DE112012005907B4

DE112012005907B4 - Kommunikationssystem, Kommunikationsendgerät und Kommunikationsverfahren

Info

Publication number: DE112012005907B4
Application number: DE112012005907.7T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corporatio Takatsuka Yuya; c/o Mitsubishi Electric Corp. Yamauchi Takahisa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: TW201342974A; KR101580073B1; CN104041173A; JP5627816B2; TWI472257B; DE112012005907T5; JPWO2013125061A1; US20140376527A1; CN104041173B; US9232539B2; WO2013125061A1; KR20140116192A

Abstract

Kommunikationssystem aufweisend mehrere Kommunikationsendgeräte, welches Kommunikationssystem in der Lage ist, einen Bereich (A1) mit zentralisierter Steuerung, wo eine zentralisierte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß der Steuerung durch ein Hauptendgerät (10) durchgeführt wird, und einen Bereich (A2) mit verteilter Steuerung, wo eine verteilte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer autonomen verteilten Steuerung durchgeführt wird, zu setzen, wobei
das Kommunikationssystem einen Endgerätemodus der Kommunikationsendgeräte enthaltend das Kommunikationsendgerät, das sich an einer Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befindet, als einen Zeitmultiplex-Steuermodus zum Durchführen einer Kommunikation in einer Zeitmultiplexweise setzt, das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen zentralisierten Steuermodus setzt, und das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit verteilter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen verteilten Steuermodus setzt,
das in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzte Kommunikationsendgerät das Senden in einer Kommunikationsperiode durchführt, in der eine Kommunikation zugelassen ist, und
das Kommunikationsendgerät, das in den zentralisierten Steuermodus gesetzt ist, und das Kommunikationsendgerät, das in den verteilten Steuermodus gesetzt ist, eine Kommunikation unabhängig von der Kommunikationsperiode durchführen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem, ein Kommunikationsendgerät und ein Kommunikationsverfahren.
Hintergrund
Eine Datensammlung in großen Netzen, in denen spezifizierter Funk mit geringer Energie verwendet wird, wie Telemetrie und Überwachung in einer großen Fabrik, wird geprüft. In diesen Netzen wird PHY (Physische Schicht) / MAC (Mediumzugriffssteuerung), standardisiert durch IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 verwendet. Daten werden aus einem weiten Bereich und von einer großen Anzahl von Endgeräten durch ein Mehrsprungverfahren gesammelt. In einem CSMA/CA (Verfahren der Kollisionsverhinderung in LAN's)-System, dass ein durch IEEE 802.15.4 standardisiertes Funkzugriffssystem ist, führen jeweilige Endgeräte einen Bereitschaftsbetrieb für eine Rückkopplungszeit und Trägererfassung eines Funkkanals vor der Paketübertragung durch. Wenn die Endgeräte mit der Trägererfassung bestätigen, dass der Kanal benutzt wird (Kanal belegt), führen die Endgeräte wieder den Bereitschaftsbetrieb für die Rückkopplungszeit durch (siehe Nichtpatentdokument 1).
Andererseits wird ein Zugriffssystem zum Anwenden eines zentralisierten Zugriffssystems vom Steuertyp und eines autonomen verteilten Zugriffssystems vom Steuertyp in einer Zeitmultiplexweise für jede von Funkstationen und jeden von Funkkanälen genutzt (siehe beispielsweise Patentdokument 1). In dem Zugriffssystem sendet, wenn die Funkstation als eine Masterstation funktioniert, die Funkstation ein Signal gemäß der Steuerung durch die eigene Station. Wenn die Funkstation als eine Unterstation funktioniert, sendet die Funkstation ein Signal gemäß der Steuerung durch eine Masterstation. Die Funkstation kommuniziert mit den anderen Funkstationen direkt oder über die eine oder mehrere andere Funkstationen. Folglich realisiert das Zugriffssystem die Gewähr für eine geringe Verzögerung, geringe Verzögerungsschwankung, hohen Durchsatz und hohen Qos.
Als ein anderes System zum Durchführen der Zeitmultiplexsteuerung wird ein Medienzugriffs-Steuersystem eines Aufwärtsstroms mit einer Konkurrenzperiode und einer konkurrenzfreien Periode in einem System enthaltend eine Basisstation, eine Weiterleitungsstation und eine Teilnehmerstation vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentdokument 2). In dem Medienzugriffs-Steuersystem werden Taten von der Teilnehmerstation zu der Weiterleitungsstation in der Konkurrenzperiode übertragen. Daten werden von der Relaisstation zu der Basisstation in der konkurrenzfreien Periode übertragen. Dies ermöglicht eine Kommunikation zwischen der Teilnehmerstation und der Basisstation über die Weiterleitungsstation.
US 2003 / 0 152 054 A1 offenbart ein Kommunikationsendgerät-Aufnahmegerät, das Kommunikationsendgeräte unter der Steuerung verschiedener drahtloser LAN-Systeme miteinander kommunizieren lässt. In einem ersten System werden die Sende- und Empfangsperioden eines Abwärtsstreckensignals, eines Direktverbindungssignals und eines Uplink-Signals nach den Sende- und Empfangsperioden der RCH-, BCH-, FCH- und ACH-Steuerkanäle eingestellt. In einem zweiten System wird die Sende- und Empfangsperiode eines PCF-Modus unmittelbar nach einer Bake eingestellt, und die Sende- und Empfangsperiode eines DCF-Modus wird danach eingestellt. In dem ersten System wird eine Periode nach dem PCF-Modus des zweiten Systems als eine ungenutzte Periode eingestellt, und die RCH-Empfangsperiode wird so eingestellt, dass sie zum Startzeitpunkt des PCF-Modus des zweiten Systems beginnt.
EP 0 898 437 A2 bezieht sich auf Koexistenz-Dynamic Channel Assignment (DCA) -Techniken für makrocellulare Overlay-Systeme erleichtern die Koexistenz eingebetteter autonomer Unterlagsmikrozellularsysteme (z.B. für den Innenbereich). Die Koexistenz der beiden Systeme ohne übermäßige gegenseitige Beeinflussung wird durch systematischen deterministischen Ausschluss vordefinierter Teilmengen des Universalkanalsatzes von der dynamischen Zuordnung zu den Overlay-Makrozellen erreicht. Die Kanalsätze werden den Unterlagesystemen zur Verfügung gestellt. Der Ausschluss erfolgt mit minimaler Beeinträchtigung der DCA-Leistung. Mehrere deterministische Ausschlussmethoden werden beschrieben.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nummer JP 2002 - 325 273 A
Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nummer JP 2007- 6 199 A

Nichtpatentliteratur
Nichtpatentdokument 1: IEEE, „IEEE Std IEEE 802.15.4“, September 2006
Zusammenfassung
Technisches Problem
Wie vorstehend erläutert ist, gibt es als die verwandte Technologie zum Reduzieren von Interferenzen in einem Netz das CSMA/CA-System, das System zum Schalten eines Zugriffssystems und eine kommunizierbare Verbindung in einer Zeitmultiplexweise, und dergleichen. Jedoch gibt es in dem CSMA/CA-System das Problem, dass die Interferenz gemäß einer Zunahme der Anzahl von Endgeräten und einer Kommunikationsfrequenz zunimmt. Andererseits gibt es als das System zum Schalten eines Zugriffssystems und einer kommunizierbaren Verbindung in einer Zeitmultiplexweise viele Systeme, die auf ein Netz eines einzelnen Sprungs zum direkten Kommunizieren mit einem Kommunikationspartner und ein Netz von zwei Sprüngen zum Kommunizieren mit einem Kommunikationspartner über eine Weiterleitungsstation bezogen sind. Es gibt wenige geprüfte Systeme betreffend ein Mehrsprungumfeld von drei oder mehr Sprüngen. Wenn das System auf das Mehrsprungumfeld von drei oder mehr Sprüngen angewendet wird, um zu bewirken, dass alle Endgeräte in einer Zeitmultiplexweise arbeiten, ist sogar die Kommunikation von Endgeräten, die keine Interferenz miteinander haben, manchmal verhindert. Der Kommunikationswirkungsgrad wird daher verschlechtert. Weiterhin besteht, wenn zentralisierte Steuerung und verteilte Steuerung gemäß einem Kommunikationsbereich geschaltet werden, ein Problem dahingehend, dass eine Interferenz nahe einer Grenze zwischen der zentralisierten Steuerung und der verteilten Steuerung auftritt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des vorstehenden gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kommunikationssystem, ein Kommunikationsendgerät und ein Kommunikationsverfahren zu erhalten, die den Durchsatz verbessern können, wenn zentralisierte Steuerung und verteilten Steuerung in einem Mehrsprungumfeld gemischt werden, und eine Interferenz nahe einer Grenze zwischen der zentralisierten Steuerung und der verteilten Steuerung herabsetzen können.
Lösung des Problems
Um die vorbeschriebenen Probleme zu vermeiden und eine Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Erfindung ein Kommunikationssystem, das mehrere Kommunikationsendgeräte enthält, welches Kommunikationssystem in der Lage ist, einen Bereich zentralisierter Steuerung zu setzen, in welchem eine zentralisierte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer Steuerung durch ein Hauptendgerät durchgeführt wird, und einen Bereich verteilter Steuerung zu setzen, in welchem eine verteilte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer autonomen verteilten Steuerung durchgeführt wird, wobei das Kommunikationssystem einen Endgerätemodus der Kommunikationsendgeräte enthaltend das Kommunikationsgerät, das sich in einem Grenzbereich zwischen dem Bereich zentralisierter Steuerung und dem Bereich verteilter Steuerung befindet, in einen Zeitmultiplex-Steuermodus zum Durchführen von Kommunikation in einer Zeitmultiplexweise setzt, das Kommunikationsendgerät in dem zentralisierten Steuerbereich, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen zentralisierten Steuermodus setzt, und das Kommunikationsendgerät in dem verteilten Steuerbereich, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen verteilten Steuermodus setzt, das Kommunikationsendgerät, das in dem Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt ist, eine Übertragung in einer Kommunikationsperiode durchführt, in der eine Kommunikation zugelassen ist, und das Kommunikationsendgerät, das in den zentralisierten Steuermodus gesetzt ist, und das Kommunikationsendgerät, das in den verteilten Steuermodus gesetzt ist, eine Kommunikation durchführen, ohne von der Kommunikationsperiode abhängig zu sein.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Das Kommunikationssystem, das Kommunikationsendgerät und das Kommunikationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung haben die Wirkung, dass es möglich ist, den Durchsatz zu verbessern, wenn eine zentralisierte Steuerung und eine verteilte Steuerung in einem Mehrsprungumfeld gemischt werden, und die Interferenz nahe einer Grenze zwischen der zentralisierten Steuerung und der verteilten Steuerung zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein Endgerät nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein Kommunikationssystem nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
3 ist ein Diagramm zum Erläutern von Einzelheiten betreffend eine spezifische Route in dem in 2 gezeigten Konfigurationsbeispiel.
4 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Kommunikationsfolge von Endgeräten in einem Bereich zentralisierter Steuerung.
5 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Kommunikationsfolge in einem Bereich verteilter Steuerung.
6 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein Endgerät nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für einen Schaltvorgang von einem Netz mit verteilter Steuerung zu einem Netz mit gemischter zentralisierter/verteilter Steuerung.
8 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für einen Schaltvorgang von dem Netz mit gemischter zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung.
9 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Netztopologie eines Kommunikationssystems bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
10 ist ein Diagramm eines Beispiels für die jeweilige Anzahl von in einer festen Periode durch Endgeräte gesendeten Paketen.
11 ist ein Diagramm eines Beispiels für die jeweilige Anzahl von Stücken von Empfangsdaten von den Endgeräten und die jeweilige Anzahl von Sprüngen der Endgeräte.
12 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein Kommunikationssystem nach einem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele eines Kommunikationssystem, eines Kommunikationsendgeräts und eines Kommunikationsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht durch die Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein erstes Ausführungsbeispiel eines Endgeräts (eines Kommunikationsendgeräts) nach der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Endgerät bei diesem Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 1, eine Funkeinheit 2, eine Antenne 3, eine Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit 4, eine Endgerätemodus-Verwaltungseinheit 5 und eine Sendeperioden-Verwaltungseinheit 6.
Die Antenne 3 ist eine Antenne zum Durchführen einer Funkkommunikation mit anderen Endgeräten. Die Antenne 3 empfängt ein Sendesignal von der Funkeinheit 2, sendet das Sendesignal als eine Funkwelle und leitet ein Empfangssignal zu der Funkeinheit 2. Die Funkeinheit 2 führt eine Modulation und dergleichen auf der Grundlage von der Steuereinheit 1 empfangenen Sendedaten durch, um ein Sendesignal zu erzeugen, und leitet Empfangsdaten, die durch Durchführen einer Modulation und dergleichen des Empfangssignals erhalten wurden, zu der Steuereinheit 1. Die Steuereinheit 1 führt eine Steuerung des Sendens und des Empfangs von Daten durch, leitet die Sendedaten zu der Funkeinheit 2 und empfängt die Empfangsdaten von der Funkeinheit 2. Die Steuereinheit 1 wählt angemessene Sendezeiten und ein angemessenes Kommunikationssystem aus im Zusammenwirken mit der Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit 4, der Endgerätemodus-Verwaltungseinheit 5 und der Sendeperioden-Verwaltungseinheit 6.
Die Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit 4 verwaltet einen Kommunikationsbereich (einen Bereich mit zentralisierter Steuerung oder einen Bereich mit verteilter Steuerung), in welchem das eigene Endgeräte vorhanden ist, und bestimmt und setzt den Kommunikationsbereich, in welchem das eigene Endgerät vorhanden ist. Die Endgerätemodus-Verwaltungseinheit 5 verwaltet einen Endgerätemodus des eigenen Endgeräts und setzt den Endgerätemodus des eigenen Endgerätes auf einen von einem Modus mit zentralisierter Steuerung, einem Modus mit verteilter Steuerung und einem Modus mit Zeitmultiplexsteuerung. Die Sendeperioden-Verwaltungseinheit 6 verwaltet sendbare Zeiten des eigenen Endgeräts und bestimmt Sendemöglichkeiten, wenn das eigene Endgerät in einer Zeitmultiplexweise arbeitet.
2 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein bei diesem Ausführungsbeispiel angenommenes Kommunikationssystem. Es ist zu beachten, dass die in 2 gezeigte Konfiguration des Kommunikationssystems ein Beispiel ist. Die Konfiguration des Kommunikationssystem, bei dem ein Zugriffssteuersystem und ein Endgerät verwendet werden, nach diesem Ausführungsbeispiel ist nicht auf das in 2 gezeigte Beispiel beschränkt. Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Netz durch mehrere Endgeräte (ein Endgerät 10 und ein Endgerät 20) konfiguriert. Von dem Endgerät 20 erzeugte Daten werden direkt oder durch Weiterleitung durch ein anderes Endgerät 20 zu dem Endgerät 10 übertragen. Es ist zu beachten, dass in 2 aus Gründen der Vereinfachung der Figur ein Endgerät 20 durch die Bezugszahl bezeichnet ist. Jedoch zeigen jeweilige in 2 gezeigte Kreise, die nicht das Endgerät 10 sind, die Endgeräte 20 an, obgleich sie nicht durch die Bezugszahl bezeichnet sind. Das Endgerät 20 ist das Endgerät in diesem Ausführungsbeispiel, dessen Konfiguration in 1 gezeigt ist.
Das Endgerät 10 (ein Datensammel-Endgerät) ist ein beliebiges Endgerät, das Daten sammelt. Das Endgerät 10 kann als eines der Endgeräte 20, die das Kommunikationssystem konfigurieren, ausgewählt werden. Alternativ kann ein Endgerät wie ein Gateway enthaltend eine spezifische Funktion, die eine andere als die Funktion des Endgeräts 20 ist, als das Endgerät 10 verwendet werden. Das Endgerät 10 wirkt als ein Hauptendgerät, das bei der zentralisierten Steuerung das Senden durch die Endgeräte 20 steuert. Es ist zu beachten, dass angenommen wird, dass die Routen von den Endgeräten 20 zu dem Endgerät bereits gebaut sind. Ein Verfahren zur Routenbildung ist nicht beschränkt. Ein normales Routenbildungsverfahren in einem Mehrsprungnetzt kann verwendet werden. Die Endgeräte 20 erfassen die Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10 durch die Routenbildung. Die Endgerätemodus-Verwaltungseinheit 5 bewahrt die Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10.
In dem Netz sind ein Bereich 1A für zentralisierte Steuerung und ein Bereich A2 mit verteilter Steuerung zentriert in dem Endgerät 10 gesetzt. Bei der Kommunikation in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung steuert ein bestimmtes Endgerät zentral Kommunikationen derart, dass Kommunikationen der Endgeräte einander nicht stören. In dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung arbeiten die Endgeräte in einer autonomen verteilten Weise. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Kommunikationen der Endgeräte einander stören, aufgrund der Sendezeiten und eines versteckten Endgeräteproblems.
3 ist ein Diagramm zur Erläuterung von Einzelheiten einer spezifischen Route in dem in 2 gezeigten Konfigurationsbeispiel. Das in 3 gezeigte Endgerät 10 ist ein Endgerät, das Daten von den anderen Endgeräten sammelt. Das Endgerät 20 sendet direkt oder über die anderen Endgeräte Daten zu dem Endgerät 10. Es ist zu beachten, dass in 3 nur die zwei Endgeräte durch die Bezugszahlen bezeichnet sind. Jedoch zeigen zwischen den beiden Endgeräten vorhandene Kreise auch die Endgeräte 20 an. In den die Endgeräte 20 anzeigenden Kreisen ist jeweils die Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10 geschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, wird angenommen, dass das Endgerät 10 bis zum Endgerät 20 in einem N-ten Sprung (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) innerhalb des Bereichs A1 mit zentralisierter Steuerung sind und das Endgerät 20 in einem N+1-ten Sprung und die nachfolgenden Endgeräte 20 innerhalb des Bereichs A2 mit verteilter Steuerung sind. Ein Endgerät 21 ist eines der Endgeräte 20 und ist ein Endgerät in dem N-ten Sprung von dem Endgerät 10 und befindet sind an einer Grenze mit dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung.
4 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Kommunikationsfolge der Endgeräte (des Endgeräts 10 und des Endgeräts 20) in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung. In der folgenden Erläuterung wird in einer Verbindung zwischen Endgeräten das Endgerät auf der Seite des Endgeräts 10 als ein Hauptendgerät bezeichnet, und die Endgeräte auf der Endseite werden als untergeordnete Endgeräte bezeichnet. Wie in 4 gezeigt ist, sendet das Hauptendgerät in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung POLLING (Abruf) zu den untergeordneten Endgeräten in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung, um eine Kommunikation zu starten (Schritt S1). Das POLLING enthält Identifizierer der untergeordneten Endgeräte, die DATA anfordern. Unter den untergeordneten Endgeräten, die POLLING empfangen, sendet das Endgerät mit einem bezeichneten Identifizierer die DATA zu den Hauptendgeräten (S2). Es ist zu beachten, dass, wenn das untergeordnete Endgerät, dass das POLLING empfängt, zu sendende Daten nicht zurückhält; das untergeordnete Endgerät kann NULL DATA, die keine Nutzlast enthalten, senden oder nicht antworten. Es ist bei der Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels zu beachten, dass das untergeordnete Endgerät NULL DATA sendet. Das Hauptendgerät, das DATA oder NULL DATA empfängt, sendet ACK (Bestätigung) gemäß der Notwendigkeit zur Beendigung der Kommunikation zurück (Schritt S3). In 4 wird ACK als ein unabhängiges Paket gesendet. Jedoch ist es auch möglich, die Anzahl von Sendepaketen zu verringern, in dem ACK-Informationen im als nächstes zu sendenden POLLING enthalten sind und das POLLING gesendet wird. Es ist zu beachten, das ein Endgerät in einem N-ten Sprung (nachfolgend als N-tes Sprungendgerät bezeichnet), das ein am meisten untergeordnetes Endgerät in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung in 3 ist, POLLING nicht von dem eigenen Endgerät sendet.
Die Zeiten, zu denen die Endgeräte in dem Bereich A1 für zentralisierte Steuerung das POLLING senden sind Zeiten, zu denen das Senden zu einer Interferenz mit den anderen Kommunikationen in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung führt. Als Steuerung zum Senden des POLLING zu den Zeiten, zu denen das Senden zu keiner Interferenz mit den anderen Kommunikationen führt, kann das Endgerät 10, das Daten sammelt, Kommunikationen in den gesamten Bereich A1 für zentralisierte Steuerung steuern. Alternativ können die Endgeräte vorher Informationen betreffend Sendezeiten mit den Endgeräten in dem Bereich A1 für zentralisierte Steuerung austauschen, um die POLLING-Sendezeiten der eigenen Endgeräte zu steuern. Ein Verfahren zum Durchführen einer Abrufkommunikation, bei der die Kommunikationen der Endgeräte zu keiner Interferenz untereinander in dem Bereich zentralisierter Steuerung führen, ist nicht beschränkt. Bei der vorstehenden Erläuterung wird das Verfahren der zentralen Steuerung der Kommunikationen mit den untergeordneten Endgeräten, mit denen die Endgeräte direkt kommunizieren beziehungsweise das POLLING-Verwenden, erläutert. Jedoch ist es auch möglich, dass das Endgerät 10 das POLLING zu jedem Endgerät in dem Bereich zentralisierter Steuerung sendet, und das Endgerät in dem Bereich zentralisierter Steuerung das POLLING zu einem Bestimmungsendgerät überträgt.
5 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Kommunikationsfolge in dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung. Die Endgeräte 20 arbeiten im CSMA/CA. Das untergeordnete Endgerät, das zu sendende Daten zurück behält, führt einen Bereitschaftsbetrieb für eine Rückkopplungszeit, die zufällig und durch Trägererfassung bestimmt wurde, durch. Wenn das untergeordnete Endgerät mit der Trägererfassung bestimmt, dass ein Kanal unbenutzt ist, sendet das untergeordnete Endgerät DATA zu dem Hauptendgerät (Schritt S11). Das Hauptendgerät, das DATA empfängt, sendet ACK gemäß der Notwendigkeit zur Beendigung der Kommunikation zurück (Schrift S12). Es ist zu beachten, dass eine detaillierte Operation im Nichtpatentdokument 1 beschrieben ist.
In den Endgeräten setzt die Endgerätemodus-Verwaltungseinheit 5 Endgerätemodi, wie in 3 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Endgerätemodi 3 Endgerätemodi, d.h., ein zentralisierter Steuermodus, ein verteilter Steuermodus und ein Zeitmultiplexsteuermodus. Die Endgeräte sind in irgendeiner der drei Modi des zentralisierten Steuermodus des verteilten Steuermodus und des Zeitmultiplex-Steuermodus auf der Grundlage der jeweiligen Anzahl von Sprüngen (von dem Endgerät 10) der Endgeräte 21 an einer Grenze zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung (nachfolgend als Grenzendgeräte bezeichnet) und der jeweiligen Anzahl von Sprüngen von den Grenzendgeräten der Endgeräte gesetzt. Es ist zu beachten, dass die Endgeräte 20 die Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10 der Grenzendgeräte, d.h., N, erfassen, in dem sie vorher gesetzt oder von dem Endgerät 10 mitgeteilt wurde.
Die in dem zentralisierten Steuermodus gesetzten Endgeräte sind Endgeräte bis zu N-3 Sprüngen von dem Endgerät 10 aus. Die Endgeräte führen immer eine Kommunikation gemäß der zentralisierten Steuerung durch (der in 4 gezeigte Vorgang).
Die in dem verteilten Steuermodus gesetzten Endgeräte sind Endgeräte, die N+4 Sprünge oder mehr von dem Endgerät 10 entfernt sind. Die Endgeräte führen immer eine Kommunikation gemäß der verteilten Steuerung durch (der in 5 gezeigte Vorgang).
Die in dem Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzten Endgeräte sind Endgeräte, die andere als die Endgeräte in dem zentralisierten Steuermodus und dem verteilten Steuermodus sind, und sind Endgeräte bei denen die Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10 aus N-2 Sprünge bis N+3 Sprünge sind. Die Endgeräte führen eine Kommunikation gemäß der Kommunikationsfolge (der zentralisierten Steuerung oder der verteilten Steuerung) in Kommunikationsbereichen durch, zu denen die Endgeräte gehören. Jedoch steuern die Endgeräte in einer Zeitmultiplexweise eine Verbindung, in der eine Kommunikation von den eigenen Endgeräten aus gestartet werden kann. Die Endgeräte synchronisieren einander. Die Sendeperioden-Verwaltungseinheiten 6 der Endgeräte schalten eine allgemeine Kommunikationsperiode und eine Grenzkommunikationsperiode gemäß einer vorbestimmten Regel in einer Zeitmultiplexweise und steuern das Senden, um eine Kommunikation nur in einer in dem Kommunikationsperioden zugelassenen Verbindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt die allgemeine Kommunikationsperiode eine Periode an, in der eine Kommunikation in demselben Kommunikationsbereich (dem Bereich A1 für zentralisierte Steuerung oder dem Bereich A2 für verteilte Steuerung) möglich ist. Die Grenzkommunikationsperiode zeigt eine Periode an, in der eine Kommunikation zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung möglich ist. In der folgenden Erläuterung wird ein Endgerät mit M Sprüngen (M ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) von dem Endgerät 10 als M-tes Sprungendgerät bezeichnet (beispielsweise wird das Endgerät 20 in einem (N-1)-ten Sprung von dem Endgerät 10 als (N-1)-tes Sprungendgerät bezeichnet). In der allgemeinen Kommunikationsperiode kommunizierbare Verbindungen sind eine Verbindung zwischen einen (N-2)-ten Sprungendgerät und dem (N-1)-ten Sprungendgerät, eine Verbindung zwischen dem (N-1)-ten Sprungendgerät und dem N-ten Sprungendgerät, eine Verbindung zwischen einem (N+1)-Sprungendgerät und einem (N+2)-ten Sprungendgerät, und eine Verbindung zwischen dem (N+2)-ten Sprungendgerät und einem (N+3)-ten Sprungendgerät. Ein DATA-Senden von dem N+1-ten Sprungendgerät wird verhindert. Es ist zu beachten, dass die Verbindung zwischen dem (N-2)-ten Sprungendgerät und dem (N-1)-ten Sprungendgerät und die Verbindung zwischen dem (N-1)-ten Sprungendgerät und dem N-ten Sprungendgerät zu dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung gehören. Daher wird eine Kommunikation gemäß der in 4 gezeigten zentralisierten Steuerung durchgeführt. Die Verbindung zwischen dem (N+1)-ten Sprungendgerät und dem (N+2)-ten Sprungendgerät und die Verbindung zwischen dem (N+2)-ten Sprungendgerät und dem (N+3)-ten Sprungendgerät gehören zu dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung. Daher wird eine Kommunikation gemäß der in 5 gezeigten verteilten Steuerung durchgeführt.
Andererseits ist eine Verbindung, die in der Grenzkommunikationsperiode kommunizierbar ist, eine Verbindung zwischen N-ten Sprungendgerät und dem (N+1)-ten Sprungendgerät. Das POLLING-Senden von dem (N-2)-ten Sprungendgerät und dem (N-1)-ten Sprungendgerät und das DATA-Senden von dem (N+2)-ten Sprungendgerät und dem (N+3)-ten Sprungendgerät werden verhindert. Es ist zu beachten, dass die Verbindung zu dem Bereich mit verteilter Steuerung gehört. Daher wird eine Kommunikation gemäß der in 5 gezeigten verteilten Steuerung durchgeführt. Jedoch kann die Kommunikation in der Verbindung auch gemäß der zentralisierten Steuerung durchgeführt werden.
Die Endgeräte in dem zentralisierten Steuermodus und dem verteilten Steuermodus können sowohl in der allgemeinen Kommunikationsperiode als auch der Grenzkommunikationsperiode kommunizieren.
In dem bei diesem Ausführungsbeispiel erläuterten Beispiel werden der zentralisierte Steuermodus, der verteilte Steuermodus und der Zeitmultiplex-Steuermodus auf der Grundlage der Anzahl von Sprüngen gesetzt. Jedoch können die Endgerätemodi auch unter Berücksichtigung nicht nur der Anzahl von Sprüngen, sondern auch der Empfangsenergie gesetzt werden. Beispielsweise wird angenommen, dass ein in dem Zeitmultiplex-Steuermodus gesetztes Endgerät ein Endgerät ist, das wahrscheinlich eine Interferenz mit einer Kommunikation zwischen N-ten Sprungendgerät und dem (N+1)-ten Sprungendgerät herbeiführt. Endgeräte, die eine Interferenz mit einer Kommunikation zwischen dem N-ten Sprungendgerät und dem (N+1)-ten Sprungendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung bewirken, sind ein Endgerät (angenommen, das Endgerät A) in einem Kommunikationsbereich des N-ten Sprungendgeräts und auf der Seiten des Datensammel-Endgeräts und ein Endgerät in einem Kommunikationsbereich des Endgeräts A und auf der Seite des Datensammel-Endgeräts. Endgeräte entsprechend diesen Endgeräten werden in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt. Insbesondere messen beispielsweise das N-te Sprungendgerät und das Endgerät A die Empfangsenergie von den Endgeräten 20 und bestimmen Endgeräte in Kommunikationsbereichen. Das N-te Sprungendgerät und das Endgerät A senden Ergebnisse der Bestimmung (Ergebnisse der Messung der Empfangsenergie) zu dem Datensammel-Endgerät. Das Datensammel-Endgerät bestimmt auf der Grundlage der Bestimmungsergebnisse ein Endgerät, das bei der Interferenz mit der Kommunikation zwischen dem N-ten Sprungendgerät und den (N+1)-ten Sprungendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung bewirkt und weist das Endgerät an, den Zeitmultiplex-Steuermodus zu setzen. Folglich ist es möglich, eine Interferenz aufgrund des Sendens von POLLING und DATA durch das Endgerät A zu vermeiden. Andererseits sind Endgeräte, die eine Interferenz mit der Kommunikation zwischen dem N-ten Sprungendgerät und dem (N+1)-ten Sprungendgerät in dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung ein Endgerät (angenommen, ein Endgerät B in einem Kommunikationsbereich des (N+1)-ten Sprungendgeräts und auf der Endseite, und ein Endgerät in einem Kommunikationsbereich des Endgeräts B und auf der Endseite. Endgeräte entsprechen diesen Endgeräten werden in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt. Folglich ist es möglich, eine Interferenz aufgrund des Sendens von DATA und ACK durch das Endgerät B zu vermeiden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel startet in dem Zeitmultiplex-Steuermodus nur eine Kommunikation von dem eigenen Endgerät durch Steuerung in einer Zeitmultiplexweise. Daher werden außerhalb einer Kommunikationsperiode, die dem eigenen Endgerät zugeteilt ist, das Senden von Daten, das auf POLLING antwortet, und das Senden von ACK, das auf DATA antwortet, durchgeführt. Jedoch könne Endgeräte, die in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt werden, beschränkt werden auf das (N-1)-te Sprungendgerät, das N-te Sprungendgerät, das (N+1)-te Sprungendgerät und das (N+2)-te Sprungendgerät durch verhindern sämtlicher Kommunikationen enthaltend das Senden von DATA als Antwort auf POLLING und das Senden von ACK auf Antwort auf DATA außerhalb der dem eigenen Endgerät zugeteilten Kommunikationsperiode.
Wenn weiterhin bestimmt wird, dass die Kommunikation in dem Bereich mit verteilter Steuerung klein ist, können die in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzten Endgeräte reduziert werden durch Ändern des (N+3)-ten Sprungendgeräts aus dem Zeitmultiplex-Steuermodus in den verteilten Steuermodus, und, wenn eine Interferenz in dem (N+2)-ten Sprungendgerät auftritt, lösen der Interferenz, indem ein Wiedersenden durchgeführt wird. Auf diese Weise kann ein Bereich der Endgeräte, die aufgrund eines Interferenzzustands oder dergleichen in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt sind, kleiner als der Bereich vom (N-2)-ten Sprungendgerät bis zum (N+3)-ten Sprungendgerät, wie in 3 gezeigt ist, gesetzt werden, oder kann umgekehrt größer als der in 3 gezeigte Bereich gesetzt werden.
In der Grenzkommunikationsperiode kann eine Interferenz von einem angrenzenden Pfad reduziert werden durch verhindern des POLLING-Sendens von Engeräten in dem Kommunikationsbereich des N-ten Sprungendgeräts und der DATA-Antwort auf POLLING.
Endgeräte in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung bei diesem Ausführungsbeispiel senden nicht DATA, bis die Endgeräte POLLING empfangen. Daher werden in Puffern (in der Figur nicht gezeigt) der Endgeräte erzeugte Daten akkumuliert, bis POLLING empfangen wurde und DATA von den untergeordneten Endgeräten empfangen wurde. In den Zeitmultiplex-Steuerbetrieb gesetzten Endgeräten werden Daten, die außerhalb der Kommunikationsperiode der eigenen Endgeräte erzeugt wurden sowie von den untergeordneten Endgeräten empfangene DATA akkumuliert. Daher ist es auch möglich, überdimensionierte Anfangsblöcke zu reduzieren und ein überfließen von Puffern zu vermeiden gemäß angehäuftem Senden (Anhäufungssenden) und kontinuierlichem Senden (Bündelsenden) von in den Puffern akkumulierten Paketen.
Wie vorstehend erläutert wurde, ist es bei diesem Ausführungsbeispiel in einem Mehrsprungumfeld möglich, eine Interferenz nahe des Datensammel-Endgeräts, wo eine Kommunikationspaketmenge zunimmt, zu unterdrücken und den Durchsatz zu verbessern durch Setzen eines Bereichs nahe des Endgeräts 10 als den Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und Setzen eines Bereichs weiter entfernt vom Endgerät 10 als den Bereich A2 mit verteilter Steuerung. Es ist möglich, den Kommunikationswirkungsgrad durch Klassifizieren der Endgeräte in den zentralisierten Steuermodus, den verteilten Steuermodus und den Zeitmultiplex-Steuermodus und ermöglichen, dass die Endgeräte 20 in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung (die in den zentralisierten Steuermodus und den verteilten Steuermodus gesetzten Endgeräte 20) keine gegenseitige Interferenz verursachen, damit sie immer miteinander kommunizieren können, zu verbessern. Weiterhin ist es möglich, die Interferenz nahe einer Grenze zwischen dem Bereich zentralisierter Steuerung und dem Bereich verteilter Steuerung zu reduzieren und den Durchsatz zu verbessern durch Setzen der Endgeräte nahe der Grenze zwischen dem Bereich A1 zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 verteilter Steuerung in den Zeitmultiplex-Steuermodus und durch bewirken, dass die Kommunikation in einer Grenzverbindung (eine Verbindung über die Grenze zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung) und die anderen Kommunikationen in einer Zeitmultiplexweise arbeiten.
Zweites Ausführungsbeispiel
6 ist ein Diagramm eines funktionalen Konfigurationsbeispiels bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Endgeräts nach der vorliegenden Erfindung. In dem Endgerät dieses Ausführungsbeispiels ist eine Kommunikationsverwaltungseinheit 7 zu der Konfiguration des in 1 gezeigten Endgeräts des ersten Ausführungsbeispiels hinzugefügt. Die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 führt eine Verwaltung betreffend die Kommunikationsqualität derart durch, dass eine PER (Paketfehlerrate) eines durch das eigene Endgerät empfangen Pakets und ein NULL DATA-Empfangsverhältnis zu gesendetem POLLING. Komponenten mit denselben Funktionen wie den Funktionen bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind durch dieselben Bezugszahlen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gekennzeichnet und eine redundante Erläuterung der Komponenten wird weggelassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden hauptsächlich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Konfiguration eines Kommunikationssystems bei diesem Ausführungsbeispiel ist als dieselbe wie die in 2 gezeigte Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels. Das in 2 gezeigte Endgerät 20 ist das Endgerät bei diesem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel. Das Endgerät 10 kann das Endgerät bei diesem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sein. Alternativ kann ein Endgerät wie ein Gateway enthaltend eine spezifische Funktion, die eine andere als die Funktion des Endgeräts 20 ist, als das Endgerät 10 verwendet werden. Jedoch werden bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Netzkonfigurationen, d.h., ein gemischtes Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung (eine gemischte Netzkonfiguration), die durch den Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und den Bereich A2 mit verteilter Steuerung, die dieselben wie die in 2 gezeigten sind, konfiguriert ist, und ein Netz mit verteilter Steuerung (eine Netzkonfiguration mit verteilter Steuerung), bei der alle Endgeräte gemäß der verteilten Steuerung betrieben werden ohne Unterscheidung des Bereichs A1 mit zentralisierter Steuerung und des Bereichs A2 mit verteilter Steuerung, gemäß einem Zustand geschaltet, eine Operation bei diesem Ausführungsbeispiel, die durchgeführt wird, wenn das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung konfiguriert ist, ist dieselbe wie die Operation bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Operation bei diesem Ausführungsbeispiel, die durchgeführt wird, wenn das Netz mit verteilter Steuerung konfiguriert ist, ist dieselbe wie die Operation des normalen Netzes mit verteilter Steuerung.
7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Schaltvorgangs von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung. Zuerst werden unter der Annahme, dass das Kommunikationssystem in dem Netz mit verteilter Steuerung gesetzt ist, die Endgeräte (das Endgerät 10 und das Endgerät 20) in den verteilten Steuermodus gesetzt und führen eine Kommunikation gemäß der in dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten verteilten Steuerung durch (Schritt S21).
In dem Datensammel-Endgerät (dem Endgerät 10) misst die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 eine PER eines Empfangspakets (Schritt S22). Das Datensammel-Endgerät bestimmt, ob die in einer festen Zeit gemessene PER einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet (Schritt S23). Wenn die PER den Schwellenwert nicht überschreitet (Nein im Schritt S23), kehrt das Datensammel-Endgerät zum Schritt S22 zurück. Wenn die PER den Schwellenwert überschreitet (Ja im Schritt S23), bestimmt die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 des Datensammel-Endgeräts, das ein Netz in dem Kommunikationssystem überlastet ist, bestimmt das Schalten von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung, und sendet eine Mitteilung über das Schalten, um das Schalten von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung mitzuteilen (Schritt S24). Es ist zu beachten, dass ein Mitteilungsbereich das gesamte Kommunikationssystem sein kann. Jedoch kann die Zusatzbelastung aufgrund der Mitteilung reduziert werden, in dem der Mitteilungsbereich auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät gesetzt wird. Die Netzschaltmitteilung enthält einen Netztyp nach dem Schalten (das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung), die Anzahl von Sprüngen N von dem Datensammel-Endgerät eines Endgeräts an einer Grenze zwischen einem Bereich mit zentralisierter Steuerung und einem Bereich mit verteilter Steuerung, und Werte, die eine allgemeine Kommunikationsperiode und eine Grenzkommunikationsperiode anzeigen. Die Werte der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode sind beispielsweise die Zeit, zu der die Zeitmultiplexsteuerung der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode gestartet wird, und die Längen der Perioden. Es ist zu beachten, dass die Werte, die die allgemeine Kommunikationsperiode und die Grenzkommunikationsperiode anzeigen, nicht hierauf beschränkt sind, und nur Werte sein müssen, durch die die Schaltzeitpunkte der Perioden bekannt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden als Informationen (Setzinformationen) für die Endgeräte 20 zum Setzen von Endgerätemodi die Anzahl von Sprüngen N von dem Datensammel-Endgerät des Endgeräts an der Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung mitgeteilt. Jedoch sind die Informationen für die Endgeräte 20 zum Bestimmen von Endgerätemodi der eigenen Endgeräte nicht hierauf beschränkt (zum Beispiel die Anzahl von Sprüngen entsprechend jedem der Endgerätemodi kann mitgeteilt werden).
In den Endgeräten, die die Schaltmitteilung empfangen, setzt die Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit 4 einen Kommunikationsbereich des eigenen Endgeräts auf der Grundlage der Mitteilung (Schritt S25). Insbesondere unter den Endgeräten, die die Schaltmitteilung von dem Datensammel-Endgerät empfangen, setzen die Endgeräte von dem Datensammel-Endgerät bis zu dem N-ten Sprungendgerät Kommunikationsbereiche in dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung. Das (N+1)-te Sprungendgerät und die nachfolgenden Endgeräte setzen Kommunikationsbereiche in dem Bereich A2 für verteilte Steuerung. Die Endgeräte von dem Datensammel-Endgerät bis zu dem (N-3)-ten Sprungendgerät werden in den zentralisierten Steuermodus gesetzt. Das (N+4)-te Sprungendgerät und die nachfolgenden Endgeräte werden in den verteilten Steuermodus gesetzt. Die Endgeräte von dem (N-2)-ten Sprungendgerät bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät werden in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt. Danach sind die Operationen der Endgeräte in dem zentralisierten Steuermodus, dem verteilten Steuermodus und dem Zeitmultiplex-Steuermodus dieselben wie die Operationen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
8 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels für einen Schaltvorgang von dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung. Zuerst führen unter der Annahme, dass das Kommunikationssystem in dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung gesetzt ist, die Endgeräte gemäß gesetzten Endgerätemodi der eigenen Endgeräte eine Kommunikation gemäß der bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten Operation durch (Schritt S31).
Die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 des Datensammel-Endgeräts misst ein Verhältnis von NULL DATA zu POLLING (Schritt S32).
Das Datensammel-Endgerät bestimmt, ob das gemessene Verhältnis von NULL DATA zu POLLING in einer festen Periode einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet (Schritt S33). Wenn das Verhältnis den Schwellenwert nicht überschreitet (Nein im Schritt S33), kehrt das Datensammel-Endgerät zum Schritt S32 zurück. Wenn das Verhältnis den Schwellenwert überschreitet (Ja im Schritt S33), bestimmt das Datensammel-Endgerät, dass ein Netz in dem Kommunikationssystem unbenutzt ist, bestimmt ein Schalten von dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung, und sendet eine Schaltmitteilung zum Mitteilen des Schaltens von dem gemischten Netzwerk mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netzwerk mit verteilter Steuerung (Schritt S34). Es ist zu beachten, das in diesem Fall, wie in dem vorstehend erläuterten Fall, es möglich ist, eine Zusatzlast aufgrund der Mitteilung zu reduzieren, in dem ein Mitteilungsbereich auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät gesetzt wird. Die Netzschaltmitteilung enthält einen Netztyp nach dem Schalten (das Netz mit verteilter Steuerung).
In den Endgeräten, die die Netzschaltmitteilung von dem Datensammel-Endgerät empfangen, setzt die Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit 4 einen Kommunikationsbereich des eigenen Endgeräts gemäß der Schaltmitteilung (Schritt S35). Insbesondere ändern die Endgeräte von dem Datensammel-Endgerät bis zum N-ten Sprungendgerät die Kommunikationsbereiche in die Bereiche A2 mit verteilter Steuerung. Die Endgeräte von dem Endgerät 10 bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät setzten Endgerätemodi in den verteilten Steuermodus.
Wenn das Netz mit verteilter Steuerung in das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschaltet wird, können vorher die Größen des Bereichs A1 mit zentralisierter Steuerung und des Bereichs A2 mit verteilter Steuerung bestimmt werden. Jedoch kann die Größe des Bereichs A1 mit zentralisierter Steuerung und des Bereichs A2 mit verteilter Steuerung auch gemäß einem Netzzustand bestimmt werden. Als ein Beispiel wird ein Verfahren zum bestimmen des N-ten Sprungendgeräts an einer Grenze zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung gemäß einem Netzzustand erläutert.
9 ist ein Diagramm eines Beispiels für Netztopologie des Kommunikationssystems bei diesem Ausführungsbeispiel. Das Endgerät 10 hält Routeninformationen zu den Endgeräten 20 zurück, wenn Routen aufgebaut werden. Jedes von Endgeräten 20-1, 20-2, ..., und 20-10 ist eines der in 2 gezeigten Endgeräte 20. Die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 des Endgeräts 10 berechnet auf der Grundlage von Sendequellen von DATA, die von den Endgeräten 20-1, 20-2, ..., und 20-10 empfangen wurden, und gespeicherten Kommunikationsrouten die jeweilige Anzahl von Paketen (enthaltend weitergeleitete Pakete) die durch die Endgeräte 20-1, 20-2, ..., und 20-10 in einer festen Periode empfangen wurden.
Die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 des Endgeräts 10 setzt, unter Endgeräten, die jeweils berechnete Anzahl von Empfangspaketen, die einen Schwellenwert überschreiten, das Endgerät 20-1, 20-2, ..., oder 20-10 mit der größten Anzahl von Sprüngen als ein Bezugsendgerät. Die Kommunikationsverwaltungseinheit 7 des Endgeräts 10 setzt als den Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung einen Bereich bis zu dem Endgerät 20-1, 20-2, ..., oder 20-10, bei dem die Anzahl von Sprüngen gleich der Anzahl von Sprüngen des Bezugsendgeräts +1 ist. Es ist zu beachten, dass die feste Periode für die Berechnung und der Schwellenwert beliebig sind.
Wenn beispielsweise die jeweilige Anzahl von Paketen, die durch die Endgeräte in der festen Periode in der in 9 gezeigten Topologie gesendet werden, in 10 gezeigte Werte sind, berechnet das Endgerät 10 ein in 11 gezeigtes Ergebnis auf der Grundlage der Empfangsdaten von den Endgeräte 20-1, 20-2, ..., und 20-10. 10 ist ein Diagramm eines Beispiels für die jeweilige Anzahl von Paketen, die von den Endgeräten 20-1, 20-2, ..., und 20-10 in der festen Periode gesendet wurden. 11 ist ein Diagramm eines Beispiels für die jeweilige Anzahl von Empfangsdaten (DATA) (einschließlich weiter geleitete Daten) von den Endgeräten 20-1, 20-2, ..., und 20-10, und die jeweilige Anzahl von Sprüngen der Endgeräte (die jeweilige Anzahl von Sprüngen von dem Endgerät 10 aus).
Wenn der Schwellenwert für die Anzahl von Empfangspaketen gemäß 11 auf 10 gesetzt ist, überschreiten die Endgeräte 20-1 und 20-3 den Schwellenwert. Von den Endgeräten 20-1 und 20-3 ist das Endgerät mit der größten Anzahl von Sprüngen das Endgerät 20-3. Ein Bereich bis zu einem dritten Sprungendgerät mit der Anzahl von Sprüngen, die durch Addieren von 1 zu der Anzahl von Sprüngen des Endgeräts 20-3 erhalten wurde, wird als der Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung gesetzt. In der vorstehenden Erläuterung wird die jeweilige Anzahl von Empfangspaketen der Endgeräte 20-1, 20-2, ..., und 20-10, die Daten weiterleiten, auf der Grundlage der Anzahl von durch das Endgerät 10 empfangenen Paketen berechnet. Jedoch können die Endgeräte 20-1, 20-2, ..., und 20-10 individuell die jeweilige Anzahl von Empfangspaketen in der festen Periode messen und ein Messergebnis zu dem Endgerät 10 senden. Das Endgerät 10 kann einen Bereich mit zentralisierter Steuerung auf der Grundlage eines von dem Endgerät 10 empfangen Messwerts bestimmen.
Wenn das Netz mit verteilter Steuerung in das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschaltet wird, können die allgemeine Kommunikationsperiode und die Grenzkommunikationsperiode vorher bestimmt werden. Jedoch können die allgemeine Kommunikationsperiode und die Grenzkommunikationsperiode auch gemäß einem Zustand des Netzes bestimmt werden. Beispielsweise berechnet wie bei dem Bestimmungsverfahren für den Bereich mit zentralisierter Steuerung und den Bereich mit verteilter Steuerung das Endgerät 10 die jeweilige Anzahl von Empfangspaketen der N Sprungendgeräte in einer festen Periode. Das Endgerät 10 setzt das Endgerät 20 mit der größten Anzahl von Empfangspaketen unter den N Sprungendgeräten als ein Bezugsendgerät und teilt der Grenzkommunikationsperiode die Zeit zu, in der die Empfangspakete in dem Bezugsendgerät gesendet werden können. Eine für das Senden der Empfangspakete erforderliche Sendezeit kann anhand einer Gesamtdatengröße der Empfangspakete und der Kommunikationsgeschwindigkeit berechnet werden. Wenn beispielsweise bestimmt wird, in gemessenen 30 Sekunden 10 Sekunden für das Senden von Paketen benötigt werden, kann ein Verhältnis der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode mit einem Verhältnis von 3:1, das als ein Bezugswert gesetzt ist, und unter Berücksichtigung einer Schwankung der Anzahl von Paketen geändert werden. Bei dem vorstehend erläuterten Beispiel wird das Verhältnis der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode anhand der Anzahl von durch das Endgerät 10 empfangenen Paketen bestimmt. Jedoch können wie bei dem Bestimmungsverfahren für den Bereich zentralisierter Steuerung und dem Bereich verteilter Steuerung die Endgeräte die jeweilige Anzahl von Empfangspaketen messen und die Messinformationen zu dem Endgerät 10 senden, und das Endgerät 10 kann das Verhältnis auf der Grundlage der Messinformationen bestimmen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden das Netz mit verteilter Steuerung und das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschaltet. Jedoch kann während eines Betriebs des gemischten Netzes mit zentralisierter/verteilter Steuerung die Grenze zwischen dem Bereich A1 zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung auch gemäß einem Zustand des Netzes geänderter werden. Beispielsweise misst das (N-1)-te Sprungendgerät in 3 ein Verhältnis des Sendens von NULL DATA zu POLLING. Gemäß der Messung bestimmt, wenn das Verhältnis von NULL DATA einen Schwellenwert überschreitet, das (N-1)-te Sprungendgerät, das eine Kommunikationsmenge des Netzes abnimmt und teilt dem Datensammel-Endgerät 10 eine Grenzänderungsforderung zur Forderung einer Verkleinerung des Bereichs mit zentralisierter Steuerung mit. Das N-te Sprungendgerät misst eine PER von DATA, die von dem (N+1)-ten Sprungendgerät empfangen wurden. Wenn die PER einen Schwellenwert überschreitet, bestimmt das N-te Sprungendgerät, dass die Kommunikationsmenge des Netzes zunimmt, und teilt dem Datensammel-Endgerät 10 eine Grenzänderungsforderung zum Bestimmen einer Erweiterung des Bereichs A1 mit zentralisierter Steuerung mit.
Das Datensammel-Endgerät 10, dass die Grenzänderungsforderung für den Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung empfängt, sendet eine Netzschaltmitteilung, die dieselbe ist wie die Netzschaltmitteilung zum Schalten von dem Netz für verteilte Steuerung in das gemischte Netz für zentralisierte/verteilte Steuerung. Die Netzschaltmitteilung enthalten die Anzahl von Sprüngen N von dem Datensammel-Endgerät zu einem Endgerät an einer neuen Grenze zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung wird gesendet. Folglich können die Endgeräte 20 die mitgeteilte Änderung (die Änderung zwischen dem Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich A2 mit verteilter Steuerung) durchführen. Es ist zu beachten, dass die Zusatzbelastung aufgrund des Sendens der Mitteilung verringert werden kann durch Setzen des Sendebereichs der Netzschaltmitteilung auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät, wenn der Bereich A1 für zentralisierte Steuerung verkleinert wird, und Setzen des Sendebereichs auf einen Bereich bis zu dem (N+4)-ten Sprungendgerät, wenn der Bereich A1 mit zentralisierter Steuerung erweitert wird.
Es ist auch möglich, ein Verhältnis der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode gemäß einem Zustand des Netzes während eines Betriebs in dem gemischten Netzt mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu ändern. Wenn beispielsweise in dem Puffer gespeicherte Daten während der Grenzkommunikationsperiode nicht vollständig gesendet werden können, teilt das (N+1)-te Sprungendgerät in 3 dem Datensammel-Endgerät eine Kommunikationsperioden-Änderungsanforderung zum Fordern einer Erweiterung der Grenzkommunikationsperiode mit. Das Endgerät 20 in dem zentralisierten Bereich überwacht den Puffer des eigenen Endgeräts. Wenn in dem Puffer gespeicherte Daten einen Schwellenwert überschreiten, teilt das Endgerät 20 dem Datensammel-Endgerät eine Kommunikationsperioden-Änderungsanforderung zum Fordern einer Erweiterung der allgemeinen Kommunikationsperiode mit. Das Datensammel-Endgerät, das die Kommunikationsperioden-Änderungsanforderungen für die Grenzkommunikationsperiode und die allgemeine Kommunikationsperiode empfängt, vergrößert eine bezeichnete der Kommunikationsperioden-Änderungsanforderung. Wenn die Kommunikationsperioden-Änderungsanforderung vergrößert wird, verringert, wenn die Kommunikationsperioden-Änderungsanforderung einen Schwellenwert überschreitet, dass Datensammel-Endgerät eine der Kommunikationsperioden. Das Datensammel-Endgerät, das Werte der allgemeinen Kommunikationsperiode und der verteilten Kommunikationsperiode bestimmt, sendet eine Netzschaltmitteilung, die dieselbe ist wie die Netzschaltmitteilung zum Schalten von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung. Die Netzschaltmitteilung enthält neue Werte für die allgemeine Kommunikationsperiode und die verteilte Kommunikationsperiode. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, die Zusatzlast aufgrund des Sendens durch Setzen eines Sendebereichs für die Netzschaltmitteilung auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät zu verringern.
Es ist zu beachten, dass als Bezugswerte für die verschiedenen Arten des Schaltens bei diesem Ausführungsbeispiel die PER und das Verhältnis von NULL DATA zu POLLING verwendet werden. Die Bezugswerte sind nicht besonders beschränkt, solange wie die Bezugswerte solche sind, mit denen ein Netzzustand bestimmt werden kann, wie eine BER (Bitfehlerrate), eine RSSI (Empfangssignalstärkenindikator) und ein SINR (Signal-Interferenzstörungs-Verhältnis). Wenn NULL DATA, das auf POLLING antwortet, nicht zurückgesendet wird, kann ein Verhältnis von Nichtrücksendung von DATA verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass in der vorstehenden Erläuterung das Schalten auf der Grundlage der Anzahl von Paketen bestimmt wird. Jedoch kann das Schalten auch auf der Grundlage einer empfangenen Datengröße bestimmt werden. Weiterhin kann das Schalten unter Berücksichtigung von Verzweigungszuständen von Routen und der Anzahl von Endgeräten bestimmt werden.
Wie vorstehend erläutert ist, werden bei diesem Ausführungsbeispiel das Netz mit verteilter Steuerung und das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung gemäß einem Netzzustand geschaltet. Folglich ist es, wenn das Netz nicht überlastet ist, möglich, eine Verarbeitungslast durch die zentralisierte Steuerung zu verringern, in dem die verteilte Steuerung in den Endgeräten durchgeführt wird. Andererseits ist es, wenn das Netz überlastet ist, möglich, eine Interferenz nahe des Datensammel-Endgeräts zu unterdrücken, in dem eine zentralisierte Steuerung nahe des Datensammel-Endgeräts, wo die Pakete zunehmen, durchgeführt wird.
Weiterhin ist es während des Betriebs in dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung möglich ist, einen Paketverlust aufgrund eines Pufferüberlaufs zu vermeiden, in dem die Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung und das Verhältnis der allgemeinen Kommunikationsperiode und der Grenzkommunikationsperiode gemäß einem Netzzustand geändert werden.
Selbst wenn ein Endgerät, das nicht an die zentralisierte Steuerung angepasst ist, in dem Netz teilnimmt, ist es möglich, dieses Endgerät einzubeziehen, in dem das Netz in das Netz, in welchem nur die verteilte Steuerung durchgeführt wird, zu schalten.
Drittes Ausführungsbeispiel
12 ist ein Diagramm eines Konfigurationsbeispiels für ein drittes Ausführungsbeispiel des Kommunikationssystems nach der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen von Endgeräten (das Endgerät 10 und das Endgerät 20) bei diesem Ausführungsbeispiel sind dieselben wie die Konfigurationen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Unterschiede gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel werden nachfolgend erläutert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist unter Kommunikationsrouten zwischen einem Datensammel-Endgerät (dem Endgerät 10) und den Endgeräten 20 nur eine spezifische Route ein gemischtes Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung, in welchem eine zentralisierte Steuerung und eine verteilte Steuerung gemischt sind. Kommunikationen in den Routen, die andere als eine Zielroute sind, werden gemäß der verteilten Steuerung betrieben.
In einem Zustand, in welchem eine Kommunikationsroute als ein Netz mit verteilter Steuerung betrieben wird, misst das Datensammel-Endgerät eine PER wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Jedoch misst bei diesem Ausführungsbeispiel das Datensammel-Endgerät eine PER von jedem der Endgeräte 20, das Pakete zu dem Datensammel-Endgerät sendet. Wenn die gemessene PER einen Schwellenwert überschreitet, schaltet das Datensammel-Endgerät nur eine Route (eine spezifische Route) enthalten das Endgerät 20 mit der PER, dass den Schwellenwert überschreitet, von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung.
Wenn das Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschaltet wird, sendet das Datensammel-Endgerät eine Netzschaltmitteilung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, die Zusatzlast aufgrund des Sendens durch Setzen eines Sendebereichs der Netzschaltmitteilung auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät zu verringern. Die Netzschaltmitteilung enthält Identifiziere vom (N-2)-ten bis zum (N+3)-ten Sprungendgerät einer Zielroute, in die das Netz geschaltet ist. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel setzt das Endgerät 20 auf der geschalteten Zielroute, dass die Netzschaltmitteilung empfängt, einen Bereich zentralisierter Steuerung und einen Bereich verteilter Steuerung, und setzt weiterhin einen zentralisierten Steuermodus, einen verteilten Steuermodus und einen Zeitmultiplex-Steuermodus. Operationen in den Endgerätemodi sind dieselben wie die Operationen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Andererseits empfängt das Endgerät 20 auf einer Route, die eine andere als die Zielroute ist, die die Netzschaltmitteilung empfängt, POLLING. Wenn das POLLING nicht ein an das eigene Endgerät adressiertes POLLING ist, wird das Endgerät 20 tätig, eine Kommunikation während einer festen Periode zu verhindern. Folglich vermeidet das Endgerät 20 eine Situation, in der eine Kommunikation der zentralisierten Steuerung einer Interferenz durch Senden eines Endgeräts, das gemäß der verteilten Steuerung in demselben Bereich operiert, unterliegt. Die Kommunikationsstoppperiode durch das POLLING kann ein vorbestimmter Wert sein. Alternativ kann eine Kommunikationsverhinderungsperiode in dem zu sendenden POLLING enthalten sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die spezifische Route, die in das gemischte Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschaltet ist, mehrere Routen sein, die zu dem Datensammel-Endgerät zentriert sind. In diesem Fall kann die Netzschaltmitteilung durch eine zu den Routen äquivalente Anzahl gesendet werden. Alternativ können die zu schaltenden Routen betreffenden Informationen in der Netzschaltmitteilung enthalten sein.
Das Datensammel-Endgerät misst ein Verhältnis von NULL DATA zu POLLING für jede der zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung geschalteten Routen. Wenn das Verhältnis einen Schwellenwert überschreitet, schaltet das Datensammel-Endgerät die Zielroute von dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung. Wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel führt das Datensammel-Endgerät das Schalten von dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung durch Senden einer Netzschaltmitteilung durch. Wie bei dem Schalten von dem Netz mit verteilter Steuerung zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung enthält die Netzschaltmitteilung die Identifizierer des (N-2)-ten bis zum (N+3)-ten Sprungendgerät der Zielroute, in die das Netz geschaltet ist. Die Netzschaltmitteilung wird gesendet. Es ist zu beachten, dass es möglich ist, die Zusatzlast aufgrund des Sendens zu verringern, in dem ein Sendebereich auf einen Bereich bis zu dem (N+3)-ten Sprungendgerät gesetzt wird. Ein Endgerät auf der Zielroute, das die Netzschaltmitteilung empfängt, setzt einen eigenen Endgerätemodus in den verteilten Steuermodus. Es ist zu beachten, dass, wenn mehrere Routen von dem gemischten Netzt mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung geschaltet werden, die Routen betreffende Informationen auch in der Netzschaltmitteilung enthalten sein können.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die PER als eine Schaltbezugsgröße zum Durchführen des Schaltens zu dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung verwendet. Das Verhältnis von NULL DATA zu POLLING wird als eine Bezugsgröße zum Schalten von dem gemischten Netz mit zentralisierter/verteilter Steuerung zu dem Netz mit verteilter Steuerung verwendet. Jedoch sind die Bezugsgrößen nicht besonders beschränkt, solange wie die Bezugsgrößen solche sind, mit denen die Kommunikationsqualität bestimmt werden kann, wie eine BER und SINR bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Wenn auf POLLING Antworten des NULL DATA nicht zurückgesendet wird, kann ein Verhältnis des Nichtzurücksendens von DATA verwendet werden. Weiterhin kann das Schalten unter Berücksichtigung von Verzweigungszuständen von Routen und der Anzahl von Endgeräten bestimmt werden. Wie vorstehend erläutert wird, werden bei diesem Ausführungsbeispiel die zentralisierte Steuerung und die verteilte Steuerung nur bei einer spezifischen Route gemischt. Folglich ist es möglich, Endgeräte zu reduzieren, in denen eine Steuerlast durch die zentralisierte Steuerung und eine Steuerlast durch die Zeitmultiplexoperation zunimmt. Weiterhin werden die zentralisierte Steuerung und die verteilte Steuerung bei einer Route mit einer hohen Kommunikationsfrequenz gemischt. Folglich ist es möglich, die Interferenz nahe dem Datensammel-Endgerät herabzusetzen und den Durchsatz zu verbessern.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend erläutert wird, sind das Kommunikationssystem, das Kommunikationsendgerät und das Kommunikationsverfahren nach der vorliegenden Erfindung nützlich für ein Kommunikationssystem, in welchem die zentralisierte Steuerung und die autonome verteilte Steuerung gemischt werden, und sind insbesondere geeignet für ein Kommunikationssystem, das eine Mehrsprungkommunikation durchführt.
Bezugszeichenliste

1: Steuereinheit
2: Funkeinheit
3: Antenne
4: Kommunikationsbereichs-Verwaltungseinheit
5: Endgerätemodus-Verwaltungseinheit
6: Sendeperioden-Verwaltungseinheit
7: Kommunikationsverwaltungseinheit
10, 20, 20-1 bis 20-20-7: Endgeräte

Claims

Kommunikationssystem aufweisend mehrere Kommunikationsendgeräte, welches Kommunikationssystem in der Lage ist, einen Bereich (A1) mit zentralisierter Steuerung, wo eine zentralisierte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß der Steuerung durch ein Hauptendgerät (10) durchgeführt wird, und einen Bereich (A2) mit verteilter Steuerung, wo eine verteilte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer autonomen verteilten Steuerung durchgeführt wird, zu setzen, wobei das Kommunikationssystem einen Endgerätemodus der Kommunikationsendgeräte enthaltend das Kommunikationsendgerät, das sich an einer Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befindet, als einen Zeitmultiplex-Steuermodus zum Durchführen einer Kommunikation in einer Zeitmultiplexweise setzt, das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen zentralisierten Steuermodus setzt, und das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit verteilter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen verteilten Steuermodus setzt, das in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzte Kommunikationsendgerät das Senden in einer Kommunikationsperiode durchführt, in der eine Kommunikation zugelassen ist, und das Kommunikationsendgerät, das in den zentralisierten Steuermodus gesetzt ist, und das Kommunikationsendgerät, das in den verteilten Steuermodus gesetzt ist, eine Kommunikation unabhängig von der Kommunikationsperiode durchführen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem der Bereich mit zentralisierter Steuerung durch die Kommunikationsendgeräte, bei denen die Anzahl von deren Sprüngen von dem Hauptendgerät weg gleich oder kleiner als N (N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1) Sprünge ist, konfiguriert ist, und der Bereich mit verteilter Steuerung durch die Kommunikationsendgeräte konfiguriert ist, bei denen die Anzahl von deren Sprüngen von dem Hauptendgerät weg gleich oder größer als N+1 Sprünge sind.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2, bei dem das Kommunikationssystem das Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg gleich oder kleiner als N-3 Sprünge ist, in den zentralisierten Steuermodus setzt, das Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg gleich oder größer als N+4 Sprünge ist, in den verteilten Steuermodus setzt, und das Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg N-2 Sprünge bis N+3 Sprünge ist, in den Zeitmultiplex-Steuermodus setzt.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2, bei dem, wenn der Endgerätemodus gesetzt wird, das Kommunikationssystem auf der Grundlage von Empfangsenergie in den Kommunikationsendgeräten das Kommunikationsendgerät bestimmt, bei dem eine Interferenz mit der Kommunikation zwischen dem Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg N Sprünge ist, und dem Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg N+1 Sprünge ist, stattfindet, und das Kommunikationsendgerät in den Zeitmultiplex-Steuermodus setzt.
Kommunikationssystem nach Anspruch 2, bei dem das Kommunikationssystem das Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg N Sprünge ist, und das Kommunikationsendgerät, bei dem die Anzahl von dessen Sprüngen von dem Hauptendgerät weg N+1 Sprünge ist, als Grenzendgeräte setzt, und in dem Zeitmultiplex-Steuermodus das Kommunikationssystem in einer Zeitmultiplexweise eine Grenzkommunikationsperiode, in der eine Kommunikation zwischen den Grenzendgeräten zugelassen ist, und eine allgemeine Kommunikationsperiode, in der eine Kommunikation, die eine andere als die Kommunikation zwischen den Grenzendgeräten ist, zugelassen ist, schaltet.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Kommunikationssystem während einer Operation in dem zentralisierten Steuermodus oder dem Zeitmultiplex-Steuermodus in einer Sendegelegenheit des eigenen Endgeräts ein angehäuftes Senden oder ein kontinuierliches Senden von in einem Puffer akkumulierten Daten durchführt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Kommunikationssystem es ermöglicht, eine gemischte Netzkonfiguration enthaltend sowohl den Bereich mit zentralisierter Steuerung als auch den Bereich mit verteilter Steuerung und ein Netz mit verteilter Steuerung, in welchem sämtliche Kommunikationsendgeräte gemäß der verteilten Steuerung operieren, zu schalten, und das Kommunikationssystem die gemischte Netzkonfiguration und die Netzkonfiguration mit verteilter Steuerung auf der Grundlage der in den Kommunikationsendgeräten gemessenen Kommunikationsqualität schaltet.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, bei dem das Hauptendgerät während einer Operation in der Netzkonfiguration mit verteilter Steuerung die Kommunikationsqualität zwischen dem Hauptendgerät und den Kommunikationsendgeräten misst, ein Schalten zu der gemischten Netzkonfiguration bestimmt, wenn die Kommunikationsqualität einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und, wenn das Schalten bestimmt ist, eine Netzschaltmitteilung enthaltend Setzinformationen zum Setzen des Endgerätemodus rundsendet, und das Kommunikationsendgerät, dass die Netzschaltmitteilung empfängt, den Endgerätemodus des eigenen Endgeräts auf der Grundlage der Setzinformationen setzt.
Kommunikationssystem nach Anspruch 8, bei dem das Hauptendgerät das Schalten einer Route entsprechend dem Kommunikationsendgerät, dessen Kommunikationsqualität den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, von der Netzkonfiguration mit verteilter Steuerung zu der gemischten Netzkonfiguration bestimmt und die Netzschaltmitteilung enthaltend Informationen zum Identifizieren der zu schaltenden Zielroute sendet, das Kommunikationsendgerät auf der Zielroute, das die Netzschaltmitteilung empfängt, den Endgerätemodus auf der Grundlage der Setzinformationen setzt, und, wenn das Kommunikationsendgerät nicht auf der Zielroute, das die Netzschaltmitteilung empfängt, ein POLLING empfängt, das nicht an das eigene Endgerät adressiert ist, das Kommunikationsendgerät eine Kommunikation während einer festen Periode verhindert.
Kommunikationssystem nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei dem während einer Operation in der gemischten Netzkonfiguration das Hauptendgerät die Kommunikationsqualität der Kommunikation durch die zentralisierte Steuerung zwischen dem Hauptendgerät und den Kommunikationsendgeräten misst, das Schalten in die Netzkonfiguration mit verteilter Steuerung bestimmt, wenn die Kommunikationsqualität einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und, wenn das Schalten bestimmt wird, eine Netzschaltmitteilung rundsendet, und das Kommunikationsendgerät, das die Netzschaltmitteilung empfängt, den Modus des eigenen Endgeräts in den verteilten Steuermodus setzt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Hauptendgerät auf der Grundlage von von den Kommunikationsendgeräten empfangenen Paketen und von Routeninformationen für jedes der Kommunikationsendgeräte eine Menge von Empfangsdaten enthaltend weitergeleitete Daten, die durch das Kommunikationsendgerät in einer festen Periode empfangen wurden, berechnet und eine Größe des Bereichs mit zentralisierter Steuerung mit Bezug auf ein Endgerät unter den Kommunikationsendgeräten, bei denen die berechnete Empfangsdatenmenge jeweils einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, das eine größte Anzahl von Sprüngen von dem Hauptendgerät weg hat, bestimmt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Kommunikationsendgerät eine Menge von Empfangsdaten enthaltend weitergeleitete Daten, die in einer festen Periode empfangen wurden, misst, dem Hauptendgerät die gemessene Empfangsdatenmenge mitteilt und eine Größe des Bereichs mit zentralisierter Steuerung mit Bezug auf ein Endgerät unter den Kommunikationsendgeräten, deren mitgeteilte Empfangsdatenmengen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, das eine größte Anzahl von Sprüngen von dem Hauptendgerät weg hat, bestimmt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem das Hauptendgerät eine Menge von Empfangsdaten enthaltend weitergeleitete Daten, die durch Grenzendgeräte empfangen wurden, die die Kommunikationsendgeräte sind, die sich an der Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befinden, in einer festen Periode berechnet, und die Kommunikationsperiode auf der Grundlage der Empfangsdatenmenge in dem Grenzendgerät mit einer größten Empfangsdatenmenge unter den Grenzendgeräten bestimmt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem Grenzendgeräte, die die Kommunikationsendgeräte sind, die sich an der Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befinden, Empfangsdatenmengen enthaltend weitergeleitete Daten, die in einer festen Periode empfangen wurden, messen und dem Hauptendgerät die gemessenen Empfangsdatenmengen mitteilen, und das Hauptendgerät die Kommunikationsperiode auf der Grundlage der Empfangsdatenmenge in dem Grenzendgerät mit einer größten Empfangsdatenmenge unter den mitgeteilten Empfangsdatenmengen bestimmt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Kommunikationssystem die Empfangsdatenmengen jeweils als Anzahl von Empfangspaketen setzt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem das Kommunikationssystem die Empfangsdatenmengen als Empfangsgrößen setzt.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung direkt Daten von einem Grenzendgerät empfängt, das das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung ist, das sich an der Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befindet, die Kommunikationsqualität zwischen dem Kommunikationsendgerät und dem Grenzendgerät misst und das Hauptendgerät auffordert, den Bereich zentralisierter Steuerung zu verkleinern, wenn die gemessene Kommunikationsqualität einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, das Grenzendgerät die Kommunikationsqualität zwischen dem Grenzendgerät und einem Grenzendgerät in dem Bereich mit verteilter Steuerung misst und das Hauptendgerät auffordert, den Bereich zentralisierter Steuerung zu erweitern, wenn die gemessene Kommunikationsqualität einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und das Hauptendgerät eine Netzschaltmitteilung zum Ändern einer Größe des Bereichs mit zentralisierter Steuerung auf der Grundlage der Aufforderung zur Verkleinerung des Bereichs zentralisierter Steuerung oder zur Erweiterung des Bereichs zentralisierter Steuerung sendet.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem ein Grenzendgerät, das das Kommunikationsendgerät in dem Bereich mit verteilter Steuerung ist, das sich an der Grenze zwischen dem Bereich zentralisierter Steuerung und dem Bereich verteilter Steuerung befindet, und die Kommunikationsendgeräte in dem Bereich zentralisierter Steuerung Puffer der eigenen Endgeräte überwachen und dem Hauptendgerät Puffermengen mitteilen, wenn die Puffermengen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, und das Hauptendgerät die Kommunikationsperiode auf der Grundlage der Mitteilung ändert.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10 und 17, bei dem das Kommunikationssystem eine Datengröße berücksichtigt, wenn die Kommunikationsqualität bestimmt wird.
Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 17 und 19, bei dem das Kommunikationssystem die Kommunikationsqualität als zumindest einer, einem oder mehreren von einer PER, einer BER, einem RSSI, einem SINR und einem Verhältnis einer Datenantwort auf einen Abruf setzt.
Kommunikationsendgerät in einem Kommunikationssystem enthaltend mehrere der Kommunikationsendgeräte, welches Kommunikationssystem in der Lage ist, einen Bereich mit zentralisierter Steuerung, in welchem eine zentralisierte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß der Steuerung durch ein Hauptendgerät durchgeführt wird, und einen Bereich mit verteilter Steuerung, in welchem eine verteilte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer autonomen, verteilten Steuerung durchgeführt wird, zu setzen, welches Kommunikationsendgerät aufweist: eine Endgerätemodus-Verwaltungseinheit (5), die irgendeinen von einem zentralisierten Steuermodus, einem verteilten Steuermodus und einem Zeitmultiplex-Steuermodus zum Durchführen einer Kommunikation in einer Kommunikationsperiode, in der dem eigenen Endgerät ermöglicht wird, eine Kommunikation in einer Zeitmultiplexweise durchzuführen, als einen Endgerätemodus setzt; und eine Sendeperioden-Verwaltungseinheit (6), die die Kommunikationsperiode, in der dem eigenen Endgerät ermöglicht wird, eine Kommunikation durchzuführen, verwaltet, und, wenn der Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzt ist, die Möglichkeit des Sendens von dem eigenen Endgerät gemäß der Kommunikationsperiode verwaltet, wobei das Kommunikationsendgerät in dem zentralisierten Steuermodus das Senden gemäß der zentralisierten Steuerung durchführt, ohne von der Kommunikationsperiode abhängig zu sein, und in dem verteilten Steuermodus das Senden gemäß der verteilten Steuerung durchführt, ohne von der Kommunikationsperiode abhängig zu sein.
Kommunikationsverfahren in einem Kommunikationssystem enthaltend mehrere Kommunikationsendgeräte, welches Kommunikationssystem in der Lage ist, einen Bereich mit zentralisierter Steuerung, in welchem eine zentralisierte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß der Steuerung durch ein Hauptendgerät durchgeführt wird, und einen Bereich mit verteilter Steuerung, in welchem eine verteilte Steuerung zum Durchführen einer Kommunikation gemäß einer autonomen, verteilten Steuerung durchgeführt wird, zu setzen, welches Kommunikationsverfahren aufweist: einen Modussetzschritt zum Setzen eines Endgerätemodus der Kommunikationsendgeräte enthaltend das Kommunikationsendgerät, das sich an der Grenze zwischen dem Bereich mit zentralisierter Steuerung und dem Bereich mit verteilter Steuerung befindet, in einen Zeitmultiplex-Steuermodus zum Durchführen einer Kommunikation in einer Zeitmultiplexweise, Setzen des Kommunikationsendgeräts in dem Bereich mit zentralisierter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen zentralisierten Steuermodus, und Setzen des Kommunikationsendgeräts in dem Bereich mit verteilter Steuerung, dessen Endgerätemodus ein anderer als der Zeitmultiplex-Steuermodus ist, in einen verteilten Steuermodus; einen Zeitmultiplex-Sendeschritt, in welchem das in den Zeitmultiplex-Steuermodus gesetzte Kommunikationsendgerät ein Senden in einer Kommunikationsperiode, in der Kommunikation zugelassen ist, durchführt; und einen Nicht-Zeitmultiplex-Sendeschritt, in welchem das in den zentralisierten Steuermodus gesetzte Kommunikationsendgerät und das in den verteilten Steuermodus gesetzte Kommunikationsendgerät eine Kommunikation durchführen, ohne von der Kommunikationsperiode abzuhängen.