專利名稱：無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)(autonomous distributednetwork)中采用基 于通信設(shè)備的異步控制的時分多路復(fù)用連接方法的無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無 線通信方法。
背景技術(shù)：
目前，不在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置基站而通過終端站點(diǎn)的直接通信的管理方法，例如基于 IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)(無線LAN)的專有模式(ad hoc mode)是公知的。
此外，近年來，作為近距離超高速數(shù)據(jù)通信的技術(shù)，與傳統(tǒng)上使用特定載波的通信 系統(tǒng)不同，用于發(fā)送在非常短的脈沖序列上攜載的信息的超寬帶無線通信引起人們的廣泛關(guān)注。此種超寬帶無線通信能夠直接地?zé)o線發(fā)送基帶信號，從而實現(xiàn)簡單的電路結(jié)構(gòu)并 被強(qiáng)烈推薦為用于大約100Mbps的數(shù)據(jù)通信率的個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的候選。另外，作為在移動電話和其它系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)的時分多路復(fù)用連接方法，在網(wǎng) 絡(luò)中設(shè)置基站并且使所有的移動終端站點(diǎn)與來自基站的信號同步地執(zhí)行時分多路復(fù)用連 接的方法是公知的。為了使多個設(shè)備同步參與超寬帶通信，通常考慮時分多路復(fù)用連接的方法。此外，為了在多個設(shè)備中構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)的中心設(shè)置稱作“協(xié)調(diào)器”的控制 站并利用控制站對時分多路復(fù)用的中心管理，對于多個設(shè)備參與超寬帶通信來說是公知的 (IEEE802. 15. 3)。但是，在近來熱鬧的超寬帶通信中，使用極弱的脈沖序列用于通信，從而存在如下 缺點(diǎn)，即在傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)中使用的用于檢測載波的部件的方便配置變得困難。另外，在傳統(tǒng)的無線LAN的專有模式中，不需要在所有終端之間建立同步，但是存 在如下缺點(diǎn)，即需要在發(fā)送信息之前用于檢測載波的部件，從而防止與其它終端通信的沖 突。因此，該技術(shù)不能用于無線通信。此外，當(dāng)使用運(yùn)行于無線LAN的專有模式的多個終端構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時，由于不知道信 息何時從另一個終端到達(dá)，所以經(jīng)常需要操作以準(zhǔn)備接收信號，從而存在很難降低功耗的 缺點(diǎn)。另外，當(dāng)運(yùn)行在專有模式時，由于不能時時與其它設(shè)備同步，所以當(dāng)多個通信鏈路 以預(yù)定周期重復(fù)傳輸信息時，存在難以實現(xiàn)時分多路復(fù)用通信的缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)的移動電話和其它時分多路復(fù)用通信系統(tǒng)中，為了避免按時間劃分的時隙 的沖突，系統(tǒng)中的所有終端必須與基站同步，因此需要安置使所有終端站與基站同步的復(fù) 雜機(jī)制。
此外，當(dāng)在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中通過時分多路復(fù)用進(jìn)行通信時，需要在網(wǎng)絡(luò)的中心設(shè)置稱作“協(xié)調(diào)器”的控制站并且使控制站中樞管理各種操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方 法，即使在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的所有設(shè)備沒有全部正確同步時，也能夠使任意多個設(shè)備參與用于多 個數(shù)據(jù)通信的時分多路復(fù)用通信。本發(fā)明的第二個目的是提供一種無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方 法，當(dāng)任意多個通信設(shè)備構(gòu)成專有網(wǎng)絡(luò)時，能夠方便地進(jìn)行時分多路復(fù)用通信。本發(fā)明的第三個目的是提供一種無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方 法，即使在超寬帶無線通信中沒有設(shè)置特定控制設(shè)備時，也能夠進(jìn)行訪問控制。本發(fā)明的第四個目的是提供一種無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方 法，僅在需要時進(jìn)行接收操作，而無需一直參與接收操作，并且由此能夠容易地減少功耗。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面是一種無線通信設(shè)備，在沒有任何特定控 制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)中與其它無線通信設(shè)備進(jìn)行通信，該無線通信設(shè)備包括幀周 期設(shè)置部件，用于設(shè)置通過每一個無線通信設(shè)備的預(yù)定幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè) 置用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；以及接收時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置至少一個接收時隙用來在 幀周期中接收信號。優(yōu)選的是，還包括發(fā)送部件，用于在幀周期的預(yù)定定時向其它無線通信設(shè)備發(fā)送 信標(biāo)信號，該信標(biāo)具有關(guān)于接收時隙設(shè)置部件所設(shè)置的接收時隙的定時的信息；以及接收 部件，用于接收其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信號。優(yōu)選的是，該接收部件在接收時隙設(shè)置部件所設(shè)置的接收時隙的定時接收信號。本發(fā)明的第二方面是一種無線通信設(shè)備，在沒有任何特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布 式網(wǎng)絡(luò)中與其它無線通信設(shè)備進(jìn)行通信，該無線通信設(shè)備包括幀周期設(shè)置部件，用于設(shè)置 預(yù)定的幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；掃描周期設(shè)置部 件，用于設(shè)置比幀周期長的任意掃描周期；以及掃描部件，用于在超出幀周期單元的時間接 收其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號。優(yōu)選的是，還包括管理部件，用于將接收的信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時轉(zhuǎn) 換成其自己的時隙位置；以及發(fā)送部件，用于在存在指向其它無線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)時、在相 應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送信號。優(yōu)選的是，還包括控制部件，用于使發(fā)送部件在存在指向其它無線通信設(shè)備的數(shù) 據(jù)時、在相應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送信號；所述掃描部件獲取來自其它無 線通信設(shè)備的信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時。本發(fā)明的第三方面是一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布 式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于構(gòu)成該網(wǎng)絡(luò)的每一個無線通信設(shè)備包 括幀周期設(shè)置部件，用于設(shè)置預(yù)定的幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用作數(shù)據(jù)發(fā)送 單元的時隙；信標(biāo)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用來在幀周期的預(yù)定定時發(fā)送信標(biāo)信號的信標(biāo) 時隙；以及接收時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置至少一個接收時隙用來在幀周期中接收信號。優(yōu)選的是，在幀周期頭部的定時發(fā)送信標(biāo)信號。
優(yōu)選的是，排列用于無線通信設(shè)備發(fā)送信號的定時以便彼此相互不重疊。本發(fā)明的第四方面是一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布 式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定的幀周 期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙，并且設(shè)置用來在幀周期的預(yù)定定時發(fā)送信標(biāo)信號的至少一 個信標(biāo)時隙和用于在幀周期中的接收操作的接收時隙。 優(yōu)選的是，發(fā)送具有關(guān)于所設(shè)置的接收時隙的定時的信息的信標(biāo)信號，并將其存 在通知給鄰近位置的其它無線通信設(shè)備。本發(fā)明的第五方面是一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布 式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定的幀周 期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙，提供比幀周期長的任意掃描周期，在超過幀周期單元的時 間執(zhí)行用于連續(xù)接收的掃描處理，并且接收鄰近位置的其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號。優(yōu)選的是，管理其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號的接收定時和接收時隙的定 時。本發(fā)明的第六方面是一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布 式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于在每一個無線通信設(shè)備中包括步驟 設(shè)置預(yù)定的幀周期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；設(shè)置用于在幀周期的頭部定時發(fā)送信標(biāo)信 號的至少一個信標(biāo)時隙和用于在幀周期中的接收操作的接收時隙；發(fā)送具有關(guān)于所設(shè)置的 接收時隙的定時的信息、并通知鄰近位置的其它無線通信設(shè)備其存在的信標(biāo)信號；設(shè)置比 幀周期長的任意掃描周期；以及在超過幀周期單元的時間執(zhí)行用于連續(xù)接收的掃描處理。優(yōu)選的是，接收鄰近位置的其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號，管理信標(biāo)信號的 接收的定時和接收時隙的定時，并且在指向其它無線通信設(shè)備的通信時在相應(yīng)的無線通信 設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送信號。根據(jù)本發(fā)明，通過提供對于所有設(shè)備公用的幀周期，將幀劃分為更短時間單元的 時隙，設(shè)置至少一個在其自己設(shè)置的幀周期的頭部定時周期發(fā)送的信標(biāo)時隙和由其自己接 收的接收時隙，將接收時隙的位置寫入信標(biāo)信息中并發(fā)送該信標(biāo)，并由此通知鄰近位置的 其它無線通信設(shè)備。此外，每一個設(shè)備提供具有比幀周期長的周期的掃描周期。當(dāng)該周期通過時，參與 幀周期上的接收操作，從鄰近位置的設(shè)備接收信標(biāo)，并確認(rèn)該鄰近位置處的設(shè)備。然后，當(dāng)接收時隙的定時到達(dá)時，每一個設(shè)備重復(fù)并周期地參與接收處理。在幀周期中至少提供一個接收時隙，但是也可以根據(jù)設(shè)備需要提供多個接收時 隙。當(dāng)向特定設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時，本發(fā)明在寫入周圍設(shè)備的信標(biāo)信號中的接收時隙的位 置的定時發(fā)送數(shù)據(jù)，通過掃描可以所述從周圍設(shè)備接收信號。只要增加接收時隙變?yōu)楸匾?，通過增加接收時隙，接收數(shù)據(jù)的設(shè)備也可以采用能 夠處理大量數(shù)據(jù)通信的結(jié)構(gòu)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu) 成無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備排列的示例圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的無線通信設(shè)備中所采用的幀周期的結(jié)構(gòu)和掃描周期的結(jié)構(gòu) 圖。圖3A至3E是具體表示圖1的無線通信系統(tǒng)的操作序列的時序圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的無線通信設(shè)備的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的信標(biāo)信息的結(jié)構(gòu)示例圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)信息的結(jié)構(gòu)示例圖。圖7是用于說明根據(jù)本發(fā)明的無線通信設(shè)備的序列操作的流程圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備排列的示例圖。圖1的無線通信系統(tǒng)10示出存在8個無線通信設(shè)備11至18的情況。也就是說，圖1示出無線通信設(shè)備11至無線通信設(shè)備18分布在同一空間中的情 形。此外，在圖1中，無線通信設(shè)備11至18的通信范圍用虛線表示。其定義為不僅在 這些范圍內(nèi)能夠與其它無線通信設(shè)備進(jìn)行通信、而且自己發(fā)送的信號導(dǎo)致干擾的范圍。在圖1的無線通信系統(tǒng)10中，無線通信設(shè)備11在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備12、 13和17進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備12在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備11和13進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備13在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備11、12和15進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備14在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備15進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備15在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備13、14和16進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備16在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備15和18進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備17在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備11進(jìn)行通信的范圍中。無線通信設(shè)備18在能夠與鄰近的無線通信設(shè)備16進(jìn)行通信的范圍中。根據(jù)本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)10采用其中無線通信設(shè)備11至18以時分方式利用一個無線傳輸信道并考慮到與它們周圍的無線通信設(shè)備之間的干擾的訪問控制方法。圖2是根據(jù)本發(fā)明的無線通信設(shè)備中所采用的幀周期的結(jié)構(gòu)和掃描周期的結(jié)構(gòu) 圖。在該實施方案中，如圖2所示，設(shè)置用于在預(yù)定定時發(fā)送信標(biāo)的信標(biāo)時隙(SO: BSLT)和用于接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)時隙(Si至S255 =DSLT)?？偣?56個時隙一起構(gòu)成幀周期 FLMP。以例如30ms至40ms設(shè)置幀周期FLMP。幀周期FLMP配置有掃描幀SCNF和常規(guī)幀NRMF。將每一個無線通信設(shè)備配置為執(zhí) 行掃描操作，用于在掃描幀SCNF中捕獲周圍存在的無線通信設(shè)備。32幀的掃描幀SCNF (FO)和常規(guī)幀NRMF (Fl至F31) —起構(gòu)成掃描周期SCNP。應(yīng)該指出的是，這里示出的時隙數(shù)量和幀數(shù)量的參數(shù)是為了便于說明而設(shè)定的數(shù) 值，但是并不僅限于這里示出的這些數(shù)值。圖3A至3E是具體表示圖1的無線通信系統(tǒng)10的操作序列的時序圖。圖3A示出無線通信設(shè)備11的通信狀態(tài)；圖3B示出無線通信設(shè)備12的通信狀態(tài)；圖3C示出無線通信設(shè)備15的通信狀態(tài)；以及圖3D和圖3E示出無線通信設(shè)備13的具體操 作狀態(tài)。應(yīng)該指出的是，在圖3A至圖3E中，BCN表示信標(biāo)，RSLT表示接收時隙，CNTRCV表 示連續(xù)接收，SCNO表示掃描操作，以及DRCV表示數(shù)據(jù)接收。此外，F(xiàn)LMP表示幀周期，并且指 定從無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)直至下一個無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)的周期(超幀)。SCNF 表示掃描幀，SCNP表示掃描周期，以及t表示時間。另外，如圖3A至3D所示，如此排列無線通信設(shè)備11、12、13和15的信標(biāo)發(fā)送位置 以便彼此相互不重疊。如此作的目的是為了避免信標(biāo)之間的沖突。因此，無線通信設(shè)備所 設(shè)置的幀周期的頭部位置設(shè)置為彼此相互移位。如圖3D和3E中所示，無線通信設(shè)備13發(fā)送事先設(shè)置的幀周期FLMP中的信標(biāo)BCN， 參與事先設(shè)置的掃描周期SCNF中的連續(xù)接收操作(CNTRCV)，并參與掃描操作(SCNO)。此時，它接收如圖3A至3C所示的在其周圍的無線通信設(shè)備12的信標(biāo)信號、無線 通信設(shè)備11的信標(biāo)信號、以及無線通信設(shè)備15的信標(biāo)信號。通過這些信標(biāo)信號能夠捕獲每一個無線通信設(shè)備所設(shè)置的接收時隙RSLT。如圖3A至3D所示，無線通信設(shè)備13在不與其周圍的這些無線通信設(shè)備11、12和 15的接收時隙RSLT發(fā)生沖突的位置設(shè)置其自己的接收時隙RSLT 13，并通過其自己發(fā)送的 下一個信標(biāo)信息BCN 13將所述設(shè)置發(fā)送給周圍的無線通信設(shè)備11、12和15。通過對每一個掃描周期FLMP執(zhí)行一系列操作，能夠設(shè)置用于傳輸數(shù)據(jù)的時隙并 捕獲周圍存在的無線通信設(shè)備。這里，無線通信設(shè)備13通過在其自己設(shè)置的接收時隙的定時接收數(shù)據(jù)，能夠從鄰 近位置的其它無線通信設(shè)備11、12和15接收數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)需要向其它無線通信設(shè)備11、12和15發(fā)送數(shù)據(jù)時，該無線通信設(shè)備13能 夠參與與目的地?zé)o線通信設(shè)備的接收時隙的定時相匹配的數(shù)據(jù)發(fā)送操作，從而發(fā)送數(shù)據(jù)而 不與其它無線通信設(shè)備的通信發(fā)生沖突。應(yīng)該指出的是，在上面的示例中，說明了將無線通信設(shè)備設(shè)置的接收時隙RSLT寫 入信標(biāo)信號并將自己的接收時隙通知其它無線通信設(shè)備的示例，但是，也可以事先確定幀 的預(yù)定時隙作為接收時隙。例如，當(dāng)屬于網(wǎng)絡(luò)的無線通信終端以彼此相互移位的定時發(fā)送 信標(biāo)，并且將發(fā)送信標(biāo)之后緊接的預(yù)定周期作為該信標(biāo)發(fā)送終端的接收時隙時，不再如上 面的示例所述需要將接收時隙的定時寫入信標(biāo)中并發(fā)出通知。在這種情況下，如果能夠控制無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)的安排來避免彼此相互重 疊，則隨此開始的接收時隙能夠避免沖突。下面將描述控制無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)的安排以避免彼此相互重疊的示例。通 過掃描操作一個設(shè)備能夠接收的其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)的位置可以在與自己的信標(biāo)發(fā) 送時間的相對時間內(nèi)捕獲并存儲在存儲部件中。然后，將所存儲的其它無線通信設(shè)備的信 標(biāo)發(fā)送位置寫入自己的信標(biāo)并通知給周圍的無線通信設(shè)備。獲得該信息的周圍的無線通信 設(shè)備避免在幀周期中已經(jīng)由自身之外的其它無線通信設(shè)備用作信標(biāo)發(fā)送定時的定時，并且 開始該幀周期。結(jié)果，能夠布置信標(biāo)以便無線通信終端的信標(biāo)發(fā)送位置彼此相互不發(fā)生重 疊，如圖3A至3D所示。下面將說明根據(jù)該實施方案的無線通信設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)示例。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的無線通信設(shè)備的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖。圖1的無線通信設(shè)備11至18具有相同的結(jié)構(gòu)，因此這里用標(biāo)號100代表這些無 線通信設(shè)備。如圖4所示，該無線通信設(shè)備100包括時間計數(shù)部分101、幀管理部分102、信息存 儲部分103、接口 104、發(fā)送緩沖器105、時隙管理部分106、接收緩沖器107、信標(biāo)生成部分 108、信標(biāo)分析部分109、無線發(fā)送部分110、定時控制部分111、無線接收部分112、以及天線 113。應(yīng)該指出的是，例如，幀管理部分102配置有幀周期設(shè)置部件和掃描周期設(shè)置部 件，而時隙管理部分106和信標(biāo)生成部分108等配置有接收時隙設(shè)置部件。時間計數(shù)部分101包括例如計數(shù)器，對所有設(shè)備公用的幀周期FLMP和掃描周期 SCNP等的時間進(jìn)行計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果輸出到幀管理部分102。幀管理部分102設(shè)置由該無線通信設(shè)備100所設(shè)置的幀周期FLMP及其開始時間 和掃描周期SCNP。信息存儲部分103在時隙管理部分106的管理下存儲鄰近位置的無線通信設(shè)備的 接收時隙位置和信標(biāo)發(fā)送位置的信息。接口 104是未示出的連接到該無線通信設(shè)備100上的應(yīng)用設(shè)備與發(fā)送緩沖器105 和接收緩沖器107之間輸入/輸出端。發(fā)送緩沖器105存儲將要從經(jīng)由接口 104連接的應(yīng)用設(shè)備發(fā)送的信息。當(dāng)經(jīng)由接口 104接收數(shù)據(jù)發(fā)送請求而發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送緩沖器105將包括數(shù)據(jù)的 目的地的信息通知時隙管理部分106。時隙管理部分106指定該無線通信設(shè)備100的接收時隙以及用于針對其它無線通 信設(shè)備的發(fā)送的時隙。時隙管理部分106使來自各個無線通信設(shè)備的定時信息與其自己的幀周期FLMP 相配合，并將其存儲在信息存儲部分103中作為其自己鄰近位置的無線通信設(shè)備的定時信 肩、ο接收緩沖器107存儲無線接收的信息，用于將該信息發(fā)送到所連接的應(yīng)用設(shè)備。信標(biāo)生成部分108根據(jù)時隙管理部分106的指令，生成該無線通信設(shè)備100的標(biāo) 識符和設(shè)置的接收時隙作為信標(biāo)信號。信標(biāo)分析部分109從接收的信標(biāo)信號分析信標(biāo)的定時和接收時隙，并將分析結(jié)果 輸出到時隙管理部分106。無線發(fā)送部分110調(diào)制要發(fā)送的信標(biāo)和發(fā)送數(shù)據(jù)以將它們轉(zhuǎn)換成無線發(fā)送信號， 并在定時控制部分111指定的定時通過天線113向傳輸介質(zhì)(空氣)發(fā)射無線信號。定時控制部分111通過時隙管理部分106的指令指定無線發(fā)送部分110中的發(fā)送 定時，并指定無線接收部分112中的接收定時。無線接收部分112在定時控制部分111指定的預(yù)定定時通過天線113接收從其它 無線通信設(shè)備發(fā)送的信號。天線113將來自無線發(fā)送部分110的無線信號發(fā)射到傳輸介質(zhì)(空氣)中，從傳 輸介質(zhì)(空氣)接收無線信號并供應(yīng)給無線接收部分112。當(dāng)掃描周期到達(dá)時，具有上述結(jié)構(gòu)的無線通信設(shè)備100從定時控制部分111接收通知。幀管理部分102通知時隙管理部分106接收到完整的幀。時隙管理部分106向定時 控制部分111發(fā)出指令，由此使無線接收部分112在預(yù)定時間操作。無線接收部分112接收的信標(biāo)信號在信標(biāo)分析部分109進(jìn)行分析，然后將信標(biāo)的 定時信息和無線通信設(shè)備的接收時隙的定時通知給時隙管理部分106。時隙管理部分106 將來自各個無線通信設(shè)備的定時信息與其幀周期FLMP的時隙匹配并作為鄰近位置的無線 通信設(shè)備的定時信息存儲到信息存儲部分103中。此外，當(dāng)發(fā)送信標(biāo)時，幀管理部分102在幀的頭部定時發(fā)出用于發(fā)送信標(biāo)的指令 給時隙管理部分106。時隙管理部分106請求信標(biāo)生成部分108生成信標(biāo)信號，并通知其自 己的接收時隙的定時給定時控制部分111。信標(biāo)生成部分108生成寫入其自己的接收時隙的位置的信標(biāo)信號。然后，當(dāng)幀的頭部定時到達(dá)時，定時控制部分111將用于無線發(fā)送的指令傳送給 無線發(fā)送部分110，于是無線發(fā)送部分Iio通過天線113發(fā)送信標(biāo)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送緩沖器105通過接口 104接收數(shù)據(jù)發(fā)送請求，并將包括數(shù) 據(jù)的目的地信息在內(nèi)的信息通知給時隙管理部分106。時隙管理部分106參照信息存儲部分103所存儲的信息中目的地?zé)o線通信設(shè)備的 接收時隙的定時。如果已經(jīng)設(shè)置接收時隙，則將該定時發(fā)送給定時控制部分111。在預(yù)定時隙的定時到達(dá)時，定時控制部分111將用于無線發(fā)送的指令傳送給無線 發(fā)送部分110。由此，無線發(fā)送部分110通過天線113發(fā)送將要被發(fā)送的數(shù)據(jù)。在接收數(shù)據(jù)時，首先時隙管理部分106將其自己的接收時隙的定時通知定時控制 部分111，然后定時控制部分111使無線接收部分112在接收時隙的定時操作。無線接收部分112接收的數(shù)據(jù)信號存儲在接收緩沖器117中。在能夠正確收集恒 定的數(shù)據(jù)時，通過接口 104在預(yù)定定時將數(shù)據(jù)傳送給連接到無線通信設(shè)備100的應(yīng)用設(shè)備。圖5是根據(jù)本發(fā)明的信標(biāo)信息的結(jié)構(gòu)示例圖。該信標(biāo)信息200可以配置為具有無線通信設(shè)備的區(qū)別信息，例如象MAC地址的通 信設(shè)備地址(CMADR) 201 ；表示該無線通信設(shè)備的信標(biāo)發(fā)送周期的信標(biāo)周期信息(BPI) 202 ； 表示設(shè)置為接收時隙的定時的接收時隙信息(RSN) 203 ；以及根據(jù)需要的接收時隙信息。此外，還可以配置為具有直至預(yù)定信息長度的保留區(qū)域(RSV) 204、以及添加到尾 部的用于校驗差錯的CRC 205。在此應(yīng)該指出的是，為了便于說明，另外示出了每一個信息的長度的一般值。在圖5中，通信設(shè)備地址(CMADR) 201表示為6字節(jié)，信標(biāo)周期信息(BPI) 202表示為1字節(jié)，而接收時隙信息(RSN) 203表示為1字節(jié)。圖6是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)信息的結(jié)構(gòu)示例圖。該數(shù)據(jù)信息300構(gòu)成為包含例如目的地地址信息的MAC首標(biāo)信息(HDI)301、作 為將要發(fā)送的數(shù)據(jù)的內(nèi)容的數(shù)據(jù)有效載荷(DPLD) 302、以及添加在尾部的用于校驗差錯的 CRC 303。在此應(yīng)該指出的是，為了便于說明，另外示出了每一個信息的長度的一般值。在圖6中，預(yù)想數(shù)據(jù)有效載荷(DPLD) 302具有大約1500字節(jié)的容量，如IP分組能 夠很好發(fā)送的大小。下面將參照圖7的流程圖說明具有上述結(jié)構(gòu)的無線通信設(shè)備100的序列操作。
首先，在加電之后，無線通信設(shè)備100設(shè)置其自己的幀周期FLMP和信標(biāo)發(fā)送位置， 并且還設(shè)置掃描周期SCNP。然后，在幀周期FLMP之上設(shè)置掃描時間(ST3)并進(jìn)入信標(biāo)接收操作(ST4)。這里，如果接收信標(biāo)，則從寫入信標(biāo)中的信標(biāo)接收位置(定時)和接收時隙信息計 算并記錄接收的位置(定時)(ST5)。另一方面，在步驟ST4確定沒有收到信標(biāo)時，例程前進(jìn)到步驟ST6的處理。 在步驟ST6，判斷掃描時間是否已經(jīng)過去。如果掃描時間還沒有過去，則例程返回 到步驟ST4的處理。如果掃描時間已經(jīng)過去，則例程前進(jìn)到步驟ST7的處理。此外，該設(shè)備設(shè)置其自己的接收時隙以避免與其它無線通信設(shè)備的接收時隙位置 的沖突，并將此寫為信標(biāo)信息(ST7)。然后，該設(shè)備判斷信標(biāo)的發(fā)送位置的定時(幀的頭部)是否已經(jīng)到達(dá)(ST8)，并且 僅當(dāng)該定時到達(dá)時發(fā)送信標(biāo)信號(ST9)。在其自己的接收時隙的接收處理判斷其自己的接收時隙是否已經(jīng)到達(dá)(STlO)，當(dāng) 接收時隙到達(dá)時，激活無線接收部分112并參與接收處理(STll)。在此，判斷是否已經(jīng)收到針對其本身的數(shù)據(jù)(ST12)。如果已經(jīng)收到，則在存儲緩沖 器107中存儲該數(shù)據(jù)(ST13)，然后例程前進(jìn)到步驟ST14的處理。當(dāng)接收此時其它無線通信 設(shè)備的信標(biāo)時，也可以參與到信標(biāo)接收處理中。當(dāng)在步驟STlO中判斷接收時隙沒有到達(dá)時和在步驟ST12中判斷沒有收到針對其 自身的數(shù)據(jù)時，例程前進(jìn)到步驟ST14的處理。用于發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送處理判斷數(shù)據(jù)發(fā)送請求是否由發(fā)送緩沖器105經(jīng)由接口 104 收到(ST14)。然后根據(jù)所述請求獲取目的地?zé)o線通信設(shè)備的地址信息(ST15)。接著，判斷是否已經(jīng)登記與所述地址相對應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙信息 (ST16)，并且當(dāng)已經(jīng)登記時設(shè)置在那時刻的發(fā)送。也就是說，判斷相應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙的定時是否已經(jīng)到達(dá)(ST17)，并 且僅當(dāng)所述定時已經(jīng)到達(dá)時執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送處理(ST18)。然后，例程前進(jìn)到步驟ST19的處理。在此，如果在步驟ST14判斷沒有數(shù)據(jù)發(fā)送請求并且相應(yīng)無線通信設(shè)備的接收時 隙沒有登記，例程前進(jìn)到步驟ST19。在步驟ST19，判斷在步驟ST2設(shè)置的掃描周期是否已經(jīng)到達(dá)。當(dāng)還沒有到達(dá)時，例 程前進(jìn)到步驟ST8的處理，在此在用于周期地發(fā)送信標(biāo)的定時發(fā)送信標(biāo)，并參與針對接收 時隙的接收操作。此外，當(dāng)掃描周期到達(dá)時，例程前進(jìn)到步驟ST3的處理，在此執(zhí)行掃描操作，用于 再次捕獲周圍存在的無線通信設(shè)備。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方案，自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)的時分多路復(fù)用連接方法包 括在幀周期之上執(zhí)行連續(xù)的接收(掃描)操作，以便每一個無線通信設(shè)備能夠以預(yù)定的周 期捕獲鄰近位置的無線通信設(shè)備，接收其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)信號以便捕獲能夠進(jìn)行通 信的無線通信設(shè)備，從接收的信標(biāo)信息計算該無線通信設(shè)備的接收時隙，設(shè)置接收時隙以 便不與其中的設(shè)置條件相沖突，并且自發(fā)參與到與鄰近位置的其它無線通信設(shè)備的時分多路復(fù)用通信中，由此，具有在自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)中通過通信設(shè)備的異步控制能夠容易地實現(xiàn) 時分多路復(fù)用連接方法。此外，通過提供所有設(shè)備共用的幀周期，將幀劃分為更短時間單元的時隙，并且以 時隙為單元進(jìn)行通信，能夠在無線傳輸信道上以更加隨機(jī)的訪問性能進(jìn)行通信，從而能夠 無需與周圍設(shè)備進(jìn)行同步而構(gòu)成專有網(wǎng)絡(luò)。 另外，通過提供無線通信設(shè)備共用的幀周期并且在幀周期的頭部定時周期地發(fā)送 信標(biāo)，所有無線通信設(shè)備能夠捕獲鄰近位置存在的其它無線通信設(shè)備。此外，通過周期地發(fā)送每一個設(shè)備設(shè)置的幀周期中的信標(biāo)，并且設(shè)置至少一個接 收時隙用于通信設(shè)備的接收，能夠利用與其它設(shè)備通信的其它區(qū)間并能夠改善無線傳輸信 道的重復(fù)利用效率。另外，通過在每一個設(shè)備中提供任意掃描周期，并以幀周期為單元執(zhí)行連續(xù)接收 (掃描)，能夠捕獲鄰近位置的其它設(shè)備。此外，即使在與其它設(shè)備的操作時鐘中出現(xiàn)偏差，通過忽略過去的掃描信息并使 最新的掃描信息有效，能夠進(jìn)行通信而無需考慮與其它設(shè)備的時鐘偏差。從上面的描述中可以看出，能夠?qū)崿F(xiàn)無需在多個設(shè)備中進(jìn)行時鐘校對的無線通信 系統(tǒng)和無線通信方法。工業(yè)可利用性本發(fā)明使得能夠在無線傳輸信道上以更加隨機(jī)的訪問性能進(jìn)行通信，從而能夠無 需與周圍設(shè)備進(jìn)行同步而構(gòu)成專有網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明還使得所有通信設(shè)備能夠捕獲鄰近位置存 在的其它無線通信設(shè)備，能夠改善無線傳輸信道的重復(fù)利用效率，能夠捕獲將要獲得的鄰 近位置的其它設(shè)備，并且能夠無需考慮與其它設(shè)備的時鐘偏差而進(jìn)行通信，由此，本發(fā)明能 夠應(yīng)用到在沒有專用控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)中與其它無線通信設(shè)備進(jìn)行通信的系 統(tǒng)中。
權(quán)利要求
一種無線通信設(shè)備，在沒有任何特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)中與其它無線通信設(shè)備進(jìn)行通信，所述無線通信設(shè)備包括幀周期設(shè)置部件，用于通過每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；以及接收時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置至少一個接收時隙用來在幀周期中接收信號。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，還包括發(fā)送部件，用于在所述幀周期的預(yù)定定時向其它無線通信設(shè)備發(fā)送信標(biāo)信號，該信標(biāo) 具有關(guān)于所述接收時隙設(shè)置部件所設(shè)置的接收時隙的定時的信息；以及 接收部件，用于接收其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信號。
3.如權(quán)利要求2所述的無線通信設(shè)備，其中，所述接收部件在所述接收時隙設(shè)置部件 所設(shè)置的接收時隙的定時接收信號。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，還包括信標(biāo)發(fā)送部件，用于在幀周期的頭部的 定時發(fā)送信標(biāo)信號。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通信設(shè)備，還包括 數(shù)據(jù)發(fā)送部件，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到其它無線通信設(shè)備；存儲部件，用于存儲其它無線通信設(shè)備的接收時隙的定時；以及 控制部件，用于在存在到其它無線通信設(shè)備的發(fā)送數(shù)據(jù)時使所述數(shù)據(jù)發(fā)送部件在其它 無線通信設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.一種無線通信設(shè)備，在沒有任何特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)中與其它無線通 信設(shè)備進(jìn)行通信，所述無線通信設(shè)備包括幀周期設(shè)置部件，用于通過每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定的幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；掃描周期設(shè)置部件，用于設(shè)置比所述幀周期長的任意掃描周期；以及掃描部件，用于在所述幀周期單元的時間之上接收其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號。
7.如權(quán)利要求6所述的無線通信設(shè)備，還包括管理部件，用于將所述接收的信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時轉(zhuǎn)換成其自己的時隙 位置并管理；以及發(fā)送部件，用于在存在指向其它無線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)時、在相應(yīng)的無線通信設(shè)備的接 收時隙的定時發(fā)送信號。
8.如權(quán)利要求7所述的無線通信設(shè)備，還包括控制部件，用于使所述發(fā)送部件在存在 指向其它無線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)時、在相應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送信號；所述掃描部件獲取來自所述其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時。
9.如權(quán)利要求6所述的無線通信設(shè)備，還包括信標(biāo)發(fā)送定時控制部件，用于控制其自 己的信標(biāo)的發(fā)送定時，以便不與其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)發(fā)生沖突；所述掃描部件從其它無線通信設(shè)備接收信標(biāo)。
10.如權(quán)利要求6所述的無線通信設(shè)備，還包括發(fā)送部件，用于在所述幀周期的預(yù)定定 時發(fā)送信標(biāo)信號，其中該信標(biāo)信號具有所述掃描部件獲得的關(guān)于其它無線通信設(shè)備發(fā)送的 信標(biāo)發(fā)送時隙的信息。
11.一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通 信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于構(gòu)成該網(wǎng)絡(luò)的每一個無線通信設(shè)備包括幀周期設(shè)置部件，用于設(shè)置預(yù)定的幀周期；數(shù)據(jù)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；信標(biāo)時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置用來在所述幀周期的預(yù)定定時發(fā)送信標(biāo)信號的信標(biāo)時 隙；以及接收時隙設(shè)置部件，用于設(shè)置至少一個接收時隙用于所述幀周期中的接收操作。
12.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)在所述幀周期頭部的定時發(fā)送信標(biāo)信號。
13.如權(quán)利要求12所述的無線通信系統(tǒng)，其中，排列用于無線通信設(shè)備發(fā)送信標(biāo)的定 時以便彼此相互不重疊。
14.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，還包括發(fā)送部件，用于發(fā)送具有關(guān)于所述接收時隙設(shè)置部件設(shè)置的接收時隙的定時的信息的 信標(biāo)信號，并將其存在通知給鄰近位置的其它無線通信設(shè)備；掃描周期設(shè)置部件，用于設(shè)置比所述幀周期長的任意掃描周期；管理部件，用于管理接收所述信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時；并且執(zhí)行掃描處理，用于在所述幀周期單元的時間之上連續(xù)接收，并接收鄰近位置的其它 無線通信設(shè)備的信標(biāo)信號。
15.一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通 信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定的幀周期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單 元的時隙，并且設(shè)置用來在所述幀周期的預(yù)定定時發(fā)送信標(biāo)信號的至少一個信標(biāo)時隙和用 于在所述幀周期中的接收操作的接收時隙。
16.如權(quán)利要求15所述的無線通信方法，其中，發(fā)送具有關(guān)于所設(shè)置的接收時隙的定 時的信息的信標(biāo)信號，并將其存在通知給鄰近位置的其它無線通信設(shè)備。
17.如權(quán)利要求15所述的無線通信方法，其中，使無線通信設(shè)備參與在所述設(shè)置的接 收時隙的定時的接收處理并接收其它無線通信設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求15所述的無線通信方法，其中，所述系統(tǒng)在所述幀周期的頭部的定時 發(fā)送信標(biāo)信號。
19.一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通 信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于每一個無線通信設(shè)備設(shè)置預(yù)定的幀周期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單 元的時隙，提供比所述幀周期長的任意掃描周期，在所述幀周期單元的時間之上執(zhí)行用于 連續(xù)接收的掃描處理，并且接收鄰近位置的其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)信號。
20.如權(quán)利要求19所述的無線通信方法，還包括步驟管理所述其它無線通信設(shè)備發(fā) 送的信標(biāo)信號的接收定時和接收時隙的定時。
21.如權(quán)利要求19所述的無線通信方法，還包括步驟存儲來自鄰近位置的其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)信號的定時和接收時隙的定時；以及在存在指向其它無線通信設(shè)備的數(shù)據(jù)時，參與在相應(yīng)通信設(shè)備的接收時隙的定時處的 發(fā)送操作。
22.一種無線通信方法，用于在沒有特定控制站設(shè)備的自發(fā)分布式網(wǎng)絡(luò)的多個無線通信設(shè)備中進(jìn)行通信，其特征在于在每一個無線通信設(shè)備中包括步驟 設(shè)置預(yù)定的幀周期和用作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的時隙；設(shè)置用于在所述幀周期的頭部定時發(fā)送信標(biāo)信號的至少一個信標(biāo)時隙和用于在所述 幀周期中的接收操作的接收時隙；發(fā)送具有關(guān)于所設(shè)置的接收時隙的定時的信息、并將其存在通知給鄰近位置的其它無 線通信設(shè)備的信標(biāo)信號；設(shè)置比所述幀周期長的任意掃描周期；以及在所述幀周期單元的時間之上執(zhí)行用于連續(xù)接收的掃描處理。
23.如權(quán)利要求22所述的無線通信方法，還包括步驟接收鄰近位置的其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)信號，管理所述信標(biāo)信號的接收的定時和接 收時隙的定時；以及在進(jìn)行指向其它無線通信設(shè)備的通信時在相應(yīng)的無線通信設(shè)備的接收時隙的定時發(fā)送信號。
24.如權(quán)利要求22所述的無線通信方法，還包括步驟通過所述掃描處理接收來自其 它無線通信設(shè)備的信標(biāo)，并控制其自己的信標(biāo)的發(fā)送定時，以便不與其它無線通信設(shè)備的 信標(biāo)發(fā)生沖突。
25.如權(quán)利要求22所述的無線通信方法，還包括步驟在所述幀周期的預(yù)定定時發(fā)送 信標(biāo)信號，所述信標(biāo)信號具有通過所述掃描處理獲得的與其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信標(biāo)發(fā) 送時隙有關(guān)的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在網(wǎng)絡(luò)中即使所有設(shè)備沒有精確同步的情況下，也能夠通過執(zhí)行多個任意設(shè)備之間的時分多路復(fù)用通信實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)通信的無線通信設(shè)備、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方法。作為獨(dú)立分散網(wǎng)絡(luò)的時分多路復(fù)用連接方法，通過在幀周期中執(zhí)行連續(xù)接收(掃描)操作以預(yù)定周期捕獲周圍所存在的無線通信設(shè)備(ST1至ST3)。從另一個無線通信設(shè)備接收信標(biāo)信號(ST4)，從而捕獲可進(jìn)行通信的無線通信設(shè)備。從所收到的信標(biāo)信息中計算無線通信設(shè)備的接收時隙。設(shè)置局部接收時隙以便不與設(shè)置條件發(fā)生沖突(ST7)。由此，能夠形成與局部設(shè)備周圍所存在的其它無線通信設(shè)備之間異步地執(zhí)行時分多路復(fù)用通信的網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H04W84/18GK101820323SQ20091020839
公開日2010年9月1日 申請日期2004年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月7日
發(fā)明者菅谷茂 申請人:索尼株式會社