JP4911388B2

JP4911388B2 - Wireless communication method and wireless communication system

Info

Publication number: JP4911388B2
Application number: JP2009172814A
Authority: JP
Inventors: 秀夫坂内; 幸喜岡部; 史人綿野; 正樹黒沢; 英一松村; 聡明伊藤; 隆司新井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: JP2011029876A

Description

本発明は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いて通信を行う無線通信方法及びシステムに関し、特に、スレーブノードの通信タイミングを規定する無線通信方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a wireless communication method and system for performing communication using TDMA (Time Division Multiple Access), and more particularly to a wireless communication method and system for defining communication timing of slave nodes.

昨今、無線機間で通信回線を確立し、様々なネットワークを構築する技術開発が行なわれている。 In recent years, technology development has been carried out to establish various communication networks by establishing communication lines between wireless devices.

関連する技術の例としては、特許文献１並びに特許文献２が挙げられる。
特許文献１に記載された技術は、ネットワークを構築する各ノードの無線帯域、即ち、無線周波数を共有する多重化方法としてＴＤＭＡ方式を用いている。ＴＤＭＡ方式は、使用する無線周波数の帯域を時間軸で分割し、スロットを一単位として管理し、スロットごとにノード間の通信を割当てることで、無線周波数帯域を複数のノードで共有する多元接続方式である。
更に、特許文献１は、マスターノード（制御装置）とスレーブノード（デバイス）とによって通信回線（ネットワーク）を確立し、マスターノード（制御装置）とスレーブノード（デバイス）との間の通信を可能としている。また、特許文献１は、少なくとも２つのネットワーク間の通信を行うために、有線基幹回線の代わりに、無線回線を用いることを提案している。具体的に云えば、隣接する２つのネットワークにそれぞれ配置された制御装置間の距離によって定まる２つのネットワークのオーバーラップの程度を利用して、ネットワーク情報を送受することが開示されている。例えば、２つのネットワークが可視できる程度に近接した可視オーバーラップの場合には、２つの制御装置間で、ネットワーク情報が直接渡され、不可視オーバーラップの場合には、一方の制御装置は他方の制御装置のネットワークにおけるデバイスを使用してネットワーク情報を渡している。更に、２つのネットワーク間のオーバーラップが小さいときには、両ネットワークにおけるデバイスで構成される子ネットワークを通して、ネットワーク情報が渡されている。
ここで、ネットワーク情報には、ルータ／制御装置識別子、シーケンス番号、接続ネットワークデバイスの数等が含まれている。 Examples of related techniques include Patent Document 1 and Patent Document 2.
The technique described in Patent Document 1 uses a TDMA system as a multiplexing method for sharing a radio band of each node constituting a network, that is, a radio frequency. The TDMA method is a multiple access method in which a radio frequency band to be used is divided by a time axis, a slot is managed as a unit, and communication between nodes is assigned to each slot, whereby a radio frequency band is shared by a plurality of nodes. It is.
Further, Patent Document 1 establishes a communication line (network) between a master node (control device) and a slave node (device), and enables communication between the master node (control device) and the slave node (device). Yes. Patent Document 1 proposes to use a wireless line in place of a wired trunk line in order to perform communication between at least two networks. Specifically, it is disclosed that network information is transmitted and received using the degree of overlap between two networks determined by the distance between control devices respectively disposed in two adjacent networks. For example, in the case of a visible overlap that is close enough to make two networks visible, network information is passed directly between the two control devices, and in the case of an invisible overlap, one control device controls the other. Network information is passed using devices in the network of devices. Furthermore, when the overlap between two networks is small, network information is passed through a child network composed of devices in both networks.
Here, the network information includes a router / control device identifier, a sequence number, the number of connected network devices, and the like.

また、特許文献２には、マスターノードを必要としないアドホックネットワークが記載されている。更に、アドホックネットワークを構築する各ノードが同一の使用周波数帯を自律的に選択可能とできる技術が記載されている。
特許文献２に記載された技術は、情報を複数のノード（中継ノード）を経由して通信可能とでき、通信圏内にいない別のノードとも通信可能とできる。 Patent Document 2 describes an ad hoc network that does not require a master node. Furthermore, a technique is described in which each node constructing an ad hoc network can autonomously select the same use frequency band.
The technique described in Patent Literature 2 can communicate information via a plurality of nodes (relay nodes) and can communicate with another node that is not within the communication range.

特開２００５−５３７６９２号公報JP 2005-537692 A 特開２００６−２５４２０９号広報JP 2006-254209 A

前述した、特許文献１並びに特許文献２のように複数のノードでネットワークを構築する無線通信システムでは、通信を発信するタイミングを制御することが望ましい。 In the wireless communication system in which a network is constructed by a plurality of nodes as in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, it is desirable to control the timing of transmitting communication.

しかしながら、特許文献１の様なマスターノードに対してスレーブノードが通信要求を行なう無線通信システムでは、スレーブノードが自ら通信を行なうタイミングでマスターノードに対して通信要求を行なっている。この場合、複数のスレーブノードが同時に通信要求を発信した場合に、干渉（コリジョン、衝突）が発生する。また、通信要求以外の通信と干渉した場合には、干渉先の通信にも影響を及ぼす。 However, in a wireless communication system in which a slave node makes a communication request to a master node as in Patent Document 1, the slave node makes a communication request to the master node at the timing when the slave node communicates with itself. In this case, interference (collision, collision) occurs when a plurality of slave nodes transmit communication requests simultaneously. In addition, when it interferes with communication other than the communication request, it also affects the communication at the interference destination.

更に、特許文献１の様に、互いに異なるネットワーク間で、ネットワーク情報を送受するような場合には、多量のトラフィックを送受信する為に多量の通信要求を発生させる必要があり、中継ノード（選定された制御装置、デバイス）の通信要求が干渉する確率が高まる。 Furthermore, as in Patent Document 1, when network information is transmitted and received between different networks, it is necessary to generate a large amount of communication requests in order to transmit and receive a large amount of traffic. The probability that the communication request of the control device or device) interferes.

このため、中継装置のシステムの負荷や通信の集中により、通信速度の遅延や通信効率の悪化などが発生する。 For this reason, a delay in communication speed and deterioration in communication efficiency occur due to the system load of the relay device and the concentration of communication.

他方、特許文献２の様な、アドホック接続では、ネットワークを拡張する為に常時何らかの通信を行なっており、前述の通信要求が干渉する確率が高い。 On the other hand, in the ad hoc connection as in Patent Document 2, some kind of communication is always performed in order to expand the network, and there is a high probability that the above communication request interferes.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＴＤＭＡ方式の通信を行なう無線通信システムにおいて、スレーブノードから発信される通信要求を効率よく処理できる無線通信方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a wireless communication method capable of efficiently processing a communication request transmitted from a slave node in a wireless communication system performing TDMA communication.

本発明の別の目的は、複数のネットワーク間の無線通信に使用される中継ノードの発信する通信要求を効率よく処理できる無線通信方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a wireless communication method capable of efficiently processing a communication request originated by a relay node used for wireless communication between a plurality of networks.

本発明の無線通信方法は、マスターノードと複数のスレーブノードからなるスレーブノード群とがそれぞれ割当てられたタイムスロットを介して通信を行なう通信方式において、それぞれの無線ネットワークで、自ネットワークで使用する周波数帯でのタイムスロットの一部である特定のタイムスロットを複数のサブタイムスロットに分割して扱い、それぞれ異なる周波数帯を用いた無線ネットワークの間で通信を行なう場合で、一方のネットワークのマスターノードが自ネットワークのスレーブノードから別のネットワークと無線通信を可能とする中継ノードを選出し、当該選出された中継ノードが別のネットワークのマスターノードに通信要求を送信する際に、前記サブタイムスロットを用いてマスターノードから選ばれた中継ノードたるスレーブノードは中継する両ネットワークの周波数帯でそれぞれの無線ネットワークへの必要な通信要求を送信し、前記通信要求をそれぞれの無線ネットワークのマスターノードがサブタイムスロット毎にそれぞれの周波数帯によって検出することにより、それぞれの無線ネットワークのマスターノードが、それぞれ自ネットワークで用いる周波数帯のタイムスロットから、前記通信要求を行なった中継ノードたるスレーブノードに対して、要求に応じたタイムスロットを割当てることを特徴とする。The wireless communication method of the present invention is a communication method in which a master node and a slave node group composed of a plurality of slave nodes communicate through assigned time slots, and the frequency used in the own network in each wireless network. When a specific time slot, which is a part of a time slot in a band, is divided into a plurality of sub time slots and communicated between wireless networks using different frequency bands, the master node of one network Selects a relay node capable of wireless communication with another network from a slave node of its own network, and when the selected relay node transmits a communication request to a master node of another network, the sub time slot is set. Using relay node selected from master node The slave node transmits a necessary communication request to each wireless network in the frequency band of both networks to be relayed, and the master node of each wireless network detects the communication request by each frequency band for each sub time slot. Thus, the master node of each wireless network assigns a time slot corresponding to the request from the time slot of the frequency band used in its own network to the slave node that is the relay node that has made the communication request. And

本発明によれば、ＴＤＭＡ方式の通信を行なう無線通信システムにおいて、スレーブノードから発信される通信要求を効率よく処理できる。また、通信要求が干渉することを減少できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication request transmitted from a slave node can be processed efficiently in the radio | wireless communications system which performs communication of a TDMA system. In addition, the interference of communication requests can be reduced.

本発明の一実施形態に係る通信システムを概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a communication system according to an embodiment of the present invention. 図１の通信システムで使用されるスーパーフレームの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the super frame used with the communication system of FIG. 本発明に係る通信システムにおいて使用されるスーパーフレームを説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the super frame used in the communication system which concerns on this invention. スーパーフレームのスロットの分割を例示する図である。It is a figure which illustrates the division | segmentation of the slot of a super frame. 本発明の係る通信システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the communication system which concerns on this invention.

本発明の第１の実施の一形態を、まず、図１を参照して説明する。
本実施の一形態では、互いに異なる周波数帯域で通信可能であり、更に使用周波数帯域を瞬時に変更可能な無線機を、マスターノード、スレーブノード、中継ノードのいずれのノードとしても使用できるものとする。また、各種ノード（無線機）間は、相互にＧＰＳ機能等を用いて同期が取れているものとし、通信方式もＴＤＭＡ方式を使用するものとする。 A first embodiment of the present invention will be described first with reference to FIG.
In this embodiment, it is assumed that a radio that can communicate in different frequency bands and that can instantaneously change the used frequency band can be used as any of a master node, a slave node, and a relay node. . In addition, it is assumed that the various nodes (wireless devices) are synchronized with each other using a GPS function or the like, and the communication method also uses the TDMA method.

図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信システムを例示した構成図であり、図示された通信システムは、第１の無線周波数Ｆ１（即ち、無線周波数帯域Ｆ１）を用いて通信を行う第１の基本ネットワーク１０と、第１の無線周波数Ｆ１とは異なる第２の無線周波数（無線周波数帯域）Ｆ２を用いて通信を行う第２の基本ネットワーク２０とを含んでいる。第１の基本ネットワーク１０と第２の基本ネットワーク２０とは、図示されているように、部分的にオーバーラップしたサービスエリアを有している。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a communication system according to a first embodiment of the present invention. The illustrated communication system performs communication using a first radio frequency F1 (that is, a radio frequency band F1). A first basic network 10 to be performed and a second basic network 20 to perform communication using a second radio frequency (radio frequency band) F2 different from the first radio frequency F1 are included. As illustrated, the first basic network 10 and the second basic network 20 have partially overlapping service areas.

第１の基本ネットワーク１０は、マスターノード１００、スレーブノード１１０、及び、中継ノード１２０を含んでいる。実際には、第１の基本ネットワーク１０には、多数のスレーブノードが含まれていても良いが、ここでは、図を簡略化するために、単一のスレーブノード１１０と中継ノード１２０だけが示されている。中継ノード１２０は、第２の基本ネットワーク２０と連結するための中継ノードとして動作し、オーバーラップしたサービスエリ内に配置された複数のスレーブノードから選定されている。図示されているように、中継ノード１２０は、第１のマスターノード１００と無線周波数Ｆ１を用いて通信を行うことができる。 The first basic network 10 includes a master node 100, a slave node 110, and a relay node 120. In practice, the first basic network 10 may include a large number of slave nodes, but only a single slave node 110 and a relay node 120 are shown here for the sake of simplicity. Has been. The relay node 120 operates as a relay node for connecting to the second basic network 20 and is selected from a plurality of slave nodes arranged in overlapping service areas. As illustrated, the relay node 120 can communicate with the first master node 100 using the radio frequency F1.

具体的に説明すると、第１のマスターノード１００は、第１の基本ネットワーク１０を構築する役割を受持ち、第１の基本ネットワーク１０の使用周波数帯域（ここではＦ１）を定め、スレーブノード１１０や第１の中継ノード１２０等の情報の管理や通信タイミングの管理などを行なう。更に、第１のマスターノード１００は、通信タイミング等のネットワーク管理情報（スロット割当て情報等）や様々な情報をブロードキャストで各ノードに送信する。スレーブノード１１０及び第１の中継ノード１２０は、マスターノード１００に対して、通信要求（スロット割当て要求情報）を送信することで、マスターノード１００からスロットを割当てられ、当該割当てられたスロットのタイミングで送信（発信）する。 More specifically, the first master node 100 has a role of constructing the first basic network 10, determines a use frequency band (F1 in this case) of the first basic network 10, and sets the slave node 110 and the first master node 100. Management of information such as one relay node 120 or communication timing is performed. Furthermore, the first master node 100 transmits network management information (slot allocation information and the like) such as communication timing and various information to each node by broadcasting. The slave node 110 and the first relay node 120 are assigned a slot from the master node 100 by transmitting a communication request (slot assignment request information) to the master node 100, and at the timing of the assigned slot. Send (outgo).

一方、第２の基本ネットワーク２０は、第２のマスターノード２００、スレーブノード２１０、及び、第２の中継ノード２２０を含んでいる。第２の基本ネットワーク２０におけるスレーブノードは、第２のマスターノード２００と無線周波数Ｆ２を用いて通信可能であり、第２の中継ノード２２０は、第２のマスターノード２００と通信可能なスレーブノードのうち、オーバーラップしたサービスエリアに配置されたスレーブノードから選定される。即ち、第２の中継ノード２２０は、第１の基本ネットワーク１０と連結するための中継ノードとして動作する。第２のマスターノード２００、スレーブノード２１０、中継ノード２２０も、第１のマスターノード１００等と同様に、ネットワーク管理情報（スロット割当て情報等）や通信要求（スロット割当て要求情報）等の情報を送信（発信）する。 On the other hand, the second basic network 20 includes a second master node 200, a slave node 210, and a second relay node 220. The slave node in the second basic network 20 can communicate with the second master node 200 using the radio frequency F2, and the second relay node 220 is a slave node that can communicate with the second master node 200. Of these, the slave nodes arranged in the overlapping service areas are selected. That is, the second relay node 220 operates as a relay node for connecting to the first basic network 10. Similarly to the first master node 100, the second master node 200, the slave node 210, and the relay node 220 also transmit information such as network management information (slot allocation information) and communication requests (slot allocation request information). (send.

上記したことからも明らかな通り、第１及び第２のマスターノード１００及び２００はそれぞれ第１及び第２の中継ノードを選定する機能、手段を備え、これら中継ノードの選定は、通常の技術を用いて実現できる。 As is clear from the above, the first and second master nodes 100 and 200 have a function and means for selecting the first and second relay nodes, respectively. Can be realized.

更に、図示された第１の中継ノード１２０は、第１のマスターノード１００から受信した信号の無線周波数Ｆ１を第２の基本ネットワーク２０の無線周波数Ｆ２に変換する機能を有し、他方、第２の中継ノード２２０は、第２のマスターノード２００から受信した信号の無線周波数Ｆ２を第１の基本ネットワーク１０の無線周波数Ｆ１に変換する機能を備えている。 Further, the illustrated first relay node 120 has a function of converting the radio frequency F1 of the signal received from the first master node 100 into the radio frequency F2 of the second basic network 20, while the second The relay node 220 has a function of converting the radio frequency F2 of the signal received from the second master node 200 into the radio frequency F1 of the first basic network 10.

更に、第１及び第２の中継ノード１２０及び２２０は、周波数を変換するだけで、受信した信号の識別、復号化、符号化等は行なわない構成とすれば、構成を簡略化することができる。同じく、第１及び第２の中継ノード１２０及び２２０が、内蔵するメモリバッファを用いて、通信の送信タイミングの調整を行なえば、マスターノード間の通信効率の向上が図れる。 Furthermore, if the first and second relay nodes 120 and 220 only convert the frequency and do not perform identification, decoding, encoding, or the like of the received signal, the configuration can be simplified. . Similarly, if the first and second relay nodes 120 and 220 adjust the transmission timing of communication using the built-in memory buffer, the communication efficiency between the master nodes can be improved.

尚、第１及び第２のスレーブノード１１０、２１０は、一般的な無線機を始め、各基本ネットワーク１０、２０で使用される通信方式を利用可能であればどの様な無線機でも良い。例えば、音声通信専用のトランシーバでも良いし、大型の固定無線機（局）でも良い。 Note that the first and second slave nodes 110 and 210 may be any wireless device as long as the communication method used in each basic network 10 and 20 can be used, including general wireless devices. For example, a transceiver dedicated to voice communication or a large fixed radio (station) may be used.

第１及び第２の基本ネットワーク１０及び２０におけるマスターノード１００、２００とスレーブノード１１０、２１０との間の通信は、無線周波数Ｆ１、Ｆ２を搬送波とするＴＤＭＡ方式で行なわれる。 Communication between the master nodes 100 and 200 and the slave nodes 110 and 210 in the first and second basic networks 10 and 20 is performed by a TDMA system using radio frequencies F1 and F2 as carrier waves.

図２を参照すると、ＴＤＭＡ方式で用いられるスーパーフレームの一例が示されており、図示したスーパーフレームは、２０のスロットから構成されている。各スロットは同一の間隔（時間）である。スロットに示してある『Ｍ』及び『Ｓ』は、各スロットのタイミングで使用周波数帯域の送信権を有するノードを示したマークであり、『Ｍ０〜Ｍ９』はマスターノード、『Ｓ０〜Ｓ９』はスレーブノード（中継ノード）を示す。即ち、例示したスーパーフレームは、マスターノードが１０スロット分の送信権を有し、スレーブノードが１０スロット分の送信権を有し、マスターノードとスレーブノードとの送信権が交互に入れ替わって構成されていることを示す。マスターノード１００、２００を始め、各種ノードは同期が取れている為、スーパーフレームの同期も取れている。 Referring to FIG. 2, an example of a super frame used in the TDMA system is shown. The illustrated super frame is composed of 20 slots. Each slot has the same interval (time). “M” and “S” shown in the slots are marks indicating nodes having the transmission right of the used frequency band at the timing of each slot, “M0 to M9” are master nodes, and “S0 to S9” are Indicates a slave node (relay node). That is, the illustrated superframe is configured such that the master node has a transmission right for 10 slots, the slave node has a transmission right for 10 slots, and the transmission rights between the master node and the slave node are alternately switched. Indicates that Since various nodes including the master nodes 100 and 200 are synchronized, the superframe is also synchronized.

即ち、図１に示されたマスターノード１００、２００を含む基本ネットワーク１０、２０内では、各マスターノード１００、２００がスーパーフレームを用いて、割り当てられた特定の無線周波数Ｆ１、Ｆ２を時分割し、ネットワーク管理情報をブロードキャストチャンネル（ＢＣＣ）を用いて送信し、スレーブノードがネットワーク管理情報を参照してマスターノードと通信することで、複数ノードが同時的に接続（多重接続、多元接続）し、基本ネットワーク１０、２０を構築している。 That is, in the basic networks 10 and 20 including the master nodes 100 and 200 shown in FIG. 1, each master node 100 and 200 uses a superframe to time-divide specific radio frequencies F1 and F2 assigned thereto. , The network management information is transmitted using the broadcast channel (BCC), and the slave node communicates with the master node with reference to the network management information, so that a plurality of nodes are simultaneously connected (multiple connection, multiple access), Basic networks 10 and 20 are constructed.

基本ネットワーク間の通信を行う場合、２つの中継ノード１２０、２２０を各基本ネットワーク内通信の状態から切り替える必要がある。このため、図示された実施の一形態では、時間的に互いに異なる位置にＢＣＣを配置し、当該ＢＣＣを用いて中継ノードの周波数切替を行なわせたり、様々な情報を送信したりし、通信の効率化等を図っている。 When performing communication between basic networks, it is necessary to switch the two relay nodes 120 and 220 from the state of communication within each basic network. For this reason, in the illustrated embodiment, BCCs are arranged at positions that are different from each other in time, the frequency of the relay node is switched using the BCC, various information is transmitted, and the communication is performed. We are trying to improve efficiency.

図３を参照すると、通信要求（ＳＣＨ、スロット割当て要求情報）を示したスーパーフレームが示されている。
図３に示されているように、本実施の一形態のＴＤＭＡ通信は、スーパーフレームを繰り返す。各スーパーフレームは、『Ｍ０』から『Ｓ９』の２０スロットに分けられている。各スロットは、各ノード間で様々なチャンネル（ＢＣＣ（Broadcast channel）、ＳＣＨ（service channel）、ＴＣＨ（traffic channel）、ＲＣＨ（response channel）等）として利用される。
更に、図３に示されたスーパーフレームを構成するスロットのうち、『Ｓ２』、『Ｓ３』スロットをＳＣＨ用に確保する。更に、『Ｓ２』、『Ｓ３』スロットを分割し、４つのサブスロットとして利用する。
また、『Ｍ６』、『Ｍ７』スロットはＢＣＣ用に確保され、残りのスロットをＴＣＨ等の送信に利用する。 Referring to FIG. 3, a super frame indicating a communication request (SCH, slot allocation request information) is shown.
As shown in FIG. 3, the TDMA communication of this embodiment repeats a super frame. Each super frame is divided into 20 slots “M0” to “S9”. Each slot is used as various channels (BCC (Broadcast channel), SCH (service channel), TCH (traffic channel), RCH (response channel), etc.) between nodes.
Further, among the slots constituting the superframe shown in FIG. 3, “S2” and “S3” slots are reserved for SCH. Further, the “S2” and “S3” slots are divided and used as four subslots.
The “M6” and “M7” slots are reserved for BCC, and the remaining slots are used for transmission of TCH or the like.

ＳＣＨは、スロットを管理するマスタノード（スロット管理者）に対してスロット割り当て要求等を行なうチャンネルである。本実施の一形態では、スレーブノード１１０、２１０及び中継ノード１２０、２２０がスロット割当て情報を含む通信要求情報を適宜発信し、マスターノード１００、２００がそれを受信する。 The SCH is a channel that makes a slot allocation request to a master node (slot manager) that manages slots. In one embodiment, the slave nodes 110, 210 and the relay node 120 and 220 suitably transmits a communication request information including slot assignment information, master node 100 and 200 to receive it.

ＢＣＣは、報知チャンネルとして使用され、スーパーフレームの各スロットの割当て情報を含む情報を送信するチャンネルであるが、本実施の一形態では、当該ＢＣＣ『Ｍ６』、『Ｍ７』スロットをマスターノード１００、２００がネットワーク管理情報をそれぞれ発信し、スレーブノード１１０、２１０及び中継ノード１２０、２２０が受信するためのスロットとして利用している。 The BCC is a channel that is used as a broadcast channel and transmits information including allocation information of each slot of the superframe. In the present embodiment, the BCC “M6” and “M7” slots are assigned to the master node 100, 200 transmits network management information, and is used as a slot for the slave nodes 110 and 210 and the relay nodes 120 and 220 to receive.

ＴＣＨは、各ノード間の通信データ（実データ）を送信するチャンネルである。本実施の一形態では、スレーブノード１１０、２１０及び中継ノード１２０、２２０とマスターノード１００、２００とが通信に利用する。 The TCH is a channel for transmitting communication data (actual data) between the nodes. In this embodiment, the slave nodes 110 and 210 and the relay nodes 120 and 220 and the master nodes 100 and 200 are used for communication.

ここで、スレーブノード１１０の通信要求を例に挙げ、第１の基本ネットワーク１０の動作を説明する。
図４は、スーパーフレームのスロットの分割を例示する図である。本図は、図３で示したスーパーフレームの一部を拡大した図であり、『Ｍ３』スロット〜『Ｓ４』スロット部分である。本実施の一形態では、ＳＣＨ用スロットを２スロット（『Ｓ２』、『Ｓ３』）設け、更に、サブスロットに分割し、ＳＣＨの干渉を低減させる。
図４を参照すると、『Ｓ３』スロットが２分割されている。更に、分割されたサブスロット（１／２スロット）のタイミングで送信されるフレームは、一般的なフレーム構成であるガードで区切られた構成をしている。
即ち、通常１スロットを使用するスロット割当て情報（ＳＣＨ）を、１／２スロット割当フレームを用いることで、１／２スロットを使用して送信可能とできる。 Here, taking the communication request of the slave node 110 as an example, the operation of the first basic network 10 will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating division of a superframe slot. This figure is an enlarged view of a part of the superframe shown in FIG. 3, and is the “M3” slot to “S4” slot portion. In the present embodiment, two SCH slots (“S2”, “S3”) are provided and further divided into subslots to reduce SCH interference.
Referring to FIG. 4, the “S3” slot is divided into two. Furthermore, the frame transmitted at the timing of the divided subslot (1/2 slot) has a configuration delimited by a guard which is a general frame configuration.
That is, slot allocation information (SCH) that normally uses one slot can be transmitted using a 1/2 slot by using a 1/2 slot allocation frame.

図５は、スレーブノード１１０の通信要求の通信を示す、フローチャートである。
マスターノード１００とスレーブノード１１０とは、互いに通信可能な位置に存在し、無線リンク可能なトポロジーを形成する。
マスターノード１００は、スーパーフレームのＢＣＣ用のスロットを使用し、スロット割当て情報を含むＢＣＣを送信する（ステップＳ４０１）。 FIG. 5 is a flowchart illustrating communication request communication of the slave node 110.
The master node 100 and the slave node 110 exist at positions where they can communicate with each other, and form a topology capable of wireless link.
The master node 100 uses the BCC slot of the superframe and transmits a BCC including slot allocation information (step S401).

スレーブノード１１０は、マスターノード１００から送信されたＢＣＣを受信し、ＢＣＣに記載された内容を分析する。即ち、スロットの割当て情報を取得する。スレーブノード１１０は、前記分析により、各種スロットの割り当て等の情報、マスターノードからの指示等を認識する。
スレーブノード１１０は、自らが通信を行なう時など、スロットを必要とするときに、『Ｓ２』又は『Ｓ３』のサブスロットのタイミング、即ち、ＳＣＨ送信タイミングで必要なスロット数等を含む通信要求をＳＣＨとして送信する（ステップＳ４０２）。ここで送信されるＳＣＨは、図４に示すとおり、他のフレームの１／２長であるスロット割当フレームである。即ち、１つのタイムスロットに２つのＳＣＨが送信可能である。 The slave node 110 receives the BCC transmitted from the master node 100 and analyzes the content described in the BCC. That is, slot allocation information is acquired. The slave node 110 recognizes information such as allocation of various slots, instructions from the master node, and the like based on the analysis.
When the slave node 110 needs a slot, for example, when it communicates, the slave node 110 issues a communication request including the timing of the subslot of “S2” or “S3”, that is, the number of slots necessary at the SCH transmission timing. It transmits as SCH (step S402). As shown in FIG. 4, the SCH transmitted here is a slot allocation frame that is 1/2 the length of other frames. That is, two SCHs can be transmitted in one time slot.

マスターノード１００は、スレーブノード１１０から送信されたＳＣＨを受信し、スレーブノード１１０の要求スロット数を認識する。マスターノード１００は、認識したスレーブノード１１０の要求や、他のノードから受信したスロット割当て要求を認識し、スーパーフレームのどのタイムスロットにどのノードに電波の送信権を割振るか任意に定める。マスターノード１００は、定めたスロットの割振り指示（結果）をスロット割当て情報として構成しＢＣＣを送信する（ステップＳ４０３）。 The master node 100 receives the SCH transmitted from the slave node 110 and recognizes the request slot number of the slave node 110. The master node 100 recognizes the recognized request of the slave node 110 and the slot allocation request received from another node, and arbitrarily determines which node in the superframe is assigned radio wave transmission rights. The master node 100 configures the assigned slot allocation instruction (result) as slot allocation information and transmits a BCC (step S403).

スレーブノード１１０は、マスターノード１００から送信されたＢＣＣを受信し、ＢＣＣに記載された内容を分析し、マスターノード１００が割振ったスロットのタイミングでＴＣＨを送信する（ステップＳ４０４）。 The slave node 110 receives the BCC transmitted from the master node 100, analyzes the contents described in the BCC, and transmits the TCH at the timing of the slot allocated by the master node 100 (step S404).

各ノードもスレーブノード１１０と同様に、ＢＣＣを受信し、各々のタイミングで、サブスロットのタイミングでＳＣＨを発信する。 Similarly to the slave node 110, each node receives the BCC and transmits the SCH at the timing of the subslot at each timing.

このようにして、基本ネットワークは、複数のノードから発信されるＳＣＨを、拡散させることができる。
即ち、スレーブノードから発信される通信要求を効率よく処理できる。 In this way, the basic network can spread SCHs transmitted from a plurality of nodes.
That is, communication requests transmitted from slave nodes can be processed efficiently.

次に、通信システム全体の動作を説明する。 Next, the operation of the entire communication system will be described.

第２の基本ネットワーク２０は、前述の第１の基本ネットワーク１０と同様に動作し、第２の基本ネットワーク２０を構築する。即ち、通信システムには、マスターノード１００とマスターノード２００が構築する２つの基本ネットワークが在る。 The second basic network 20 operates in the same manner as the first basic network 10 described above, and constructs the second basic network 20. That is, the communication system includes two basic networks constructed by the master node 100 and the master node 200.

中継ノード１２０、２２０は、マスターノード１００、２００から送信されるＢＣＣを受信し、また、マスターノード１００、２００からの中継要求情報や中継通信データ等を受信する。 The relay nodes 120 and 220 receive the BCC transmitted from the master nodes 100 and 200, and also receive relay request information, relay communication data, and the like from the master nodes 100 and 200.

中継ノード１２０は、マスターノード１００がＢＣＣを介して送信した、中継要求情報を受信すると、当該情報に従い動作する。中継ノード１２０は、基本ネットワーク１０内の通信から基本ネットワーク１０、２０間の通信状態に切替を行なう。 When the relay node 120 receives the relay request information transmitted from the master node 100 via the BCC, the relay node 120 operates according to the information. The relay node 120 switches from communication in the basic network 10 to a communication state between the basic networks 10 and 20.

同様に、中継ノード２２０も、マスターノード２００がＢＣＣを介して送信した、中継要求情報を受信すると、基本ネットワーク間通信状態に切り替わる。 Similarly, when the relay node 220 receives the relay request information transmitted from the master node 200 via the BCC, the relay node 220 switches to the basic inter-network communication state.

中継ノード１２０は、第１の無線周波数Ｆ１を用いて、マスターノード１００の発信するＢＣＣを『Ｍ６』スロットのタイミングで受信し、第２の無線周波数Ｆ２を用いて、マスターノード２００の発信するＢＣＣを『Ｍ７』スロットのタイミングで受信する。 The relay node 120 receives the BCC transmitted from the master node 100 using the first radio frequency F1 at the timing of the “M6” slot, and uses the second radio frequency F2 to transmit the BCC transmitted from the master node 200. Is received at the timing of the “M7” slot.

中継ノード１２０は、マスターノード２００に通信要求を行なうとき、即ち、通信の中継を行なうときに、『Ｓ２』又は『Ｓ３』のサブスロットのタイミング（ＳＣＨ送信タイミング）、で必要なスロット数等を含む通信要求をＳＣＨとして送信する。ここで送信されるＳＣＨは、図４に示すとおり、他のフレームの１／２長であるスロット割当フレームである。即ち、１つのタイムスロットに２つのＳＣＨが送信可能である。 When the relay node 120 makes a communication request to the master node 200, that is, when relaying the communication, the relay node 120 determines the number of slots necessary for the sub-slot timing (SCH transmission timing) of “S2” or “S3”. A communication request including this is transmitted as an SCH. As shown in FIG. 4, the SCH transmitted here is a slot allocation frame that is 1/2 the length of other frames. That is, two SCHs can be transmitted in one time slot.

中継ノード２２０は、中継ノード１２０と同様に、第２の無線周波数Ｆ２を用いて、マスターノード２００の発信するＢＣＣを受信し、第１の無線周波数Ｆ１を用いて、マスターノード１００の発信するＢＣＣを受信する。 Similarly to the relay node 120, the relay node 220 receives the BCC transmitted from the master node 200 using the second radio frequency F2, and uses the first radio frequency F1 to transmit the BCC transmitted from the master node 100. Receive.

中継ノード２２０は、マスターノード１００に通信要求を行なうとき、即ち、通信の中継を行なうときに、『Ｓ２』又は『Ｓ３』のサブスロットのタイミング、で通信要求をＳＣＨとして送信する。 When the relay node 220 makes a communication request to the master node 100, that is, when relaying communication, the relay node 220 transmits the communication request as an SCH at the timing of the sub-slot of “S2” or “S3”.

中継ノード１２０、２２０は、自らが属するマスターノードから送信される通信を、別の基本ネットワークのマスターノードに通信することで、通信を中継する。即ち、中継ノード１２０、２２０は、第１の基本ネットワーク１０と第２の基本ネットワーク２０とを連結し、マスターノード１００、２００間の通信を中継する。 The relay nodes 120 and 220 relay communications by communicating communications transmitted from the master node to which the relay nodes 120 and 220 belong to a master node of another basic network. That is, the relay nodes 120 and 220 connect the first basic network 10 and the second basic network 20 and relay communication between the master nodes 100 and 200.

このようにして、通信システムは、中継ノードから発信されるＳＣＨを、拡散させることができる。 In this way, the communication system can spread the SCH transmitted from the relay node.

また、中継ノードが他のノードと同時に通信要求を発信する可能性を低減できる。同じく、通信要求以外の通信との干渉を低減できる。 Further, the possibility that the relay node transmits a communication request simultaneously with other nodes can be reduced. Similarly, interference with communications other than communication requests can be reduced.

即ち、中継ノードから発信される通信要求を効率よく処理できる。 That is, a communication request transmitted from the relay node can be processed efficiently.

次に、別の実施の一形態を説明する。 Next, another embodiment will be described.

上記通信システムで通信要求は、スレーブノード群が『Ｓ２』『Ｓ３』スロットのサブスロットを用いて、ＳＣＨ（通信要求）を送信する。 In the communication system, a slave node group transmits an SCH (communication request) using sub slots of “S2” and “S3” slots.

ネットワーク間で、ネットワーク情報を送受するような場合には、多量のトラフィックを送受信する為に多量の通信要求（ＳＣＨ）を発生させる必要があり、中継ノードの通信要求（ＳＣＨ）が干渉する確率が高い。このため、中継ノードのシステムの負荷や通信の集中により、通信速度の遅延や通信効率の悪化などが発生する。 When network information is transmitted and received between networks, it is necessary to generate a large amount of communication requests (SCH) in order to transmit and receive a large amount of traffic, and there is a probability that the communication request (SCH) of the relay node interferes. high. For this reason, a delay in communication speed and deterioration in communication efficiency occur due to the system load of the relay node and the concentration of communication.

本実施の一形態では、スロットの割当て情報に加え、スレーブノード群が通信要求を送信する方法、即ち、通信タイミング（使用スロット）を『Ｓ２』、『Ｓ３』スロットに指定する情報や、サブスロットの前半又は後半の何れかを使用する様指示する等の通信方式（スロットの使用方式）を指定する通信要求指定情報を発信する。即ち、マスターノードが通信要求指定情報をスレーブノード群に送信することに特徴がある。 In the present embodiment, in addition to slot allocation information, a method in which a slave node group transmits a communication request, that is, information for specifying communication timing (used slot) as “S2” and “S3” slots, Communication request designation information for designating a communication method (slot usage method) such as instructing to use either the first half or the second half of. That is, the master node is characterized in that the communication request designation information is transmitted to the slave node group.

マスターノード１００、２００は、中継ノードや、頻繁に通信するノードに、優先的にＳＣＨを発信するタイミングを割当て、ＢＣＣを用いて通信要求指定情報を発信する。 The master nodes 100 and 200 allocate the timing for transmitting SCH preferentially to relay nodes and nodes that frequently communicate, and transmit communication request designation information using BCC.

スレーブノード１１０は、自らが通信を行なう時など、スロットを必要とするときに、必要なスロット数等を含む通信要求をＢＣＣより取得した通信要求指定情報（ＳＣＨの送信タイミング、通信方式）に従い、ＳＣＨとして送信する。 When the slave node 110 needs a slot, for example, when performing communication itself, the slave node 110 follows a communication request specifying information (SCH transmission timing, communication method) including a communication request including the necessary number of slots from the BCC. Transmit as SCH.

これは、マスターノード１００が送信した通信要求指定情報に従い、スレーブノード１１０がＳＣＨを発信（送信）したことになる。 This means that the slave node 110 transmits (transmits) the SCH according to the communication request designation information transmitted by the master node 100.

中継ノード１２０は、スレーブノード１１０と同様に、ＢＣＣを受信し、通信要求指定情報に従い、ＳＣＨを発信する。他のスレーブノード群も同様に、ＢＣＣを受信し、通信要求指定情報に従い、ＳＣＨを発信する。 Similar to the slave node 110, the relay node 120 receives the BCC and transmits the SCH according to the communication request designation information. Similarly, other slave nodes receive BCC and transmit SCH according to the communication request designation information.

即ち、スレーブノード群は、マスターノードが指定した通信要求指定情報に従い、通信要求を送信する。 That is, the slave node group transmits a communication request according to the communication request specifying information specified by the master node.

更に、中継ノードや頻繁に通信するノードでは、通信が集中する為、優先的にＳＣＨを発信するタイミングを割当てることで、輻輳を防止できる。 Further, since communication is concentrated in relay nodes and nodes that frequently communicate, congestion can be prevented by assigning a timing for preferentially transmitting SCH.

同じく、スレーブノード群から発信されたＳＣＨが他のＳＣＨや他の通信と干渉する確率が低くなり、再発信の回数が減少する為、各ノードの処理負荷を低減できる。 Similarly, the probability that the SCH transmitted from the slave node group interferes with other SCHs and other communications is reduced, and the number of retransmissions is reduced, so that the processing load on each node can be reduced.

更に、互いに異なる周波数で通信を行うネットワーク間の輻輳を防止し、通信を良行にできる。 Furthermore, congestion between networks that communicate at different frequencies can be prevented, and communication can be performed successfully.

即ち、スレーブノード群から発信される通信要求を効率よく処理できる無線通信方法を提供できる。 That is, it is possible to provide a wireless communication method that can efficiently process a communication request transmitted from a slave node group.

複数のネットワーク間の無線通信に使用される中継ノードの発信する通信要求を効率良く処理できる。 Communication requests transmitted by relay nodes used for wireless communication between a plurality of networks can be efficiently processed.

尚、通信要求指定情報で指定するＳＣＨを送信するタイミングを、『Ｓ２』『Ｓ３』スロットのサブスロットに限定せずに、他の『Ｓ』スロットと合わせて使用しても良い。このときは、『Ｓ２』『Ｓ３』スロットのサブスロットを優先的に割当てれば、通信効率の向上が図れる。 The timing for transmitting the SCH designated by the communication request designation information is not limited to the subslots of the “S2” and “S3” slots, but may be used in combination with other “S” slots. At this time, if the sub slots of the “S2” and “S3” slots are preferentially assigned, the communication efficiency can be improved.

同じく、中継ノードが、内蔵するメモリバッファを用いて、通信の送信タイミングの調整を行なえば、マスターノード間の通信効率の向上が図れる。 Similarly, if the relay node adjusts the transmission timing of communication using a built-in memory buffer, the communication efficiency between master nodes can be improved.

本発明は、例えば、基地局と移動局間の無線通信システム、移動局相互間の無線通信システムに適用できる。 The present invention can be applied to, for example, a radio communication system between a base station and a mobile station and a radio communication system between mobile stations.

１０第１の基本ネットワーク
２０第２の基本ネットワーク
１００第１のマスターノード
１１０スレーブノード
１２０第１の中継ノード
２００第２のマスターノード
２１０スレーブノード
２２０第２の中継ノード 10 first basic network 20 second basic network 100 first master node 110 slave node 120 first relay node 200 second master node 210 slave node 220 second relay node

Claims

マスターノードと複数のスレーブノードからなるスレーブノード群とがそれぞれ割当てられたタイムスロットを介して通信を行なう通信方式において、
それぞれの無線ネットワークで、自ネットワークで使用する周波数帯でのタイムスロットの一部である特定のタイムスロットを複数のサブタイムスロットに分割して扱い、
それぞれ異なる周波数帯を用いた無線ネットワークの間で通信を行なう場合で、一方のネットワークのマスターノードが自ネットワークのスレーブノードから別のネットワークと無線通信を可能とする中継ノードを選出して、当該選出された中継ノードが別のネットワークのマスターノードにも通信要求を送信する際に、
中継ノードを選出したマスターノードは、通信要求指定情報として、自ネットワークの前記中継ノードに対して、中継先となる前記別のネットワークのマスターノードに対して発信させる通信要求の送信スロットを設定する際に、サブタイムスロットの指定と共にそのタイムスロットの前方又は後方の何れを使用するかを指定する内容を送信し、
前記マスターノードから選ばれた前記中継ノードたるスレーブノードは、前記通信要求指定情報に従って、前記サブタイムスロットを用いて、中継する両ネットワークの周波数帯でそれぞれの無線ネットワークへの必要な通信要求を、指定されたサブタイムスロットの前方又は後方に合わせたタイミングで、送信し、
前記通信要求をそれぞれの無線ネットワークのマスターノードがサブタイムスロット毎にそれぞれ自ネットワークで使用している周波数帯から検出することにより、
それぞれの無線ネットワークのマスターノードが、それぞれ自ネットワークで用いる周波数帯のタイムスロットから、前記通信要求を行なった中継ノードたるスレーブノードに対して、要求に応じたタイムスロットを割当てる
ことを特徴とする無線通信方法。 In a communication system in which a master node and a slave node group consisting of a plurality of slave nodes communicate through time slots assigned to each,
In each wireless network, a specific time slot that is a part of a time slot in the frequency band used in its own network is divided into a plurality of sub time slots,
In case of performing communications between the wireless network using different frequency bands, and selects the relay node the master node in one network to enable another network and the wireless communication from the slave node of its own network, the selected when been relay node sends a communication request to the master node of another network,
When the master node that has selected the relay node sets, as communication request designation information, a transmission slot for a communication request to be transmitted to the relay node of the other network as a relay destination for the relay node of its own network To specify the sub time slot and the content specifying whether to use the front or rear of the time slot,
Wherein said relay node serving slave node selected from the master node, according to the communication request specifying information, using the sub-time slot, the frequency band of the two networks for relaying the necessary communication request to each of the wireless network, Transmit at the timing that matches the front or back of the specified sub time slot ,
By detecting the communication request from the frequency band used by the master node of each wireless network for each sub time slot,
A wireless node in which a master node of each wireless network assigns a time slot according to a request from a time slot in a frequency band used in the own network to a slave node as a relay node that has made the communication request. Communication method.

請求項１記載の無線通信方法であって、
前記スレーブノード群に割当てられ、複数のサブタイムスロットに分割されるタイムスロットが、複数のタイムスロットであることを特徴とする無線通信方法。 The wireless communication method according to claim 1,
2. A radio communication method according to claim 1, wherein time slots assigned to the slave node group and divided into a plurality of sub time slots are a plurality of time slots.

マスターノードと複数のスレーブノードからなるスレーブノード群とがそれぞれ割当てられたタイムスロットを介して通信を行なう無線通信システムにおいて、
それぞれ異なる周波数帯を用いた無線ネットワークの間で通信を行なう場合で、一方のネットワークのマスターノードが自ネットワークのスレーブノードから別のネットワークと無線通信を可能とする中継ノードを選出して、当該選出された中継ノードが別のネットワークのマスターノードにも通信要求を送信する際に、
それぞれの無線ネットワークで、自ネットワークで使用する周波数帯でのタイムスロットの一部である特定のタイムスロットを複数のサブタイムスロットに分割して扱い、
中継ノードを選出したマスターノードは、通信要求指定情報として、自ネットワークの前記中継ノードに対して、中継先となる前記別のネットワークのマスターノードに対して発信させる通信要求の送信スロットを設定する際に、サブタイムスロットの指定と共にそのタイムスロットの前方又は後方の何れを使用するかを指定する内容を送信し、
前記マスターノードから選ばれた前記中継ノードたるスレーブノードは、前記通信要求指定情報に従って、前記サブタイムスロットを用いて、中継する両ネットワークの周波数帯でそれぞれの無線ネットワークへの必要な通信要求情報を、指定されたサブタイムスロットの前方又は後方に合わせたタイミングで、送信し、
前記それぞれの無線ネットワークのマスターノードは、前記サブタイムスロット毎にそれぞれ自ネットワークで使用している周波数帯から通信要求情報を検出すると共に、それぞれ自ネットワークで用いる周波数帯のタイムスロットから、前記通信要求を行なった中継ノードたるスレーブノードに対して、要求に応じたタイムスロットを割当てる
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system in which a master node and a slave node group composed of a plurality of slave nodes perform communication via assigned time slots,
In case of performing communications between the wireless network using different frequency bands, and selects the relay node the master node in one network to enable another network and the wireless communication from the slave node of its own network, the selected when been relay node sends a communication request to the master node of another network,
In each wireless network, a specific time slot that is a part of a time slot in the frequency band used in its own network is divided into a plurality of sub time slots,
When the master node that has selected the relay node sets, as communication request designation information, a transmission slot for a communication request to be transmitted to the relay node of the other network as a relay destination for the relay node of its own network To specify the sub time slot and the content specifying whether to use the front or rear of the time slot,
Wherein said relay node serving slave node selected from the master node, according to the communication request specifying information, using the sub-time slot, the necessary communication request information to each of the radio network in a frequency band of the two networks for relaying , Transmit at the timing matched to the front or rear of the specified sub time slot ,
The master node of each wireless network detects communication request information from the frequency band used in its own network for each of the sub time slots, and also transmits the communication request from the time slot of the frequency band used in its own network. A wireless communication system, characterized in that a time slot corresponding to a request is assigned to a slave node that is a relay node that performs the above.

請求項３記載の無線通信システムであって、
前記スレーブノード群に割当てられ、複数のサブタイムスロットとして使用されるタイムスロットが、複数のタイムスロットであることを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system according to claim 3 ,
A wireless communication system, wherein time slots assigned to the slave node group and used as a plurality of sub time slots are a plurality of time slots.

請求項３又は４に記載の無線通信システムであって、
接続する両無線ネットワークのマスターノードは、相互に中継ノードを選出して、実通信データの流れに合わせた２本のリンクを対に接続して、双方向無線通信ネットワークを運用する際に、それぞれの無線ネットワーク内で使用される通信要求にも前記サブタイムスロットを用いる
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 3 or 4 ,
When operating the bidirectional wireless communication network, the master nodes of both wireless networks to be connected select a relay node from each other, connect two links according to the flow of actual communication data in pairs, A wireless communication system, wherein the sub time slot is also used for a communication request used in the wireless network.