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無線通信端末、無線通信方法

国内特許コード P150012398
整理番号 3156
掲載日 2015年10月16日
出願番号 特願2011-002961
公開番号 特開2012-147165
登録番号 特許第5561646号
出願日 平成23年1月11日(2011.1.11)
公開日 平成24年8月2日(2012.8.2)
登録日 平成26年6月20日(2014.6.20)
発明者
  • 大槻 暢朗
  • 増野 淳
  • 杉山 隆利
  • 梅原 大祐
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、無線通信方法
発明の概要 【課題】マルチホップのネットワークにおいてビーコンモードでの動作を実現する。
【解決手段】無線通信端末が、階層構造において一つ上の階層の無線通信端末である上階層通信端末から、自身に割当てられる割当期間を示す情報が含まれるビーコン信号を受信し、受信したビーコン信号に含まれる情報が示す自身の割当期間内における期間を、階層構造において自身より下の階層の無線通信端末である下階層通信端末に割当てる割当期間として示す情報を含むビーコン信号を生成し、自身に割当てられた割当期間内に、ビーコン生成部によって生成されたビーコン信号を、下階層通信端末に送信する。
【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)による無線通信ネットワークがある(非特許文献1、2)。この無線通信ネットワークでは、例えば二つのトポロジが利用できる。一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、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、不活性期間では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、制御信号の衝突を回避するための技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
階層構造に接続された複数の無線通信端末が、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自身に割当てられた割当期間内に、他の前記無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信端末であって、
前記階層構造において自身より一つ上の階層の前記無線通信端末である上階層通信端末から、自身に割当てられる前記割当期間を示す情報が含まれるビーコン信号を受信するビーコン信号受信部と、
前記ビーコン信号受信部によって受信された前記ビーコン信号に含まれる前記情報が示す自身の割当期間内における期間を、前記階層構造において自身より下の階層の前記無線通信端末である下階層通信端末に割当てる割当期間として示す情報を含むビーコン信号を生成するビーコン生成部と、
自身に割当てられた前記割当期間内に、前記ビーコン生成部によって生成された前記ビーコン信号を、前記下階層通信端末に送信するビーコン送信部と、
を備え
前記活性期間は、定められた基礎期間の2のべき乗によって示される期間であり、かつ、前記割当期間は、当該活性期間の16分の1の期間であるタイムスロットを単位として割当てられることが定められており、
前記ビーコン生成部は、自身の活性期間内に含まれる16のタイムスロットのうち、1、2、4、8のうちいずれかの数のタイムスロットを、前記下階層通信端末に割当てる割当期間として示す情報を含むビーコン信号を生成する
ことを特徴とする無線通信端末。

【請求項2】
階層構造に接続された複数の無線通信端末が、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自身に割当てられた割当期間内に、他の前記無線通信端末と通信を行う無線通信システムにおける前記無線通信端末の無線通信方法であって、
前記階層構造において自身より一つ上の階層の前記無線通信端末である上階層通信端末から、自身に割当てられる前記割当期間を示す情報が含まれるビーコン信号を受信するステップと、
受信した前記ビーコン信号に含まれる前記情報が示す自身の割当期間内における期間を、前記階層構造において自身より下の階層の前記無線通信端末である下階層通信端末に割当てる割当期間として示す情報を含むビーコン信号を生成するステップと、
自身に割当てられた前記割当期間内に、前記ビーコン信号を生成するステップにおいて生成された前記ビーコン信号を、前記下階層通信端末に送信するステップと、
を備え
前記活性期間は、定められた基礎期間の2のべき乗によって示される期間であり、かつ、前記割当期間は、当該活性期間の16分の1の期間であるタイムスロットを単位として割当てられることが定められており、
前記ビーコン信号を生成するステップにおいて、自身の活性期間内に含まれる16のタイムスロットのうち、1、2、4、8のうちいずれかの数のタイムスロットを、前記下階層通信端末に割当てる割当期間として示す情報を含むビーコン信号を生成することを特徴とする無線通信方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011002961thum.jpg
出願権利状態 登録
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