JP4806868B2 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信端末間で例えば無線信号により各種情報を伝送するネットワークシステム、通信装置及び通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば無線伝送装置をパーソナルコンピュータやＡＶ機器に組み込んで、これら複数のパーソナルコンピュータやＡＶ機器間で情報の伝送を行うネットワークシステムが知られている。このようなネットワークシステムでは、１つの中央制御局の制御のもとで各種の伝送管理が行われて、複数の端末局が制御される方法が一般的に用いられている。この場合には、制御局として動作する通信局を規定し、その制御局に他の通信局が従属するようにして、複数の無線通信装置を用いてネットワークを形成する。
【０００３】
また、複数の無線通信装置を用いてネットワークを形成する場合に、所定の無線通信装置をそのネットワークの制御局として指定し、その制御局の制御に基づいて、例えば、周期的な伝送フレーム周期を設定したり、情報伝送領域のアクセス制御を行う無線通信制御方法などが考えられている。
【０００４】
また、近年、最初から特定の無線通信装置を制御局として決めておかずに、必要に応じて任意の無線通信装置を無線ネットワークの制御局として設定することができるようにして、アクセスポイントがなくても情報通信を可能とするいわゆるアドホック（Ａｄｈｏｃ）的な無線ネットワークを構築することができる無線通信装置の開発が行われている。例えば、特開２０００−０８２９８９号公報には、制御局モードと端末局モードとを、それぞれ往来して、アクセスポイントがなくても情報通信を可能とするいわゆるアドホック（Ａｄｈｏｃ）的な無線ネットワークを構築する無線通信方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のネットワークシステムでは、中央制御局に何等かの不具合が発生して、中央制御局の機能が損なわれることが想定される。このような場合、従来のネットワークシステムでは、一旦、ネットワークの稼働状態をリセットして、再度、他の端末局が中央制御局となって新たに無線ネットワークを構築する必要が生じてしまっていた。そのため、従来のネットワークシステムでは、このリセット（新たな無線ネットワークの再構築）を行うために、今まで稼働していたネットワーク上で伝送されていたデータが一時的に中断され、また、再稼働するまでに非常に多くの時間がかかってしまっていた。
【０００６】
この課題を解決するために、本出願人は先に特開２０００−１５１６１８号公報において、ネットワーク内の中央制御局（マスター制御局）に何らかの不具合が発生したとき、ネットワーク内の別の１台の端末局が、自動的に中央制御局として作動するようにしたシステムを提案した。この提案したシステムでは、マスター制御局に不具合が発生したとき中央制御局になる端末局は、スレーブ制御局として予め中央制御局が指示しておく必要がある。ところが、スレーブ制御局はネットワーク内で１台だけ用意しておくと、例えばマスター制御局とスレーブ制御局とが共通の電源が使用されて、双方の局に同時に不具合が発生したときに対処ができない問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、中央制御局に何らかの不具合が生じても稼動状態を停止することなく、安定した情報伝送をすることができる通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、無線ネットワークに複数存在して無線ネットワークを構成する端末局であると共に、無線ネットワークにおける管理情報の伝送を行う単一の制御局ともなり得る通信装置において、複数の端末局との間で情報の伝送を行う通信手段と、通信装置が、現在の制御局として動作中に、他の端末局を、現在の制御局に代わる新たな制御局として予め指定しておくために、他の端末局の各々の動作状況から、制御局候補としての制御機能を有するか否かを判定する判定手段と、制御局候補となる端末局が複数存在するときには、現在の制御局が、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、各々の制御局候補となる端末局の無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて、優先順位を設定する設定手段と、制御局候補となる端末局の優先順位情報を、現在の前記制御局が下り制御情報によって、動作中の無線ネットワーク上に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用したネットワークシステムについて、図面を参照しながら説明する。
１）第一の実施の形態
【００１１】
ネットワークシステム１は、この図１に示すように、例えば、通信端末１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７の８台の通信端末で構成される。各通信端末１００〜１０７は、例えば５ＧＨｚの搬送波を変調した信号の無線通信を行い、相互に情報の伝送を行う。ここでは、通信端末１００が中央制御局（マスター制御局）となって、その通信端末１００の電波到達範囲１０内にある全ての周辺局１０１〜１０７の通信を直接的に制御する。そして、通信端末１００が中央制御局としての動作を行えない場合に、中央制御局となり得る通信端末（スレーブ制御局）として、ここでは通信端末１０３，１０５，１０７を用意しておく。ここでは通信端末１０３の電波到達範囲１３、通信端末１０５の電波到達範囲１５、通信端末１０７の電波到達範囲１７は、ネットワークシステム１内の全ての通信端末をカバーしてない。但し、後述するように中継伝送により電波到達範囲外の端末との間で伝送を行うことは可能である。
【００１２】
図２は、各通信端末１００〜１０７と、その通信端末に接続される構成を示した図である。ここでは、２台の無線通信装置２０Ａ，２０Ｂを示してある。それぞれの無線通信装置２０Ａ，２０Ｂは、管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂが接続された伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂを備えて、この伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂの制御により、無線伝送処理が実行される。それぞれの無線通信装置２０Ａ，２０Ｂに接続される機器２７Ａ，２７Ｂとの間のデータ伝送処理は、インターフェース部２３Ａ，２３Ｂで行うようにしてある。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂには、符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂを介して高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂが接続してあり、この高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂに接続されたアンテナ２６Ａ，２６Ｂで無線信号の送信及び受信を行う。この無線通信装置２０Ａ，２０Ｂに接続される機器２７Ａ，２７Ｂとしては、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器等の各種情報機器が使用される。
【００１３】
管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂは、マスター制御局・スレーブ制御局（詳細は後述）として必要な情報など、ネットワーク管理情報や、動作プログラムなどを記憶する。後述するスレーブ制御局が必要な優先順位に関するデータについても、この管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂが記憶して保持する。
【００１４】
伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂは、管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂに記憶した情報に基づき、インターフェース部２３Ａ，２３Ｂ、符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂ及び高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂを統括して制御をする。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂは、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器等のこの無線通信装置に接続される機器２７Ａ，２７Ｂとデータの送受を行う。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂと機器２７Ａ，２７Ｂとの間の接続は、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers ）１３９４方式として規格化されたバスラインに準拠したブリッジとする。
【００１５】
符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂは、ネットワークを介して送信するデータの符号化、ネットワークを介して受信したデータの復号化をする。高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂは、アンテナ２６Ａ，２６Ｂを介して伝送するデータの変復調処理等をする。
【００１６】
なお、この無線伝送装置２０Ａ，２０Ｂは、図２に示したような構成について限定するものではなく、本発明を実現することが可能であれば、他にどのような構成を用いても良い。また、図２では２台の無線伝送装置だけを示したが、例えば図１に示したようなネットワーク構成の場合には、８台の無線伝送装置を用意して、ネットワークシステム１を形成する。但し、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置に、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器などの機器（図２での機器２７Ａ，２７Ｂ）が接続されている必要はない。また、伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂは、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置が、マスター制御局やスレーブ制御局として必要な制御動作を行えるようにしておく必要はなく、例えばネットワークシステム１内の何台かの無線伝送装置については、制御動作を行うための手段やプログラムが用意されてなくても良い。以下の説明では、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置が、マスター制御局やスレーブ制御局となり得るものとしてある。
【００１７】
図３に、各通信端末１００〜１０７間で伝送するデータのフレーム構成例を示す。
【００１８】
各通信端末１００〜１０７間での伝送は、ここではフレーム周期を規定して行われる。１フレームは例えば４ｍ秒として、１フレームには、メディア情報伝送領域と、制御情報伝送領域とを設けてあり、このフレーム構成が繰り返される。メディア情報伝送領域には、各通信端末１００〜１０７間でやり取りされる実データが伝送される。制御情報伝送領域には、マスター制御局が各通信端末に制御情報を伝送する下り制御情報を伝送する区間と、ネットワーク上の全ての通信端末が上り制御情報を伝送する区間とが設けられる。なお、上り制御情報伝送区間に、各局ごとに分割した固定のタイムスロットを用意し、この上り制御情報をネットワーク上の全ての局で、送受信しあうことによって、各局間の接続リンク関係の情報から、お互いの接続の状況を確認しあうフレーム構成としても良い。
【００１９】
このような構成のネットワークシステム１には、各通信端末間の情報伝送の管理を行う中央制御局として機能するマスター制御局が設定される。図１に示すネットワークシステム１では、例えば、マスター制御局に通信端末１００が設定されている（以下、この通信端末１００のことをマスター制御局１００ともいう）。このマスター制御局１００は、上述した下り制御情報を伝送する区間に管理情報を伝送し、各通信端末によるデータの伝送制御を行う。そして、このマスター制御局１００の電波到達範囲１０内に、周辺の通信端末１０１〜１０７が存在している。すなわち、マスター制御局１００は、この周辺の通信端末１０１〜１０７と直接通信が可能となっている。
【００２０】
また、このような構成のネットワークシステム１には、マスター制御局１００に不具合が生じて中央制御局としての機能を果たさなくなった場合に、このマスター制御局１００に代わって中央制御局としての機能を果たすスレーブ制御局が複数台設定される。図１に示すネットワークシステム１では、例えば、スレーブ制御局として、通信端末１０３，１０５，１０７の３台が設定されている（以下、この通信端末１０３，１０５，１０７のことをスレーブ制御局ともいう）。この場合、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７には、中央制御局として作動する場合の優先順位が決めてある。この優先順位は、スレーブ制御局となることを指示するマスター制御局１００により決められ、それぞれのスレーブ制御局１０３，１０５，１０７には、自局の順位が記憶させてある。
【００２１】
そして、これらのスレーブ制御局１０３，１０５，１０７は、マスター制御局１００に不具合が生じて中央制御局としての機能を果たさなくなった場合に、上述した下り制御情報を伝送する区間に管理情報を伝送し、各通信端末によるデータの伝送制御を行う。但し、上述した優先順位に従って管理情報を伝送する処理を行うようにしてあり、いずれか１台のスレーブ制御局により伝送制御が正しく行われる状況になったとき、他のスレーブ制御局は伝送制御を実行しないで待機する。
【００２２】
ここで、このネットワークシステム１では、マスター制御局１００が、直接通信ができる周辺の通信端末１０１〜１０７の中から、最も他の周辺局との情報伝送状態が良好な通信端末から順に、３台の通信端末までを、スレーブ制御局として指定する。ここでの情報伝送状態が良好な通信端末としては、例えばネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数と、それぞれの通信端末との通信品質より判断する。具体的には、例えばネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数が最も多い通信端末から順に、優先順位が高いスレーブ制御局とし、ネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数が同じである場合には、そのときの他の通信端末との通信品質が良好と判断される方の通信端末を、優先順位が高いスレーブ制御局として選択する。なお、ここでの通信品質とは、例えば受信信号の電力やエラーレートなどから判断される。
【００２３】
このように判断する際に必要な周辺局との接続の有無の判断には、例えばネットワーク上の各局が固定タイムスロットにて上り制御情報を送受信しあい自局の周辺に存在する局を把持するといった、本件出願人が提案した特願平１０−４７４１６号(Counterpart application in U.S. : Serial. No.09/252,807) や特願平１０−２５８８５５号(Counterpart application in U.S. : Serial. No.09/392 ,739) に記載の手法を用いても良い。
【００２４】
ここで本例のネットワークシステム１でスレーブ制御局を選択するための判断処理について説明する。まず、通信端末１０１を中央制御局とした場合を想定すると、図４に示すように、通信端末１０１は、通信端末１００、通信端末１０２、通信端末１０６、通信端末１０７が電波到達範囲１１内に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００２５】
通信端末１０２は、図５に示すように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０３、通信端末１０７が電波到達範囲内１２内に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００２６】
通信端末１０３は、図６に示すように、通信端末１００、通信端末１０２、通信端末１０４、通信端末１０５、通信端末１０７が電波到達範囲内１３に存在し、これらの５局と通信ができる。
【００２７】
通信端末１０４は、図７に示すように、通信端末１００、通信端末１０３、通信端末１０５が電波到達範囲内１４に存在し、これらの３局と通信ができる。
【００２８】
通信端末１０５は、図８に示すように、通信端末１００、通信端末１０３、通信端末１０４、通信端末１０６、通信端末１０７が電波到達範囲内１５に存在し、これらの５局と通信ができる。
【００２９】
通信端末１０６は、図９に示すように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０５、通信端末１０７が電波到達範囲内１６に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００３０】
そして、通信端末１０７は、図１０に示したように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０２、通信端末１０３、通信端末１０５、通信端末１０６が電波到達範囲内１７に存在し、これらの６局との通信ができる。
【００３１】
このような結果、このネットワークシステム１においては、中央制御局１００以外では、通信端末１０７が最も多くの通信端末との接続が可能（６局と通信可能）なので、優先順位が最も高いスレーブ制御局に指定する。
【００３２】
また、通信端末１０３と通信端末１０５が、通信端末１０７の次に接続可能な通信端末の数が多い（５局と通信可能）ので、この２台の通信端末１０３，１０５についてもスレーブ制御局に指定する。但し、２台の通信端末１０３，１０５の間では、接続可能な局数は同じであるので、各通信端末１０３，１０５と他の通信端末との通信品質が良好であると判断される端末から、優先順位を高く設定する。ここでは、通信端末１０５の方が、通信端末１０３よりも周辺局との通信品質が良好であると判断されたとして、通信端末１０５を優先順位２番目のスレーブ制御局として指定し、通信端末１０３を優先順位３番目のスレーブ制御局として指定する。
【００３３】
なお、スレーブ制御局１０３とスレーブ制御局１０５との間での順位を決めるための通信品質の判断としては、他の要因から決めるようにしても良い。例えば、マスター制御局１００で、この２つの通信端末１０３，１０５の内で良好に直接通信ができる局（即ちマスター制御局からの距離が近いと想定される局）を、通信品質が良好と判断して優先順位を高くしても良い。また、このように通信品質の判断をしないで、直接通信できる局の数が同じである場合には、単純にアドレスの若い通信制御局を、優先順位を高いスレーブ制御に指定しても良い。
【００３４】
このようにして、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７をマスター制御局１００が選定したときは、マスター制御局１００は、ネットワーク全体に、スレーブ制御局として通信端末１０３，１０５，１０７が指定されていることを通知する。この通知には、下り制御情報によって、ブロードキャスト伝送を行なっても良い。さらに、その確認のため、上の制御情報によって、確認情報を伝送させても良い。また、この通知時には、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７の優先順位の情報についても通知する。
【００３５】
通知された３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７では、そのときに指示された自局の優先順位に基づいて、マスター制御局が通信不能状態になったときの待機時間を登録しておく。ここでは、順位が１番目の通信端末１０７は、待機時間を１秒とし、順位が２番目の通信端末１０５は、待機時間を２秒とし、順位が３番目の通信端末１０３は、待機時間を３秒とする。なお、スレーブ制御局が４台以上の場合には、順位が下がる毎に、さらに１秒ずつ待機時間を付加すれば良い。
【００３６】
図１１は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０７が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０７から送信される下り制御情報は、通信端末１０４には直接は届かないため、他の通信端末１０３又は１０５が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３７】
図１２は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０５が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０５から送信される下り制御情報は、通信端末１０１，１０２には直接は届かないため、他の通信端末１０３又は１０７が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３８】
図１３は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０３が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０３から送信される下り制御情報は、通信端末１０１，１０６には直接は届かないため、他の通信端末１０２，１０５又は１０７が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３９】
制御局の電波到達範囲外に存在する通信端末と中継伝送でネットワークに組み込む処理については、例えば本出願人が提出した特願平１０−２５８８５５号に示されている手法を用いて、隠れ端末局としてネットワーク上に組み込むことが可能である。
【００４０】
つぎに、マスター制御局１００の動作について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、マスター制御局１００は、ステップＳ１１において、ネットワークの接続情報の収集結果や、指定したスレーブ制御局の情報より、ネットワーク共通情報の作成を行う。続いて、ステップＳ１２において、下り制御情報通信区間でネットワーク上にブロードキャスト伝送する。
【００４２】
その後、マスター制御局１００は、ステップＳ１３において、周辺の通信端末１０１〜１０７から送られてくる上り制御情報を受信する。続いて、ステップＳ１４において、ネットワークの接続状況を把握する。
【００４３】
その後、マスター制御局１００は、ステップＳ１５において、その周辺の通信端末１０１〜１０７の中でも、最も接続リンク数の多かった局から順に３台の通信端末を、スレーブ制御局として指定して登録する。
【００４４】
次に、マスター制御局１００以外の通信端末１０１〜１０７での動作について、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
まず、通信端末１０１〜１０７は、ステップＳ２１において、中央制御局（マスター制御局１００）から送られる下り制御情報を受信する。続いて、ステップＳ２２において、その下り制御情報のネットワーク情報の確認動作を行う。
【００４６】
ここで、この情報を解析した結果、ステップＳ２３において、マスター制御局からスレーブ制御局としての指定がされている場合には、ステップＳ２４に移り、スレーブ制御局として登録させる動作を行う。このとき、ステップＳ２５において、指定された優先順位から、中央制御局としての制御動作を行うまでの待機時間を登録させる。この登録は、例えば図２に示す無線伝送装置２０Ａ又は２０Ｂの管理情報記憶部２１Ａ又は２１Ｂに、伝送制御管理部２２Ａ又は２２Ｂの制御で記憶させて行う。このスレーブ制御局としての登録を行ったときには、上り制御情報などを用いて、マスター制御局（中央制御局）あてに、確認情報を送付しても良い。
【００４７】
なお、スレーブ制御局の指定があった際に判断したネットワーク接続状況から、このスレーブ制御局が直接的に通信できる通信端末の数が、マスター制御局よりも多いと判断したときには、スレーブ制御局が中央制御局となるように制御局の変更要求をマスター制御局に送るようにしても良い。
【００４８】
次に、スレーブ制御局として登録された通信端末（スレーブ制御局１０３，１０５，１０７）での動作を、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
まず、スレーブ制御局として通信端末では、ステップＳ３１において、中央制御局（マスター制御局１００）から送られる下り制御情報の受信を試みる。
【００５０】
このステップＳ３１で下り制御情報が受信できた場合には、ステップＳ３２において、周辺の通信端末とのネットワーク情報の確認を行う。そして、ステップＳ３３において、マスター制御局からスレーブ制御局としての指定が解除されているかどうかを判断し、スレーブ制御局としての指定が解除されている場合には、ステップＳ３４において、スレーブ制御局としての指定を解除し、通常の周辺端末局として動作を行う。なお、指定が解除されていない場合にはそのままスレーブ制御局としての動作を行う。
【００５１】
また、ステップＳ３１で下り制御情報が受信できなかった場合には、ステップＳ３５において、上り制御情報を受信し、ステップＳ３６において、ネットワークの接続状況を把握しておく。続いてステップＳ３７において、マスター制御局に不具合が発生しているかどうかを判断する。ここでのマスター制御局に不具合が発生しているかどうかの判断としては、例えばマスター制御局から周期的に送信される下り管理情報が受信できないときに、マスター制御局に不具合が発生していると判断する。但し、マスター制御局が正しく動作していても、何らかの要因で１回から数回程度の下り管理情報を受信できないことも想定されるので、ある程度連続して下り管理情報が受信できないとき、マスター制御局に不具合が発生していると判断するのが好ましい。また、ステップＳ３６で把握したネットワークの接続状況から、他の周辺端末局の全てでマスター制御局が認識できないとき（即ちマスター制御局からの信号を受信できないとき）、マスター制御局に不具合が発生していると判断しても良い。
【００５２】
そして、マスター制御局に不具合が発生していると判断した場合には、ステップＳ３８において、他に制御局として作動する局が発生して、下り管理情報を受信できるようになったか否か判断する。ここで、下り管理情報を受信できるようになった場合には、ステップＳ３９において、自局では中央制御局としての動作を行わずに（即ち下り管理情報の送信による情報伝送の管理を行わずに）、周辺端末局として動作を行う。
【００５３】
ステップＳ３８で下り管理情報を受信できない場合には、ステップＳ４０において、マスター制御局に不具合が発生してから、自局に登録された待機時間が経過したか否か判断する。例えば、優先順位１番目のスレーブ制御局１０７では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから１秒が経過したか判断する。また、優先順位２番目のスレーブ制御局１０５では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから２秒が経過したか判断する。さらに、優先順位３番目のスレーブ制御局１０３では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから３秒が経過したか判断する。このステップＳ４０の判断で、自局に登録された待機時間が経過してないと判断したときには、ステップＳ３８の判断に戻る。
【００５４】
そして、ステップＳ４０の判断で、自局に登録された待機時間が経過したと判断したとき、中央制御局として必要な動作を行う。具体的には、下り管理情報の周期的な送信を開始させて、この局でネットワーク内での情報伝送の管理を実行させる。
【００５５】
以上のように本発明の実施の形態のネットワークシステム１では、中央制御局として機能しているマスター制御局１００に何等かの不具合が生じてもスレーブ制御局が中央制御局として機能し、ネットワークの稼働状態を停止することなく、安定した情報伝送をすることができる。
【００５６】
この場合、マスター制御局に不具合が発生したときに中央制御局になるスレーブ制御局は、ネットワーク内の複数台の通信端末を指定するようにしてあるので、その指定されたスレーブ制御局の中の少なくとも１台が正常に作動している状況であれば、そのときのネットワークにリセットがかかることなく、稼働状態を維持でき、１台だけをスレーブ制御局として指定した場合に比べて、ネットワークの稼働状態を維持できる可能性を高くすることができる。この場合、複数台のスレーブ制御局には、優先順位を定めて、その優先順位に従って設定されたそれぞれ異なる待機時間だけ待機した後に、中央制御局として立ち上げるようにしたことで、複数台のスレーブ制御局が同時に中央制御局として作動し始めることがなく、１つのネットワーク内で複数の中央制御局が存在するような事態を確実に回避できる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態では、ネットワーク内の３台の通信端末をスレーブ制御局として指定するようにしたが、２台或いは４台以上の通信端末を、優先順位を付与してスレーブ制御局として指定するようにしても良い。この場合、ネットワーク内の全ての通信端末が制御局になり得るネットワーク構成であるときには、その全ての通信端末に優先順位をつけてスレーブ制御局として指定しても良い。
【００５８】
また、上述した実施の形態では、スレーブ制御局として指定する端末を選択する際には、その通信端末で通信できる端末の数や通信品質から判断するようにしたが、その他の要素を判断するようにしても良い。例えば、該当する通信端末がスレーブ制御局として作動できる構成であっても、その通信端末の構成や動作状況から、制御局とするのが好ましくないときには、スレーブ制御局として指定する端末の候補から除外するようにしても良い。
【００５９】
具体的には、例えば該当する通信端末が、商用交流電源の供給で作動中の場合にだけ、スレーブ制御局として指定し、内蔵されたバッテリを電源として使用中には、スレーブ制御局として指定しないようにして、バッテリの消費を抑えるようにしても良い。或いは、複数台指定するスレーブ制御局の内の１台については、バッテリを電源とした通信端末を指定しておき（但し優先順位が低いスレーブ制御局として指定するのが好ましい）、このネットワークシステム内の何台かの通信端末への交流電源の供給が一時的に停止する停電状態が発生したときにも、ネットワークの稼働状態が維持されるようにしても良い。
【００６０】
また、上述した実施の形態では、優先順位に基づいて設定される待機時間として、１秒，２秒，３秒のような１秒間隔の時間としたが、このような待機時間に限定されるものではない。制御局の不具合をより早く検知可能な構成である場合には、より短い時間を待機時間としても良い。
【００６１】
また、このような待機時間に差を設けて、スレーブ制御局が設定された優先順位に基づいて作動するようにする処理とは別の処理で、同様にスレーブ制御局が順位に従って作動するようにしても良い。
【００６２】
２）第二の実施の形態
次に本発明における第二の実施の形態例を述べる。
図１７は、各通信局毎の待機時間を示す図である。
図中、図１７Ｄに示す既存の制御局となる通信装置２１４が、図１７Ａ、図１７Ｅ、図１７Ｆにそれぞれ示す制御局候補となる通信装置２１１、２１５、２１６を選定し、その中から優先順位Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を設定した状態を表している。
【００６３】
ここでは、便宜上、通信装置２１５が優先順位１位を示す優先順位Ｐ１の制御局候補とし、通信装置２１１が優先順位２位を示す優先順位Ｐ２の制御局候補とし、通信装置２１６が優先順位３位を示す優先順位Ｐ３の制御局候補として指定されていて、それぞれ無線ネットワークを再構築して制御局として動作を開始するまでの再構築開始時間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６の設定が行われている。
【００６４】
さらに、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１５は、所定の基本単位Ｔ１に対して２単位を再構築開始時間Ｔ２として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１１は、所定の基本単位Ｔ１に対して４単位を再構築開始時間Ｔ４として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して６単位を再構築開始時間Ｔ６として設定してある。
【００６５】
これにより、既存の制御局である通信装置２１４が無線ネットワーク上から消滅した場合には、制御局候補の優先順位Ｐ１の通信装置２１５が、その優先順位に従い、他の通信装置よりも先に、制御局としての動作を行う。
【００６６】
また、優先順位の指定のない他の通信装置２１２、２１３、２１７は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、そのうち通信装置２１２、２１７は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００６７】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００６８】
なお、上述した一斉解除時ＴＲは、例えば、制御局以外の通信装置を最大で１５個設けることができ、各通信装置に再構築開始時間としてＴ２が設定されることを考慮すると、３０Ｔ（＝１５×２Ｔ）とすることができる。
【００６９】
図１８は、各通信局の待機時間の変更の遷移状態を示す図である。図１８は上述した図１７で設定された各通信装置に対する優先順位をそれぞれ変更する場合の遷移状態を示している。
【００７０】
図中、通信装置２１１の優先順位２位を示す優先順位Ｐ２を優先順位１位を示す優先順位Ｐ１に変更し、通信装置２１５の優先順位１位を示す優先順位Ｐ１を優先順位２位を示す優先順位Ｐ２に変更し、通信装置２１７の優先順位なしを優先順位４位を示す優先順位Ｐ４に新たに設定する場合を示す。なお、通信装置２１６の優先順位３位を示す優先順位Ｐ３に変更はない。
【００７１】
ここでは、既存の設定と同じ再構築開始時間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６が重複しないように、先に上述した図１７において、優先順位に応じて基本単位Ｔ１に対して偶数単位Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６で再構築開始時間の指定が行われているものに対して、図１８ではこれと重複しないように基本単位Ｔ１に対して奇数単位Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７で再構築開始時間の指定を行うようにしている。
【００７２】
つまり、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１１は、基本単位Ｔ１の１単位を再構築開始時間Ｔ１として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１５は、基本単位Ｔ１の３単位を再構築開始時間Ｔ３として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して５単位を再構築開始時間Ｔ５として設定し、優先順位Ｐ４の制御局候補の通信装置２１７は、基本単位Ｔ１の７単位を再構築開始時間Ｔ７として設定するようにしている。
【００７３】
なお、優先順位の指定のない他の通信装置２１２は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００７４】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００７５】
図１９は、各通信局の待機時間の変更の確定状態を示す図である。図１９は次回の優先順位の変更に対応するため、上述した図１８の遷移状態で設定された各通信装置に対する優先順位をそれぞれ確定する場合の確定状態を示している。従って、図１９の確定状態から再度優先順位の変更をする場合には、一旦図１８の遷移状態に移行した後に、再度図１９の確定状態に移行する。
【００７６】
ここでは、上述した図１８の遷移状態において、優先順位に応じて基本単位Ｔ１に対して奇数単位Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７で再構築開始時間の指定が行われているものに対して、図１９の確定状態では図１７と同様に基本単位Ｔ１に対して偶数単位Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８で再構築開始時間の指定を行うようにしている。
【００７７】
つまり、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１１は、基本単位Ｔ１の２単位を再構築開始時間Ｔ２として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１５は、基本単位Ｔ１の４単位を再構築開始時間Ｔ４として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して６単位を再構築開始時間Ｔ６として設定し、優先順位Ｐ４の制御局候補の通信装置２１７は、基本単位Ｔ１の８単位を再構築開始時間Ｔ８として設定するようにしている。
【００７８】
なお、優先順位の指定のない他の通信装置２１２は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００７９】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００８０】
図２０は、制御局候補情報の伝送シーケンスを示す図である。
図２０は、既存の制御局である通信装置２１４が制御局候補となる通信装置２１１、２１５、２１６に対して各通信装置の優先順位を決定して、その選定結果をネットワーク上に通知するための動作シーケンスを表したものである。
【００８１】
まず、ステップＳ５１で、既存の制御局である通信装置２１４からネットワーク上の各通信装置に対して優先順位情報がブロードキャスト伝送される。具体的には、優先順位情報は、上述した図１７、図１８、図１９に示した各制御局候補の通信装置に対する優先順位Ｐ１〜Ｐ４、無線ネットワークを再構築するための再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８などである。
【００８２】
ステップＳ５２で、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１１では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１１からの受領確認情報の返送により、通信装置２１１がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８３】
ステップＳ５３で、同様に、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１５では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１５からの受領確認情報の返送により、通信装置２１５がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８４】
ステップＳ５４で、同様に、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１６では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１６からの受領確認情報の返送により、通信装置２１６がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８５】
なお、ここでは、優先順位の指定が行われていない通信装置２１２、２１３、２１７は、優先順位の受領確認の返送を省くことで、伝送トラフィックの低減を図ることができるようになされている。
【００８６】
図２１は、制御局候補指定パケットの構成例を示す図である。
図２１は、上述した図２０のステップＳ５１で既存の制御局である通信装置２１４からネットワーク上の各通信装置に対してブロードキャスト伝送される優先順位情報に対応するものであり、既存の制御局が、優先順位を付けて制御局候補を指定するための制御パケットとしての制御局候補指定パケットの構成を表したものである。図２１の制御局候補指定パケットは、非同期伝送領域（ＡＳＹ）を用いて伝送される情報である。
【００８７】
図中、制御局候補指定パケットは、パケットを識別するためのパケットタイプ２４１と、情報送信元通信装置を識別する送信元通信局ＩＤ２４２と、情報受信先通信装置を識別する受信先通信局ＩＤ２４３とを有して構成される。
【００８８】
なお、ブロードキャスト伝送を行う場合には、このフィールドにブロードキャスト識別符号（３Ｆｈ）を代入する。
【００８９】
また、制御局候補指定パケットは、これに続いて、優先順位Ｐ１の情報２４４として、待機時間２４４−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４４−２が指定され、優先順位Ｐ２の情報２４５として、待機時間２４５−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４５−２が指定され、優先順位Ｐ３の情報２４６として、待機時間２４６−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４６−２が指定される。なお、待機時間はＴ１〜Ｔ８であり、制御局候補通信局ＩＤとしては通信装置２１１〜２１３、２１５〜２１７である。
【００９０】
このようにして既存の制御局が、制御局候補として相応しい制御機能を備えた通信局の数だけ、それぞれ指定を行い、残りの領域を将来の優先順位Ｐ４以降を指定する際の拡張のためにリザーブ領域２４７として、末尾にＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２４８が付加されて構成されている。
【００９１】
なお、これらのフィールドは、必要に応じて他の情報が追加されたり、不要な情報が削減された構成としても良い。
【００９２】
図２２は、優先順位確認パケットの構成を示す図である。
図２２は、制御局候補から既存の制御局に返送される受領確認の制御パケットとしての優先順位確認パケットの構成を表したものである。図２２の優先順位確認パケットは、非同期伝送領域（ＡＳＹ）を用いて伝送される情報である。
【００９３】
図中、優先順位確認パケットは、パケットを識別するためのパケットタイプ２５１と、情報送信元通信装置を識別する送信元通信局ＩＤ２５２と、情報受信先通信装置を識別する受信先通信局ＩＤ２５３とを有して構成される。
【００９４】
また、優先順位確認パケットは、これに続いて、制御局候補として指定された優先順位２５４と、その待機時間２５５と、制御局候補として指定された自局の指定通信局ＩＤ２５６を設定し、さらに、残りの領域を将来の拡張のためにリザーブ領域２５７として、末尾にＣＲＣ２５８が付加されて構成されている。
【００９５】
なお、これらのフィールドは、必要に応じて他の情報が追加されたり、不要な情報が削減された構成としても良い。
【００９６】
また、上述した実施の形態では、無線伝送を行うネットワークに適用した例としたが、同様の中央制御局を必要とするネットワークであれば、複数台の通信端末を有線の信号線で接続したネットワークにも適用することは可能である。
【００９７】
なお、上述した本実施の形態はワイヤレス１３９４に適用される例を示したが、これに限らず、他の無線ネットワークにも適用されることはいうまでもない。
【００９８】
本発明によると、マスター制御局が通信不能となったときに、複数台のスレーブ制御局が設定された順位に基づいて順に制御局としての情報伝送の管理を試み、その情報伝送の管理を行えたスレーブ制御局が、以後は各通信端末間の情報伝送の管理を行うようになる。従って、用意された複数台のスレーブ制御局の中のいずれか１台でも情報伝送の管理が可能であれば、マスター制御局が通信不能となっても、ネットワークの稼働状態を継続させることが可能である。ここで、複数台のスレーブ制御局は、情報伝送の管理を試みる順序が決められているので、複数台のスレーブ制御局が同時に立ち上がることがなく、制御状態が乱れることがない。
【００９９】
また、複数のスレーブ制御局の管理手段での、マスター制御局が通信不能時に情報伝送の管理を行う順位の設定は、マスター制御局が通信不能になってから情報伝送の管理を開始するまでの時間に差を設けたことで、設定された順位に基づいて管理を行う時間に差がついて、複数台のスレーブ制御局の中の１台だけで管理させることが良好に行える。
【０１００】
また、マスター制御局の管理手段は、各通信端末の情報伝送状態に基づき、スレーブ制御局を指定する順位を設定することで、例えば最も情報伝送状態の良好な通信端末を順位の高いスレーブ制御局とし、それよりも情報伝送状態の劣る通信端末を順位を下げたスレーブ制御局として設定することで、スレーブ制御局の順位の設定が最も好ましい状態で行える。
【０１０１】
また、このように各通信端末の情報伝送状態に基づき、スレーブ制御局を指定する順位を設定する場合に、その情報伝送状態は、ネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数又はそれぞれの通信端末との通信品質より判断されることで、情報伝送状態の判断を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態による通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるフレーム構造の例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０１）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０２）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０３）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０４）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０５）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０６）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０７）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０７）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０５）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０３）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による通信端末のマスター制御局としての動作を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施の形態による通信端末をスレーブ制御局として設定する際の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施の形態による通信端末のスレーブ制御局としての動作を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間を示す図であり、図１７Ａは通信装置２１１、図１７Ｂは通信装置２１２、図１７Ｃは通信装置２１３、図１７Ｄは通信装置２１４、図１７Ｅは通信装置２１５、図１７Ｆは通信装置２１６、図１７Ｇは通信装置２１７である。
【図１８】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間の変更の遷移状態を示す図であり、図１８Ａは通信装置２１１、図１８Ｂは通信装置２１２、図１８Ｃは通信装置２１３、図１８Ｄは通信装置２１４、図１８Ｅは通信装置２１５、図１８Ｆは通信装置２１６、図１８Ｇは通信装置２１７である。
【図１９】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間の変更の確定状態を示す図であり、図１９Ａは通信装置２１１、図１９Ｂは通信装置２１２、図１９Ｃは通信装置２１３、図１９Ｄは通信装置２１４、図１９Ｅは通信装置２１５、図１９Ｆは通信装置２１６、図１９Ｇは通信装置２１７である。
【図２０】本発明の一実施の形態による制御局候補情報の伝送シーケンス例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施の形態による制御局候補指定パケット構成例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態による優先順位確認パケット構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…ネットワーク、１０…制御局１００の電波到達範囲、１１…端末局１０１の電波到達範囲、１２…端末局１０２の電波到達範囲、１３…端末局１０３の電波到達範囲、１４…端末局１０４の電波到達範囲、１５…端末局１０５の電波到達範囲、１６…端末局１０６の電波到達範囲、１７…端末局１０７の電波到達範囲、１８…端末局１０８の電波到達範囲、２０Ａ，２０Ｂ…無線伝送装置、２１Ａ，２１Ｂ…管理情報記憶部、２２Ａ，２２Ｂ…伝送制御管理部、２３Ａ，２３Ｂ…インターフェース部、２４Ａ，２４Ｂ…符号化／復号化部、２５Ａ，２５Ｂ…高周波伝送処理部、２６Ａ，２６Ｂ…アンテナ、１００…マスター制御局、１０１〜１０７…通信端末局、Ｔ１〜Ｔ８…ネットワーク再起動時間、ＴＲ…一斉解除時間、２４１…パケットタイプ、２４２…送信元通信局ＩＤ、２４３…受信先通信局ＩＤ、２４４…優先順位Ｐ１、２４４−１…再起動開始時間、２４４−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４５…優先順位Ｐ２、２４５−１…再起動開始時間、２４５−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４６…優先順位Ｐ３、２４６−１…再起動開始時間、２４６−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４７…リザーブ、２４８…ＣＲＣ、２５１…パケットタイプ、２５２…送信元通信局ＩＤ、２５３…受信先通信局ＩＤ、２５４…指定優先順位、２５５…再起動開始時間、２５６…指定通信局ＩＤ、２５７…リザーブ、２５８…ＣＲＣ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信端末間で例えば無線信号により各種情報を伝送するネットワークシステム、通信装置及び通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば無線伝送装置をパーソナルコンピュータやＡＶ機器に組み込んで、これら複数のパーソナルコンピュータやＡＶ機器間で情報の伝送を行うネットワークシステムが知られている。このようなネットワークシステムでは、１つの中央制御局の制御のもとで各種の伝送管理が行われて、複数の端末局が制御される方法が一般的に用いられている。この場合には、制御局として動作する通信局を規定し、その制御局に他の通信局が従属するようにして、複数の無線通信装置を用いてネットワークを形成する。
【０００３】
また、複数の無線通信装置を用いてネットワークを形成する場合に、所定の無線通信装置をそのネットワークの制御局として指定し、その制御局の制御に基づいて、例えば、周期的な伝送フレーム周期を設定したり、情報伝送領域のアクセス制御を行う無線通信制御方法などが考えられている。
【０００４】
また、近年、最初から特定の無線通信装置を制御局として決めておかずに、必要に応じて任意の無線通信装置を無線ネットワークの制御局として設定することができるようにして、アクセスポイントがなくても情報通信を可能とするいわゆるアドホック（Ａｄｈｏｃ）的な無線ネットワークを構築することができる無線通信装置の開発が行われている。例えば、特開２０００−０８２９８９号公報には、制御局モードと端末局モードとを、それぞれ往来して、アクセスポイントがなくても情報通信を可能とするいわゆるアドホック（Ａｄｈｏｃ）的な無線ネットワークを構築する無線通信方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のネットワークシステムでは、中央制御局に何等かの不具合が発生して、中央制御局の機能が損なわれることが想定される。このような場合、従来のネットワークシステムでは、一旦、ネットワークの稼働状態をリセットして、再度、他の端末局が中央制御局となって新たに無線ネットワークを構築する必要が生じてしまっていた。そのため、従来のネットワークシステムでは、このリセット（新たな無線ネットワークの再構築）を行うために、今まで稼働していたネットワーク上で伝送されていたデータが一時的に中断され、また、再稼働するまでに非常に多くの時間がかかってしまっていた。
【０００６】
この課題を解決するために、本出願人は先に特開２０００−１５１６１８号公報において、ネットワーク内の中央制御局（マスター制御局）に何らかの不具合が発生したとき、ネットワーク内の別の１台の端末局が、自動的に中央制御局として作動するようにしたシステムを提案した。この提案したシステムでは、マスター制御局に不具合が発生したとき中央制御局になる端末局は、スレーブ制御局として予め中央制御局が指示しておく必要がある。ところが、スレーブ制御局はネットワーク内で１台だけ用意しておくと、例えばマスター制御局とスレーブ制御局とが共通の電源が使用されて、双方の局に同時に不具合が発生したときに対処ができない問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、中央制御局に何らかの不具合が生じても稼動状態を停止することなく、安定した情報伝送をすることができる通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の通信装置は、無線ネットワークに複数存在して無線ネットワークを構成する端末局であると共に、無線ネットワークにおける管理情報の伝送を行う単一の制御局ともなり得る通信装置において、複数の端末局との間で情報の伝送を行う通信手段と、通信装置が、現在の制御局として動作中に、他の端末局を、現在の制御局に代わる新たな制御局として予め指定しておくために、他の端末局の各々の動作状況から、制御局候補としての制御機能を有するか否かを判定する判定手段と、制御局候補となる端末局が複数存在するときには、現在の制御局が、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、各々の制御局候補となる端末局の無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて、優先順位を設定する設定手段と、制御局候補となる端末局の優先順位情報を、現在の前記制御局が下り制御情報によって、動作中の無線ネットワーク上に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用したネットワークシステムについて、図面を参照しながら説明する。
１）第一の実施の形態
【００１１】
ネットワークシステム１は、この図１に示すように、例えば、通信端末１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７の８台の通信端末で構成される。各通信端末１００〜１０７は、例えば５ＧＨｚの搬送波を変調した信号の無線通信を行い、相互に情報の伝送を行う。ここでは、通信端末１００が中央制御局（マスター制御局）となって、その通信端末１００の電波到達範囲１０内にある全ての周辺局１０１〜１０７の通信を直接的に制御する。そして、通信端末１００が中央制御局としての動作を行えない場合に、中央制御局となり得る通信端末（スレーブ制御局）として、ここでは通信端末１０３，１０５，１０７を用意しておく。ここでは通信端末１０３の電波到達範囲１３、通信端末１０５の電波到達範囲１５、通信端末１０７の電波到達範囲１７は、ネットワークシステム１内の全ての通信端末をカバーしてない。但し、後述するように中継伝送により電波到達範囲外の端末との間で伝送を行うことは可能である。
【００１２】
図２は、各通信端末１００〜１０７と、その通信端末に接続される構成を示した図である。ここでは、２台の無線通信装置２０Ａ，２０Ｂを示してある。それぞれの無線通信装置２０Ａ，２０Ｂは、管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂが接続された伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂを備えて、この伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂの制御により、無線伝送処理が実行される。それぞれの無線通信装置２０Ａ，２０Ｂに接続される機器２７Ａ，２７Ｂとの間のデータ伝送処理は、インターフェース部２３Ａ，２３Ｂで行うようにしてある。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂには、符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂを介して高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂが接続してあり、この高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂに接続されたアンテナ２６Ａ，２６Ｂで無線信号の送信及び受信を行う。この無線通信装置２０Ａ，２０Ｂに接続される機器２７Ａ，２７Ｂとしては、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器等の各種情報機器が使用される。
【００１３】
管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂは、マスター制御局・スレーブ制御局（詳細は後述）として必要な情報など、ネットワーク管理情報や、動作プログラムなどを記憶する。後述するスレーブ制御局が必要な優先順位に関するデータについても、この管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂが記憶して保持する。
【００１４】
伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂは、管理情報記憶部２１Ａ，２１Ｂに記憶した情報に基づき、インターフェース部２３Ａ，２３Ｂ、符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂ及び高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂを統括して制御をする。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂは、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器等のこの無線通信装置に接続される機器２７Ａ，２７Ｂとデータの送受を行う。インターフェース部２３Ａ，２３Ｂと機器２７Ａ，２７Ｂとの間の接続は、例えばＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers ）１３９４方式として規格化されたバスラインに準拠したブリッジとする。
【００１５】
符号化／復号化部２４Ａ，２４Ｂは、ネットワークを介して送信するデータの符号化、ネットワークを介して受信したデータの復号化をする。高周波伝送処理部２５Ａ，２５Ｂは、アンテナ２６Ａ，２６Ｂを介して伝送するデータの変復調処理等をする。
【００１６】
なお、この無線伝送装置２０Ａ，２０Ｂは、図２に示したような構成について限定するものではなく、本発明を実現することが可能であれば、他にどのような構成を用いても良い。また、図２では２台の無線伝送装置だけを示したが、例えば図１に示したようなネットワーク構成の場合には、８台の無線伝送装置を用意して、ネットワークシステム１を形成する。但し、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置に、パーソナルコンピュータ装置やＡＶ機器などの機器（図２での機器２７Ａ，２７Ｂ）が接続されている必要はない。また、伝送制御管理部２２Ａ，２２Ｂは、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置が、マスター制御局やスレーブ制御局として必要な制御動作を行えるようにしておく必要はなく、例えばネットワークシステム１内の何台かの無線伝送装置については、制御動作を行うための手段やプログラムが用意されてなくても良い。以下の説明では、ネットワークシステム１内の全ての無線伝送装置が、マスター制御局やスレーブ制御局となり得るものとしてある。
【００１７】
図３に、各通信端末１００〜１０７間で伝送するデータのフレーム構成例を示す。
【００１８】
各通信端末１００〜１０７間での伝送は、ここではフレーム周期を規定して行われる。１フレームは例えば４ｍ秒として、１フレームには、メディア情報伝送領域と、制御情報伝送領域とを設けてあり、このフレーム構成が繰り返される。メディア情報伝送領域には、各通信端末１００〜１０７間でやり取りされる実データが伝送される。制御情報伝送領域には、マスター制御局が各通信端末に制御情報を伝送する下り制御情報を伝送する区間と、ネットワーク上の全ての通信端末が上り制御情報を伝送する区間とが設けられる。なお、上り制御情報伝送区間に、各局ごとに分割した固定のタイムスロットを用意し、この上り制御情報をネットワーク上の全ての局で、送受信しあうことによって、各局間の接続リンク関係の情報から、お互いの接続の状況を確認しあうフレーム構成としても良い。
【００１９】
このような構成のネットワークシステム１には、各通信端末間の情報伝送の管理を行う中央制御局として機能するマスター制御局が設定される。図１に示すネットワークシステム１では、例えば、マスター制御局に通信端末１００が設定されている（以下、この通信端末１００のことをマスター制御局１００ともいう）。このマスター制御局１００は、上述した下り制御情報を伝送する区間に管理情報を伝送し、各通信端末によるデータの伝送制御を行う。そして、このマスター制御局１００の電波到達範囲１０内に、周辺の通信端末１０１〜１０７が存在している。すなわち、マスター制御局１００は、この周辺の通信端末１０１〜１０７と直接通信が可能となっている。
【００２０】
また、このような構成のネットワークシステム１には、マスター制御局１００に不具合が生じて中央制御局としての機能を果たさなくなった場合に、このマスター制御局１００に代わって中央制御局としての機能を果たすスレーブ制御局が複数台設定される。図１に示すネットワークシステム１では、例えば、スレーブ制御局として、通信端末１０３，１０５，１０７の３台が設定されている（以下、この通信端末１０３，１０５，１０７のことをスレーブ制御局ともいう）。この場合、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７には、中央制御局として作動する場合の優先順位が決めてある。この優先順位は、スレーブ制御局となることを指示するマスター制御局１００により決められ、それぞれのスレーブ制御局１０３，１０５，１０７には、自局の順位が記憶させてある。
【００２１】
そして、これらのスレーブ制御局１０３，１０５，１０７は、マスター制御局１００に不具合が生じて中央制御局としての機能を果たさなくなった場合に、上述した下り制御情報を伝送する区間に管理情報を伝送し、各通信端末によるデータの伝送制御を行う。但し、上述した優先順位に従って管理情報を伝送する処理を行うようにしてあり、いずれか１台のスレーブ制御局により伝送制御が正しく行われる状況になったとき、他のスレーブ制御局は伝送制御を実行しないで待機する。
【００２２】
ここで、このネットワークシステム１では、マスター制御局１００が、直接通信ができる周辺の通信端末１０１〜１０７の中から、最も他の周辺局との情報伝送状態が良好な通信端末から順に、３台の通信端末までを、スレーブ制御局として指定する。ここでの情報伝送状態が良好な通信端末としては、例えばネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数と、それぞれの通信端末との通信品質より判断する。具体的には、例えばネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数が最も多い通信端末から順に、優先順位が高いスレーブ制御局とし、ネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数が同じである場合には、そのときの他の通信端末との通信品質が良好と判断される方の通信端末を、優先順位が高いスレーブ制御局として選択する。なお、ここでの通信品質とは、例えば受信信号の電力やエラーレートなどから判断される。
【００２３】
このように判断する際に必要な周辺局との接続の有無の判断には、例えばネットワーク上の各局が固定タイムスロットにて上り制御情報を送受信しあい自局の周辺に存在する局を把持するといった、本件出願人が提案した特願平１０−４７４１６号(Counterpart application in U.S. : Serial. No.09/252,807) や特願平１０−２５８８５５号(Counterpart application in U.S. : Serial. No.09/392 ,739) に記載の手法を用いても良い。
【００２４】
ここで本例のネットワークシステム１でスレーブ制御局を選択するための判断処理について説明する。まず、通信端末１０１を中央制御局とした場合を想定すると、図４に示すように、通信端末１０１は、通信端末１００、通信端末１０２、通信端末１０６、通信端末１０７が電波到達範囲１１内に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００２５】
通信端末１０２は、図５に示すように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０３、通信端末１０７が電波到達範囲内１２内に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００２６】
通信端末１０３は、図６に示すように、通信端末１００、通信端末１０２、通信端末１０４、通信端末１０５、通信端末１０７が電波到達範囲内１３に存在し、これらの５局と通信ができる。
【００２７】
通信端末１０４は、図７に示すように、通信端末１００、通信端末１０３、通信端末１０５が電波到達範囲内１４に存在し、これらの３局と通信ができる。
【００２８】
通信端末１０５は、図８に示すように、通信端末１００、通信端末１０３、通信端末１０４、通信端末１０６、通信端末１０７が電波到達範囲内１５に存在し、これらの５局と通信ができる。
【００２９】
通信端末１０６は、図９に示すように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０５、通信端末１０７が電波到達範囲内１６に存在し、これらの４局と通信ができる。
【００３０】
そして、通信端末１０７は、図１０に示したように、通信端末１００、通信端末１０１、通信端末１０２、通信端末１０３、通信端末１０５、通信端末１０６が電波到達範囲内１７に存在し、これらの６局との通信ができる。
【００３１】
このような結果、このネットワークシステム１においては、中央制御局１００以外では、通信端末１０７が最も多くの通信端末との接続が可能（６局と通信可能）なので、優先順位が最も高いスレーブ制御局に指定する。
【００３２】
また、通信端末１０３と通信端末１０５が、通信端末１０７の次に接続可能な通信端末の数が多い（５局と通信可能）ので、この２台の通信端末１０３，１０５についてもスレーブ制御局に指定する。但し、２台の通信端末１０３，１０５の間では、接続可能な局数は同じであるので、各通信端末１０３，１０５と他の通信端末との通信品質が良好であると判断される端末から、優先順位を高く設定する。ここでは、通信端末１０５の方が、通信端末１０３よりも周辺局との通信品質が良好であると判断されたとして、通信端末１０５を優先順位２番目のスレーブ制御局として指定し、通信端末１０３を優先順位３番目のスレーブ制御局として指定する。
【００３３】
なお、スレーブ制御局１０３とスレーブ制御局１０５との間での順位を決めるための通信品質の判断としては、他の要因から決めるようにしても良い。例えば、マスター制御局１００で、この２つの通信端末１０３，１０５の内で良好に直接通信ができる局（即ちマスター制御局からの距離が近いと想定される局）を、通信品質が良好と判断して優先順位を高くしても良い。また、このように通信品質の判断をしないで、直接通信できる局の数が同じである場合には、単純にアドレスの若い通信制御局を、優先順位を高いスレーブ制御に指定しても良い。
【００３４】
このようにして、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７をマスター制御局１００が選定したときは、マスター制御局１００は、ネットワーク全体に、スレーブ制御局として通信端末１０３，１０５，１０７が指定されていることを通知する。この通知には、下り制御情報によって、ブロードキャスト伝送を行なっても良い。さらに、その確認のため、上の制御情報によって、確認情報を伝送させても良い。また、この通知時には、３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７の優先順位の情報についても通知する。
【００３５】
通知された３台のスレーブ制御局１０３，１０５，１０７では、そのときに指示された自局の優先順位に基づいて、マスター制御局が通信不能状態になったときの待機時間を登録しておく。ここでは、順位が１番目の通信端末１０７は、待機時間を１秒とし、順位が２番目の通信端末１０５は、待機時間を２秒とし、順位が３番目の通信端末１０３は、待機時間を３秒とする。なお、スレーブ制御局が４台以上の場合には、順位が下がる毎に、さらに１秒ずつ待機時間を付加すれば良い。
【００３６】
図１１は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０７が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０７から送信される下り制御情報は、通信端末１０４には直接は届かないため、他の通信端末１０３又は１０５が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３７】
図１２は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０５が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０５から送信される下り制御情報は、通信端末１０１，１０２には直接は届かないため、他の通信端末１０３又は１０７が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３８】
図１３は、マスター制御局１００が通信不能になって、スレーブ制御局である通信端末１０３が中央制御局になったときの、ネットワーク内での通信状態を示したものである。このときには、スレーブ制御局１０３から送信される下り制御情報は、通信端末１０１，１０６には直接は届かないため、他の通信端末１０２，１０５又は１０７が中継伝送する必要がある。上り制御情報や実データの伝送についても同様に中継する必要がある。
【００３９】
制御局の電波到達範囲外に存在する通信端末と中継伝送でネットワークに組み込む処理については、例えば本出願人が提出した特願平１０−２５８８５５号に示されている手法を用いて、隠れ端末局としてネットワーク上に組み込むことが可能である。
【００４０】
つぎに、マスター制御局１００の動作について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、マスター制御局１００は、ステップＳ１１において、ネットワークの接続情報の収集結果や、指定したスレーブ制御局の情報より、ネットワーク共通情報の作成を行う。続いて、ステップＳ１２において、下り制御情報通信区間でネットワーク上にブロードキャスト伝送する。
【００４２】
その後、マスター制御局１００は、ステップＳ１３において、周辺の通信端末１０１〜１０７から送られてくる上り制御情報を受信する。続いて、ステップＳ１４において、ネットワークの接続状況を把握する。
【００４３】
その後、マスター制御局１００は、ステップＳ１５において、その周辺の通信端末１０１〜１０７の中でも、最も接続リンク数の多かった局から順に３台の通信端末を、スレーブ制御局として指定して登録する。
【００４４】
次に、マスター制御局１００以外の通信端末１０１〜１０７での動作について、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
まず、通信端末１０１〜１０７は、ステップＳ２１において、中央制御局（マスター制御局１００）から送られる下り制御情報を受信する。続いて、ステップＳ２２において、その下り制御情報のネットワーク情報の確認動作を行う。
【００４６】
ここで、この情報を解析した結果、ステップＳ２３において、マスター制御局からスレーブ制御局としての指定がされている場合には、ステップＳ２４に移り、スレーブ制御局として登録させる動作を行う。このとき、ステップＳ２５において、指定された優先順位から、中央制御局としての制御動作を行うまでの待機時間を登録させる。この登録は、例えば図２に示す無線伝送装置２０Ａ又は２０Ｂの管理情報記憶部２１Ａ又は２１Ｂに、伝送制御管理部２２Ａ又は２２Ｂの制御で記憶させて行う。このスレーブ制御局としての登録を行ったときには、上り制御情報などを用いて、マスター制御局（中央制御局）あてに、確認情報を送付しても良い。
【００４７】
なお、スレーブ制御局の指定があった際に判断したネットワーク接続状況から、このスレーブ制御局が直接的に通信できる通信端末の数が、マスター制御局よりも多いと判断したときには、スレーブ制御局が中央制御局となるように制御局の変更要求をマスター制御局に送るようにしても良い。
【００４８】
次に、スレーブ制御局として登録された通信端末（スレーブ制御局１０３，１０５，１０７）での動作を、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
まず、スレーブ制御局として通信端末では、ステップＳ３１において、中央制御局（マスター制御局１００）から送られる下り制御情報の受信を試みる。
【００５０】
このステップＳ３１で下り制御情報が受信できた場合には、ステップＳ３２において、周辺の通信端末とのネットワーク情報の確認を行う。そして、ステップＳ３３において、マスター制御局からスレーブ制御局としての指定が解除されているかどうかを判断し、スレーブ制御局としての指定が解除されている場合には、ステップＳ３４において、スレーブ制御局としての指定を解除し、通常の周辺端末局として動作を行う。なお、指定が解除されていない場合にはそのままスレーブ制御局としての動作を行う。
【００５１】
また、ステップＳ３１で下り制御情報が受信できなかった場合には、ステップＳ３５において、上り制御情報を受信し、ステップＳ３６において、ネットワークの接続状況を把握しておく。続いてステップＳ３７において、マスター制御局に不具合が発生しているかどうかを判断する。ここでのマスター制御局に不具合が発生しているかどうかの判断としては、例えばマスター制御局から周期的に送信される下り管理情報が受信できないときに、マスター制御局に不具合が発生していると判断する。但し、マスター制御局が正しく動作していても、何らかの要因で１回から数回程度の下り管理情報を受信できないことも想定されるので、ある程度連続して下り管理情報が受信できないとき、マスター制御局に不具合が発生していると判断するのが好ましい。また、ステップＳ３６で把握したネットワークの接続状況から、他の周辺端末局の全てでマスター制御局が認識できないとき（即ちマスター制御局からの信号を受信できないとき）、マスター制御局に不具合が発生していると判断しても良い。
【００５２】
そして、マスター制御局に不具合が発生していると判断した場合には、ステップＳ３８において、他に制御局として作動する局が発生して、下り管理情報を受信できるようになったか否か判断する。ここで、下り管理情報を受信できるようになった場合には、ステップＳ３９において、自局では中央制御局としての動作を行わずに（即ち下り管理情報の送信による情報伝送の管理を行わずに）、周辺端末局として動作を行う。
【００５３】
ステップＳ３８で下り管理情報を受信できない場合には、ステップＳ４０において、マスター制御局に不具合が発生してから、自局に登録された待機時間が経過したか否か判断する。例えば、優先順位１番目のスレーブ制御局１０７では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから１秒が経過したか判断する。また、優先順位２番目のスレーブ制御局１０５では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから２秒が経過したか判断する。さらに、優先順位３番目のスレーブ制御局１０３では、マスター制御局に不具合が発生し始めてから３秒が経過したか判断する。このステップＳ４０の判断で、自局に登録された待機時間が経過してないと判断したときには、ステップＳ３８の判断に戻る。
【００５４】
そして、ステップＳ４０の判断で、自局に登録された待機時間が経過したと判断したとき、中央制御局として必要な動作を行う。具体的には、下り管理情報の周期的な送信を開始させて、この局でネットワーク内での情報伝送の管理を実行させる。
【００５５】
以上のように本発明の実施の形態のネットワークシステム１では、中央制御局として機能しているマスター制御局１００に何等かの不具合が生じてもスレーブ制御局が中央制御局として機能し、ネットワークの稼働状態を停止することなく、安定した情報伝送をすることができる。
【００５６】
この場合、マスター制御局に不具合が発生したときに中央制御局になるスレーブ制御局は、ネットワーク内の複数台の通信端末を指定するようにしてあるので、その指定されたスレーブ制御局の中の少なくとも１台が正常に作動している状況であれば、そのときのネットワークにリセットがかかることなく、稼働状態を維持でき、１台だけをスレーブ制御局として指定した場合に比べて、ネットワークの稼働状態を維持できる可能性を高くすることができる。この場合、複数台のスレーブ制御局には、優先順位を定めて、その優先順位に従って設定されたそれぞれ異なる待機時間だけ待機した後に、中央制御局として立ち上げるようにしたことで、複数台のスレーブ制御局が同時に中央制御局として作動し始めることがなく、１つのネットワーク内で複数の中央制御局が存在するような事態を確実に回避できる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態では、ネットワーク内の３台の通信端末をスレーブ制御局として指定するようにしたが、２台或いは４台以上の通信端末を、優先順位を付与してスレーブ制御局として指定するようにしても良い。この場合、ネットワーク内の全ての通信端末が制御局になり得るネットワーク構成であるときには、その全ての通信端末に優先順位をつけてスレーブ制御局として指定しても良い。
【００５８】
また、上述した実施の形態では、スレーブ制御局として指定する端末を選択する際には、その通信端末で通信できる端末の数や通信品質から判断するようにしたが、その他の要素を判断するようにしても良い。例えば、該当する通信端末がスレーブ制御局として作動できる構成であっても、その通信端末の構成や動作状況から、制御局とするのが好ましくないときには、スレーブ制御局として指定する端末の候補から除外するようにしても良い。
【００５９】
具体的には、例えば該当する通信端末が、商用交流電源の供給で作動中の場合にだけ、スレーブ制御局として指定し、内蔵されたバッテリを電源として使用中には、スレーブ制御局として指定しないようにして、バッテリの消費を抑えるようにしても良い。或いは、複数台指定するスレーブ制御局の内の１台については、バッテリを電源とした通信端末を指定しておき（但し優先順位が低いスレーブ制御局として指定するのが好ましい）、このネットワークシステム内の何台かの通信端末への交流電源の供給が一時的に停止する停電状態が発生したときにも、ネットワークの稼働状態が維持されるようにしても良い。
【００６０】
また、上述した実施の形態では、優先順位に基づいて設定される待機時間として、１秒，２秒，３秒のような１秒間隔の時間としたが、このような待機時間に限定されるものではない。制御局の不具合をより早く検知可能な構成である場合には、より短い時間を待機時間としても良い。
【００６１】
また、このような待機時間に差を設けて、スレーブ制御局が設定された優先順位に基づいて作動するようにする処理とは別の処理で、同様にスレーブ制御局が順位に従って作動するようにしても良い。
【００６２】
２）第二の実施の形態
次に本発明における第二の実施の形態例を述べる。
図１７は、各通信局毎の待機時間を示す図である。
図中、図１７Ｄに示す既存の制御局となる通信装置２１４が、図１７Ａ、図１７Ｅ、図１７Ｆにそれぞれ示す制御局候補となる通信装置２１１、２１５、２１６を選定し、その中から優先順位Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を設定した状態を表している。
【００６３】
ここでは、便宜上、通信装置２１５が優先順位１位を示す優先順位Ｐ１の制御局候補とし、通信装置２１１が優先順位２位を示す優先順位Ｐ２の制御局候補とし、通信装置２１６が優先順位３位を示す優先順位Ｐ３の制御局候補として指定されていて、それぞれ無線ネットワークを再構築して制御局として動作を開始するまでの再構築開始時間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６の設定が行われている。
【００６４】
さらに、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１５は、所定の基本単位Ｔ１に対して２単位を再構築開始時間Ｔ２として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１１は、所定の基本単位Ｔ１に対して４単位を再構築開始時間Ｔ４として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して６単位を再構築開始時間Ｔ６として設定してある。
【００６５】
これにより、既存の制御局である通信装置２１４が無線ネットワーク上から消滅した場合には、制御局候補の優先順位Ｐ１の通信装置２１５が、その優先順位に従い、他の通信装置よりも先に、制御局としての動作を行う。
【００６６】
また、優先順位の指定のない他の通信装置２１２、２１３、２１７は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、そのうち通信装置２１２、２１７は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００６７】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００６８】
なお、上述した一斉解除時ＴＲは、例えば、制御局以外の通信装置を最大で１５個設けることができ、各通信装置に再構築開始時間としてＴ２が設定されることを考慮すると、３０Ｔ（＝１５×２Ｔ）とすることができる。
【００６９】
図１８は、各通信局の待機時間の変更の遷移状態を示す図である。図１８は上述した図１７で設定された各通信装置に対する優先順位をそれぞれ変更する場合の遷移状態を示している。
【００７０】
図中、通信装置２１１の優先順位２位を示す優先順位Ｐ２を優先順位１位を示す優先順位Ｐ１に変更し、通信装置２１５の優先順位１位を示す優先順位Ｐ１を優先順位２位を示す優先順位Ｐ２に変更し、通信装置２１７の優先順位なしを優先順位４位を示す優先順位Ｐ４に新たに設定する場合を示す。なお、通信装置２１６の優先順位３位を示す優先順位Ｐ３に変更はない。
【００７１】
ここでは、既存の設定と同じ再構築開始時間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６が重複しないように、先に上述した図１７において、優先順位に応じて基本単位Ｔ１に対して偶数単位Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６で再構築開始時間の指定が行われているものに対して、図１８ではこれと重複しないように基本単位Ｔ１に対して奇数単位Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７で再構築開始時間の指定を行うようにしている。
【００７２】
つまり、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１１は、基本単位Ｔ１の１単位を再構築開始時間Ｔ１として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１５は、基本単位Ｔ１の３単位を再構築開始時間Ｔ３として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して５単位を再構築開始時間Ｔ５として設定し、優先順位Ｐ４の制御局候補の通信装置２１７は、基本単位Ｔ１の７単位を再構築開始時間Ｔ７として設定するようにしている。
【００７３】
なお、優先順位の指定のない他の通信装置２１２は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００７４】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００７５】
図１９は、各通信局の待機時間の変更の確定状態を示す図である。図１９は次回の優先順位の変更に対応するため、上述した図１８の遷移状態で設定された各通信装置に対する優先順位をそれぞれ確定する場合の確定状態を示している。従って、図１９の確定状態から再度優先順位の変更をする場合には、一旦図１８の遷移状態に移行した後に、再度図１９の確定状態に移行する。
【００７６】
ここでは、上述した図１８の遷移状態において、優先順位に応じて基本単位Ｔ１に対して奇数単位Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７で再構築開始時間の指定が行われているものに対して、図１９の確定状態では図１７と同様に基本単位Ｔ１に対して偶数単位Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８で再構築開始時間の指定を行うようにしている。
【００７７】
つまり、優先順位Ｐ１の制御局候補の通信装置２１１は、基本単位Ｔ１の２単位を再構築開始時間Ｔ２として設定し、優先順位Ｐ２の制御局候補の通信装置２１５は、基本単位Ｔ１の４単位を再構築開始時間Ｔ４として設定し、優先順位Ｐ３の制御局候補の通信装置２１６は、所定の基本単位Ｔ１に対して６単位を再構築開始時間Ｔ６として設定し、優先順位Ｐ４の制御局候補の通信装置２１７は、基本単位Ｔ１の８単位を再構築開始時間Ｔ８として設定するようにしている。
【００７８】
なお、優先順位の指定のない他の通信装置２１２は、優先順位の指定の行われていない状態となっていて、制御局として動作するために必要な制御機能を備えているため、所定の一斉解除時ＴＲ経過後に、一斉に制御局として動作を開始することが容認されている。
【００７９】
さらに、通信装置２１３は、制御局として動作するために必要な制御機能を備えていないため、制御局候補となる通信装置に従属して無線ネットワークを形成することとなっている。
【００８０】
図２０は、制御局候補情報の伝送シーケンスを示す図である。
図２０は、既存の制御局である通信装置２１４が制御局候補となる通信装置２１１、２１５、２１６に対して各通信装置の優先順位を決定して、その選定結果をネットワーク上に通知するための動作シーケンスを表したものである。
【００８１】
まず、ステップＳ５１で、既存の制御局である通信装置２１４からネットワーク上の各通信装置に対して優先順位情報がブロードキャスト伝送される。具体的には、優先順位情報は、上述した図１７、図１８、図１９に示した各制御局候補の通信装置に対する優先順位Ｐ１〜Ｐ４、無線ネットワークを再構築するための再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８などである。
【００８２】
ステップＳ５２で、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１１では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１１からの受領確認情報の返送により、通信装置２１１がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８３】
ステップＳ５３で、同様に、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１５では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１５からの受領確認情報の返送により、通信装置２１５がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８４】
ステップＳ５４で、同様に、ブロードキャスト伝送された優先順位情報により優先順位付けされた通信装置２１６では、その優先順位情報に対する受領確認情報を既存の制御局である通信装置２１４に対して返送する。具体的には、通信装置２１６からの受領確認情報の返送により、通信装置２１６がネットワーク内での自局の優先順位情報の優先順位Ｐ１〜Ｐ４および再構築開始時間Ｔ１〜Ｔ８を認識したことがわかる。
【００８５】
なお、ここでは、優先順位の指定が行われていない通信装置２１２、２１３、２１７は、優先順位の受領確認の返送を省くことで、伝送トラフィックの低減を図ることができるようになされている。
【００８６】
図２１は、制御局候補指定パケットの構成例を示す図である。
図２１は、上述した図２０のステップＳ５１で既存の制御局である通信装置２１４からネットワーク上の各通信装置に対してブロードキャスト伝送される優先順位情報に対応するものであり、既存の制御局が、優先順位を付けて制御局候補を指定するための制御パケットとしての制御局候補指定パケットの構成を表したものである。図２１の制御局候補指定パケットは、非同期伝送領域（ＡＳＹ）を用いて伝送される情報である。
【００８７】
図中、制御局候補指定パケットは、パケットを識別するためのパケットタイプ２４１と、情報送信元通信装置を識別する送信元通信局ＩＤ２４２と、情報受信先通信装置を識別する受信先通信局ＩＤ２４３とを有して構成される。
【００８８】
なお、ブロードキャスト伝送を行う場合には、このフィールドにブロードキャスト識別符号（３Ｆｈ）を代入する。
【００８９】
また、制御局候補指定パケットは、これに続いて、優先順位Ｐ１の情報２４４として、待機時間２４４−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４４−２が指定され、優先順位Ｐ２の情報２４５として、待機時間２４５−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４５−２が指定され、優先順位Ｐ３の情報２４６として、待機時間２４６−１と、制御局候補通信局ＩＤ２４６−２が指定される。なお、待機時間はＴ１〜Ｔ８であり、制御局候補通信局ＩＤとしては通信装置２１１〜２１３、２１５〜２１７である。
【００９０】
このようにして既存の制御局が、制御局候補として相応しい制御機能を備えた通信局の数だけ、それぞれ指定を行い、残りの領域を将来の優先順位Ｐ４以降を指定する際の拡張のためにリザーブ領域２４７として、末尾にＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）２４８が付加されて構成されている。
【００９１】
なお、これらのフィールドは、必要に応じて他の情報が追加されたり、不要な情報が削減された構成としても良い。
【００９２】
図２２は、優先順位確認パケットの構成を示す図である。
図２２は、制御局候補から既存の制御局に返送される受領確認の制御パケットとしての優先順位確認パケットの構成を表したものである。図２２の優先順位確認パケットは、非同期伝送領域（ＡＳＹ）を用いて伝送される情報である。
【００９３】
図中、優先順位確認パケットは、パケットを識別するためのパケットタイプ２５１と、情報送信元通信装置を識別する送信元通信局ＩＤ２５２と、情報受信先通信装置を識別する受信先通信局ＩＤ２５３とを有して構成される。
【００９４】
また、優先順位確認パケットは、これに続いて、制御局候補として指定された優先順位２５４と、その待機時間２５５と、制御局候補として指定された自局の指定通信局ＩＤ２５６を設定し、さらに、残りの領域を将来の拡張のためにリザーブ領域２５７として、末尾にＣＲＣ２５８が付加されて構成されている。
【００９５】
なお、これらのフィールドは、必要に応じて他の情報が追加されたり、不要な情報が削減された構成としても良い。
【００９６】
また、上述した実施の形態では、無線伝送を行うネットワークに適用した例としたが、同様の中央制御局を必要とするネットワークであれば、複数台の通信端末を有線の信号線で接続したネットワークにも適用することは可能である。
【００９７】
なお、上述した本実施の形態はワイヤレス１３９４に適用される例を示したが、これに限らず、他の無線ネットワークにも適用されることはいうまでもない。
【００９８】
本発明によると、マスター制御局が通信不能となったときに、複数台のスレーブ制御局が設定された順位に基づいて順に制御局としての情報伝送の管理を試み、その情報伝送の管理を行えたスレーブ制御局が、以後は各通信端末間の情報伝送の管理を行うようになる。従って、用意された複数台のスレーブ制御局の中のいずれか１台でも情報伝送の管理が可能であれば、マスター制御局が通信不能となっても、ネットワークの稼働状態を継続させることが可能である。ここで、複数台のスレーブ制御局は、情報伝送の管理を試みる順序が決められているので、複数台のスレーブ制御局が同時に立ち上がることがなく、制御状態が乱れることがない。
【００９９】
また、複数のスレーブ制御局の管理手段での、マスター制御局が通信不能時に情報伝送の管理を行う順位の設定は、マスター制御局が通信不能になってから情報伝送の管理を開始するまでの時間に差を設けたことで、設定された順位に基づいて管理を行う時間に差がついて、複数台のスレーブ制御局の中の１台だけで管理させることが良好に行える。
【０１００】
また、マスター制御局の管理手段は、各通信端末の情報伝送状態に基づき、スレーブ制御局を指定する順位を設定することで、例えば最も情報伝送状態の良好な通信端末を順位の高いスレーブ制御局とし、それよりも情報伝送状態の劣る通信端末を順位を下げたスレーブ制御局として設定することで、スレーブ制御局の順位の設定が最も好ましい状態で行える。
【０１０１】
また、このように各通信端末の情報伝送状態に基づき、スレーブ制御局を指定する順位を設定する場合に、その情報伝送状態は、ネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数又はそれぞれの通信端末との通信品質より判断されることで、情報伝送状態の判断を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム構成例を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態による通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるフレーム構造の例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０１）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０２）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０３）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０４）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０５）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０６）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０７）の通信可能範囲を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０７）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０５）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム内の１つの通信端末（端末１０３）を制御局としたときの通信状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による通信端末のマスター制御局としての動作を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施の形態による通信端末をスレーブ制御局として設定する際の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施の形態による通信端末のスレーブ制御局としての動作を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間を示す図であり、図１７Ａは通信装置２１１、図１７Ｂは通信装置２１２、図１７Ｃは通信装置２１３、図１７Ｄは通信装置２１４、図１７Ｅは通信装置２１５、図１７Ｆは通信装置２１６、図１７Ｇは通信装置２１７である。
【図１８】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間の変更の遷移状態を示す図であり、図１８Ａは通信装置２１１、図１８Ｂは通信装置２１２、図１８Ｃは通信装置２１３、図１８Ｄは通信装置２１４、図１８Ｅは通信装置２１５、図１８Ｆは通信装置２１６、図１８Ｇは通信装置２１７である。
【図１９】本発明の一実施の形態による各通信局毎のネットワーク待機時間の変更の確定状態を示す図であり、図１９Ａは通信装置２１１、図１９Ｂは通信装置２１２、図１９Ｃは通信装置２１３、図１９Ｄは通信装置２１４、図１９Ｅは通信装置２１５、図１９Ｆは通信装置２１６、図１９Ｇは通信装置２１７である。
【図２０】本発明の一実施の形態による制御局候補情報の伝送シーケンス例を示す図である。
【図２１】本発明の一実施の形態による制御局候補指定パケット構成例を示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態による優先順位確認パケット構成例を示す図である。
【符号の説明】
１…ネットワーク、１０…制御局１００の電波到達範囲、１１…端末局１０１の電波到達範囲、１２…端末局１０２の電波到達範囲、１３…端末局１０３の電波到達範囲、１４…端末局１０４の電波到達範囲、１５…端末局１０５の電波到達範囲、１６…端末局１０６の電波到達範囲、１７…端末局１０７の電波到達範囲、１８…端末局１０８の電波到達範囲、２０Ａ，２０Ｂ…無線伝送装置、２１Ａ，２１Ｂ…管理情報記憶部、２２Ａ，２２Ｂ…伝送制御管理部、２３Ａ，２３Ｂ…インターフェース部、２４Ａ，２４Ｂ…符号化／復号化部、２５Ａ，２５Ｂ…高周波伝送処理部、２６Ａ，２６Ｂ…アンテナ、１００…マスター制御局、１０１〜１０７…通信端末局、Ｔ１〜Ｔ８…ネットワーク再起動時間、ＴＲ…一斉解除時間、２４１…パケットタイプ、２４２…送信元通信局ＩＤ、２４３…受信先通信局ＩＤ、２４４…優先順位Ｐ１、２４４−１…再起動開始時間、２４４−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４５…優先順位Ｐ２、２４５−１…再起動開始時間、２４５−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４６…優先順位Ｐ３、２４６−１…再起動開始時間、２４６−２…制御局候補通信局ＩＤ、２４７…リザーブ、２４８…ＣＲＣ、２５１…パケットタイプ、２５２…送信元通信局ＩＤ、２５３…受信先通信局ＩＤ、２５４…指定優先順位、２５５…再起動開始時間、２５６…指定通信局ＩＤ、２５７…リザーブ、２５８…ＣＲＣ
Claims (12)
- 無線ネットワークに複数存在して前記無線ネットワークを構成する端末局であると共に、前記無線ネットワークにおける管理情報の伝送を行う単一の制御局ともなり得る通信装置において、
前記複数の端末局との間で情報の伝送を行う通信手段と、
前記通信装置が、現在の前記制御局として動作中に、他の前記端末局を、現在の前記制御局に代わる新たな制御局として予め指定しておくために、他の前記端末局の各々の動作状況から、制御局候補としての制御機能を有するか否かを判定する判定手段と、
制御局候補となる端末局が複数存在するときには、現在の前記制御局が、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、各々の前記制御局候補となる端末局の前記無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて、優先順位を設定する設定手段と、
前記制御局候補となる端末局の優先順位情報を、現在の前記制御局が下り制御情報によって、動作中の前記無線ネットワーク上に通知する通知手段とを備える
通信装置。 - 請求項１に記載の通信装置において、
前記通知手段は、前記優先順位情報として、前記制御局候補のそれぞれに前記無線ネットワークの再構築を開始するまでの待機時間を指定したことを通知する
通信装置。 - 請求項１に記載の通信装置において、
前記設定手段は、各々の制御局候補に対して、その制御局候補と接続可能な他の通信装置の数が多い順に、優先順位を設定する
通信装置。 - 請求項１に記載の通信装置において、
前記設定手段は、各々の制御局候補に対して、その制御局候補からの上り制御信号の通信品質が良好である順に、優先順位を設定する
通信装置。 - 無線ネットワークに複数存在して前記無線ネットワークを構成する端末局であると共に、前記無線ネットワークにおける管理情報の伝送を行う単一の制御局ともなり得る通信装置の通信方法において、
前記通信装置が、現在の前記制御局として動作中に、他の前記端末局を、現在の前記制御局に代わる新たな制御局として予め指定しておくために、他の前記端末局の各々の動作状況から、制御局候補としての制御機能を有するか否かを判定する判定ステップと、
制御局候補となる端末局が複数存在するときには、現在の前記制御局が、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、各々の前記制御局候補となる端末局の前記無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて、優先順位を設定する設定ステップと、
前記制御局候補となる端末局の優先順位情報を、現在の前記制御局が下り制御情報によって、動作中の前記無線ネットワーク上に通知する通知ステップと
からなる
通信方法。 - 請求項５に記載の通信方法において、
前記通知ステップは、前記優先順位情報として、前記制御局候補のそれぞれに前記無線ネットワークの再構築を開始するまでの待機時間を指定したことを通知する
通信方法。 - 請求項５に記載の通信方法において、
前記設定ステップは、各々の制御局候補に対して、その制御局候補と接続可能な他の通信装置の数が多い順に、優先順位を設定する
通信方法。 - 請求項５に記載の通信方法において、
前記設定ステップは、各々の制御局候補に対して、その制御局候補からの上り制御信号の通信品質が良好である順に、優先順位を設定する
通信方法。 - 単一の制御局と複数の通信端末で構成される無線ネットワークを介して接続して情報伝送を行う通信手段と、
管理情報を各通信端末に前記通信手段を用いて伝送して、各通信端末間の情報伝送の管理を行い、前記無線ネットワークを介して接続された前記複数の通信端末のうちの２台以上の通信端末を、前記制御局が、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、現在の前記無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて優先順位を決めた上で、前記制御局から管理情報の伝送が不能となったときの各通信端末間の情報伝送の管理を行うスレーブ制御局として指定する管理手段とを備えた
通信装置。 - 請求項９に記載の通信装置において、
前記管理手段は、前記ネットワークを介して接続された前記複数の通信端末のうちの２台以上の通信端末をスレーブ制御局として指定する際の各通信端末の優先順位を、各通信端末の情報伝送状態に基づいて設定する
通信装置。 - 請求項１０に記載の通信装置において、
前記管理手段で判断される前記通信端末の情報伝送状態は、ネットワーク内で直接通信が可能な通信端末の数、若しくは、それぞれの通信端末との通信品質から判断される状態である
通信装置。 - 複数の通信端末から構成される無線ネットワークの通信方法において、
１台の通信端末をマスター制御局として、各通信端末間の情報伝送の管理を行い、所定のフレーム周期における制御情報の交換によって、前記マスター制御局以外のネットワーク内の２台以上の通信端末を、現在の前記無線ネットワークの他の端末局との間の接続状況に基づいて、新たな制御局となって管理を行う優先順位を決めた上でスレーブ制御局とし、
前記スレーブ制御局が、前記マスター制御局が通信不能となったときに、前記優先順位の高いスレーブ制御局から各通信端末間の情報伝送管理を行うことを試み、情報伝送管理が行えるとき、そのスレーブ制御局が、新たな制御局となり情報伝送管理を行う
通信方法。
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