JP6539249B2 - Base station and wireless device - Google Patents
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Description
本発明は、基地局、無線装置および無線通信システムに関し、特に、パケットの送受信による同期処理に関する。 The present invention relates to a base station, a wireless device and a wireless communication system, and more particularly to synchronization processing by packet transmission and reception.
無線LAN(Local Area Network)が広く用いられている。無線LANには、インターネット等の通信網に通信接続された複数のアクセスポイントが設置されるものがある。パーソナルコンピュータ、スマートホン等の情報端末は、アクセスポイントとの間で無線信号によるパケット通信を行い、アクセスポイントを介して通信網に通信接続する。 Wireless LANs (Local Area Networks) are widely used. Some wireless LANs are provided with a plurality of access points communicatively connected to a communication network such as the Internet. An information terminal such as a personal computer or a smartphone performs packet communication with the access point by a wireless signal, and establishes communication connection with a communication network through the access point.
各アクセスポイントは、情報端末との間で無線通信が可能なサービスエリアを形成する。また、各アクセスポイントは情報端末との間で時分割通信を行い、複数の通信回線を構築する。情報端末は、あるサービスエリアから他のサービスエリアに移動するときにはハンドオーバ処理によって途切れのない通信を行う。このように、各アクセスポイントが時分割通信を行い、複数のアクセスポイントが連携して動作するためには、各アクセスポイントのパケット送受信タイミングが同期している必要がある。 Each access point forms a service area in which wireless communication can be performed with the information terminal. Further, each access point performs time division communication with the information terminal to establish a plurality of communication lines. When moving from one service area to another service area, the information terminal performs uninterrupted communication by handover processing. As described above, in order for each access point to perform time division communication and a plurality of access points operate in cooperation, packet transmission / reception timing of each access point needs to be synchronized.
そこで、各アクセスポイントは、例えば、GPS(Global Positioning System)から送信された信号から同期処理用の時刻情報を取得する。また、各アクセスポイントが、NTP(Network Time Protocol)を用いてインターネットから時刻情報を取得する無線LANもある。 Therefore, each access point acquires time information for synchronization processing from, for example, a signal transmitted from a GPS (Global Positioning System). There is also a wireless LAN in which each access point acquires time information from the Internet using NTP (Network Time Protocol).
以下の特許文献1には、GPSを利用した時刻同期処理システムが記載されている。このシステムでは、GPS衛星から送信された基準時刻情報をマスタが受信して、時刻の同期を行うための時刻パケットを生成する。マスタは、無線LANを介して複数のスレーブに時刻パケットをブロードキャスト(同報送信)する。また、非特許文献2には、複数の計測ノードの間で無線通信が行われる無線LANが記載されている。各計測ノードは、計測対象の物理量を計測する装置を備えており、計測値を含むパケットを送受信する。複数の計測ノードのうち1つはGPS衛星から時刻情報を受信し、複数の計測ノードの間の通信に基づいて、複数の計測ノードが動作タイミングの同期を行う。
無線通信の規格には、無線信号の送信を行った後、所定時間以上の送信休止が要求されるものがある。このような規格の下で複数の無線装置が同期処理を実行する場合、各無線装置は、無線信号の送信時間の制限の下で同期処理を実行する必要がある。このような時間制限の下では各無線装置が迅速に同期処理を実行する必要がある。しかし、複数の無線装置が同期処理を迅速に実行しようとする場合、無線装置間で同期処理用のパケットが頻繁に送受信され、通信の輻輳が生じることがある。 Among the standards of wireless communication, there are those which require transmission pause for a predetermined time or more after transmission of a wireless signal. When a plurality of wireless devices execute synchronization processing under such a standard, each wireless device needs to execute synchronization processing under the limitation of transmission time of wireless signals. Under such time restrictions, each wireless device needs to execute synchronization processing quickly. However, when a plurality of wireless devices try to execute the synchronization process quickly, packets for the synchronization process may be frequently transmitted and received between the wireless devices, resulting in communication congestion.
本発明は、無線装置間における同期用パケットの送受信頻度を適切にすることを目的とする。 An object of the present invention is to make the transmission and reception frequency of synchronization packets appropriate between wireless devices.
本発明は、複数の無線装置との間でパケットを送受信する無線部と、前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、前記制御部は、タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、前記制御部は、さらに、各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、前記同期状態には、前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲内であるロック状態、および前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲外である非ロック状態があり、前記制御部は、複数の前記無線装置のうち前記非ロック状態にあるものの非ロック台数を、各前記情報要求パケットに含まれる前記同期ステータス情報に基づいて求め、当該非ロック台数に基づいて前記送信周期を調整することを特徴とする。 In the base station according to the present invention, in a base station including a radio unit that transmits and receives packets to and from a plurality of radio devices, and a control unit that controls the radio unit, the control unit determines synchronization packets for defining timing. Transmission and reception processing including the synchronous packet transmission processing for multicasting to the wireless device and the request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each wireless device in response to the synchronous packet is repeated with the wireless unit The control unit is a synchronization status information further included in each of the information request packets, the synchronization indicating a synchronization state between a local clock provided in each of the wireless devices and a base station clock provided in the base station based on the status information, said adjusting the transmission period for performing synchronization packet transmitting process, the synchronization status, the a time indicated by the local clock, the group There is a locked state in which the difference between the time indicated by the local clock is within a predetermined range, and the non-locked state in which the difference between the time indicated by the local clock and the time indicated by the base station clock is outside the predetermined range. The unit obtains the number of non-locked ones among the plurality of wireless devices in the non-locked state based on the synchronization status information included in each information request packet, and the transmission cycle based on the number of non-locked ones. It is characterized by adjusting.
望ましくは、前記制御部は、前記非ロック台数が1以上である場合に、前記非ロック台数が0である場合よりも前記送信周期を短くする。 Preferably, when the number of unlocked units is one or more, the control unit makes the transmission cycle shorter than when the number of unlocked units is zero.
また、本発明は、複数の無線装置との間でパケットを送受信する無線部と、前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、前記制御部は、タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、前記制御部は、さらに、各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、前記要求受信処理は、前記情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻を求める処理を含み、前記制御部は、先の前記送受信処理で前記同期パケットが送信された時刻を示す同期パケット送信時刻と、先の前記送受信処理で各前記無線装置に対応して求められた前記情報要求受信時刻とを、次の前記送受信処理で送信される前記同期パケットに含ませることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in a base station including a wireless unit that transmits and receives packets to and from a plurality of wireless devices, and a control unit that controls the wireless unit, the control unit determines a synchronization packet that defines timing. The wireless unit includes transmission / reception processing including synchronous packet transmission processing for multicasting to each of the wireless devices, and request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each of the wireless devices in response to the synchronous packets. The control unit further executes synchronization status information included in each of the information request packets, the synchronization status between a local clock included in each of the wireless devices and a base station clock included in the base station. based on the synchronization status information indicating, by adjusting the transmission period for executing the synchronization packet transmission processing, the request receiving process receives the information request packet The control unit includes a process for obtaining an information request reception time indicating a time, and the control unit transmits a synchronization packet transmission time indicating a time when the synchronization packet is transmitted in the transmission and reception process, and the wireless devices in the transmission and reception process. and said information request reception time determined in response to, and characterized in that included in the synchronization packets transmitted following the transmission and reception processing.
また、本発明は、複数の無線装置との間でパケットを送受信する無線部と、前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、前記制御部は、タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、前記制御部は、さらに、各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、前記要求受信処理は、前記情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻を求める処理を含み、前記制御部は、先の前記送受信処理で各前記無線装置に対応して求められた前記情報要求受信時刻と、次の前記送受信処理で前記同期パケットが送信される時刻を示す同期パケット送信時刻とを、当該次の前記送受信処理で送信される前記同期パケットに含ませることを特徴とする。 Further, according to the present invention, in a base station including a wireless unit that transmits and receives packets to and from a plurality of wireless devices, and a control unit that controls the wireless unit, the control unit determines a synchronization packet that defines timing. The wireless unit includes transmission / reception processing including synchronous packet transmission processing for multicasting to each of the wireless devices, and request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each of the wireless devices in response to the synchronous packets. The control unit further executes synchronization status information included in each of the information request packets, the synchronization status between a local clock included in each of the wireless devices and a base station clock included in the base station. based on the synchronization status information indicating, by adjusting the transmission period for executing the synchronization packet transmission processing, the request receiving process receives the information request packet The control unit determines the information request reception time indicating the time, and the control unit determines the information request reception time determined for the wireless device in the transmission / reception process and the synchronization process in the next transmission / reception process. and a synchronous packet transmission time indicating the time the packet is transmitted, characterized in that included in the synchronization packets transmitted in the following the transmission and reception processing.
また、本発明は、基地局との間でパケットを送受信する無線部と、前記無線部を制御する制御部と、を備える無線装置において、前記制御部は、前記基地局から送信され、タイミングを規定する同期パケットを受信する同期パケット受信処理と、前記同期パケットが受信された後に情報要求パケットを送信する要求送信処理と、前記同期パケットが受信された時刻、前記情報要求パケットが送信された時刻、および前記同期パケットに含まれる同期用の情報に基づいて、前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計とを同期させる同期処理と、を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、前記同期処理は、前記ローカル時計と前記基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報を生成する処理を含み、前記要求送信処理は、前記情報要求パケットに前記同期ステータス情報を含める処理を含み、前記同期用の情報は、前記同期パケットより先に他の同期パケットが送信された時刻、または、前記同期パケットが送信された時刻を示す情報と、先の前記送受信処理で前記情報要求パケットが前記基地局で受信された時刻を示す情報とを含むことを特徴とする。 Further, according to the present invention, in a wireless apparatus including: a wireless unit that transmits and receives a packet to and from a base station; and a control unit that controls the wireless unit, the control unit transmits from the base station A synchronization packet reception process for receiving a synchronization packet, a request transmission process for transmitting an information request packet after the synchronization packet is received, a time when the synchronization packet is received, and a time when the information request packet is transmitted Transmitting and receiving processing including synchronization processing for synchronizing a local clock included in the wireless device with a base station clock included in the base station based on information for synchronization included in the synchronization packet and the wireless unit The process is repeatedly executed, and the synchronization process includes a process of generating synchronization status information indicating a synchronization state between the local clock and the base station clock. The request transmission process, see contains the process to include the synchronization status information to the information request packet, information for the synchronization, the time other synchronization packets earlier than the synchronization packet is transmitted, or the synchronization packet There characterized that you includes information indicating the time sent, and information indicating a time at which the information request packet in the transmission and reception processing of previously received by the base station.
望ましくは、前記同期ステータス情報は、前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲内であるロック状態、または、当該差異が所定範囲外である非ロック状態のいずれかを示す情報を含む。 Preferably, the synchronization status information may be in a locked state in which a difference between a time indicated by the local clock and a time indicated by the base station clock is within a predetermined range, or in a non-locked state in which the difference is outside the predetermined range. It contains information indicating one of them.
本発明によれば、無線装置間における同期用パケットの送受信頻度を適切にすることができる。 According to the present invention, the frequency of transmission and reception of synchronization packets between wireless devices can be made appropriate.
(1)通信システムの構成
図1には、本発明の実施形態に係る通信システムの構成が示されている。通信システムは、基地局10、アクセスポイント12−1〜12−3、および情報端末20を備える。ここでは、3台のアクセスポイント12−1〜12−3が設けられた例が示されているが、アクセスポイントの数は任意である。
(1) Configuration of Communication System FIG. 1 shows the configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system includes a
各アクセスポイント12−j(j=1〜3)はインターネット18に接続されており、無線LANを構成する。情報端末20は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機である。
Each access point 12-j (j = 1 to 3) is connected to the Internet 18 to configure a wireless LAN. The
各アクセスポイント12−jは、情報端末20との無線通信が可能なサービスエリアを形成する。情報端末20は、自らが存在するサービスエリアを形成するアクセスポイントと無線通信を行い、インターネット18に通信接続する。
Each access point 12-j forms a service area where wireless communication with the
基地局10は、動作タイミング規定用の基地局時計を備えている。基地局10は、GPS衛星から基準時刻情報を受信し、基地局時計が発する時刻(基地局時刻)を基準時刻情報が表す基準時刻に合わせる。
The
アクセスポイント12−jは、同期用無線装置14−jおよび無線LANノード16−jを備える。同期用無線装置14−jは、無線LANノード16−jに時刻を出力するローカル時計を備えている。基地局10は、アクセスポイント12−jが備える同期用無線装置14−jとの間で通信を行い、同期用無線装置14−jと共に同期処理を実行する。同期用無線装置14−jは、同期処理を実行することによって、自らのローカル時計が発する時刻を基地局時刻に合わせる。ローカル時計は、基地局時刻に合わせられた時刻を無線LANノード16−jに与える。無線LANノード16−jは、ローカル時計から与えられた時刻に従うタイミングで動作する。これによって、無線LANノード16−1〜16−3の動作が同期する。
The access point 12-j includes a synchronization wireless device 14-j and a wireless LAN node 16-j. The synchronization wireless device 14-j includes a local clock that outputs the time to the wireless LAN node 16-j. The
(2)繰り返し同期処理
(2−1)パケット送受信処理
図2には、通信システムで実行される繰り返し同期処理のシーケンスチャートが示されている。繰り返し同期処理は、基地局10が所定の送信周期STで各同期用無線装置に同期パケットを繰り返し送信し、同期パケットを受信した各同期用無線装置が、情報要求パケットを基地局10に送信する処理である。基地局10は、情報要求パケットに応じて求めた情報を、次に送信する同期パケットに含ませる。このように繰り返し同期処理では、基地局10による同期パケットの送信と、各同期用無線装置による情報要求パケットの送信(パケット送受信処理)による同期処理が繰り返される。また、繰り返し同期処理では、各同期用無線装置のローカル時計が基地局時計に同期しているか否かに応じて、基地局10が送信周期STを調整し、パケットの送受信の頻度を調整する。
(2) Repeated Synchronization Processing (2-1) Packet Transmission and Reception Processing FIG. 2 shows a sequence chart of repeated synchronization processing executed in the communication system. In the repetitive synchronization processing, the
基地局10は、時刻t0に同期用無線装置14−1〜14−3を宛先とする同期パケットを送信する(S101)。同期パケットは、同期処理を実行するタイミングを規定するために各同期用無線装置に送信するパケットである。同期パケットを送信する際に、基地局10は、同期用無線装置14−1〜14−3に対して共通に割り当てられた同報アドレスを同期パケットに含ませる。また、基地局10は、直前のパケット送受信処理に応じて求めた情報を同期パケットに含ませる。この情報は、同期用無線装置14−1〜14−3のそれぞれのローカル時計を、基地局時計に同期させるための情報であり、詳細については後述する。基地局10は、さらに、同期パケットを送信した初期時刻t0(同期パケット送信時刻)を自らの基地局時計によって求め、初期時刻t0を記憶する。各同期用無線装置は、受信された同期パケットに同報アドレスが含まれていることを認識することで、同期パケットに応じた処理を実行する。
At time t0, the
具体的には、同期用無線装置14−1は時刻t0から時間Δ1後の時刻t11に同期パケットを受信する。同期用無線装置14−2は、時刻t0から時間Δ2後の時刻t12に同期パケットを受信する。同期用無線装置14−3は、時刻t0から時間Δ3後の時刻t13に同期パケットを受信する。各同期用無線装置は、同期パケットを受信した同期パケット受信時刻を、各自が備えるローカル時計によって求め、同期パケット受信時刻を記憶する。すなわち、同期用無線装置14−1〜14−3は、それぞれ、同期パケット受信時刻t11〜t13を記憶する。 Specifically, the synchronization wireless device 14-1 receives the synchronization packet at time t11 after time Δ0 from time t0. The synchronization wireless device 14-2 receives the synchronization packet at time t12 after time Δ0 from time t0. The synchronization wireless device 14-3 receives the synchronization packet at time t <b> 13 after time Δ <b> 3 from time t <b> 0. Each synchronization wireless device determines the synchronization packet reception time at which the synchronization packet has been received, using a local clock provided for each device, and stores the synchronization packet reception time. That is, the synchronization wireless devices 14-1 to 14-3 store synchronization packet reception times t11 to t13, respectively.
各同期用無線装置は、同期パケットを受信してから所定の応答遅延時間が経過した時に、情報要求パケットを送信する(S102)。図2に示されている例では、同期用無線装置14−1〜14−3に対し、それぞれ、応答遅延時間d1〜d3が定められている。情報要求パケットを送信する際に、各同期用無線装置は、情報要求パケットを送信する情報要求送信時刻を、各自が備えるローカル時計によって求め、情報要求送信時刻を記憶する。すなわち、同期用無線装置14−1〜14−3は、それぞれ、情報要求送信時刻t21〜t23を記憶する。 Each synchronization wireless device transmits an information request packet when a predetermined response delay time has elapsed since the reception of the synchronization packet (S102). In the example illustrated in FIG. 2, response delay times d1 to d3 are determined for the synchronization wireless devices 14-1 to 14-3, respectively. When transmitting the information request packet, each synchronization wireless device obtains the information request transmission time for transmitting the information request packet by using a local clock provided for each of them, and stores the information request transmission time. That is, the synchronization wireless devices 14-1 to 14-3 store information request transmission times t21 to t23, respectively.
なお、各同期用無線装置は、後述の同期ステータス情報を情報要求パケットに含ませる。同期ステータス情報は、ローカル時計と基地局時計との同期状態を示す。具体的には、情報要求パケットを送信する同期用無線装置のローカル時計が、ロック状態であるか非ロック状態であるかを示す。ロック状態とは、同期用無線装置のローカル時計が示す時刻と、基地局時計が示す時刻との差異が、所定時間以上に亘って所定範囲内である状態、例えば、所定時間以上に亘って所定の閾値以下である状態をいう。非ロック状態とは、同期用無線装置が備えるローカル時計が示す時刻と、基地局10が備える基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲外である状態、例えば、所定の閾値を超える状態をいう。
Each synchronization radio apparatus includes synchronization status information described later in the information request packet. The synchronization status information indicates the synchronization status between the local clock and the base station clock. Specifically, it indicates whether the local clock of the synchronization wireless device that transmits the information request packet is in the locked state or in the unlocked state. The lock state is a state in which the difference between the time indicated by the local clock of the synchronization wireless device and the time indicated by the base station clock is within a predetermined range over a predetermined time, for example, predetermined over a predetermined time It is a state below the threshold of The non-locked state is a state in which the difference between the time indicated by the local clock of the synchronization wireless device and the time indicated by the base station clock of the
さらに、非ロック状態には待機状態とホールドオーバ状態がある。待機状態は、同期用無線装置が起動し、ローカル時計が同期処理によってロック状態になるまでの状態をいう。ホールドオーバ状態は、ローカル時計が一旦はロック状態となったものの、通信状態の劣化等によって同期パケットまたは情報要求パケットの通信が不可能となり、ローカル時計がロック状態でなくなった状態、あるいは、その状態からローカル時計が同期処理によってロック状態になるまでの状態をいう。 Furthermore, the non-locking state includes a standby state and a holdover state. The standby state is a state until the synchronization wireless device is activated and the local clock is locked by synchronization processing. In the holdover state, although the local clock has once been in the locked state, communication of the synchronization packet or information request packet has become impossible due to deterioration of the communication state, etc. and the local clock has become out of lock state or State until the local clock is locked by synchronization processing.
基地局10は、同期用無線装置14−1〜14−3のそれぞれから送信された各情報要求パケットを受信する。基地局10は、各情報要求パケットを受信した情報要求受信時刻t31、t32およびt33を、基地局時計によって求めて記憶する。また、基地局10は、各情報要求パケットに含まれている同期ステータス情報を記憶する。後述するように、基地局10は、各同期用無線装置から取得した同期ステータス情報に基づいて、同期パケットの送信周期STを調整する。
The
なお、各同期用無線装置に対して定められる応答遅延時間は、複数の同期用無線装置から送信された複数の情報要求パケットが、基地局10で時間帯を重ねて受信されないように決定される。例えば、同期用無線装置14−1〜14−3のうちの1つである同期用無線装置14−iが、初期時刻t0から時間Δi後に同期パケットを受信することが既知であるものとする。そして、他の同期用無線装置14−jが、初期時刻t0から時間Δj後に同期パケットを受信することが既知であるものとする。この場合、基地局10と同期用無線装置14−iとの間のパケットの伝搬時間はΔiであり、基地局10と同期用無線装置14−jとの間のパケットの伝搬時間はΔjである。
The response delay time determined for each synchronization wireless device is determined so that the plurality of information request packets transmitted from the plurality of synchronization wireless devices are not received by the
同期用無線装置14−iの応答遅延時間をdiとした場合、基地局10は、時刻t0+di+2Δiに同期用無線装置14−iから送信された情報要求パケットを受信する。同様に、同期用無線装置14−jの応答遅延時間をdjとした場合、基地局10は、時刻t0+dj+2Δjに同期用無線装置14−jから送信された情報要求パケットを受信する。同期用無線装置14−iおよび同期用無線装置14−jから送信された情報要求パケットが基地局10で時間帯を重ねて受信されないようにするためには、t0+di+2Δiとt0+dj+2Δjとが異なるように応答遅延時間diおよびdjを設定すればよい。例えば、応答遅延時間diと応答遅延時間djとの差の絶対値を、伝搬時間Δiと伝搬時間Δjとの差の絶対値よりも十分に大きくなるように設定すればよい。
Assuming that the response delay time of the synchronization wireless device 14-i is di, the
基地局10が同期パケットを送信してから送信周期STが経過した時刻t4に、基地局10は、同期用無線装置14−1〜14−3を宛先とする次の同期パケットを送信する(S103)。
At time t4 when the transmission cycle ST has elapsed since the
同期パケットを送信する際に、基地局10は、同期パケットに同報アドレス、初期時刻t0、および各同期用無線装置についての受信時刻情報を含ませる。初期時刻t0および受信時刻情報は、先の送信周期ST内で実行された同期パケットの送信(S101)、および情報要求パケットの受信(S102)に伴って基地局10が取得した情報である。受信時刻情報は、送信元の同期用無線装置のアドレスと、その同期用無線装置から送信された情報要求パケットの受信時刻(情報要求受信時刻)とを対応付けた情報である。同期用無線装置14−1〜14−3のアドレスを、それぞれ、AD1〜AD3とすると、アドレスAD1と情報要求受信時刻t31とを対応付けた受信時刻情報、アドレスAD2と情報要求受信時刻t32とを対応付けた受信時刻情報、および、アドレスAD3と情報要求受信時刻t33とを対応付けた受信時刻情報が同期パケットに含められる。
When transmitting the synchronization packet, the
図3には、同期パケットの構造が示されている。同期パケットは、ヘッド部22およびペイロード部32を含む。ヘッド部22は、プリアンブル24、通信用データ26および宛先アドレス28を含む。プリアンブル24は、同期パケットが受信されたことを同期用無線装置が識別するための符号を含む。通信用データ26には、例えば、同期パケットに含まれる符号を読み取るための情報が含まれる。宛先アドレス28には同報アドレスが記述される。
The structure of the synchronization packet is shown in FIG. The synchronization packet includes a head unit 22 and a payload unit 32. The head unit 22 includes a
ペイロード部32は、初期時刻36、受信時刻情報38−1〜38−nおよび誤り訂正符号40を含む。受信時刻情報38−1〜38−nは、それぞれ、同期用無線装置14−1〜14−nに宛てられる情報である。各受信時刻情報に含まれる情報要求受信時刻は、ある時刻からの経過時間の積算値を表す値であってもよいし、GMT(Greenwich Mean Time)を表す値であってもよい。誤り訂正符号40は、プリアンブル24、通信用データ26、宛先アドレス28、初期時刻36、および受信時刻情報38−1〜38−nを表す符号についての誤り検出および誤り訂正を、同期用無線装置が実行するための符号である。
The payload section 32 includes an
図2に戻って引き続き繰り返し同期処理について説明する。各同期用無線装置は、受信された同期パケットに同報アドレスが含まれていることを認識することで、同期パケットに応じた処理を実行する。 Returning to FIG. 2, the repetitive synchronization processing will be described continuously. Each of the synchronization wireless devices recognizes that the received synchronization packet includes a broadcast address, and executes processing according to the synchronization packet.
具体的には、同期用無線装置14−1は時刻t4から時間Δ1後の時刻t51に同期パケットを受信する。同期用無線装置14−2は、時刻t4から時間Δ2後の時刻t52に同期パケットを受信する。同期用無線装置14−3は、時刻t4から時間Δ3後の時刻t53に同期パケットを受信する。 Specifically, the synchronization wireless device 14-1 receives the synchronization packet at time t51 after time Δ1 from time t4. The synchronization wireless device 14-2 receives the synchronization packet at time t52 after time Δ4 from time t4. The synchronization wireless device 14-3 receives the synchronization packet at time t53 after time Δ4 from time t4.
各同期用無線装置は、同期パケットから初期時刻t0を抽出し記憶する。また、同期パケットから自らに対応する受信時刻情報を抽出し、さらに、その受信時刻情報から情報要求受信時刻を取得し記憶する。すなわち、同期用無線装置14−1は、初期時刻t0および情報要求受信時刻t31を取得し記憶する。同期用無線装置14−2は、初期時刻t0および情報要求受信時刻t32を取得し記憶する。同期用無線装置14−3は、初期時刻t0および情報要求受信時刻t33を取得し記憶する。 Each synchronization wireless device extracts and stores an initial time t0 from the synchronization packet. Also, it extracts reception time information corresponding to itself from the synchronization packet, and further acquires and stores an information request reception time from the reception time information. That is, the synchronization wireless device 14-1 acquires and stores the initial time t0 and the information request reception time t31. The synchronization wireless device 14-2 acquires and stores the initial time t0 and the information request reception time t32. The synchronization wireless device 14-3 acquires and stores the initial time t0 and the information request reception time t33.
このように、同期用無線装置14−1は同期パケットを受信し、情報要求パケットを送信し、さらに、次の同期パケットを受信することで、初期時刻t0、同期パケット受信時刻t11、情報要求送信時刻t21、および情報要求受信時刻t31を記憶する。同様に、同期用無線装置14−2は、初期時刻t0、同期パケット受信時刻t12、情報要求送信時刻t22、および情報要求受信時刻t32を記憶する。同期用無線装置14−3は、初期時刻t0、同期パケット受信時刻t13、情報要求送信時刻t23、および情報要求受信時刻t33を記憶する。 Thus, the synchronization wireless device 14-1 receives the synchronization packet, transmits the information request packet, and further receives the next synchronization packet, thereby transmitting the initial time t0, the synchronization packet reception time t11, and the information request. The time t21 and the information request reception time t31 are stored. Similarly, the synchronization wireless device 14-2 stores an initial time t0, a synchronization packet reception time t12, an information request transmission time t22, and an information request reception time t32. The synchronization wireless device 14-3 stores an initial time t0, a synchronization packet reception time t13, an information request transmission time t23, and an information request reception time t33.
ここでは、3台のアクセスポイント12−1〜12−3があり、各アクセスポイント12−j(j=1〜3)が同期用無線装置14−jを備える例について説明したが、アクセスポイントの数は任意である。 Here, an example has been described in which there are three access points 12-1 to 12-3, and each access point 12-j (j = 1 to 3) includes the synchronization wireless device 14-j. The number is arbitrary.
(2−2)調整用オフセット時間の算出、および時刻調整処理
n個の同期用無線装置14−1〜14−nのうち1つである同期用無線装置14−kが、パケット送受信処理によって、初期時刻t0、同期パケット受信時刻t1k、情報要求送信時刻t2k、および情報要求受信時刻t3kを記憶したものとする。同期用無線装置14−kは、次の(数1)に従って、同期用無線装置14−kと基地局10との間の伝搬時間Dkを求める。
(2-2) Calculation of Adjustment Offset Time and Time Adjustment Process The synchronization wireless device 14-k, which is one of the n synchronization wireless devices 14-1 to 14-n, performs packet transmission / reception processing. It is assumed that an initial time t0, a synchronization packet reception time t1k, an information request transmission time t2k, and an information request reception time t3k are stored. The synchronization wireless device 14-k obtains the propagation time Dk between the synchronization wireless device 14-k and the
(数1)Dk=[(t1k−t0)+(t3k−t2k)]/2 (Equation 1) Dk = [(t1k−t0) + (t3k−t2k)] / 2
(数1)は次のように導かれる。初期時刻t0および情報要求受信時刻t3kは基地局10が備える基地局時計によって求められた時刻であり、同期パケット受信時刻t1kおよび情報要求送信時刻t2kは、同期用無線装置14−kが備えるローカル時計によって求められた時刻である。基地局時計に対してローカル時計がオフセット時間Toだけ進んでいるものとすると、同期パケットの伝搬時間Ds、および情報要求パケットの伝搬時間Ddはそれぞれ(数2)および(数3)のように表される。
(Equation 1) is derived as follows. The initial time t0 and the information request reception time t3k are times obtained by the base station clock provided in the
(数2)Ds=t1k−t0−To
(数3)Dd=t3k−t2k+To
(Equation 2) Ds = t1 k-t0-To
(Equation 3) Dd = t3k−t2k + To
伝搬時間Dsと伝搬時間Ddは等しくDkであるため、(数2)および(数3)の両辺を加算して2で割ることで(数1)が求められる。 Since the propagation time Ds and the propagation time Dd are equal to Dk, the equation (1) can be obtained by adding both sides of the equations (2) and (3) and dividing by two.
同期用無線装置14−kは、次の(数4)に従ってオフセット時間Toを求める。この式は、(数2)をオフセット時間Toについて解き、同一伝搬時間を表すDsをDkに置き換えたものである。 The synchronization wireless device 14-k obtains the offset time To according to the following (Equation 4). This equation is obtained by solving equation (2) for the offset time To, and replacing Ds representing the same propagation time with Dk.
(数4)To=(t1k−t0)−Dk (Equation 4) To = (t1 k-t0)-Dk
なお、同期用無線装置14−kは、(数4)の代わりに、次の(数5)に基づいてオフセット時間Toを求めてもよい。 The synchronization wireless device 14-k may obtain the offset time To based on the following (Equation 5) instead of (Equation 4).
(数5)To=[(t1k−t0)−(t3k−t2k)]/2 (Equation 5) To = [(t1k−t0) − (t3k−t2k)] / 2
(数5)は、(数2)および(数3)をオフセット時間Toについて解くことで求められる式である。また、(数5)は、(数4)のDkに(数1)のDkを代入することによっても求められる。 The equation (5) is an equation obtained by solving the equations (2) and (3) for the offset time To. Further, (Equation 5) can also be obtained by substituting Dk of (Equation 1) into Dk of (Equation 4).
繰り返し同期処理では、基地局10による同期パケットの送信と、各同期用無線装置14−1〜14−nによる情報要求パケットの送信(パケット送受信処理)が繰り返される。パケット送受信処理が実行されるごとに、同期用無線装置14−kはオフセット時間Toを求める。同期用無線装置14−kは、最新のパケット送受信処理を含んで過去に遡って複数M回に亘って実行されたパケット送受信処理によって求められたM個のオフセット時間Toについて重み付け移動平均値を求め、調整用オフセット時間Taを求める。例えば、調整用オフセット時間Taは、(数6)に基づいて求められる。
In the repetitive synchronization process, the transmission of the synchronization packet by the
(数6)Ta=(1/M)・Σ[g(q)・To(q)] (Equation 6) Ta = (1 / M) · Σ [g (q) · To (q)]
Σは、q=0〜M−1について加算合計することを意味する。To(q)は、q回分だけ過去のパケット送受信処理において求められたオフセット時間Toを示す。g(q)は、q回分だけ過去のパケット送受信処理において求められたオフセット時間に対する重み付け係数である。例えば、qが小さい程g(q)を大きくすることで、オフセット時間Toが新しく求められた値である程、調整用オフセット時間Taへの寄与が大きくなる。g(0)〜g(M−1)は、総て1であってもよい。なお、起動時等、パケット送受信処理の実行回数がM回に満たない場合には、同期用無線装置14−kは、実行された回数で求められたオフセット時間Toについて重み付け移動平均値を求め、調整用オフセット時間Taを求める。 Σ means adding up for q = 0 to M-1. To (q) indicates the offset time To obtained in the packet transmission / reception process in the past by q times. g (q) is a weighting factor for the offset time obtained in the packet transmission / reception process in the past by q times. For example, by increasing g (q) as q becomes smaller, contribution to the adjustment offset time Ta becomes larger as the offset time To is a newly obtained value. All g (0) to g (M-1) may be 1. When the number of executions of the packet transmission and reception process does not reach M times, such as at startup, the synchronization wireless device 14-k obtains a weighted moving average value for the offset time To determined by the number of times of execution. The adjustment offset time Ta is obtained.
同期用無線装置14−kは、自らのローカル時計の時刻(ローカル時刻)から調整用オフセット時間Taを減算して得られる基地局時刻にローカル時刻を近付け、または一致させる時刻調整処理を実行する。同期用無線装置14−kは、無線LANノード16−kに自らのローカル時刻を出力する。 The synchronization wireless device 14-k executes time adjustment processing to make the local time closer to or coincide with the base station time obtained by subtracting the adjustment offset time Ta from the time (local time) of its own local clock. The synchronization wireless device 14-k outputs its local time to the wireless LAN node 16-k.
同期用無線装置14−k以外のその他の同期用無線装置も同様の処理を実行する。すなわち、それぞれのローカル時刻から調整用オフセット時間を減算した基地局時刻に、それぞれのローカル時刻を近付け、または一致させる時刻調整処理を実行する。各同期用無線装置は、それぞれに付設された無線LANノードに自らのローカル時刻を出力する。 The other synchronization radio devices other than the synchronization radio device 14-k execute the same processing. That is, time adjustment processing is performed to make each local time approach or coincide with the base station time obtained by subtracting the adjustment offset time from each local time. Each synchronization wireless device outputs its own local time to a wireless LAN node attached to it.
繰り返し同期処理では、パケット送受信処理が繰り返されると共に、各同期用無線装置は時刻調整処理を繰り返し実行する。これによって、各同期用無線装置のローカル時刻は基地局時刻に近付き、または一致する。すなわち、1回の時刻調整処理では、各同期用無線装置のローカル時刻と基地局時刻との差異(調整用オフセット時間Ta)は所定の閾値以下とならない場合があり、時刻調整処理の繰り返しによって、各同期用無線装置のローカル時刻は基地局時刻に収束する。これによってローカル時計は、非ロック状態からロック状態になる。 In the repeat synchronization process, the packet transmission / reception process is repeated, and each synchronization wireless device repeatedly executes the time adjustment process. Thereby, the local time of each synchronization wireless device approaches or coincides with the base station time. That is, in one time adjustment process, the difference between the local time of each synchronization wireless device and the base station time (adjustment offset time Ta) may not be less than or equal to a predetermined threshold, and repetition of the time adjustment process may cause The local time of each synchronization radio unit converges to the base station time. This causes the local clock to go from unlocked to locked.
時刻調整処理を実行するごとに、同期用無線装置14−k(k=1〜n)は同期ステータス情報を生成する。すなわち、同期用無線装置14−kは、基地局時刻とローカル時刻との差異を示す調整用オフセット時間を求め、この調整用オフセット時間が所定時間以上に亘って所定の閾値以下である場合には、同期用無線装置14−kのローカル時計がロック状態にあると判断する。一方、調整用オフセット時間が所定の閾値を超える場合には、同期用無線装置14−kのローカル時計が非ロック状態にあると判断する。同期用無線装置14−kは、自らのローカル時計がロック状態であるか非ロック状態であるかを示す同期ステータス情報を生成し、同期パケットを受信するごとに基地局10に送信する情報要求パケットに同期ステータス情報を含ませる。同期ステータス情報は、情報要求パケットを受信した基地局10が取得し、後述のように、基地局10は、各同期用無線装置から取得した同期ステータス情報に基づいて、同期パケットの送信周期STを調整する。
Each time the time adjustment process is performed, the synchronization wireless device 14-k (k = 1 to n) generates synchronization status information. That is, the synchronization radio device 14-k obtains an adjustment offset time indicating the difference between the base station time and the local time, and when the adjustment offset time is less than or equal to a predetermined threshold over a predetermined time. It is determined that the local clock of the synchronization wireless device 14-k is in a locked state. On the other hand, when the adjustment offset time exceeds the predetermined threshold value, it is determined that the local clock of the synchronization wireless device 14-k is in the unlocked state. The synchronization wireless device 14-k generates synchronization status information indicating whether its local clock is locked or unlocked, and sends an information request packet to the
このような処理によって、各無線LANノードは、基地局時刻に同期した時刻を取得する。基地局時刻は、GPS衛星から送信される基準時刻に同期しているため、各無線LANノードが認識する時刻は、基準時刻に同期する。これによって、複数の無線LANノードのそれぞれの動作が同期する。 By such processing, each wireless LAN node acquires time synchronized with the base station time. Since the base station time is synchronized with the reference time transmitted from the GPS satellite, the time recognized by each wireless LAN node is synchronized with the reference time. This synchronizes the operation of each of the plurality of wireless LAN nodes.
また、通信システムで実行される処理によれば、複数の同期用無線装置を宛先として同期パケットが同報送信される。これによって、迅速に各同期用無線装置に同期処理に関する情報が与えられる。 Also, according to the process executed by the communication system, synchronization packets are broadcasted to a plurality of synchronization wireless devices as destinations. As a result, information on the synchronization process is quickly given to each synchronization wireless device.
パケット通信に関する規格であるIEEE1588では、マスタ(基地局)からスレーブ(同期用無線装置)に送信されるパケットとして、Syncメッセージ、Follow−upメッセージおよびDelay−Responseメッセージが規定されている。また、スレーブからマスタに送信されるパケットとしてDelay−Requestメッセージが規定されている。本発明に係る通信システムでは、Syncメッセージに相当する同期パケット、およびDelay−Requestメッセージに相当する情報要求パケットのみが繰り返し同期処理に用いられる。したがって、用いられるパケットの種類は2種類でよいため、IEEE1588に従った場合に比べて処理が簡単となり、迅速に同期処理が行われる。 In IEEE 1588, which is a standard for packet communication, a Sync message, a Follow-up message, and a Delay-Response message are defined as packets transmitted from a master (base station) to a slave (synchronization radio apparatus). Also, a Delay-Request message is defined as a packet transmitted from the slave to the master. In the communication system according to the present invention, only the synchronization packet corresponding to the Sync message and the information request packet corresponding to the Delay-Request message are repeatedly used for synchronization processing. Therefore, since two types of packets may be used, the processing is simplified as compared with the case in accordance with IEEE 1588, and the synchronization processing is performed quickly.
上記では、先に基地局10から送信される同期パケットについての初期時刻t0を、次に送信される同期パケットによって基地局10から各同期用無線装置に送信する実施形態について説明した。初期時刻t0は、その初期時刻t0に送信される同期パケット自身によって基地局10から各同期用無線装置に送信してもよい。この場合、図3に示されるペイロード部32の初期時刻36には、この同期パケットが送信される時刻が記述される。基地局10は、同期パケット(第1の同期パケット)を送信する際に、第1の同期パケットが送信される初期時刻t0を求め、第1の同期パケットに初期時刻t0を含ませる。
In the above, the embodiment has been described in which the initial time t0 of the synchronization packet transmitted from the
第1の同期パケットを受信した各同期用無線装置14−kは、同期パケット受信時刻t1kを求めて記憶すると共に、第1の同期パケットから初期時刻t0を抽出し記憶する。そして、情報要求パケットを送信すると共に、情報要求送信時刻t2kを求めて記憶する。各同期用無線装置14−kは、次の送信周期で基地局10から送信される同期パケット(第2の同期パケット)を受信し、第2の同期パケットから情報要求受信時刻t3kを抽出し記憶する。各同期用無線装置14−kは、先に記憶された初期時刻t0、同期パケット受信時刻t1k、および情報要求送信時刻t2kに加え、第2の同期パケットから抽出された情報要求受信時刻t3kに基づいてオフセット時間Toを求める。
Each synchronization radio device 14-k that has received the first synchronization packet determines and stores the synchronization packet reception time t1k, and extracts and stores the initial time t0 from the first synchronization packet. Then, the information request packet is transmitted, and the information request transmission time t2k is obtained and stored. Each synchronization wireless device 14-k receives the synchronization packet (second synchronization packet) transmitted from the
(3)送信周期調整処理
次に、基地局10が、同期パケットの送信周期を調整する処理について説明する。各同期用無線装置14−1〜14−nが備えるローカル時計がロック状態にある場合には、非ロック状態にある場合に比べて、送信周期を長くしてもよい。これは、ローカル時計が一旦ロック状態になると、ローカル時計に含まれる発振器の発振周波数や、発振器が生成するクロック信号の位相が安定し、時刻調整処理の頻度を低くしてもよいためである。そこで、基地局10は各同期用無線装置が時刻調整処理を実行する度に、次のような送信周期調整処理を実行する。
(3) Transmission Cycle Adjustment Process Next, a process in which the
基地局10は、各同期用無線装置から送信された情報要求パケットを受信した後、次の同期パケットを送信するまでの時間帯に送信周期調整処理を実行する(S105)。基地局10は、各同期用無線装置から取得した同期ステータス情報に基づいて、各同期用無線装置が備えるローカル時計が、ロック状態にあるか非ロック状態にあるかを判定する。そして、ローカル時計が非ロック状態にある同期用無線装置の数である非ロック台数を求める。
After receiving the information request packet transmitted from each synchronization radio device, the
基地局10は、非ロック台数が1以上であるときは送信周期を第1送信周期に設定する。一方、非ロック台数が0であるときは送信周期を第2送信周期に設定する。ここで、第1送信周期は第2送信周期よりも短い時間として定められている。上述のように、無線通信の規格には、無線信号の送信を行った後、所定時間以上の送信休止が要求されるものがある。この規格に従って通信システムを設計する場合、第1送信周期および第2送信周期は、規格で定められている送信休止時間以上の長さに設定される。例えば、第1送信周期を125ミリ秒とし、第2送信周期を1秒とする。基地局10は、先に同期パケットを送信した時刻から、新たに設定した送信周期が経過した時に次の同期パケットを送信する。
The
このような処理によれば、パケット送受信処理において同期用無線装置14−1〜14−nのそれぞれが送信した情報要求パケットを受信するごとに、基地局10は送信周期調整処理を実行し、先に同期パケットを送信してから次に同期パケットを送信するまでの送信周期を設定する。これによって、非ロック台数が1以上であるときの送信周期は、非ロック台数が0であるときの送信周期よりも短くなり、時刻調整処理が実行される時間間隔が短くなる。そのため、非ロック状態(待機状態またはホールドオーバ状態)にあるローカル時計が短時間でロック状態となり、各同期用無線装置のローカル時計が基地局時計に迅速に同期する。
According to such a process, the
一方、総ての同期用無線装置14−1〜14−nのローカル時計がロック状態にある場合には、ローカル時計が非ロック状態にある同期用無線装置が1台でもある場合に比べて送信周期が長くなる。これによって、基地局10と各同期用無線装置との間で一定時間内に送受信されるパケットの数が減少し、通信トラフィックが抑制されて通信の輻輳が生じ難くなる。
On the other hand, when the local clocks of all the synchronization wireless devices 14-1 to 14-n are in the locked state, transmission is performed as compared with the case where even one synchronization wireless device has the local clock in the unlocked state. The cycle becomes longer. As a result, the number of packets transmitted / received in a fixed time between the
なお、上記では、非ロック台数が1以上であるときに送信周期を第1送信周期に設定し、非ロック台数が0であるときに送信周期を第2送信周期に設定するというように、送信周期を2段階で変更する処理について説明した。このような処理の他、基地局10は、非ロック台数に応じて送信周期を3段階以上で変更する処理を実行してもよい。例えば、非ロック台数が増加する程、送信周期を短くする処理を実行してもよい。
In the above, the transmission cycle is set to the first transmission cycle when the number of non-lockings is 1 or more, and the transmission cycle is set to the second transmission cycle when the number of non-lockings is 0. The process of changing the cycle in two steps has been described. Other than such processing, the
(4)中継局が設けられたシステム
図4には、応用実施形態に係る通信システムの構成が示されている。この通信システムは、図1に示される通信システムに対し、中継局42を設けたものである。中継局42は、中継無線装置44および中継基地局46を備える。中継無線装置44は同期用無線装置14−1および14−2と同様の構成を有し、同期用無線装置14−1および14−2と同様の処理を実行する。中継基地局46は基地局10と同様の構成を有し、基地局10と同様の処理を実行する。
(4) System in which Relay Station is Provided FIG. 4 shows the configuration of a communication system according to an applied embodiment. This communication system is provided with a
中継無線装置44は基地局10との間で同期処理を実行し、そのローカル時計の時刻を基地局時刻に合わせる。中継無線装置44は、ローカル時計の時刻を中継基地局46に与える。中継基地局46は、自らが備える基地局時計の時刻を、中継無線装置44から与えられた時刻に合わせる。
The
中継基地局46は、各アクセスポイント12−j(j=1または2)が備える同期用無線装置14−jとの間で同期処理を実行する。同期処理を実行すると共に、同期用無線装置14−jは、それぞれに付設された無線LANノード16−jにローカル時計の時刻を与える。
The
このような処理によって、各無線LANノード16−jは、中継基地局46の基地局時刻に同期し、さらには、基地局10の基地局時刻に同期した時刻を取得する。各無線LANノード16−jが同期用無線装置14−jから与えられた時刻に従ったタイミングで動作することで、複数のアクセスポイントの動作が同期する。また、基地局10の基地局時刻は、GPS衛星から送信される基準時刻に同期しているため、各アクセスポイントが認識する時刻は、基準時刻に同期する。
By such processing, each wireless LAN node 16-j synchronizes with the base station time of the
この通信システムでは、各アクセスポイント12−jが、中継局42との間で同期処理を実行し、中継局42が基地局10との間で同期処理を実行する。したがって、図1に示される通信システムに比べて、基地局10と各アクセスポイント12−jの間の距離を大きくしてもよい。
In this communication system, each access point 12-j performs synchronization processing with the
同期用無線装置および無線LANノードは、無線LANのアクセスポイントを構成する他、アドホック無線装置を構成してもよい。複数のアドホック無線装置はマルチホップ通信によって、送信元のアドホック無線装置から宛先のアドホック無線装置にパケットを送信する。マルチホップ通信とは、送信元のアドホック無線装置から送信されたパケットが、他の1つまたは複数のアドホック無線装置による中継送信によって、通信状況によっては直接、宛先のアドホック無線装置に伝送される通信形態をいう。 The synchronization wireless device and the wireless LAN node may configure an ad hoc wireless device in addition to configuring an access point of a wireless LAN. A plurality of ad hoc wireless devices transmit packets from a source ad hoc wireless device to a destination ad hoc wireless device by multi-hop communication. In multi-hop communication, a packet transmitted from a source ad hoc wireless device is transmitted to a destination ad hoc wireless device directly depending on the communication status by relay transmission by one or more other ad hoc wireless devices. It says a form.
(5)アドホック通信システム
図5にはアドホック通信システムの構成が示されている。アドホック無線装置48−j(j=1〜3)は、同期用無線装置14−jおよび無線LANノード16−jを備える。同期用無線装置14−jは、基地局10との間で同期処理を実行し、基準時刻に同期した時刻を発生する。同期用無線装置14−jは基準時刻に同期した時刻を無線LANノード16−jに与える。無線LANノード16−jは、同期用無線装置14−jから与えられた時刻に従って動作する。これによって無線LANノード16−1〜16−3の動作タイミングが同期する。無線LANノード16−1〜16−3は動作タイミングが同期した状態でマルチホップ通信を行う。
(5) Ad hoc communication system FIG. 5 shows the configuration of the ad hoc communication system. The ad hoc wireless device 48-j (j = 1 to 3) includes the synchronization wireless device 14-j and the wireless LAN node 16-j. The synchronization wireless device 14-j executes synchronization processing with the
無線LANノード16−jには、情報端末20−jが接続されている。情報端末20−jは、無線LANノード16−jにマルチホップ通信を行わせることで、宛先の情報端末との間でパケット通信を行う。 An information terminal 20-j is connected to the wireless LAN node 16-j. The information terminal 20-j performs packet communication with the destination information terminal by causing the wireless LAN node 16-j to perform multi-hop communication.
(6)基地局のハードウエア
図6には基地局10のハードウエアの例が示されている。基地局10は、GPS受信部50、基地局時計51、制御部52、および無線部54を備える。GPS受信部50は、GPS衛星から基準時刻情報を受信し、基準時刻を制御部52に出力する。基地局時計51は、基地局時刻を制御部52に出力する。制御部52は、基地局時計51を制御して、基地局時刻を基準時刻に合わせる。
(6) Hardware of Base Station An example of the hardware of the
無線部54はパケットを受信し制御部52に出力する。また、無線部54は、制御部52から出力されたパケットを送信する。
The
制御部52は、例えば、予め読み込まれたプログラム、または、予め書き込まれたプログラムによって演算処理を実行するプロセッサによって構成される。制御部52は、無線部54と共にパケット送受信処理を繰り返し実行する。
The
パケット送受信処理は、(i)同期パケットを各同期用無線装置に同報送信する同期パケット送信処理、および(ii)同期パケットに応答して各同期用無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理を含む。 The packet transmission / reception process includes (i) synchronization packet transmission processing for broadcasting the synchronization packet to each synchronization wireless device, and (ii) each information request packet transmitted from each synchronization wireless device in response to the synchronization packet. Includes request reception processing to receive.
要求受信処理には、情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻を求める処理が含まれる。制御部52は、先のパケット送受信処理で同期パケットが送信された時刻を示す同期パケット送信時刻と、先のパケット送受信処理で各同期用無線装置に対応して求められた情報要求受信時刻とを、次のパケット送受信処理で送信される同期パケットに含ませる。なお、同期パケット送信時刻は、先のパケット送受信処理で同期パケットが送信された時刻ではなく、同期パケット自らが送信される時刻であってもよい。
The request reception process includes a process of obtaining an information request reception time indicating a time when the information request packet is received. The
制御部52は、無線部54と共に送信周期調整処理を実行する。すなわち、制御部52は、各情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報に基づいて、同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整する。同期ステータス情報は、各同期用無線装置が備えるローカル時計と基地局時計との同期状態を示す。
The
(7)同期用無線装置のハードウエア
図7には同期用無線装置14のハードウエアの例が示されている。同期用無線装置14は、制御部56、ローカル時計57、インターフェース58、および無線部60を備える。インターフェース58には、上述の無線LANノード、情報端末等の情報処理装置が接続される。ローカル時計57は、インターフェース58に接続された情報処理装置の動作タイミングを規定する時刻を発し、制御部56に出力する。
(7) Hardware of Synchronization Wireless Device FIG. 7 shows an example of hardware of the
無線部60はパケットを受信し制御部56に出力する。また、無線部60は、制御部56から出力されたパケットを送信する。
The
制御部56は、例えば、予め読み込まれたプログラム、または、予め書き込まれたプログラムによって演算処理を実行するプロセッサによって構成される。制御部56は、無線部60と共にパケット送受信処理を繰り返し実行する。
The
パケット送受信処理は、(i)基地局10から送信され、タイミングを規定する同期パケットを受信する同期パケット受信処理、(ii)同期パケットが受信されてから所定の応答遅延時間が経過したときに情報要求パケットを送信する要求送信処理、ならびに、(iii)同期パケットが受信された時刻、情報要求パケットが送信された時刻、および同期パケットに含まれる同期用の情報に基づいて、同期用無線装置が備えるローカル時計と、基地局10が備える基地局時計とを同期させる同期処理を含む。また、同期処理は、ローカル時計と基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報を生成する処理を含み、要求送信処理は、情報要求パケットに同期ステータス情報を含める処理を含む。
The packet transmission / reception process includes (i) synchronization packet reception processing for transmitting a synchronization packet that is transmitted from the
同期パケットには、先のパケット送受信処理で基地局10が同期パケットを送信した時刻を示す同期パケット送信時刻と、先のパケット送受信処理で基地局10が情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻とが含まれる。同期パケット受信処理には、同期パケットを受信した時刻を示す同期パケット受信時刻を求める処理が含まれる。要求送信処理には、情報要求パケットを送信した時刻を示す情報要求送信時刻を求める処理が含まれる。なお、同期パケット送信時刻は、先のパケット送受信処理で基地局10が同期パケットを送信した時刻ではなく、同期パケット自らが基地局10から送信された時刻であってもよい。複数の同期用無線装置のそれぞれについては、異なる応答遅延時間が定められていてもよい。
The synchronization packet includes a synchronization packet transmission time indicating the time when the
制御部56は、初期時刻、同期パケット受信時刻、情報要求送信時刻、および、情報要求受信時刻に基づいてローカル時計57を制御し、ローカル時計57が発する時刻を基地局時刻に合わせる。
The
制御部56は、インターフェース58に接続された情報処理装置に、ローカル時計57が発する時刻を出力する。
The
10 基地局、12−1〜12−3 アクセスポイント、14−1〜14−3 同期用無線装置、16−1〜16−3 無線LANノード、18 インターネット、20 情報端末、22 ヘッド部、24 プリアンブル、26 通信用データ、28 宛先アドレス、32 ペイロード部、36 初期時刻、38−1〜38−n 受信時刻情報、40 誤り訂正符号、42 中継局、44 中継無線装置、46 中継基地局、48−1〜48−3 アドホック無線装置、50 GPS受信部、51 基地局時計、52,56 制御部、54,60 無線部、57 ローカル時計、58 インターフェース。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、
前記制御部は、
タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、
前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、
を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、
前記制御部は、さらに、
各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、
前記同期状態には、前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲内であるロック状態、および前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲外である非ロック状態があり、
前記制御部は、
複数の前記無線装置のうち前記非ロック状態にあるものの非ロック台数を、各前記情報要求パケットに含まれる前記同期ステータス情報に基づいて求め、当該非ロック台数に基づいて前記送信周期を調整することを特徴とする基地局。 A wireless unit that transmits and receives packets to and from a plurality of wireless devices;
A control unit configured to control the wireless unit;
The control unit
Synchronous packet transmission processing for broadcasting a synchronous packet defining timing to each of the wireless devices;
Request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each wireless device in response to the synchronization packet;
Repeatedly performing transmission and reception processing including the
The control unit is further configured to:
The synchronization packet transmission based on synchronization status information included in each of the information request packets, the synchronization status information indicating a synchronization status between a local clock included in each wireless device and a base station clock included in the base station. Adjust the transmission cycle to execute the process,
The synchronization state includes a lock state where the difference between the time indicated by the local clock and the time indicated by the base station clock is within a predetermined range, the time indicated by the local clock, and the time indicated by the base station clock. There is a non-locking condition where the difference between
The control unit
The unlocked number of those in the non-locked state of the plurality of the wireless device, determined based on the synchronization status information included in each of said information request packet, you adjust the transmission cycle based on the unlocked number said base station and a child.
前記制御部は、
前記非ロック台数が1以上である場合に、前記非ロック台数が0である場合よりも前記送信周期を短くすることを特徴とする基地局。 In the base station according to claim 1 ,
The control unit
Wherein when unlocked number is 1 or more, said base station and shorten to Turkey the transmission cycle than the unlocked number is zero.
前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、
前記制御部は、
タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、
前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、
を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、
前記制御部は、さらに、
各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、
前記要求受信処理は、
前記情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻を求める処理を含み、
前記制御部は、
先の前記送受信処理で前記同期パケットが送信された時刻を示す同期パケット送信時刻と、先の前記送受信処理で各前記無線装置に対応して求められた前記情報要求受信時刻とを、次の前記送受信処理で送信される前記同期パケットに含ませることを特徴とする基地局。 A wireless unit that transmits and receives packets to and from a plurality of wireless devices;
A control unit configured to control the wireless unit;
The control unit
Synchronous packet transmission processing for broadcasting a synchronous packet defining timing to each of the wireless devices;
Request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each wireless device in response to the synchronization packet;
Repeatedly performing transmission and reception processing including the
The control unit is further configured to:
The synchronization packet transmission based on synchronization status information included in each of the information request packets, the synchronization status information indicating a synchronization status between a local clock included in each wireless device and a base station clock included in the base station. Adjust the transmission cycle to execute the process,
The request reception process is
Including processing for determining an information request reception time indicating a time when the information request packet is received,
The control unit
A synchronization packet transmission time indicating a time when the synchronization packet is transmitted in the transmission / reception process described above, and an information request reception time determined corresponding to each wireless device in the transmission / reception process in advance A base station characterized by being included in the synchronization packet transmitted in transmission / reception processing.
前記無線部を制御する制御部と、を備える基地局において、
前記制御部は、
タイミングを規定する同期パケットを各前記無線装置に同報送信する同期パケット送信処理と、
前記同期パケットに応答して各前記無線装置から送信された各情報要求パケットを受信する要求受信処理と、
を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、
前記制御部は、さらに、
各前記情報要求パケットに含まれる同期ステータス情報であって、各前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報に基づいて、前記同期パケット送信処理を実行する送信周期を調整し、
前記要求受信処理は、
前記情報要求パケットを受信した時刻を示す情報要求受信時刻を求める処理を含み、
前記制御部は、
先の前記送受信処理で各前記無線装置に対応して求められた前記情報要求受信時刻と、次の前記送受信処理で前記同期パケットが送信される時刻を示す同期パケット送信時刻とを、当該次の前記送受信処理で送信される前記同期パケットに含ませることを特徴とする基地局。 A wireless unit that transmits and receives packets to and from a plurality of wireless devices;
A control unit configured to control the wireless unit;
The control unit
Synchronous packet transmission processing for broadcasting a synchronous packet defining timing to each of the wireless devices;
Request reception processing for receiving each information request packet transmitted from each wireless device in response to the synchronization packet;
Repeatedly performing transmission and reception processing including the
The control unit is further configured to:
The synchronization packet transmission based on synchronization status information included in each of the information request packets, the synchronization status information indicating a synchronization status between a local clock included in each wireless device and a base station clock included in the base station. Adjust the transmission cycle to execute the process,
The request reception process is
Including processing for determining an information request reception time indicating a time when the information request packet is received,
The control unit
The information request reception time determined for each wireless device in the transmission / reception process above and the synchronization packet transmission time indicating the time when the synchronization packet is transmitted in the next transmission / reception process A base station characterized by being included in the synchronization packet transmitted in the transmission / reception process.
前記無線部を制御する制御部と、を備える無線装置において、
前記制御部は、
前記基地局から送信され、タイミングを規定する同期パケットを受信する同期パケット受信処理と、
前記同期パケットが受信された後に情報要求パケットを送信する要求送信処理と、
前記同期パケットが受信された時刻、前記情報要求パケットが送信された時刻、および前記同期パケットに含まれる同期用の情報に基づいて、前記無線装置が備えるローカル時計と、前記基地局が備える基地局時計とを同期させる同期処理と、
を含む送受信処理を前記無線部と共に繰り返し実行し、
前記同期処理は、前記ローカル時計と前記基地局時計との同期状態を示す同期ステータス情報を生成する処理を含み、
前記要求送信処理は、前記情報要求パケットに前記同期ステータス情報を含める処理を含み、
前記同期用の情報は、
前記同期パケットより先に他の同期パケットが送信された時刻、または、前記同期パケットが送信された時刻を示す情報と、
先の前記送受信処理で前記情報要求パケットが前記基地局で受信された時刻を示す情報とを含むことを特徴とする無線装置。 A radio unit that transmits and receives packets to and from a base station;
A control unit configured to control the wireless unit;
The control unit
Synchronous packet reception processing for receiving a synchronous packet transmitted from the base station and defining timing;
A request transmission process for transmitting an information request packet after the synchronization packet is received;
A local clock included in the wireless device based on the time when the synchronization packet is received, the time when the information request packet is transmitted, and the synchronization information included in the synchronization packet, and a base station included in the base station Synchronization process to synchronize with the clock,
Repeatedly performing transmission and reception processing including the
The synchronization process includes a process of generating synchronization status information indicating a synchronization state between the local clock and the base station clock.
The request transmission process, see contains the process to include the synchronization status information to the information request packet,
The information for synchronization is
Information indicating the time when another synchronization packet was sent prior to the synchronization packet, or the time when the synchronization packet was sent,
Wireless device according to claim it to contain information indicating the time at which the information request packet in the previous the transmission and reception processing is received at the base station.
前記同期ステータス情報は、前記ローカル時計が示す時刻と、前記基地局時計が示す時刻との差異が所定範囲内であるロック状態、または、当該差異が所定範囲外である非ロック状態のいずれかを示す情報を含むことを特徴とする無線装置。 In the wireless device according to claim 5 ,
The synchronization status information is either a locked state in which a difference between a time indicated by the local clock and a time indicated by the base station clock is within a predetermined range, or a non-locked state in which the difference is outside the predetermined range. A wireless device characterized by including information to be shown.
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