JP4751735B2 - 通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラム - Google Patents

Description

この発明は、ソフトウェア無線装置における通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラムに関する。

従来より、複数の通信方式に対応可能な無線装置が提案されている。例えば、通信方式が異なる複数の無線通信網に対して、それぞれの無線通信網の通信方式で通信が可能な送信手段および受信手段と、複数の無線通信網から選択した無線通信網の通信回線に送信手段および受信手段を介して接続する制御手段と、受信手段により受信した受信信号に基づいて、無線通信網の通信回線のトラフィック情報を認識するトラフィック情報認識手段を備え、通信回線の接続に際して、制御手段が、複数の無線通信網の中からトラフィック情報認識手段により得られたトラフィック情報で示される通信回線の使用割合が小さい無線通信網を選択する構成の無線装置が公知である（例えば、特許文献１参照。）。

また、近年、複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置（ＳＤＲ：ソフトウェア・ディファインド・ラジオ）の開発が盛んに行われている。例えば、無線信号を受信してベースバンド信号に変換する無線手段と、ベースバンド信号の処理を行う再構築可能なベースバンド信号処理手段と、ベースバンド信号処理手段を再構築する再構築手段と、を具備し、再構築手段が、ベースバンド信号処理手段に対して複数の無線通信方式間で異なる演算処理を行う部分のみを再構築する構成の無線装置が公知である（例えば、特許文献２参照。）。

特開２０００−２０９６４４号公報 特開２００４−１５３８００号公報

しかしながら、複数の通信方式に対応可能な無線装置では、通信相手との通信を開始する前に、通信方式を通信相手と同じ方式に合わせる必要がある。そのため、従来の無線装置では、本来のデータの送受信を開始する前に、専用の無線チャネルを介して通信相手と通信して相手の通信方式を取得し、その方式に自身の通信方式を合わせることによって通信相手とのリンクを確立している。従って、本来の複数の通信方式のための無線処理回路とは別に、通信リンク確立用の無線処理回路が必要であり、冗長な構成となってしまうという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ソフトウェア無線装置において、通信リンク確立用の無線処理回路がなくても通信リンクを確立することができる通信リンク確立方法を提供することを目的とする。また、この発明は、ソフトウェア無線装置において、その通信リンク確立方法を実現するための通信リンク確立プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラムは、複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置において、通信を開始する側の無線装置は、通信相手にリンク確認信号を送信し、それに対して通信相手からＡＣＫ信号が返されてくるのを待機する。ＡＣＫ信号が返されてこない場合には、通信を開始する側の無線装置は、自身の通信方式を別の方式に切り替え、再度、通信相手にリンク確認信号を送信する。これを、通信相手からＡＣＫ信号が返されてくるまで繰り返し行うことにより、最終的に自身の通信方式を通信相手の通信方法に一致させ、両無線装置間のリンクを確立する。

また、他の無線装置により通信を開始させられる側の無線装置は、通信を開始する側の無線装置から送られてきた信号を受信し、同期の確立に失敗した場合に、自身の通信方式を別の方式に切り替える。これを、同期の確立に成功するまで繰り返し行い、同期が確立したら、通信を開始する側の無線装置にＡＣＫ信号を返すことにより、最終的に自身の通信方式を通信相手の通信方法に一致させ、両無線装置間のリンクを確立する。

この発明によれば、通信を開始する側の無線装置は、ＡＣＫ信号の有無に基づいて自身の通信方式を切り替えるので、通信リンク確立用の冗長な無線処理回路がなくても、通信相手との間にリンクを確立できる。また、他の無線装置により通信を開始させられる側の無線装置は、同期確立の成功または失敗に基づいて自身の通信方式を切り替えるので、通信リンク確立用の冗長な無線処理回路がなくても、通信相手との間にリンクを確立できる。

本発明にかかる通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラムによれば、ソフトウェア無線装置において、通信リンク確立用の無線処理回路がなくても通信リンクを確立することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。

（無線装置の構成およびデータの流れ）
図１は、本発明方法を適用可能な無線装置の構成とデータの流れを示す図である。図１において、符号１および２は、無線装置である。これらの無線装置１，２は、いずれも送信側および受信側となる。便宜上、一方を無線装置＃ａ１とし、もう一方を無線装置＃ｂ２として説明する。無線装置＃ａ１は、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）処理部１１、デジタルベースバンド部１２および外部インタフェース部１３を備えている。無線装置＃ｂ２は、ＭＡＣ処理部２１、デジタルベースバンド部２２および外部インタフェース部２３を備えている。

ＭＡＣ処理部１１，２１は、送信側である場合には、テキストデータや音声データや画像データ等の送信対象のＰＣデータをパケットに分割し、無線通信に適したＭＡＣデータ（ＭＡＣ層のデータ）に変換する。一方、受信側である場合には、ＭＡＣ処理部１１，２１は、分割されたパケットをデータに再構築し、ＭＡＣデータをテキストデータや音声データや画像データ等の元のＰＣデータに変換する。ＭＡＣ処理部１１，２１は、ＭＡＣデータまたはＡＣＫデータを蓄積するバッファ１１１，２１１を備えている。

デジタルベースバンド部１２，２２は、送信側である場合には、ＭＡＣデータに対するベースバンド処理として変調処理を行い、一方、受信側である場合には、ＭＡＣデータに対するベースバンド処理として復調処理を行う。外部インタフェース部１３，２３は、デジタルベースバンド部１２が通信相手の無線装置とデータの送受信を行うためのインタフェースである。

ここで、特に限定しないが、例えば無線装置＃ａ１および無線装置＃ｂ２は、ともにパーソナルコンピュータ３，４等に接続または内蔵された無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）機能を実現する装置であるとする。無線装置＃ａ１のＭＡＣ処理部１１は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ＃ｃとする）３に接続されている。無線装置＃ｂ２のＭＡＣ処理部２１は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ＃ｄとする）４に接続されている。

無線装置＃ａ１を送信側とし、無線装置＃ｂ２を受信側としてデータの流れを説明する。無線装置＃ａ１と無線装置＃ｂ２の間でデータの送受信を行うには、まず、無線装置＃ａ１と無線装置＃ｂ２の間のリンクを確立する必要がある。そのために、例えば無線通信を開始する側の無線装置＃ａ１は、通信相手となる無線装置＃ｂ２へリンク確認信号を送信する。無線装置＃ｂ２は、リンク確認信号を受信し、無線装置＃ａ１とのリンクを確立できた場合に、無線装置＃ａ１へＡＣＫデータを返す。

このＡＣＫデータは、無線装置＃ｂ２のＭＡＣ処理部２１から出力され、外部インタフェース部２３を介して、デジタルベースバンド部２２へ送られ、そこで変調される。そして、その変調されたＤＡデータは、外部インタフェース部２３から図示省略したアンテナを介して、無線装置＃ａ１へ送信される。

無線装置＃ａ１は、無線装置＃ｂ２から送られてきたＤＡデータを、図示省略したアンテナを介して外部インタフェース部１３で受信する。その受信データは、デジタルベースバンド部１２へ送られ、そこでＡＣＫデータに復調される。そのＡＣＫデータは、外部インタフェース部１３を介してＭＡＣ処理部１１へ送られ、バッファ１１１に蓄積される。無線装置＃ａ１は、その蓄積されたＡＣＫデータを解析して、無線装置＃ｂ２とのリンクを確立できるか否かを判定する。

無線装置＃ａ１と無線装置＃ｂ２の間のリンクが確立した後、送信側の無線装置＃ａ１において、ＰＣ＃ｃ３から入力されたＰＣデータは、ＭＡＣ処理部１１によりＭＡＣデータに変換される。そのＭＡＣデータは、外部インタフェース部１３を介して、デジタルベースバンド部１２へ送られ、そこで変調される。その変調されたＤＡデータは、外部インタフェース部１３から図示省略したアンテナを介して、無線装置＃ｂ２へ送信される。

受信側の無線装置＃ｂ２は、無線装置＃ａ１から送られてきたＤＡデータを、図示省略したアンテナを介して外部インタフェース部２３で受信する。その受信データは、デジタルベースバンド部２２に送られ、そこでＭＡＣデータに復調される。そのＭＡＣデータは、外部インタフェース部２３を介してＭＡＣ処理部２１へ送られ、バッファ２１１に蓄積される。無線装置＃ｂ２は、その蓄積されたＭＡＣデータを解析し、エラーなくすべてのパケットを受信したか否かを判断する。すべてのパケットを正常に受信していれば、蓄積されたＭＡＣデータは、元のＰＣデータに変換される。そのＰＣデータは、ＰＣ＃ｄ４に出力される。

図２は、送信側無線装置のＭＡＣ処理部の構成とデータの流れを示す図である。図２に示すように、無線装置＃ａ１のＭＡＣ処理部１１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１２、ＡＣＫ解析処理部１１３、データ送信部１１４、同期確認処理部１１５およびＡＣＫ送信部１１６を備えている。ＣＰＵ１１２は、ＭＡＣ処理部１１の全体を制御する。ＡＣＫ解析処理部１１３は、上述したＡＣＫデータの解析を行う。データ送信部１１４は、送信対象のＰＣデータをＭＡＣデータに変換して外部インタフェース部１３に渡す。

図３は、受信側無線装置のＭＡＣ処理部の構成とデータの流れを示す図である。図３に示すように、無線装置＃ｂ２のＭＡＣ処理部２１は、ＣＰＵ（中央処理装置）２１２、ＡＣＫ解析処理部２１３、データ送信部２１４、同期確認処理部２１５およびＡＣＫ送信部２１６を備えている。ＣＰＵ２１２は、ＭＡＣ処理部２１の全体を制御する。同期確認処理部２１５は、ＭＡＣ処理部２１でＣＣＡ（ＲＳＳＩ（レシーヴ・シグナル・ストレングス・インジケータ））を検出してデータを受信していることを検知した時に、デジタルベースバンド部２２から与えられる同期確立の有無情報に基づいて、同期を確立できたか否かを判断する。ＡＣＫ送信部２１６は、同期が確立された場合にＡＣＫデータを送信する。

なお、無線装置＃ｂ２が送信側となり、無線装置＃ａ１が受信側となる場合には、無線装置＃ｂ２のＡＣＫ解析処理部２１３およびデータ送信部２１４は、それぞれ無線装置＃ａ１のＡＣＫ解析処理部１１３およびデータ送信部１１４と同様に動作する。また、無線装置＃ａ１の同期確認処理部１１５およびＡＣＫ送信部１１６は、それぞれ無線装置＃ｂ２の同期確認処理部２１５およびＡＣＫ送信部２１６と同様に動作する。

（リンク確立時の通信方式の推定方法）
［送信側の無線装置がソフトウェア無線装置である場合］
次に、無線装置＃ａ１と無線装置＃ｂ２の間でリンクを確立する際の、通信方式の推定方法について説明する。まず、送信側の無線装置＃ａ１が複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置であり、その無線装置＃ａ１が受信側の無線装置＃ｂ２の通信方式を推定する場合の処理手順について説明する。この場合、無線装置＃ａ１のデジタルベースバンド部１２は、通信方式に合わせて配線パターン等を再構成可能なリコンフィギュラブル回路で構成されている。また、ＭＡＣ処理部１１および外部インタフェース部１３は、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）で構成されている。

図４は、送信側無線装置における通信方式推定処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、予め、通信方式を切り替えるまでのＡＣＫ取得失敗回数を設定する（ステップＳ１）。このＡＣＫ取得失敗回数は、ユーザがＰＣ＃ｃ３を操作して、そのＰＣ＃ｃ３のハードディスク、ＰＣ＃ｃ３に接続されたフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯまたはＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録された通信リンク確立プログラム、あるいはインターネット等のネットワークからダウンロードした通信リンク確立プログラムを、無線装置＃ａ１に記憶させることにより、設定される。

通信リンク確立プログラムは、ＭＡＣ処理部１１のＣＰＵ１１２内のメモリ（図１および図２では、省略）に格納される。なお、通信リンク確立プログラムとは別に、ＡＣＫ取得失敗回数のみを設定できるようになっていてもよい。また、無線装置＃ａ１の電源がオフになっても、通信リンク確立プログラムやＡＣＫ取得失敗回数の設定値が消えてしまわないように、それらプログラムや設定値をフラッシュメモリ等の電気的に消去可能で、かつ書き換え可能な不揮発性メモリに記憶させてもよい。

ＣＰＵ１１２は、通信リンク確立プログラムを実行する。それによって、無線装置＃ａ１は、通信相手にリンク確認信号を送信する（ステップＳ２）。そして、その通信相手からＡＣＫ信号が返されてくるのを待機する（ステップＳ３）。そして、ＡＣＫ信号を正しく受信できたか否かを解析する（ステップＳ４）。その結果、ＡＣＫ信号を受信できていれば（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、リンク確立に成功したことになり、通信方式の推定処理を終了し（ステップＳ６）、データの送信を開始する（ステップＳ１０）。これにより、一連の処理を終了する。

一方、ＡＣＫ信号を受信できなければ（ステップＳ５：Ｎｏ）、ＡＣＫ信号の取得に失敗した回数が設定回数以下であるか否かを判断する（ステップＳ７）。設定回数以下であれば（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、リンク確認信号を再送信し（ステップＳ８）、ステップＳ４のＡＣＫ信号の解析処理に戻る。設定回数を超えていれば（ステップＳ７：Ｎｏ）、通信方式切り替え処理を行って通信方式を切り替え（ステップＳ９）、ステップＳ２のリンク確認信号の送信処理に戻る。

図５は、通信方式が一致している場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。図５に示すように、送信側の無線装置と受信側の無線装置がともにＡ通信方式で無線通信可能な状態にあるとする。この場合、送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＡ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ２１）。受信側の無線装置は、Ａ通信方式でリンク確認信号を受信するので、同期の確立に成功する（ステップＳ２２）。そして、受信側の無線装置は、送信側の無線装置へＡＣＫ信号を返す（ステップＳ２３）。送信側の無線装置は、そのＡＣＫ信号を受信し、通信相手の無線装置とリンクを確立できたと判断して（ステップＳ２４）、データ送信を開始する（ステップＳ２５）。

図６は、送信側が通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。具体的には、受信側の通信方式が固定であり、送信側と受信側で通信方式が一致していない状態からリンク確立処理を示している。図６に示すように、送信側の無線装置がＢ通信方式で無線通信可能な状態にあり、受信側の無線装置がＡ通信方式で無線通信可能な状態にあるとする。この場合、送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ３１）。受信側の無線装置は、Ａ通信方式でリンク確認信号を受信するので、同期の確立に失敗する（ステップＳ３２）。従って、受信側の無線装置は、ＡＣＫ信号を返さない。

送信側の無線装置は、予めリンク確立プログラムにより設定された時間内にＡＣＫ信号を受信しない（ステップＳ３３）。従って、送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を再送する。これを予めリンク確立プログラムにより設定された回数だけ行う（ステップＳ３４、Ｓ３５、Ｓ３６）。送信側の無線装置は、設定回数だけリンク確認信号の再送を行っても通信相手からＡＣＫ信号を受信しない（ステップＳ３７）。従って、送信側の無線装置は、自身の通信方式を別の方式に切り替える（ステップＳ３８）。例えば、送信側の無線装置は、自身の通信方式をＢ通信方式からＡ通信方式に切り替える（Ｃ通信方式に切り替えることもある）。

そして、送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＡ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ３９）。受信側の無線装置は、Ａ通信方式でリンク確認信号を受信し、同期の確立に成功するので、送信側の無線装置へＡＣＫ信号を返す（ステップＳ４０）。送信側の無線装置は、そのＡＣＫ信号を受信し、通信相手の無線装置とリンクを確立できたことを知り、データ送信を開始する。送信側の無線装置は、切り替えた自身の通信方式が受信側の無線装置の通信方式と異なる場合には、受信側の無線装置からＡＣＫ信号が返されるまで、自身の通信方式の切り替えを行う。

図７は、受信側の通信方式が固定である場合に、送信側の無線装置が受信側の無線装置の通信方式を推定する回数の一例を示す図である。図７において、符号１００は、送信側の無線装置の通信方式の切り替えパターンを示す表であり、符号２００は、受信側の無線装置の通信方式が固定であることを示す表である。図７に示す例では、受信側の無線装置の通信方式は、Ａ方式に固定されている。送信側の無線装置は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの５つの通信方式に対応可能であり、例えばＢ通信方式から開始して、同じ通信方式で３回リンク確認信号を送ってもＡＣＫ信号を受信しない場合に自身の通信方式を切り替える。

図７に丸で囲んで示すように、送信側の無線装置の通信方式がＢ方式から昇順でＡ方式に至るまでの通信方式の推定回数は１３回である。一方、Ｂ方式から降順でＡ方式に至るまでの通信方式の推定回数は４回である。両パターンの平均値は、８．５回である。つまり、送信側の無線装置が受信側の無線装置の通信方式を平均して８〜９回程度、推定すれば、リンクが確立することになる。ここで、上記Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの通信方式は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＰＤＣ、ＧＳＭおよびＰＨＳ等の通信方式である。

［受信側の無線装置がソフトウェア無線装置である場合］
次に、受信側の無線装置＃ｂ２が複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置であり、その無線装置＃ｂ２が送信側の無線装置＃ａ１の通信方式を推定する場合の処理手順について説明する。この場合、無線装置＃ｂ２のデジタルベースバンド部２２は、通信方式に合わせて配線パターン等を再構成可能なリコンフィギュラブル回路で構成されている。また、ＭＡＣ処理部２１および外部インタフェース部２３は、ＦＰＧＡで構成されている。

図８は、受信側無線装置における通信方式推定処理の一例を示すフローチャートである。具体的には、受信側の無線装置における通信方式推定処理の一例を示している。図８に示すように、予め、通信方式を切り替えるまでの同期確立失敗回数を設定する（ステップＳ５１）。この同期確立失敗回数は、ユーザがＰＣ＃ｄ４を操作して、そのＰＣ＃ｄ４のハードディスク、ＰＣ＃ｄ４に接続されたフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯまたはＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録された通信リンク確立プログラム、あるいはインターネット等のネットワークからダウンロードした通信リンク確立プログラムを、無線装置＃ｂ２に記憶させることにより、設定される。

通信リンク確立プログラムは、ＭＡＣ処理部２１のＣＰＵ２１２内のメモリ（図１および図３では、省略）に格納される。なお、通信リンク確立プログラムとは別に、同期確立失敗回数のみを設定できるようになっていてもよい。また、無線装置＃ｂ２の電源がオフになっても、通信リンク確立プログラムや同期確立失敗回数の設定値が消えてしまわないように、それらプログラムや設定値をフラッシュメモリ等に記憶させてもよい。

ＣＰＵ２１２は、通信リンク確立プログラムを実行する。それによって、無線装置＃ｂ２は、ＩＤＬＥ状態で通信相手からの受信を待機する（ステップＳ５２）。ＭＡＣ処理部２１がＣＣＡ（ＲＳＳＩ）を検出すると、無線装置＃ｂ２は、受信モードとなる（ステップＳ５３）。そして、同期を確立できたか否かを解析する（ステップＳ５４）。その結果、同期を確立できていれば（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、リンク確立に成功したことになり、通信方式の推定処理を終了し（ステップＳ５６）、通信相手にＡＣＫ信号を送信する（ステップＳ５９）。これにより、一連の処理を終了する。

一方、同期を確立できなければ（ステップＳ５５：Ｎｏ）、同期の確立に失敗した回数が設定回数以下であるか否かを判断する（ステップＳ５７）。設定回数以下であれば（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、ステップＳ５２の受信待機状態に戻る。設定回数を超えていれば（ステップＳ５７：Ｎｏ）、通信方式切り替え処理を行って通信方式を切り替え（ステップＳ５８）、ステップＳ５２の受信待機状態に戻る。

送信側と受信側で通信方式が一致している状態でリンクを確立する際のシーケンスは、図５に示す通りである。図９は、受信側が通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。具体的には、送信側の通信方式が固定であり、送信側と受信側で通信方式が一致していない状態からリンクを確立する処理を示している。図９に示すように、送信側の無線装置がＢ通信方式で無線通信可能な状態にあり、受信側の無線装置がＡ通信方式で無線通信可能な状態にあるとする。この場合、送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ６１）。受信側の無線装置は、Ａ通信方式でリンク確認信号を受信するので、同期の確立に失敗する。従って、受信側の無線装置は、ＡＣＫ信号を返さない。

送信側の無線装置は、ＡＣＫ信号を受信しないので、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を再送するが、その都度、受信側の無線装置では、同期の確立に失敗する。これを予めリンク確立プログラムにより設定された回数だけ行う（ステップＳ６２）。受信側の無線装置は、設定回数だけ同期の確立に失敗する（ステップＳ６３）と、自身の通信方式を別の方式に切り替える（ステップＳ６４）。例えば、受信側の無線装置は、自身の通信方式をＡ通信方式からＢ通信方式に切り替える（Ｃ通信方式に切り替えることもある）。

その後、受信側の無線装置は、送信側の無線装置からＢ通信方式で送信されたリンク確認信号をＢ通信方式で受信する（ステップＳ６５）と、同期の確立に成功するので、送信側の無線装置へＡＣＫ信号を返す（ステップＳ６６）。送信側の無線装置は、そのＡＣＫ信号を受信し、通信相手の無線装置とリンクを確立できたことを知り、データ送信を開始する。受信側の無線装置は、切り替えた自身の通信方式が送信側の無線装置の通信方式と異なる場合には、リンク確認信号を受信して同期がとれるまで、自身の通信方式の切り替えを行う。

［送信側および受信側の無線装置がソフトウェア無線装置である場合］
次に、送信側の無線装置＃ａ１と受信側の無線装置＃ｂ２がともに複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置であり、両無線装置が互いに相手の無線装置の通信方式を推定する場合について説明する。無線装置＃ａ１および無線装置＃ｂ２の構成は、それぞれ上述した無線装置＃ａ１および無線装置＃ｂ２がソフトウェア無線装置である場合と同じである。送信側の無線装置における通信方式推定処理のフローチャートおよび受信側の無線装置における通信方式推定処理のフローチャートは、それぞれ図４および図８に示す通りである。

送信側と受信側で通信方式が一致している状態でリンクを確立する際のシーケンスは、図５に示す通りである。図１０は、送信側と受信側がともに通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。具体的には、送信側も受信側も通信方式が可変であり、送信側と受信側で通信方式が一致していない状態からリンクを確立する処理を示している。図１０に示すように、送信側の無線装置がＢ通信方式で無線通信可能な状態にあり、受信側の無線装置がＡ通信方式で無線通信可能な状態にあるとする。

また、送信側の無線装置および受信側の無線装置は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの５つの通信方式に対応可能であるとする。さらに、送信側の無線装置は、同じ通信方式で３回リンク確認信号を送ってもＡＣＫ信号を受信しない場合に自身の通信方式を昇順で切り替えるとする。一方、受信側の無線装置は、同期確立を失敗するたびに自身の通信方式を降順で切り替えるとする。

送信側の無線装置は、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ７１）。受信側の無線装置は、Ａ通信方式でリンク確認信号を受信するので、同期の確立に失敗する。従って、受信側の無線装置は、ＡＣＫ信号を返さずに、自身の通信方式をＥ方式に切り替える（ステップＳ７２）。一方、送信側の無線装置は、予め設定された時間内にＡＣＫ信号を受信しない（ステップＳ７３）ので、通信相手の無線装置へＢ通信方式でリンク確認信号を再送する（ステップＳ７４）。

送信側と受信側で通信方式が異なっている間、受信側の無線装置は、同期の確立に失敗し、その都度、自身の通信方式をＤ方式、Ｃ方式と切り替える（ステップＳ７５、Ｓ７６）。送信側の無線装置は、予め設定された回数だけＢ通信方式でリンク確認信号を再送する（ステップＳ７７）。そして、送信側の無線装置は、そのリンク確認信号の再送に対してもＡＣＫ信号を受信しない（ステップＳ７８）場合には、自身の通信方式をＣ方式に切り替える（ステップＳ７９）。

この段階で、送信側の無線装置が通信相手の無線装置へＣ通信方式でリンク確認信号を送信する（ステップＳ８０）と、受信側の無線装置がＣ通信方式でリンク確認信号を受信するので、同期の確立に成功する（ステップＳ８１）。従って、受信側の無線装置は、送信側の無線装置へＡＣＫ信号を返す（ステップＳ８２）。送信側の無線装置は、そのＡＣＫ信号を受信し（ステップＳ８３）、通信相手の無線装置とリンクを確立できたことを知り、データ送信を開始する。

図１１は、送信側の通信方式および受信側の通信方式がともに可変である場合に、送信側の無線装置と受信側の無線装置の両方で通信方式を推定する回数の一例を示す図である。図１１において、符号１１０は、送信側の無線装置の通信方式の切り替えパターンを示す表であり、符号２１０は、受信側の無線装置の通信方式の切り替えパターンを示す表である。

図１１に示す例では、送信側の無線装置は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの５つの通信方式に対応可能であり、例えばＢ通信方式から開始して、同じ通信方式で３回リンク確認信号を送ってもＡＣＫ信号を受信しない場合に自身の通信方式を昇順で切り替える。受信側の無線装置は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの５つの通信方式に対応可能であり、同期確立を失敗するたびに自身の通信方式を切り替える。受信側の切り替えパターンの表２１０には、通信方式をＡ方式、Ｃ方式、Ｄ方式およびＥ方式からそれぞれ昇順および降順で切り替えるパターンが示されている。

図１１に丸で囲んで示すように、受信側の無線装置がＡ方式から始まる場合の通信方式の推定回数は、切り替えパターンが昇順の場合には２回で済み、降順の場合には４回である。また、Ｃ方式から始まる場合の通信方式の推定回数は、昇順と降順でそれぞれ６回と２回である。Ｄ方式から始まる場合の通信方式の推定回数は、昇順と降順でそれぞれ５回と３回である。Ｅ方式から始まる場合の通信方式の推定回数は、昇順と降順でそれぞれ３回と７回である。これらの平均値は、４回であり、平均して４回程度、通信方式の推定を行えば、リンクが確立することになる。

以上説明したように、実施の形態によれば、送信側の無線装置は、通信相手へ送信したリンク確認信号に対して通信相手からＡＣＫ信号が返されてくれば、通信方式が一致してリンクを確立できたと判断し、ＡＣＫ信号が返されてこなければ、通信方式が異なるとして自身の通信方式を切り替えるので、通信リンク確立用の冗長な無線処理回路がなくても、通信相手との間にリンクを確立できる。また、受信側の無線装置は、通信相手から送信されてきたリンク確認信号に基づいて同期の確立を試み、同期を確立できれば、通信方式が一致してリンクを確立できるので通信相手にＡＣＫ信号を返し、同期を確立できなければ、通信方式が異なるとして自身の通信方式を切り替えるので、通信リンク確立用の冗長な無線処理回路がなくても、通信相手との間にリンクを確立できる。

なお、送信側の無線装置および受信側の無線装置における通信方式の切り替えパターンは、上記例に限らない。また、上述した無線装置＃ａ１および無線装置＃ｂ２を、携帯電話機に内蔵し、携帯電話機の無線通信機能を実現する装置として用いることもできる。この場合には、図１２に示すように、ＭＡＣ処理部１１，２１は、パーソナルコンピュータの代わりに、テンキー５ａ，５ｂ、マイク６ａ，６ｂ、タッチパネル７ａ，７ｂ、表示パネル８ａ，８ｂおよびスピーカ９ａ，９ｂ等のマン・マシン・インタフェースに接続される。

以上のように、本発明にかかる通信リンク確立方法および通信リンク確立プログラムは、複数の通信方式に対応可能なソフトウェア無線装置に有用であり、特に、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＰＤＣ、ＧＳＭおよびＰＨＳの通信方式のうちの２以上の方式に対応可能な携帯電話機や無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）装置に適している。

本発明方法を適用可能な無線装置の構成とデータの流れを示す図である。 送信側無線装置のＭＡＣ処理部の構成とデータの流れを示す図である。 受信側無線装置のＭＡＣ処理部の構成とデータの流れを示す図である。 送信側無線装置における通信方式推定処理の一例を示すフローチャートである。 通信方式が一致している場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。 送信側が通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。 送信側無線装置が受信側無線装置の通信方式を推定する回数の一例を示す図である。 受信側無線装置における通信方式推定処理の一例を示すフローチャートである。 受信側が通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。 送信側と受信側がともに通信方式を切り替える場合のリンク確立処理の一例を示すシーケンス図である。 送信側無線装置と受信側無線装置が互いに相手の通信方式を推定する回数の一例を示す図である。 本発明方法を適用可能な無線装置を有する携帯電話機の構成とデータの流れを示す図である。

符号の説明

１，２ 無線装置

Claims (9)

1. 複数の通信方式に対応可能な第１ソフトウェア無線装置が通信相手の第２ソフトウェア無線装置の通信方式を推定して前記第２ソフトウェア無線装置とのリンクを確立するにあたって、
   前記第１ソフトウェア無線装置が、前記第２ソフトウェア無線装置に第１通信方式に対応する第１リンク確認信号を送信するステップと、
   前記第２ソフトウェア無線装置が、送信された前記第１リンク確認信号に基づいて同期の確立を試み、同期の確立に失敗した場合に、自身の第２通信方式が前記第１通信方式と異なると判断して、前記第２通信方式を前記第３通信方式に切替えるステップと、
   前記第１ソフトウェア無線装置が、前記第１リンク確認信号に対して前記第２ソフトウェア無線装置からＡＣＫ信号が返されてこない場合に、自身の前記第１通信方式が前記第２ソフトウェア無線装置の前記第２通信方式と異なると判断して、自身の前記第１通信方式を第４通信方式に切り替えるステップと、
   を含むことを特徴とする通信リンク確立方法。
2. 前記第１ソフトウェア無線装置は、前記第２ソフトウェア無線装置からＡＣＫ信号が返されてこない場合、再度、前記第１通信方式で前記第１リンク確認信号を送信し、前記第１リンク確認信号の送信回数が予め設定された回数を超えたときに前記第１通信方式を前記第４通信方式に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の通信リンク確立方法。
3. 前記第１ソフトウェア無線装置は、前記第２ソフトウェア無線装置からＡＣＫ信号が返されてきた場合、前記第２ソフトウェア無線装置とのリンクが確立できたと判断して前記第２ソフトウェア無線装置に対してデータの送信を開始することを特徴とする請求項１または２に記載の通信リンク確立方法。
4. 前記第１ソフトウェア無線装置が、前記第１通信方式を前記第４通信方式に切り替えた後に前記第２ソフトウェア無線装置に前記第４通信方式に対応する第２リンク確認信号を送信するステップと、
   前記第２ソフトウェア無線装置が、送信された前記第２リンク確認信号に基づいて同期の確立を試み、同期が確立される場合に、ＡＣＫ信号を送出するステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の通信リンク確立方法。
5. 前記第２ソフトウェア無線装置は、同期の確立に失敗した場合、前記第３通信方式での同期の確立に失敗した回数が予め設定された回数を超えたときに前記第３通信方式を第５通信方式に切り替えることを特徴とする請求項４に記載の通信リンク確立方法。
6. 前記第２ソフトウェア無線装置は、同期の確立に成功した場合、前記第１リンク確認信号を送出した前記第１ソフトウェア無線装置に対してＡＣＫ信号を送信することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の通信リンク確立方法。
7. 前記第２ソフトウェア無線装置では、前記第１リンク確認信号の送信回数が予め設定された回数を超えるまでの間、前記第２通信方式から前記第３通信方式への切り替えを含む複数の通信方式の切り替えが行われることを特徴とする請求項２に記載の通信リンク確立方法。
8. 前記第２ソフトウェア無線装置は前記複数の通信方式に対応可能であり、
   前記第２ソフトウェア無線装置での前記第２通信方式から前記第３通信方式への切り替えは、前記複数の通信方式の第１の方向から行われ、
   前記第１ソフトウェア無線装置での前記第１通信方式から前記第４方式への切り替えは、前記複数の通信方式の前記第１方向とは異なる第２方向から行われ、
   前記第２通信方式から前記第３通信方式への切り替えの順序と前記第１通信方式から前記第４方式への切り替えの順序は互いに逆であること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の通信リンク確立方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか一に記載の通信リンク確立方法をコンピュータに実行させることを特徴とする通信リンク確立プログラム。

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