necessary to transmit the beacon to grasp the presence of the peripheral station and notify the network state, and to receive the beacon of the peripheral station. By omitting unnecessary beacon reception operations, the time required for beacon transition and the power consumption of the apparatus can be omitted, and the communication capacity can be increased.

また、ビーコン受信動作を省略した場合には、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行なうことにより、不要なチャネル移行を行なうことなく、且つ通信の衝突を回避することができる。   When the beacon reception operation is omitted, the transmission timing of the RTS and CTS signals is estimated based on the beacon transmission timing, and the reception operation is performed on the channel currently used only for these timings. A communication collision can be avoided without performing a transition.

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。   Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from more detailed description based on embodiments of the present invention described later and the accompanying drawings.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

A.システム構成
本発明において想定している通信の伝搬路は無線であり、且つ複数の周波数チャネルすなわちマルチチャネルからなる伝送媒体を用いて、複数の通信局間でネットワークを構築する。また、本発明で想定している通信は蓄積交換型のトラヒックであり、パケット単位で情報が転送される。
A. System Configuration The propagation path of communication assumed in the present invention is wireless, and a network is constructed between a plurality of communication stations using a transmission medium composed of a plurality of frequency channels, that is, multichannels. Further, the communication assumed in the present invention is a storage and exchange type traffic, and information is transferred in units of packets.

本発明に係る無線ネットワーク・システムは、コーディネータを配置しない自律分散型のシステム構成であり、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御が行なわれる。また、各通信局は、CSMA(CarrierSense Multiple Access:キャリア検出多重接続)に基づくアクセス手順に従い直接非同期的に情報を伝送するアドホック通信を行なうこともできる。   The wireless network system according to the present invention has an autonomous distributed system configuration in which no coordinator is arranged, and transmission control that effectively uses a plurality of channels by a transmission (MAC) frame having a gradual time division multiple access structure. Is done. Each communication station can also perform ad hoc communication in which information is directly and asynchronously transmitted according to an access procedure based on CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

このように制御局を特に配置しない無線通信システムでは、各通信局は適宜選択されるビーコン送信チャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。また、各通信局は、利用チャネル上でスキャン動作してビーコン信号を受信することにより周辺局を検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を認識する(又はネットワークに参入する)ことができる。また、通信局は伝送フレーム周期の先頭でビーコンを送信するので、各通信局が利用する各チャネルにおける伝送フレーム周期はビーコン間隔によって定義される。   In this way, in a wireless communication system in which no control station is particularly arranged, each communication station broadcasts beacon information on a beacon transmission channel that is appropriately selected, so that other communication stations in its vicinity (that is, within the communication range) can communicate their Notify existence and notify network configuration. Each communication station detects a peripheral station by scanning on the use channel and receiving a beacon signal, and recognizes a network configuration by decoding information described in the beacon (or in the network). Can enter). Also, since the communication station transmits a beacon at the beginning of the transmission frame period, the transmission frame period in each channel used by each communication station is defined by the beacon interval.

以下に説明する各通信局での処理は、基本的に、本発明に係る自律分散型ネットワークに参入するすべての通信局で実行される処理である。但し、場合によっては、ネットワークを構成するすべての通信局が、以下に説明する処理を実行するとは限らない。   The processing in each communication station described below is basically processing executed in all communication stations that participate in the autonomous distributed network according to the present invention. However, depending on the case, not all communication stations configuring the network execute the processing described below.

図1には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示している。この無線通信システムでは、特定の制御局を配置せず、各通信装置が自律分散的に動作し、アドホック・ネットワークが形成されている。同図では、通信装置#0から通信装置#6までが同一空間上に分布している様子を表わしている。   FIG. 1 shows an arrangement example of communication devices constituting a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In this wireless communication system, a specific control station is not arranged, and each communication device operates in an autonomous and distributed manner to form an ad hoc network. The figure shows a state where communication devices # 0 to # 6 are distributed in the same space.

また、同図において、各通信装置の通信範囲を破線で示してあり、その範囲内にある他の通信装置と互いに通信ができるのみならず、自己の送信した信号が干渉する範囲として定義される。すなわち、通信装置#0は近隣にある通信装置#1、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#1は近隣にある通信装置#0、#2、#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#2は近隣にある通信装置#1、#3、#6、と通信可能な範囲にあり、通信装置#3は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にあり、通信装置#4は近隣にある通信装置#0、#1、#5、と通信可能な範囲にあり、通信装置#5は近隣にある通信装置#4、と通信可能な範囲にあり、通信装置#6は近隣にある通信装置#2、と通信可能な範囲にある。   In addition, in the same figure, the communication range of each communication device is indicated by a broken line, and it is defined not only as being able to communicate with other communication devices within the range, but also as a range in which a signal transmitted by itself interferes. . That is, the communication device # 0 is in a range in which communication is possible with communication devices # 1, # 4 in the vicinity, and the communication device # 1 is in a range in which communication is possible with communication devices # 0, # 2, # 4 in the vicinity. The communication device # 2 is in a range in which communication with the communication devices # 1, # 3, and # 6 in the vicinity is possible, and the communication device # 3 is in a range in which communication is possible with the communication device # 2 in the vicinity. , Communication device # 4 is in a range where it can communicate with neighboring communication devices # 0, # 1, # 5, and communication device # 5 is within a range where it can communicate with neighboring communication device # 4. Device # 6 is in a range where it can communicate with communication device # 2 in the vicinity.

ある特定の通信装置間で通信を行なう場合、通信相手となる一方の通信装置からは聞くことができるが他方の通信装置からは聞くことができない通信装置、すなわち「隠れ端末」が存在する。   When communication is performed between specific communication devices, there is a communication device that can be heard from one communication device that is a communication partner but cannot be heard from the other communication device, that is, a “hidden terminal”.

図2には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。図示の無線通信装置は、複数のチャネルが用意されている通信環境下において、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、他の無線システムと干渉し合うことなく適当なアドホック・ネットワークを形成することができる。   FIG. 2 schematically shows a functional configuration of a wireless communication apparatus that operates as a communication station in a wireless network according to an embodiment of the present invention. The illustrated wireless communication apparatus performs appropriate channel access within the same wireless system in a communication environment in which a plurality of channels are prepared, so that appropriate ad hoc communication can be performed without interfering with other wireless systems. A network can be formed.

無線通信装置100は、インターフェース101と、データ・バッファ102と、中央制御部103と、ビーコン生成部104と、制御信号生成部105と、無線送信部106と、タイミング制御部107と、チャネル設定部108と、アンテナ109と、無線受信部110と、制御信号解析部111と、ビーコン解析部112と、情報記憶部113とで構成される。   The wireless communication apparatus 100 includes an interface 101, a data buffer 102, a central control unit 103, a beacon generation unit 104, a control signal generation unit 105, a wireless transmission unit 106, a timing control unit 107, and a channel setting unit. 108, an antenna 109, a wireless reception unit 110, a control signal analysis unit 111, a beacon analysis unit 112, and an information storage unit 113.

インターフェース101は、この無線通信装置100に接続される外部機器(例えば、パーソナル・コンピュータ(図示しない)など)との間で各種情報の交換を行なう。   The interface 101 exchanges various types of information with an external device (for example, a personal computer (not shown)) connected to the wireless communication apparatus 100.

データ・バッファ102は、インターフェース101経由で接続される機器から送られてきたデータや、無線伝送路経由で受信したデータをインターフェース101経由で送出する前に一時的に格納しておくために使用される。   The data buffer 102 is used to temporarily store data sent from a device connected via the interface 101 and data received via the wireless transmission path before sending the data via the interface 101. The

中央制御部103は、無線通信装置100における一連の情報送信並びに受信処理の管理と伝送路のアクセス制御(マルチチャネルにおけるスキャン設定動作やチャネル設定動作、ビーコン受信動作、RTS/CTS方式に則ったデータ通信動作などを含む)を一元的に行なう。   The central control unit 103 manages a series of information transmission and reception processing and transmission path access control in the wireless communication apparatus 100 (multi-channel scan setting operation, channel setting operation, beacon receiving operation, data in accordance with the RTS / CTS method) Including communication operations).

ビーコン生成部104は、近隣にある無線通信装置との間で周期的に交換されるビーコン信号を生成する。   The beacon generation unit 104 generates a beacon signal that is periodically exchanged with a nearby wireless communication device.

制御信号生成部105は、データ送信に先立ち、必要に応じて送信要求(RTS:Request to Send)信号や確認通知(CTS:Clear to Send)信号などの制御情報(後述)を生成する。本実施形態では、RTS信号とビーコン信号をマルチプレクスして送信することもある。但し、マルチチャネル自律分散型の通信環境下でのRTS/CTS通信方式については後に詳解する。   Prior to data transmission, the control signal generation unit 105 generates control information (described later) such as a transmission request (RTS: Request to Send) signal and a confirmation notification (CTS: Clear to Send) signal as necessary. In the present embodiment, the RTS signal and the beacon signal may be multiplexed and transmitted. However, the RTS / CTS communication system in a multi-channel autonomous distributed communication environment will be described in detail later.

無線送信部106は、データ・バッファ102に一時格納されているデータやビーコンを無線送信するために、所定の変調処理を行なう。なお、本実施形態では、ビーコン信号は、設定可能な最低レートで送信され、なるべく多くの通信局が受信できるようにする。   The wireless transmission unit 106 performs predetermined modulation processing to wirelessly transmit data and beacons temporarily stored in the data buffer 102. In this embodiment, the beacon signal is transmitted at the lowest settable rate so that as many communication stations as possible can receive it.

アンテナ109は、他の無線通信装置宛に信号を選択された周波数チャネル上で無線送信し、あるいは他の無線通信装置から送られる信号を収集する。本実施形態では、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえないものとする。また、同時刻に複数の周波数チャネルをハンドルすることはできないものとする。   The antenna 109 wirelessly transmits a signal addressed to another wireless communication device on a selected frequency channel, or collects a signal transmitted from the other wireless communication device. In this embodiment, it is assumed that a single antenna is provided and that transmission and reception cannot be performed in parallel. Also, it is assumed that a plurality of frequency channels cannot be handled at the same time.

無線受信部110は、所定の時間に他の無線通信装置から送られてきた情報やビーコンなどの信号を受信処理する。無線送信部106及び無線受信部110における無線送受信方式は、例えば無線LANに適用可能な、比較的期オ距離の通信に適した各種の通信方式を適用することができる。具体的には、UWB方式、OFDM方式、CDMA方式などを採用することができる。また、本実施形態では、各通信局は各チャネルの通信品質を基に自局のビーコン送信チャネルやデータ通信チャネルを決定する。このため、無線受信部110は、各チャネルにおける伝搬路状況を推定し、中央制御部103に通知する。   The wireless receiving unit 110 receives and processes signals such as information and beacons sent from other wireless communication devices at a predetermined time. As a wireless transmission / reception method in the wireless transmission unit 106 and the wireless reception unit 110, various communication methods suitable for relatively long-distance communication applicable to a wireless LAN, for example, can be applied. Specifically, a UWB system, an OFDM system, a CDMA system, or the like can be employed. In this embodiment, each communication station determines its own beacon transmission channel and data communication channel based on the communication quality of each channel. For this reason, the radio receiving unit 110 estimates the propagation path condition in each channel and notifies the central control unit 103 of the estimated channel condition.

タイミング制御部107は、無線信号を送信並びに受信するためのタイミングの制御を行なう。例えば、自局のビーコン送信チャネル上で規定した伝送フレーム周期の先頭における自局のビーコン送信タイミングや、各チャネルにおける周辺局からのビーコン受信タイミング、各チャネルにおけるスキャン動作周期、ビーコン送信チャネルやチャネル干渉情報を設定するリフレッシュ周期、RTS/CTS方式に則った各パケット(RTS、CTS、データ、ACKなど)の送信タイミング(フレーム間スペース(IFS))などを制御する。   The timing control unit 107 controls timing for transmitting and receiving radio signals. For example, the local station's beacon transmission timing at the beginning of the transmission frame cycle defined on its own beacon transmission channel, the beacon reception timing from peripheral stations in each channel, the scan operation cycle in each channel, the beacon transmission channel and channel interference It controls the refresh cycle for setting information, the transmission timing (interframe space (IFS)) of each packet (RTS, CTS, data, ACK, etc.) in accordance with the RTS / CTS method.

チャネル設定部108は、マルチチャネル方式の無線信号を実際に送受信するチャネルを選択する。本実施形態では、なるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルとして設定する。また、通信相手のビーコン信号から得られる干渉情報に基づいて、通信局間では干渉レベルの低い最適なチャネルをデータ送信チャネルに設定することもできる。   The channel setting unit 108 selects a channel for actually transmitting and receiving a multi-channel radio signal. In this embodiment, a channel that can be received by as many communication stations as possible is set as a beacon transmission channel. Further, based on the interference information obtained from the beacon signal of the communication partner, an optimum channel having a low interference level between communication stations can be set as the data transmission channel.

どのチャネルが自局においてトラフィックの受信に最適であるかどうかは、例えば各チャネルをスキャン動作する際に、通信品質を計測することによって判断することができる。また、各チャネルの状態は時々刻々と変動することから、新規参入時の他、所定周期でリフレッシュ動作を行なって最新のチャネル干渉情報を得てチャネル設定動作を行なう。勿論、いずれかのチャネルで通信品質が所定値以上変化したときにビーコン送信チャネルを再設定するようにしてもよい。なお、チャネルの通信品質の計測方法やビーコン送信チャネルの再設定は本発明の要旨には直接関連しないので、本明細書中ではこれ以上説明しない。   Which channel is optimal for receiving traffic in the local station can be determined by measuring the communication quality when, for example, each channel is scanned. In addition, since the state of each channel changes from moment to moment, in addition to new entry, a refresh operation is performed at a predetermined period to obtain the latest channel interference information and a channel setting operation is performed. Of course, the beacon transmission channel may be reset when the communication quality in any channel changes by a predetermined value or more. Note that the channel quality measurement method and beacon transmission channel resetting are not directly related to the gist of the present invention and will not be described further in this specification.

制御信号解析部111は、周辺の無線通信装置から送られてきたRTS信号(ビーコン信号にマルチプレクスされたRTS信号を含む)やCTS信号などの制御情報を解析する。   The control signal analysis unit 111 analyzes control information such as an RTS signal (including an RTS signal multiplexed into a beacon signal) and a CTS signal transmitted from a peripheral wireless communication device.

ビーコン解析部112は、周辺局から受信したビーコン信号を解析し、近隣の無線通信装置の存在などを解析する。例えば、周辺局のビーコン送信チャネルやその受信タイミング、受信ビーコンに記載されているチャネル干渉情報などの情報は近隣装置情報として情報記憶部113に格納される。   The beacon analysis unit 112 analyzes a beacon signal received from a peripheral station, and analyzes the presence of a nearby wireless communication device. For example, information such as the beacon transmission channel of the peripheral station, its reception timing, and channel interference information described in the reception beacon are stored in the information storage unit 113 as neighboring device information.

情報記憶部113は、中央制御部103において実行される一連のアクセス制御動作などの実行手順命令(スキャン設定やチャネル設定などを行なうプログラム)や、自己のビーコン送信タイミングやビーコン送信チャネル、他の通信局のビーコン送信タイミングやビーコン送信チャネルなどのマルチチャネル情報、近隣装置情報、自局や周辺局の各チャネルにおける干渉情報などを蓄えておく。   The information storage unit 113 executes a sequence of access control operations executed by the central control unit 103 (program for performing scan setting, channel setting, etc.), own beacon transmission timing, beacon transmission channel, and other communication Multi-channel information such as the beacon transmission timing of the station and the beacon transmission channel, neighboring device information, interference information in each channel of the own station and peripheral stations, and the like are stored.

無線通信装置100が無線ネットワークを運用するためには、各チャネルにおける通信品質を確認し、自局にとって最も良好なチャネルをビーコン送信用の基準チャネルに設定する。そして、自局のビーコン送信チャネル上で、既存の局がある場合には時間的に重ならないように、既存の局がない場合には任意のタイミングで自己のビーコン送信タイミングを決定する。各チャネルの通信品質や、自局のビーコン送信チャネルやその他のビーコン送受信に関する情報は、情報記憶部113に格納される。ビーコン信号の構成については後述する。   In order for the wireless communication apparatus 100 to operate a wireless network, the communication quality in each channel is confirmed, and the best channel for the own station is set as a reference channel for beacon transmission. Then, on the beacon transmission channel of the own station, the own beacon transmission timing is determined at an arbitrary timing when there is no existing station so that the existing stations do not overlap in time. Information regarding the communication quality of each channel, the beacon transmission channel of the own station, and other beacon transmission / reception is stored in the information storage unit 113. The configuration of the beacon signal will be described later.

B.チャネル上でのアクセス動作
本実施形態では、通信局として動作する無線通信装置100は、複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない通信環境下で、緩やかな時分割多重アクセス構造を持った伝送(MAC)フレームにより複数のチャネルを効果的に利用した伝送制御、又はCSMA/CAに基づくランダム・アクセスなどの通信動作を行なう。
B. In this embodiment, the wireless communication apparatus 100 operating as a communication station has a moderate time division multiple access structure in a communication environment in which a plurality of channels are prepared and a specific control station is not arranged. A communication operation such as transmission control using a plurality of channels effectively by random transmission (MAC) frames or random access based on CSMA / CA is performed.

ここで、CSMAはキャリア検出に基づいて多重アクセスを行なう接続方式である。無線通信では、自ら情報送信した信号を受信することが困難であることから、CSMA/CDではなくCSMA/CA方式により、他の通信装置の情報送信がないことを確認してから、自らの情報送信を開始することによって、衝突を回避する。   Here, CSMA is a connection method for performing multiple access based on carrier detection. In wireless communication, it is difficult to receive a signal transmitted by itself, so it is confirmed that there is no information transmission of other communication devices by CSMA / CA method instead of CSMA / CD, Avoid collisions by initiating transmissions.

各通信局は、自局並びに周辺局の各チャネルの干渉情報に基づいてなるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルに選択する。そして、最多チャネル上でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。ビーコン送信周期のことを、「伝送フレーム(T_SF)」と定義し、例えば40ミリ秒とする。ビーコン送信チャネルはチャネル設定部108により設定される。   Each communication station selects, as a beacon transmission channel, a channel that can be received by as many communication stations as possible based on the interference information of each channel of the local station and the peripheral stations. Then, by notifying the beacon information on the most frequent channels, other communication stations in the neighborhood (that is, within the communication range) are informed of the existence of itself, and by notifying the network configuration, the neighborhood (ie, within the communication range) Notify other communication stations of their existence and notify the network configuration. The beacon transmission cycle is defined as “transmission frame (T_SF)” and is set to 40 milliseconds, for example. The beacon transmission channel is set by the channel setting unit 108.

また、ある通信局の通信範囲に新規に参入する通信局は、ビーコン信号を受信することにより、通信範囲に突入したことを検知するとともに、ビーコンに記載されている情報を解読することによりネットワーク構成を認識することができる。そして、ビーコンの受信タイミングと緩やかに同期しながら、周辺局からビーコンが送信されていないタイミングに自局のビーコン送信タイミングを設定する。   In addition, a communication station that newly enters the communication range of a certain communication station detects that it has entered the communication range by receiving a beacon signal, and decodes information described in the beacon to configure the network configuration Can be recognized. Then, the beacon transmission timing of the local station is set to a timing at which the beacon is not transmitted from the peripheral station while being gently synchronized with the beacon reception timing.

本実施形態に係る各通信局のビーコン送信手順について、図3を参照しながら説明する。但し、ここではまず単一チャネル上で各通信局のビーコンが配置されている場合について説明する。   A beacon transmission procedure of each communication station according to the present embodiment will be described with reference to FIG. However, here, a case where beacons of respective communication stations are arranged on a single channel will be described first.

ビーコンで送信される情報が100バイトであるとすると、送信に要する時間は18マイクロ秒となる。40ミリ秒に1回の送信なので、通信局毎のビーコンのメディア占有率は2222分の1と十分小さい。   If the information transmitted by the beacon is 100 bytes, the time required for transmission is 18 microseconds. Since transmission is performed once every 40 milliseconds, the media occupation rate of the beacon for each communication station is as small as 1/22222.

各通信局は、周辺で発信されるビーコンを聞きながら、ゆるやかに同期する。新規に通信局が現われた場合、新規通信局は既存の通信局のビーコン送信タイミングと衝突しないように、自分のビーコン送信タイミングを設定する。   Each communication station synchronizes gently while listening to beacons transmitted in the vicinity. When a new communication station appears, the new communication station sets its own beacon transmission timing so that it does not collide with the beacon transmission timing of the existing communication station.

周辺に通信局がいない場合、通信局01は適当なタイミングでビーコンを送信し始めることができる。ビーコンの送信間隔は40ミリ秒である(前述)。図3中の最上段に示す例では、B01が通信局01から送信されるビーコンを示している。   When there is no communication station in the vicinity, the communication station 01 can start transmitting a beacon at an appropriate timing. The beacon transmission interval is 40 milliseconds (described above). In the example shown at the top in FIG. 3, B01 indicates a beacon transmitted from the communication station 01.

以降、通信範囲内に新規に参入する通信局は、既存のビーコン配置と衝突しないように、自己のビーコン送信タイミングを設定する。   Thereafter, the communication station that newly enters the communication range sets its own beacon transmission timing so as not to collide with the existing beacon arrangement.

例えば、図3中の最上段に示すように、通信局01のみが存在するチャネル上において、新たな通信局02が現われたとする。このとき、通信局02は、通信局01からのビーコンを受信することによりその存在とビーコン位置を認識し、図3の第2段目に示すように、通信局01のビーコン間隔のほぼ真中に自己のビーコン送信タイミングを設定して、ビーコンの送信を開始する。   For example, it is assumed that a new communication station 02 appears on a channel where only the communication station 01 exists, as shown in the uppermost row in FIG. At this time, the communication station 02 receives the beacon from the communication station 01 and recognizes its existence and beacon position, and as shown in the second stage of FIG. 3, is approximately in the middle of the beacon interval of the communication station 01. Set own beacon transmission timing and start beacon transmission.

さらに、新たな通信局03が現われたとする。このとき、通信局03は、通信局01並びに通信局02のそれぞれから送信されるビーコンの少なくとも一方を受信し、これら既存の通信局の存在を認識する。そして、図3の第3段に示すように、通信局01及び通信局02から送信されるビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで送信を開始する。   Furthermore, it is assumed that a new communication station 03 appears. At this time, the communication station 03 receives at least one of the beacons transmitted from each of the communication station 01 and the communication station 02 and recognizes the existence of these existing communication stations. Then, as shown in the third stage of FIG. 3, transmission is started at a timing almost in the middle of the beacon interval transmitted from the communication station 01 and the communication station 02.

以下、同様のアルゴリズムに従って近隣で通信局が新規参入する度に、ビーコン間隔が狭まっていく。例えば、図3の最下段に示すように、次に現われる通信局04は、通信局02及び通信局01それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定し、さらにその次に現われる通信局05は、通信局02及び通信局04それぞれが設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングでビーコン送信タイミングを設定する。   Thereafter, the beacon interval is narrowed every time a communication station newly enters the neighborhood according to the same algorithm. For example, as shown at the bottom of FIG. 3, the communication station 04 that appears next sets the beacon transmission timing at a timing almost in the middle of the beacon interval set by each of the communication station 02 and the communication station 01, and then The appearing communication station 05 sets the beacon transmission timing at substantially the middle of the beacon interval set by the communication station 02 and the communication station 04.

但し、帯域(伝送フレーム周期)内がビーコンで溢れないように、最小のビーコン間隔Bminを規定しておき、Bmin内に2以上のビーコン送信タイミングを配置することを許容しない。例えば、40ミリ秒の伝送フレーム周期でミニマムのビーコン間隔Bminを2.5ミリ秒に規定した場合、電波の届く範囲内では最大で16台の通信局までしか収容できないことになる。   However, the minimum beacon interval Bmin is defined so that the band (transmission frame period) does not overflow with beacons, and two or more beacon transmission timings are not allowed to be placed in Bmin. For example, if the minimum beacon interval Bmin is defined as 2.5 milliseconds with a transmission frame period of 40 milliseconds, only a maximum of 16 communication stations can be accommodated within the reach of radio waves.

ここで、各通信局はビーコン送信の直後に優先利用領域(TPP)を獲得することから(後述)、伝送フレーム内に新規のビーコンを配置する際には、1つのチャネル上では各通信局のビーコン送信タイミングは密集しているよりも伝送フレーム周期内で均等に分散している方が伝送効率上より好ましい。したがって、本実施形態では、図3に示したように基本的に自身が聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中でビーコンの送信を開始するようにしている。但し、各通信局のビーコン送信タイミングを集中して配置し、残りの伝送フレーム周期では受信動作を停止して装置の消費電力を低減させるという利用方法もある。   Here, since each communication station acquires a preferential use area (TPP) immediately after the beacon transmission (described later), when placing a new beacon in a transmission frame, each communication station has one channel on each channel. It is more preferable in terms of transmission efficiency that the beacon transmission timings are evenly distributed within the transmission frame period than are dense. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, beacon transmission is basically started in the middle of the time zone in which the beacon interval is the longest within the range where the user can hear it. However, there is also a utilization method in which the beacon transmission timing of each communication station is concentrated and the reception operation is stopped in the remaining transmission frame period to reduce the power consumption of the apparatus.

図4には、1チャネル上において伝送フレーム内でビーコン送信タイミングの一例を示している。但し、同図に示す例では、40ミリ秒からなる伝送フレーム周期における時間の経過を、円環上で時針が右回りで運針する時計のように表している。伝送フレーム内で、ビーコン送信タイミングを配置可能な位置のことを「スロット」とも呼ぶ。各通信局は、自局のビーコン送信タイミングであるTBTT(TargetBeacon Transmission Time)から故意に若干の時間オフセット(TBTTオフセット)を持った時刻で送信する。   FIG. 4 shows an example of beacon transmission timing within a transmission frame on one channel. However, in the example shown in the figure, the passage of time in a transmission frame period of 40 milliseconds is represented as a clock in which the hour hand moves clockwise on the ring. The position where the beacon transmission timing can be arranged in the transmission frame is also referred to as “slot”. Each communication station intentionally transmits at a time having a slight time offset (TBTT offset) from TBTT (Target Beacon Transmission Time) which is the beacon transmission timing of the local station.

図4に示す例では、通信局0から通信局Fまでの合計16台の通信局がネットワークのノードとして構成されている。図3を参照しながら説明したように、既存の通信局が設定したビーコン間隔のほぼ真中のタイミングで新規参入局のビーコン送信タイミングを順次設定していくというアルゴリズムに従って、ビーコン配置が行なわれたものとする。Bminを5ミリ秒と規定した場合には、1伝送フレームにつき最大16個までしかビーコンを配置することができない。すなわち、16台以上の通信局はネットワークに参入できない。   In the example shown in FIG. 4, a total of 16 communication stations from the communication station 0 to the communication station F are configured as nodes of the network. As described with reference to FIG. 3, beacon placement is performed according to an algorithm in which beacon transmission timings of new entrant stations are sequentially set at almost the middle of the beacon interval set by an existing communication station. And When Bmin is defined as 5 milliseconds, only a maximum of 16 beacons can be arranged per transmission frame. That is, 16 or more communication stations cannot enter the network.

本実施形態では、IEEE802.11方式などの場合と同様に、複数のフレーム間スペースを定義する。図5に示すように、フレーム間スペースとして、ShortInter Frame Space(SIFS)とLong Inter Frame Space(LIFS)を定義する。   In the present embodiment, a plurality of inter-frame spaces are defined as in the case of the IEEE 802.11 system or the like. As shown in FIG. 5, Short Inter Frame Space (SIFS) and Long Inter Frame Space (LIFS) are defined as the inter-frame space.

通常のパケットをCSMAの手順に従って送信する際には、図5(b)に示すように、何らかのパケットの送信が終了してから、まずLIFSだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権利が与えられる。ランダム・バックオフ値の計算方法は、擬似ランダム系列を用いるなど既存技術で知られている方法を適用する。   When a normal packet is transmitted according to the procedure of CSMA, as shown in FIG. 5B, after the transmission of some packet is finished, the media state is first monitored by LIFS, and the medium is cleared or transmitted during this period. If there is no signal, random backoff is performed, and if there is no transmission signal during this period, the transmission right is given. As a method for calculating the random back-off value, a method known in the existing technology such as using a pseudo-random sequence is applied.

これに対し、優先度又は緊急度の高いパケットを送信する際には、LIFSよりも短いSIFSのフレーム間スペースの後に送信することが許されている。すなわち、図5(a)に示すようにSIFSだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、送信権利が与えられる。これにより、緊急度の高いパケットは、通常のCSMAの手順に従って送信される(すなわち、LIFS+ランダム・バックオフだけ待機してから送信される)パケットよりも先に送信することが可能となる。   On the other hand, when a packet with high priority or urgency is transmitted, it is allowed to transmit after a SIFS interframe space shorter than LIFS. That is, as shown in FIG. 5A, the media state is monitored only by SIFS, and if the media is cleared during this period, that is, if no transmission signal exists, a transmission right is given. As a result, a packet having a high degree of urgency can be transmitted prior to a packet transmitted according to a normal CSMA procedure (that is, transmitted after waiting for LIFS + random backoff).

例えば、優先送信期間(TPP)内の通信局は、SIFSのフレーム間スペース後に送信開始することにより、優先的にパケット送信する権利が確保される。また、RTS/CTS方式に従って、RTSに引き続いて送信されるCTS、データ、ACKの各パケットも同様にSIFSのフレーム間スペースで送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。   For example, a communication station within a priority transmission period (TPP) starts transmission after an interframe space of SIFS, thereby securing the right to transmit packets preferentially. In addition, according to the RTS / CTS method, CTS, data, and ACK packets transmitted following RTS are also transmitted in the interframe space of SIFS, so that a series of communication procedures are executed without being disturbed by neighboring stations. can do.

要するに、異なる種類のフレーム間スペースを定義することにより、フレーム間スペースの長さに応じてパケットの送信権争い優先付けが行なわれる訳である。   In short, by defining different types of inter-frame spaces, priority is given to packet contention rights according to the length of the inter-frame space.

さらに本実施形態においては、上述したフレーム間スペースである「SIFS」と「LIFS+バックオフ」の他に、図5(c)並びに(d)に示すように、「LIFS」と「FIFS+バックオフ」(FIFS:FarInter Frame Space)を定義する。通常は「SIFS」と「LIFS+バックオフ」のフレーム間スペースを適用する。他方、ある通信局に送信の優先権が与えられている時間帯においては、他局は「FIFS+バックオフ」のフレーム間スペースを用い、優先権が与えられている局はSIFSあるいはLIFSでのフレーム間スペースを用いる。   Furthermore, in the present embodiment, in addition to “SIFS” and “LIFS + backoff” which are the interframe spaces described above, as shown in FIGS. 5C and 5D, “LIFS” and “FIFS + backoff”. (FIFS: FarInter Frame Space) is defined. Normally, an interframe space of “SIFS” and “LIFS + backoff” is applied. On the other hand, in a time zone in which the priority of transmission is given to a certain communication station, the other station uses the inter-frame space of “FIFS + backoff”, and the station to which priority is given is a frame in SIFS or LIFS. Use a space.

各通信局はビーコンを一定間隔で送信しているが、ビーコンを送信した後しばらくの間は、該ビーコンを送信した局に送信の優先的に送信を行なうことができる優先送信期間(TPP)を獲得する。図6には、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示している。本明細書では、この優先区間をTransmissionPrioritized Period(TPP)と定義する。TPP内では、通信局は、SIFSのフレーム間スペース後に送信開始することにより、優先的にパケット送信する権利が確保される。   Each communication station transmits a beacon at regular intervals, but for a while after transmitting the beacon, a preferential transmission period (TPP) in which transmission can be preferentially transmitted to the station that transmitted the beacon is performed. To win. FIG. 6 shows a state in which priority is given to the beacon transmitting station. In this specification, this priority section is defined as Transmission Priority Period (TPP). In the TPP, the communication station secures the right to transmit packets preferentially by starting transmission after the inter-frame space of SIFS.

また、TPP以外の区間をFairly Access Period(FAP)と定義され、各通信局が通常のCSMA/CA方式により通信が行なわれる。すなわち、TPPが経過したビーコン送信局を含め、すべての通信局は、LIFS+ランダム・バックオフだけ待機してから送信開始することができるので、言い換えれば、ランダムなバックオフにより送信権が均等に与えられることになる。   In addition, a section other than TPP is defined as “Fairly Access Period (FAP)”, and each communication station performs communication by a normal CSMA / CA system. In other words, all communication stations including beacon transmitting stations that have passed TPP can start transmission after waiting for LIFS + random backoff, in other words, transmission rights are equally given by random backoff. Will be.

図7には、TPP区間内におけるビーコン送信局並びにそれ以外の局が送信権を得るための動作について図解している。   FIG. 7 illustrates an operation for a beacon transmitting station and other stations in the TPP section to obtain a transmission right.

ビーコン送信局は、自局のビーコンを送信した後、より短いバケット間隔SIFSの後に送信を開始することができる。図示の例では、ビーコン送信局はSIFSの後にRTSパケットを送信する。そして、その後も、送信されるCTS、データ、ACKの各パケットも同様にSIFSのフレーム間スペースで送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。   The beacon transmitting station can start transmission after a shorter bucket interval SIFS after transmitting its own beacon. In the illustrated example, the beacon transmission station transmits an RTS packet after SIFS. After that, the transmitted CTS, data, and ACK packets are similarly transmitted in the interframe space of SIFS, so that a series of communication procedures can be executed without being disturbed by neighboring stations.

一方、その他の局は、ビーコンが送信された後、まずLIFSだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、送信権利が与えられる。このため、ビーコン送信局が先にSIFS経過後にRTS信号を送信すると、メディアはクリアでなくなるから、他局は送信を開始することができなくなる。   On the other hand, after the beacon is transmitted, the other stations first monitor the media state by LIFS, and during this time, if the media is cleared, that is, if there is no transmission signal, random backoff is performed. If no exists, the right to send is granted. For this reason, if the beacon transmitting station first transmits the RTS signal after the SIFS has elapsed, the media is not clear, and other stations cannot start transmission.

図8には、通信局がTPP区間及びFAP区間においてそれぞれ送信を開始するための動作を図解している。   FIG. 8 illustrates an operation for the communication station to start transmission in each of the TPP section and the FAP section.

TPP区間内では、通信局は、自局のビーコンを送信した後、より短いバケット間隔SIFSの後に送信を開始することができる。図示の例では、ビーコン送信局はSIFSの後にRTSパケットを送信する。そして、その後も、送信されるCTS、データ、ACKの各パケットも同様にSIFSのフレーム間スペースで送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。   Within the TPP interval, the communication station can start transmission after a shorter bucket interval SIFS after transmitting its own beacon. In the illustrated example, the beacon transmission station transmits an RTS packet after SIFS. After that, the transmitted CTS, data, and ACK packets are similarly transmitted in the interframe space of SIFS, so that a series of communication procedures can be executed without being disturbed by neighboring stations.

これに対し、FAP区間では、通信局は、他の周辺局と同様にLIFS+ランダム・バックオフだけ待機してから送信開始する。言い換えれば、ランダムなバックオフにより送信権が均等に与えられることになる。図示の例では、他局のビーコンが送信された後、まずLIFSだけメディア状態を監視し、この間にメディアがクリアすなわち送信信号が存在しなければ、ランダム・バックオフを行ない、さらにこの間にも送信信号が存在しない場合に、RTSパケットを送信する。なお、RTS信号に起因して送信されるCTS、データ、ACKなどの一連のパケットはSIFSのフレーム間スペースで送信することにより、近隣局に邪魔されず、一連の通信手順を実行することができる。   On the other hand, in the FAP section, the communication station waits for LIFS + random backoff and starts transmission similarly to the other peripheral stations. In other words, transmission rights are equally given by random backoff. In the illustrated example, after the beacon of the other station is transmitted, the media state is first monitored by LIFS, and during this time, if the media is cleared, that is, if there is no transmission signal, random backoff is performed, and transmission is also performed during this period. When there is no signal, an RTS packet is transmitted. A series of packets such as CTS, data, and ACK transmitted due to the RTS signal is transmitted in the interframe space of SIFS, so that a series of communication procedures can be executed without being disturbed by neighboring stations. .

図9には、伝送フレーム周期(T_SF)の構成を示している。同図に示すように、各通信局からのビーコンの送信に続いて、直前のビーコンを送信した通信局に対してTPPが割り当てられ、当該局だけがSIFSという短いフレーム間スペースで優先的に送信権を得ることができる。   FIG. 9 shows the configuration of the transmission frame period (T_SF). As shown in the figure, following transmission of a beacon from each communication station, a TPP is allocated to the communication station that transmitted the previous beacon, and only the station preferentially transmits in a short interframe space called SIFS. You can get the right.

TPP区間が経過するとFAPになり、各通信局が通常のCSMA/CA方式により通信が行なわれる。すなわち、すべての通信局は、LIFS+ランダム・バックオフだけ待機してから送信開始するので送信権が均等に与えられる。そして、ビーコン送信タイミングが隣接する次の通信局からビーコンが送信されることにより、FAPが終わる。その後、同様にビーコン送信局にTPPが与えられた後FAP期間となる、というシーケンスが繰り返される。   When the TPP interval elapses, FAP is entered, and each communication station communicates with the normal CSMA / CA system. That is, all communication stations wait for LIFS + random backoff before starting transmission, so that the transmission right is equally given. Then, the FAP ends when a beacon is transmitted from the next communication station adjacent to the beacon transmission timing. Thereafter, the sequence of the FAP period after the TPP is given to the beacon transmitting station is repeated.

なお、図9ではビーコンの送信直後からTPPが開始する例を示したが、これには限定されるものではなく、例えば、ビーコンの送信時刻から相対位置(時刻)でTPPの開始時刻を設定してもよい。   Although FIG. 9 shows an example in which TPP starts immediately after the transmission of a beacon, the present invention is not limited to this. For example, the start time of TPP is set by the relative position (time) from the transmission time of beacon. May be.

ここで、1チャネル上のフレーム間スペースについてまとめると、各通信局は、ビーコン並びに自局のTPP内でのパケットの送信に関しては、SIFS間隔での送信が許容されることにより高いプライオリティが与えられる。すなわち、通信局は、ビーコンを送信する度に、短いフレーム間スペースで送信開始できるので、優先的にデータを送信する機会が得られることになる。   Here, when summarizing the inter-frame space on one channel, each communication station is given high priority for beacon and packet transmission within its own TPP by allowing transmission at SIFS intervals. . That is, each time a beacon is transmitted, the communication station can start transmission in a short inter-frame space, so that an opportunity to transmit data preferentially is obtained.

一方、それ以外のFAPにおいてはLIFS+バックオフの間隔での送信を行なうことが許容される。   On the other hand, other FAPs are allowed to perform transmission at the interval of LIFS + backoff.

また、通信局は、自局のTPP内では送信権を優先的に得ることができるが、この区間でメディアを占有するものではない。すなわち、自局のTPP内でも、他の通信局がLIFS+バックオフの間隔を以って送信を開始することも許容する。例えば、通信局は、ビーコンを送信してTPPを獲得したものの、自局には何も送信するものがない場合で且つ他局が自局宛てに送信したい情報を保持していることを知らない場合には、SIFSのフレーム間スペースで通信動作を開始しない。この結果、ビーコン送信局は、自局のTPPを放棄したこととなる。すると、TPPを与えられていない他の通信局は、LIFS+バックオフあるいはFIFS+バックオフ経過後に、この時間帯でも送信を開始することができる。   In addition, the communication station can preferentially obtain the transmission right within the TPP of its own station, but does not occupy the medium in this section. That is, even within the TPP of the local station, other communication stations are allowed to start transmission with an interval of LIFS + backoff. For example, a communication station acquires a TPP by transmitting a beacon, but does not know that there is nothing to transmit to the local station and that the other station holds information that the local station wants to transmit In some cases, the communication operation is not started in the interframe space of SIFS. As a result, the beacon transmitting station has abandoned its own TPP. Then, other communication stations not provided with TPP can start transmission even in this time zone after LIFS + backoff or FIFS + backoff has elapsed.

図10には、ビーコン送信局がTPPを放棄したときの動作を示している。ビーコン送信局がTPPの放棄によりSIFS間隔で送信を開始しなければ、他局はLIFS+バックオフでパケットの送信を開始することができる。この場合、TPPを与えられていない他の通信局は、LIFS+バックオフあるいはFIFS+バックオフ経過後に、この時間帯でも送信を開始することができる。また、TPPを放棄した場合であっても、ビーコン送信局は、勿論、自局のTPP区間内であれば、通信局は、他局の送信動作が完了した後に、さらにSIFS間隔で優先的に送信を開始することができる。   FIG. 10 shows an operation when the beacon transmitting station abandons TPP. If the beacon transmitting station does not start transmission at the SIFS interval due to the abandonment of TPP, the other stations can start transmitting packets with LIFS + backoff. In this case, other communication stations not provided with TPP can start transmission even during this time period after LIFS + backoff or FIFS + backoff has elapsed. Even if the TPP is abandoned, if the beacon transmitting station is of course within the TPP section of its own station, the communication station preferentially further at SIFS intervals after the transmission operation of other stations is completed. Transmission can be started.

さらに、他局のTPP内でのパケットの送信に関してはFIFS+バックオフの間隔での送信とし、低いプライオリティが与えられる。IEEE802.11方式においては、常にフレーム間スペースとしてFIFS+バックオフが採られているが、本実施形態の構成によれば、この間隔を詰めることができて、より効果的なパケット伝送が可能となる。   Further, regarding the transmission of packets in the TPP of another station, transmission is performed at an interval of FIFS + backoff, and a low priority is given. In the IEEE802.11 scheme, FIFS + backoff is always adopted as an inter-frame space. However, according to the configuration of the present embodiment, this interval can be reduced, and more effective packet transmission can be performed. .

上記では、TPP中の通信局にのみ優先送信権が与えられるという説明を行なったが、TPP中の通信局に呼び出された通信局にも優先送信権を与える。基本的にTPPにおいては、送信を優先するが、自通信局内に送信するものはないが、他局が自局宛てに送信したい情報を保持していることが判っている場合には、その「他局」宛てにページング(Paging)メッセージあるいはポーリング(Polling)メッセージを投げたりしてもよい。   In the above description, the priority transmission right is given only to the communication station in the TPP. However, the priority transmission right is also given to the communication station called by the communication station in the TPP. Basically, in TPP, transmission is given priority, but there is nothing to be transmitted within the local communication station, but when it is known that other stations hold information to be transmitted to the local station, A paging message or a polling message may be sent to “other station”.

図9に示したようにビーコン送信した直後にTPPが続くという構成を考慮すると、各通信局のビーコン送信タイミングは密集しているよりも伝送フレーム周期内で均等に分散している方が伝送効率上より好ましい。したがって、本実施形態では、基本的に自身が聞こえる範囲でビーコン間隔が最も長い時間帯のほぼ真中でビーコンの送信を開始するようにしている。勿論、各通信局のビーコン送信タイミングを集中して配置し、残りの伝送フレーム周期では受信動作を停止して装置の消費電力を低減させるという利用方法もある。   Considering the configuration in which TPP continues immediately after beacon transmission as shown in FIG. 9, the transmission efficiency is better when the beacon transmission timing of each communication station is evenly distributed within the transmission frame period than when it is dense. More preferred. Therefore, in this embodiment, beacon transmission is started in the middle of the time zone in which the beacon interval is the longest in the range where the user can hear it. Of course, there is also a utilization method in which the beacon transmission timing of each communication station is concentrated and the reception operation is stopped in the remaining transmission frame period to reduce the power consumption of the apparatus.

また、本実施形態では、ビーコン送信局に対して優先的な通信権を与えることによって自律分散的にトラフィックの往来を管理するが(前述)、マルチチャネル環境下では、ビーコン送信局は必ずしもビーコン送信チャネル上でTPPを獲得するとは限らない。すなわち、ビーコン送信局は、優先的に利用するチャネルを受信側の干渉状況に応じて、ビーコン送信チャネルとは異なるトラフィック送信に最適なチャネルへ移行する可能もある。   In this embodiment, traffic is managed in an autonomous and distributed manner by giving a preferential communication right to the beacon transmitting station (described above). However, in a multi-channel environment, the beacon transmitting station does not always transmit beacons. You don't always get a TPP on the channel. That is, the beacon transmitting station may shift the channel used preferentially to a channel optimal for traffic transmission different from the beacon transmission channel according to the interference state on the receiving side.

図11には、ビーコン信号フォーマットの構成例を示している。同図に示すように、ビーコン信号は、当該信号の存在を知らしめるためのプリアンブルに、ヘディング、ペイロード部PSDUが続いている。ヘディング領域において、該パケットがビーコンである旨を示す情報が掲載されている。また、PSDU内にはビーコンで報知したい以下の情報が記載されている。   FIG. 11 shows a configuration example of the beacon signal format. As shown in the figure, the beacon signal has a preamble for notifying the presence of the signal followed by a heading and a payload part PSDU. In the heading area, information indicating that the packet is a beacon is posted. Further, the following information that is desired to be notified by a beacon is described in PSDU.

TX.ADDR:送信局(TX)のMACアドレス
TOIS:TBTTオフセット・インジケータ(TBTT Offset Indication Sequence)
NBOI:近隣ビーコンのオフセット情報(Neighbor Beacon Offset Information)
TIM:トラフィック・インジケーション・マップ(Traffic Indication Map)
PAGE:ページング(Paging)
TX. ADDR: MAC address of transmitting station (TX) TOIS: TBTT offset indicator (TBTT Offset Indication Sequence)
NBOI: Neighbor Beacon Offset Information
TIM: Traffic Indication Map (Traffic Indication Map)
PAGE: Paging

TOISフィールドでは、TBTTオフセット(上述)を決定するための情報(例えば、擬似ランダム系列)が格納されており、当該ビーコンがビーコン送信タイミングTBTTに対してどれだけのオフセットを以って送信されているかを示す。TBTTオフセットを設けることにより、2台の通信局が伝送フレーム上では同じスロットにビーコン送信タイミングを配置している場合であっても、実際のビーコン送信時刻がずらすことができ、ある伝送フレーム周期にはビーコンが衝突しても、別の伝送フレーム周期では各通信局は互いのビーコンを聞き合う(あるいは、近隣の通信局は双方のビーコンを聞く)、すなわち衝突を認識することができる。   In the TOIS field, information for determining the TBTT offset (described above) (for example, a pseudo-random sequence) is stored, and how much the beacon is transmitted with respect to the beacon transmission timing TBTT. Indicates. By providing a TBTT offset, the actual beacon transmission time can be shifted, even when two communication stations have beacon transmission timings arranged in the same slot on the transmission frame, and at a certain transmission frame period. Even if a beacon collides, in another transmission frame period, each communication station hears each other's beacon (or neighboring communication stations hear both beacons), that is, can recognize the collision.

TIMとは、現在この通信局がどの通信局宛てに情報を有しているかの報知情報であり、TIMフィールドを参照することにより、受信局は自分が受信を行なわなければならないことを認識することができる。また、Pagingは、TIMに掲載されている受信局のうち、直後のTPPにおいて送信を予定していることを示すフィールドであり、このフィールドで指定された局はTPPでの受信に備えなければならない。   The TIM is broadcast information indicating to which communication station this communication station currently has information, and by referring to the TIM field, the receiving station recognizes that it must receive it. Can do. Paging is a field indicating that transmission is scheduled in the immediately following TPP among the receiving stations listed in the TIM, and the station specified in this field must be prepared for reception at the TPP. .

ビーコンには上記以外のフィールド(ETCフィールド)も用意されている。ETCフィールドは、用意されている各周波数チャネルにおいて干渉を受けている度合いすなわち干渉度レベル(IntLCH)を記述するフィールドを含んでいてもよい。   A field (ETC field) other than the above is also prepared in the beacon. The ETC field may include a field describing a degree of interference in each prepared frequency channel, that is, an interference level (IntLCH).

また、通信局は、これからRTS/CTS手続に基づいてデータ送信を行なおうとする際に、ETCフィールドを使って(あるいはPSDUの専用のフィールドを設けて)データ送信先の通信局とそのビーコン送信チャネルを明記するようにしてもよい。CSMA/CAに基づくランダム・アクセスを行なう際にRTS/CTS手続により通信品質を維持することができるが、この点については後述に譲る。   Further, when the communication station intends to perform data transmission based on the RTS / CTS procedure from now on, it uses the ETC field (or provides a dedicated field for PSDU) and the beacon transmission of the data transmission destination communication station. The channel may be specified. When performing random access based on CSMA / CA, the communication quality can be maintained by the RTS / CTS procedure, which will be described later.

NBOIフィールドは、伝送フレーム内において自局が受信可能な隣接局のビーコンの位置(受信時刻)を記述した情報である。本実施形態では、図4に示したように1伝送フレーム内で最大16個のビーコンを配置なスロットが用意されていることから、受信できたビーコンの配置に関する情報を16ビット長のビットマップ形式で記述する。すなわち、自局のビーコン送信タイミングTBTTのをNBOIフィールドの先頭ビット(MSB)にマッピングするとともに、その他の各スロットを自局のTBTTを基準とした相対位置(オフセット)に対応するビット位置にそれぞれマッピングする。そして、自局の送信ビーコン並びに受信可能なビーコンの各スロットに割り当てられたビット位置に1を書き込み、それ以外のビット位置は0のままとする。   The NBOI field is information describing the beacon position (reception time) of an adjacent station that can be received by the own station in the transmission frame. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, since a slot in which a maximum of 16 beacons are arranged in one transmission frame is prepared, information on the arrangement of received beacons is a 16-bit bitmap format. Describe in. That is, the beacon transmission timing TBTT of the local station is mapped to the first bit (MSB) of the NBOI field, and the other slots are mapped to bit positions corresponding to relative positions (offsets) based on the TBTT of the local station. To do. Then, 1 is written in the bit position assigned to each slot of the transmission beacon of the own station and the receivable beacon, and the other bit positions remain 0.

図12には、利用チャネル数を1つとした場合におけるNBOIの記述例を示している。同図に示す例では、通信局0が「1100,0000,0100,0000」のようなNBOIフィールドを作っている。これは、図4に示したように最大16局を収容可能な各スロットに通信局0〜FがそれぞれTBTTを設定しているような通信環境下で、図3に示した通信局0が、「通信局1並び通信局9からのビーコンが受信可能である」旨を伝えることになる。つまり、受信ビーコンの相対位置に対応するNBOIの各ビットに関し、ビーコンが受信可能である場合にはマーク、受信されてない場合にはスペースを割り当てる。また、MSBが1になっているのは自局がビーコンを送信しているためで、自局がビーコンを送信している時刻に相当する場所もマークする。   FIG. 12 shows a description example of the NBOI when the number of used channels is one. In the example shown in the figure, the communication station 0 creates an NBOI field such as “1100,0000,0100,0000”. As shown in FIG. 4, the communication station 0 shown in FIG. 3 has the communication station 0 shown in FIG. 3 in a communication environment in which the communication stations 0 to F set TBTT in each slot capable of accommodating a maximum of 16 stations. This means that “the beacon from the communication station 1 and the communication station 9 can be received” is transmitted. That is, for each bit of the NBOI corresponding to the relative position of the reception beacon, a mark is allocated when the beacon can be received, and a space is allocated when the beacon is not received. The MSB is 1 because the own station is transmitting a beacon, and a place corresponding to the time at which the own station is transmitting a beacon is also marked.

各通信局は、あるチャネル上でお互いのビーコン信号を受信すると、その中に含まれるNBOIの記述に基づいて、チャネル上でビーコンの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置したり周辺局からのビーコン受信タイミングを検出したりすることができる。   When each communication station receives each other's beacon signal on a certain channel, based on the description of the NBOI included therein, each communication station arranges its own beacon transmission timing while avoiding a beacon collision on the channel, or a neighboring station. Beacon reception timing can be detected.

図13には、新規に参入した通信局が周辺局から受信したビーコンから得た各ビーコンのNBOIに基づいて自局のTBTTを設定する様子を示している。   FIG. 13 shows a state where the newly entered communication station sets its own TBTT based on the NBOI of each beacon obtained from the beacon received from the peripheral station.

通信局は電源投入後、まずスキャン動作すなわち伝送フレーム長以上にわたり連続して信号受信を試み、周辺局の送信するビーコンの存在確認を行なう。この過程で、周辺局からビーコンが受信されなかった場合には、通信局は適当なタイミングをTBTTとして設定する。一方、周辺局から送信されるビーコンを受信した場合には、周辺局から受信した各ビーコンのNBOIフィールドを当該ビーコンの受信時刻に応じてシフトしながら論理和(OR)をとって参照することにより、最終的にマークされていないビット位置に相当するタイミングの中からビーコン送信タイミングを抽出する。   After turning on the power, the communication station first attempts to receive a signal over a scanning operation, that is, the transmission frame length or longer, and confirms the presence of a beacon transmitted by the peripheral station. In this process, if a beacon is not received from a peripheral station, the communication station sets an appropriate timing as TBTT. On the other hand, when a beacon transmitted from a peripheral station is received, the NBOI field of each beacon received from the peripheral station is referred to by taking a logical sum (OR) while shifting according to the reception time of the beacon. The beacon transmission timing is extracted from the timing corresponding to the bit positions that are not finally marked.

図13に示す例では、新規に登場した通信局Aに着目し、通信局Aの周辺には通信局0、通信局1、通信局2が存在しているという通信環境を想定している。そして、通信局Aは、スキャン動作により伝送フレーム内にこの3つの局0〜2からのビーコンが受信できたとする。   In the example illustrated in FIG. 13, attention is paid to the newly appearing communication station A, and a communication environment in which the communication station 0, the communication station 1, and the communication station 2 exist around the communication station A is assumed. Then, it is assumed that the communication station A has received the beacons from the three stations 0 to 2 in the transmission frame by the scanning operation.

NBOIフィールドは、周辺局のビーコン受信時刻を自局のビーコンに対する相対位置にマッピングしたビットマップ形式で記述される(前述)。そこで、通信局Aでは、周辺局から受信できた3つのビーコンのNBOIフィールドを各ビーコンの受信時刻に応じてシフトして時間軸上でビットの対応位置を揃えた上で、各タイミングのNBOIビットのORをとって参照する。   The NBOI field is described in the bitmap format in which the beacon reception time of the peripheral station is mapped to the relative position with respect to the beacon of the local station (described above). Therefore, the communication station A shifts the NBOI fields of the three beacons that can be received from the peripheral station according to the reception time of each beacon, aligns the corresponding positions of the bits on the time axis, and then sets the NBOI bits at each timing. Take the OR of

周辺局のNBOIフィールドを統合して参照した結果、得られている系列が図9中“OR of NBOIs”で示されている「1101,0001,0100,1000」であり、1は伝送フレーム内で既にTBTTが設定されているタイミングの相対位置を、0はTBTTが設定されていないタイミングの相対位置を示している。この系列において、スペース(ゼロ)の最長ランレングスは3であり、候補が2箇所存在していることになる。図13に示す例では通信局Aは、このうち15ビット目を自局ビーコンのTBTTに定めている。   As a result of integrating and referencing the NBOI fields of the peripheral stations, the obtained sequence is “1101,0001,0100,1000” indicated by “OR of NBOIs” in FIG. The relative position at the timing when TBTT has already been set, and 0 indicates the relative position at the timing when TBTT is not set. In this series, the longest run length of space (zero) is 3, and there are two candidates. In the example shown in FIG. 13, the communication station A defines the 15th bit in the TBTT of its own beacon.

通信局Aは、15ビット目の時刻を自局の正規ビーコンのTBTT(すなわち自局の伝送フレームの先頭)として設定し、ビーコンの送信を開始する。このとき、通信局Aが送信するNBOIフィールドは、ビーコン受信可能な通信局0〜2のビーコンの各受信時刻を、自局の正規ビーコンの送信時刻からの相対位置に相当するビット位置をマークしたビットマップ形式で記載し、図13中の“NBOIfor TX (1 Beacon TX)”で示す通りとなる。   The communication station A sets the time of the 15th bit as the TBTT of its regular beacon (that is, the head of its own transmission frame) and starts transmitting a beacon. At this time, the NBOI field transmitted by the communication station A marks the reception time of the beacons of the communication stations 0 to 2 capable of receiving beacons and the bit position corresponding to the relative position from the transmission time of the regular beacon of the local station. It is described in a bitmap format and is as indicated by “NBOIfor TX (1 Beacon TX)” in FIG.

本発明はマルチチャネル型の自律分散ネットワークに関するものであり、利用可能な各周波数チャネルについてのビーコン配置を記述したNBOI情報が必要であるが、この点について後述に譲る。   The present invention relates to a multi-channel autonomous distributed network, and requires NBOI information describing beacon arrangement for each available frequency channel, which will be described later.

図14には、ある周波数チャネル上において、新規参入局がNBOIの記述に基づいて既存のビーコンとの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置する様子を示している。同図の各段では、通信局STA0〜STA2の参入状態を表している。そして、各段の左側には各通信局の配置状態を示し、その右側には各局から送信されるビーコンの配置を示している。   FIG. 14 shows a state in which a new entry station arranges its own beacon transmission timing on a certain frequency channel while avoiding a collision with an existing beacon based on the description of the NBOI. In each stage of the figure, the entry states of the communication stations STA0 to STA2 are shown. The left side of each stage shows the arrangement state of each communication station, and the right side shows the arrangement of beacons transmitted from each station.

図14上段では、通信局STA0のみが存在している場合を示している。このとき、STA0はビーコン受信を試みるが受信されないため、適当なビーコン送信タイミングを設定して、このタイミングの到来に応答してビーコンの送信を開始することができる。ビーコンは40ミリ秒(伝送フレーム)毎に送信されている。このとき、STA0から送信されるビーコンに記載されているNBOIフィールドのすべてのビットが0である。   The upper part of FIG. 14 shows a case where only the communication station STA0 exists. At this time, since STA0 tries to receive a beacon but is not received, STA0 can set an appropriate beacon transmission timing and can start beacon transmission in response to the arrival of this timing. The beacon is transmitted every 40 milliseconds (transmission frame). At this time, all bits in the NBOI field described in the beacon transmitted from STA0 are 0.

図14中段には、通信局STA0の通信範囲内でSTA1が参入してきた様子を示している。STA1は、ビーコンの受信を試みると、STA0のビーコンが受信される。さらにSTA0のビーコンのNBOIフィールドは自局の送信タイミングを示すビット以外のビットはすべて0であることから、上述した処理手順に従ってSTA0のビーコン間隔のほぼ真中に自己のビーコン送信タイミングを設定する。   The middle part of FIG. 14 shows a state where STA1 has entered within the communication range of the communication station STA0. When STA1 attempts to receive a beacon, the beacon of STA0 is received. Further, since all the bits other than the bit indicating the transmission timing of the local station are 0 in the NBOI field of the beacon of STA0, the own beacon transmission timing is set approximately in the middle of the beacon interval of STA0 according to the above-described processing procedure.

STA1が送信するビーコンのNBOIフィールドは、自局の送信タイミングを示すビットとSTA0からのビーコン受信タイミングを示すビットに1が設定され、それ以外のビットはすべて0である。また、STA0も、STA1からのビーコンを認識すると、NBOIフィールドの該当するビット位置に1を設定する。   In the NBOI field of the beacon transmitted by STA1, 1 is set in the bit indicating the transmission timing of the local station and the bit indicating the beacon reception timing from STA0, and all other bits are 0. Also, when STA0 recognizes the beacon from STA1, it sets 1 to the corresponding bit position in the NBOI field.

図14の最下段には、さらにその後、通信局STA1の通信範囲にSTA2が参入してきた様子を示している。図示の例では、STA0はSTA2にとって隠れ端末となっている。このため、STA2は、STA1がSTA0からのビーコンを受信していることを認識できず、右側に示すように、STA0と同じタイミングでビーコンを送信し衝突が生じてしまう可能性がある。   14 shows a state in which STA2 has entered the communication range of communication station STA1 after that. In the illustrated example, STA0 is a hidden terminal for STA2. For this reason, STA2 cannot recognize that STA1 has received a beacon from STA0, and as shown on the right side, there is a possibility that a beacon is transmitted at the same timing as STA0 and a collision occurs.

NBOIフィールドはこの現象を回避するために用いられる。まず、STA1のビーコンのNBOIフィールドは自局の送信タイミングを示すビットに加え、STA0がビーコンを送信しているタイミングを示すビットにも1が設定されている。そこで、STA2は、隠れ端末であるSTA0が送信するビーコンを直接受信はできないが、STA1から受信したビーコンに基づいてSTA0のビーコン送信タイミングを認識し、このタイミングでのビーコン送信を避ける。   The NBOI field is used to avoid this phenomenon. First, the NBOI field of the beacon of STA1 is set to 1 in the bit indicating the timing at which STA0 is transmitting a beacon in addition to the bit indicating the transmission timing of the local station. Therefore, STA2 cannot directly receive the beacon transmitted by STA0, which is a hidden terminal, but recognizes the beacon transmission timing of STA0 based on the beacon received from STA1, and avoids beacon transmission at this timing.

そして、図15に示すように、このときSTA2は、STA0とSTA1のビーコン間隔のほぼ真中にビーコン送信タイミングを定める。勿論、STA2の送信ビーコン中のNBOIでは、STA2とSTA1のビーコン送信タイミングを示すビットを1に設定する。このようなNBOIフィールドの記述に基づくビーコンの衝突回避機能により、隠れ端末すなわち2つ先の隣接局のビーコン位置を把握しビーコンの衝突を回避することができる。   And as shown in FIG. 15, STA2 determines beacon transmission timing in the middle of the beacon interval of STA0 and STA1 at this time. Of course, in the NBOI in the transmission beacon of STA2, the bit indicating the beacon transmission timing of STA2 and STA1 is set to 1. With such a beacon collision avoidance function based on the description of the NBOI field, a beacon collision can be avoided by grasping the beacon position of a hidden terminal, that is, two adjacent stations.

C.マルチチャネル環境下でのアクセス動作
上述したように、自律分散型の無線通信システムでは、各通信局は伝送フレーム周期内でビーコン情報を報知するとともに、他局からのビーコン信号のスキャン動作を行なうことにより1チャネル上でのネットワーク構成を認識することができる。
C. As access operation described above under a multi-channel environment, the autonomous distributed wireless communications system, with each communication station notifies beacon information in the transmission frame period, to perform a scanning operation of the beacon signal from another station Thus, the network configuration on one channel can be recognized.

ところが、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型ネットワークの場合、図4に示したような伝送フレームが周波数軸上に利用チャネル数分だけ配置された構成となっている(図16を参照のこと)。また、本実施形態では、各通信局は、単一のアンテナを備え、送受信をともに並行しては行なえず、且つ、同時刻に複数の周波数チャネルをハンドルすることはできないということを想定している(前述)。このため、通信局は他の通信のビーコン送信タイミングにおいて同じチャネル上に移行していなければビーコンを受信することはできず、すべてのチャネル上においてネットワーク構成を把握することは困難である。   However, the multi-channel autonomous distributed network according to the present embodiment has a configuration in which transmission frames as shown in FIG. 4 are arranged on the frequency axis by the number of used channels (see FIG. 16). ). In the present embodiment, it is assumed that each communication station has a single antenna, cannot perform transmission and reception in parallel, and cannot handle multiple frequency channels at the same time. (Mentioned above). For this reason, a communication station cannot receive a beacon unless it has shifted to the same channel at the beacon transmission timing of another communication, and it is difficult to grasp the network configuration on all channels.

また、通信局が自局にとって最適なチャネルであっても、通信相手となる他局にとっては干渉を受けているチャネルである可能性がある。例えば、一方の局のビーコン送信チャネルが他方の局では干渉チャネル若しくは通信品質が劣化し使用不能なチャネルであった場合には、これらの通信局は、仮に他のチャネル上では通信し合うことができたとしても、お互いの存在を永遠に認識することができないというデッドロックの状態に陥ってしまう。   Further, even if the communication station is the optimum channel for the own station, there is a possibility that the other station which is the communication partner is a channel receiving interference. For example, if the beacon transmission channel of one station is an interference channel or an unusable channel because the communication quality deteriorates in the other station, these communication stations may communicate with each other on the other channel. Even if they can, they will fall into a deadlock state where they cannot recognize each other's existence forever.

そこで、本実施形態では、各通信局が定期的に送信するビーコン信号に自局が受けている干渉のレベル情報を載せて送信し、周辺局から受信したビーコン情報に基づいて干渉状況を把握した上で通信チャネルを決定するようになっている。例えば、周辺通信局が酷く干渉を受けているチャネルを通信チャネルとして利用することを避けることにより、自律分散的に通信チャネルをコントロールするようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the level information of the interference received by the local station is transmitted on the beacon signal periodically transmitted by each communication station, and the interference status is grasped based on the beacon information received from the peripheral station. The communication channel is determined above. For example, the communication channel is controlled in an autonomous and distributed manner by avoiding the use of a channel in which peripheral communication stations are severely interfered as a communication channel.

ここで、図17に示すような干渉環境下で2台以上の通信局が配置されている状態について考察してみる。   Here, let us consider a state in which two or more communication stations are arranged in an interference environment as shown in FIG.

同図に示す無線通信システムでは、チャネル#1〜チャネル#3の3つのチャネルが利用可能チャネルとして用意されているが、空間上の左右に、チャネル#1、チャネル#2、並びにチャネル#3が被干渉チャネルとなる干渉局かそれぞれ配置されている。   In the wireless communication system shown in the figure, three channels # 1 to # 3 are prepared as usable channels, but channel # 1, channel # 2, and channel # 3 are provided on the left and right sides of the space. Interfering stations serving as interfered channels are respectively arranged.

この空間の略中央に配置されている通信局#2、並びに通信局#3では、すべてのチャネルでビーコンを聞き取ることができる。また、通信局#1ではチャネル#1及びチャネル#2が被干渉チャネルとなっており、通信局#4ではチャネル#3が被干渉チャネルとなっているが、最低レートで送信されるビーコン信号は受信可能な干渉レベルである。   In communication station # 2 and communication station # 3 arranged in the approximate center of this space, beacons can be heard on all channels. Also, in communication station # 1, channel # 1 and channel # 2 are interfered channels, and in communication station # 4, channel # 3 is an interfered channel, but the beacon signal transmitted at the lowest rate is Receivable interference level.

通信局#2は、各局からのビーコンを受信して、各局におけるチャネル毎の干渉情報を取得することができる。そして、すべての通信局がビーコンを送信することができるチャネル#3を利用して、自局のビーコン信号の送信を行なう。   Communication station # 2 can receive the beacon from each station and acquire interference information for each channel in each station. Then, using the channel # 3 through which all communication stations can transmit beacons, their own beacon signals are transmitted.

また、通信局#2は、ビーコン送信チャネル以外のチャネルを用いてデータ送信動作を行なうようにしてもよい。例えば、通信局#4宛てにトラフィックを送信するときには、チャネル#3を利用してビーコンを送信した後、通信局#4において干渉レベルの低いチャネル#1又はチャネル#2へ移行して、トラフィックの送信を開始する。   Further, the communication station # 2 may perform the data transmission operation using a channel other than the beacon transmission channel. For example, when transmitting traffic to the communication station # 4, after transmitting a beacon using the channel # 3, the communication station # 4 moves to the channel # 1 or the channel # 2 having a low interference level, Start sending.

このように、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型無線ネットワークでは、通信局は、新規参入時やリフレッシュ時に、ビーコン信号に記載されている各チャネルの干渉情報を基に、なるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルに選択する。また、ビーコンを受信できない周辺局がある場合には、ビーコン送信チャネルの変更を試みる。   As described above, in the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present embodiment, as many communication stations as possible based on the interference information of each channel described in the beacon signal at the time of new entry or refresh. The channel that can be received is selected as the beacon transmission channel. If there is a peripheral station that cannot receive a beacon, it tries to change the beacon transmission channel.

このように、なるべく多くの通信局が受信できるチャネルをビーコン送信チャネルとしビーコンの送信動作を行なうことにより、より多くの通信局がお互いのビーコンを受信してその存在を認識することができ、デッドロックの状態に陥ることを極力回避することができる。   In this way, by performing a beacon transmission operation using a channel that can be received by as many communication stations as possible as a beacon transmission channel, more communication stations can receive each other's beacons and recognize their existence, and dead It is possible to avoid falling into the locked state as much as possible.

また、各通信局は、送信データがなくビーコンの受信だけを行なっている期間中はチャネルの切り替えが不要となる。通信局は、自局が受けている干渉が許容レベルであれば、なるべく周辺通信局と同一の通信チャネルを利用することにより、チャネル移行のオーバーヘッドを軽減することができる。チャネル移行にはハードウェア動作上約300マイクロ秒程度の遅延時間を要することから、チャネル移行の回数を削減することにより、通信容量を増大することができる。   Further, each communication station does not need to switch channels during a period when there is no transmission data and only beacon reception is performed. The communication station can reduce the overhead of channel transition by using the same communication channel as that of the peripheral communication station as much as possible if the interference received by the local station is at an allowable level. Since the channel shift requires a delay time of about 300 microseconds in terms of hardware operation, the communication capacity can be increased by reducing the number of channel shifts.

また、通信局は、例えば自局が広帯域を必要とするかどうかに応じてビーコン送信チャネルを決定するようにしてもよい。例えば、自局が広帯域を必要とする場合には、なるべく他の通信局が利用していなく自身にとって干渉レベルの低いチャネルを選択し、ビーコンの送信を開始する。自分が広帯域を送信する側でも受信する側でも同様の動作を行なう。   In addition, the communication station may determine the beacon transmission channel depending on, for example, whether the local station requires a wide band. For example, when the own station requires a wide band, a channel having a low interference level for itself is selected as much as possible without being used by another communication station, and beacon transmission is started. The same operation is performed on both the transmitting side and the receiving side.

他方、広帯域が必要でない通信局は、チャネル変更時のオーバーヘッドなどを考慮すると、周辺局となるべく同一チャネルでビーコンを送信した方がよいので、最も多くの通信局がビーコンを送信しているチャネル(最多チャネル)に注目する。   On the other hand, a communication station that does not need a wide band should transmit a beacon on the same channel as possible as a peripheral station in consideration of overhead at the time of channel change. Pay attention to the most channels).

その最多チャネルで、自分を含む周辺局が大きな干渉を受けていない場合は、そのチャネルでビーコンの送信を開始する。また、最低レートで送信しているビーコンが受信できないほどの大きな干渉を受けている通信局が複数いる場合は、平均干渉レベルが一番低くなるチャネルを選択し、そこでビーコンを送信開始するようにする。   When the peripheral station including itself does not receive a large interference on the most frequent channel, beacon transmission is started on that channel. In addition, if there are multiple communication stations that have received a large amount of interference that cannot be received by the beacon transmitted at the lowest rate, select the channel with the lowest average interference level and start transmitting the beacon there. To do.

各通信局はそれぞれ定期的に、この動作を行なうことによって、常に通信チャネルを最適なものにリフレッシュしていく。   Each communication station regularly refreshes the communication channel to the optimum one by performing this operation periodically.

図18には、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型無線ネットワークにおいて、通信局がビーコン送信チャネルを選択するための動作手順をフローチャートの形式で示している。このような動作は、実際には、無線通信装置内の中央制御部103が情報記憶部113に格納されている実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。   FIG. 18 shows an operation procedure for the communication station to select a beacon transmission channel in the form of a flowchart in the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present embodiment. Such an operation is actually realized in a form in which the central control unit 103 in the wireless communication apparatus executes an execution command program stored in the information storage unit 113.

まず、所定の手順に従い各チャネル上でスキャン動作を行ない、周辺局から送信されるビーコン信号の受信を試みる(ステップS1)。   First, a scanning operation is performed on each channel according to a predetermined procedure, and reception of a beacon signal transmitted from a peripheral station is attempted (step S1).

ここで、周辺局のビーコン信号を発見することができた場合には(ステップS2)、次いで、自局が広帯域を必要とするかどうかを判別する(ステップS3)。広帯域が必要かどうかは、自局が送信する側及び受信する側の双方の場合を考慮して判断する。   Here, when the beacon signal of the peripheral station can be found (step S2), it is then determined whether or not the local station needs a wide band (step S3). Whether or not a wide band is necessary is determined in consideration of both the transmitting side and the receiving side of the local station.

自局が広帯域を必要としない場合には、周辺局の中で最も多くの通信局がビーコンを送信しているチャネル(最多チャネル)に着目し(ステップS4)、その最多チャネルで自分を含む周辺局が大きな干渉を受けているかどうかをさらに判別する(ステップS5)。   When the local station does not need a wide band, pay attention to the channel (the most frequent channel) where the most communication stations among the peripheral stations transmit beacons (step S4), and the peripheral including the self in the most frequent channel. It is further determined whether or not the station is receiving large interference (step S5).

ここで、最多チャネルで自局を含む周辺局が大きな干渉を受けていない場合には、その最多チャネルを選択して(ステップS6)、そのチャネル上でビーコンの送信を開始する(ステップS7)。   Here, when the peripheral station including the own station does not receive large interference in the most frequent channel, the most frequent channel is selected (step S6), and beacon transmission is started on the channel (step S7).

また、最多チャネルで大きな干渉を受けている通信局が複数ある場合には、平均干渉レベルが最も低くなるチャネルを選択し(ステップS10)、そこでビーコンを送信開始するようにする(ステップS7)。   Further, when there are a plurality of communication stations receiving a large amount of interference in the most channels, the channel having the lowest average interference level is selected (step S10), and beacon transmission is started there (step S7).

また、ステップS3において、自局が広帯域の通信容量を必要とすると判断した場合には、なるべく他の通信局が利用していなく自局にとって干渉レベルの低いチャネルを選択し(ステップS9)、ビーコンの送信を開始する(ステップS7)。自分が広帯域を送信する側でも受信する側でも同様の動作を行なう。   If it is determined in step S3 that the local station requires a broadband communication capacity, a channel having a low interference level for the local station is selected as much as possible and is not used by another communication station (step S9). Is started (step S7). The same operation is performed on both the transmitting side and the receiving side.

また、ステップS2において、周辺局からのビーコン信号を発見しなかった場合には、自局にとって最適なチャネル、具体的には自局にとって干渉レベルが最低となるチャネルをビーコン送信チャネルとして選択し(ステップS8)、ビーコンの送信を開始する(ステップS7)。   In step S2, if a beacon signal from a peripheral station is not found, a channel optimum for the own station, specifically, a channel having the lowest interference level for the own station is selected as a beacon transmission channel ( Step S8), beacon transmission is started (step S7).

そして、通信局は、定期的リフレッシュ時刻が到来すると(ステップS11)、ステップS1に戻り、ビーコン送信チャネルの選択動作を繰り返し行なう。このように、通信局は定期的に上述した動作を行なうことによって、常に通信チャネルを最適なものにリフレッシュしていく。   When the regular refresh time arrives (step S11), the communication station returns to step S1 and repeats the beacon transmission channel selection operation. As described above, the communication station regularly refreshes the communication channel to the optimum one by periodically performing the above-described operation.

次に、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークにおいて、通信局が時系列的にチャネル変更を行なう動作について説明する。   Next, an operation of the communication station performing channel change in time series in the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係る自律分散型の無線通信システムでは、各チャネル上においてビーコン送信タイミング直後に配置される優先送信期間(TPP)、並びにTPPに続くFAPの各期間では、CSMA/CAに基づくランダム・アクセスが行なう。このとき、フレーム間スペースにより優先送信権を割り当てるとともに、衝突を回避し通信品質を向上させる手段としてRTS/CTS方式を採用することができる(例えば、図7並びに図8を参照のこと)。   In the autonomous distributed wireless communication system according to the present embodiment, the priority transmission period (TPP) arranged immediately after the beacon transmission timing on each channel, and the RAP based on CSMA / CA in each period of FAP following TPP. Access. At this time, the RTS / CTS method can be adopted as a means for assigning a priority transmission right according to an inter-frame space and avoiding a collision and improving communication quality (see, for example, FIGS. 7 and 8).

RTS/CTS方式では、正味の情報の送信に先立ち、送信元通信局はRTS(Request to Send:送信要求)を送信し、受信先通信局がこのRTSを受信してデータを受信可能であれば、その応答としてCTS(Clearto Send:受信準備完了)を返す。そして、RTS/CTSの情報交換により送受信局間でコネクションが確立した後にデータ伝送を実行する。   In the RTS / CTS method, prior to transmission of net information, the transmission source communication station transmits RTS (Request to Send), and the reception communication station can receive this RTS and receive data. As a response, CTS (Clearto Send) is returned. Then, data transmission is executed after a connection is established between the transmitting and receiving stations by exchanging RTS / CTS information.

ここで、RTS/CTSの情報交換を利用した一般的なデータ送受信シーケンスについて図19を参照しながら説明する。但し、同図に示す例は、特定の1チャネル上で送信元通信局#1から受信先通信局#2へデータ伝送が行なわれる場合のシーケンスである。また、通信局#0は通信局#2にとって隠れ端末であり、通信局#3は通信局#1にとって隠れ端末となる。   Here, a general data transmission / reception sequence using RTS / CTS information exchange will be described with reference to FIG. However, the example shown in the figure is a sequence when data transmission is performed from the transmission source communication station # 1 to the reception destination communication station # 2 on a specific one channel. Further, the communication station # 0 is a hidden terminal for the communication station # 2, and the communication station # 3 is a hidden terminal for the communication station # 1.

まず、通信局#1から通信局#2へデータを送信するに先立ち、通信局#1においてチャネルが空き状態であることを検出した後に、所定のプリアンブル信号P(131)と、RTS信号(132)を送信する。   First, prior to transmitting data from the communication station # 1 to the communication station # 2, after detecting that the channel is empty in the communication station # 1, a predetermined preamble signal P (131) and an RTS signal (132) ).

ここで、RTS信号には、CTSを受信するまでの時間情報が記載され、このRTS信号を受信できた周辺局は、その期間は信号の送信を停止することで衝突回避動作を行なう。図示の例では、通信局#0は通信局#1のRTS信号を受信したことによって、その受信時刻情報から、自己からの送信を控える時間(送信待機期間)を設定する動作を行なう。一方、通信局#3は隠れ端末であるからRTS信号を受信することはできない。   Here, the RTS signal describes time information until the CTS is received, and the peripheral station that has received the RTS signal performs a collision avoidance operation by stopping signal transmission during that period. In the illustrated example, when the communication station # 0 receives the RTS signal of the communication station # 1, the communication station # 0 performs an operation of setting a time (transmission standby period) during which transmission from the communication station # 0 is refrained from the reception time information. On the other hand, since the communication station # 3 is a hidden terminal, it cannot receive the RTS signal.

さらに、通信局#2はRTS信号を受信できて、なお且つその後のデータ受信が可能であれば、所定のプリアンブル信号P(133)と、CTS信号(134)を返信する。   Further, if the communication station # 2 can receive the RTS signal and can receive data thereafter, it returns a predetermined preamble signal P (133) and a CTS signal (134).

CTS信号には、データの受信が終了するまでの時間情報が記載され、このCTS信号を受信できた周辺局は、その期間は信号の送信を停止することで衝突回避動作を行なう。図示の例では、通信局#3は通信局#2のCTS信号を受信したことによって、その受信時刻情報から、自己からの送信を控える時間(送信待機期間)を設定する動作を行なう。   The CTS signal describes time information until data reception is completed, and the peripheral station that has received this CTS signal performs a collision avoidance operation by stopping signal transmission during that period. In the illustrated example, when the communication station # 3 receives the CTS signal of the communication station # 2, the communication station # 3 performs an operation of setting a time (transmission standby period) to refrain from transmission from the reception time information.

このように送受信局の一方にとって隠れ端末となる通信局であっても、RTS又はCTS信号のうちいずれかを受信することによって所定時間だけ送信動作を行なわないことにより、干渉が回避され、通信品質が維持される。   In this way, even a communication station that is a hidden terminal for one of the transmitting and receiving stations does not perform a transmission operation for a predetermined time by receiving either the RTS or CTS signal, thereby avoiding interference and improving communication quality. Is maintained.

そして、このCTS信号を受信できた通信局#1では、CTS信号で記載された時間にわたり、所定のプリアンブル信号P(135)とデータData(136)の送信処理を行なうとともに、通信局#2では、同時にデータData(136)の受信動作を行なう。   Then, the communication station # 1 that has received this CTS signal performs a transmission process of a predetermined preamble signal P (135) and data Data (136) over the time described in the CTS signal, and the communication station # 2 At the same time, the data Data (136) is received.

このとき、通信局#0では、通信局#1からのデータ通信が行なわれることを、データData(136)のヘッダ情報Head(図示しない)から把握し、このデータ通信持続時間にわたり、通信局#1宛ての送信が行なわない制御を行なうようにしても良い。   At this time, in the communication station # 0, it is grasped from the header information Head (not shown) of the data Data (136) that the data communication from the communication station # 1 is performed, and over this data communication duration, the communication station # You may make it perform the control which does not perform transmission addressed to 1.

この他に必要に応じて、データの受信が正しく行なわれたか否かをACK情報(図示しない)として、無線通信装置#2から無線通信装置#1に返送するようにしても良い。   In addition, if necessary, whether or not the data has been correctly received may be returned from the wireless communication device # 2 to the wireless communication device # 1 as ACK information (not shown).

次いで、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークへのRTS/CTS方式の適用例について、図20を参照しながら説明する。   Next, an application example of the RTS / CTS scheme to the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

既に述べたように、本実施形態では、データ送信元の通信局は、データ送信先の通信局のビーコン送信チャネルに移行してデータ送信動作を行なう。このため、データ送信先の通信局にとって隠れ端末となる周辺局が移行先のチャネルが干渉チャネルとなっている場合には、移行先のチャネルで送信するRTS信号を聞きとれないという、マルチチャネル固有の隠れ端末問題が生じる。   As already described, in the present embodiment, the data transmission source communication station shifts to the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station and performs the data transmission operation. For this reason, if a peripheral station that is a hidden terminal for a data transmission destination communication station has an interfering channel as a transition destination channel, an RTS signal transmitted on the transition destination channel cannot be heard. The hidden terminal problem occurs.

そこで、データ送信元の通信局は、データ送信先の通信局からは隠れ端末となる通信局が存在することを想定して、RTS信号の送信に先駆けて、自局のビーコン送信チャネル上で、RTS信号とマルチプレクスしたビーコン信号(データ通信を行なっているチャネルの情報を含んだビーコン信号)を送信する。   Therefore, assuming that there is a communication station that is a hidden terminal from the data transmission destination communication station, the data transmission source communication station precedes the RTS signal transmission on its own beacon transmission channel, An RTS signal and a multiplexed beacon signal (a beacon signal including information on a channel performing data communication) are transmitted.

このビーコン信号は擬似的にRTS信号としての役割を果たす。隠れ端末は、ビーコン送信チャネル上でRTS信号がマルチプレクスされたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)を受信したことに応答して、所定時間だけデータ送信動作を差し控えることにより、干渉を回避することができる。   This beacon signal functions as an RTS signal in a pseudo manner. In response to receiving a beacon in which an RTS signal is multiplexed on a beacon transmission channel (a beacon including channel information for performing data communication), the hidden terminal refrains from performing a data transmission operation for a predetermined time. Interference can be avoided.

その後、データ送信元の通信局は、データ送信先の通信局のビーコン送信チャネルに移行して送信要求パケットRTSを送信し、データ送信先の通信局から確認通知パケットCTSを受信したことに応答してデータ送信を開始する。   Thereafter, the data transmission source communication station shifts to the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station, transmits a transmission request packet RTS, and responds to reception of the confirmation notification packet CTS from the data transmission destination communication station. Start data transmission.

図21には、本実施形態に係るマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークへRTS/CTS方式を適用した他の例を示している。   FIG. 21 shows another example in which the RTS / CTS scheme is applied to the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present embodiment.

本実施形態では、データ送信元の通信局は、データ送信先の通信局にとって干渉レベルの低いチャネルに移行してデータ送信動作を行なうことに伴う隠れ端末問題を回避するために、RTS信号の送信に先駆けて、自局のビーコン送信チャネル上で、RTS信号とマルチプレクスしたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)とともに送信する。   In this embodiment, the data transmission source communication station transmits an RTS signal in order to avoid a hidden terminal problem associated with performing a data transmission operation by shifting to a channel with a low interference level for the data transmission destination communication station. Prior to this, on the beacon transmission channel of the local station, the RTS signal and a beacon multiplexed (a beacon including channel information for performing data communication) are transmitted.

このとき、データ送信元のビーコン送信チャネルとデータ送信先の通信局のビーコン送信チャネルが一致する場合には、RTS信号マルチプレクスしたビーコンを擬似的なRTS信号そのものであるとみなす。   At this time, if the beacon transmission channel of the data transmission source matches the beacon transmission channel of the communication station of the data transmission destination, the beacon obtained by multiplexing the RTS signal is regarded as a pseudo RTS signal itself.

このとき、データ送信元のビーコン送信チャネルとデータ伝送を行なうチャネルが一致する場合には、RTS信号マルチプレクスしたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)をRTS信号そのものであるとみなす。   At this time, if the beacon transmission channel of the data transmission source matches the channel for data transmission, the RTS signal multiplexed beacon (beacon including channel information for data communication) is regarded as the RTS signal itself. .

また、データ送信先の通信局は、RTS信号をマルチプレクスしたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)を受信したことに応答して、通常のRTS信号の到来を待つことなく、CTS信号を返すことにより、データ送信を開始することができる。   In addition, the communication station of the data transmission destination does not wait for the arrival of the normal RTS signal in response to receiving the beacon in which the RTS signal is multiplexed (the beacon including the channel information performing data communication). The data transmission can be started by returning the CTS signal.

このようにして、RTS信号の送信手続(RTS信号の再送)を省略することにより、マルチチャネルにおけるRTS/CTS手続のオーバーヘッドを軽減することができる。   Thus, by omitting the RTS signal transmission procedure (RTS signal retransmission), the overhead of the RTS / CTS procedure in multi-channel can be reduced.

図22〜図24には、本実施形態に係るマルチパス自律分散型の無線ネットワークにおいて、無線通信装置100が通信局として自律動作するための処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、無線通信局100は、図示しないスキャン動作などにより、周辺局のビーコン送信チャネルやビーコン送信タイミングなどの近隣局情報を既に獲得しているものとする。図示の通り、通信局は、送信要求に依存しない定常動作モード、ビーコン送信をトリガとした送信開始モード、並びに送信継続モードを持つ。このような処理手順は、実際には、中央制御部103が情報記憶部113に格納されている実行命令プログラムを実行するという形態で実現される。   22 to 24 show, in the form of flowcharts, processing procedures for the wireless communication device 100 to operate autonomously as a communication station in the multipath autonomous distributed wireless network according to the present embodiment. However, it is assumed that the wireless communication station 100 has already acquired neighboring station information such as beacon transmission channels and beacon transmission timings of peripheral stations by a scanning operation (not shown). As illustrated, the communication station has a steady operation mode that does not depend on a transmission request, a transmission start mode triggered by beacon transmission, and a transmission continuation mode. Such a processing procedure is actually realized in a form in which the central control unit 103 executes an execution instruction program stored in the information storage unit 113.

定常動作モード下では、ビーコン送信タイミングが到来するまでの間、周辺局のビーコン送信タイミングが到来すると(ステップS31)、その周辺局のビーコン送信チャネルへ移行して、ビーコンの受信を行なう(ステップS32)。   Under the steady operation mode, when the beacon transmission timing of the peripheral station arrives until the beacon transmission timing arrives (step S31), the mobile station shifts to the beacon transmission channel of the peripheral station and receives the beacon (step S32). ).

そして、自局のビーコン送信タイミングが到来すると(ステップS21)、通信プロトコルの上位層(例えば、インターフェース101経由で接続される外部機器)からの送信要求があるかどうかをチェックする(ステップS22)。送信要求がない場合には、自己に最適となるビーコン送信チャネル上でビーコンの送信を行なう(ステップS33)。   When the beacon transmission timing of the local station comes (step S21), it is checked whether or not there is a transmission request from an upper layer of the communication protocol (for example, an external device connected via the interface 101) (step S22). If there is no transmission request, a beacon is transmitted on the beacon transmission channel that is optimum for itself (step S33).

一方、上位層からの送信要求がある場合には、RTS/CTS手続のために、自局のビーコン送信チャネル上で、RTS信号をマルチプレクスしたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)を所定のビーコン送信タイミングで送信する(ステップS23)。   On the other hand, when there is a transmission request from an upper layer, for the RTS / CTS procedure, on the beacon transmission channel of the local station, a beacon (a beacon including channel information on which data communication is performed) is multiplexed. ) At a predetermined beacon transmission timing (step S23).

次いで、送信開始モードに遷移し、自局のビーコン送信チャネルとデータ送信先の通信局のビーコン送信チャネル(すなわちデータ伝送に用いられるチャネル)が一致するかどうかをチェックする(ステップS24)。   Next, transition is made to the transmission start mode, and it is checked whether the beacon transmission channel of the local station and the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station (that is, the channel used for data transmission) match (step S24).

ここで、互いのビーコン送信チャネルが一致しない場合には、データ送信先の通信局のビーコン送信チャネルへ移行してから(ステップS34)、RTS信号を送信する(ステップS35)。一方、互いのビーコン送信チャネルが一致する場合には、RTS信号をマルチプレクスしたビーコン(データ通信を行なっているチャネル情報を含むビーコン)をRTS信号そのものであるとみなし、正規のRTS信号の送信並びにチャネル移行動作が省略される。そして、データ送信先の通信局からCTS信号されるまで待機する(ステップS25)。   Here, if the beacon transmission channels do not match each other, the RTS signal is transmitted (step S35) after shifting to the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station (step S34). On the other hand, when the beacon transmission channels match each other, a beacon obtained by multiplexing the RTS signal (a beacon including channel information for performing data communication) is regarded as the RTS signal itself, and transmission of a regular RTS signal is performed. The channel transition operation is omitted. Then, it waits for a CTS signal from the data transmission destination communication station (step S25).

ここで、所定時間内にCTS信号を受信することができなかった場合には(ステップS26)、ステップS35へ進んで、RTS信号の再送を行なう。   If the CTS signal cannot be received within a predetermined time (step S26), the process proceeds to step S35, and the RTS signal is retransmitted.

一方、所定時間内にCTS信号を無事受信することができた場合には、上位層から要求されているデータ送信を実行する(ステップS27)。そして、上位層からの送信要求がさらにあるかどうかをチェックする(ステップS28)。送信要求が完了した場合には、ステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送受信動作を行なう。   On the other hand, if the CTS signal is successfully received within the predetermined time, the data transmission requested from the upper layer is executed (step S27). Then, it is checked whether or not there is a further transmission request from the upper layer (step S28). When the transmission request is completed, the process returns to step S21 to perform a beacon transmission / reception operation under the steady operation mode.

また、送信要求が継続する場合には、送信継続モードに遷移する。そして、自局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕があるかどうかをチェックする(ステップS29)。余裕がない場合には、ステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送信動作を行なう。   When the transmission request continues, the mode transits to the transmission continuation mode. Then, it is checked whether or not there is still room until the beacon transmission timing of the own station (step S29). If there is no room, the process returns to step S21 to perform a beacon transmission operation under the steady operation mode.

自局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕がある場合には、さらに周辺局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕があるかどうかをチェックする(ステップS30)。   If there is still room until the beacon transmission timing of the local station, it is further checked whether there is still room until the beacon transmission timing of the peripheral station (step S30).

自局並びに周辺局のビーコン送信タイミングまで余裕がある場合には(ステップS30)、ステップS35へ進んで、RTS信号を送信し、データ通信動作を継続する。   When there is a margin until the beacon transmission timing of the own station and the peripheral station (step S30), the process proceeds to step S35, where the RTS signal is transmitted and the data communication operation is continued.

周辺局のビーコン送信タイミングまで余裕がない場合には、現在利用チャネルと当該周辺局のビーコン送信チャネルが異なる場合はチャンネル移行し(ステップS36、S37)、ビーコンを受信する(ステップS38)。   When there is no allowance for the beacon transmission timing of the peripheral station, if the currently used channel and the beacon transmission channel of the peripheral station are different, the channel shifts (steps S36 and S37), and the beacon is received (step S38).

そして、周辺局のビーコンの受信を行なった後、移行先である周辺局のビーコン送信チャネルと、自局がこれまでデータ送信に利用していた利用チャネルとが一致するかどうかをチェックする(ステップS39)。互いのビーコン送信チャネルが一致しない場合には、ステップS34へ進み、データ送信先の通信局のビーコン送信チャネルへ移行してから、RTS信号を送信し(ステップS35)、データ通信動作を再開する。また、互いのビーコン送信チャネルが一致する場合には、ビーコン送信局の優先送信区間となるので、通信局はデータ通信動作を再開することはできない。この場合はステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送信動作を行なう。   Then, after receiving the beacon of the peripheral station, it is checked whether the beacon transmission channel of the peripheral station that is the transition destination matches the use channel that the local station has used so far for data transmission (step) S39). If the beacon transmission channels do not coincide with each other, the process proceeds to step S34, transitions to the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station, transmits the RTS signal (step S35), and resumes the data communication operation. When the beacon transmission channels match each other, the priority transmission section of the beacon transmission station is set, and the communication station cannot resume the data communication operation. In this case, the process returns to step S21, and the beacon transmission operation is performed under the steady operation mode.

図18に示したような手順に従がってビーコン送信チャネルを設定することにより、マルチチャネル方式の自律分散ネットワークで、通信局はより最適なチャネルを自局のビーコン送信チャネルに設定することができる。また、図22〜図24に示した通信動作手順に従えば、通信局は、所定の伝送フレーム周期でビーコンを送信して周辺局の存在把握やネットワーク状態の報知を行なうとともに、周辺局のビーコン送信タイミングに合わせてビーコン送信チャネルに移行してビーコンの受信動作を行ないながら、RTS/CTS方式に従ったデータ通信を行なうことができる。   By setting a beacon transmission channel according to the procedure shown in FIG. 18, in a multi-channel autonomous distributed network, a communication station can set a more optimal channel as its own beacon transmission channel. it can. Also, according to the communication operation procedure shown in FIGS. 22 to 24, the communication station transmits a beacon at a predetermined transmission frame period to grasp the existence of the peripheral station and notify the network state, and Data communication according to the RTS / CTS method can be performed while shifting to a beacon transmission channel in accordance with the transmission timing and performing a beacon reception operation.

ここで、チャネル切り替えには、ハードウェア動作上約300マイクロ秒程度の時間を要する。このため、データ通信中の通信局が、他局のビーコンを受信するためにデータ通信を中断し、チャネル移行並びにビーコン受信を行なった後、元の利用チャネルに移行してデータ通信を再開する場合、オーバーヘッドが大きくなってしまう。   Here, switching the channel requires about 300 microseconds in terms of hardware operation. For this reason, when a communication station in data communication interrupts data communication in order to receive the beacon of another station, performs channel shift and beacon reception, then shifts to the original usage channel and resumes data communication. , The overhead gets bigger.

図25には、データ通信中の通信局が、他局のビーコンを受信するためにデータ通信を中断し、チャネル移行並びにビーコン受信を行なった後、元のチャネルに移行してデータ通信を再開する動作例を示している。   In FIG. 25, a communication station in data communication interrupts data communication in order to receive a beacon of another station, performs channel shift and beacon reception, then shifts to the original channel and resumes data communication. An operation example is shown.

同図に示すように、チャネルCH2上では、データ送信元である通信局#2からRTSパケットを送信しデータ送信先である通信局#3からCTSパケットが戻されたことに応答して、通信局#2はデータ・パケットの伝送動作を開始する。   As shown in the figure, on the channel CH2, in response to the transmission of the RTS packet from the communication station # 2 that is the data transmission source and the return of the CTS packet from the communication station # 3 that is the data transmission destination, Station # 2 starts a data packet transmission operation.

ここで、別のチャネルCH3上で、周辺局#1によるビーコン送信タイミングTBTTが近づくと、通信局#2(並びに通信局#3)は、送信データが継続するかどうかに拘らず、チャネル移行時間T_CHCHを費やしてチャネルCH3へ移行し、ビーコンを受信する。   Here, when the beacon transmission timing TBTT by the peripheral station # 1 approaches on another channel CH3, the communication station # 2 (and the communication station # 3) does not change whether the transmission data continues or not. It spends T_CHCH and moves to channel CH3 to receive a beacon.

ビーコン送信局である通信局#1は優先送信権を獲得し、TPP区間内にチャネルCH3上でRTS/CTS手続きに従って優先的なデータ送信動作を開始する。   The communication station # 1, which is a beacon transmission station, acquires the priority transmission right and starts a preferential data transmission operation according to the RTS / CTS procedure on the channel CH3 within the TPP interval.

これに対し、通信局#2(並びに通信局#3)は、RTSパケットの受信により、チャネルCH3で優先送信動作が行なわれ、自局のデータ通信チャネルCH2ではデータ通信を継続できることを認識すると、チャネル移行時間T_CHCHを費やしてチャネルCH2へ戻る。そして、通信局#2からRTSパケットを送信し通信局#3からCTSパケットが戻されたことに応答して、通信局#2はデータ・パケットの伝送動作を再開する。   On the other hand, when the communication station # 2 (and the communication station # 3) recognizes that the priority transmission operation is performed on the channel CH3 by the reception of the RTS packet and the data communication can be continued on the data communication channel CH2 of the local station. The channel transition time T_CHCH is consumed to return to the channel CH2. Then, in response to the transmission of the RTS packet from the communication station # 2 and the return of the CTS packet from the communication station # 3, the communication station # 2 resumes the data packet transmission operation.

図25に示すように、マルチチャネル通信環境では、周辺局のビーコン受信に伴い、データ通信のオーバーヘッドが増大する。他方、データ通信の相手ではない周辺局からのビーコンは必ずしも毎回受信する必要はないという事態も想定される。   As shown in FIG. 25, in a multi-channel communication environment, the overhead of data communication increases with the reception of beacons by peripheral stations. On the other hand, there may be a situation where a beacon from a peripheral station that is not a partner of data communication is not necessarily received every time.

そこで、上述した通信動作手順の変形例として、通信局は、他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握した場合、当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断した上で、ビーコンを受信する必要がなく、且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合には、ビーコンの受信動作を省略することを提案する。   Therefore, as a modification of the communication operation procedure described above, when the communication station grasps that the beacon transmission timing of another station is approaching, it determines whether or not it is necessary to communicate with the beacon transmission station. If it is not necessary to receive a beacon and the currently used channel is different from the beacon transmission channel, it is proposed to omit the beacon receiving operation.

このように、必要のないビーコンの受信動作を省略することにより、ビーコン移行に要する時間や装置の消費電力を省略し、通信容量を増大することができる。   In this way, by omitting unnecessary beacon reception operations, the time required for beacon transition and the power consumption of the apparatus can be omitted, and the communication capacity can be increased.

ここで、本実施形態では、ビーコン送信局に対して優先的な通信権を与えることによって、自律分散的にトラフィックの往来を管理するが(前述)、ビーコン送信局は必ずしもビーコン送信チャネル上でTPPを獲得するとは限らない。すなわち、ビーコン送信局は、優先的に利用するチャネルを受信側の干渉状況に応じて、ビーコン送信チャネルとは異なるトラフィック送信に最適なチャネルへ移行する可能もある。   Here, in this embodiment, traffic traffic is managed in an autonomous and distributed manner by giving a preferential communication right to the beacon transmission station (described above), but the beacon transmission station does not necessarily have to be TPP on the beacon transmission channel. You may not always win. That is, the beacon transmitting station may shift the channel used preferentially to a channel optimal for traffic transmission different from the beacon transmission channel according to the interference state on the receiving side.

このため、通信局がビーコン受信動作を省略すると、このようなチャネル移行動作を認識することができなくなる、という問題がある。   For this reason, there is a problem that if the communication station omits the beacon reception operation, such a channel shift operation cannot be recognized.

そこで、通信局は、ビーコン受信動作を省略した場合には、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行ない、ビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたかどうかを検知する。   Therefore, when the beacon reception operation is omitted, the communication station estimates the RTS and CTS signal transmission timing based on the beacon transmission timing, performs the reception operation on the channel currently used only for these timings, Detects whether the transmitting station has shifted to the channel currently used.

そして、通信局は、RTS、CTS信号の送信タイミングでビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたことを検知した場合には、自局のデータ通信動作を差し控えることにより、通信の衝突を回避する。一方、検知しなかった場合には、ビーコン送信局が別のチャネル上で優先送信権を獲得していると認識し、現在利用しているチャネル上での自局のデータ通信動作を継続して行なう。   When the communication station detects that the beacon transmission station has shifted to the channel currently used at the transmission timing of the RTS and CTS signals, the communication station refrains from the data communication operation of the local station, thereby Avoid collisions. On the other hand, if not detected, the beacon transmitting station recognizes that it has acquired the priority transmission right on another channel, and continues its own data communication operation on the currently used channel. Do.

このように、他局のビーコンの受信動作を省略した場合には、ビーコン送信局がビーコン送信により獲得した優先送信期間に応じて受信動作を行なうことにより、不要なチャネル移行を行なうことなく、且つ通信の衝突を回避することができる。   Thus, when the beacon reception operation of the other station is omitted, the beacon transmission station performs the reception operation according to the priority transmission period acquired by the beacon transmission, without performing unnecessary channel transition, and Communication collision can be avoided.

図26には、データ通信中の通信局が、他局のビーコン受信を省略するための動作例を示している。   FIG. 26 shows an operation example for the communication station performing data communication to omit the beacon reception of other stations.

同図に示すように、チャネルCH2上では、データ送信元である通信局#2からRTSパケットを送信しデータ送信先である通信局#3からCTSパケットが戻されたことに応答して、通信局#2はデータ・パケットの伝送動作を開始する。   As shown in the figure, on the channel CH2, in response to the transmission of the RTS packet from the communication station # 2 that is the data transmission source and the return of the CTS packet from the communication station # 3 that is the data transmission destination, Station # 2 starts a data packet transmission operation.

ここで、別のチャネルCH3上で、周辺局#1によるビーコン送信タイミングTBTTが近づくと、通信局#2(並びに通信局#3)は、周辺局#1からのビーコンを受信する必要があるかどうかを判断する。そして、ビーコンを受信する必要がなく、且つ現在利用しているチャネルCH2がビーコン送信チャネルCH3とは相違する場合には、ビーコンの受信動作を省略する。   Here, when beacon transmission timing TBTT by peripheral station # 1 approaches on another channel CH3, does communication station # 2 (and communication station # 3) need to receive a beacon from peripheral station # 1? Judge whether. If it is not necessary to receive a beacon and the currently used channel CH2 is different from the beacon transmission channel CH3, the beacon receiving operation is omitted.

そして、通信局#2(並びに通信局#3)は、チャネル移行時間T_CHCHに相当する期間だけさらにデータ伝送動作を継続した後、周辺局#1によるビーコン送信タイミングTBTT以降、RTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルCH2において受信動作を行ない、ビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたかどうかを検知する。   Then, the communication station # 2 (and the communication station # 3) continues the data transmission operation only for a period corresponding to the channel transition time T_CHCH, and then transmits the RTS and CTS signals after the beacon transmission timing TBTT by the peripheral station # 1. Timing is estimated, and reception operation is performed on the channel CH2 currently used only at these timings, and it is detected whether or not the beacon transmitting station has shifted to the channel currently used.

同図に示す例では、ビーコン送信局である通信局#1は、ビーコン送信チャネルCH3とは異なるトラフィック送信に最適なチャネルCH4へ移行し、獲得した優先送信権に基づき、TPP区間内にチャネルCH4上でRTS/CTS手続きに従って優先的なデータ送信動作を開始する。   In the example shown in the figure, the communication station # 1, which is a beacon transmission station, shifts to a channel CH4 that is optimal for traffic transmission different from the beacon transmission channel CH3, and the channel CH4 within the TPP interval based on the acquired priority transmission right. The preferential data transmission operation is started according to the RTS / CTS procedure.

一方、通信局#2(並びに通信局#3)は、現在利用チャネルCH2上では、RTS、CTSパケットの到来が推定される待機期間中に検知しなかったので、ビーコン送信局#1が別のチャネル上で優先送信権を獲得していると認識する。この場合、現在利用しているチャネル上で自局のデータ通信動作を再開することができる。チャネル移行時間T_CHCHを費やすことなく、待機期間の終了とともにデータ通信を再開することができるという点を十分理解されたい。   On the other hand, the communication station # 2 (and the communication station # 3) did not detect during the standby period in which the arrival of the RTS and CTS packets is estimated on the currently used channel CH2, so that the beacon transmission station # 1 is different. Recognizes that the priority transmission right is acquired on the channel. In this case, the data communication operation of the own station can be resumed on the currently used channel. It should be appreciated that data communication can be resumed with the end of the standby period without spending channel transition time T_CHCH.

通信局が図26に示すような通信動作を行なう場合、送信継続状態における通信動作手順は、図24ではなく、図27へ示すフローチャートへと修正される。   When the communication station performs the communication operation as shown in FIG. 26, the communication operation procedure in the transmission continuation state is corrected to the flowchart shown in FIG. 27 instead of FIG.

ステップS27においてデータ送信を実行した後、上位層からの送信要求が継続する場合には(ステップS28)、送信継続モードに遷移する。そして、自局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕があるかどうかをチェックする(ステップS29)。余裕がない場合には、ステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送信動作を行なう。   After the data transmission is executed in step S27, when the transmission request from the upper layer continues (step S28), the mode transits to the transmission continuation mode. Then, it is checked whether or not there is still room until the beacon transmission timing of the own station (step S29). If there is no room, the process returns to step S21 to perform a beacon transmission operation under the steady operation mode.

自局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕がある場合には、さらに周辺局のビーコン送信タイミングまで未だ余裕があるかどうかをチェックする(ステップS30)。   If there is still room until the beacon transmission timing of the local station, it is further checked whether there is still room until the beacon transmission timing of the peripheral station (step S30).

自局並びに周辺局のビーコン送信タイミングまで余裕がある場合には(ステップS30)、ステップS35へ進んで、RTS信号を送信し、データ通信動作を継続する。   When there is a margin until the beacon transmission timing of the own station and the peripheral station (step S30), the process proceeds to step S35, where the RTS signal is transmitted and the data communication operation is continued.

一方、周辺局のビーコン送信タイミングまで余裕がない(すなわち、他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握した)場合には、さらに現在利用チャネルと当該周辺局のビーコン送信チャネルが同じであるかどうかを判別する(ステップS40)。   On the other hand, when there is no allowance for the beacon transmission timing of the peripheral station (that is, when the beacon transmission timing of the other station is approaching), the currently used channel and the beacon transmission channel of the peripheral station are the same. Is determined (step S40).

現在利用チャネルと当該周辺局のビーコン送信チャネルが同じである場合には、このチャネル上で、ビーコンを受信する(ステップS38)。   If the currently used channel and the beacon transmission channel of the peripheral station are the same, a beacon is received on this channel (step S38).

これに対し、現在利用チャネルと当該周辺局のビーコン送信チャネルが異なる場合には(ステップS40)、当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかをさらに判断する(ステップS41)。   On the other hand, when the currently used channel and the beacon transmission channel of the peripheral station are different (step S40), it is further determined whether it is necessary to communicate with the beacon transmission station (step S41).

ここで、ビーコンを受信する必要があると判断された場合には、当該周辺局のビーコン送信チャネルが異なる場合はチャンネル移行し(ステップS37)、ビーコンを受信する(ステップS38)。   Here, when it is determined that it is necessary to receive a beacon, if the beacon transmission channel of the peripheral station is different, the channel shifts (step S37), and the beacon is received (step S38).

そして、ステップS38において周辺局のビーコンの受信を行なった後、移行先である周辺局のビーコン送信チャネルと、自局がこれまでデータ送信に利用していた利用チャネルは一致するかどうかをチェックする(ステップS39)。互いのビーコン送信チャネルが一致しない場合には、ステップS34へ進み、データ送信先の通信局のビーコン送信チャネルへ移行してから、RTS信号を送信し(ステップS35)、データ通信動作を再開する。また、互いのビーコン送信チャネルが一致する場合には、ビーコン送信局の優先送信区間となるので、データ通信動作を再開することはできない。この場合はステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送信動作を行なう。   Then, after receiving the beacon of the peripheral station in step S38, it is checked whether or not the beacon transmission channel of the peripheral station that is the transition destination matches the use channel that the local station has used so far for data transmission. (Step S39). If the beacon transmission channels do not coincide with each other, the process proceeds to step S34, transitions to the beacon transmission channel of the data transmission destination communication station, transmits the RTS signal (step S35), and resumes the data communication operation. When the beacon transmission channels match each other, the data transmission operation cannot be resumed because the beacon transmission station has a preferential transmission period. In this case, the process returns to step S21, and the beacon transmission operation is performed under the steady operation mode.

一方、ステップS41において、ビーコンを受信する必要がないと判断された場合には、且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合には、ビーコンの受信動作を省略する。このように、必要のないビーコンの受信動作を省略することにより、ビーコン移行に要する時間や装置の消費電力を省略し、通信容量を増大することができる。   On the other hand, if it is determined in step S41 that it is not necessary to receive a beacon, and if the currently used channel is different from the beacon transmission channel, the beacon receiving operation is omitted. In this way, by omitting unnecessary beacon reception operations, the time required for beacon transition and the power consumption of the apparatus can be omitted, and the communication capacity can be increased.

ここで、ビーコン送信局は必ずしもビーコン送信チャネル上でTPPを獲得するとは限らない。すなわち、ビーコン送信局が自局の現在利用チャネルに移行して優先送信区間TPPを獲得することもあるので、ビーコンの受信動作を省略してデータ通信を継続して行なうと、通信が衝突する可能性がある。   Here, the beacon transmission station does not necessarily acquire TPP on the beacon transmission channel. In other words, the beacon transmitting station may shift to the current use channel of its own station and acquire the priority transmission section TPP. Therefore, if the beacon receiving operation is omitted and data communication is continued, communication may collide. There is sex.

そこで、通信局は、ビーコン受信動作を省略した場合には、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行ない(ステップS42)、ビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたかどうかを検知する。   Therefore, when the beacon reception operation is omitted, the communication station estimates the transmission timing of the RTS and CTS signals based on the beacon transmission timing, and performs the reception operation on the currently used channel only at these timings (steps). S42), it is detected whether or not the beacon transmitting station has shifted to the currently used channel.

そして、RTS、CTS信号の送信タイミングでRTS、CTS信号を受信した場合には(ステップS43)、ビーコン送信局が現在利用しているチャネルに移行してきたことを認識し、自局のデータ通信動作を中断することにより(ステップS44)、通信の衝突を回避する。この場合、ステップS21に戻り、定常動作モード下でのビーコン送信動作を行なう。   When the RTS and CTS signals are received at the transmission timing of the RTS and CTS signals (step S43), the beacon transmitting station recognizes that it has shifted to the channel currently used, and the data communication operation of its own station Is interrupted (step S44) to avoid a communication collision. In this case, the process returns to step S21, and the beacon transmission operation is performed under the steady operation mode.

一方、通信局は、RTS、CTS信号の送信タイミングでRTS、CTS信号を受信しなかった場合には(ステップS43)、ビーコン送信局が別のチャネル上で優先送信権を獲得していると認識する。この場合、ステップS35に戻り、RTS信号を送信することにより、現在利用しているチャネル上での自局のデータ通信動作を継続して行なう。   On the other hand, when the communication station does not receive the RTS and CTS signals at the transmission timing of the RTS and CTS signals (step S43), the communication station recognizes that the beacon transmitting station has acquired the priority transmission right on another channel. To do. In this case, the process returns to step S35, and the data communication operation of the own station on the currently used channel is continuously performed by transmitting the RTS signal.

[追補]
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
[Supplement]
The present invention has been described in detail above with reference to specific embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can make modifications and substitutions of the embodiment without departing from the gist of the present invention. That is, the present invention has been disclosed in the form of exemplification, and the contents described in the present specification should not be interpreted in a limited manner. In order to determine the gist of the present invention, the claims section described at the beginning should be considered.

図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムを構成する通信装置の配置例を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement example of communication apparatuses constituting a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の機能構成を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a functional configuration of a wireless communication apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3は、本実施形態に係る各通信局のビーコン送信手順を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a beacon transmission procedure of each communication station according to the present embodiment. 図4は、1チャネル上におけるビーコン送信タイミングの一例を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of beacon transmission timing on one channel. 図5は、フレーム間スペースの定義を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the definition of the inter-frame space. 図6は、ビーコン送信局に優先権が与えられる様子を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a state in which priority is given to the beacon transmitting station. 図7は、TPP区間内におけるビーコン送信局並びにそれ以外の局が送信権を得るための動作を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an operation for a beacon transmitting station and other stations in the TPP section to obtain a transmission right. 通信局がTPP区間及びFAP区間においてそれぞれ送信を開始するための動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement for a communication station to start transmission in a TPP area and a FAP area, respectively. 図9は、伝送フレーム周期の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the transmission frame period. 図10は、ビーコン送信局がTPPを放棄したときの動作を示した図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an operation when the beacon transmitting station abandons TPP. 図11は、ビーコン信号フォーマットの構成例を示した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a beacon signal format. 図12は、NBOIの記述例を示した図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a description example of the NBOI. 図13は、新規に参入した通信局が周辺局から受信したビーコンから得た各ビーコンのNBOIに基づいて自局のTBTTを設定する様子を示した図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a newly entered communication station sets its own TBTT based on the NBOI of each beacon obtained from the beacons received from the peripheral stations. 図14は、ある周波数チャネル上において、新規参入局がNBOIの記述に基づいて既存のビーコンとの衝突を回避しながら自己のビーコン送信タイミングを配置する様子を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing a state in which a new entrant station arranges its own beacon transmission timing on a certain frequency channel while avoiding a collision with an existing beacon based on the description of the NBOI. 図15は、新規参入局が受信したビーコン情報に基づいて隠れ端末のビーコン送信タイミングを避けながら自己のビーコン送信タイミングを配置する様子を示した図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which the own beacon transmission timing is arranged while avoiding the beacon transmission timing of the hidden terminal based on the beacon information received by the new entry station. 図16は、自律分散型のマルチチャネル無線通信システムの伝送フレーム構成を模式的に示した図である。FIG. 16 is a diagram schematically illustrating a transmission frame configuration of an autonomous distributed multi-channel wireless communication system. 図17は、干渉環境下で2台以上の通信局が配置されている状態を示した図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which two or more communication stations are arranged in an interference environment. 図18は、本発明に係るマルチチャネル自律分散型無線ネットワークにおいて、通信局がビーコン送信チャネルを選択するための動作手順を示したフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart showing an operation procedure for a communication station to select a beacon transmission channel in the multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図19は、RTS/CTS方式の動作シーケンスを示した図である。FIG. 19 is a diagram showing an operation sequence of the RTS / CTS method. 図20は、本発明に係るマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークへRTS/CTS方式を適用した例を示した図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which the RTS / CTS scheme is applied to a multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図21は、本発明に係るマルチチャネル自律分散型の無線ネットワークへRTS/CTS方式を適用した他の例を示した図である。FIG. 21 is a diagram illustrating another example in which the RTS / CTS scheme is applied to a multi-channel autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図22は、本発明に係るマルチパス自律分散型の無線ネットワークにおいて、無線通信装置100が通信局として自律動作するための処理手順(但し、定常状態)を示したフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart showing a processing procedure (but a steady state) for the wireless communication apparatus 100 to operate autonomously as a communication station in the multipath autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図23は、本発明に係るマルチパス自律分散型の無線ネットワークにおいて、無線通信装置100が通信局として自律動作するための処理手順(但し、送信開始状態)を示したフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart showing a processing procedure (however, a transmission start state) for the wireless communication device 100 to operate autonomously as a communication station in the multipath autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図24は、本発明に係るマルチパス自律分散型の無線ネットワークにおいて、無線通信装置100が通信局として自律動作するための処理手順(但し、送信継続状態)を示したフローチャートである。FIG. 24 is a flowchart illustrating a processing procedure (however, a transmission continuation state) for the wireless communication device 100 to operate autonomously as a communication station in the multipath autonomous distributed wireless network according to the present invention. 図25は、データ通信中の通信局が、他局のビーコンを受信するためにデータ通信を中断し、チャネル移行並びにビーコン受信を行なった後、元のチャネルに移行してデータ通信を再開する動作を示した図である。FIG. 25 shows an operation in which a communication station in data communication interrupts data communication in order to receive a beacon of another station, performs channel shift and beacon reception, and then shifts to the original channel and resumes data communication. FIG. 図26は、データ通信中の通信局が、他局のビーコン受信を省略するための動作を示した図である。FIG. 26 is a diagram illustrating an operation for a communication station that is performing data communication to omit beacon reception by another station. 図27は、本発明に係るマルチパス自律分散型の無線ネットワークにおいて、無線通信装置100が通信局として自律動作するための処理手順(但し、送信継続状態においてビーコン受信を省略する場合)を示したフローチャートである。FIG. 27 shows a processing procedure for the wireless communication apparatus 100 to operate autonomously as a communication station in the multipath autonomous distributed wireless network according to the present invention (provided that beacon reception is omitted in the transmission continuation state). It is a flowchart.

符号の説明Explanation of symbols

100…無線通信装置
101…インターフェース
102…データ・バッファ
103…中央制御部
104…ビーコン生成部
105…制御信号生成部
106…無線送信部
107…タイミング制御部
108…チャネル設定部
109…アンテナ
110…無線受信部
111…制御信号解析部
112…ビーコン解析部
113…情報記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless communication apparatus 101 ... Interface 102 ... Data buffer 103 ... Central control part 104 ... Beacon generation part 105 ... Control signal generation part 106 ... Wireless transmission part 107 ... Timing control part 108 ... Channel setting part 109 ... Antenna 110 ... Wireless Reception unit 111 ... Control signal analysis unit 112 ... Beacon analysis unit 113 ... Information storage unit

Claims (5)

複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない無線通信環境下で自律分散的に動作する無線通信装置であって、
各チャネルにおいて無線データを送受信する通信手段と、
前記通信手段におけるデータ送受信用のチャネルを設定するチャネル設定手段と、
前記通信手段におけるデータ送受信を制御する通信制御手段と、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析手段と、
マルチチャネル上での通信動作を制御する通信制御手段を備え、
前記通信制御手段は、他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握したとき、当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断した上で、ビーコンを受信する必要がなく且つ現在自局が利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合にはビーコンの受信動作を省略する、
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device that operates in an autonomous and distributed manner in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared and a specific control station is not disposed,
Communication means for transmitting and receiving wireless data in each channel;
Channel setting means for setting a channel for data transmission and reception in the communication means;
Communication control means for controlling data transmission and reception in the communication means;
Beacon analyzing means for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
Comprising a communication control means for controlling the communication operation on the multi-channel,
When the communication control means grasps that the beacon transmission timing of the other station is approaching, it determines whether it is necessary to communicate with the beacon transmission station, and does not need to receive a beacon. If the channel used by the local station is different from the beacon transmission channel, the beacon reception operation is omitted.
A wireless communication apparatus.
前記無線通信環境下では、データ送信元の通信局が送信要求パケットRTSを送信するとともに、データ送信先の通信局から確認通知パケットCTSを受信したことに応答してデータ送信を開始するRTS/CTS方式が採用され、
前記通信制御手段は、他局からのビーコンの受信動作を省略したとき、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ自局が現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行なう、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
In the wireless communication environment, the data transmission source communication station transmits a transmission request packet RTS, and RTS / CTS starts data transmission in response to reception of the confirmation notification packet CTS from the data transmission destination communication station. Method is adopted,
When the communication control means omits the operation of receiving beacons from other stations, the communication control means estimates the transmission timings of the RTS and CTS signals based on the beacon transmission timings, and the channel currently used by the local station only at these timings. Receive operation,
The wireless communication apparatus according to claim 1.
複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない無線通信環境下で自律分散的に動作するための無線通信方法であって、
自局のビーコン送信チャネルを設定してビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局からのビーコン受信動作を制御するビーコン受信制御ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
データ通信チャネルを設定してデータ通信動作を制御する通信制御ステップを備え、
前記ビーコン受信制御ステップは、
他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握するサブステップと、
当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断するサブステップと、
ビーコンを受信する必要がなく且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合にはビーコンの受信動作を省略するサブステップとを含む、
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method for autonomously distributed operation in a wireless communication environment in which a plurality of channels are prepared and a specific control station is not disposed,
A beacon transmission step of setting a beacon transmission channel of the local station and transmitting a beacon;
A beacon reception control step for controlling beacon reception operation from a peripheral station;
A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
A communication control step of setting a data communication channel and controlling data communication operation;
The beacon reception control step includes:
A sub-step for grasping that the beacon transmission timing of another station is approaching,
A sub-step for determining whether it is necessary to communicate with the beacon transmitting station;
Including a sub-step in which it is not necessary to receive a beacon and the currently used channel is different from the beacon transmission channel, omitting the beacon receiving operation.
A wireless communication method.
前記無線通信環境下では、データ送信元の通信局が送信要求パケットRTSを送信するとともに、データ送信先の通信局から確認通知パケットCTSを受信したことに応答してデータ送信を開始するRTS/CTS方式が採用され、
前記通信制御ステップでは、他局からのビーコンの受信動作を省略したとき、ビーコン送信タイミングを基にRTS、CTS信号の送信タイミングを推定し、これらのタイミングだけ現在利用しているチャネルにおいて受信動作を行なう、
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信方法。
In the wireless communication environment, the data transmission source communication station transmits a transmission request packet RTS, and RTS / CTS starts data transmission in response to reception of the confirmation notification packet CTS from the data transmission destination communication station. Method is adopted,
In the communication control step, when the beacon reception operation from other stations is omitted, the transmission timing of the RTS and CTS signals is estimated based on the beacon transmission timing, and the reception operation is performed on the channel currently used only by these timings. Do,
The wireless communication method according to claim 3.
複数のチャネルが用意され、特定の制御局を配置しない無線通信環境下で自律分散的に動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局のビーコン送信チャネルを設定してビーコンを送信するビーコン送信ステップと、
周辺局からのビーコン受信動作を制御するビーコン受信制御ステップと、
周辺局から受信したビーコン信号を解析するビーコン解析ステップと、
データ通信チャネルを設定してデータ通信動作を制御する通信制御ステップを備え、
前記ビーコン受信制御ステップは、
他局のビーコン送信タイミングが近づいていることを把握するサブステップと、
当該ビーコン送信局と通信を行なう必要があるかどうかを判断するサブステップと、
ビーコンを受信する必要がなく且つ現在利用しているチャネルがビーコン送信チャネルとは相違する場合にはビーコンの受信動作を省略するサブステップとを含む、
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
A computer program that is written in a computer-readable format so that a plurality of channels are prepared and processing for autonomously distributed operation in a wireless communication environment in which no specific control station is arranged is executed on a computer system. And
A beacon transmission step of setting a beacon transmission channel of the local station and transmitting a beacon;
A beacon reception control step for controlling beacon reception operation from a peripheral station;
A beacon analysis step for analyzing a beacon signal received from a peripheral station;
A communication control step of setting a data communication channel and controlling data communication operation;
The beacon reception control step includes:
A sub-step for grasping that the beacon transmission timing of another station is approaching,
A sub-step for determining whether it is necessary to communicate with the beacon transmitting station;
Including a sub-step in which it is not necessary to receive a beacon and the currently used channel is different from the beacon transmission channel, omitting the beacon receiving operation.
A computer program characterized by the above.
JP2008324974A 2003-07-31 2008-12-22 Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program Expired - Fee Related JP4748217B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008324974A JP4748217B2 (en) 2003-07-31 2008-12-22 Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003283688 2003-07-31
JP2003283688 2003-07-31
JP2008324974A JP4748217B2 (en) 2003-07-31 2008-12-22 Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003404833A Division JP4264645B2 (en) 2003-07-29 2003-12-03 Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009135934A JP2009135934A (en) 2009-06-18
JP4748217B2 true JP4748217B2 (en) 2011-08-17

Family

ID=40867337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008324974A Expired - Fee Related JP4748217B2 (en) 2003-07-31 2008-12-22 Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4748217B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110211562A1 (en) * 2010-02-03 2011-09-01 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for beacon transmission

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009135934A (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4285138B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
US7817612B2 (en) Decentralized wireless communication system, apparatus, and associated methodology
JP4396416B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4622503B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4581996B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4590969B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
US7639661B2 (en) Radio communication system, radio communication apparatus, radio communication method, and computer program
US20050089001A1 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method and computer program
US7565109B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method and computer program
JP2005086408A (en) System, apparatus and method for radio communication and computer program
JP4582098B2 (en) Wireless communication system, communication apparatus, communication method, and program
JP4329500B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4264645B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP2005159771A (en) Radio communication apparatus, radio communication method, radio communication system, and computer program
JP2005079985A (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus and wireless communication method, and computer program
JP4222143B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP2005006285A (en) Communication system and method, communication device and control method, and computer program
JP4333346B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4748217B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program
JP4333347B2 (en) Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110502

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4748217

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees