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無線通信端末、及び無線通信方法

国内特許コード P140010862
整理番号 3221
掲載日 2014年8月11日
出願番号 特願2011-027090
公開番号 特開2012-169740
登録番号 特許第5544573号
出願日 平成23年2月10日(2011.2.10)
公開日 平成24年9月6日(2012.9.6)
登録日 平成26年5月23日(2014.5.23)
発明者
  • 大槻 暢朗
  • 杉山 隆利
  • 梅原 大祐
  • 藤井 陽平
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 無線通信端末、及び無線通信方法
発明の概要 【課題】既存の端末を変更することなく、いずれの無線通信システムでも通信することができる無線通信端末、及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】ハイブリッド端末3は、ZigBeeと無線LANとのそれぞれの通信を行うための無線LANインタフェース3-1、ZigBeeインタフェース3-2を備える。ハイブリッド端末3は、ビーコン周期に先立って、無線LANで使用するチャネルを予約する情報を含むRTS信号を無線LAN基地局1-1に送信する。無線LAN基地局1-1は、RTS信号を受信すると、CTS信号を返す。これにより、無線LAN端末1-2~1-4は、予約された期間に、信号を送信することを回避する。その間、ハイブリッド端末3、ZigBee端末2-1~2-3は、ビーコン信号の送信を含むZigBeeの通信を行う。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



近年、センサネットワーク等での活用、普及が期待されるシステムとして、ZigBee(登録商標。以下同様。)による無線通信ネットワークがある。この無線通信ネットワークでは、例えば2つのトポロジが利用できる。第1のトポロジは、スター型のトポロジであり、コーディネータと呼ばれる無線通信端末(ノード)を中心として、その周辺にエンドデバイスと呼ばれるノードが配置される。スター型のトポロジは1ホップのみのシンプルなネットワークである。他のトポロジは、PtoP(Peer to Peer)型のトポロジであり、基本的にはノード間で一対一の通信を行うトポロジである。





PtoP型のトポロジにおいては、すべてのノードがルータの機能を備えることで、マルチホップネットワークを構築することができる。例えばPtoPに基づくツリー型のトポロジでは、ZigBeeコーディネータと呼ばれるノードを頂点(ルート)として、中継機能を有するルータと呼ばれるノードと、中継機能を有さないエンドデバイスと呼ばれるノードとが配置される。中継機能とは、ルーティングテーブルを備えて、これに基づいてデータの転送を行う機能である。





この無線通信ネットワークでは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式が採用されている。CSMA/CAでは、ノードは、送信前にキャリアセンス(Carrier Sense)を行う。そして、ノードは、信号が無線チャネルに送出されていないことを確認してから送信する。そのため、ノードは、自らが信号を送信していないときでも、他ノードからの信号を受信するために待機している必要がある。そのため、消費電力が大きいという問題がある。





このような問題に対して、この無線通信ネットワークでは、スーパーフレーム構成を用いたビーコンモードが用意されている。ビーコンモードでは、ビーコン信号が送信されてから次のビーコン信号が送信されるまでの時間が、アクティブ(活性)期間とインアクティブ(不活性)期間とに分割される。コーディネータは、アクティブ期間とインアクティブ期間とを表す情報をビーコン信号に含めて送信する。アクティブ期間には、特定のノードにのみ通信を許可する割当期間(GTS)を設けることができる。なお、ビーコン信号はキャリアセンスを行わず一定周期(ビーコン周期)で強制的に送信される。活性期間では、信号の送受信が行われる一方、不活性期間では信号の送受信が行われない。したがって、不活性期間において、ノードは、他ノードの送信状況を把握する必要が無く、消費電力を低減することができる。

産業上の利用分野



本発明は、マルチホップの無線通信システムにおいて、無線PAN(Personal Wireless Network)と無線LAN(Local Area Network)とが共存するための無線通信端末、及び無線通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち、定められた活性期間内において他の無線通信端末と通信を行う第1の無線通信システムと、キャリアセンスによって自律分散的に通信を行う第2の無線通信システムとのそれぞれの通信を行うための無線インタフェースを備える無線通信端末であって、
前記第1の無線通信システムにおけるビーコン信号の送信を行う第1の送信手段と、
前記ビーコン信号の送信に先立って、前記第1の無線通信システムで使用するチャネルを予約するチャネル予約信号を送信する第2の送信手段と、
前記第2の無線通信システムにおいて一つのパケットがチャネルを占有する可能性のある最大時間に基づき、前記第2の送信手段に送信指示するタイミングを定め、前記タイミングに前記第2の送信手段に送信を指示する送信制御手段と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。

【請求項2】
前記チャネル予約信号は、当該チャネル予約信号の送信終了から前記ビーコン信号の送信後に割り当てられている活性期間が終了するまでの期間に渡ってチャネルを予約するための情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末。

【請求項3】
前記第2の送信手段は、前記第1の送信手段によるビーコン信号の送信時間よりも所定の期間だけ早く起動されることを特徴とする請求項1に記載の無線通信端末。

【請求項4】
前記第2の送信手段は、前記チャネル予約信号の送信後、前記第1の送信手段による前記ビーコン信号の送信に先立って、再度、自身宛の受信準備完了信号を送信することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線通信端末。

【請求項5】
定められたビーコン周期で出力されるビーコン信号の出力間隔のうち、定められた活性期間内において他の無線通信端末と通信を行う第1の無線通信システムと、キャリアセンスによって自律分散的に通信を行う第2の無線通信システムとのそれぞれの通信を行うための無線インタフェースを備える無線局における無線通信方法であって、
前記第1の無線通信システムにおけるビーコン信号の送信を行う第1の送信過程と、
前記第2の無線通信システムにおいて一つのパケットがチャネルを占有する可能性のある最大時間に基づき、送信を指示するタイミングを定め、前記タイミングに送信を指示する送信制御過程と、
定められた前記タイミングに、前記ビーコン信号の送信に先立って、前記第1の無線通信システムで使用するチャネルを予約するチャネル予約信号を送信する第2の送信過程と、
を含むことを特徴とする無線通信方法。

【請求項6】
前記チャネル予約信号は、当該チャネル予約信号の送信終了から前記ビーコン信号の送信後の活性期間が終了するまでの期間に渡ってチャネルを予約するための情報が含まれることを特徴とする請求項5に記載の無線通信方法。

【請求項7】
前記第2の送信過程は、前記第1の送信過程で送信されるビーコン信号の送信時間よりも所定の期間だけ早く起動されることを特徴とする請求項5に記載の無線通信方法。

【請求項8】
前記第2の送信過程は、前記チャネル予約信号の送信後、前記第1の送信過程での前記ビーコン信号の送信に先立って、再度、自身宛の受信準備完了信号を送信することを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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