JP2004260526A

JP2004260526A - Radio communication apparatus and method of its state transition

Info

Publication number: JP2004260526A
Application number: JP2003048669A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Kawamoto; 康貴川本
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication apparatus and a method of its state transition by which the possible utilization time can be extended in consideration of the density of installation of nodes in each region of the network. <P>SOLUTION: A node device 10 supplies a controlling unit 14 with information on the installation density or information reflecting the information on the installation density from an installation density storing part 18. The controlling unit 14 determines time parameters which are used in accordance with control procedures of the operating state according to the supplied information. The node device 10 is made to operate adaptively in consideration of the installation density within the range in which the node device 10 for providing multi-hop communications is included for extending the possible communication time, in a region where the installation density is low. In this way, by making the radio communication apparatus to operate adaptively, the lifetime of the radio communication apparatus which can be used for communications in a region where the installation density is especially low, namely, where the number of installed devices is small, can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、とくにマルチホップ通信機能を有する無線通信装置に関し、アドホックネットワークのノードに用いて好適なものであり、また、本発明は、ネットワークのライフタイムを延ばす状態遷移方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、山や森など、人が簡単に入れない場所での環境測定が検討されている。この検討される手法にセンサネットワークの研究がある。このセンサネットワーク技術とは、環境測定するフィールドに撒布されたセンサをネットワークのノードとして用い、測定したデータを取り扱う技術である。センサは、センサ機能および無線通信機能を有する小さなデバイスである。個々のノードがセンシングしたデータは、ノード同士で形成したアドホックネットワークでマルチホップ通信によって取り出される。
【０００３】
このアドホックネットワークを形成する場合、フィールド上のノードがすべて用いられるわけではない。このネットワークの構築には利用するノードが選別される。このように構築することは、センサネットワーク全体の動作可能時間、すなわちネットワークライフタイムを延長させる上で重要である。このノード選別する手法には、ＧＡＦ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ−ｉｎｆｏｒｍｅｄＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｏｒＡｄＨｏｃＲｏｕｔｉｎｇ）やＡＳＣＥＮＴ（ＡｄａｐｔｉｖｅＳｅｌｆ−ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓＥｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＴｏｐｏｌｏｇｉｅｓ）等がある。
【０００４】
ＧＡＦは、ノードが持っている位置情報とノードの通信可能距離とを基に、フィールド上に論理的な升目を形成し、同じ升目に属するノードを同一グループとする。アドホックネットワークに参加するノードは、各グループから１台ずつ選ぶ。アドホックネットワークに参加中のノードが通信不能に陥った場合、グループ内の他のノードがネットワークに参加する（非特許文献１を参照）。
【０００５】
また、ＡＳＣＥＮＴにおけるシステムのノードはアクティブ状態、パッシブ状態、テスト状態、スリープ状態の４状態を有している。アクティブ状態は、ノードがネットワークに参加している状態である。パッシブ状態は、ノードがデータ受信だけを行い、ネットワークに参加しない状態にある。テスト状態は、基本的にパッシブ状態のノードと同じであるが、一定時間にわたって周囲にアクティブ状態のノードが検出できなかったとき、アクティブ状態に変化する状態である。そして、スリープ状態は、ノードがデータ受信もせず、ネットワークにも参加しない状態である（非特許文献２を参照）。
【０００６】
ノードは、通常、パッシブ状態とスリープ状態とのいずれかの状態にあり、これらの状態間を遷移している。パッシブ状態でノードは、周囲にアクティブ状態のノードが減少して、周囲の通信状態が悪化すると、テスト状態に変化する。さらに、この状態で周囲にアクティブ状態のノードが検出できなかったとき、ノードは、テスト状態からアクティブ状態に変化して、ネットワークに参加する。
【０００７】
これらの手法を用いることにより、センサネットワークはアドホックネットワークを形成する際に、データ転送に適用する最低限なノードを選別することができ、ネットワークライフタイムを向上させている。
【０００８】
【非特許文献１】
ＹａＸｕｅｔａｌ．，“Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ−ｉｎｆｏｒｍｅｄＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｏｒＡｄＨｏｃＲｏｕｔｉｎｇ”，ｔｈｅＡＣＭ／ＩＥＥＥｏｎＭｏｂｉｌｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＡＣＭＭｏｂｉｃｏｍ），Ａｐｒｉｌ，２００１，ｐ．７０−８４．
【非特許文献２】
ＡｌｂｅｒｔｏＣｅｒｐａａｎｄＤｅｂｏｒａｈＥｓｔｒｉｎ，“ＡｄａｐｔｉｖｅＳｅｌｆ−ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓＥｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＴｏｐｏｌｏｇｉｅｓ”，ＵＣＬＡＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔＵＣＬＡ／ＣＳＤ−ＴＲ０１０００９，Ｍａｙ，２００１，ｐ．１−１４，＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／ｗｗｗ．ｄｃｃ．ｕｆｍｇ．ｂｒ／￣ｌｉｎｎｙｅｒ／ｓｅｎｓｏｒ％２０ｎｅｔｗｏｒｋｓ％２０−％２０ｂｉｂｌｉｏｇｒａｆｉａ．ｈｔｍ＞。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
センサネットワークを用いて環境測定する場合、ノードの設置方法は、一般的に、飛行機から撒布する方法が採られる。この設置方法は、ノードの設置密度に偏りが生じる可能性がある。
【００１０】
この設置密度が偏って、マルチポップで通信するネットワーク全体に均一にデータが流れていると、前述したＧＡＦやＡＳＣＥＮＴ等の手法では、ノードの設置密度の低い地域は、これ以外の地域に比べて通信可能なノードがなくなるまでの時間が短いという問題が生じる。設置密度の低い地域は、アクティブ状態のノードが通信不能になった際に、代替するノード数が少ないからである。これは、時間経過とともにフィールド上にセンシング不可能な地域が発生してしまうことを意味している。ノードが通信不能になると、折角センシングしたデータが得られなくなってしまうからである。
【００１１】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、ネットワークの地域毎におけるノードの設置密度を考慮して利用可能な時間を延ばすことができる無線通信装置およびその状態遷移方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、デバイスが互いに情報を中継し合うマルチホップ通信を行う通信手段と、この通信手段に対する動作状態の制御手順を決定し、通信手段を制御する制御手段とを含む無線通信装置において、この装置が設置された場所周辺の所定の範囲内に設置された他の装置の数を基に得られる設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを制御手段の制御に応じて提供する情報提供手段を含み、制御手段は、供給される情報に基づいて制御手順にて使用する時間パラメータとしての所定の時間を決定することを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線通信装置は、情報提供手段から制御手段に設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを供給し、制御手段で供給された設置密度情報およびこの反映した情報のいずれかを基に動作状態の制御手順にて使用する時間パラメータを決定することにより、マルチホップ通信する無線通信装置が含まれる範囲の設置密度を考慮して、この無線通信装置を適応動作させて、とくに設置密度が低い、すなわち設置個数か少ない地域における無線通信装置の通信に利用可能なライフタイムを向上させている。
【００１４】
また、本発明は上述の課題を解決するために、デバイスが互いに情報を中継し合うマルチホップ通信を行う無線通信装置をネットワークのノードにして、この装置が採りうる複数の動作状態の一つから他の動作状態に遷移させる方法において、この装置が設置された場所周辺の所定の範囲内に設置された他の装置の数を基に得られる設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを提供する第１の工程と、この提供される情報に基づいて動作状態の制御手順における時間パラメータとしての所定の時間を決定する第２の工程とを含み、第２の工程は、制御に関する閾値をあらかじめ１つ以上設定し、この閾値と設置密度情報とを比較して、この設置密度情報が閾値より低い場合、この装置における一方の動作状態から他方の動作状態に状態遷移するまでの所定の時間を比較結果が高い場合の設定よりも長くすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の無線通信装置の状態遷移方法は、設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを提供し、提供された情報に基づいて動作状態の制御手順を決定において、制御に関する閾値をあらかじめ１つ以上設定し、この閾値と設置密度情報とを比較し、設置密度情報が前記閾値より低い場合、この装置における一方の状態から他方の状態に状態遷移するまでの所定の時間を比較結果が高い場合の設定よりも長くすることにより、とくに設置密度の低い地域に設置されている無線通信装置の一定期間内のスリープ時間を長くし、装置のライフタイムを延ばしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による無線通信装置の実施例を詳細に説明する。
【００１７】
本実施例は、本発明の無線通信装置をセンサネットワークのノード装置１０に適用した場合である。本発明と直接関係のない部分について図示および説明を省略する。以下の説明で、信号はその現れる接続線の参照番号で指示する。
【００１８】
ノード装置１０は、センサ部１２、制御部１４、通信部１６、設置密度記憶部１８およびＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）部２０を含む。センサ部１２は、たとえば目的とする環境パラメータを測定する複数のセンサを有している。センサ部１２はセンサそれぞれが検出したデータを制御部１４に出力する。環境パラメータとしては、気温、大気圧、風速、風向、相対湿度、日射量等があり、これらに限定されない。また、ノード装置１０がネットワークにおけるノード機能だけを担う場合、センサ部１２は不要になる。
【００１９】
制御部１４は、センサ部１２、通信部１６および設置密度記憶部１８を制御する機能を有している。制御部１４は、センサ部１２の動作開始／動作終了およびデータの読出し等を制御し、通信部１６に供給される通信データの送受信を制御する機能を有している。また、制御部１４は、設置密度記憶部１８に供給される設置密度データ２２の書込み／記憶部１８からの設置密度データ２２の読出しを制御する。制御部１４は、設置密度データ２２を書き込むためＩＦ部２０と接続され、ＩＦ部２０を介して設置密度データ２２が供給される。制御部１４は、所定の時間（時間パラメータ）の長さを判定するための閾値や所定の時間と設置密度データとの対応表（ルックアップテーブル）を格納するメモリ機能等も含んでいる。
【００２０】
通信部１６は、制御部１４に接続され、制御部１４を介してセンサ部１２で検出したデータを送信し、他のノード（デバイス）と互いに情報を中継し合うマルチホップ通信機能を有している。また、通信には、たとえばＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１−１９９７のプロトコルを用いた直接スペクトラム拡散を適用している。通信部１６には、周辺の通信状況を調査する稼動状態と、前記情報の通信を停止する停止状態とがある。
【００２１】
設置密度記憶部１８は、メモリである。設置密度記憶部１８は、前述したようにＩＦ部２０、制御部１４を介してあらかじめ人手によってこのノードに対する一定範囲内の設置密度データ２２が入力され、この設置密度データ２２を記憶している。
【００２２】
ＩＦ部２０は、信号線を介して供給される設置密度データ２２の電気レベルや供給される設置密度データ２２のタイミング等を調整する機能を有している。設置密度データ２２は、制御部１４を介して設置密度記憶部１８に供給される。
【００２３】
次にノード装置１０の動作について図２を参照しながら説明する。ノード装置１０における通信部１６は、制御部１４が有する状態によって制御される。制御部１４は、前述したＡＳＣＥＮＴの手法と同様に４つの状態を持っている。すなわち、パッシブ状態２４、テスト状態２６、アクティブ状態２８およびスリープ状態３０である。
【００２４】
制御部１４は、パッシブ状態２４でノード装置１０をアドホックネットワーク（図示せず）に参加させないが、周囲のノードと通信して通信するノードの状態を監視している。制御部１４は、パッシブ状態２４でスリープ状態３０になるまでの所定の時間Ｔ＿ＰＳの間に一定数以上のノードからのアクティブ状態通知信号を受信すると、周囲にアクティブ状態のノード装置があり、通信が円滑に行われていると判断する。制御部１４は、この判断に応じてパッシブ状態２４からスリープ状態３０に状態遷移３２を行う。
【００２５】
また、制御部１４は、パッシブ状態２４で所定の時間Ｔ＿ＰＳの間にアクティブ状態通知信号を受信しなかったとき、周囲にアクティブ状態のノード装置が配設されていないと判断する。制御部１４は、この判断に応じてパッシブ状態２４からテスト状態２６に状態遷移３４を行う。
【００２６】
制御部１４は、テスト状態２６で基本的にパッシブ状態２４と同じ処理を行うが、アクティブ状態通知信号の受信をノード固有時間Ｔ＿ＴＡ内で行う。この固有時間以内に一定数以上のアクティブ状態通知信号の受信がないと、制御部１４はテスト状態２６からアクティブ状態２８に状態遷移３６を行う。ノード固有時間Ｔ＿ＴＡとは、テスト状態２６からアクティブ状態２８に状態遷移するまでの時間である。制御部１４は、このときアクティブ状態通知信号を通信部１６を介して周囲に発信させる。固有時間以内にアクティブ状態通知信号を受信すると、制御部１４はテスト状態２６からスリープ状態３０に状態遷移３８を行う。テスト状態２６は、アクティブ状態のノード装置が存在しないとき、パッシブ状態のノード装置が一斉にアクティブ状態になることを防止するために設けられている。ノード固有時間Ｔ＿ＴＡは、ノード毎にまったく違う値が設定されていることから、複数のノード装置が同時にアクティブ状態２８になる可能性は低い。ノード固有時間Ｔ＿ＴＡは他の固有時間に比べて短い。
【００２７】
制御部１４は、アクティブ状態２８で２つの動作を制御する。制御部１４は、第１にネットワークに参加し、第２にアクティブ状態２８を繰り返す所定の時間Ｔ＿ＬＩＶＥ毎にアクティブ状態通知信号を発信するように制御する。この制御により、アクティブ状態２８が繰り返される。この場合の繰返しが状態遷移４０で表されている。また、制御部１４は、アクティブ状態２８からスリープ状態３０になるまでの所定の時間Ｔ＿ＡＳが経過すると、アクティブ状態２８からスリープ状態３０に状態遷移４２を行う。所定の時間Ｔ＿ＬＩＶＥは、前述した所定の時間Ｔ＿ＰＳ，Ｔ＿ＴＡ，Ｔ＿ＡＳに比べて十分に短い。
【００２８】
制御部１４は、スリープ状態３０でネットワークの参加および周囲のノード装置に対する通信状態の監視を行わない。スリープ状態３０のノード装置１０は、消費電力が最小の状態である。したがって、ノード装置１０は、スリープ状態３０が長ければ長いほど、ノード装置１０の動作可能時間が長くなる。制御部１４は、スリープ状態３０からパッシブ状態２４になるまでの所定の時間Ｔ＿ＳＰが経過すると、スリープ状態３０からパッシブ状態２４に状態遷移４４を行う。
【００２９】
ここで、所定の時間Ｔ＿ＳＰは、設置密度記憶部１８から得られる設置密度データ２２により決定する。設置密度の閾値はあらかじめ設定しておく。所定の時間Ｔ＿ＳＰは、設置密度データ２２がこの閾値より小さい場合、設置密度データ２２が閾値以上の場合よりも長く設定する。
【００３０】
閾値の設定は、一つに限定されるものでなく、複数用意してもよい。各閾値毎に所定の時間Ｔ＿ＳＰを設定すると、制御部１４はよりきめ細かくノード装置を制御することができる。本実施例では閾値を用いたが、関数を利用してもよい。関数は、設置密度に応じて所定の時間Ｔ＿ＳＰを算出する。より具体的に、傾きが負の一次関数を用いると、設置密度が低いほど所定の時間Ｔ＿ＳＰを長くすることができる。関数の利用は、きめ細かな制御だけでなく、メモリの節約にもなる。閾値と所定の時間Ｔ＿ＳＰとの対応表（ルックアップテーブル）といったメモリ機能をノード装置１０の制御部１４内に設けなくても済むからである。また、傾きを変化させ、設置密度を変化させることにより、所定の時間Ｔ＿ＳＰの変化する度合いも変えることができる。
【００３１】
関数は、一次関数に限定されるものでなく、反比例曲線を描く関数でもよい。ノード装置１０は、スリープ状態３０において通信部１６の電源をオフにすると、より一層消費電力を抑制することができる。これら一連の設定等は、後述する変形例においても有効であることは明らかである。
【００３２】
これにより、設置密度の低い地域に配設されたノード装置１０は、これ以外の地域でのスリープ状態にある時間を長く設定し、利用可能時間を延ばすことができる。
【００３３】
次にノード装置１０における第１の変形例について説明する。ノード装置１０は、先の実施例と共通する構成要素に対して同じ参照符号を付して説明を省略する。図３に示すノード装置１０は、設置設密度記憶部１８およびＩＦ部２０を配設することなく、設置密度推定部４６を配設している点に特徴がある。設置密度推定部４６は、生存ノード測定部４８および設置密度算出部５０を有し、ノード装置１０が受信した信号の電界強度（信号レベル）を基に一定範囲に設置されたノード装置の個数密度を推定する機能を有している。
【００３４】
生存ノード測定部４８は、周辺のノード装置から一定時間毎に発信される生存信号をアンテナ５２で受信し、受信した信号５４のレベルを測定する機能を有する。生存ノード測定部４８は、測定した信号レベルをディジタルデータにして設置密度算出部５０に供給する。
【００３５】
設置密度算出部５０は、図示しないが信号レベルと設置密度との対応表を記憶するメモリと、生存測定部４８から供給される信号レベルに対応する設置密度を算出する演算処理部とを有している。
【００３６】
制御部１４は、たとえば自機を示すＭＡＣアドレス等を含む生存信号を生成し、一定時間毎にこの生成信号を通信部１６に発信させる制御機能と、設置密度推定部４６の推定処理を制御している。制御部１４は、設置密度推定部４６で推定された設置密度を基に前述したスリープ状態３０における所定の時間Ｔ＿ＳＰを算出する。
【００３７】
このように生成した所定の時間Ｔ＿ＳＰを基に状態遷移させる構成を含むことにより、設置密度の低い地域のノード装置のライフタイムを延ばすだけでなく、人手でノード装置それぞれに設置密度を入力する作業を不要にし、自動的に設置密度を推定することができる。
【００３８】
次にノード装置１０の第１の変形例における動作を簡単に説明する。本実施例のノード装置１０は、基本的に先の実施例と同様に動作する。そこで、異なる動作について説明する。アンテナ５２にて受信した信号５４、すなわち生存信号を生存ノード測定部４８に供給する。生存ノード測定部４８は、供給された生存信号５４の電界強度を測定し、この測定結果をディジタルデータにして設置密度算出部５０に出力する。
【００３９】
なお、生存ノード測定部４８は、電界強度の測定に限定されるものでなく、図示しないがマイクロフォンおよび音圧センサを備えるようにしてもよい。この場合、ノード装置１０は、生存信号を発信する機能としてスピーカを用いる。
【００４０】
設置密度算出部５０で供給されるディジタルデータに対応する設置密度を推定する機能を有する。この推定では、電界強度を表すディジタルデータに対して近傍に相前後するメモリのディジタルデータを求め、２つのディジタルデータに対応して記憶されている設置密度データをそれぞれ読み出す。そして、２つの電界強度と２つ設置密度データとの間にはそれぞれ線形な関係にあると仮定して、測定したディジタルデータに対応する設置密度データが案分比例により算出される。設置密度算出部５０は、算出した設置密度データを制御部１４に供給する。設置密度推定部４６は、受信する電界強度が発信する生存信号の数に比例し、この数がノード装置の設置密度が比例すると推定しているからである。
【００４１】
制御部１４は、供給される設置密度データを基に所定の時間Ｔ＿ＳＰを算出する。この算出は、先の実施例と同じである。
【００４２】
このように動作させることにより、設置密度データを自動的に入手して所定の時間Ｔ＿ＳＰを設定でき、設置密度の低い地域のノード装置でもライフタイムを向上させることができ、一定時間毎に設置密度を推定することにより、通信可能なノード装置における設置密度の変化にも対応できることからより一層のライフタイム向上を図ることができる。
【００４３】
次にノード装置１０における第２の変形例について説明する。本実施例は、第１の変形例の構成と同じであるが、設置密度推定部４６の構成が異なっている点に特徴がある。設置密度推定部４６は、ノード数測定部５６および設置密度算出部５８を含む。ノード数測定部５６は、ある所定の距離内にあるノード装置の数を測定する機能を有している。この機能を実現するため、ノード装置１０は、あらかじめ通信部１６から一定範囲に届くように所定の信号レベルで無線信号を任意に発信している。ノード数測定部５６は、アンテナ５２で受信した信号５４、すなわち応答信号を十分長い時間にわたって受信する。この応答信号は、他のノード装置が送信する生存信号である。受信した信号５４は、所定の距離内に配設されているものと判断する。ノード数測定部５６は、内蔵するカウンタまたはカウント機能で得られたカウント値をこの判断結果に応じて１だけ歩進する。
【００４４】
また、ノード数測定部５６は、たとえば受信範囲を所定のレベルが届く範囲より狭くする場合、この範囲に対応する受信閾値レベルを設定してノード数を調べるようにしてもよい。この場合、図４に示すように、ノード数測定部５６は、信号５４を入力し、信号５４のレベル強度と受信閾値レベルとを比較する。レベル強度が受信閾値レベルより大きいとき設定範囲内からの信号と判断する。
【００４５】
ノード数測定部５６には、制御部１４からこの信号５４に対応するＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスが供給される。受信したＭＡＣアドレスは、送信したノード装置のそれぞれを識別する固有な情報である。応答信号または生存信号には、ＭＡＣアドレスを含むことが好ましい。ＭＡＣアドレスを利用してノード数測定部５６におけるノード識別をより確実なものにすることができる。ノード数測定部５６は、測定したノード数、カウント値（データ）を設置密度算出部５８に供給する。
【００４６】
なお、ノード数測定部５８は、測定に無線信号を用いたが、前述した第１の変形例と同様に音波を利用してもよい。この場合、ノード装置１０にはアクティブソナーを持たせて、一定範囲にソナー信号を発信し、ノード数測定部５８でソナー信号の反射信号または無線による応答信号を測定しても、前述と同様にノード数を測定することができる。
【００４７】
設置密度算出部５８は、ノード装置１０が設定して送信レベルまたは受信閾値レベルに応じて測定範囲の面積を規定し、供給されるノード数のデータを用いて設置密度データを算出する演算機能と、設置密度データを制御部１４に送信する機能とを有している。
【００４８】
また、制御部１４には、通信部１６を介して応答信号が供給される。制御部１４は、ＭＡＣアドレスをこの応答信号から抽出してノード数測定部５６に供給している。
【００４９】
次にノード装置１０における第２の変形例の動作を簡単に説明する。本実施例は、第１の変形例における動作とほぼ同じ処理を行っている。説明の煩雑さ等を避けるため、この動作の内、異なる設置密度の推定について説明する。制御部１４は、ノード数測定のため一定範囲に届く無線信号を生成し、通信部１４を介してアンテナ５２から送信する。ノード装置１０は、送信した無線信号に対する応答信号をアンテナ５２を介して受信し、ノード数測定部５６および通信部１６に送る。この測定は、十分に長い時間にわたって行う。ノード数測定部５６は、応答信号の受信に応じてカウントして、カウント値を設置密度算出部５８に送る。
【００５０】
なお、制御部１４は、通信部１６から供給される応答信号に含まれるＭＡＣアドレスを抽出して設置密度推定部４６に送る。設置密度推定部４６は、個々に異なるＭＡＣアドレスを用いて自機以外の所定の範囲内にあるノード装置を区別して、カウントする。これにより、ノード装置の区別をより確実なものにしている。
【００５１】
設置密度算出部５８は、測定して得られたノード数（カウント値）ならびに無線信号の送信により規定された範囲および受信閾値レベルに応じた範囲のいずれか一方を用いて、用いた範囲におけるノード装置の設置密度データを算出する。算出した設置密度データは、制御部１４に供給される。制御部１４は、設置密度推定部４６で推定された設置密度データを基に前述したスリープ状態３０における所定の時間Ｔ＿ＳＰを算出する。
【００５２】
これにより、自機以外の周辺に設置されたノード装置のそれぞれは、第１の変形例において生存信号を定期的に発信する場合に比べて一定範囲に届く無線信号（ノード数測定信号）を受信した場合にだけ応答信号を送信すればよく、第１の変形例の場合より発信機会（または交信機会）が減るので、ライフタイムを延ばすことができる。
【００５３】
また、本実施例はノード数を直接的にカウントすることにより、正確なノード装置の設置密度データを得る可能性が高く、結果的に、より正確にノード装置を制御することができる。
【００５４】
次にノード装置１０における第３の変形例を説明する。本実施例においても先に説明した実施例と同じ構成要素に対してこれまでと同じ参照符号を付して説明を省略する。本実施例のノード装置１０は、第１および第２の変形例に比較して設置密度推定部４６を配設することなく、設置後からの所定の期間内で状態がアクティブ状態になった回数を計測する活動計測部６０を含み、制御部１４において計測された回数に応じてノード装置の設置密度を推定し、ノード装置における状態遷移の変化を制御することに特徴がある。
【００５５】
活動計測部６０は、アクティブ回数記憶部６２およびタイマ６４を含む。アクティブ回数記憶部６２は、図示しないがアクティブ検出機能部およびカウンタを含む。アクティブ検出機能部は、制御部１４から供給される状態信号をデコードし、アクティブ状態の検出に応じてパルスを出力する機能を有している。カウンタは、制御部１４から供給されるカウント開始信号に応じてアクティブ検出機能部から出力されたパルスを基にカウントし、タイマ６４からの計測終了信号６６でカウントを終了する機能を有している。また、アクティブ回数記憶部６２は、カウント終了後、カウンタが計測したカウント値を制御部１４に出力する機能も有する。
【００５６】
タイマ６４は、制御部１４から供給されるカウント開始信号に応じて所定の時間Ｔ＿Ｔの計測を開始し、計測期間を表す所定の時間Ｔ＿Ｔの経過に応じて計測終了信号６６をアクティブ回数記憶部６２に供給する機能を有している。
【００５７】
ここで、上述した設置後からの所定の時間Ｔ＿Ｔは、これまでに挙げたノード装置それぞれにおけるテスト状態２６からアクティブ状態２８への遷移に要する固有な時間Ｔ＿ＴＡ、アクティブ状態２８からスリープ状態３０への遷移に要する所定の時間Ｔ＿ＡＳ、パッシブ状態２４からスリープ状態３０への遷移に要する所定の時間Ｔ＿ＰＳおよびスリープ状態３０からパッシブ状態２４への遷移に要する所定の時間Ｔ＿ＳＰに比べて十分長い。
【００５８】
本実施例の考え方を説明する。ノード装置のそれぞれがネットワークのノードになり、無線通信により情報交換・情報通信を行うネットワークが構築されている。このとき、データがネットワーク全体に均一に流れ、単一のノードが集中してネットワークに参加することがない条件を考える。すなわち、エリア内でいくつかのノード装置がネットワークに参加している状況を考える。この状況下でノード装置がアクティブ状態２８になる回数は、同じ時間で比較すると、高い設置密度のエリアに比べて低い設置密度のエリアの方が多い。設置密度は、エリア内に含むノード装置の数を反映しているからである。本実施例は、このような関係を考慮して回数から設置密度を求め、ノード装置１０の状態遷移を変化させてライフタイムを向上させる。
【００５９】
次に本実施例におけるこれまでの実施例との相違点に着目して説明する。活動計測部６０は、所定の時間Ｔ＿Ｔの間にノード装置１０がアクティブ状態２８になった回数をカウントしている。このカウント値は、制御部１４に供給される。制御部１４では、図２に示したように４つの状態を遷移する。ここで、固有な時間Ｔ＿ＴＡと所定の時間Ｔ＿ＳＰの算出が異なっている。
【００６０】
前述した第１の変形例において、固有な時間Ｔ＿ＴＡは、ノード装置毎に一定に設定していた。これに対して、本実施例における固有な時間Ｔ＿ＴＡは、アクティブ状態２８になった回数が増えれば増えるほど長くする。測定した回数が多いということは、測定したノード装置１０のネットワークへの参加が多いことを意味している。この状況を回避するため、固有な時間Ｔ＿ＴＡは、ネットワークへの参加機会を減らすように回数に応じて長く設定する。制御部１４はこの回数と固有な時間Ｔ＿ＴＡとの対応表（ルックアップテーブル）をあらかじめ用意しておくとよい。制御部１４は、供給される回数に対応して直ちに現状における固有な時間Ｔ＿ＴＡを決定することができる。
【００６１】
また、所定の時間Ｔ＿ＳＰは、計測した回数が少なければ少ないほど長くする。制御部１４は、所定の時間Ｔ＿ＳＰに対する回数閾値を設定しておく。制御部１４は、計測した回数が回数閾値より多い場合に比べて回数閾値が少ない場合の方の所定の時間Ｔ＿ＳＰを長く設定する。
【００６２】
なお、本実施例は、所定の時間Ｔ＿ＳＰに対して閾値を設定したが、固有な時間Ｔ＿ＴＡに対しても閾値を複数用意してもよい。これにより、制御部１４は、よりきめ細かい制御を行うことができる。
【００６３】
本実施例の動作は、上述した時間の算出を除いて第１の変形例の状態遷移と同じである。
【００６４】
このように前述した仮定において、ノード装置における設置密度の低い地域と高い地域とを同じ計測時間Ｔ＿Ｔで計測した際に、ネットワークに参加できるノード装置の数が反映されることから、設置密度の低い地域でのアクティブ状態の回数が多くなる。この関係から、逆にこの回数が撒布した地域の設置密度を表していると推定することができる。これは、周囲に撒布されたノード装置からの情報を基に設置密度を推定することなく、自機の状態遷移の状況を監視することにより設置密度が推定でき、ネットワークのライフタイムを延ばすことができる。
【００６５】
また、本実施例は、計測した回数に応じてスリープ状態３０にある時間、たとえば所定の時間Ｔ＿ＳＰを変化させたが、アクティブ状態２８にある時間、所定の時間Ｔ＿ＡＳを変化させても、ノード装置のライフタイムを延ばすことができる。アクティブ状態２８の時間およびスリープ状態３０の時間の両方を考慮すると、さらにライフタイムを延ばすことができることは言うまでもない。
【００６６】
さらに、上述した以上に効果的な構成および所定の時間Ｔ＿ＳＰの決定方法について説明する。まず、図５の構成の改善点について説明する。前述した構成で所定の時間Ｔ＿ＳＰはアクティブ状態の回数の増加に応じて長くなってしまう傾向がある。そこで、所定の時間Ｔ＿Ｔ毎にカウント値をリセットして数え直すとよい。これに対応するため、使用するカウンタはリセット機能付きにして、タイマが供給する所定の時間Ｔ＿Ｔの計測終了信号の後、次に供給される計測開始信号をリセット信号としてカウンタをリセットするとよい。
【００６７】
この構成を用いて、活動状況を所定の時間Ｔ＿Ｔ毎にアクティブ状態３０の回数として計測し、この計測結果に基づいて各領域内のノード装置に所定の時間Ｔ＿ＳＰを設定し直すとよい。これにより、ライフタイムの残っているノード装置における設置密度の変化に適応して動作させることができ、動作可能なライフタイムを平滑化することができる。
【００６８】
上述した点について図６を参照してさらに説明する。ノード装置を撒布した結果、フィールドがエリア６６，６８，７０のように分けられたとする。３つのエリア６６，６８，７０内のノード装置がそれぞれ所定の時間Ｔ＿Ｔの期間中にアクティブ状態２８の回数を測定する。この測定結果、図６（ａ）に示すように、たとえばハッチングされたエリア６６，７０がアクティブ状態２８の回数が少なく、高い設置密度を示し、エリア６８が低い設置密度を示している。このとき、ライフタイムを延ばすためエリア６８は、ネットワークに参加しないように動作する。これにより、データの流れ７２は、エリア６６，７０を介して流れる。
【００６９】
このようにデータが高い設置密度のエリア６６，７０を介して流れると、図６（ｂ）の破線で示すように、エリア６６，７０のライフタイムがエリア６８よりも短くなってしまう。この結果、データの流れ７２はエリア６８を介して流れるようになり、エリア６６，７０からのデータが得られなくなる。
【００７０】
これに対して、所定の時間Ｔ＿Ｔ毎に所定の時間Ｔ＿ＳＰを決定し直すと、はじめ、図６（ａ）の設置密度で動作を開始する。しかしながら、エリア６６，７０に設置されたノードの通信可能密度が時間とともに減少する。ここでの通信可能密度は、推定により算出された設置密度を示している。そして、アクティブ状態２８の計測によりエリア６６，７０の通信可能密度がエリア６８の設置密度よりも低下すると、エリア６８が動作するようになる。このとき、エリア６６，７０におけるノード装置には、前述の場合と異なり、まだライフタイムが残っている。
【００７１】
一方、エリア６８のノード装置は、通信可能密度の低くなるまでの時間がエリア６６，７０で要した時間より短い。換言すると、エリア６８のノード装置は、所定の時間を長くしているがアクティブ状態２８の回数が少なくなることから、結果的にエリア６８のノード装置におけるエネルギー消耗が早くなる。
【００７２】
この所定の時間Ｔ＿Ｔ毎に所定の時間Ｔ＿ＳＰを決定し直すことにより、データの流れ７２は、図６（ａ）と図６（ｂ）の流れを交互に行う。ここで、図６（ｂ）から図６（ａ）にデータの流れが戻るまでの時間は、図６（ａ）から図６（ｂ）にデータの流れが変わるまでの時間より短時間である。このようにデータの流れ７２が調整されることにより、使用するエリアの設置密度が平滑化される。このことにより、エリア６６，６８，７０のネットワークライフタイムが平滑化される。
【００７３】
以上のように構成することにより、設置密度の低い地域に配設されたノード装置１０は、これ以外の地域のノードよりも、スリープ状態である時間を長く設定し、利用可能時間を延ばすことができる。
【００７４】
第１の変形例の構成によれば、設置密度の低い地域のノード装置のライフタイムを延ばすだけでなく、人手でノード装置それぞれに設置密度を入力する作業を不要にし、自動的に設置密度を推定することができる。これにより、使い勝手のよい無線通信装置を提供できるようになる。
【００７５】
第２の変形例の構成によれば、自機以外の周辺に設置されたノード装置のそれぞれは、第１の変形例において生存信号を定期的に発信する場合に比べて一定範囲に届く無線信号（ノード数測定信号）を受信した場合にだけ応答信号を送信すればよく、第１の変形例の場合より発信または交信機会が減るので、ライフタイムを延ばすことができる。また、ノード数を直接的にカウントすることにより、正確なノード装置の設置密度データを得る可能性が高く、結果的に、より正確にノード装置を制御することができる。無線通信装置は、発信する生存信号に音信号を用いてもよい。
【００７６】
第３の変形例の構成によれば、周囲に撒布されたノード装置からの情報を基に設置密度を推定することなく、自機の状態遷移の状況を監視することにより設置密度が推定でき、ノード装置のライフタイムを延ばすことができる。また、計測した回数に応じてスリープ状態３０にある時間、たとえば所定の時間Ｔ＿ＳＰを変化させたが、アクティブ状態２８にある時間、所定の時間Ｔ＿ＡＳ、両方の所定の時間を変化させてもノード装置のライフタイムを延ばすことができる。
【００７７】
さらに、所定の時間Ｔ＿Ｔの計測終了信号の後、次に供給される計測開始信号をリセット信号としてカウンタをリセットすることにより、カウント値の増加を抑制でき、所定の時間Ｔ＿ＳＰが長くなる傾向を抑制することができる。
【００７８】
回数の計測により、設置密度の高い領域と低い領域のネットワークライフタイムを平滑化することができる。
【００７９】
所定の時間の設定は、負の傾きの一次関数や反比例曲線を描く関数のいずれかを用いると、無線通信装置は、きめ細かく動作させることができる。
【００８０】
【発明の効果】
このように本発明の無線通信装置によれば、情報提供手段から制御手段に設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを供給し、制御手段で供給された設置密度情報およびこの反映した情報のいずれかを基に動作状態の制御手順にて使用する時間パラメータを決定することにより、マルチホップ通信する無線通信装置が含まれる範囲の設置密度を考慮して、この無線通信装置を適応動作させて、とくに設置密度が低い、すなわち設置個数か少ない地域における無線通信装置の通信に利用可能なライフタイムを向上させることができる。
【００８１】
また、本発明の無線通信装置の状態遷移方法によれば、設置密度情報およびこの設置密度情報を反映する情報のいずれかを提供し、提供された情報に基づいて動作状態の制御手順を決定において、制御に関する閾値をあらかじめ１つ以上設定し、この閾値と設置密度情報とを比較し、設置密度情報が前記閾値より低い場合、この装置における一方の状態から他方の状態に状態遷移するまでの所定の時間を比較結果が高い場合の設定よりも長くすることにより、とくに設置密度の低い地域の無線通信装置がアクティブの期間を短くし、この地域のネットワークライフタイムを延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置を適用したノード装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１のノード装置の動作を説明する状態遷移図である。
【図３】図１のノード装置に対する第１の変形例の概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示したノード装置の第２の変形例であり、このノード装置の設置密度推定部の構成を示すブロック図である。
【図５】図１のノード装置に対する第３の変形例の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】図５のノード装置を適用した際におけるデータの流れとライフタイムの関係を説明する図である。
【符号の説明】
１０ノード装置
１２センサ部
１４制御部
１６通信部
１８設置密度記憶部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention particularly relates to a wireless communication device having a multi-hop communication function and is suitable for use in a node of an ad hoc network, and the present invention relates to a state transition method for extending the lifetime of a network.
[0002]
[Prior art]
In recent years, environmental measurement in places where people cannot easily enter, such as mountains and forests, has been studied. One of the considered methods is research on sensor networks. The sensor network technology is a technology that uses sensors distributed in a field for environmental measurement as nodes of a network and handles measured data. A sensor is a small device that has a sensor function and a wireless communication function. Data sensed by each node is extracted by multi-hop communication in an ad hoc network formed by the nodes.
[0003]
When forming this ad hoc network, not all nodes on the field are used. Nodes to be used are selected for constructing this network. Such construction is important in extending the operable time of the entire sensor network, that is, the network lifetime. As a method of selecting the nodes, there are GAF (Geography-Informed Energy Conservation for Ad Hoc Routing), ASENT (Adaptive Self-Configurations Engine Networks) and the like.
[0004]
The GAF forms a logical cell on the field based on the position information held by the node and the communicable distance of the node, and makes the nodes belonging to the same cell into the same group. Nodes participating in the ad hoc network are selected one by one from each group. When a node participating in the ad hoc network becomes unable to communicate, another node in the group participates in the network (see Non-Patent Document 1).
[0005]
The nodes of the system in AScent have four states: an active state, a passive state, a test state, and a sleep state. The active state is a state in which the node is participating in the network. The passive state is a state in which the node performs only data reception and does not participate in the network. The test state is basically the same as the node in the passive state, but changes to the active state when a node in the active state cannot be detected for a certain period of time. In the sleep state, the node does not receive data and does not participate in the network (see Non-Patent Document 2).
[0006]
A node is usually in one of a passive state and a sleep state, and transitions between these states. In the passive state, the node changes to the test state when the number of active nodes around the node decreases and the surrounding communication state deteriorates. Further, when no active node can be detected in this state, the node changes from the test state to the active state and joins the network.
[0007]
By using these methods, when forming an ad hoc network, the sensor network can select a minimum node to be applied to data transfer, thereby improving the network lifetime.
[0008]
[Non-patent document 1]
Ya Xu et al. , "Geography-informed Energy Conservation for Ad Hoc Routing", the ACM / IEEE on Mobile Computing and Networking (ACM Mobilcom), 200, April. 70-84.
[Non-patent document 2]
Alberto Cerpa and Deborah Estrin, "Adaptive Self-Configurations Encoder Networks Topologies", UCLA Computer Science / Technology Partnership Agency, USA. 1-14, <URL: http: / www. dcc. ufmg. br / @ linnyer / sensor% 20networks% 20-% 20bibiographia. htm>.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
When measuring the environment using a sensor network, a method of distributing nodes from an airplane is generally adopted as a method for installing the nodes. In this installation method, there is a possibility that the installation density of the nodes is biased.
[0010]
If the installation density is biased and data flows uniformly throughout the network that communicates in multi-pop, the above-mentioned methods such as GAF and ASCENT use a node where the installation density is low compared to other areas. There is a problem that the time until there is no communicable node is short. This is because, in an area where the installation density is low, the number of substitute nodes is small when an active node becomes unable to communicate. This means that an area where sensing is impossible occurs on the field over time. This is because if the node becomes unable to communicate, it is no longer possible to obtain data that has been sensed.
[0011]
An object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus which can solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and extend the available time in consideration of the installation density of nodes in each area of a network, and a state transition method thereof. And
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a communication unit that performs multi-hop communication in which devices relay information to each other, a control unit that determines a control procedure of an operation state of the communication unit, and controls the communication unit. In the wireless communication device including, the installation density information obtained based on the number of other devices installed within a predetermined range around the place where this device is installed and any of information reflecting this installation density information The information processing device includes an information providing device that provides the information in response to the control of the control device, wherein the control device determines a predetermined time as a time parameter used in the control procedure based on the supplied information.
[0013]
The wireless communication apparatus according to the present invention supplies any one of the installation density information and the information reflecting the installation density information from the information providing unit to the control unit, and supplies any one of the installation density information supplied by the control unit and the information reflecting the installation density information. By determining the time parameter used in the control procedure of the operating state based on the, considering the installation density of the range including the wireless communication device for multi-hop communication, adaptively operate this wireless communication device, In particular, the lifetime that can be used for communication of the wireless communication device in an area where the installation density is low, that is, in an area where the installation number is small, is improved.
[0014]
Further, in order to solve the above-described problem, the present invention provides a wireless communication device that performs multi-hop communication in which devices relay information with each other as a node of a network, from one of a plurality of operation states that this device can take. In the method of transitioning to another operation state, the installation density information obtained based on the number of other devices installed within a predetermined range around the place where this device is installed and information reflecting the installation density information are obtained. A first step of providing one of them, and a second step of determining a predetermined time as a time parameter in a control procedure of an operation state based on the provided information, wherein the second step includes controlling One or more threshold values are set in advance, and the threshold value is compared with the installation density information. Compare predetermined time until the state transitions to create conditions result is equal to or longer than setting is higher.
[0015]
The state transition method of the wireless communication apparatus according to the present invention provides any one of installation density information and information reflecting the installation density information, and determines a control procedure of an operation state based on the provided information. Is set in advance, and this threshold value is compared with the installation density information. If the installation density information is lower than the threshold value, a predetermined time until a state transition from one state to another state of the device is compared. By making the setting longer than the setting when the result is high, the sleep time within a certain period of the wireless communication device installed particularly in an area where the installation density is low is lengthened, and the lifetime of the device is extended.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a wireless communication apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
The present embodiment is a case where the wireless communication device of the present invention is applied to a node device 10 of a sensor network. Illustrations and descriptions of parts not directly related to the present invention are omitted. In the following description, signals are indicated by the reference numbers of the connecting lines in which they appear.
[0018]
The node device 10 includes a sensor unit 12, a control unit 14, a communication unit 16, an installation density storage unit 18, and an IF (Interface) unit 20. The sensor unit 12 has, for example, a plurality of sensors for measuring a target environmental parameter. The sensor unit 12 outputs data detected by each of the sensors to the control unit 14. The environmental parameters include, but are not limited to, temperature, atmospheric pressure, wind speed, wind direction, relative humidity, solar radiation, and the like. When the node device 10 has only the node function in the network, the sensor unit 12 is not required.
[0019]
The control unit 14 has a function of controlling the sensor unit 12, the communication unit 16, and the installation density storage unit 18. The control unit 14 has a function of controlling the start / stop of operation of the sensor unit 12, reading of data, and the like, and controlling transmission and reception of communication data supplied to the communication unit 16. Further, the control unit 14 controls the writing of the installation density data 22 supplied to the installation density storage unit 18 and the reading of the installation density data 22 from the storage unit 18. The control unit 14 is connected to the IF unit 20 for writing the installation density data 22, and the installation density data 22 is supplied via the IF unit 20. The control unit 14 also includes a memory function for storing a threshold for determining the length of a predetermined time (time parameter) and a correspondence table (lookup table) between the predetermined time and the installation density data.
[0020]
The communication unit 16 is connected to the control unit 14 and has a multi-hop communication function of transmitting data detected by the sensor unit 12 via the control unit 14 and relaying information to another node (device). I have. In addition, for example, direct spread spectrum using a protocol of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11-1997 is applied to communication. The communication unit 16 has an operation state in which the surrounding communication state is checked and a stop state in which communication of the information is stopped.
[0021]
The installation density storage unit 18 is a memory. As described above, the installation density storage unit 18 previously receives the installation density data 22 within a certain range for this node manually through the IF unit 20 and the control unit 14, and stores the installation density data 22.
[0022]
The IF unit 20 has a function of adjusting the electric level of the installation density data 22 supplied via the signal line, the timing of the installation density data 22 supplied, and the like. The installation density data 22 is supplied to the installation density storage unit 18 via the control unit 14.
[0023]
Next, the operation of the node device 10 will be described with reference to FIG. The communication unit 16 in the node device 10 is controlled by the state of the control unit 14. The control unit 14 has four states as in the above-described ASCENT method. That is, a passive state 24, a test state 26, an active state 28, and a sleep state 30.
[0024]
The control unit 14 does not cause the node device 10 to participate in the ad hoc network (not shown) in the passive state 24, but monitors the state of the node that communicates with the surrounding nodes. When the control unit 14 receives an active state notification signal from a certain number or more of nodes during a predetermined time T_PS from the passive state 24 to the sleep state 30, there is a node device in an active state in the vicinity, and communication is stopped. Judge that it is being carried out smoothly. The control unit 14 performs a state transition 32 from the passive state 24 to the sleep state 30 according to this determination.
[0025]
When the control unit 14 does not receive the active state notification signal during the predetermined time T_PS in the passive state 24, the control unit 14 determines that no active node device is provided around the passive state 24. The control unit 14 performs a state transition 34 from the passive state 24 to the test state 26 according to this determination.
[0026]
The control unit 14 performs basically the same processing as the passive state 24 in the test state 26, but receives the active state notification signal within the node specific time T_TA. If a certain number or more of the active state notification signals are not received within this specific time, the control unit 14 makes a state transition 36 from the test state 26 to the active state 28. The node specific time T_TA is a time required for a state transition from the test state 26 to the active state 28. At this time, the control unit 14 transmits an active state notification signal to the surroundings via the communication unit 16. When receiving the active state notification signal within the specific time, the control unit 14 makes a state transition 38 from the test state 26 to the sleep state 30. The test state 26 is provided to prevent the passive state node devices from going into the active state at the same time when there is no active node device. Since a completely different value is set for the node specific time T_TA for each node, it is unlikely that a plurality of node devices will be in the active state 28 at the same time. The node specific time T_TA is shorter than other specific times.
[0027]
The control unit 14 controls two operations in the active state 28. The control unit 14 performs control so as to firstly participate in the network and secondly transmit the active state notification signal every predetermined time T_LIVE in which the active state 28 is repeated. With this control, the active state 28 is repeated. The repetition in this case is represented by a state transition 40. When a predetermined time T_AS from the active state 28 to the sleep state 30 elapses, the control unit 14 performs a state transition 42 from the active state 28 to the sleep state 30. The predetermined time T_LIVE is sufficiently shorter than the above-mentioned predetermined times T_PS, T_TA, and T_AS.
[0028]
In the sleep state 30, the control unit 14 does not monitor the participation of the network and the communication state with the surrounding node devices. The node device 10 in the sleep state 30 is in a state where power consumption is minimum. Therefore, the longer the sleep state 30 of the node device 10 is, the longer the operable time of the node device 10 is. When a predetermined time T_SP from the sleep state 30 to the passive state 24 elapses, the control unit 14 performs a state transition 44 from the sleep state 30 to the passive state 24.
[0029]
Here, the predetermined time T_SP is determined by the installation density data 22 obtained from the installation density storage unit 18. The threshold of the installation density is set in advance. The predetermined time T_SP is set longer when the installation density data 22 is smaller than the threshold than when the installation density data 22 is equal to or greater than the threshold.
[0030]
The setting of the threshold is not limited to one, and a plurality of thresholds may be prepared. When the predetermined time T_SP is set for each threshold, the control unit 14 can control the node device more finely. In this embodiment, the threshold is used, but a function may be used. The function calculates a predetermined time T_SP according to the installation density. More specifically, if a linear function having a negative slope is used, the lower the installation density, the longer the predetermined time T_SP can be. Using functions saves memory as well as fine-grained control. This is because it is not necessary to provide a memory function such as a correspondence table (lookup table) between the threshold value and the predetermined time T_SP in the control unit 14 of the node device 10. Also, by changing the inclination and the installation density, the degree of change of the predetermined time T_SP can be changed.
[0031]
The function is not limited to a linear function, but may be a function that draws an inverse proportional curve. When the power of the communication unit 16 is turned off in the sleep state 30, the node device 10 can further reduce power consumption. It is clear that these series of settings and the like are also effective in a modified example described later.
[0032]
Accordingly, the node device 10 disposed in the area where the installation density is low can set the time in the sleep state in other areas longer, and extend the available time.
[0033]
Next, a first modification of the node device 10 will be described. In the node device 10, the same reference numerals are given to the same components as those in the previous embodiment, and the description is omitted. The node device 10 shown in FIG. 3 is characterized in that the installed density estimating unit 46 is provided without installing the installed density storage unit 18 and the IF unit 20. The installation density estimation unit 46 has a surviving node measurement unit 48 and an installation density calculation unit 50, and based on the electric field strength (signal level) of the signal received by the node device 10, the number density of the node devices installed in a certain range. Has the function of estimating
[0034]
The surviving node measuring unit 48 has a function of receiving the surviving signal transmitted from the peripheral node device at regular intervals by the antenna 52 and measuring the level of the received signal 54. The surviving node measuring unit 48 converts the measured signal level into digital data and supplies it to the installation density calculating unit 50.
[0035]
The installation density calculation unit 50 includes a memory (not shown) that stores a correspondence table between the signal level and the installation density, and an arithmetic processing unit that calculates the installation density corresponding to the signal level supplied from the survival measurement unit 48. ing.
[0036]
The control unit 14 controls a control function of generating a survival signal including a MAC address or the like indicating its own device and transmitting the generated signal to the communication unit 16 at regular time intervals, and controlling an estimation process of the installation density estimation unit 46. ing. The control unit 14 calculates a predetermined time T_SP in the sleep state 30 based on the installation density estimated by the installation density estimation unit 46.
[0037]
By including a configuration for performing a state transition based on the predetermined time T_SP generated in this way, not only the lifetime of the node device in a region where the installation density is low is extended, but also the work of manually inputting the installation density to each node device. Is unnecessary, and the installation density can be automatically estimated.
[0038]
Next, the operation of the first modification of the node device 10 will be briefly described. The node device 10 according to the present embodiment operates basically in the same manner as the previous embodiment. Therefore, different operations will be described. The signal 54 received by the antenna 52, that is, the surviving signal is supplied to the surviving node measuring unit 48. The surviving node measuring section 48 measures the electric field strength of the supplied surviving signal 54 and outputs the measurement result to the installation density calculating section 50 as digital data.
[0039]
In addition, the surviving node measuring unit 48 is not limited to the measurement of the electric field strength, and may include a microphone and a sound pressure sensor (not shown). In this case, the node device 10 uses a speaker as a function of transmitting a survival signal.
[0040]
It has a function of estimating the installation density corresponding to the digital data supplied by the installation density calculation unit 50. In this estimation, digital data in a memory that is immediately before and after the digital data representing the electric field strength is obtained, and the installation density data stored corresponding to the two digital data is read out. Assuming that there is a linear relationship between the two electric field intensities and the two installation density data, the installation density data corresponding to the measured digital data is calculated in proportion. The installation density calculation unit 50 supplies the calculated installation density data to the control unit 14. This is because the installed density estimating unit 46 estimates that the received electric field strength is proportional to the number of transmitted survival signals, and this number is proportional to the installed density of the node devices.
[0041]
The control unit 14 calculates a predetermined time T_SP based on the supplied installation density data. This calculation is the same as in the previous embodiment.
[0042]
By operating in this manner, the installation density data can be automatically obtained and the predetermined time T_SP can be set, the lifetime can be improved even in a node device in an area where the installation density is low, and the installation density can be improved at regular intervals. Is estimated, it is possible to cope with a change in the installation density of the communicable node devices, so that it is possible to further improve the lifetime.
[0043]
Next, a second modification of the node device 10 will be described. The present embodiment is the same as the configuration of the first modification, but is characterized in that the configuration of the installation density estimating unit 46 is different. The installation density estimation unit 46 includes a node number measurement unit 56 and an installation density calculation unit 58. The node number measuring unit 56 has a function of measuring the number of node devices within a certain distance. In order to realize this function, the node device 10 arbitrarily transmits a radio signal at a predetermined signal level so as to reach a predetermined range from the communication unit 16 in advance. The node number measuring unit 56 receives the signal 54 received by the antenna 52, that is, the response signal for a sufficiently long time. This response signal is a survival signal transmitted by another node device. The received signal 54 is determined to be located within a predetermined distance. The node number measurement unit 56 increments the count value obtained by the built-in counter or count function by one according to the result of this determination.
[0044]
Further, for example, when the reception range is made narrower than a range where a predetermined level can be reached, the node number measurement unit 56 may set the reception threshold level corresponding to this range and check the number of nodes. In this case, as shown in FIG. 4, the node number measuring unit 56 receives the signal 54 and compares the level strength of the signal 54 with the reception threshold level. When the level strength is higher than the reception threshold level, it is determined that the signal is from the set range.
[0045]
The MAC number (Media Access Control) address corresponding to the signal 54 is supplied from the control unit 14 to the node number measuring unit 56. The received MAC address is unique information for identifying each of the transmitting node devices. Preferably, the response signal or the survival signal includes a MAC address. Using the MAC address, node identification in the node number measuring unit 56 can be made more reliable. The node number measurement unit 56 supplies the measured node number and the count value (data) to the installation density calculation unit 58.
[0046]
Although the number of nodes measuring unit 58 uses a wireless signal for the measurement, a sound wave may be used as in the first modification. In this case, even if the node device 10 is provided with an active sonar to transmit a sonar signal within a certain range and the number-of-nodes measuring unit 58 measures a reflected signal of the sonar signal or a wireless response signal, the same as described above. The number of nodes can be measured.
[0047]
The installation density calculation unit 58 defines an area of the measurement range according to the transmission level or the reception threshold level set by the node device 10, and calculates an installation density data using the supplied data on the number of nodes. And a function of transmitting the installation density data to the control unit 14.
[0048]
Further, a response signal is supplied to the control unit 14 via the communication unit 16. The control unit 14 extracts the MAC address from the response signal and supplies it to the node number measurement unit 56.
[0049]
Next, the operation of the second modification of the node device 10 will be briefly described. This embodiment performs substantially the same processing as the operation in the first modification. In order to avoid the complexity of the description, among the operations, estimation of different installation densities will be described. The control unit 14 generates a radio signal that reaches a certain range for measuring the number of nodes, and transmits the radio signal from the antenna 52 via the communication unit 14. The node device 10 receives a response signal to the transmitted wireless signal via the antenna 52 and sends the response signal to the node number measuring unit 56 and the communication unit 16. This measurement is performed for a sufficiently long time. The node number measuring unit 56 counts in response to the reception of the response signal, and sends the count value to the installation density calculating unit 58.
[0050]
The control unit 14 extracts the MAC address included in the response signal supplied from the communication unit 16 and sends the MAC address to the installation density estimation unit 46. The installation density estimating unit 46 distinguishes and counts node devices within a predetermined range other than the own device by using individually different MAC addresses. As a result, the node devices can be more reliably distinguished.
[0051]
The installation density calculation unit 58 uses the number of nodes (count value) obtained by the measurement and any one of the range defined by the transmission of the radio signal and the range according to the reception threshold level to determine a node in the used range. Calculate the installation density data of the device. The calculated installation density data is supplied to the control unit 14. The control unit 14 calculates a predetermined time T_SP in the sleep state 30 based on the installation density data estimated by the installation density estimation unit 46.
[0052]
Thereby, each of the node devices installed in the vicinity other than the own device receives the radio signal (the number-of-nodes measurement signal) that reaches a certain range as compared with the case where the survival signal is periodically transmitted in the first modification. The response signal only needs to be transmitted when this occurs, and the transmission opportunity (or communication opportunity) is reduced as compared with the case of the first modification, so that the lifetime can be extended.
[0053]
In the present embodiment, by directly counting the number of nodes, there is a high possibility that accurate installation density data of the node device is obtained, and as a result, the node device can be controlled more accurately.
[0054]
Next, a third modification of the node device 10 will be described. Also in this embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The node device 10 according to the present embodiment is different from the first and second modifications in that the installation density estimating unit 46 is not provided, and the number of times the state becomes the active state within a predetermined period after installation. It is characterized by including an activity measurement unit 60 that measures the number of nodes, estimates the installation density of the node devices according to the number of times measured by the control unit 14, and controls changes in state transition in the node devices.
[0055]
The activity measuring section 60 includes an active count storage section 62 and a timer 64. The active count storage unit 62 includes an active detection function unit and a counter (not shown). The active detection function unit has a function of decoding the state signal supplied from the control unit 14 and outputting a pulse in response to detection of the active state. The counter has a function of counting based on a pulse output from the active detection function unit in response to a count start signal supplied from the control unit 14 and terminating the count with a measurement end signal 66 from the timer 64. . In addition, the active number storage unit 62 has a function of outputting the count value measured by the counter to the control unit 14 after the count is completed.
[0056]
The timer 64 starts measuring a predetermined time T_T in response to a count start signal supplied from the control unit 14, and stores a measurement end signal 66 in response to the elapse of the predetermined time T_T representing a measurement period, from the number-of-active-times storage unit 62. It has the function of supplying to
[0057]
Here, the above-mentioned predetermined time T_T after the installation is a unique time T_TA required for the transition from the test state 26 to the active state 28 in each of the node devices described above, and from the active state 28 to the sleep state 30. The predetermined time T_AS required for the transition, the predetermined time T_PS required for the transition from the passive state 24 to the sleep state 30 and the predetermined time T_SP required for the transition from the sleep state 30 to the passive state 24 are sufficiently longer.
[0058]
The concept of the present embodiment will be described. Each of the node devices becomes a node of the network, and a network for exchanging information and communicating information by wireless communication is constructed. At this time, consider a condition in which data flows uniformly throughout the network and a single node does not collectively participate in the network. That is, consider a situation in which some node devices are participating in the network in the area. In this situation, the number of times that the node device enters the active state 28 is greater in an area with a low installation density than in an area with a high installation density when compared in the same time. This is because the installation density reflects the number of node devices included in the area. In the present embodiment, the installation density is determined from the number of times in consideration of such a relationship, and the state transition of the node device 10 is changed to improve the lifetime.
[0059]
Next, the present embodiment will be described focusing on the differences from the previous embodiments. The activity measuring unit 60 counts the number of times that the node device 10 has entered the active state 28 during the predetermined time T_T. This count value is supplied to the control unit 14. The control unit 14 transitions between the four states as shown in FIG. Here, the calculation of the unique time T_TA and the predetermined time T_SP are different.
[0060]
In the first modified example described above, the unique time T_TA is set to be constant for each node device. On the other hand, the unique time T_TA in the present embodiment is set longer as the number of times of entering the active state 28 increases. The fact that the number of times of measurement is large means that the measured node device 10 participates in the network a lot. In order to avoid this situation, the unique time T_TA is set longer according to the number of times so as to reduce the chance of participating in the network. The controller 14 may prepare a correspondence table (lookup table) between the number of times and the unique time T_TA in advance. The control unit 14 can immediately determine the current unique time T_TA according to the number of times of supply.
[0061]
Further, the predetermined time T_SP is set longer as the number of times of measurement is smaller. The control unit 14 sets a number threshold for a predetermined time T_SP. The control unit 14 sets the predetermined time T_SP longer when the measured number of times is smaller than the number-of-times threshold, as compared with the case where the measured number is larger than the number-of-times threshold.
[0062]
In the present embodiment, the threshold is set for the predetermined time T_SP, but a plurality of thresholds may be prepared for the unique time T_TA. Thereby, the control unit 14 can perform finer control.
[0063]
The operation of the present embodiment is the same as the state transition of the first modification except for the calculation of the time described above.
[0064]
As described above, in the above-described assumption, when the area where the installation density of the node device is low and the area where the installation density is high are measured at the same measurement time T_T, the number of node devices that can participate in the network is reflected. The number of active states in the area increases. From this relationship, it can be presumed that the number of times indicates the installation density of the area where the scatter was performed. This means that the installation density can be estimated by monitoring the status transition status of the own device without estimating the installation density based on information from node devices scattered around, and the network lifetime can be extended. it can.
[0065]
In the present embodiment, the time in the sleep state 30, for example, the predetermined time T_SP is changed according to the number of times measured. However, even if the time in the active state 28 and the predetermined time T_AS are changed, the node device may be changed. Life time can be extended. Considering both the time of the active state 28 and the time of the sleep state 30, it is needless to say that the lifetime can be further extended.
[0066]
Further, a configuration more effective than the above and a method of determining the predetermined time T_SP will be described. First, the improvement of the configuration of FIG. 5 will be described. In the above-described configuration, the predetermined time T_SP tends to be longer as the number of active states increases. Therefore, it is preferable to reset the count value every predetermined time T_T and recount. In order to cope with this, the counter to be used may be provided with a reset function, and after the measurement end signal of the predetermined time T_T supplied by the timer, the counter may be reset by using the next supplied measurement start signal as a reset signal.
[0067]
Using this configuration, the activity status may be measured as the number of times of the active state 30 at every predetermined time T_T, and the predetermined time T_SP may be reset in the node device in each area based on the measurement result. Thus, the node device having the remaining lifetime can be operated in accordance with the change in the installation density, and the operable lifetime can be smoothed.
[0068]
The above points will be further described with reference to FIG. It is assumed that the fields are divided as areas 66, 68, and 70 as a result of distributing the node devices. The node devices in the three areas 66, 68, and 70 each measure the number of times of the active state 28 during a predetermined time T_T. As a result of this measurement, as shown in FIG. 6A, for example, the hatched areas 66 and 70 have a low number of active states 28 and have a high installation density, and the area 68 has a low installation density. At this time, the area 68 operates so as not to participate in the network in order to extend the lifetime. Thus, the data flow 72 flows through the areas 66 and 70.
[0069]
When the data flows through the areas 66 and 70 having a high installation density as described above, the lifetime of the areas 66 and 70 becomes shorter than that of the area 68 as shown by the broken line in FIG. As a result, the data flow 72 flows through the area 68, and data from the areas 66 and 70 cannot be obtained.
[0070]
On the other hand, when the predetermined time T_SP is determined again at every predetermined time T_T, the operation starts at the installation density of FIG. However, the communicable density of the nodes installed in the areas 66 and 70 decreases with time. The communicable density here indicates the installation density calculated by estimation. When the communicable density of the areas 66 and 70 becomes lower than the installation density of the area 68 by the measurement in the active state 28, the area 68 starts operating. At this time, the node devices in the areas 66 and 70 still have a lifetime remaining, unlike the case described above.
[0071]
On the other hand, the time required for the node devices in the area 68 to lower the communicable density is shorter than the time required in the areas 66 and 70. In other words, the node device in the area 68 has a longer predetermined time, but the number of times of the active state 28 is reduced. As a result, energy consumption in the node device in the area 68 is faster.
[0072]
By re-determining the predetermined time T_SP for each predetermined time T_T, the data flow 72 alternates between the flow of FIG. 6A and the flow of FIG. 6B. Here, the time required for the data flow to return from FIG. 6 (b) to FIG. 6 (a) is shorter than the time required for the data flow to change from FIG. 6 (a) to FIG. 6 (b). . By adjusting the data flow 72 in this manner, the installation density of the used area is smoothed. As a result, the network lifetime of the areas 66, 68, 70 is smoothed.
[0073]
With the above-described configuration, the node device 10 disposed in an area where the installation density is low can set a longer time in the sleep state and extend the available time than nodes in other areas. it can.
[0074]
According to the configuration of the first modified example, not only the life of the node devices in the area where the installation density is low is extended, but also the work of manually inputting the installation density to each of the node devices is unnecessary, and the installation density is automatically reduced. Can be estimated. As a result, an easy-to-use wireless communication device can be provided.
[0075]
According to the configuration of the second modification, each of the node devices installed in the vicinity other than the own device transmits a radio signal that reaches a certain range as compared with the case where the survival signal is periodically transmitted in the first modification. The response signal only needs to be transmitted when the (node number measurement signal) is received, and the number of transmission or communication opportunities is reduced as compared with the case of the first modification, so that the lifetime can be extended. Further, by directly counting the number of nodes, there is a high possibility that accurate installation density data of the node device is obtained, and as a result, the node device can be controlled more accurately. The wireless communication device may use a sound signal as the transmitted survival signal.
[0076]
According to the configuration of the third modification, the installation density can be estimated by monitoring the status transition state of the own device without estimating the installation density based on information from the node devices scattered around, The lifetime of the node device can be extended. Further, although the time in the sleep state 30, for example, the predetermined time T_SP is changed according to the measured number of times, the node device may be changed in the active state 28, the predetermined time T_AS, or both of the predetermined times. Life time can be extended.
[0077]
Furthermore, after the measurement end signal of the predetermined time T_T, the counter is reset by using the next supplied measurement start signal as a reset signal, thereby suppressing an increase in the count value and suppressing a tendency that the predetermined time T_SP becomes long. can do.
[0078]
By measuring the number of times, it is possible to smooth the network lifetime in the region where the installation density is high and the region where the installation density is low.
[0079]
When the predetermined time is set using a linear function having a negative slope or a function that draws an inverse proportional curve, the wireless communication device can be finely operated.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the wireless communication apparatus of the present invention, the installation density information and the information reflecting the installation density information are supplied from the information providing unit to the control unit, and the installation density information supplied by the control unit and the By determining the time parameter used in the control procedure of the operation state based on any of the reflected information, considering the installation density of the range including the wireless communication device performing multi-hop communication, this wireless communication device is By performing the adaptive operation, it is possible to improve the lifetime that can be used for communication of the wireless communication device particularly in an area where the installation density is low, that is, in an area where the number of installations is small.
[0081]
Further, according to the state transition method of the wireless communication device of the present invention, either the installation density information or information reflecting the installation density information is provided, and the control procedure of the operation state is determined based on the provided information. One or more thresholds for control are set in advance, and this threshold is compared with the installation density information. If the installation density information is lower than the threshold, a predetermined time until a state transition from one state to the other state in this device is performed. By setting the time longer than the setting when the comparison result is high, it is possible to shorten the active period of the wireless communication device particularly in the area where the installation density is low, and to extend the network lifetime in this area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a node device to which a wireless communication device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a state transition diagram illustrating an operation of the node device of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a first modification of the node device of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a second modification of the node device shown in FIG. 1 and showing a configuration of an installation density estimating unit of the node device.
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a third modification of the node device of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a data flow and a lifetime when the node device of FIG. 5 is applied.
[Explanation of symbols]
10 node device
12 Sensor part
14 Control unit
16 Communication unit
18 Installation density storage

Claims

In a wireless communication apparatus including a communication unit that performs multi-hop communication in which devices relay information with each other, and determines a control procedure of an operation state of the communication unit, and a control unit that controls the communication unit, the device includes:
One of the installation density information obtained based on the number of other devices installed within a predetermined range around the place where the device is installed and information reflecting the installation density information is controlled according to the control of the control unit. Information providing means to provide
The wireless communication apparatus, wherein the control unit determines a predetermined time as a time parameter used in the control procedure based on the supplied information.

2. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the information providing unit includes a storage unit that stores the installation density information and outputs the installation density information to the control unit.

3. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the communication unit includes an operation state for investigating a communication state around the apparatus and a stop state for stopping communication of the information. .

4. The device according to claim 1, 2 or 3, wherein the control means comprises: a first state in which the device performs data forward;
A second state for examining a communication situation around the device;
A third state that prevents other wireless communication devices installed around the device and all of the devices from simultaneously entering the first state;
A fourth state in which communication of the device is stopped.

The apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit sets one or more threshold values related to control of the communication unit in advance, compares the threshold value with the installation density information, A wireless communication apparatus, wherein a predetermined time in the fourth state according to a comparison result whose installation density information is lower than the threshold is set longer than a setting of a higher comparison result.

The apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the information providing unit includes a density estimating unit that estimates the installation density information and outputs the installation density information to the control unit.
The wireless communication device, wherein the control unit determines a predetermined time as a time parameter of the control procedure based on the estimated installation density information.

The apparatus according to claim 6, wherein the density information estimating means includes an electric field measuring means for measuring an electric field intensity around the device,
A first density information calculating means for calculating the installation density information based on the measured electric field intensity.

7. The apparatus according to claim 6, wherein the density information estimating means includes means for emitting a sound periodically;
Sound measuring means for collecting sound around the device and measuring the magnitude of the collected sound;
A second density information calculating means for calculating the installation density information based on the measured loudness of the sound.

The apparatus according to claim 7, wherein the apparatus includes a communication unit configured to transmit a predetermined signal that reaches within a predetermined range and a response signal generated in response to reception of the predetermined signal,
The density information estimating unit, a unit that counts the number of other devices installed within the certain range according to a response signal supplied via the communication unit,
And a third density information calculating means for calculating the installation density information based on the number of the other devices.

9. The apparatus according to claim 7, wherein the apparatus emits a predetermined sound signal that reaches within a predetermined range, emits a predetermined sound signal to the predetermined sound signal, and emits the predetermined sound signal. Providing any of the communication means for transmitting the response signal to the sound signal of,
The density information estimating unit, a unit that counts the number of other devices installed in the certain range by any of the reflected sound and the response signal,
And a third density information calculating means for calculating the installation density information based on the number of the other devices.

The apparatus according to claim 6, wherein the apparatus detects that the control means has made a state transition to the first state during a predetermined period, and counts the number of times the state has been detected.
An activity measuring unit including a time measuring unit that measures the predetermined period and notifies the activity measuring unit of the end of the predetermined period,
The control means estimates the installation density information based on the detected number of times, and determines a predetermined time as a time parameter in the control procedure based on the estimated installation density information. apparatus.

12. The wireless communication apparatus according to claim 11, wherein the state measuring means has a function of receiving the end of the predetermined period and resetting the number of times in response to the start of the next measurement.

The apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the control unit performs a predetermined time until the communication unit transitions from a fourth state to a second state based on the installation density information. Is provided, and a predetermined time in the fourth state is determined according to a result of the calculation of the function,
Further, the function sets the predetermined time in the fourth state at a low value of the installation density information to be longer than the predetermined time at a high value of the installation density information in all the settings handled by the installation density information. A wireless communication device characterized by the above-mentioned.

14. The wireless communication device according to claim 13, wherein the function is one of a linear function having a negative slope and a function that draws an inverse proportional curve.

A method in which a wireless communication device that performs multi-hop communication in which a device relays information from each other to a node of a network and transitions from one of a plurality of operation states that the device can take to another operation state, the method includes:
A first step of providing either installation density information obtained based on the number of other apparatuses installed within a predetermined range around the place where the apparatus is installed and information reflecting the installation density information; ,
A second step of determining a predetermined time as a time parameter in the control procedure of the operating state based on the provided information,
In the second step, one or more threshold values for control are set in advance, and the threshold value is compared with the installation density information. When the installation density information is lower than the threshold value, the operation state of one of the apparatuses is changed to the other. Wherein the predetermined time until the state transition to the operation state is longer than the setting when the comparison result is high.

16. The method according to claim 15, wherein the first step is a third step of previously inputting and storing the installation density information and reading out the stored installation density information.
A fourth step of measuring the electric field intensity around the device and estimating the installation density information based on the measured electric field intensity;
A predetermined signal that reaches a certain range from the device is transmitted, the number of response signals transmitted in response to the reception of the predetermined signal is measured, and the installation density information is estimated based on the measured number of receptions. The fifth step,
A predetermined sound signal reaching a certain range is transmitted from the device, and any one of a reflected signal and a wireless response signal in response to the reception of the predetermined sound signal is received, the number of receptions is measured, and the measurement is performed. A sixth step of estimating the installation density information based on the number of receptions, and detecting that the apparatus has transitioned to a state in which the apparatus participates in a network during a predetermined period; counting the number of times of detection; The state transition method of the wireless communication device, wherein one of the seventh steps of providing the control procedure as a time determination parameter of the control procedure is used.

17. The method according to claim 15 or 16, wherein the second step is performed based on one of the estimated installation density information and information reflecting the installation density information, from a state in which communication of the device is stopped. A state transition method for a wireless communication device, comprising: calculating a predetermined time until a state transition to a state in which a communication state around the device is checked.

17. The method according to claim 15, wherein in the second step, when the seventh step is used, a state transition from a state in which communication of the device is stopped to a state in which a communication state around the device is checked. Setting the predetermined time longer as the number of times increases.

19. The state transition of a wireless communication device according to claim 18, wherein the seventh step measures the number of times at predetermined intervals and resets and counts the number at the start of re-measurement. Method.

20. The method according to any one of claims 15 to 19, wherein the second step calculates a predetermined time until a fourth state transitions to the second state based on the installation density information. Provide a function, determine a predetermined time until the state transition according to the operation result of the function,
Furthermore, the function is characterized in that in all the installation density information handles, the predetermined time at which the installation density information is low is longer than the predetermined time at which the installation density information is high. State transition method for wireless communication device.

21. The method according to claim 20, wherein the function is one of a linear function having a negative slope and a function forming an inverse proportional curve.