WO2005117354A1 - 無線通信方法および無線通信装置 - Google Patents

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WO2005117354A1
WO2005117354A1 PCT/JP2005/009849 JP2005009849W WO2005117354A1 WO 2005117354 A1 WO2005117354 A1 WO 2005117354A1 JP 2005009849 W JP2005009849 W JP 2005009849W WO 2005117354 A1 WO2005117354 A1 WO 2005117354A1
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wireless communication
unit
data
channel
communication
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Application number
PCT/JP2005/009849
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Doi
Yoshinori Watanabe
Masahiro Mimura
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication apparatus when performing ad hoc communication in a wireless communication network.
  • FIG. 22 shows a wireless communication method described in Japanese Patent Application Publication No. 2003-229869.
  • the wireless communication apparatus sets a notification period of management information at predetermined time intervals, and manages the reception timing information indicating the information reception start position of its own, reception window information, and reception period information.
  • Send information The other wireless communication device that has received the management information stores the reception timing, the reception window, and the reception cycle in association with the communication device number of the corresponding wireless communication device.
  • the reception start position in the corresponding communication device is obtained from the reception timing and reception window of the communication partner, and the reception cycle, and the information is transmitted at that timing.
  • FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the wireless communication device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-128616.
  • the conventional radio communication apparatus is provided with a narrow band radio 2002 using an ad hoc network system and an antenna 2001 in addition to a pulse radio 2004 and an antenna 2003 for pulse communication.
  • the wireless communication device 2002 is used to transmit and receive control data such as requests between wireless communication terminals.
  • the conventional wireless communication apparatus updates the schedule information for data communication, and performs data communication using the pulse communication method according to the schedule information.
  • the narrow band wireless device is in a standby state depending on whether the wireless communication device is around or not, but the pulse wireless device is always It is working. For this reason, it is difficult for the conventional wireless communication device to reduce power consumption.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication method capable of avoiding a collision of communication with another wireless communication device while further reducing power consumption in a reception waiting state of the wireless communication device, and a transmitting device , A receiving device, and a wireless communication device.
  • the wireless communication method of the present invention is a channel in which the first wireless communication device and the second wireless communication device perform data communication, and in addition to the first channel which is initially in the sleep state, It is necessary to have a second channel that can always communicate with lower power consumption than the first channel, and the first wireless communication device transmits control information to the second wireless communication device on the second channel. Transmitting at a second channel, the second wireless communication apparatus receiving its control information on the second channel, and activating data reception on the first channel, the first wireless communication apparatus and the second wireless communication apparatus. Resuming reception on the first channel after the communication apparatus transmits and receives data on the first channel.
  • the second wireless communication apparatus can achieve low power consumption by using the second channel with lower power consumption during the data standby time.
  • the first wireless communication apparatus and the second communication apparatus in the wireless communication method of the present invention are UWB wireless communication apparatuses
  • the first channel is a broadband transmission path
  • the second channel is a modulation / demodulation speed. Is a narrow band transmission path equal to or less than a predetermined value.
  • the modulation rate of the second channel is slower than that of the first channel
  • the first to third wireless communication devices can reduce the power consumption at the time of communication on the second channel on the first channel. It can be lower than the power consumption.
  • control information of the wireless communication method of the present invention further includes communication time reservation request information in which a time zone for data transmission is described, and the control information received by the second wireless communication apparatus is When the communication time reservation request information contained is addressed to the self, communication time reservation response information in which information notifying that the communication reservation addressed to the self is received is added to the communication time reservation request information is channel 2 using channel 2 And a third wireless communication apparatus located in a communicable range between the first wireless communication apparatus and at least one of the first wireless communication apparatus, and the communication time reservation from the first wireless communication apparatus. At least one of request information and communication time reservation response information from the second wireless communication apparatus is received on the second channel, and transmission of the time zone described in communication time reservation request information or communication time reservation response information is prohibited.
  • the first wireless communication device communicating Data is transmitted using the second channel in the time zone specified in the time reservation request information.
  • the wireless communication device that has received the communication time reservation information transmits a response including the reserved communication time information to the surroundings, so the wireless communication device in the communicable area of the wireless communication device for which communication was requested. Can know the time zone when the communication is reserved.
  • the second wireless communication apparatus may request the first wireless communication apparatus to transmit communication time reservation request information using the second channel. And the first wireless communication apparatus transmits control information on either the first channel or the second channel in response to a request for the second wireless communication apparatus power.
  • the second wireless communication apparatus can notify other wireless communication apparatuses in advance that the second channel can be used, so that it is possible to receive on the second channel which can be received with low power consumption. Become.
  • the first wireless communication apparatus further performs multicasting to the second wireless communication apparatus on the second channel. [0019]
  • the first wireless communication apparatus can notify all wireless communication apparatuses of communication time reservation information with low power consumption.
  • a receiving apparatus includes a first receiving unit that receives a preamble on a narrowband channel that can always be received, a second receiving unit that can receive data on a UWB channel and can save power, and a first receiving unit
  • the communication data selection unit controls the power saving of the second reception unit when the preamble is received, and the communication data selection unit puts the second reception unit in the power save state, and the preamble is received from the first reception unit.
  • it cancels the power save of the second receiver and performs data reception from the UWB channel.
  • the receiver according to the present invention puts the second receiver using the UWB channel in the power saving state except when performing data communication, and communicates with less power consumption than the UWB channel during the other time. It will keep waiting for preamble reception on possible narrowband channels. This makes it possible to reduce the total power consumption of the receiver performing UWB communication. Also, the receiver of the present invention can be adapted to any protocol regardless of the communication system.
  • a receiving apparatus comprises a first receiving unit for receiving control information on a narrow band channel that can always be received, a second receiving unit for receiving data on a UWB channel, and capable of saving power;
  • the communication data sorting unit controls the power saving of the second receiving unit.
  • the communication data sorting unit has a communication data sorting unit that determines whether the self-addressing capability is not or not from the control information received by the receiving unit and controls power saving of the second receiving unit. In the state, when the control information addressed to the first receiver unit itself is received, the power saving of the second receiver unit is canceled and data is received from the UWB channel.
  • the second receiver using the UWB channel is put in the power saving state except when performing data communication, and the control information can be transmitted via the narrowband channel that can communicate with lower power consumption than the UWB channel. I will keep waiting for reception. This makes it possible to reduce the total power consumption of the receiver that performs UWB communication.
  • the transmission apparatus of the present invention outputs a control information pulse generation unit that outputs control information as a pulse with a wide pulse width, and transmission data as a pulse with a narrower pulse width than the control information pulse generation unit.
  • a data pulse generation unit an oscillation unit outputting an oscillation signal according to the pulse width of a pulse input from the control information pulse generation unit and the data pulse generation unit;
  • the output band is switched by outputting a signal of the UWB channel.
  • the transmission apparatus of the present invention can switch the output band with a simple configuration.
  • a wireless communication apparatus comprises a first receiving unit for receiving control information on a narrowband channel that can always be received, a second receiving unit for receiving data on a UWB channel, and that can save power. And a communication data sorting unit that controls power saving of the second receiving unit by determining whether or not it is addressed to itself from the control information received by the first receiving unit, the communication data sorting unit receiving the second reception Unit is put into a power saving state, and when the control information addressed to the self is received from the first receiving unit, the power saving of the second receiving unit is canceled and the receiving apparatus for performing channel power data reception of the UWB; A control information pulse generating unit for outputting the pulse as a pulse having a wide pulse width, a data pulse generating unit for outputting the transmission data as a pulse having a narrower pulse width than the control information pulse generating unit, and the control information pulse generating unit Part and data pulse And an oscillation unit that outputs an oscillation signal according to the pulse width of the pulse input from the generation unit, and a transmission unit
  • control information generated by the wireless communication apparatus of the present invention includes communication time reservation request information in which a time zone for transmitting data of the transmission source wireless communication apparatus is described, and the receiving apparatus receives the communication time.
  • a communication information analysis unit that extracts an identifier of a transmission source wireless communication device and a reservation time zone of data transmission from reservation request information, and when the communication information analysis unit is the destination of control data, the identifier and the reservation Communication reservation table that associates and records with the time zone of communication and communication time reservation that adds information to notify normal reception to communication time reservation request information
  • a response information generation unit for generating response information wherein the control information pulse generation unit of the transmission device generates a pulse based on the communication time reservation response information generated by the response information generation unit, and the oscillation unit generates the pulse.
  • a narrow band channel signal is generated in response to the pulse.
  • the wireless communication device that has received the communication time reservation information transmits a response including the reserved communication time information to the surroundings, so the wireless communication device in the communicable area of the wireless communication device for which the communication request has been made. Can know the time zone when the communication is reserved.
  • the communication data sorting unit can receive the UWB channel only in the reserved time zone of the data transmission addressed to itself.
  • the time zone in which the UWB channel is used can be limited to a minimum, and power consumption can be further reduced.
  • the narrow band channel is a channel in which the modulation / demodulation rate is set to a value or less predetermined.
  • the power consumption in the narrow band channel can be suppressed to the specified value or less.
  • the transmitting apparatus can switch the band of the output signal with a simple configuration, and the receiving apparatus can receive the carrier sense signal in a low power consumption state. Furthermore, multiple wireless communication devices can communicate wirelessly without interfering with each other.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless communication network in a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a wireless communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an RTS frame format according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a CTS frame format in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a keep alive frame format in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a data frame format in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a communication sequence between wireless communication devices in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a communication prohibition table in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a communication reservation table according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation of the radio communication apparatus according to Embodiment 1 of the present invention to transmit an RTS frame.
  • FIG. 11 is a flow chart showing reception operation performed by the wireless communication device in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing CTS frame processing performed by the wireless communication device in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flow chart showing RTS frame processing performed by the wireless communication device in the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 14 is a diagram showing the configuration of a wireless communication apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a wireless communication apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing the configuration of a wireless communication apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart showing a transmission process performed by the radio communication apparatus on the transmitting side in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flow chart showing reception processing performed by the wireless communication apparatus on the receiving side in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing a keepalive frame format according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 20A is a diagram showing a configuration of a transmitting apparatus in a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20B is a diagram showing a configuration of a transmission apparatus in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus in a conventional example.
  • FIG. 22 is a diagram showing a wireless communication method in the conventional example.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a wireless communication network according to an embodiment of the present invention.
  • wireless communication devices 101 to 104 perform ultra-wide band (UWB) wireless communication of a multi-access scheme with other wireless communication devices in communicable areas 111 to 114, respectively. Data is transmitted on the UWB channel to the entire communicable area by the antenna. Note that the wireless communication devices 101 to 104 can freely move in space.
  • UWB ultra-wide band
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the wireless communication devices 101 to 104. As shown in FIG.
  • the receiving unit 201 converts an analog signal received from the antenna 200 into a digital signal to generate a frame, and is always in a receivable state.
  • the transmission unit 211 converts a digital signal frame into an analog signal, and transmits the analog signal from the antenna 200.
  • the antenna 200 is a nondirectional antenna and emits radio waves into a communicable area.
  • the communication data selection unit 202 receives the type of frame received by the reception unit 201 from the antenna 200. To determine the type. As types of frames to be received, communication request RTS frame (hereinafter referred to as "RTS frame”), communication confirmation signal CTS (hereinafter referred to as “CTS frame”), communication non-confirmation signal nCTS (hereinafter referred to as “nCTS frame” ), Data frames, keep alive frames, etc.
  • RTS frame communication confirmation signal CTS
  • nCTS frame communication non-confirmation signal
  • FIG. 3 shows the RTS frame format!
  • a frame control 301 is identification information of a frame, and a code unique to the RTS frame is set.
  • An occupied time 302 indicates an allowance time for receiving and accepting a CTS frame which is a response signal of the RTS frame.
  • the transmitting station ID 303 identifies the wireless communication device of the transmission source, and has a MAC address set.
  • the receiving station ID 304 identifies the transmission destination, and the MAC address of the wireless communication apparatus of the transmission destination is set.
  • the number of entries 305 indicates the number of data transmission time slots to be reserved, and the frame ID 306 identifies an RTS frame.
  • the transmission start time 307 and the transmission occupation time 308 indicate the time until transmission start of the data frame at the CTS reception time point and the time occupied by the communication.
  • the collision bit (CO) 309 is not used in force RTS frames which indicate a collision.
  • the channel number (C H) 310 is for specifying a channel used for data frame communication.
  • Figure 4 shows the frame format of CTS and nCTS frames!
  • the reception start time 401 and the reception exclusive time 402 of the CTS frame in FIG. 4 indicate the time until the transmission start of the data frame notified by the RTS frame and the time occupied by the transmission.
  • the nCTS frame it indicates the time from the point of time of CTS transmission that permits reception specified by the wireless communication apparatus on the receiving side to the start of reception of the data frame and the time that can be occupied by the reception.
  • the collision bit (CO) 309 of the CTS frame is a time zone overlapping with the communication prohibited time zone acquired from another wireless communication device and the communication reservation time zone specified in the RTS frame. Do not use the collision bit for nCTS frames.
  • the frame ID 306 identifies the received RTS frame for response. Note for frame control 301, different identification codes are used for the CTS frame and the nCTS frame.
  • FIG. 5 shows the format of the keepalive frame!
  • a code for identifying a keepalive frame is set.
  • the transmission station ID 501 is an identifier for identifying the wireless communication apparatus of the transmission source, and the MAC address is set.
  • the transmission time 502 indicates the transmission time of the keepalive frame, and the transmission interval time 503 indicates the transmission cycle.
  • PS 504 indicates that the wireless communication device is in a power save state.
  • Figure 6 shows the format of the data frame!
  • a transmitting station ID 303 identifies a wireless communication device as a data transmission source.
  • the origination station ID 601 identifies a wireless communication device relaying data.
  • the receiving station ID 304 identifies a wireless communication device to which data is to be relayed, and the destination station ID 602 identifies a wireless communication device to which data is to be ultimately transmitted.
  • the MAC addresses of the wireless communication devices are set.
  • the communication data sorting unit 202 links the data frame of the type as described above to the frame control unit 301.
  • the communication information analysis unit 204 extracts the transmission station ID 303, the transmission start time 307, and the transmission occupancy time 308 when the communication data selection unit 202 selects the RTS frame, and the communication inhibition table 205 It is to register. Also, when the communication data analysis unit 204 selects the CTS frame by the communication data selection unit 202, if the transmission station ID of the CTS frame is not its own MAC address, the transmission station ID 303, reception start time 401, reception exclusive use. The time 402 is extracted and registered in the communication inhibition table 205.
  • the format of the communication prohibition table 205 is shown in FIG.
  • transmitting station ID 303 is recorded in transmission source ID 801, and time obtained by adding the transmission start time to the time when receiving the RTS frame is recorded in use start time 803, and used for transmission occupancy time 804.
  • the time when the transmission occupancy time 308 is added to the start time 803 is recorded.
  • the time when the CTS frame is received is recorded, and the time when the reception occupancy time is added to the use start time 803 is recorded as the transmission occupancy time 804.
  • the frame ID 805 the frame ID 306 is recorded as S, and in the reception channel ID 806, the CH 310 is recorded.
  • the communication information analysis unit 204 sets a communication enabled flag in the communication reservation time zone registered in the communication reservation table 206.
  • the communication reservation table 206 is communication reservation information stored when transmitting to another wireless communication apparatus, and the format of the communication reservation information is shown in FIG.
  • the receiving party ID 902 has the MAC address of the other party of communication recorded
  • the use start time 903 has the time until the start of the reserved communication recorded
  • the transmission occupancy time 904 is the occupancy time of the reserved communications. Is recorded, a frame ID 306 is recorded in the frame ID 905, and a flag indicating the presence or absence of a response is recorded in the response 906.
  • the communication response information generation unit 207 receives a notification from the communication information analysis unit 204 that the RTS frame addressed to itself has been received, and generates a CTS frame in response to the RTS frame. At this time, the communication response information generation unit 207 checks whether the registration of the other wireless communication apparatus power including the whole or a part of the communication reserved time zone is in the communication prohibition table 205 or not. is there.
  • the function of the communication response information generation unit 207 for generating a CTS frame corresponds to the response information generation unit of the present invention.
  • the communication response information generation unit 207 receives the communication reservation request from the communication data generation unit 210 described below, and generates an RTS frame for communication reservation to another wireless communication device. . Also, the communication response information generation unit 207 sets a time until the start of data transmission to the event timer 209.
  • the communication data generation unit 210 receives a communication request from the application unit 203, and generates a transmission data frame of the content data and the like passed from the application unit 203 as well. Also, it instructs the communication response information generation unit 207 to reserve a time zone for data transmission.
  • communication response information generation section 207 always generates keep-alive frames at a prescribed cycle, and transmits from transmission section 211 to another wireless communication apparatus in the communicable area.
  • the transmission station ID also recognizes the wireless communication device in the communicable area.
  • the wireless communication devices 101 to 104 notify each other of their own existence. That is, in the case of the positional relationship of the wireless communication devices 101 to 104 in the wireless communication network of FIG. 1, the wireless communication device 101 detects the presence of the wireless communication device 102, and the wireless communication device 102 detects the presence of the wireless communication devices 101, 103, and 104. Detect the presence. Also, the wireless communication device 103 detects the wireless communication devices 102 and 104, and the wireless communication device 104 detects the wireless communication devices 102 and 103.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an operation of transmitting an RTS frame for communication reservation.
  • the communication data generation unit 210 instructs the communication response information generation unit 207 to make a communication reservation.
  • the communication response information generation unit 207 refers to the communication prohibition table 205 to obtain a time zone in which the communication is not prohibited. Then, the communication available time zone is registered in the communication reservation table (step S 1002). In the communication prohibition table 205, the prohibition time zone is not recorded in the initial state, but when the wireless communication apparatus receives a communication reservation not addressed to itself, the communication information analysis unit 204 records the communication prohibition time zone.
  • the communication response information generation unit 207 transmits the transmission start time and the transmission occupancy time to the RTS frame transmission start time 307 and transmission occupancy time 308, respectively. Set Also, it sets its own MAC address to the transmitting station ID 303 and the MAC address of the destination to the receiving station ID 304, respectively, and generates an RTS frame (step S1003). After that, the communication response information generation unit 207 generates an RTS frame. Are transmitted to the transmission unit 211 and transmitted via the antenna 200 (step S 1004).
  • the above is the operation of the data transmission reservation from the wireless communication apparatus.
  • the signal received from the antenna 200 is converted into a digital frame by the receiving unit 201 (step S1101).
  • the communication data selection unit 202 selects the type of digital frame converted by the reception unit 201 (step S 1102).
  • step S 1105 CTS frame processing (step S 1103), RTS frame processing (step S 1104), and other processing (processing in the case of receiving a keepalive frame, data frame, etc.): step S Do 1105).
  • FIG. 12 is a flowchart showing CTS frame processing (step S 1103).
  • the communication information analysis unit 204 determines whether the MAC address of the transmission station ID of the received CTS frame matches that of its own (step S 1201). If the MAC address is not addressed to itself, the use start time 803 and the transmission occupancy time 804 obtained from the transmission start time 307 and the transmission occupancy time 308 to the communication inhibition table 205 correspond to the transmission station ID303 (sender ID 801). And register (step S 1202).
  • a response presence flag is set in the response 906 in the communication reservation table 206 (step S 1203).
  • the communication response information generation unit 207 sets the use start time 903 registered in the reception destination ID 902 corresponding to the reception station ID 304 from the communication reservation table 206 to the event timer 2 09 and starts it (see FIG. Step S 1204).
  • the event timer 209 notifies the communication data generation unit 210 (step S1205).
  • the communication data generation unit 210 receives the content data and the like to be transmitted from the application unit 203, and generates a data frame (step S1206). Thereafter, the communication data generation unit 210 transmits the generated data frame to the transmission unit 211, and is transmitted via the antenna 200 (step S1207).
  • RTS frame processing step SI 104 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
  • the communication information analysis unit 204 determines whether the MAC address of the transmission station ID 303 of the RTS frame matches that of its own (step S 1301). If the MAC address is not addressed to itself, the transmission start time 307, the transmission occupancy time 308, the usage start time 803 and the transmission occupancy time 804 determined to the communication prohibition table 205 are set as the transmission station ID 30 3 (sender ID 801). It matches and registers (step S1302).
  • communication 'response information generation section 207 determines that reception is possible without interference from other wireless communication apparatuses, and generates a CTS frame (step S 1304). After that, the communication response information generation unit 207 transmits the generated CTS frame to the transmission unit 211, and the CTS frame is transmitted via the antenna 200 (step S1305).
  • step S 1303 when there is an overlapping time zone, a prohibition time zone is calculated by combining the registered communication prohibition time zone with reference to communication prohibition table 205 (step S 1306). .
  • the communication response information generation unit 207 sets the calculated communication prohibited time zone as the reception start time 401 and the reception exclusive time 402 of the nCTS frame. Further, the same frame ID as the RTS frame is set in the frame ID 306 (step S1307). If there are a plurality of calculated time zones, their reception start time 401 and reception occupation time 402 are set, and the number of sets is set as the number of entries. Thereafter, the communication response information generation unit 207 transmits the generated nCTS frame to the transmission unit 211, and is transmitted via the antenna 200 (step S1308).
  • the other reception processing (step S 1105) is normal reception processing, and data and the like are passed from the communication data selection unit 202 to the application unit 203.
  • the wireless communication device 101 is wireless
  • the case of transmitting data to the communication apparatus 102 will be described as an example.
  • an RTS signal 701 is transmitted from the nondirectional antenna into the area 113. Since the wireless communication device 102 exists in the area 113, it receives the RTS signal 701 from the wireless communication device 103. At this time, the wireless communication apparatus 102 registers it in the communication prohibition table as a communication prohibition time zone. Figure 8 shows the registration data at this time.
  • the sender ID 801 uses the MAC address of the transmitting station ID of the received RTS signal 701, and the receiver ID 802 uses the received station ID 304 of the received RTS signal 701.
  • the channel number (CH) 310 of the received RTS signal 701 is recorded in each.
  • the CTS signal 702 is transmitted from the wireless communication device 104 to the area 114 toward the wireless communication device 103. Because wireless communication device 102 is also located within area 114, it receives CTS signal 702. At this time, the wireless communication apparatus 102 tries to register in the communication prohibition table 205 as a communication prohibited time zone, but when the RTS signal 701 has already been received, the registration is not performed because it has already been registered.
  • the wireless communication apparatus 101 transmits an RTS signal 703 to start communication with the wireless communication apparatus 102 in the communicable area 111.
  • the wireless communication apparatus 102 when the wireless communication apparatus 102 receives the RTS signal 703 from the wireless communication apparatus 101, the wireless communication apparatus 101 requests a communication addressed to itself from the transmitting station ID 303 of the RTS frame and the receiving station ID 304. Recognize that Also, the wireless communication apparatus 102 detects a data transmission time zone from the transmission start time 307 and the transmission occupancy time 308.
  • the wireless communication device 102 refers to the communication prohibition table 205, and a portion where the detected time zone overlaps in the same channel as the communication time zone between the wireless communication device 103 and the wireless communication device 104 recorded earlier.
  • wireless communication apparatus 102 To detect that there is When wireless communication apparatus 102 detects that there is an overlapping communication time zone, reception can not be performed in wireless communication apparatus 101 in the designated time zone, and the communication prohibited time zone is determined by nCTS signal 704. Notice. However, through When the channels of the transmission inhibition table 205 are different channels, as usual, the CTS signal is returned in response to the RTS signal.
  • wireless communication apparatus 101 receives nCTS signal 704, wireless communication apparatus 101 determines a time zone that matches the transmission conditions in a time zone excluding the communication prohibited time zone notified from wireless communication apparatus 102, A communication reservation is made by designating the time zone obtained for the RTS signal 705 anew.
  • the wireless communication device 102 receives the RTS signal 705, it confirms that it does not overlap with the communication prohibited time zone registered in the communication prohibition table 205, and sends the CTS signal 706 to the wireless communication device 101. Send. Also, it is registered in the communication reservation table 206, and the transmission to the self from other wireless communication devices is rejected.
  • Fig. 9 shows the registration data at this time.
  • the sending station ID 303 of the RTS signal 705 is sent to the sending source ID 901, and the receiving station ID 304 power of the RTS signal 705 is sent to the receiving party ID 902
  • the transmission start time 307 is recorded in the transmission occupancy time 904, and the transmission occupancy time 308 of the RTS signal 705 is recorded in the frame ID 905, and "0" is recorded in the frame ID 306 response 906 of the RTS signal 705.
  • the wireless communication apparatus 101 when the wireless communication apparatus 101 receives the CTS signal 706 and determines that communication is possible, the wireless communication apparatus 101 sets a transmission start time tl in the event timer 209 and activates it. At this time, the CTS signal 706 is also transmitted to the wireless communication device 103 and the wireless communication device 104 located in the communicable area 112 of the wireless communication device 102. Similarly to the wireless communication device 102, each of the wireless communication device 103 and the wireless communication device 104 records the notified time zone as a communication prohibited time zone.
  • data transmission 707 to 708 is performed from the wireless communication apparatus 103 to the wireless communication apparatus 104.
  • the wireless communication device 102 receives these data transmissions but ignores them because they are not addressed to themselves.
  • the wireless communication apparatus 101 performs data transmission 709 to 710, and the wireless communication apparatus 102 receives them. Also, if there is still data to be transmitted or if it is desired to transmit data to the wireless communication apparatus 102 in synchronization, the wireless communication apparatus 101 transmits the continuation of the data and the next RTS signal by the signal 711. Time t2 to notify.
  • the frame used at this time is the same as the RTS frame. It is one.
  • the wireless communication apparatus 102 acquires time t2 when the RTS signal 712 is sent, the wireless communication apparatus 102 registers it in the communication reservation table, and rejects transmission to itself from other wireless communication apparatuses.
  • wireless communication apparatus 101 transmits RTS signal 712 to wireless communication apparatus 102 at designated time t2, and reserves communication. At this time, a communication start time t3 is newly notified.
  • the subsequent operation is the same as the operation after receiving the RTS signal 705.
  • the wireless communication apparatus 102 receives the RTS signal 712
  • the communication prohibited time zone registered in the communication prohibited table 205 is It confirms that they do not overlap, and transmits a CTS signal 713 to the wireless communication apparatus 101.
  • the wireless communication device 101 performs data transmission 714 to 715, and the wireless communication device 102 receives them.
  • the wireless communication device of the transmission destination notifies the wireless communication device of the transmission source of the time zone for which communication is prohibited.
  • the present invention is not limited to this. It is also possible. As a result, it is possible to notify only the time zone suitable for the wireless communication apparatus on the receiving side, and it is also possible to shorten the CTS frame length as compared to notifying a plurality of communication prohibited time zones.
  • nCTS frame 704 prohibits reception and prohibits communication.
  • the present invention is not limited to this, and it is also possible to set the Correspondence Bit (CO) 309 of the CTS frame to notify only reception non-permission.
  • the wireless communication apparatus of the transmission source receives the notification of non-permission of reception, and if necessary, queries the wireless communication apparatus of the transmission destination about the communication prohibited time zone. Then, in response to this, it is possible that the wireless communication apparatus of the transmission destination notifies the time zone of the communication prohibition. In this way, if there is no need for the wireless communication device of the transmission source, the wireless communication device of the transmission source and the transmission destination does not transmit extra information because it does not need to ask about the time zone of communication prohibition. You can
  • the wireless communication device can receive the RTS signal transmitted from the other wireless communication devices within the communicable area, it is possible to perform other wireless communication devices performing communication other than with itself. Can know the time zone used for data transmission. For this reason, Since it is possible for communication to be performed without the time zone in which other wireless communication devices transmit data, the wireless communication device can receive data addressed to itself without interference.
  • the wireless communication apparatus can always transmit, receive, and receive the RTS signal at this time, there is a low possibility that the RTS signal can not be received due to a collision. Therefore, it is easy to realize the above operation.
  • the radio communication apparatus since the radio communication apparatus according to the present invention notifies the communication time of the RTS signal to be transmitted next at the end of data transmission, the RTS signal can be received more accurately. By making the transmission start time of the RTS signal power constant, it is also possible to synchronously transmit data to the transmission destination.
  • the wireless communication apparatus since the wireless communication apparatus according to the present invention can always receive the RTS signal, the wireless communication apparatus in the communicable area may receive a broadcast that is transmitted from another wireless communication apparatus. It is possible.
  • the wireless communication apparatus can perform communication using a plurality of channels simultaneously, so that communication with a larger capacity can be performed.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a wireless communication apparatus according to this embodiment.
  • the narrowband receiving unit 1402 and the narrowband transmitting unit 1401 can be used for transmission and reception only in narrowband channels. It is different from
  • RTSZCT S is used for broadcast transmission to the power save node.
  • the narrowband transmission section 1401 transmits an RTS signal or a multicast signal in a narrowband channel whose transmission channel is limited to a predetermined value or less.
  • the transmission unit 211 is used for data transmission and the like, and the communication response information generation unit 207 transmits an RTS signal or a multicast signal to the narrowband transmission unit 1401.
  • narrow band reception section 1402 is a reception channel limited to a predetermined band or less, and receives an RTS signal and a multicast signal. Therefore, narrow band reception The unit 1402 may have a circuit configuration that operates at a lower speed than the receiving unit 201, and power consumption is lower than that of the receiving unit 201.
  • the communication data sorting unit 202 sorts out the frames of the receiving unit 201 and the narrow band receiving unit 1402 and at the same time the data reception is completed and shifts to the reception mode of the RTS signal, the power saving instruction to the receiving unit 201 is given. Do. Further, when receiving the RTS signal from the narrow band reception unit 1402, the communication data selection unit 202 instructs the reception unit 201 to recover from the power save.
  • the communication information analysis unit 204 When the communication information analysis unit 204 receives a notification of power saving from the communication data selection unit 202, the communication information analysis unit 204 notifies the communication response information generation unit 207.
  • the communication response information generation unit 207 sets information indicating the power save state in the PS flag 504 of the keepalive frame, and transmits the keepalive frame from the narrowband transmission unit 1401. By this, the wireless communication apparatus notifies the surrounding wireless communication apparatuses that it is in the power save mode.
  • the receiving unit 201 stops the receiving function, and the receiving unit 201 is in the power saving state until receiving a recovery instruction from the communication data selection unit 202.
  • the communication operation is also the same as that of the first embodiment except that the RTS signal is transmitted from narrowband transmitter 1401 and the RTS signal is received by narrowband receiver 1402.
  • the UWB wireless communication apparatus may put the receiving unit 201 into the power saving state until the RTS signal is received when data transmission / reception is completed. it can. As a result, even when the UWB wireless communication apparatus, which requires a large amount of power for carrier sensing of the UWB, can always receive the RTS signal, power consumption can be reduced.
  • the present invention when communication data selection unit 202 receives the RTS signal from narrowband reception unit 1402, the present invention is not limited to the force that instructs reception unit 201 to return from power saving.
  • the communication data sorting unit 202 is notified of the time zone for which transmission of data addressed to itself is reserved from the communication information analysis unit 204, only the time zone for which transmission is scheduled is restored to the power saving capability of the receiving unit 201. Can also be instructed. This will help to further reduce power consumption.
  • the wireless communication device It is also possible to voluntarily shift the reception unit 201 to the power save state by an instruction, or to allow the user to intentionally put the reception unit 201 in the power save state.
  • the wireless communication apparatus can request in advance that another wireless communication apparatus located in the surrounding communicable area transmit an RTS signal or a multicast signal in a narrow band channel. .
  • This transmission request uses the keep alive frame shown in FIG.
  • FIG. 19 differs from the configuration of the keep alive frame shown in FIG. 5 in that it has channel specification field 1901.
  • a channel specification field 1901 requests a channel to be used for transmitting an RTS signal or a multicast signal.
  • the other wireless communication apparatus can transmit the RTS signal or the multicast signal on the narrowband channel according to the request.
  • the present embodiment has been described using a carrier signal, the present invention is not limited to this, and it is also possible to use a signal for notifying a carrier as a preamble of a frame.
  • the wireless communication method of the present invention can be applied to any protocol regardless of the communication system.
  • FIGS. 20A and 20B show a transmitter and a receiver according to Embodiment 3 of the present invention.
  • communication data generation unit 1520 receives communication from application unit 203 and generates communication data such as content.
  • the CS signal generation unit 1502 generates a carrier sense signal (CS signal) including a procedure for transmitting data and control information for controlling communication channel switching, and the data generation unit 1503 generates data. It generates a frame.
  • CS signal carrier sense signal
  • the first impulse waveform generation unit 1604 supplies an impulse waveform modulated by the CS signal of impulse width ⁇ 1 to the oscillation unit 1607.
  • the CS signal generator 1502 and the first impulse waveform generator 1604 correspond to a control information pulse generator.
  • the second impulse waveform generation unit 1605 supplies the impulse waveform modulated by the data signal of the impulse width ⁇ 2 to the oscillation unit 1607.
  • the data generator 150 3 and the second impulse waveform generator 1605 correspond to a data pulse generator according to the present invention.
  • ⁇ 1 sets the pulse width wider than ⁇ 2.
  • the oscillating unit 1607 outputs an oscillating signal according to the input impulse waveform.
  • the oscillation signal is a U WB signal which is defined by the impulse width of the input in-noise signal.
  • the amplification unit 1506 supplies the radio signal amplified to the amplitude necessary for transmission to the antenna 221 and radiates it to space.
  • the amplification unit 1506 and the antenna 221 correspond to a transmission unit according to the present invention.
  • the amplification unit 1516 amplifies the signal supplied from the antenna 222 to an amplitude necessary for reception processing.
  • the narrowband demodulation unit 1515 demodulates the received signal when the received signal is a narrowband modulation signal. At this time, by setting the modulation rate to a predetermined value or less, the demodulation rate of the narrowband demodulation unit 1515 that demodulates the modulated signal can also be set to a predetermined value or less. That is, the operation speed of the elements constituting the narrow band demodulation unit 1515 can be set low. As a result, the power consumption of the narrowband demodulation unit 1515 can be made equal to or less than a predetermined value.
  • the narrow band demodulation unit 1515 and the carrier detection unit 1513 correspond to the ith receiving unit of the present invention.
  • Wideband demodulation section 1514 demodulates the received signal when the received signal is a signal of wide band modulation.
  • the wideband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 correspond to the second receiving unit of the present invention.
  • Feeding switch 1517 is a switch for controlling power supply to data decoding unit 1512 and wideband demodulation unit 1514, and by stopping feeding, data decoding unit 1512 and wideband demodulation unit 1514 are in a power saving state. become. In the initial state, it is in the power save state.
  • the communication data generation unit 1520 of the transmission apparatus generates communication data according to an instruction from the application unit, and instructs the CS signal generation unit 1502 to transmit a CS signal.
  • CS signal generation unit 1502 generates a CS signal including an ID for specifying a transmission destination reception apparatus, and outputs the CS signal to first impulse waveform generation unit 1604.
  • the first impulse waveform generation unit 1604 cuts the pulse width of the oscillation unit 1607 with the impulse width ⁇ 1 of the CS signal. This produces a narrow band signal.
  • the narrowband signal is amplified by the amplification unit 1506 and then emitted from the antenna 221.
  • the signal received from the antenna 222 of the receiving apparatus is amplified by the amplification unit 1516, and then the narrow band demodulation unit 1515 performs demodulation processing. Then, the carrier detection unit 1513 determines whether or not it is a CS signal, and if it is a CS signal, the communication data selection unit 202 is notified.
  • the communication data selection unit 202 determines that the control information is addressed to itself, the communication data selection unit 202 controls the power supply switch 1517 to supply power to the wide band demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 to bring them into operation.
  • the communication data generation unit 1520 of the transmission apparatus instructs the data generation unit 1503 to transmit data.
  • Data generation unit 1503 generates a data frame, and outputs the data frame to second impulse waveform generation unit 1605.
  • the second impulse waveform generator 1605 cuts out the pulse width of the oscillator 1607 with an impulse width ⁇ 2 . This generates a UWB signal.
  • the UWB signal is amplified by the amplification unit 1506 and then emitted from the antenna 221.
  • the signal received from the antenna 222 of the receiving apparatus is amplified by the amplification unit 1516, and then transmitted to the wide band demodulation unit 1514 to perform demodulation processing.
  • the decoded signal is decoded by the data decoding unit 1512 and then sent to the communication data selection unit 202.
  • the communication data selection unit 202 recognizes the received data as content, it is sent to the application unit 203, and the reception process is completed.
  • the transmitting apparatus applies control information and data It can be easily modulated to a UWB signal having a bandwidth corresponding to the bandwidths ⁇ 1 and ⁇ 2. That is, the radio communication apparatus in which the modulation method is UWB according to impulse radio in the present embodiment controls the oscillator as the impulse signal with a narrow band modulation signal power S pulse width, and the narrow band modulation signal is a pulse. By controlling as a wide impulse signal, it is possible to generate a UWB signal having wide bandwidth and narrow bandwidth.
  • the narrow band demodulation unit consumes less power than the wide band demodulation unit by setting the wide band demodulation unit to be inactive when waiting for the CS signal which occupies most of the communication time.
  • the present invention is not limited to this, and a carrier sense signal not including control information is also possible.
  • the wideband demodulation unit and the data decoding unit are released from the power saving state as long as the carrier sense signal is received by the narrow band channel regardless of whether or not it is a carrier sense signal addressed to itself. It enables reception on a wideband channel.
  • FIG. 15 shows a transmission function unit including the transmission unit 211 and the narrow band transmission unit 1401 of the wireless communication apparatus shown in FIG. 14 of the second embodiment of the present invention, the reception unit 201 and the narrow band reception unit 1402
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating in detail a reception function unit including
  • transmission function unit 1500 is connected to antenna 1507 for transmitting a radio signal, and transmission signal generation unit 1501 including CS signal generation unit 1502 and data generation unit 1503 and narrow band modulation.
  • transmission signal generation unit 1501 including CS signal generation unit 1502 and data generation unit 1503 and narrow band modulation.
  • a section 1504, a wide band modulation section 1505, and an amplification section 1506 are included.
  • CS signal generator 1502 of transmission signal generator 1501 generates a carrier sense signal (CS signal), and data generator 1503 generates a data signal as appropriate.
  • Wideband modulation section 1505 modulates the input signal as a wideband signal such as UWB.
  • the wideband modulation unit 1505 corresponds to the second transmission unit of the present invention.
  • the narrow band modulation unit 1504 modulates the input signal as a signal having a narrower band than the wide band signal. At this time, by setting the modulation speed to a predetermined value or less, the operation speed of the elements constituting the narrow band modulation unit 1504 can be set low. As a result, the power consumption of the narrowband modulation unit 1504 can be made equal to or less than a predetermined value.
  • the narrow band modulation unit 1504 corresponds to the first transmission unit of the present invention.
  • the amplification unit 1506 supplies the radio signal 1009 amplified to an amplitude necessary for transmission to the antenna 1507 and radiates it to space.
  • the CS signal generation unit 1502 and the narrow band modulation unit 1504 correspond to the narrow band transmission unit 1401 in FIG. 14 of the second embodiment, and the data generation unit 1503 and the wide band modulation unit 1505 are transmitted. It corresponds to Part 211.
  • the reception function unit 1510 is connected to an antenna 1507 for receiving the radio signal 1009, and an amplification unit 1516, a narrow band demodulation unit 1515, a wide band demodulation unit 1514, a demodulation unit 1511, and a feed switch. It consists of 1517. Further, the demodulation unit 1511 is further configured by a carrier detection unit 1513 and a data decoding unit 1512.
  • the amplification unit 1516 amplifies the signal supplied from the antenna 1507 to an amplitude necessary for reception processing.
  • Narrowband demodulation section 1515 demodulates a received signal when the received signal is a narrowband modulation signal. At this time, by setting the modulation rate to a predetermined value or less, the demodulation rate of the narrowband demodulation unit 1515 that demodulates the modulated signal can also be set to a predetermined value or less. That is, the operation speed of the elements constituting the narrow band demodulation unit 1515 can be set low. As a result, the power consumption of the narrowband demodulation unit 1515 can be made equal to or less than a predetermined value.
  • the narrow band demodulation unit 1515 and the carrier detection unit 1513 correspond to the ith receiving unit of the present invention.
  • Wideband demodulation section 1514 demodulates the received signal when the received signal is a signal of wide band modulation.
  • the wideband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 correspond to the second receiving unit of the present invention.
  • Feeding switch 1517 is a switch for controlling power supply to data decoding unit 1512 and wideband demodulation unit 1514, and by stopping feeding, data decoding unit 1512 and wideband demodulation unit 1514 are in a power saving state. become.
  • the data decoding unit 1512, the wideband demodulation unit 1514, and the feeding switch 1517 correspond to the receiving unit 201 in FIG. 14 of the second embodiment, and the carrier detection unit 1513 and the narrow band demodulation unit 1515 are narrow. This corresponds to the band reception unit 1402.
  • communication data generation unit 1520 includes communication data generation unit 210, communication response information generation unit 207, communication information analysis unit 204, event timer 209, communication prohibition table 205, and communication reservation table 206 in FIG. It corresponds to
  • FIG. 17 is a flowchart showing the transmission process performed by the wireless communication apparatus on the transmitting side
  • FIG. 18 is a flowchart showing the reception process performed by the wireless communication apparatus on the receiving side.
  • the transmission signal generation unit 1501 of the wireless communication apparatus supplies the narrow band modulation unit 1504 with the CS signal from the CS signal generation unit 1002.
  • communication data generation unit 1520 receives a request for transmission of content data from application unit 203 to another wireless communication apparatus, transmission start time and transmission occupancy time for communication reservation are set. And generate a RTS frame, and sends it to the CS signal generator 1502 (step S1701). Then, the CS signal generator 1502 supplies the generated RTS frame to the narrowband modulator 1504 including the generated RTS frame.
  • Narrow band modulation section 1504 receives this signal and modulates it into a narrow band signal, and outputs this narrow band modulation signal to amplification section 1506.
  • the amplification unit 1506 amplifies this narrow band modulation signal and sends it out as a radio signal 1009 from the antenna 1507 (step S 1702).
  • the narrow band demodulation unit 1515 and the carrier detection unit 1513 are always in operation.
  • the broadband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 are powered off by the power supply switch 1517, and are generally in the sleep state (or power save state) (step S1801).
  • the reception function unit 1510 amplifies the signal received by the antenna 1507 by the amplification unit 2002, and then the narrow band demodulation unit 2004 Perform demodulation processing.
  • the carrier detection unit 1513 determines whether it is a CS signal (step S 1802).
  • the communication data selection unit 202 is notified. Also, even if the carrier contains an RTS frame, it is sent to the communication data selection unit 202, and the RTS frame processing shown in FIG. 13 is performed as in the first embodiment (step S1803).
  • communication data selection unit 202 controls feed switch 1517 to obtain a wideband demodulation unit. Power is supplied to the unit 1514 and the data decoding unit 1512 so as to be in operation (step S1805).
  • the transmission of the CTS frame or nCTS frame performed in the RTS frame processing is performed in the same manner as the transmission of the RTS frame performed by the transmission function unit 1501. That is, the communication data generation unit 1520 generates a CTS frame or nCTS frame (step S1806), and the carrier from the CS signal generation unit 1502 performs the narrow band signal including the CTS frame or nCT S frame (step S1807) .
  • the carrier detection unit 1513 of the reception function unit 1510 receives the carrier including the CTS frame or the nCTS frame (step S1703). Then, the carrier detection unit 1513 sends the CTS frame to the communication data selection unit 202, and the communication data selection unit 202 performs the CTS frame processing shown in FIG. 12 (step S1704).
  • step S 1705 when communication data generation unit 1520 is notified by communication data selection unit 202 that reception is possible, data generation unit 1503 receives data according to the communication reservation (step S 1705) as in the first embodiment. Generate a row.
  • the wideband modulation unit 1005 modulates this data sequence, and after amplification by the amplification unit 1006, transmits it as a radio signal 1009 from the antenna 1507 (step S1706).
  • the reception function unit 1510 amplifies the wideband signal received from the antenna 1507 by the amplification unit 2002, and then the wideband demodulation unit 2005 Performs demodulation processing. Thereafter, the data decoding unit 1512 decodes the wideband demodulation signal and sends it to the communication data selection unit 202 (step S1808).
  • the communication data selection unit 202 recognizes the received data as content, it is sent to the application unit 203 and reception processing is completed.
  • carrier signal 701 including a force RTS frame which is the same as that in the first embodiment shown in FIG. 703 and 705 and the CTS frame, and! /, Are different from the signals 702, 704, and 706 including the nCTS frame in that they are narrow band signals and the data signals 707 to 712 are wide band signals.
  • the wideband modulation section 1505 can perform high-speed communication by adopting a wideband modulation method such as UWB.
  • a wideband modulation method such as UWB.
  • the narrow band modulation unit 1504 adopts the narrow band modulation method, communication at low speed but with low power consumption becomes possible.
  • the wideband demodulation unit when the carrier signal occupying most of the communication time is awaited, the wideband demodulation unit is put into the inactive state, and the narrow band consumes less power than the wideband demodulation unit.
  • the demodulation unit By operating the demodulation unit, it is possible to realize a wireless communication device with low total power consumption.
  • the communication data selection unit 202 controls the feeding switch 1517 to supply power to the broadband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512. Control the feed switch 1517 so that the broadband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 are energized only during the communication reservation time zone recorded in the communication reservation table 206. Is also possible. In this case, the conduction time to the wideband demodulation unit 1514 and the data decoding unit 1512 can be minimized, and the power consumption of the wireless communication apparatus can be further reduced.
  • FIG. 16 is a block diagram showing another configuration corresponding to narrow band modulation section 1 504 and wide band modulation section 1505 of the wireless communication apparatus shown in FIG. 15 of Embodiment 5 of the present invention.
  • a first impulse waveform generation section 1604 and a second impulse waveform generation section 1605 are provided. It differs from the wireless communication apparatus in the fourth embodiment in that it has an oscillating portion 1607.
  • the first impulse waveform generation unit 1604 supplies the impulse waveform modulated by the CS signal of the impulse width ⁇ 1 to the oscillation unit 1607.
  • the second impulse waveform generation unit 1605 supplies the impulse waveform modulated by the data signal of the impulse width ⁇ 2 to the oscillation unit 1607.
  • ⁇ 1 sets the pulse width wider than ⁇ 2.
  • the oscillating unit 1607 outputs an oscillating signal according to the input impulse waveform.
  • the oscillation signal is a U WB signal which is defined by the impulse width of the input in-noise signal.
  • the signals from CS signal generation unit 1502 and data generation unit 1503 are compared with the impulse widths ⁇ 1 and ⁇ 2 of first impulse waveform generation unit 1604 and second impulse waveform generation unit 1605.
  • the pulse width of the oscillation unit 1607 it can be easily modulated to a UWB signal having a bandwidth corresponding to the impulse widths ⁇ 1 and ⁇ 2 respectively. That is, in the radio communication apparatus in which the modulation method is UWB using impulse radio in this embodiment, the wide band modulation signal power S pulse width is narrow, the oscillation unit is controlled as an impulse signal, and the narrow band modulation signal has a wide pulse width.
  • the narrow band modulation signal has a wide pulse width.
  • the radio communication apparatus in which the modulation method is UWB based on impulse radio switches the bandwidth with a simple configuration, thereby communicating with a narrow band signal when waiting for a carrier signal. Communication can be performed using broadband signals during data communication. As a result, the wireless communication apparatus in the present embodiment can configure the wireless communication apparatus with low total power consumption.
  • the present invention is useful for a wireless communication method and a wireless communication device when performing ad hoc communication and the like, and causes a collision in communication with another wireless communication device while further reducing the power consumption in the reception waiting state. It is suitable to avoid

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Abstract

第１受信部（１５１５）が常時狭帯域チャネルで制御フレームを受信し、通信データ選別部（２０２）が制御フレームに基づいて、ＵＷＢのチャネルで受信する第２受信部のパワーセーブを制御するとともに、通信データ発生部（１５２０）が受信した通信時間予約要求に正常受信を通知する情報を付加した通信時間予約応答情報を生成し、送信部（１５０１）乃至（１５０６）から狭帯域チャネルで送信することにより、ＵＷＢ通信を行う時間帯のみ第２受信部（１５１４）を稼働状態にするとともに、通信要求のあった無線通信装置や送信可能エリアの無線通信装置へＵＷＢ通信を行う時間帯の使用を通知する。これにより、無線通信装置の受信待ち状態での消費電力をさらに低減しながら、他の無線通信装置との通信の衝突を回避することが可能になる。

Description

明 細 書
無線通信方法および無線通信装置
技術分野
[0001] 本発明は、無線通信ネットワークにおけるアドホック通信をするときの無線通信方法 および無線通信装置に関する。
背景技術
[0002] 従来より、アドホック通信するときの無線通信方法および無線通信装置としては、例 えば、特開 2003— 229869号公報に記載されているようなものがあった。図 22は特 開 2003— 229869号公報に記載された無線通信方法を示すものである。
[0003] 図 22において、無線通信装置が所定の時間間隔で管理情報の通知周期を設定し て、自己の情報受信開始位置を示す受信タイミング情報と受信ウィンドウ情報と受信 周期情報とを記載した管理情報を送信する。管理情報を受信できた他の無線通信 装置は、該当する無線通信装置の通信装置番号に関連付けて、受信タイミングと受 信ウィンドウ、受信周期を記憶しておく。情報伝送時には、通信相手の受信タイミング と受信ウィンドウ、受信周期とから該当する通信装置における受信開始位置を求めて 、そのタイミングで情報を送信する。
[0004] また、別の従来例として、特開 2004— 128616号公報に記載されている無線通信 装置があった。図 21は特開 2004— 128616号公報に記載された無線通信装置の 構成を示すブロック図である。
[0005] 図 21において、従来の無線通信装置はパルス通信用のパルス無線機 2004とアン テナ 2003に加えて、アドホックネットワークシステムを利用する狭帯域無線機 2002 およびアンテナ 2001とを設け、この狭帯域無線通信機 2002を使用して無線通信端 末間でリクエストなどの制御データの送受信を行っている。これにより、従来の無線通 信装置はデータ通信のためのスケジュール情報を更新し、そのスケジュール情報に 従って、パルス通信方式を使用したデータ通信を行って!/ヽた。
[0006] し力しながら、特開 2003— 229869号公報に記載の従来の方法では、無線通信 装置は受信ウィンドウの時間のみデータフレームを待ち受けることが可能となり低消 費電力化できたが、送信要求を受信する受信ウィンドウが指定されるため、複数の無 線通信装置からの送信要求がその受信ウィンドウに集中してしまい、送信要求を正し く受信できな 、可能性が高くなると 、う課題を有して 、た。
[0007] また、自己宛以外の通信要求や通信応答は自己の受信ウィンドウとは、ずれて！/、る ので、それらを受信することができない。このため、他の無線通信装置がデータを受 信する拡張された受信ウィンドウの時間帯を知ることができないので、その時間帯に データを送信してしまう可能性が高くなるという課題を有していた。
[0008] また、特開 2004— 128616号公報に記載の従来の無線通信装置は、狭帯域無線 機は周囲に無線通信装置がある力否かにより待機状態になるが、パルス無線機は常 時稼働している。このため、従来の無線通信装置は消費電力を低減することが困難 であった。
発明の開示
[0009] 本発明の目的は、無線通信装置の受信待ち状態での消費電力をさらに低減しなが ら、他の無線通信装置との通信の衝突を回避することのできる無線通信方法、送信 装置、受信装置、および無線通信装置を提供することである。
[0010] 本発明の無線通信方法は、第 1の無線通信装置と、第 2の無線通信装置とがデー タ通信を行うチャネルであって、初期に休止状態である第 1チャネルの他に、第 1チヤ ネルよりも低消費電力で常時通信可能な第 2チャネルを有していることが必要であつ て、第 1の無線通信装置が、第 2の無線通信装置へ制御情報を第 2チャネルで発信 するステップと、第 2の無線通信装置が第 2チャネルでその制御情報を受信し、第 1 チャネルでのデータ受信を稼働状態にするステップと、第 1の無線通信装置と第 2の 無線通信装置とが第 1チャネルでデータを送受信した後に、第 1チャネルでの受信を 休止状態に戻すステップとを有するものである。
[0011] これにより、第 2の無線通信装置は、データの待ち受け時間中に、より消費電力の 低い第 2チャネルを使用することで、低消費電力化を図ることができる。
[0012] また、本発明の無線通信方法の第 1の無線通信装置と第 2の通信装置とは UWB 無線通信装置であって、第 1チャネルが広帯域伝送路であり、第 2チャネルが変復調 速度を予め規定した値以下の狭帯域伝送路である。 [0013] これにより、第 2チャネルの変調速度が第 1チャネルより遅いので、第 1の無線通信 装置乃至第 3の無線通信装置は第 2チャネルでの通信時の消費電力を第 1チャネル での消費電力よりも低くすることができる。
[0014] また、本発明の無線通信方法の制御情報には、データ送信を行う時間帯の記載さ れた通信時間予約要求情報をさらに含み、第 2の無線通信装置が受信した制御情 報に含まれる通信時間予約要求情報が自己宛であるときに、当該通信時間予約要 求情報に自己宛の通信予約を受信したことを通知する情報を付加した通信時間予 約応答情報を第 2チャネルで発信するステップと、第 1の無線通信装置と第 2の無線 通信装置との少なくともいずれかの通信可能範囲に位置する第 3の無線通信装置が 、第 1の無線通信装置からの前記通信時間予約要求情報と第 2の無線通信装置から の通信時間予約応答情報との少なくともいずれか一方を第 2チャネルで受信し、通 信時間予約要求情報あるいは通信時間予約応答情報に記載の時間帯を発信禁止 の時間帯として記憶するステップと、第 3の無線通信装置が、記憶した発信禁止の時 間帯に基づいて自己の送受信可能時間帯を決定するステップとをさらに有し、第 1の 無線通信装置が通信時間予約要求情報に指定された時間帯で第 2チャネルを用い てデータを送信するものである。
[0015] これにより、通信時間予約情報を受信した無線通信装置は、予約された通信時間 情報を含む応答を周囲に送信するので、通信要求された無線通信装置の通信可能 エリアにある無線通信装置はその通信予約された時間帯を知ることができる。
[0016] また、本発明の無線通信方法は、第 2の無線通信装置が第 1の無線通信装置へ、 第 2チャネルを使用して通信時間予約要求情報を送信することを要求するステップを さらに有し、第 1の無線通信装置が、第 2の無線通信装置力 の要求に応じて、制御 情報を第 1チャネルと第 2チャネルのいずれかで送信するものである。
[0017] これにより、第 2の無線通信装置は第 2チャネルを使用できることを他の無線通信装 置へ予め通知できるので、低消費電力で受信可能な第 2チャネルで受信することが 可會 になる。
[0018] また、本発明の無線通信方法は、さらに第 1の無線通信装置が第 2の無線通信装 置へのマルチキャストを第 2チャネルで行うものである。 [0019] これにより、第 1の無線通信装置はすべての無線通信装置に低消費電力で通信時 間予約情報を通知することができる。
[0020] 本発明の受信装置は、常時受信可能な狭帯域チャネルでプリアンブルを受信する 第 1受信部と、 UWBのチャネルでデータを受信しパワーセーブ可能な第 2受信部と 、第 1受信部により前記プリアンブルを受信したときに、第 2受信部のパワーセーブを 制御する通信データ選別部とを有し、通信データ選別部が第 2受信部をパワーセー ブ状態にし、第 1受信部からプリアンブルを受信したときには第 2受信部のパワーセ ーブを解除して UWBのチャネルからデータ受信を行うものである。
[0021] これにより、本発明の受信装置は、データ通信をするとき以外は UWBチャネルを 使用する第 2受信部をパワーセーブ状態にし、それ以外の時間は UWBのチャネル よりも低消費電力で通信可能な狭帯域チャネルでプリアンブルの受信を待ち続ける ことになる。これにより、 UWB通信を行う受信装置のトータル的な消費電力を低減す ることが可能になる。また、本発明の受信装置は通信方式にかかわらずいかなるプロ トコルに対しても適応可能になる。
[0022] 本発明の受信装置は、常時受信可能な狭帯域チャネルで制御情報を受信する第 1受信部と、 UWBのチャネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第 2受信部と、 第 1受信部により受信した制御情報から、自己宛力否かを判別して第 2受信部のパヮ 一セーブを制御する通信データ選別部とを有し、通信データ選別部が第 2受信部を パワーセーブ状態にし、第 1受信部力 自己宛の制御情報を受けたとき、第 2受信部 のパワーセーブを解除して、 UWBのチャネルからデータ受信を行うものである。
[0023] これにより、受信装置はデータ通信をするとき以外は UWBチャネルを使用する第 2 受信部をパワーセーブ状態にし、 UWBのチャネルよりも低消費電力で通信可能な 狭帯域チャネルで制御情報の受信を待ち続けることになる。これにより、 UWB通信を 行う受信装置のトータル的な消費電力を低減することが可能になる。
[0024] 本発明の送信装置は、制御情報を広いパルス幅のパルスとして出力する制御情報 パルス発生部と、送信データを制御情報パルス発生部よりも狭!ヽパルス幅のパルスと して出力するデータパルス発生部と、その制御情報パルス発生部とデータパルス発 生部とから入力されたパルスのパルス幅に応じた発振信号を出力する発振部と、この 発振部から出力される信号を送出する送信部とを有し、発振部が制御情報パルス発 生部からのパルス入力により狭帯域チャネルの信号を出力したり、データパルス発生 部からのパルス入力により UWBチャネルの信号を出力したりすることにより出力帯域 を切り替えるものである。
[0025] これにより、本発明の送信装置は簡単な構成で出力帯域を切り替えることができる
[0026] 本発明の無線通信装置は、常時受信可能な狭帯域チャネルで制御情報を受信す る第 1受信部と、 UWBのチャネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第 2受信 部と、第 1受信部により受信した前記制御情報から、自己宛か否かを判別して第 2受 信部のパワーセーブを制御する通信データ選別部とを有し、前記通信データ選別部 が第 2受信部をパワーセーブ状態にし、第 1受信部から自己宛の制御情報を受けた とき、第 2受信部のパワーセーブを解除して、前記 UWBのチャネル力 データ受信 を行う受信装置と、前記制御情報を広 、パルス幅のパルスとして出力する制御情報 パルス発生部と、送信データを制御情報パルス発生部よりも狭!ヽパルス幅のパルスと して出力するデータパルス発生部と、前記制御情報パルス発生部とデータパルス発 生部とから入力されたパルスのパルス幅に応じた発振信号を出力する発振部と、前 記発振部から出力される信号を送出する送信部とを有し、前記発振部が前記制御情 報パルス発生部からのパルス入力により狭帯域チャネルの信号を出力したり、前記 データパルス発生部からのパルス入力により UWBチャネルの信号を出力したりする ことにより出力帯域を切り替える送信装置とを有している。これにより、本発明の無線 通信装置同士が通信する場合に、受信待ちでの消費電力を押さえることが出きるの で、トータル的な消費電力を低減することが可能になる。
[0027] また、本発明の無線通信装置の生成する制御情報は、送信元無線通信装置のデ ータ送信を行う時間帯が記載された通信時間予約要求情報を含み、受信装置は通 信時間予約要求情報から送信元無線通信装置の識別子とデータ送信の予約の時 間帯とを抽出する通信情報解析部と、その通信情報解析部が制御データの宛先を 自己であるときに、識別子と予約の時間帯とを対応づけて記録する通信予約テープ ルと、通信時間予約要求情報に正常受信を通知する情報を付加した通信時間予約 応答情報を生成する応答情報生成部とをさらに有し、送信装置の制御情報パルス発 生部が応答情報生成部の生成した通信時間予約応答情報に基づいてパルスを生 成し、発振部が当該パルスに応じて狭帯域チャネルの信号を発生するものである。
[0028] これにより、通信時間予約情報を受信した無線通信装置は、予約された通信時間 情報を含む応答を周囲に送信するので、通信要求された無線通信装置の通信可能 エリアにある無線通信装置はその通信予約された時間帯を知ることができる。
[0029] また、本発明の無線通信装置は、通信データ選別部が自己宛のデータ送信の予 約時間帯のみ UWBのチャネルを受信可能にするものである。このため、 UWBのチ ャネルを使用する時間帯は最小限に限定できるので、消費電力をより一層低減する ことが可能になる。
[0030] また、本発明の無線通信装置は、狭帯域チャネルが変復調速度を予め規定した値 以下に設定したチャネルである。
[0031] これにより、狭帯域チャネルでの消費電力を規定値以下に押さえることができる。
[0032] 以上のように本発明によれば、送信装置は簡単な構成で出力信号の帯域切り替え が可能であり、受信装置はキャリアセンス信号を低消費電力状態で受信できる。さら に、複数の無線通信装置が相互に干渉することなしに無線通信することができる。 図面の簡単な説明
[0033] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態 1における無線通信ネットワークの構成を示す図 である。
[図 2]図 2は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置の構成を示す図である。
[図 3]図 3は、本発明の実施の形態 1における RTSフレームフォーマットを示す図であ る。
[図 4]図 4は、本発明の実施の形態 1における CTSフレームフォーマットを示す図であ る。
[図 5]図 5は、本発明の実施の形態 1におけるキープアライブフレームフォーマットを 示す図である。
[図 6]図 6は、本発明の実施の形態 1におけるデータフレームフォーマットを示す図で ある。 [図 7]図 7は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置間の通信シーケンスを示 す図である。
[図 8]図 8は、本発明の実施の形態 1における通信禁止テーブルを示す図である。
[図 9]図 9は、本発明の実施の形態 1における通信予約テーブルを示す図である。
[図 10]図 10は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置が RTSフレームを送 出する動作を示すフロー図である。
[図 11]図 11は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置が行う受信動作を示 すフロー図である。
[図 12]図 12は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置が行う CTSフレーム 処理を示すフロー図である。
[図 13]図 13は、本発明の実施の形態 1における無線通信装置が行う RTSフレーム処 理を示すフロー図である。
[図 14]図 14は、本発明の実施の形態 2における無線通信装置の構成を示す図であ る。
[図 15]図 15は、本発明の実施の形態 4における無線通信装置の構成を示す図であ る。
[図 16]図 16は、本発明の実施の形態 4における無線通信装置の構成を示す図であ る。
[図 17]図 17は、本発明の実施の形態 3における送信側の無線通信装置が行う送信 処理を示すフロー図である。
[図 18]図 18は、本発明の実施の形態 3における受信側の無線通信装置が行う受信 処理を示すフロー図である。
[図 19]図 19は、本発明の実施の形態 2におけるキープアライブフレームフォーマット を示す図である。
[図 20A]図 20Aは、本発明の実施の形態 3における送信装置の構成を示す図である
[図 20B]図 20Bは、本発明の実施の形態 3における送信装置の構成を示す図である [図 21]図 21は、従来例における無線通信装置の構成を示すブロック図である。
[図 22]図 22は、従来例における無線通信方法を示す図である。
符号の説明
101, 102, 103， 104 無線通信装置
111, 112， 113, 114 通信
200, 221, 222 アンテナ
201 受信部
202 通信データ選別部
203 アプリケーション部
204 通信情報解析部
205 通信禁止テーブル
206 通信予約テーブル
207 通信 ·応答情報生成部
209 イベントタイマ
210 通信データ生成部
211 送信部
1401 狭帯域送信部
1402 狭帯域受信部
1500 送信機能部
1501 送信信号発生部
1502 CS信号発生部
1503 データ発生部
1504 狭帯域変調部
1505 広帯域変調部
1506, 1516 増幅部
1507 アンテナ
1510 受信機能部
1511 復調部 1512 データ復号部
1513 キャリア検出部
1514 広帯域復調部
1515 狭帯域復調部
1517 給電スィッチ
1520 通信データ発生部
1604 第 1のインパルス波形発生部
1605 第 2のインパルス波形発生部
1607 発振部
2001, 2003 アンテナ
2002 狭帯域無線機
2004 パルス無線機
発明を実施するための最良の形態
[0035] 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
[0036] (実施の形態 1)
図 1は本発明の実施の形態における無線通信ネットワークの構成を示す図である。
[0037] 図 1において、無線通信装置 101乃至 104はそれぞれ通信可能エリア 111乃至 11 4内の他の無線通信装置とマルチアクセス方式の超広帯域 (UWB)無線通信を行う ものであり、無指向性アンテナにより通信可能エリア全体へ UWBのチャネルでデー タを伝送する。なお、無線通信装置 101乃至 104は自由に空間を移動することがで きる。
[0038] 図 2は、無線通信装置 101乃至 104の構成を示すブロック図である。
[0039] 図 2において、受信部 201はアンテナ 200から受信したアナログ信号をデジタル信 号に変換し、フレームを生成するものであり常時受信可能状態にある。また、送信部 211は、デジタル信号フレームをアナログ信号に変換し、アンテナ 200から送出する ものである。アンテナ 200は、無指向性アンテナであり、通信可能エリア内へ電波を 放出する。
[0040] 通信データ選別部 202は、受信部 201がアンテナ 200から受信したフレームの種 類を判別するものである。受信するフレームの種類としては、通信要求 RTSフレーム (以下、「RTSフレーム」という。）、通信確認信号 CTS (以下、「CTSフレーム」という。 )、通信非確認信号 nCTS (以下、「nCTSフレーム」という。）、データフレーム、キー プアライブ（Keep Alive)フレームなどがある。
[0041] ここで、各フレームについて説明する。
[0042] 図 3は RTSフレームフォーマットを示して!/、る。
[0043] 図 3において、フレームコントロール 301はフレームの識別情報であり、 RTSフレー ム固有のコードが設定される。占有時間 302は、 RTSフレームの応答信号である CT Sフレームを受信受付する許容時間を示す。送信ステーション ID303は、送信元の 無線通信装置を特定するもので MACアドレスが設定される。受信ステーション ID30 4は、送信宛先を特定するもので、送信宛先の無線通信装置の MACアドレスが設定 される。エントリー数 305は、予約するデータ送信時間帯の個数を示すものであり、フ レーム ID306は RTSフレームを特定するものである。
[0044] 送信開始時間 307と送信占有時間 308は、 CTS受信時点カゝらデータフレームを送 信開始するまでの時間と、通信で占有する時間を示している。コリージョンビット (CO ) 309は、衝突を示すものである力 RTSフレームでは使用しない。チャネル番号（C H) 310は、データフレームの通信で使用するチャネルを指定するものである。
[0045] 図 4は CTSフレームおよび nCTSフレームのフレームフォーマットを示して!/、る。
[0046] 図 4の CTSフレームの受信開始時間 401と受信占有時間 402は、 RTSフレームで 通知されたデータフレームの送信開始までの時間と、その送信で占有される時間を 示す。一方、 nCTSフレームの場合は、受信側の無線通信装置が指定する受信を許 可する CTS送信時点からデータフレームを受信開始するまでの時間と、その受信で 占有できる時間を示す。
[0047] また、 CTSフレームのコリージョンビット（CO) 309は、他の無線通信装置から取得 した通信禁止の時間帯と、 RTSフレームで指定された通信予約の時間帯とに重複す る時間帯があることを示す力 nCTSフレームの場合はコリージョンビットを使用しな い。
[0048] フレーム ID306は、受信した応答対象の RTSフレームを特定するものである。なお 、フレームコントロール 301には、 CTSフレームと nCTSフレームとでそれぞれ異なる 識別コードを使用する。
[0049] 図 5はキープアライブフレームのフォーマットを示して!/、る。
[0050] 図 5において、フレームコントロール 301にはキープアライブフレームを識別するた めのコードが設定される。送信ステーション ID501は、送信元の無線通信装置を特 定する識別子であり、 MACアドレスが設定される。送信時刻 502は、キープアライブ フレームの送信時刻を示し、送信間隔時間 503は送信する周期を示している。さらに 、 PS504は無線通信装置がパワーセーブ状態にあることを示して 、る。
[0051] 図 6はデータフレームのフォーマットを示して!/、る。
[0052] 図 6において、送信ステーション ID303はデータの送信元の無線通信装置を特定 するものである。発信ステーション ID601は、データを中継している無線通信装置を 特定するものである。受信ステーション ID304は、データの中継先の無線通信装置 を特定するものであり、宛先ステーション ID602はデータの最終宛先の無線通信装 置を特定するものである。ここでは、受信ステーション ID304と宛先ステーション ID6 02〖こは、無線通信装置それぞれの MACアドレスが設定される。
[0053] 通信データ選別部 202は、以上のような種別のデータフレームを、フレームコント口 一ノレ 301に Jり 另 Uする。
[0054] 通信情報解析部 204は、通信データ選別部 202が RTSフレームを選別したとき、 R TSフレーム力も送信ステーション ID303と送信開始時間 307と送信占有時間 308と を抽出し、通信禁止テーブル 205に登録するものである。また、通信情報解析部 20 4は、通信データ選別部 202が CTSフレームを選別したとき、 CTSフレームの送信ス テーシヨン IDが自己の MACアドレスでない場合、送信ステーション ID303、受信開 始時間 401、受信占有時間 402とを抽出し、通信禁止テーブル 205に登録する。通 信禁止テーブル 205のフォーマットを図 8に示す。
[0055] 図 8において、送信元 ID801には送信ステーション ID303が記録され、使用開始 時刻 803には RTSフレームを受信した時刻に送信開始時間を加算した時刻が記録 され、送信占有時間 804には使用開始時刻 803に送信占有時間 308を加算した時 刻が記録される。あるいは、使用開始時刻 803には、 CTSフレームを受信した時刻 に受信開始時間を加算した時刻が記録され、送信占有時間 804には使用開始時刻 803に受信占有時間を加算した時刻が記録される。フレーム ID805には、フレーム I D306力 S記録され、受信チャネル ID806には、 CH310が記録される。
[0056] また、通信情報解析部 204は、 CTSフレームの送信ステーション IDが自己の MAC アドレスである場合、通信予約テーブル 206に登録済みの通信予約時間帯に通信 可のフラグを設定する。通信予約テーブル 206は、自己が他の無線通信装置と送信 するときに記憶している通信予約情報であり、その通信予約情報のフォーマットを図 9に示す。
[0057] 図 9において、受信先 ID902は、通信相手先の MACアドレスが記録され、使用開 始時刻 903は予約した通信開始までの時間が記録され、送信占有時間 904は予約 した通信の占有時間が記録され、フレーム ID905には、フレーム ID306が記録され 、応答 906には応答の有無を示すフラグが記録される。
[0058] 通信'応答情報生成部 207は、通信情報解析部 204から自己宛の RTSフレームを 受信したことの通知を受けて、 RTSフレームに応答する CTSフレームを生成するもの である。このとき、通信'応答情報生成部 207は、通信予約された時間帯の全部ある いは一部を含む他の無線通信装置力 の登録が通信禁止テーブル 205に有る力否 かをチェックするものである。なお、通信'応答情報生成部 207の CTSフレームを生 成する機能は本発明の応答情報生成部に相当する。
[0059] また、通信 ·応答情報生成部 207は、次に述べる通信データ生成部 210からの通 信予約要求を受け、他の無線通信装置へ通信予約するための RTSフレームを生成 するものである。また、通信 ·応答情報生成部 207は、イベントタイマ 209にデータを 送信開始するまでの時間を設定する。
[0060] 通信データ生成部 210は、アプリケーション部 203からの通信要求を受け、アプリケ ーシヨン部 203から渡されたコンテンツデータなど力も送信データフレームを生成す るものである。また、データ送信する時間帯を予約する指示を通信'応答情報生成部 207へ行う。
[0061] 以上のように構成された無線通信装置 101乃至 104の行う通信動作について説明 する。 [0062] 初期状態において、通信'応答情報生成部 207は、常時、規定の周期でキープア ライブフレームを生成し、送信部 211から通信可能エリア内の他の無線通信装置へ 送信する。
[0063] また同時に、通信データ選別部 202は受信部 201を介して他の無線通信装置から キープアライブフレームを受信すると、送信ステーション ID力も通信可能エリアにいる 無線通信装置を認識する。
[0064] このようにして、無線通信装置 101乃至 104は相互に自己の存在を通知し合うこと になる。すなわち、図 1の無線通信ネットワークにおける無線通信装置 101乃至 104 の位置関係の場合、無線通信装置 101は無線通信装置 102の存在を検出し、無線 通信装置 102は無線通信装置 101、 103、 104の存在を検出する。また、無線通信 装置 103は、無線通信装置 102、 104を検出し、無線通信装置 104は無線通信装 置 102、 103を検出する。
[0065] 次に、無線通信装置が通信可能エリア内の宛先の無線通信装置へ、データ送信 するために行う、通信予約の動作を説明する。
[0066] 図 10は通信予約のための RTSフレームを送出する動作を示すフロー図である。
[0067] まず、通信データ生成部 210は、アプリケーション部 203から他の無線通信装置へ のコンテンツデータの送出要求を受けると (ステップ S1001)、通信'応答情報生成部 207へ通信予約を指示する。
[0068] 次に、通信 ·応答情報生成部 207は、通信禁止テーブル 205を参照し、通信禁止 となっていない時間帯を求める。そして、通信可能な時間帯を通信予約テーブルに 登録する (ステップ S 1002)。なお、通信禁止テーブル 205は初期状態で禁止時間 帯が記録されていないが、無線通信装置が自己宛でない通信予約を受信したとき、 通信情報解析部 204が通信禁止時間帯を記録している。
[0069] 次に、通信'応答情報生成部 207は、送信可能な時間帯を予約するために、送信 開始時間と送信占有時間とをそれぞれ RTSフレームの送信開始時間 307、送信占 有時間 308へ設定する。また、 自己の MACアドレスを送信ステーション ID303へ、 宛先の MACアドレスを受信ステーション ID304にそれぞれ設定し、 RTSフレームを 生成する (ステップ S1003)。その後、通信'応答情報生成部 207は、 RTSフレーム を送信部 211へ送出し、アンテナ 200を介して発信される (ステップ S 1004)。
[0070] 以上が無線通信装置からのデータ送信予約の動作である。
[0071] 次に、無線通信装置が行う受信動作とデータ送信動作について図 11乃至図 13を 用いて説明する。
[0072] まず、アンテナ 200から受信された信号は、受信部 201でデジタルフレームに変換 される (ステップ S1101)。通信データ選別部 202は、受信部 201で変換されたデジ タルフレームの種別を選別する（ステップ S 1102)。
[0073] その後、フレームの種類により、 CTSフレーム処理 (ステップ S 1103)、 RTSフレー ム処理 (ステップ S 1104)、およびその他の処理（キープアライブフレームやデータフ レームなどを受信した場合の処理:ステップ S 1105)を行う。
[0074] 以下に各フレーム処理について、詳細に説明する。
[0075] 図 12は CTSフレーム処理 (ステップ S1103)を示すフロー図である。
[0076] まず、通信情報解析部 204が、受信した CTSフレームの送信ステーション IDの M ACアドレスが自己のものと一致するか否かを判定する（ステップ S1201)。 MACアド レスが自己宛でない場合は、通信禁止テーブル 205へ送信開始時間 307と送信占 有時間 308とから求めた使用開始時刻 803と送信占有時間 804を送信ステーション I D303 (送信元 ID801)に対応づけて登録する（ステップ S 1202)。
[0077] 一方、 MACアドレスが自己宛である場合、通信予約テーブル 206へ応答 906に応 答有りのフラグをセットする (ステップ S1203)。
[0078] 次に、通信'応答情報生成部 207は、通信予約テーブル 206から受信ステーション ID304に該当する受信先 ID902に登録済みの使用開始時刻 903をイベントタイマ 2 09にセッ卜し、起動する（ステップ S 1204)。
[0079] 次に、イベントタイマ 209は、イベントタイマがタイムアップすると、通信データ生成 部 210へ通知する (ステップ S1205)。これを受けて、通信データ生成部 210は、ァ プリケーシヨン部 203から送信すべきコンテンツデータ等を受け取り、データフレーを 生成する (ステップ S1206)。その後、通信データ生成部 210は、生成されたデータ フレームを送信部 211へ送出し、アンテナ 200を介して発信される (ステップ S 1207) [0080] 次に、 RTSフレーム処理 (ステップ SI 104)について、図 13にフロー図を示し、説 明する。
[0081] まず、通信情報解析部 204は、 RTSフレームの送信ステーション ID303の MACァ ドレスが自己のものと一致するか否かを判定する（ステップ S1301)。 MACアドレス が自己宛でない場合は、通信禁止テーブル 205へ送信開始時間 307と送信占有時 間 308とカゝら求めた使用開始時刻 803と送信占有時間 804を送信ステーション ID30 3 (送信元 ID801)に対応づけて登録する (ステップ S1302)。
[0082] 一方、 MACアドレスが自己宛である場合、通信禁止テーブル 205を参照して、受 信した通信予約時間帯と一部でも重複する時間帯が登録されている力否かをチ ッ クする（ステップ S 1303)。
[0083] 通信'応答情報生成部 207は、重複しない場合は、他の無線通信装置からの干渉 なしに受信できると判断し、 CTSフレームを生成する (ステップ S 1304)。その後、通 信'応答情報生成部 207は、生成した CTSフレームを送信部 211へ送出し、アンテ ナ 200を介して発信される（ステップ S 1305)。
[0084] 一方、ステップ S1303において、重複する時間帯があった場合、通信禁止テープ ル 205を参照し、登録されている通信禁止の時間帯を合わせた禁止時間帯を算出 する（ステップ S 1306)。
[0085] 次に、通信'応答情報生成部 207は、算出した通信禁止の時間帯を nCTSフレー ムの受信開始時間 401と受信占有時間 402に設定する。また、フレーム ID306には 、 RTSフレームと同一のフレーム IDをセットする（ステップ S1307)。なお、算出した 時間帯が複数ある場合は、それらの受信開始時間 401と受信占有時間 402をセット し、エントリー数にその組数を設定する。その後、通信'応答情報生成部 207は、生 成された nCTSフレームを送信部 211へ送出し、アンテナ 200を介して発信される ( ステップ S 1308)。
[0086] また、その他の受信処理 (ステップ S 1105)については、通常の受信処理であり、 通信データ選別部 202からデータ等がアプリケーション部 203へ渡される。
[0087] 次に、図 1に示す無線通信ネットワークにおいて、無線通信装置が相互に通信する 動作について、図 7を用いて以下に説明する。ここでは、無線通信装置 101が無線 通信装置 102へデータを送信する場合を例に説明する。
[0088] まず、無線通信装置 103が通信可能エリア 113内の無線通信装置 104に対して通 信を行うため、無指向性アンテナから RTS信号 701をエリア 113内へ送信して 、る。 無線通信装置 102は、エリア 113内に存在するので、無線通信装置 103からの RTS 信号 701を受信する。このとき、無線通信装置 102は、通信禁止テーブルに通信禁 止の時間帯として登録する。図 8はこのときの登録データ示しており、送信元 ID801 には受信した RTS信号 701の送信ステーション IDの MACアドレスを、受信先 ID80 2には受信した RTS信号 701の受信先ステーション ID304を、使用開始時刻 803に は受信した RTS信号 701の送信開始時間 307を、送信占有時間 804には RTS信号 701の送信占有時間 308を、フレーム IDには受信した RTS信号 701のフレーム ID3 06力 受信チャネル IDには受信した RTS信号 701のチャネル番号（CH) 310がそ れぞれ記録される。
[0089] 次に、無線通信装置 104から CTS信号 702が、無線通信装置 103に向けてエリア 114に発信される。無線通信装置 102は、エリア 114内にも位置しているので、 CTS 信号 702を受信する。このとき、無線通信装置 102は、通信禁止テーブル 205に通 信禁止の時間帯として登録しょうとするが、すでに RTS信号 701を受信したときに登 録済みのため、再登録は行わない。
[0090] 次に、無線通信装置 101が通信可能エリア 111内にある無線通信装置 102と通信 を開始するため RTS信号 703を送信する。
[0091] 次に、無線通信装置 102は無線通信装置 101から RTS信号 703を受信すると、 R TSフレームの送信ステーション ID303および、受信ステーション ID304から、無線通 信装置 101が自己宛へ通信を要求していると認識する。また、無線通信装置 102は 、送信開始時間 307と送信占有時間 308とからデータ送信の時間帯を検出する。無 線通信装置 102は、通信禁止テーブル 205を参照し、検出した時間帯が先に記録し た無線通信装置 103と無線通信装置 104との間の通信時間帯と同じチャネルにお いて重複する部分があることを検出する。無線通信装置 102は、重複した通信時間 帯があることを検出したことにより無線通信装置 101に対し指定された時間帯での受 信ができないことと、通信禁止の時間帯とを nCTS信号 704により通知する。但し、通 信禁止テーブル 205のチャネルが異なるチャネルの場合は、通常行われて 、るよう に、 RTS信号に対応して CTS信号を返す。
[0092] 次に、無線通信装置 101は、 nCTS信号 704を受信すると、無線通信装置 102か ら通知された通信禁止の時間帯を除いた時間帯で、送信条件に適合する時間帯を 求め、改めて RTS信号 705に求めた時間帯を指定して通信予約する。
[0093] 次に、無線通信装置 102は、 RTS信号 705を受信すると、通信禁止テーブル 205 に登録された通信禁止の時間帯と重複しないことを確認し、無線通信装置 101へ C TS信号 706を送信する。また、通信予約テーブル 206に登録し、他の無線通信装 置からの自己宛への送信を拒否する。図 9はこのときの登録データ示しており、送信 元 ID901には RTS信号 705の送信ステーション ID303が、受信先 ID902には RTS 信号 705の受信ステーション ID304力 使用開始時刻 903には RTS信号 705の送 信開始時間 307が、送信占有時間 904には RTS信号 705の送信占有時間 308が、 フレーム ID905には RTS信号 705のフレーム ID306力 応答 906には「0」がそれぞ れ記録される。
[0094] 次に、無線通信装置 101は、 CTS信号 706を受信し、通信可能と判断すると、送信 開始時間 tlをイベントタイマ 209に設定し、起動する。このとき、無線通信装置 102 の通信可能エリア 112に位置する無線通信装置 103と無線通信装置 104にも CTS 信号 706は伝わる。無線通信装置 103と無線通信装置 104においても、無線通信装 置 102と同様に、通信禁止の時間帯として通知された時間帯をそれぞれが記録する
[0095] その後、無線通信装置 103から無線通信装置 104へデータ送信 707〜708が行 われる。このとき、無線通信装置 102は、これらのデータ送信を受信するが自己宛で ないので無視する。
[0096] 次に、無線通信装置 101が、設定した送信開始時間 tlの経過後、データ送信 709 〜710を行い、無線通信装置 102がそれらを受信する。また、無線通信装置 101は 、さらに送信すべきデータが残っている場合、あるいは、同期して無線通信装置 102 へデータ送信したい場合、信号 711により、データの継続と、次回の RTS信号を送 信する時間 t2とを通知する。なお、このときに使用するフレームは RTSフレームと同 一である。
[0097] 次に、無線通信装置 102は、 RTS信号 712が送られてくる時間 t2を取得すると、通 信予約テーブルに登録し、他の無線通信装置から自己宛への送信を拒否する。
[0098] 次に、無線通信装置 101は、指定した時間 t2に無線通信装置 102へ RTS信号 71 2を送信し、通信予約する。このとき新たに、通信開始時間 t3を通知する。
[0099] 以降の動作は、 RTS信号 705を受信した後の動作と同一であり、無線通信装置 10 2は、 RTS信号 712を受信すると、通信禁止テーブル 205に登録された通信禁止の 時間帯と重複しないことを確認し、無線通信装置 101へ CTS信号 713を送信する。 その後、時間 t3経過後、無線通信装置 101がデータ送信 714〜715を行い、無線 通信装置 102がそれらを受信する。
[0100] なお、本実施の形態では、送信宛先の無線通信装置から送信元の無線通信装置 へ通信禁止の時間帯を通知していたが、これに限らず、通信が許可できる時間帯を 通知することも可能である。これにより、受信側の無線通信装置にとって適する時間 帯のみを通知することができ、複数の通信禁止の時間帯を通知するのに較べ、 CTS フレーム長を短くすることも可能になる。
[0101] また、本実施の形態では、無線通信装置 102が無線通信装置 101からの通信予約 が有った際に通信禁止の時間帯と重複する場合、 nCTSフレーム 704により受信非 許可と通信禁止の時間帯を通知しているが、これに限らず、 CTSフレームのコリージ ヨンビット (CO) 309をセットして受信非許可のみ通知することも可能である。この場合 、送信元の無線通信装置は受信非許可の通知を受け、必要で有れば送信先の無線 通信装置へ通信禁止の時間帯を問い合わせる。そして、送信先の無線通信装置が これに応答して通信禁止の時間帯を通知するようにすることも可能である。これにより 、送信元の無線通信装置は必要がなければ通信禁止の時間帯を問 、合わせな 、の で、送信元と送信先の無線通信装置は余分な情報の送信をしな 、で済ませることが できる。
[0102] 以上のように、本発明に係る無線通信装置は、通信可能エリア内の他の無線通信 装置力 発信される RTS信号を受信できるので、自己との通信以外を行う他の無線 通信装置がデータ送信で使用する時間帯を知ることができる。このため、自己宛の通 信は、他の無線通信装置がデータ送信する時間帯をさけて行うことが可能になるの で、無線通信装置は干渉なしに、自己宛のデータを受信することができる。
[0103] また、本発明に係る無線通信装置はこのときの RTS信号を常時発信、ある 、は受 信できるので、 RTS信号が衝突して受信できない可能性は低い。そのため、上記の 動作を実現することは容易である。
[0104] さらにまた、本発明に係る無線通信装置は、データ送信の最後に、次に送信する R TS信号の通信時間を通知するので、より RTS信号を正確に受信できるようになる。 R TS信号力 の送信開始時間を一定にすることで、送信先に対してデータを同期通 信することも可能になる。
[0105] またさらに、本発明に係る無線通信装置は、常時 RTS信号を受信できるので、通 信可能エリア内の無線通信装置は、他の無線通信装置力 発信されるブロードキヤ ストを受信することが可能である。
[0106] また、本発明に係る無線通信装置は、複数のチャネルを同時に用いた通信が可能 になるため、より大容量の通信が可能になる。
[0107] (実施の形態 2)
図 14は本実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。実施 の形態 1に記載の無線通信装置の構成とは、受信部 201、送信部 211の他に、狭帯 域のチャンネルでのみ送受信可能は狭帯域受信部 1402と狭帯域送信部 1401とを 有している点が異なる。
[0108] なお、本実施の形態では、パワーセーブノードへのュ-キャスト送信には RTSZCT Sを利用するものとする。
[0109] 図 14において、狭帯域送信部 1401は、送信チャネルがあら力じめ規定した値以 下に限定された狭帯域チャネルで、 RTS信号もしくはマルチキャスト信号を送信する ものである。また、送信部 211は、データ送信等に使用され、通信'応答情報生成部 207は狭帯域送信部 1401へ RTS信号もしくはマルチキャスト信号を送信するもので ある。
[0110] また、狭帯域受信部 1402は、受信チャネルがあらかじめ規定した帯域以下に限定 されたものであり、 RTS信号とマルチキャスト信号を受信する。このため、狭帯域受信 部 1402は受信部 201よりも低速で動作する回路構成で済み、消費電力が受信部 2 01よりも低くなる。通信データ選別部 202は、受信部 201および狭帯域受信部 1402 力ものフレームを選別すると共に、データ受信が完了し、 RTS信号の受信モードに 移行したときに、受信部 201へパワーセーブの指示を行う。また、通信データ選別部 202は、狭帯域受信部 1402から RTS信号を受信したとき、受信部 201へパワーセ ーブからの復帰を指示する。
[0111] 通信情報解析部 204は通信データ選別部 202からパワーセーブの通知を受けると 通信応答情報生成部 207へ伝える。通信応答情報生成部 207はキープアライブフレ ームの PSフラグ 504にパワーセーブ状態であることを示す情報をセットして、狭帯域 送信部 1401からキープアライブフレームを送信する。これにより、無線通信装置は 周囲の無線通信装置にパワーセーブモードであることを通知する。また、受信部 201 は、受信機能を停止し、通信データ選別部 202から復帰の指示を受けるまで受信部 201はパワーセーブ状態になる。
[0112] これら以外の構成要素については、実施の形態 1と同一である。
[0113] また、通信動作についても、 RTS信号が狭帯域送信部 1401から送信される点と、 RTS信号が狭帯域受信部 1402で受信される点以外は、実施の形態 1と同一である
[0114] このように、 RTS信号とマルチキャスト信号が狭帯域無線通信を行うため、 UWB無 線通信装置はデータ送受信が完了すると、 RTS信号を受信するまで受信部 201を パワーセーブ状態にすることができる。これにより、 UWBのキャリアセンスに電力を多 く必要とする UWB無線通信装置が常時 RTS信号を受信可能状態にして 、ても、消 費電力を低く抑えることが可能になる。
[0115] なお、本実施の形態においては、通信データ選別部 202が狭帯域受信部 1402か ら RTS信号を受信したとき、受信部 201へパワーセーブからの復帰を指示した力 こ れに限らず、通信データ選別部 202が通信情報解析部 204から自己宛のデータの 送信予約がされている時間帯を通知されて、その送信予約がされている時間帯のみ 受信部 201にパワーセーブ力もの復帰を指示することもできる。これにより、一層の消 費電力の削減がは力もれる。また、無線通信装置は、アプリケーション部 203からの 指示により受信部 201をパワーセーブ状態に自発的に移行したり、ユーザが意図的 に受信部 201をパワーセーブ状態にすることも可能である。
[0116] また、無線通信装置は、予め周囲の通信可能エリアに位置する他の無線通信装置 に対し、狭帯域チャネルで RTS信号やマルチキャスト信号を送信することを要求して おくことも可能である。この送信要求には、図 19に示すキープアライブフレームを使 用する。
[0117] 図 19において、チャネル指定フィールド 1901を有している点が、図 5に示したキー プアライブフレームの構成と異なる。チャネル指定フィールド 1901により、 RTS信号 やマルチキャスト信号の送信に使用するチャネルを要求する。
[0118] これにより、他の無線通信装置は要求に従って、狭帯域チャネルで RTS信号やマ ルチキャスト信号を送信することができる。
[0119] また、本実施の形態では、キャリア信号を用いて説明したが、これに限らず、キヤリ ァを通知する信号をフレームのプリアンブルとすることも可能である。
[0120] これにより、通信方式にかかわらずいかなるプロトコルに対しても本発明の無線通 信方法を適応することができる。
[0121] (実施の形態 3)
図 20A、 Bは、本発明の実施の形態 3における送信装置と受信装置である。
[0122] 初めに、本実施の形態における送信装置の構成について説明する。
[0123] 図 20Aにおいて、通信データ発生部 1520はアプリケーション部 203からの指示を 受けて、コンテンツなどの通信データを発生するものである。
[0124] CS信号発生部 1502は、データを送信するための手順や通信チャンネル切り替え を制御する制御情報を含むキャリアセンス信号 (CS信号)を生成するものであり、デ ータ発生部 1503はデータフレームを生成するものである。
[0125] 第 1のインパルス波形発生部 1604は、インパルス幅 τ 1の CS信号により変調され たインパルス波形を発振部 1607に供給するものである。なお、 CS信号発生部 1502 と第 1のインパルス波形発生部 1604とが制御情報パルス発生部に相当する。
[0126] 第 2のインパルス波形発生部 1605は、インパルス幅 τ 2のデータ信号により変調さ れたインパルス波形を発振部 1607に供給するものである。なお、データ発生部 150 3と第 2のインパルス波形発生部 1605とが本発明に係るデータパルス発生部に相当 する。
[0127] ここで、 τ 1は τ 2よりもパルス幅を広く設定する。
[0128] 発振部 1607は、入力されたインパルス波形に応じた発振信号を出力するものであ る。ここで発振信号は、入力されたインノ ルス信号のインパルス幅により規定される U WB信号である。
[0129] 増幅部 1506は、送信に必要な振幅に増幅した無線信号をアンテナ 221に供給し 、空間に放射するものである。増幅部 1506とアンテナ 221とが本発明に係る送信部 に相当する。
[0130] 次に、本実施の形態における受信装置の構成について説明する。
[0131] 図 20Βにおいて、増幅部 1516は、アンテナ 222から供給された信号を受信処理に 必要な振幅に増幅するものである。
[0132] 狭帯域復調部 1515は、受信信号が狭帯域変調の信号である場合に、受信信号を 復調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定することで、変 調された信号を復調する狭帯域復調部 1515の復調速度も規定した値以下に設定 することができる。すなわち、狭帯域復調部 1515を構成する素子の動作速度は低く 設定することが可能になる。これにより、狭帯域復調部 1515の消費電力は予め規定 した値以下にすることができる。なお、狭帯域復調部 1515とキャリア検出部 1513と が本発明の第 i受信部に相当する。
[0133] 広帯域復調部 1514は、受信信号が広帯域変調の信号である場合に、受信信号を 復調するものである。なお、広帯域復調部 1514とデータ復号部 1512とが本発明の 第 2受信部に相当する。
[0134] 給電スィッチ 1517は、データ復号部 1512と広帯域復調部 1514とへの電力供給 を制御するスィッチであり、給電を停止することによりデータ復号部 1512と広帯域復 調部 1514とはパワーセーブ状態になる。なお、初期状態においては、パワーセーブ 状態にある。
[0135] 上記のように構成された送信装置と受信装置とが相互に通信するときの動作につ いて以下に説明する。 [0136] まず、送信装置の通信データ発生部 1520はアプリケーション部からの指示で通信 データを生成し、 CS信号発生部 1502へ CS信号の送信を指示する。
[0137] CS信号発生部 1502は送信先受信装置を特定する IDを含む CS信号を生成した 後、第 1のインパルス波形発生部 1604へ出力する。
[0138] 第 1のインパルス波形発生部 1604は CS信号を、インパルス幅 τ 1で発振部 1607 のパルス幅を切り出す。これにより、狭帯域信号が生成される。
[0139] その後、狭帯域信号は増幅部 1506で増幅された後、アンテナ 221から放射される
[0140] 次に、受信装置のアンテナ 222から受信した信号を増幅部 1516で増幅後、狭帯 域復調部 1515において復調処理を行う。そして、キャリア検出部 1513において CS 信号であるか否かを判別し、 CS信号である場合には、通信データ選別部 202へ通 知する。
[0141] 通信データ選別部 202は、自己宛の制御情報であると判断した場合、給電スィッチ 1517を制御して、広帯域復調部 1514ならびにデータ復号部 1512に電源を供給し 、稼働状態にする。
[0142] 次に、送信装置の通信データ発生部 1520はデータ発生部 1503へデータの送信 を指示する。
[0143] データ発生部 1503はデータフレームを生成し、第 2のインパルス波形発生部 160 5へ出力する。
[0144] 第 2のインパルス波形発生部 1605は、インパルス幅 τ 2で発振部 1607のパルス幅 を切り出す。これにより、 UWB信号が生成される。
[0145] その後、 UWB信号は増幅部 1506で増幅された後、アンテナ 221から放射される。
[0146] 次に、受信装置のアンテナ 222から受信した信号を増幅部 1516で増幅後、広帯 域復調部 1514にお ヽて復調処理を行う。復号化された信号はデータ復号部 1512 で復号ィ匕された後、通信データ選別部 202へ送出される。通信データ選別部 202が 受信されたデータをコンテンツであると認識すると、アプリケーション部 203へ送出し 受信処理が完了する。
[0147] 以上のように、本実施の形態によれば、送信装置は制御情報やデータをインパル ス幅 τ 1、 τ 2に応じた帯域幅を持つ UWB信号に容易に変調することができる。すな わち、本実施の形態における、変調手法をインパルスラジオによる UWBとした無線 通信装置は、広帯域変調信号力 Sパルス幅の狭 、インパルス信号として発振部を制御 し、狭帯域変調信号がパルス幅の広いインパルス信号として制御することで、広帯域 と狭帯域の帯域幅を持つ UWB信号を生成することができる。
[0148] また、本実施の形態における受信装置は、通信時間の大半を占める CS信号の待 ち受け時に、広帯域復調部を休止状態にして、広帯域復調部よりも消費電力の低い 狭帯域復調部を動作させることで、トータル的に消費電力が低い受信装置を実現す ることがでさる。
[0149] なお、本実施の形態では、キャリアセンス信号に制御情報を含む場合を記載したが 、これに限らず、制御情報を含まないキャリアセンス信号でも可能である。この場合は 、自己宛のキャリアセンス信号であるか否かに関わらず、狭帯域チャネルでキャリアセ ンス信号を受信さえすれば、広帯域復調部とデータ復号部とをパワーセーブ状態か ら解除し、広帯域チャネルでの受信が可能になる。
[0150] また、本実施の形態では、キャリアセンス信号を用いて説明した力 プリアンブルと することも可能である。これにより、様々なプロトコルで本実施の形態と同様のことを実 現することが可能になる。
[0151] (実施の形態 4)
本実施の形態に力かる無線通信装置の構成について図面を用いて説明する。
[0152] 図 15は、本発明の実施の形態 2の図 14で示した無線通信装置の送信部 211と狭 帯域送信部 1401とからなる送信機能部と、受信部 201と狭帯域受信部 1402とから なる受信機能部とを詳細に説明したブロック図である。
[0153] 図 15において、送信機能部 1500は、無線信号を送信するアンテナ 1507と接続さ れており、 CS信号発生部 1502とデータ発生部 1503からなる送信信号発生部 150 1と、狭帯域変調部 1504と、広帯域変調部 1505と、増幅部 1506とで構成されてい る。
[0154] 送信信号発生部 1501の CS信号発生部 1502は、キャリアセンス信号 (CS信号)を 発生するものであり、データ発生部 1503はデータ信号を適宜発生するものである。 [0155] 広帯域変調部 1505は、入力信号を UWB等の広帯域信号として変調するものであ る。なお、広帯域変調部 1505が本発明の第 2送信部に相当する。
[0156] 狭帯域変調部 1504は、入力信号を前記広帯域信号よりも狭い帯域を有する信号 として変調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定すること で、狭帯域変調部 1504を構成する素子の動作速度は低く設定することが可能にな る。これにより、狭帯域変調部 1504の消費電力は予め規定した値以下にすることが できる。なお、狭帯域変調部 1504が本発明の第 1送信部に相当する。
[0157] 増幅部 1506は、送信に必要な振幅に増幅した無線信号 1009をアンテナ 1507に 供給し、空間に放射するものである。
[0158] そして、上記の CS信号発生部 1502と狭帯域変調部 1504とが実施の形態 2の図 1 4における狭帯域送信部 1401に該当し、データ発生部 1503と広帯域変調部 1505 とが送信部 211に該当する。
[0159] また、受信機能部 1510は、無線信号 1009を受信するアンテナ 1507と接続されて おり、増幅部 1516と、狭帯域復調部 1515と、広帯域復調部 1514と、復調部 1511 と、給電スィッチ 1517から構成されている。また、復調部 1511はさらに、キャリア検 出部 1513とデータ復号部 1512とにより構成されている。
[0160] 増幅部 1516は、アンテナ 1507から供給された信号を受信処理に必要な振幅に増 幅するものである。
[0161] 狭帯域復調部 1515は、受信信号が狭帯域変調の信号である場合に、受信信号を 復調するものである。このとき、変調速度を予め規定した値以下に設定することで、変 調された信号を復調する狭帯域復調部 1515の復調速度も規定した値以下に設定 することができる。すなわち、狭帯域復調部 1515を構成する素子の動作速度は低く 設定することが可能になる。これにより、狭帯域復調部 1515の消費電力は予め規定 した値以下にすることができる。なお、狭帯域復調部 1515とキャリア検出部 1513と が本発明の第 i受信部に相当する。
[0162] 広帯域復調部 1514は、受信信号が広帯域変調の信号である場合に、受信信号を 復調するものである。なお、広帯域復調部 1514とデータ復号部 1512とが本発明の 第 2受信部に相当する。 [0163] 給電スィッチ 1517は、データ復号部 1512と広帯域復調部 1514とへの電力供給 を制御するスィッチであり、給電を停止することによりデータ復号部 1512と広帯域復 調部 1514とはパワーセーブ状態になる。
[0164] そして、上記のデータ復号部 1512と広帯域復調部 1514と給電スィッチ 1517とが 実施の形態 2の図 14における受信部 201に該当し、キャリア検出部 1513と狭帯域 復調部 1515とが狭帯域受信部 1402に該当する。
[0165] さらに、通信データ発生部 1520は、図 14における通信データ生成部 210と通信 · 応答情報生成部 207と通信情報解析部 204とイベントタイマ 209と通信禁止テープ ル 205と通信予約テーブル 206とに該当する。
[0166] このように構成された、本実施の形態に力かる無線通信装置の動作について図 17 と図 18とを用いて以下に説明する。
[0167] なお、図 17は送信側の無線通信装置が行う送信処理を示すフロー図であり、図 18 は受信側の無線通信装置が行う受信処理を示すフロー図である。
[0168] まず、無線通信装置の送信信号発生部 1501は、 CSMAZCA通信において CS 信号を送信する場合、 CS信号発生部 1002からの CS信号を狭帯域変調部 1504に 供給する。このとき、実施の形態 1と同様に、通信データ発生部 1520がアプリケーシ ヨン部 203から他の無線通信装置へのコンテンツデータの送出要求を受けると、通信 予約のための送信開始時間と送信占有時間とが記載された RTSフレームを生成し、 CS信号発生部 1502へ送出する (ステップ S1701)。そして、 CS信号発生部 1502 は、 CS信号に生成された RTSフレームを含めて狭帯域変調部 1504へ供給する。 狭帯域変調部 1504は、これを受けて狭帯域信号に変調し、この狭帯域変調信号を 増幅部 1506に出力する。増幅部 1506は、この狭帯域変調信号を増幅後、アンテナ 1507から無線信号 1009として送出する（ステップ S 1702)。
[0169] 一方、受信機能部 1510は、狭帯域復調部 1515とキャリア検出部 1513とが常に稼 働状態にある。しかし、広帯域復調部 1514とデータ復号部 1512とは、給電スィッチ 1517により電源の供給を止められており、一般にスリープ状態 (あるいはパワーセー ブ状態）といわれる状態にしておく（ステップ S1801)。このとき、受信機能部 1510は 、アンテナ 1507により受信した信号を増幅部 2002で増幅後、狭帯域復調部 2004 において、復調処理を行う。そして、キャリア検出部 1513において CS信号であるか 否かを判別する（ステップ S 1802)。
[0170] そして、 CS信号である場合には、通信データ選別部 202へ通知する。また、キヤリ ァに RTSフレームが含まれている場合も、通信データ選別部 202へ送出され、実施 の形態 1と同様に、図 13に示す RTSフレーム処理が行われる（ステップ S 1803)。
[0171] さらに、通信データ選別部 202は、自己宛の通信時間予約情報を含むキャリアを受 信した場合 (ステップ S 1804)、通信データ選別部 202は給電スィッチ 1517を制御し て、広帯域復調部 1514ならびにデータ復号部 1512に電源を供給し、稼働状態に する（ステップ S1805)。なお、 RTSフレーム処理で行う CTSフレーム、あるいは nCT Sフレームの送出は、送信機能部 1501が行う RTSフレームの送出と同様に行う。す なわち、通信データ発生部 1520が CTSフレームあるいは nCTSフレームを生成し（ ステップ S1806)、 CS信号発生部 1502からのキャリアに CTSフレームあるいは nCT Sフレームを含めた狭帯域信号により行う（ステップ S1807)。これに伴い、受信機能 部 1510のキャリア検出部 1513では CTSフレーム、あるいは nCTSフレームを含む キャリアを受信することになる (ステップ S 1703)。そして、キャリア検出部 1513は、 C TSフレームを通信データ選択部 202へ送出し、通信データ選別部 202が図 12に示 す CTSフレーム処理を行う（ステップ S 1704)。
[0172] その結果、通信データ発生部 1520が通信データ選別部 202から受信可能を通知 されると、実施の形態 1と同様に、通信予約にしたがって (ステップ S 1705)、データ 発生部 1503においてデータ列を発生させる。広帯域変調部 1005は、このデータ列 を変調し、増幅部 1006で増幅後、無線信号 1009としてアンテナ 1507から送信する (ステップ S 1706)。
[0173] 一方、受信機能部 1510は、データ復号部 1512と広帯域復調部 1514とが稼働状 態にあると、アンテナ 1507から受信した広帯域信号を増幅部 2002で増幅後、広帯 域復調部 2005が復調処理を行う。その後、データ復号部 1512が広帯域の復調信 号を復号化し、通信データ選別部 202へ送出する (ステップ S 1808)。通信データ選 別部 202が受信されたデータをコンテンツであると認識すると、アプリケーション部 20 3へ送出し受信処理が完了する。 [0174] このように動作する無線通信装置 101、 102、 103、 104間でのデータ送受信動作 は、図 7に示す実施の形態 1におけるものと同一である力 RTSフレームを含むキヤリ ァ信号 701、 703、 705と CTSフレーム、ある!/、は nCTSフレームを含む信号 702、 7 04、 706とは狭帯域信号であり、データ信号 707乃至 712が広帯域信号である点が 異なる。
[0175] ここで、広帯域変調部 1505は、 UWB等の広帯域変調方式を採ることで高速な通 信が可能になる。一方、狭帯域変調部 1504が狭帯域変調方式を採ることで、低速 ではあるが低消費電力な通信が可能になる。
[0176] 一般に CSMAZCA通信において、受信待ち受け時におけるキャリアセンス時間 は全体の通信時間の大半を占めることが多ぐまた、 CS信号の送受信では、必ずし も高速な通信を必要としな 、。
[0177] 従って、本実施の形態で示した構成によれば、通信時間の大半を占めるキャリア信 号の待ち受け時に、広帯域復調部を休止状態にして、広帯域復調部よりも消費電力 の低い狭帯域復調部を動作させることで、トータル的に消費電力が低い無線通信装 置を実現することができる。
[0178] なお、上記の説明では、通信データ選別部 202は自己宛の通信時間予約情報を 含むキャリアを受信した場合、給電スィッチ 1517を制御して広帯域復調部 1514なら びにデータ復号部 1512に電源を供給しているが、これに限らず、通信予約テープ ル 206に記録された通信予約時間帯にのみ、広帯域復調部 1514ならびにデータ復 号部 1512に通電するように給電スィッチ 1517を制御することも可能である。この場 合は、広帯域復調部 1514ならびにデータ復号部 1512への通電時間を最も短くす ることができ、無線通信装置の消費電力をより一層低減することが可能になる。
[0179] (実施の形態 5)
本実施の形態に力かる無線通信装置の構成について図面を用いて説明する。
[0180] 図 16は、本発明の実施の形態 5の図 15で示した無線通信装置の狭帯域変調部 1 504と広帯域変調部 1505とに該当する別の構成を示したブロック図である。
[0181] 図 16において、図 15における狭帯域変調部 1504と、広帯域変調部 1505との代 わりに、第 1のインパルス波形発生部 1604と、第 2のインパルス波形発生部 1605と、 発振部 1607とを具備している点が実施の形態 4における無線通信装置と異なる。
[0182] 第 1のインパルス波形発生部 1604は、インパルス幅 τ 1の CS信号により変調され たインパルス波形を発振部 1607に供給するものである。
[0183] 第 2のインパルス波形発生部 1605は、インパルス幅 τ 2のデータ信号により変調さ れたインパルス波形を発振部 1607に供給するものである。
[0184] ここで、 τ 1は τ 2よりもパルス幅を広く設定する。
[0185] 発振部 1607は、入力されたインパルス波形に応じた発振信号を出力するものであ る。ここで発振信号は、入力されたインノ ルス信号のインパルス幅により規定される U WB信号である。
[0186] 上記の構成によれば、 CS信号発生部 1502とデータ発生部 1503からの信号を、 第 1のインパルス波形発生部 1604と第 2のインパルス波形発生部 1605のインパルス 幅 τ 1、 τ 2で発振部 1607のパルス幅を切り出すことにより、それぞれインパルス幅 τ 1、 τ 2に応じた帯域幅を持つ UWB信号に容易に変調することができる。すなわち 、本実施の形態における、変調手法をインパルスラジオによる UWBとした無線通信 装置は、広帯域変調信号力 Sパルス幅の狭 、インパルス信号として発振部を制御し、 狭帯域変調信号がパルス幅の広 、インパルス信号として制御することで、広帯域と 狭帯域の帯域幅を持つ UWB信号を生成するものである。なお、その他の構成および 動作は、実施の形態 4のものと同一である。
[0187] 以上のように、本実施の形態では、変調手法をインパルスラジオによる UWBとした 無線通信装置が、簡易な構成で帯域幅を切り替えることにより、キャリア信号の待ち 受け時には狭帯域信号で通信し、データ通信時には広帯域信号で通信を行うことが できる。これにより、本実施の形態における無線通信装置は、トータル的に消費電力 が低 、無線通信装置を構成することができる。
産業上の利用可能性
[0188] 本発明は、アドホック通信等をするときの無線通信方法および無線通信装置に有 用であり、受信待ち状態での消費電力をさらに低減しながら、他の無線通信装置との 通信の衝突を回避するのに適して ヽる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の無線通信装置と第 2の無線通信装置とがデータ通信を行うチャネルであって、 初期に休止状態である第 1チャネルの他に、第 1チャネルよりも低消費電力で常時通 信可能な第 2チャネルを有し、
第 1の無線通信装置が、第 2の無線通信装置へ制御情報を第 2チャネルで発信する ステップと、
第 2の無線通信装置が第 2チャネルで前記制御情報を受信し、第 1チャネルでのデ ータ受信を稼働状態にするステップと、
第 1の無線通信装置と第 2の無線通信装置とが第 1チャネルでデータを送受信した 後に、第 1チャネルでの受信を休止状態に戻すステップと、
を有する無線通信方法。
[2] 第 1の無線通信装置と第 2の通信装置とは UWB無線通信装置であり、
第 1チャネルは広帯域伝送路であり、第 2チャネルは変復調速度が予め規定した値 以下の狭帯域伝送路であることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信方法。
[3] 前記制御情報には、データ送信を行う時間帯の記載された通信時間予約要求情報 をさらに含み、
第 2の無線通信装置が受信した前記制御情報に含まれる通信時間予約要求情報が 自己宛であるときに、当該通信時間予約要求情報に自己宛の通信予約を受信したこ とを通知する情報を付加した通信時間予約応答情報を第 2チャネルで発信するステ ップと、
第 1の無線通信装置と第 2の無線通信装置との少なくともいずれかの通信可能範囲 に位置する第 3の無線通信装置が、第 1の無線通信装置からの前記通信時間予約 要求情報と第 2の無線通信装置力 の前記通信時間予約応答情報との少なくともい ずれか一方を第 2チャネルで受信し、前記通信時間予約要求情報あるいは前記通 信時間予約応答情報に記載の時間帯を発信禁止の時間帯として記憶するステップ と、
第 3の無線通信装置が、記憶した前記発信禁止の時間帯に基づいて自己の送受信 可能時間帯を決定するステップと をさらに有し、
第 1の無線通信装置が前記通信時間予約要求情報に指定された時間帯で第 2チヤ ネルを用いてデータを送信する請求項 1に記載の無線通信方法。
[4] 第 2の無線通信装置が第 1の無線通信装置へ、第 2チャネルを使用して前記通信時 間予約要求情報を送信することを要求するステップをさらに有し、
第 1の無線通信装置が、第 2の無線通信装置力 の前記要求に応じて、前記制御情 報を第 1チャネルと第 2チャネルの ヽずれかで送信することを特徴とする請求項 1に 記載の無線通信方法。
[5] さらに第 1の無線通信装置が第 2の無線通信装置へのマルチキャストを第 2チャネル で行うことを特徴とする請求項 1に記載の無線通信方法。
[6] 常時受信可能な狭帯域チャネルでプリアンブルを受信する第 1受信部と、
UWBのチャネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第 2受信部と、 第 1受信部により受信した前記プリアンブルを受信した場合に、第 2受信部のパワー セーブを制御する通信データ選別部と、
を有し、
前記通信データ選別部が第 2受信部をパワーセーブ状態にし、第 1受信部からプリ アンブルを受信したとき、第 2受信部のパワーセーブを解除して、前記 UWBのチヤ ネル力 データ受信を行う受信装置。
[7] 常時受信可能な狭帯域チャネルで制御情報を受信する第 1受信部と、
UWBのチャネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第 2受信部と、 第 1受信部により受信した前記制御情報から、自己宛か否かを判別して第 2受信部 のパワーセーブを制御する通信データ選別部と、
を有し、
前記通信データ選別部が第 2受信部をパワーセーブ状態にし、第 1受信部から自己 宛の制御情報を受けたとき、第 2受信部のパワーセーブを解除して、前記 UWBのチ ャネルカ データ受信を行う受信装置。
[8] 制御情報を広 、パルス幅のパルスとして出力する制御情報パルス発生部と、
送信データを制御情報パルス発生部よりも狭いパルス幅のパルスとして出力するデ 一タパルス発生部と、
前記制御情報パルス発生部とデータパルス発生部とから入力されたノ ルスのパルス 幅に応じた発振信号を出力する発振部と、
前記発振部から出力される信号を送出する送信部と
を有し、
前記発振部が前記制御情報パルス発生部力 のパルス入力により狭帯域チャネル の信号を出力したり、前記データパルス発生部からのパルス入力により UWBチヤネ ルの信号を出力したりすることにより出力帯域を切り替える送信装置。
[9] 常時受信可能な狭帯域チャネルで制御情報を受信する第 1受信部と、 UWBのチヤ ネルでデータを受信し、パワーセーブ可能な第 2受信部と、第 1受信部により受信し た前記制御情報から、自己宛力否かを判別して第 2受信部のパワーセーブを制御す る通信データ選別部とを有し、前記通信データ選別部が第 2受信部をパワーセーブ 状態にし、第 1受信部から自己宛の制御情報を受けたとき、第 2受信部のパワーセー ブを解除して、前記 UWBのチャネル力 データ受信を行う受信装置と、
前記制御情報を広 、パルス幅のパルスとして出力する制御情報パルス発生部と、送 信データを制御情報パルス発生部よりも狭いパルス幅のパルスとして出力するデー タパルス発生部と、前記制御情報パルス発生部とデータパルス発生部とから入力さ れたパルスのパルス幅に応じた発振信号を出力する発振部と、前記発振部から出力 される信号を送出する送信部とを有し、前記発振部が前記制御情報パルス発生部か らのパルス入力により狭帯域チャネルの信号を出力したり、前記データパルス発生部 力 のパルス入力により UWBチャネルの信号を出力したりすることにより出力帯域を 切り替える送信装置と、
を有する無線通信装置。
[10] 前記制御情報は、送信元無線通信装置のデータ送信を行う時間帯が記載された通 信時間予約要求情報を含み、
前記受信装置は、
前記通信時間予約要求情報から送信元無線通信装置の識別子とデータ送信の予 約の時間帯とを抽出する通信情報解析部と、 前記通信情報解析部が前記制御データの宛先を自己であるときに、前記識別子と 前記予約の時間帯とを対応づけて記録する通信予約テーブルと、
前記通信時間予約要求情報に正常受信を通知する情報を付加した通信時間予約 応答情報を生成する応答情報生成部と、
をさらに有し、
前記送信装置の前記制御情報パルス発生部が前記応答情報生成部の生成した通 信時間予約応答情報に基づいてパルスを生成し、前記発振部が当該パルスに応じ て狭帯域チャネルの信号を発生する請求項 9に記載の無線通信装置。
[11] 前記通信データ選別部が自己宛のデータ送信の予約時間帯のみ UWBのチャネル を受信可能にする請求項 10に記載の無線通信装置。
[12] 前記狭帯域チャネルは変復調速度が予め規定した値以下のチャネルである請求項
9に記載の無線通信装置。
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