JP5435427B2 - Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method - Google Patents
Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5435427B2 JP5435427B2 JP2010089238A JP2010089238A JP5435427B2 JP 5435427 B2 JP5435427 B2 JP 5435427B2 JP 2010089238 A JP2010089238 A JP 2010089238A JP 2010089238 A JP2010089238 A JP 2010089238A JP 5435427 B2 JP5435427 B2 JP 5435427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wireless communication
- phase
- communication device
- pulse
- transmission timing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
本発明は、無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system.
無線センサネットワークでは、各ノードがセンシングしたデータは、データ収集基地局であるシンクノードに収集される。シンクノードに効率的に、各ノードによりセンシングされたデータが収集されるためには、各ノードが適切な順序・タイミングにより通信を行う必要がある。 In a wireless sensor network, data sensed by each node is collected by a sink node which is a data collection base station. In order for the data sensed by each node to be collected efficiently in the sink node, it is necessary for each node to communicate in an appropriate order and timing.
<データの収集>
図1は、シンクノード5に、効率的にデータを収集させる方法の一例を示す。図1では、各ノード11、12、13、21、22、23、及び24により収集されたセンサ情報は、シンクノード5に収集される。図1において、各ノードに記された数字は、該ノードからシンクノード5までに中継すべきノード数を示す。該中継すべきノード数はホップ数と呼ばれてもよい。
<Data collection>
FIG. 1 shows an example of a method for causing the
図1に示される方法によれば、シンクノード5からのホップ数が大きいノードから順番にシンクノード5に向かうように通信タイミングが形成される。換言すれば、ホップ数が大きいノードから順番にシンクノード5に向かうように、いわゆる進行波パターンを形成するように、各ノードの通信タイミングは自律分散して構築される。図1の左図に示されるように、ホップ数の大きいノードから、シンクノード5に向かう通信タイミングが形成される。ここでは、ホップ数が2であるノード21、22、23、及び24がセンサ情報の送信を行う。該送信の後、図1の右図に示されるように、ホップ数が次に大きいノード(2番目に大きいノード)から、シンクノード5に向かう通信タイミングが形成される。ここでは、ホップ数が1であるノード11、12、及び13がセンサ情報の送信を行う。
According to the method shown in FIG. 1, the communication timing is formed so as to go from the node with the largest number of hops from the
また、無線センサネットワークでは、各ソースノードからのデータは、各ノードに拡散される。各ノードに効率的に、ソースノードからのデータが拡散されるためには、ソースノード及び各ノードが適切な順序・タイミングにより通信を行う必要がある。 In a wireless sensor network, data from each source node is spread to each node. In order for data from the source node to be efficiently diffused to each node, the source node and each node need to communicate with each other in an appropriate order and timing.
<データの拡散>
データ収集基地局であるソースノード10から各ノードへデータの拡散を行う場合には、データを収集する場合とは逆の順番で処理が行われる。
<Diffusion of data>
When data is diffused from the
図2は、各ノード11、12、13、21、22、23、及び24に、ソースノード10から効率的にデータを拡散させる方法の一例を示す。図2では、ソースノード10の有するセンサ情報は、各ノード11、12、13、21、22、23、及び24に拡散される。図2において、各ノードに記された数字はソースノード10から、該ノードまでに中継すべきノード数を示す。該中継すべきノード数はホップ数と呼ばれてもよい。
FIG. 2 shows an example of a method for efficiently diffusing data from the
図2に示される方法によれば、ソースノード10からのホップ数が小さいノードから順番に、ソースノード10からの通信タイミングが形成される。換言すれば、ソースノード10からホップ数が小さいノードから順番に、いわゆる進行波パターンを形成するように各ノードへの通信タイミングは、自律分散して構築される。図2の左図に示されるように、ホップ数の小さいノードへ、ソースノード10の有するセンサ情報が送信される。ここでは、ホップ数が1であるノード11、12、及び13に、ソースノード10はセンサ情報の送信を行う。該送信の後、図2の右図に示されるように、ソースノード10からのセンサ情報を受信したノードは、ホップ数が次に大きいノードへ、センサ情報の送信を行う。ここでは、ホップ数が2であるノード21、22、23、及び24へセンサ情報の送信が行われる。
According to the method shown in FIG. 2, the communication timing from the
上述したデータ収集及び拡散手法では、各ノードは、シンクノード又はソースノードからのホップ数をレベルという値で保持する。各ノードは、実質的なツリー構造を構築する。各ノードは、データを収集又は拡散する場合、パルス結合振動子系における位相応答関数を変形し,各ノードよりもシンクノード又はソースノードに近いノードとのみタイミング調節を行うことで進行波パターンを形成する。進行波パターンを形成することにより、データ収集または拡散を行う。 In the data collection and diffusion method described above, each node holds the number of hops from the sink node or source node as a value called level. Each node builds a substantial tree structure. When collecting or diffusing data, each node transforms the phase response function in the pulse-coupled oscillator system and forms a traveling wave pattern by adjusting the timing only with the node closer to the sink node or source node than each node. To do. Data collection or diffusion is performed by forming a traveling wave pattern.
しかし、該レベル情報は、パケットを介して伝搬される。レベル情報がパケットを介して伝搬されるため、パケット衝突の問題は無視できない。パケット衝突の問題が無視できないため、必然的にスケーラビリティに限界が生じる。 However, the level information is propagated through the packet. Since level information is propagated through the packet, the problem of packet collision cannot be ignored. Since the problem of packet collision cannot be ignored, there is inevitably a limit to scalability.
また、センサネットワークでは、各ノードにより充電可能な電力が限られるため、各ノードは消費電力を低減するためにアクティブモード又はスリープモードを必要に応じて切り替えて通信を行う。しかし、上述したデータ収集及び拡散手法では、進行波パターンが形成されるまでは各ノードは常にアクティブ状態である必要がある。アクティブ状態である必要があるため、電力消費も大きくなる。 Further, in the sensor network, the power that can be charged by each node is limited, so that each node performs communication by switching the active mode or the sleep mode as necessary in order to reduce power consumption. However, in the data collection and diffusion method described above, each node must always be in an active state until a traveling wave pattern is formed. Since it needs to be in an active state, power consumption also increases.
また、パルス結合振動子を応用することにより、各ノードがアクティブモード又はスリープモードの切り換えを行う場合でも自律分散的に同期させる手法も提案されている。しかし、各ノードを完全に同期させることに限られている。進行波パターンの形成することにより、データ収集を行うことは想定されていない。 In addition, a technique has been proposed in which each node is synchronized in an autonomous and distributed manner even when each node switches between an active mode and a sleep mode by applying a pulse coupled oscillator. However, it is limited to fully synchronizing each node. It is not envisaged to collect data by forming a traveling wave pattern.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、通信タイミングを管理する基準局を必要とせず、自律分散的に通信タイミングを制御することができる無線通信装置、無線通信システム並びに送信タイミング制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and does not require a reference station for managing communication timing, and is capable of controlling communication timing in an autonomous and distributed manner, a wireless communication system, and transmission timing control. It aims to provide a method.
本無線通信装置は、
複数の無線通信装置を含む無線通信システムにおける1の無線通信装置であって、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有し、
前記送信タイミング制御部は、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定する。
This wireless communication device
A wireless communication device in a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A transmission unit for transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control unit,
The transmission timing control unit sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. If the phase is equal to or greater than a predetermined threshold, the phase is set to a value obtained by subtracting the phase from the maximum value after the phase reaches the maximum value.
本無線通信システムは、
複数の無線通信装置を含む無線通信システムであって、
前記無線通信装置には、データを収集又は拡散すべき無線通信装置と、該無線通信装置以外の他の無線通信装置とを含み、
前記他の無線通信装置は、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有し、
前記送信タイミング制御部は、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定し、
前記無線通信装置は、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有する。
This wireless communication system
A wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
The wireless communication device includes a wireless communication device that collects or spreads data and a wireless communication device other than the wireless communication device,
The other wireless communication device is:
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A transmission unit for transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control unit,
The transmission timing control unit sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. When the phase is equal to or greater than a predetermined threshold, after the phase reaches the maximum value, set to a value obtained by subtracting the phase from the maximum value,
The wireless communication device
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A transmission unit that transmits a pulse in accordance with the timing controlled by the transmission timing control unit.
本送信タイミング制御方法は、
複数の無線通信装置を含む無線通信システムにおける1の無線通信装置における送信タイミング制御方法であって、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御ステップと、
該送信タイミング制御ステップにより制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信ステップと
を有し、
前記送信タイミング制御ステップは、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定する。
This transmission timing control method is
A transmission timing control method in one wireless communication device in a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
A transmission timing control step for controlling to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value according to the phase indicated by the sawtooth wave;
A transmission step of transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control step,
The transmission timing control step sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. If the phase is equal to or greater than a predetermined threshold, the phase is set to a value obtained by subtracting the phase from the maximum value after the phase reaches the maximum value.
開示の無線通信装置、無線通信システム並びに送信タイミング制御方法によれば、通信タイミングを管理する基準局を必要とせず、自律分散的に通信タイミングを制御することができる。 According to the disclosed wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method, the communication timing can be controlled in an autonomous and distributed manner without requiring a reference station for managing the communication timing.
次に、本発明を実施するための形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
Next, the form for implementing this invention is demonstrated, referring drawings based on the following Examples.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for those having the same function, and repeated explanation is omitted.
<システム>
図3は、本実施例に従った無線通信装置が適用される無線通信システムを示す。
<System>
FIG. 3 shows a wireless communication system to which the wireless communication apparatus according to the present embodiment is applied.
本無線通信システムは、複数の無線通信装置100n(nは、n>0の整数)を有する。該無線通信装置は、ノードと呼ばれることもある。図3には、n=8の例が示される。図3において、無線通信可能な無線通信装置同士を破線により接続する。該無線通信装置には、無線センサが含まれる。各無線通信装置は、自律分散的に、送信タイミングを制御する。 The wireless communication system includes a plurality of wireless communication devices 100 n (n is an integer where n> 0). The wireless communication device is sometimes called a node. FIG. 3 shows an example of n = 8. In FIG. 3, wireless communication devices capable of wireless communication are connected by a broken line. The wireless communication device includes a wireless sensor. Each wireless communication device controls transmission timing in an autonomous and distributed manner.
本無線通信システムでは、送信タイミングの制御が行われた後、該送信タイミングに従って、無線通信装置1002−1008からのデータが無線通信装置1001に収集される。該収集の際に、各無線通信装置は、進行波パターンを形成する。
In this wireless communication system, after the control of the transmission timing is performed in accordance with the transmission timing data from the radio communication apparatus 100 2 -100 8 it is collected in the
また、本無線通信システムでは、送信タイミングの制御が行われた後、該送信タイミングに従って、無線通信装置1001からのデータが無線通信装置1002−1008に拡散される。該拡散の際に、各無線通信装置は、進行波パターンを形成する。
Further, in the wireless communication system, after the control of the transmission timing is performed in accordance with the transmission timing data from the
本願発明は、明滅が波のように伝搬する進行波パターンでの集団明滅が観測されるホタルについての実験に着目した。本願発明は、該実験事実を反映したモデルの数値シミュレーションにより得られたホタルの明滅の自然周期の差異による進行波パターンの形成条件に基づいて、該進行波パターン形成メカニズムを、無線センサネットワークにおけるデータ収集・拡散手法として利用する。進行波パターン形成メカニズムを、無線センサネットワークにおけるデータ収集・拡散手法として利用することにより、より自律分散性をもち省電力なデータ収集・拡散手法を実現できる。 The present invention has focused on experiments on fireflies in which collective blinking is observed in a traveling wave pattern in which blinking propagates like a wave. The present invention relates to the traveling wave pattern formation mechanism based on the traveling wave pattern formation condition based on the difference in natural cycle of firefly flickering obtained by the numerical simulation of the model reflecting the experimental fact. Use as a collection and diffusion method. By using the traveling wave pattern formation mechanism as a data collection / spreading method in wireless sensor networks, it is possible to realize a data collection / spreading method with more autonomous decentralization and power saving.
<無線通信装置>
各無線通信装置は周期的にパルスの送受信を行う。該パルスの送受信による相互作用に基づいて、各無線通信装置は通信タイミングを制御する。該パルスの送受信による相互作用に基づいて通信タイミングを制御することにより、各無線通信装置は自律分散的にマルチホップネットワークを形成する。
<Wireless communication device>
Each wireless communication device periodically transmits and receives pulses. Each wireless communication device controls the communication timing based on the interaction by the transmission and reception of the pulse. By controlling the communication timing based on the interaction due to the transmission and reception of the pulses, each wireless communication device forms a multi-hop network in an autonomous and distributed manner.
各無線通信装置は、他の無線通信装置により送信された複数のパルスを同時に受信できる。例えば、該複数のパルスを単一のパルスとして受信する。各無線通信装置は、パルスを送信した前後のタイミングでパケットの受信を行う。 Each wireless communication device can simultaneously receive a plurality of pulses transmitted by other wireless communication devices. For example, the plurality of pulses are received as a single pulse. Each wireless communication device receives a packet at a timing before and after transmitting a pulse.
また、無線通信装置に充電可能な電力が限られていることから、通信可能だが電力を消費するアクティブモードと、通信不可能だが消費電力が小さいスリープモードとを切り替えることができる。 Further, since the power that can be charged in the wireless communication device is limited, it is possible to switch between an active mode in which communication is possible but power is consumed and a sleep mode in which communication is impossible but power consumption is low.
図3に示される各無線通信装置は同様の構成を有するため、無線通信システムに含まれる1の無線通信装置100nについて説明する。
Since each wireless communication apparatus shown in FIG. 3 has the same configuration, only one
図4は、本無線通信装置100nを示す。
Figure 4 shows the
本無線通信装置100nは、アンテナ102を有する。アンテナ102は、他の無線通信装置により送信されるべき無線信号を受信し、他の無線通信装置に無線信号を送信する。他の無線通信装置には、データを収集すべきシンクノードとしての無線通信装置が含まれる。また、他の無線通信装置には、データを拡散すべきソースノードとしての無線通信装置が含まれる。
The
本無線通信装置100nは、送信部104を有する。送信部104は、アンテナ102と接続される。送信部104は、当該無線通信装置100nが送信すべきパルス及び/又はパケットをアンテナ102から送信する。
The
本無線通信装置100nは、受信部106を有する。受信部106は、アンテナ102と接続される。受信部106は、当該無線通信装置100nが受信すべきパルス及び/又はパケットをアンテナ102から受信する。該受信されたパルス及び/又はパケットは、制御部108に入力される。
The
本無線通信装置100nは、制御部108を有する。制御部108は、送信部104と、受信部106と接続される。制御部108は、当該無線通信装置100nが送信すべきパケットの送信タイミングの制御を行う。制御部108は、受信部106により入力されたパルスに基づいて、送信タイミングの制御を行う。該送信タイミングに従って、送信部104に対して、パケットを送信するように制御する。また、制御部108は、送信タイミングの制御の際に必要となるデータを記憶部110に格納する。また、制御部108は、センサ112により検出されたセンサ情報を取得し、該センサ情報を含むパケットを送信部104に入力する。
The
図5は、制御部108を示す。
FIG. 5 shows the
制御部108は、送信タイミング制御部1082を有する。送信タイミング制御部1082は、送信部104と、受信部106と、記憶部110と接続される。送信タイミング制御部1082は、受信部106により入力されたパルスに基づいて、送信タイミングの制御を行う。送信タイミング制御部1082は、送信タイミングを送信部104と、モード制御部1086に通知する。また、送信タイミングの制御の際に必要となるデータを記憶部110に格納する。
The
制御部108は、送信データ生成部1084を有する。送信データ生成部1084は、送信部104と、センサ112と接続される。送信データ生成部1084は、センサ112により入力されるべきセンサ情報を含むパケットを生成する。該生成されたパケットは、送信部104に入力される。送信部104は、送信タイミング制御部1084による送信タイミングに制御により、該パケットを送信する。
The
制御部108は、モード制御部1086を有する。モード制御部1086は、送信タイミング制御部1082と接続される。モード制御部1086は、送信タイミング制御部1082により入力されるべき送信タイミングに基づいて、当該無線通信装置100nのモードを設定する。例えば、アクティブモード又はスリープモードに設定する。
The
本無線通信装置100nは、記憶部110を有する。記憶部110は、制御部108と接続される。記憶部110は、制御部108により入力されるべき送信タイミングの制御の際に必要となるデータを格納する。
The
本無線通信装置100nは、センサ112を有する。センサ112は、制御部108と接続される。センサ112は、各種センサが含まれる。例えば、温度センサ、湿度センサが含まれてもよい。センサ112は、センシングにより得られたデータを制御部108に入力する。
The
<送信タイミング設定方法>
本無線通信装置100nは、周期的にパルスを送信する。該無線通信装置100nは、位相を時間の経過とともに一定速度で増加させる。該位相は、いわゆるのこぎり波により示されてもよい。他の無線通信装置からパルスを受信した際に、該位相を変化させる。すなわち、位相変化とパルスとの相互作用に基づいて、送信タイミングを制御する。
<Transmission timing setting method>
The
本無線通信装置100nは、時間の経過とともに、一定速度(dΦ/dt)=1/Tで、位相が増加する周期Tのタイマー値を位相φとして有する。
The
該位相φは、式(1)を満たす。 The phase φ satisfies the formula (1).
(a)位相φが1に達したときパルスを送信する。換言すれば、のこぎり波により示される位相が最大値となり、該パルスを送信した直後に位相φが零になる。以上の動作を繰り返す。該動作が繰り返されることにより周期的にパルスを送信する(図6(a))。 (a) A pulse is transmitted when the phase φ reaches 1. In other words, the phase indicated by the sawtooth wave becomes the maximum value, and the phase φ becomes zero immediately after transmitting the pulse. The above operation is repeated. By repeating this operation, a pulse is periodically transmitted (FIG. 6 (a)).
(b)無線通信範囲内の他の無線通信装置からのパルスを受信したとき位相φ<閾値θであれば、該受信直後に位相を零にリセットする(図6(b))。閾値θの値については後述する。 (b) If a phase φ <threshold θ when a pulse is received from another wireless communication device within the wireless communication range, the phase is reset to zero immediately after the reception (FIG. 6B). The value of the threshold θ will be described later.
(c)無線通信範囲内の他の無線通信装置からのパルスを受信したとき位相φ≧θであれば、該パルスを受信したときの位相φは内部的なリセットのみが行われる。該パルスを受信したときの位相をφ´とする。該パルスの受信後の位相は増加し続け、次のパルスの送信はキャンセルされず、パルスは送信される。しかし、該パルスを送信した直後の位相は、零にはならず、位相の最大値−φ´ となる。換言すれば、パルスを受信した時点で位相φは変化しないが、該受信後に位相φが1に達し、パルス送信した直後に位相が1-φ´になる(図6(c))。 (c) If a phase φ ≧ θ is received when a pulse is received from another wireless communication device within the wireless communication range, the phase φ when the pulse is received is only internally reset. The phase when receiving the pulse is φ ′. The phase after reception of the pulse continues to increase, transmission of the next pulse is not canceled, and the pulse is transmitted. However, the phase immediately after transmitting the pulse does not become zero, but becomes the maximum value of the phase −φ ′. In other words, the phase φ does not change when the pulse is received, but after the reception, the phase φ reaches 1, and immediately after the pulse is transmitted, the phase becomes 1−φ ′ (FIG. 6C).
ただし、各無線通信装置100nが進行波のタイミングでパルス送信するために、シンクノードとなる無線通信装置又はソースノードとなる無線通信装置は他の無線通信装置からのパルスを受信しても(b)、(c)に示されるような位相φのリセットの動作を行わない。シンクノードは他の無線通信装置からのデータを最終的に収集する無線通信装置であり、ソースノードは他の無線通信装置に最初にデータを拡散する無線通信装置である。
However, since each
<データを収集する場合の送信タイミング制御方法>
図7は、データを収集する場合の送信タイミング制御方法の一例を示す。図7に示される小さい矢印は、該矢印の元の無線通信装置から矢印の先の無線通信装置にパルスが無線送信されることを示す。
<Transmission timing control method when collecting data>
FIG. 7 shows an example of a transmission timing control method for collecting data. A small arrow shown in FIG. 7 indicates that a pulse is wirelessly transmitted from the wireless communication device that is the source of the arrow to the wireless communication device that is the destination of the arrow.
図7では、無線通信装置1001がシンクノードであり、無線通信装置1002、・・・100nがシンクノード以外のノードである。図7では、一例として、無線通信装置1001、・・・100nが一列に並んでいる場合について示される。各無線通信装置は、隣接する無線通信装置との間で無線通信可能である。図7では、無線通信装置100n−1、・・・1001の順に、無線通信装置100nにより送信されるべきデータが受信される。
In Figure 7, a
無線通信装置1001には、送信タイミング制御が開始される際に、タイマー値の位相の周期としてT0が設定されている。また、無線通信装置1002、・・・100nには、送信タイミング制御が開始される際に、タイマー値の位相の周期としてTが設定されている。データを収集する場合には、T0>T、2((T0/T)−1)<θ≦2−(T0/T)を満たすことが必要である。
The
タイマー値の位相の周期T0は、送信タイミングの制御の際に必要となるデータとして、シンクノードとなる無線通信装置の記憶部110に格納される。送信タイミング制御部1082は、記憶部110に格納された周期T0を取得する。
The phase T 0 of the phase of the timer value is stored in the
タイマー値の位相の周期T、閾値θは、送信タイミングの制御の際に必要となるデータとして、シンクノード以外の無線通信装置の記憶部110に格納される。送信タイミング制御部1082は、記憶部110に格納された周期T、閾値θを取得する。
The phase T of the timer value and the threshold value θ are stored in the
図8は、各無線通信装置により自律分散的に設定される送信タイミングの一例を示す。上述したように、送信タイミングは各無線通信装置100nの送信タイミング制御部1082により制御される。図8では、一例として、T=1、T0=1.1、θ=0.8の場合が示される。図8において、無線通信装置1001、・・・、1005のタイマー値の位相は、それぞれφ1、・・・、φ5により示される。
FIG. 8 shows an example of transmission timing set autonomously and distributedly by each wireless communication device. As described above, the transmission timing is controlled by transmission
図8では、無線通信装置1001−1005のスイッチが同時にオンにされた場合を示す。換言すれば、無線通信装置1001−1005の初期位相は同期している。しかし、同時にオンにされない場合でも同様である。換言すれば、無線通信装置1001−1005の初期位相が同期していない場合でも適用できる。初期位相が同期していない場合には、無線通信装置1001−1005を同期させてから、送信タイミング制御を行うようにしてもよい。同期手法として、例えば、パルス振動結合子系を応用して、同期させてもよい。同期させてから送信タイミング制御を行うことにより、より早く進行波パターンを形成できる。
8 shows a case where the switch of the wireless communication device 100 1 -100 5 are turned on simultaneously. In other words, the initial phases of the
データ通信に先立って、各無線通信装置は、パルスの送受信を行う。 Prior to data communication, each wireless communication device transmits and receives pulses.
無線通信装置1001−1005により送信されるパルスをそれぞれ第1のパルス−第5のパルスと呼ぶ。
The pulses transmitted by the
無線通信装置1001により送信された第1のパルスは、無線通信装置1002に受信される(1)。該第1のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットする。
First pulse transmitted by the
無線通信装置1003により送信された第3のパルスは、無線通信装置1002に受信される(2)。該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(3)。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はシンクノードであるため、位相のリセットは行わない。該第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットする。
Third pulse transmitted by the
無線通信装置1004、及び1005は、位相が1に達したとき第4、及び第5のパルスをそれぞれ送信する(4)(5)。無線通信装置1004により送信された第4のパルスは、無線通信装置1003、及び1005に受信される(4)。しかし、該第4のパルスを受信したときに無線通信装置1005はパルスを送信しているため位相は1である。従って、無線通信装置1005は、第5のパルスを送信した直後に位相φを零とする。また、該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第4のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1003は位相が1に達したとき第3のパルスを送信する(6)。
The
該第3のパルスは、無線通信装置1002、1004に受信される。該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1004の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1004は位相を零にリセットする。また、該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(7)。
The third pulse is received by the
該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はシンクノードであるため、位相のリセットは行わない。該第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットする。
The second pulse is received by the
無線通信装置1005は、位相が1に達したとき第5のパルスを送信する(8)。無線通信装置1005により送信された第5のパルスは、無線通信装置1004に受信される。該第5のパルスが受信されたときの無線通信装置1004の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1004は位相を零にリセットせず、該第5のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1004は位相が1に達したとき第4のパルスを送信する(9)。該第4のパルスは、無線通信装置1003、1005に受信される。
The
該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1005の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1005は位相を零にリセットする。一方、該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第4のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1003は位相が1に達したとき第3のパルスを送信する(10)。該第3のパルスは、無線通信装置1002、1004に受信される。
The
該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1004の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1004は位相を零にリセットする。一方、該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(11)。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信される。該第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ未満である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットする。
(8)−(11)に示されるように、無線通信装置1005により送信されたパルスは、無線通信装置1004、無線通信装置1003、無線通信装置1002を経由して、最終的に無線通信装置1001に受信されることが分かる。換言すれば、無線通信装置1005により送信されたパケットが、無線通信装置1001に受信されるように各無線通信装置における送信タイミングを制御できる。図8には、一例として、無線通信装置が5である場合について示されたが、5以外、換言すれば、無線通信装置が複数である場合に適用できる。
As shown in (8)-(11), the pulse transmitted by the
また、各無線通信装置が2次元に配置された場合でも、シンクノードからのホップ数iの無線通信装置は全てi−1、i+1の無線通信装置からのパルスに対して、同等の位相制御を行う。従って、上述した1次元の場合と同様に、送信タイミングが制御されることにより、進行波パターンを形成できる。 Even when each wireless communication device is arranged two-dimensionally, all wireless communication devices with hop count i from the sink node perform the same phase control on the pulses from the wireless communication devices i−1 and i + 1. Do. Accordingly, as in the case of the one-dimensional case described above, a traveling wave pattern can be formed by controlling the transmission timing.
<データを拡散する場合の送信タイミング制御方法>
図9は、データを収集する場合の送信タイミング制御方法の一例を示す。図9に示される小さい矢印は、該矢印の元の無線通信装置から矢印の先の無線通信装置にパルスが無線送信されることを示す。
<Transmission timing control method for spreading data>
FIG. 9 shows an example of a transmission timing control method when data is collected. The small arrow shown in FIG. 9 indicates that a pulse is wirelessly transmitted from the wireless communication device that is the original of the arrow to the wireless communication device that is the destination of the arrow.
図9では、無線通信装置1001がソースノードであり、無線通信装置1002、・・・100nがソースノード以外のノードである。図9では、一例として、無線通信装置1001、・・・100nが一列に並んでいる場合について示される。各無線通信装置は、隣接する無線通信装置との間で無線通信可能である。図9では、無線通信装置1002、・・・100nの順に、無線通信装置1001により送信されるべきデータが受信される。
9, the
無線通信装置1001には、送信タイミング制御が開始される際に、タイマー値の位相の周期としてT0が設定されている。また、無線通信装置1002、・・・100nには、送信タイミング制御が開始される際に、タイマー値の位相の周期としてTが設定されている。データを拡散する場合には、2T/3<T0、θ≦2(1−(T0/T))を満たすことが必要である。
The
タイマー値の位相の周期T0は、送信タイミングの制御の際に必要となるデータとして、ソースノードとなる無線通信装置の記憶部110に格納される。送信タイミング制御部1082は、記憶部110に格納された周期T0を取得する。
The phase T 0 of the phase of the timer value is stored in the
タイマー値の位相の周期T、閾値θは、送信タイミングの制御の際に必要となるデータとして、ソースノード以外の無線通信装置の記憶部110に格納される。送信タイミング制御部1082は、記憶部110に格納された周期T、閾値θを取得する。
The phase T of the timer value and the threshold value θ are stored in the
図10は、各無線通信装置により自律分散的に設定される送信タイミングの一例を示す。上述したように、送信タイミングは各無線通信装置100nの送信タイミング制御部1082により制御される。図10では、一例として、T=1、T0=0.9、θ=0.1の場合が示される。図10において、無線通信装置1001、・・・、1005のタイマー値の位相は、それぞれφ1、・・・、φ5により示される。
FIG. 10 shows an example of transmission timing set autonomously and distributedly by each wireless communication device. As described above, the transmission timing is controlled by transmission
図10では、無線通信装置1001−1005のスイッチが同時にオンにされた場合を示す。換言すれば、無線通信装置1001−1005の初期位相は同期している。しかし、同時にオンにされない場合でも同様である。換言すれば、無線通信装置1001−1005の初期位相が同期していない場合でも適用できる。初期位相が同期していない場合には、無線通信装置1001−1005を同期させてから、送信タイミング制御を行うようにしてもよい。同期手法として、例えば、パルス振動結合子系を応用して、同期させてもよい。同期させてから送信タイミング制御を行うことにより、より早く進行波パターンを形成できる。
FIG. 10 shows a case where the switches of the
データ通信に先立って、各無線通信装置は、パルスの送受信を行う。 Prior to data communication, each wireless communication device transmits and receives pulses.
無線通信装置1001−1005により送信されるパルスをそれぞれ第1のパルス−第5のパルスと呼ぶ。
The pulses transmitted by the
無線通信装置1001により送信された第1のパルスは、無線通信装置1002に受信される(1)。該第1のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第1のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はソースノードであるため、位相のリセットは行わない。また、無線通信装置1003は、該第2のパルスの受信と同時に、第3のパルスを送信している。従って、無線通信装置1003は、該第2のパルスの受信した直後に位相φを零とする。
First pulse transmitted by the
無線通信装置1001により送信された第1のパルスは、無線通信装置1002に受信される(2)。該第1のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第1のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(3)。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はソースノードであるため、位相のリセットは行わない。一方、該第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第2のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1003は位相が1に達したとき第3のパルスを送信する(4)。
First pulse transmitted by the
該第3のパルスは、無線通信装置1002、1004に受信される。無線通信装置1004は、該第3のパルスの受信と同時に、第4のパルスを送信している。従って、無線通信装置1004は、該第3のパルスの受信した直後に位相φを零とする。一方、該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。
The third pulse is received by the
無線通信装置1001により送信された第1のパルスは、無線通信装置1002に受信される(5)。該第1のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第1のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(6)。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はソースノードであるため、位相のリセットは行わない。一方、第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第2のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1003は位相が1に達したとき第3のパルスを送信する(7)。
First pulse transmitted by the
該第3のパルスは、無線通信装置1002、1004に受信される。該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1004の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1004は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1004は位相が1に達したとき第4のパルスを送信する(8)。該第4のパルスは、無線通信装置1003、1005に受信される。無線通信装置1005は、該第4のパルスの受信と同時に、第5のパルスを送信している。従って、無線通信装置1005は、該第4のパルスの受信した直後に位相φを零とする。一方、該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第4のパルスの受信後にも位相を増加させる。
The third pulse is received by the
無線通信装置1001により送信された第1のパルスは、無線通信装置1002に受信される(9)。該第1のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第1のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1002は位相が1に達したとき第2のパルスを送信する(10)。該第2のパルスは、無線通信装置1001、1003に受信されるが、無線通信装置1001はソースノードであるため、位相のリセットは行わない。一方。該第2のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第2のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1003は位相が1に達したとき第3のパルスを送信する(11)。該第3のパルスは、無線通信装置1002、1004に受信される。該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1002の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1002は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。一方、該第3のパルスが受信されたときの無線通信装置1004の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1004は位相を零にリセットせず、該第3のパルスの受信後にも位相を増加させる。無線通信装置1004は位相が1に達したとき第4のパルスを送信する(12)。
First pulse transmitted by the
該第4のパルスは、無線通信装置1003、1005に受信される。該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1003の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1003は位相を零にリセットせず、該第4のパルスの受信後にも位相を増加させる。一方、該第4のパルスが受信されたときの無線通信装置1005の位相はθ以上である。従って、無線通信装置1005は位相を零にリセットせず、該第4のパルスの受信後にも位相を増加させる。
The fourth pulse is received by the
(9)−(12)に示されるように、無線通信装置1001により送信されたパルスは、無線通信装置1002、無線通信装置1003、無線通信装置1004を経由して、無線通信装置1005に受信されることが分かる。換言すれば、無線通信装置1001により送信されたパケットが、無線通信装置1005に受信されるように各無線通信装置における送信タイミングを制御できる。図10には、一例として、無線通信装置が5である場合について示されたが、5以外、換言すれば、無線通信装置が複数である場合に適用できる。
As shown in (9)-(12), the pulse transmitted by the
また、各無線通信装置が2次元に配置された場合でも、ソースノードからのホップ数iの無線通信装置は全てi−1、i+1の無線通信装置からのパルスに対して、同等の位相制御を行う。従って、上述した1次元の場合と同様に、送信タイミングが制御されることにより、進行波パターンを形成できる。 Even when each wireless communication device is arranged two-dimensionally, all wireless communication devices with hop count i from the source node perform the same phase control on the pulses from the wireless communication devices i−1 and i + 1. Do. Accordingly, as in the case of the one-dimensional case described above, a traveling wave pattern can be formed by controlling the transmission timing.
<モード制御>
本無線通信システムでは、各無線通信装置100nは無線通信を開始した直後からアクティブモード又はスリープモードの切り換えを行うようにしてもよい。該切り替えが行われる場合でも進行波パターンを形成できる。
<Mode control>
In the present wireless communication system, each
図11、及び図12は、モード制御を行うタイミングの一例を示す。各無線通信装置100nのモード制御部1086は、以下に示される方法によりモードの制御を行う。
11 and 12 show an example of timing for performing mode control. The
<データを収集する場合のモード制御のタイミング制御方法>
図11は、データを収集する場合のモード制御のタイミングを示す。図11において、横軸は時間である。
<Timing control method for mode control when collecting data>
FIG. 11 shows the timing of mode control when data is collected. In FIG. 11, the horizontal axis is time.
データを収集する場合、パルス送信後に一定時間アクティブモードに遷移する。該一定時間アクティブモードに遷移した後スリープモードに遷移する。図8に示されるように、各無線通信装置は、データを送信した後に他の無線通信装置からデータを受信するためである。アクティブモードに遷移する場合、アクティブモードの時間>シンクノードとされる無線通信装置の周期T0−シンクノード以外の無線通信装置の周期Tとなるようにアクティブモードの時間を設定する。 When collecting data, the mode transits to the active mode for a certain time after the pulse transmission. After the transition to the active mode for the predetermined time, the transition to the sleep mode is made. As shown in FIG. 8, each wireless communication device receives data from other wireless communication devices after transmitting data. When transitioning to the active mode, the time of the active mode is set so that the time of the active mode> the period T 0 of the wireless communication apparatus that is set as the sink node−the period T of the wireless communication apparatus other than the sink node.
<データを拡散する場合のモード制御のタイミング制御方法>
図12は、データを拡散する場合のモード制御のタイミングを示す。図12において、横軸は時間である。
<Timing control method for mode control when data is spread>
FIG. 12 shows the timing of mode control when data is spread. In FIG. 12, the horizontal axis represents time.
データを拡散する場合、パルス送信前に一定時間アクティブモードに遷移する。該パルス送信後にスリープモードに遷移する。図10に示されるように、各無線通信装置100nは、データを送信する前に他の無線通信装置からデータを受信するためである。アクティブモードに遷移する場合、アクティブモードの時間<ソースノード以外の無線通信装置の周期T−ソースノードとされる無線通信装置の周期T0となるようにアクティブモードの時間を設定する。
When spreading data, the mode transits to the active mode for a certain period of time before pulse transmission. After the pulse transmission, the mode transits to the sleep mode. As shown in FIG. 10, each
<本無線通信装置の動作>
本無線通信装置の動作について説明する。
<Operation of this wireless communication device>
The operation of this wireless communication apparatus will be described.
図13は、シンクノード又はソースノード以外の無線通信装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart showing the operation of a wireless communication apparatus other than the sink node or source node.
無線通信装置100nは、パルスを受信したかどうかを判定する(ステップS1302)。例えば、他の無線通信装置からのパルスは、受信部106により受信され、送信タイミング制御部1082に入力される。送信タイミング制御部1082は、他の無線通信装置からパルスを受信したかどうかを判定する。
The
パルスを受信したと判定されない場合(ステップS1302:NO)、無線通信装置100nは、位相φを進める(ステップS1304)。例えば、送信タイミング制御部1082は、のこぎり波により示される位相φを進める。
If it is not determined that it has received the pulse (Step S1302: NO), the
無線通信装置100nは、位相φが1以上となったかどうかを判定する(ステップS1306)。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが1以上となったかどうかを判定する。
The
位相φが1以上になったと判定されない場合、換言すれば位相φが1未満である場合(ステップS1306:NO)、ステップS1302に戻る。位相φが1以上になるまで、ステップS1302−S1306の処理が行われる。一方、位相φが1以上になったと判定された場合(ステップS1306:YES)、無線通信100nは、パルスを送信する(ステップS1308)。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが1以上になったと判定した場合、送信部104にパルスを送信するように制御する。送信部104は、送信タイミング制御部1082による制御に従って、アンテナ102からパルスを送信する。
When it is not determined that the phase φ is 1 or more, in other words, when the phase φ is less than 1 (step S1306: NO), the process returns to step S1302. Steps S1302 to S1306 are performed until the phase φ becomes 1 or more. On the other hand, when it is determined that the phase φ is 1 or more (step S1306: YES), the
無線通信装置100nは、ステップS1308によりパルスを送信した後、該パルス送信後の位相を決定する。無線通信装置100nは、該パルス送信前に、他の無線通信装置からのパルスを受信した際の位相φ´が零でないかを判定する(ステップS1310)。例えば、送信タイミング制御部1082は、該パルス送信前に、他の無線通信装置からのパルスを受信した際の位相φ´を記憶部110に保持する。
The
位相φ´がゼロであると判定した場合(ステップS1310:NO)、無線通信装置100nは、位相φを零として、ステップS1302に戻る。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φ´がゼロであると判定した場合、位相φを零とする。一方、位相φ´がゼロでないと判定した場合(ステップS1310:YES)、無線通信装置100nは、位相φを位相φ´、位相φ´を零として、ステップS1302に戻る。例えば、送信タイミング制御部1082は、記憶部110に保持した位相φ´がゼロでないと判定した場合、位相φを位相φ´、位相φ´を零とする。
When it is determined that the phase φ ′ is zero (step S1310: NO), the
ステップS1302によりパルスを受信したと判定された場合(ステップS1302:YES)、無線通信装置100nは、位相φが閾値θ未満(φ<θ)であるかどうかを判定する(ステップS1318)、例えば、送信タイミング制御部1082は、パルスを受信したと判定した場合、位相φが閾値θ未満であるかどうかを判定する。
If it is determined in step S1302 that a pulse has been received (step S1302: YES), the
位相φが閾値θ未満と判定された場合(ステップS1318:YES)、無線通信装置100nは、位相φを零として、ステップS1302に戻る。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが閾値θ未満と判定された場合、位相φを零とすることによりリセットする。一方、位相φが閾値θ未満と判定されない場合(ステップS1318:NO)、換言すれば位相φが閾値θ以上と判定された場合、無線通信装置100nは、位相φ´を(1-位相φ)として、ステップS1302に戻る。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが閾値θ未満と判定されない場合、位相φ´を(1-位相φ)とする。
If the phase phi is determined to be less than the threshold value theta (Step S1318: YES), the
図14は、シンクノード又はソースノードとされる無線通信装置の動作を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the wireless communication apparatus that is a sink node or a source node.
無線通信装置100nは、位相φを進める(ステップS1402)。例えば、送信タイミング制御部1082は、のこぎり波により示される位相φを進める。
The
無線通信装置100nは、位相φが1以上となったかどうかを判定する(ステップS1404)。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが1以上となったかどうかを判定する。
The
位相φが1以上になったと判定されない場合、換言すれば位相φが1未満である場合(ステップS1404:NO)、ステップS1402に戻る。位相φが1以上になるまで、ステップS1402−S1404の処理が行われる。一方、位相φが1以上になったと判定された場合(ステップS1404:YES)、無線通信100nは、パルスを送信し、位相φを零にすることによりリセットする(ステップS1404)。例えば、送信タイミング制御部1082は、位相φが1以上になったと判定した場合、送信部104にパルスを送信するように制御する。送信部104は、送信タイミング制御部1082による制御に従って、アンテナ102からパルスを送信する。パルスを送信し、位相φを零にした後、ステップS1402に戻る。
When it is not determined that the phase φ is 1 or more, in other words, when the phase φ is less than 1 (step S1404: NO), the process returns to step S1402. Steps S1402 to S1404 are performed until the phase φ becomes 1 or more. On the other hand, when it is determined that the phase φ has become 1 or more (step S1404: YES), the
本実施例は、無線通信装置100nが3次元に配置された場合でも適用できる。 The present embodiment can be applied even when the wireless communication device 100n is arranged three-dimensionally.
図15は、本実施例に従った無線通信装置を3次元に配置した場合の一例を示す。200x200の範囲に100個の通信半径30のノードをランダムに配置し、中心にシンクノードを置いた。通常ノード周期1に対してシンクノード周期1.1とした。各点がノードであり、パルス送信直後のノード、シンクノード、及びシンクノード以外のノードが示される。ランダムな初期位相から一定時間経過後、ネットワークの外側から順番に中心のシンクノードに向かう進行波パターンでパルス送信されることが確認できた。
FIG. 15 shows an example in which the wireless communication devices according to the present embodiment are arranged in three dimensions. 100 nodes with a communication radius of 30 were randomly placed in a 200x200 range, and a sink node was placed at the center. The sync node cycle is 1.1 with respect to the
また、データを拡散させる場合も同様に、ランダムな初期位相から一定時間経過後、ネットワークの内側から順番に外側のノードに向かう進行波パターンでパルス送信される。 Similarly, when data is diffused, pulses are transmitted in a traveling wave pattern directed from the inside of the network to the outside nodes in order after a predetermined time has elapsed from the random initial phase.
本無線通信システムによれば、各無線通信装置の通信タイミングをシンクノードとされる無線通信装置に向かう進行波を形成するように制御することにより、素早く効率的にデータ収集を行うことができる。また、各無線通信装置の通信タイミングをソースノードとされる無線通信装置からの進行波を形成するように制御することにより、素早く効率的にデータ拡散を行うことができる。 According to this wireless communication system, data collection can be performed quickly and efficiently by controlling the communication timing of each wireless communication apparatus so as to form a traveling wave toward the wireless communication apparatus that is a sink node. In addition, data diffusion can be performed quickly and efficiently by controlling the communication timing of each wireless communication device so as to form a traveling wave from the wireless communication device serving as a source node.
本無線通信システムによれば、通信タイミングを管理する基準局を必要とせず、各無線通信装置は、自律分散的に通信タイミングを決定できる。 According to this wireless communication system, each wireless communication apparatus can determine communication timing in an autonomous and distributed manner without requiring a reference station for managing communication timing.
本無線通信システムによれば、シンクノード又はソースノードからのホップ数情報を管理することなく、送信タイミングを制御できる。 According to this wireless communication system, the transmission timing can be controlled without managing the hop number information from the sink node or the source node.
本無線通信システムによれば、各無線通信装置は、起動時からアクティブモード又はスリープモードを切り替えることができる。スリープモードに切り替えることができるため、消費電力を低減できる。 According to this wireless communication system, each wireless communication device can switch between the active mode and the sleep mode from the time of startup. Since the mode can be switched to the sleep mode, power consumption can be reduced.
本無線通信システムによれば、必要に応じてシンクノード又はソースノードとされる無線通信装置の周期T0、及び各無線通信装置の閾値θをデータ送信等を通じで適切に設定することにより、データの収集・拡散を切り替えることができる。 According to this wireless communication system, data is appropriately set by appropriately setting the cycle T 0 of the wireless communication device that is the sink node or the source node and the threshold value θ of each wireless communication device through data transmission or the like as necessary. Collection / spreading can be switched.
データを拡散させる場合でも同様の進行波が確認される。 A similar traveling wave is confirmed even when data is diffused.
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。 Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, each embodiment is merely an example, and those skilled in the art will understand various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like. I will. For convenience of explanation, an apparatus according to an embodiment of the present invention has been described using a functional block diagram, but such an apparatus may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like are included without departing from the spirit of the present invention.
5、10、11、12、13、21、22、23、24 センサノード
100n(nは、n>0の整数) 無線通信装置
102 アンテナ
104 送信部
106 受信部
108 制御部
1082 送信タイミング制御部
1084 送信データ生成部
1086 モード制御部
110 記憶部
112 センサ
5, 10, 11, 12, 13, 21, 22, 23, 24 Sensor node 100 n (n is an integer of n> 0)
Claims (7)
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有し、
前記送信タイミング制御部は、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定する無線通信装置。 A wireless communication device in a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A transmission unit for transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control unit,
The transmission timing control unit sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. A wireless communication apparatus that sets a value obtained by subtracting the phase from the maximum value after the phase reaches a maximum value when the phase is equal to or greater than a predetermined threshold.
前記送信タイミング制御部は、データを収集すべき他の無線通信装置へデータを送信する場合、該他の無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期よりも短い周期に、当該無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期を設定し、
さらに、前記閾値をθ、前記他の無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期をT0、前記無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期をTとした場合に、
2((T0/T)−1)<θ≦2−(T0/T)
により示される閾値に従って、前記位相を制御する無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 1,
The transmission timing control unit, when transmitting data to another wireless communication device from which data is to be collected, should be followed by the wireless communication device in a cycle shorter than the sawtooth cycle to be followed by the other wireless communication device. Set the sawtooth wave cycle,
Furthermore, when the threshold is θ, the period of the sawtooth wave that the other wireless communication apparatus should follow is T 0 , and the period of the sawtooth wave that the wireless communication apparatus is to follow is T,
2 ((T 0 / T) -1) <θ ≦ 2- (T 0 / T)
A wireless communication apparatus that controls the phase according to a threshold indicated by.
前記送信部によりパルスが送信された後に、一定時間アクティブモードに遷移させるモード制御部
を有し、
前記モード制御部は、アクティブモードの時間>前記他の無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期−前記無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期となるように、前記アクティブモードの時間を設定する無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 2,
A mode control unit that transitions to an active mode for a certain period of time after a pulse is transmitted by the transmission unit;
The mode control unit sets the time of the active mode so that the time of the active mode> the period of the sawtooth wave to be followed by the other radio communication apparatus−the period of the sawtooth wave to be followed by the radio communication apparatus. Communication device.
前記送信タイミング制御部は、データを拡散すべき他の無線通信装置からのデータを送信する場合、前記他の無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期をT0、前記無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期をTとした場合に、
2T/3<T0
となるように、当該無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期を設定し、
さらに、前記閾値をθとした場合に、
θ≦2(1−(T0/T))
により示される閾値に従って、前記位相を制御する無線通信装置。 The wireless communication device according to claim 1,
The transmission timing control unit, when transmitting data from another wireless communication device to which data is to be spread, uses T 0 as the period of the sawtooth wave to be followed by the other wireless communication device, and the saw to be followed by the wireless communication device. If the wave period is T,
2T / 3 <T 0
Set the period of the sawtooth wave that the wireless communication device should follow,
Furthermore, when the threshold is θ,
θ ≦ 2 (1- (T 0 / T))
A wireless communication apparatus that controls the phase according to a threshold indicated by.
前記送信部によりパルスが送信されるべき前に、一定時間アクティブモードに遷移させるモード制御部
を有し、
前記モード制御部は、アクティブモードの時間<前記無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期−前記他の無線通信装置が従うべきのこぎり波の周期となるように、前記アクティブモードの時間を設定する無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 4, wherein
Before a pulse is to be transmitted by the transmission unit, a mode control unit for transitioning to an active mode for a certain period of time,
The mode control unit sets the time of the active mode so that the time of the active mode <the period of the sawtooth wave to be followed by the wireless communication apparatus−the period of the sawtooth wave to be followed by the other wireless communication apparatus. Communication device.
前記無線通信装置には、データを収集又は拡散すべき無線通信装置と、該無線通信装置以外の他の無線通信装置とを含み、
前記他の無線通信装置は、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有し、
前記送信タイミング制御部は、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定し、
前記無線通信装置は、
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御部と、
該送信タイミング制御部により制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信部と
を有する無線通信システム。 A wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
The wireless communication device includes a wireless communication device that collects or spreads data and a wireless communication device other than the wireless communication device,
The other wireless communication device is:
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A transmission unit for transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control unit,
The transmission timing control unit sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. When the phase is equal to or greater than a predetermined threshold, after the phase reaches the maximum value, set to a value obtained by subtracting the phase from the maximum value,
The wireless communication device
According to the phase indicated by the sawtooth wave, a transmission timing control unit that controls to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value;
A radio communication system comprising: a transmission unit that transmits a pulse according to a timing controlled by the transmission timing control unit.
のこぎり波により示される位相に従って、該位相が最大値となるタイミングで、パルスを送信するように制御する送信タイミング制御ステップと、
該送信タイミング制御ステップにより制御されるタイミングに従って、パルスを送信する送信ステップと
を有し、
前記送信タイミング制御ステップは、他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値未満である場合には位相を零にし、該他の無線通信装置からパルスを受信したときの位相が所定の閾値以上である場合には前記位相が最大値となった後、該最大値から前記位相を減算した値に設定する送信タイミング制御方法。 A transmission timing control method in one wireless communication device in a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices,
A transmission timing control step for controlling to transmit a pulse at a timing at which the phase reaches a maximum value according to the phase indicated by the sawtooth wave;
A transmission step of transmitting a pulse according to the timing controlled by the transmission timing control step,
The transmission timing control step sets the phase to zero when the phase when a pulse is received from another wireless communication device is less than a predetermined threshold, and the phase when the pulse is received from the other wireless communication device. A transmission timing control method for setting a value obtained by subtracting the phase from the maximum value after the phase reaches a maximum value when the phase is equal to or greater than a predetermined threshold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010089238A JP5435427B2 (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010089238A JP5435427B2 (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011223227A JP2011223227A (en) | 2011-11-04 |
JP5435427B2 true JP5435427B2 (en) | 2014-03-05 |
Family
ID=45039649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010089238A Expired - Fee Related JP5435427B2 (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5435427B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6257820B1 (en) * | 2017-03-13 | 2018-01-10 | 株式会社フジクラ | Sensor device and sensor network system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4442338B2 (en) * | 2004-02-06 | 2010-03-31 | ソニー株式会社 | Wireless communication system, wireless communication apparatus, wireless communication method, and computer program |
DE602005027869D1 (en) * | 2005-12-20 | 2011-06-16 | Ntt Docomo Inc | Method for synchronization of network nodes, corresponding network and network nodes |
JP4770617B2 (en) * | 2006-07-13 | 2011-09-14 | 株式会社豊田中央研究所 | Communication synchronization method and communication terminal |
JP4301283B2 (en) * | 2006-12-04 | 2009-07-22 | 沖電気工業株式会社 | Communication timing control device, communication timing control method, communication timing control program, node, and communication system |
-
2010
- 2010-04-08 JP JP2010089238A patent/JP5435427B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011223227A (en) | 2011-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9326315B2 (en) | Area-limited self-organized network management method, communications apparatus, and system | |
JP6385205B2 (en) | COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION DEVICE CONTROL METHOD, AND PROGRAM | |
Wakamiya et al. | Synchronization-based data gathering scheme for sensor networks | |
WO2013102389A1 (en) | Discontinuous reception method and device | |
JP2005217548A (en) | Method and system for radio communication and radio terminal | |
JP6223625B1 (en) | COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION PROGRAM | |
JP5645031B2 (en) | Data transmission / reception method | |
JP2009159457A (en) | Ad hoc communication system, communication method in the same, and computer program | |
CN110192408A (en) | Congestion relief technology in wireless access network | |
JP4795859B2 (en) | Information terminal device and data communication method | |
JP2007174145A5 (en) | ||
KR20120066979A (en) | Wireless local area communication system | |
JP5435427B2 (en) | Wireless communication apparatus, wireless communication system, and transmission timing control method | |
CN103491536B (en) | The key reception validator of mobile node condition control method and mobile node | |
KR101703178B1 (en) | Method and Apparatus for Radio Resource Allocation Control for Low-power Wireless Sensor Communications | |
CN105703868A (en) | Time synchronization method and device for smart device network | |
JP5645032B2 (en) | Data transmission / reception method | |
JP6702916B2 (en) | Communication device, external device, communication device control method, external device control method, and program | |
JP4952451B2 (en) | Information communication apparatus, information communication system, and information communication method | |
JP6399107B2 (en) | Wireless communication terminal, vehicle, program, information processing method | |
EP4135364A1 (en) | Vehicle communication method and apparatus, computer-readable medium and electronic device | |
JP4563210B2 (en) | Communication control method, communication node, and communication system | |
CN103269358A (en) | Video streaming sharing method in opportunistic network | |
JP6227197B2 (en) | Wireless communication apparatus and wireless communication method | |
KR20100053354A (en) | Method for cross-layered routing and transmitting data in wireless sensor network |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130404 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5435427 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |