專利名稱：通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)，尤其是涉及避免由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通信沖突。
背景技術(shù)：
作為在空間中分散配置的多個(gè)節(jié)點(diǎn)可不沖突地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方式，具有TDMA方式、CSMA(CSMA/CA或CSMA/CD)方式等(參照非專利文獻(xiàn)1)。
CSMA方式是要發(fā)信的節(jié)點(diǎn)根據(jù)載波(頻率)的存在來確認(rèn)其他節(jié)點(diǎn)是否在通信中，在未執(zhí)行通信時(shí)發(fā)信的方式。CSMA方式時(shí)可同時(shí)通信的信道數(shù)少。
TDMA方式是對(duì)各節(jié)點(diǎn)分配不同的時(shí)隙，各節(jié)點(diǎn)利用分配給自己的時(shí)隙進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送的方式。TDMA方式與比CSMA方式相比，可同時(shí)通信的信道數(shù)易增多。在TDMA方式中，供通信的節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地變化時(shí)，某節(jié)點(diǎn)(管理節(jié)點(diǎn))動(dòng)態(tài)地分配對(duì)各節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙。
非專利文獻(xiàn)1松下溫、中川正雄編著「無線LAN結(jié)構(gòu)」、共立出版、1996年、p.47、53-59、69發(fā)明內(nèi)容但是，TDMA方式時(shí)，若進(jìn)行時(shí)隙分配的管理節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生故障，則通信系統(tǒng)整體停機(jī)。另外，對(duì)各節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地再分割時(shí)隙的處理是煩雜的，也不能迅速地對(duì)應(yīng)情況變化。并且，TDMA方式時(shí)還不能變更時(shí)隙本身的寬度。
因此，期望管理節(jié)點(diǎn)不對(duì)各節(jié)點(diǎn)指示通信定時(shí)，各節(jié)點(diǎn)就可執(zhí)行有效的通信的、靈活性高的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方式、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)。
為解決該問題，第1發(fā)明是一種分別設(shè)置在構(gòu)成通信系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的通信定時(shí)控制裝置，其特征在于，具備狀態(tài)變量信號(hào)通信單元，接收表示其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)，并間歇發(fā)送表示本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)；定時(shí)確定單元，根據(jù)上述狀態(tài)變量信號(hào)通信單元接收的、來自其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)及轉(zhuǎn)移基本速度信息，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移，生成反映該轉(zhuǎn)移的、來自本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)后，將其提供給上述狀態(tài)變量信號(hào)通信單元；和控制信號(hào)接收單元，接收來自外部的、用以規(guī)定轉(zhuǎn)移基本速度信息的控制信號(hào)。
第2發(fā)明的節(jié)點(diǎn)的特征在于具有第1發(fā)明的通信定時(shí)控制裝置。
第3發(fā)明的控制用節(jié)點(diǎn)的特征在于，具有控制信號(hào)形成發(fā)送單元，按照與第2發(fā)明的節(jié)點(diǎn)中的定時(shí)確定單元所利用的轉(zhuǎn)移基本速度信息相對(duì)應(yīng)的間隔發(fā)送控制信號(hào)。
第4發(fā)明的中繼用節(jié)點(diǎn)的特征在于，具有中繼單元，中繼發(fā)送第3發(fā)明的控制用節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的控制信號(hào)。
第5發(fā)明的通信系統(tǒng)的特征在于，具有多個(gè)第2發(fā)明的節(jié)點(diǎn)，并至少具有第3發(fā)明的控制用節(jié)點(diǎn)。
第6發(fā)明是一種在構(gòu)成通信系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中分別執(zhí)行的通信定時(shí)控制方法，其特征在于，包含狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟，接收表示其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)，并間歇發(fā)送表示本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)；定時(shí)確定步驟，根據(jù)在上述狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟中接收的、來自其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)及轉(zhuǎn)移基本速度信息，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移，生成反映該轉(zhuǎn)移的、來自本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)后，將其提供給上述狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟；和控制信號(hào)接收步驟，接收來自外部的、用以規(guī)定轉(zhuǎn)移基本速度信息的控制信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，可提供一種管理節(jié)點(diǎn)不對(duì)各節(jié)點(diǎn)指示通信定時(shí)，各節(jié)點(diǎn)就可執(zhí)行有效的通信的、靈活性高的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)。而且，由于對(duì)各節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一提供來自外部的、間斷的控制信號(hào)，所以可將與其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作定時(shí)等變?yōu)槿菀壮蔀橐?guī)定的穩(wěn)定狀態(tài)的定時(shí)。


圖1是表示第1實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))整體結(jié)構(gòu)的示意框圖。
圖2是表示第1實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖3是表示第1實(shí)施方式的通信系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間同步的說明圖(1)。
圖4是表示第1實(shí)施方式的通信系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間同步的說明圖(2)。
圖5是表示第1實(shí)施方式的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖6是表示第1實(shí)施方式的各節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作的順序圖。
圖7是表示第1實(shí)施方式的信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送定時(shí)的說明圖。
圖8是表示第2實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖9是表示第2實(shí)施方式的某范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)間相位信號(hào)的關(guān)系的說明圖。
圖10是表示第3實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖11是表示第4實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))的整體結(jié)構(gòu)的示意框圖。
圖12是表示第4實(shí)施方式的從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖13是表示第4實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的主要部分結(jié)構(gòu)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
(A)第一實(shí)施方式下面，參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)的第1實(shí)施方式。
第1實(shí)施方式是各節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)，另外，有效地檢測(cè)自己以外的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，由此與附近的節(jié)點(diǎn)相互作用配合，自律分散地確定時(shí)隙的分配的方式。另外，在各節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生脈沖信號(hào)時(shí)，使必需的固有角振動(dòng)數(shù)(頻率)參量在系統(tǒng)整體(全部節(jié)點(diǎn))中穩(wěn)定。
圖1是表示第1實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))的整體結(jié)構(gòu)的示意框圖。第1實(shí)施方式的通信系統(tǒng)分散配置供數(shù)據(jù)通信的多個(gè)節(jié)點(diǎn)A、和對(duì)全部節(jié)點(diǎn)A提供如后述的信標(biāo)信號(hào)的唯一的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B。
另外，任一節(jié)點(diǎn)A也可兼具信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的功能。另外，各節(jié)點(diǎn)A、B也可以是固定配置的節(jié)點(diǎn)，另外，也可以是可移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。
圖2是表示節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。節(jié)點(diǎn)A具有脈沖信號(hào)接收單元11、通信定時(shí)計(jì)算單元12、脈沖信號(hào)發(fā)送單元13、同步判定單元14、數(shù)據(jù)通信單元15、固有振動(dòng)數(shù)接收單元16及固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17。另外，作為通信定時(shí)控制裝置，構(gòu)成要素如下脈沖信號(hào)接收單元11、通信定時(shí)計(jì)算單元12、脈沖信號(hào)發(fā)送單元13、同步判定單元14、數(shù)據(jù)通信單元15、固有振動(dòng)數(shù)接收單元16及固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17。
脈沖信號(hào)接收單元11接收附近的節(jié)點(diǎn)A(例如，在其節(jié)點(diǎn)的發(fā)信電波到達(dá)的范圍內(nèi)存在的其他的節(jié)點(diǎn))發(fā)送的脈沖信號(hào)(不包含目的地信息)。這里，脈沖信號(hào)是作為定時(shí)信號(hào)被收發(fā)的信號(hào)，例如，是具有高斯分布形狀等脈沖形狀的信號(hào)。脈沖信號(hào)接收單元11將接收到的脈沖信號(hào)本身、波形成形接收到的脈沖信號(hào)后的信號(hào)、或根據(jù)接收到的脈沖信號(hào)再生成并更改的脈沖信號(hào)提供給通信定時(shí)計(jì)算單元12及同步判定單元14。
通信定時(shí)計(jì)算單元12根據(jù)脈沖信號(hào)接收單元11提供的信號(hào)，形成規(guī)定在該節(jié)點(diǎn)中的通信定時(shí)的相位信號(hào)后輸出。這里，設(shè)該節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)i，設(shè)其相位信號(hào)在時(shí)刻t中的相位值為θi(t)，通信定時(shí)計(jì)算單元12使如(1)式所示的單位變化量的相位信號(hào)θi(t)變化。另外，(1)式是使非線性振動(dòng)模塊化的公式，但也可適用其他使非線性振動(dòng)模塊化的公式。另外，相位信號(hào)θi(t)可視為該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)。
數(shù)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)節(jié)點(diǎn)i的相位信號(hào)ω固有角振動(dòng)數(shù)參量Pk(t)從附近節(jié)點(diǎn)接收的接收脈沖信號(hào)R(θ1(t)，σ(t))相位響應(yīng)函數(shù)φ(t)隨機(jī)噪聲函數(shù)(1)式表示對(duì)應(yīng)從脈沖信號(hào)接收單元11提供的信號(hào)，使本節(jié)點(diǎn)i的相位信號(hào)θi(t)的非線性振動(dòng)的節(jié)奏變化的規(guī)則。在(1)式中，右邊第1項(xiàng)ω(固有角振動(dòng)數(shù)參量)表示各節(jié)點(diǎn)具備的基本的變化節(jié)奏(對(duì)應(yīng)「使自己的動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移的基本速度」)，右邊第2項(xiàng)表示非線性變化量。這里，ω的值在系統(tǒng)整體中統(tǒng)一成相同值。函數(shù)Pk(t)表示根據(jù)從附近節(jié)點(diǎn)k(k為1至N)接收的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)接收單元11輸出的信號(hào)，函數(shù)R(θi(t)，σ(t))是表現(xiàn)對(duì)應(yīng)于從其他節(jié)點(diǎn)接收脈沖信號(hào)來使自己的基本節(jié)奏變化的響應(yīng)特性的相位響應(yīng)函數(shù)，例如，根據(jù)(2)式。(2)式表示以使隨機(jī)噪聲重疊在時(shí)刻t的相位信號(hào)θi(t)的反相上的相位值的正弦波來確定相位響應(yīng)函數(shù)。
附近的節(jié)點(diǎn)A彼此實(shí)現(xiàn)構(gòu)成反相(振動(dòng)的相位是反轉(zhuǎn)相位)的非線性特性，并使用該特性執(zhí)行沖突避免。即，在各節(jié)點(diǎn)的相位信號(hào)的值為相同值的定時(shí)時(shí)，形成適當(dāng)?shù)臅r(shí)間關(guān)系(時(shí)間差)，以使附近的節(jié)點(diǎn)A間的脈沖信號(hào)的發(fā)送定時(shí)等不沖突。
在式(2)中，表現(xiàn)函數(shù)σ(t)的常數(shù)項(xiàng)π[rad]執(zhí)行附近的節(jié)點(diǎn)A彼此變?yōu)榉聪嗟姆蔷€性特性的作用，隨機(jī)噪聲函數(shù)φ(t)執(zhí)行向該非線性特性提供隨機(jī)的變動(dòng)性的作用(函數(shù)φ(t)例如依照平均值為0的高斯分布)。這里，向上述非線性特性提供隨機(jī)的變動(dòng)性是為了應(yīng)付系統(tǒng)未達(dá)到目的的穩(wěn)定狀態(tài)(最佳解)、陷于其他穩(wěn)定狀態(tài)(局部解)的現(xiàn)象。
另外，在(2)式中，表示用sin函數(shù)作為相位響應(yīng)函數(shù)R(θi(t)，σ(t))最簡單的實(shí)例的方式，但也可用其他函數(shù)作為相位響應(yīng)函數(shù)。另外，也可用π以外的常數(shù)λ(0＜λ＜2π)替代函數(shù)σ(t)的常數(shù)項(xiàng)π，這時(shí)，在附近的節(jié)點(diǎn)A彼此不是反相、而是成為不同的相位。
用圖3及圖4詳細(xì)說明通信定時(shí)計(jì)算單元12上述功能的細(xì)節(jié)。另外，圖3及圖4表示的狀態(tài)變化也關(guān)系脈沖信號(hào)發(fā)送單元13的功能。
圖3及圖4表示在著眼于某1個(gè)節(jié)點(diǎn)A時(shí)，著眼節(jié)點(diǎn)(本節(jié)點(diǎn))與附近節(jié)點(diǎn)A(其他節(jié)點(diǎn))之間形成的關(guān)系，即，各非線性振動(dòng)節(jié)奏間的相位關(guān)系按時(shí)間變化的情況。
圖3是對(duì)著眼節(jié)點(diǎn)i存在1個(gè)附近節(jié)點(diǎn)j的情況。在圖3中，圓上旋轉(zhuǎn)的2個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)表示對(duì)應(yīng)著眼節(jié)點(diǎn)和附近節(jié)點(diǎn)的非線性振動(dòng)節(jié)奏，質(zhì)點(diǎn)圓上的角度表示該時(shí)刻中相位信號(hào)的值。向縱軸或橫軸上投影質(zhì)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于非線性振動(dòng)節(jié)奏。通過基于(1)式及(2)的動(dòng)作，2個(gè)質(zhì)點(diǎn)互相成為反相，假設(shè)如圖3(a)所示，既便在初始狀態(tài)下2個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相位接近，時(shí)間經(jīng)過的同時(shí)，經(jīng)圖3(b)所示的狀態(tài)(過渡狀態(tài))，變化成如圖3(c)所示的2個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相位差大致是π的恒定狀態(tài)。
2個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別將固有角振動(dòng)數(shù)參量ω作為基本的角速度(與使自己的動(dòng)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移的基本速度相當(dāng))來旋轉(zhuǎn)。這里，若在節(jié)點(diǎn)A間產(chǎn)生基于脈沖信號(hào)的收發(fā)的相互作用，則這些質(zhì)點(diǎn)分別使角速度變化(緩急)，結(jié)果，達(dá)到維持適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系的恒定狀態(tài)。該動(dòng)作可視為通過2個(gè)質(zhì)點(diǎn)邊旋轉(zhuǎn)邊互相排斥，形成穩(wěn)定的相位關(guān)系。如后述，在恒定狀態(tài)中，各節(jié)點(diǎn)在規(guī)定相位α(例如α＝0)時(shí)發(fā)送脈沖信號(hào)的情況下，各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的發(fā)送定時(shí)形成適當(dāng)?shù)臅r(shí)間關(guān)系。
另外，圖4表示對(duì)著眼節(jié)點(diǎn)i存在2個(gè)附近節(jié)點(diǎn)j1、j2的情況。既便存在2個(gè)附近節(jié)點(diǎn)時(shí)，也與上述相同，通過各質(zhì)點(diǎn)邊旋轉(zhuǎn)邊互相排斥，形成穩(wěn)定的相位關(guān)系(涉及時(shí)間關(guān)系的穩(wěn)定性)。附近節(jié)點(diǎn)數(shù)在3個(gè)以上時(shí)也相同。
上述穩(wěn)定的相位關(guān)系(恒定狀態(tài))的形成對(duì)附近節(jié)點(diǎn)數(shù)的變化，具有非常適應(yīng)(靈活)的性質(zhì)。例如，現(xiàn)在，在對(duì)著眼節(jié)點(diǎn)存在1個(gè)附近節(jié)點(diǎn)，并形成穩(wěn)定的相位關(guān)系(恒定狀態(tài))時(shí)，追加1個(gè)附近節(jié)點(diǎn)。雖然恒定狀態(tài)暫時(shí)崩潰，但經(jīng)過渡狀態(tài)之后，再形成附近節(jié)點(diǎn)為2個(gè)情況下的新的恒定狀態(tài)。另外，在刪除附近節(jié)點(diǎn)時(shí)或因故障等不工作時(shí)，也同樣地進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?dòng)作。
通信定時(shí)計(jì)算單元12將得到的相位信號(hào)θi(t)輸出到脈沖信號(hào)發(fā)送單元13、同步判定單元14及數(shù)據(jù)通信單元15。
脈沖信號(hào)發(fā)送單元13根據(jù)相位信號(hào)θi(t)，發(fā)送輸出脈沖信號(hào)。即，若相位信號(hào)θi(t)變成規(guī)定的相位α(0≤α＜2π)，則發(fā)送輸出脈沖信號(hào)。這里，最好是規(guī)定的相位α預(yù)先在系統(tǒng)整體中統(tǒng)一。下面說明在系統(tǒng)整體中統(tǒng)一成α＝0。以圖3為例，在節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j中，在恒定狀態(tài)下相位信號(hào)θi(t)及θj(t)互相只偏差π，所以既便在系統(tǒng)整體中統(tǒng)一成α＝0，來自節(jié)點(diǎn)i的脈沖信號(hào)的發(fā)送定時(shí)與來自節(jié)點(diǎn)j的脈沖信號(hào)的發(fā)送定時(shí)也只偏差π。
同步判定單元14判定在本節(jié)點(diǎn)和1個(gè)或多個(gè)附近節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行的輸出脈沖信號(hào)的發(fā)送定時(shí)的互相調(diào)整是否在「過渡狀態(tài)」(參照?qǐng)D3(b)、圖4(b))或「恒定狀態(tài)」(參照?qǐng)D3(c)、圖4(c))之一的狀態(tài)。同步判定單元14觀測(cè)脈沖信號(hào)的接收定時(shí)(對(duì)應(yīng)其他節(jié)點(diǎn)的輸出脈沖信號(hào))及脈沖信號(hào)從本節(jié)點(diǎn)的發(fā)送定時(shí)，在收發(fā)脈沖信號(hào)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送定時(shí)間的時(shí)間差在時(shí)間上穩(wěn)定時(shí)，判定為「恒定狀態(tài)」。對(duì)同步判定單元14輸入相位信號(hào)θi(t)，作為用于捕捉來自本節(jié)點(diǎn)脈沖信號(hào)的發(fā)送定時(shí)的信號(hào)。
同步判定單元14例如執(zhí)行如下面(a)-(d)的處理來進(jìn)行同步判定。
(a)經(jīng)過相位信號(hào)θi(t)的1個(gè)周期，觀測(cè)自脈沖信號(hào)接收單元11的信號(hào)輸出定時(shí)的相位信號(hào)θi(t)的值β。進(jìn)行上述觀測(cè)的結(jié)果，使得到的相位信號(hào)θi(t)的值β分別為β1，β2，...，βN(0＜β1＜β2＜...＜βN＜2π)。
(b)根據(jù)觀測(cè)的相位信號(hào)θi(t)的值β，算出鄰近值間的差(相位差)Δ1＝β1，Δ2＝β2-β1，...，ΔN＝βN-β(N-1)。
(c)在相位信號(hào)θi(t)的周期單位進(jìn)行上述(a)及(b)的處理，算出相前后周期中的相位差Δ的變化量(差分)γ1＝Δ1(τ+1)-Δ1(τ)，γ2＝Δ2(τ+1)-Δ2(τ)，...，γN＝ΔN(τ+1)-ΔN(τ)。這里，τ表示相位信號(hào)θi(t)的某個(gè)周期，τ+1表示相位信號(hào)θi(t)的下一周期。
(d)在任一上述變化量γ都比微小參量(閾值)ε小時(shí)，即，在γ1＜ε，γ2＜ε，...，γN＜ε時(shí)，判定為「恒定狀態(tài)」。
另外，也可將經(jīng)過M周期、滿足γ1＜ε，γ2＜ε，...，γN＜ε的條件的情況判定為恒定狀態(tài)。越增大M的值，則越能在穩(wěn)定性更高的狀態(tài)中判定為「恒定狀態(tài)」。另外，也可根據(jù)一部分接收脈沖信號(hào)，進(jìn)行「恒定狀態(tài)」的判定。
同步判定單元14，在相位信號(hào)θi(t)的每個(gè)周期，將表示判定結(jié)果的同步判定信號(hào)和脈沖信號(hào)的接收定時(shí)的相位信號(hào)θi(t)的值β的最小值β1，作為間隙信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)通信單元15。
數(shù)據(jù)通信單元15在接收來自其他節(jié)點(diǎn)A的數(shù)據(jù)的同時(shí)，發(fā)送自己為發(fā)送端的數(shù)據(jù)或自己中繼的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信單元15在同步判定信號(hào)表示「恒定狀態(tài)」時(shí)，在后述的時(shí)隙(不是系統(tǒng)等分配的固定的時(shí)間區(qū)間，但使用「時(shí)隙」的用語)中進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，同步判定信號(hào)表示「過渡狀態(tài)」時(shí)停止發(fā)送動(dòng)作。
時(shí)隙是相位信號(hào)θi(t)是δ1≤θi(t)≤β1-δ2的期間。時(shí)隙的開始點(diǎn)(使此時(shí)相位信號(hào)的值為δ1，是脈沖信號(hào)的發(fā)送結(jié)束了的定時(shí)，時(shí)隙的結(jié)束點(diǎn)(設(shè)此時(shí)相位信號(hào)的值為β1-δ2)為比相位信號(hào)的每個(gè)周期最先的接收脈沖信號(hào)的定時(shí)稍向前偏置δ2的定時(shí)。δ1或δ2是在該節(jié)點(diǎn)10附近的無線空間，為補(bǔ)償脈沖信號(hào)(發(fā)送端包含本節(jié)點(diǎn)的情況、其他節(jié)點(diǎn)的情況兩者)和數(shù)據(jù)信號(hào)(發(fā)送端包含本節(jié)點(diǎn)的情況、其他節(jié)點(diǎn)的情況兩者)未同時(shí)存在、對(duì)應(yīng)極短時(shí)間的相位寬度。
例如，在如圖3(c)所示的「恒定狀態(tài)」時(shí)，節(jié)點(diǎn)i從相位θi為0起開始發(fā)送脈沖信號(hào)，在相位θi變成δ1之前，結(jié)束脈沖信號(hào)的發(fā)送，從相位θi為δ1起開始發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)，若相位θi變成β1-δ2(其中，β1π)，結(jié)束數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送，之后，在相位θi再次變成0之前，停止脈沖信號(hào)的發(fā)送、數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送。另外，節(jié)點(diǎn)j也根據(jù)相位θj執(zhí)行相同的動(dòng)作，但由于相位θi和相位θj僅大致偏差π，所以發(fā)送動(dòng)作不互相競爭。節(jié)點(diǎn)數(shù)3以上時(shí)也同樣地動(dòng)作，發(fā)送動(dòng)作不互相競爭。
如上所述，固有角振動(dòng)數(shù)參量ω在通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))整體中統(tǒng)一成相同的值。若統(tǒng)一了固有角振動(dòng)數(shù)ω，則與在各節(jié)點(diǎn)中不規(guī)則地分散的情況相比，更容易進(jìn)入恒定狀態(tài)，相反，若不統(tǒng)一固有角振動(dòng)數(shù)ω，則發(fā)送異常的脈沖信號(hào)的節(jié)點(diǎn)也多，難以進(jìn)入恒定狀態(tài)。
第1實(shí)施方式為實(shí)現(xiàn)固有角振動(dòng)數(shù)ω在通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))中的統(tǒng)一，在設(shè)置信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的同時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A內(nèi)設(shè)置固有振動(dòng)數(shù)接收單元16及固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17。
在說明節(jié)點(diǎn)A中的固有振動(dòng)數(shù)接收單元16及固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17的功能之前，說明信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖5是表示信標(biāo)B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能框圖。信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B具有定時(shí)生成單元21及信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22。
定時(shí)生成單元21具有定時(shí)信號(hào)的輸出功能，在固有振動(dòng)數(shù)(固有角振動(dòng)數(shù))ω的每個(gè)周期T中，將定時(shí)信號(hào)輸入提供給信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22。周期T例如可通過計(jì)數(shù)高速時(shí)鐘來把握。另外，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B具備固有振動(dòng)數(shù)(固有角振動(dòng)數(shù))ω的可變?cè)O(shè)定元件。定時(shí)生成單元21也可輸出基于該可變?cè)O(shè)定元件的設(shè)定的固有振動(dòng)數(shù)ω所對(duì)應(yīng)的定時(shí)信號(hào)。
信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22在每次從定時(shí)生成單元21輸入定時(shí)信號(hào)時(shí)，向外部發(fā)送信標(biāo)信號(hào)(無線標(biāo)識(shí)信號(hào))。
通過各節(jié)點(diǎn)A接收信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)。
固有振動(dòng)數(shù)接收單元16接收信標(biāo)信號(hào)，得到固有振動(dòng)數(shù)(固有角振動(dòng)數(shù))ω，存儲(chǔ)在固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17中。固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17存儲(chǔ)由固有振動(dòng)數(shù)接收單元16提供的固有振動(dòng)數(shù)ω的值，由通信定時(shí)計(jì)算單元12適當(dāng)參照存儲(chǔ)的固有振動(dòng)數(shù)ω的值。
另外，在固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17存儲(chǔ)的固有振動(dòng)數(shù)ω不是固定值，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的定時(shí)生成單元21變更定時(shí)信號(hào)的生成周期T時(shí)，信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送周期也變化，由此，由節(jié)點(diǎn)A的固有振動(dòng)數(shù)接收單元16輸出的固有振動(dòng)數(shù)也變化，結(jié)果，固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17存儲(chǔ)的固有振動(dòng)數(shù)也變化。
圖6是表示通信定時(shí)控制流程的順序圖。另外，圖6中表示的信號(hào)只是控制信號(hào)，未記述數(shù)據(jù)信號(hào)的收發(fā)。圖6中的「○」表示基本角速度或相位信號(hào)的變更定時(shí)。
如圖7所示，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的定時(shí)生成單元21在時(shí)間間隔T的每個(gè)信標(biāo)信號(hào)發(fā)送定時(shí)X(t)，將信標(biāo)發(fā)送要求提供給信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22。這樣，由信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信標(biāo)信號(hào)，各節(jié)點(diǎn)A-1、A-2、...通過固有振動(dòng)數(shù)接收單元16接收信標(biāo)信號(hào)(S1)。
固有振動(dòng)數(shù)接收單元16根據(jù)這次接收的信標(biāo)信號(hào)及前次接收的信標(biāo)信號(hào)的接收定時(shí)，修正變更固有振動(dòng)數(shù)ω，存儲(chǔ)在固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17(S2)。各節(jié)點(diǎn)A-1、A-2、...分別使用例如信標(biāo)信號(hào)接收時(shí)間間隔T(連續(xù)的信標(biāo)信號(hào)接收時(shí)刻X(t-1)及X(t)的時(shí)間差)，根據(jù)(3)式計(jì)算變更固有振動(dòng)數(shù)ω。
2π/T＝2π/(X(t)-X(t-1))＝ω (3)各節(jié)點(diǎn)A-1、A-2、...分別使用存儲(chǔ)在固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17中的固有振動(dòng)數(shù)ω，邊通過通信定時(shí)計(jì)算單元12生成相位信號(hào)，邊變更相位響應(yīng)函數(shù)。
根據(jù)上述第1實(shí)施方式，可取得下面的效果。
在現(xiàn)有TDMA方式中，管理節(jié)點(diǎn)一維進(jìn)行時(shí)隙的分配，但在第1實(shí)施方式中，不存在管理節(jié)點(diǎn)，通過各節(jié)點(diǎn)與附近的節(jié)點(diǎn)相互作用，可自律分散地確定時(shí)隙的分配。即，各個(gè)節(jié)點(diǎn)自律地相互調(diào)整時(shí)隙的分配。因此，在第1實(shí)施方式中，可防止因管理節(jié)點(diǎn)的故障，在其管理下的全部節(jié)點(diǎn)不能通信的問題。
另外，在第1實(shí)施方式中，在系統(tǒng)的一部分產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)的追加或刪掉、或故障或移動(dòng)等變化時(shí)，與其變化關(guān)連的節(jié)點(diǎn)組可自律且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行時(shí)隙的再分配，另外，不與其變化關(guān)連的節(jié)點(diǎn)組可不變更時(shí)隙，仍繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
并且，由于上述時(shí)隙自律的相互調(diào)整在附近的節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行，所以在超過發(fā)信電波的到達(dá)距離、互相不產(chǎn)生影響的節(jié)點(diǎn)間，可同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，即，在第1實(shí)施方式中，在系統(tǒng)的各處時(shí)間上重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，但在具有產(chǎn)生電波干擾的可能性的任意的附近節(jié)點(diǎn)之間，通過自律地相互調(diào)整時(shí)隙的分配，實(shí)現(xiàn)避免發(fā)送數(shù)據(jù)沖突的動(dòng)作。
并且，在第1實(shí)施方式中，例如還可取得僅發(fā)生通訊(traffic)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行脈沖信號(hào)發(fā)送的動(dòng)作方式。這時(shí)，既便產(chǎn)生通訊的節(jié)點(diǎn)與時(shí)間同時(shí)變化，每次也可有效地再分配時(shí)隙，可實(shí)施基于產(chǎn)生通訊的節(jié)點(diǎn)組的效率的數(shù)據(jù)通信。
另外，根據(jù)第1實(shí)施方式，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置以固定時(shí)間間隔T發(fā)送信標(biāo)信號(hào)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B，各節(jié)點(diǎn)A接收信標(biāo)信號(hào)，使信標(biāo)周期和固有角振動(dòng)數(shù)一致，所以在各節(jié)點(diǎn)間統(tǒng)一固有振動(dòng)數(shù)ω，若在各節(jié)點(diǎn)間未統(tǒng)一固有振動(dòng)數(shù)ω，則難以保持恒定狀態(tài)，但可通過統(tǒng)一來改善。
并且，由于各節(jié)點(diǎn)A用從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B接收的固定時(shí)間間隔T的信標(biāo)信號(hào)來確定固有振動(dòng)數(shù)ω，所以不必在各節(jié)點(diǎn)A中預(yù)先設(shè)定固有振動(dòng)數(shù)ω，另外，在想利用網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等變更固有振動(dòng)數(shù)ω的值時(shí)，可只變更信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B，不必變更全部節(jié)點(diǎn)。
(B)第2實(shí)施方式下面，根據(jù)

基于本發(fā)明的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)的第2實(shí)施方式。
第2實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))也具有一般的節(jié)點(diǎn)A和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B與第1實(shí)施方式相同，根據(jù)第1實(shí)施方式變更節(jié)點(diǎn)A。
圖8是表示第2實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。對(duì)與第1實(shí)施方式的圖2相同、對(duì)應(yīng)的部分附以相同符號(hào)來表示。
該第2實(shí)施方式若與第1實(shí)施方式相比，則省略存儲(chǔ)重新計(jì)算的固有振動(dòng)數(shù)的固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元17，另外，變更固有振動(dòng)數(shù)接收單元16及通信定時(shí)計(jì)算單元12的功能。
第2實(shí)施方式中，若固有振動(dòng)數(shù)接收單元16接收信標(biāo)信號(hào)，則將信標(biāo)信號(hào)原樣提供給通信定時(shí)計(jì)算單元12。
通信定時(shí)計(jì)算單元12將由固有振動(dòng)數(shù)接收單元16提供的信標(biāo)信號(hào)視為接收的脈沖信號(hào)，進(jìn)行規(guī)定的計(jì)算(上述的(1)式及(2)式)。
圖9表示在包含信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的某范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的相位信號(hào)的關(guān)系。另外，在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B中，由于不存在通信定時(shí)計(jì)算單元12，所以沒有相位信號(hào)，但圖9表示使信標(biāo)信號(hào)的輸出開始定時(shí)為相位0，根據(jù)固有振動(dòng)數(shù)ω進(jìn)行相位變化。
如圖9所示，在范圍內(nèi)沒有供數(shù)據(jù)通信的節(jié)點(diǎn)A時(shí)，僅相位變化信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B。
若在該范圍內(nèi)增加節(jié)點(diǎn)A-1作為供數(shù)據(jù)通信的節(jié)點(diǎn)，則來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的信標(biāo)信號(hào)(處理為脈沖信號(hào))對(duì)節(jié)點(diǎn)A-1造成影響，相互的相位關(guān)系變化。如上所述，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的相位根據(jù)固有振動(dòng)數(shù)ω穩(wěn)定地變化，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B以固定時(shí)間間隔發(fā)送信標(biāo)信號(hào)。另外，節(jié)點(diǎn)A-1根據(jù)上述的(1)式及(2)式，使相位信號(hào)的相位變化，所以若作用成與信標(biāo)信號(hào)的到來定時(shí)為反相位(相位差為π)，變成相位關(guān)系穩(wěn)定的穩(wěn)定狀態(tài)(恒定狀態(tài))，則其相位關(guān)系如圖9所示，以由固有振動(dòng)數(shù)ω確定的固定時(shí)間間隔T發(fā)送脈沖信號(hào)。
并且，根據(jù)該狀態(tài)，若增加節(jié)點(diǎn)A-2作為供數(shù)據(jù)通信的節(jié)點(diǎn)，則信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)A-1、節(jié)點(diǎn)A-2的輸出信號(hào)(信標(biāo)信號(hào)、脈沖信號(hào))相互影響，節(jié)點(diǎn)A-1及節(jié)點(diǎn)A-2的相位信號(hào)的相位根據(jù)上述的(1)式及(2)式變化。而且，若相位關(guān)系變成穩(wěn)定狀態(tài)，則如圖9(c)所示，以由固有振動(dòng)數(shù)ω確定的固定時(shí)間間隔T，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B發(fā)送信標(biāo)信號(hào)，節(jié)點(diǎn)A-1及節(jié)點(diǎn)A-2分別發(fā)送脈沖信號(hào)。
如上所述，既便將信標(biāo)信號(hào)與脈沖信號(hào)同樣處理，每次追加或移動(dòng)、刪掉節(jié)點(diǎn)A，相位關(guān)系變化，在穩(wěn)定狀態(tài)中，各節(jié)點(diǎn)A分別以由固有振動(dòng)數(shù)ω確定的固定時(shí)間間隔T發(fā)送脈沖信號(hào)。這樣，從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B向各節(jié)點(diǎn)A提供固有振動(dòng)數(shù)ω的信息。
通過第2實(shí)施方式，伴隨各節(jié)點(diǎn)A邊相互協(xié)作邊自律地調(diào)整定時(shí)，可取得與第1實(shí)施方式相同的效果。
另外，根據(jù)第2實(shí)施方式，還將信標(biāo)信號(hào)與脈沖信號(hào)一起輸入到節(jié)點(diǎn)A的通信定時(shí)計(jì)算單元12，并將信標(biāo)信號(hào)視為脈沖信號(hào)來計(jì)算相位信號(hào)，所以不設(shè)置固有振動(dòng)數(shù)存儲(chǔ)單元，可從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B向各節(jié)點(diǎn)A傳播固有振動(dòng)數(shù)，節(jié)點(diǎn)A的結(jié)構(gòu)可比第1實(shí)施方式簡化。
另外，在第2實(shí)施方式，對(duì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B也分配數(shù)據(jù)發(fā)送間隙，使用該間隙，可從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B向全部節(jié)點(diǎn)A發(fā)送同文電報(bào)數(shù)據(jù)(C)第3實(shí)施方式下面，參照

本發(fā)明的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)的第3實(shí)施方式。
第3實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))也具有一般的節(jié)點(diǎn)A和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B與第1實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)B相同，根據(jù)第1或第2實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A變更節(jié)點(diǎn)A。
圖10是表示第3實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，對(duì)與第2實(shí)施方式的圖8相同、對(duì)應(yīng)的部分附以相同符號(hào)來表示。
該第3實(shí)施方式若與第2實(shí)施方式相比，不同點(diǎn)在于不僅將固有振動(dòng)數(shù)接收單元16接收的信標(biāo)信號(hào)提供給通信定時(shí)計(jì)算單元12，還提供給同步判定單元14。另外，不同點(diǎn)還在于同步判定單元14利用由固有振動(dòng)數(shù)接收單元16提供的信標(biāo)信號(hào)，同步判定與附近節(jié)點(diǎn)間的相位關(guān)系是否變成穩(wěn)定狀態(tài)(恒定狀態(tài))。
下面，說明第3實(shí)施方式的同步判定單元14執(zhí)行的同步判定動(dòng)作。
第3實(shí)施方式的同步判定單元14確認(rèn)來自各節(jié)點(diǎn)A的脈沖信號(hào)的接收定時(shí)與信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)的時(shí)間間隔的穩(wěn)定性后進(jìn)行同步判定。
設(shè)在信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)中來自通信定時(shí)計(jì)算單元12的相位信號(hào)的值為β0，設(shè)在來自各節(jié)點(diǎn)A的脈沖信號(hào)的接收定時(shí)中來自通信定時(shí)計(jì)算單元12的相位信號(hào)的值為β1、β2、...、βN，首先，算出信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)與來自各節(jié)點(diǎn)A的脈沖信號(hào)的接收定時(shí)的相位差Δ0＝β0、Δ1＝β1-β0、...、ΔN＝βN-β0。在信標(biāo)信號(hào)的周期單位中進(jìn)行該算出處理。
接著，求出該相位差的變化量γ0＝Δ0(τ+1)-Δ0(τ)、γ1＝Δ1(τ+1)-Δ1(τ)、...、γN＝ΔN(τ+1)-ΔN(τ)。
然后，若這些相位差的變化量全部小于或等于預(yù)定值ε，即，γ1≤ε，γ2≤ε，...，γN≤ε，則判定為穩(wěn)定狀態(tài)。
如上所述，在第1及第2實(shí)施方式中，根據(jù)值β1、β2、...、βN進(jìn)行同步判定，但在該第3實(shí)施方式中，還利用信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)下的、來自通信定時(shí)計(jì)算單元12的相位信號(hào)的值β0來進(jìn)行同步判定。由于信標(biāo)信號(hào)在其他節(jié)點(diǎn)A的動(dòng)作等中不被左右地穩(wěn)定地進(jìn)行相位變化，所以若變成穩(wěn)定狀態(tài)，各節(jié)點(diǎn)A的脈沖信號(hào)的發(fā)送間隔接近信標(biāo)信號(hào)的發(fā)送間隔。因此，可通過確認(rèn)來自各節(jié)點(diǎn)A的脈沖信號(hào)的接收定時(shí)和信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)的時(shí)間間隔的穩(wěn)定性，判定是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)(恒定狀態(tài))。
通過第3實(shí)施方式也可取得與第2實(shí)施方式同樣的效果，同時(shí)，還取得可提高同步判定精度的效果。另外，根據(jù)第3實(shí)施方式，因與成為基準(zhǔn)的信標(biāo)信號(hào)的輸入定時(shí)相比，所以還可搜索哪個(gè)節(jié)點(diǎn)A未收斂成穩(wěn)定狀態(tài)。
(D)第4實(shí)施方式下面，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)的第4實(shí)施方式。
圖11是表示第4實(shí)施方式的通信系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò))的整體結(jié)構(gòu)的示意框圖。第4實(shí)施方式的通信系統(tǒng)分散配置供數(shù)據(jù)通信的多個(gè)節(jié)點(diǎn)A、對(duì)節(jié)點(diǎn)A提供信標(biāo)信號(hào)的唯一的主信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、和對(duì)節(jié)點(diǎn)A提供信標(biāo)信號(hào)的多個(gè)從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BS。即，第4實(shí)施方式中配置多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
另外，任一節(jié)點(diǎn)A也可兼具信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、BS的功能。另外，各節(jié)點(diǎn)A、BM、BS也可以是固定地配置的節(jié)點(diǎn)，另外，也可以是可移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)。
主信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM發(fā)送信標(biāo)信號(hào)，其結(jié)構(gòu)與已述實(shí)施方式的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B相同(參照?qǐng)D5)，省略其功能說明。
各從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BS具有若從其他信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、BS接收信標(biāo)信號(hào)，則發(fā)送信標(biāo)信號(hào)的信標(biāo)信號(hào)的中繼功能。
如圖12所示，各從信標(biāo)信號(hào)BS具有固有振動(dòng)數(shù)接收單元31及信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元32。固有振動(dòng)數(shù)接收單元31與第2、第3實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)A中的固有振動(dòng)數(shù)接收單元21同樣地接收信標(biāo)信號(hào)，將接收信標(biāo)信號(hào)提供給信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元32。信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元32與已述實(shí)施方式的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B中的信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元22相同，取入輸入的接收信標(biāo)信號(hào)作為定時(shí)信號(hào)后發(fā)送信標(biāo)信號(hào)。
固有振動(dòng)數(shù)接收單元31及信標(biāo)信號(hào)發(fā)送單元32作用，以使至從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BS的信標(biāo)信號(hào)和來自從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)相同。即，主信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BS無區(qū)別，發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)相同。
第4實(shí)施方式中的節(jié)點(diǎn)A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與已述實(shí)施方式大致相同，但不同之處在于，如圖13所示，在固有振動(dòng)接收單元16的前段設(shè)置濾波單元18。該第4實(shí)施方式的情況具有將來自多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、BS的信標(biāo)信號(hào)提供給節(jié)點(diǎn)A，因與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)BM、BS的距離不同，有可能多個(gè)信標(biāo)信號(hào)的接收定時(shí)錯(cuò)位。因此，設(shè)置濾波單元18，僅接收來自1個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B的信標(biāo)信號(hào)。另外，固有振動(dòng)數(shù)接收單元16判定接收定時(shí)錯(cuò)位的多個(gè)信標(biāo)信號(hào)是否到來，確定正態(tài)地接收的信標(biāo)信號(hào)，對(duì)濾波單元18進(jìn)行指示。
接收定時(shí)錯(cuò)位的多個(gè)信標(biāo)信號(hào)是否到來的判定如下面例示的那樣進(jìn)行。例如，先確定最小間隙，這樣，在信標(biāo)信號(hào)的到來間隔小時(shí)，判定為多個(gè)信標(biāo)信號(hào)到來，另外，例如若是只來自1個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)信號(hào)，則以相等間隔接收，所以檢測(cè)信標(biāo)信號(hào)的接收間隔，若接收間隔有大小，則判定為多個(gè)信標(biāo)信號(hào)到來。
根據(jù)第4實(shí)施方式，在取得與已述實(shí)施方式同樣的效果的同時(shí)，還可取得如下的效果。
通過設(shè)置多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)中繼從主信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)，既便大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)(通信系統(tǒng))，也可通過系統(tǒng)整體，各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐ㄐ哦〞r(shí)控制。
在固有振動(dòng)數(shù)接收單元16的前段設(shè)置濾波單元18，判定是否從多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收信標(biāo)信號(hào)，由于只從1個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收，所以既便設(shè)置多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，也可抑制各節(jié)點(diǎn)A中固有振動(dòng)數(shù)ω的值，容易使節(jié)點(diǎn)A成為穩(wěn)定狀態(tài)。
(E)其他的實(shí)施方式在上述各實(shí)施方式中，固有振動(dòng)數(shù)接收單元16表示信標(biāo)信號(hào)的接收專用單元，但也可使固有振動(dòng)數(shù)接收單元16和脈沖信號(hào)接收單元兼用。例如，也可僅使附加信標(biāo)信號(hào)和脈沖信號(hào)的識(shí)別ID不同，根據(jù)識(shí)別ID，判別接收的信號(hào)是信標(biāo)信號(hào)還是脈沖信號(hào)，對(duì)應(yīng)于判別結(jié)果，切換接收信號(hào)的傳遞對(duì)象的單元。
另外，在上述實(shí)施方式中，示出各節(jié)點(diǎn)A為了進(jìn)行根據(jù)(1)式及(2)式的狀態(tài)轉(zhuǎn)移(相位信號(hào)的變動(dòng))，用信標(biāo)信號(hào)通知或傳播固有振動(dòng)數(shù)ω，但既便演算式是其他情況，只要使用固有振動(dòng)數(shù)，則可適用本發(fā)明。
并且，在上述實(shí)施方式中，表示各節(jié)點(diǎn)A中的固有振動(dòng)數(shù)是相同的值，但也可因節(jié)點(diǎn)A而使固有振動(dòng)數(shù)不同。但是，既便如ω和2×ω那樣固有振動(dòng)數(shù)不同，也要求是以相同信標(biāo)信號(hào)通知或傳播得到的關(guān)系。例如，在發(fā)送對(duì)應(yīng)于固有振動(dòng)數(shù)ω的信標(biāo)信號(hào)時(shí)，在固有振動(dòng)數(shù)為2×ω的節(jié)點(diǎn)A中，也可將信標(biāo)信號(hào)的接收間隔的一半視為自點(diǎn)A中信標(biāo)信號(hào)的接收間隔來處理。
本發(fā)明具有對(duì)各節(jié)點(diǎn)通知或傳播定時(shí)確定要求的信息的特征，根據(jù)脈沖信號(hào)，自律分散地確定通信定時(shí)的方法本身，不限于上述實(shí)施方式，可有各種變形例，例如，在特愿2003-328530號(hào)說明書及附圖中記載各種變形例。
本發(fā)明中通信路徑不只是無線通信路徑，既便通信路徑是有線通信路徑時(shí)，也可適用。
權(quán)利要求
1.一種分別設(shè)置在構(gòu)成通信系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的通信定時(shí)控制裝置，其特征在于，具備狀態(tài)變量信號(hào)通信單元，接收表示其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)，并間歇發(fā)送表示本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)；定時(shí)確定單元，根據(jù)上述狀態(tài)變量信號(hào)通信單元接收的、來自其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)及轉(zhuǎn)移基本速度信息，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移，生成反映該轉(zhuǎn)移的、來自本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)后，將其提供給上述狀態(tài)變量信號(hào)通信單元；和控制信號(hào)接收單元，接收來自外部的、用以規(guī)定轉(zhuǎn)移基本速度信息的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信定時(shí)控制裝置，其特征在于上述控制信號(hào)接收單元根據(jù)控制信號(hào)的到達(dá)時(shí)間系列，得到轉(zhuǎn)移基本速度，并且，還具備基本速度信息保持單元，保持上述控制信號(hào)接收單元得到的轉(zhuǎn)移基本速度信息，上述定時(shí)確定單元利用上述基本速度信息保持單元保持的轉(zhuǎn)移基本速度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信定時(shí)控制裝置，其特征在于上述控制信號(hào)接收單元將接收的控制信號(hào)提供給上述定時(shí)確定單元；上述定時(shí)確定單元將輸入的控制信號(hào)與從其他節(jié)點(diǎn)接收的狀態(tài)變量信號(hào)同樣處理后，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的通信定時(shí)控制裝置，其特征在于，還具有恒定性判定單元，根據(jù)上述控制信號(hào)接收單元接收的控制信號(hào)、上述狀態(tài)變量信號(hào)通信單元接收的其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)、及上述定時(shí)確定單元確定的本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)，判定本節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的關(guān)系是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。
5.一種節(jié)點(diǎn)，其特征在于具有如權(quán)利要求1-4之一所述的通信定時(shí)控制裝置。
6.一種控制用節(jié)點(diǎn)，其特征在于，具有控制信號(hào)形成發(fā)送單元，按照與權(quán)利要求5所述的節(jié)點(diǎn)中的定時(shí)確定單元所利用的轉(zhuǎn)移基本速度信息相對(duì)應(yīng)的間隔來發(fā)送控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制用節(jié)點(diǎn)，其特征在于上述控制信號(hào)形成發(fā)送單元能夠變更上述控制信號(hào)的發(fā)送間隔。
8.一種中繼用節(jié)點(diǎn)，其特征在于，具有中繼單元，中繼發(fā)送如權(quán)利要求6或7所述的控制用節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的控制信號(hào)。
9.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，具有多個(gè)如權(quán)利要求5所述的節(jié)點(diǎn)，依據(jù)如權(quán)利要求6或7所述的控制用節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng)，其特征在于任一節(jié)點(diǎn)兼為控制用節(jié)點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的通信系統(tǒng)，其特征在于具有一個(gè)或多個(gè)如權(quán)利要求8所述的中繼用節(jié)點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信系統(tǒng)，其特征在于任一節(jié)點(diǎn)兼為中繼用節(jié)點(diǎn)。
13.一種在構(gòu)成通信系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中分別執(zhí)行的通信定時(shí)控制方法，其特征在于，包含狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟，接收表示其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)，并間歇發(fā)送表示本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)；定時(shí)確定步驟，根據(jù)在上述狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟中接收的、來自其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)及轉(zhuǎn)移基本速度信息，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移，生成反映該轉(zhuǎn)移的、來自本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)后，將其提供給上述狀態(tài)變量信號(hào)通信步驟；和控制信號(hào)接收步驟，接收來自外部的、用以規(guī)定轉(zhuǎn)移基本速度信息的控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通信定時(shí)控制裝置、通信定時(shí)控制方法、節(jié)點(diǎn)及通信系統(tǒng)。管理節(jié)點(diǎn)不對(duì)各節(jié)點(diǎn)指示通信定時(shí)，各節(jié)點(diǎn)可靈活地執(zhí)行有效的通信。在各個(gè)構(gòu)成通信系統(tǒng)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中設(shè)置通信定時(shí)控制裝置。通信定時(shí)控制裝置具備狀態(tài)變量信號(hào)通信單元，在獲取表示其他節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)的狀態(tài)變量信號(hào)的同時(shí)，間隔地發(fā)送本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)；定時(shí)確定單元，根據(jù)所獲取的來自其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)及轉(zhuǎn)移基本速度信息，使本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或動(dòng)作定時(shí)轉(zhuǎn)移，生成反映該轉(zhuǎn)移的、來自本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變量信號(hào)；和控制信號(hào)接收單元，接收來自外部的、用以規(guī)定轉(zhuǎn)移基本速度信息的控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H04J3/14GK1667996SQ20051005448
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者松永聰彥, 山內(nèi)雅喜, 伊達(dá)正晃, 福永茂 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社