JP5366920B2 - Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication program - Google Patents

Wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication program Download PDF

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Description

本発明は、マルチホップの無線通信システムにおいて、制御信号の衝突を回避するための技術に関する。   The present invention relates to a technique for avoiding control signal collision in a multi-hop wireless communication system.

近年、センサネットワーク等での活用、普及が期待されるシステムとして、ZigBee(本明細書及び図面における「ZigBee」は、登録商標である。)を用いた通信ネットワークがある(非特許文献1、2)。この通信ネットワークの特長の一つにマルチホップネットワークが標準サポートされている点がある。中継機能を備えるルータが親から子へ、子から孫へと次々と中継伝送を行うことでEnd−to−Endの通信距離を飛躍的に伸ばすことができる。ここで、中継機能とは、ルーティングテーブルを備えて、これに基づいてデータの転送を行う機能等をいう。   In recent years, there is a communication network using ZigBee (“ZigBee” in the present specification and drawings is a registered trademark) as a system that is expected to be used and spread in sensor networks and the like (Non-Patent Documents 1 and 2). ). One of the features of this communication network is that multi-hop networks are supported as standard. A router having a relay function performs relay transmission one after another from a parent to a child and from a child to a grandchild, so that an end-to-end communication distance can be dramatically increased. Here, the relay function refers to a function that includes a routing table and performs data transfer based on the routing table.

ZigBeeでは、無線媒体へのアクセス方式として、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式を採用している。この方式は、各ノードが、送信前にキャリアセンスにより、信号が無線チャネルに送出されていないことを確認してから送信し、各ノードは、自らが信号を送信していないときでも、他ノードからの信号を受信する必要があり、常に待機しなければならないため、待機時の消費電力が無視できない。   ZigBee adopts a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method as a method for accessing a wireless medium. In this method, each node transmits after confirming that the signal is not transmitted to the radio channel by carrier sense before transmission, and each node can transmit to other nodes even when it does not transmit the signal. Since it is necessary to always receive a signal from the receiver, the power consumption during standby cannot be ignored.

これに対して、Zigbeeでは、スーパーフレーム構成を用いたビーコンモードが用意されている。ビーコンモードでは、コーディネータが送信するあるビーコンと次のビーコンまでの間(ビーコン周期)にスーパーフレームを定義し、スーパーフレームを活性期間、それ以外を不活性期間として分割する。活性期間では、信号の伝送が行われる一方、不活性期間では信号の伝送が行われない。したがって、不活性期間ではネットワークは休止状態となるため、各ノードは消費電力を大幅に低減することができる。   On the other hand, in Zigbee, a beacon mode using a super frame configuration is prepared. In the beacon mode, a superframe is defined between a beacon transmitted by the coordinator and the next beacon (beacon period), and the superframe is divided into an active period and the other is divided into an inactive period. While the signal is transmitted during the active period, the signal is not transmitted during the inactive period. Accordingly, since the network is in a dormant state during the inactive period, each node can significantly reduce power consumption.

図10に、ZigBeeにおけるスーパーフレームの構成を示す。スーパーフレームは、ビーコンにより開始される。ビーコンには、ネットワークIDやactive(活性)期間の長さ等の制御情報が含まれる。ビーコンはキャリアセンスをせずに一定周期で強制的に送信される。ビーコン後のactive期間において、コーディネータとノードとの間で信号が伝送される。active期間の後にinactive(不活性)期間が続き、その後に次のスーパーフレームの先頭(ビーコン)が続く。そして、Active期間は16タイムスロットに分割され、各タイムスロットはCAP期間(必須)とCFP期間(オプション)に分かれる。CFP期間には通信可能ノードを1つに限定したGTS(Guaranteed Time Slot)を設ける。最大GTS数は7である。CAP期間はslotted−CSMA/CAによる多元接続で、各ノードはキャリアセンスをして空きを確認して送受信を行う。一方GTS期間は特定ノードに予め1または複数の専用タイムスロットを割り当てるもので、衝突が発生しないためキャリアセンスの必要がない。このスーパーフレーム構成を用いて、各タイムスロット内において上下双方向通信(親から子、子から親)が行われる。   FIG. 10 shows a superframe configuration in ZigBee. A superframe is initiated by a beacon. The beacon includes control information such as the network ID and the length of the active (active) period. The beacon is forcibly transmitted at a constant cycle without carrier sense. In the active period after the beacon, a signal is transmitted between the coordinator and the node. The active period is followed by an inactive period, followed by the beginning of the next superframe (beacon). The Active period is divided into 16 time slots, and each time slot is divided into a CAP period (required) and a CFP period (optional). In the CFP period, a GTS (Guaranteed Time Slot) in which the number of communicable nodes is limited to one is provided. The maximum number of GTS is 7. The CAP period is multiple access based on slotted-CSMA / CA, and each node performs carrier sense to check availability and perform transmission / reception. On the other hand, in the GTS period, one or a plurality of dedicated time slots are allocated in advance to a specific node, and there is no need for carrier sense because no collision occurs. Using this superframe configuration, vertical two-way communication (parent to child, child to parent) is performed in each time slot.

例えば、図11に示す通信ネットワーク構成を想定した場合、1つのコーディネータ100と3つのノード(ルータまたはエンドデバイスに相当する)111、112、113により構成される。スーパーフレームは、コーディネータ100がビーコンを送信することにより開始する。このビーコンは、各ノード111、112、113により受信される。そして、各ノード111、112、113は、スーパーフレーム長等の情報を取得し、後続するactive期間において、Slotted CSMA/CAのアクセス方式により信号を送信する。   For example, when the communication network configuration shown in FIG. 11 is assumed, it is configured by one coordinator 100 and three nodes (corresponding to routers or end devices) 111, 112, and 113. The super frame starts when the coordinator 100 transmits a beacon. This beacon is received by each node 111, 112, 113. Each node 111, 112, 113 acquires information such as a superframe length, and transmits a signal using the slotted CSMA / CA access method in the subsequent active period.

IEEE Std 802.15.4IEEE Std 802.15.4 鄭 立著「ZigBee開発ハンドブック」、リックテレコム、2006年2月Tatsumi Tsuji "ZigBee Development Handbook", Rick Telecom, February 2006

しかしながら、ビーコンモードをマルチホップネットワークに適用する場合、コーディネータまたはコーディネータの能力を有する複数のルータが送信したビーコンが、他のビーコン信号やデータ信号と衝突することにより、各ノードにおいて、スーパーフレームの制御情報が正常に受信されないという問題がある。すなわち、マルチホップネットワークは、複数のコーディネータが互いにPtoP型で接続することによって構築されるところ、各コーディネータは通信ネットワークの省電力を目的としてビーコンモードで動作しようとしたとき、それぞれがビーコンを送信する必要がある。ここで、例えば、互いにPtoP型で接続しているコーディネータが一方のスーパーフレームと同期して自らのスーパーフレームを構成しようとすると、スーパーフレームの先頭に送信されるビーコンが衝突することとなる。これは、ビーコンがデータ信号とは異なり、CSMAを行わずに周期的に自動送信されるために発生する問題である。ビーコンは、スーパーフレームを構成するための制御情報を含むため、これが衝突により失われると、各コーディネータに接続しているノードは信号を送信できないこととなり、通信ネットワークが破綻する。結果として、従来の技術においては、スター型以外のトポロジ以外ではビーコンモードが利用できないという問題がある。   However, when applying the beacon mode to a multi-hop network, the beacon transmitted by a coordinator or a plurality of routers having coordinator capabilities collides with other beacon signals and data signals, so that superframe control is performed at each node. There is a problem that information is not received normally. That is, a multi-hop network is constructed by connecting a plurality of coordinators to each other in a PtoP type. When each coordinator attempts to operate in a beacon mode for the purpose of power saving of a communication network, each transmits a beacon. There is a need. Here, for example, when coordinators connected in a PtoP manner try to configure their own superframe in synchronization with one superframe, beacons transmitted at the head of the superframe collide. This is a problem that occurs because a beacon is automatically transmitted periodically without performing CSMA, unlike a data signal. Since the beacon includes control information for forming a superframe, if this beacon is lost due to a collision, a node connected to each coordinator cannot transmit a signal, and the communication network fails. As a result, in the conventional technology, there is a problem that the beacon mode cannot be used except in a topology other than the star type.

一方、各ルータに接続するノードの数は、一様ではないため、ノードの数が多くなるとCAP期間における競合が激しくなり、パケット衝突等が生じやすくなることから、マルチホップネットワークにおいて接続するノードの数に応じた柔軟なアクセス制御ができることが好ましい。   On the other hand, since the number of nodes connected to each router is not uniform, if the number of nodes increases, competition in the CAP period becomes intense and packet collisions are likely to occur. It is preferable that flexible access control according to the number can be performed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各コーディネータがビーコンの送信タイミングをずらしながらビーコンモードでの動作を行うとともに、接続するノードが多い場合に生じるパケット衝突の確率を低減するコーディネータを実現することができる無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and each coordinator operates in the beacon mode while shifting the beacon transmission timing, and reduces the probability of packet collision that occurs when there are many connected nodes. It is an object of the present invention to provide a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program that can realize a coordinator.

本発明は、ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムであって、前記親無線端末は、前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得する手段と、前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出する手段と、前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定する手段と、前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定する手段と、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知する手段とを備え、前記子無線端末は、前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記スロットの位置に基づいて、自己が送信する第2のビーコンを送信するタイミングを決定して、前記第2のビーコンを送信する手段を備えることを特徴とする。
The present invention is a wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal, and the parent wireless terminal constitutes the wireless communication system means for obtaining the number of all wireless terminals, on the basis of the number of radio terminals, means for calculating for all child wireless terminal, the total number of slots to be allocated in one superframe, the slot Means for determining the length of the slot from the total number and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal; the number of slots to be allocated to each of the child wireless terminals; and the child wireless terminal Means for determining a position of a slot allocated to the child radio terminal so that a slot allocated to the radio terminal does not overlap with another radio terminal;
Means for notifying the length of the slot and the position of the slot allocated to the child radio terminal by the first beacon, wherein the child radio terminal is notified of the slot notified by the first beacon. And a means for transmitting the second beacon by determining a timing for transmitting the second beacon transmitted by the terminal based on the length of the slot and the position of the slot.

本発明は、ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末と接続する第1の子無線端末と、前記第1の子無線端末と接続する第2の子無線端末とにより構成される無線通信システムであって、前記親無線端末は、配下の前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれにツリートポロジにより直接または間接的に接続している無線端末の数を取得する手段と、前記取得した無線端末の数に基づいて、前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるスロットの数を算出する手段と、前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定する手段と、前記子無線端末に割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定する手段と、前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知する手段とを備え、前記第1の子無線端末は、受信した前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記親無線端末および自己に割り当てられたスロットの位置に基づいて、自己が第2のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第2のビーコンを送信するタイミングにおいて前記スロットの長さ並びに自己及び配下の子無線端末に割り当てられたスロットの位置を含む第2のビーコンを送信する手段を備え、前記第2の子無線端末は、受信した前記第2のビーコンによって通知された前記第1の子無線端末および自己に割当てられたスロットの位置と前記スロットの長さに位置に基づいて、自己が送信する第3のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第3のビーコンを送信するタイミングにおいて前記第3のビーコンを送信する手段を備えることを特徴とする。 The present invention includes a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology, a first child wireless terminal that is connected to the parent wireless terminal, and a second child wireless terminal that is connected to the first child wireless terminal. The number of radio terminals that are directly or indirectly connected to each of the subordinate first and second child radio terminals by a tree topology. And the number of slots allocated in one superframe to each of the first child wireless terminal and the second child wireless terminal based on the means for obtaining Means for determining the length of the slot from a total number of the slots and a beacon transmission period of a first beacon transmitted by the parent wireless terminal; and Means for determining the number of lots, the position of the slot assigned to the child radio terminal so that the slot assigned to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals, and the length of the slot by the first beacon. Means for notifying a position of a slot to be allocated to the child radio terminal, wherein the first child radio terminal is configured to notify the length of the slot notified by the received first beacon and the parent radio terminal. And the timing of the transmission of the second beacon based on the position of the slot assigned to the self , and the timing of the transmission of the determined second beacon and the length of the slot and the self and its subordinates. Means for transmitting a second beacon including a slot location assigned to a wireless terminal, wherein the second child wireless terminal receives Based on the position on the length of the the position of the second said notified by the beacon of the first child wireless terminal and slot allocated to the self-slot, the timing of transmitting a third beacon by itself to send And a means for transmitting the third beacon at a timing of transmitting the determined third beacon.

本発明は、前記第2の子無線端末は、前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットのうち先頭のスロットから起算して、自己に割り当てられたスロットの位置から前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットの位置の差に相当する時間だけ経過した時に、前記第3のビーコンを送信することを特徴とする。   In the present invention, the second child radio terminal starts from the slot assigned to the first child radio terminal from the first slot among slots assigned to the first child radio terminal. The third beacon is transmitted when a time corresponding to a difference in slot positions allocated to the terminal has elapsed.

本発明は、前記ビーコンを含む活性期間は、割り当てられたスロットの長さが一致していることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the active slots including the beacons have the same slot length.

本発明は、ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記親無線端末は、前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得するステップと、前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出するステップと、前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップとを有し、前記子無線端末は、前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記スロットの位置に基づいて、自己が送信する第2のビーコンを送信するタイミングを決定して、前記第2のビーコンを送信するステップを有することを特徴とする。 The present invention is a wireless communication method in a wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal, the parent wireless terminal including the wireless communication Obtaining the number of all wireless terminals constituting the system; calculating the total number of slots to be allocated in one superframe for all of the child wireless terminals based on the number of wireless terminals; Determining the length of the slot from the total number of slots and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal; the number of slots to be allocated to each of the child wireless terminals; A step of determining the position of the slot allocated to the child radio terminal so that the slot allocated to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals. And a step of notifying the length of the slot and the position of the slot to be allocated to the child radio terminal by the first beacon, wherein the child radio terminal is notified by the first beacon. And determining the timing for transmitting the second beacon transmitted by the terminal based on the length of the slot and the position of the slot, and transmitting the second beacon.

本発明は、ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末と接続する第1の子無線端末と、前記第1の子無線端末と接続する第2の子無線端末とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記親無線端末は、配下の前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれにツリートポロジにより直接または間接的に接続している無線端末の数を取得するステップと、前記取得した無線端末の数に基づいて、前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるスロットの数を算出するステップと、前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、前記子無線端末に割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップとを有し、前記第1の子無線端末は、受信した前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記親無線端末および自己に割り当てられたスロットの位置に基づいて、自己が第2のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第2のビーコンを送信するタイミングにおいて前記スロットの長さ並びに自己及び配下の子無線端末に割り当てられたスロットの位置を含む第2のビーコンを送信するステップを有し、前記第2の子無線端末は、受信した前記第2のビーコンによって通知された前記第1の子無線端末および自己に割当てられたスロットの位置と前記スロットの長さに位置に基づいて、自己が送信する第3のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第3のビーコンを送信するタイミングにおいて前記第3のビーコンを送信するステップを有することを特徴とする。 The present invention includes a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology, a first child wireless terminal that is connected to the parent wireless terminal, and a second child wireless terminal that is connected to the first child wireless terminal. The parent wireless terminal is connected directly or indirectly to each of the subordinate first child wireless terminal and the second child wireless terminal by a tree topology . The step of acquiring the number of wireless terminals, and the slots allocated in one superframe to each of the first child wireless terminal and the second child wireless terminal based on the acquired number of wireless terminals. Calculating the number of slots, determining the length of the slot from the total number of slots and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal; Determining the number of slots to be allocated to the child radio terminal, the position of the slot allocated to the child radio terminal so that the slot allocated to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals, and the first beacon To notify the length of the slot and the position of the slot to be allocated to the child radio terminal, wherein the first child radio terminal is notified by the received first beacon . Based on the length of the slot and the position of the parent wireless terminal and the slot assigned to itself, it determines the timing at which the terminal transmits a second beacon, and at the timing at which the determined second beacon is transmitted, The second beacon that transmits the second beacon including the length and the position of the slot allocated to the self and subordinate child radio terminals. Tsu has a flop, the second sub wireless terminals located in the length of position and the slot of said received second said notified by the beacon of the first child wireless terminal and slots allocated to self And determining the timing for transmitting the third beacon transmitted by the terminal, and transmitting the third beacon at the timing for transmitting the determined third beacon.

本発明は、前記第2の子無線端末は、前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットのうち先頭のスロットから起算して、自己に割り当てられたスロットの位置から前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットの位置の差に相当する時間だけ経過した時に、前記第3のビーコンを送信することを特徴とする。   In the present invention, the second child radio terminal starts from the slot assigned to the first child radio terminal from the first slot among slots assigned to the first child radio terminal. The third beacon is transmitted when a time corresponding to a difference in slot positions allocated to the terminal has elapsed.

本発明は、前記ビーコンを含む活性期間は、割り当てられたスロットの長さが一致していることを特徴とする。   The present invention is characterized in that the active slots including the beacons have the same slot length.

本発明は、ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムにおける前記親無線端末上のコンピュータに無線通信処理を行わせる無線通信プログラムであって、前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得するステップと、前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出するステップと、前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップとを前記コンピュータに行わせることを特徴とする。 The present invention provides wireless communication that causes a computer on the parent wireless terminal to perform wireless communication processing in a wireless communication system that includes a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal. A program that obtains the number of all wireless terminals constituting the wireless communication system, and should be allocated in one superframe to all of the child wireless terminals based on the number of wireless terminals calculating a total number of slots, the total number of the slots, determining the length of the slot the parent wireless terminal and a beacon transmission period of the first beacon to be transmitted, to each of the child wireless terminal The number of slots to be allocated and the child radio terminal so that the slot allocated to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals Determining the position of the slot allocated to the terminal, and notifying the length of the slot and the position of the slot allocated to the child radio terminal by the first beacon. Features.

本発明によれば、ルータ機能を持つノード(無線端末)がそれぞれビーコン信号を送信する機能を備えるマルチホップネットワークにおいて、親のノードのビーコン信号に同期するスーパーフレーム全体を、ノードごとにスーパーフレームの開始点であるビーコン信号位置が異なるように設定するようにしたため、周波数チャネルを複数使用することなく、マルチホップ型のトポロジにおいてビーコンモードを用いて通信を行うことが可能になるという効果が得られる。また、同一ネットワーク内において複数のノードが干渉を起こすことなくビーコン送信およびペイロード送信が可能となる。また、ネットワーク内で、マルチビーコン化するための情報共有が必要なく、自律分散的にマルチビーコンマルチホップネットワークを構築することが可能となる。   According to the present invention, in a multi-hop network having a function in which each node (wireless terminal) having a router function transmits a beacon signal, the entire superframe synchronized with the beacon signal of the parent node is Since the beacon signal position that is the starting point is set to be different, it is possible to perform communication using the beacon mode in a multi-hop topology without using a plurality of frequency channels. . In addition, beacon transmission and payload transmission can be performed without causing interference among a plurality of nodes in the same network. In addition, it is not necessary to share information for making a multi-beacon in the network, and a multi-beacon multi-hop network can be constructed in an autonomous and distributed manner.

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of this invention. 図1に示すコーディネータの処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of the coordinator shown in FIG. 図1に示すコーディネータ内に保持される接続ノード数管理テーブルの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the connection node number management table hold | maintained in the coordinator shown in FIG. 図1に示すルータの処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of the router shown in FIG. 通信ネットワーク構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a communication network structure. 図5に示す通信ネットワーク構成における各ルータのビーコン送信動作を示す図である。It is a figure which shows the beacon transmission operation | movement of each router in the communication network structure shown in FIG. 通信ネットワーク構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a communication network structure. 図5に示す通信ネットワーク構成における各ルータのビーコン送信動作を示す図である。It is a figure which shows the beacon transmission operation | movement of each router in the communication network structure shown in FIG. 図5に示す通信ネットワーク構成における各ルータのビーコン送信動作を示す図である。It is a figure which shows the beacon transmission operation | movement of each router in the communication network structure shown in FIG. 従来技術による通信ネットワークの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the communication network by a prior art. スーパーフレームの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a super frame.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムを説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。図1は、最大深度3、最大子ノード数4、最大子ルータ数4の通信ネットワークを構成する図である。最大深度とは、ツリートポロジの基になる親のコーディネータ1を基準として、直列に接続できるルータの数である。最大子ノード数とは、一つのルータに接続できる子ノードの最大数であり、最大子ルータ数とは、一つのルータに接続できる子ルータの数である。図1において、符号1は、図1に示す通信ネットワーク内のルータの処理動作を統括するコーディネータであり、自身もルータ機能を有している。コーディネータ1には、ネットワークアドレス0が予め付与されている。   Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. FIG. 1 is a diagram showing a communication network having a maximum depth of 3, a maximum number of child nodes of 4, and a maximum number of child routers of 4. The maximum depth is the number of routers that can be connected in series with respect to the parent coordinator 1 on which the tree topology is based. The maximum number of child nodes is the maximum number of child nodes that can be connected to one router, and the maximum number of child routers is the number of child routers that can be connected to one router. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a coordinator that supervises the processing operation of the router in the communication network shown in FIG. 1, and itself has a router function. The coordinator 1 is given a network address 0 in advance.

符号21、22、23は、コーディネータ1を基準とした深度1のルータであり、コーディネータ1との間が無線通信伝送路で接続される。ルータ21、22、23は、それぞれネットワークアドレス1、22、43が予め付与されている。符号31、32、33は、コーディネータ1を基準とした深度2のルータであり、ルータ21との間が無線通信伝送路で接続される。ルータ31、32、33は、それぞれネットワークアドレス2、7、12が予め付与されている。図1に示す通信ネットワークには、ルータ22、23の配下やルータ31、32、33の配下に温度等を計測するセンサ機能を有したエンドデバイスが必要に応じて無線通信伝送路によって接続される。   Reference numerals 21, 22, and 23 are routers having a depth of 1 with respect to the coordinator 1, and are connected to the coordinator 1 through a wireless communication transmission path. The routers 21, 22, and 23 are previously assigned network addresses 1, 22, and 43, respectively. Reference numerals 31, 32, and 33 are routers having a depth of 2 with respect to the coordinator 1, and are connected to the router 21 through a wireless communication transmission path. The routers 31, 32, and 33 are previously assigned network addresses 2, 7, and 12, respectively. In the communication network shown in FIG. 1, end devices having a sensor function for measuring temperature and the like are connected to the subordinates of the routers 22 and 23 and the subordinates of the routers 31, 32, and 33 through a wireless communication transmission line as necessary. .

符号11は、コーディネータ1の処理動作を統括して制御する制御部である。符号12は、送受信したデータに対して所定の処理を実行するデータ処理部である。符号13は、直下のルータ(ここでは、ルータ21、22、23)から情報を受信する受信処理部である。符号14は、直下のルータ(ここでは、ルータ21、22、23)へ情報を送信する送信処理部である。符号15は、送信処理部14から送信するべき情報に対して、ビーコンを生成して付与するビーコン生成部である。符号16は、ビーコン生成部15が生成するビーコンの生成タイミングを算出するビーコン生成タイミング算出部である。符号17は、受信処理部13または送信処理部14により、情報の受信を行うか、情報の送信を行うかを切り替えるスイッチである。   Reference numeral 11 denotes a control unit that performs overall control of the processing operation of the coordinator 1. Reference numeral 12 denotes a data processing unit that executes predetermined processing on the transmitted and received data. Reference numeral 13 denotes a reception processing unit that receives information from the routers directly below (here, routers 21, 22, and 23). Reference numeral 14 denotes a transmission processing unit that transmits information to the routers directly below (here, routers 21, 22, and 23). Reference numeral 15 denotes a beacon generation unit that generates and assigns a beacon to information to be transmitted from the transmission processing unit 14. Reference numeral 16 denotes a beacon generation timing calculation unit that calculates the generation timing of a beacon generated by the beacon generation unit 15. Reference numeral 17 denotes a switch for switching whether information reception or information transmission is performed by the reception processing unit 13 or the transmission processing unit 14.

なお、図1に示すルータ21〜23、31〜33についても図1に示すコーディネータ1と同様の構成を備えているが、ルータは必ずしもビーコン生成タイミング算出部16を備えている必要はない。エンドデバイスの構成は、公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、図1に示す通信ネットワーク構成は、ZigBeeネットワークを構成するものとして説明する。また、以下の説明においては、親、子の関係は、あるルータから見た相対的な関係として説明する。すなわち、ルータ21の親は、コーディネータ1であり、子は、3台のルータ31、32、33である。コーディネータ1の子は、ルータ21、22、23であり、孫は、ルータ31、32、33及びエンドデバイスである。以下の説明において、通信ネットワークを構成するコーディネータ1、ルータ21〜23、31〜33、エンドデバイスの個体を区別しない場合、これら「ノード」と称する。また、ルータについても個体を区別しない場合は、単にルータと称する。ノードは、請求項でいう無線端末に相当する。   The routers 21 to 23 and 31 to 33 illustrated in FIG. 1 have the same configuration as the coordinator 1 illustrated in FIG. 1, but the router does not necessarily include the beacon generation timing calculation unit 16. Since the configuration of the end device is known, a detailed description thereof is omitted here. Further, the communication network configuration shown in FIG. 1 will be described as configuring a ZigBee network. In the following description, the relationship between the parent and the child will be described as a relative relationship viewed from a certain router. That is, the parent of the router 21 is the coordinator 1, and the children are the three routers 31, 32, and 33. The children of the coordinator 1 are routers 21, 22, and 23, and the grandchildren are routers 31, 32, and 33 and end devices. In the following description, the coordinator 1, routers 21 to 23, 31 to 33, and end devices constituting the communication network are referred to as “nodes” when they are not distinguished from each other. Further, when individual routers are not distinguished, they are simply referred to as routers. The node corresponds to a wireless terminal referred to in the claims.

次に、図2を参照して、図1に示すコーディネータ1の処理動作を説明する。図2は、図1に示すコーディネータ1がビーコンを送信する動作を示すフローチャートである。まず、コーディネータ1のビーコン生成タイミング算出部16は、ビーコン生成部15がビーコンを生成して、生成したビーコンを送信する前に、ビーコンに続くスーパーフレームにおいて割当てが必要な全オフセットスロット数を算出し、全オフセットスロット数からオフセットスロット長を算出する(ステップS1)。オフセットスロットとは、ビーコン周期を、ZigBeeによる通信ネットワーク配下に存在可能なルーティングノード数(Rtotal)で割った際の1単位のスロットのことである。すなわち、一つのスーパーフレームにおいて、配下の全てのルータが互いに重なることなくビーコン(ビーコンと同時に他のノードによるデータや制御信号が送信されないことを含む)を送信し、かつ、各ルータがその接続しているルータ、ノード数に応じた時間のCAP期間を設定できるように、必要なオフセットスロット数を算出する。ここで、制御部11は、内部に保持している接続ノード数管理テーブルを参照して、割当オフセットスロット数の総数を取得する。   Next, the processing operation of the coordinator 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing an operation in which the coordinator 1 shown in FIG. 1 transmits a beacon. First, the beacon generation timing calculation unit 16 of the coordinator 1 calculates the total number of offset slots that need to be allocated in the superframe following the beacon before the beacon generation unit 15 generates the beacon and transmits the generated beacon. The offset slot length is calculated from the total number of offset slots (step S1). An offset slot is a slot of one unit when the beacon period is divided by the number of routing nodes (Rtotal) that can exist under the communication network by ZigBee. In other words, in a single superframe, all subordinate routers transmit beacons (including that data and control signals from other nodes are not transmitted at the same time as beacons) without overlapping each other, and each router is connected. The necessary number of offset slots is calculated so that a CAP period of time corresponding to the number of routers and nodes can be set. Here, the control unit 11 refers to the connection node number management table held therein and acquires the total number of assigned offset slots.

図3に、接続ノード数管理テーブルのテーブル構造を示す。接続ノード数管理テーブルは、各ノード(コーディネータやルータ)のネットワークアドレスに対して、直下に接続されているノード数と割り当てるべきオフセットスロット数である割当オフセットスロット数が関係付けられている。割当オフセットスロット数は、原則として各ルータに接続しているノード数に1を加えた値となり、例えば、接続ノード数が3であるコーディネータ1(ネットワークアドレス0)は、割当オフセットスロット数が4となり、接続ノード数が0であるルータ22(ネットワークアドレス22)は、割当オフセットスロット数が1となる。したがって、図1に示す通信ネットワークの場合は、割当オフセットスロットの総数は13となる。これにより、コーディネータ1は、一つのスーパーフレームにおいて、13オフセットスロットが必要であると判定する。   FIG. 3 shows a table structure of the connection node number management table. In the connection node number management table, the number of nodes connected immediately below and the number of assigned offset slots, which is the number of offset slots to be assigned, are related to the network address of each node (coordinator or router). As a general rule, the number of assigned offset slots is a value obtained by adding 1 to the number of nodes connected to each router. For example, coordinator 1 (network address 0) having 3 connected nodes has 4 assigned offset slots. The router 22 (network address 22) having the number of connection nodes of 0 has an allocation offset slot number of 1. Therefore, in the case of the communication network shown in FIG. 1, the total number of assigned offset slots is 13. Thereby, the coordinator 1 determines that 13 offset slots are necessary in one superframe.

次に、コーディネータ1のビーコン生成タイミング算出部16は、一つのスーパーフレーム、(すなわち、ビーコン間隔)を13オフセットスロットに等分することによって、オフセットスロット長Tuを算出する。このように、ビーコン間隔を必要なオフセットスロット数で等分して各ルータの活性期間として割り当てることによって、各ルータの活性期間が重複することを回避する。すなわち、ビーコンに続く活性期間がオフセットスロット単位で他の活性期間と重ならないように、かつビーコンに続く活性期間の終端と、オフセットスロットの終端が一致するようにオフセットスロットを割り当てる。続いて、ビーコン生成タイミング算出部16は、各ルータへの割当オフセットスロット数を算出する(ステップS2)。各ルータへの割当オフセットスロット数は、原則として対象のルータの接続ノード数に1を加えたものとし、接続ノード数が0の場合は、1となる。原則としてルータの接続ノード数に1を加えたものとするのは、接続しているノードの数に応じてオフセットスロットを割り当てることによって、このルータの構成するスーパーフレームにおけるCAP期間を多くとることができるためである。また、接続ノード数が0の場合にも、オフセットスロットが割り当てられず、ルータがビーコンを送信できなくなることを避けるために、少なくとも1オフセットスロットが割り当てられるようにする。   Next, the beacon generation timing calculation unit 16 of the coordinator 1 calculates the offset slot length Tu by equally dividing one superframe (that is, the beacon interval) into 13 offset slots. In this way, the beacon interval is equally divided by the required number of offset slots and assigned as the active period of each router, thereby avoiding that the active period of each router overlaps. In other words, the offset slots are allocated so that the active period following the beacon does not overlap with other active periods in units of offset slots, and the end of the active period following the beacon matches the end of the offset slot. Subsequently, the beacon generation timing calculation unit 16 calculates the number of offset slots assigned to each router (step S2). As a general rule, the number of offset slots assigned to each router is obtained by adding 1 to the number of connection nodes of the target router. When the number of connection nodes is 0, the number is 1. As a general rule, 1 is added to the number of nodes connected to the router, because an offset slot is allocated according to the number of connected nodes, so that a CAP period in a superframe formed by this router can be increased. This is because it can. Also, when the number of connected nodes is 0, an offset slot is not assigned, and at least one offset slot is assigned in order to prevent the router from transmitting a beacon.

なお、図3に示す接続ノード数管理テーブルを更新するために、各ルータは、自身に対してエンドデバイスやルータが接続/切断したことを契機に、コーディネータ1に対して、接続/切断を示す情報を通知し、コーディネータ1は、通知されたこの情報に基づいて、接続ノード数管理テーブルを更新する。   In order to update the connection node count management table shown in FIG. 3, each router indicates connection / disconnection to the coordinator 1 when an end device or router is connected / disconnected to itself. The information is notified, and the coordinator 1 updates the connection node number management table based on the notified information.

次に、ビーコン生成タイミング算出部16は、各ルータのオフセット値を算出する(ステップS3)。ここで、オフセット値とは、ルータがビーコンを送信するタイミングを決定するためのものであり、コーディネータ1がビーコンを送信してから、いくつのオフセットスロット後に自身のルータがビーコンを送信すべきかを示すものである。オフセット値は、各ルータのネットワークアドレスおよび各ルータに割り当てられたオフセットスロット数により求められ、コーディネータ1から順に、ネットワークの上位に位置するほど数字の小さいオフセット値が与えられる。   Next, the beacon generation timing calculation unit 16 calculates the offset value of each router (step S3). Here, the offset value is for determining the timing at which the router transmits a beacon, and indicates how many offset slots after which the coordinator 1 transmits a beacon and its own router should transmit the beacon. Is. The offset value is obtained from the network address of each router and the number of offset slots assigned to each router, and in order from the coordinator 1, an offset value having a smaller number is given as it is positioned higher in the network.

また、1つ前のオフセット値のルータに複数のオフセットスロットが割り当てられている場合は、オフセット値が飛び飛びの値となる。たとえば、ネットワークアドレス0であるコーディネータ1とネットワークアドレス1であるルータ21については、それぞれ4オフセットスロットが割り当てられるため、ネットワークアドレス1であるルータ21とネットワークアドレス22であるルータ22についてのオフセット値が飛び飛びの値となり、その後のルータのオフセット値は、1つずつ大きな値が割り当てられる。   Further, when a plurality of offset slots are assigned to the router with the previous offset value, the offset value becomes a skipped value. For example, since 4 offset slots are assigned to the coordinator 1 that is the network address 0 and the router 21 that is the network address 1, the offset values for the router 21 that is the network address 1 and the router 22 that is the network address 22 are skipped. The offset value of the subsequent router is assigned a large value one by one.

次に、ビーコン生成タイミング算出部16は、(1)オフセットスロット長、(2)各ルータへの割当オフセットスロット数及び(3)各ルータのオフセット値をビーコン生成部15へ通知する。これを受けて、ビーコン生成部15は、(1)オフセットスロット長、(2)各ルータへの割当オフセットスロット数及び(3)各ルータのオフセット値を含むビーコンを生成し、生成したビーコンを送信処理部14を介して送信する(ステップS4)。このビーコンには、配下の全てのルータに対するオフセット値と割当てオフセットスロット数が含まれていることとなる。各ルータは配下のルータについて、オフセット値と割当オフセットスロット数をビーコンにより中継する。   Next, the beacon generation timing calculation unit 16 notifies the beacon generation unit 15 of (1) the offset slot length, (2) the number of offset slots assigned to each router, and (3) the offset value of each router. In response to this, the beacon generation unit 15 generates a beacon including (1) the offset slot length, (2) the number of offset slots assigned to each router, and (3) the offset value of each router, and transmits the generated beacon. It transmits via the processing unit 14 (step S4). This beacon includes the offset values and the number of assigned offset slots for all the subordinate routers. Each router relays the offset value and the number of assigned offset slots by a beacon for the subordinate routers.

次に、図4を参照して、コーディネータ1以外の各ルータがビーコン送信を行う処理動作を説明する。図4は、図1に示すルータの処理動作を示すフローチャートである。まず、ルータは、親から受信したビーコンにより、(1)オフセットスロット長、(2)各ルータへの割当オフセットスロット数及び(3)各ルータのオフセット値を取得する(ステップS11)。これらは、全てコーディネータ1のビーコン生成タイミング算出部16により算出された値である。続いて、ルータは、以下の演算を行い、自己のビーコンタイミングを求める(ステップS12)。
ビーコンタイミング=(自己のオフセット値−親のオフセット値)×オフセットスロット長
Next, a processing operation in which each router other than the coordinator 1 performs beacon transmission will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing operation of the router shown in FIG. First, the router acquires (1) the offset slot length, (2) the number of offset slots assigned to each router, and (3) the offset value of each router from the beacon received from the parent (step S11). These are all values calculated by the beacon generation timing calculation unit 16 of the coordinator 1. Subsequently, the router performs the following calculation to obtain its beacon timing (step S12).
Beacon timing = (Self offset value-Parent offset value) x Offset slot length

すなわち、親のオフセット値に基づいて、自己のオフセット値の相対値を算出し、これにオフセットスロット長を乗算して得られた時間が、親のビーコンが送信された後に経過したタイミングを、自己がビーコンを送信するタイミングとする。ZigBeeネットワークでは、親のビーコンはほとんどのケースで受信できるものの、他のルータのビーコンが受信できるかどうかは保証されない。したがって、全てのルータがコーディネータ1のビーコンを受信できるわけではない。そのため、親が送信するビーコンに基づいて、子のビーコンタイミングを算出できることが必要である。前述したように、親と自己のオフセット値に基づいて自己がビーコンを送信できるタイミングを認識できるようなアドレス体系とすることによって、自律分散的に、各ルータがビーコンを送信できるようになる。   That is, the relative value of its own offset value is calculated based on the parent offset value, and the time obtained by multiplying this by the offset slot length is the time elapsed after the parent beacon is transmitted. Is the timing for transmitting a beacon. In the ZigBee network, although the parent beacon can be received in most cases, it is not guaranteed whether the beacon of another router can be received. Therefore, not all routers can receive the coordinator 1 beacon. Therefore, it is necessary that the beacon timing of the child can be calculated based on the beacon transmitted by the parent. As described above, each router can transmit beacons in an autonomous decentralized manner by adopting an address system that can recognize the timing at which the beacon can be transmitted based on the offset value between the parent and the self.

次に、ルータは、(1)オフセットスロット長、(2)配下の各ルータの割当てオフセットスロット長及び(3)配下の各ルータのオフセット値を含むビーコンを生成する(ステップS13)。そして、ルータは、求めたビーコンタイミングで、先に生成したビーコンを送信する(ステップS14)。すなわち、配下のルータに関する情報のみを抽出して、コーディネータ1と同様にビーコンにより報知する。   Next, the router generates a beacon including (1) an offset slot length, (2) an assigned offset slot length of each subordinate router, and (3) an offset value of each subordinate router (step S13). Then, the router transmits the previously generated beacon at the calculated beacon timing (step S14). That is, only information related to the subordinate routers is extracted and notified by a beacon in the same manner as the coordinator 1.

なお、各ルータはビーコンに続く、スーパーフレームにおいて、CAP期間やGTSを構成するところ、複数のノードにより接続されたルータには、その数に対応する数のオフセットスロットが割り当てられているため、より長いスーパーフレーム長(活性期間)を割り当てられることとなる。このように、コーディネータ1のオフセット値からの相対値によって、自己のオフセット値を把握することで、各ルータは(コーディネータ1のビーコンが届かないときでも)必ず自己のビーコンを送信するタイミングを把握でき、かつ、コーディネータ1により通知されたルータオフセット値に全てのルータが従ってビーコンを送信することによって、すべてのルータの送信するビーコンが重ならないことが保証されることになる。   Each router constitutes a CAP period and GTS in the superframe following the beacon. Since the routers connected by a plurality of nodes are assigned the number of offset slots corresponding to the number, more A long superframe length (active period) is assigned. Thus, by grasping its own offset value by the relative value from the offset value of the coordinator 1, each router can always grasp the timing of transmitting its own beacon (even when the beacon of the coordinator 1 does not arrive). In addition, since all routers transmit beacons according to the router offset value notified by the coordinator 1, it is guaranteed that beacons transmitted by all routers do not overlap.

また、各スーパーフレームの活性期間の長さが一つのスーパーフレームで必要なオフセットスロット数に基づいて算出されることによって、全てのルータのスーパーフレームにおける活性期間にも重なりが生じない。結果として、ビーコンが他のノードによる干渉信号によって受信できない状況を回避することができる。また、各ルータは、自己に接続するノード(ルータやエンドデバイス)の数に応じたオフセットスロットの割当てを受けることができるため、それに応じてCAP期間としてより多くのオフセットスロットを設定でき、したがって、パケット衝突の確率が低減されることになる。   In addition, since the length of the active period of each superframe is calculated based on the number of offset slots required in one superframe, the active periods in the superframes of all routers do not overlap. As a result, a situation where a beacon cannot be received due to an interference signal from another node can be avoided. Also, since each router can be assigned an offset slot according to the number of nodes (routers and end devices) connected to itself, more offset slots can be set as a CAP period accordingly. The probability of packet collision will be reduced.

次に、具体例を挙げてビーコン送信動作を説明する。図5に、通信ネットワーク全体の構成を示す。図5において、各○印は、ノード示しており、最上位のノードは、コーディネータ1に相当する。各ノード間の直線は、無線通信伝送路を表しており、各丸印の中の値はネットワークアドレスを示している。図5に示す例では、最上位のノード(コーディネータ1に相当)には、4つのルータが接続されており、ネットワークアドレス22のルータには、ネットワークアドレス23のノード(ルータまたはエンドデバイス)が接続されている。同様に、ネットワークアドレス64のルータには、2つのノードが接続され、さらに、ネットワークアドレス75のルータには、ネットワークアドレス76のノード(ルータまたはエンドデバイス)が接続されている。   Next, a beacon transmission operation will be described with a specific example. FIG. 5 shows the configuration of the entire communication network. In FIG. 5, each circle indicates a node, and the highest node corresponds to the coordinator 1. A straight line between the nodes represents a wireless communication transmission path, and a value in each circle indicates a network address. In the example shown in FIG. 5, four routers are connected to the highest node (corresponding to coordinator 1), and the node (router or end device) with network address 23 is connected to the router with network address 22. Has been. Similarly, two nodes are connected to the router having the network address 64, and a node (router or end device) having the network address 76 is connected to the router having the network address 75.

図6を参照して、図5に示す通信ネットワークにおけるビーコン送信動作を説明する。図6において、斜線で示す期間は、inactive期間(不活性期間)を示し、斜線のない期間はビーコンが付与されたactive期間(活性期間)を示している。図5に示すように、ネットワークアドレス1のノードのオフセット値は1、ネットワークアドレス22のノードのオフセット値は2、ネットワークアドレス43のノードのオフセット値は4、ネットワークアドレス64のノードのオフセット値は5、ネットワークアドレス75のノードのオフセット値は7、ネットワークアドレス80のノードのオフセット値は8となり、各ノードが送信するビーコンと活性期間は、互いにずれるように配置されることとなり、ビーコンと活性期間が重なることを防止することができる。   A beacon transmission operation in the communication network shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a period indicated by hatching indicates an inactive period (inactive period), and a period without hatching indicates an active period (active period) to which a beacon is assigned. As shown in FIG. 5, the offset value of the node of the network address 1 is 1, the offset value of the node of the network address 22 is 2, the offset value of the node of the network address 43 is 4, and the offset value of the node of the network address 64 is 5. The offset value of the node of the network address 75 is 7, the offset value of the node of the network address 80 is 8, and the beacon transmitted from each node and the active period are arranged so as to deviate from each other. Overlap can be prevented.

また、子ノード数の多いルータには長い使用可能時間が割り当てられることになる。このように、ビーコン送信の開始タイミングをずらすことにより、同一周波数を用いるルーティングノードのビーコン信号やデータ信号が干渉してしまうことを回避することができる。また、active期間長の割り当て・オフセット値の管理は最上位のノード(コーディネータ1に相当)が一元的に行うようにしたため、通信ネットワーク全体の負荷バランスを鑑みた管理を実現することができる。   Also, a long usable time is allocated to a router having a large number of child nodes. Thus, by shifting the start timing of beacon transmission, it is possible to avoid interference between beacon signals and data signals of routing nodes that use the same frequency. In addition, since the most significant node (corresponding to the coordinator 1) manages the allocation of the active period length and the offset value in an integrated manner, the management considering the load balance of the entire communication network can be realized.

次に、通信ネットワーク構成が異なる場合のビーコン送信動作を説明する、図7は、通信ネットワーク構成が異なる場合の通信ネットワーク構成を示す図である。図7に示すように、最上位のノード(ネットワークアドレス0)に、深度1のノードが3つ接続され、さらにネットワークアドレス1のノードに深度2のノードが接続されている。   Next, the beacon transmission operation when the communication network configuration is different will be described. FIG. 7 is a diagram showing the communication network configuration when the communication network configuration is different. As shown in FIG. 7, three nodes having a depth of 1 are connected to the highest node (network address 0), and a node having a depth of 2 is connected to the node having the network address 1.

図8を参照して、図7に示す通信ネットワークにおけるビーコン送信動作を説明する。図8に示すように、ネットワークアドレス1のルータは、配下ノード群に付与する総使用可能時間を子のノード(ネットワークアドレス2、3、12のノード)毎に制御することが可能である。これにより、ルーティングやネットワーク負荷に応じた適応的な時間資源の配分を行うことができる。また、深度Nのルータは深度N+1のルータに対し使用可能時間、フレームオフセット量の管理を行い、かつそれを各ルーティングデバイスに通達する信号フォーマットを設ける必要があるが、ルーティング機能を持たない末端のエンドデバイスには全く改変の必要がないまた、最も受信レベルの高いビーコンを持つ親のノードに対してネットワークエントリを行えばよく、各種制御情報は完全に隠蔽されるため、無線資源の利用効率を高めることができる。 A beacon transmission operation in the communication network shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the router with the network address 1 can control the total available time given to the subordinate node group for each child node (nodes with the network addresses 2, 3, and 12). Thereby, adaptive time resource allocation according to routing and network load can be performed. In addition, the depth N router needs to manage the usable time and the frame offset amount with respect to the depth N + 1 router, and provide a signal format for communicating with each routing device. The end device does not require any modification . Further, network entry may be performed for a parent node having a beacon with the highest reception level, and various control information is completely concealed, so that the utilization efficiency of radio resources can be improved.

なお、各ルータ間での時間同期の精度が低い場合や空中線での伝搬遅延を考慮して、各オフセットスロットの前後にガードタイム(Tg1,Tg2)を設けてもよい。この場合は、各ルータのスーパーフレームにおける活性期間Tactiveとして、図9に示すように、(Tg1+Tactive+Tg2)<(Tb/Rtotal)を満たすTactiveを設定すればよい。また、各ノードは、親のノードに接続するときに、複数の親のノードを検出したときは、各親が送信するビーコン信号の受信電力を測定して、最も受信レベルの高いビーコン信号を送信する親のノードに対して接続すればよい。   It should be noted that guard times (Tg1, Tg2) may be provided before and after each offset slot in consideration of low time synchronization accuracy between the routers or considering propagation delays in the antenna. In this case, as the active period Tactive in the superframe of each router, as shown in FIG. 9, Tactive satisfying (Tg1 + Tactive + Tg2) <(Tb / Rtotal) may be set. When each node detects multiple parent nodes when connecting to the parent node, it measures the received power of the beacon signal transmitted by each parent and transmits the beacon signal with the highest reception level. It is only necessary to connect to the parent node.

また、ビーコン周期(active時間+inactive時間)をTb、通信ネットワーク内に存在可能な最大ルーティングノード数をRtotal、Activeルータiのactive時間長をBSD×2SO(i)、ただしi=1,2,…,Ni(Ni<=Rtotal)、ActiveルータiのガードタイムをTg1,Tg2、Activeルータiが占有するオフセットスロット数をSiとし、Tg1+BSD×2SO(i)+Tg2< Tb/Rtotal)×Siを拘束条件として、Activeルータ配下の子ノード数、またはActiveルータが要求する総伝送速度に応じてActiveルータiに割り当てるオフセットスロット数Siを適応的に決定するようにしてもよい。このとき、ΣSiを最大化(時間効率最大)するSiの組み合わせを決定すればよい。 In addition, the beacon period (active time + inactive time) is Tb, the maximum number of routing nodes that can exist in the communication network is Rtotal, the active time length of the Active router i is BSD × 2 SO (i) , where i = 1, 2, ..., Ni (Ni <= Rtotal), the guard time of Active router i is Tg1, Tg2, the number of offset slots occupied by Active router i is Si, and Tg1 + BSD × 2SO (i) + Tg2 <Tb / Rtotal) × Si As a constraint condition, the number of offset slots Si to be assigned to the Active router i may be adaptively determined according to the number of child nodes under the Active router or the total transmission rate requested by the Active router. At this time, a combination of Si that maximizes ΣSi (maximum time efficiency) may be determined.

このように、ルータ機能を持つノードがそれぞれビーコン信号を送信する機能を備えるマルチホップネットワークにおいて、親のノードのビーコン信号に同期するスーパーフレーム全体を、ノードごとにスーパーフレームの開始点であるビーコン信号位置が異なるように設定するようにしたため、周波数チャネルを複数使用することなく、マルチホップ型のトポロジにおいてビーコンモードを用いて通信を行うことが可能となる。また、同一ネットワーク内において複数のノードが干渉を起こすことなくビーコン送信およびペイロード送信が可能となる。また、ネットワーク内で、マルチビーコン化するための情報共有が必要なく、自律分散的にマルチビーコンマルチホップネットワークを構築することが可能となる。   In this way, in a multi-hop network having a function in which each node having a router function transmits a beacon signal, the entire superframe synchronized with the beacon signal of the parent node is the beacon signal that is the starting point of the superframe for each node. Since the positions are set to be different, it is possible to perform communication using the beacon mode in a multi-hop topology without using a plurality of frequency channels. In addition, beacon transmission and payload transmission can be performed without causing interference among a plurality of nodes in the same network. In addition, it is not necessary to share information for making a multi-beacon in the network, and a multi-beacon multi-hop network can be constructed in an autonomous and distributed manner.

以上説明したように、従来のZigBeeにおいては、CSMA/CAをベースにアクセス制御が行われていたため、省電力動作を行うためには、データ通信を行う活性期間と省電力動作を行う不活性期間により構成されるスーパーフレームが形成されていた。ここで、スーパーフレームは、ビーコン信号により開始されるところ、スター型以外(たとえば、ツリー型)の複数の無線端末のそれぞれがスーパーフレームを形成する必要のあるネットワークを構築する場合には、ビーコン信号が衝突して制御情報を取得できないという問題がある。そこで、ツリー型トポロジ(親無線端末、子無線端末、孫無線端末等のノードにより構成)を対象として、親のノードが、ビーコンを送信する周期に相当する期間であるスーパーフレームにおいて、このスーパーフレームをこのトポロジに接続しているノードの数に基づいて均等なオフセットスロットに分割し、各オフセットスロットは、接続している端末の数に応じて各ノード(ルータ)に割り当てるようにした。これにより、各ノードに割り当てられたオフセットスロットがノード間で重複しないことになり、ビーコン信号が衝突することを回避することができる。各ノードは、自己に接続しているノードの数に応じた数のオフセットスロットを得られるため、一つのノードの配下のノード数が多い場合にオフセットスロットの競合によって生じるパケット衝突の確率を低減することができる。   As described above, in conventional ZigBee, since access control is performed based on CSMA / CA, in order to perform a power saving operation, an active period in which data communication is performed and an inactive period in which the power saving operation is performed. The super frame comprised by this was formed. Here, the super frame is started by a beacon signal. When a network in which each of a plurality of wireless terminals other than the star type (for example, a tree type) needs to form a super frame is constructed, the beacon signal is used. There is a problem that control information cannot be acquired due to collision. Therefore, in a superframe having a period corresponding to a cycle in which a parent node transmits a beacon for a tree topology (configured by nodes such as a parent wireless terminal, a child wireless terminal, and a grandchild wireless terminal), this superframe Is divided into equal offset slots based on the number of nodes connected to this topology, and each offset slot is assigned to each node (router) according to the number of connected terminals. Thereby, the offset slot allocated to each node does not overlap between nodes, and it is possible to avoid collision of beacon signals. Since each node can obtain the number of offset slots according to the number of nodes connected to itself, it reduces the probability of packet collision caused by offset slot contention when the number of nodes under one node is large. be able to.

ここで、各ノード(たとえば、孫のノード)は、必ずしも親ノードのビーコンを受信できるとは限らないため、各ノードは、自己が接続している親であるノード(たとえば、子のノード)から自己に割り当てられたオフセットスロットが通知されるとともに、自己に割り当てられたオフセットスロットと親であるノードに割り当てられたオフセットスロットとの相対位置に基づいて、ビーコンを送信する。すなわち、自己に割り当てられたオフセットスロットの位置と親であるノードに割り当てられたオフセットスロットの位置との差に相当する時間だけ、親であるノードに割り当てられたオフセットスロットから後に、ビーコンを送信する。このような構成とすることで、各ノードは自己がビーコンを送信すべきタイミングを正確に知ることができる。   Here, since each node (for example, grandchild node) does not necessarily receive the beacon of the parent node, each node is connected to the node to which it is connected (for example, a child node). The offset slot assigned to itself is notified, and a beacon is transmitted based on the relative position between the offset slot assigned to itself and the offset slot assigned to the parent node. That is, a beacon is transmitted after the offset slot assigned to the parent node for a time corresponding to the difference between the position of the offset slot assigned to itself and the position of the offset slot assigned to the parent node. . With this configuration, each node can accurately know the timing at which the node should transmit a beacon.

なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりビーコン生成タイミング算出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   The program for realizing the function of the processing unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into the computer system and executed to calculate the beacon generation timing. Processing may be performed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

ビーコンモードをマルチホップネットワークに適用する場合、複数のコーディネータが送信したビーコンが衝突することにより、各ノードにおいて、スーパーフレームの制御情報が正常に受信されないという問題を解決することが不可欠な用途に適用できる。   When beacon mode is applied to a multi-hop network, it is applied to applications where it is indispensable to solve the problem that superframe control information is not normally received at each node due to collision of beacons sent by multiple coordinators. it can.

1・・・コーディネータ、11・・・制御部、12・・・データ処理部、13・・・受信処理部、14・・・送信処理部、15・・・ビーコン生成部、16・・・ビーコン生成タイミング算出部、17・・・スイッチ、21、22、23・・・ルータ、31、32、33・・・ルータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coordinator, 11 ... Control part, 12 ... Data processing part, 13 ... Reception processing part, 14 ... Transmission processing part, 15 ... Beacon generation part, 16 ... Beacon Generation timing calculation unit, 17... Switch, 21, 22, 23... Router, 31, 32, 33.

Claims (9)

ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムであって、
前記親無線端末は、
前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得する手段と、
前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出する手段と、
前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定する手段と、
前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定する手段と、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知する手段とを備え、
前記子無線端末は、
前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記スロットの位置に基づいて、自己が送信する第2のビーコンを送信するタイミングを決定して、前記第2のビーコンを送信する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal,
The parent wireless terminal is
Means for obtaining the number of all wireless terminals constituting the wireless communication system;
Means for calculating the total number of slots to be allocated in one superframe for all of the child radio terminals based on the number of radio terminals;
Means for determining the length of the slot from the total number of slots and a beacon transmission period of a first beacon transmitted by the parent wireless terminal;
Means for determining the number of slots to be allocated to each of the child radio terminals and the position of the slot allocated to the child radio terminals so that the slots allocated to the child radio terminals do not overlap with other radio terminals;
Means for notifying the length of the slot and the position of the slot to be allocated to the child radio terminal by the first beacon;
The child radio terminal is
Means for determining the timing for transmitting a second beacon transmitted by itself based on the length of the slot and the position of the slot notified by the first beacon, and transmitting the second beacon. A wireless communication system.
ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末と接続する第1の子無線端末と、前記第1の子無線端末と接続する第2の子無線端末とにより構成される無線通信システムであって、前記親無線端末は、
配下の前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれにツリートポロジにより直接または間接的に接続している無線端末の数を取得する手段と、
前記取得した無線端末の数に基づいて、前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるスロットの数を算出する手段と、
前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定する手段と、
前記子無線端末に割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定する手段と、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知する手段とを備え、
前記第1の子無線端末は、
受信した前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記親無線端末および自己に割り当てられたスロットの位置に基づいて、自己が第2のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第2のビーコンを送信するタイミングにおいて前記スロットの長さ並びに自己及び配下の子無線端末に割り当てられたスロットの位置を含む第2のビーコンを送信する手段を備え、
前記第2の子無線端末は、
受信した前記第2のビーコンによって通知された前記第1の子無線端末および自己に割当てられたスロットの位置と前記スロットの長さに位置に基づいて、自己が送信する第3のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第3のビーコンを送信するタイミングにおいて前記第3のビーコンを送信する手段を備えることを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology, a first child wireless terminal that is connected to the parent wireless terminal, and a second child wireless terminal that is connected to the first child wireless terminal And the parent wireless terminal is
Means for acquiring the number of wireless terminals directly or indirectly connected to each of the subordinate first and second child wireless terminals by a tree topology ;
Means for calculating the number of slots to be allocated in one superframe for each of the first child wireless terminal and the second child wireless terminal based on the acquired number of wireless terminals;
Means for determining the length of the slot from the total number of slots and a beacon transmission period of a first beacon transmitted by the parent wireless terminal;
Means for determining the number of slots to be allocated to the child radio terminal and the position of the slot allocated to the child radio terminal so that the slot allocated to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals;
Means for notifying the length of the slot and the position of the slot to be allocated to the child radio terminal by the first beacon;
The first child radio terminal is
Based on the length of the slot notified by the received first beacon and the position of the parent wireless terminal and the slot allocated to the self , the timing for the self to transmit the second beacon is determined, and the determined Means for transmitting a second beacon including the length of the slot at the timing of transmitting the second beacon and the position of the slot assigned to the self and subordinate child radio terminals;
The second child radio terminal is
Based on the position of the first child radio terminal notified by the received second beacon and the slot allocated to itself and the length of the slot, a third beacon transmitted by itself is transmitted. A wireless communication system comprising: means for determining a timing and transmitting the third beacon at a timing for transmitting the determined third beacon.
前記第2の子無線端末は、
前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットのうち先頭のスロットから起算して、自己に割り当てられたスロットの位置から前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットの位置の差に相当する時間だけ経過した時に、前記第3のビーコンを送信する
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。
The second child radio terminal is
Of the slots assigned to the first child radio terminal, the difference from the position of the slot assigned to the first child radio terminal to the position of the slot assigned to the first child radio terminal is calculated from the first slot. The wireless communication system according to claim 2, wherein the third beacon is transmitted when time has elapsed.
前記ビーコンに続く活性期間の終端と、前記スロットの終端が一致している
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに1項に記載の無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, item 1 to any of the 3, characterized in that the end of the active period subsequent to the beacon, the end of the slot match.
ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記親無線端末は、
前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得するステップと、
前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出するステップと、
前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、
前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップとを有し、
前記子無線端末は、
前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記スロットの位置に基づいて、自己が送信する第2のビーコンを送信するタイミングを決定して、前記第2のビーコンを送信するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication method in a wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal,
The parent wireless terminal is
Obtaining the number of all wireless terminals constituting the wireless communication system;
Calculating the total number of slots to be allocated in one superframe for all of the child wireless terminals based on the number of wireless terminals;
Determining the length of the slot from the total number of slots and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal;
Determining the number of slots to be assigned to each of the child wireless terminals, and the position of the slot assigned to the child wireless terminals so that the slots assigned to the child wireless terminals do not overlap with other wireless terminals;
Notifying the length of the slot and the position of the slot to be assigned to the child radio terminal by the first beacon;
The child radio terminal is
Determining the timing for transmitting the second beacon transmitted by the terminal based on the length of the slot and the position of the slot notified by the first beacon, and transmitting the second beacon. A wireless communication method.
ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末と接続する第1の子無線端末と、前記第1の子無線端末と接続する第2の子無線端末とにより構成される無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記親無線端末は、
配下の前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれにツリートポロジにより直接または間接的に接続している無線端末の数を取得するステップと、
前記取得した無線端末の数に基づいて、前記第1の子無線端末および前記第2の子無線端末のそれぞれに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるスロットの数を算出するステップと、
前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、
前記子無線端末に割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップとを有し、
前記第1の子無線端末は、
受信した前記第1のビーコンによって通知された前記スロットの長さと前記親無線端末および自己に割り当てられたスロットの位置に基づいて、自己が第2のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第2のビーコンを送信するタイミングにおいて前記スロットの長さ並びに自己及び配下の子無線端末に割り当てられたスロットの位置を含む第2のビーコンを送信するステップを有し、
前記第2の子無線端末は、
受信した前記第2のビーコンによって通知された前記第1の子無線端末および自己に割当てられたスロットの位置と前記スロットの長さに位置に基づいて、自己が送信する第3のビーコンを送信するタイミングを決定し、前記決定した第3のビーコンを送信するタイミングにおいて前記第3のビーコンを送信するステップを有する
ことを特徴とする無線通信方法。
A wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology, a first child wireless terminal that is connected to the parent wireless terminal, and a second child wireless terminal that is connected to the first child wireless terminal A wireless communication method in
The parent wireless terminal is
Obtaining the number of wireless terminals directly or indirectly connected to each of the subordinate first child wireless terminal and the second child wireless terminal by a tree topology ;
Calculating the number of slots to be allocated in one superframe for each of the first child wireless terminal and the second child wireless terminal based on the acquired number of wireless terminals;
Determining the length of the slot from the total number of slots and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal;
Determining the number of slots to be allocated to the child radio terminal and the position of the slot allocated to the child radio terminal so that the slot allocated to the child radio terminal does not overlap with other radio terminals;
Notifying the length of the slot and the position of the slot to be assigned to the child radio terminal by the first beacon;
The first child radio terminal is
Based on the length of the slot notified by the received first beacon and the position of the parent wireless terminal and the slot allocated to the self , the timing for the self to transmit the second beacon is determined, and the determined Transmitting a second beacon including the length of the slot and the position of the slot assigned to the self and subordinate child radio terminals at the timing of transmitting the second beacon;
The second child radio terminal is
Based on the position of the first child radio terminal notified by the received second beacon and the slot allocated to itself and the length of the slot, a third beacon transmitted by itself is transmitted. A wireless communication method comprising: determining a timing, and transmitting the third beacon at a timing for transmitting the determined third beacon.
前記第2の子無線端末は、
前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットのうち先頭のスロットから起算して、自己に割り当てられたスロットの位置から前記第1の子無線端末に割り当てられたスロットの位置の差に相当する時間だけ経過した時に、前記第3のビーコンを送信する
ことを特徴とする請求項6に記載の無線通信方法。
The second child radio terminal is
Of the slots assigned to the first child radio terminal, the difference from the position of the slot assigned to the first child radio terminal to the position of the slot assigned to the first child radio terminal is calculated from the first slot. The wireless communication method according to claim 6, wherein the third beacon is transmitted when time has elapsed.
前記ビーコンに続く活性期間の終端と、前記スロットの終端が一致してい
ことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の無線通信方法。
And end of the active period subsequent to the beacon, the radio communication method according to any one of claims 5 7, characterized in that the end of the slots that match.
ツリートポロジの基となる親無線端末と、該親無線端末に直接接続される子無線端末とを含む無線通信システムにおける前記親無線端末上のコンピュータに無線通信処理を行わせる無線通信プログラムであって、
前記無線通信システムを構成する全ての無線端末の数を取得するステップと、
前記無線端末の数に基づいて、前記子無線端末の全てに対して、一のスーパーフレームにおいて割り当てるべきスロットの総数を算出するステップと、
前記スロットの総数と、前記親無線端末が送信する第1のビーコンのビーコン送信周期とから前記スロットの長さを決定するステップと、
前記子無線端末のそれぞれに割り当てるべき前記スロットの数と、該子無線端末に割り当てるスロットが他の無線端末と重ならないように前記子無線端末に割り当てたスロットの位置を決定するステップと、
前記第1のビーコンにより、前記スロットの長さと、前記子無線端末に対して割り当てるスロットの位置とを通知するステップと
を前記コンピュータに行わせることを特徴とする無線通信プログラム。
A wireless communication program that causes a computer on the parent wireless terminal to perform wireless communication processing in a wireless communication system including a parent wireless terminal that is a basis of a tree topology and a child wireless terminal that is directly connected to the parent wireless terminal. ,
Obtaining the number of all wireless terminals constituting the wireless communication system;
Calculating the total number of slots to be allocated in one superframe for all of the child wireless terminals based on the number of wireless terminals;
Determining the length of the slot from the total number of slots and the beacon transmission period of the first beacon transmitted by the parent wireless terminal;
Determining the number of slots to be assigned to each of the child wireless terminals, and the position of the slot assigned to the child wireless terminals so that the slots assigned to the child wireless terminals do not overlap with other wireless terminals;
A wireless communication program causing the computer to perform a step of notifying the length of the slot and the position of the slot to be assigned to the child wireless terminal by the first beacon.
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