专利名称：无线通信系统、干扰防止方法
技术领域：
本发明提供适合于在多个设备与协调器(coordinator)之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰的无线通信系统、干扰防止方法。
背景技术：
无线LAN(Local Area Network :局域网)与有线LAN相比具有如下等优点削减用于缆线的空间，以笔记本型个人计算机(笔记本PC)等为代表的便携终端能够不损坏其便携性地连接到LAN。并且，无线LAN自身也已高速化且廉价，因此，对无线LAN的实用化越发加速°根据这种背景，正在由 IEEE( Institute ofElectrical and Electronics Engineering 电气和电子工程师协会)进行无线LAN的标准化。尤其在以无线LAN为代表的无线分组通信系统中，多个终端之间的无线资源竞争成为问题。为了避免该无线资源竞争，需要介质访问控制(MAC :Media Access Control)。作为该无线LAN中的MAC协议,提出了如下的CSMA (Carrier Sense Multiple Access :载波侦听多路访问)方式执行在终端发送分组前检测其它终端的载波的所谓载波侦听，在不能捕捉载波的情况下发送自身的分组。此外，还提出了相对于该CSMA方式进ー步附加避免分组冲突的构造的 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 载波侦听多路访问/冲突避免)方式。该CSMA/CA方式是如下的系统在开始通信，从通信对方的无线节点接收到ACK(Acknowledge :确认)信号的回送的情况下,视作通信成功,在没有接收到ACK信号的情况下，视作产生了与其它无线节点的通信冲突，重新设置补偿时间并重新发送分组数据。尤其是近年来，该CSMA/CA方式依照IEEE802. 15. 4标准的情况变多。IEEE802. 15. 4标准是利用868MHz、915MHz和2. 45GHz附近的频率的无线通信，特别用于Zigbee (注册■商标)等面向家电的近距离通信。Zigbee (注册■商标)使用由IEEE802. 15. 4标准规定的PHY层和MAC层，对其上级的网络层、应用层进行了标准化。该Zigbee(注册商标)灵活运用IEEE802. 15. 4标准的特征，能够实现超低功耗化、小型化、低成本化。由此，IEEE802. 15. 4标准不但用于传感器网络，而且除了本地网络、办公室网络以及与佩戴于人体的各种医疗用设备的通信网络以外，将来作为用于实现泛在网络社会的关键技术也备受关注。在利用IEEE802. 15. 4标准的无线通信中，如图8所示，一般在控制网络7的NC(Network-Coordinator :网络协调器)71与多个ED (End Device :终端设备)72之间进行无线通信。另外，作为该网络7的例子，可选择星型、树型、网格型等丰富多彩的网络形式。此外，在该利用IEEE802. 15. 4标准的无线通信中，采用使用了信标的所谓超帧结构。该超帧结构将信标间隔分割成全部的ED 72都可访问的CAP (ContentionAccessPeriod :竞争访问期间)、只有特定的ED 72可访问的CFP(Contention Free Period 无竞争期间)、以及全部的ED 72都禁止访问的Inactive期间。并且，CFP通过GTS(Guarantytime Slot :保证时隙)机理被七等分,能够分配给想优先进行通信的ED 72。作为以往的该利用IEEE802. 15. 4标准的无线分组通信系统，例如提出了专利文献1、2等。并且，作为将CSMA/CA方式中的分组冲突抑制到最小限度的技术，例如提出了专利文献3、4公开的技术。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开2005-102218号公报专利文献2日本特开2008-026310号公报专利文献3日本特开2004-242204号公报·专利文献4日本特开2006-197177号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，例如图9所示，有时共存有2个以上的网络7、7^。网络7由NC 71和多个ED 72构成，网络7'由NC 71'和ED 72'构成，分别经由不同的物理层进行无线通信。但是，在这样共存有2个以上的网络7、7'的情况下，有时会相互产生通信干扰。即，网络7中的NC 71与ED 72之间的通信有时会由于另ー网络7'中的在NC 71,与ED72'之间进行的通信而受到干扰。这是因为，在发挥作为各个网络7、7'中的中央控制单元的作用的NC 71、NC 71,之间没有进行任何交換，分别相互忽视存在而经由独立的物理层进行无线通信。因此，在这种具有相互不同的物理层的2个以上的网络7、7'共存的无线通信系统中，构思出能够防止通信干扰的干扰防止方法的必要性尤其在近年来日益增高。因此，本发明正是鉴于上述问题点而构思出的，其目的在于提供一种无线通信系统以及干扰防止方法，在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，且上述各无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信系统中，能够在上述无线通信网络之间防止通信干扰。用于解决课题的手段为了解决上述问题，本发明的无线通信系统中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在ー个以上的设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，每ー个或多个超帧发出I次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。为了解决上述问题，本发明的无线通信系统中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信，其特征在于，各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。为了解决上述问题，在本发明的干扰防止方法中，在ー个以上的设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，每ー个或多个超帧发出I次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。为了解决上述问题，在本发明的干扰防止方法中，在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在于，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描 期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。发明效果根据由上述结构构成的本发明，对共存通知信号进行了扫描的协调器能够识别在自身的附近存在另ー协调器，进而识别存在其无线通信网络。并且，取得了该共存通知信号的协调器能够进行用于在与该另ー无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
图I是示出应用了本发明的无线通信系统的结构例的图。图2是示出在应用了本发明的无线通信系统的通信中使用的超帧结构的图。图3是用于说明应用了本发明的干扰防止方法的图。图4是用于说明应用了本发明的干扰防止方法的另ー图。图5是示出实际的用于干扰防止的过程的流程图。图6是用于说明不采用超帧结构的系统中的干扰防止方法的图。图7是示出实际的用于干扰防止的过程的另一流程图。图8是示出以往的由NC和多个ED构成的无线通信系统的图。图9是用于说明现有技术的问题点的图。
具体实施例方式以下，參照附图详细说明本发明的实施方式。图I示出应用了本发明的无线通信系统I的结构例。该无线通信系统I由2个无线通信网络10a、10b构成。无线通信网络IOa具有多个设备2a、和控制整个网络的协调器3a。此外，无线通信网络IOb具有多个设备2b、和控制整个网络的协调器3b。在上述图I所示的无线通信系统I中，只是例示了由2个无线通信网络10a、10b构成的情況，但是不限于此，也可以由3个以上的无线通信网络10构成。
这些无线通信网络10例如是基于IEEE802. 15. 4g标准的PAN (Personal AreaNetwork :个人局域网)。另外，无线通信网络10不限于图I所示的星型，还可以应用树型或网格型等任何的网络形式。设备2例如由以笔记本型个人计算机(笔记本PC)或移动电话等为代表的各种便携信息終端等构成。设备2至少在WPAN中能够与协调器3之间进行无线分组通信，进而经由协调器3与其它设备2之间进行无线分组通信。协调器3同样可以与上述便携信息終端设为相同结构。该协调器3发挥作为中央控制单元的作用。并且，该协调器3取得从设备2发送来的信标，并且为了使设备2分别连接到WPAN，发挥使这些设备相互同步的作用。这2个无线通信网络10a、IOb分别经由独自的物理层在协调器3与设备2之间进行无线通信。这意味着，这2个无线通信网络10a、10b经由相互不同的物理层进行协调器 3与设备2之间的无线通信。例如图2所示，应用了本发明的无线通信系统I采用使用了信标21的所谓超帧结构。超帧在信标21后具有CAP (Contention Access Period :竞争访问期间)22和CFP(Contention Free Period :无竞争期间)23。2个信标21之间的时间与超巾贞的周期无关地被分成预定数量的时隙。另外，在该超帧结构中，将构成CFP 23的时隙数设为可变，将构成CAP 22的时隙数设为固定。CAP 22是全部的设备2都可访问的期间，CFP 23是只有特定的设备2可访问的期间。并且，在应用了本发明的无线通信系统中，协调器3依次发出用于通知自身的存在的共存通知信号(CB)27。该CB 27可以构成为所谓信标，也可以构成为由多个帧构成的通常的信号。例如作为物理层，CB 27可以基于以下等的物理层的各规范用数字信号对正弦波进行调制的作为频率转换式调制方式的FSK (Frequency ShiftKeying :频移键控)、作为正交频分复用方式的 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing :正交频分复用)和作为直接扩频方式的DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum :直接序列扩频)。另外，这些FSK、OFDM和DSSS只是一例，也可以使用其它的任何物理层的规范。表I示出该CB 27的物理层中的各參数的一例。表I
Γ1
数据率50kb/s
符号率50k符号/s
方式GFSK
带宽时间—0. 5
编码率I该CB 27以预定间隔或随机的间隔发出，但是需要每I个以上的超帧发出I次。此夕卜，期望每I个超帧至少发出I次CB 27。该CB 27可以属于CAP 22、CFP 23中的任意一个。并且，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前设置有扫描期间26。扫描期间26是用于对从其它无线通信网络10中的协调器3发出的CB 27进行扫描并将其取入的期间。该扫描期间26至少可以设为相邻的2个CB 27之间的期间以上的期间、或由超帧的长度以上的长度构成的期间。接着，对通过应用了本发明的无线通信系统I，在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络2a、2b之间防止通信干扰的干扰防止方法进行详细说明。首先，如图3所示，假定无线通信网络IOa中的协调器3a动作，在上述超帧结构下，与设备2之间进行无线通信。此外，协调器3a在动作期间每I个或多个超帧发出I次以上的CB 27。之后，假定接通具有与该无线通信网络IOa不同的物理层的另ー无线通信网络IOb的协调器3b的电源。结果，在协调器3b中，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前开始扫描期间26。 作为例子，如图3所示，该协调器3b中的扫描期间26由超帧长度以上的长度构成。因此，通过从协调器3a以每I个超帧I次的比例发出CB 27，协调器3b能够对该CB 27进行扫描并捕捉该CB 27。对该CB 27进行了扫描的协调器3b能够识别在自身的附近存在另ー协调器3a，进而识别存在其无线通信网络10a。协调器3b在取得了该CB 27的情况下，进行用于在与该另ー无线通信网络IOb之间防止通信干扰的控制。作为用于防止通信干扰的控制，协调器3b可以进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。并且，作为例子，如图4所示，协调器3b也同样每I个超帧发出I次以上的CB27。结果，在干渉区中新接通了又一协调器3c的电源的情况下，在该又ー协调器3c的扫描期间26中对该CB 27进行捕捉。并且，该协调器3c根据该捕捉到的CB 27执行用于在与另ー协调器3b之间防止通信干扰的各种控制。各协调器3根据以下的图5所示的流程图进行动作。首先，在步骤Sll中接通了协调器3的电源后，在步骤S12中在扫描期间26内进行扫描。结果，在步骤S13中，在能够从其它协调器3捕捉到CB的情况下转移到步骤S15，在不能捕捉到CB的情况下转移到步骤S14。在转移到步骤S14的情况下，意味着周围不存在其它协调器3。在上述情况下，以预定间隔或任意间隔发出自身的CB 27。与此同时可以在对超帧分配了区域后，与设备2之间进行通信。在转移到步骤S15的情况下，意味着周围存在其它协调器3。在上述情况下，确定是否用其它信道开始通信。在没有确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S16，与其它协调器之间进行同步并且与设备2开始通信，或者进行通信的中止。与此相对，在确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S17，用空的信道与其它设备2开始通信。由此，即使在具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络10共存的情况下，也能够通过在协调器3之间进行协商来防止相互产生通信干扰。另外，本发明不限于上述实施方式，例如图6所示，在不发送信标的无信标网络的不构成所谓超帧结构的协调器3中也同样能够防止通信干扰。首先，如图6所示，假定无线通信网络IOa中的协调器3a动作，与设备2a之间进行无线通信。此外，假定协调器3a在动作期间隔开间隔依次发出CB 27。之后，假定接通具有与该无线通信网络IOa不同的物理层的另ー无线通信网络IOb的协调器3b的电源。结果，在协调器3b中，开始电源刚刚接通之后的扫描期间26。该协调器3b中的扫描期间26由CB的发送间隔以上的长度构成。因此，通过从协调器3a以某个恒定的发送间隔发出CB 27，在协调器3b中能够对该CB 27进行扫描并捕捉该 CB 27。对该CB 27进行了扫描的协调器3b能够识别在自身的附近存在另ー协调器3a，进而识别存在其无线通信网络10a。协调器3b在取得了该CB 27的情况下，能够进行用于在与该另ー无线通信网络IOb之间防止通信干扰的控制。 上述无信标网络中的各协调器3根据以下的图7所示的流程图进行动作。首先，在步骤S21中接通了协调器3的电源后，在步骤S22中在扫描期间26内进行扫描。结果，在步骤S23中，在能够从其它协调器3捕捉到CB的情况下转移到步骤S25，在不能捕捉到CB的情况下转移到步骤S24。在转移到步骤S24的情况下，意味着周围不存在其它协调器3。在上述情况下，以预定间隔或任意间隔发出自身的CB 27。与此同时可以与设备2之间进行通信。在转移到步骤S25的情况下，意味着周围存在其它协调器3。在上述情况下，确定是否用其它信道开始通信。在没有确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S26，与其它协调器之间进行同步并且与设备2开始通信，或者进行通信的中止。与此相对，在确定用其它信道开始通信的情况下，转移到步骤S27，用空的信道与其它设备2开始通信。标号说明I :无线通信系统2 :设备3:协调器10 :无线通信网络21 :信标22 CAP23 CFP26 :扫描期间27 CB
权利要求
1.一种无线通信系统，在该无线通信系统中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在ー个以上的设备与协调器之间进行无线通信，其特征在干， 各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，每ー个或多个超帧发出I次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
2.根据权利要求I所述的无线通信系统，其特征在干， 上述协调器设置长度在上述超帧的长度以上的上述扫描期间。
3.一种无线通信系统，在该无线通信系统中具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络共存，各上述无线通信网络在多个设备与协调器之间进行无线通信，其特征在干， 各无线通信网络中的协调器在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
4.根据权利要求I 3中的任意一项所述的无线通信系统，其特征在干， 作为用于防止通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
5.根据权利要求I 4中的任意一项所述的无线通信系统，其特征在干， 根据FSK (频移键控)、OFDM (正交频分复用)和DSSS (直接序列扩频)的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
6.一种干扰防止方法，在ー个以上的设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在干， 利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，每ー个或多个超帧发出I次自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
7.根据权利要求6所述的干扰防止方法，其特征在干， 设置长度在上述超帧的长度以上的上述扫描期间。
8.一种干扰防止方法，在多个设备与协调器之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰，其特征在干， 利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间，并且，至少隔开间隔依次发出自身的共存通知信号，在上述扫描期间内取得了从其它无线通信网络中的协调器发出的上述共存通知信号的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络之间防止通信干扰的控制。
9.根据权利要求6 8中的任意一项所述的干扰防止方法，其特征在干， 作为用于防止上述通信干扰的控制，上述电源刚刚接通之后的协调器和其它无线通信网络中的协调器中的任意一方或双方进行同步、通信的中断或开始其它信道的通信。
10.根据权利要求6 9中的任意一项所述的干扰防止方法，其特征在干， 根据FSK (频移键控)、OFDM (正交频分复用)和DSSS (直接序列扩频)的物理层的各规范发出上述共存通知信号。
全文摘要
防止具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间的通信干扰。在多个设备(2)与协调器(3)之间进行无线通信的无线通信网络中的、具有相互不同的物理层的2个以上的无线通信网络之间防止通信干扰的干扰防止方法中，利用各无线通信网络中的协调器，在电源刚刚接通之后的最初的超帧前，设置用于在预定期间内对从其它无线通信网络中的协调器发出的共存通知信号进行扫描的扫描期间(26)，至少每1个超帧发出1次以上自身的CB(27)，在扫描期间(26)内取得了从其它无线通信网络中的协调器(3)发出的CB(27)的情况下，进行用于在与该其它无线通信网络(10)之间防止通信干扰的控制。
文档编号H04W74/08GK102668684SQ20108005920
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月15日 优先权日2009年12月25日
发明者儿岛史秀, 原田博司, 岑景贤, 蓝洲 申请人:独立行政法人情报通信研究机构