KR100796401B1 - Radio communication system capable of switching protocol - Google Patents

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아키라 마에키
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
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Abstract

관리 서버, 기지국, 복수의 노드 단말에서 구성되는 무선통신 시스템에 있어서, 기지국과 노드 간에 발생하는 비트 에러 레이트(bit error rate) , 패킷 에러 레이트(packet error rate), 패킷 재송 회수, 스루풋/소비 전력 등의 지표에 기인하여, 적용해야 할 무선통신 프로토콜을 동적으로 바꾼다.In a wireless communication system composed of a management server, a base station, and a plurality of node terminals, a bit error rate, a packet error rate, a packet retransmission number, throughput / consumption power occurring between a base station and a node Based on such indicators, the radio protocol to be applied is dynamically changed.

비트 에러 레이트, 패킷 에러 레이트, 프로토콜 Bit error rate, packet error rate, protocol

Description

프로토콜 전환 가능한 무선통신 시스템{RADIO COMMUNICATION SYSTEM CAPABLE OF SWITCHING PROTOCOL}Protocol switchable wireless communication system {RADIO COMMUNICATION SYSTEM CAPABLE OF SWITCHING PROTOCOL}

본 발명은, 기지국과 노드 간의 무선통신 프로토콜의 전환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for switching a wireless communication protocol between a base station and a node.

종래의 일반적인 무선통신시스템(이동 통신 시스템)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 이동 통신 교환기(101), 교환기(102), 위치 정보등록 서버(103), 기지국 (BS)(104, 105)과, 유저가 사용하는 휴대 단말(노드)(106, 107)에 의해 구성된다. 각 노드는, 무선회선으로 기지국BS에 접속되며, 각 기지국은 유선회선에서 이동 통신 교환기(101)에 접속되어 있다. 또한, 일반전화 회선에 접속할 수 있게, 이동 통신 교환기(101)는, 교환기(102)를 통해서 고정 전화망에 접속되어 있다. 또한, 이동 통신 교환기(101)에는, 각 노드에의 착신시에 기지국을 전환하는 핸드 오버―제어 때문에, 위치 정보등록 서버(103)가 접속되어 있다.A conventional wireless communication system (mobile communication system) is, as shown in FIG. 1, a mobile communication switch 101, a switch 102, a location information registration server 103, a base station (BS) 104, 105. And portable terminals (nodes) 106 and 107 used by the user. Each node is connected to the base station BS by a wireless line, and each base station is connected to the mobile communication exchange 101 by a wired line. In addition, the mobile communication switch 101 is connected to the fixed telephone network through the switch 102 so that it can be connected to a general telephone line. In addition, the position information registration server 103 is connected to the mobile communication switch 101 for handover control of switching the base station at the time of incoming call to each node.

이동 통신 시스템에 있어서는, 기지국 간 및 노드 간의 전파간섭을 저감하기 위해서, 시스템 설계에 있어서, 셀룰러 존(cellular zone) 및 각 기지국과 노드 간의 무선통신 프로토콜의 결정이 중요해진다. 여기에서, 셀룰러 존은, 기지국 마다 의 노드 관리 범위를 가리키고 있고, 각 기지국 및 노드의 송신 전력과 수신 감도에 밀접한 관계가 있다. 일반적으로, 각 기지국은, 인접 기지국과의 사이의 전파간섭이 최소가 되도록 설치된다.In a mobile communication system, in order to reduce radio interference between base stations and nodes, in the system design, determination of a cellular zone and a wireless communication protocol between each base station and node becomes important. Here, the cellular zone indicates the node management range for each base station, and is closely related to the transmission power and reception sensitivity of each base station and node. In general, each base station is provided so that radio interference with neighboring base stations is minimal.

각 셀룰러 존에서는, 존(셀)내에 위치한 복수의 노드가, 소정의 무선통신 프로토콜에서 기지국과 교신한다. 이동 통신 시스템에서는, 각각의 원하는 사양에 가장 알맞은 특정한 무선통신 프로토콜을 채용하고 있다. 현재에는, 각 기지국이 복수의 노드와 무선통신을 실행하기 위한 각종의 무선통신 프로토콜이 제안되고 있지만, 이것들의 프로토콜에는, 각각 장점과 단점이 있다. 따라서, 이동 통신 시스템에 있어서의 여러 가지 가동 상황 하에 있어서, 원하는 사양에 근거해서 정한 특정한 무선통신 프로토콜에 의해, 항상 높은 효율(고 스루풋, 저소비 전력)을 얻을 수 있다고는 할 수 없다.In each cellular zone, a plurality of nodes located in a zone (cell) communicate with a base station in a predetermined wireless communication protocol. Mobile communication systems employ specific wireless communication protocols that best fit their respective desired specifications. At present, various wireless communication protocols have been proposed for each base station to perform wireless communication with a plurality of nodes, but these protocols have advantages and disadvantages, respectively. Therefore, under various operating conditions in a mobile communication system, it is not always possible to obtain high efficiency (high throughput, low power consumption) by a specific wireless communication protocol determined based on desired specifications.

도 3에서, 패킷통신용의 무선통신 프로토콜로서 대표적인 ALOHA방식(도(A)), CSMA방식(도(B)), TDMA방식(도(C))의 특징을 나타낸다.In Fig. 3, characteristics of the ALOHA method (Fig. (A)), the CSMA method (Fig. (B)), and the TDMA method (Fig. (C)) are shown as typical wireless communication protocols for packet communication.

ALOHA 방식은, 도(A)에 도시한 바와 같이, 기지국 또는 노드에 호(呼)가 발생했을 경우, 즉시 패킷을 송출하는 멀티플 액세스(multiful access)·패킷통신방식이다. ALOHA 방식에서는, 셀 내에 위치하는 노드의 대수가 많아지면, 각 노드로부터의 송신 패킷이 다른 노드의 송신 패킷과 충돌하여, 패킷 손실이 되는 확률이 높아지고, 시스템 전체의 스루풋이 감소한다.As shown in Fig. A, the ALOHA method is a multiple access packet communication method in which a packet is immediately sent when a call occurs in a base station or a node. In the ALOHA system, when the number of nodes located in a cell increases, the transmission packets from each node collide with the transmission packets of other nodes, increasing the probability of packet loss, and reducing the throughput of the entire system.

CSMA 방식은, 도(B)에 도시한 바와 같이, 기지국 또는 노드에 호(呼)가 발생했을 경우, 캐리어 센스 제어에 의해서 다른 기지국 또는 노드로부터의 송신 상황, 을 탐지하고, 송신의 가부를 결정하는 멀티플 액세스·패킷통신방식이다. 따라서, CSMA방식은, 패킷 손실의 확률이 낮고, 시스템 전체의 스루풋이 높다고 하는 특징이 있다. 한편, ALOHA방식은, 패킷 손실 발생시의 패킷 재송을 위한 소비 전력을 고려하지 않으면, 상술한 캐리어 센스 제어를 행하지 않았기 때문에, CSMA방식보다도 소비 전력이 적어지고, 각 노드의 전지수명이 길어진다. 따라서, 셀 내의 노드 대수가 적을 경우, 소비 전력의 관점에서는, CSMA방식보다도 ALOHA방식 쪽이 우수하다. 반대로, 노드 대수가 많을 경우는, 패킷 손실의 적은 CSMA방식 쪽이, ALOHA방식보다도 뛰어나다.As shown in Fig. (B), the CSMA method detects the transmission status from another base station or node by a carrier sense control and determines whether to transmit or not when a call occurs in the base station or node. It is a multiple access packet communication method. Therefore, the CSMA system is characterized by low probability of packet loss and high throughput of the entire system. On the other hand, in the ALOHA method, since the above-described carrier sense control is not performed without considering the power consumption for packet retransmission when packet loss occurs, the ALOHA method consumes less power than the CSMA method, and the battery life of each node is longer. Therefore, when the number of nodes in the cell is small, the ALOHA method is superior to the CSMA method in terms of power consumption. On the contrary, when the number of nodes is large, the CSMA method with less packet loss is superior to the ALOHA method.

TDMA 방식은, 도(C)에 도시한 바와 같이, 기지국과 노드 간의 통신 기간(프레임 기간)을 복수의 타임 슬롯(time slot)으로 분할하여 기지국과 각 노드가 미리 할당된 타임, 슬롯에서 패킷을 송출하는 방식이다. TDMA 방식은, 각 노드가 각각의 할당 슬롯에서 신호를 송출하기 위해서 기지국과의 시간동기를 필요로 하고 있어, 시스템 전체로서 높은 시간정밀도가 요청되고, 복잡한 시스템 구성이 된다. TDMA방식은, 이론적으로는 충돌에 의한 패킷 손실은 발생하지 않지만, 기지국과 각 노드간에서 높은 시간정밀도를 유지하기 위한 제어 신호의 송수신이 필요해지기 때문에, 시스템 전체로서의 소비 전력이 높아진다.In the TDMA method, as shown in FIG. (C), a communication period (frame period) between a base station and a node is divided into a plurality of time slots, and a packet is allocated at a time and slot to which the base station and each node are pre-assigned. It is a way to send. In the TDMA system, each node needs time synchronization with a base station in order to transmit a signal in each allocated slot, so that a high time precision is required as a whole system, resulting in a complicated system configuration. In the TDMA system, theoretically, packet loss due to collision does not occur, but transmission and reception of a control signal for maintaining high time accuracy between the base station and each node requires power consumption as a whole.

종래, 예컨대, 특개 2002-64871호 공보나 특개 2002-247049호 공보에 있어서, 셀 내의 노드 대수, 노이즈 레벨, 혹은 스루풋 등의 통신 환경에 따라, 데이터 전송 효율의 높은 이동 통신 시스템으로 전환하는 것이 제안되고 있다.For example, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-64871 or 2002-247049, it is proposed to switch to a mobile communication system having a high data transmission efficiency according to a communication environment such as the number of nodes in a cell, noise level, or throughput. It is becoming.

통신 환경을 스루풋만으로 평가했을 경우, 각 노드에 있어서의 패킷 재송 회 수를 고려할 필요가 없어지고, 가령 패킷이 충돌해도, 패킷 재송에 의해 최종적으로 송신에 성공하면 스루풋에는 영향이 없다. 그렇지만, 패킷 재송이 발생하면 노드의 소비 전력이 증가하기 때문에, 노드 소비 전력을 될 수 있는 한 저감하고 싶은 이동 통신 시스템에 대하여는, 이러한 스루풋만의 평가는 적절하지는 않다. 한편, 통신 환경을 노이즈 레벨에서 평가할 경우는, 문턱치의 결정이 어렵다. When the communication environment is evaluated only through throughput, it is not necessary to consider the number of packet retransmissions in each node. Even if a packet collides, for example, if the transmission is finally transmitted by packet retransmission, the throughput is not affected. However, since packet power consumption increases when packet retransmission occurs, such throughput only evaluation is not appropriate for a mobile communication system that wants to reduce node power consumption as much as possible. On the other hand, when the communication environment is evaluated at the noise level, it is difficult to determine the threshold.

또한, 기지국과 각 노드에 있어서, 노이즈 레벨을 확인하기 위한 제어 패킷 송수신이 필요하게 되고, 제어 패킷의 송수신에 의한 소비 전력이 발생한다.In addition, the base station and each node require transmission and reception of control packets for confirming the noise level, and power consumption is generated by transmission and reception of control packets.

본 발명의 목적은, 기지국과 노드 장치(이동 단말)과의 사이에서 통신 환경에 적합한 무선통신 프로토콜을 선택적으로 적용가능한 무선통신 시스템을 제공 하는 것에 있다.An object of the present invention is to provide a wireless communication system which can selectively apply a wireless communication protocol suitable for a communication environment between a base station and a node device (mobile terminal).

본 발명의 다른 목적은, 무선통신 시스템에 있어서의 통신 환경에 따라, 적용해야 할 무선통신 프로토콜을 전환가능한 기지국 및 노드 장치(이동 단말)를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a base station and a node device (mobile terminal) which can switch a wireless communication protocol to be applied according to a communication environment in a wireless communication system.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는, 이하에 서술하는 통신 효율평가에 기인하고, 기지국과 노드 장치(이동 단말)와의 사이에서 사용해야 할 무선통신 프로토콜을 선택한다. 여기에서는, 무선통신 시스템의 효율을 평가하는 지표로서, 식(1)의 Ef를 정의한다.In order to achieve the above object, the present invention selects a wireless communication protocol to be used between the base station and the node apparatus (mobile terminal) due to the communication efficiency evaluation described below. Here, Ef of formula (1) is defined as an index for evaluating the efficiency of the wireless communication system.

Ef = 시스템 전체의 스루풋/시스템 전체의 소비전력… (1)Ef = system-wide throughput / system-wide power consumption... (One)

식(1)의 값 Ef는, 시스템 전체의 스루풋이 높고, 동시에 시스템 전체의 소비 전력이 낮을 경우에 높은 값을 나타낸다. 본 발명에서는, Ef의 값을 각 셀내의 노드 대수로 평가하고, 관리 서버, 기지국, 노드의 어느 쪽을 미리 테이블로서 유지해 두고, 이 테이블 값에 기인하여, 무선통신 프로토콜을 선택적으로 바꾼다. 식(1)을 근사적으로 평가할 수 있는 파라메타로서는, 예컨대, 데이터의 재송 회수, 비트 에러 레이트(BER), 패킷 에러 레이트(PER)등이 있다. 따라서, 실제의 응용에 있어서는, 이것들의 파라메타를 이용해서 무선통신 프로토콜을 선택적으로 전환할 수 있다.The value Ef of Formula (1) shows a high value when the throughput of the whole system is high and the power consumption of the whole system is low. In the present invention, the value of Ef is evaluated by the number of nodes in each cell, and either the management server, the base station, or the node is kept as a table in advance, and the wireless communication protocol is selectively changed based on this table value. As parameters that can evaluate Equation (1) approximately, for example, the number of retransmissions of data, the bit error rate (BER), the packet error rate (PER), and the like. Therefore, in actual application, these parameters can be used to selectively switch the wireless communication protocol.

도 1은, 종래의 무선통신 시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a conventional wireless communication system.

도 2는, 본 발명에 의한 무선통신 시스템의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a wireless communication system according to the present invention.

도 3은, ALOHA방식, CSMA방식, TDMA방식의 특징을 비교하기 위한 도이다.3 is a diagram for comparing the characteristics of the ALOHA method, the CSMA method, and the TDMA method.

도 4는, ALOHA방식, CSMA/CA방식, TDMA방식의 시스템 전체의 소비 전력의 비교 결과를 나타내는 도이다.4 is a diagram showing a comparison result of power consumption of the entire system of the ALOHA method, the CSMA / CA method, and the TDMA method.

도 5는, ALOHA방식, CSMA/CA방식, TDMA방식의 시스템 전체의 스루풋의 비교 결과를 나타내는 도이다.Fig. 5 is a diagram showing a result of comparing throughput of the entire system of the ALOHA method, the CSMA / CA method, and the TDMA method.

도 6은, ALOHA방식, CSMA/CA방식, TDMA방식의 시스템 전체의 스루풋/시스템 전체의 소비 전력의 비교 결과를 나타내는 도이다.Fig. 6 is a diagram showing a comparison result of the throughput of the throughput of the entire system of the ALOHA system, the CSMA / CA system, and the TDMA system;

도 7은, 노드 대수에 의한 프로토콜 전환 테이블의 1 예를 나타내는 도이다.7 is a diagram illustrating an example of a protocol switching table based on the number of nodes.

도 8은, 노드 대수 및 소비 전력당의 정보전달량에 의한 프로토콜 전환 테이블의 1 예를 나타내는 도이다.8 is a diagram illustrating an example of a protocol switching table based on the number of nodes and the amount of information delivered per power consumption.

도 9는, 본 발명이 적용되는 노드장치의 구성도이다.9 is a configuration diagram of a node device to which the present invention is applied.

도 10은, 본 발명이 적용되는 기지국의 구성도이다.10 is a configuration diagram of a base station to which the present invention is applied.

도 11은, 본 발명이 적용되는 관리 서버의 구성도이다.11 is a configuration diagram of a management server to which the present invention is applied.

도 12는, 종래의 노드 장치의 기본적인 시스템 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.12 is a flowchart showing the basic system operation of the conventional node device.

도 13는, 종래의 기지국의 기본적 시스템 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.13 is a flowchart showing the basic system operation of the conventional base station.

도 14는, 본 발명에 의한 노드 장치의 기본적 동작의 1실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.Fig. 14 is a flowchart showing one embodiment of the basic operation of the node apparatus according to the present invention.

도 15는, 본 발명에 의한 노드 장치의 기본적 동작의 다른 실시예를 나타내는 플로우 챠트.Fig. 15 is a flowchart showing another embodiment of the basic operation of the node device according to the present invention.

도 16은, 본 발명에 의한 기지국의 기본적 동작의 1실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.Fig. 16 is a flowchart showing one embodiment of the basic operation of the base station according to the present invention.

도 17은, 본 발명에 의한 노드 장치의 기본적 동작의 다른 실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.Fig. 17 is a flowchart showing another embodiment of the basic operation of the node device according to the present invention.

도 18은, 본 발명에 의한 기지국의 기본적 동작의 다른 실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.18 is a flowchart showing another embodiment of the basic operation of the base station according to the present invention.

도 19는, 본 발명에 의한 관리 서버의 기본적 동작의 1실시예를 나타내는 플로우 챠트이다.Fig. 19 is a flowchart showing one embodiment of the basic operation of the management server according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings.

본 발명에 있어서, 시스템의 효율평가의 지표가 되는 식(1)의 값 Ef는, 시스템 전체의 스루풋이 높고, 또 시스템 전체의 소비 전력이 낮을 경우에 높은 값을 나타낸다. 이 평가값 Ef는, 예컨대, 센서 네트와 같이, 소비 전력의 저감이 필요한 시스템에 있어서 특히 중요하다.In the present invention, the value Ef of the formula (1) serving as an index of the efficiency evaluation of the system indicates a high value when the throughput of the whole system is high and the power consumption of the whole system is low. This evaluation value Ef is especially important in the system which requires reduction of power consumption, such as a sensor net.

센서 네트란, 센서, 전원, 무선통신기능을 구비한 소형 노드를 다수 배치함으로써 네트워크를 형성하고, 센싱한 정보를 네트워크 경유로 관리 시스템이나 인터넷의 웹사이트에 전달하는 네트워크 시스템의 총칭이며, 건조물 모니터, 환경 모니터, 시큐러티, 물류 등의 분야에의 적용이 기대되고 있다.A sensor net is a general term for a network system that forms a network by arranging a plurality of small nodes having a sensor, a power supply, and a wireless communication function, and transmits the sensed information to a management system or a website on the Internet through a network. It is expected to be applied to fields such as environmental monitor, security, and logistics.

여기에서, 노드의 전원으로서는, 전지, 또는 자기발전인 것이, 많은 어프리케이션으로부터 요청되고 있다. 예컨대, 전원으로서 전지를 사용했을 경우, 노드의 전지를 빈번에 교환하는 것은, 보수, 운용상의 문제가 된다. 또한, 자기발전의 경우, 공급 전력이 적은 것이 많고, 저소비 전력인 것이 필수가 된다. 특히, 노드의 소비 전력의 많은 비율을 차지하는 무선통신기능에 대하여는, 저소비 전력화가 중요한 것이 된다.Here, as a power source of the node, it is requested from many applications that it is a battery or self-generation. For example, when a battery is used as a power source, frequent replacement of the battery of a node becomes a problem in maintenance and operation. In addition, in the case of self-power generation, there are many things that supply power is low and it is essential that it is low power consumption. In particular, for a wireless communication function that occupies a large proportion of the power consumption of a node, low power consumption becomes important.

한편, 각 노드는, 센싱정보를 기지국이나 네트워크에 효율적으로 무선전송 해야 한다. 따라서, 각 노드에는, 데이터 전송의 효율화와 저소비 전력화의 양쪽이 요청되고, 이것을 실현하기 위한 지표로서, 식 (1)에서 나타내지는 소비 전력당의 정보전달량을 나타내는 값 Ef가 중요해진다. 지표값 Ef가 낮은 비효율적인 시스템에서는, 노드의 전지수명이 대단히 짧아져서, 적용 가능한 어프리케이션의 범위가 좁아진다. 즉, 센서 네트와 같은 시스템에 있어서는, 높은 지표값 Ef를 가지는 고 효율의 무선 시스템을 구축하는 것이 중요해진다.On the other hand, each node must efficiently transmit the sensing information to the base station or the network. Therefore, each node is required to both improve data transfer efficiency and reduce power consumption, and as an index for realizing this, a value Ef indicating the amount of information delivered per power consumption represented by equation (1) is important. In an inefficient system having a low index value Ef, the battery life of the node is very short, and the range of applicable applications is narrowed. In other words, in a system such as a sensor net, it is important to construct a high efficiency wireless system having a high index value Ef.

본 발명의 선택가능한 무선통신 프로토콜로서, 여기서는, ALOHA방식과 CSMA방식과 TDMA방식을 비교한다.As a selectable wireless communication protocol of the present invention, here, the ALOHA method, the CSMA method, and the TDMA method are compared.

기지국이 관리하는 노드 대수에 의해 변화되는 시스템 전체의 소비 전력의 시뮬레이션 결과를 도 4에 시스템 전체의 시스템 스루풋의 시뮬레이션 결과를 도 5에 나타낸다. 도 6은, 식 (1)에서 평가했을 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.도 6의 시뮬레이션 결과로부터, 관리 대상이 되는 노드 대수에 의해, 시스템 효율이 변화되는 것을 알게 되었다.The simulation result of the whole system power consumption which changes with the number of nodes which a base station manages is shown in FIG. 4, The simulation result of the system throughput of the whole system is shown in FIG. Fig. 6 shows simulation results when evaluated in equation (1). From the simulation results in Fig. 6, it was found that the system efficiency is changed by the number of nodes to be managed.

식 (1)이 나타내는 지표값 Ef는, 기지국이 관리하는 노드 대수와 밀접한 관계가 있다. 노드 대수가 증가하면, 그것에 비례해서 패킷의 송신 요구(오퍼드 로드(offered load))가 증가하고, 노드의 패킷 손실 확률이 증가한다. 따라서, 미리 식(1)을 노드 대수로 평가해 두고, 관리 서버, 기지국, 노드의 어느 쪽인가에 상기평가 결과를 나타내는 테이블을 구비해 두고, 이 테이블이 나타내는 값에 기인해서 무선통신 프로토콜을 선택할 수가 있다.The indicator value Ef represented by the formula (1) is closely related to the number of nodes managed by the base station. As the number of nodes increases, the transmission request (offered load) of the packet increases in proportion to it, and the packet loss probability of the node increases. Therefore, Equation (1) is evaluated in terms of the number of nodes in advance, and either a management server, a base station, or a node is provided with a table indicating the evaluation result, and the wireless communication protocol is selected based on the value indicated by this table. There is a number.

식 (1)의 지표값은, 예컨대, 재송 회수, BER, PER으로 치환할 수도 있다. 각 노드 간의 상호간섭이 커지면, 노이즈 전력이 커지고, 결과적으로 BER나 PER의 값도 상승하기 때문에, BER나 PER로 평가하는 것이 가능하다. 또한, PER의 증가에 의해 재송 회수가 증가하기 때문에, 재송 회수로 평가하는 것도 가능하다.이것들의 평가에는, 노드 주동, 기지국 주동, 관리 서버 주동의 3개의 패턴을 생각할 수 있다. 재송 회수, BER, PER는, 노드와 기지국의 각각에서 계측가능하다. 또한, 기지 국에서 관리 서버에 재송 회수, BER, PER를 전송함으로써, 관리 서버에 있어서, 계측하는 것이 가능하다. 따라서, 적용해야 할 무선통신 프로토콜은, 노드, 기지국, 관리 서버의 어느 쪽이 주동역(主動役)이 되어서 변경할 수 있다.The index value of the formula (1) may be replaced with, for example, the number of retransmissions, BER and PER. As the mutual interference between the nodes increases, the noise power increases, and as a result, the value of BER or PER also increases, so that it is possible to evaluate BER or PER. In addition, since the number of retransmissions increases as the PER increases, it is also possible to evaluate the number of retransmissions. Three patterns of node coordination, base station coordination, and management server coordination can be considered. The retransmission count, BER, and PER can be measured at each of the node and the base station. In addition, it is possible to measure in the management server by transmitting the retransmission number, BER, and PER from the base station to the management server. Therefore, the wireless communication protocol to be applied can be changed by any one of a node, a base station, and a management server being the main driving station.

단지, ALOHA방식, CSMA방식, TDMA방식을 비교했을 경우, TDMA방식에의 전환은, 기지국 주동(主動)으로 할 필요가 있다. 이것은, TDMA방식의 경우, 기지국이 각 노드에 타임 슬롯을 할당할 필요가 있고, 노드가 자율적으로 프로토콜을 전환할수 없기 때문이다. 한편 CSMA방식, ALOHA방식에의 전환은, 노드, 기지국의 어느쪽에서 해도 좋다. 이것은, CSMA방식과 ALOHA방식의 차이이거나, 기본적으로는 캐리어 센스를 행할지 여부에 있고, 예컨대, 노드가 자율적으로 프로토콜을 전환도, 시스템 전체로서 동작을 유지할 수 있기 때문이다. 이하, 주도장치를 달리 한 3종류의 무선통신 프로토콜을 전환하는 방법에 있어서의 실시 형태를 말한다.However, when the ALOHA method, the CSMA method, and the TDMA method are compared, the switching to the TDMA method needs to be performed by the base station. This is because, in the TDMA system, the base station needs to allocate time slots to each node, and the node cannot autonomously switch protocols. On the other hand, switching between the CSMA method and the ALOHA method may be performed at either the node or the base station. This is because it is a difference between the CSMA method and the ALOHA method, or basically whether to perform carrier sense, for example, because a node can autonomously switch protocols and maintain operation as a whole system. Hereinafter, the embodiment in the method of switching three types of wireless communication protocols which differed from the main device is mentioned.

실시예1Example 1

제1실시예로서, 노드 장치주동의 무선통신 프로토콜의 전환 방식에 있어서 설명한다. 여기에서는, 전환 가능한 무선통신 프로토콜로서, 시스템 전체로서 복수의 노드 장치가 일제히 전환하는 것을 필요로 하지 않는 ALOH와 CSMA을 준비한다. ALOHA 과 CSMA는 각 노드 장치가 기지국으로부터의 지시를 받는 일없이, 독자적으로 스케줄링 가능한 방식으로 되어 있다.As a first embodiment, a description will be given of a switching method of a wireless communication protocol driven by node apparatus. Here, as a switchable wireless communication protocol, ALOH and CSMA are prepared which do not require a plurality of node devices to switch simultaneously as a whole system. ALOHA and CSMA are in a manner that can be independently scheduled without each node device receiving an indication from a base station.

도 2에 나타내는 무선통신 시스템은, 관리 서버(201)와, 복수의 기지국 (202, 203)과, 노드(204, 205, 206)로부터 구성된다. 각 노드로부터의 송신 데이터는, 무선으로 기지국에 송신되어, 각 기지국은 관리 서버(201)에 수신 데이터를 전 달한다. 관리 서버(201)는, 기지국에서의 수신 데이터를 인터넷상의 웹사이트에 전달한다.The wireless communication system shown in FIG. 2 includes a management server 201, a plurality of base stations 202 and 203, and nodes 204, 205 and 206. The transmission data from each node is wirelessly transmitted to the base station, and each base station delivers the reception data to the management server 201. The management server 201 delivers the data received at the base station to a website on the Internet.

노드 주동에서 무선통신 프로토콜을 전환할 경우, 임의의 노드가, 기지국과의 통신에 적용해야 할 프로토콜로서, ALOHA와 CDMA의 어느 것인가를 선택하고, 선택한 프로토콜에서 통신을 시작하는 것으로, 프로토콜의 전환에 의한 오버 헤드는 전혀 없다.When switching the wireless communication protocol in node movement, any node selects either ALOHA or CDMA as the protocol to be applied to the communication with the base station, and starts communication in the selected protocol. There is no overhead at all.

노드 주동의 프로토콜 전환에 식(1)이 나타내는 지표값 Ef를 그대로 적용하려고 하면, 각 노드가 지표값 Ef를 파악할 수 있게, 기지국이 지표값 Ef에 관한 정보를 노드에 통지 해야 한다. 왜냐하면, 시스템 스루풋에 관한 정보는, 노드 단체에서는 파악 곤란한 정보이기 때문이다. 이 경우, 기지국과 노드 간에서 상기 스루풋 정보통신에 의한 오버 헤드가 발생하고, 결과적으로 지표값 Ef가 나빠진다는 문제가 발생한다.If the index value Ef represented by the formula (1) is to be applied to the protocol switching of the node triggering, the base station should notify the node of the information about the index value Ef so that each node can grasp the index value Ef. This is because the information regarding system throughput is information that is difficult to grasp in the node alone. In this case, overhead occurs due to the throughput information communication between the base station and the node, resulting in a problem that the indicator value Ef worsens.

따라서, 제1 실시예에서는, 식 (1)과 비교하여, 보다 간결하게 주위의 통신 상황을 파악할 수 있는 파라메타가 필요하게 된다. 이러한 파라메타로서, 예컨대, 각 노드에 있어서의 패킷의 재송 회수, 캐리어 센스에 의해 검지된 통신 중의 타 노드의 검출 회수(비지(busy) 검출 회수)등을 생각할 수 있다. 패킷의 재송 회수는, 각 노드에 있어서 독자적으로 카운트 가능한 파라메타 값이다.Therefore, in the first embodiment, compared with equation (1), a parameter that can grasp the surrounding communication situation more concisely is required. As such a parameter, for example, the number of times of retransmission of packets in each node, the number of times of detection of other nodes (busy detection times) during communication detected by the carrier sense, and the like can be considered. The number of packet retransmissions is a parameter value that can be counted independently at each node.

또한, 캐리어 센스에 의한 비지 검출 회수도, 각 노드에서 독자적으로 계측 가능한 파라메타 값이며, 기지국에서의 원조를 필요로 하지 않는다. 이것들의 파라메타 값은, 기지국 측에서도 계측할 수 있기 때문에, 프로토콜의 전환을 기지국 주 동(主動)으로 하는 것도 가능하다.The number of busy detections by the carrier sense is also a parameter value that can be independently measured at each node, and does not require assistance at the base station. Since these parameter values can also be measured on the base station side, it is also possible to switch the protocol to the base station operation.

여기에서는, 식 (1)이 나타내는 소비 전력 당의 스루풋의 평가 척도로서, 노드에서 계측한 패킷 재송 회수를 채용했을 경우에 대해서 설명한다. 패킷의 재송 회수는, 패킷 손실과 비례하고 있다. 패킷 손실의 발생 이유로서는, 노드와 기지국과의 거리가 떨어져 있었던 것에 의한 전파 손실과, 복수 노드로부터 동시에 송신된 패킷의 충돌에 의한 손실의 2가지가 생각된다.Here, the case where the packet retransmission number measured by the node is employ | adopted as an evaluation measure of the throughput per power consumption shown by Formula (1) is demonstrated. The number of retransmissions of a packet is proportional to the packet loss. There are two reasons for the occurrence of packet loss: propagation loss due to the distance between the node and the base station, and loss due to collision of packets transmitted simultaneously from a plurality of nodes.

전자의 패킷 손실은, 주변에 존재하는 노드 대수에는 의존하지 않기 때문에, 일정한 손실 확률이 되지만, 후자의 패킷 손실은, 주변에 존재하는 노드 대수에 의존하고 있어, 시간적으로 변화한다. 따라서, 패킷 재송 회수의 시간적인 변화를 감시함으로써, 패킷 손실의 원인을 추측할 수가 있고, 예컨대, ALOHA방식에서 동작하고 있었던 노드가, 충돌에 의한 패킷 손실의 증가를 검지했을 때, 프로토콜을 CSMA방식에 전환하는 것에 따라, 시스템 효율을 개선할 수가 있다.Since the former packet loss does not depend on the number of nodes present in the periphery, there is a constant loss probability, while the latter packet loss depends on the number of nodes present in the periphery and changes in time. Therefore, by monitoring the temporal change in the number of packet retransmissions, it is possible to infer the cause of packet loss. For example, when a node operating in the ALOHA method detects an increase in packet loss due to collision, the protocol is set to the CSMA method. By switching to, the system efficiency can be improved.

도 9는, 노드(204∼206)의 구성도를 나타낸다.9 shows a configuration diagram of the nodes 204 to 206.

노드는, 무선부(901)와, 무선통신 프로토콜 선택부(902)와, 데이터 페이스부(903)와, 통신 처리부(904)를 구비한다. 무선부(901)는, 이 때, 무선통신 프로토콜 선택부(902)가 선택한 무선통신 프로토콜로서, 기지국과 데이터를 송수신 한다. 무선통신 프로토콜 선택부(902)에는, 무선부(901)나 통신 처리부(904)를 ALOHA와 CDMA에서 선택적으로 동작시키기 위한 제어 프로그램이 저장되어 있다. 통신 처리부(904)는, 무선부(901)로부터의 수신 정보나 패킷 재송 빈도(일정 기간내의 재송 회수), 데이터베이스부(903)에 저장되어 있는 프로토콜 전환의 조건 등에 근거하고, 무선통신 프로토콜 선택부(902)에 프로토콜의 전환(프로그램 전환)의 지시를 시작한다. 데이터베이스부(903)에는, 예컨대, 재송 회수와 프로토콜과의 대응관계, 예컨대, 패킷 재송 빈도가 문턱치를 넘으면 ALOHA로부터 CSMA에 전환하는 등의 전환 조건이 저장되고 있다. 통신 처리부(904)는, 패킷 재송 빈도를 계측하고, 데이터베이스를 참조함으로써, 적용해야 할 무선통신 프로토콜을 결정할 수가 있다.The node includes a radio unit 901, a radio communication protocol selection unit 902, a data face unit 903, and a communication processing unit 904. At this time, the radio unit 901 transmits / receives data with the base station as a radio communication protocol selected by the radio communication protocol selection unit 902. The radio communication protocol selection unit 902 stores a control program for selectively operating the radio unit 901 or the communication processing unit 904 in ALOHA and CDMA. The communication processing unit 904 is a wireless communication protocol selecting unit based on the reception information from the radio unit 901, the frequency of packet retransmissions (number of retransmissions within a predetermined period), the condition of protocol switching stored in the database unit 903, and the like. At 902, an instruction of protocol switching (program switching) is started. The database unit 903 stores, for example, switching conditions such as switching from ALOHA to CSMA when the correspondence relationship between the number of retransmissions and the protocol exceeds, for example, the packet retransmission frequency. The communication processing unit 904 measures the packet retransmission frequency and can determine the wireless communication protocol to be applied by referring to the database.

도 12는, 3셀 반복 배열의 이동 통신 시스템에 있어서의 종래의 노드에 있어서의 CSMA의 기본적 동작 플로우 챠트를 나타낸다.Fig. 12 shows a basic operation flowchart of CSMA in the conventional node in the mobile communication system of the 3-cell repeating arrangement.

노드는, 기동시에 스탠바이 상태(1201)에 들어가고, 일정 주기마다 기동된다 (1202). 사용가능한 3채널의 주파수 중에, 1개의 주파수를 선택하여 (1203), 타 노드의 송신 상태를 확인하기 위해서 캐리어 센스를 행하고, 데이터 송신의 가부를 판정한다 (1204). 캐리어센스의 결과, 타 노드가 송신중으로 비지 상태에 있는 것을 알았을 경우는, 랜덤한 시간경과를 기다린 (1209)후, 다시 데이터 송신 가부의 판정(1204)을 한다.The node enters the standby state 1201 at startup and is activated every fixed period (1202). Among the available three channels of frequencies, one frequency is selected (1203), a carrier sense is performed to confirm the transmission status of the other node, and it is determined whether data transmission is possible (1204). As a result of the carrier sense, when it is found that the other node is busy while transmitting, it waits 1209 for a random time elapse, and then determines whether data transmission is possible 1204 again.

타 노드의 송신중이 아니라고 판단했을 경우, 무선에 의해 데이터 송신(1205)을 하고, 송신 패킷에 대하는 기지국에서의 ACK패킷의 수신을 기다린다If it is determined that the other node is not transmitting, data transmission 1205 is performed by radio, and the base station waits for reception of an ACK packet for the transmission packet.

(1206). 소정 시간내에 ACK패킷을 수신할 수 없었을 경우는, 패킷 재송 회수를 카운트 업하고, 재송 회수가 소정의 문턱치 N이하이면, 다시, 데이터 송신 가부를 판정한다 (1204).재송 회수가 소정의 문턱치 N을 넘었을 경우, 스텝(1203)에서 적용 주파수를 전환하고, 데이터 송신 가부를 판정한다 (1204). 소정 시간 내에ACK 패킷을 수신했을 경우는, 노드로부터 기지국에의 데이터 송신을 완료했기 때문에, 스탠바이(1201)모드로 되돌아간다.(1206). If the ACK packet cannot be received within a predetermined time, the number of packet retransmissions is counted up, and if the number of retransmissions is less than or equal to the predetermined threshold N, it is again determined whether data is transmitted (1204). If exceeded, the application frequency is switched in step 1203, and it is determined whether data transmission is allowed (1204). When the ACK packet is received within a predetermined time, the data transmission from the node to the base station is completed. Therefore, the process returns to the standby 1201 mode.

한편, 노드에 있어서의 ALOHA방식의 기본적 동작 플로우는, 상기 도 12로부터, 캐리어 센스에 의한 데이터 송신 가부의 판정(1204)과, 비지 상태검출시의 대기 동작(1209)을 제외한 것이 된다.On the other hand, the basic operation flow of the ALOHA method in the node excludes from the above Fig. 12 the determination 1204 of data transmission availability by the carrier sense and the standby operation 1209 at the busy state detection.

다음에, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 노드의 기본적 동작에 대해서, 도 14를 참조해서 설명한다. 노드는, 기동시에 스탠바이 상태(1401)에 들어가고, 일정 주기마다 기동된다(1402). 3 채널의 주파수 중, 1개의 주파수를 선택해서 (1403), 타 노드의 송신 상태를 확인하기 위해서 캐리어 센스를 행하고, 데이터 송신의 가부를 판정한다(1404). 캐리어 센스의 결과 비지 상태가 된 경우는, 랜덤 시간경과를 기다린다 (1409). 본 실시예에서는, 랜덤 시간이 경과했을 때, 비지 상태에서 시간대기가 된 회수를 카운트(1410)하고 나서, 데이터 송신 가부의 판정 스텝(1404)으로 되돌아간다.Next, the basic operation of the node in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The node enters a standby state 1401 at startup, and is started 1402 every fixed period. One of the frequencies of the three channels is selected (1403), and carrier sense is performed to confirm the transmission status of the other node, and it is determined whether data transmission is possible (1404). When the carrier sense becomes busy as a result of the carrier sense, a random time elapses (1409). In the present embodiment, when the random time has elapsed, the number of times that the time has passed becomes busy in the busy state is counted 1410, and then the process returns to the determination step 1404 of whether or not to transmit data.

타 노드가 송신중이 아니라고 판단했을 경우는, 무선에 의해 데이터 송신(1405)을 하고, 기지국에서의 ACK패킷의 수신을 기다린다(1406). 소정 시간내에 ACK패킷을 수신할 수 없었을 경우는, 패킷 재송 회수를 카운트 업해서 (1408), 소정의 문턱치 N 이하라면, 다시, 데이터 송신 가부를 판정한다(1404). 재송 회수가 문턱치 N을 넘은 경우는, 그것까지 카운트 하고 있었던 캐리어 센스 대기 회수를 클리어해서 (1411), 스텝(1403)에서 사용주파수를 전환해서 데이터 송신 가부를 판정한다 (1404).If it is determined that the other node is not transmitting, data transmission 1405 is performed by radio, and the base station waits for reception of an ACK packet (1406). If the ACK packet cannot be received within a predetermined time, the packet retransmission count is counted up (1408), and if it is less than or equal to the predetermined threshold N, it is again determined whether data transmission is allowed (1404). When the number of retransmissions exceeds the threshold N, the number of carrier sense waits counted up to that point is cleared (1411), and the use frequency is switched in step 1403 to determine whether data transmission is possible (1404).

ACK 패킷을 수신한 경우는, 노드로부터 기지국에 대하는 데이터의 송신이 완료 되었기 때문에, 스탠바이(1401)모드가 된다. 이때, 데이터 송신의 재송 회수와 캐리어 센스 대기 회수를 각각 통신 처리부가 소정의 값과 비교해 (1412,1413), 프로토콜 전환 판단의 지시를 무선통신 프로토콜 선택부에 지시를 시작한다(1414, 1415).When the ACK packet is received, the transmission of data from the node to the base station is completed, and thus the standby 1401 mode is entered. At this time, the communication processing unit compares the number of retransmissions of data transmission and the number of carrier sense waits with predetermined values (1412, 1413), and instructs the wireless communication protocol selector to instruct the protocol switching decision (1414, 1415).

CSMA 방식은, ALOHA방식과 비교하여, 여러가지 환경하에 있어서 스루풋 특성이 대체로 양호하다. 그러나, ALOHA방식은, 캐리어 센스 제어를 하지 않기 때문에 , 소비 전력이라고 하는 관점으로부터는, CSMA방식보다도 시스템 효율이 좋다. 노드 대수가 적은 경우에는 ALOHA방식과 CSMA방식은, 스루풋 특성에 큰 차이는 없지만, 노드 대수가 증가함에 따라서, ALOHA방식은 패킷 손실이 많아지고, 스루풋이 저하한다. 또한, 패킷의 재송 회수의 증가에 따르는 소비 전력이, 캐리어 센스를 하지 않음에 따라 절약되어 있었던 전력을 상회할 가능성이 있다. 따라서, 캐리어 센스 제어에 의한 소비 전력く패킷 재송에 의한 소비 전력이 되었을 때, ALOHA방식으로부터 CSMA방식으로 전환하는 쪽이 시스템 효율을 개선할 수 있다. 반대로, CSMA방식에서 통신 중에 통신 환경이 개선되어, ALOHA 방식에서 발생하는 패킷 재송에 의한 소비 전력이, 캐리어 센스 제어를 위한 소비 전력을 밑돌 가능성도 있다. Compared to the ALOHA method, the CSMA method has generally good throughput characteristics under various circumstances. However, since the ALOHA method does not perform carrier sense control, the system efficiency is better than the CSMA method from the viewpoint of power consumption. When the number of nodes is small, the ALOHA method and the CSMA method do not differ greatly in throughput characteristics. However, as the number of nodes increases, the ALOHA method increases packet loss and decreases throughput. In addition, there is a possibility that the power consumption caused by the increase in the number of retransmissions of the packet exceeds the power saved by not performing the carrier sense. Therefore, when the power consumption by the carrier sense control becomes the power consumption by packet retransmission, switching from the ALOHA method to the CSMA method can improve the system efficiency. On the contrary, there is a possibility that the communication environment is improved during communication in the CSMA method, and the power consumption due to packet retransmission occurring in the ALOHA method is lower than the power consumption for carrier sense control.

캐리어 센스 제어에 의한 소비 전력>패킷 재송에 의한 소비 전력의 경우는, 반대로, CSMA방식으로부터 ALOHA방식으로 전환하는 쪽이 시스템 효율을 개선할 수 있다.In the case of power consumption by carrier sense control > packet retransmission, on the contrary, switching from the CSMA method to the ALOHA method can improve the system efficiency.

따라서, 이러한 프로토콜의 전환을 실현하기 위해서, 통신 처리부(704)가, 데이터 페이스부(703)로부터 계산에 필요한 파라메타를 읽어 내고, 이것들의 파라메타와, 캐리어 센스 회수, 재송 회수로부터, 상기 캐리어센스 제어 및 패킷 재송에 의한 소비 전력을 계산하고, 계산 결과를 바탕으로 무선통신 프로토콜 선택부(702)에 프로토콜 전환의 지시를 내리고, 무선통신 프로토콜 선택부가, 미리 준비 되어 있는 CSMA용, ALOHA용의 통신 프로토콜 프로그램 내에서, 상기 지시된 프로토콜에 대응하는 프로그램을 선택하도록 해도 좋다.Therefore, in order to realize such a protocol change, the communication processing unit 704 reads out parameters necessary for calculation from the data face unit 703, and controls the carrier sense from these parameters, the number of carrier senses, and the number of retransmissions. And calculating power consumption by packet retransmission, and instructing the wireless communication protocol selection unit 702 to switch protocols based on the calculation result, and the wireless communication protocol selection unit is prepared in advance for communication protocols for CSMA and ALOHA. In the program, a program corresponding to the indicated protocol may be selected.

도 10은, 기지국 (202, 203)의 구성도를 나타낸다. 기지국은, 무선부(1001)와, 무선통신 프로토콜 선택부(1002)와, 통신 처리부(1004)와, 데이터베이스부(1003)와, 유선 인터페이스부(1005)로부터 구성된다.10 shows a configuration diagram of the base stations 202 and 203. The base station is composed of a wireless unit 1001, a wireless communication protocol selector 1002, a communication processing unit 1004, a database unit 1003, and a wired interface unit 1005.

도 13은, 기지국의 기본적 동작의 플로우 챠트를 나타낸다.13 shows a flowchart of the basic operation of the base station.

기지국은, 평상시에는, 수신 상태(1301)에 있다. 노드로부터 패킷을 수신하면 (1302), 기지국은, 수신의 성부를 판정하기 위해서, 수신 패킷의 CRC(Cyclic Redundancy Check)체크를 한다 (1303). CRC 에러가 발생했을 경우, 패킷은 파기된다. CRC에 에러가 없으면, 기지국은, 패킷 송신원 노드에 대하여, ACK패킷을 송신(1304)한 후, 유선 인터페이스를 통과시키고, 관리 서버에 수신 데이터를 송신한다(1305). 노드 주동에서 적용 프로토콜(ALOHA방식과 CSMA방식)을 전환할 경우, 기지국 측에서는 프로토콜을 전환할 필요는 없다.The base station is normally in the reception state 1301. Upon receiving a packet from the node (1302), the base station checks the CRC (Cyclic Redundancy Check) of the received packet to determine whether the reception is successful (1303). If a CRC error occurs, the packet is discarded. If there is no error in the CRC, the base station transmits the ACK packet to the packet transmission node (1304), passes the wired interface, and transmits the received data to the management server (1305). When switching the application protocols (ALOHA method and CSMA method) in the node movement, it is not necessary to switch the protocol on the base station side.

도 11은, 관리 서버(201)의 구성을 나타낸다.11 shows a configuration of the management server 201.

관리 서버는, 유선 인터페이스부(1101)와, 데이터베이스부(1103)을 구비한 다.관리 서버는, 유선 인터페이스부(1001)를 통하고, 기지국에서 데이터를 수신하면, 수신 데이터를 데이터베이스부(1003)에 저장하거나, 또는, 네트워크를 통해서 접속된 별도의 장치에 송신한다.The management server includes a wired interface unit 1101 and a database unit 1103. When the management server receives data from the base station via the wired interface unit 1001, the management server sends the received data to the database unit 1003. ) Or to a separate device connected via the network.

본 실시예와 같이 , 노드 주동으로 무선통신 프로토콜을 전환할 경우, 적용 가능한 프로토콜은 ALOHA방식, CSMA 방식과 같이 노드가 자율적으로 전환 가능한 프로토콜에 한정된다.As in the present embodiment, when the wireless communication protocol is switched by node initiation, the applicable protocol is limited to a protocol that the node can autonomously switch, such as the ALOHA method and the CSMA method.

이상의 설명에서는, 프로토콜의 전환 판단의 지표로서, 패킷의 재송 회수를 이용했지만, 소비 전력당의 정보전달량이나 기지국의 관리 하에 있는 노드수를 직접적, 간접적으로 추정가능한 파라메타라면, 예컨데, RSSI(Receive Signal Strength lndicator), BER(Bi tError Rate), PER(Packet Error Rate), 송신 성공 회수와 송신 실패 회수의 비(比)등, 패킷의 재송 회수 이외의 지표를 채용할 수 있다. BER과 PER의 값은, 물리층의 무선통신 방식에 의하는 계산식에서 산출한다.In the above description, although the number of packet retransmissions is used as an indicator of the protocol switching determination, a parameter capable of directly or indirectly estimating the amount of information delivered per power consumption or the number of nodes under the management of the base station is, for example, RSSI (Receive Signal Strength). Indices other than the number of packet retransmissions, such as an indicator (BER), a bit error rate (BER), a packet error rate (PER), a number of successful transmissions and a number of failed transmissions, and the like, may be employed. The values of BER and PER are calculated by a calculation formula based on the wireless communication method of the physical layer.

실시예2Example 2

다음에, 제2의 실시예로서, 기지국 주도의 프로토콜 전환에 대해서 설명한다.기지국 주동으로 프로토콜을 전환하는 경우, 적용가능한 프로토콜의 종류가 늘어난다. 예컨대, TDMA방식, BTMA방식, ISMA방식과 같이, 각 노드가, 기지국에서의 지시 또는 동기정보를 따라서 패킷 송신을 하는 무선통신 프로토콜을 선택 대상에 추가할 수 있다. 이 경우, 프로토콜 전환 시에, 기지국에서 각 노드에 프로토콜 전환을 지시할 필요가 있고, 그 만큼, 오버헤드가 발생하지만, 시스템 전체로서는 고도의 제어를 할 수 있게 된다. 왜냐하면, 기지국이 주동인 경우, 시스템 전체의 통 계정보를 취급할 수 있기 때문이다.Next, a description will be given of protocol switching led by a base station as a second embodiment. When switching protocols by base station switching, the types of applicable protocols increase. For example, like the TDMA method, the BTMA method, and the ISMA method, each node can add a radio communication protocol to which the node transmits packets in accordance with an instruction from the base station or synchronization information to the selection target. In this case, at the time of protocol switching, it is necessary for the base station to instruct protocol switching to each node, and, as a result, overhead occurs, but the entire system can be highly controlled. This is because, when the base station is the main operation, it can handle the account information of the whole system.

본 실시예의 기지국은, 제 1실시예와 같이 도 10에 도시한 바와 같이, 무선부(1001), 무선통신 프로토콜 선택부(1002), 데이터베이스부(1003), 통신 처리부(1004), 유선 인터페이스부(1005)을 구비한다. 무선부(1001)는, 무선통신 프로토콜 선택부(1002)가 구비하는 각 무선통신 프로토콜 대응의 프로그램 중, 현재 선택되어 있는 무선통신 프로토콜의 프로그램을 따르고, 데이터의 송수신을 한다.As shown in FIG. 10 as in the first embodiment, the base station of the present embodiment is a wireless unit 1001, a wireless communication protocol selection unit 1002, a database unit 1003, a communication processing unit 1004, and a wired interface unit. 1005 is provided. The radio unit 1001 follows the program of the radio communication protocol currently selected among programs corresponding to each radio communication protocol included in the radio communication protocol selection unit 1002 and transmits and receives data.

무선통신 프로토콜 선택부(1002)에는, 무선부(1001)나 통신 처리부(1004)를 다른 무선통신 프로토콜에서 선택적으로 동작시키기 위한 복수의 프로토콜 프로그램이 준비되어 있다. 통신 처리부(1004)는, 수신 정보나 관리 하에 있는 노드의 수,데이터베이스부(1003)에 저장되어 있는 프로토콜 전환의 조건 등에 근거해서 무선 통신 프로토콜선택부(1002)에 프로토콜의 전환(프로그램 전환)지시를 시작한다. 데이터베이스부(1003)는, 무선통신 프로토콜의 전환 조건 등이 저장되고 있어, 통신 처리부(1004)는, 데이터 베이스부(1003)을 참조함으로써, 적용해야 할 프로토콜을 결정할 수 있다.In the radio communication protocol selection unit 1002, a plurality of protocol programs for selectively operating the radio unit 1001 or the communication processing unit 1004 in other radio communication protocols are prepared. The communication processing unit 1004 instructs the wireless communication protocol selection unit 1002 to switch protocols (program switching) based on the reception information, the number of nodes under management, the conditions of protocol switching stored in the database unit 1003, and the like. To start. The database unit 1003 stores switching conditions of the wireless communication protocol and the like, and the communication processing unit 1004 can determine the protocol to be applied by referring to the database unit 1003.

본 실시예에 있어서의 노드의 기본적 동작을 나타내는 플로우 챠트를 도 15에, 기지국의 기본적 동작을 나타내는 플로우 챠트를 도 16에 나타낸다.15 is a flowchart showing the basic operation of the node in the present embodiment, and FIG. 16 is a flowchart showing the basic operation of the base station.

각 노드는 도 15에 도시한 바와 같이, 스탠바이 상태(1501)부터, 일정주기마다 기동된다 (1502). 사용 가능한 3 채널의 주파수 중，1개의 주파수를 선택하고 (1503) 기지국이 송신하는 파일럿 신호의 수신을 시도한다(1504). 파일럿 신호를 수신하면, 수신 파일럿 신호가 지시하는 프로토콜을 선택해서 (1505), 데이터를 송 신하고 (1506), 전원을 셧다운하여 (1507), 다시, 스탠바이 상태에 되돌아간다.As shown in FIG. 15, each node is started every 150 cycles from the standby state 1501. One of three available frequencies is selected (1503) and an attempt is made to receive a pilot signal transmitted by the base station (1504). When the pilot signal is received, the protocol indicated by the received pilot signal is selected (1505), data is transmitted (1506), the power supply is shut down (1507), and then returned to the standby state.

여기에서 데이터 송신(1506)은 선택된 프로토콜에 따라 실행된다. 기지국은 무선통신 프로토콜의 효율을 꾀하는 척도로서, 식 (1)이 나타내는 소비 전력당의 정보전달량을 이용할 수 있다.Here data transmission 1506 is executed in accordance with the selected protocol. The base station can use the information transfer amount per power consumption represented by Equation (1) as a measure for the efficiency of the wireless communication protocol.

도 6은 기지국이 관리하고 있는 노드의 대수를 횡축, 식(1)에 의한 지표값 Ef를 세로축으로 해서 ALOHA(601), CSMA(602), TDMA(603)의 정보전달 효율의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 이 평가 결과에 기인하여, 기지국의 관리 하에 있는 노드의 대수에 대한 알맞은 무선통신 프로토콜과 프로토콜 전환 문턱치가 되는 노드 대수를 결정하고, 프로토콜 전환 테이블을 작성할 수 있다.Fig. 6 shows simulation results of information transfer efficiency of ALOHA 601, CSMA 602, and TDMA 603, with the number of nodes managed by the base station as the horizontal axis and the index value Ef according to equation (1) as the vertical axis. . Based on this evaluation result, the appropriate wireless communication protocol and the number of nodes serving as protocol switching thresholds for the number of nodes under the management of the base station can be determined, and a protocol switching table can be prepared.

프로토콜 전환 테이블의 1예를 도 7, 도 8에 나타낸다.7 shows an example of the protocol switching table.

도 7은, 노드 대수에 따라 적용 프로토콜을 전환하기 위한 테이블을 나타내고 있다. 이 프로토콜 전환 테이블은, 도 6의 시뮬레이션 결과로부터, 노드 대수가 1000 이하의 범위 내에 있어서, 노드 대수가 0∼250대인 경우는 ALOHA방식, 250∼550대의 경우는 CSMA 방식, 550∼1000대의 경우는 TDMA 방식을 선택해야 할 것을 나타내고 있다.7 shows a table for switching the application protocol according to the number of nodes. This protocol conversion table is based on the simulation results in FIG. 6, where the number of nodes is within the range of 1000 or less, the ALOHA method when the number of nodes is 0 to 250, the CSMA method when the 250 to 550 units, and the 550 to 1000 units. This indicates that the TDMA method should be selected.

도 8은, 현재 적용중의 프로토콜과, 노드 대수와, 소비 전력당의 스루풋의 지표Ef에 따라, 무선통신 프로토콜을 바꾸기 위한 테이블을 나타내고 있다. 이 테이블은 도 6의 시뮬레이션 결과로부터, 노드 대수가 1000대 이하의 범위 내에 있어서, 현재 적용중의 프로토콜이 ALOHA방식인 경우, 노드의 대수가 0∼250대에서 Ef값이 1 .85E-4∼1 .7E-4인 경우는 ALOHA방식을 유지하고, 250 ∼550대에서 Ef값이 1 .7E-4∼1 .5E-4인 경우는 CSMA방식, 550∼1000대에서 Ef값이 1 .5E-4이하의 경우는 TDMA방식으로 전환해야 할 것을 나타내고 있다. 또한, 현재 적용중인 프로토콜이 CSMA 방식의 경우와, TDMA방식의 경우 에 관해서도, 노드 대수와 Ef값에 따라 선택해야 할 무선통신 프로토콜을 지정하고 있다. 따라서, 이 테이블을 참조함으로써, 현재 사용중의 프로토콜에 대해서, 다른 프로토콜에의 전환의 요부(要否)와, 선택해야 할 프로토콜을 판정할 수 있다.Fig. 8 shows a table for changing the wireless communication protocol according to the protocol currently applied, the number of nodes and the index Ef of the throughput per power consumption. The table shows that the number of nodes is within the range of 1000 or less from the simulation results in FIG. 6, and the Ef value is 1.85E-4 to 0 to 250 when the number of nodes is 0 to 250 when the currently applied protocol is the ALOHA method. In the case of 1.7E-4, the ALOHA method is maintained, and in the 250 to 550 units, the Ef value is 1.7E-4 to 1.5E-4. In the case of the CSMA method, the Ef value is 1.5E in the 550 to 1000 units. The case below -4 indicates that the TDMA system should be switched. Also, in case of the CSMA scheme and the TDMA scheme, the wireless communication protocol to be selected is specified according to the number of nodes and the Ef value. Therefore, by referring to this table, it is possible to determine the necessity of switching to another protocol and the protocol to be selected for the protocol currently in use.

기지국은, 통신 처리부(1004)에 있어서, 관리 하에 있는 노드 대수를 파악하기 위해서, 각 노드로부터 통지되는 단말ID를 데이터 베이스부(1003)에 기억시킨다. 데이터베이스부(1003)에는, 도 7에 나타낸 프로토콜 전환 테이블이 미리 유지되어 있다. 통신 처리부(1004)는, 단말ID로부터 밝혀지는 노드수에 따라, 상기 프로토콜 전환 테이블로부터, 노드와의 통신에 적용해야 할 알맞은 무선통신 프로토콜을 결정한다.The base station stores, in the communication processing unit 1004, the terminal ID notified from each node in the database unit 1003 in order to grasp the number of nodes under management. The database switching table shown in FIG. 7 is held in advance in the database unit 1003. The communication processing unit 1004 determines the appropriate wireless communication protocol to be applied to communication with the node from the protocol switching table according to the number of nodes found from the terminal ID.

통신 처리부(1004)는, 결정한 무선통신 프로토콜을 무선통신 프로토콜 선택부(1002)에 통지한다. 기지국부터 각 노드에의 프로토콜 전환 지시는, 예컨데, 노드가 기지국에 대하여 액세스해 왔을 때, 회신해야 할 ACK 패킷 중에 프로토콜의 전환을 지시 정보를 설정하면 좋다. ACK 패킷을 수신한 각 노드는, 통신 처리부(904)에 있어서 프로토콜 전환 지시를 해석하고, 기지국에서의 지시에 따른 프로토콜을 선택하도록, 무선통신 프로토콜 선택부(902)에 전환 지시를 시작한다.The communication processing unit 1004 notifies the wireless communication protocol selection unit 1002 of the determined wireless communication protocol. For the protocol switching instruction from the base station to each node, for example, when the node has accessed the base station, the protocol switching instruction information may be set in the ACK packet to be returned. Each node that receives the ACK packet starts the switch instruction to the radio communication protocol selector 902 so that the communication processor 904 interprets the protocol switch instruction and selects a protocol according to the instruction from the base station.

TDMA 방식에서는, 기지국이, 동기에 필요한 파일럿 신호를 상시 송신하고 있다. 따라서, 적용중의 프로토콜을 TDMA방식으로 전환할 경우, 기지국의 동작을 파일럿 신호를 송신하는 TDMA 모드로 전환하고, 각 노드가 상기 파일럿 신호를 수신해서 동기를 확립하고, 그 후는, 기지국과 동기해서 패킷을 송수신하도록 한다. 한편, 관리 서버(201)는, 실시예1과 같이 본실시예에 관해서 특별한 동작을 실행할 필요는 없다.In the TDMA system, the base station always transmits pilot signals necessary for synchronization. Therefore, when the applied protocol is switched to the TDMA method, the operation of the base station is switched to the TDMA mode in which pilot signals are transmitted, and each node receives the pilot signal to establish synchronization, and thereafter, synchronizes with the base station. To send and receive packets. On the other hand, the management server 201 does not need to perform a special operation with respect to the present embodiment as in the first embodiment.

소비 전력당의 정보전달량이나 기지국의 관리 하에 있는 노드수를 직접적, 간접적으로 추정하는 위한 것 외의 평가 방법으로서, 다음과 같은 것이 있다. 한편, 이하에 설명하는 것은, 프로토콜의 전환 판단 때문에 행하는 검출 동작과 평가 방법에 상이함이 있지만, 기지국에서 각 노드에의 프로토콜의 전환 지시는, 상기와 같이 하면 좋다.Other evaluation methods for directly or indirectly estimating the amount of information delivered per power consumption or the number of nodes under the management of the base station include the following. In the following description, there is a difference between the detection operation and the evaluation method performed due to the switching of the protocol. However, the switching instruction of the protocol from the base station to each node may be performed as described above.

기지국은, 통신 처리부(802)에 있어서, 각 노드로부터의 수신 패킷에 근거하고, 노드의 패킷 송신회수(재송 회수도 포함한다)와 패킷 수신 회수, 기지국에 있어서의 수신 패킷의 총화를 나타내는 데이터를 취득하고, 이것을 기초로, 식(1)이 나타내는 노드 전체의 소비 전력과 노드 전체의 스루풋을 리얼타임으로 계산한다. 예컨대, The base station, in the communication processing unit 802, transmits data indicating the number of packet transmissions (including the number of retransmissions), the number of packet receptions, and the total number of received packets in the base station based on the received packets from each node. Based on this, the power consumption of the whole node and the throughput of the whole node which are represented by Formula (1) are calculated in real time. for example,

전 노드의 스루풋=기지국의 수신 패킷의 총화/Σ송신 회수 Throughput of all nodes = total / Σ transmission count of received packets of base station

전 노드의 소비 전력=송신 전력×Σ송신 회수+수신 전력×Σ수신 회수Power consumption = transmission power X Σ transmission number of times + reception power X Σ reception number of all nodes

로 할 수가 있다.You can do

기지국은, 식(1)의 값 Ef와, 자기가 관리하고 있는 노드 대수로부터, 데이터 베이스부(1003)에 미리 유지되어 있는 도 8에 나타낸 테이블을 따라서, 적용해야 할 무선통신 프로토콜을 판정한다. 프로토콜 전환이 필요해지는 경우에는, 파일럿신호나 ACK패킷에 의해, 선택한 무선통신 프로토콜에의 전환 지시를 각 노드에 통지한다. 이 때, 기지국의 통신 처리부(1002)에 있어서, 각종 파라메타(송신 회수, 수신 회수)를 취득하고, 데이터베이스부(1003)에 저장한다.The base station determines the wireless communication protocol to be applied from the value Ef of the formula (1) and the table shown in FIG. 8 held in the database unit 1003 in advance from the number of nodes managed by the base station. When protocol switching is necessary, the pilot signal or the ACK packet notifies each node of the switching instruction to the selected wireless communication protocol. At this time, the communication processing unit 1002 of the base station acquires various parameters (number of transmissions, number of receptions) and stores them in the database unit 1003.

다음에, 기지국이 BER를 기초로 무선통신 프로토콜을 저장하는 예에 대해서 설명한다. 통신 처리부(1002)에 있어서, 수신 패킷 데이터로 추출한 각 노드의 송신 전력과, RF부(1001)로부터 취득한 기지국의 무선신호수신 레벨의 값에 기인하여 S/N비를 구한다. BER의 계산식은, 식(2)부터 각 통신 방식마다 미리 도 출해 둔다. 통신 처리부(1002)는, 이 계산식을 기초로 BER의 값을 구하고, BER 이 미리 결정할 수 있은 문턱치를 넘었을 때, 알맞은 무선통신 프로토콜을 선택하고, 무선통신 프로토콜 선택부(1004)와 각 노드에 프로토콜의 전환을 지시한다.Next, an example in which the base station stores the wireless communication protocol based on the BER will be described. In the communication processing unit 1002, the S / N ratio is obtained based on the transmission power of each node extracted from the received packet data and the value of the radio signal reception level of the base station obtained from the RF unit 1001. The calculation formula of BER is derived in advance for each communication method from Formula (2). The communication processing unit 1002 obtains a BER value based on this calculation formula, selects an appropriate wireless communication protocol when the BER exceeds a predetermined threshold, and selects the appropriate wireless communication protocol to the wireless communication protocol selection unit 1004 and each node. Instruction to switch protocol.

Erfc(х)=

Figure 112006049022771-pct00001
∞∫хexp(-μ2 )du....(2)Erfc (х) =
Figure 112006049022771-pct00001
∞ ∫ х exp (-μ 2 ) du .... (2)

다음에, PER 을 이용해 평가한 경우의 예에 대해서 설명한다.Next, the example in the case of evaluating using PER will be described.

PER 에 기인해서 무선통신 프로토콜을 전환할 경우, PER는, BER와 패킷장으로부터 구할 수 있다. 따라서, 미리 PER의 계산식을 도출해 두고, 통신 처리부(1002)은, 상기 BER의 경우와 같이 노드로부터의 수신 패킷 데이터 중에서 추출 한 각 노드의 송신 전력과, RF부(1001)로부터 취득한 기지국의 신호수신 레벨의 값을 기초로, 신호전력 대 잡음전력비 (S/N)를 계산함으로써, PER의 값을 구할 수 있다. 통신 처리부(1002)는, PER의 값이 미리 결정할 수 있는 문턱치 이상이 되었을 때, 무선통신 프로토콜을 선택하고, 무선통신 프로토콜 선택부(1004)와 각 노드에 프로토콜의 전환을 지시한다.When switching the wireless communication protocol due to the PER, the PER can be obtained from the BER and the packet length. Therefore, the PER calculation formula is derived in advance, and the communication processing unit 1002 receives the transmission power of each node extracted from the received packet data from the node as in the case of the BER, and the signal reception of the base station acquired from the RF unit 1001. Based on the value of the level, the PER value can be obtained by calculating the signal-to-noise power ratio (S / N). The communication processing unit 1002 selects a wireless communication protocol when the value of PER becomes equal to or more than a predetermined threshold, and instructs the wireless communication protocol selection unit 1004 and each node to switch protocols.

실시예3Example 3

다음에, 본 발명의 제3의 실시예로서, 관리 서버 주동으로 무선통신 프로토콜을 전환할 경우에 있어서 설명한다. 무선통신 프로토콜의 전환을 관리 서버 주동으로 할 경우, 기지국의 부하를 경감할 수 있다. 본 실시예에 있어서의 노드, 기지국, 관리 서버의 기본적 동작의 플로우 챠트를 도 17, 도 18, 도 19에 나타낸다.Next, as a third embodiment of the present invention, a description will be given when the wireless communication protocol is switched by the management server. When switching the wireless communication protocol is the main management server, the load on the base station can be reduced. 17, 18, and 19 show flowcharts of the basic operations of the node, the base station, and the management server in this embodiment.

기지국은, 통신 처리부(1002)에 있어서, 각 노드에 있어서의 패킷 송신 회수(재송 회수도 포함한다)와 패킷 수신 회수, 기지국에 있어서의 수신 패킷의 총화를 나타내는 데이터를 취득하고, 인터페이스부(1005)를 통과시키고, 이것들의 데이터를 관리 서버에 통지한다. 관리 서버는, 이것들의 데이터를 인터페이스부(1101)에서 수신하여 통신처리부(1102)에 있어서, 수신 데이터를 기초로 식(1)이 나타내는 노드 전체의 소비 전력과 노드 전체의 스루풋을 리얼타임으로 계산한다. 예컨대, The base station acquires, in the communication processing unit 1002, data indicating the number of packet transmissions (including the number of retransmissions), the number of packet receptions in each node, and the sum total of the received packets in the base station, and the interface unit 1005. ) And notify the management server of these data. The management server receives these data from the interface unit 1101, and calculates, in real time, the power consumption of the entire node and the throughput of the entire node represented by equation (1) in the communication processing unit 1102 based on the received data. do. for example,

전 노드의 스루풋=수신한 패킷의 총화/Σ송신 회수,Throughput = total number of packets received / Σ transmission of all nodes,

전 노드의 소비 전력=송신 전력×Σ송신 회수+수신 전력×Σ수신 회수Power consumption = transmission power X Σ transmission number of times + reception power X Σ reception number of all nodes

로 할 수가 있다.You can do

식 (1)의 값과 기지국이 관리하고 있는 노드 대수로부터、도 6에 나타낸 결과에 기인해서 무선통신 프로토콜을 전환한다. 실시예2와 같이, 관리 서버는, 도6의 결과를 데이터베이스부(1103)에 테이블 형식으로 미리 유지해 둔다. 그후, 선택한 무선통신 프로토콜을 인터페이스부(1101)를 통해서 통지 신호로서 기지국에 통지한다.The wireless communication protocol is switched from the value of equation (1) and the number of nodes managed by the base station based on the result shown in FIG. As in the second embodiment, the management server holds the result shown in Fig. 6 in the database unit 1103 in the form of a table in advance. Thereafter, the base station is notified of the selected wireless communication protocol as the notification signal through the interface unit 1101.

기지국은, 인터페이스부(1005)를 통해서 무선통신 프로토콜 통지를 수신하면 ,무선통신 프로토콜 선택부(1002)에서 상기 무선통신 프로토콜에 대응하는 프로그램을 선택하여 이것을 가동하고 있어 무선통신프로토콜을 바꾼다.When the base station receives the radio communication protocol notification through the interface unit 1005, the radio communication protocol selection unit 1002 selects a program corresponding to the radio communication protocol, operates it, and changes the radio communication protocol.

또한, 실시예 2와 같은 방법으로, 프로토콜의 전환을 각 노드에 통지한다.Also, in the same manner as in the second embodiment, each node is notified of the switching of the protocol.

한편 소비 전력당의 정보전달량이나 기지국 관리 하의 노드 수를 직접적, 간접적으로 추정하기 위한 평가 방법으로서, 예컨대, 기지국과 노드간의 BER(Bit Error Rate) 또는 PER(Packet Error Rate)을 이용해도 좋다.As an evaluation method for directly or indirectly estimating the amount of information delivered per power consumption or the number of nodes under base station management, for example, a BER (Bit Error Rate) or a Packet Error Rate (PER) may be used.

본 발명에 의한 무선통신시스템은, 통신 환경의 변화에 따라 무선통신 프로토콜을 동적으로 전환하는 것에 따라, 높은 시스템 스루풋과 저소비 전력의 무선통신을 실현한다.The wireless communication system according to the present invention realizes high system throughput and low power wireless communication by dynamically changing a wireless communication protocol in accordance with changes in the communication environment.

Claims (18)

복수의 무선통신 프로토콜을 이용해서 기지국과의 사이에서 통신가능한 복수개의 노드 장치와, 상기 복수의 노드 장치와 통신을 하는 기지국을 갖는 무선통신 시스템에 있어서,A wireless communication system having a plurality of node devices capable of communicating with a base station using a plurality of wireless communication protocols, and a base station communicating with the plurality of node devices, 상기 노드 장치와 기지국이, 상기 노드 장치와 상기 기지국 간의 통신 효율의 평가에 근거해서 선택된 무선통신 프로토콜을 이용해서 통신을 하며, 상기 통신효율이, 상기 노드 장치에 있어서의 통신을 위한 소비 전력당의 정보전달량인 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.The node apparatus and the base station communicate using a wireless communication protocol selected based on the evaluation of the communication efficiency between the node apparatus and the base station, and the communication efficiency is information per power consumption for communication in the node apparatus. A wireless communication system, characterized in that the amount of transmission. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노드 장치가, 송신 패킷의 재송 회수에 근거해서 상기통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.And the node apparatus evaluates the communication efficiency based on the number of retransmissions of the transmission packet. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기지국이, 상기 기지국의 관리 하에 있는 노드 장치의 대수에 근거해서 상기통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.And the base station evaluates the communication efficiency based on the number of node devices under management of the base station. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기지국이, 상기 기지국의 관리 하에 있는 상기 복수의 노드 장치의 패킷 송신 회수와 상기 노드 장치가 송신한 패킷의 수신 회수를 이용해서 상기통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.And the base station evaluates the communication efficiency using the number of packet transmissions of the plurality of node devices under management of the base station and the number of receptions of packets transmitted by the node device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기지국이, 상기 복수의 노드 장치로부터 수신되는 패킷의 에러 레이트(packet error rate)에 근거해서 상기통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.And the base station evaluates the communication efficiency based on a packet error rate of a packet received from the plurality of node devices. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기지국과 접속되는 관리 서버를 더 가지고, 상기 관리 서버가, 상기 기지국의 관리 하에 있는 복수의 노드 장치의 패킷 송신 회수와, 상기 기지국에 있어서의 노드 장치로부터의 패킷의 수신 회수를 조합시키거나, 또는 상기 기지국에 있어서 상기 복수의 노드 장치로부터 수신되는 패킷의 에러 레이트에 근거하여, 상기 통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템.The management server further has a management server connected to the base station, and the management server combines the number of packet transmissions of the plurality of node devices under management of the base station with the number of reception of packets from the node device in the base station, Or evaluating the communication efficiency based on an error rate of a packet received from the plurality of node devices in the base station. 삭제delete 복수의 무선통신 프로토콜을 선택적으로 적용해서 기지국과 통신하는 노드 장치이며,Node device for communicating with a base station by selectively applying a plurality of wireless communication protocols, 무선부와, 통신처리부와, 무선통신 프로토콜 선택부를 가지고, 상기 기지국과의 사이의 통신 효율의 평가에 근거해서 선택된 무선통신 프로토콜을 이용하고, 상기 무선부에서 상기 기지국에의 패킷 송신을 제어하며, 상기 통신 효율이, 해당 노드 장치에 있어서의 통신을 위한 소비 전력당의 정보전달량인 것을 특징으로 하는 노드 장치. A wireless unit, a communication processing unit, and a wireless communication protocol selection unit, using a wireless communication protocol selected based on an evaluation of the communication efficiency between the base station, and controlling the packet transmission from the wireless unit to the base station, And said communication efficiency is information transfer amount per power consumption for communication in said node apparatus. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기통신 처리부가, 송신 패킷의 재송 회수를 검출하고, 상기 무선통신 프로토콜 선택부가, 상기 검출된 재송 회수에 근거해서 상기통신 효율을 평가하고, 사용하는 무선통신 프로토콜을 선택하는 것을 특징으로 하는 노드 장치.And the communication processing unit detects the number of retransmissions of the transmission packet, and wherein the wireless communication protocol selector evaluates the communication efficiency based on the detected number of retransmissions and selects a wireless communication protocol to be used. . 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 무선통신 프로토콜 선택부가, 상기 기지국에서 수신한 무선통신 프로토콜 전환 정보에 근거해서 무선통신 프로토콜을 선택하는 것을 특징으로 하는 노드 장치.And the wireless communication protocol selector selects a wireless communication protocol based on wireless communication protocol switching information received from the base station. 삭제delete 복수의 무선통신 프로토콜을 선택적으로 적용해서 복수의 노드 장치와 통신하는 무선기지국에 있어서,A radio base station communicating with a plurality of node devices by selectively applying a plurality of radio communication protocols, 무선부와, 통신 처리부와, 무선통신 프로토콜 선택부를 가지고, 상기무선부가, 상기 노드 장치와의 사이의 통신 효율의 평가에 근거해서 선택된 무선통신 프로토콜을 이용해서 상기 노드 장치로부터의 패킷 수신을 하며, 상기 통신 효율이, 해당 노드 장치에 있어서의 통신을 위한 소비 전력당의 정보전달량인 것을 특징으로 하는 기지국.A wireless unit, a communication processing unit, and a wireless communication protocol selection unit, wherein the wireless unit receives packets from the node apparatus using a wireless communication protocol selected based on an evaluation of the communication efficiency between the node apparatus, The base station, characterized in that the communication efficiency is the amount of information transfer per power consumption for communication in the node apparatus. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 데이터베이스부를 가지고, 해당 데이터베이스부에 해당 기지국의 관리 하에 있는 노드 장치의 대수와 적용해야 할 무선통신 프로토콜과를 대응시킨 상기 통신 효율의 평가용의 테이블을 저장하고, Having a database unit, storing a table for evaluating the communication efficiency in correspondence with the number of node devices under management of the base station and the wireless communication protocol to be applied; 상기 통신 처리부가, 해당 기지국의 관리 하에 있는 노드 장치의 대수를 검출하고, 상기 테이블과 상기 검출된 노드 장치의 대수에 근거해서 무선통신 프로토콜의 선택하고, 상기 무선통신 프로토콜 선택부에 프로토콜의 전환을 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국.The communication processing unit detects the number of node devices under management of the base station, selects a wireless communication protocol based on the table and the number of detected node devices, and switches the protocol to the wireless communication protocol selection unit. Indicating a base station. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 데이터베이스부를 가지고, 해당 데이터베이스부에 통신 효율과 적용해야 할 무선통신 프로토콜과를 대응시킨 테이블을 저장하고, Having a database unit, storing a table in correspondence with the communication efficiency and the wireless communication protocol to be applied, 상기 무선통신 프로토콜 선택부가, 상기 테이블을 참조하여, 상기통신 효율의 평가에 근거해서 상기 무선통신 프로토콜의 선택을 하는 것을 특징으로 하는 기지국.And the wireless communication protocol selector selects the wireless communication protocol based on the evaluation of the communication efficiency with reference to the table. 제 14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 통신 처리부가, 상기 기지국에 있어서의 상기 복수의 노드 장치로부터의 패킷 수신 회수와, 상기 복수의 노드 장치로부터 통지되는 해당 복수 노드 장치로부터의 패킷 송신 회수에 근거하여, 상기 통신 효율을 평가하는 것을 특징으로 하는 기지국.The communication processing unit evaluates the communication efficiency based on the number of packet receptions from the plurality of node apparatuses in the base station and the number of packet transmissions from the plurality of node apparatuses notified from the plurality of node apparatuses. Characterized by a base station. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 관리 서버와 통신을 하기 위한 통신 인터페이스를 가지고, 상기 통신 인터페이스를 통하여, 상기 기지국의 관리 하에 있는 노드 장치의 대수 또는 상기 기지국에 있어서의 상기 복수의 노드 장치로부터의 패킷 수신 회수와, 상기 복수의 노드 장치로부터 통지되는 상기 복수 노드 장치로부터의 패킷 송신 회수를 상기관리 서버에 통지하고, 상기관리 서버로부터 통지되는 무선통신 프로토콜 전환 정보에 근거하고, 무선통신 프로토콜을 선택하는 것을 특징으로 하는 기지국.A communication interface for communicating with a management server, through the communication interface, the number of node devices under management of the base station or the number of packet receptions from the plurality of node devices in the base station, and the plurality of nodes; And notifying the management server of the number of packet transmissions from the multi-node device notified from the device, and selecting a wireless communication protocol based on wireless communication protocol switching information notified from the management server. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 선택된 무선통신 프로토콜의 정보를 무선통신 프로토콜 전환 정보로서 상기 복수의 노드 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 기지국.And transmit the information on the selected wireless communication protocol to the plurality of node devices as wireless communication protocol switching information. 삭제delete
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