CN102668684B - 无线通信***、干扰防止方法 - Google Patents
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Abstract
防止具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间的通信干扰。在多个设备（2）与协调器（3）之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰的干扰防止方法中，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间（26），至少每1个超帧发出1次以上自身的CB（27），在扫描期间（26）内取得了从其它无线通信网络中的协调器（3）发出的CB（27）的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络（10）之间防止通信干扰的控制。
Description
技术领域
本发明提供适合于在多个设备与协调器(coordinator)之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰的无线通信***、干扰防止方法。
背景技术
无线LAN(Local Area Network：局域网)与有线LAN相比具有如下等优点：削减用于缆线的空间，以笔记本型个人计算机(笔记本PC)等为代表的便携终端能够不损坏其便携性地连接到LAN。并且，无线LAN自身也已高速化且廉价，因此，对无线LAN的实用化越发加速。根据这种背景，正在由IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineering：电气和电子工程师协会)进行无线LAN的标准化。
尤其在以无线LAN为代表的无线分组通信***中，多个终端之间的无线资源竞争成为问题。为了避免该无线资源竞争，需要介质访问控制(MAC：Media AccessControl)。作为该无线LAN中的MAC协议，提出了如下的CSMA(Carrier SenseMultiple Access：载波侦听多路访问)方式：执行在终端发送分组前检测其它终端的载波的所谓载波侦听，在不能捕捉载波的情况下发送自身的分组。此外，还提出了相对于该CSMA方式进一步附加避免分组冲突的构造的CSMA/CA(Carrier SenseMultiple Access with Collision Avoidance：载波侦听多路访问/冲突避免)方式。
该CSMA/CA方式是如下的***：在开始通信，从通信对方的无线节点接收到ACK(Acknowledge：确认)信号的回送的情况下，视作通信成功，在没有接收到ACK信号的情况下，视作产生了与其它无线节点的通信冲突，重新设置补偿时间并重新发送分组数据。
尤其是近年来，该CSMA/CA方式依照IEEE802.15.4标准的情况变多。IEEE802.15.4标准是利用868MHz、915MHz和2.45GHz附近的频率的无线通信，特别用于Zigbee(注册商标)等面向家电的近距离通信。Zigbee(注册商标)使用由IEEE802.15.4标准规定的PHY层和MAC层，对其上级的网络层、应用层进行了标准化。该Zigbee(注册商标)灵活运用IEEE802.15.4标准的特征，能够实现超低功耗化、小型化、低成本化。
由此，IEEE802.15.4标准不但用于传感器网络，而且除了本地网络、办公室网络以及与佩戴于人体的各种医疗用设备的通信网络以外，将来作为用于实现泛在网络社会的关键技术也备受关注。
在利用IEEE802.15.4标准的无线通信中，如图8所示，一般在控制网络7的NC(Network-Coordinator：网络协调器)71与多个ED(End Device：终端设备)72之间进行无线通信。另外，作为该网络7的例子，可选择星型、树型、网格型等丰富多彩的网络形式。
此外，在该利用IEEE802.15.4标准的无线通信中，采用使用了信标的所谓超帧结构。该超帧结构将信标间隔分割成全部的ED72都可访问的CAP(Contention AccessPeriod：竞争访问期间)、只有特定的ED72可访问的CFP(Contention Free Period：无竞争期间)、以及全部的ED72都禁止访问的Inactive期间。并且，CFP通过GTS(Guaranty time Slot：保证时隙)机理被七等分，能够分配给想优先进行通信的ED72。
作为以往的该利用IEEE802.15.4标准的无线分组通信***，例如提出了专利文献1、2等。并且，作为将CSMA/CA方式中的分组冲突抑制到最小限度的技术，例如提出了专利文献3、4公开的技术。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2005-102218号公报
【专利文献2】日本特开2008-026310号公报
【专利文献3】日本特开2004-242204号公报
【专利文献4】日本特开2006-197177号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，例如图9所示，有时共存有2个以上的网络7、7′。网络7由NC71和多个ED72构成，网络7′由NC71′和ED72′构成，分别经由不同的物理层进行无线通信。
但是，在这样共存有2个以上的网络7、7′的情况下，有时会相互产生通信干扰。即，网络7中的NC71与ED72之间的通信有时会由于另一网络7′中的在NC71′与ED72′之间进行的通信而受到干扰。这是因为，在发挥作为各个网络7、7′中的中央控制单元的作用的NC71、NC71′之间没有进行任何交换，分别相互忽视存在而经由独立的物理层进行无线通信。
因此，在这种具有相互不同的物理层的2个以上的网络7、7′共存的无线通信***中，构思出能够防止通信干扰的干扰防止方法的必要性尤其在近年来日益增高。
因此，本发明正是鉴于上述问题点而构思出的，其目的在于提供一种无线通信***以及干扰防止方法，在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，且上述各无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信***中，能够在上述无线通信网络之间防止通信干扰。
用于解决课题的手段
为了解决上述问题，本发明的无线通信***中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在一个以上的设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在上述超帧的长度以上的扫描期间，并且，每一个或多个超帧发出1次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
为了解决上述问题，本发明的无线通信***中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在共存通知信号的发送间隔以上的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
为了解决上述问题，在本发明的干扰防止方法中，在一个以上的设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在上述超帧的长度以上的扫描期间，并且，每一个或多个超帧发出1次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
为了解决上述问题，在本发明的干扰防止方法中，在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在共存通知信号的发送间隔以上的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
发明效果
根据由上述结构构成的本发明，对共存通知信号进行了扫描的协调器能够识别在自身的附近存在另一协调器，进而识别存在其无线通信网络。并且，取得了该共存通知信号的协调器能够进行用于在与该另一无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
附图说明
图1是示出应用了本发明的无线通信***的结构例的图。
图2是示出在应用了本发明的无线通信***的通信中使用的超帧结构的图。
图3是用于说明应用了本发明的干扰防止方法的图。
图4是用于说明应用了本发明的干扰防止方法的另一图。
图5是示出实际的用于干扰防止的过程的流程图。
图6是用于说明不采用超帧结构的***中的干扰防止方法的图。
图7是示出实际的用于干扰防止的过程的另一流程图。
图8是示出以往的由NC和多个ED构成的无线通信***的图。
图9是用于说明现有技术的问题点的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1示出应用了本发明的无线通信***1的结构例。该无线通信***1由2个无线通信网络10a、10b构成。无线通信网络10a具有多个设备2a、和控制整个网络的协调器3a。此外，无线通信网络10b具有多个设备2b、和控制整个网络的协调器3b。
在上述图1所示的无线通信***1中，只是例示了由2个无线通信网络10a、10b构成的情况，但是不限于此，也可以由3个以上的无线通信网络10构成。
这些无线通信网络10例如是基于IEEE802.15.4g标准的PAN(Personal AreaNetwork：个人局域网)。另外，无线通信网络10不限于图1所示的星型，还可以应用树型或网格型等任何的网络形式。
设备2例如由以笔记本型个人计算机(笔记本PC)或移动电话等为代表的各种便携信息终端等构成。设备2至少在WPAN中能够与协调器3之间进行无线分组通信，进而经由协调器3与其它设备2之间进行无线分组通信。
协调器3同样可以与上述便携信息终端设为相同结构。该协调器3发挥作为中央控制单元的作用。并且，该协调器3取得从设备2发送来的信标，并且为了使设备2分别连接到WPAN，发挥使这些设备相互同步的作用。
这2个无线通信网络10a、10b分别经由独自的物理层在协调器3与设备2之间进行无线通信。这意味着，这2个无线通信网络10a、10b经由相互不同的物理层进行协调器3与设备2之间的无线通信。
例如图2所示，应用了本发明的无线通信***1采用使用了信标21的所谓超帧结构。超帧在信标21后具有CAP(Contention Access Period：竞争访问期间)22和CFP(Contention Free Period：无竞争期间)23。2个信标21之间的时间与超帧的周期无关地被分成预定数量的时隙。另外，在该超帧结构中，将构成CFP23的时隙数设为可变，将构成CAP22的时隙数设为固定。CAP22是全部的设备2都可访问的期间，CFP23是只有特定的设备2可访问的期间。
并且，在应用了本发明的无线通信***中，协调器3依次发出用于通知自身的存在的共存通知信号(CB)27。该CB27可以构成为所谓信标，也可以构成为由多个帧构成的通常的信号。例如作为物理层，CB27可以基于以下等的物理层的各规范：用数字信号对正弦波进行调制的作为频率转换式调制方式的FSK(Frequency ShiftKeying：频移键控)、作为正交频分复用方式的OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing：正交频分复用)和作为直接扩频方式的DSSS(Direct Sequence SpreadSpectrum：直接序列扩频)。另外，这些FSK、OFDM和DSSS只是一例，也可以使用其它的任何物理层的规范。
表1示出该CB27的物理层中的各参数的一例。
【表1】
| 参数 | 值 |
| 数据率 | 50kb/s |
| 符号率 | 50k符号/s |
| 方式 | GFSK |
| 带宽时间 | 0.5 |
| 编码率 | 1 |
该CB27以预定间隔或随机的间隔发出，但是需要每1个以上的超帧发出1次。此外，期望每1个超帧至少发出1次CB27。该CB27可以属于CAP22、CFP23中的任意一个。并且，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前设置有扫描期间26。扫描期间26是用于对从其它无线通信网络10中的协调器3发出的CB27进行扫描并将其取入的期间。该扫描期间26至少可以设为相邻的2个CB27之间的期间以上的期间、或由超帧的长度以上的长度构成的期间。
接着，对通过应用了本发明的无线通信***1，在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络2a、2b之间防止通信干扰的干扰防止方法进行详细说明。
首先，如图3所示，假定无线通信网络10a中的协调器3a动作，在上述超帧结构下，与设备2之间进行无线通信。此外，协调器3a在动作期间每1个或多个超帧发出1次以上的CB27。之后，假定接通具有与该无线通信网络10a不同的物理层的另一无线通信网络10b的协调器3b的电源。结果，在协调器3b中，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前开始扫描期间26。
作为例子，如图3所示，该协调器3b中的扫描期间26由超帧长度以上的长度构成。因此，通过从协调器3a以每1个超帧1次的比例发出CB27，协调器3b能够对该CB27进行扫描并捕捉该CB27。
对该CB27进行了扫描的协调器3b能够识别在自身的附近存在另一协调器3a，进而识别存在其无线通信网络10a。协调器3b在取得了该CB27的情况下，进行用于在与该另一无线通信网络10b之间防止通信干扰的控制。作为用于防止通信干扰的控制，协调器3b可以进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
并且，作为例子，如图4所示，协调器3b也同样每1个超帧发出1次以上的CB27。结果，在干涉区中新接通了又一协调器3c的电源的情况下，在该又一协调器3c的扫描期间26中对该CB27进行捕捉。并且，该协调器3c根据该捕捉到的CB27执行用于在与另一协调器3b之间防止通信干扰的各种控制。
各协调器3根据以下的图5所示的流程图进行动作。
首先，在步骤S11中接通了协调器3的电源后，在步骤S12中在扫描期间26内进行扫描。结果，在步骤S13中，在能够从其它协调器3捕捉到CB的情况下转移到步骤S15，在不能捕捉到CB的情况下转移到步骤S14。
在转移到步骤S14的情况下，意味着周围不存在其它协调器3。在上述情况下，以预定间隔或任意间隔发出自身的CB27。与此同时可以在对超帧分配了区域后，与设备2之间进行通信。
在转移到步骤S15的情况下，意味着周围存在其它协调器3。在上述情况下，确定是否用其它信道开始通信。在没有确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S16，与其它协调器之间进行同步并且与设备2开始通信，或者进行通信的中止。与此相对，在确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S17，用空的信道与其它设备2开始通信。
由此，即使在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络10共存的情况下，也能够通过在协调器3之间进行协商来防止相互产生通信干扰。
另外，本发明不限于上述实施方式，例如图6所示，在不发送信标的无信标网络的不构成所谓超帧结构的协调器3中也同样能够防止通信干扰。
首先，如图6所示，假定无线通信网络10a中的协调器3a动作，与设备2a之间进行无线通信。此外，假定协调器3a在动作期间隔开间隔依次发出CB27。之后，假定接通具有与该无线通信网络10a不同的物理层的另一无线通信网络10b的协调器3b的电源。结果，在协调器3b中，开始电源刚刚接通之后的扫描期间26。
该协调器3b中的扫描期间26由CB的发送间隔以上的长度构成。因此，通过从协调器3a以某个恒定的发送间隔发出CB27，在协调器3b中能够对该CB27进行扫描并捕捉该CB27。
对该CB27进行了扫描的协调器3b能够识别在自身的附近存在另一协调器3a，进而识别存在其无线通信网络10a。协调器3b在取得了该CB27的情况下，能够进行用于在与该另一无线通信网络10b之间防止通信干扰的控制。
上述无信标网络中的各协调器3根据以下的图7所示的流程图进行动作。
首先，在步骤S21中接通了协调器3的电源后，在步骤S22中在扫描期间26内进行扫描。结果，在步骤S23中，在能够从其它协调器3捕捉到CB的情况下转移到步骤S25，在不能捕捉到CB的情况下转移到步骤S24。
在转移到步骤S24的情况下，意味着周围不存在其它协调器3。在上述情况下，以预定间隔或任意间隔发出自身的CB27。与此同时可以与设备2之间进行通信。
在转移到步骤S25的情况下，意味着周围存在其它协调器3。在上述情况下，确定是否用其它信道开始通信。在没有确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S26，与其它协调器之间进行同步并且与设备2开始通信，或者进行通信的中止。与此相对，在确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S27，用空的信道与其它设备2开始通信。
标号说明
1：无线通信***
2：设备
3：协调器
10：无线通信网络
21：信标
22：CAP
23：CFP
26：扫描期间
27：CB
Claims (12)
1.一种无线通信***，在该无线通信***中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在一个以上的设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，
各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在上述超帧的长度以上的扫描期间，并且，每一个或多个超帧发出1次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
2.根据权利要求1所述的无线通信***，其特征在于，
作为用于防止通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
3.根据权利要求1或2所述的无线通信***，其特征在于，
根据频移键控、正交频分复用和直接序列扩频的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
4.一种无线通信***，在该无线通信***中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，
各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在共存通知信号的发送间隔以上的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
5.根据权利要求4所述的无线通信***，其特征在于，
作为用于防止通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
6.根据权利要求4或5所述的无线通信***，其特征在于，
根据频移键控、正交频分复用和直接序列扩频的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
7.一种干扰防止方法，在一个以上的设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，
利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在上述超帧的长度以上的扫描期间，并且，每一个或多个超帧发出1次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
8.根据权利要求7所述的干扰防止方法，其特征在于，
作为用于防止通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
9.根据权利要求7或8所述的干扰防止方法，其特征在于，
根据频移键控、正交频分复用和直接序列扩频的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
10.一种干扰防止方法，在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，
利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的、长度在共存通知信号的发送间隔以上的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
11.根据权利要求10所述的干扰防止方法，其特征在于，
作为用于防止上述通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
12.根据权利要求10或11所述的干扰防止方法，其特征在于，
根据频移键控、正交频分复用和直接序列扩频的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
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