專利名稱：無線通信方法和無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)，特別涉及在移動(dòng)環(huán)境下的自組織網(wǎng)絡(luò)(adhoc network)通信-
背景技術(shù)：
近年來，推進(jìn)著處理500MHz以上的寬帶的信號的微波頻帶的 UWB(Ultra Wide Band)(以下，簡稱為"UWB")或能夠處理更寬帶域的信號的毫 米波頻帶的UWB(以下，稱為"毫米波UWB，，)等無線系統(tǒng)的開發(fā)。隨之提出 了各種各樣的通信方式作為鄰近無線通信方式。其中，高傳輸容量版的UWB
為其傳輸速度超過1Gbps，且其載波頻率也為使用1GHz以上的頻帶的寬帶 通信。然而，與無線LAN等相比，UWB的傳輸距離極小，僅具有3至10m 左右的傳輸距離。因此，作為UWB的應(yīng)用，主要可以考慮例如在個(gè)人所有 的機(jī)器之間通過寬帶連接(PAN: Personal Area Network;個(gè)人局域網(wǎng))。
然而，雖然談到PAN,但是很難找到處于最初期的PAN的較有希望的 應(yīng)用。這是因?yàn)?，由于其寬帶性，利用其的設(shè)備通常使用較多功率，即因?yàn)?是PAN,所以難以攜帶較多的電池而移動(dòng)。
利用PAN,而且需要UWB的寬帶性的應(yīng)用之一例，是文件交換應(yīng)用。 其基本動(dòng)作原理，例如被公開于專利文獻(xiàn)1。由此，通過在移動(dòng)環(huán)境中的隨 機(jī)的文件交換(在專利文獻(xiàn)1中記載為消息交換)，能夠創(chuàng)建小社區(qū)(mini community )。另外，雖然在專利文獻(xiàn)1中沒有記載，作為相互交換的數(shù)據(jù)并 不限于文本檔案(text document),還能夠進(jìn)行音樂、圖像、運(yùn)動(dòng)圖像和軟件 等文件的交換。尤其是在UWB中，該有效傳輸速度為100Mbps乃至數(shù)Gbps, 只在人和人互相交錯(cuò)時(shí)就能進(jìn)行幾件較大的文件的交換，文件的交換可以說 是一種適合于UWB的應(yīng)用。
在UWB的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的 WiMedia中，已完成使用了多頻帶 OFDM(Orthogonal Frequency Division multiplexing;正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式的 UWB的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化后的方式為4吏用了信標(biāo)期間的多信標(biāo)(multibeacon)方式。在該方式中，通過由構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的所有終端發(fā)送信標(biāo)來互相進(jìn)行信息交換， 從而取得超幀的同步，進(jìn)行收發(fā)時(shí)隙的預(yù)約和維持來進(jìn)行通信(參照非專利文 獻(xiàn)1)。
但是，在人和人不斷互相交錯(cuò)的人潮中，很難使用該方法。這是因?yàn)椋?該方式采用互相交錯(cuò)的兩個(gè)組為了取得超幀同步，使一方的信標(biāo)期間整體與 另一方結(jié)合的方式。也就是說，在該方式中，為了在互相交錯(cuò)的組之間一并 結(jié)合信標(biāo)期間，整體地使定時(shí)匹配，進(jìn)行使一方的信標(biāo)期間整體與另一方的 信標(biāo)期間的最終端結(jié)合的處理，而該處理較費(fèi)時(shí)間。例如， 一方的組發(fā)現(xiàn)另 一方的組的存在需要時(shí)間，而且將該事實(shí)通知給超幀組(是指共享相同超幀的 終端的組)的全部或一部分也需要時(shí)間，并且使定時(shí)匹配地移動(dòng)也需要相當(dāng)?shù)?時(shí)間。再者，雖然在結(jié)束結(jié)合之前，在組和組的終端之間的通信并不是完全 不可能進(jìn)行，但是可利用的時(shí)間大幅度地削減。這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)不適于對在 互相交錯(cuò)時(shí)就進(jìn)行文件交換，即在短時(shí)間內(nèi)建立幀同步并完成大容量的數(shù)據(jù) 通信那樣的應(yīng)用。
另一方面，存在以下的方式，即使用窄帶的無調(diào)制的音調(diào)信號而不使用
UWB那樣的寬帶信號，分別進(jìn)行超幀組內(nèi)和組外的同步(即，組內(nèi)的同步和 組之間的同步)(音調(diào)信號同步方式)。在該方式中，通過各個(gè)終端在某個(gè)一定 的時(shí)間長度發(fā)送具有與UWB的幀到達(dá)范圍相同的到達(dá)范圍的窄帶信號，能 夠以最早的窄帶信號的開始時(shí)刻作為超幀的邊界，在超幀組之間取得同步。 也就是說，對該方式而言，在超幀組之間，在超幀期間中，每N個(gè)超幀中一
同步信號時(shí)，使超幀與該時(shí)間同步。另外，在該方式中，并用寬帶通信和窄 帶通信，所以能夠減低消耗功率。
根據(jù)該音調(diào)信號同步方式，無需為了取得同步而發(fā)送信標(biāo)，只要準(zhǔn)備周 圍的設(shè)備的接收確認(rèn)步驟，所有的節(jié)點(diǎn)無需對信標(biāo)信號進(jìn)行調(diào)制和發(fā)送。因 此，根據(jù)該方式，也能夠簡單地取得與其他的超幀組之間的同步(以下，稱為 "再同步，，)。也就是說，在音調(diào)信號同步方式中取得同步時(shí)，與單純的信標(biāo)期 間方式的情況相比，能夠迅速地實(shí)現(xiàn)組之間的匯流。因此，該方式可稱為適 合于互相交錯(cuò)時(shí)的文件交換的方式。
專利文獻(xiàn)l:日本專利申請?zhí)亻_2001-298406號公報(bào)
非專利文獻(xiàn) 1 : "Towards High Speed Wireless Personal Area
5Network-Efficiency Analysis of MBOA MAC", Yunpeng Zang,etc" 網(wǎng)iih: http:〃www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-368.htm

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的問題
然而，在上述的音調(diào)信號同步方式中存在如下的問題。 圖1是表示在音調(diào)信號同步方式中兩個(gè)終端10和20交錯(cuò)時(shí)的最佳的交 錯(cuò)狀態(tài)的圖。這里，假設(shè)各個(gè)終端10和20由以時(shí)速3.6km步行的各個(gè)用戶 攜帶，可通信半徑為2m(在毫米波lJWB中能夠以1Gbps左右進(jìn)行通信的通 信半徑)。另外，在該圖中，假設(shè)一方的終端20在地點(diǎn)Q固定不動(dòng)，而另一 方的終端10以時(shí)速7.2krn(—每秒2m)從地點(diǎn)P,移動(dòng)到地點(diǎn)P2 。
此時(shí)，理想的情況是若終端10在地點(diǎn)P,檢測出對方(終端20)的音調(diào)信 號而成功地進(jìn)行了再同步，則在兩個(gè)終端10與20之間達(dá)成超幀同步，從而 能夠在終端10從地點(diǎn)P,移動(dòng)到地點(diǎn)P2為止的約2秒(K2(m)x2)/2(m/s))的時(shí) 間進(jìn)行互相通信。
另一方面，圖2是表示在音調(diào)信號同步方式中兩個(gè)終端10和20交錯(cuò)時(shí) 的最糟的交錯(cuò)狀態(tài)的圖。這里，與圖1的情況同樣，攜帶各個(gè)終端10和20 的用戶都以時(shí)速3.6km步行，可通信半徑也是2m。但是，其為以下的狀態(tài)， 即偶然在終端10到達(dá)地點(diǎn)P!的緊前的定時(shí)結(jié)束了再同步，終端10在下一次 的再同步進(jìn)行之前無法識別對方(終端20)的存在。這樣，若終端10在地點(diǎn) P,的定時(shí)未能進(jìn)行再同步，則需要在下一個(gè)再同步的機(jī)會(huì)之前，即在相當(dāng)于 再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)(這里為16次)的超幀周期(這里為64ms)之間，不得 不等待通信。在此之間，終端10從地點(diǎn)P,移動(dòng)到地點(diǎn)P3(移動(dòng)距離為 2(m/s)x0.064(s)xl6 —2(m))。因此，此時(shí)，假設(shè)在地點(diǎn)P3成功地進(jìn)行了再同 步，則只有終端10從地點(diǎn)P3移動(dòng)到地點(diǎn)P2為止的約2秒的時(shí)間是通信可能 時(shí)間。
也就是說，具有以下問題，即在最糟的情形下，現(xiàn)有的音調(diào)信號同步方 式因再同步的定時(shí)導(dǎo)致僅能在大約一半的時(shí)間進(jìn)行通信。此時(shí)，失去的時(shí)間
相當(dāng)于1G比特即相當(dāng)于約125M字節(jié)的通信時(shí)間。
另外，在相同的條件下，例如在用戶將各個(gè)毫米波UWB終端放在胸口 的口袋而步行時(shí)，因?yàn)楹撩撞闊o法穿越人體的可能性高的電波，所以可通信范圍有可能變成向用戶的前方展開的半圓形。因此，此時(shí)，有可能在從地 點(diǎn)P,移動(dòng)到地點(diǎn)P2為止的整個(gè)時(shí)間都不能夠進(jìn)行通信。
本發(fā)明的目的在于，提供能夠在自組織網(wǎng)絡(luò)中維持省電，同時(shí)最大限度 地利用寬帶通信的可能時(shí)間的無線通信裝置和無線通信方法。
解決該問題的方案
本發(fā)明的無線通信裝置在自組織網(wǎng)絡(luò)中與其他的無線通信裝置進(jìn)行寬帶
通信，該無線通信裝置所采用的結(jié)構(gòu)包括窄帶通信單元，收發(fā)用于實(shí)現(xiàn)超 幀同步的窄帶同步信號；以及寬帶通信單元，收發(fā)在所述寬帶通信中所使用 的寬帶數(shù)據(jù)信號，所述窄帶通信單元以所述窄帶同步信號的信號到達(dá)范圍比 所述寬帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)范圍大的輸出，發(fā)送所述窄帶同步信號。
本發(fā)明的無線通信方法是多個(gè)無線通信裝置通過自組織網(wǎng)絡(luò)互相進(jìn)行寬 帶通信的無線通信方法，包括以下的步驟發(fā)送用于實(shí)現(xiàn)超幀同步的窄帶的 同步信號；以及發(fā)送在所述寬帶通信中所使用的寬帶的數(shù)據(jù)信號，在發(fā)送所 述窄帶同步信號的步驟中，使所述窄帶同步信號的信號到達(dá)范圍大于所述寬 帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)范圍。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠在自組織網(wǎng)絡(luò)中維持省電，并且最大限度地利用寬帶 通信的可能時(shí)間。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明，在各個(gè)無線通信裝置(例如，毫米波UWB終端) 互相交錯(cuò)時(shí)，超幀同步在到達(dá)自組織網(wǎng)絡(luò)的可進(jìn)行寬帶通信的范圍內(nèi)之前結(jié) 束，進(jìn)行檢測通信對方的動(dòng)作，從而能夠最大限度地利用處于可進(jìn)行寬帶可 通信范圍內(nèi)的狀態(tài)的時(shí)間(可進(jìn)行寬帶通信的時(shí)間)。


圖1是表示在以往的音調(diào)信號同步方式中的最佳的交錯(cuò)狀態(tài)的圖。 圖2是表示在以往的音調(diào)信號同步方式中的最糟的交錯(cuò)狀態(tài)的圖。 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖4是表示一例實(shí)施方式1中的各種音調(diào)信號的結(jié)構(gòu)的圖。 圖5是用于說明本發(fā)明的原理的圖。
圖6是表示實(shí)施方式1中的各種信號和幀的收發(fā)協(xié)議的時(shí)序圖。 圖7是表示實(shí)施方式1中的超幀的同步動(dòng)作的圖。圖8是表示實(shí)施方式1中的兩個(gè)超幀組的配置的圖。 圖9是用于說明實(shí)施方式1中的超幀的再同步處理的流程圖。 圖IO是表示實(shí)施方式1中的再同步音調(diào)信號的收發(fā)動(dòng)作的圖。 圖11是表示實(shí)施方式1中的數(shù)據(jù)收發(fā)動(dòng)作的圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖13是用于說明信標(biāo)的沖突的圖。
圖14是用于說明繼在圖13之后的信標(biāo)的沖突的圖。
圖15是用于說明實(shí)施方式2中的信標(biāo)沖突防止步驟的概要的圖。
圖16是用于說明繼在圖15之后的圖。
圖17是表示實(shí)施方式2中的信標(biāo)時(shí)隙的優(yōu)先次序的例子的圖。
圖18是表示實(shí)施方式2中的在信標(biāo)期間的信標(biāo)幀的結(jié)構(gòu)的圖。
圖19是表示實(shí)施方式2中的信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表的格式的圖。
圖20是表示實(shí)施方式2中的無線通信裝置的文件交換動(dòng)作中的音調(diào)信號
發(fā)送算法的流程圖。
圖21是表示實(shí)施方式2中的無線通信裝置的文件交換動(dòng)作中的文件交換
算法的流程圖。圖22是表示實(shí)施方式2的無線通信裝置的信標(biāo)時(shí)隙位置決定處理的流程圖。
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的無線通信裝置(接入點(diǎn))的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖24是表示實(shí)施方式3的無線通信裝置(移動(dòng)終端)的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖25是表示實(shí)施方式3中的接入點(diǎn)和無線通信裝置(移動(dòng)終端)的超幀結(jié) 構(gòu)的圖。
圖26是表示實(shí)施方式3中的從接入點(diǎn)的超幀開始時(shí)的處理的流程圖。 圖27是表示實(shí)施方式3中的、從無線通信裝置(移動(dòng)終端)的超幀開始時(shí)
的處理的流程圖。
圖28是用于說明音調(diào)信號的可能到達(dá)的距離的計(jì)算的圖。
圖29是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖30是表示一例與實(shí)施方式4中的各種音調(diào)信號對應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)串的結(jié)
構(gòu)的圖。
圖31是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖32是表示一例與實(shí)施方式5中的各種音調(diào)信號對應(yīng)的代碼串的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在以下的說明 中，々支設(shè)無線通信裝置通過毫米波UWB進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。另外，有時(shí)無線通 信裝置簡稱為"終端"。
(實(shí)施方式1)
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖3所示的無線通信裝置(終端)100具有文件交換應(yīng)用，并大致區(qū)分地包 括天線110、寬帶通信單元120、窄帶通信單元130、 MAC處理單元140 和高層處理單元150。這里，作為安裝有無線通信裝置100的機(jī)器，有例如 具有移動(dòng)終端或筆記型PC、移動(dòng)電話、游戲機(jī)、移動(dòng)播放器等文件交換應(yīng)用 的機(jī)器。
天線110例如由負(fù)責(zé)各個(gè)扇區(qū)的多個(gè)指向性天線構(gòu)成。通過未圖示的指 向性控制單元對構(gòu)成天線110的各個(gè)指向性天線進(jìn)行控制來決定通信范圍。
寬帶通信單元120通過天線110收發(fā)毫米波UWB信號。如上所述，毫 米波UWB信號為傳輸距離極短以及頻帶非常寬的信號。在本實(shí)施方式中利 用的毫米波UWB信號，因其寬帶性而需要快速的基帶信號處理電路，從而 消耗較多的功率。
窄帶通信單元130通過天線IIO收發(fā)窄帶的無調(diào)制的音調(diào)信號。為了檢 測無調(diào)制的音調(diào)信號，只要檢波其接收功率即可，而無需快速的基帶信號處 理電路。因此，用于檢測窄帶的音調(diào)信號的窄帶通信單元的消耗功率小。這 樣，在自組織網(wǎng)絡(luò)中，通過并用寬帶通信和窄帶通信，作為在裝置整體能夠 減低消耗功率。
如圖3所示，窄帶通信單元130包括同步音調(diào)信號處理單元131、再同 步音調(diào)信號處理單元132、探測音調(diào)信號處理單元133、 FX探測音調(diào)信號處 理單元134、收發(fā)音調(diào)信號處理單元135、音調(diào)信號放大發(fā)送單元136、音調(diào) 信號通常發(fā)送單元137、以及音調(diào)信號接收單元138。
窄帶通信單元130的各個(gè)音調(diào)信號處理單元131至135接受來自MAC 處理單元140的指令來生成用于發(fā)送的相應(yīng)的音調(diào)信號，同時(shí)進(jìn)行用于識別所接收的音調(diào)信號是否為自身的音調(diào)信號的處理。具體而言，同步音調(diào)信號 處理單元131進(jìn)行用于生成或識別同步音調(diào)信號的處理。再同步音調(diào)信號處
理單元132進(jìn)行用于生成或識別再同步音調(diào)信號的處理。探測音調(diào)信號處理 單元133進(jìn)行用于生成或識別探測音調(diào)信號的處理。FX探測音調(diào)信號處理單 元134進(jìn)行用于生成或識別FX探測音調(diào)信號的處理。收發(fā)音調(diào)信號處理單 元135進(jìn)行用于生成或識別收發(fā)音調(diào)信號的處理。
在本實(shí)施方式中，同步音調(diào)信號處理單元131所生成的同步音調(diào)信號和 再同步音調(diào)信號處理單元132所生成的再同步音調(diào)信號，分別通過音調(diào)信號 放大發(fā)送單元136和天線110發(fā)送到外部。探測音調(diào)信號處理單元133所生 成的探測音調(diào)信號、FX探測音調(diào)信號處理單元134所生成的FX探測音調(diào)信 號以及收發(fā)音調(diào)信號處理單元135所生成的收發(fā)音調(diào)信號，分別通過音調(diào)信 號通常發(fā)送單元137和天線110發(fā)送到外部。通過天線110和音調(diào)信號接收 單元138從外部接收到的各種音調(diào)信號，分別發(fā)送到同步音調(diào)信號處理單元 131、再同步音調(diào)信號處理單元132、探測音調(diào)信號處理單元133、 FX探測音 調(diào)信號處理單元134以及收發(fā)音調(diào)信號處理單元135,并通過相應(yīng)的處理單 元131至135進(jìn)行識別。
這里，說明各種音調(diào)信號。
在本實(shí)施方式中，如上所述，使用同步音調(diào)信號、再同步音調(diào)信號、探 測音調(diào)信號、FX探測音調(diào)信號以及收發(fā)音調(diào)信號作為音調(diào)信號。"同步音調(diào) 信號，，為用于共享超幀的組內(nèi)的同步控制而被發(fā)送的音調(diào)信號。"再同步音調(diào) 信號，，為用于在超幀組之間的再同步而被發(fā)送的音調(diào)信號。"探測音調(diào)信號"為 用于搜索鄰近的終端的音調(diào)信號。"FX探測音調(diào)信號"為用于搜索進(jìn)行文件交 換的終端的音調(diào)信號。尤其，探測音調(diào)信號為對包含周圍的處于休眠狀態(tài)的 終端的所有終端，請求在其周期的超幀或下一個(gè)超幀隨機(jī)發(fā)送自身的分布的 信號。另外，F(xiàn)X探測音調(diào)信號為僅將希望進(jìn)行文件交換的終端而不是將發(fā)送 了探測音調(diào)信號的所有終端作為對象的信號。"收發(fā)音調(diào)信號"為用于通知進(jìn) 行數(shù)據(jù)通信而被發(fā)送的音調(diào)信號。
另外，這些音調(diào)信號的實(shí)現(xiàn)方法并無特別限定。例如，既可改變窄帶信 號的頻率來實(shí)現(xiàn)各種音調(diào)信號，在接收端通過頻率進(jìn)行識別，又可改變音i嫁 信號的持續(xù)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)各種音調(diào)信號。另外，作為同步音調(diào)信號、FX探測音 調(diào)信號、探測音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號，即使使用了頻帶比用于數(shù)據(jù)通信的信號窄的調(diào)制信號以取代無調(diào)制的音調(diào)信號，也可以獲得同樣的效果。此 時(shí)，作為調(diào)制信號，能夠利用例如二值的OOK調(diào)制信號或使用各自不同的代 碼來擴(kuò)頻的調(diào)制信號等。而且，也可通過電場強(qiáng)度的時(shí)間性變動(dòng)或間歇信號
圖案(pattern)等來實(shí)現(xiàn)各種音調(diào)信號。
這里，以通過音調(diào)信號的持續(xù)時(shí)間和間歇圖案來實(shí)現(xiàn)各種音調(diào)信號的情 況為例進(jìn)行說明。
圖4是表示一例各種音調(diào)信號的結(jié)構(gòu)的圖。
在圖4中，同步音調(diào)信號僅由一個(gè)具有規(guī)定的持續(xù)時(shí)間(例如，3微秒) 的音調(diào)構(gòu)成，在超幀周期的開始時(shí)刻被發(fā)送。通過所有終端發(fā)送同步音調(diào)信 號，從而同一個(gè)超幀組的終端與初次發(fā)送了同步音調(diào)信號的終端的超幀發(fā)送 定時(shí)取得同步。另外，再同步音調(diào)信號、探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號 分別通過被規(guī)定為繼同步音調(diào)信號之后被發(fā)送的信號與同步音調(diào)信號的組合 來實(shí)現(xiàn)。具體而言，F(xiàn)X探測音調(diào)信號由設(shè)置有規(guī)定的時(shí)間間隔(例如，20微 秒)、并在其前后分別具有規(guī)定的持續(xù)時(shí)間(例如，3微秒和3微秒)的兩個(gè)音 調(diào)構(gòu)成。探測音調(diào)信號由設(shè)置有上述規(guī)定的時(shí)間間隔(例如，20微秒)、并在 其前后分別具有規(guī)定的持續(xù)時(shí)間(例如，3微秒和6微秒)的兩個(gè)音調(diào)構(gòu)成。再 同步音調(diào)信號由設(shè)置有上述規(guī)定的時(shí)間間隔(例如，20微秒)、并在其前后分 別具有規(guī)定的持續(xù)時(shí)間(例如，3微秒和12微秒)的兩個(gè)音調(diào)構(gòu)成。在該例子 中，構(gòu)成探測音調(diào)信號的后半的音調(diào)的持續(xù)時(shí)間(6微秒)是構(gòu)成FX探測音調(diào) 信號的后半的音調(diào)的持續(xù)時(shí)間(3微秒)的兩倍。另夕卜，構(gòu)成再同步音調(diào)信號的 后半的音調(diào)的持續(xù)時(shí)間(12微秒)是構(gòu)成探測音調(diào)信號的后半的音調(diào)的持續(xù)時(shí) 間(6微秒)的兩倍。通過這樣的結(jié)構(gòu)，在設(shè)置在超幀的邊緣的同步音調(diào)時(shí)隙中 僅發(fā)送同步音調(diào)信號時(shí)，再同步音調(diào)信號、探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信 號分別被允許發(fā)送。
另外，雖然未圖示，但收發(fā)音調(diào)信號由例如一個(gè)具有1微秒的持續(xù)時(shí)間 的音調(diào)構(gòu)成。
這樣，在圖4所示的各種音調(diào)信號的結(jié)構(gòu)中，通常根據(jù)在同步音調(diào)信號 后被發(fā)送的音調(diào)的長度，識別是再同步音調(diào)信號、是探測音調(diào)信號，還是FX 探測音調(diào)信號。也就是說，對于同時(shí)發(fā)送了各種音調(diào)信號時(shí)應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行的處 理，若預(yù)先設(shè)定較長的音調(diào)長度，則即使音調(diào)相互重疊，接收到音調(diào)信號的 周圍的終端也能夠識別優(yōu)先次序高(即，音調(diào)較長)的音調(diào)信號，從而進(jìn)行應(yīng)優(yōu)
ii先進(jìn)行的處理。具體而言，在同時(shí)發(fā)送了再同步音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信 號時(shí)，周圍的終端判斷為發(fā)送了再同步音調(diào)信號而進(jìn)行再同步處理。另外，
應(yīng)對FX探測音調(diào)信號響應(yīng)的終端也對探測音調(diào)信號返回響應(yīng)，所以探測音 調(diào)信號的優(yōu)先級被設(shè)定為比FX探測音調(diào)信號的優(yōu)先級大。另外，周圍的終 端僅能夠在超幀不改變的狀態(tài)進(jìn)行探測處理，所以再同步音調(diào)信號的優(yōu)先級 被設(shè)定為探觀'J音調(diào)信號的優(yōu)先級大。
例如，在各種音調(diào)信號具有圖4所示的結(jié)構(gòu)的情況下，同步音調(diào)信號處 理單元131在接收到3微秒的音調(diào)時(shí)，判定(識別)為接收到同步音調(diào)信號。另 外，F(xiàn)X探測音調(diào)信號處理單元134在接收到3微秒的音調(diào)后設(shè)置了 20微秒 的間隔而接收到大于3微秒小于6微秒的音調(diào)時(shí)，判定(識別)為接收到FX探 測音調(diào)信號。另外，探測音調(diào)信號處理單元133在接收到3微秒的音調(diào)后設(shè) 置了 20微秒的間隔而接收到大于6微秒小于12微秒的音調(diào)時(shí)，判定(識另'J) 為接收到探測音調(diào)信號。另外，再同步音調(diào)信號處理單元132在接收到3微 秒的音調(diào)后設(shè)置了 20微秒的間隔而接收到大于12微秒的音調(diào)時(shí)，判定(識別) 為接收到再同步音調(diào)信號。另外，收發(fā)音調(diào)信號處理單元135在無同步音調(diào) 信號的情況下接收到l微秒的音調(diào)時(shí)，判定(識別)為接收到收發(fā)音調(diào)信號。
音調(diào)信號放大發(fā)送單元136對所輸入的音調(diào)信號進(jìn)行發(fā)送處理(以下，稱 為"放大發(fā)送處理")，以使其信號到達(dá)范圍比通過音調(diào)信號通常發(fā)送單元137 進(jìn)行了發(fā)送處理的音調(diào)信號大。在本實(shí)施方式中，音調(diào)信號放大發(fā)送單元136 對同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號進(jìn)行該放大發(fā)送處理。放大發(fā)送處理通過 例如發(fā)送功率的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。具體而言，例如與寬帶通信的情況或者發(fā)送探 測信號或FX探測信號的情況相比，通過將發(fā)送功率提高一定程度而發(fā)送來 實(shí)現(xiàn)。
音調(diào)信號通常發(fā)送單先137對所輸入的音調(diào)信號進(jìn)行通常的發(fā)送處理 (以下，稱為"通常發(fā)送處理，，)。在本實(shí)施方式中，音調(diào)信號通常發(fā)送單元137 對探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號進(jìn)行該通常發(fā)送處理。在通常發(fā)送處理 中，發(fā)送功率比放大發(fā)送處理中的發(fā)送功率小。此時(shí)，該兩個(gè)音調(diào)信號的到 達(dá)范圍通過發(fā)送功率的調(diào)整，被調(diào)整為與可進(jìn)行幀交換的寬帶信號(毫米波 UWB信號)的到達(dá)范圍相同。另外，音調(diào)信號通常發(fā)送單元137也對收發(fā)音 調(diào)信號進(jìn)行該通常發(fā)送處理。
這樣，在本實(shí)施方式中，將窄帶的同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的到達(dá)范圍設(shè)定為比寬帶信號(毫米波UWB信號)的到達(dá)范圍大，所以在終端互相
交錯(cuò)時(shí)，到達(dá)自組織網(wǎng)絡(luò)的可進(jìn)行寬帶通信的范圍內(nèi)之前結(jié)束超幀同步，從 而能夠最大限度地利用寬帶通信的可能時(shí)間。
使用圖5說明其原理。另外，為了簡化圖1與圖2之間的對比，對同一 個(gè)要素附加同一個(gè)標(biāo)號。
首先，說明兩個(gè)終端10和20以O(shè)m作為最小交錯(cuò)距離交錯(cuò)的情況(參照 圖5中的終端10的移動(dòng)軌跡30)。
這里，例如，設(shè)超幀周期為"T"、再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)為"N"、估計(jì) 移動(dòng)速度為"v"、纟笨測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號的到達(dá)半徑為"r"、以及同 步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的到達(dá)半徑為"R"(R^),并設(shè)R，+vNT。此時(shí)， 在終端10從地點(diǎn)P4到達(dá)地點(diǎn)P,之間存在vNT(^R-r)的距離，在其間需要NT 秒，所以在其間進(jìn)行再同步(即，"vNT，，表示再同步可能距離)，從而在終端10 到達(dá)了地點(diǎn)P,的時(shí)刻，已為取得了同步的狀態(tài)。因此，通過將FX探測音調(diào) 信號與同步音調(diào)信號組合而從該時(shí)刻發(fā)送，能夠從寬帶信號(毫米波UWB信 號)可到達(dá)的地點(diǎn)P,起都進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。另外，設(shè)r=2m、 v=2m/s、 N=16 次、TK).064s時(shí),根據(jù)上式，RN4m。
接著，說明兩個(gè)終端10和20以最小交錯(cuò)距離d(dX))交錯(cuò)的情況(參照圖 5中的終端10的移動(dòng)軌跡40)。
此時(shí)，以下的兩個(gè)式(1)和式(2)分別成立，即
d=rcos9=Rcoscp …式(1)
Rsincp=vNT+rsine=vNT+々(r2-d2) …式(2)
分別成立，所以可以得到下式(3)。
R=々((vNT+々(r2 -d2 ))2 +d2) …式(3)
這里，設(shè)d=lm、 r=2m、 v=2m/s、 N=16次、TM).064s時(shí)，則R約為3.9m。 另外，根據(jù)上式(3)，若例如以d對R2進(jìn)行微分，則可得到下式(4)。 dR2/dd=-2vNTcW(r2-d2) …式(4)
根據(jù)式(4)可知，在d=0的情況下，R取最大值。在d=0的情況下，為 R=r+vNT。因此，可知R的最大值為d=0時(shí)的R=r+vNT。因此，對于最小交 錯(cuò)距離，只要預(yù)先考慮d二O的情況，即可與其他的交錯(cuò)距離的情況對應(yīng)。
高層處理單元150執(zhí)行各種應(yīng)用，生成內(nèi)容數(shù)據(jù)等發(fā)送數(shù)據(jù)，并將其發(fā) 送到MAC處理單元140,而且高層處理單元150接收來自MAC處理單元140的接收數(shù)據(jù)而進(jìn)行應(yīng)用處理。在本實(shí)施方式中，文件交換應(yīng)用通過高層處理 單元150進(jìn)行。
MAC處理單元140進(jìn)行MAC協(xié)議處理。MAC處理單元140具有例如 幀處理單元141、同步處理單元142、再同步處理單元143和4罙測處理單元 144。
幀處理單元141收發(fā)用于通知數(shù)據(jù)通信的音調(diào)(收發(fā)音調(diào)信號)，而且進(jìn) 行用于通過寬帶信號(毫米波UWB信號)收發(fā)其后的數(shù)據(jù)幀的處理。數(shù)據(jù)幀通 過寬帶通信單元120和天線110與外部之間進(jìn)行收發(fā)。如上所述，收發(fā)音調(diào) 信號通過窄帶通信單元130(收發(fā)音調(diào)信號處理單元135、音調(diào)信號通常發(fā)送 單元137和音調(diào)信號接收單元138)和天線110與外部之間進(jìn)行收發(fā)。
同步處理單元142管理從超幀的開始時(shí)刻的時(shí)刻，同時(shí)測量用于通知自 身的超幀的結(jié)尾的、同步音調(diào)信號的發(fā)送時(shí)刻，并為了取得與其它節(jié)點(diǎn)的同 步音調(diào)信號之間的同步，進(jìn)行與窄帶通信單元130的同步音調(diào)信號處理單元 131之間的定時(shí)的交接。
再同步處理單元143進(jìn)行以下的處理，即為了與其他的超幀組之間取得 同步而通過窄帶通信單元130的再同步音調(diào)信號處理單元132發(fā)送再同步音 調(diào)信號。另外，再同步控制單元143在超幀整個(gè)區(qū)域監(jiān)視同步音調(diào)信號，將 與其它超幀之間的同步定時(shí)通知給同步處理單元142。
:探測處理單元144接收到來自其他的終端的探測請求(探測音調(diào)信號和 FX探測音調(diào)信號)后通知給高層處理單元150。由此，高層處理單元生成自身 的屬性和通信環(huán)境等信息(數(shù)據(jù)幀)，通過幀處理單元141和寬帶通信單元120 進(jìn)行對請求源的終端進(jìn)行響應(yīng)的處理。另外，探測處理單元144進(jìn)行以下的 處理，即將用于對周圍的終端請求屬性和通信環(huán)境等信息的探測請求(:探測音 調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號)，通過窄帶通信單元130的探測音調(diào)信號處理單 元133/FX探測音調(diào)信號處理單元134發(fā)送到周圍的終端。
具體而言，作為探測音調(diào)信號的發(fā)送，以來自高層的命令作為必要條件 而開始。通過在發(fā)送了同步音調(diào)信號(3微秒)后，再經(jīng)過20微秒而發(fā)送音調(diào) 信號(6微秒)來開始探測音調(diào)信號(參照圖4)。此時(shí)，作為周圍的終端的對應(yīng)， 在接收到探測音調(diào)信號時(shí)，在其超幀或下一個(gè)超幀中發(fā)送探測響應(yīng)。
另外，作為FX探測音調(diào)信號，在發(fā)生了起因于接收再同步音調(diào)信號的 對其他的超幀取得再同步時(shí)，將其作為必要條件而開始。作為FX探測音調(diào)信號的開始，通過在發(fā)送了同步音調(diào)信號(3微秒)后再經(jīng)過20微秒而發(fā)送音 調(diào)信號(3微秒)來進(jìn)行。此時(shí)，作為周圍的終端的對應(yīng)，僅在接收到FX探測 音調(diào)信號并在高層中存在文件交換應(yīng)用時(shí)，才在其超幀或下一個(gè)超幀中發(fā)送
:寐測響應(yīng)。
另外，例如，F(xiàn)X探測音調(diào)信號的重復(fù)發(fā)送次數(shù)如下設(shè)定。例如，最大 2r/v秒連續(xù)地發(fā)送FX探測音調(diào)信號。發(fā)送了 FX探測音調(diào)信號的終端僅與在 此之間新發(fā)現(xiàn)的文件交換終端轉(zhuǎn)移到交換步驟。另外，對并行而不是碰面的 文件交換終端而言，對連續(xù)發(fā)送的FX探測信號，無需對初次發(fā)送以外的信 號進(jìn)行響應(yīng)，只要每n次中進(jìn)行一次程度的響應(yīng)即可。也就是說，因?yàn)樘綔y 音調(diào)信號不在交錯(cuò)時(shí)立即進(jìn)行發(fā)送，所以通常以一次的發(fā)送就結(jié)束為前提，
相對于此，在探測文件交換的對方時(shí)，在到達(dá)文件的交換圈內(nèi)為止利用本方 式不斷地發(fā)送FX探測音調(diào)信號，在連續(xù)發(fā)送2r/v秒也無響應(yīng)時(shí)，才結(jié)束發(fā) 送。但是，在即使發(fā)現(xiàn)了對方而該對方為交換過一次文件的對方時(shí)，例如在 與具有能夠進(jìn)行文件交換的終端的朋友一起步行的情況下，第三者的能夠進(jìn) 行文件交換的終端接近時(shí)，朋友的終端對所有連續(xù)接收2R/v秒的FX探測音 調(diào)信號進(jìn)行響應(yīng)是沒有意義的，所以只要對初次的發(fā)送進(jìn)行響應(yīng)，隨后，偶 爾進(jìn)《亍響應(yīng)即可。
這里，說明各種音調(diào)信號和幀。
圖6是表示各種音調(diào)信號和幀的收發(fā)協(xié)議的時(shí)序圖。
在圖6中，超幀201具有同步音調(diào)時(shí)隙202和數(shù)據(jù)期間203。同步音調(diào) 時(shí)隙202為收發(fā)同步音調(diào)信號(SY)211和212的期間。如圖6所示，收發(fā)音調(diào) (SR)213和214、數(shù)據(jù)215以及ACK/NACK216在超幀201中的同步音調(diào)時(shí)隙 202以外的期間即數(shù)據(jù)期間203被收發(fā)。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的無線通信裝置的動(dòng)作。
首先，說明超幀的同步處理。
圖7是表示相同的超幀組的各個(gè)終端使超幀周期取得同步的動(dòng)作的圖。 這里，圖中的橢圓形表示終端的可通信范圍，如該圖所示，假設(shè)從終端A至 終端G互相處于相鄰的狀態(tài)。另外，各個(gè)終端的上段的信號表示接收，而下 段的信號表示發(fā)送。
在圖7中，終端B在超幀周期的同步音調(diào)信號發(fā)送的定時(shí)，進(jìn)行同步音 調(diào)信號302的發(fā)送。但是，因?yàn)榻K端B比自身的同步音調(diào)信號302的發(fā)送先檢測出終端A的同步音調(diào)信號301,所以使自身測量著的超幀周期的開始定
時(shí)與終端A的超幀周期的開始定時(shí)301匹配。另外，同樣地終端C使自身的 超幀的開始時(shí)刻與終端B的同步音調(diào)信號302同步。由此，終端B和終端C
的延遲時(shí)間逐漸收斂到相當(dāng)于自身的超幀周期的固有延遲時(shí)間內(nèi)D
對終端D至終端F也同樣地進(jìn)行了同步處理，從而與在自身的可通信范 圍內(nèi)最早發(fā)送同步音調(diào)信號的終端的超幀取得同步。
因?yàn)榻K端G的同步音調(diào)信號發(fā)送時(shí)刻303處于終端F發(fā)送同步音調(diào)信號 304后，所以從終端F結(jié)束了同步音調(diào)信號304的發(fā)送的時(shí)刻開始發(fā)送終端G 的同步音調(diào)信號。然后，在下一個(gè)超幀中，終端G追上其它終端的超幀開始 定時(shí)。
接著，說明與其它超幀組并存時(shí)所進(jìn)行的超幀的再同步處理。 超幀的再同步處理為對超幀整體進(jìn)行同步音調(diào)信號的檢測，在檢測出
其它超幀組的同步音調(diào)信號的情況下，與最早發(fā)送了同步音調(diào)信號的其它超
幀組的超幀取得同步。
圖8是表示由終端401至403互相構(gòu)成超幀組，由終端404至406構(gòu)成
其它超幀組的圖。在圖8中，終端404和終端406進(jìn)入終端403的可通信范圍。
此時(shí)，若終端403在同步音調(diào)信號時(shí)隙外;險(xiǎn)測出其它超幀組的同步音調(diào) 信號，則將其為起點(diǎn)，與終端403相同的超幀組的終端進(jìn)行再同步處理，最 后終端401至406共享相同的超幀。
圖9是用于說明超幀的再同步處理的流程圖。
在圖9中，首先，再同步處理單元143判斷自身是否正在處于與其他的 終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)中(SIOOO)。作為該判斷的結(jié)果，在自身當(dāng)前不處于 與其他的終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)中時(shí)(S1000:否)，再同步處理單元143判 斷同步次數(shù)是否為規(guī)定次數(shù)(例如，N次)以上，具體而言，判斷自身是否為在 結(jié)束上次的再同步處理后的規(guī)定的再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)(N次)且決定了 進(jìn)行再同步的終端(SllOO)。雖然增加再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)，則可相應(yīng)地 減少使超幀整體待機(jī)接收的次數(shù)，因此減低消^^功率，但是會(huì)延遲與其它組 之間的通信開始。 一般而言，例如，每一秒一次左右的再同步超幀周期重復(fù) 次數(shù)較為恰當(dāng)。作為該判斷的結(jié)果，在同步次數(shù)為規(guī)定次數(shù)(N次)以上時(shí) (S1100:是)，再同步處理單元143與其他的終端無關(guān)地發(fā)送再同步音調(diào)信號(S1200)。如上所述，再同步音調(diào)信號為在自身的超幀組的同步音調(diào)信號的發(fā) 送結(jié)束后經(jīng)過20微秒的時(shí)刻，重新發(fā)送12微秒的音調(diào)的音調(diào)信號(參照圖4), 用于向其他的終端通知開始再同步處理。接收到再同步音調(diào)信號但還未計(jì)數(shù) 相當(dāng)于再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)的終端，重置超幀次數(shù)，中繼再同步音調(diào)信 號而進(jìn)入再同步狀態(tài)。
另一方面，作為步驟S1000的判斷的結(jié)果，在自身正在處于與其他的終 端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)中時(shí)(S1000:是)，即使在自身的超幀組中再同步次數(shù) 未到達(dá)規(guī)定次數(shù)(N次)，再同步處理單元143也發(fā)送再同步音調(diào)信號(S1200)。 由此，能夠快速地進(jìn)行與其他超幀組之間的再同步。
圖10是表示檢測出其它超幀組的終端進(jìn)行再同步音調(diào)信號的收發(fā)的動(dòng) 作的圖。與圖7的情況同樣，如該圖所示，終端A至終端G鄰接。另外，在 圖10中也是各個(gè)終端的上段的信號表示接收，而下段的信號表示發(fā)送。
這里，終端D檢測其它超幀組的存在，并發(fā)送再同步音調(diào)信號501。周 圍的超幀組的終端C和終端E分別通過再同步音調(diào)信號502和503中繼從終 端D接收到的再同步音調(diào)信號501。但是，同步音調(diào)信號時(shí)隙在再同步音調(diào) 信號504和505分別被中繼而到達(dá)之前結(jié)束，所以終端A和終端G不進(jìn)入再 同步狀態(tài)。
但是，終端A和終端G在下一個(gè)超幀中發(fā)送再同步音調(diào)信號，以便與終 端B至終端F同步輸出的同步音調(diào)信號同步，整體而言，收斂到一個(gè)同步定 時(shí)。
接下來，說明收發(fā)數(shù)據(jù)的的動(dòng)作。
首先，在由高層處理單元150生成數(shù)據(jù)幀后，幀處理單元141使窄帶通 信單元130的收發(fā)音調(diào)信號處理單元135發(fā)送收發(fā)音調(diào)信號。幀處理單元141 在收發(fā)音調(diào)信號的發(fā)送完畢后，通過寬帶通信單元120使用寬帶信號來發(fā)送 數(shù)據(jù)幀。
由此，處于數(shù)據(jù)幀的待機(jī)狀態(tài)的終端，只要一直等待窄帶信號既可，與 一直等待寬帶信號的狀態(tài)相比，能夠以較小的消耗功率進(jìn)行接收待機(jī)。 圖11是表示該數(shù)據(jù)收發(fā)的動(dòng)作的圖。
在圖11中，終端A將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到終端B,并接收其確認(rèn)(acknowledge) 響應(yīng)幀(ACK)。如果兩個(gè)終端都不是自身發(fā)送窄帶信號，則進(jìn)入接收待機(jī)狀 態(tài)。終端A在發(fā)送數(shù)據(jù)幀602前發(fā)送收發(fā)音調(diào)信號(SR) 601,接收到該信號的終端B轉(zhuǎn)移到寬帶通信的接收待機(jī)狀態(tài)(圖中的箭頭611)。另外，終端
B在發(fā)送了收發(fā)音調(diào)信號(SR) 603后，發(fā)送ACK604。這樣，無論哪一個(gè) 數(shù)據(jù)幀都一定在數(shù)據(jù)幀的發(fā)送前發(fā)送收發(fā)音調(diào)信號。
接下來，說明用于取得周圍的終端的通信狀態(tài)的探測處理。
終端在開始進(jìn)行通信時(shí)，需要獲知通信對方的存在和地址。另外，為了 使收發(fā)信號與來自其它終端的通信信號不產(chǎn)生沖突，需要確認(rèn)周圍的終端的 存在。因此，如上所述，在本實(shí)施方式中，利用探測音調(diào)信號取得周圍的終 端的屬性和通信環(huán)境等。
周圍的終端在接收到同步音調(diào)信號(3微秒)后，再經(jīng)過20微秒而接收到 音調(diào)信號(大于6微秒，小于12微秒)時(shí)，判斷接收到探測音調(diào)信號，并將包 含有本站的信息的探測響應(yīng)幀在該超幀或下 一 個(gè)超幀中以廣播(broadcast)發(fā) 送。該發(fā)送定時(shí)為從隨機(jī)的超幀偏移位置開始載波偵聽而發(fā)送的定時(shí)，以使 其與通信用時(shí)隙等不發(fā)生沖突。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將窄帶的同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的到 達(dá)范圍(到達(dá)半徑)設(shè)定為比寬帶信號(毫米波UWB信號)的到達(dá)范圍(到達(dá)半 徑)大，所以在終端交錯(cuò)時(shí)，到達(dá)自組織網(wǎng)絡(luò)的可進(jìn)行寬帶通信的范圍內(nèi)之前 超幀同步結(jié)束，從而能夠最大限度地利用可進(jìn)行寬帶通信的時(shí)間。
因此，與現(xiàn)有的音調(diào)信號同步方式相比，能夠增大例如因文件交換應(yīng)用 造成的交錯(cuò)時(shí)的文件交換量。另外，因?yàn)椴⒂脤拵ㄐ藕驼瓗ㄐ牛赃€ 能夠維持消耗功率的減低效果。 (實(shí)施方式2)
實(shí)施方式2是組合了音調(diào)信號同步方式與信標(biāo)期間的情況。更具體而言， 實(shí)施方式2是除了進(jìn)行了實(shí)施方式1之外，還安裝了信標(biāo)期間的情況，是以 信標(biāo)進(jìn)行超幀內(nèi)的數(shù)據(jù)通信時(shí)隙的分配的情況。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。另外， 該無線通信裝置具有與對應(yīng)于圖3所示的實(shí)施方式1的無線通信裝置同樣的 基本結(jié)構(gòu)，對相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號，并省略其說明。
如上所述，圖12所示的無線通信裝置200具有組合音調(diào)信號同步方式和 信標(biāo)期間，以信標(biāo)進(jìn)行超幀內(nèi)的數(shù)據(jù)通信時(shí)隙的分配的功能。因此，無線通 信裝置200具有MAC處理單元210,尤其具有信標(biāo)處理單元211。信標(biāo)處理 單元211進(jìn)行有關(guān)信標(biāo)的各種處理(例如，信標(biāo)期間回避處理和信標(biāo)時(shí)隙位置
18決定處理等)，細(xì)節(jié)將在后面^T述。
另外，在本實(shí)施方式中，將信標(biāo)用于數(shù)據(jù)通信，所以不利用實(shí)施方式1 中的收發(fā)音調(diào)信號，但并不限于此，能夠兼顧(并用)信標(biāo)和收發(fā)音調(diào)。例如， 也能夠附加收發(fā)音調(diào)信號來發(fā)送信標(biāo)。
如上所述，在本實(shí)施方式中，以信標(biāo)進(jìn)行超幀內(nèi)的數(shù)據(jù)通信時(shí)隙的分配。 但是，信標(biāo)通過正在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的終端或具有特別的理由的終端(期望開始 數(shù)據(jù)通信等)發(fā)送，而不是通過所有的終端發(fā)送。例如，在非專利文獻(xiàn)l中記 載了數(shù)據(jù)通信的方式等的細(xì)節(jié)。
另一方面，與實(shí)施方式l同樣，所有的終端發(fā)送同步音調(diào)信號和再同步
音調(diào)信號。另外，包含探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號的各種音調(diào)信號的 用途和到達(dá)范圍也與實(shí)施方式1相同。但是，在通過FX探測音調(diào)信號的響 應(yīng)而認(rèn)知的地址之間開始收發(fā)(即，開始文件交換)的定時(shí)為從信標(biāo)的發(fā)送開 始。
另外，在使用信標(biāo)時(shí)，由于能夠以信標(biāo)的收發(fā)來取代探測的功能，所以 即使不使用探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信號也不影響文件交換應(yīng)用。
在本實(shí)施方式中，在這樣的環(huán)境下，防止其他的信標(biāo)期間組開始取得相 同的超幀同步時(shí)的信標(biāo)的沖突。
圖13和圖14是用于說明這樣的信標(biāo)的沖突的圖。圖13和圖14表示信 標(biāo)期間組取得同步而具有相同的信標(biāo)期間，終端A與終端B的信標(biāo)發(fā)生沖突 的情況。在這些圖中的"R"為同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的信號到達(dá)范 圍，而"r"為寬帶通信的信號到達(dá)范圍(并且為探測音調(diào)信號和FX探測音調(diào)信 號的信號到達(dá)范圍)。另外，在這些圖中，假設(shè)終端A和終端C屬于同一個(gè) 超幀組，終端B和終端D屬于另外的同一個(gè)超幀組。另外，如這些圖所示， 在終端A的超幀的信標(biāo)期間701中分別分配了終端A和終端C的信標(biāo)時(shí)隙， 而在終端B的超幀的信標(biāo)期間702中分別分配了終端B和終端D的信標(biāo)時(shí)隙。
在圖13的狀態(tài)下，終端A和終端B互相未處于信標(biāo)的信號到達(dá)范圍內(nèi)， 所以終端A和終端B的信標(biāo)不發(fā)生沖突。但是，在終端A和終端B互相處 于信標(biāo)可通信的范圍內(nèi)時(shí)，終端A和終端B的信標(biāo)發(fā)生沖突。也就是說，如 圖14所示，若終端B通過超幀再同步與終端A的超幀取得同步，則雙方的 信標(biāo)期間701和702成為相同的時(shí)間段。在本例的情況下，尤其因?yàn)榻K端A 和終端B的信標(biāo)時(shí)隙成為相同的時(shí)間段，所以在終端A和終端B之間發(fā)生信標(biāo)的沖突。若發(fā)生信標(biāo)的沖突，則需要進(jìn)行信標(biāo)的再加入步驟，所以浪費(fèi)珍 貴的文件交換時(shí)間。
為了避免上述情況的發(fā)生，在本實(shí)施方式中，例如從某個(gè)超幀組通過再 同步音調(diào)信號與其他的超幀組匯流(再同步)的時(shí)刻開始，到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間(例 如2至3秒)之間，由該組整體生成其他的信標(biāo)期間。也就是說，該組的信標(biāo) 期間在規(guī)定時(shí)間之間使其回避到與其他的組的信標(biāo)期間不發(fā)生沖突的位置。
其后，若在原來的信標(biāo)期間中檢測出高層的空閑時(shí)隙(empty slot),則將自身 的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)到該高層的空閑時(shí)隙(稱為"退縮動(dòng)作")。這里，從再同步
經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之間使信標(biāo)期間回避，是因?yàn)槔缭诓钜稽c(diǎn)互相交錯(cuò)但文件交 換終端未進(jìn)入可進(jìn)行寬帶通信的通信半徑內(nèi)時(shí)， 一直進(jìn)行回避性的動(dòng)作也沒 有意義，所以采用自然地回到原來的時(shí)隙位置的結(jié)構(gòu)。
圖15和圖16是用于說明本實(shí)施方式中的信標(biāo)沖突防止步驟的概要的圖。 例如，如圖15所示，在終端B的組通過超幀再同步與終端A的組的超 幀耳又得同步時(shí)，終端B的組從超幀的最末端逆序地生成信標(biāo)期間702，。其后， 如圖16所示，例如終端B在原來的地方中檢測出終端A的組的信標(biāo)期間(即， 接收終端A的組的信標(biāo))。接著，將自身的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)(退縮)到可基于 接收到的信標(biāo)和其鄰近的信息(例如，在WiMedia中的BPOIE)而判斷為空閑 的地方(信標(biāo)時(shí)隙位置)(參照移動(dòng)后的B，)。雖然未圖示，對終端D的信標(biāo)而 言，也在終端B的信標(biāo)回避到終端A的超幀后(移動(dòng)后的B，)，還回避到終端 A的超幀內(nèi)的空閑時(shí)隙位置。此時(shí)，退縮順序和排他控制例如在WiMedia的 方式中，從各個(gè)終端在新的信標(biāo)期間組內(nèi)發(fā)現(xiàn)了信標(biāo)的時(shí)刻開始豎立移動(dòng) (Movable)標(biāo)記，從在3超幀內(nèi)優(yōu)先次序最高的時(shí)隙發(fā)送信標(biāo)的終端依序退縮。 對信標(biāo)時(shí)隙的優(yōu)先次序而言，只要有決定次序的方式，任何一種優(yōu)先次序均 可。
所示的例子中，對優(yōu)先次序而言，原來的信標(biāo)期間的最末端最高，而對回避 后的信標(biāo)期間而言，其優(yōu)先級比原來的任何一個(gè)信標(biāo)期間時(shí)隙都低。對回避 后的信標(biāo)期間內(nèi)的優(yōu)先次序而言，開頭最高。另外，在圖17B所示的例子中， 對優(yōu)先次序而言，原來的信標(biāo)期間的開頭最高，而對回避后的信標(biāo)期間而言， 其優(yōu)先級比原來的任何一個(gè)信標(biāo)期間時(shí)隙都低。對回避后的信標(biāo)期間內(nèi)的優(yōu) 先次序而言，最末端最高。另外，信標(biāo)時(shí)隙的優(yōu)先次序并不限于上述的例子。期間內(nèi)的優(yōu)先次序可為任意的優(yōu)先次序。
圖18是表示信標(biāo)期間中的信標(biāo)幀的結(jié)構(gòu)的圖。
在圖18中，信標(biāo)發(fā)送者信息801記載以下信息而構(gòu)成發(fā)送該信標(biāo)的終 端自身的設(shè)備ID803、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值804、以及發(fā)送該信標(biāo)的終端所掌握的 信標(biāo)時(shí)隙長度805。另外，信標(biāo)期間占有信息802記載以下信息而構(gòu)成，也 就是分別將該終端在緊前的超幀接收到的信標(biāo)幀中的信標(biāo)發(fā)送者信息801中 存在的設(shè)備ID803和計(jì)數(shù)值804，以及接收到的信標(biāo)的時(shí)隙位置，對每個(gè)信 標(biāo)記載到設(shè)備ID806、計(jì)數(shù)值807和信標(biāo)時(shí)隙位置808而構(gòu)成。另外，計(jì)數(shù) 部設(shè)置在信標(biāo)幀內(nèi)以及自身接收的信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表(后述)中。信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表 的信息源為信標(biāo)幀的計(jì)數(shù)部和后述的BPOIE的計(jì)數(shù)部的副本(copy)。
另外，這里，在信標(biāo)幀中設(shè)置計(jì)數(shù)部，但并不限于此，可以使用標(biāo)記以 取代計(jì)數(shù)部。
信標(biāo)處理單元211具有存儲信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表的存儲單元212。信標(biāo)時(shí)隙 狀態(tài)表為記錄了信標(biāo)發(fā)送者信息801和信標(biāo)期間占有信息802中包含的各個(gè) 信標(biāo)時(shí)隙的占有狀態(tài)的表。
的格式的圖。
如圖19所示，在信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表中，對每個(gè)信標(biāo)的時(shí)隙序號，記錄有時(shí) 隙序號901、使用該時(shí)隙的終端的設(shè)備ID902、時(shí)隙的使用狀態(tài)903和其類別 904。使用狀態(tài)903表示其時(shí)隙位置的終端是否預(yù)定時(shí)隙位置的變更，并在使 用狀態(tài)903中被設(shè)定計(jì)數(shù)部804和807的值。另外，類別904表示是信標(biāo)在 該時(shí)隙被接收(圖中，以"Beacon"表示)還是通過信標(biāo)期間占有信息通知了該時(shí) 隙被占有(圖中，以"BPOIE，，表示)的類別。
信標(biāo)處理單元211進(jìn)行用于使信標(biāo)幀在超幀再同步時(shí)回避的處理，或者 進(jìn)行用于若在原來的信標(biāo)期間中存在空閑時(shí)隙，則基于信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表，移 動(dòng)自身的時(shí)隙位置的處理。另外，信標(biāo)處理單元211具有未圖示的移動(dòng)計(jì)數(shù) 器。該移動(dòng)計(jì)數(shù)器對開始自身的信標(biāo)時(shí)隙位置的移動(dòng)之前的超幀進(jìn)行計(jì)數(shù)， 換句話說，對在自身的優(yōu)先級最高時(shí)計(jì)數(shù)規(guī)定次數(shù)(例如，N次)作為待機(jī)時(shí)間， 通常在計(jì)數(shù)開始時(shí)設(shè)定了 2以上的值。另外，信標(biāo)處理單元211生成信標(biāo)發(fā) 送者信息801和信標(biāo)期間占有信息802,構(gòu)成包含管理信息的信標(biāo)幀。另外，信標(biāo)處理單元211具有計(jì)數(shù)時(shí)隙位置的定時(shí)功能，在從偏移時(shí)間開始的信標(biāo) 期間中的自身的時(shí)隙位置，發(fā)送所構(gòu)成的信標(biāo)幀。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的無線通信裝置的動(dòng)作。這里，設(shè)想某個(gè)終端 與其他的終端交錯(cuò)時(shí)就進(jìn)行文件交換的情況進(jìn)行說明。
圖20是表示本實(shí)施方式的無線通信裝置的文件交換動(dòng)作中的音調(diào)信號
發(fā)送算法的流程圖。該算法通過MAC處理單元210進(jìn)行。
首先，同步處理單元142在判斷為通過自身具有的定時(shí)器進(jìn)行超幀同步 時(shí)(S2000:是)，通過窄帶通信單元130a的同步音調(diào)信號處理單元131發(fā)送同 步音調(diào)信號(S2100)。其次，由于同步的發(fā)生次數(shù)為規(guī)定次數(shù)(例如N次)以 上，所以再同步處理單元143判斷進(jìn)行超幀再同步時(shí)(S2200:是)，通過窄帶 通信單元130a的再同步音調(diào)信號處理單元132發(fā)送再同步音調(diào)信號(S2300),
在與其他的超幀之間取得了再同步時(shí)(S2400:是)，進(jìn)入步驟S2500,而在未 取得再同步時(shí)(S2400:否)，結(jié)束上述一系列的處理。
在步驟S2500中，信標(biāo)處理單元211在規(guī)定時(shí)間(例如，2至3秒)內(nèi)使自 身的信標(biāo)期間移動(dòng)(回避)到與原來的信標(biāo)期間不同的期間。另外，如上所述， 根據(jù)所決定的優(yōu)先次序，通過移動(dòng)到其他的組的超幀內(nèi)的空閑時(shí)隙位置來進(jìn) 行其后的退縮動(dòng)作。
另一方面，作為步驟S2200的判斷的結(jié)果，在不與其他的超幀組之間取 得再同步時(shí)(S2200:否)，探測處理單元144在判斷為根據(jù)來自高層的命令而 發(fā)送探測音調(diào)信號時(shí)(S2600:是)，通過窄帶通信單元130a的探測音調(diào)信號處 理單元133,發(fā)送用于搜索鄰近的終端的探測音調(diào)信號(S2700)。然后，結(jié)束 一系列的處理。
相對于此，作為步驟S2600的判斷的結(jié)果，在判斷為不發(fā)送探測音調(diào)信 號的情況下(S2600:否)，探測處理單元144在判斷為由于通過接收再同步音 調(diào)信號而與其他的超幀之間產(chǎn)生再同步，所以發(fā)送FX探測音調(diào)信號時(shí) (S2800:是)，通過窄帶通信單元130a的FX探測音調(diào)信號處理單元134,發(fā) 送用于搜索進(jìn)行文件交換的終端的FX探測音調(diào)信號(S2900)。然后，結(jié)束一 系列的處理。
圖21是表示本實(shí)施方式的無線通信裝置的文件交換動(dòng)作中的文件交換 算法的流程圖。該算法通過MAC處理單元210進(jìn)行。
22首先，幀處理單元141a通過寬帶通信單元120判斷是否接收到FX探測 響應(yīng)(S3000)。作為該判斷的結(jié)果，在接收到FX探測響應(yīng)時(shí)(S3000:是)，幀 處理單元141a將該事實(shí)通知給高層處理單元150(這里，為文件交換應(yīng)用)， 并通過高層處理單元150進(jìn)行文件交換處理(S3100)。
其次，說明信標(biāo)期間結(jié)束時(shí)進(jìn)行的信標(biāo)時(shí)隙位置決定處理。
圖22是表示信標(biāo)處理單元211中的信標(biāo)時(shí)隙位置決定處理的流程圖。
首先，信標(biāo)處理單元211基于存儲在存儲單元212中的信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)表， 判斷在上 一 次的信標(biāo)時(shí)隙的結(jié)構(gòu)(信標(biāo)結(jié)構(gòu)(beacon formation))中有無變化 (S4000)。作為判斷的結(jié)果，在信標(biāo)結(jié)構(gòu)中有變化時(shí)(S4000:是)，進(jìn)一步判斷 在原來的信標(biāo)期間中是否存在空閑時(shí)隙(S4100)。作為該判斷的結(jié)果，在原來 的信標(biāo)期間中存在空閑時(shí)隙時(shí)(S4100:是)，將移動(dòng)計(jì)數(shù)器(在該圖中，為了簡 化說明，也僅表記為"計(jì)數(shù)器")復(fù)位以使計(jì)數(shù)值為表示計(jì)數(shù)值的最大值的 Full(這里，例如3)(S4200)。相對于此，在原來的信標(biāo)期間不存在空閑時(shí)隙時(shí) (S4100:否)，使移動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0(S4300)。
另一方面，作為步驟S4000的判斷的結(jié)果，在信標(biāo)結(jié)構(gòu)中無變化時(shí)，即 上一次的信標(biāo)時(shí)隙的位置無變更時(shí)(S4000:否)，轉(zhuǎn)移到用于使時(shí)隙位置移動(dòng) 到原來的時(shí)隙期間的倒計(jì)時(shí)動(dòng)作。也就是說，信標(biāo)處理單元211判斷移動(dòng)計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否為0(S4400),在移動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為0時(shí)(S4400:是)， 由于已經(jīng)處于在原來的信標(biāo)期間不存在空閑時(shí)隙的狀態(tài)，所以立即結(jié)束處理。
相對于此，在移動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為1以上時(shí)(S4400:否)，信標(biāo)處理單 元211判斷是否存在原來的信標(biāo)期間和回避后的信標(biāo)期間的低層時(shí)隙的移動(dòng) 標(biāo)記，也就是說，判斷是否存在依優(yōu)先次序排列原來的信標(biāo)時(shí)隙和回避后的 信標(biāo)期間時(shí)屬于處于優(yōu)先次序的低層的時(shí)隙的信標(biāo)或BPO正的移動(dòng)標(biāo)記 (S4500)。作為該判斷的結(jié)果，在不存在低層時(shí)隙的移動(dòng)標(biāo)記時(shí)(S4500:否)， 將移動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定為Full(這里，為3)(S4600)。
另一方面，在存在低層時(shí)隙的移動(dòng)標(biāo)記時(shí)(S4500:是)，信標(biāo)處理單元211 因?yàn)槠浣K端具有最優(yōu)先的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)的權(quán)利，所以僅將移動(dòng)計(jì)數(shù)器的 計(jì)數(shù)值減去1(S4700)。然后，在移動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值成為0的時(shí)刻(S4800: 是)，信標(biāo)處理單元2U在下一個(gè)信標(biāo)期間中將自身的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)到原 來的信標(biāo)期間的空閑最高層時(shí)隙，并通過寬帶通信單元120發(fā)送信標(biāo)(S4900)。
換言之，在信標(biāo)處理單元211中的信標(biāo)時(shí)隙位置決定處理的算法采用以下的步驟
1. 在比自身的信標(biāo)時(shí)隙位置高的層(時(shí)隙序號較小的一方，但在移動(dòng)過 信標(biāo)期間時(shí)，為原來的時(shí)隙位置的信標(biāo)期間內(nèi)的高層時(shí)隙)中存在空閑時(shí)隙
時(shí)，使移動(dòng)計(jì)數(shù)器開始動(dòng)作；
2. 周圍的終端將移動(dòng)計(jì)數(shù)器的信息與處于第幾個(gè)時(shí)隙的信息一并中繼；
以及
3. 連續(xù)N次(例如，三次)判斷為在自身所接收的信標(biāo)、所中繼的信息、 以及自身所發(fā)送的信標(biāo)的移動(dòng)計(jì)數(shù)器中自身的信標(biāo)的信息的優(yōu)先級最高時(shí)， 移動(dòng)到空閑時(shí)隙。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在超幀再同步時(shí)使信標(biāo)期間回避，若在原來的 信標(biāo)期間中存在空閑時(shí)隙，則使自身的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)，從而能夠避免超 幀再同步時(shí)的信標(biāo)的沖突。因此，即使在組合了音調(diào)信號同步方式與信標(biāo)期 間時(shí)，也能夠最大限度地確保文件交換時(shí)間，能夠交換比文件交換應(yīng)用更多 量的數(shù)據(jù)。
(實(shí)施方式3 )
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的無線通信裝置(以下，稱為"接入點(diǎn)")的 結(jié)構(gòu)的方框圖。圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的無線通信裝置(以下，稱為"移 動(dòng)終端")的結(jié)構(gòu)的方框圖。
<同步方式>
本發(fā)明主要著眼于上述的接入點(diǎn)1000與移動(dòng)終端1100之間進(jìn)行的同步 方式。在本實(shí)施方式中，提供通過與以自律分散進(jìn)行的同步方式類似的方式， 移動(dòng)終端1100與接入點(diǎn)1000之間取得通信同步的方式。通過利用音調(diào)信號 在發(fā)送信息的接入點(diǎn)1000與接收信息的移動(dòng)終端1100之間取得同步來進(jìn)行， 從而僅在從接入點(diǎn)1000發(fā)送音調(diào)信號的時(shí)間段，移動(dòng)終端1100成為音調(diào)信 號的接收待機(jī)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，以縮短接近接入點(diǎn)1000的機(jī)會(huì)較少的、 移動(dòng)終端1100的寬帶信號的接收待機(jī)時(shí)間為目的。由此，能夠減低移動(dòng)終端 1100的待機(jī)時(shí)的消耗功率。另外，在本實(shí)施方式中，發(fā)送音調(diào)信號僅為接入 點(diǎn)1000,移動(dòng)終端1100使待機(jī)時(shí)間與其同步。
在本實(shí)施方式中，接入點(diǎn)1000總是比寬帶信號的同步信號即毫米波 UWB的信標(biāo)先發(fā)送窄帶信號的同步信號即音調(diào)信號。該音調(diào)信號以具有比寬 帶信號寬廣的到達(dá)范圍的接收區(qū)域的強(qiáng)度被發(fā)送。圖25是表示接入點(diǎn)1000和移動(dòng)終端1100的超幀結(jié)構(gòu)的圖。在本實(shí)施方式中，超幀由用于收發(fā)音調(diào)信 號的音調(diào)時(shí)隙、用于收發(fā)信標(biāo)的信標(biāo)時(shí)隙、以及用于收發(fā)數(shù)據(jù)幀等的數(shù)據(jù)時(shí) 隙構(gòu)成。
圖25A表示接入點(diǎn)1000的發(fā)送調(diào)度表。接入點(diǎn)1000首先發(fā)送窄帶音調(diào) 信號，其次以寬帶信號發(fā)送信標(biāo)。在接入點(diǎn)1000以寬帶信號從移動(dòng)終端1100 接收到數(shù)據(jù)請求信號時(shí)，在超幀內(nèi)的時(shí)間發(fā)送與數(shù)據(jù)請求對應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。根 據(jù)需要，接受來自接收到與數(shù)據(jù)請求對應(yīng)的數(shù)據(jù)的移動(dòng)終端1100的ACK。 另外，在與^t據(jù)請求對應(yīng)的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送失敗時(shí)，接入點(diǎn)1000重發(fā)相同的數(shù) 據(jù)幀。在接入點(diǎn)1000不以寬帶信號從移動(dòng)終端1100接收數(shù)據(jù)請求信號時(shí)， 在超幀內(nèi)進(jìn)入休眠(sleep)狀態(tài)既不發(fā)送寬帶信號也不發(fā)送窄帶信號。然后， 接入點(diǎn)1000在下一個(gè)超幀中發(fā)送窄帶音調(diào)信號，接著以寬帶信號發(fā)送信標(biāo)。 接入點(diǎn)1000在接收數(shù)據(jù)請求信號之前，以超幀為單位僅重復(fù)進(jìn)行窄帶音調(diào)信 號的發(fā)送以及通過寬帶信號的信標(biāo)的發(fā)送。
另一方面，圖25B表示移動(dòng)終端1100的超幀的結(jié)構(gòu)。首先，移動(dòng)終端 1100從超幀的開頭進(jìn)入成為音調(diào)信號接收待機(jī)狀態(tài)的音調(diào)待機(jī)時(shí)隙。其次， 移動(dòng)終端1100僅在接收到音調(diào)信號時(shí)進(jìn)入音調(diào)待機(jī)時(shí)隙。也就是說，移動(dòng)終 端1100在不接收音調(diào)信號時(shí)不進(jìn)入能夠接收信標(biāo)等的寬帶信號的狀態(tài)。移動(dòng) 終端1100在接收到信標(biāo)而在寬帶與接入點(diǎn)1000取得同步時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)請求 信號。移動(dòng)終端1100在無法接收音調(diào)信號時(shí)，在超幀內(nèi)進(jìn)入休眠狀態(tài)，既不 接收寬帶信號也不接收窄帶信號。但是，移動(dòng)終端1100在不接收音調(diào)信號的 狀態(tài)連續(xù)了 N次(N超幀)時(shí)，在超幀內(nèi)的所有的定時(shí)成為音調(diào)信號接收待機(jī) 狀態(tài)。然后，移動(dòng)終端1100在與當(dāng)前的音調(diào)待機(jī)時(shí)隙不同的其他的定時(shí)，與 發(fā)送音調(diào)信號的接入點(diǎn)之間取得同步。然后，移動(dòng)終端1100將從接入點(diǎn)接收 到音調(diào)信號的定時(shí)作為超幀開始時(shí)間來重新開始動(dòng)作。移動(dòng)終端1100能夠在 每N次中一次試圖與位于鄰近的接入點(diǎn)之間取得再同步，從而使在除此以外 的超幀周期中的大部分的時(shí)間為休眠狀態(tài)。
其次，說明再度進(jìn)行該再同步之前的超幀的數(shù)量(再同步次數(shù))的計(jì)算方法。
圖28是用于說明超幀周期和再同步次數(shù)的計(jì)算的圖。假設(shè)人步行的速度 為vm/s、捕獲同步音調(diào)信號的距離為dm^R-r)并僅能使用比率W(100xw(%)) 的消耗功率。這里，設(shè)速度v、距離d和比例W為常數(shù)。若設(shè)超幀周期為Xsec、再同步次數(shù)為Y次，則得到下式(5)。
XxYxv=d …式(5)
另外，設(shè)音調(diào)待機(jī)時(shí)隙的長度為tsec，則
t/X+l/Y<W …式(6)
4吏式(5)變形而得到式(7)。
Y=d/(vxX) …式(7)
將式(7)代入式(6)而得到式(8)。
vxX2-dxWxX+dxt<0 …式(8)
式(8)為X的二次不等式(quadraticin叫uality)。若求解式(8),則求出X。 另外，將求出的X代入式(5)，則求出Y。
也可在求出超幀周期X后，求音調(diào)待機(jī)時(shí)隙、信標(biāo)待機(jī)時(shí)隙和數(shù)據(jù)接收 時(shí)隙。
<才妄入點(diǎn)1000〉
接下來，說明接入點(diǎn)1000的結(jié)構(gòu)。圖23所示的接入點(diǎn)1000的大致區(qū)分 地包括天線1010、寬帶通信單元1020、窄帶通信單元1030、 MAC處理單 元1040、高層處理單元1050和計(jì)時(shí)單元1060。這里，作為接入點(diǎn)1000，例 如片幾場或車站的自動(dòng)才全票才幾(automatic ticket checker)、 以及 <更利店 (convenience store)等中的自動(dòng)付款機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)(vending machine)等機(jī)器成 為對象。
天線1010由例如負(fù)責(zé)各個(gè)扇區(qū)的多個(gè)指向性天線構(gòu)成。通過未圖示的指 向性控制單元對構(gòu)成天線1010的各個(gè)指向性天線進(jìn)行控制來決定通信范圍。
寬帶通信單元1020通過天線1010收發(fā)毫米波UWB信號。如上所述， 毫米波UWB信號為傳輸距離極短以及頻帶非常寬的信號。在本實(shí)施方式中 利用的毫米波UWB信號，由于其寬帶性而通常消耗較多的功率。
窄帶通信單元1030通過天線1010發(fā)送窄帶的無調(diào)制的音調(diào)信號。為了
在窄帶使其與移動(dòng)終端noo之間取得同步而發(fā)送音調(diào)信號。窄帶的音調(diào)信號
的消耗功率小。這樣，通過并用寬帶通信和窄帶通信，作為裝置整體能夠降 低消"功率。
MAC處理單元1040進(jìn)行MAC協(xié)議處理。MAC處理單元1040例如包 括信標(biāo)處理單元1041、數(shù)據(jù)處理單元1042、 ACK/NACK處理單元1043、 以及音調(diào)信號處理單元1044。高層處理單元1050生成與移動(dòng)終端1100的數(shù)據(jù)請求相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀。高
層處理單元1050控制寬帶通信單元1020和窄帶通信單元1030，以在發(fā)送窄 帶信號的同步信號后發(fā)送寬帶的同步信號。
計(jì)時(shí)單元1060測量超幀和超幀內(nèi)的各個(gè)時(shí)隙的時(shí)間，并將測量出的時(shí)間 通知給各個(gè)處理單元。
信標(biāo)處理單元1041進(jìn)行用于在寬帶發(fā)送信標(biāo)的處理。另外，也可以采用 以下結(jié)構(gòu)為了使在寬帶與移動(dòng)終端IIOO之間取得同步，發(fā)送信標(biāo)以外的寬 帶信號。
數(shù)據(jù)處理單元1042在存在來自移動(dòng)終端1100的數(shù)據(jù)請求時(shí)，進(jìn)行用于 通過寬帶通信單元1020將高層處理單元1050所生成的數(shù)據(jù)幀，以寬帶信號 發(fā)送^^移動(dòng)終端1100的處理。
ACK/NACK處理單元1043進(jìn)行從移動(dòng)終端1100接收ACK幀或NACK 幀的處理作為數(shù)據(jù)幀的發(fā)送結(jié)果。然后，ACK/NACK處理單元1043將數(shù)據(jù) 幀的發(fā)送結(jié)果通知給高層處理單元1050。這里，接入點(diǎn)1000將至少一個(gè)數(shù) 據(jù)幀發(fā)送到移動(dòng)終端1100。例如，在接入點(diǎn)1000僅發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀并接收 到ACK幀時(shí)，高層處理單元1050結(jié)束數(shù)據(jù)幀的發(fā)送處理。另外，在接收到 NACK幀時(shí)，高層處理單元1050生成相同的數(shù)據(jù)幀，并將其傳遞給數(shù)據(jù)處理 單元1042。然后，數(shù)據(jù)處理單元1042進(jìn)行用于在下一個(gè)超幀中重發(fā)相同的 數(shù)據(jù)幀的處理。相對于此，在接入點(diǎn)IOOO發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)幀并接收到ACK幀 時(shí)，高層處理單元1050生成下一個(gè)數(shù)據(jù)幀，并將其傳遞給數(shù)據(jù)處理單元1042。 然后，數(shù)據(jù)處理單元1042進(jìn)行用于在下一個(gè)超幀中發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀的處 理。在接收到NACK幀時(shí)，高層處理單元1050生成相同的數(shù)據(jù)幀，并將其 傳遞給數(shù)據(jù)處理單元1042。然后，數(shù)據(jù)處理單元1042進(jìn)行用于在下一個(gè)超 幀中重發(fā)相同的數(shù)據(jù)幀的處理。
音調(diào)信號處理單元1044根據(jù)從計(jì)時(shí)單元1060通知的時(shí)間，進(jìn)行用于將 發(fā)送用的相應(yīng)的音調(diào)信號發(fā)送的處理。具體而言，音調(diào)信號處理單元1044進(jìn) 行生成窄帶的同步音調(diào)信號的處理。
<移動(dòng)終端1100>
接下來，說明移動(dòng)終端1100的結(jié)構(gòu)。圖24所示的移動(dòng)終端1100具有文 件交換應(yīng)用，并在大致區(qū)分地包括天線lllO、寬帶通信單元1120、窄帶通 信單元1130、 MAC處理單元1140、高層處理單元1150、以及計(jì)時(shí)單元1160。
27作為移動(dòng)終端1100,存在例如具有移動(dòng)終端、筆記型PC、移動(dòng)電話、游戲才幾 和移動(dòng)播放器等文件交換應(yīng)用的終端。
天線1110由例如負(fù)責(zé)各個(gè)扇區(qū)的多個(gè)指向性天線構(gòu)成。通過未圖示的指 向性控制單元對構(gòu)成天線1110的各個(gè)指向性天線進(jìn)行控制來決定通信范圍。
寬帶通信單元1120通過天線1110收發(fā)毫米波UWB信號。如上所述， 毫米波UWB信號為傳輸距離極短以及頻帶非常寬的信號。在本實(shí)施方式中 利用的毫米波UWB信號，由于其寬帶性而通常消耗較多的功率。
窄帶通信單元1130通過天線1110接收窄帶的無調(diào)制的音調(diào)信號。窄帶 的音調(diào)信號的接收待機(jī)消耗功率小。這樣，通過并用寬帶通信和窄帶通信， 能夠在裝置整體降低消耗功率。
MAC處理單元1140進(jìn)行MAC協(xié)議處理。例如，MAC處理單元1140 包括信標(biāo)處理單元1141、數(shù)據(jù)處理單元1142、 ACK/NACK處理單元1143、 以及音調(diào)信號處理單元1144。
高層處理單元1150進(jìn)行所接收的數(shù)據(jù)幀的處理。例如，高層處理單元 1150進(jìn)行進(jìn)行將數(shù)據(jù)幀存儲在移動(dòng)終端1100的存儲單元中的處理。
計(jì)時(shí)單元1160測量超幀的時(shí)間和超幀內(nèi)的各個(gè)時(shí)隙的時(shí)間，并將測量出 經(jīng)過的時(shí)間通知給各個(gè)處理單元。
信標(biāo)處理單元1141進(jìn)行通過寬帶的信標(biāo)接收。在本實(shí)施方式中，在從接 入點(diǎn)1000接收音調(diào)信號前，信標(biāo)處理單元1141處于休眠狀態(tài)。在接收到音 調(diào)信號后，信標(biāo)處理單元1141進(jìn)入動(dòng)作狀態(tài)。休眠狀態(tài)是指，對信標(biāo)處理單 元1141提供的功率為零(OFF)或比動(dòng)作時(shí)少的狀態(tài)。
數(shù)據(jù)處理單元1142進(jìn)行用于將超幀內(nèi)的數(shù)據(jù)幀傳遞給高層處理單元 1150的處理。另外，高層處理單元1150進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)檢查。然后，高層 處理單元1150在接收到不存在差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，生成ACK幀。高層處理單 元1150將ACK幀傳遞給ACK/NACK處理單元1143。另外，高層處理單元 1150在接收到存在差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀時(shí)，生成NACK幀。高層處理單元1150將 NACK幀傳遞給ACK/NACK處理單元1143。
ACK/NACK處理單元1143進(jìn)行用于將ACK幀或NACK幀發(fā)送到接入 點(diǎn)1000作為數(shù)據(jù)幀的接收結(jié)果的處理。例如，在數(shù)據(jù)幀的接收成功時(shí)， ACK/NACK處理單元1143通知高層處理單元1150接收下一個(gè)數(shù)據(jù)幀。在凄t 據(jù)幀的4妄收失敗時(shí)，ACK/NACK處理單元1143通知高層處理單元1150再度接收相同的數(shù)據(jù)幀。
音調(diào)信號處理單元1144進(jìn)行用于根據(jù)從計(jì)時(shí)單元1160通知的時(shí)間來接 收的處理。具體而言，音調(diào)信號處理單元1044進(jìn)行用于將所接收的窄帶的同 步信號傳遞給高層處理單元1150的處理。該音調(diào)信號也在通常待機(jī)時(shí)成為休 眠狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)消耗功率的降低。
<接入點(diǎn)1000的動(dòng)作流程〉
接著，參照圖23和圖26說明接入點(diǎn)1000的動(dòng)作流程。 接入點(diǎn)IOOO在到了超幀的開始時(shí)刻，分別通過窄帶通信單元1030和寬 帶通信單元1020依序發(fā)送音調(diào)信號和信標(biāo)(S5000)。然后，高層處理單元1050 判斷是否接收到來自移動(dòng)終端1100的數(shù)據(jù)請求信號(S5100)。在不接收數(shù)據(jù)請 求信號時(shí)(S5100:否)，高層處理單元1050判斷是否處于數(shù)據(jù)接收時(shí)隙內(nèi) (S5200)。在處于數(shù)據(jù)接收時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S5200:否)，返回步驟S5100。若接收到 數(shù)據(jù)請求信號(S5100:是)，則寬帶通信單元1020發(fā)送與數(shù)據(jù)請求對應(yīng)的數(shù) 據(jù)幀(S5300)。其后，高層處理單元1050判斷是否接收到ACK幀(S5400)。在 未接收到ACK幀時(shí)(S5400:否)，高層處理單元1050判斷超幀是否結(jié)束 (S5500)。在超幀未結(jié)束時(shí)(S5500:否)，返回步驟S5400。這樣，接入點(diǎn)1000 成為ACK幀的接收待機(jī)(S5400和S5500)。在未接收ACK幀而超幀結(jié)束時(shí)， 高層處理單元1050記錄在下一個(gè)超幀中進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的重發(fā)并結(jié)束(S5600)。 <移動(dòng)終端1100的動(dòng)作流程>
接著，參照圖24和圖27說明在移動(dòng)終端1100中的處理。在移動(dòng)終端 1100的電源成為開(ON)時(shí)，在移動(dòng)終端1100的電源成為關(guān)(OFF)之前重復(fù)進(jìn) 行圖27所示的動(dòng)作流程。
在超幀開始時(shí)，高層處理單元1150對內(nèi)部變量i設(shè)定初始值"0"(S6000)。 在高層處理單元1150中，判斷是否在音調(diào)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)接收到音調(diào)信號 (S6050)。在未接收到音調(diào)信號時(shí)(S6050:否)，高層處理單元1150判斷是否 處于音調(diào)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)(S6100)。在處于音調(diào)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S6100:否)，返回步 驟S6050。這樣，移動(dòng)終端IIOO使窄帶通信單元1130為音調(diào)信號接收待機(jī) 狀態(tài)(S6050)。若移動(dòng)終端1100未在音調(diào)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)接收音調(diào)信號(S6100:是)， 則高層處理單元1150將用于再同步的內(nèi)部變量i與1相加(S6150)。然后，高 層處理單元1150判定i是否等于N(S6200)。高層處理單元1150在內(nèi)部變量i 小于N(N為1以上的整數(shù))時(shí)(S6200:否)，在超幀內(nèi)轉(zhuǎn)移到休眠狀態(tài)(S6250)。然后，高層處理單元1150判斷超幀是否結(jié)束(S6300)。在超幀未結(jié)束時(shí)(S6300: 否)，高層處理單元1150維持休眠狀態(tài)(S6250)。在超幀結(jié)束時(shí)(S6300:是)， 返回步驟S6000。然后，在下一個(gè)超幀中使窄帶通信單元1130處于音調(diào)信號 接收待機(jī)狀態(tài)(S6050)。在內(nèi)部變量i等于N時(shí)(S6200:是)，高層處理單元1150 在整個(gè)超幀周期內(nèi)使窄帶通信單元1130處于音調(diào)信號接收待機(jī)狀態(tài)(S6350)。 在超幀結(jié)束時(shí)(S6400:是)，返回步驟S6000。
在步驟S6050或步驟S6350接收到音調(diào)信號時(shí)，高層處理單元1150使 窄帶通信單元1130從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)移到動(dòng)作狀態(tài)。然后，高層處理單元1150 判斷是否接收到信標(biāo)(S6450)。在未接收到信標(biāo)時(shí)(S6450:否)，高層處理單元 1150判斷是否處于信標(biāo)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)(S6500)。在處于信標(biāo)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S6500: 否)，返回步驟S6450。在不處于信標(biāo)待機(jī)時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S6500:是)，高層處理單 元1150使寬帶通信單元1120轉(zhuǎn)移到休眠狀態(tài)(S6250)。然后，高層處理單元 1150判斷超幀是否結(jié)束(S6300)。在超幀不結(jié)束時(shí)(S6300:否)，高層處理單元 1150維持休眠狀態(tài)(S6250)。在超幀結(jié)束時(shí)(S6300:是)，返回步驟S6000。然 后，在下一個(gè)超幀中使窄帶通信單元1130處于音調(diào)信號接收待機(jī)狀態(tài) (S6050)。在接收到信標(biāo)時(shí)(S6450:是)，移動(dòng)終端1100將基于信標(biāo)的數(shù)據(jù)請 求信號發(fā)送到接入點(diǎn)1000(S6550)。高層處理單元1150判斷是否接收到數(shù)據(jù) 幀(S6600)。在未接收到數(shù)據(jù)幀時(shí)(S6600:否)，高層處理單元1150判斷是否 處于數(shù)據(jù)接收時(shí)隙內(nèi)(S6650)。在處于數(shù)據(jù)接收時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S6650:否)，返回步 驟S6600。若接收數(shù)據(jù)幀(S6600:是)，則高層處理單元1150通過寬帶通信單 元1120向接入點(diǎn)發(fā)送ACK幀(S6700)。在發(fā)送ACK幀后，返回步驟S6000。 在不處于數(shù)據(jù)接收時(shí)隙內(nèi)時(shí)(S6650:是)，高層處理單元1150通過寬帶通信單 元1120向接入點(diǎn)發(fā)送NACK幀(S6750)。在發(fā)送NACK幀后，進(jìn)入休眠狀態(tài) (S6250)。然后，高層處理單元1150判斷超幀是否結(jié)束(S6300)。在超幀未結(jié) 束時(shí)(S6300:否)，高層處理單元1150維持^^眠狀態(tài)(S6250)。在超幀結(jié)束時(shí) (S6300:是)，返回步驟S6000。然后，在下一個(gè)超幀中使窄帶通信單元1130 處于音調(diào)信號接收待機(jī)狀態(tài)(S6050)。
如上所述，移動(dòng)終端IIOO僅在接收到音調(diào)信號時(shí)使寬帶信號轉(zhuǎn)移到可接 收的狀態(tài)，因此能夠降低消耗功率。 (實(shí)施方式4)
在如上說明的各個(gè)實(shí)施方式中，表示對寬帶的調(diào)制信號，通過無調(diào)制的音調(diào)信號對組內(nèi)和組外進(jìn)行幀同步的方法。然而，在該方法中，除了用于寬 帶通信的通信單元之外，還需要用于收發(fā)無調(diào)制的音調(diào)信號的通信單元。因 此，在本實(shí)施方式中，說明利用調(diào)制解調(diào)器(即，調(diào)制器和解調(diào)器)收發(fā)音調(diào)信 號，以取代收發(fā)無調(diào)制的音調(diào)信號的情況。
圖29是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該無線 通信裝置具有與對應(yīng)于圖3所示的實(shí)施方式1的無線通信裝置同樣的基本結(jié)
構(gòu)，對相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號，并省略其說明。
圖29所示的無線通信裝置1200具有寬帶發(fā)送單元1210、窄帶發(fā)送單元 1220和OOK(On-Off Keying;開關(guān)鍵控)調(diào)制單元1230作為發(fā)送系統(tǒng)，并具 有OOK解調(diào)單元1240、寬帶接收單元1250和窄帶接收單元1260作為接收 系統(tǒng)。窄帶發(fā)送單元1220具有音調(diào)信號生成單元1221和音調(diào)信號放大處理 單元1222。窄帶接收單元1260具有音調(diào)信號檢測單元1261。
寬帶發(fā)送單元1210與從圖3所示的寬帶通信單元120的發(fā)送系統(tǒng)中去除 了調(diào)制器的部分對應(yīng)。
音調(diào)信號生成單元1221與從圖3所示的窄帶通信單元130的發(fā)送系統(tǒng)中 去除了音調(diào)信號放大發(fā)送單元136的部分對應(yīng)。音調(diào)信號生成單元1221受到 MAC處理單元140的控制，生成與同步音調(diào)信號、再同步音調(diào)信號、探測音 調(diào)信號、FX探測音調(diào)信號和收發(fā)音調(diào)信號對應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)串(以下，稱為"結(jié) 束信號")。各個(gè)音調(diào)信號預(yù)先與不同的調(diào)制數(shù)據(jù)串關(guān)聯(lián)對應(yīng)。
音調(diào)信號放大處理單元1222將從音調(diào)信號生成單元1221輸出的結(jié)束信 號發(fā)送到后級的OOK調(diào)制單元1230。此時(shí)，音調(diào)信號放大處理單元1222與 實(shí)施方式1的情況同樣，對同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的結(jié)束信號進(jìn)行 放大發(fā)送處理。
OOK調(diào)制單元1230將寬帶發(fā)送單元1210的輸出信號和窄帶發(fā)送單元 1220(音調(diào)信號放大處理單元1222)的輸出信號切換而輸入，對所輸入的信號 進(jìn)行OOK調(diào)制，并通過天線110向外部發(fā)送所調(diào)制的信號。
OOK解調(diào)單元1240通過天線110接收OOK調(diào)制后的信號，并對所接收 的信號進(jìn)行OOK解調(diào)。
寬帶接收單元1250輸入由天線110接收并由OOK解調(diào)單元1240解調(diào) 后的寬帶信號，并從該輸入信號復(fù)原原來的數(shù)據(jù)幀。
窄帶接收單元1260輸入由天線110接收并由OOK解調(diào)單元1240解調(diào)后的窄帶信號，并從所輸入的信號檢測音調(diào)信號。在后級的MAC處理單元 140中，基于該檢測出的音調(diào)信號，與實(shí)施方式1同樣，進(jìn)行幀同步和其他 的處理。
這樣，即使利用調(diào)制器和解調(diào)器收發(fā)音調(diào)信號以取代收發(fā)無調(diào)制的音調(diào) 信號，也能夠獲得與實(shí)施方式1同樣的效果。
圖30是表示一例與本實(shí)施方式中的各種音調(diào)信號對應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)串的 結(jié)構(gòu)的圖。也就是說，圖30表示使用OOK調(diào)制器，生成同步音調(diào)信號、FX 探測音調(diào)信號、探測音調(diào)信號以及再同步音調(diào)信號的各個(gè)音調(diào)信號。
在圖30中，與各個(gè)音調(diào)信號對應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)串采用以下的結(jié)構(gòu)，即在實(shí) 施方式1中的圖4所示的音調(diào)的持續(xù)時(shí)間中連續(xù)地取"1"的值，除此之外，連 續(xù)地取"0"的值。在OOK調(diào)制中，根據(jù)要調(diào)制的數(shù)據(jù)，切換載波信號的導(dǎo)通 或截止。因此，通過上述結(jié)構(gòu)的調(diào)制數(shù)據(jù)串被輸入到OOK調(diào)制單元1230, 例如在相當(dāng)于3微秒的區(qū)間中，"l"的信號被連續(xù)地發(fā)送，且在其后的相當(dāng)于 20微秒的區(qū)間中，"O"的信號被連續(xù)地發(fā)送。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將音調(diào)信號作為調(diào)制后的、單純的某個(gè)數(shù)值的 調(diào)制信號重復(fù)發(fā)送。由此，能夠發(fā)送實(shí)質(zhì)性的音調(diào)信號，而無需另外準(zhǔn)備用 于收發(fā)無調(diào)制的音調(diào)信號的通信單元。也就是說，作為毫米波UWB的收發(fā) 機(jī)的結(jié)構(gòu)，另外設(shè)置無調(diào)制收發(fā)單元可能因增大設(shè)備的結(jié)構(gòu)而在安裝上產(chǎn)生 不利之處，但根據(jù)本實(shí)施方式，能夠避免這樣的不利之處。
另外，在收容多個(gè)不同的調(diào)制方式的無線系統(tǒng)中，也有因采用的調(diào)制方 式而中心頻率不同的結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，例如，準(zhǔn)備發(fā)送適合于 各個(gè)中心頻率的結(jié)束信號的結(jié)束信號發(fā)送單元、識別適合于各個(gè)中心頻率的 結(jié)束信號的載波偵聽單元、以及控制結(jié)束信號的結(jié)束信號控制單元即可。結(jié) 束信號載波偵聽單元記錄信號的開頭時(shí)間，同時(shí)判定這些信號作為結(jié)束信號 是否為適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。結(jié)束信號控制單元判定這些信號的接收時(shí)間和信號類別 而進(jìn)行上述的同步動(dòng)作和再同步動(dòng)作，到了所需的時(shí)間時(shí)，通過結(jié)束信號發(fā) 送單元和毫米波UWB發(fā)送機(jī)發(fā)送自身的結(jié)束信號。由此，能夠在所有多個(gè) 調(diào)制方式中發(fā)送相同的結(jié)束信號而取得同步。 (實(shí)施方式5 )
在實(shí)施方式4中，說明了由調(diào)制數(shù)據(jù)串中的同一個(gè)值的持續(xù)時(shí)間表示音 調(diào)信號的情況。在實(shí)施方式中，說明由調(diào)制數(shù)據(jù)串中的擴(kuò)頻碼(以下，也簡稱為"代碼")串表示音調(diào)信號的情況。
圖31是表示本發(fā)明實(shí)施方式5的無線通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該無線
通信裝置具有與對應(yīng)于圖29所示的實(shí)施方式4的無線通信裝置同樣的基本結(jié) 構(gòu)，對相同的結(jié)構(gòu)要素附加相同的標(biāo)號，并省略其說明。
在圖31所示的無線通信裝置1300中，窄帶發(fā)送單元1220a的音調(diào)信號 生成單元1221a包括擴(kuò)頻處理單元1310。在窄帶接收單元1260a中的音調(diào)信 號檢測單元1261a包括解擴(kuò)處理單元1320。
擴(kuò)頻處理單元1310生成與同步音調(diào)信號、再同步音調(diào)信號、探測音調(diào)信 號、FX探測音調(diào)信號和收發(fā)音調(diào)信號對應(yīng)的代碼串。具體而言，擴(kuò)頻處理單 元1310對各個(gè)音調(diào)信號使用對各個(gè)音調(diào)信號預(yù)先規(guī)定的不同的擴(kuò)頻碼生成 代碼串。音調(diào)信號生成單元1221a輸出由擴(kuò)頻處理單元1310生成的代碼串作 為結(jié)束信號。
解擴(kuò)頻處理單元1320輸入通過天線110接收并由OOK解調(diào)單元1240 解調(diào)后的窄帶的信號，并對該輸入信號進(jìn)行解擴(kuò)頻處理來檢測音調(diào)信號。
如在實(shí)施方式4中所說明的那樣，在中心頻率不同并難以互相進(jìn)行通信 時(shí)，應(yīng)用了載波偵聽單元的同步方法有效，但也能夠根據(jù)載波信號的振幅進(jìn) 行信息傳遞。最單純的振幅調(diào)制方式為已說明過的開關(guān)鍵控(OOK)調(diào)制方式。
圖32是表示一例與本實(shí)施方式中的各種音調(diào)信號對應(yīng)的代碼串的結(jié)構(gòu) 的圖。也就是說，圖32表示生成同步音調(diào)信號、FX探測音調(diào)信號、探測音 調(diào)信號以及再同步音調(diào)信號的各個(gè)音調(diào)信號的方法。
在圖32中，與各個(gè)音調(diào)信號對應(yīng)的代碼串為在相同長度采用不同代碼串 的結(jié)構(gòu)。這里，例如，同步音調(diào)信號成為以下的結(jié)構(gòu)，即由代碼串 A，"SA1,SA2，SA3，. ■ . ,Sa,6，，表示，作為一例將代碼長設(shè)為16,還為了提高 冗余度，排列兩次相同的代碼。也就是說，設(shè)代碼串為 "SAI，SA1,SA2,SA2,SA3,SA3，. ■ ,S幻6，，并使作為整體的代碼長度為32的代 碼串作為同步音調(diào)信號。
另外，例如，F(xiàn)X探測音調(diào)信號由"SB,，sb2,sb3、. ■ . 、 Sb,6"枸成。
此時(shí)也與同步音調(diào)信號同樣，排列兩次相同的代碼，將由 "SB1,SB1,SB2,SB2,SB3、 SB3、 . . 、 SB,6"的代碼長度為32來構(gòu)成的信號 作為FX探測音調(diào)信號。
這樣，在本實(shí)施方式中，為了識別FX探測音調(diào)信號、探測音調(diào)信號、再同步音調(diào)信號，使用不同的擴(kuò)頻碼。由此，無需在各個(gè)音調(diào)信號之間設(shè)定 時(shí)間差，而能夠進(jìn)行更快速的傳輸。也就是說，進(jìn)一步為了傳輸一個(gè)代碼， 通過重復(fù)發(fā)送兩個(gè)"l，，或"O"的脈沖，從而使帶寬減半，接收機(jī)的信號處理所 需的速度大約減半，能夠?qū)崿F(xiàn)低消耗功率化。在重復(fù)發(fā)送四次時(shí)，信號處理 所需的速度為四分之一。在重復(fù)發(fā)送八次次時(shí)，信號處理所需的速度為八分 之一的信號處理速度。2006年9月1日4是交的特愿第2006-238286號、2007年3月9日提交的 特愿第2007-060789號以及2007年8月31日申請的特愿2007-225675號的日 本專利申請所包含的說明書、說明書附圖以及說明書摘要的公開內(nèi)容全部被 引用于本申請。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明對在自組織網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的無線通信裝置等有用，尤其適合于以在 移動(dòng)性環(huán)境下的無線通信裝置作為自動(dòng)文件交換裝置的無線通信裝置等的通信。
權(quán)利要求
1. 無線通信裝置，在自組織網(wǎng)絡(luò)中與其他的無線通信裝置進(jìn)行寬帶通信，包括窄帶通信單元，收發(fā)用于實(shí)現(xiàn)超幀同步的窄帶同步信號；以及寬帶通信單元，收發(fā)在所述寬帶通信中所使用的寬帶數(shù)據(jù)信號，所述窄帶通信單元以所述窄帶同步信號的信號到達(dá)范圍比所述寬帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)范圍大的輸出，發(fā)送所述窄帶同步信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，還包括同步單元，在從其他的無線通信裝置接收到所述窄帶同步信號時(shí)，與其 他的超幀組取得同步；以及探測信號發(fā)送單元，在與其他的超幀組取得了同步時(shí)，發(fā)送用于檢測其 他的無線通信裝置的探測信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的無線通信裝置，所述探測信號發(fā)送單元發(fā)送所述探測信號，使所述探測信號的信號到達(dá) 范圍與所述寬帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)范圍相同。
4. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，所述窄帶通信單元在設(shè)超幀周期為T、再同步超幀周期重復(fù)次數(shù)為N、 無線通信裝置的移動(dòng)速度為v以及所述寬帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)半徑為r時(shí)， 發(fā)送所述窄帶同步信號，使所述窄帶同步信號的信號到達(dá)半徑R滿足 R=r+vNT。
5. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，所述窄帶同步信號和所述探測信號為無調(diào)制的音調(diào)信號。
6. 如權(quán)利要求3所述的無線通信裝置，所述窄帶同步信號由用于同步控制的同步音調(diào)信號和用于再同步的再同 步音調(diào)信號構(gòu)成，所述探測信號由用于探測鄰近的無線通信終端的探測音調(diào)信號和用于探 測進(jìn)行文件交換的無線通信終端的FX探測音調(diào)信號構(gòu)成，所述同步音調(diào)信號、所述再同步音調(diào)信號、所述探測音調(diào)信號和所述FX 探測音調(diào)信號由音調(diào)信號的持續(xù)時(shí)間和間歇圖案構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求4所述的無線通信裝置，所述FX探測音調(diào)信號通過在發(fā)送所述同步音調(diào)信號后，再經(jīng)過規(guī)定時(shí) 間而發(fā)送具有第 一持續(xù)時(shí)間的音調(diào)信號來構(gòu)成，所述探測音調(diào)信號通過在發(fā)送所述同步音調(diào)信號后，再經(jīng)過所述規(guī)定時(shí) 間而發(fā)送具有比所述第 一持續(xù)時(shí)間長的第二持續(xù)時(shí)間的音調(diào)信號來構(gòu)成，所述再同步音調(diào)信號通過在發(fā)送所述同步音調(diào)信號后，再經(jīng)過所述規(guī)定 時(shí)間而發(fā)送具有比所述第二持續(xù)時(shí)間長的第三持續(xù)時(shí)間的音調(diào)信號來構(gòu)成。
8. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，還包括同步單元，在從其他的無線通信裝置接收到所述窄帶同步信號時(shí)，與其 他的超幀組取得同步；以及信標(biāo)期間移動(dòng)單元，在與其他的超幀組取得了同步時(shí)，使自身的超幀組 的信標(biāo)期間移動(dòng)到同步后的超幀內(nèi)的其他的偏移位置。
9. 如權(quán)利要求8所述的無線通信裝置，還包括檢測單元，檢測在不存在移動(dòng)到偏移位置的移動(dòng)時(shí)的原來的信標(biāo)期間中 是否存在高層的空閑信標(biāo)時(shí)隙；以及退縮單元，在所述原來的信標(biāo)期間中存在高層的空閑信標(biāo)時(shí)隙時(shí)，將自 身的信標(biāo)時(shí)隙位置移動(dòng)到所述高層的空閑信標(biāo)時(shí)隙。
10. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，OOK調(diào)制解調(diào)器，所述窄帶通信單元通過二值信號收發(fā)所述窄帶同步信號。
11. 如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，OOK調(diào)制解調(diào)器，所述窄帶通信單元通過以規(guī)定的擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻后的信號收發(fā)所述窄帶同步 信號。
12. 多個(gè)無線通信裝置通過自組織網(wǎng)絡(luò)互相進(jìn)行寬帶通信的無線通信方 法，包括以下的步驟發(fā)送用于實(shí)現(xiàn)超幀同步的窄帶同步信號；以及 發(fā)送在所述寬帶通信中所使用的寬帶數(shù)據(jù)信號，在發(fā)送所述窄帶同步信號的步驟中，使所述窄帶同步信號的信號到達(dá)范 圍大于所述寬帶數(shù)據(jù)信號的信號到達(dá)范圍。
全文摘要
公開了能夠在自組織網(wǎng)絡(luò)中維持省電，并且最大限度地利用可進(jìn)行寬帶通信的時(shí)間的無線通信方法。在該方法中，在并用寬帶通信和窄帶通信的自組織網(wǎng)絡(luò)中，控制窄帶的同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的發(fā)送輸出，以使窄帶的同步音調(diào)信號和再同步音調(diào)信號的到達(dá)半徑大于寬帶信號(毫米波UWB信號)的到達(dá)半徑。由此，在無線通信裝置交錯(cuò)時(shí)，超幀同步在到達(dá)自組織網(wǎng)絡(luò)的可進(jìn)行寬帶通信的范圍內(nèi)之前結(jié)束，從而能夠最大限度地利用可進(jìn)行寬帶通信的時(shí)間。
文檔編號H04B7/26GK101507192SQ20078003180
公開日2009年8月12日 申請日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者土居裕, 松本泰輔, 高橋和晃 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社