JP4914969B2 - 無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents
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Description
特許文献1に記載された技術は、ネットワークを構築する各ノードの無線帯域、即ち、無線周波数を共有する多重化方法としてTDMA方式を用いている。TDMA方式は、使用する無線周波数の帯域を時間軸で分割し、スロットを一単位として管理し、スロットごとにノード間の通信を割当てることで、無線周波数帯域を複数のノードで共有する多元接続方式である。
更に、特許文献1は、マスターノード(制御装置)とスレーブノード(デバイス)とによって通信回線(ネットワーク)を確立し、マスターノード(制御装置)とスレーブノード(デバイス)との間の通信を可能としている。また、特許文献1は、少なくとも2つのネットワーク間の通信を行うために、有線基幹回線の代わりに、無線回線を用いることを提案している。具体的に云えば、隣接する2つのネットワークにそれぞれ配置された制御装置間の距離によって定まる2つのネットワークのオーバーラップの程度を利用して、ネットワーク情報を送受することが開示されている。例えば、2つのネットワークが可視できる程度に近接した可視オーバーラップの場合には、2つの制御装置間で、ネットワーク情報が直接渡され、不可視オーバーラップの場合には、一方の制御装置は他方の制御装置のネットワークにおけるスレーブノードを使用してネットワーク情報を渡している。更に、2つのネットワーク間のオーバーラップが小さいときには、両ネットワークにおけるデバイスで構成される子ネットワークを通して、ネットワーク情報が渡されている。
ここで、ネットワーク情報には、ルータ/制御装置識別子、シーケンス番号、接続ネットワークデバイスの数等が含まれている。
特許文献2に記載された技術は、情報を複数のノード(中継ノード)を経由して通信可能とでき、通信圏内にいない別のノードとも通信可能とできる。
このため、中継装置のシステムの負荷や通信の集中により、通信速度の遅延や通信効率の悪化などが発生する。
また、中継装置は、自らの通信のみならず、他のネットワークからの通信を中継する為に、有限である通信リソースを提供する必要がある。即ち、中継する通信に通信リソースを割当てる為に、自らが必要とする通信リソースの確保が困難である。
本発明の別の目的は、複数のネットワーク間の無線通信に使用される中継ノードにおける構成を簡略化できる無線通信システムを提供することである。
本発明の更に別の目的は、互いに異なる周波数で通信を行うネットワーク間の切替を容易にする通信フォーマットを提供することである。
更に、図3に示されたスーパーフレームを構成するスロットのうち、2つの『M6』、『M7』スロットをBCC用に確保し、『S0』スロットをSCH用に確保する通信方式を示し、残りのスロットをTCH等の送信に利用する。
通常、BCCは、報知チャンネルとして使用され、スーパーフレームの各スロットの割当て情報を含む情報を送信するチャンネルであるが、本実施の一形態では、当該BCC『M6』、『M7』スロットをマスターノード100、200がネットワーク管理情報をそれぞれ発信し、スレーブノード110、210及び中継ノード120、220が受信するためのスロットとして利用している。
尚、SCHは、スロット管理者に対してスロット割り当て要求等を行なうチャンネルである。本実施の一形態では、スレーブノード110、210及び中継ノード120、220が発信し、マスターノード100、200が受信する。
TCHは、各ノード間の通信データ(実データ)を送信するチャンネルである。本実施の一形態では、スレーブノード110、210及び中継ノード120、220とマスターノード100、200とが通信に利用する。
図4は、スレーブノード110の通信要求の通信を示す、フローチャートである。
マスターノード100とスレーブノード110とは、互いに通信可能な位置に存在し、無線リンク可能なトポロジーを形成する。
スレーブノード110は、自らが通信を行なう時など、スロットを必要とするときに、必要なスロット数等を含む通信要求をSCHの送信タイミングに従い、SCHとして送信する(ステップS402)。
これは、ステップS402で送信した要求に従い、マスターノード100がスロットを割振り、その割振られたスロットのタイミングで、情報を送信できたことになる。各ノードもスレーブノード110と同様に、BCCを受信し、スロット割り当て情報に従い、割振られたスロットのタイミングで、情報を送信する。
図3に示されているように、スーパーフレームのM6、M7スロットのタイミングにマスターノード100は、BCCを発信する。ここで、両スロットのBCCに含まれるネットワーク管理情報は、同一な情報とする。
スレーブノード110の一つである中継ノード120は、BCCタイミングであるM6、M7スロットでBCCを受信すると、当該BCCに含まれる情報に従い、ネットワークに従属する。
マスターノード100は、中継ノード120が従属したことを認識し、中継ノードとして選出し、更に、別の通信可能なネットワークを検索させる指示を中継ノード120に送信する。
中継ノード120は、マスターノード100の指示を受信し、別の通信可能なネットワーク(別の通信周波数を用いるネットワーク)を検索する。検索は、別のネットワークのBCCを取得可能かどうかで判別しても良いし、BCCを取得可能なマスターノードに対して、接続可能かを確認する為に、接続要求(SCH)を送信することで判断しても良いし、他の方法でも良い。
マスターノード100は、中継ノード120からの検索結果を受信し、ネットワーク間を接続する為に、中継ノード120に対して、別のマスターノード、即ち、マスターノード200とのリンクを確立する指示を送信する。同時的に、マスターノード100は、接続指示したネットワークから接続要求が無いかを判別し、接続要求が有れば、当該接続要求を許可する。即ち、相互リンクの確立を指示する。
中継ノード120は、マスターノード100の応答指示により、マスターノード200とリンク(第1のリンク)を確立する。
中継ノード220は、マスターノード200の応答許可により、マスターノード100とリンク(第2のリンク)を確立する。
このようにして、マスターノード100、200間は、第1のリンクと第2のリンクを確立し、通信可能となる。
また、マスターノードがBCCを2スロットで送信する為、BCCの冗長性が増し、通信効率の低下を防止できる。
更に、第1のリンクをマスターノード100のアップリンクとして、第2のリンクをマスターノード200のアップリンクとして、使用することによって、輻輳やコリジョンが減少し、基本ネットワーク間の通信が更に効率よく通信可能となる。
また、マスターノードは、別のネットワークを検索させる指示情報を、BCCを用いて送信し、中継ノードの無線周波数を変換する機能を操作する。このようにすれば、中継ノードは、複数の別のマスターノードと通信可能となり、複数のネットワークと接続可能となる。
更に、互いに異なる周波数で通信を行うネットワーク間の切替を容易にできる。
更に、各中継ノード120、220は周波数変換を行なうだけで良いため、構成を著しく簡略化できる。
更に、BCCを2スロット設けることにより、中継ノードで異なる周波数で通信するネットワーク間の切り替えを容易にできる。
また、本発明は、インフラの整っていない広大な地域や場所などにおいて、容易、且つ、短時間に広範囲にわたるネットワークを構築できる。
20 第2の基本ネットワーク
100 第1のマスターノード
110 スレーブノード
120 第1の中継ノード
200 第2のマスターノード
210 スレーブノード
220 第2の中継ノード
Claims (12)
- 第1の無線周波数で相互に通信を行う第1のマスターノードとスレーブノード群を含むと共に、第1の無線周波数とは異なる第2の無線周波数で相互に通信を行なう第2のマスターノードとスレーブノード群とを備え、前記第1のマスターノードと前記第2のマスターノードとの間で通信を行う無線通信方法において、
前記第1及び第2のマスターノードは、それぞれ、前記第1及び第2の無線周波数を通して通信可能な前記スレーブノード群から第1及び第2の中継ノードを選出し、
前記第1及び第2の中継ノードは、それぞれ、前記第2及び第1の無線周波数を用いて通信可能である前記第2及び第1のマスターノードを検索し、
前記第2及び第1のマスターノードとの間に、前記第1の中継ノードを介した第1のリンクと、前記第2の中継ノードを介した第2のリンクとを形成し、
前記第1及び第2のマスターノードは、前記第1及び第2のリンクを介して通信を行う
ことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
前記第1のリンクは、前記第1マスターノードから前記第2のマスターノードへの送信リンクとして利用し、
前記第2のリンクは、前記第2マスターノードから前記第1のマスターノードへの送信リンクとして利用し、
双方向通信を行うことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1又は2に記載の無線通信方法であって、
前記第1及び第2のマスターノードが、前記第1及び第2の中継ノードに、前記第1及び第2のリンクを確立させる指示を、BCC(Broad Cast Channel)介して送信することを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1ないし3の何れか一項に記載の無線通信方法であって、
前記第1及び第2の中継ノードは、前記第1及び第2の無線周波数の両方のBCCを受信し、各々の接続する前記第1のリンクと前記第2のリンクへの送信タイミングを取得することを特徴とする無線通信方法。 - 請求項4に記載の無線通信方法であって、
前記第1及び第2のマスターノードは、前記第1又は第2の無線周波数を用いて送信するBCCを、同一情報を2つのタイムスロットを用いて送信することを特徴とする無線通信方法。 - 請求項5に記載の無線通信方法であって、
前記第1の中継ノード及び前記第2の中継ノードは、前記第1の無線周波数のBCCと前記第2の無線周波数のBCCとを時間を別にして受信することを特徴とする無線通信方法。 - 第1の無線周波数で相互に通信を行う第1のマスターノードとスレーブノード群を含むと共に、第1の無線周波数とは異なる第2の無線周波数で相互に通信を行なう第2のマスターノードとスレーブノード群とを備え、前記第1のマスターノードと前記第2のマスターノードとの間で通信を行なう無線通信システムにおいて、
前記第1及び第2のマスターノードは、それぞれ、前記第1及び第2の無線周波数を通して通信可能な前記スレーブノード群から第1及び第2の中継ノードを選出し、
前記第1及び第2の中継ノードは、それぞれ、前記第2及び第1の無線周波数を用いて通信可能である前記第2及び第1のマスターノードを検索し、
前記第2及び第1のマスターノードとの間に、前記第1の中継ノードを介した第1のリンクと、前記第2の中継ノードを介した第2のリンクとを形成し、
前記第1及び第2のマスターノードは、前記第1及び第2のリンクを介して通信を行う
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項7に記載の無線通信システムであって、
前記第1のリンクは、前記第1マスターノードと前記第2のマスターノードとの通信の送信リンクとして使用し、
前記第2のリンクは、前記第2マスターノードと前記第1のマスターノードとの通信の送信リンクとして使用し、
双方向通信を行うことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項7又は8に記載の無線通信システムであって、
前記第1及び第2のマスターノードと前記第1及び第2の中継ノードは、前記第1及び第2のリンクを確立させる指示を、BCCを用いて送受信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項7ないし9の何れか一項に記載の無線通信システムであって、
前記第1及び第2の中継ノードは、前記第1及び第2の無線周波数の両方のBCCを受信し、各々の接続する前記第1のリンクと前記第2のリンクへの送信タイミングを取得することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項10に記載の無線通信システムであって、
前記第1及び第2のマスターノードは、前記第1又は第2の無線周波数を用いて送信するBCCを、同一情報を2つのタイムスロットを用いて送信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項11に記載の無線通信システムであって、
前記第1の中継ノード及び前記第2の中継ノードは、前記第1の無線周波数のBCCと前記第2の無線周波数のBCCとを別スロットで受信することを特徴とする無線通信システム。
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