JP5513554B2 - 制御装置及びその制御方法、通信装置及びその制御方法、無線通信システム、及びプログラム - Google Patents
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Description
(ネットワーク構成)
図1は、本実施形態に係る無線通信装置を備えるネットワークの構成を例示する図である。図1において、101〜109は本実施形態に係る無線通信装置であるノードa〜ノードi(通信装置)、110は無線通信装置である制御局(通信制御装置)、111はAV(Audio Visual)データを出力するデータソースである。また、112はノードa〜ノードcで構成されるグループ1、113はノードd〜ノードfで構成されるグループ2、114はノードg〜ノードiで構成されるグループ3である。
図2は、制御局110の内部構成を示すブロック図である。図2において、201は無線送信部、202は無線受信部、203は制御局110全体の動作を制御する制御部、204は符号化部、205はメモリ、206は周期タイマ、207はアンテナである。
図3は、ノードa101の内部構成を示したブロック図である。ノードb102〜ノードi109も同様な構成である。即ち、以下ではノードa101について説明するが、ノードb102〜ノードi109も同様である。図3において、301は無線送信部、302は無線受信部、303はノード動作を制御する制御部、304はメモリ、305は最尤処理部、306は復号化部、307は周期タイマ、308はアンテナである。
次に、本実施形態で用いられるDSSS方式とOFDM方式の特徴的な違いを以下に説明する。
次に、制御局110の無線送信部201及び無線受信部202について、図5を参照して説明する。図5は制御局110の無線送信部201と無線受信部202の詳細な構成を示した図である。
図6はノードa101の無線送信部301と無線受信部302の構成の詳細を示した図である。ノードb102〜ノードi109も同様である。
次に、制御局110の動作について、図7及び図8を参照して説明する。図7は、制御局110の動作の手順を示したフローチャートである。図8は、制御局110の動作を示すタイムスロット図である。
次に、各ノードの動作について図9を参照して説明する。図9は、各ノードが実行する処理の手順を示したフローチャートである。なお、ここでは、一例として、ノードa101が動作する場合を想定して具体的に説明するが、ノードb102〜ノードi109も同様の手順で動作する。
以上説明した制御局110と各ノード101〜109の動作を図示したのが図10と図11である。図10は制御局110と各ノードがストリームデータを送信する様子の時間的変化を概念的に示した図である。図11は、制御局110と各ノードがストリームデータを送信する様子を時間軸で示した図である。
次に、図7のステップS1で制御局110が実行する、ノード・トポロジの判定処理について図12を用いて説明する。図12は制御局側とノード側のノード・トポロジ判定処理の手順を示した図である。なお、このノード・トポロジ判定処理においては、制御局110および各ノードは、無線信号の送受信にDSSS方式を用いる。
前述の実施形態では、最終端のグループに属するノードもストリームデータ・フレームの送信をしていた。しかし通信帯域を効率的に使うために、各ノードの受信データの冗長度が確保されるときには、最終端グループのノードは送信しないようにしても良い。例えば実施形態1で示したグループ数が3の場合は、slot4が不要になるので、slot4による通信を省略することで繰り返し周期Tf内で全ノードが使用する通信帯域を低減することができる。
上記の実施形態1,2では、ビーコン信号を繰り返し周期Tfのタイミングを通知する信号としてだけ使用していた。しかし、このビーコン信号に制御情報を付加することで、各スロットのタイミングを制御局110が通知するようにしたり、共有スロットを使用するノードを指定したりするようにしてもよい。
実施形態1では、複数のノードから同時に送信されたデータを、マルチパスと同様にしてチャネル推定部625および等化部626で最尤処理し、元データを推定している。しかし、送信ノード毎にOFDMのサブチャネルを分割割当し、受信側のノードで別々のデータとしてメモリ304に蓄積し、最尤処理部305で最尤処理するようにしてもよい。
・1〜16チャネル:ノードa101、ノードd104、ノードg107。
・17〜32チャネル:ノードb102、ノードe105、ノードh108。
・33〜48チャネル:ノードc103、ノードf106、ノードi109。
上記の実施形態では、無線送信部201、301、及び、無線受信部202、302において用いられる無線方式が、TDMA(Time Division Multiple Access:時間分割多重通信方式)である場合について例示的に説明した。しかし、使用する無線方式はこれに限られない。例えば、CDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多重通信方式)方式であってもよい。この場合、同時に送信するノード毎に異なる拡散コードを割り当てておき、無線送信部は自ノードに割り当てられた拡散コードで送信データをCDMA方式で変調して送信する。一方無線受信部は、複数の拡散コード相関器を備えておき、受信した信号に対して複数の相関を同時にとることで、同時に送信された複数のノードからの信号を、それぞれ分離して受信し、メモリに蓄積する。そして夫々の受信データを最尤処理して元データを推定するようにする。
前記の実施形態では、各ノードの配置を、無線電波の受信信号強度(ノードからの送信信号の強度)を用いて決定していたが、光学的手段、音響的手段、その他の計測手段、もしくはそれらの組合せ、により決定してもよい。
以上、本発明の実施形態例について詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様を取ることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
Claims (24)
- 複数の通信装置と通信を行う制御装置であって、
送信元の通信装置が第1の通信装置と第2の通信装置とへデータを直接送信するために第1の通信スロットを、前記第1の通信装置が前記送信元の通信装置から直接受信した前記データを前記第2の通信装置へ中継伝送するために第2の通信スロットを、それぞれ割り当てる割当手段と、
前記割当手段により割り当てられた通信スロットの構成を、第1の通信方式を用いて前記複数の通信装置のそれぞれに一斉に通知する通知手段と、
を有し、
前記データの送信および中継伝送は、前記第1の通信方式より通信速度が高速な第2の通信方式を用いて行われる、
ことを特徴とする制御装置。 - 前記複数の通信装置をグループに分割する分割手段をさらに有し、
前記分割手段は、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とをそれぞれ異なるグループに分割し、
前記通知手段は、さらに、前記複数の通信装置の各々に対して、当該通信装置が属するグループを通知することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記複数の通信装置に対して、前記第2の通信方式を用いて、所定のタイミングでデータを送出する送出手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記第1の通信方式は符号分割多重通信方式であり、
前記第2の通信方式は直交周波数分割多重通信方式である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記複数の通信装置の各々の相対位置を判定する判定手段をさらに有し、
前記分割手段は、前記判定手段による判定に基づいて、前記複数の通信装置をグループに分割することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記判定手段は、前記通信装置からの、送信信号の強度と、音波信号若しくは超音波信号の伝搬遅延と、又は、光学的撮影手段に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 前記割当手段は、前記制御装置と近い位置にある前記グループから遠い位置にある前記グループへ、順に前記通信スロットを割り当てることを特徴とする請求項2、5及び6のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記割当手段は、
前記分割手段により分割されたグループの数が1つである場合、当該グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当てず、
前記分割手段により分割されたグループの数が2つである場合、全ての前記グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当て、
前記分割手段により分割されたグループの数が3以上である場合、前記制御装置から最も遠い位置にある前記グループに対してはデータを送信するための通信スロットを割り当てないことを特徴とする請求項7に記載の制御装置。 - 前記データには、前記複数の通信装置の各々のデータが含まれることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記送信元の通信装置は前記制御装置である、ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の制御装置。
- 複数の通信装置と通信を行う制御装置であって、
送信元の通信装置が第1の通信装置と第2の通信装置とへデータを直接送信するために第1の通信スロットを、前記第1の通信装置が前記送信元の通信装置から直接受信した前記データを前記第2の通信装置へ中継伝送するために第2の通信スロットを、それぞれ割り当てる割当手段と、
前記割当手段により割り当てられた通信スロットの構成を、前記複数の通信装置のそれぞれに通知する通知手段と、
前記複数の通信装置をグループに分割する分割手段と、
を有し、
前記分割手段は、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とをそれぞれ異なるグループに分割し、
前記通知手段は、さらに、前記複数の通信装置の各々に対して、当該通信装置が属するグループを通知し、
前記割当手段は、
前記制御装置と近い位置にある前記グループから遠い位置にある前記グループへ、順に前記通信スロットを割り当て、
前記分割手段により分割されたグループの数が1つである場合、当該グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当てず、
前記分割手段により分割されたグループの数が2つである場合、全ての前記グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当て、
前記分割手段により分割されたグループの数が3以上である場合、前記制御装置から最も遠い位置にある前記グループに対してはデータを送信するための通信スロットを割り当てない、
ことを特徴とする制御装置。 - 通信装置であって、
前記通信装置及び第1の他の通信装置並びに第2の他の通信装置を含む複数の通信装置に対して前記通信装置が属するシステムの制御装置が一斉に通知した、通信スロットの割り当ての情報を第1の通信方式で受信すると共に、複数の通信スロットのそれぞれにおいて前記第1の通信方式より通信速度が高速な第2の通信方式でデータを受信する受信手段であって、前記第1の他の通信装置から直接送信されたデータを第1の通信スロットにおいて受信すると共に、前記第2の他の通信装置が前記第1の他の通信装置から直接受信して中継伝送した前記データを第2の通信スロットにおいて受信する受信手段と、
前記第1の通信スロットと前記第2の通信スロットとにおいて前記受信手段が受信したデータに基づいて出力データを生成する生成手段と、
を有することを特徴とする通信装置。 - 前記複数の通信スロットで受信したデータを最尤処理する第1の最尤手段と、
前記第1の最尤手段により最尤処理された前記データを他の通信装置に対して送出する送出手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項12に記載の通信装置。 - 前記通信装置に割り当てられた、前記通信装置が前記データを送信するための通信スロットを取得する取得手段をさらに有し、
前記送出手段は、前記通信装置に割り当てられた前記通信スロットにおいて、前記第1の最尤手段により最尤処理された前記データを他の通信装置に対して送出することを特徴とする請求項13に記載の通信装置。 - 前記取得手段は、さらに前記通信装置が属するグループを取得することを特徴とする請求項14に記載の通信装置。
- 前記受信手段が受信した前記データには、複数の通信装置毎のデータが含まれ、さらに、
前記受信手段が受信した前記データから、前記通信装置のための前記データを読み出す読出手段をさらに有することを特徴とする請求項12から15のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記読出手段により前記第1の通信スロットと前記第2の通信スロットとにおいてそれぞれ受信したデータから読みだされた、前記通信装置のための前記データを最尤処理する第2の最尤手段をさらに有し、
前記生成手段は、前記第2の最尤手段により最尤処理されたデータを復号することにより出力データを生成する、
ことを特徴とする請求項16に記載の通信装置。 - 前記第1の通信方式は、符号分割多重通信方式であり、
前記第2の通信方式は、直交周波数分割多重通信方式である、
ことを特徴とする請求項12から17のいずれか1項に記載の通信装置。 - 他の通信装置との通信に基づいて、該他の通信装置との距離を推定するための情報を生成し、前記制御装置からの要求に応じて、当該情報を前記制御装置へ送出制御する制御手段をさらに有することを特徴とする請求項12から18のいずれか1項に記載の通信装置。
- 複数の通信装置と制御装置とを有する通信システムであって、
前記制御装置は、
送信元の通信装置が第1の通信装置と第2の通信装置とへデータを直接送信するために第1の通信スロットを、前記第1の通信装置が前記送信元の通信装置から直接受信した前記データを前記第2の通信装置へ中継伝送するために第2の通信スロットを、それぞれ割り当てる割当手段と、
前記割当手段により割り当てられた通信スロットの構成を、第1の通信方式を用いて前記複数の通信装置のそれぞれに一斉に通知する通知手段と、
前記第1の通信方式より通信速度が高速な第2の通信方式を用いて、前記複数の通信装置の一部に対して所定のタイミングでデータを送出する送出手段と、
を有し、
前記通信装置は、
前記制御装置が一斉に通知した、前記通信スロットの構成を前記第1の通信方式で受信すると共に、複数の通信スロットのそれぞれにおいて前記データを前記第2の通信方式で受信する受信手段であって、第1の他の通信装置から直接送信されたデータを第1の通信スロットにおいて受信すると共に、第2の他の通信装置が前記第1の他の通信装置から直接受信して中継伝送した前記データを第2の通信スロットにおいて受信する受信手段と、
前記第1の通信スロットと前記第2の通信スロットとにおいて前記受信手段が受信したデータに基づいて出力データを生成する生成手段と、
を有することを特徴とする通信システム。 - 複数の通信装置と通信を行う制御装置の制御方法であって、
送信元の通信装置が第1の通信装置と第2の通信装置とへデータを直接送信するために第1の通信スロットを、前記第1の通信装置が前記送信元の通信装置から直接受信した前記データを前記第2の通信装置へ中継伝送するために第2の通信スロットを、それぞれ割り当てる割当工程と、
前記割当工程において割り当てられた通信スロットの構成を、第1の通信方式を用いて前記複数の通信装置のそれぞれに一斉に通知する通知工程と、
を有し、
前記データの送信および中継伝送は、前記第1の通信方式より通信速度が高速な第2の通信方式を用いて行われる、
ことを特徴とする制御装置の制御方法。 - 複数の通信装置と通信を行う制御装置の制御方法であって、
送信元の通信装置が第1の通信装置と第2の通信装置とへデータを直接送信するために第1の通信スロットを、前記第1の通信装置が前記送信元の通信装置から直接受信した前記データを前記第2の通信装置へ中継伝送するために第2の通信スロットを、それぞれ割り当てる割当工程と、
前記割当工程において割り当てられた通信スロットの構成を、前記複数の通信装置のそれぞれに通知する通知工程と、
前記複数の通信装置をグループに分割する分割工程と、
を有し、
前記分割工程において、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とをそれぞれ異なるグループに分割し、
前記通知工程において、さらに、前記複数の通信装置の各々に対して、当該通信装置が属するグループを通知し、
前記割当工程において、
前記制御装置と近い位置にある前記グループから遠い位置にある前記グループへ、順に前記通信スロットを割り当て、
前記分割工程において分割されたグループの数が1つである場合、当該グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当てず、
前記分割工程において分割されたグループの数が2つである場合、全ての前記グループに対してデータを送信するための通信スロットを割り当て、
前記分割工程において分割されたグループの数が3以上である場合、前記制御装置から最も遠い位置にある前記グループに対してはデータを送信するための通信スロットを割り当てない、
ことを特徴とする制御装置の制御方法。 - 通信装置の制御方法であって、
前記通信装置及び第1の他の通信装置並びに第2の他の通信装置を含む複数の通信装置に対して前記通信装置が属するシステムの制御装置が一斉に通知した、通信スロットの割り当ての情報を第1の通信方式で受信すると共に、複数の通信スロットのそれぞれにおいて前記第1の通信方式より通信速度が高速な第2の通信方式でデータを受信する受信工程であって、前記第1の他の通信装置から直接送信されたデータを第1の通信スロットにおいて受信すると共に、前記第2の他の通信装置が前記第1の他の通信装置から直接受信して中継伝送した前記データを第2の通信スロットにおいて受信する受信工程と、
前記受信工程において前記第1の通信スロットと前記第2の通信スロットとで受信したデータに基づいて出力データを生成する生成工程と、
を有することを特徴とする通信装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1、11または12に記載の装置として機能させるためのプログラム。
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