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JP4928996B2 - Wireless communication apparatus and system - Google Patents

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JP4928996B2
JP4928996B2 JP2007068148A JP2007068148A JP4928996B2 JP 4928996 B2 JP4928996 B2 JP 4928996B2 JP 2007068148 A JP2007068148 A JP 2007068148A JP 2007068148 A JP2007068148 A JP 2007068148A JP 4928996 B2 JP4928996 B2 JP 4928996B2
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Description

本発明は、無線通信装置および無線通信システムに係わり、例えば複数の端末が一つのネットワークを形成する無線通信システムに関する。   The present invention relates to a wireless communication apparatus and a wireless communication system, and more particularly to a wireless communication system in which a plurality of terminals form one network.

従来の無線アドホックネットワークでは、たとえば、親端末が複数の子端末から親端末の候補を選択し、優先順位を通達することにより、所定の時間、報知信号がブロードキャストされない場合、親端末の候補が優先順位に従って新たな親端末となって、報知信号を送信する。このようにすることで、親端末が存在しない期間を短くすることができ、ネットワークに参加したい端末がすぐに親端末と通信を開始することができる(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−6327公報
In a conventional wireless ad hoc network, for example, when a parent terminal selects a parent terminal candidate from a plurality of child terminals and communicates the priority order, if the broadcast signal is not broadcast for a predetermined time, the parent terminal candidate has priority. It becomes a new parent terminal according to the rank and transmits a notification signal. By doing in this way, the period when a parent terminal does not exist can be shortened, and the terminal which wants to participate in a network can start communication with a parent terminal immediately (for example, refer patent document 1).
JP 2005-6327 A

数ギガヘルツの広帯域システムを想定し、かつ、どこに報知信号が送信されるか分からないようなシステムにおいて、報知信号の周波数およびその情報を特定するためには、狭い帯域を順番にスキャンする方法や、拡散利得を得る方法があるが、これらは、報知信号を特定するのに時間がかかる。時間をかけずに報知信号を受信しようとすると受信を失敗する確率が高くなり、新たにネットワークに参加したい端末が、報知信号を受信できず、自ら親端末として動作を開始してしまう。つまり一般的なアドホック通信では、新たにネットワークに参加したい端末はまず親端末を探すが、親端末が見つけることができない場合、自らが親端末になる。このため、ネットワーク負荷が高く、親端末の受信動作時間が長い場合は、親端末が乱立し、ネットワークのシステムスループットが著しく低下する恐れがある。   In a system that assumes a broadband system of several gigahertz and does not know where the notification signal is transmitted, in order to specify the frequency of the notification signal and its information, a method of sequentially scanning a narrow band, Although there are methods for obtaining a spreading gain, it takes time to specify a broadcast signal. If an attempt is made to receive a notification signal without taking a long time, the probability of reception failure increases, and a terminal that wants to newly join the network cannot receive the notification signal and starts operating as a parent terminal. That is, in general ad hoc communication, a terminal that wants to newly join a network first searches for a parent terminal. If the parent terminal cannot be found, the terminal itself becomes the parent terminal. For this reason, when the network load is high and the reception operation time of the parent terminal is long, the parent terminal may be disturbed and the system throughput of the network may be significantly reduced.

この発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、ネットワークのシステムスループットを向上することができる無線通信装置およびシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a wireless communication apparatus and system capable of improving the system throughput of a network.

本発明の一態様としての通信方法は、
第1無線通信装置が、ビーコンと、前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号と、を送信し、
第2無線通信装置が、前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する
ことを特徴とする。
本発明の一態様としての通信方法は、
第1無線通信装置が、ビーコンと、ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号とを送信し、
第2無線通信装置が、前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と同じ周波数で送信する
ことを特徴とする。
A communication method as one aspect of the present invention includes:
The first wireless communication device transmits a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon,
A 2nd radio | wireless communication apparatus transmits the 2nd alerting | reporting signal containing the frequency information of the said beacon with the frequency different from a said 1st alerting | reporting signal.
A communication method as one aspect of the present invention includes:
The first wireless communication device transmits a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon,
A 2nd radio | wireless communication apparatus transmits the 2nd alerting | reporting signal containing the frequency information of the said beacon with the same frequency as a said 1st alerting | reporting signal.

本発明の一態様としての無線通信システムは、
ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
含む第1無線通信装置と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する第3送信手段、を含む第2無線通信装置と
を備える。
A wireless communication system as one aspect of the present invention includes:
First transmission means for transmitting a beacon;
Second transmitting means for transmitting a first notification signal including frequency information of the beacon;
A first wireless communication device including:
A second wireless communication device including: a third transmission unit configured to transmit a second notification signal including frequency information of the beacon at a frequency different from that of the first notification signal.

本発明の一態様としての無線通信装置は、
ビーコンと、前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号とを送信する第1無線通信装置と通信する通信手段と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する送信手段と、
を備える。
A wireless communication device according to an aspect of the present invention includes:
Communication means for communicating with a first wireless communication device for transmitting a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon;
Transmitting means for transmitting a second notification signal including frequency information of the beacon at a frequency different from that of the first notification signal;
Is provided.

本発明の無線通信装置およびシステムによれば、ネットワークのシステムスループットを向上することができる。   According to the wireless communication apparatus and system of the present invention, the system throughput of the network can be improved.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信装置およびシステムについて詳細に説明する。なお、無線通信装置を端末と呼ぶことがある。
図1に本実施形態のシステム構成例を示す。端末101から端末107は一つのネットワーク(以下、システムとも呼ぶ)を形成し、通信周波数帯域(以下、メインバンドと称する)の信号を用いて互いにデータの通信が可能なものとする。ここでは、端末101は、親端末として動作している。親端末は、ネットワークに新たに参加する端末のために、報知信号およびビーコンを送信している。ネットワーク内の各端末は親端末から指定された周波数および時間スロットにおいてデータ通信信号を送信する。
Hereinafter, a wireless communication apparatus and system according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the wireless communication device may be referred to as a terminal.
FIG. 1 shows a system configuration example of the present embodiment. Terminals 101 to 107 form one network (hereinafter also referred to as a system) and can communicate data with each other using signals in a communication frequency band (hereinafter referred to as a main band). Here, the terminal 101 operates as a parent terminal. The parent terminal transmits a notification signal and a beacon for a terminal newly joining the network. Each terminal in the network transmits a data communication signal at a frequency and time slot specified by the parent terminal.

図2に親端末から送信する報知信号およびビーコンの概念図を示す。報知信号201は、ネットワークに新たに参加する端末が、比較的長い時間(例えば数十フレーム:1フレームは4msとする)受信し続けることで、復調が可能な信号であり、親端末から送信されるビーコン202の周波数およびタイミングの情報が含まれる。親端末から送信されるビーコンにはネットワーク固有の情報が含まれ、ネットワークに参加したい端末は、この情報を用いて、親端末へのネットワーク参加要求を行う。ビーコンは1フレームに一回、親端末が送信する。親端末101および子端末102から子端末107は報知信号201やビーコン202とは異なる周波数もしくは時間を用いてデータ通信203を行う。データ通信203は、同じネットワーク内での通信に使用される。   FIG. 2 shows a conceptual diagram of a notification signal and a beacon transmitted from the parent terminal. The broadcast signal 201 is a signal that can be demodulated when a terminal newly joining the network continuously receives a relatively long time (for example, several tens of frames: 1 frame is 4 ms), and is transmitted from the parent terminal. Information on the frequency and timing of the beacon 202. The beacon transmitted from the parent terminal includes network-specific information, and a terminal that wants to participate in the network uses this information to make a network participation request to the parent terminal. The beacon is transmitted once per frame by the parent terminal. The parent terminal 101 and the child terminal 102 to the child terminal 107 perform data communication 203 using a frequency or time different from the notification signal 201 and the beacon 202. Data communication 203 is used for communication within the same network.

親端末101はネットワーク内の子端末の中から報知信号送信端末を選択する。選択方法については後に図6、図7、図11を参照して説明する。選択する機会は、定期的に行ってもよいし、端末が新たにネットワークに参加したとき行っても良い。ここでは、親端末101は子端末103および子端末104を報知信号送信端末に選択したものとする。親端末101は報知信号送信端末に選択した子端末103および子端末104に対して報知信号送信指示情報108、109を通知する。報知信号送信指示情報には、通知された子端末が報知信号を送信するために必要な情報が含まれる。ここでは、報知信号送信指示情報は、通知する相手のID、報知信号を送信するタイミング、周期、送信する長さを含んでいるとする。その他に含まれる情報としては、例えば、報知信号送信端末が報知信号を送信する周波数帯域、周波数ホッピングパターン、拡散コードある。報知信号送信指示情報108、109を受けた子端末103、104は、報知信号送信端末となり、指示情報に従って報知信号の送信を開始する。また、報知信号送信端末を変更する際には、報知信号送信指示情報と同様に、親端末が、報知信号送信端末から普通の子端末に戻すための報知信号停止指示情報を該当する報知信号送信端末に対して送信する。   The parent terminal 101 selects a broadcast signal transmitting terminal from among the child terminals in the network. The selection method will be described later with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG. The opportunity to select may be made periodically or when the terminal newly joins the network. Here, it is assumed that the parent terminal 101 has selected the child terminal 103 and the child terminal 104 as broadcast signal transmission terminals. The parent terminal 101 notifies the notification signal transmission instruction information 108 and 109 to the child terminal 103 and the child terminal 104 selected as the notification signal transmission terminal. The notification signal transmission instruction information includes information necessary for the notified child terminal to transmit the notification signal. Here, it is assumed that the notification signal transmission instruction information includes the ID of the other party to be notified, the timing for transmitting the notification signal, the period, and the transmission length. Examples of other information include a frequency band, a frequency hopping pattern, and a spreading code at which the broadcast signal transmitting terminal transmits the broadcast signal. Receiving the notification signal transmission instruction information 108 and 109, the child terminals 103 and 104 become notification signal transmission terminals and start transmitting the notification signal according to the instruction information. In addition, when changing the notification signal transmission terminal, the notification signal transmission instruction corresponding to the notification signal stop instruction information for the parent terminal to return from the notification signal transmission terminal to the normal child terminal is similar to the notification signal transmission instruction information. Send to the terminal.

図3に報知信号の具体的な一例を示す。図3の報知信号201は、図2の報知信号201と同じものを示している。報知信号201は2本の狭帯域信号301、302を含んでいる。狭帯域信号301と302は、例えば、ASK(Amplitude Shift Keying)の信号であり、全く同じベースバンド信号をΔfの周波数分だけ離れた2つの周波数帯域で同時に送信する。PSK(Phase Shift Keying)を用いる際は、片方の信号ともう一方の信号の位相の差に情報をのせる差動位相変調を用いて送信される。Δfはシステムに固有の値であり、各端末はその値が既知であるものとする。子端末は、狭帯域信号301と302との相互相関をとって受信する。   FIG. 3 shows a specific example of the notification signal. The notification signal 201 in FIG. 3 is the same as the notification signal 201 in FIG. The notification signal 201 includes two narrow band signals 301 and 302. The narrowband signals 301 and 302 are, for example, ASK (Amplitude Shift Keying) signals, and transmit the same baseband signal simultaneously in two frequency bands separated by a frequency of Δf. When using PSK (Phase Shift Keying), transmission is performed using differential phase modulation in which information is added to the phase difference between one signal and the other. Δf is a value unique to the system, and each terminal has a known value. The child terminal receives the cross-correlation between the narrowband signals 301 and 302.

図4および図5に、親端末が送信する報知信号と報知信号送信端末が送信する報知信号の関係を示す。特に図4に示される関係は、本発明の実施形態の大きな特徴となるものである。   4 and 5 show the relationship between the notification signal transmitted by the parent terminal and the notification signal transmitted by the notification signal transmitting terminal. In particular, the relationship shown in FIG. 4 is a major feature of the embodiment of the present invention.

図4では親端末101の報知信号401と、報知信号送信端末103、104の報知信号405、406とが異なる周波数で同時にすなわち並行して送信されている。報知信号401と、報知信号405、406の集合とは同一の情報(ビーコン202の周波数およびタイミングの情報が)を含んでいる。すなわち報知信号401と同一の情報を含む、報知信号405、406の集合が、2つの報知信号送信端末により時分割で送信されている。つまり、親端末101から報知信号送信端末103、104に送信される報知信号送信指示情報108、109には、親端末101による報知信号401の送信と並行して報知信号401と同一の情報を含む報知信号を報知信号送信端末103、104により時分割で送信することの指示が含まれている。報知信号送信指示情報には、上述したように報知信号を送信するタイミング、周期、送信する長さ、周波数帯域等が含まれており、したがって親端末101による報知信号の送信と並行して、2つの報知信号送信端末が報知信号を時分割で送信することが可能である。本例では2つの報知信号送信端末103、104により報知信号を時分割で送信するようにしているが、親端末101が報知信号送信指示情報を1台の報知信号送信端末のみに送信し、1台の報知信号送信端末のみが、親端末による報知信号の送信と並行して報知信号を送信するようにしてもよい。ここで、報知信号405を送信する報知信号送信端末103は、自分の送信信号が干渉となり、データ通信信号403を受信することはまず出来ない。同様に、報知信号406を送信する報知信号送信端末104は、データ通信信号404を受信することは非常に困難になる。このため、一つの端末が送受信を同時に行わないように、スロットの割り当てを行う必要がある。   In FIG. 4, the notification signal 401 of the parent terminal 101 and the notification signals 405 and 406 of the notification signal transmission terminals 103 and 104 are transmitted simultaneously at different frequencies, that is, in parallel. The notification signal 401 and the set of the notification signals 405 and 406 include the same information (frequency and timing information of the beacon 202). That is, a set of notification signals 405 and 406 including the same information as the notification signal 401 is transmitted by two notification signal transmission terminals in a time division manner. That is, the notification signal transmission instruction information 108 and 109 transmitted from the parent terminal 101 to the notification signal transmission terminals 103 and 104 includes the same information as the notification signal 401 in parallel with the transmission of the notification signal 401 by the parent terminal 101. An instruction to transmit the notification signal in time division by the notification signal transmission terminals 103 and 104 is included. As described above, the notification signal transmission instruction information includes the timing, period, transmission length, frequency band, and the like of transmitting the notification signal. Therefore, in parallel with the transmission of the notification signal by the parent terminal 101, 2 Two broadcast signal transmitting terminals can transmit broadcast signals in a time division manner. In this example, the two notification signal transmitting terminals 103 and 104 transmit the notification signal in a time division manner, but the parent terminal 101 transmits the notification signal transmission instruction information to only one notification signal transmitting terminal. Only one notification signal transmitting terminal may transmit the notification signal in parallel with the transmission of the notification signal by the parent terminal. Here, the notification signal transmission terminal 103 that transmits the notification signal 405 cannot receive the data communication signal 403 because the transmission signal thereof becomes interference. Similarly, it is very difficult for the notification signal transmitting terminal 104 that transmits the notification signal 406 to receive the data communication signal 404. For this reason, it is necessary to assign slots so that one terminal does not transmit and receive at the same time.

報知信号401および報知信号405、406は数十フレームかけてビーコン402の周波数およびタイミングを報知する。この間、干渉信号407が発生し、親端末101が報知信号401を停止せざるを得ない状況になった場合においても、報知信号送信端末104の報知信号406が送信され続ける。すなわち、親端末101の報知信号を子端末が受信しにくい状況になっても、報知信号送信端末104があるため、子端末は報知信号を受信することができるようになる。したがって、新たにネットワークに参加する端末は、最初から報知信号の受信をやり直す必要なく、ビーコン402を受信することが可能になる。なお、端末101は干渉信号407の発生を検出すると、その周波数帯域での送信(報知信号401の送信)を停止し、メインバンド内をキャリアセンスした後、干渉信号の無い帯域において再び報知信号の送信を開始する。なお、干渉だけでなく、親端末の位置によっても親端末からの報知信号を子端末が受信することが困難な場合がある。このような場合を想定すれば、報知信号送信端末104は親端末から遠い場所にいることが望ましい。   The notification signal 401 and the notification signals 405 and 406 notify the frequency and timing of the beacon 402 over several tens of frames. During this time, even when the interference signal 407 is generated and the parent terminal 101 has to stop the notification signal 401, the notification signal 406 of the notification signal transmission terminal 104 is continuously transmitted. That is, even if it becomes difficult for the child terminal to receive the notification signal of the parent terminal 101, the child terminal can receive the notification signal because there is the notification signal transmitting terminal 104. Therefore, a terminal that newly joins the network can receive the beacon 402 without having to redo the reception of the notification signal from the beginning. When the terminal 101 detects the occurrence of the interference signal 407, the terminal 101 stops transmission in the frequency band (transmission of the notification signal 401), performs carrier sense in the main band, and then again transmits the notification signal in the band without the interference signal. Start sending. Note that it may be difficult for the child terminal to receive the notification signal from the parent terminal depending not only on the interference but also on the position of the parent terminal. Assuming such a case, it is desirable that the notification signal transmitting terminal 104 is located far from the parent terminal.

図5では、親端末101の報知信号501と、報知信号送信端末103、104の報知信号505、506が時分割で送信されている。データ通信信号503、504は子端末が送信し、親端末101が受信する信号である。ここでは、データ通信信号503、504は報知信号送信端末103、104が送信しているものとする。この時、親端末101はデータ通信信号503およびデータ通信信号504を受信する際に、もし、報知信号501を送信していると、親端末101が送信する送信信号が、親端末101の受信側に回り込み、大きな干渉となり信号の受信を行うことは困難となる。このため、親端末101は、受信動作中に報知信号を送信せず、選択した報知信号送信端末103、104に、親端末が受信動作中に報知信号を送信するように指示を出す。このような指示を出すことにより、親端末101と報知信号送信端末103、104は報知信号を時分割で送信することになる。   In FIG. 5, the notification signal 501 of the parent terminal 101 and the notification signals 505 and 506 of the notification signal transmission terminals 103 and 104 are transmitted in a time division manner. Data communication signals 503 and 504 are signals transmitted from the child terminal and received by the parent terminal 101. Here, it is assumed that the data communication signals 503 and 504 are transmitted by the notification signal transmitting terminals 103 and 104. At this time, when the parent terminal 101 receives the data communication signal 503 and the data communication signal 504, if the notification signal 501 is transmitted, the transmission signal transmitted by the parent terminal 101 is transmitted to the receiving side of the parent terminal 101. It becomes difficult to receive signals due to large interference. For this reason, the parent terminal 101 does not transmit the notification signal during the reception operation, and instructs the selected notification signal transmission terminals 103 and 104 to transmit the notification signal during the reception operation of the parent terminal. By issuing such an instruction, the parent terminal 101 and the notification signal transmission terminals 103 and 104 transmit the notification signal in a time division manner.

報知信号501および報知信号505、506は数十フレームかけてビーコン502の周波数およびタイミングを報知する。図5では親端末の報知信号501と報知信号送信端末の報知信号505、506とが異なる周波数で送信されているが、同一の周波数で送信しても良い。この間、親端末101が、データ通信信号503、504を受信する際に、報知信号の送信を停止せざるを得ない状況になった場合においても、報知信号送信端末からの報知信号が時分割で送信され続けるため、新たにネットワークに参加する端末は、最初から報知信号の受信をやり直す必要なく、ビーコン502を受信することが可能になる。このような場合を想定すれば、報知信号送信端末104は親端末から近い場所にいることが望ましい。   The notification signal 501 and the notification signals 505 and 506 notify the frequency and timing of the beacon 502 over several tens of frames. In FIG. 5, the notification signal 501 of the parent terminal and the notification signals 505 and 506 of the notification signal transmitting terminal are transmitted at different frequencies, but may be transmitted at the same frequency. During this time, when the parent terminal 101 receives the data communication signals 503 and 504, even if the notification signal is transmitted from the notification signal transmitting terminal in a time-division manner even when the transmission of the notification signal has to be stopped. Since it is continuously transmitted, a terminal newly participating in the network can receive the beacon 502 without having to restart reception of the notification signal from the beginning. Assuming such a case, it is desirable that the notification signal transmitting terminal 104 is located near the parent terminal.

図4、図5では、報知信号が送信されている周波数帯域を端末が知らなくても、端末が受信できる報知信号が送信されている場合の例を示している。このほかに、端末が、報知信号が送信されている周波数帯域を知らないと受信できない報知信号が送信されている場合も考えら得る。このとき、親端末が送信している報知信号と同一の周波数帯域で、報知信号送信端末が報知信号を送信することにより、親端末が送信する報知信号が停止した場合でも、ネットワークに参加したい端末は報知信号を受信することが可能になる。ただし、この場合は、ネットワークに参加したい端末が、親端末が送信する報知信号の周波数帯域を知っていることが前提となる。このような、周波数を知らなければ端末が受信できない報知信号と、報知信号が送信されている周波数帯域を端末が知らなくても受信できるような報知信号が同時に存在しても良い。また、どちらの報知信号に図4、図5を参照して説明した報知信号を適用しても良い。   4 and 5 show an example in which a notification signal that can be received by the terminal is transmitted even if the terminal does not know the frequency band in which the notification signal is transmitted. In addition to this, there may be a case where a notification signal that cannot be received unless the terminal knows the frequency band in which the notification signal is transmitted is transmitted. At this time, even if the notification signal transmitted by the parent terminal is stopped when the notification signal transmitting terminal transmits the notification signal in the same frequency band as the notification signal transmitted by the parent terminal, the terminal that wants to participate in the network Can receive the notification signal. However, in this case, it is assumed that the terminal that wants to participate in the network knows the frequency band of the broadcast signal transmitted by the parent terminal. Such a notification signal that the terminal cannot receive without knowing the frequency and a notification signal that can be received without knowing the frequency band in which the notification signal is transmitted may exist simultaneously. Further, the notification signal described with reference to FIGS. 4 and 5 may be applied to any notification signal.

図6に、子端末がネットワーク参加時に報知信号送信端末となるか否かを親端末が決定する時のシーケンス図を示す。まだ親端末610のネットワークに参加していない端末611、612は親端末もしくは報知信号送信端末が送信する報知信号を受信し、かつ、親端末が送信するビーコンを受信して、ネットワークの情報を得ているものとする。子端末611にネットワークへの参加要求、つまりデータ通信のためのチャネル割り当ての要求が発生すると、子端末611は親端末610へネットワークへの参加要求を通知する(ステップS601)。ネットワーク参加要求を受け取った親端末610は、信号電力等を用いて、報知信号送信端末選択処理を行う(ステップS602)。報知信号送信端末選択処理は、親端末610がネットワーク参加要求の信号の信号電力を測定して、その大きさに基づいて子端末との距離を推定し、処理内容によって所望の距離に位置する子端末を選択する。報知信号送信端末選択処理については後に図11を参照して説明する。この例では、端末611を報知信号送信端末には指定しない場合を示している。この場合、親端末610はネットワーク参加要求に関する回答のみを通知する。ここでは、ネットワーク参加要求に関する許可通知を子端末611に通知する(ステップS603)。   FIG. 6 shows a sequence diagram when the parent terminal determines whether or not the child terminal becomes a notification signal transmitting terminal when participating in the network. The terminals 611 and 612 that have not yet joined the network of the parent terminal 610 receive the notification signal transmitted by the parent terminal or the notification signal transmission terminal, and receive the beacon transmitted by the parent terminal, thereby obtaining network information. It shall be. When a request for participation in the network, that is, a request for channel assignment for data communication occurs in the child terminal 611, the child terminal 611 notifies the parent terminal 610 of a request for participation in the network (step S601). Receiving the network participation request, the parent terminal 610 performs broadcast signal transmission terminal selection processing using signal power or the like (step S602). In the broadcast signal transmission terminal selection process, the parent terminal 610 measures the signal power of the network participation request signal, estimates the distance from the child terminal based on the magnitude, and determines the child located at a desired distance depending on the processing content. Select a terminal. The broadcast signal transmission terminal selection process will be described later with reference to FIG. In this example, the case where the terminal 611 is not designated as the broadcast signal transmitting terminal is shown. In this case, the parent terminal 610 notifies only the answer regarding the network participation request. Here, the permission notification regarding the network participation request is notified to the child terminal 611 (step S603).

次に、子端末612にネットワークへの参加要求が発生し、親端末610へネットワーク参加要求を通知したものとする(ステップS604)。この時、親端末610は、上記と同様に、報知信号送信端末選択処理を行う(ステップS605)。ここで、親端末610が子端末612を報知信号送信端末に選択すると決定した場合、親端末610はネットワーク参加要求に関する許可通知を子端末612に通知する(ステップS606)とともに、報知信号送信指示情報も通知する(ステップS607)。   Next, it is assumed that a request for participation in the network is generated in the child terminal 612 and the request for participation in the network is notified to the parent terminal 610 (step S604). At this time, the parent terminal 610 performs notification signal transmission terminal selection processing in the same manner as described above (step S605). Here, when the parent terminal 610 determines to select the child terminal 612 as the notification signal transmission terminal, the parent terminal 610 notifies the child terminal 612 of permission notification regarding the network participation request (step S606), and notification signal transmission instruction information Is also notified (step S607).

報知信号送信指示情報には、子端末612が送信するべき報知信号のタイミング情報のほか、報知信号に乗せる情報、周波数帯域、拡散コード、ビームの方向、送信電力等の情報を含めても良い。報知信号送信タイミングには、親端末610が受信動作中に子端末612が報知信号を送信するように、親端末610が受信動作を行うタイミングを指定してもよい。また、親端末610が干渉信号の発生等により、報知信号を停止する場合を考慮して、他の報知信号送信端末と時分割で送信させるように指定してもよい。周波数帯域を指定する場合、親端末610が送信する報知信号の周波数帯域と周波数的相関が低い帯域を指定すると、干渉信号発生時に同時に報知信号が送信できなくなる可能性を低減できる。ビームの方向を指定する場合は、ネットワークの中心方向か親端末の方向にビームを向けさせることで、親端末610のビーコンが届かない端末に報知信号を受信させないようにすることが可能になる。報知信号送信指示情報は、親端末610から、例えば、ビーコンまたはデータ通信信号で送信される。   The broadcast signal transmission instruction information may include information such as information to be carried on the broadcast signal, frequency band, spreading code, beam direction, transmission power, etc. in addition to the broadcast signal timing information to be transmitted by the child terminal 612. The notification signal transmission timing may specify the timing at which the parent terminal 610 performs the reception operation so that the child terminal 612 transmits the notification signal during the reception operation of the parent terminal 610. In addition, in consideration of the case where the parent terminal 610 stops the notification signal due to the generation of an interference signal or the like, the parent terminal 610 may be specified to be transmitted in time division with other notification signal transmission terminals. When a frequency band is specified, if a frequency band having a low frequency correlation with the frequency band of the notification signal transmitted by the parent terminal 610 is specified, the possibility that the notification signal cannot be transmitted simultaneously when an interference signal is generated can be reduced. When designating the beam direction, it is possible to prevent the terminal from receiving the beacon of the parent terminal 610 from receiving the notification signal by directing the beam toward the center of the network or toward the parent terminal. The notification signal transmission instruction information is transmitted from the parent terminal 610 by, for example, a beacon or a data communication signal.

報知信号送信指示情報を受け取った端末612は、報知信号送信指示情報の内容に従い、報知信号送信開始処理を行う(ステップS608)。報知信号送信指示情報に報知信号を送信するための周波数帯域の明確な指示がなければ、子端末612はメインバンド内のキャリアセンスを行い、干渉信号が存在しない帯域において報知信号を送信する。子端末612が送信する報知信号には、親端末が送信する報知信号と同様に、親端末が送信するビーコンを受信するために必要な情報が含まれている。   The terminal 612 that has received the notification signal transmission instruction information performs notification signal transmission start processing according to the content of the notification signal transmission instruction information (step S608). If there is no clear instruction of the frequency band for transmitting the notification signal in the notification signal transmission instruction information, the child terminal 612 performs carrier sense in the main band and transmits the notification signal in a band in which no interference signal exists. The notification signal transmitted by the child terminal 612 includes information necessary for receiving the beacon transmitted by the parent terminal, similarly to the notification signal transmitted by the parent terminal.

図7は定期的に報知信号送信端末を子端末の中から選択する時のシーケンス図を示す。子端末711および子端末712は、すでに、親端末710のネットワークに参加していて、データ通信のためのチャネル割り当てが行われているものとする。子端末711および子端末712は定期的に親端末が信号電力や到来方向を推定するための測定用パケットを送信する(ステップS701、ステップS703)。測定用パケットは、電力測定がしやすいように、既知信号を用いることが望ましい。また、狭帯域の信号を送信した場合、周波数選択性のフェージングにより電力が著しく低下することも考えられるので、広帯域の信号とするか、複数の狭帯域信号を幾つかの周波数帯域を用いて送信しても良い。親端末710は、例えば、既知信号の受信電力、到来方向を推定して、所望の子端末を選択する。   FIG. 7 shows a sequence diagram when the notification signal transmitting terminal is periodically selected from the child terminals. It is assumed that child terminal 711 and child terminal 712 have already joined the network of parent terminal 710 and have been assigned channels for data communication. The child terminal 711 and the child terminal 712 periodically transmit a measurement packet for the parent terminal to estimate the signal power and the arrival direction (steps S701 and S703). It is desirable to use a known signal for the measurement packet so that power measurement is easy. In addition, when a narrowband signal is transmitted, the power may be significantly reduced due to frequency selective fading. Therefore, the signal may be a wideband signal or a plurality of narrowband signals may be transmitted using several frequency bands. You may do it. For example, the parent terminal 710 estimates the reception power and arrival direction of a known signal and selects a desired child terminal.

子端末711からの測定用パケットを受信した親端末710は、報知信号送信端末選択処理を行い(ステップS702)、子端末711を報知信号送信端末に選択するべきか否かを判断する。ここでは、親端末710は、子端末711を報知信号送信端末に選択するべきではないと判断し、その後のアクションは起こさない。子端末712から測定用パケット603を受信した親端末710は、同様に報知信号送信端末選択処理を行い(ステップS704)、親端末710が子端末712を報知信号送信端末に選択するべきと判断したとする。この時、親端末710は報知信号送信指示情報を子端末712に送信し(ステップS705)、報知信号送信指示情報を受信した子端末712は、その指示に従って、報知信号送信開始処理を行う(ステップS706)。なお、報知信号送信指示情報は、図4に例示したように異なる周波数で同時に報知信号を送信するか、図5に例示したように時分割で報知信号を送信するかの情報も含んでいる。   The parent terminal 710 that has received the measurement packet from the child terminal 711 performs broadcast signal transmission terminal selection processing (step S702), and determines whether or not the child terminal 711 should be selected as the broadcast signal transmission terminal. Here, the parent terminal 710 determines that the child terminal 711 should not be selected as the notification signal transmission terminal, and no subsequent action is taken. The parent terminal 710 that has received the measurement packet 603 from the child terminal 712 similarly performs notification signal transmission terminal selection processing (step S704), and determines that the parent terminal 710 should select the child terminal 712 as the notification signal transmission terminal. And At this time, the parent terminal 710 transmits notification signal transmission instruction information to the child terminal 712 (step S705), and the child terminal 712 that has received the notification signal transmission instruction information performs notification signal transmission start processing according to the instruction (step S705). S706). Note that the broadcast signal transmission instruction information also includes information on whether the broadcast signal is transmitted simultaneously at different frequencies as illustrated in FIG. 4 or whether the broadcast signal is transmitted in time division as illustrated in FIG.

図8に無線通信装置の一例のブロック図を示す。
まず、受信動作に沿って各部ついて説明する。アンテナ812から受信した無線周波数信号は、RF/IF処理部801により無線周波数信号からメインバンドの周波数帯域幅を持つベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号は、ADC802によりデジタル信号に変換される。
FIG. 8 shows a block diagram of an example of a wireless communication apparatus.
First, each part will be described along the receiving operation. A radio frequency signal received from the antenna 812 is converted from a radio frequency signal to a baseband signal having a main band frequency bandwidth by the RF / IF processing unit 801. The baseband signal is converted into a digital signal by the ADC 802.

電力測定処理部803は、親端末として動作する際に、子端末からの信号の信号電力を測定するために用いる。子端末からの信号電力は、例えば、信号帯域のRSSI(received-signal intensity)を用いて計算する。測定するタイミングは、子端末からのネットワーク参加要求受信時や、電力測定用パケット受信時に、制御処理部806から通知される。ここで、電力測定用パケットは定期的に子端末から送信されてくるものとし、制御処理部806はその周期が分かっているものとする。測定された信号電力は、制御処理部806を経て、端末カテゴリDB(DB:データベース)811に保存される。   The power measurement processing unit 803 is used to measure the signal power of the signal from the child terminal when operating as the parent terminal. The signal power from the child terminal is calculated using, for example, RSSI (received-signal intensity) of the signal band. The measurement timing is notified from the control processing unit 806 when a network participation request is received from a child terminal or when a power measurement packet is received. Here, it is assumed that the power measurement packet is periodically transmitted from the child terminal, and the control processing unit 806 knows its cycle. The measured signal power is stored in a terminal category DB (DB: database) 811 via the control processing unit 806.

報知信号受信処理部804は、端末が子端末として動作する際に、親端末からの報知信号を受信するために用いられる。報知信号受信処理部804で得られた報知信号のデータ、つまり、親端末のビーコンを受信するために必要な、周波数、タイミング等の情報は、制御処理部806に通知される。   The notification signal reception processing unit 804 is used to receive a notification signal from the parent terminal when the terminal operates as a child terminal. Information of the notification signal obtained by the notification signal reception processing unit 804, that is, information such as frequency and timing necessary for receiving the beacon of the parent terminal is notified to the control processing unit 806.

データ信号受信処理部805は、親端末もしくは子端末からの送信データや、親端末からのビーコンを受信する際、報知信号送信指示情報を受信する際に用いられる。ビーコン受信時は、ビーコンの受信に必要な情報を制御処理部806から受け取り、ビーコンを受信した後、ビーコンに含まれるネットワーク参加に必要な情報や、データ通信のためのスロット割り当て情報を制御処理部806に通知する。親端末もしくは子端末からの送信データ受信時は、スロット割り当て情報を制御処理部806から受け取り、これにしたがって、受信処理を行う。   The data signal reception processing unit 805 is used when receiving transmission signal from the parent terminal or the child terminal or a beacon from the parent terminal or receiving the notification signal transmission instruction information. When receiving a beacon, information necessary for receiving the beacon is received from the control processing unit 806, and after receiving the beacon, information necessary for network participation included in the beacon and slot allocation information for data communication are transmitted to the control processing unit. 806 is notified. When receiving transmission data from a parent terminal or a child terminal, slot allocation information is received from the control processing unit 806, and reception processing is performed in accordance with the received slot allocation information.

次に、送信動作に沿って各部ついて説明する。
報知信号送信処理部809は、端末が親端末として動作しているときに、報知信号を作成し、DAC808へ送信する。報知信号に乗せるビーコン情報は、制御処理部806から受け取る。
Next, each part will be described along the transmission operation.
The broadcast signal transmission processing unit 809 creates a broadcast signal and transmits it to the DAC 808 when the terminal is operating as a parent terminal. The beacon information to be put on the notification signal is received from the control processing unit 806.

データ信号送信処理部810は、制御処理部806からのデータを受け取り、親端末もしくは子端末へのデータ送信、ビーコン送信等を行う。報知信号送信処理部809およびデータ信号送信処理部810から出力された信号はDAC808でアナログ信号に変換され、RF/IF処理部807で無線周波数信号に変換された後、アンテナ812から出力される。   The data signal transmission processing unit 810 receives data from the control processing unit 806 and performs data transmission to the parent terminal or the child terminal, beacon transmission, and the like. Signals output from the notification signal transmission processing unit 809 and the data signal transmission processing unit 810 are converted into analog signals by the DAC 808, converted into radio frequency signals by the RF / IF processing unit 807, and then output from the antenna 812.

制御処理部806は、上記の処理の他、上位レイヤとのデータのやり取り、報知信号送信端末決定処理を行う。
端末カテゴリデータベース811は、親端末として動作する際、ネットワーク内の子端末の情報を記憶している。
In addition to the above processing, the control processing unit 806 performs data exchange with a higher layer and broadcast signal transmission terminal determination processing.
The terminal category database 811 stores information on child terminals in the network when operating as a parent terminal.

図9に報知信号受信処理部804の一例のブロック図を示す。
ADC802から入力された信号は、複素乗算処理部901でΔfの分だけ周波数を変換する。その後、複素共役処理部902で複素共役をとり、さらに複素乗算部903がADC802からの入力信号と複素共役をとった信号とを複素乗算する。このようにすることで、図3の2本の狭帯域信号301、302の位相の差分ベクトルが得られることになる。これを報知信号のシンボル帯域にあわせたLPF(Low Pass Filter)904に通すことで、親端末から送信信号された信号に対する受信結果が得られる。この結果に対して、マッチドフィルタ905がマッチドフィルタ処理を行うことで、同期を確立し、報知信号の情報を得る。
FIG. 9 shows a block diagram of an example of the notification signal reception processing unit 804.
The signal input from the ADC 802 is converted in frequency by Δf in the complex multiplication processing unit 901. Thereafter, the complex conjugate processor 902 takes the complex conjugate, and the complex multiplier 903 multiplies the input signal from the ADC 802 and the complex conjugate signal. In this way, a phase difference vector between the two narrowband signals 301 and 302 in FIG. 3 is obtained. By passing this through an LPF (Low Pass Filter) 904 that matches the symbol band of the broadcast signal, a reception result for the signal transmitted from the parent terminal can be obtained. The matched filter 905 performs matched filter processing on this result, thereby establishing synchronization and obtaining information on the notification signal.

この構成をとることにより、子端末はメインバンド内のどの周波数帯域報知信号が存在するかを知ることなく、報知信号を受信することが可能になる。また、複数の端末が報知信号を送信しても、報知信号の内容が同じで、Δfが等しければ、特に意識をすることなく、受信が可能になる。このため、報知信号送信端末は任意の周波数で報知信号の送信が可能になる。   By adopting this configuration, the child terminal can receive the broadcast signal without knowing which frequency band broadcast signal in the main band exists. Even if a plurality of terminals transmit a notification signal, if the content of the notification signal is the same and Δf is equal, reception is possible without particular awareness. For this reason, the notification signal transmitting terminal can transmit the notification signal at an arbitrary frequency.

図10に親端末が保持するデータベースの情報の例を示す。
親端末はネットワーク内の子端末について登録しているデータベース(端末カテゴリデータベース811)を持っている。端末カテゴリデータベース811は、子端末からの受信電力、子端末の報知信号送信端末になるための優先度、報知信号送信端末タイプの情報を登録している。
FIG. 10 shows an example of database information held by the parent terminal.
The parent terminal has a database (terminal category database 811) registered for the child terminals in the network. The terminal category database 811 registers received power from the child terminal, priority for becoming a broadcast signal transmission terminal of the child terminal, and broadcast signal transmission terminal type information.

受信電力は、その強度により、ランク付けされている。ここでは、1から5の5段階でグルーピングしていて、5が最も強い電力を持つ端末であるものとする。もし、端末が送信電力制御を行うシステムであれば、子端末の送信電力を用いて正規化する必要がある。   Received power is ranked according to its strength. Here, grouping is performed in five stages from 1 to 5, and 5 is a terminal having the strongest power. If the terminal is a system that performs transmission power control, it is necessary to normalize using the transmission power of the child terminal.

優先度は、子端末が報知信号送信端末としてふさわしいか否かを表す指標であり、一定の基準を用いて親端末が判断するか、子端末が親端末に通知する。ここでは、0から5の6段階でグルーピングしていて、0は報知信号を送信することが出来ない端末、5が最も報知信号送信端末になりやすい子端末となる。ここで、報知信号送信端末になりやすい子端末の例を挙げると、例えば、電源の供給継続時間であり、電源を継続して供給できる時間によって優先度が変わる。例えば、AC電源に接続されていて、消費電力を気にしなくて良い端末は優先度が高くなる。逆に、電池動作で、かつ、電池残量が低い端末は優先度が低くする。また、端末が行うメインバンド内の干渉検出の結果、頻繁に干渉が検出される端末では優先度を低くし、メインバンド内の一周波数帯域において、長時間干渉が検出されない端末では、優先度を高くする。   The priority is an index indicating whether or not the child terminal is suitable as a broadcast signal transmitting terminal, and is determined by the parent terminal using a certain standard, or the child terminal notifies the parent terminal. Here, grouping is performed in six stages from 0 to 5, where 0 is a terminal that cannot transmit a broadcast signal, and 5 is a child terminal that is most likely to be a broadcast signal transmission terminal. Here, when an example of a child terminal that is likely to be a notification signal transmitting terminal is given, for example, it is a power supply continuation time, and the priority changes depending on a time during which power can be continuously supplied. For example, a terminal that is connected to an AC power source and does not need to worry about power consumption has a higher priority. Conversely, a terminal that has a battery operation and a low battery level has a low priority. In addition, as a result of interference detection in the main band performed by the terminal, the priority is lowered in a terminal where interference is frequently detected, and the priority is set in a terminal in which interference is not detected for a long time in one frequency band in the main band. Make it high.

報知信号送信端末タイプは、報知信号送信端末がどのように報知信号を送信しているかを示す。例えば、“Freq”と登録されている端末は、親端末が干渉信号により報知信号を送信できなくなる場合に備えて、図4のように親端末とは異なる周波数を用いて、親端末の報知信号と同時に、報知信号を送信している。“Time”と登録されている端末は、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、図5のように親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信している。   The broadcast signal transmitting terminal type indicates how the broadcast signal transmitting terminal transmits the broadcast signal. For example, a terminal registered as “Freq” uses a frequency different from that of the parent terminal as shown in FIG. 4 in a case where the parent terminal cannot transmit the notification signal due to the interference signal. At the same time, a notification signal is transmitted. In consideration of the case where the terminal registered as “Time” cannot transmit the notification signal during the receiving operation, the terminal transmits the notification signal in time division with the notification signal of the parent terminal as shown in FIG. Yes.

図11に親端末がデータベースの値を更新し、報知信号送信端末を決定するためのフローの例を示す。この動作は、ステップS602、S605、S702、S704で行われる。
まず、親端末は子端末からの信号電力を測定する(ステップS1101)。この信号電力測定は、子端末からのネットワーク参加要求信号を用いても良いし、電力測定用パケットを用いても良い。次に、測定した信号電力に応じて端末カテゴリデータベース811の値を更新する(ステップS1102)。更新結果を用いて、優先度1以上の端末の中から、受信電力の高いN台(Nは1以上の整数)の端末を報知端末1に選択する(ステップS1103)。すなわち、親端末の近くに位置する端末を選択する。ここで報知端末1とは、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信する端末である。受信電力が同じカテゴリに、N台以上あれば、優先度が高い端末を選択する。
FIG. 11 shows an example of a flow for the parent terminal to update the database value and determine the broadcast signal transmitting terminal. This operation is performed in steps S602, S605, S702, and S704.
First, the parent terminal measures the signal power from the child terminal (step S1101). For this signal power measurement, a network participation request signal from a child terminal may be used, or a power measurement packet may be used. Next, the value of the terminal category database 811 is updated according to the measured signal power (step S1102). Using the update result, N terminals with high received power (N is an integer of 1 or more) are selected as the notification terminal 1 from terminals having a priority of 1 or more (step S1103). That is, a terminal located near the parent terminal is selected. Here, the notification terminal 1 is a terminal that transmits a notification signal in a time division manner with the notification signal of the parent terminal in consideration of the case where the parent terminal cannot transmit the notification signal during the reception operation. If the received power is in the same category and there are N or more, a terminal with a higher priority is selected.

さらに、更新結果を用いて、優先度1以上の端末の中から、受信電力の低いM台(Mは1以上の整数)の端末を報知端末2に選択する(ステップS1104)。すなわち、親端末から遠くに位置する端末を選択する。ここで報知端末2とは、親端末が干渉信号により報知信号を送信できなくなる場合に備えて、親端末とは異なる周波数を用いて、親端末の報知信号と同時に、報知信号を送信する端末である。受信電力が同じカテゴリに、M台以上あれば、優先度が高い端末を選択する。最後に、データベースの報知端末欄に変更があれば、該当する端末に、報知信号送信指示情報、もしくは、報知信号停止指示情報を通知する(ステップS1105)。   Furthermore, using the update result, M terminals (M is an integer equal to or greater than 1) with low received power are selected as the notification terminal 2 from terminals having a priority of 1 or greater (step S1104). That is, a terminal located far from the parent terminal is selected. Here, the notification terminal 2 is a terminal that transmits a notification signal at the same time as the notification signal of the parent terminal using a frequency different from that of the parent terminal, in case the parent terminal cannot transmit the notification signal due to the interference signal. is there. If the received power is in the same category and there are M or more, a terminal with a higher priority is selected. Finally, if there is a change in the notification terminal column of the database, notification signal transmission instruction information or notification signal stop instruction information is notified to the corresponding terminal (step S1105).

図12のような端末配置の場合に、データベースおよび、報知信号送信端末がどのように変化するかを具体的に説明する。   In the case of the terminal arrangement as shown in FIG. 12, how the database and the broadcast signal transmitting terminal change will be specifically described.

親端末が図10のような端末カテゴリデータベース811を持ち、端末Aから端末Fが子端末として動作しているものとする。また、N=1、M=2であるものとする。端末Gがネットワーク参加要求を親端末に通知すると、親端末は、ネットワーク参加要求を用いて、受信電力を測定しそのカテゴリを決定し、また、ネットワーク参加要求内に含まれる、端末状況を用いて優先度のカテゴリを決定する。この情報を用いて、端末カテゴリデータベース811を更新する。親端末はさらに、報知信号送信端末の決定処理に入る。   Assume that the parent terminal has a terminal category database 811 as shown in FIG. 10, and terminals A to F operate as child terminals. Further, it is assumed that N = 1 and M = 2. When the terminal G notifies the parent terminal of the network participation request, the parent terminal uses the network participation request to measure the received power and determine its category, and also uses the terminal status included in the network participation request. Determine the priority category. Using this information, the terminal category database 811 is updated. The parent terminal further enters a determination process for a broadcast signal transmitting terminal.

図13のように、端末Gの信号電力が1、優先度が2の場合、受信電力が最も低いカテゴリであり、かつ、端末Fの優先度より高いため、端末Gを報知信号送信端末(報知信号2、“Freq”)とし、端末Fを報知信号送信端末から普通の子端末へ変更する。この結果、端末Fには報知信号停止通知を送信し、端末Gには報知信号送信通知を送信する。   As shown in FIG. 13, when the signal power of the terminal G is 1 and the priority is 2, the received power is the lowest category and higher than the priority of the terminal F. Signal 2 is “Freq”), and the terminal F is changed from the broadcast signal transmitting terminal to a normal child terminal. As a result, a notification signal stop notification is transmitted to terminal F, and a notification signal transmission notification is transmitted to terminal G.

図14に無線通信装置の別の例のブロック図を示す。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
まず、受信動作に沿って各部について説明する。図14中、アンテナは4本で記しているが、2パターン以上の指向性を作れる本数であればよい。多くの本数を搭載すれば指向性パターン数は増えて、端末の位置を把握しやすくなるが、無線通信装置が大きくなるなどの欠点がある。
FIG. 14 shows a block diagram of another example of the wireless communication apparatus. In the following, the same parts as those already described are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
First, each unit will be described along the receiving operation. In FIG. 14, four antennas are illustrated, but it is sufficient that the number of antennas can create two or more patterns. If many are installed, the number of directivity patterns increases and it becomes easy to grasp the position of the terminal, but there are drawbacks such as an increase in the size of the wireless communication device.

アンテナ812から受信した無線周波数信号はRF/IF処理部801により無線周波数信号からメインバンドの周波数帯域幅を持つベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号はADC802によりデジタル信号に変換される。   A radio frequency signal received from the antenna 812 is converted from a radio frequency signal to a baseband signal having a main band frequency bandwidth by the RF / IF processing unit 801. The baseband signal is converted into a digital signal by the ADC 802.

アンテナ指向性処理部1401は、制御処理部1402からの指示により、受信信号の位相を回転させてそれぞれの信号を加算することで、指示に合わせたアンテナ指向性を盛った受信信号を出力する。電力測定処理部803は、親端末として動作する際に、子端末からの信号電力を測定するために用いる。子端末からの信号電力は、例えば、信号帯域のRSSIを用いて計算する。測定するタイミングは、子端末からのネットワーク参加要求受信時や、電力測定用パケット受信時に、制御処理部1402から通知される。ここで、電力測定用パケットは定期的に子端末から送信されてくるものとし、制御処理部1402はその周期が分かっているものとする。測定された信号電力は、制御処理部1402を経て、端末カテゴリDB1403に保存される。   In response to an instruction from the control processing unit 1402, the antenna directivity processing unit 1401 rotates the phase of the reception signal and adds the respective signals, thereby outputting a reception signal with enhanced antenna directivity according to the instruction. The power measurement processing unit 803 is used to measure the signal power from the child terminal when operating as the parent terminal. The signal power from the child terminal is calculated using, for example, RSSI of the signal band. The measurement timing is notified from the control processing unit 1402 when a network participation request is received from a child terminal or when a power measurement packet is received. Here, it is assumed that the power measurement packet is periodically transmitted from the child terminal, and the control processing unit 1402 knows its cycle. The measured signal power is stored in the terminal category DB 1403 via the control processing unit 1402.

報知信号受信処理部804は、端末が子端末として動作する際に、親端末からの報知信号を受信するために用いられる。報知信号受信処理部804で得られた報知信号のデータ、つまり、親端末のビーコンを受信するために必要な、周波数、タイミング等の情報は制御処理部1402に通知される。報知信号受信処理部804が報知信号受信処理を行う際、アンテナ指向性処理部1401はオムニ(全方向)になるように制御されることが望ましい。   The notification signal reception processing unit 804 is used to receive a notification signal from the parent terminal when the terminal operates as a child terminal. Data of the notification signal obtained by the notification signal reception processing unit 804, that is, information such as frequency and timing necessary for receiving the beacon of the parent terminal is notified to the control processing unit 1402. When the notification signal reception processing unit 804 performs notification signal reception processing, the antenna directivity processing unit 1401 is preferably controlled to be omni (omnidirectional).

データ信号受信処理部805は、親端末もしくは子端末からの送信データや、親端末からのビーコンを受信する際に用いられる。ビーコン受信時は、ビーコンの受信に必要な情報を制御処理部1402から受け取り、ビーコンを受信した後、データ信号受信処理部805は、ビーコンに含まれるネットワーク参加に必要な情報や、データ通信のためのスロット割り当て情報を制御処理部1402に通知する。親端末もしくは子端末からの送信データ受信時は、データ信号受信処理部805は、スロット割り当て情報を制御処理部1402から受け取り、これにしたがって、受信処理を行う。   The data signal reception processing unit 805 is used when receiving transmission data from the parent terminal or the child terminal and a beacon from the parent terminal. When receiving a beacon, information necessary for receiving the beacon is received from the control processing unit 1402, and after receiving the beacon, the data signal reception processing unit 805 is used for information necessary for network participation included in the beacon and data communication. The slot allocation information is notified to the control processing unit 1402. When receiving transmission data from the parent terminal or the child terminal, the data signal reception processing unit 805 receives the slot allocation information from the control processing unit 1402 and performs reception processing according to this.

次に、送信動作に沿って各部について説明する。報知信号送信処理部809は、端末が親端末または報知信号送信端末として動作しているときに、報知信号を作成し、アンテナ指向性処理部1404へ送信する。報知信号に乗せるビーコン情報は、報知信号送信処理部809が制御処理部1402から受け取る。データ信号送信処理部810は、制御処理部1402からのデータを受け取り、親端末もしくは子端末へのデータ送信、ビーコン送信等を行う。報知信号送信処理部809およびデータ信号送信処理部810から出力された信号はアンテナ指向性処理部1404に入力される。   Next, each unit will be described along the transmission operation. Broadcast signal transmission processing section 809 creates a broadcast signal and transmits it to antenna directivity processing section 1404 when the terminal is operating as a parent terminal or broadcast signal transmission terminal. The beacon information to be put on the notification signal is received from the control processing unit 1402 by the notification signal transmission processing unit 809. The data signal transmission processing unit 810 receives data from the control processing unit 1402 and performs data transmission to a parent terminal or a child terminal, beacon transmission, and the like. Signals output from the notification signal transmission processing unit 809 and the data signal transmission processing unit 810 are input to the antenna directivity processing unit 1404.

アンテナ指向性処理部1404は、制御処理部1402の指示に基づいて、それぞれのアンテナに対応するDAC808に信号の位相を回転させて出力する。例えば、報知信号送信処理において、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信する場合は、指向性を作らず、オムニになるように送信を行うと良い。また、親端末が干渉信号により報知信号を送信できなくなる場合に備えて、親端末とは異なる周波数を用いて、親端末の報知信号と同時に報知信号を送信する場合は、ネットワークの中心や、親端末の方向にビームを形成すると、無駄にネットワークを広げすぎることが無く、システムのスループットを向上できる。このとき、指向性パラメータは、親端末が指示をしてもよいし、報知信号送信端末が到来方向推定技術を用いて、ビーコンの到来方向を推定し、親端末の方向を認識して、指向性パラメータを決定しても良い。アンテナ指向性処理部1404から出力された信号はDAC808でアナログ信号に変換され、RF/IF処理部807で無線周波数信号に変換された後、アンテナ812から出力される。   Based on an instruction from the control processing unit 1402, the antenna directivity processing unit 1404 rotates the phase of the signal to the DAC 808 corresponding to each antenna and outputs it. For example, in the notification signal transmission process, in consideration of the case where the parent terminal becomes unable to transmit the notification signal during the receiving operation, when transmitting the notification signal in time division with the notification signal of the parent terminal, the directivity is not created, It is good to send to become omni. In addition, in the case where the parent terminal cannot transmit a notification signal due to an interference signal, when the notification signal is transmitted simultaneously with the notification signal of the parent terminal using a frequency different from that of the parent terminal, Forming the beam in the direction of the terminal can improve the system throughput without unnecessarily widening the network. At this time, the directivity parameter may be instructed by the parent terminal, or the broadcast signal transmitting terminal may estimate the beacon arrival direction using the arrival direction estimation technique, recognize the direction of the parent terminal, The sex parameter may be determined. A signal output from the antenna directivity processing unit 1404 is converted into an analog signal by the DAC 808, converted into a radio frequency signal by the RF / IF processing unit 807, and then output from the antenna 812.

図14に対応する実施形態では、アンテナパターンをデジタル信号処理で形成しているが、アナログ信号処理で行っても良い。また、アンテナの方向を物理的に変えることで、アンテナパターンを形成しても良い。   In the embodiment corresponding to FIG. 14, the antenna pattern is formed by digital signal processing, but may be performed by analog signal processing. Further, the antenna pattern may be formed by physically changing the direction of the antenna.

制御処理部1402は、上記の処理の他、上位レイヤとのデータのやり取り、報知信号送信端末決定処理、アンテナ指向性の決定処理を行う。端末カテゴリデータベース1403は親端末として動作する際、ネットワーク内の子端末の情報を保持する。   In addition to the above processing, the control processing unit 1402 performs data exchange with an upper layer, broadcast signal transmission terminal determination processing, and antenna directivity determination processing. The terminal category database 1403 holds information on child terminals in the network when operating as a parent terminal.

図15に親端末(図14の構成)が保持するデータベースの情報の例を示す。
親端末はネットワーク内の子端末について登録している端末カテゴリデータベース1403を持っていて、ここでは、子端末からの受信電力、子端末の報知信号送信端末になるための優先度、報知信号送信端末タイプの情報、分類されたアンテナパターングループが登録されている。受信電力は、その強度により、ランク付けされている。受信電力はアンテナパターン毎に、記憶されている。ここでは、1から5の5段階でグルーピングしていて、5が最も強い電力を持つ端末であるものとする。もし、端末が送信電力制御を行うシステムであれば、子端末の送信電力を用いて正規化する必要がある。優先度は、子端末が報知信号送信端末としてふさわしいか否かを表す指標であり、一定の基準を用いて親端末が判断するか、子端末が親端末に通知する。ここでは、0から5の6段階でグルーピングしていて、0は報知信号を送信することが出来ない端末、5が最も報知信号送信端末になりやすい子端末となる。ここで、報知信号送信端末になりやすさの例を挙げると、例えば、AC電源に接続されていて、消費電力を気にしなくて良い端末は優先度が高くなり、電池動作で、かつ、電池残量が低い端末は優先度が低くする。また、端末が行うメインバンド内の干渉検出の結果、頻繁に干渉が検出される端末では優先度を低くし、メインバンド内の一周波数帯域において、長時間干渉が検出されない端末では、優先度を高くする。報知信号送信端末タイプは、報知信号送信端末がどのように報知信号を送信しているかを示す。例えば、“Freq”と登録されている端末は、親端末が干渉信号により報知信号を送信できなくなる場合に備えて、図4のように親端末とは異なる周波数を用いて、親端末の報知信号と同時に、報知信号を送信している。“Time”と登録されている端末は、親端末が受信動作中に報知信号を送信できなくなる場合を考慮して、図5のように親端末の報知信号と時分割で報知信号を送信している。
FIG. 15 shows an example of database information held by the parent terminal (configuration shown in FIG. 14).
The parent terminal has a terminal category database 1403 registered for the child terminals in the network. Here, the received power from the child terminal, the priority for becoming the broadcast signal transmission terminal of the slave terminal, the broadcast signal transmission terminal Type information and classified antenna pattern groups are registered. Received power is ranked according to its strength. The received power is stored for each antenna pattern. Here, grouping is performed in five stages from 1 to 5, and 5 is a terminal having the strongest power. If the terminal is a system that performs transmission power control, it is necessary to normalize using the transmission power of the child terminal. The priority is an index indicating whether or not the child terminal is suitable as a broadcast signal transmitting terminal, and is determined by the parent terminal using a certain standard, or the child terminal notifies the parent terminal. Here, grouping is performed in six stages from 0 to 5, where 0 is a terminal that cannot transmit a broadcast signal, and 5 is a child terminal that is most likely to be a broadcast signal transmission terminal. Here, as an example of the ease of becoming a notification signal transmitting terminal, for example, a terminal that is connected to an AC power source and does not need to worry about power consumption has a higher priority, battery operation, and battery A terminal with a low remaining amount has a low priority. In addition, as a result of interference detection in the main band performed by the terminal, the priority is lowered in a terminal where interference is frequently detected, and the priority is set in a terminal in which interference is not detected for a long time in one frequency band in the main band. Make it high. The broadcast signal transmitting terminal type indicates how the broadcast signal transmitting terminal transmits the broadcast signal. For example, a terminal registered as “Freq” uses a frequency different from that of the parent terminal as shown in FIG. 4 in a case where the parent terminal cannot transmit the notification signal due to the interference signal. At the same time, a notification signal is transmitted. In consideration of the case where the terminal registered as “Time” cannot transmit the notification signal during the receiving operation, the terminal transmits the notification signal in time division with the notification signal of the parent terminal as shown in FIG. Yes.

図16に、図14の親端末のデータベースにおける受信電力の更新方法、アンテナパターングルーピングの方法、報知信号送信端末選択方法について説明する。本実施形態では、アンテナパターンは一方向にヌルを向けるアンテナパターンで、電力の測定を行うことを想定する。以下、既に説明したステップと同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
まず、親端末は子端末からの信号電力を測定する前に、自らが持つアンテナパターンのうちの一つのアンテナパターンを形成する(ステップS1601)。子端末からの信号電力を、ネットワーク参加要求信号を用いて測定する場合は、例えば、ネットワーク参加要求の後に続くポストアンブルのような信号が送信される際に、アンテナパターンを形成する。定期的に測定を行う場合は、子端末から送信される電力測定用パケットを受信する際に、アンテナパターンを形成する。アンテナパターンを形成したのち、子端末からの信号電力を受信する(ステップS1101)。この信号電力測定は、子端末からのネットワーク参加要求信号を用いても良いし、電力測定用パケットを用いても良い。次に、アンテナパターンに応じて、測定した信号電力の値を用いて端末カテゴリデータベース1403を更新する(ステップS1102)。これらの動作をすべてのアンテナパターンで行う(ステップS1602)。例えば、図15のデータベースの場合では、ステップS1601からステップS1602まで5回ループを回ることになる。
FIG. 16 illustrates a reception power update method, antenna pattern grouping method, and broadcast signal transmission terminal selection method in the parent terminal database of FIG. In the present embodiment, it is assumed that the antenna pattern is an antenna pattern in which null is directed in one direction, and power is measured. Hereinafter, the same steps as those already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
First, before measuring the signal power from the child terminal, the parent terminal forms one of the antenna patterns that the parent terminal has (step S1601). When the signal power from the child terminal is measured using the network participation request signal, for example, when a signal such as a postamble following the network participation request is transmitted, an antenna pattern is formed. When the measurement is performed periodically, an antenna pattern is formed when a power measurement packet transmitted from the child terminal is received. After forming the antenna pattern, the signal power from the child terminal is received (step S1101). For this signal power measurement, a network participation request signal from a child terminal may be used, or a power measurement packet may be used. Next, the terminal category database 1403 is updated using the measured signal power value according to the antenna pattern (step S1102). These operations are performed for all antenna patterns (step S1602). For example, in the case of the database of FIG. 15, the loop is repeated five times from step S1601 to step S1602.

すべてのアンテナパターンで電力の測定が終了したら(ステップS1602のYes)、データベース更新結果を用いて、アンテナパターングループ分けを行う(ステップS1603)。まず、特定のアンテナパターンについてのみ、信号電力が大きく下がっている端末を見つける。その端末は、該当するアンテナパターンにおいて、ヌルが向いた方向に存在するとして、そのパターンのグループに分類する。ここで、信号電力が大きく下がっているか否かの判定には、例えば、該当する端末の全パターンの平均信号電力から20dB以上の低い電力を示すパターンが存在した場合に、そのパターンのヌルが向いた方向に端末が存在すると考える。また、どのパターンも平均的に同じような電力を持つ場合は、アンテナパターングループには入れない。このような手続きを用いて、すべての端末の分類わけを行う。   When power measurement is completed for all antenna patterns (Yes in step S1602), antenna pattern grouping is performed using the database update result (step S1603). First, a terminal whose signal power is greatly reduced only for a specific antenna pattern is found. The terminal classifies the corresponding antenna pattern into a group of patterns, assuming that the terminal exists in the direction in which the null faces. Here, in determining whether or not the signal power is greatly reduced, for example, when there is a pattern indicating a low power of 20 dB or more from the average signal power of all patterns of the corresponding terminal, the null of the pattern is recommended. I think that there is a terminal in the direction. Also, if any pattern has the same power on average, it cannot be put into the antenna pattern group. Using this procedure, all terminals are classified.

全てのパターングループの中で、優先度1以上の端末から受信電力が高いN台の端末を報知端末1に選択する(ステップS1604)。報知端末1は上記のものと同様である。   Among all the pattern groups, N terminals having high received power are selected as the notification terminal 1 from terminals having a priority of 1 or higher (step S1604). The notification terminal 1 is the same as described above.

その後、それぞれのグループについて、優先度1以上の端末の中から、受信電力の低いM台の端末を報知端末2に選択する(ステップS1605)。報知端末2は上記のものと同様である。最後に、データベースの報知端末欄に変更があれば、該当する端末に、報知信号送信指示情報、もしくは、報知信号停止指示情報を通知する(ステップS1105)。なお、ステップS1604、S1605で優先度1以上に設定したが、これは適宜決めればよく、優先度1に限定する必要はない。   After that, for each group, M terminals with low received power are selected as the notification terminal 2 from terminals having a priority of 1 or higher (step S1605). The notification terminal 2 is the same as described above. Finally, if there is a change in the notification terminal column of the database, notification signal transmission instruction information or notification signal stop instruction information is notified to the corresponding terminal (step S1105). Note that although priority 1 or higher is set in steps S1604 and S1605, this may be determined as appropriate and need not be limited to priority 1.

図17のような端末配置の場合に、アンテナパターンおよびデータベースの更新方法を具体的に説明する。
親端末が図15のような内容を有するデータベースを持ち、端末Aから端末Gが子端末として動作しているものとする。また、M=1であるものとする。親端末は端末が電力測定用パケットを送信するときに、幾つかのアンテナパターンを形成する。例えば、図17に円で示すようにオムニのパターンと、図18から図21のように1方向にヌルを向けたパターンをパターン1からパターン4の4種類を形成する。これらのパターンを変化させるたびに端末からの電力測定用パケットを用いて、受信電力を測定する。端末Bからの電力測定用パケットを受信する際は、端末Bの方向にヌルが向くアンテナパターン1のときのみ測定電力が著しく低下する。図15の例では、他のアンテナパターンで端末Bからの電力を測定した場合、受信電力は「3」となるが、パターン1の場合のみ「0」となる。このことから、端末Bはアンテナパターン1がヌルをむけた方向に端末が存在すると考えて、パターングループをパターン1に決定する。同様に、アンテナパターン2で信号電力を受信すると端末Cの信号電力は低下するため、端末Cはパターングループ2に分類される。端末Eと端末Gについては、この例において、ヌルが向く方向のアンテナパターンが無いため、受信電力はほぼ一定となり、グループ分けは行われない。
In the case of the terminal arrangement as shown in FIG. 17, the antenna pattern and database update method will be specifically described.
It is assumed that the parent terminal has a database having the contents as shown in FIG. 15 and terminals A to G operate as child terminals. It is assumed that M = 1. The parent terminal forms several antenna patterns when the terminal transmits a power measurement packet. For example, four types of patterns 1 to 4 are formed: an omni pattern as shown by a circle in FIG. 17 and a pattern in which a null is directed in one direction as shown in FIGS. Each time these patterns are changed, the received power is measured using the power measurement packet from the terminal. When receiving a power measurement packet from the terminal B, the measured power is significantly reduced only when the antenna pattern 1 has a null facing the terminal B. In the example of FIG. 15, when the power from terminal B is measured with another antenna pattern, the received power is “3”, but only in the case of pattern 1, it is “0”. Therefore, the terminal B determines that the terminal exists in the direction in which the antenna pattern 1 is turned to null, and determines the pattern group as the pattern 1. Similarly, when the signal power is received by the antenna pattern 2, the signal power of the terminal C is decreased, so that the terminal C is classified into the pattern group 2. For terminal E and terminal G, in this example, since there is no antenna pattern in the null-facing direction, the received power is almost constant and no grouping is performed.

グループ分けが行われた後、親端末はさらに、報知信号送信端末の決定処理に入る。図15の状況において、パターングループ1、パターングループ4では、端末B、端末Dが1台のみ存在するため、それぞれ報知信号送信端末に選択される。パターングループ2では、端末Cが存在するが、優先度が0であり、報知信号送信端末として選択できないため、端末Cは報知信号送信端末には選択されない。パターングループ3については、2台の端末が存在する。ここで、M=1であるため、1台の端末を選択することになる。ここでは、端末Fの優先度が端末Aより高いため、端末Fが報知信号送信端末として選択される。   After the grouping is performed, the parent terminal further enters a determination process for a broadcast signal transmitting terminal. In the situation of FIG. 15, since only one terminal B and terminal D exist in pattern group 1 and pattern group 4, each is selected as a broadcast signal transmitting terminal. In the pattern group 2, although the terminal C exists, the priority is 0, and it cannot be selected as the broadcast signal transmission terminal. Therefore, the terminal C is not selected as the broadcast signal transmission terminal. For pattern group 3, there are two terminals. Here, since M = 1, one terminal is selected. Here, since the priority of terminal F is higher than that of terminal A, terminal F is selected as the broadcast signal transmitting terminal.

この例では、アンテナパターンを用いて端末の位置を推定し、分類を行ったが、例えば、端末にGPSを搭載しておき、その位置情報を親端末に通知し、親端末はデータベースに登録する際にGPSの位置情報を端末情報と関連付けて登録してもよい。この場合、位置が近い端末を一つのグループとしてまとめて、そのなかから、報知信号報知端末を選択しても良い。   In this example, the position of the terminal is estimated and classified using the antenna pattern. For example, a GPS is installed in the terminal, the position information is notified to the parent terminal, and the parent terminal registers in the database. At this time, the GPS position information may be registered in association with the terminal information. In this case, terminals having close positions may be grouped as one group, and a notification signal notification terminal may be selected from the group.

ここで、図3の報知信号を親端末が報知信号送信端末と異なる周波数帯域で送信した場合、端末がどのように受信信号を得るかを、式を用いて説明する。   Here, how the terminal obtains the received signal when the parent terminal transmits the notification signal in FIG. 3 in a frequency band different from that of the notification signal transmitting terminal will be described using equations.

親端末の報知信号のベースバンド信号をA(t)、親端末の報知信号の搬送波周波数のうち低い方をf1、高い方をf2とする。ここで、Δf = f2-f1であるものとする。すると、親端末が送信する報知信号は

Figure 0004928996
のように表せる。また、報知信号送信端末の報知信号のベースバンド信号をB(t)、報知信号送信端末の報知信号の搬送波周波数のうち低い方をf3、高い方をf4とする。ここで、Δf = f4-f3であるものとする。この時、報知信号送信端末が送信する報知信号は
Figure 0004928996
となる。 The baseband signal of the notification signal of the parent terminal is A (t), the lower one of the carrier frequencies of the notification signal of the parent terminal is f1, and the higher one is f2. Here, it is assumed that Δf = f2−f1. Then, the notification signal transmitted by the parent terminal is
Figure 0004928996
It can be expressed as Also, let B (t) be the baseband signal of the broadcast signal of the broadcast signal transmission terminal, f3 be the lower carrier frequency of the broadcast signal of the broadcast signal transmission terminal, and f4 be the higher one. Here, it is assumed that Δf = f4-f3. At this time, the notification signal transmitted by the notification signal transmitting terminal is
Figure 0004928996
It becomes.

Δfが十分小さく、f1とf2における伝搬路が、十分に相関があり、同一とみなせると仮定する。また、f3とf4も同様に、同一の伝搬路特性をもつと仮定する。親端末から報知信号を受信する子端末までのf1,f2における伝搬路を

Figure 0004928996
、報知信号送信端末から子端末までのf3,f4における伝搬路を
Figure 0004928996
とすると受信信号r(t) は以下のように表せる
Figure 0004928996
これに対して受信処理を行い、LPF(1MHz)で高周波成分を取り除くと、
Figure 0004928996
となる。*は複素共役を表す。親端末の報知信号のベースバンド信号であるA(t)と報知信号送信端末の報知信号のベースバンド信号であるB(t)が同一信号であれば、受信側で特殊な処理をすることなく、また、送信周波数f1, f2, f3, f4によらず、2パスの最大比合成による受信が可能となる。 Assume that Δf is sufficiently small and that the propagation paths in f1 and f2 are sufficiently correlated and can be considered identical. Similarly, assume that f3 and f4 have the same propagation path characteristics. The propagation path in f1 and f2 from the parent terminal to the child terminal that receives the broadcast signal
Figure 0004928996
, The propagation path in f3, f4 from the broadcast signal transmitting terminal to the child terminal
Figure 0004928996
Then, the received signal r (t) can be expressed as
Figure 0004928996
On the other hand, when receiving processing and removing high frequency components with LPF (1MHz),
Figure 0004928996
It becomes. * Represents a complex conjugate. If A (t), which is the baseband signal of the broadcast signal of the parent terminal, and B (t), which is the baseband signal of the broadcast signal of the broadcast signal transmitting terminal, are the same signal, there is no special processing on the receiving side. In addition, reception by the maximum ratio combining of two paths is possible regardless of the transmission frequencies f1, f2, f3, f4.

次に、具体的な例を用いて説明を行う。図22に親端末、子端末、報知信号送信端末の位置を示す。親端末から子端末までの距離を30m、報知信号送信端末から子端末までの距離を5mとする。親端末および報知信号送信端末は、報知信号を1MHzの帯域幅を持った信号で、-40dBm/MHzの電力で送信する。また、親端末はビーコン信号を50MHzの帯域幅を持った信号で、-40dBm/MHzの電力で送信する。子端末は、報知信号がどの周波数帯域に送信されているか分からないため、1000MHzのフィルタを用いて1000MHz帯域幅を一括受信し、その中から1MHzの報知信号受信処理を行う。報知信号を受信した後は、親端末からのビーコン信号を50MHz帯域のフィルタを用いて信号の受信処理を行う。報知信号は利得を稼ぐため、拡散されている。情報は20Symbol(1Symbolのビット数は変調方式に依存する)ありこれを受信できれば、子端末は親端末に対してネットワーク参加要求を行うことが出来、ビーコンの場所を教えてもらうことが出来る。周波数帯は6GHz帯を使用するものとし、自由伝播損失を仮定し、マルチパスおよび伝送路変化が無いものとする。   Next, description will be made using a specific example. FIG. 22 shows the positions of the parent terminal, the child terminal, and the notification signal transmitting terminal. The distance from the parent terminal to the child terminal is 30 m, and the distance from the notification signal transmitting terminal to the child terminal is 5 m. The parent terminal and the broadcast signal transmitting terminal transmit the broadcast signal as a signal having a bandwidth of 1 MHz with power of −40 dBm / MHz. The parent terminal transmits a beacon signal with a power of -40 dBm / MHz as a signal having a bandwidth of 50 MHz. Since the slave terminal does not know which frequency band the broadcast signal is transmitted to, the slave terminal collectively receives the 1000 MHz bandwidth using a 1000 MHz filter, and performs a 1 MHz broadcast signal reception process. After receiving the notification signal, the beacon signal from the parent terminal is subjected to signal reception processing using a 50 MHz band filter. The broadcast signal is spread to gain. The information is 20 Symbols (the number of bits of 1 Symbol depends on the modulation method). If this information can be received, the child terminal can make a network participation request to the parent terminal and can be told the location of the beacon. The frequency band is assumed to use the 6 GHz band, assuming free propagation loss and no multipath and transmission path changes.

子端末は報知信号がどの周波数にあるかを知らないため、報知信号が送信されることが考えられる帯域(1000MHz)を一括受信するため、報知信号に対して、受信帯域が広く、熱雑音の影響を大きく受ける。報知信号送信端末が報知信号を送信しない状況において、受信SNRは-33.51dBと計算できる。ここから、SNR=11.21dBを得ようとすると、44.71dBの拡散利得を得るため、拡散率を29600倍としなくてはならない。これは20Symbolの信号を送信するのに、592msecかかる。しかし、端末から5mの距離にある報知信号送信端末が報知信号を親端末と同時に送信することで、受信SNRは-17.82dBとなり、拡散利得は29.03dBが稼げればいいため、800倍拡散でSNR11.21dBを得ることが出来る。これは、20Symbolの信号を送信するのに、16msecでよいことになる。このため、子端末が同期信号を受信完了するための時間を1/37に短縮できる。   Since the slave terminal does not know the frequency at which the broadcast signal is present, the slave terminal collectively receives a band (1000 MHz) where the broadcast signal is considered to be transmitted. It is greatly affected. In a situation where the broadcast signal transmitting terminal does not transmit a broadcast signal, the received SNR can be calculated as −33.51 dB. From this point, when trying to obtain SNR = 11.21 dB, the spreading factor must be 29600 times in order to obtain a spreading gain of 44.71 dB. This takes 592 ms to transmit a 20 Symbol signal. However, since the broadcast signal transmitting terminal at a distance of 5 m from the terminal transmits the broadcast signal simultaneously with the parent terminal, the received SNR becomes -17.82 dB, and the spreading gain only needs to be 29.03 dB. .21dB can be obtained. This means that 16 msec is sufficient to transmit a 20 Symbol signal. For this reason, the time required for the slave terminal to complete receiving the synchronization signal can be shortened to 1/37.

なお、この状態において、親端末が送信するビーコン信号を子端末が受信する場合、子端末はビーコン信号の周波数帯域を知ることが出来ているため、ビーコン信号の帯域幅に合わせた50MHzのフィルタを用いることが出来る。このため、親端末が報知信号と同様の-40dBm/MHzで送信したとしても、子端末の受信SNRは-3.51dBとなり数dBの拡散利得を得ることで、十分に通信を行うことが可能となる。   In this state, when the child terminal receives a beacon signal transmitted from the parent terminal, the child terminal can know the frequency band of the beacon signal, so a 50 MHz filter that matches the bandwidth of the beacon signal is used. Can be used. For this reason, even if the parent terminal transmits at -40 dBm / MHz, which is the same as the broadcast signal, the reception SNR of the child terminal is -3.51 dB, and it is possible to perform sufficient communication by obtaining a spreading gain of several dB. Become.

このように本提案は、報知信号を受信できるエリアの大きさと、その他のデータ信号を受信できるエリアの大きさとが大きく異なる場合に有効な手段となる。たとえば、端末は、親端末の報知信号を受信できるエリア外にいたとしても、報知信号送信端末から報知信号を確実に受信することが可能となる。   Thus, the present proposal is an effective means when the size of the area that can receive the notification signal and the size of the area that can receive other data signals are greatly different. For example, even if the terminal is outside the area where the notification signal of the parent terminal can be received, the notification signal can be reliably received from the notification signal transmitting terminal.

以上に示した実施形態によれば、親端末が受信動作中において、親端末からの報知信号を送信できなくても、報知信号送信端末からの報知信号を用いることにより、ネットワークに参加する要求を持つ端末が、ネットワークへ参加することが容易になる。   According to the embodiment described above, even when the parent terminal cannot receive the notification signal from the parent terminal during the reception operation, the notification signal from the notification signal transmission terminal is used to request the participation in the network. It becomes easy for the terminal to have to participate in the network.

そのほか、複数の端末から報知信号を、異なる周波数を用いて送信しているため、アンテナダイバーシチ効果、周波数ダイバーシチ効果により、ネットワークに参加する要求を持つ端末が、ネットワークへの参加をすることが容易になる。ネットワークに参加する要求を持つ端末が、ネットワークへの参加をすることが容易になることから、意図しない親端末の乱立を防ぎ、ネットワークのシステムスループットを向上することが出来る。   In addition, since broadcast signals are transmitted from a plurality of terminals using different frequencies, it is easy for a terminal having a request to participate in the network to participate in the network due to the antenna diversity effect and the frequency diversity effect. Become. Since it becomes easy for a terminal having a request to participate in the network to participate in the network, unintentional parent terminals can be prevented from standing up and the system throughput of the network can be improved.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本実施形態のシステム構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the system configuration | structure of this embodiment. 親端末から送信する報知信号およびビーコンの概念図。The conceptual diagram of the alerting | reporting signal and beacon which are transmitted from a parent terminal. 報知信号の一例を示す図。The figure which shows an example of an alerting | reporting signal. 親端末が送信する報知信号と報知信号送信端末が送信する報知信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the alerting signal which a parent terminal transmits, and the alerting signal which an alerting signal transmission terminal transmits. 親端末が送信する報知信号と報知信号送信端末が送信する報知信号の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the alerting signal which a parent terminal transmits, and the alerting signal which an alerting signal transmission terminal transmits. 子端末がネットワーク参加時に報知信号送信端末判定のシーケンス図。The sequence diagram of a notification signal transmission terminal determination at the time of a child terminal joining a network. 定期的に報知信号送信端末を子端末の中から選択する場合のシーケンス図。The sequence diagram in the case of regularly selecting a notification signal transmission terminal from a child terminal. 本実施形態の無線通信装置のブロック図。The block diagram of the radio | wireless communication apparatus of this embodiment. 図8の報知信号受信処理部のブロック図。The block diagram of the alerting signal reception process part of FIG. 親端末が有するデータベースの内容の一例を示す図。The figure which shows an example of the content of the database which a parent terminal has. データベースの値を更新し、報知信号送信端末を決定するためのフローチャート。The flowchart for updating the value of a database and determining a notification signal transmission terminal. 端末配置の一例を示す図。The figure which shows an example of terminal arrangement | positioning. 親端末が有するデータベースの内容の一例を示す図。The figure which shows an example of the content of the database which a parent terminal has. 本実施形態の図8とは異なる、無線通信装置のブロック図。The block diagram of the radio | wireless communication apparatus different from FIG. 8 of this embodiment. 図14の構成の親端末が有するデータベースの内容の一例を示す図。The figure which shows an example of the content of the database which the parent terminal of the structure of FIG. 14 has. 図14の親端末による、受信電力の更新、グルーピング、報知信号送信端末選択のためのフローチャート。15 is a flowchart for reception power update, grouping, and broadcast signal transmission terminal selection by the parent terminal of FIG. 端末配置の一例を示す図。The figure which shows an example of terminal arrangement | positioning. アンテナパターンの一例を示す図。The figure which shows an example of an antenna pattern. アンテナパターンの一例を示す図。The figure which shows an example of an antenna pattern. アンテナパターンの一例を示す図。The figure which shows an example of an antenna pattern. アンテナパターンの一例を示す図。The figure which shows an example of an antenna pattern. 親端末、子端末、報知信号送信端末の一例を示す図。The figure which shows an example of a parent terminal, a child terminal, and an alerting signal transmission terminal.

符号の説明Explanation of symbols

101、610、710…親端末、102、103、104、107、611、612、711、712…子端末、108…報知信号送信指示情報、201、401、405、406、501、505…報知信号、202、402、502…ビーコン、203…データ通信、301…狭帯域信号、403、404、503、504…データ通信信号、407…干渉信号、603…測定用パケット、801…RF/IF処理部、802…ADC、803…電力測定処理部、804…報知信号受信処理部、805…データ信号受信処理部、806…制御処理部、807…RF/IF処理部、808…DAC、809…報知信号送信処理部、810…データ信号送信処理部、811、1403…端末カテゴリデータベース、812…アンテナ、901…複素乗算処理部、902…複素共役処理部、903…複素乗算部、905…マッチドフィルタ、1401…アンテナ指向性処理部、1402…制御処理部、1404…アンテナ指向性処理部。 101, 610, 710 ... parent terminal, 102, 103, 104, 107, 611, 612, 711, 712 ... child terminal, 108 ... broadcast signal transmission instruction information, 201, 401, 405, 406, 501, 505 ... broadcast signal 202, 402, 502 ... beacon, 203 ... data communication, 301 ... narrowband signal, 403, 404, 503, 504 ... data communication signal, 407 ... interference signal, 603 ... measurement packet, 801 ... RF / IF processor 802 ... ADC, 803 ... power measurement processing unit, 804 ... notification signal reception processing unit, 805 ... data signal reception processing unit, 806 ... control processing unit, 807 ... RF / IF processing unit, 808 ... DAC, 809 ... notification signal Transmission processing unit, 810... Data signal transmission processing unit, 811, 1403 ... terminal category database, 812 ... antenna, 90 ... complex multiplication processing section, 902 ... complex conjugate processor, 903 ... complex multipliers, 905 ... matched filter 1401 ... antenna directivity processing unit, 1402 ... control unit, 1404 ... antenna directivity processing unit.

Claims (10)

第1無線通信装置が、ビーコンと、前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号と、を送信し、
第2無線通信装置が、前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する
通信方法。
The first wireless communication device transmits a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon,
A communication method in which a second wireless communication device transmits a second notification signal including frequency information of the beacon at a frequency different from that of the first notification signal.
前記第1無線通信装置は、前記第2無線通信装置に前記第2報知信号を送信するように指示情報を通知することを特徴とする請求項1に記載の通信方法。   The communication method according to claim 1, wherein the first wireless communication device notifies the second wireless communication device of instruction information so as to transmit the second notification signal. 前記第1および第2報知信号はそれぞれ、第1信号と、前記第1信号とΔf周波数が離れた周波数で送信される第2信号とを含むことを特徴とする請求項1に記載の通信方法。   2. The communication method according to claim 1, wherein each of the first and second notification signals includes a first signal and a second signal transmitted at a frequency that is a Δf frequency away from the first signal. . 前記第1および第2報知信号はそれぞれ、前記第1信号と前記第2信号の位相の差に情報を載せて送信されることを特徴とする請求項3に記載の通信方法。   4. The communication method according to claim 3, wherein each of the first notification signal and the second notification signal is transmitted by placing information on a phase difference between the first signal and the second signal. 前記第2無線通信装置は、電源を継続して供給できる時間に応じた優先度を第1無線通信装置に通知することを特徴とする請求項1に記載の通信方法。   The communication method according to claim 1, wherein the second wireless communication device notifies the first wireless communication device of a priority according to a time during which power can be continuously supplied. 前記第2無線通信装置は複数あり、それぞれが前記第2報知信号を時分割で送信することを特徴とする請求項1に記載の通信方法。   2. The communication method according to claim 1, wherein there are a plurality of the second wireless communication devices, and each transmits the second notification signal in a time division manner. 前記第2無線通信装置は、前記第1無線通信装置に向かって前記第2報知信号を送信することを特徴とする請求項1に記載の通信方法。   The communication method according to claim 1, wherein the second wireless communication device transmits the second notification signal toward the first wireless communication device. 第1無線通信装置が、ビーコンと、ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号とを送信し、
第2無線通信装置が、前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と同じ周波数で送信する
通信方法。
The first wireless communication device transmits a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon,
A communication method in which a second wireless communication device transmits a second notification signal including frequency information of the beacon at the same frequency as the first notification signal.
ビーコンを送信する第1送信手段と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号を送信する第2送信手段と、
含む第1無線通信装置と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する第3送信手段、を含む第2無線通信装置と
を備えた無線通信システム。
First transmission means for transmitting a beacon;
Second transmitting means for transmitting a first notification signal including frequency information of the beacon;
A first wireless communication device including:
A wireless communication system comprising: a second wireless communication device including: a third transmission unit configured to transmit a second broadcast signal including frequency information of the beacon at a frequency different from that of the first broadcast signal.
ビーコンと、前記ビーコンの周波数情報を含む第1報知信号とを送信する第1無線通信装置と通信する通信手段と、
前記ビーコンの周波数情報を含む第2報知信号を前記第1報知信号と異なる周波数で送信する送信手段と、
を備えた無線通信装置。
Communication means for communicating with a first wireless communication device for transmitting a beacon and a first notification signal including frequency information of the beacon;
Transmitting means for transmitting a second notification signal including frequency information of the beacon at a frequency different from that of the first notification signal;
A wireless communication device comprising:
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