CN107615873B - 无线通信装置和无线通信方法 - Google Patents

Abstract

无线通信装置构成树形结构的多跳网络，并反复进行起动和休眠，其中，该无线通信装置具备：网络控制部，其保持接往树形结构中比本装置靠下位的无线通信装置的链路的信息即下行链路信息和接往树形结构中比本装置靠上位的无线通信装置的链路的信息即上行链路信息，并生成通知下行链路信息的下行链路控制消息；以及无线发送接收部，其在将下行链路控制消息发送给树形结构中比本装置靠上位的相邻的无线通信装置后，从上位的相邻的无线通信装置接收到针对下行链路控制消息的送达确认时，向网络控制部指示上行链路信息的更新，因此，即使在构成多跳网络的节点正在进行间歇性控制的情况下，也能够对通信链路进行更新。

Description

无线通信装置和无线通信方法

技术领域

本发明涉及向构成多跳网络并进行间歇控制的无线通信装置发送链路信息的技术。

背景技术

对于无线模块的低成本化以及伴随频率重组的无需授权的频带扩展，无线M2M(Machine-to-Machine，机对机)系统的应用正在扩展。无线M2M系统是通过无线通信在设备间发送和接收监视信息和/或控制数据的系统。在无线M2M系统中，由于要与配置在广泛的区域内的设备进行通信，因此，通信距离的延长被列为课题之一。此外，还假定在无法确保电源的环境中设置无线节点的情况，因此，无线节点利用电池长时间工作的低功耗化也是一个课题。

作为延长通信距离的技术，存在如下这样的多跳通信技术：在发送源节点与目标地址节点之间配置中继节点，利用中继节点接收从发送源节点发送的数据，再从中继节点向目标地址节点进行发送。通过应用多跳通信技术，无需延长无线链路的通信距离，就能够延长发送源节点与目标地址节点之间的通信距离。作为多跳通信技术之一，有由IETF标准化后的RPL(IPv6Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks，适用于低功耗和有损网络的IPv6路由协议)(参照下述的非专利文献1)。

RPL通过定期地更换控制消息来进行通信链路的更新。在无线通信中，由于电波的状况时时刻刻发生变化，因此，定期的链路更新是必不可少的。各节点构筑一个以网关为根的树形结构的多跳网络。存在从本节点朝向网关方向的链路(以下，称作上行链路)以及从网关朝向本节点方向的链路(以下，称作下行链路)，分别利用以下的手段对链路进行更新。

首先，对上行链路的更新进行说明。

网关将上行链路信息设定为上行链路控制消息，定期地以广播方式进行发送。接收到上行链路控制消息的节点对本节点所保持的上行链路信息进行更新，并将更新后的上行链路信息设定为上行链路控制消息，以广播方式进行发送。

图19是示出更新上行链路的时序图。图19中存在节点A～C。节点A与节点B相邻，是节点B和节点C的下位节点。节点B是与节点C相邻的下位节点。

接收到上行链路控制消息的节点C对本节点所保持的上行链路信息进行更新，并将更新后的上行链路信息设定为上行链路控制消息，以广播方式进行发送(S1901)。节点B接收来自节点C的上行链路控制消息，对上行链路信息进行更新(S1902)。节点B将更新后的本节点的上行链路信息设定为上行链路控制消息，并以广播方式进行发送(S1903)。节点A接收来自节点B的上行链路控制消息，对上行链路信息进行更新(S1904)。

接下来，对下行链路的更新进行说明。

图20是示出更新下行链路的时序图。图20中存在节点A～C。节点A～C定期地以单播方式向相邻的上位节点发送下行链路控制消息。

节点A以单播方式向节点B发送下行链路控制消息(S2001)。接收到下行链路控制消息的节点B对下行链路信息进行更新(S2002)。此外，节点B将更新后的内容的下行链路控制消息发送给节点C(S2003)。接收到下行链路控制消息的节点C对下行链路信息进行更新(S2004)。

另一方面，作为实现低功耗的技术，存在节点反复进行起动和休眠的间歇控制。例如，在IEEE802.15.4e中，作为间歇控制的方式，RIP(Receiver Initiated Transmission，接收者启动传输)已经被标准化(参照下述非专利文献2)。

图21是示出基于RIP进行的间歇控制的时序图。图21中存在节点A、B。节点A、B彼此相邻，是构成多跳网络的节点。节点A、B反复进行起动和休眠。节点B预先掌握了节点A是进行间歇控制的节点的情况。

节点B即使从其它节点接收到发给节点A的数据，也不立即转发(S2101)。节点A起动时，向相邻的节点B发送请求发送数据的数据请求(S2102)。节点B从节点A接收到数据请求时，发送发给节点A的数据(S2103)。节点A接收数据，当成为由于间歇性周期而进入休眠的定时时进行休眠。

发给节点A的数据是应用数据，而并非链路控制消息等控制信息。

在先技术文献

非专利文献

非专利文献1:IETF RFC6550,“IPv6Routing Protocol for Low-Power andLossy Networks”

非专利文献2:IEEE Std 802.15.5e-2012

发明内容

发明要解决的课题

然而，在将非专利文献1的基于RPL实现的通信链路的更新方式与非专利文献2的基于RIP实现的间歇控制进行组合的情况下，当节点休眠时，存在无法接收所发送的链路控制消息从而无法进行链路信息的更新的问题。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于，获得一种即使在构成多跳网络的节点正在进行间歇控制的情况下也能够更新通信链路的无线通信装置。

用于解决课题的手段

无线通信装置构成树形结构的多跳网络，并反复进行起动和休眠，其中，该无线通信装置具备：网络控制部，其保持接往树形结构中比本装置靠下位的无线通信装置的链路的信息即下行链路信息和接往树形结构中比本装置靠上位的无线通信装置的链路的信息即上行链路信息，并生成通知下行链路信息的下行链路控制消息；以及无线发送接收部，其在将下行链路控制消息发送给树形结构中比本装置靠上位的相邻的无线通信装置后，从上位的相邻的无线通信装置接收到针对下行链路控制消息的送达确认时，向网络控制部指示上行链路信息的更新。

发明效果

根据本发明，即使在构成多跳网络的节点正在进行间歇控制的情况下，也能够更新通信链路。

附图说明

图1是示出实施方式1的网络的结构的框图。

图2是示出实施方式1的节点的结构的框图。

图3是示出实施方式1的节点的接收处理的流程的流程图。

图4是示出实施方式1的节点的链路信息的更新处理的流程的流程图。

图5是示出实施方式1的节点的发送处理的流程的流程图。

图6是示出实施方式1的节点的下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

图7是示出实施方式1的更新节点的上行链路和节点的下行链路的时序图。

图8是示出实施方式1的节点的硬件结构的一例的框图。

图9是示出实施方式2的节点的下行链路控制消息的接收处理和上行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

图10是示出实施方式2的节点的上行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

图11是示出实施方式2的更新节点的上行链路和节点的下行链路的时序图。

图12是示出实施方式3的节点的下行链路控制消息的接收处理和上行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

图13是示出实施方式4的节点的上行链路控制消息的发送处理和下行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

图14是示出实施方式4的节点的上行链路控制消息的接收处理和下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

图15是示出实施方式4的更新节点的上行链路和节点的下行链路的时序图。

图16是示出实施方式5的节点的下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

图17是示出实施方式5的节点的下行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

图18是示出实施方式5的更新节点的上行链路和节点的下行链路的时序图。

图19是示出更新上行链路的时序图。

图20是示出更新下行链路的时序图。

图21是示出基于RIP实现的间歇控制的时序图。

具体实施方式

实施方式1.

首先，对本发明的网络结构进行说明。

图1是示出实施方式1的网络的结构的图。网络是由作为无线通信装置的节点10a～c和网关11构成的多跳网络。此外，图1的网络是以网关11为根的树形结构的网络。网关11构筑网络并进行管理，直接与节点、或者经由其它节点与节点发送和接收数据。此外，网关11和连接于网关11的上位的装置和/或其它网络之间发送和接收数据。

从节点朝向网关11的方向为上行，从网关11朝向节点的方向为下行。在图1中，构筑有经由节点10a、节点10b、节点10c还有其它节点而与网关11连接的链路。节点10a是节点10b和节点10c的下位节点。节点10b既是节点10c的下位节点，又是节点10a的上位节点。节点c是节点a和节点b的上位节点。另外，节点10a～c进行间歇控制。节点10a～c周期性地反复进行起动和休眠。另外，节点10a～c也可以在接近链路信息的有效期限等时刻起动。

接下来，对节点10的结构进行说明。节点10a～c是与节点10相同的结构。

图2是示出实施方式1的节点10的结构的框图。

节点10由天线21、无线发送接收部22、应用数据发送接收部23、网络控制部24和间歇控制部25构成。此外，网络控制部24由上行链路管理部26和下行链路管理部27构成。此外，间歇控制部25由节点管理部28和起动管理部29构成。有时节点10连接有传感器，应用数据发送接收部23进行与传感器之间的数据的发送和接收。

首先，对节点10接收数据的情况进行说明。

天线21在从其它节点接收到无线信号时，将无线信号向无线发送接收部22进行输出。无线发送接收部22将无线信号转换为帧，并对帧的目标地址进行确认。在帧中，作为目标地址，设定有网络地址和MAC地址这两种。网络地址是帧发送的数据的目标地址。MAC地址是示出多跳链路上的下一个节点的目标地址。网络地址和MAC地址只要是能够唯一识别节点的值即可。此外，对于发送源，也与目标地址同样地，在帧中设定有发送源网络地址和发送源MAC地址。

无线发送接收部22根据帧发送的数据的内容，向应用数据发送接收部23或网络控制部24进行输出。应用数据发送接收部23对从无线发送接收部22输入的应用数据进行处理。当从无线发送接收部22输入了链路控制消息时，网络控制部24对链路信息进行更新。

上行链路管理部26将上位节点的MAC地址、等级信息、下一个节点的MAC地址和链路信息的有效期限对应起来进行保持。等级信息是指表示网关11至节点的距离的值。距离例如用跳数来表示。跳数是直到目标地址的节点为止所经由的节点的数量。下一个节点的MAC地址是发送发给上位节点的数据时的链路的下一个节点，是与节点10相邻的节点。上行链路管理部26保存上行链路控制消息的发送源MAC地址作为下一个节点的MAC地址。上位节点的MAC地址、等级信息和链路信息的有效期限是由上行链路控制消息通知的值。

此外，下行链路管理部27将下位节点的MAC地址、等级信息、下一个节点的MAC地址和链路信息的有效期限对应起来进行保持。下一个节点是发送发给下位节点的数据时的链路的下一个节点，是与节点10相邻的节点。下行链路管理部27保存下行链路控制消息的发送源MAC地址作为下一个节点的MAC地址。下位节点的MAC地址、等级信息和链路信息的有效期限是由下行链路控制消息通知的值。

上行链路管理部26和下行链路管理部27有时保持多个节点的链路信息。

节点管理部28将相邻节点的MAC地址和各节点是否正在进行间歇控制对应起来进行保持。当节点加入网络时，将是否进行本节点的MAC地址和间歇控制发送给周围的节点。节点管理部28根据这时的信息，能够掌握相邻节点是否正在进行间歇控制。

此外，起动管理部29保持本节点的间歇周期。

接下来，对节点10发送数据的情况进行说明。

应用数据发送接收部23将与节点10连接的传感器和/或应用所生成的应用数据输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22向节点管理部28问询下一个节点是否正在进行间歇控制。在下一个节点正在进行间歇控制的情况下，无线发送接收部22在从下一个节点接收到数据请求时，经由天线21将应用数据发送给下一个节点。在下一个节点没有进行间歇控制的情况下，无线发送接收部22不等待数据请求的接收而将数据发送给下一个节点。

接下来，对节点10发送链路控制消息的情况进行说明。

网络控制部24参照上行链路管理部26或下行链路管理部27，并附加本节点的信息而生成链路控制消息。上行链路控制消息由上位节点的MAC地址、等级信息和链路的有效期限构成。网络控制部24在上位节点的MAC地址中设定本节点的MAC地址，作为本节点的链路信息。网络控制部24保持有本节点的等级信息和链路的有效期限，并对上行链路控制消息设定所保持的值。网络控制部24将所生成的上行链路控制消息和下一个节点的MAC地址输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22经由天线21以广播方式朝向下位节点发送上行链路控制消息。

下行链路控制消息由下位节点的MAC地址、等级信息和链路的有效期限构成。网络控制部24在下位节点的MAC地址中设定本节点的MAC地址，作为本节点的链路信息。网络控制部24保持有本节点的等级信息和链路的有效期限，并对下行链路控制消息设定所保持的值。网络控制部24将所生成的下行链路控制消息和下一个节点的MAC地址输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22经由天线21以单播方式朝向上位节点发送下行链路控制消息。

另外，在发送链路控制消息时，无线发送接收部22在不向节点管理部28问询下一个节点是否正在进行间歇控制的情况下发送链路控制消息。

接下来，对节点10从其它节点接收数据的动作的详细情况进行说明。

图3是示出实施方式1的节点10的接收处理流程的流程图。

无线发送接收部22在从天线21接收到无线信号时，从步骤S301开始处理。

在步骤S301中，无线发送接收部22对帧发送的数据是否为发给本节点进行判定。在帧的目标网络地址是本节点的情况下，处理前进至步骤S302。

在步骤S302中，无线发送接收部22对帧发送的数据是否是应用数据进行判定。在帧发送的数据是应用数据的情况下，无线发送接收部22将应用数据输出给应用数据发送接收部23。

在步骤S303中，应用数据发送接收部23对所输入的应用数据进行处理。应用数据发送接收部23有时还进一步将数据输出给与本节点连接的传感器。处理结束。

在步骤S302中，在帧发送的数据不是应用数据的情况下，处理前进至步骤S304。

在步骤S304中，在帧发送的数据是链路控制消息的情况下，无线发送接收部22将链路控制消息输出给网络控制部24。

在步骤S305中，网络控制部24对链路信息进行更新。步骤S305的处理的详细情况容后再述。处理结束。

在步骤S304中，在帧发送的数据不是链路控制消息的情况下，无线发送接收部22进行与消息的内容对应的处理，处理结束。

在步骤S301中，在帧的目标网络地址不是本节点的情况下，处理前进至步骤S306。这是将帧转发给其它节点的情况。

在步骤S306中，在帧的目标MAC地址是本节点的情况下，处理前进至步骤S307。

在步骤S307中，无线发送接收部22将从其它节点接收到的数据转发给下一个节点。处理的详细情况容后再述。

在步骤S306中，在帧的目标MAC地址不是本节点的情况下，前进至步骤S308。

在步骤S308中，无线发送接收部22将帧丢弃。处理结束。

接下来，对图3的步骤S305的处理的详细情况进行说明。在步骤S305中，网络控制部24对链路信息进行更新。

图4是示出实施方式1的节点10的链路信息的更新处理的流程的流程图。

无线发送接收部22在接收到链路控制消息时，开始处理。

在步骤S401中，无线发送接收部22经由天线21向发送了链路控制消息的节点发送送达确认。此外，无线发送接收部22将链路控制消息输出给网络控制部24。

在步骤S402中，网络控制部24对是否被输入了上行链路控制消息进行判定。在输入了上行链路控制消息的情况下，前进至步骤S403。

在步骤S403中，网络控制部24将链路信息保存到上行链路管理部26中。

在步骤S402中，在没有被输入上行链路控制消息的情况下，则为被输入了下行链路控制消息的情况，处理前进至步骤S404。

在步骤S404中，网络控制部24将链路信息保存到下行链路管理部27中。

接下来，对节点10向其它节点发送应用数据的动作的详细情况进行说明。

图5是示出实施方式1的节点10的发送处理的流程的流程图。在发送节点10所生成的数据时进行说明，但是，在转发从其它节点接收到的数据时，也进行本流程图的处理。在转发从其它节点接收到的数据时，是图3的步骤S307。

应用数据发送接收部23利用与来自传感器的输入和/或接收到的应用数据对应的处理，将应用数据发送给其它节点。应用数据发送接收部23将应用数据和目标网络地址输出给无线发送接收部22。

无线发送接收部22当被输入从应用数据发送接收部23发送的数据时，从步骤S501开始处理。

在步骤S501中，无线发送接收部22将目标网络地址输出给网络控制部24，问询下一个节点。网络控制部24将与目标网络地址对应的下一个节点的MAC地址输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22将从应用数据发送接收部23输入的目标网络地址设定为帧的目标网络地址。此外，无线发送接收部22将从网络控制部24输入的下一个节点的MAC地址设定为帧的目标MAC地址。

在步骤S502中，无线发送接收部22将下一个节点的MAC地址输出给间歇控制部25，并问询下一个节点是否正在进行间歇控制。间歇控制部25参照节点管理部28，将下一个节点是否处于间歇控制中输出给无线发送接收部22。在下一个节点处于间歇控制中的情况下，处理前进至步骤S503。此外，在下一个节点不处于间歇控制中的情况下，处理前进至步骤S504。

在步骤S503中，无线发送接收部22进行待机直到从下一个节点接收到数据请求。当无线发送接收部22从下一个节点接收到数据请求时，处理前进至步骤S504。

在步骤S504中，无线发送接收部22对帧的目标MAC地址设定下一个节点的MAC地址，并对帧的数据部分设定应用数据。此外，无线发送接收部22将帧转换为无线信号并输出给天线21。天线21将无线信号发送给下一个节点。处理结束。

接下来，对网络控制部24发送下行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图6是示出实施方式1的节点10的下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

当成为发送下行链路控制消息的时刻时，网络控制部24从步骤S601开始处理。网络控制部24可以周期性地发送下行链路控制消息，也可以在接近下行控制消息的有效期限的时刻或节点10起动的时刻进行发送。

在步骤S601中，网络控制部24参照下行链路管理部27生成下行链路控制消息，与发送目的地节点的MAC地址一同输出给无线发送接收部22。发送目的地节点是相邻的上位节点。无线发送接收部22在帧的数据部分设定下行链路控制消息，将帧转换为无线信号，并经由天线21将无线信号发送给发送目的地节点。

在步骤S602中，无线发送接收部22对是否从发送了链路控制消息的节点接收到送达确认进行判定。在接收到送达确认的情况下，无线发送接收部22将接收到送达确认的内容通知给网络控制部24，并前进至步骤S603。

在步骤S603中，网络控制部24起动计时器。计时器的长度被设为从直到接下来节点10进行休眠为止的时间中减去链路信息更新所花费的时间而得到的时间。

在步骤S604中，网络控制部24对计时器是否到时进行判定。在计时器已到时的情况下，处理前进至步骤S605。在计时器尚未到时的情况下，处理返回至步骤S604。

在步骤S605中，网络控制部24对上行链路管理部26所保持的链路信息的有效期限进行更新。在上行链路管理部26保持有多个链路信息的情况下，对以下行链路控制消息的发送目的地作为下一个节点的上行链路信息的有效期限进行更新。这是因为，通过从下行链路控制消息的发送目的地节点接收到送达确认，确认到以下行链路控制消息的发送目的地节点作为下一个节点的上行链路有效。处理结束。

在步骤S602中，在没有接收到送达确认的情况下，处理前进至步骤S606。在步骤S606中，当无线发送接收部22判定为下行链路控制消息的发送失败时，使处理结束。当无线发送接收部22判定为下行链路控制消息的发送没有失败时，使处理返回至步骤S602。下行链路控制消息的发送失败是指，例如送达确认的接收等待时间已到时的情况、以及下行链路控制消息的重送已达到规定次数也还是无法接收送达确认的情况。

接下来，对更新链路的时序进行说明。另外，为了简化说明，以装置名为主体对动作进行说明。

图7是示出实施方式1的更新节点10a的上行链路和节点10b的下行链路的时序图。

节点10a以单播方式向节点10b发送下行链路控制消息(S701)。节点10b向节点10a发送送达确认(S702)，对下行链路信息进行更新(S703)。当节点10a从节点10b接收到针对下行链路控制消息的发送的送达确认时，起动计时器(S704)。在直到计时器到时还没有接收到上行链路控制信息的情况下，节点10a对以节点10b作为下一个节点的上行链路信息的有效期限进行更新(S705)。计时器的长度被设为从直到节点10接下来进行休眠为止的时间中减去链路信息的更新所花费的时间而得到的时间。在计时器到时之前从节点10b接收到上行链路控制消息的情况下，节点10a通过将该消息的内容保存到上行链路信息中而对上行链路信息进行更新。

另外，在本实施方式中，网络控制部24通过上行链路管理部26来保持上行链路的有效期限，但也可以不保持。当接收到送达确认时，判断为以送达确认的发送源节点作为下一个节点的链路信息有效，从而保持该链路信息，在无法接收送达确认时，将该链路信息判断为无效即可。在将该链路信息判断为无效时，也可以删除该链路信息。

接下来，对节点10的硬件结构进行说明。

图8是示出实施方式1的节点10的硬件结构的一例的框图。

节点10由存储器81、处理器82以及无线通信设备83构成。无线通信设备83与天线21连接。

存储器81存储有用于实现无线发送接收部22、应用数据发送接收部23、网络控制部24和间歇控制部25的各功能的程序和数据。此外，存储器81还存储有用于实现上行链路管理部26、下行链路管理部27、节点管理部28和起动管理部29的各功能的数据。存储器例如由ROM(Read Only Memory，只读存储器),RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive，固态硬盘)构成。

处理器82读出存储于存储器81中的程序和数据而实现无线发送接收部22、应用数据发送接收部23、网络控制部24和间歇控制部25的各功能。处理器82通过执行存储于存储器中的程序的CPU、系统LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)等处理电路来实现。

另外，也可以构成为由多个处理电路协作来执行无线发送接收部22、应用数据发送接收部23、网络控制部24和间歇控制部25的功能。

无线通信设备83与存储器81和处理器82一同来实现无线发送接收部22的功能。无线通信设备83由无线发送设备和无线接收设备构成，借助无线线路与其它装置之间发送和接收无线信号。

另外，曾记述了当节点加入网络时将是否进行间歇控制发送给周围的节点的内容，但是，也可以附加到上行链路控制消息、下行链路控制消息、应用数据、送达确认等中进行发送。

此外，在图1的网络中，也可以是，进行间歇控制的节点和不进行间歇控制的节点共存。例如，当在具有FA(Factory Automation，工厂自动化)系统的工厂中收集从多个生产装置产生的热的数据的系统的情况下，进行间歇控制的节点和不进行间歇控制的节点有时会共存。根据节点所设置的位置的不同，存在能够供电的情况和无法供电的情况。为了降低无法供电的节点的功耗而进行间歇控制。

因此，在本实施方式中，无线通信装置构成树形结构的多跳网络并反复进行起动和休眠，其中，该无线通信装置具备：网络控制部，其保持接往树形结构中比本装置靠下位的无线通信装置的链路的信息即下行链路信息和接往树形结构中比本装置靠上位的无线通信装置的链路的信息即上行链路信息，并生成通知下行链路信息的下行链路控制消息；以及无线发送接收部，其在将下行链路控制消息发送给树形结构中比本装置靠上位的相邻的无线通信装置后从上位的相邻的无线通信装置接收到针对下行链路控制消息的送达确认时，向网络控制部指示上行链路信息的更新，因此，即使在构成多跳网络的无线通信装置正在进行间歇性控制的情况下，也能够对通信链路进行更新。如果接收到针对下行链路控制消息的送达确认，则对上行链路信息进行更新，由此，即使在由于间歇周期而直到进行休眠为止没有接收到上行链路控制消息的情况下，也能够对上行链路信息进行更新。

实施方式2.

在以上的实施方式1中，通过接收对下行链路控制消息的送达确认而对上行链路信息进行更新，但是，在本实施方式中，示出在接收到下行链路控制消息时发送上行链路控制消息的实施方式。

另外，在本实施方式中，对与实施方式1不同的部分进行说明。

接下来，对网络控制部24在接收到下行链路控制消息时发送上行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图9是示出实施方式2的节点10的下行链路控制消息的接收处理和上行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

在无线发送接收部22接收到下行链路控制消息时，从步骤S901开始处理。

在步骤S901中，无线发送接收部22向下行链路控制消息的发送源节点发送送达确认，将下行链路信息输出给网络控制部24。

在步骤S902中，网络控制部24将所输入的下行链路信息保存到下行链路管理部27中，对链路信息进行更新。

在步骤S903中，网络控制部24参照上行链路管理部26对是否保持有上行链路信息进行判定。在未保持有上行链路信息的情况下，处理前进至步骤S904。

在步骤S904中，网络控制部24生成上行链路控制消息并输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22以广播方式发送所输入的上行链路控制消息。处理结束。

在步骤S903中，在未保持有上行链路信息的情况下，处理前进至步骤S905。网络控制部24生成附加有未保持有上行链路信息的内容的上行链路控制消息，并输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22以广播方式发送所输入的上行链路控制消息。处理结束。

另外，将未保持有上行链路信息的内容附加到上行链路控制消息中，但是，还可以附加到搜索上行链路的上行链路搜索消息等其它消息中进行发送。

接下来，对网络控制部24接收上行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图10是示出实施方式2的节点10的上行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

在无线发送接收部22接收到上行链路控制消息时，从步骤S1001开始处理。

在步骤S1001中，无线发送接收部22将上行链路信息输出给网络控制部24。

在步骤S1002中，如果在上行链路信息中存在信息，则处理前进至步骤S1003。

在步骤S1003中，网络控制部24将所输入的上行链路信息保存到上行链路管理部26中而对链路信息进行更新。

在步骤S1002中，在上行链路信息不存在信息的情况下，网络控制部24对上行链路管理部26的上行链路信息进行更新，搜索其它上行链路。处理结束。

接下来，对更新链路的时序进行说明。另外，为了简化说明，以装置名为主体对动作进行说明。

图11是示出实施方式2的更新节点10a的上行链路和节点10b的下行链路的时序图。

节点10a以单播方式向节点10b发送下行链路控制消息(S1101)。节点10b向节点10a发送送达确认(S1102)，对下行链路信息进行更新(S1103)。节点10b以广播方式发送上行链路控制消息(S1104)。另一方面，当节点10a从节点10b接收到针对下行链路控制消息的发送的送达确认时，起动计时器(S1105)。接收上行链路控制信息直到计时器到时为止，节点10a对上行链路信息进行更新(S1106)。

因此，在本实施方式中，网络控制部生成通知上行链路的信息的上行链路控制消息，无线发送接收部从树形结构中的比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，向网络控制部指示下行链路信息的更新，并将上行链路控制消息发送给下位的相邻的无线通信装置，因此，在发送了下行链路控制消息的节点起动的期间内，能够对上行链路信息进行更新。此外，即使发送上行链路控制消息的节点没有掌握发送了下行链路控制消息的节点起动的定时，也能够对上行链路信息进行更新。

此外，在网络控制部未保持有上行链路的信息的情况下，生成示出未保持有上行链路的信息的内容的上行链路控制消息，无线发送接收部从树形结构中的比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，向下位的相邻的无线通信装置发送上行链路控制消息，因此，即使在未保持有上行链路信息的情况下，也能够使下位的相邻的无线通信装置搜索新的上行链路。

实施方式3.

在以上的实施方式2中，在接收到下行链路控制消息时发送上行链路控制消息，但是，在本实施方式中，示出根据下行链路控制消息的发送源节点是否正在进行间歇控制来确定是否发送上行链路控制消息的实施方式。

另外，在本实施方式中，对与实施方式2不同的部分进行说明。

对网络控制部24在接收到下行链路控制消息时发送上行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图12是示出实施方式3的节点10的下行链路控制消息的接收处理和上行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。步骤S1201～S1203、S1206的处理与图9的步骤S901～S903、S905的处理相同，因此省略说明。

在步骤S1203中，在网络控制部24保持有上行链路信息的情况下，前进至步骤S1204。

在步骤S1204中，网络控制部24向间歇控制部25的节点管理部28问询节点10a是否正在进行间歇控制。在节点10a正在进行间歇控制的情况下，网络控制部24生成上行链路控制消息并输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22以广播方式发送所输入的上行链路控制消息。在节点10a没有进行间歇控制的情况下，处理结束。

因此，在本实施方式中，具备间歇控制部，该间歇控制部保持相邻的无线通信装置是否进行间歇控制的信息，在下位的相邻的无线通信装置进行间歇控制的情况下，无线发送接收部在从下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，向下位的相邻的无线通信装置发送上行链路控制消息，因此，在发送了下行链路控制消息的节点正在进行间歇控制的情况下，在起动的期间内，能够对上行链路信息进行更新。

实施方式4.

在以上的实施方式3中，根据下行链路控制消息的发送源节点是否正在进行间歇控制来确定是否发送上行链路控制消息，但是，在本实施方式中，示出在接收到上行链路控制消息时发送下行链路控制消息的实施方式。

另外，在本实施方式中，对与实施方式1～3不同的部分进行说明。

对网络控制部24接收上行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图13是示出实施方式4的节点10的上行链路控制消息的发送处理和下行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

当成为发送上行链路控制消息的时刻时，网络控制部22从步骤S1301开始处理。网络控制部24可以周期性地发送上行链路控制消息，也可以在接近上行控制消息的有效期限的时刻或节点10起动的时刻进行发送。

在步骤S1301中，网络控制部24参照上行链路管理部26生成上行链路控制消息，与发送目的地节点的MAC地址一同输出给无线发送接收部22。发送目的地节点是相邻的下位节点。无线发送接收部22对帧的数据部分设定上行链路控制消息，将帧转换为无线信号，并经由天线21将无线信号发送给发送目的地节点。

在步骤S1302中，无线发送接收部22从发送了上行链路控制消息的节点接收送达确认。无线发送接收部22将已接收到送达确认的内容通知给网络控制部24。

在步骤S1303中，网络控制部24起动计时器。计时器的长度被设为从直到接下来节点10进行休眠为止的时间中减去链路信息的更新所花费的时间而得到的时间。

在步骤S1304中，无线发送接收部22对是否已接收到下行链路控制消息进行判定。在已接收到的情况下，处理前进至步骤S1305。

在步骤S1305中，无线发送接收部22将下行链路控制消息输出给网络控制部24。网络控制部24对下行链路进行更新。处理结束。

在步骤S1304中，在尚未接收到下行链路控制消息的情况下，处理前进至步骤S1306。

在步骤S1306中，网络控制部24对计时器是否到时进行判定。在计时器已到时的情况下，处理结束。在计时器尚未到时的情况下，处理返回至步骤S1304。

接下来，对当网络控制部24接收到上行链路控制消息时发送下行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图14是示出实施方式4的节点10的上行链路控制消息的接收处理和下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。

当无线发送接收部22接收到上行链路控制消息时，从步骤S1401开始处理。

在步骤S1401中，无线发送接收部22向上行链路控制消息的发送源节点发送送达确认，将上行链路信息输出给网络控制部24。

在步骤S1402中，网络控制部24将所输入的上行链路信息保存到上行链路管理部26中，进行更新。

在步骤S1403中，网络控制部24参照下行链路管理部27生成下行链路控制消息，输出给无线发送接收部22。无线发送接收部22以单播方式发送所输入的下行链路控制消息。处理结束。

接下来，对更新链路的时序进行说明。另外，为了简化说明，以装置名为主体对动作进行说明。

图15是示出实施方式4的更新节点10a的上行链路和节点10b的下行链路的时序图。

节点10b以广播方式发送上行链路控制消息(S1501)。节点10b起动计时器(S1502)。节点10a接收上行链路控制消息，对上行链路信息进行更新(S1503)。节点10a以单播方式向节点10b发送下行链路控制消息(S1504)。节点10b向节点10a发送送达确认(S1505)，对下行链路信息进行更新(S1506)。该情况下，节点10b在计时器到时之前已对下行链路信息进行了更新。

另外，节点10b也可以对节点10a发送附加有请求下行链路信息的内容的信息的上行链路控制消息。在上行链路控制消息中已经附加有请求下行链路信息的内容的信息的情况下，节点10a也可以将下行链路控制消息发送给节点10b。

因此，在本实施方式中，当无线发送接收部从上位的相邻的无线通信装置接收到上行链路控制消息时，向网络控制部指示上行链路信息的更新，并将下行链路控制消息发送给上位的相邻的无线通信装置，因此，在发送了上行链路控制消息的节点起动的期间内，能够对下行链路进行更新。此外，即使发送下行链路控制消息的节点没有掌握发送了上行链路控制消息的节点起动的时间，也能够对下行链路信息进行更新。

此外，网络控制部生成通知上行链路的信息的上行链路控制消息，无线发送接收部将请求树形结构中的比本装置靠下位的相邻的无线通信装置所保持的下行链路的信息包含在上行链路控制消息中而发送给下位的相邻的无线通信装置，因此，在发送了上行链路控制消息的节点起动的期间内，能够可靠地对下行链路进行更新。

实施方式5.

在以上的实施方式4中，设为在接收到上行链路控制消息时发送下行链路控制消息，但是，在本实施方式中，示出将上行链路信息包含在接收到下行链路控制消息时的送达确认中的实施方式。

另外，在本实施方式中，对与实施方式1～4不同的部分进行说明。

对网络控制部24发送下行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图16是示出实施方式5的节点10的下行链路控制消息的发送处理的流程的流程图。步骤S1601～S1602、S1604～S1607的处理与图6的步骤S601～S606的处理相同，因此省略说明。

在步骤S1602中，当无线发送接收部22从发送了链路控制消息的节点接收到送达确认时，处理前进至步骤S1603。

在步骤S1603中，无线发送接收部22对送达确认中是否附加有上行链路信息进行判定。在送达确认中附加有上行链路信息的情况下，无线发送接收部22将已接收到送达确认的内容和上行链路信息通知给网络控制部24，处理前进至步骤S1606。在送达确认中未附加有上行链路信息的情况下，无线发送接收部22将已接收到送达确认的内容通知给网络控制部24，前进至步骤S1604。

步骤S1604之后的处理与图6的步骤S603～S605相同。处理结束。

接下来，对网络控制部24接收下行链路控制消息的动作的详细情况进行说明。

图17是示出实施方式5的节点10的下行链路控制消息的接收处理的流程的流程图。

当无线发送接收部22接收到下行链路控制消息时，从步骤S1701开始处理。

在步骤S1701中，无线发送接收部22从网络控制部24的上行链路管理部26取得上行链路信息。无线发送接收部22将上行链路信息附加到送达确认中，并将送达确认发送给下行链路控制消息的发送源节点。在送达确认中附加的上行链路信息例如是有效期限的信息。

在步骤S1702中，无线发送接收部22将下行链路信息输出给网络控制部24。网络控制部24将所输入的下行链路信息保存到下行链路管理部27中，对链路信息进行更新。处理结束。

接下来，对更新链路的时序进行说明。另外，为了简化说明，以装置名为主体对动作进行说明。

图18是示出实施方式5的更新节点10a的上行链路和节点10b的下行链路的时序图。

节点10a以单播方式向节点10b发送下行链路控制消息(S1801)。节点10b向节点10a发送送达确认和上行链路信息(S1802)，对下行链路信息进行更新(S1803)。节点10a对上行链路信息进行更新(S1804)

因此，在本实施方式中，当无线发送接收部从树形结构中的比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，从网络控制部取得上行链路的信息，并将上行链路的信息包含在送达确认中发送给下位的相邻的无线通信装置，因此，即使在构成多跳网络的无线通信装置正在进行间歇控制的情况下，也能够更新通信链路。此外，能够削减发送了下行链路控制消息的节点起动的时间。

标号说明

10、10a～c：节点；

11：网关；

21：天线；

22：无线发送接收部；

23：应用数据发送接收部；

24：网络控制部；

25：间歇控制部；

26：上行链路管理部；

27：下行链路管理部；

28：节点管理部；

29：起动管理部；

81：存储器；

82：处理器；

83：无线通信设备。

Claims (8)

1.一种无线通信装置，该无线通信装置构成树形结构的多跳网络，并反复进行起动和休眠，其特征在于，所述无线通信装置具备：

网络控制部，其保持接往所述树形结构中比本装置靠下位的无线通信装置的链路的信息即下行链路信息和接往所述树形结构中比本装置靠上位的无线通信装置的链路的信息即上行链路信息，并生成通知所述下行链路信息的下行链路控制消息；以及

无线发送接收部，其在将所述下行链路控制消息发送给所述树形结构中比本装置靠上位的相邻的无线通信装置后，从所述上位的相邻的无线通信装置接收到针对所述下行链路控制消息的送达确认时启动定时器，并在所述定时器已到时的情况下向所述网络控制部指示所述上行链路信息的更新。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述网络控制部生成通知所述上行链路信息的上行链路控制消息，

所述无线发送接收部在从所述树形结构中比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，向所述网络控制部指示所述下行链路信息的更新，并将所述上行链路控制消息发送给所述下位的相邻的无线通信装置。

3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述网络控制部在未保持有所述上行链路信息时，生成表示未保持有所述上行链路信息的上行链路控制消息，

所述无线发送接收部在从所述树形结构中比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，将所述上行链路控制消息发送给所述下位的相邻的无线通信装置。

4.根据权利要求2所述的无线通信装置，其特征在于，

所述无线通信装置具备间歇控制部，该间歇控制部保持相邻的无线通信装置是否进行间歇控制的信息，

所述无线发送接收部在所述下位的相邻的无线通信装置进行间歇控制的情况下从所述下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，将所述上行链路控制消息发送给所述下位的相邻的无线通信装置。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的无线通信装置，其特征在于，

所述无线发送接收部在从所述上位的相邻的无线通信装置接收到上行链路控制消息时，向所述网络控制部指示所述上行链路信息的更新，并将所述下行链路控制消息发送给所述上位的相邻的无线通信装置。

6.根据权利要求1～4中的任一项所述的无线通信装置，其特征在于，

所述网络控制部生成通知所述上行链路信息的上行链路控制消息，

所述无线发送接收部将请求所述树形结构中比本装置靠下位的相邻的无线通信装置所保持的下行链路信息的内容包含在所述上行链路控制消息中发送给所述下位的相邻的无线通信装置。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的无线通信装置，其特征在于，

所述无线发送接收部在从所述树形结构中比本装置靠下位的相邻的无线通信装置接收到下行链路控制消息时，从所述网络控制部取得所述上行链路信息，并将所述上行链路信息包含在送达确认中发送给所述下位的相邻的无线通信装置。

8.一种无线通信方法，该无线通信方法是构成树形结构的多跳网络，并反复进行起动和休眠的无线通信装置的无线通信方法，其中，该无线通信方法包括：

网络控制步骤，所述无线通信装置的网络控制部保持接往所述树形结构中比本装置靠下位的无线通信装置的链路的信息即下行链路信息和接往所述树形结构中比本装置靠上位的无线通信装置的链路的信息即上行链路信息，并生成通知所述下行链路信息的下行链路控制消息；以及

无线发送接收步骤，所述无线通信装置的无线发送接收部在将所述下行链路控制消息发送给所述树形结构中比本装置靠上位的相邻的无线通信装置后，从所述上位的相邻的无线通信装置接收到针对所述下行链路控制消息的送达确认时启动定时器，并在所述定时器已到时的情况下向所述网络控制部指示所述上行链路信息的更新。

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