JP2004032552A - 通信端末装置、通信システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】通信端末装置の自発的な要求により、マスタ局モードとスレイブ局モードとを自在に変更可能とし、柔軟性の高い通信システムを実現する。
【解決手段】本発明の通信端末装置は、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する。スレイブモードで動作中の端末装置２は、自機がマスタ局として動作する必要が生じたときに、マスタ局への遷移要求ＲＥＱ１をマスタ局である端末装置５に通知する。端末装置５は遷移許可信号ＡＮＳ１を端末装置２に送信することで、端末装置２はスレイブ局からマスタ局へ遷移する。
【選択図】 図４
【解決手段】本発明の通信端末装置は、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する。スレイブモードで動作中の端末装置２は、自機がマスタ局として動作する必要が生じたときに、マスタ局への遷移要求ＲＥＱ１をマスタ局である端末装置５に通知する。端末装置５は遷移許可信号ＡＮＳ１を端末装置２に送信することで、端末装置２はスレイブ局からマスタ局へ遷移する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、特に、マスタ局とスレイブ局の設定を自在に変更できる通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線ＬＡＮシステムなどの複数の無線端末装置が相互通信を行う通信システムの形態として、対等分散型、集中型、ハイブリッド型がある。対等分散型は全ての無線端末装置がピア・ツー・ピアで通信を行う形態であり、集中型は基地局が移動局の通信制御を行う形態であり、ハイブリッド型は基地局が通信制御を行う一方、基地局を含めた全ての端末装置がピア・ツー・ピアで通信する形態である。何れのシステム形態を採用するかは、通信システムの利用形態などを参考にして適宜最適なシステム設計がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の集中型のシステムではマスタ局が予め固定されているため、スレイブ局間の通信はマスタ局を介して行うか、若しくは別途用意した通信制御プロトコルを利用してスレイブ局間の通信を行う必要があったため、システム制御に柔軟性がなく、汎用性に乏しいものであった。また、マルチスロットを利用して時分割多重により複数のシステムを制御する場合には、高ビットレート通信の影響により通信品質が低下するため、通信品質を低下することなく、複雑な通信システムを簡易なプロトコルで円滑に制御する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明はマスタ局とスレイブ局の区別を予め固定することなく、アプリケーションおよびプログラムの要求に従いマスター局を自由に設定変更することにより、柔軟なシステム設計を可能とする通信端末装置、通信システム及びプログラムを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するべく、本発明の通信端末装置は、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知する遷移要求手段と、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードに遷移するモード切替手段とを備える。
【０００６】
好ましくは、前記マスタ局モードにおいて、スレイブ局となる通信端末装置を任意に選定可能に構成する。
【０００７】
好ましくは、前記モード切替手段は、前記遷移要求の通知後、予め定められた所定時間経過してもマスタ局から遷移許可信号を受信しない場合には、自動的にスレイブ局モードからマスタ局モードに切り替える。
【０００８】
好ましくは、前記マスタ局モードにおいて、予め定められた所定のタイミングで、同一チャネル内に他のマスタ局が存在しないか否かをキャリアセンスし、当該他のマスタ局が存在する場合には、自機をスレイブ局に遷移させる。
【０００９】
好ましくは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信する許可信号送信手段と、前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードに遷移するモード切替手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、通信システム内にマスタ局が選定されていない場合には、マスタ局とスレイブ局の何れとしても動作しない待機モードをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、前記待機モードにおいて、通信システムを構成する通信端末装置間でハート・ビートによるシステム同期を確立する。
【００１２】
好ましくは、前記待機モードにおいて、自機がマスタ局に遷移する際には、予め定められた所定時間、キャリアセンスを行うことにより、同一チャネルでマスタ局が存在しないことを確認した後、マスタ局に遷移する。
【００１３】
本発明の通信システムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する複数の通信端末装置から構成される通信システムであって、スレイブ局モードで動作中のスレイブ局がマスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知し、前記マスタ局は前記遷移要求を受信すると、マスタ局への遷移要求を許可する遷移許可信号を通知し、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した前記スレイブ局は、スレイブ局動作モードからマスタ局動作モードにモード切替を行う。
【００１４】
本発明のプログラムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、前記通信端末装置に、スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知するステップと、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードにモード切替するステップとを実行させる。
【００１５】
本発明のプログラムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、前記通信端末装置に、マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信するステップと、前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードにモード切替するステップとを実行させる。
【００１６】
本発明のプログラムを記録するコンピュータ読取り可能な記録媒体として、例えば、光記録媒体（ＣＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＰＤディスク、ＭＤディスク、ＭＯディスク等の光学的にデータの読み取りが可能な記録媒体）や、磁気記録媒体（フレキシブルディスク、磁気カード、磁気テープ等の磁気的にデータの読み取りが可能な記録媒体）、或いはメモリ素子（ＤＲＡＭ等の半導体メモリ素子、ＦＲＡＭ等の強誘電体メモリ素子）等が好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照して本実施形態について説明する。
【００１８】
本実形態においては、デジタルトランシーバなどの複数の無線端末装置からなる通信システムを例に説明する。
【００１９】
図６は本実施形態の無線端末装置のブロック図である。
【００２０】
同図に示すように、無線端末装置は、アンテナ１と、アンテナ１に接続された無線部２と、変復調部３と、フレーム合成／分離部４と、音声符号／復号化部５と、エコーキャンセラ部６と、Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部７と、スピーカ８と、マイク９と、自動ゲイン制御部１０と、ＶＯＸ検出部１１と、制御部１２とを備えて構成されている。制御部１２にはパーソナルコンピュータ、ＧＰＳ装置などの外部接続機器１３が接続可能に構成されている。外部接続機器１３は本端末装置を介して他の無線端末装置とデータ通信可能に構成されている。
【００２１】
さらに、制御部１２にはマスタ局としてシステムを制御するために必要な手順を記述したプログラム（マスタ局動作モードプログラム１４）と、スレイブ局として機能するために必要な手順を記述したプログラム（スレイブ局動作モードプログラム１５）が記憶されており、必要に応じてマスタ局若しくはスレイブ局として動作できるように構成されている。これらのプログラムには、スレイブ局からマスタ局へ若しくはマスタ局からスレイブ局へ遷移するための一連の動作手順（後述する遷移シーケンス）も含まれており、制御部１２は通信制御に必要な各種の処理を行う他、マスタ局動作モードとスレイブ局動作モードとの間のモード切替手段としても機能する。
【００２２】
本実施形態においては、各々の無線端末装置はシステム内にマスタ局が存在する場合には、当該マスタ局の制御下においてスレイブ局として動作する一方、他の端末装置にデータ転送をするなど、自機がマスタ局としてシステムを制御するための何らかのイベントが生じた場合には、当該イベントの発生のタイミングにおいて、マスタ局に遷移する。つまり、マスタ局は予め固定的に設定されておらず、任意の無線端末装置が任意のタイミングでマスタ局に遷移することができる。このため、システム内にマスタ局が存在しない場合、つまり、スタンバイ状態にあるときは、各端末装置はハート・ビートでシステム同期をとっている。固定された基準局によりシステム同期をとるのではなく、各々の端末装置が順番に基準局となることで、バッテリー切れや無線環境の変化によって刻々と変化する無線環境に対応することができる。
【００２３】
図１は待機モードにおける各端末装置の送受信タイミングのタイミングチャートである。ここでは、７台の端末装置からなる通信システムを想定している。同図に示すように、Ｐ１を全体周期とするタイミングにおいて、各々の端末装置にはＰ２を基本周期とする送信タイミングが定められており、端末装置１から端末装置７へと順番に送信端末となるよう設定されている。つまり、サイクル１では端末装置１が送信端末になる一方、端末装置２〜７が受信端末となり、次のサイクル２では端末装置２が送信端末になる一方、端末装置１，３〜７が受信端末となる。各端末装置は受信端末として機能するサイクルにおいて、他の端末装置からの送信信号を受信し、予め定められたサイクルにおいて送信端末に遷移する。
【００２４】
さて、システム同期が確立されたならば、イベントの発生に応じて何れかの端末装置がマスタ局に遷移する。図７は端末装置５がマスタ局になり、他の端末装置を制御している様子を示している。マスタ局は予め定められたフレームフォーマットを有する制御メッセージＭ１を送信し、通信制御を行う。制御メッセージＭ１にはスレイブ局の応答タイミングが記述されており、各々のスレイブ局はそれぞれ定められたタイミングで応答メッセージＳ１を返送する。ここで、端末装置２において、他の端末装置を制御するため、マスタ局として機能する必要が生じると、マスタ局に遷移するための遷移シーケンスを実行する。
【００２５】
図４は端末装置２がスレイブ局からマスタ局へ遷移するための遷移シーケンスを示している。ここでは、端末装置５がマスタ局となり、他の端末装置に制御メッセージＭ１を送信し、各々の端末装置からの応答メッセージＳ１を受信する。さて、端末装置２にイベントが生じ、自機がマスタ局になる必要が生じると、その時点のマスタ局である端末装置５に遷移要求ＲＥＱ１を通知する。遷移要求ＲＥＱ１を受信した端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を他の全端末装置に送信する。許可信号ＡＮＳ１を受信した当該他の端末装置は、マスタ局が変更されることを予め知ることができる。端末装置２は端末装置５からの許可信号ＡＮＳ１を受信すると、マスタ局に遷移する。無線環境によっては、許可信号ＡＮＳ１を受信できない場合もあるため、このような場合に備えて、許可信号ＡＮＳ１を受信できないままタイムアウト時間Ｔ８が経過した場合にも、マスタ局に遷移する。一方、端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を送信すると、時間Ｔ９経過後において、スレイブ局に遷移する。
【００２６】
以上の遷移シーケンスにより、新たなマスタ局が端末装置２に変更されたならば、マスタ局から他の端末装置に対して制御メッセージＭ１が送信され、これを受信した各々のスレイブ局からは応答メッセージＳ１が返送されて、遷移シーケンスが終了する。図８はマスタ局が端末装置５から端末装置２に遷移し、端末装置２がシステム制御を行っている様子を示している。
【００２７】
ところで、スタンバイ状態において、各端末装置は任意のタイミングでマスタ局に遷移できるが、マスタ局への遷移タイミングが複数の端末装置の間で競合する場合も想定される。そこで、このような場合に備えて、本実施形態では、マスタ局への遷移タイミングにおいて、他の端末装置が同一チャネルでマスタ局として存在していないか否かを確認するための待ち時間を設定する。図２は各端末装置の待ち時間を示している。端末装置１〜７の待ち時間は基本周期Ｐ２の期間において、それぞれＴ１〜Ｔ７に設定されている。スレイブ局は予め設定された待ち時間の間、キャリアセンスを行い、同一制御チャネルを使用するマスタ局が存在しないか否かを確認する。そして、マスタ局が存在しないと判断したならば、待ち時間経過後、マスタ送信を開始する。Ｔ１＜Ｔ２＜…＜Ｔ７となるように時間長が定められており、かつ、ハート・ビートでの同期を行うことにより各端末が基本周期Ｐ２内での時間を共有しているため、複数のスレイブ局による遷移タイミングが競合した場合でも、通信制御が円滑に行えるように配慮されている。
【００２８】
また、同一チャネル内において、マスタ局が複数存在すると、システム制御に支障があるため、同一チャネルを使用するマスタ局は自動的に一台に収束するよう、システム設計をする必要がある。そこで、本実施形態では、図３に示すように、マスタ局は制御メッセージＭ１を送信するマスタ送信Ｍ２と、同一チャネルで他の端末装置がマスタ局として動作しているか否かをキャリアセンスするスレイブ受信Ｓ２とを交互に繰り返し、他の端末装置がマスタ局として動作している場合には、自動的に自機をスレイブ局に遷移させることによって、同一チャネルを使用するマスタ局を一台に収束している。また、当該マスタ局は、必要に応じてマスタ送信Ｍ２を中止することもできる。
【００２９】
上述の説明は通信システムを構築する端末装置の台数が一定の場合を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、通信システムを構築する端末装置の組み合わせは任意に変更することができる。図９は端末装置４と端末装置７とが互いに信号Ｃ１を送受信することで、平衡型手順クラスのピア・ツー・ピアで通信を行っている様子を示している。図示してない他の端末装置はスタンバイ状態にあるものとする。ここで、図１０に示すように、端末装置４がマスタ局として端末装置７だけでなく、スタンバイ状態にある他の端末装置をも含めて通信制御を行う遷移シーケンスを以下に説明する。
【００３０】
図５はこのときのマスタ局の遷移シーケンスを示している。端末装置４が端末装置７との間でピア・ツー・ピアの通信を行っている間は、マスタ局は選定されていない。任意のタイミングにおいて、端末装置４が端末装置７に対して遷移要求ＲＥＱ１を通知すると、端末装置７は端末装置４を含めてその他の端末装置に許可信号ＡＮＳ１を送信する。許可信号ＡＮＳ１を受信した当該他の端末装置は、端末装置４がマスタ局になることを予め知ることができる。端末装置４は端末装置７からの許可信号ＡＮＳ１を受信すると、マスタ局に遷移する。無線環境によっては、許可信号ＡＮＳ１を受信できない場合もあるため、このような場合に備えて、許可信号ＡＮＳ１を受信できないままタイムアウト時間Ｔ８が経過した場合にも、マスタ局に遷移する。一方、端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を送信すると、時間Ｔ９経過後において、スレイブ局に遷移する。
【００３１】
以上の遷移シーケンスにより、新たなマスタ局が端末装置４に変更されたならば、マスタ局から他の端末装置に対して制御メッセージＭ１が送信され、これを受信した各々のスレイブ局からは応答メッセージＳ１が返送されて、遷移シーケンスが終了する。図１０は端末装置４がマスタ局となり、その他の端末装置の制御を行っている様子を示している。
【００３２】
尚、本発明においては、異なるチャネルを利用することにより、マスタ局を複数台設定することができる。図１１はグループ１に属する端末装置１がマスタ局となることにより、チャネルＣＨ１を利用して端末装置３，７，６を制御する一方で、グループ２に属する端末装置５がマスタ局となることにより、チャネルＣＨ２を利用して端末装置２，４を制御する様子が示されている。また、単一のマスタ局は同時に複数のグループのマスタ局（仮想マスタ局）として機能することもできる。例えば、図１１において、端末装置１はチャネルＣＨ１を利用することで、グループ１のマスタ局（仮想マスタ局１）となる一方、同端末装置１はチャネルＣＨ３を利用することで、グループ２のマスタ局（仮想マスタ局２）となることができる。この場合、端末装置５はグループ２のマスタ局として機能する一方で、端末装置１のスレイブ局としても機能する。
【００３３】
本実施形態によれば、通信システムを構築する各端末装置は任意のタイミングで自発的にマスタ局となることができ、必要に応じて柔軟にシステム変更が可能となる。また、マスタ局への遷移要求が競合した場合でも、簡易なプロトコルにより、円滑にマスタ遷移できるように工夫されているため、システム設計が容易となる。また、マスタ局はマスタ送信とスレイブ受信を交互に繰り返すことによって、同一チャネルを使用するマスタ局が一台になるよう、システムの安定化が図られている。また、複数の端末装置が同時にそれぞれ異なる端末装置との通信制御を必要とするときは、仮想マスタ局を複数設定することで、複雑な通信制御を簡易なシステム構成で実現可能となる。また、マルチスロットを用いた高ビットレート通信でシステムを制御する必要がないため、良好な通信品質でシステムを制御できる。
【００３４】
以上のことから明白なように、マスタ局が予め固定されている従来のシステムと比較すると、本発明の通信システムは、簡易なプロトコルによって汎用性に優れたシステムを提供することができる。
【００３５】
尚、本実施形態においては、デジタルトランシーバなどの複数の無線端末装置からなる通信システムを例示して説明したが、これに限られるものではない。例えば、無線ＬＡＮなどの無線ネットワークの他、ビデオデッキ、オーディオシステム、テレビモニタ、パーソナルコンピュータなどのデータ通信機能を備えた家電製品を端末装置とする通信システムにも適用できる。
【００３６】
例えば、オーディオシステムからパーソナルコンピュータへのオーディオデータの転送や、ビデオデッキからテレビモニタ及びパーソナルコンピュータへビデオデータの転送なども自在にシステム設計できる。特に、これらの家電製品は各々が独立した機能・役割を担いつつ、他の家電製品との関係で必要に応じて通信制御によりデータ転送などを行うことにより、その機能を拡大できるところ、任意のタイミングでマスタ局となって、システムを制御できるため、利便性に優れている。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、通信システムを構築する端末装置は任意のタイミングでマスタ局となることができ、必要に応じて柔軟にシステム変更が可能となる。これにより、複雑なシステム制御を簡易なプロトコルによって実現できるため、汎用性の高いシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線端末装置間のハート・ビート同期のタイミングチャートである。
【図２】マスタ局遷移のタイミングチャートである。
【図３】マスタ送信とスレイブ受信のタイミングチャートである。
【図４】モード切り換えの遷移シーケンスである。
【図５】モード切り換えの遷移シーケンスである。
【図６】本実施形態の無線端末装置のブロック図である。
【図７】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図８】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図９】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図１０】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図１１】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…無線部
３…変復調部
４…フレーム合成／分離部
５…音声符号／復号化処理部
６…エコーキャンセラ部
７…Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部
８…スピーカ
９…マイク
１０…自動ゲイン制御部
１１…ＶＯＸ検出部
１２…制御部
１３…外部接続機器
１４…マスタ局動作モードプログラム
１５…スレイブ局動作モードプログラム
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、特に、マスタ局とスレイブ局の設定を自在に変更できる通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線ＬＡＮシステムなどの複数の無線端末装置が相互通信を行う通信システムの形態として、対等分散型、集中型、ハイブリッド型がある。対等分散型は全ての無線端末装置がピア・ツー・ピアで通信を行う形態であり、集中型は基地局が移動局の通信制御を行う形態であり、ハイブリッド型は基地局が通信制御を行う一方、基地局を含めた全ての端末装置がピア・ツー・ピアで通信する形態である。何れのシステム形態を採用するかは、通信システムの利用形態などを参考にして適宜最適なシステム設計がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の集中型のシステムではマスタ局が予め固定されているため、スレイブ局間の通信はマスタ局を介して行うか、若しくは別途用意した通信制御プロトコルを利用してスレイブ局間の通信を行う必要があったため、システム制御に柔軟性がなく、汎用性に乏しいものであった。また、マルチスロットを利用して時分割多重により複数のシステムを制御する場合には、高ビットレート通信の影響により通信品質が低下するため、通信品質を低下することなく、複雑な通信システムを簡易なプロトコルで円滑に制御する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明はマスタ局とスレイブ局の区別を予め固定することなく、アプリケーションおよびプログラムの要求に従いマスター局を自由に設定変更することにより、柔軟なシステム設計を可能とする通信端末装置、通信システム及びプログラムを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するべく、本発明の通信端末装置は、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知する遷移要求手段と、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードに遷移するモード切替手段とを備える。
【０００６】
好ましくは、前記マスタ局モードにおいて、スレイブ局となる通信端末装置を任意に選定可能に構成する。
【０００７】
好ましくは、前記モード切替手段は、前記遷移要求の通知後、予め定められた所定時間経過してもマスタ局から遷移許可信号を受信しない場合には、自動的にスレイブ局モードからマスタ局モードに切り替える。
【０００８】
好ましくは、前記マスタ局モードにおいて、予め定められた所定のタイミングで、同一チャネル内に他のマスタ局が存在しないか否かをキャリアセンスし、当該他のマスタ局が存在する場合には、自機をスレイブ局に遷移させる。
【０００９】
好ましくは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信する許可信号送信手段と、前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードに遷移するモード切替手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、通信システム内にマスタ局が選定されていない場合には、マスタ局とスレイブ局の何れとしても動作しない待機モードをさらに備える。
【００１１】
好ましくは、前記待機モードにおいて、通信システムを構成する通信端末装置間でハート・ビートによるシステム同期を確立する。
【００１２】
好ましくは、前記待機モードにおいて、自機がマスタ局に遷移する際には、予め定められた所定時間、キャリアセンスを行うことにより、同一チャネルでマスタ局が存在しないことを確認した後、マスタ局に遷移する。
【００１３】
本発明の通信システムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する複数の通信端末装置から構成される通信システムであって、スレイブ局モードで動作中のスレイブ局がマスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知し、前記マスタ局は前記遷移要求を受信すると、マスタ局への遷移要求を許可する遷移許可信号を通知し、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した前記スレイブ局は、スレイブ局動作モードからマスタ局動作モードにモード切替を行う。
【００１４】
本発明のプログラムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、前記通信端末装置に、スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知するステップと、前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードにモード切替するステップとを実行させる。
【００１５】
本発明のプログラムは、通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、前記通信端末装置に、マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信するステップと、前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードにモード切替するステップとを実行させる。
【００１６】
本発明のプログラムを記録するコンピュータ読取り可能な記録媒体として、例えば、光記録媒体（ＣＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＰＤディスク、ＭＤディスク、ＭＯディスク等の光学的にデータの読み取りが可能な記録媒体）や、磁気記録媒体（フレキシブルディスク、磁気カード、磁気テープ等の磁気的にデータの読み取りが可能な記録媒体）、或いはメモリ素子（ＤＲＡＭ等の半導体メモリ素子、ＦＲＡＭ等の強誘電体メモリ素子）等が好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照して本実施形態について説明する。
【００１８】
本実形態においては、デジタルトランシーバなどの複数の無線端末装置からなる通信システムを例に説明する。
【００１９】
図６は本実施形態の無線端末装置のブロック図である。
【００２０】
同図に示すように、無線端末装置は、アンテナ１と、アンテナ１に接続された無線部２と、変復調部３と、フレーム合成／分離部４と、音声符号／復号化部５と、エコーキャンセラ部６と、Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部７と、スピーカ８と、マイク９と、自動ゲイン制御部１０と、ＶＯＸ検出部１１と、制御部１２とを備えて構成されている。制御部１２にはパーソナルコンピュータ、ＧＰＳ装置などの外部接続機器１３が接続可能に構成されている。外部接続機器１３は本端末装置を介して他の無線端末装置とデータ通信可能に構成されている。
【００２１】
さらに、制御部１２にはマスタ局としてシステムを制御するために必要な手順を記述したプログラム（マスタ局動作モードプログラム１４）と、スレイブ局として機能するために必要な手順を記述したプログラム（スレイブ局動作モードプログラム１５）が記憶されており、必要に応じてマスタ局若しくはスレイブ局として動作できるように構成されている。これらのプログラムには、スレイブ局からマスタ局へ若しくはマスタ局からスレイブ局へ遷移するための一連の動作手順（後述する遷移シーケンス）も含まれており、制御部１２は通信制御に必要な各種の処理を行う他、マスタ局動作モードとスレイブ局動作モードとの間のモード切替手段としても機能する。
【００２２】
本実施形態においては、各々の無線端末装置はシステム内にマスタ局が存在する場合には、当該マスタ局の制御下においてスレイブ局として動作する一方、他の端末装置にデータ転送をするなど、自機がマスタ局としてシステムを制御するための何らかのイベントが生じた場合には、当該イベントの発生のタイミングにおいて、マスタ局に遷移する。つまり、マスタ局は予め固定的に設定されておらず、任意の無線端末装置が任意のタイミングでマスタ局に遷移することができる。このため、システム内にマスタ局が存在しない場合、つまり、スタンバイ状態にあるときは、各端末装置はハート・ビートでシステム同期をとっている。固定された基準局によりシステム同期をとるのではなく、各々の端末装置が順番に基準局となることで、バッテリー切れや無線環境の変化によって刻々と変化する無線環境に対応することができる。
【００２３】
図１は待機モードにおける各端末装置の送受信タイミングのタイミングチャートである。ここでは、７台の端末装置からなる通信システムを想定している。同図に示すように、Ｐ１を全体周期とするタイミングにおいて、各々の端末装置にはＰ２を基本周期とする送信タイミングが定められており、端末装置１から端末装置７へと順番に送信端末となるよう設定されている。つまり、サイクル１では端末装置１が送信端末になる一方、端末装置２〜７が受信端末となり、次のサイクル２では端末装置２が送信端末になる一方、端末装置１，３〜７が受信端末となる。各端末装置は受信端末として機能するサイクルにおいて、他の端末装置からの送信信号を受信し、予め定められたサイクルにおいて送信端末に遷移する。
【００２４】
さて、システム同期が確立されたならば、イベントの発生に応じて何れかの端末装置がマスタ局に遷移する。図７は端末装置５がマスタ局になり、他の端末装置を制御している様子を示している。マスタ局は予め定められたフレームフォーマットを有する制御メッセージＭ１を送信し、通信制御を行う。制御メッセージＭ１にはスレイブ局の応答タイミングが記述されており、各々のスレイブ局はそれぞれ定められたタイミングで応答メッセージＳ１を返送する。ここで、端末装置２において、他の端末装置を制御するため、マスタ局として機能する必要が生じると、マスタ局に遷移するための遷移シーケンスを実行する。
【００２５】
図４は端末装置２がスレイブ局からマスタ局へ遷移するための遷移シーケンスを示している。ここでは、端末装置５がマスタ局となり、他の端末装置に制御メッセージＭ１を送信し、各々の端末装置からの応答メッセージＳ１を受信する。さて、端末装置２にイベントが生じ、自機がマスタ局になる必要が生じると、その時点のマスタ局である端末装置５に遷移要求ＲＥＱ１を通知する。遷移要求ＲＥＱ１を受信した端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を他の全端末装置に送信する。許可信号ＡＮＳ１を受信した当該他の端末装置は、マスタ局が変更されることを予め知ることができる。端末装置２は端末装置５からの許可信号ＡＮＳ１を受信すると、マスタ局に遷移する。無線環境によっては、許可信号ＡＮＳ１を受信できない場合もあるため、このような場合に備えて、許可信号ＡＮＳ１を受信できないままタイムアウト時間Ｔ８が経過した場合にも、マスタ局に遷移する。一方、端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を送信すると、時間Ｔ９経過後において、スレイブ局に遷移する。
【００２６】
以上の遷移シーケンスにより、新たなマスタ局が端末装置２に変更されたならば、マスタ局から他の端末装置に対して制御メッセージＭ１が送信され、これを受信した各々のスレイブ局からは応答メッセージＳ１が返送されて、遷移シーケンスが終了する。図８はマスタ局が端末装置５から端末装置２に遷移し、端末装置２がシステム制御を行っている様子を示している。
【００２７】
ところで、スタンバイ状態において、各端末装置は任意のタイミングでマスタ局に遷移できるが、マスタ局への遷移タイミングが複数の端末装置の間で競合する場合も想定される。そこで、このような場合に備えて、本実施形態では、マスタ局への遷移タイミングにおいて、他の端末装置が同一チャネルでマスタ局として存在していないか否かを確認するための待ち時間を設定する。図２は各端末装置の待ち時間を示している。端末装置１〜７の待ち時間は基本周期Ｐ２の期間において、それぞれＴ１〜Ｔ７に設定されている。スレイブ局は予め設定された待ち時間の間、キャリアセンスを行い、同一制御チャネルを使用するマスタ局が存在しないか否かを確認する。そして、マスタ局が存在しないと判断したならば、待ち時間経過後、マスタ送信を開始する。Ｔ１＜Ｔ２＜…＜Ｔ７となるように時間長が定められており、かつ、ハート・ビートでの同期を行うことにより各端末が基本周期Ｐ２内での時間を共有しているため、複数のスレイブ局による遷移タイミングが競合した場合でも、通信制御が円滑に行えるように配慮されている。
【００２８】
また、同一チャネル内において、マスタ局が複数存在すると、システム制御に支障があるため、同一チャネルを使用するマスタ局は自動的に一台に収束するよう、システム設計をする必要がある。そこで、本実施形態では、図３に示すように、マスタ局は制御メッセージＭ１を送信するマスタ送信Ｍ２と、同一チャネルで他の端末装置がマスタ局として動作しているか否かをキャリアセンスするスレイブ受信Ｓ２とを交互に繰り返し、他の端末装置がマスタ局として動作している場合には、自動的に自機をスレイブ局に遷移させることによって、同一チャネルを使用するマスタ局を一台に収束している。また、当該マスタ局は、必要に応じてマスタ送信Ｍ２を中止することもできる。
【００２９】
上述の説明は通信システムを構築する端末装置の台数が一定の場合を例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、通信システムを構築する端末装置の組み合わせは任意に変更することができる。図９は端末装置４と端末装置７とが互いに信号Ｃ１を送受信することで、平衡型手順クラスのピア・ツー・ピアで通信を行っている様子を示している。図示してない他の端末装置はスタンバイ状態にあるものとする。ここで、図１０に示すように、端末装置４がマスタ局として端末装置７だけでなく、スタンバイ状態にある他の端末装置をも含めて通信制御を行う遷移シーケンスを以下に説明する。
【００３０】
図５はこのときのマスタ局の遷移シーケンスを示している。端末装置４が端末装置７との間でピア・ツー・ピアの通信を行っている間は、マスタ局は選定されていない。任意のタイミングにおいて、端末装置４が端末装置７に対して遷移要求ＲＥＱ１を通知すると、端末装置７は端末装置４を含めてその他の端末装置に許可信号ＡＮＳ１を送信する。許可信号ＡＮＳ１を受信した当該他の端末装置は、端末装置４がマスタ局になることを予め知ることができる。端末装置４は端末装置７からの許可信号ＡＮＳ１を受信すると、マスタ局に遷移する。無線環境によっては、許可信号ＡＮＳ１を受信できない場合もあるため、このような場合に備えて、許可信号ＡＮＳ１を受信できないままタイムアウト時間Ｔ８が経過した場合にも、マスタ局に遷移する。一方、端末装置５は許可信号ＡＮＳ１を送信すると、時間Ｔ９経過後において、スレイブ局に遷移する。
【００３１】
以上の遷移シーケンスにより、新たなマスタ局が端末装置４に変更されたならば、マスタ局から他の端末装置に対して制御メッセージＭ１が送信され、これを受信した各々のスレイブ局からは応答メッセージＳ１が返送されて、遷移シーケンスが終了する。図１０は端末装置４がマスタ局となり、その他の端末装置の制御を行っている様子を示している。
【００３２】
尚、本発明においては、異なるチャネルを利用することにより、マスタ局を複数台設定することができる。図１１はグループ１に属する端末装置１がマスタ局となることにより、チャネルＣＨ１を利用して端末装置３，７，６を制御する一方で、グループ２に属する端末装置５がマスタ局となることにより、チャネルＣＨ２を利用して端末装置２，４を制御する様子が示されている。また、単一のマスタ局は同時に複数のグループのマスタ局（仮想マスタ局）として機能することもできる。例えば、図１１において、端末装置１はチャネルＣＨ１を利用することで、グループ１のマスタ局（仮想マスタ局１）となる一方、同端末装置１はチャネルＣＨ３を利用することで、グループ２のマスタ局（仮想マスタ局２）となることができる。この場合、端末装置５はグループ２のマスタ局として機能する一方で、端末装置１のスレイブ局としても機能する。
【００３３】
本実施形態によれば、通信システムを構築する各端末装置は任意のタイミングで自発的にマスタ局となることができ、必要に応じて柔軟にシステム変更が可能となる。また、マスタ局への遷移要求が競合した場合でも、簡易なプロトコルにより、円滑にマスタ遷移できるように工夫されているため、システム設計が容易となる。また、マスタ局はマスタ送信とスレイブ受信を交互に繰り返すことによって、同一チャネルを使用するマスタ局が一台になるよう、システムの安定化が図られている。また、複数の端末装置が同時にそれぞれ異なる端末装置との通信制御を必要とするときは、仮想マスタ局を複数設定することで、複雑な通信制御を簡易なシステム構成で実現可能となる。また、マルチスロットを用いた高ビットレート通信でシステムを制御する必要がないため、良好な通信品質でシステムを制御できる。
【００３４】
以上のことから明白なように、マスタ局が予め固定されている従来のシステムと比較すると、本発明の通信システムは、簡易なプロトコルによって汎用性に優れたシステムを提供することができる。
【００３５】
尚、本実施形態においては、デジタルトランシーバなどの複数の無線端末装置からなる通信システムを例示して説明したが、これに限られるものではない。例えば、無線ＬＡＮなどの無線ネットワークの他、ビデオデッキ、オーディオシステム、テレビモニタ、パーソナルコンピュータなどのデータ通信機能を備えた家電製品を端末装置とする通信システムにも適用できる。
【００３６】
例えば、オーディオシステムからパーソナルコンピュータへのオーディオデータの転送や、ビデオデッキからテレビモニタ及びパーソナルコンピュータへビデオデータの転送なども自在にシステム設計できる。特に、これらの家電製品は各々が独立した機能・役割を担いつつ、他の家電製品との関係で必要に応じて通信制御によりデータ転送などを行うことにより、その機能を拡大できるところ、任意のタイミングでマスタ局となって、システムを制御できるため、利便性に優れている。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、通信システムを構築する端末装置は任意のタイミングでマスタ局となることができ、必要に応じて柔軟にシステム変更が可能となる。これにより、複雑なシステム制御を簡易なプロトコルによって実現できるため、汎用性の高いシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線端末装置間のハート・ビート同期のタイミングチャートである。
【図２】マスタ局遷移のタイミングチャートである。
【図３】マスタ送信とスレイブ受信のタイミングチャートである。
【図４】モード切り換えの遷移シーケンスである。
【図５】モード切り換えの遷移シーケンスである。
【図６】本実施形態の無線端末装置のブロック図である。
【図７】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図８】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図９】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図１０】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【図１１】マスタ局モードとスレイブ局モードの説明図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…無線部
３…変復調部
４…フレーム合成／分離部
５…音声符号／復号化処理部
６…エコーキャンセラ部
７…Ａ／Ｄ−Ｄ／Ａ変換部
８…スピーカ
９…マイク
１０…自動ゲイン制御部
１１…ＶＯＸ検出部
１２…制御部
１３…外部接続機器
１４…マスタ局動作モードプログラム
１５…スレイブ局動作モードプログラム
Claims (12)
- 通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、
スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知する遷移要求手段と、
前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードに遷移するモード切替手段とを備える、通信端末装置。 - 前記マスタ局モードにおいて、スレイブ局となる通信端末装置を任意に選定できる、請求項１に記載の通信端末装置。
- 前記モード切替手段は、前記遷移要求の通知後、予め定められた所定時間経過してもマスタ局から遷移許可信号を受信しない場合には、自動的にスレイブ局モードからマスタ局モードに切り替える、請求項１又は請求項２に記載の通信端末装置。
- 前記マスタ局モードにおいて、予め定められた所定のタイミングで、同一チャネル内に他のマスタ局が存在しないか否かをキャリアセンスし、当該他のマスタ局が存在する場合には、自機をスレイブ局に遷移させる、請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の通信端末装置。
- 通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する通信端末装置であって、
マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信する許可信号送信手段と、
前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードに遷移するモード切替手段とを備える、通信端末装置。 - 通信システム内にマスタ局が選定されていない場合には、マスタ局とスレイブ局の何れとしても動作しない待機モードをさらに備える、請求項１乃至請求項５のうち何れか１項に記載の通信端末装置。
- 前記待機モードにおいて、通信システムを構成する通信端末装置間でハート・ビートによるシステム同期を確立する、請求項６に記載の通信端末装置。
- 前記待機モードにおいて、自機がマスタ局に遷移する際には、予め定められた所定時間、キャリアセンスを行うことにより、同一チャネルでマスタ局が存在しないことを確認した後、マスタ局に遷移する、請求項６又は請求項７に記載の通信端末装置。
- 通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードと有し、何れかの動作モードに切り替えて動作する複数の通信端末装置から構成される通信システムであって、
スレイブ局モードで動作中のスレイブ局がマスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知し、
前記マスタ局は前記遷移要求を受信すると、マスタ局への遷移要求を許可する遷移許可信号を通知し、
前記マスタ局から遷移許可信号を受信した前記スレイブ局は、スレイブ局動作モードからマスタ局動作モードにモード切替を行う、通信システム。 - 通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、
前記通信端末装置に、
スレイブ局モードでの動作中において、マスタ局として動作する必要が生じたときに、自機がマスタ局に遷移するための遷移要求をマスタ局に通知するステップと、
前記マスタ局から遷移許可信号を受信した場合に、スレイブ局モードからマスタ局モードにモード切替するステップとを実行させる、プログラム。 - 通信システムを構成する複数のスレイブ局との間で通信を行い、通信システムを制御するマスタ局モードと、マスタ局からの制御メッセージに応答してスレイブ局として動作するスレイブ局モードとを、必要に応じて切り替えて、通信端末装置に実行させるためのプログラムであって、
前記通信端末装置に、
マスタ局モードでの動作中において、他の通信端末装置がマスタ局に遷移するための遷移要求を当該他の通信端末装置から受信した場合に、当該他の通信端末装置に許可信号を送信するステップと、
前記許可信号を送信した後、マスタ局モードからスレイブ局モードにモード切替するステップとを実行させる、プログラム。 - 請求項１０又は請求項１１に記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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