专利名称：通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统，尤其是涉及由多个节点构成的通信系统中数据通信的冲突避免。
背景技术：
作为在空间中分散配置的多个节点可不冲突地进行数据通信的方式，具有TDMA方式、CSMA(CSMA/CA或CSMA/CD)方式等(参照非专利文献1)。
CSMA方式是要发信的节点根据载波(频率)的存在来确认其他节点是否在通信中，在未执行通信时发信的方式。CSMA方式时可同时通信的信道数少。
TDMA方式是对各节点分配不同的时隙，各节点利用分配给自己的时隙进行发送的方式。TDMA方式与比CSMA方式相比，可同时通信的信道数易增多。在TDMA方式中，供通信的节点动态地变化时，某节点(管理节点)动态地分配对各节点的时隙。
非专利文献1松下温、中川正雄编著「无线LAN结构」、共立出版、1996年、p.47、53-59、69发明内容但是，TDMA方式时，若进行时隙分配的管理节点产生故障，则通信系统整体停机。另外，对各节点动态地再分割时隙的处理是烦杂的，也不能迅速地对应情况变化。
因此，期望管理节点不对各节点指示通信定时，各节点就可执行有效的通信的通信定时控制装置、通信定时控制方式、节点及通信系统。
为解决该问题，第1本发明是一种通信定时控制装置，分别设置在构成通信系统的多个节点中，其特征在于，具有状态变量信号通信单元，接收表示其他节点的动作状态或动作定时的状态变量信号，并间歇发送表示本节点的动作状态或动作定时的状态变量信号；定时确定单元，根据上述状态变量信号通信单元接收的、来自其他节点的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移，生成反映该转移的、来自本节点的状态变量信号后，将其提供给上述状态变量信号通信单元；和状态变量信号有效性判定单元，判定上述状态变量信号通信单元接收的状态变量信号是否有效，上述定时确定单元根据有效的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移。
第2本发明的节点的特征在于具有第1本发明的通信定时控制装置。
第3本发明的通信系统的特征在于分散配置多个第2本发明的节点。
第4本发明是一种适用于构成通信系统的多个节点中的每一个节点的通信定时控制方法，其特征在于，包含状态变量信号通信步骤，接收表示其他节点的动作状态或动作定时的状态变量信号，并间歇发送表示本节点的动作状态或动作定时的状态变量信号；定时确定步骤，根据在上述状态变量信号通信步骤中接收的、来自其他节点的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移，生成反映该转移的、来自本节点的状态变量信号后，将其提供给上述状态变量信号通信步骤；和状态变量信号有效性判定步骤，判定在上述状态变量信号通信步骤中接收的状态变量信号是否有效，上述定时确定步骤仅根据有效的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移。
根据本发明，由于在节点间彼此收发表示节点的动作状态或动作定时的状态变量信号，各节点自律地取得通信定时，所以管理节点不对各节点指示通信定时，各节点就可执行有效的通信。
这里，由于提供状态变量信号侧的节点判定状态变量信号是否有效，并使本节点的状态变量信号纤维化，所以，可使各节点自律取得的通信定时成为高精度的定时。
图1是表示第1实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图2是表示第1实施方式的通信系统中节点间同步的说明图(1)。
图3是表示第1实施方式的通信系统中节点间同步的说明图(2)。
图4是第1实施方式中的无效脉冲信号的说明图。
图5是第1实施方式的无效信号判定单元的判定动作等的说明图。
图6是表示第2实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图7是第2实施方式的计数信息判定单元的判定动作等的说明图。
图8是表示第3及第6实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图9是第3实施方式的ID信息判定单元的判定动作等的说明图。
图10是第4实施方式的必要性的说明图。
图11是表示第4实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图12是第4实施方式的ID信息判定单元等的动作的说明图。
图13是表示第5实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图14是第6实施方式的ID信息判定单元等的动作的说明图。
图15是表示第7实施方式的节点的功能的内部结构框图。
图16是第7实施方式的认证信息检验单元、认证信息生成单元及密钥管理单元等的动作的说明图。
具体实施例方式
(A)第一实施方式下面，根据附图来说明基于本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第1实施方式。
第1实施方式中，各节点产生脉冲信号，另外，有效地检测自己以外的节点产生的脉冲信号，由此与附近的节点相互作用配合，自律分散地确定时隙的分配。
第1实施方式的通信系统具备经无线线路收发数据的、在空间中分散配置的多个节点。这里，第1实施方式假设各节点的位置在通信过程中几乎不变化。
各节点具有图1的功能框图中表示的详细结构。在图1中，节点10具有脉冲信号接收判定单元11、通信定时计算单元12、脉冲信号发送单元13、同步判定单元14、数据通信单元15、传感器16及无效信号判定单元17。另外，作为通信定时控制装置，构成要素如下脉冲信号接收判定单元11、通信定时计算单元12、脉冲信号发送单元13、同步判定单元14及无效信号判定单元17。
脉冲信号接收判定单元11接收附近节点(例如，在该节点的发送电波到达的范围内存在的其他节点)发送的输出脉冲信号(不包含目的地信息)作为输入脉冲信号Sin11。这里，脉冲信号是作为定时信号而收发的信号，例如，是具有高斯分布形状等的脉冲形状的信号(另外，脉冲信号也可是保持某些数据信息的信号)。脉冲信号接收判定单元11向无效信号判定单元17提供输入脉冲信号，从无效信号判定单元17取入输入脉冲信号Sin11的有效/无效判定结果。脉冲信号接收判定单元11在输入脉冲信号Sin11有效时，输出接收脉冲信号Spr11，在输入脉冲信号Sin11无效时，取消该脉冲信号Sin11。接收脉冲信号Spr11可以是波形整形输入脉冲信号Sin11后的信号，也可是再生成信号的信号。
通信定时计算单元12根据接收脉冲信号Spr11，形成规定在该节点中的通信定时的相位信号Spr12后输出(另外，既便没有接收脉冲信号Spr11时，也形成相位信号Spr12后输出；后述(1)式的第2项为0)。这里，设该节点i的相位信号Spr12在时刻t的相位值为θi(t)，通信定时计算单元12根据接收脉冲信号Spr11，使如(1)式所示的单位变化量的相位信号Spr12(＝θi(t))变化。另外，(1)式是使非线性振动模块化的公式，但也可适用其他使非线性振动模块化的公式。另外，相位信号Spr12(＝θi(t))可视为该节点的状态变量信号。
式1dθi(t)/dt=ω+Σk=1NPk(t)·R(θi(t),σ(t))---(1)]]>R(θi(t)，σ(t))＝sin(θi(t)+σ(t)) (2)σ(t)＝π+φ(t)θi(t)节点i的相位信号ω固有角振动数参量Pk(t)从附近节点接收的接收脉冲信号R(θ1(t)，σ(t))相位响应函数φ(t)随机噪声函数(1)式表示对应于接收脉冲信号Spr11的输入，使本节点i的相位信号θi(t)的非线性振动的节奏变化的规则。在(1)式中，右边第1项ω(固有角振动数参量)表示各节点具备的基本变化节奏(对应「使自己的动作状态转移的基本速度」)，右边第2项表示非线性变化量。在第1实施方式中，ω的值在系统整体中统一成相同值。函数Pk(t)表示从附近节点k(k为1至N)接收的接收脉冲信号Spr11，函数R(θi(t)，σ(t))是表现对应于接收脉冲信号Spr11的输入来使自己的基本节奏变化的响应特性的相位响应函数，例如，根据(2)式。(2)式表示以使随机噪声重叠在时刻t的相位信号θi(t)的反相上的相位值的正弦波来确定相位响应函数。
附近的节点之间实现反相(振动的相位为反转相位)的非线性特性，并使用该特性执行冲突避免。即，在各节点相位信号的值为相同值的定时，形成适当的时间关系(时间差)，以使附近的节点间的输出脉冲信号Sout11的发送定时等不冲突。
在式(2)中，表现函数σ(t)的常数项π[rad]执行附近的节点彼此变为反相的非线性特性的作用，随机噪声函数φ(t)执行向该非线性特性提供随机的变动性的作用(函数φ(t)例如依照平均值为0的高斯分布)。这里，向上述非线性特性提供随机的变动性是为了应付系统未达到目的的稳定状态(最佳解)、陷于其他稳定状态(局部解)的现象。
另外，在(2)式中，表示用sin函数作为相位响应函数R(θi(t)，σ(t))最简单的实例的方式，但也可用其他函数作为相位响应函数。另外，也可用π以外的常数λ(0＜λ＜2π)替代函数σ(t)的常数项π，这时，在附近的节点彼此不是反相、而是成为不同的相位。
用图2及图3详细说明通信定时计算单元12上述功能的细节。另外，图2及图3表示的状态变化也关系脉冲信号发送单元13的功能。
图2及图3表示在着眼于某1个节点时，着眼节点(本节点)与附近节点(其他节点)之间形成的关系，即，各非线性振动节奏间的相位关系按时间变化的情况。
图2是对着眼节点i存在1个附近节点j的情况。在图2中，圆上旋转的2个质点的运动表示对应着眼节点和附近节点的非线性振动节奏，质点圆上的角度表示在该时刻相位信号的值。向纵轴或横轴上投影质点旋转运动的点的运动对应于非线性振动节奏。通过基于(1)式及(2)的动作，2个质点互相变为反相，假设如图2(a)所示，既便在初始状态下2个质点的相位接近，时间经过的同时，经图2(b)所示的状态(过渡状态)，变化成如图2(c)所示的2个质点的相位差大致是π的恒定状态。
2个质点分别将固有角振动数参量ω作为基本的角速度(相当于使自己的动作状态转移的基本速度)来旋转。这里，若在节点间产生基于脉冲信号的收发的相互作用，则这些质点分别使角速度变化(缓急)，结果，达到维持适当的相位关系的恒定状态。该动作可视为通过2个质点边旋转边互相排斥，来形成稳定的相位关系。如后述，在恒定状态中，各节点在规定相位(例如0)时发送输出脉冲信号Sout11的情况下，相互节点中的发送定时形成适当的时间关系。
另外，图3表示对着眼节点i存在2个附近节点j1、j2的情况。既便存在2个附近节点时，也与上述相同，通过各质点边旋转边互相排斥，来形成稳定的相位关系(涉及时间关系的稳定性)。附近节点数在3个以上时也相同。
上述稳定的相位关系(恒定状态)的形成对附近节点数的变化，具有非常适应(灵活)的性质。例如，现在，在对着眼节点存在1个附近节点，并形成稳定的相位关系(恒定状态)时，追加1个附近节点。虽然恒定状态暂时崩溃，但经过渡状态之后，再形成附近节点为2个情况下的新的恒定状态。另外，在删除附近节点时或因故障等不工作时，也同样地进行适当的动作。
通信定时计算单元12将得到的相位信号Spr12(＝θi(t))输出到脉冲信号发送单元13、同步判定单元14及数据通信单元15。
脉冲信号发送单元13根据相位信号Spr12，发送输出脉冲信号Sout11。即，若相位信号Spr12变成规定的相位α(0≤α＜2π)，则发送输出脉冲信号Sout11。这里，最好是规定的相位α预先在系统整体中统一。下面说明在系统整体中统一成α＝0。另外，就图2的实例而言，在节点i和节点j中，在恒定状态下相位信号θi(t)及θj(t)相互只偏差π，所以既便在系统整体中统一成α＝0，来自节点i的输出脉冲信号Sout11的发送定时与来自节点j的输出脉冲信号的发送定时Sout11也只偏差π。
同步判定单元14判定在本节点和1个或多个附近节点之间进行的输出脉冲信号Sout11的发送定时的互相调整是否在「过渡状态」(参照图2(b)、图3(b))或「恒定状态」(参照图3(c)、图3(c))之一的状态。同步判定单元14观测接收脉冲信号Spr11(对应于其他节点的输出脉冲信号Sout11)及输出脉冲信号Sout11的产生定时，在彼此收发脉冲信号的多个节点的产生定时期间的时间差在时间上稳定时，判定为「恒定状态」。在本实施方式下，对同步判定单元14输入相位信号Spr12，替代输出脉冲信号Sout11，作为用于捕捉来自本节点的输出脉冲信号Sout11的产生定时的信号。
同步判定单元14例如执行如下的(a)-(d)的处理来进行同步判定。
(a)经过相位信号Spr11的1个周期，观测接收脉冲信号Spr11的产生定时中的相位信号Spr12的值β。这里，进行上述观测的结果，设得到的相位信号Spr12的值β分别为β1，β2，...，βN(0＜β1＜β2＜...＜βN＜2π)。
(b)根据观测的相位信号Spr12的值β，算出邻近值间的差(相位差)c1＝β1，Δ2＝β2-β1，...，ΔN＝βN-β(N-1)。
(c)以相位信号Spr12的周期单位进行上述(a)及(b)的处理，算出相前后周期中的相位差Δ的变化量(差分)γ1＝Δ1(τ+1)-Δ1(τ)，γ2＝Δ2(τ+1)-Δ2(τ)，...，γN＝ΔN(τ+1)-ΔN(τ)。这里，τ表示相位信号Spr12的某个周期，τ+1表示相位信号Spr12的下一周期。
(d)在任一上述变化量γ都比微小参量(阈值)ε小时，即，在γ1＜ε，γ2＜ε，...，γN＜ε时，判定为「恒定状态」。
另外，也可将经过M周期、满足γ1＜ε，γ2＜ε，...，γN＜ε的条件的情况判定为恒定状态。越增大M的值，则越能在稳定性更高的状态中判定为「恒定状态」。另外，也可根据一部分接收脉冲信号Spr11，进行「恒定状态」的判定。
同步判定单元14在相位信号Spr12的每个周期，将表示判定结果的同步判定信号Spr13、和接收脉冲信号Spr11的产生定时中的相位信号Spr12的值β的最小值β1，作为间隙信号Spr14输出到数据通信单元15。另外，输出最小值β1作为间隙信号Spr14，如上所述，与使α＝0有关，通过α值的选定，适用于间隙信号Spr14的β值发生变化。
该节点10具有中继从其他的节点接收的数据后发送的功能，和使自己成为发送源的数据发送功能。
传感器16是作为后者情况的一实例而提出的单元。例如，检测声音或振动的强度、化学物质的浓度、温度等、物理或化学的环境信息Sin13，将观测数据Spr15输出到数据通信单元15。
另外，在前者的情况下，数据通信单元15接收附近节点发送的数据信号(输出数据信号Sout12)作为输入数据信号Sin12。
数据通信单元15将观测数据Spr15及/或输入数据信号Sin12(包含两者的情况)作为输出数据信号Sout12发送到其他节点。数据通信单元15在同步判定信号Spr13表示「恒定状态」时，在后述的时隙(不是系统等分割的固定的时间区间，但使用「时隙」这个用语)不进行此发送，在同步判定信号Spr13表示「过渡状态」时停止发送动作。另外，输出数据信号Sout12也可在与输出脉冲信号Sout11相同的频带下构成发送频率。
时隙是相位信号Spr12的相位θi(t)是Δ1≤θi(t)≤β1-Δ2的期间。时隙的开始点(此时相位信号的值为Δ1)是输出脉冲信号Sout11发送结束的定时，时隙的结束点(此时相位信号的值为β1-Δ2)为比相位信号Spr12的每个周期最先的接收脉冲信号Spr11的定时稍向前偏置Δ2的定时。Δ1或Δ2是用于补偿在该节点10附近的无线空间中、脉冲信号(发送源包含本节点的情况、其他节点的情况两者)和数据信号(发送源包含本节点的情况、其他节点的情况两者)未同时存在的、对应极短时间的相位宽度。Δ1及Δ2例如在节点10的设置状态下经实验确定。
例如，在如图2(c)所示的「恒定状态」时，节点i从相位θi为0起开始发送输出脉冲信号Sout11，在相位θi变成Δ1之前，结束输出脉冲信号Sout11的发送，从相位θi为Δ1起开始发送输出数据信号Sout12，若相位θi变为β1-Δ2(其中，β1π)，则结束输出数据信号Sout12的发送，之后，在相位θi再次变为0之前，使输出脉冲信号Sout11的发送、输出数据信号Sout12的发送都停止。另外的节点j也根据相位θj执行相同的动作，但由于相位θi和相位θj大致偏差π，所以发送动作不互相竞争。节点数3以上时也同样地动作，发送动作不互相竞争。
如上的动作以向脉冲信号接收判定单元11的输入脉冲信号Sin11是有效信号为前提。
但是，也可对各节点输入无效脉冲信号，因此，在该第1实施方式中，设置无效信号判定单元17。作为向节点输入无效脉冲信号的情况，例如，存在如图4所示的情况。图4(a)表示除将来自某节点的脉冲信号经直射路径A有效地输入其他的节点外，还经由墙壁等反射的路径B无效地输入到其他的节点的情况。图4(b)表示来自某节点的脉冲信号被墙壁等反射后无效地输入本节点的情况。
无效信号判定单元17根据输入脉冲信号之间的相位差、或来自自己的输出脉冲信号及输入脉冲信号之间的相位差等，检测反射引起的无效脉冲信号(反射脉冲信号)。
如用图2及图3来说明的那样，各节点自律地且边联动边慢慢地使来自自己的输出脉冲信号的发送相位变化，以使与其他节点的发送相位的相位差变成具有规定关系的恒定状态，在过渡状态中，不用恒定值来固定节点间的输出脉冲信号的发送相位间的相位差。
另外，在各节点静止时，既便各节点发送的脉冲信号的定时变化，由墙壁等引起的反射脉冲信号在该发送脉冲信号和反射脉冲信号之间也常持有一定的相位关系。即，如图4(a)所示，由于从某节点向某节点直接传送的脉冲信号、和经墙壁等引起的反射传送的脉冲信号路径的路径距离差B-A一定，所以可假定为始终持有一定的相位差，若利用该特性，则可特定反射脉冲信号。
另外，如图4(b)所示，在本节点发送的脉冲信号和该信号由障碍物等反射回来的脉冲信号之间，也可假定为始终存在一定的相位差，若利用该特性，则可特定本节点发送的脉冲信号的反射脉冲信号。
对无效信号判定单元17，除输入脉冲信号Sin11之外，还从脉冲信号发送单元13输入涉及本节点发送输出脉冲信号Sout11的定时的定时信号。另外，该定时信号可是输出脉冲信号的复制，也可是新生成的信号。
无效信号判定单元17检测常以一定间隔(相位差)附加在任意定时信号(输入脉冲信号Sin11、输出脉冲信号Sout11)上的定时信号。例如，就任意定时信号和其后提供的定时信号的间隔差而言，取得统计数据，判断是否是出现概率高的间隔差，检测出现概率高的间隔差。这时，如上所述，脉冲信号接收判定单元11取消判断为无效的输入脉冲信号Sin11。
具体地说，无效信号判定单元17例如如图5所示的那样动作。另外，说明成从脉冲信号发送单元13及/或脉冲信号接收判定单元11提供比较对象的定时信号。
若从脉冲信号接收判定单元11向无效信号判定单元17提供新的定时信号(S1)，则无效信号判定单元17测量与前1个提供的定时信号的间隔差(S2；另外，在新提供的定时信号是从脉冲信号发送单元提供的定时信号的情况下，仅进行保持动作)。
参照此前的统计数据，检查该间隔差是否是出现概率高的间隔差。另外，在统计数据中反映新测量得到的数据，更新统计数据(S3)。
在是出现概率高的间隔差时，利用墙壁引起的反射等，将新提供的定时信号判断为是附加在任意信号上的信号，对脉冲信号接收判定单元11提供无效的结果，在不是出现概率高的间隔差时，提供有效的结果(S4)。
根据上述第1实施方式，可取得下面的效果。
在现有TDMA方式中，集中管理节点一维进行时隙的分配，但在第1实施方式中，不存在集中管理节点，通过各节点与附近的节点相互作用，可自律分散地确定时隙的分配。即，各个节点自律地相互调整时隙的分配。因此，在第1实施方式中，可防止因集中管理节点的故障，在其管理下的全部节点不能通信的问题。
另外，在第1实施方式中，即便在系统的一部分产生节点的追加或删掉、或故障或移动等变化时，与其变化关连的节点组也可自律且适当地进行时隙的再分配，另外，不与其变化关连的节点组可不变更时隙，仍继续进行数据通信。
并且，由于上述时隙自律的相互调整在附近的节点间进行，所以在超过发信电波的到达距离、互相不产生影响的节点间，可同时发送数据。即，在第1实施方式中，在系统的各处时间上重复进行数据的发送，但在有可能产生电波干扰的任意的附近节点之间，通过自律地相互调整时隙的分配，来实现避免发送数据冲突的动作。
若要以基于集中管理节点的管理的方式来实现与此相同的动作，则集中管理节点必需常掌握全部节点的空间位置关系或发送电波的到达距离，但这在节点的追加或移动等变化常常产生的情况下，一般产生管理费用(overhead)变大，必须进行复杂或烦杂的处理的问题。在第1实施方式中，可效率地进行相对系统的结构或配置的变化具有适应性的数据通信。既便产生通讯的节点增多，管理费用也不增大，通信效率也不降低。
并且，在第1实施方式中，例如还可取得仅产生通讯的节点进行输出脉冲信号Sout11发送的动作方式。这时，既便产生通讯的节点与时间同时变化，每次也可有效地再分配时隙，可实现基于产生通讯的节点组的效率的数据通信。
并且，根据第1实施方式，可检测障碍物等反射的无效脉冲信号，可防止因输入无效脉冲信号而妨碍通信定时的控制于未然。
(B)第二实施方式下面，参照附图，以与第1实施方式的不同点为中心，来说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第2实施方式。
上述的第1实施方式是以静止配置各节点为前提的方式，但第2实施方式是既便全部或一部分节点移动，也可特定反射脉冲信号等的无效脉冲信号的方式。第2实施方式的特征在于各节点将此前计数包含自己的、附近的全部节点发送的脉冲信号的个数的计数值(下面称为计数信息)，附加在从这些节点发送的脉冲信号上发送。
图6是表示第2实施方式的节点10A的功能的详细结构框图。对与第1实施方式的图1相同、对应的部分，附以相同符号来表示。
在第2实施方式中，设置计数据信息判定单元18来替代第1实施方式中的无效信号判定单元17，同时，脉冲信号接收判定单元11或脉冲信号发送单元13的功能也与第1实施方式有所不同。其他的构成要素与第1实施方式相同，省略其说明。
在第2实施方式中，脉冲信号接收判定单元11也接收附近节点发送的输出脉冲信号，作为输入脉冲信号Sin11，但在第2实施方式的情况下，在输入脉冲信号Sin11中附加计数信息，提取附加的计数信息。
如后所述，脉冲信号生成单元13执行向脉冲信号附加计数信息，下面，例举多个计数信息的附加、提取方法。
第1例是使表示计数信息的波形信号重叠于具有高斯分布等脉冲形状的脉冲信号本身上的附加方法，通过使表示计数信息的波形信号具有的频率成分通过的滤波器，由此来提取计数信息。
第2例中，脉冲信号构成有限长度的矩形波的形状，将其脉冲宽度作为对应于计数信息的信息，附加计数信息，并根据内部产生的时钟等，通过在接收侧检测脉冲信号的矩形波中的脉冲宽度，来提取计数信息。
第3例中，在识别为是脉冲信号的标题信息之后，附加表示计数信息的波形信号，在接收侧，若检测到标题信息，则提取按时间系列关联于该信息的计数信息。
脉冲信号接收判定单元11将从输入脉冲信号Sin11提取的计数信息提供给计数信息判定单元18，对计数信息判定单元18请求这次的输入脉冲信号Sin11是否有效的判定结果。接受判定结果以后的处理与第1实施方式相同。
另外，脉冲信号接收判定单元11在不从输入脉冲信号Sin11提取计数信息时，不对计数信息判定单元18请求判定，将该输入脉冲信号Sin11作为无效来处理。例如，在有时噪声取得与脉冲信号相同的形状时，产生这样的情况。
如上所述，计数信息判定单元18若从脉冲信号接收判定单元11提供计数信息，则通过与内部保持的计数信息比较，判定持有该计数信息的脉冲信号是有效还是无效，并向脉冲信号接收判定单元11返回该判定结果。计数信息判定单元18的判定方法后述，但在判定结果有效时，还执行内部保持的计数信息的加1处理。
另外，如上所述，计数信息判定单元18在内部保持脉冲信号的计数信息，若从脉冲信号生成单元13接受计数信息的请求消息，则将当前保持的计数信息更新成加1后的信息，并向脉冲信号生成单元13返回更新后的计数信息。
另外，计数信息判定单元18决定内部保持的计数值的最大值，利用从该最大值开始的加1处理返回到最小值。在这样的值的前后比较中，计数值不循环。例如，差分太大时，在小的值上加上最大值的值，再次进行比较处理。
第2实施方式的脉冲信号生成单元13中，若从通信定时计算单元12提供的相位信号变成特定值α(例如α＝0)，则脉冲信号生成单元13向计数信息判定单元18发送计数信息的请求消息，生成附加返回的计数信息的输出脉冲信号Sout11后输出。
下面，参照图7说明计数信息判定单元18的判定动作等、关系计数信息的动作的一实例。
在将反射脉冲信号输入该节点时，在该输入前已经输入具有附加在该反射脉冲信号上的计数信息的脉冲信号(图4(a)的情况)，或具有附加在反射脉冲信号上的计数信号的脉冲信号是该节点发送的信号，内部保持的计数信息已经采用该值(图4(b)的情况)。即，计数信息判定单元18利用自己保持的计数信息来判断输入脉冲信号是否是反射脉冲信号。
计数信息判定单元18若接受从脉冲信号接收判定单元11提取的计数信息(S11、S14)，则判定是否小于或等于该计数信息保持的计数值(S12、S15)。
如果提取的计数信息变为小于或等于保持计数值的值(例如，当计数信息判定单元18保持的计数值为「3」时，如果提取的计数信息也为「3」)，则这次的输入脉冲信号Sin11与已检测完的脉冲信号相同(换言之，是反射脉冲信号)，所以计数信息判定单元18将表示无效的判定结果返回给脉冲信号接收判定单元11(S13)。
另外，如果提取的计数信息是比保持计数值大的值(例如，当计数信息判定单元18保持的计数值为「3」时，如果提取的计数信息为「4」)，则判断为这次的输入脉冲信号Sin11是新的脉冲信号，并在将保持计数值更新成提取的计数信息之后(S16；保持的计数值为「3」时更新成「4」)，计数信息判定单元18将表示有效的判定结果返回给脉冲信号接收判定单元11(S17)。
另外，在上述中，示出如果提取的计数信息变为比保持计数值大的值，则其差不成为问题，将输入脉冲信号处理成有效的情况，但也可仅将提取的计数信息比保持计数值大1的情况处理成有效。但是，根据该节点和多个其他节点的配置关系、或过渡状态的阶段等，既便连续接收有效脉冲信号，也有可能逆转附加的计数信息的值。这时，如果仅将提取的计数信息比保持计数值大1的情况处理为有效，则可视存在逆转关系的全部有效的输入脉冲信号为无效，但如果将提取的计数信息比保持计数值大的情况处理为有效，则将一部分有效的输入脉冲信号原样处理为有效。
这样，从脉冲信号接收判定单元11输出接收脉冲信号，也重新估计来自通信定时计算单元12的相位信号。在恒定状态中决定的1个或多个有效的输入脉冲信号到来后，变成从该节点发送输出脉冲信号的定时。
若相位信号变成表示这样的定时的值，则从脉冲信号生成单元13提供计数信息的请求消息给计数信息判定单元18(S18)，这时，计数信息判定单元18将当前的保持计数信息加1(S19；保持的计数值为「4」时增大为「5」)，将该增大后的计数信息返回给脉冲信号生成单元13(S20)。这样，脉冲信号生成单元13发送附加该计数信息的输出脉冲信号(S21)。
根据第2实施方式，除与第1实施方式相同的效果外，还可取得下面的效果。
即，通过各节点保持附加在脉冲信号上的计数信息(换言之，根据少的信息保持量)，可判断接收的脉冲信号是否已检测完毕，可防止重复检测任意节点产生的相同的脉冲信号，可适当地实现通信定时控制。这里，无论各节点静止还是运动都可检测。另外，第2实施方式也可适用于全部节点固定配置的情况。
(C)第三实施方式下面，参照附图，以与第2实施方式的不同点为中心，来说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第3实施方式。
第2实施方式中，为了区别各脉冲信号而在脉冲信号中附加计数信息，但本第3实施方式中，适用如后述的、无规律性的ID信息来替代计数信息。虽然上述的计数信息也变成脉冲信号之一的ID信号，但在变化中有一定的规律性，不包含在本第3实施方式着意的没有规律性的ID信息的概念中。
在第3实施方式中，各节点随机生成ID信息，附加在脉冲信号上发送该ID信息，接收脉冲信号的节点通过提取ID信息，并与内部保持的ID信息核对，判定输入脉冲信号是否有效，在有效时，只规定时间保持该ID信息。另外，在第3实施方式中，在来自本节点的脉部信号的发送定时中，生成ID信息，附加在脉冲信号上发送，同时，只在规定时间保持生成的ID信息。
图8是表示第3实施方式的节点10B的功能的详细结构框图。对与第2实施方式的图6相同、对应部分，附以相同符号来表示。
第3实施方式的节点10B具有ID信息判定单元19及ID信息生成单元20，来替代第2实施方式的计数信息判定单元18，同时，脉冲信号接收判定单元11或脉冲信号发送单元13的功能也与第2实施方式稍不同。其他的构成要素与第2实施方式相同，省略其说明。
若与第2实施方式相比，则第3实施方式的脉冲信号接收判定单元11将从输入脉冲信息Sin11提取的信息变化为ID信息，但除此之外，与第2实施方式相同。
若与第2实施方式相比，则第3实施方式的脉冲信号生成单元13将附加在输出脉冲信号Sout11上的信息变化为ID信息，但除此之外，与第2实施方式相同。
ID信息判定单元19根据从脉冲信号接收判定单元11提供的ID信息，如后述那样地判定持有该ID信息的脉冲信号是有效还是无效，向脉冲信号接收判定单元11返回该结果。另外，ID信息判定单元19只规定时间保持从判定为有效的脉冲信号提取的ID信息，或从ID信息生成单元20提供、附加在本节点发送的脉冲信号上的ID信息。该保持时间可是预先在系统中决定的时间，另外，也可取决于来自通信定时计算单元12的相位信号的角速度或相位的值，并且，也可取决于存储该节点的ID信息等信息的存储器的容量或该时刻的剩余容量等。例如，通过循环地使用X个区域作为ID信息的存储区域，同时进行旧的ID信息的删掉和新的ID信息的设定。
ID信息判定单元19在从ID信息生成单元20提供的ID信息不包含保持的ID信息情况下，变为将ID信息的更新请求消息提供给ID信息生成单元20，生成ID信息。另外，在ID信息生成单元20统一生成在1次通信中使用的多个ID信息，ID信息判定单元19统一保持生成的多个ID信息的情况下，也可变为从输入脉冲信号提取的ID信息在与不供发送的、内部保持的ID信息相同时，将ID信息的更新请求消息提供给ID信息生成单元20，生成、保持新的ID信息。
ID信息生成单元20生成、保持附加在从本节点发送的输出脉冲信号Sout11上的ID信息。ID信息生成单元20例如内置随机生成器，并使生成的随机信息成为ID信息。ID信息生成单元20例如在从脉冲信号生成单元13接受ID信息请求消息时，将保持的ID信息提供给ID信息判定单元19和脉冲信号生成单元13。ID信息生成单元20在将ID信息提供给ID信息判定单元19之际等，在直接返回ID信息的更新请求消息时，生成新的ID信息，变为向脉冲信号生成单元13及ID信息判定单元19提供生成的ID信息。
另外，ID信息生成单元20也可在通信起动时统一生成多个ID信息，在每次接受ID信息的更新请求消息时，输出其中的一个。
下面，参照图9说明ID信息判定单元19或ID信息生成单元20的动作的一实例。
在从脉冲信号接收判定单元11提供从输入脉冲信号提取的ID信息(S13、S14)时，ID信息判定单元19判定该提取的ID信息是否与内部保持的ID信息一致。
如果提取的ID信息与保持的ID信息一致(在保持「xxx」作为ID信息时，提供「xxx」作为提取ID信息的情况)，则这次的脉冲信号是已输入完的信号，所以ID信息判定生成单元19将表示无效的判定结果返回给脉冲信号接收判定单元11(S33)。
另外，ID信息判定单元19在提取的ID信息与保持的ID信息不一致时(在保持「xxx」作为ID信息时，提供「yyy」作为提取ID信息的情况)，输入是新的脉冲信号，所以在内部追加保持该ID信息(S36)，并将表示有效的判定结果返回给脉冲信号接收判定单元11(S37)。
这样，从脉冲信号接收判定单元11输出接收脉冲信号，重新估价来自通信定时计算单元12的相位信号。若相位信号变成从该节点发送输出脉冲信号的定时，则从脉冲信号生成单元13将ID信息的请求消息提供给ID信息生成单元20(S38)，ID信息生成单元20向ID信息判定单元19和脉冲信号生成单元13提供过去生成保持的ID信息(S39)。ID信息判定单元19在确认提供的生成ID信息(「zzz」)与已保持的ID信息(「xxx」或「yyy」)不同的基础上进行追加保持(S40)。在图9中省略，但在生成ID信息与已保持的ID信息相同时，使ID信息生成单元20再生成。另外，在图9中省略，但若脉冲信号生成单元13提供ID信息，则将该ID信息附加在输出脉冲信号Sout11上发送。
ID信息判定单元19就保持的各ID信息而言，在保持时间结束时，取消该ID信息(S41)。
就适用ID信息来替代计数信息而言，也可通过第3实施方式取得与第2实施方式相同的效果。另外，由于限制保持ID信息的时间，所以从某节点发送的脉冲信号的ID信息只要与附近的节点不同则不必变更。
(D)第四实施方式下面，参照附图，以与第3实施方式的不同点为中心，来说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第4实施方式。
第4实施方式是鉴于在上述第3实施方式中，在如下述的情况下不能补偿适当的动作而作出。例如，如图10所示，节点A和节点B存在脉冲信号互相达不到的距离关系，但在存在与节点A和节点B都存在脉冲信号到达的距离关系的节点C的情况中，若节点A和节点B发送持有相同ID信息的脉冲信号，则节点C有可能使后到达的脉冲信号无效。
第4实施方式的特征在于例如在如图10所示的状态下，节点C发送消息，使节点A和节点B分别发觉到生成与没有接收脉冲信号关系的远处的节点相同的ID信息的脉冲信号。这种情况下，节点A、B一方或双方变更附加的ID信息，可防止传送长期由多个节点生成具有相同ID信息的脉冲信号的情况。
图11是表示第4实施方式的节点10C的功能的详细构成框图。对与第3实施方式的图8相同、对应的部分附以相同符号来表示。
第4实施方式的节点10C的构成要素与第3实施方式相同，但ID信息判定单元19的功能与第3实施方式的不同，其他构成要素的功能与第3实施方式的相同。下面，说明ID信息判定单元19与第3实施方式的判定单元的不同点。
第4实施方式的ID信息判定单元19在规定的条件下对附近的节点提供相同ID信息接收信号(例如，不包含目的地信息)，相反，由附近的节点提供相同ID信息接收信号。利用不同于输出脉冲信号或输出数据的频率或通信方式等来进行与其他节点的相同ID信息接收信号的通信。这里，相同ID信息接收信号是假想为多个附近的节点生成相同ID信息时输出的信号，附加该相同的ID信息。另外，每当输出相同ID信息接收信号时，确认是否保持与此相同的相同ID信息接收信号，在保持与此相同的相同ID信息接收信号时，不输出相同ID信息接收信号。
在ID信息判定单元19输出相同ID信息接收信号之后，只规定时间保持该信号。该保持时间也可是预先在系统中统一决定的时间，也可取决于来自通信定时计算单元12的相位信号的角速度或相位值来决定，另外，也可取决于各节点保持的存储器的容量等来决定。
ID信息判定单元19与第3实施方式的情况相同，只在规定时间内保持从输入脉冲信号Sin11提取的有效的ID信息、或ID信息生成单元20生成并附加在该节点发送的输出脉冲信号上的ID信息，但该规定时间分成前半部的有效时间和后半部的无效时间，这点与第3实施方式不同。所谓「有效时间」，是相对于从脉冲信号接收判定单元11提供与该保持的ID信息相同的ID信息、而将「无效」的结果返回给脉冲信号接收判定单元11的期间。所谓「无效时间」，是相对于从脉冲信号接收判定单元11提供与该保持的ID信息相同的ID信息、而将「有效」的结果返回给脉冲信号接收判定单元11，并输出「相同ID信息接收信号」的期间。
ID信息判定单元19在从附近的节点提供相同ID信息接收信号时，且附加在该信号上的ID信息和本节点要发送的输出脉冲信号的ID信息相等时，将ID信息的更新请求消息提供给ID信息生成单元20，从ID信息生成单元20接受新的ID信息，同时，也将该新的ID信息提供给脉冲信号生成单元13。另外，ID信息判定单元19在从附近的节点提供相同ID信息接收信号时，附加在该信号上的ID信息与本节点要发送的脉冲信号的ID信息不同时，只在规定时间内保持接收的相同ID信息接收信号。
下面参照图12说明ID信息判定单元19在第4实施方式中的特征动作。另外，既便是将从输入脉冲信号Sin11提取的ID信息保持在ID信息判定单元19中的情况，在该保持时间是「有效时间」时，也与上述的第3实施方式相同，所以，下面说明将从输入脉冲信号Sin11提取的ID信息保持在ID信息判定单元19中，且该保持时间是「无效时间」时的动作。
ID信息判定单元19在提供来自输入脉冲信号的提取ID信息(「xxx」)的情况中(S51)，如果该ID信息与无效时间保持的ID信息一致(S52)，则假想为附近的节点生成相同ID信息，将表示有效的判定结果返回给脉冲信号接收判定单元11(S53)。之后，判别是否将该ID信息附加在保持的相同ID信息接收信号上(S54)。
在不保持附加该ID信息的相同ID信息接收信号时，ID信息判定单元19在输出相同ID信息接收信号的同时(S55)，保持该相同ID信息接收信号(S56)。另外，在保持附加该ID信息的相同ID信息接收信号时，相同ID信息接收信号的输出、新的保持都不执行。
若输入附近的节点输出的相同ID信息接收信号(S57)，则ID信息判定单元19比较附加在该信号上的ID信息和本节点发送的或发送前的脉冲信号的ID信息(S58)。如果一致，则变为向ID信息生成单元20提供变更ID信息更新消息(S59)。相反，如果不同，则确认是否与保持的相同ID信息接收信号一致(S60)，如果未保持，则保持提供的相同ID信息接收信号(S61)。
另外，若保持时间超过规定时间，则使ID信息判定单元19消除保持的ID信息或相同ID信息接收信号(S62)。
根据第4实施方式，除第3实施方式的效果外，还发觉到接收其它节点生成的相同ID信息的节点对各节点生成持有相同ID信息的脉冲信号，所以，可防止以后各节点产生的脉冲信号的ID信息重复，可更高精度地执行无效脉冲信号的检测。
(E)第五实施方式下面，参照附图，以与第3实施方式的不同点为中心，来说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第5实施方式。
第3实施方式中，ID信息对应每个输出脉冲信号。本第5实施方式的特征在于在脉冲信号中附加各节点各自固有保持的节点ID信息。另外，由于将节点ID信息附加在脉冲信号上，所以不产生如上述第4实施方式意图解决的问题。
图13是表示第5实施方式的节点10D的功能的详细构成框图。对与第3实施方式的图8相同、对应的部分附以相同符号来表示。
第5实施方式的节点10D与第3实施方式相比，不同点在于设置ID信息管理单元21来替代ID信息生成单元20。
ID信息管理单元21保持本节点中固有的ID信息。节点固有的ID信息可以是如该节点的网址那样的信息，也可以是如制造序号那样的信息。
ID信息管理单元21在从脉冲信号生成单元13接受ID信息请求消息时，将保持的ID信息返回给脉冲信号生成单元13，同时，向ID信息判定单元19提供保持的ID信息。
ID信息管理单元21以外的构成要素的功能，除适用节点固有的信息作为ID信息之外，与第3实施方式相同，省略其说明。
根据第5实施方式，在取得与第3实施方式相同的效果的同时，并且，由于使用各节点固有的ID信息作为附加在脉冲信号上的ID信息，所以还取得参加通信定时控制的节点生成的脉冲信号的ID信息不能重复的效果(与第4实施方式大致相同的效果)。
(F)第六实施方式下面，参照附图，以与第3实施方式的不同点为中心，简单地说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第6实施方式。
第6实施方式的节点的内部结构可用第3实施方式的图8来表示。但是，ID信息判定单元19及ID信息生成单元20的功能与第3实施方式不同。
在第3实施方式中，通过在ID信息生成单元20中保持暂时生成的信息，对每个请求消息保持并输出该消息，从而各节点在自己发送的脉冲信号中附加的ID信息基本上未变更。
第6实施方式中，各节点发送的脉冲信号的ID信息是在每次发送时要变更的信息。下面，参照图14说明为了在每次发送时变更输出脉冲信号的ID信息，ID信息判定单元19及ID信息生成单元20的动作。
ID信息生成单元20若从脉冲信号生成单元13提供ID信息请求消息(S71)，则既便在该定时中，也生成保持ID信息(「abcde」)(S72)，同时，提供给ID信息判定单元19(S73)。ID信息判定单元19确认是否已经保持提供的ID信息(S74)。若已经保持提供的ID信息，则ID信息判定单元19向ID信息生成单元20提供ID信息更新消息(S75)。这样，ID信息生成单元20再次生成保持ID信息(「lmnop」)(S76)，同时，提供给ID信息判定单元19(S77)。这时，ID信息判定单元19也确认是否已经保持提供的ID信息。
ID信息判定单元19在未保持从ID信息生成单元20提供的ID信息时，保持该ID信息，同时(S79)，向ID信息生成单元20提供ID信息确定消息(S80)。ID信息生成单元20通过接受ID信息确定消息，向脉冲信号生成单元13提供保持的ID信息(S81)，脉冲信号生成单元13附加在输出脉冲信号中。
另外，若保持时间超过规定时间，则使保持在ID信息判定单元19中的ID信息被取消。
根据第6实施方式，除与第3实施方式相同的效果外，还由于在各节点每次发送脉冲信号时变更附加在该信号上的ID信息，所以在极力抑制附加在来自多个节点的脉冲信号上的ID信息相同的同时，既便变成相同，也是暂时的，不必采取特别的处理。
(F)第七实施方式下面，参照附图，以与第3实施方式的不同点为中心，简单地说明本发明的通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统的第7实施方式。
在妨碍通信定时控制的脉冲信号中，除障碍物等引起的反射脉冲信号外，还考虑基于攻击者的假脉冲信号。第7实施方式的特征在于在脉冲信号中附加认证信息，确认脉冲信号的有效性。
图15是表示第7实施方式的节点10E的功能的详细构成框图。对与第3实施方式的图8相同、对应部分附以相同符号来表示。
在第7实施方式的节点10E中，用于检测妨碍通信定时控制的脉冲信号的构成部分，由第3实施方式的ID信息判定单元19及ID信息生成单元20，替换成认证信息生成单元23及密钥管理单元24，通过该替换，脉冲信号接收判定单元11或脉冲信号生成单元13的功能也与第3实施方式的功能稍有不同。其他的构成要素与第3实施方式相同，所以省略其说明。
将认证信息等附加在向脉冲信号接收判定单元11的输入脉冲信号中。例如，脉冲信号形成表示识别为是脉冲信号的标题信息、随机数信息和对两者的认证信息的波形信号按时间系列排列的形状。另外，除此之外，在脉冲信号中附加指定用于生成认证信息的密钥的信息。
脉冲信号接收判定单元11向认证信息生成单元23提供除去认证信息的脉冲信号，将认证信息提供给认证信息检验单元22，从认证信息检验单元22回答该脉冲信号是否有效的检验结果。脉冲信号接收判定单元11在将指定生成认证信息的密钥的信息附加在脉冲信号上时，向认证信息生成单元23提供该信息。其他的方面与第3实施方式相同。
认证信息检验单元22检验附加在从脉冲信号接收判定单元11提供的脉冲信号上的认证信息、与从认证信息生成单元23提供的脉冲信号的认证信息是否相同，并向脉冲信号接收判定单元11提供该结果。认证信息检验单元22对脉冲信号接收判定单元11，在2个认证信息相同时提供「有效」的结果，在不相同时提供「无效」的结果。另外，认证信息检验单元22利用从认证信息生成单元23提供的「有效」、「无效」的消息，也将「有效」、「无效」的结果提供给脉冲信号接收判定单元11。
认证信息生成单元23根据从脉冲信号接收判定单元11提供的脉冲信号、和从密钥管理单元24提供的密钥，计算脉冲信号的认证信息，并向认证信息检验单元22提供该结果。另外，认证信息生成单元23根据从脉冲信号生成单元13提供的脉冲信号、和由密钥管理单元24提供的密钥，计算脉冲信号的认证信息，并向脉冲信号生成单元13提供该结果。另外，认证信息生成单元23根据由脉冲信号生成的信息和由认证信息生成的信息是否相同，向认证信息检验单元22提供「有效」、「无效」的消息。
认证信息生成单元23从脉冲信号接收判定单元11或脉冲信号生成单元13接受指定用于形成认证信息的密钥的信息，向密钥管理单元24提供该信息，有时也接受由密钥管理单元24指定的密钥。认证信息生成单元23也可根据指定密钥的信息，向认证信息检验单元22提供「无效」的消息。例如，在不持有指定的密钥时、或根据来自外部的、或内部的消息，判断为指定该密钥的脉冲信号是无效时，向认证信息检验单元22提供「无效」的消息。
这里，不限定认证信息和用于其计算的算法。但是，在生成脉冲信号的节点和认证脉冲信号的节点中必需使用相同认证信息、算法。认证信息例如可是使用保密散列(セキユアハツシユ)函数的信息，也可是组合共同密钥加密和保密散列函数的消息认证符，也可是组合公开密钥加密和保密散列函数的数字署名。
密钥管理单元24管理用于生成认证信息的密钥，将密钥提供给认证信息生成单元23。另外，在密钥管理单元24中管理的密钥的数量不限于1个。密钥管理单元24有时若从认证信息生成单元23提供指定密钥的信息，则也根据该信息提供密钥信息。密钥管理单元24管理的密钥信息可以是值得分配时隙的节点共同保持的1个以上的共同密钥，也可是仅在本节点和另外1个节点间保持的共同密钥，也可是本节点的公开密钥及加密密钥、和其他节点的公开密钥。指定密钥的信息也可是如可特定生成脉冲信号的节点那样的信息。
脉冲信号生成单元13若由通信定时计算单元12提供的相位信号变成特定的值，则生成脉冲信号，向认证信息生成单元23提供生成的脉冲信号。这里，脉冲信号生成单元13内置随机数生成器，并在生成的脉冲信号中包含随机数信息。另外，脉冲信号生成单元13向认证信息生成单元23提供指定用于生成认证信息的密钥的信息。
脉冲信号生成单元13从认证信息生成单元23接受生成的脉冲信号的认证信息，发送在脉冲信号中附加认证信息的信号作为输出脉冲信号。也在输出脉冲信号中附加指定用于生成认证信息的密钥的信息。
下面，参照图16说明涉及认证信息的第7实施方式的动作。另外，图16表示脉冲信号包含是脉冲信号等的标题信息、随机数信息、指定生成认证信息的密钥的信息和认证信息，认证信息根据基于指定的密钥信息的共同密钥加密方式和保密散列函数生成的情况的一实例。
若有输入脉冲信号Sin11到达，则脉冲信号接收判定单元11向认证信息生成单元23提供从输入脉冲信号中除去认证信息A之后的脉冲信号部分R(S91)，同时，向认证信息检验单元22提供输入脉冲信号的认证信息A(S92)。
这时，认证信息生成单元23向密钥管理单元24提供上述脉冲信号部分R中的密钥指定信息(S93)，从密钥管理单元24获取密钥KEY(S94)。认证信息生成单元23使用获取的密钥信息和函数F来计算认证信息A`(S95)。在图16的实例中，函数F通过组合共同密钥加密方式和保密散列函数而成，是保证消息完整性的HMA(Keded-Hashing for Message Authentication)(参考文献RFC2104)那样的函数。
认证信息生成单元23向认证信息检验单元22提供通过计算得到的认证信息A`(S96)，认证信息检验单元22检验包含在输入脉冲信号中的认证信息A和认证信息生成单元23生成的认证信息A`是否相等(S97)。然后，认证信息检验单元22向脉冲信号接收判定单元11提供表示若两认证信息A及A`相等则有效、若不相等则无效的消息(S98)。
脉冲信号生成单元13在变成输出脉冲信号的发送定时时，在生成随机数和密钥指定信息之后(S99)，向认证信息生成单元23提供在这些信息中附加是脉冲信号这样的标题信息的信息R`(S100)。
认证信息生成单元23将提供的信息R`中的密钥指定信息提供给密钥信息管理单元24(S101)，从密钥管理单元24获取密钥信息KEY`(S102)。认证信息生成单元23使用获取的密钥信息KEY`和函数F来计算认证信息A”(S103)，向脉冲信号生成单元13返回得到的认证信息A”(S104)。
脉冲信号生成单元13发送在信息R`中附加返回的认证信息A”的信号，作为输出脉冲信号Sout11。
根据第7实施方式，通过各节点与附近节点相互作用，可取得自律分散地决定时隙分配所带来的效果。
另外，根据第7实施方式，通过在脉冲信号中附加认证信息、在各节点间收发，可确定由任意节点产生的脉冲信号是否是为分配时隙而从有效的节点产生的信号。因此，可排除如攻击者为了妨碍而产生的假脉冲信号，可防止因无效的脉冲信号而妨碍通信定时控制。
(H)其他实施方式在上述第1-第6实施方式中，说明基于反射脉冲信号来排除通信定时控制混乱的方法，在第7实施方式中，说明了基于假脉冲信号来排除通信定时控制的妨碍的方法，但也可组合两者。
另外，在上述第1-第6实施方式中，表示了检测本节点是发送源的脉冲信号的反射脉冲信号、及其他节点是发送源的脉冲信号的反射脉冲信号双方，但也可仅检测其中之一那样地构成节点。
本发明相对于各节点与附近节点边收发脉冲信号，边相互作用，自律分散地决定通信定时，若无效的脉冲信号存在，则由于扰乱通信定时的确定，所以在排除无效的脉冲信号的方面具有特征，根据有效的脉冲信号、自律分散地确定通信定时的方法，不只限于上述实施方式的方法，可有各种变形例。例如，专利文献2003-328530号说明书及附图中记述的各种变形例。
本发明在取得控制通信定时信息(实施方式中的相位信号)方面具有特征，不管在通信中怎样利用该定时信息。例如，若是来自各节点的数据信号的发送频率不同的情况，则也可不设定时隙地进行通信，既便在该情况下，也可根据通信定时信息确定数据通信的开始时期。
本发明考虑适用无线通信线路时的问题而作出，但既便通信线路是有线通信线路，也可适用本发明。
权利要求
1.一种通信定时控制装置，分别设置在构成通信系统的多个节点中，其特征在于，具有状态变量信号通信单元，接收表示其他节点的动作状态或动作定时的状态变量信号，并间歇发送表示本节点的动作状态或动作定时的状态变量信号；定时确定单元，根据上述状态变量信号通信单元接收的、来自其他节点的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移，生成反映该转移的、来自本节点的状态变量信号后，将其提供给上述状态变量信号通信单元；和状态变量信号有效性判定单元，判定上述状态变量信号通信单元接收的状态变量信号是否有效，上述定时确定单元根据有效的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移。
2.根据权利要求1所述的通信定时控制装置，其特征在于上述状态变量信号有效性判定单元测量来自本节点的状态变量信号及从其他节点获取的状态变量信号中的任意2个状态变量信号的发生定时差，统计地整理、保持所测量的数据，并根据该统计数据，判定所获取的状态变量信号的有效性。
3.根据权利要求1所述的通信定时控制装置，其特征在于上述状态变量信号有效性判定单元包括从获取的状态变量信号中提取附加信息的附加信息提取部；在来自本节点的状态变量信号中附加附加信息的附加信息附加部；信息保持部，保持从所获取的状态变量信号中提取的、已确认有效性的附加信息及/或在来自本节点的状态变量信号中附加的附加信息本身、或对应于两者的信息；和附加信息确认部，确认从所获取的状态变量信号中提取的附加信息和保持在上述信息保持部中的信息的关系，其中依据该确认结果，判定所获取的状态变量信号的有效性。
4.根据权利要求3所述的通信定时控制装置，其特征在于上述状态变量信号有效性判定单元具备根据规定标准废弃保持在上述信息保持部中的信息的信息废弃部。
5.根据权利要求3或4所述的通信定时控制装置，其特征在于上述状态变量信号有效性判定单元具备通知信号收发部，与其他节点之间收发表示有效接收具有相同附加信息的状态变量信号的信号。
6.根据权利要求3-5之一所述的通信定时控制装置，其特征在于上述附加信息附加部生成随机数作为上述附加信息，并将其附加在来自本节点的状态变量信号中。
7.根据权利要求3-5之一所述的通信定时控制装置，其特征在于上述附加信息附加部将本节点中固有的识别信息作为上述附加信息，并将其附加在来自本节点的状态变量信号中。
8.根据权利要求3-5之一所述的通信定时控制装置，其特征在于上述附加信息附加部将通过对保持在上述信息保持部中的信息实施规定运算而得到的信息作为上述附加信息，并将其附加在来自本节点的状态变量信号中。
9.根据权利要求1所述的通信定时控制装置，其特征在于上述状态变量信号有效性判定单元包括从获取的状态变数信号中提取附加信息的信息提取部；对提取出的附加信息的全部或一部分实施规定运算的运算部；将提取出的附加信息的全部或一部分与运算结果进行比较的比较部；利用随机数来生成附加信息的附加信息生成部；和将附加信息附加在来自本节点的状态变量信号中的附加信息附加部，其中依据上述比较部的比较结果，判定所获取的状态变量信号的有效性。
10.一种节点，其特征在于具有如权利要求1-9之一所述的通信定时控制装置。
11.一种节点，其特征在于并用如权利要求2-8之一所述的通信定时控制装置和如权利要求9所述的通信定时控制装置。
12.一种通信系统，其特征在于分散配置多个如权利要求10或11所述的节点。
13.一种适用于构成通信系统的多个节点中的每一个节点的通信定时控制方法，其特征在于，包含状态变量信号通信步骤，接收表示其他节点的动作状态或动作定时的状态变量信号，并间歇发送表示本节点的动作状态或动作定时的状态变量信号；定时确定步骤，根据在上述状态变量信号通信步骤中接收的、来自其他节点的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移，生成反映该转移的、来自本节点的状态变量信号后，将其提供给上述状态变量信号通信步骤；和状态变量信号有效性判定步骤，判定在上述状态变量信号通信步骤中接收的状态变量信号是否有效，上述定时确定步骤仅根据有效的状态变量信号，使本节点的动作状态或动作定时转移。
全文摘要
本发明提供一种通信定时控制装置、通信定时控制方法、节点及通信系统。管理节点不对各节点指示通信定时，各节点高精度地取得通信定时来提高通信精度。在各个构成通信系统的多个节点中设置通信定时控制装置。通信定时控制装置具有在获取表示其他节点的动作状态或动作定时的状态变量信号的同时，发送本节点的状态变量信号的通信单元；根据获取的状态变量信号，转移生成来自本节点的状态变量信号的定时确定单元；和状态变量信号有效性判定单元，判定获取的状态变量信号是否有效，定时确定单元仅根据有效的状态变量信号，使本节点的状态变量信号转移。
文档编号H04L12/56GK1667995SQ20051005448
公开日2005年9月14日 申请日期2005年3月8日 优先权日2004年3月8日
发明者八百健嗣, 伊达正晃, 森田幸伯, 福永茂 申请人:冲电气工业株式会社