(57)【要約】【課題】複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定されているような無線通信システムで、ビーコン局からのビーコンパケットが受信できなかった場合にも、スロットの同期を維持し安定した通信環境を実現し得る、スロット同期方式、無線通信システム、及び無線通信機の提供。【解決手段】各クライアント局１２は、受信したパケットが直前車のデータパケットの場合は、更にビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していなかった場合のみ、所定補正時間だけ待って自局のデータスロットのカウンタからデータスロットをスタートさせることで、同期補正を行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムであって、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルを用いた無線通信システムにおいて、
前記スロットデータのそれぞれにカウンタ値を割り当て、前記クライアント局の各無線機は自局に割り当てられたデータスロットカウンタ値により一つ前のカウンタ値のデータスロットで送られたデータパケットを受信した際に、所定の補正時間だけ時間が経過してから自局のカウンタ値から以後のデータスロットを生成するようにしたこと、を特徴とするスロット同期方法。
【請求項２】
前記補正時間は、データスロットの長さとデータパケットの長さに対応する時間であることを特徴とする請求項１記載のスロット同期方法。
【請求項３】
前記スロット同期は、ビーコン期間に自局が所属するネットワークのビーコンパケットを受信しなかった場合にのみ行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のスロット同期方法。
【請求項４】
複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムであって、
複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルと、
パケットを受信する受信手段と、
受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであるか否かの判定を行い、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであった場合は、ビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かの判定を行うパケット判定手段と、
受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであって且つ前記ビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合のみ、そのデータパケットの受信終了後、データスロット生成カウンタを停止し、所定の補正時間経過後、前記データスロット生成カウンタを自局のデータスロットに相当するデータスロットカウンタ値から再スタートさせるスロット同期手段と、
を備えたことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項５】
前記移動体は車両であり、各ネットワークは車群を構成する車両間のネットワークであって、前記データスロットカウンタ値は車群の走行順に対応させて設定したことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムにおいて、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルと、
パケットを受信する受信部と、
受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであるか否かの判定を行う第１の判定手段と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであった場合にはビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かの判定を行う第２の判定手段と、を含むパケット解析部と、
受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであって且つビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合のみ、そのデータパケットの受信終了後、データスロット生成カウンタを停止するカウンタ停止手段と、所定の補正時間経過後、自局に割り当てられたデータスロットカウンタ値で前記データスロット生成カウンタをスタートさせるカウンタ再スタート手段とを含み、再スタート後のカウンタ値から以後のデータスロットを生成するプロトコル生成手段と、
前記自局のカウンタの再スタートと同時に自局のデータパケットを送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする無線通信機。
【請求項７】
前記移動体は車両であり、各ネットワークは車群を構成する車両間のネットワークであって、前記データスロットカウンタ値は車群の走行順に対応させて設定したことを特徴とする請求項６記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定されているような無線通信システムにおけるスロット同期方法、無線通信システム及び無線通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビーコンを使用したスロット通信方式では、時間的に分割されたビーコン期間とデータ期間を合わせたものを通信上の単位とし、これを一つのチャンネルとして使用する。それらの期間はそれぞれ複数のスロットに分けている。
【０００３】
そのスロット通信方式を採用した無線通信システムは、通信チャンネルを取得するためのビーコンパケットを送受信できる無線端末装置（ビーコン局）、及びそのビーコンパケットを送信しない一つ以上の無線端末装置（クライアント局）をグループとし、そのグループが複数、存在する形で構成されている。
【０００４】
そのような構成の通信システムでは、各グループのビーコン局は通信チャンネルを取得したい場合に、ビーコン期間からランダムに一つのスロットを選択して、ビーコンパケットを送信する。そのビーコンパケットを送信する前に他のグループのビーコン局が送信したビーコンパケットを受信すると、今回対象としている通信チャンネルは受信したビーコンパケットを送信したビーコン局のグループが取得することから、ビーコンパケットの送信は中止し、次回以降にその送信を延期する。それにより、データの衝突を回避するようになっている。
【０００５】
上記スロット通信方式を採用した無線通信システムでは、全てのグループでスロットのタイミングを一致させる、即ち同期させる必要がある。そのために、従来は、全ての無線端末装置に高精度の時計などを搭載させ、同期させていた。このため、高価な無線端末装置を使用しなければならず、システムの構築を安価に行えないという問題点があった。
【０００６】
上記問題を解決する技術として、ビーコン局がビーコン期間内にビーコンパケットの送信に用いたスロットの位置を示す位置情報を有するビーコンパケットを送信し、そのビーコンパケットを受信した他のビーコン局、およびクライアント局は、それが有する位置情報を基に次のデータ期間に移行させるタイミングを決定し、その決定したタイミングでデータ期間に移行させるようにし、その結果、ビーコンパケットを送信したビーコン局でデータ期間が始まるタイミングに合わせる形で、同期が確立されるようにした無線通信システムがある（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−９６８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に開示の無線通信システムでは、ビーコン局が送信したビーコンパケットを各クライアント局が受信することにより、全ての無線機のスロットタイミングを一致させているが、この方式では受信状態の悪化やフェージング等により、クライアント局がビーコンパケットを受信できなかった場合にはスロット同期を行わない。つまり、このときクライアント局は正確な送信タイミングでパケットを送信できる保証がないため送信を行うことができなかった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定されているような無線通信システムで、ビーコン局からのビーコンパケットが受信できなかった場合にも、スロットの同期を維持し安定した通信環境を実現し得る、スロット同期方式、無線通信システム、及び無線通信機の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、  複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムであって、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルを用いた無線通信システムにおいて、スロットデータのそれぞれにカウンタ値を割り当て、クライアント局の各無線機は自局に割り当てられたデータスロットカウンタ値により一つ前のカウンタ値のデータスロットで送られたデータパケットを受信した際に、所定の補正時間だけ時間が経過してから自局のカウンタ値から以後のデータスロットを生成するようにしたこと、を特徴とするスロット同期方法を提供する。
これにより、クライアント局はスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、補正時間は、データスロットの長さとデータパケットの長さに対応する時間であることを特徴とする請求項１記載のスロット同期方法を提供する。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、スロット同期は、ビーコン期間に自局が所属するネットワークのビーコンパケットを受信しなかった場合にのみ行うようにしたことを特徴とする請求項１記載のスロット同期方法を提供する。
これにより、クライアント局はビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明では、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムであって、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルと、パケットを受信する受信手段と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであるか否かの判定を行い、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであった場合は、ビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かの判定を行うパケット判定手段と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであって且つビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合のみ、そのデータパケットの受信終了後、データスロット生成カウンタを停止し、所定の補正時間経過後、データスロット生成カウンタを自局のデータスロットに相当するデータスロットカウンタ値から再スタートさせるスロット同期手段と、を備えたことを特徴とする、無線通信システムを提供する。
【００１４】
これにより、クライアント局はビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができるので、ネットワーク内の移動体間のスロットの同期を維持し安定した通信環境を実現することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明では、移動体は車両であり、各ネットワークは車群を構成する車両間のネットワークであって、データスロットカウンタ値は車群の走行順に対応させて設定したことを特徴とする請求項４記載の無線通信システムを提供する。
これにより、クライアント局として割り当てられた車両はビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができるので、ネットワーク内の車両間のスロットの同期を維持し安定した通信環境を実現することができる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明では、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークが複数設定され、各ネットワークにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムにおいて、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各ネットワークのビーコン局からビーコンパケットが送信され、各移動体は自局のネットワークのビーコンパケットを受信したときに自局に割り当てられたデータスロットの期間にのみ自局のデータパケットを送信するように制御される通信プロトコルと、パケットを受信する受信部と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであるか否かの判定を行う第１の判定手段と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであった場合にはビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かの判定を行う第２の判定手段と、を含むパケット解析部と、受信したパケットが直前の移動体からのデータパケットであって且つビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合のみ、そのデータパケットの受信終了後、データスロット生成カウンタを停止するカウンタ停止手段と、所定の補正時間経過後、自局に割り当てられたデータスロットカウンタ値でデータスロット生成カウンタをスタートさせるカウンタ再スタート手段とを含み、再スタート後のカウンタ値から以後のデータスロットを生成するプロトコル生成手段と、自局のカウンタの再スタートと同時に自局のデータパケットを送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする無線通信機を提供する。
【００１７】
これにより、この無線通信機を用いたクライアント局はビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができる。
これにより、ネットワーク内の移動体にこの無線通信機を搭載することにより、クライアント局として割り当てられた移動体は、ビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができるので、ネットワーク内の移動体間のスロットの同期を維持し安定した通信環境を実現することができる。
【００１８】
また、請求項７記載の発明では、移動体は車両であり、各ネットワークは車群を構成する車両間のネットワークであって、データスロットカウンタ値は車群の走行順に対応させて設定したことを特徴とする請求項６記載の無線通信機を提供する。これにより、ネットワーク内の移動体にこの無線通信機を搭載することにより、クライアント局として割り当てられた車両は、ビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができるので、ネットワーク内の車両間のスロットの同期を維持し安定した通信環境を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は通信環境を説明する図であり、図２はグループ内の無線端末構成の説明図である。
図１に示すように、本実施の形態による無線通信システムは、グループ１〜４から構成されている。グループ１は、図２に示すように、１つのビーコン局１１、及び１２−１〜１２−ｎの計ｎ個のクライアント局１２から構成されている。他のグループ２〜４もグループ１と同様の構成となっている。
【００２０】
図３はビーコンを使用したスロット通信手順を説明する図であり、図３（ａ）はビーコン期間３１とデータ期間３２が繰り返される様子を示しており、本発明の基本であるビーコンを用いたスロット通信は図示のようにビーコン期間３１とデータ期間３２が定期的に繰り返される。つまりビーコンを使用したスロット通信では、図３（ａ）に示すように時間的に分割されたビーコン期間３１とデータ期間３２を合わせたものを通信上の単位とし、これを一つのチャンネルとして使用する。
【００２１】
また、図３（ｂ）はビーコン期間３１、データ期間３２を構成する複数のビーコンスロット３３と複数のデータスロット３４を示している。ビーコン期間３１は予め定められた時間間隔（ビーコンスロット時間）で、複数のビーコンスロット３３に、データ期間３２は定められた時間間隔（ビーコンスロット時間）で、複数のデータスロット３４に分けられて構成される。
【００２２】
従来方式（特許文献１（特開２００２−９６８７号公報）に開示の技術）では、図２に示した無線端末構成を例とすると、ビーコン局１１によっていずれかのビーコンスロットのタイミングで送信されたビーコンパケットをクライアント局１２が受信し、パケットの情報からビーコン局１１でのデータ期間のスタートを算出し、算出したデータ期間開始タイミングでクライアント局１２のデータ期間をスタートさせることでスロットの同期を行っていた。つまり、前述したように、ビーコンパケットの受信に失敗した場合はスロットの同期を行うことができなかった。
【００２３】
図３（ｃ）はデータスロットを作り出すための回路上のデータスロットカウンタ値を示している。また、図３（ｄ）は図３（ｃ）の拡大図である。また、図３（ｅ）は図３（ｄ）のデータスロット生成カウンタにおけるデータパケットのタイミングを示す図である。データパケットは、データスロット１ではデータスロット１を割り当てられたクライアント局が、データスロット２ではデータスロット２を割り当てられたクライアント局がデータパケットを送信する。
【００２４】
ここまでの動作は本発明においても従来方式（特許文献１（特開２００２−９６８７号公報）に開示の技術）と共通であるが、本発明では自局の直前車のデータパケットを受信することで図３（ｅ）に示すように自局のスロット同期を補正する。これにより、ビーコンパケットの受信に失敗した場合でもスロットの同期状態を確保することができる。本発明のスロット同期方法について以下説明する。なお、以下の説明では自局が割り当てられたデータスロットをデータスロット２として説明する。
【００２５】
先ず、データスロットカウンタ値は車群の走行順に設定されており、図３（ｅ）に示すように、データスロット１を割り当てられた自局の直前車が送信したデータパケットを受信したとする。データパケットは各無線通信機に割り当てられたデータスロットの開始タイミングで送信が開始されるため、データパケットの送信終了ポイントも常にある特定のタイミングとなる。
【００２６】
そのため、直前車の送信パケットの受信終了から自局に割り当てられたデータスロットのタイミングを推測することができる。このタイミングを「補正時間」とすると、直前車のデータパケットの受信終了後、補正時間を経過すれば自局のデータスロットのスタートタイミングになることがわかる。これを利用して、直前車の送信したデータパケットの受信が完了したら、補正時間だけ待って自局のデータスロットのカウンタからデータスロットをスタートさせることで、同期補正を行うことができる。
【００２７】
図４は本発明の無線通信機の一実施例の構成を示すブロック図であり、無線通信装置２０は、受信部２１、パケット解析部２２、データスロット生成用カウンタを有するプロトコル生成部２３、及び送信部２４を備えている。
【００２８】
受信部２１はパケットを受信する。パケット解析部２２は、受信部２１で受信したパケットが直前車のデータパケットであるか否かのチェックと、直前車のデータパケットであった場合はビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かのチェックを行うと共に、ビーコンパケットを受信していない場合、つまり、ビーコンパケットは受信できなかったが直前車のデータスロットを受信した場合は、プロトコル生成部２３にその情報を送る。
【００２９】
プロトコル生成部２３は、ビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合は、直前車からのデータパケットの受信終了後、プロトコル生成部２３の中にあるデータスロット生成用カウンタを停止して補正時間だけ待つ。また、補正時間が経過した場合は、自局に割り当てられたデータスロットに相当するデータスロットカウンタ値でデータスロット生成用カウンタをスタートさせる。送信部２４はデータスロット生成用カウンタのスタートと同時に自局のデータパケットを送信する。なお、補正時間は計算や観測によって予め値を設定しておく（例えば、データスロットの長さとデータパケットの長さに対応する時間を補正時間とする）。
【００３０】
上記構成により、クライアント局はビーコン期間中にビーコンパケットの受信を失敗してもスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができる。
【００３１】
図５は、クライアント局がパケットを受信したときのスロット同期動作例を示すフローチャートである。
【００３２】
先ず、受信部２１でパケットを受信すると、パケット解析部２２は受信部２１で受信したパケットが直前車のデータパケットであるか否かの判定を行い、直前車の出したデータパケットの場合はステップＳ２に進む（ステップＳ１）。
【００３３】
受信部２１で受信したパケットが直前車のデータパケットであった場合は、パケット解析部２２は更に当該クライアント局がビーコン期間中に自局の所属するネットワークのビーコンパケットを受信していたか否かを判定し、受信していなかった場合はステップＳ３に進む（ステップＳ２）。
【００３４】
ビーコン期間中にビーコンパケットを受信していなかった場合は、プロトコル生成部２３では直前車からのデータパケットの受信終了後、プロトコル生成部２３の中にあるデータスロット生成用カウンタを停止し、同時に補正時間を計測するタイマを起動させ（ステップＳ３）、補正時間が経過するのを待ち（ステップＳ４）、補正時間が経過したらデータスロット生成用カウンタを自局のデータスロットに相当するカウンタ値から再スタートさせる（ステップＳ５）。
【００３５】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。その技術思想を越えない範囲で様々な変形を行うことができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明では、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるネットワークで、各ネットワークでは、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのネットワークに所属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにした無線通信システムにおいて、スロットデータのそれぞれにカウンタ値を割り当て、クライアント局の各無線機は自局に割り当てられたデータスロットカウンタ値により一つ前のカウンタ値のデータスロットで送られたデータパケットを受信した際に、所定の補正時間だけ時間が経過してから自局のカウンタ値から以後のデータスロットを生成するように構成しているので、これにより、クライアント局として割り当てられた移動体はスロットの同期が確保された状態でデータパケットを送信することができ、ネットワーク内の移動体間のスロットの同期を維持し安定した通信環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信環境を説明する図である。
【図２】グループ内の無線端末構成の説明図である。
【図３】ビーコンを使用したスロット通信手順を説明する図である。
【図４】本発明の無線通信機の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図５】クライアント局がパケットを受信したときのスロット同期動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１〜４  グループ
１１  ビーコン局
１２、１２−１〜ｎ  クライアント局
２１  受信部
２２  パケット解析部
２３  プロトコル生成部
２４  送信部
【図１】
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【図２】
2004289587.tif 000004
【図３】
2004289587.tif 000005
【図４】
2004289587.tif 000006
【図５】
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