(57)【要約】【課題】送信権獲得の機会不平等によって生じる通信障害を回避し、かつ光無線回線を有効に利用する。【解決手段】光無線ノード２００は、光無線ハブ１００により送信される送信許可パケット内のノードＩＤに基づいて光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数を判断し、判断した情報に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光無線ノードが光無線ハブに対してノードＩＤを含む送信許可要求を送信し、前記光無線ハブが前記送信許可要求に対してノードＩＤを含む送信許可を送信することにより、前記光無線ハブと前記送信許可を与えられた１つの光無線ノードとの間で半二重光無線通信を行うシステムにおいて、
前記光無線ノードは、前記光無線ハブにより送信される送信許可内のノードＩＤに基づいて光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数を判断し、判断した情報に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御する手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システム。
【請求項２】
複数の光無線ノードが光無線ハブに対してノードＩＤを含む送信許可要求を送信し、前記光無線ハブが前記送信許可要求に対してノードＩＤを含む送信許可を送信することにより、前記光無線ハブと前記送信許可を与えられた１つの光無線ノードとの間で半二重光無線通信を行うシステムにおいて、
前記光無線ハブは、前記光無線ノードにより送信される送信許可要求内のノードＩＤに基づいて光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数を判断して前記光無線ノードに通知する手段を備え、
前記光無線ノードは、前記光無線ハブにより通知された光無線ノードの数又はおおよその数に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御する手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システム。
【請求項３】
前記光無線ノードはさらに、自機が光無線送信すべきデータを得る頻度に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の半二重光無線通信システム。
【請求項４】
前記光無線ノードはさらに、自機が光無線回線を占有した時間に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の半二重光無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線ハブと複数の光無線ノードの内、送信許可を与えられた１つの光無線ノードとの間で半二重光無線通信を行う半二重光無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半二重光無線通信システムとしては、図１３、図１４に示すように天井に取り付けた光無線ハブＨと、机上に設けた複数の光無線ノード１、２〜Ｎとの間で光無線通信を行って、各光無線ノード１〜Ｎに接続されているＰＣやＷＳ、あるいはスイッチングハブなどといった通信端末と別の光無線ノードに接続された別の通信端末との間の通信を中継したり、または光無線ハブＨに接続された幹線などのネットワークと光無線ノード１〜Ｎに接続された通信端末との間の通信を中継するシステムが提案されている。
【０００３】
ここで、同一の光無線通信エリア内にある光無線ノード１〜Ｎは、光無線ハブＨに対して行う送信は、図１３に示すようにただ一つの光無線ノードＮのみが行える。これを実現するために光無線ノード１〜Ｎのそれぞれは、光無線ハブＨの受信可能な期間（光無線ハブが通信光の発光と休止を繰り返す休止区間）に光無線ハブＨに対して送信許可要求を送信することができ、送信許可要求に対して送信許可を返答された光無線ノードが送信権を獲得して通信データを光無線送信する。ここで、送信許可要求と送信許可には、光無線ノードをただ一つに特定できるＩＤ情報が含まれている。光無線ハブＨの受信可能な期間であれば、どの光無線ノードが送信許可要求を行ってもよいが、送信許可を得られなければデータを光無線送信することは許されない。
【０００４】
しかしながら、通信エリア内にある複数の光無線ノードがある場合、光無線ハブとの距離や向きといった要因によって、光無線ハブに到達する通信光の強度に差が生じる。この傾向が顕著になると、例えば、ある２台の光無線ノードが同時に送信要求を行ったときに、図１５に示すような衝突状態にならずに、図１６に示すように必ず送信権を獲得する強い光無線ノード２と、逆に送信権を獲得できない弱い光無線ノード１とが生じる。結果として弱い光無線ノード１では送信権を獲得する機会が極端に少なくなり、送信すべきデータを送信できず通信不能となる。
【０００５】
ここで、上記問題点を解決するために、本発明者は既に光無線ハブが受信強度の大きい光無線ノードからの送信許可要求に対して送信許可回数を制限する方法を開発し、提案している（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−７７３０５号公報（請求項１、図１、図８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、送信許可を得られない光無線ノードが何度も送信許可要求を送信することになり、光無線回線が無駄になる。
【０００８】
そこで本発明は、送信権獲得の機会不平等によって生じる通信障害を回避することができるとともに、光無線回線を有効に利用することができる半二重光無線通信システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、光無線ノードが光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御するようにしたものである。
【００１０】
すなわち本発明によれば、複数の光無線ノードが光無線ハブに対してノードＩＤを含む送信許可要求を送信し、前記光無線ハブが前記送信許可要求に対してノードＩＤを含む送信許可を送信することにより、前記光無線ハブと前記送信許可を与えられた１つの光無線ノードとの間で半二重光無線通信を行うシステムにおいて、
前記光無線ノードは、前記光無線ハブにより送信される送信許可内のノードＩＤに基づいて光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数を判断し、判断した情報に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御する手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システムが提供される。
【００１１】
また本発明によれば、複数の光無線ノードが光無線ハブに対してノードＩＤを含む送信許可要求を送信し、前記光無線ハブが前記送信許可要求に対してノードＩＤを含む送信許可を送信することにより、前記光無線ハブと前記送信許可を与えられた１つの光無線ノードとの間で半二重光無線通信を行うシステムにおいて、
前記光無線ハブは、前記光無線ノードにより送信される送信許可要求内のノードＩＤに基づいて光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数を判断して前記光無線ノードに通知する手段を備え、
前記光無線ノードは、前記光無線ハブにより通知された光無線ノードの数又はおおよその数に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御する手段を備えたことを特徴とする半二重光無線通信システムが提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る半二重光無線通信システムの第１の実施の形態における光無線ハブを示すブロック図、図２は本発明に係る半二重光無線通信システムの第１の実施の形態における光無線ノードを示すブロック図、図３は本発明に係る半二重光無線通信システムの送信許可要求パケットと送信許可パケットのフォーマットを示す説明図、図４は本発明に係る半二重光無線通信システムの通信データのフォーマットを示す説明図、図５は図２の光無線ノードのノードＩＤ記憶手段の内容を示す説明図である。
【００１３】
図１に示す光無線ハブ１００は、図２に示す光無線ノード２００が図３、図４にそれぞれ示すようなフォーマットで光無線送信する送信許可要求や通信データを光受信手段１０１により受信し、データ抽出／記憶手段１０２により抽出して記憶し、これを受信終了後に光送信手段１０７により、図１４に示すように光無線伝送空間に折り返し送信する。送信許可要求パケット（及び送信許可パケット）には図３に示すように光無線ノード２００を特定できる情報（ノードＩＤ）が含まれており、これを折り返すと所定の光無線ノード２００に対する送信許可パケットとなる。ノードＩＤはノードＩＤ抽出手段１０３により抽出され、データ抽出／記憶手段１０２のデータと共に通信状態判定／制御部１０４に送られる。
【００１４】
なお、光無線ハブ１００は、光無線ノード２００からの送信許可要求パケットを待機している状態では光リンク信号生成手段（リンク信号生成手段とも言う）１０６により生成し、間欠発光する。光リンク信号は光無線ノード２００が光無線ハブ（ハブとも言う）１００と光無線通信の同期をとるために利用し、また光無線ノード２００が光無線ハブ１００に対し送信許可要求を送信するためのタイミング判断に利用する。光無線ハブ１００は、自身が発光している期間は光受信手段１０１の受信する信号は関知せず、発光していない期間に受信信号を受け付ける。この理由は、ハブ１００自身の光が壁などにより反射し戻って受信されることによる障害、いわゆる自己反射による通信障害を回避するためである。なお、図１では、光無線ハブ１００と幹線ネットワークの接続機能を省略している。
【００１５】
図２に示す光無線ノード２００は、受信手段２０１と送信手段２１２によりパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワークステーション（ＷＳ）などといった通信装置と接続し、通信装置から送信されてくる通信データを受信手段２０１、データ抽出／記憶手段２０２、光送信手段２０５を経由して光無線ハブ１００へと中継したり、逆に光無線ハブ１００から送信されてくる光無線通信データを光受信手段２０７、データ抽出／記憶手段２１０、送信手段２１２を経由してＰＣなどへと中継する。ＰＣなどとの通信においては、抑圧信号生成手段２１１により抑圧信号を送信してＰＣなどに通信の抑圧を働きかける場合がある（衝突通知）。また、光無線ノード２００は光無線ハブ１００の発する光無線信号を光受信手段２０７で受信した場合に送信許可や通信データをデータ抽出／記憶手段２０２により抽出し、通信に利用する。
【００１６】
光無線ノード２００は光無線ハブ１００に対し送信許可要求を行わない状態にあっても、光無線ハブ１００からの送信許可要求パケットを受信した場合、これをノードＩＤ抽出手段２０８により抽出して、図５に示すようにノードＩＤ記憶手段２０９に記憶し、通信状態判定／制御部２０６はこれに基づいて光無線通信エリア内にどれくらいの数の光無線ノード２００が存在するかを判断し、判断した状況に合わせて光無線ハブ１００への送信許可要求の頻度を決定する。例えば光無線ノード２００が３台以上なら送信許可要求を行う頻度は送信の必要が生じた場合の１／２回、２台なら３／５回・・・などとする。送信許可要求を実施するかしないかは、送信許可要求を行ったかどうかの履歴を記憶・更新し、照合して決定するか、もしくは設定した頻度を確率として使用し決定する。なお、ノードＩＤ記憶手段２０９には、図６に示すようにノードＩＤの他に受信時刻を記憶して、ある程度古いノードＩＤは数から除外するようにしてもよい。
【００１７】
光無線ノード２００に光無線ハブ１００へ送信すべきデータ（ＰＣなどより受信したデータ）があり、送信許可要求の頻度決定に従い送信要求を行う場合は、光無線ノード２００は自機を唯一に特定できる情報（ノードＩＤ）を付加して送信許可要求パケットを生成し、光無線ハブ１００が受信可能な期間（光無線ハブ１００の発するリンク信号の発光と発光の合間の無発光期間）に送信する。送信許可要求パケットに対して送信許可パケットが返答され、これが自機のノードＩＤと一致すれば通信データの送信を行う。
【００１８】
ここで、図７は図２と比較するために、従来例の光無線ノード２００ａを示している。光無線ノード２００ａは光無線ハブ１００との光無線の送・受信手段２０５、２０７、ＰＣなどとの送・受信手段２０１、２１２、光無線ハブ１００に対して行う送信許可要求生成手段２０４などを備える。この光無線ノード２００ａは光無線ハブ１００に対して送信すべきデータがある場合、送信許可要求パケットを生成して光無線ハブ１００の受信可能な期間に送信し、これに対して許可が応答され、自分に対する許可と判断した場合にデータを光無線送信する。このとき、通信状態判定／制御部２０６ａは光無線エリアに存在する光無線ノード２００ａの数について考慮しないので、特定の光無線ノード２００ａ（特定の１台又は特定の複数台）のみが光回線を占有しつづける可能性がある。
【００１９】
＜第２の実施の形態＞
図８に示す第２の実施の形態の光無線ハブ１００ａは、図１に示す光無線ハブの１００の動作機能に加え、配下の光無線エリアに存在する通信可能な光無線ノード２００ｂの数、あるいは、おおよその数をノード数判定手段１０８により判断し、この情報を図１０に示すように送信許可パケットに付加して光無線送信する。光無線ノードの数を判断するにはノードＩＤ記憶手段１０９に記憶したＩＤの数を数えればよい。
【００２０】
送信許可要求パケットを受信した際にノードＩＤを抽出し、記憶したノードＩＤと照合を行い、新たなＩＤは図１１に示すようにノードＩＤ記憶手段１０９に追加し、既に記憶されている場合にはノードＩＤを上書きするなどして更新する。またノードＩＤ記憶手段に図１２に示すようにノードＩＤの他に受信時刻を記憶して、一定時間で全ての記憶内容を消去するか、一定時間経過した古い記憶内容のみを消去する（この場合、送信許可要求のあった時刻も合わせて記憶管理する）などして情報の鮮度を保てばよい。ノードＩＤの数をもとに、台数そのもの、あるいは、台数に基づく情報（多い／少ない／１台のみ、など）を送信許可パケットに付加して送信する。すなわち、送信許可パケットには、許可するノードＩＤと付加した台数情報が含まれることになる。
【００２１】
図９に示す第２の実施の形態の光無線ノード２００ｂは、図８の光無線ハブ１００ａに対応し、図２に示す構成に対してノードＩＤ・数抽出手段２０８ａが設けられ、また、通信状態判定／制御部２０６ｂの処理が異なる。光無線ハブ１００ａの発する送信許可パケットに光無線エリア内に存在する（かつアクセスのある）光無線ノード２００ｂの台数に関する情報があるので、これをノードＩＤ・数抽出手段２０８ａに記憶し、アクセスのある光無線ノード２００ｂの台数に基づいて通信状態判定／制御部２０６ｂが送信許可要求を行う頻度を現状のままにするか、減らすか、更に増やすかの決定に利用する。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光無線ノードが光無線通信エリア内において実際に通信を行う光無線ノードの数又はおおよその数に応じて自機の送信許可要求を行う頻度を制御するようにしたので、送信権獲得の機会不平等によって生じる通信障害を回避することができるとともに、光無線回線を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半二重光無線通信システムの第１の実施の形態における光無線ハブを示すブロック図である。
【図２】本発明に係る半二重光無線通信システムの第１の実施の形態における光無線ノードを示すブロック図である。
【図３】本発明に係る半二重光無線通信システムの送信許可要求パケットと送信許可パケットのフォーマットを示す説明図である。
【図４】本発明に係る半二重光無線通信システムの通信データのフォーマットを示す説明図である。
【図５】図２の光無線ノードのノードＩＤ記憶手段の内容を示す説明図である。
【図６】図２の光無線ノードのノードＩＤ記憶手段の他の内容を示す説明図である。
【図７】従来の光無線ノードを示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態の光無線ハブを示すブロック図である。
【図９】第２の実施の形態の光無線ノードを示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態の送信許可要求パケットと送信許可パケットのフォーマットを示す説明図である。
【図１１】図９の光無線ハブのノードＩＤ記憶手段の内容を示す説明図である。
【図１２】図９の光無線ハブのノードＩＤ記憶手段の他の内容を示す説明図である。
【図１３】光無線ノードから光無線ハブへの送信を示す説明図である。
【図１４】光無線ハブから光無線ノードへの送信を示す説明図である。
【図１５】衝突を示す説明図である。
【図１６】非衝突を示す説明図である。
【符号の説明】
１００、１００ａ　光無線ハブ
２００、２００ｂ　光無線ノード
１０４、１０４ａ、２０６、２０６ａ、２０６ｂ　通信状態判定／制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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