JP2006074611A - Transmission medium access control apparatus, method, and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology of realizing the TDMA under an equally distributed environment and enhancing the substantial utilizing efficiency of various resources in nodes. <P>SOLUTION: A transmission medium access control apparatus includes: a state variable signal communication section; a timing determining section; a data transmission section; a data reception section; a path setting control signal processing section; a path setting section that sets reception timing designation information for designating an operating timing denoted by a state variable signal transmitted from a just preceding node in the case of receiving a path setting control signal from the just preceding node being a just preceding sender on the relaying path of the path setting control signal to carry out path setting; and a data reception operation control section that ordinarily deactivates the data reception section but activates the data reception section in the operating timing denoted by the reception timing designation information set to the path setting section. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は伝送媒体アクセス制御装置、伝送媒体アクセス制御方法、および伝送媒体アクセス制御プログラムに関し、例えば、アドホックネットワークのように、あるノードが他のノードから送信されたデータを中継する対等分散型の通信システムなどに適用して好適なものである。   The present invention relates to a transmission medium access control apparatus, a transmission medium access control method, and a transmission medium access control program. For example, as in an ad hoc network, an equal distributed communication in which a node relays data transmitted from another node. It is suitable for application to a system or the like.

空間に分散配置された複数のノードが衝突することなくデータ通信し得るようにするための方式として、TDMA方式、CSMA(CSMA/CAやCSMA/CD)方式などがある(非特許文献1参照)。   As a system for enabling data communication without a collision between a plurality of nodes distributed in space, there are a TDMA system, a CSMA (CSMA / CA and CSMA / CD) system, and the like (see Non-Patent Document 1). .

CSMA方式は、発信しようとするノードは、他のノードが通信中か否かをキャリア(周波数)の存在に基づいて確認し、通信が実行されていないときに発信するものである。   In the CSMA method, a node to be transmitted confirms whether or not another node is communicating based on the presence of a carrier (frequency), and transmits when communication is not being performed.

しかしながら、CSMA方式の場合、ノード数(チャネル数)が多くなると、衝突が頻発する等の理由で、同時に通信可能なチャネル数は少なくなる。   However, in the case of the CSMA method, when the number of nodes (number of channels) increases, the number of channels that can be simultaneously communicated decreases due to frequent collisions.

TDMA方式は、各ノードに異なるタイムスロットを割当て、各ノードは自己に割り当てられているタイムスロットでデータ送信を行うものである。TDMA方式は、CSMA方式より同時に通信可能なチャネル数を多くし易い。TDMA方式では、通信に供するノードが動的に変化する場合、あるノード(管理ノード)が、各ノードへのタイムスロットを動的に割り当てたりする。
松下温、中川正雄編著、「ワイヤレスLANアーキテクチャ」、共立出版、1996年、p.47、53〜59、69
In the TDMA system, different time slots are assigned to each node, and each node transmits data in the time slot assigned to itself. The TDMA system is easier to increase the number of channels that can be simultaneously communicated than the CSMA system. In the TDMA system, when a node used for communication changes dynamically, a certain node (management node) dynamically assigns a time slot to each node.
Matsushita Atsushi, Nakagawa Masao, “Wireless LAN Architecture”, Kyoritsu Shuppan, 1996, p. 47, 53-59, 69

ところで、各ノードが上述した管理ノードのような特別なノードからの制御を受けず、自律的に動作する対等分散型の環境で、TDMAを実現することは必ずしも容易ではない。   By the way, it is not always easy to realize TDMA in an equally distributed environment in which each node does not receive control from a special node such as the management node described above and operates autonomously.

また、前記タイムスロットは各ノードの送信権を規定するものであるが、各ノードは、送信する必要のあるデータが存在しない場合には、送信権を持っていても(タイムスロットが割り当てられていても)有効なデータの送信は行わない。しかしながら、各ノードが送信する必要のあるデータを持っているか否かは、通常、近傍の他ノードには予測できないため、近傍の他ノードはいつデータが届いても対応できるように、常時、データの受信を待ち受ける状態(受信待ち状態)を維持する必要がある。   The time slot defines the transmission right of each node. However, when there is no data that needs to be transmitted, each node has the transmission right (the time slot is assigned). Even if it does not transmit valid data. However, whether or not each node has the data that needs to be transmitted is usually unpredictable to other nodes in the vicinity, so that the other nodes in the vicinity can always deal with data when it arrives. It is necessary to maintain a state of waiting for reception (waiting for reception).

受信待ち状態では、例えば、主記憶装置上に受信したデータを一時的に記憶しておく記憶領域(バッファ)を確保すること等により、記憶資源が消費されるほか、受信したものが本来のデータではなくノイズなどである場合でも、それが本来のデータであるか否かを判定すること等のために処理能力が消費され、処理能力が機能するために電力が消費されなど、ノード内の各種資源が消費される可能性が高い。したがって、従来のように受信待ち状態が長くなると、ノード内の各種資源の実質的な利用効率が低いといえる。   In the reception wait state, for example, storage resources are consumed by securing a storage area (buffer) for temporarily storing the received data on the main storage device, and the received data is the original data. However, even if it is noise, etc., the processing power is consumed to determine whether it is the original data, etc., and the power is consumed because the processing power functions. Resources are likely to be consumed. Therefore, if the reception waiting state becomes longer as in the prior art, it can be said that the substantial utilization efficiency of various resources in the node is low.

かかる課題を解決するために、第1の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、(1)他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、(2)当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、(3)自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、(4)他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、(5)少なくとも当初の送信元であるノード(例えば、ソースノード:source node)を示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理部と、(6)当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定部と、(7)通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させるデータ受信動作制御部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve such a problem, the first aspect of the present invention executes access control for a transmission medium by allowing the own node to access the transmission medium using any of a plurality of periodically circulated time slots. A transmission medium access control device, (1) a state in which a state variable signal indicating an operation state or operation timing of another node is received and a state variable signal indicating an operation state or operation timing of the own node is intermittently transmitted A variable signal communication unit, and (2) based on a state variable signal received from another node received by the state variable signal communication unit, the operation state or operation timing of the own node is transited, and the own node reflecting this transition One state variable signal or a plurality of state variable signals in the vicinity where the state variable signal reaches A timing determination unit that recognizes a time slot in which another node can transmit a data signal; (3) a data transmission unit that periodically transmits a data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node; and (4) A data receiving unit for receiving a data signal from another node; and (5) generating a path setting control signal including initial transmission source information indicating at least a node that is an initial transmission source (for example, a source node). Or a route setting control signal processing unit to be relayed, and (6) a route setting control signal is received from the immediately preceding node that is the previous transmission source on the relay route of the route setting control signal, and the route setting is performed. A path setting unit that sets reception timing designation information that designates an operation timing indicated by the state variable signal transmitted by the immediately preceding node; and (7) normally, the data reception A data reception operation control unit that operates the data reception unit at the operation timing indicated by the reception timing designation information set in the path setting unit without operating the unit.

また、第2の本発明では、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、(1)状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、(2)タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、(3)データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、(4)データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、(5)経路設定用制御信号処理部が、少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継し、(6)経路設定部が、当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定し、(7)データ受信動作制御部が、通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a transmission medium access control method for performing access control on a transmission medium by allowing the own node to access the transmission medium using any one of a plurality of periodically circulated time slots. (1) The state variable signal communication unit receives the state variable signal indicating the operation state or operation timing of the other node, and intermittently transmits the state variable signal indicating the operation state or operation timing of the own node. (2) Based on the state variable signal received from the other node received by the state variable signal communication unit, the timing determination unit transitions the operation state or operation timing of the own node, and from the own node reflecting this transition One state variable signal or a plurality of state variable signals in the vicinity where the state variable signal reaches The other node recognizes a time slot in which the data signal can be transmitted, (3) the data transmitting unit periodically transmits the data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node, and (4) the data receiving unit Receives a data signal from another node, and (5) the path setting control signal processing unit generates or relays a path setting control signal including initial transmission source information indicating at least a node that is the initial transmission source. (6) When the route setting unit receives the route setting control signal from the immediately preceding node that is the immediately previous transmission source on the relay route of the route setting control signal and performs route setting, The reception timing specification information for specifying the operation timing indicated by the transmitted state variable signal is set. (7) The data reception operation control unit normally does not operate the data reception unit, and sets the route. Reception timing specification information set in the in the operation timing shown, wherein the operating the data reception unit.

さらに、第3の本発明では、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御プログラムであって、コンピュータに、(1)他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信機能と、(2)当該状態変数信号通信機能が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信機能に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定機能と、(3)自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信機能と、(4)他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信機能と、(5)少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理機能と、(6)当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定機能と、(7)通常は前記データ受信機能を動作させず、当該経路設定機能に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信機能を動作させるデータ受信動作制御機能とを実現させたことを特徴とする。   Further, according to the third aspect of the present invention, there is provided a transmission medium access control program for performing access control on a transmission medium by causing the own node to access the transmission medium using any one of a plurality of periodically circulated time slots. And (1) a state variable signal communication that receives a state variable signal indicating an operation state or operation timing of another node and intermittently transmits a state variable signal indicating the operation state or operation timing of the own node. (2) Based on the state variable signal received from the other node received by the state variable signal communication function, the operation state or operation timing of the own node is transitioned, and the state variable from the own node reflecting this transition A signal is generated and given to the state variable signal communication function. Or a timing determination function for recognizing a time slot in which a plurality of other nodes can transmit a data signal, and (3) a data transmission function for periodically transmitting a data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node; (4) A data receiving function for receiving a data signal from another node, and (5) a path setting for generating or relaying a path setting control signal including initial transmission source information indicating at least a node that is an initial transmission source. (6) When a route setting control signal is received from the immediately preceding node that is the immediately preceding transmission source on the relay route of the route setting control signal and the route setting is performed, the immediately preceding node transmits A path setting function for setting reception timing specification information for specifying the operation timing indicated by the state variable signal, and (7) normally operating the data reception function. Not, the operation timing reception timing specifying information set in the route setting function is shown, wherein the was realized and the data receiving operation control function for operating the data reception function.

本発明によれば、対等分散型の環境でTDMAを実現できる上、ノード内の各種資源の実質的な利用効率を高めることができる。   According to the present invention, TDMA can be realized in an equally distributed environment, and substantial utilization efficiency of various resources in a node can be increased.

(A)実施形態
以下、本発明にかかる伝送媒体アクセス制御装置、伝送媒体アクセス制御方法、および伝送媒体アクセス制御プログラムの実施形態について説明する。
(A) Embodiments Embodiments of a transmission medium access control apparatus, a transmission medium access control method, and a transmission medium access control program according to the present invention will be described below.

本実施形態は新たな通信プロトコルを提案するものである。この通信プロトコルはTDMAの一種である。   This embodiment proposes a new communication protocol. This communication protocol is a kind of TDMA.

(A−1)第1の実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム10の全体構成例を図2に示す。
(A-1) Configuration of the First Embodiment FIG. 2 shows an overall configuration example of the communication system 10 according to the present embodiment.

図2において、当該通信システム10は、ノードA〜Gを備えている。   In FIG. 2, the communication system 10 includes nodes A to G.

各ノードは、インパルス信号およびデータ信号を送信する送信機能、他ノードが送信したインパルス信号およびデータ信号を受信する受信機能、他ノードから送信されたデータ信号を別の他ノードに送信する中継機能など、同じ機能を備えている。インパルス信号は各ノードが自身のタイムスロットの位相位置を他のノードに伝える際などに使用する制御信号(タイミング信号)である。データ信号は、所定の通信アプリケーションで使用するユーザデータである。この通信アプリケーションには、電子メールなどの一般的なもののほか、経路制御用プログラムも含まれる。したがって本実施形態では、経路制御用プログラムが経路制御のために送受する制御信号(経路設定要求信号および返答信号)も、データ信号であるものとする。本実施形態では、この経路制御が重要である。   Each node has a transmission function for transmitting impulse signals and data signals, a reception function for receiving impulse signals and data signals transmitted from other nodes, a relay function for transmitting data signals transmitted from other nodes to other nodes, etc. Have the same function. The impulse signal is a control signal (timing signal) used when each node transmits the phase position of its own time slot to other nodes. The data signal is user data used in a predetermined communication application. The communication application includes a general program such as an electronic mail and a route control program. Therefore, in this embodiment, it is assumed that the control signals (route setting request signal and response signal) transmitted and received by the route control program for route control are also data signals. In this embodiment, this path control is important.

前記各ノードA〜Gはアドホックネットワークを構成することができる。   Each of the nodes A to G can constitute an ad hoc network.

タイムスロットは各ノードの送信権を制限するためのものであり、受信権のほうはすべてのノードが常に保有しているのが基本であるが、本実施形態では、各ノードが自身の受信権を使用しない期間を設けることを特徴とする。   The time slot is for restricting the transmission right of each node, and the reception right is basically held by all nodes, but in this embodiment, each node has its own reception right. It is characterized by providing a period during which no use is made.

なお、前記インパルス信号やデータ信号などの無線信号が届く範囲には物理的な限界(カバーエリア)があるため、各ノードは、自身のカバーエリア内に存在する他ノードにのみ、インパルス信号やデータ信号を届けることができる。また、後述するように、インパルス信号のカバーエリアはデータ信号のカバーエリアより大きくすることが望ましい。   In addition, since there is a physical limit (cover area) in the range in which the radio signal such as the impulse signal and the data signal reaches, each node has only the impulse signal and data in other nodes existing within its own cover area. A signal can be delivered. As will be described later, it is desirable that the coverage area of the impulse signal is larger than the coverage area of the data signal.

各ノードA〜Gは例えばノート型パソコンなどのように移動性を有するものであってもよいが、移動性を持たないものであってもよい。   Each of the nodes A to G may have mobility such as a notebook personal computer, but may not have mobility.

図2上では、ノードGが送信したデータ信号RG1をノードEおよびFが受信し、ノードFが送信したデータ信号RF1をノードAが受信し、ノードAが送信したデータ信号RA1をノードB〜Dが受信し、ノードEが送信したデータ信号RE1をノードAおよびDが受信し、ノードDが送信したデータ信号RD1をノードCが受信し、ノードBが送信したデータ信号RB1をノードCが受信している。   In FIG. 2, the nodes E and F receive the data signal RG1 transmitted by the node G, the node A receives the data signal RF1 transmitted by the node F, and the data signals RA1 transmitted by the node A are represented by the nodes B to D. Node A receives the data signal RE1 transmitted by the node E, the node C receives the data signal RD1 transmitted by the node D, and the node C receives the data signal RB1 transmitted by the node B. ing.

ここでは主として、これらのデータ信号RG1、RF1,RA1,RE1、RB1,RD1は、前記経路設定要求信号であるものとする。経路設定要求信号はその当初の送信元である当初送信元ノードがデータ信号(例えば、電子メールの内容を構成するデータ信号(ユーザデータ)など)を通信するための経路の設定を要求するために用いる制御信号である。どのような経路を設定可能であるか、当初送信元ノードには予測できないため、経路設定の過程には経路探索の処理が含まれる。経路探索の方法としては様々なものを使用可能であるが、ここでは、フラッディングを用いるものとする。   Here, mainly, these data signals RG1, RF1, RA1, RE1, RB1, and RD1 are assumed to be the path setting request signals. The route setting request signal is used for requesting setting of a route for the initial transmission source node, which is the original transmission source, to communicate a data signal (for example, a data signal (user data) constituting the content of the e-mail). This is a control signal to be used. Since it is impossible for the initial transmission source node to predict what kind of route can be set, the route setting process includes route search processing. Although various methods can be used as a route search method, flooding is used here.

なお、経路設定要求信号RG1、RF1,RA1,RE1、RB1,RD1は、送受するノードが異なるという点で外形的には別な信号であるが、ノードGが経路設定を要求するために送信した信号またはその信号に由来する信号である点で内容的にはほとんど同じ信号である。したがって、特に区別する必要のないときには、これらRG1、RF1,RA1,RE1、RB1,RD1を、単に「経路設定要求信号」と総称する。   Note that the route setting request signals RG1, RF1, RA1, RE1, RB1, and RD1 are externally different signals in that the nodes to be transmitted and received are different, but are transmitted because the node G requests route setting. The signals are almost the same in terms of content in that they are signals or signals derived from the signals. Therefore, when it is not necessary to distinguish between them, RG1, RF1, RA1, RE1, RB1, and RD1 are simply referred to as a “route setting request signal”.

通信システム10中のすべてのノードが経路設定要求信号の当初送信元ノードになることが可能であるが、図2の例では、経路設定要求信号の当初送信元ノードは、Gである。そして、前記経路設定要求信号RG1、RF1,RA1,RE1、RB1,RD1は最初にノードGが送信した時点では、1つの経路設定要求信号RG1であるが、異なるノードによって中継される過程で、RG1、RF1,RA1,RE1、RB1,RD1などになる。   Although all nodes in the communication system 10 can be the initial transmission source node of the route setting request signal, in the example of FIG. 2, the initial transmission source node of the route setting request signal is G. The route setting request signals RG1, RF1, RA1, RE1, RB1, and RD1 are one route setting request signal RG1 when the node G first transmits, but in the process of being relayed by different nodes, RG1 RF1, RA1, RE1, RB1, RD1, etc.

図2の例では、ノードA〜Fは相互に、インパルス信号およびデータ信号のカバーエリアに属しているため、インパルス信号およびデータ信号のやり取りが可能である。同様に、ノードG、E、Fは相互にインパルス信号およびデータ信号のカバーエリアに属しているため、インパルス信号およびデータ信号のやり取りが可能である。ただし、ノードGとノードA、B、C、Dは相互にカバーエリア内に属していないため、直接、インパルス信号およびデータ信号をやり取りすることはできない。   In the example of FIG. 2, since the nodes A to F belong to the coverage area of the impulse signal and the data signal, the impulse signal and the data signal can be exchanged. Similarly, since the nodes G, E, and F belong to the coverage area of the impulse signal and the data signal, the impulse signal and the data signal can be exchanged. However, since the node G and the nodes A, B, C, and D do not belong to each other within the cover area, the impulse signal and the data signal cannot be directly exchanged.

なお、説明を簡単にするため、ノードA〜G以外のノードについては基本的に言及しないが、実際には、図2に示したノードA〜Gと図2に示していないノードとのあいだで、データ信号の通信やインパルスの通信が行われてよいことは当然である。   In order to simplify the description, the nodes other than the nodes A to G are not basically referred to, but actually, between the nodes A to G shown in FIG. 2 and the nodes not shown in FIG. Of course, data signal communication and impulse communication may be performed.

また、以下の説明では、必要に応じて図8を用いる。図8上の各ノードN1〜N16は、前記ノードA等と同じ機能を持つノードである。   In the following description, FIG. 8 is used as necessary. Each node N1 to N16 in FIG. 8 is a node having the same function as the node A or the like.

図8において、着目ノードN1やN2を中心とする実線円は、他ノードが送信した前記インパルス信号をノードN1やN2が受信できる範囲(インパルス信号のカバーエリア)を示している。図8の例では、着目ノードN1は、ノードN2、N3、N9が送信したインパルス信号を受信でき、着目ノードN2は、ノードN1、N3〜N12が送信したインパルス信号を受信できる。   In FIG. 8, solid circles centered on the nodes of interest N1 and N2 indicate the range in which the nodes N1 and N2 can receive the impulse signals transmitted from other nodes (impulse signal cover area). In the example of FIG. 8, the target node N1 can receive the impulse signals transmitted from the nodes N2, N3, and N9, and the target node N2 can receive the impulse signals transmitted from the nodes N1, N3 to N12.

また、実線円より狭い範囲の着目ノードN1やN2を中心とする点線円は、他ノードと着目ノードN1やN2がデータ信号を授受できる範囲(データ信号のカバーエリア)を示している。図8の例では、着目ノードN1は、ノードN3とのみデータ信号を授受でき、着目ノードN2は、ノードN3、N7、N8とデータ信号を授受できる。   A dotted circle centered on the target nodes N1 and N2 in a range narrower than the solid circle indicates a range (data signal cover area) in which the other nodes and the target nodes N1 and N2 can exchange data signals. In the example of FIG. 8, the node of interest N1 can exchange data signals only with the node N3, and the node of interest N2 can exchange data signals with the nodes N3, N7, N8.

本実施形態では、図8に示すようにノードの配置に偏りがあっても、各ノードでのタイムスロットをできるだけ均等に割当て(再割当てによる場合を含む)ることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, even if there is a bias in the arrangement of nodes, the time slots in each node can be allocated as evenly as possible (including the case of reassignment).

前記ノードAの内部構成は例えば図1に示す通りである。他のノードB〜G、ノードN1〜N16の内部構成もこれと同じである。   The internal configuration of the node A is, for example, as shown in FIG. The internal configurations of the other nodes B to G and nodes N1 to N16 are the same.

(A−1−1)ノードの内部構成例
図1において、当該ノードAは、インパルス信号受信手段11と、通信タイミング計算手段12と、インパルス信号送信手段13と、同調判定手段14と、データ信号通信手段15と、タイムスロット幅計測手段16と、角速度変更手段17と、経路設定手段18と、経路情報格納手段19とを備えている。
(A-1-1) Internal Configuration Example of Node In FIG. 1, the node A includes an impulse signal reception unit 11, a communication timing calculation unit 12, an impulse signal transmission unit 13, a tuning determination unit 14, and a data signal. Communication means 15, time slot width measurement means 16, angular velocity change means 17, route setting means 18, and route information storage means 19 are provided.

このうちインパルス信号受信手段11は、近傍のノード(例えば、自ノードAに関する前記インパルス信号のカバーエリア内に存在する他ノード)が送信したインパルス信号(宛先情報は含まれていない)を受信するものである。インパルス信号は、例えば、ガウス分布形状等のインパルス形状を有するものである。インパルス信号受信手段11は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形整形したもの、又は、受信したインパルス信号に基づき再生成し直したインパルス信号を通信タイミング計算手段12や同調判定手段14に与える。   Among these, the impulse signal receiving means 11 receives an impulse signal (not including destination information) transmitted by a nearby node (for example, another node existing in the coverage area of the impulse signal related to the own node A). It is. The impulse signal has, for example, an impulse shape such as a Gaussian distribution shape. The impulse signal receiving unit 11 gives the received impulse signal itself, a waveform-shaped signal thereof, or an impulse signal regenerated based on the received impulse signal to the communication timing calculation unit 12 and the tuning determination unit 14.

通信タイミング計算手段12は、インパルス信号受信手段11から与えられた信号(および後述する経路情報テーブルTB1など)に基づき、ノードAでの通信タイミングを規定する位相信号を形成して出力するものである。   The communication timing calculation unit 12 forms and outputs a phase signal that defines the communication timing at the node A based on a signal (and a route information table TB1 described later) given from the impulse signal reception unit 11. .

ここで、当該ノードAを一般化するためノードiとし、その位相信号の時刻tでの位相値をθi(t)とすると、通信タイミング計算手段12は、(1)式に示すような変化分ずつ位相信号θi(t)を変化させる。なお、(1)式は、非線形振動をモデル化した式であるが、他の非線形振動をモデル化した式を適用することも可能である。また、位相信号θi(t)は、当該ノードの状態変数信号と見ることができる。

Figure 2006074611
Here, assuming that the node A is a node i in order to generalize the node A and the phase value of the phase signal at time t is θi (t), the communication timing calculation means 12 can change the amount of change shown in the equation (1). The phase signal θi (t) is changed step by step. The expression (1) is an expression modeling nonlinear vibration, but an expression modeling other nonlinear vibration can also be applied. Further, the phase signal θi (t) can be regarded as a state variable signal of the node.
Figure 2006074611

(1)式は、インパルス信号受信手段11から与えられた信号に応じて、自ノードiの位相信号θi(t)の非線形振動のリズムを変化させる規則を表している。(1)式において、右辺第1項ω(固有角振動数パラメータ)は、各ノードが備える基本的な変化リズム(「自己の動作状態を遷移させる基本速度」に対応する)を表しており、右辺第2項が非線形変化分を表している。ここで、ωの値は、例えば、システム全体で同一値に統一している。関数Pk(t)は、近傍ノードkから受信したインパルス信号に基づいて、インパルス信号受信手段11が出力した信号を表しており、関数R(θi(t),σ(t))は、他ノードからのインパルス信号の受信に応じて自己の基本的なリズムを変化させる応答特性を表現する位相応答関数であり、例えば、(2)式に従っている。   Expression (1) represents a rule for changing the rhythm of nonlinear vibration of the phase signal θi (t) of the own node i in accordance with the signal given from the impulse signal receiving means 11. In the equation (1), the first term ω (natural angular frequency parameter) on the right side represents a basic change rhythm (corresponding to “basic speed for transitioning its own operation state”) included in each node, The second term on the right side represents the nonlinear change. Here, the value of ω is, for example, the same value throughout the system. The function Pk (t) represents the signal output from the impulse signal receiving means 11 based on the impulse signal received from the neighboring node k, and the function R (θi (t), σ (t)) This is a phase response function that expresses a response characteristic that changes its basic rhythm in response to the reception of an impulse signal from, for example, according to equation (2).

(2)式は、時刻tにおける位相信号θi(t)の逆相にランダムノイズを重畳させた位相値の正弦波で位相応答関数を定めていることを表している。近傍のノード同士が逆相(振動の位相が反転位相)になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノード間におけるインパルス信号の送信タイミングなどが衝突しないように、各ノードの位相信号の値が同じ値になるタイミングに、適当な時間関係(時間差)を形成させようとしている。   Expression (2) represents that the phase response function is defined by a sine wave having a phase value in which random noise is superimposed on the opposite phase of the phase signal θi (t) at time t. Non-linear characteristics in which neighboring nodes are in opposite phases (vibration phase is inverted phase) are realized, and collision avoidance is attempted using the characteristics. That is, an appropriate time relationship (time difference) is formed at the timing when the phase signal value of each node becomes the same value so that the transmission timing of the impulse signal between neighboring nodes does not collide.

(2)式において、関数σ(t)を表現する定数項π[rad]は、近傍のノード同士が逆相になろうとする非線形特性の働きをし、ランダムノイズ関数φ(t)は、その非線形特性にランダムな変動性を与える働きをする(関数φ(t)は、例えば、平均値が0のガウス分布に従う)。ここで、上記非線形特性にランダムな変動性を与えているのは、システムが目的とする安定状態(最適解)に到達せず、別の安定状態(局所解)に陥ってしまう現象に対処するためである。   In the equation (2), the constant term π [rad] representing the function σ (t) functions as a non-linear characteristic in which neighboring nodes are out of phase with each other, and the random noise function φ (t) It functions to give random variability to the nonlinear characteristic (the function φ (t) follows, for example, a Gaussian distribution with an average value of 0). Here, the reason why random variability is given to the non-linear characteristic is to deal with a phenomenon that the system does not reach the target stable state (optimal solution) and falls into another stable state (local solution). Because.

なお、(2)式では、位相応答関数R(θi(t),σ(t))の最も簡単な例としてsin関数を用いる形態を示したが、位相応答関数として他の関数を用いても良い。また、関数σ(t)の定数項πに代え、π以外の定数λ(0<λ<2π)を用いても良く、この場合、近傍のノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうと機能する。   In the equation (2), the form using the sine function is shown as the simplest example of the phase response function R (θi (t), σ (t)), but other functions may be used as the phase response function. good. Further, instead of the constant term π of the function σ (t), a constant λ other than π (0 <λ <2π) may be used. In this case, neighboring nodes are not in antiphase but in different phases. Function.

通信タイミング計算手段12の上述した機能の意味合いを、図9及び図10を用いて詳述する。図9及び図10は、ある1つのノードiに着目したときに、着目ノード(自ノード)iと近傍のノード(他ノード)jとの間に形成される関係、すなわち、それぞれの非線形振動リズム間の位相関係が時間的に変化していく様子を示している。   The meaning of the above-described function of the communication timing calculation means 12 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10 show the relationship formed between a target node (own node) i and a neighboring node (other node) j, that is, each nonlinear vibration rhythm when attention is paid to a certain node i. The phase relationship between them changes with time.

図9は、着目ノードiに対して近傍ノードjが1個存在する場合である。図9において、円上を回転する2つの質点の運動は、着目ノードと近傍ノードに対応する非線形振動リズムを表しており、質点の円上の角度がその時刻での位相信号の値を表している。質点の回転運動を縦軸あるいは横軸に射影した点の運動が非線形振動リズムに対応する。(1)式及び(2)式に基づく動作により、2つの質点には相互に逆相になろうとし、仮に、図9(A)に示すように初期状態で2つの質点の位相が近くても、時間経過と共に、図9(B)に示す状態(過渡状態)を経て、図9(C)に示すような2つの質点の位相差がほぼπである定常状態に変化していく。   FIG. 9 shows a case where there is one neighboring node j for the node of interest i. In FIG. 9, the motion of the two mass points rotating on the circle represents the nonlinear vibration rhythm corresponding to the node of interest and the neighboring nodes, and the angle of the mass point on the circle represents the value of the phase signal at that time. Yes. The motion of the point where the rotational motion of the mass point is projected on the vertical or horizontal axis corresponds to the nonlinear vibration rhythm. By the operation based on the equations (1) and (2), the two mass points try to be in opposite phases to each other, and as shown in FIG. 9A, the phases of the two mass points are close to each other in the initial state. However, with the passage of time, the state (transient state) shown in FIG. 9B is changed to a steady state in which the phase difference between the two mass points is almost π as shown in FIG. 9C.

2つの質点は、それぞれ固有角振動数パラメータωを基本的な角速度(自己の動作状態を遷移させる基本速度に相当)として回転している。ここで、ノード間でインパルス信号の授受に基づく相互作用(位相相互作用)が生じると、これらの質点は、それぞれ角速度を変化(緩急)させ、結果的に、適当な位相関係を維持する定常状態に到達する。この動作は、2つの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係を形成するものと見ることができる。定常状態では、後述するように、それぞれのノードが所定の位相α(例えばα=0)のときにインパルス信号を送信するとした場合、互いのノードにおける送信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。   Each of the two mass points rotates with the natural angular frequency parameter ω as a basic angular velocity (corresponding to a basic velocity for transitioning its own operation state). Here, when an interaction (phase interaction) based on the transmission / reception of an impulse signal occurs between nodes, these mass points change their angular velocities (slow and steep), and as a result, a steady state that maintains an appropriate phase relationship To reach. This operation can be regarded as forming a stable phase relationship by repelling each other while the two mass points rotate. In the steady state, as will be described later, when each node transmits an impulse signal at a predetermined phase α (for example, α = 0), the transmission timing at each node forms an appropriate time relationship. Will be.

また、図10は、着目ノードiに対して2個の近傍ノードj1、j2が存在する場合を表している。近傍ノードが2個存在する場合においても、上述と同様に、それぞれの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係(時間的な関係に関する安定性)を形成する。近傍ノード数が3個以上の場合についても同様である。   FIG. 10 shows a case where there are two neighboring nodes j1 and j2 for the node of interest i. Even in the case where there are two neighboring nodes, a stable phase relationship (stability related to temporal relationship) is formed by repelling each other while rotating the respective mass points as described above. The same applies to the case where the number of neighboring nodes is 3 or more.

上述の安定な位相関係(定常状態)の形成は、近傍ノード数の変化に対して非常に適応的(柔軟)な性質を持つ。例えば、今、着目ノードに対して近傍ノードが1個存在し、安定な位相関係(定常状態)が形成されているときに、近傍ノードが1個追加されたとする。定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが2個の場合における新たな定常状態を再形成する。また、近傍ノードが削除された場合や故障等により機能しなくなった場合においても、同様に適応的な動作をする。   The formation of the above-described stable phase relationship (steady state) has a very adaptive (flexible) property with respect to changes in the number of neighboring nodes. For example, it is assumed that one neighboring node is added when there is one neighboring node with respect to the node of interest and a stable phase relationship (steady state) is formed. The steady state once collapses, but after passing through the transient state, a new steady state in the case where there are two neighboring nodes is reformed. In addition, when a neighboring node is deleted or does not function due to a failure or the like, an adaptive operation is performed in the same manner.

なお、図9及び図10は、着目ノードの近傍にインパルス信号を授受する他のノードが1個又は2個の場合を示したが、図2や図8に例示したように、実際の複数のノードの配置関係はこれら図9や図10が前提とする場合より複雑である。   9 and 10 show the case where there are one or two other nodes that transmit and receive the impulse signal in the vicinity of the target node. However, as illustrated in FIG. 2 and FIG. The arrangement relationship of the nodes is more complicated than those assumed in FIG. 9 and FIG.

通信タイミング計算手段12は、得られた位相信号θi(t)を、インパルス信号送信手段13、同調判定手段14、データ信号通信手段15及びタイムスロット幅計測手段16に出力する。   The communication timing calculation unit 12 outputs the obtained phase signal θi (t) to the impulse signal transmission unit 13, the tuning determination unit 14, the data signal communication unit 15, and the time slot width measurement unit 16.

インパルス信号送信手段13は、位相信号θi(t)に基づいて、インパルス信号を送信出力する。すなわち、位相信号θi(t)が所定の位相α(0≦α<2π)になると、インパルス信号を送信出力する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α=0にシステム全体で統一されているとして説明する。図9の例で言えば、ノードiとノードjとでは、定常状態で相互の位相信号θi(t)及びθj(t)がπだけずれているので、α=0にシステム全体で統一しても、ノードiからのインパルス信号の送信タイミングと、ノードjからのインパルス信号の送信タイミングとはπだけずれる。   The impulse signal transmission means 13 transmits and outputs an impulse signal based on the phase signal θi (t). That is, when the phase signal θi (t) reaches a predetermined phase α (0 ≦ α <2π), an impulse signal is transmitted and output. Here, it is preferable that the predetermined phase α is previously unified in the entire system. In the following description, it is assumed that α = 0 is unified throughout the system. In the example of FIG. 9, since the phase signals θi (t) and θj (t) in the steady state are shifted by π at the node i and the node j, the entire system is unified to α = 0. However, the transmission timing of the impulse signal from the node i and the transmission timing of the impulse signal from the node j are shifted by π.

同調判定手段14は、自ノードや1又は複数の近傍ノードの間で行われる出力インパルス信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」(図9(B)、図10(B)参照)あるいは「定常状態」(図9(C)、図10(C)参照)のいずれの状態にあるかを判定するものである。同調判定手段14は、インパルス信号の受信タイミング(他ノードの出力タイミングに対応する)及びインパルス信号の自ノードからの送信タイミングを観測し、インパルス信号を授受し合う複数のノードの送信タイミング間の時間差が時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定する。同調判定手段14には、自ノードからのインパルス信号の送信タイミングを捉えるための信号として、位相信号θi(t)が入力されている。   The tuning determination unit 14 is configured so that the mutual adjustment of the transmission timing of the output impulse signal performed between the own node and one or a plurality of neighboring nodes is “transient state” (see FIGS. 9B and 10B) or It is determined which state is “steady state” (see FIG. 9C or FIG. 10C). The tuning determination means 14 observes the reception timing of the impulse signal (corresponding to the output timing of the other node) and the transmission timing of the impulse signal from its own node, and the time difference between the transmission timings of a plurality of nodes that exchange the impulse signal Is determined to be in a “steady state” when it is stable over time. A phase signal θi (t) is input to the tuning determination unit 14 as a signal for capturing the transmission timing of the impulse signal from the own node.

同調判定手段14は、例えば、以下の(A)〜(D)のような処理を実行して同調判定を行う。   The tuning determination unit 14 performs the tuning determination by executing the following processes (A) to (D), for example.

(A)インパルス信号受信手段11からの信号の出力タイミングにおける位相信号θi(t)の値βを、位相信号θi(t)の1周期に亘って観測する。上記の観測を行った結果、得られる位相信号θi(t)の値βをそれぞれ、β1,β2,…,βN (0<β1<β2<…<βN<2π)とする。   (A) The value β of the phase signal θi (t) at the output timing of the signal from the impulse signal receiving means 11 is observed over one period of the phase signal θi (t). As a result of the above observation, the values β of the phase signals θi (t) obtained are set to β1, β2,..., ΒN (0 <β1 <β2 <... ΒN <2π), respectively.

(B)観測された位相信号θi(t)の値βに基づいて、隣接値間の差(位相差)Δ1=β1,Δ2=β2−β1,…,ΔN=βN−β(N−1)を算出する。   (B) Based on the observed value β of the phase signal θi (t), the difference (phase difference) between adjacent values Δ1 = β1, Δ2 = β2-β1,..., ΔN = βN−β (N−1) Is calculated.

(C)上記(A)及び(B)の処理を位相信号θi(t)の周期単位に行い、相前後する周期における位相差Δの変化量(差分)γ1=Δ1(τ+1)−Δ1(τ),γ2=Δ2(τ+1)−Δ2(τ),…,γN=ΔN(τ+1)−ΔN(τ)を算出する。ここで、τは、位相信号θi(t)のある周期を示しており、τ+1は、位相信号θi(t)のその次の周期を示している。   (C) The processes of (A) and (B) are performed for each period of the phase signal θi (t), and the amount of change (difference) in the phase difference Δ in the successive periods γ1 = Δ1 (τ + 1) −Δ1 (Τ), γ2 = Δ2 (τ + 1) −Δ2 (τ),..., ΓN = ΔN (τ + 1) −ΔN (τ) are calculated. Here, τ indicates a certain cycle of the phase signal θi (t), and τ + 1 indicates the next cycle of the phase signal θi (t).

(D)上述の変化量γが、いずれも微小パラメータ(閾値)εよりも小さい場合、すなわち、γ1<ε,γ2<ε,…,γN<εの場合に、「定常状態」であると判定する。   (D) When the above-described change amount γ is smaller than the minute parameter (threshold value) ε, that is, when γ1 <ε, γ2 <ε,. To do.

なお、γ1<ε,γ2<ε,…,γN<εという条件がM周期にわたって満足される場合を定常状態と判定するようにしても良い。Mの値を大きくするほど、より安定性の高い状態で「定常状態」と判定できる。また、一部の受信インパルス信号に基づいて、「定常状態」の判定を行っても構わない。   Note that a steady state may be determined when the conditions of γ1 <ε, γ2 <ε,..., ΓN <ε are satisfied over M cycles. As the value of M is increased, it is possible to determine “steady state” in a more stable state. Further, the “steady state” may be determined based on a part of the received impulse signals.

同調判定手段14は、位相信号θi(t)の周期毎に、判定結果を示す同調判定信号と、インパルス信号の受信タイミングにおける位相信号θi(t)の値βの最小値β1をスロット信号としてデータ信号通信手段15に出力する。   The tuning determination means 14 performs data by using, as a slot signal, a tuning determination signal indicating a determination result and a minimum value β1 of the value β of the phase signal θi (t) at the reception timing of the impulse signal for each period of the phase signal θi (t). Output to the signal communication means 15.

データ信号通信手段15は、内部にデータ信号送信手段15Aとデータ信号受信手段15Bを備えている。データ信号送信手段15Aがデータ信号の送信を行い、データ信号受信手段15Bがデータ信号の受信を行う。これらの手段15A、15Bを備えることにより、データ信号通信手段15は、自身が当初の送信元となるデータ(データ信号)を送信したり、自身が最終的な宛先となるデータを受信したりすることができるとともに、自身が中継するデータを送受することができる。   The data signal communication unit 15 includes a data signal transmission unit 15A and a data signal reception unit 15B. The data signal transmitting unit 15A transmits the data signal, and the data signal receiving unit 15B receives the data signal. By providing these means 15A and 15B, the data signal communication means 15 transmits data (data signal) as an original transmission source, or receives data as a final destination. And can transmit and receive data relayed by itself.

データ信号通信手段15は、データ送信(データ信号の送信)を、同調判定信号が「定常状態」を示すときに、後述するタイムスロット(システム(前記管理ノードに相当)などが割り当てた固定的な時間区間ではないが、「タイムスロット」という用語を用いる)で行ない、同調判定信号が「過渡状態」を示すときには送信動作を停止する。   The data signal communication means 15 performs data transmission (data signal transmission) in a fixed manner assigned by a time slot (system (corresponding to the management node) described later) when the tuning determination signal indicates “steady state”. The transmission operation is stopped when the tuning determination signal indicates “transient state”.

タイムスロットは、位相信号θi(t)がδ1≦θi(t)≦β1−δ2である期間である。タイムスロットの開始点(そのときの位相信号の値をδ1とする)は、インパルス信号の送信が終了したタイミングであり、タイムスロットの終了点(そのときの位相信号の値をβ1−δ2とする)は、位相信号の周期毎の最初の受信インパルス信号のタイミングより多少のオフセット分δ2だけ前のタイミングとしている。δ1やδ2は、当該ノードの近傍の無線空間で、インパルス信号(送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む)と、データ信号(送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む)とが同時に存在しないことを補償するためのごく短い時間に対応する位相幅である。   The time slot is a period in which the phase signal θi (t) satisfies δ1 ≦ θi (t) ≦ β1-δ2. The start point of the time slot (the value of the phase signal at that time is δ1) is the timing when the transmission of the impulse signal is finished, and the end point of the time slot (the value of the phase signal at that time is β1−δ2). ) Is a timing that is slightly offset δ2 before the timing of the first received impulse signal for each period of the phase signal. δ1 and δ2 are an impulse signal (including both when the source is the own node and the other node) and a data signal (when the source is the own node and the other node) in the wireless space near the node. Phase width corresponding to a very short time to compensate for the absence of both at the same time.

例えば、図9(C)に示すような「定常状態」の場合、ノードiは、位相θiが0からインパルス信号を送信し始め、位相θiがδ1になる前に、インパルス信号の送信を終了させておき、位相θiがδ1からデータ信号を送信し始め、位相θiがβ1−δ2になると(但しβ1≒π)、データ信号の送信を終了させ、それ以降、位相θiが再び0になるまで、インパルス信号の送信もデータ信号の送信も停止させる。他方のノードjも、位相θjに基づいて同様な動作を実行するが、位相θiと位相θjとがほぼπだけずれているので、送信動作が競合してデータ信号などが衝突することはない。ノード数が3以上の場合も同様に動作し、送信動作が競合することはない。   For example, in the “steady state” as shown in FIG. 9C, the node i starts transmitting the impulse signal from the phase θi of 0, and ends the transmission of the impulse signal before the phase θi becomes δ1. If the phase θi starts to transmit the data signal from δ1 and the phase θi becomes β1−δ2 (where β1≈π), the transmission of the data signal is terminated, and thereafter, until the phase θi becomes 0 again. The transmission of the impulse signal and the transmission of the data signal are stopped. The other node j also performs the same operation based on the phase θj. However, since the phase θi and the phase θj are substantially shifted by π, the transmission operation does not compete and the data signal or the like does not collide. The same operation is performed when the number of nodes is 3 or more, and transmission operations do not compete.

上述のように、固有角振動数パラメータωは、例えば、通信システム(ネットワーク)全体で同一の値に統一することとしている。固有角振動数ωが統一されていると、各ノードで不規則にばらついている場合に比べ、定常状態に入りやすく、逆に、固有角振動数ωが統一されていないと、異常なインパルス信号を送信するノードも多くなり、定常状態に入り難い。   As described above, the natural angular frequency parameter ω is, for example, unified to the same value in the entire communication system (network). If the natural angular frequency ω is unified, it will be easier to enter the steady state than if it is irregularly distributed at each node. Conversely, if the natural angular frequency ω is not unified, an abnormal impulse signal The number of nodes that transmit the message increases, and it is difficult to enter a steady state.

上述したインパルス信号受信手段11、通信タイミング計算手段12、インパルス信号送信手段13、同調判定手段14及びデータ信号通信手段15の機能により、割り当てられたタイムスロットを見直すために(タイムスロットの幅をできるだけ均等にするために)、タイムスロット幅計測手段16及び角速度変更手段17が設けられている。タイムスロット幅計測手段16及び角速度変更手段17は、図示しない見直し起動スイッチが操作された場合に機能するようにしても良く、外部からの操作を待たずに、常に機能するものであっても良い。   In order to review the assigned time slot by the functions of the impulse signal receiving means 11, the communication timing calculation means 12, the impulse signal transmission means 13, the tuning determination means 14 and the data signal communication means 15 described above (the width of the time slot is as small as possible). For equality), time slot width measuring means 16 and angular velocity changing means 17 are provided. The time slot width measuring unit 16 and the angular velocity changing unit 17 may function when a review activation switch (not shown) is operated, or may always function without waiting for an external operation. .

タイムスロット幅計測手段16は、当該ノードが受信するインパルス信号の受信間隔を計測するものである。また、タイムスロット幅計測手段16は、1周期(自ノードのインパルス信号の送信間隔)での受信インパルス数を計測し、自ノードとインパルス信号の送受信可能なノード数を調べるものである。さらに、タイムスロット幅計測手段16は、自ノードに割り当てられたタイムスロット幅及び周期から、割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うか否かを判定するものである。   The time slot width measuring means 16 measures the reception interval of the impulse signal received by the node. The time slot width measuring means 16 measures the number of received impulses in one cycle (the transmission interval of the impulse signal of the own node), and examines the number of nodes that can transmit / receive the impulse signal to / from the own node. Further, the time slot width measuring means 16 determines whether or not to perform control to increase the assigned time slot width from the time slot width and period assigned to the own node.

角速度変更手段17は、タイムスロット幅計測手段16が割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うと判定したときに、通信タイミング計算手段12に対して、位相変更を要求することで、インパルス信号の送信タイミングをずらす機能を担っている。   The angular velocity changing means 17 transmits the impulse signal by requesting the communication timing calculating means 12 to change the phase when it is determined that the time slot width measuring means 16 performs control to widen the assigned time slot width. Responsible for shifting the timing.

タイムスロット幅計測手段16および角速度変更手段17の機能を、図11(A)〜(D)を用いてさらに詳細に説明する。
図11(A)および(B)はそれぞれ、図2に示すようなノード配置の場合において、ノードN1、ノードN2から見た各ノードのタイムスロットの割当てを示している。ノードN1から見ると、半径R(実線円の半径)内にノードが4個(ノードN1も含む)あり、ノードN2から見ると、ノードが12個(ノードN2も含む)あり、それぞれ、1周期が4分割(図11(A))、又は、12分割(図11(B))され、タイムスロットが割り振られる。
The functions of the time slot width measuring unit 16 and the angular velocity changing unit 17 will be described in more detail with reference to FIGS.
FIGS. 11A and 11B show the time slot assignment of each node viewed from the nodes N1 and N2 in the case of the node arrangement as shown in FIG. When viewed from the node N1, there are 4 nodes (including the node N1) within the radius R (the radius of the solid circle), and when viewed from the node N2, there are 12 nodes (including the node N2), each of which is one cycle. Are divided into four (FIG. 11A) or 12 (FIG. 11B), and time slots are allocated.

図11において「N1」から「N12」を付与したタイムスロットは、それぞれ、図8のノードN1からノードN12に割り当てられたタイムスロットを表している。ノードN1、N2、N3及びN9は同様なノードであるのに拘わらず、近傍ノードの位相相互作用の影響を受け、図11(A)に示すように、割り当てられたタイムスロットの幅に大きな相違を有している。このような割当てのアンバランスを少しでも是正するために(割り当てられたタイムスロットを見直すために)、当該タイムスロット幅計測手段16及び角速度変更手段17が設けられ、タイムスロットの再割り当てがなされる。   In FIG. 11, the time slots assigned with “N1” to “N12” represent time slots assigned to the node N12 from the node N1 in FIG. Although nodes N1, N2, N3 and N9 are similar nodes, they are affected by the phase interaction of neighboring nodes, and as shown in FIG. have. In order to correct such an imbalance of allocation as much as possible (in order to review the assigned time slot), the time slot width measuring means 16 and the angular velocity changing means 17 are provided, and the time slots are reassigned. .

タイムスロットの再割当ての動作は、(S1)タイムスロット幅拡張必要性の判定、(S2)位相シフト制御、という2段階でなされる。   The time slot reassignment operation is performed in two stages: (S1) determination of necessity for expanding the time slot width and (S2) phase shift control.

(S1)タイムスロット幅拡張必要性の判定
各ノードのタイムスロット幅計測手段16は、自インパルス信号を送信してから次に自インパルス信号を送信するまでの1周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号の受信可能範囲(インパルス信号のカバーエリア内)のノード数を調べる。例えば、ノードN1のタイムスロット幅計測手段16は、図11(A)における<1>のタイミングで、自インパルス信号を送信してから、次に自インパルス信号を送信するまでの1周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号のカバーエリア内のノード数を調べる。これにより、ノードN1のタイムスロット幅計測手段16は、ノード数「4」を得る。また、各ノードのタイムスロット幅計測手段16は、自インパルス信号を送信してから、他ノードからのインパルス信号を受信するまでの時間を計測する。これにより、ノードN1のタイムスロット幅計測手段16は、図11(A)における<1>と<2>の間の時間、<1>と<3>の間の時間、<1>と<9>の間の時間を計測し、これら計測時間を整理することにより、各タイムスロットの割当て時間が得られる。
(S1) Determination of necessity of time slot width expansion The time slot width measuring means 16 of each node counts the number of received impulse signals in one cycle from the transmission of the self impulse signal to the next transmission of the self impulse signal. The number of nodes in the impulse signal receivable range (in the impulse signal cover area) is examined. For example, the time slot width measuring unit 16 of the node N1 receives a single impulse signal from the transmission of the self impulse signal at the timing <1> in FIG. 11A until the next transmission of the self impulse signal. Count the number of signals and check the number of nodes in the coverage area of the impulse signal. Thereby, the time slot width measuring means 16 of the node N1 obtains the number of nodes “4”. Further, the time slot width measuring means 16 of each node measures the time from when the impulse signal is transmitted until the impulse signal is received from another node. As a result, the time slot width measuring means 16 of the node N1 makes the time between <1> and <2>, the time between <1> and <3>, <1> and <9 in FIG. By measuring the time between> and arranging these measurement times, the allocated time of each time slot can be obtained.

以上のようにして1周期分を計測すると、角速度変更手段17は、自ノードのタイムスロット割当て幅が均等に割り当てられた場合に比べて、少ないか否かを判定する。例えば、「2π/ノード数−自ノードのタイムスロット幅」(ここでは差分であるが、比であっても良い)という値が、予め定められている閾値以下ならば、位相シフト制御を行うと判定する。図11(A)の例の場合、ノードN1のタイムスロット幅が均等に割り当てた場合に比べて小さいので、角速度変更手段17によって、位相シフト制御を行うと判定される。   When one period is measured as described above, the angular velocity changing unit 17 determines whether or not the time slot allocation width of the own node is smaller than when the time slot allocation width is allocated equally. For example, if the value “2π / number of nodes−time slot width of own node” (here, a difference but may be a ratio) is equal to or smaller than a predetermined threshold value, phase shift control is performed. judge. In the case of the example of FIG. 11A, since the time slot width of the node N1 is smaller than the case where the time slots are evenly allocated, it is determined by the angular velocity changing means 17 that the phase shift control is performed.

なお、位相シフト制御を行うか否かの判定基準は、これに限定されない。例えば、以下のような条件(PA)や条件(PB)が成り立つならば、位相シフト制御を行うようにしても良く、また、複数の条件が満たされる場合に、位相シフト制御を行うようにしても良い。   Note that the criterion for determining whether or not to perform phase shift control is not limited to this. For example, phase shift control may be performed if the following conditions (PA) and conditions (PB) are satisfied, and phase shift control is performed when a plurality of conditions are satisfied. Also good.

条件(PA):自ノードに割り当てられたタイムスロット幅<最大タイムスロット幅/2
条件(PB):自インパルス信号の前後のタイムスロットの合計<最大タイムスロット幅
(S2)位相シフト制御
角速度変更手段17は、自ノードのタイムスロットの終了を規定するインパルス信号を受信したとき(図11(A)の<2>)の位相θi(t)を保持し、次に後続するインパルス信号を受信した時点(図11(A)の<3>)の位相θi(t+1)との位相差を調べ、位相差θi(t+1)−θi(t)を保持する。さらに、角速度変更手段17は、次のインパルス信号を受信した時点(図11(A)の<9>)の位相差θi(t+2)−θi(t+1)を調べ、この位相差が大きければ、インパルス信号の位相θi(t+1)及び位相差θi(t+2)−θi(t+1)を保持する。このような動作を、再び自インパルス信号を送信する段階まで繰り返す。そして、保持している位相+(位相差の1/2)の位置まで、自ノードのインパルス信号の送信位相を変化させる。ノードN1から見ると、ノードN3に割り当てられたタイムスロットが最も大きいので(保持している位相差から分かる)、図11(A)に示すように、この位置に当該ノードN1の位相をシフトし、インパルス信号の送信を開始する。
Condition (PA): Time slot width allocated to own node <maximum time slot width / 2
Condition (PB): Sum of time slots before and after own impulse signal <maximum time slot width (S2) Phase shift control When angular velocity changing means 17 receives an impulse signal defining the end of the time slot of its own node (FIG. 11 (A) <2>) phase θi (t) and the phase difference from phase θi (t + 1) at the time of receiving the next impulse signal (<3> in FIG. 11A). And the phase difference θi (t + 1) −θi (t) is held. Further, the angular velocity changing means 17 checks the phase difference θi (t + 2) −θi (t + 1) at the time of receiving the next impulse signal (<9> in FIG. 11A), and if this phase difference is large, the impulse is changed. The signal phase θi (t + 1) and phase difference θi (t + 2) −θi (t + 1) are held. Such an operation is repeated until the self impulse signal is transmitted again. Then, the transmission phase of the impulse signal of the own node is changed to the position of the held phase + (1/2 of the phase difference). From the viewpoint of the node N1, the time slot assigned to the node N3 is the largest (as seen from the held phase difference), so the phase of the node N1 is shifted to this position as shown in FIG. The transmission of the impulse signal is started.

図11(C)および(D)は、位相シフト制御を行なった時点でのノードN1、ノードN2のそれぞれから見たタイムスロット幅である。ノードN1は、前後のノードの影響でタイムスロット幅が小さかったのが、割り当て幅が増加する。このとき、図12上では、図12(A)に示す状態から図12(B)に示す状態に遷移する。   FIGS. 11C and 11D show the time slot widths as viewed from each of the node N1 and the node N2 when the phase shift control is performed. The node N1 has a smaller time slot width due to the influence of the preceding and following nodes, but the allocated width increases. At this time, the state shown in FIG. 12A transitions from the state shown in FIG. 12A to the state shown in FIG.

位相シフト先は単純に最大タイムスロットの範囲内の位相に限定されず、これ以外でも良い。例えば、連続するタイムスロット(次のタイムスロット)が最も大きい位置に移動するようにしても良い。   The phase shift destination is not limited to the phase within the range of the maximum time slot, but may be other than this. For example, you may make it move to the position where a continuous time slot (next time slot) is the largest.

実際には、この例のように、ノードの配置状況などによって、タイムスロットを各ノードに完全に均等に割り当てる(同じ時間幅のタイムスロットを各ノードに割り当てる)ことが難しい場合も少なくないが、以下では、説明を簡単にするため、定常状態では、基本的に各ノードに均等な時間幅のタイムスロットが割り当てられているものとする。   Actually, as in this example, it is often difficult to assign time slots to each node completely evenly (assigning a time slot of the same time width to each node) depending on the arrangement situation of the nodes, In the following, for simplicity of explanation, it is assumed that time slots having an equal time width are basically allocated to each node in a steady state.

前記経路設定手段18は、自ノードAが当初の送信元となって経路設定要求信号を送信したり、他ノードから受信した前記経路設定要求信号または返答信号をもとに、経路設定を実行するもので、上述した経路制御用プログラムの機能は主として当該経路設定手段18に対応する。他ノードから受信した前記経路設定要求信号または返答信号をもとに経路設定を行う場合、当該経路設定は、例えば、図4に示すような経路情報テーブルTB1を経路情報格納手段19に格納することによって実行される。   The route setting means 18 performs route setting based on the route setting request signal or the response signal received from the other node by transmitting the route setting request signal with the node A as the original transmission source. Therefore, the function of the above-described route control program mainly corresponds to the route setting means 18. When performing route setting based on the route setting request signal or response signal received from another node, the route setting is performed, for example, by storing a route information table TB1 as shown in FIG. Executed by.

図4の経路情報テーブルTB1は、データ項目として当初送信元と、受信タイミングとを備えている。   The path information table TB1 in FIG. 4 includes an initial transmission source and reception timing as data items.

ここで、当初送信元は、前記経路設定要求信号または返答信号の当初の送信元である当初送信元ノードのアドレスを登録し、受信タイミングは、自ノードであるノードAがこれら経路設定要求信号または返答信号を直接、受信した近傍の他ノードのタイムスロットが、ノードAのタイムスロットATSから見て何番目であるかを示す値を登録する。   Here, the initial transmission source registers the address of the initial transmission source node that is the initial transmission source of the route setting request signal or the response signal, and the reception timing is determined by the node A as its own node. A value indicating the number of the time slot of another node in the vicinity that has received the response signal directly from the time slot ATS of the node A is registered.

ここでは、相互にデータ信号の授受が可能な近傍の6ノードA〜Fに割り当てられるタイムスロット(ATS〜FTS)の1周期が一例として図7(A)に示す通りで、A→B→C→…→Fの順番に循環しているものとする。図3は、図7(A)の各タイムスロットを順番に横に並べたものである。   Here, one cycle of time slots (ATS to FTS) assigned to 6 nodes A to F in the vicinity that can exchange data signals with each other is as shown in FIG. 7A as an example, and A → B → C It is assumed that it is circulating in order of →… → F. FIG. 3 shows the time slots shown in FIG.

タイムスロットATSは、ノードAのタイムスロットで、タイムスロットATSの期間中、ノードAがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。   The time slot ATS is a time slot of the node A. During the time slot ATS, the node A has the transmission right of the impulse signal and the data signal.

同様に、タイムスロットBTSはノードBのタイムスロットで、タイムスロットBTSの期間中、ノードBがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットCTSはノードCのタイムスロットで、タイムスロットCTSの期間中、ノードCがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットDTSはノードDのタイムスロットで、タイムスロットDTSの期間中、ノードDがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットETSはノードEのタイムスロットで、タイムスロットETSの期間中、ノードEがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットFTSはノードFのタイムスロットで、タイムスロットFTSの期間中、ノードFがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。   Similarly, the time slot BTS is the time slot of the node B. During the time slot BTS, the node B has the right to transmit the impulse signal and the data signal, the time slot CTS is the time slot of the node C, and the time slot CTS During the period, the node C has the right to transmit the impulse signal and the data signal, the time slot DTS is the time slot of the node D, and during the period of the time slot DTS, the node D has the right to transmit the impulse signal and the data signal. The slot ETS is a time slot of the node E. During the time slot ETS, the node E has the transmission right of the impulse signal and the data signal. The time slot FTS is the time slot of the node F, and during the time slot FTS, the node F is the impulse signal and data It has the right to transmit the signal.

経路設定のためのデータ信号である経路設定要求信号や返答信号の送信でも、各ノードは自身のタイムスロットが到来するまで、その送信を行うことができない。   Even when a route setting request signal or a response signal, which is a data signal for route setting, is transmitted, each node cannot perform transmission until its own time slot arrives.

上述したように、タイムスロットは各ノードの送信権を制限するためのものであり、受信権のほうはすべてのノードが常に保有しているのが基本であるが、本実施形態では、各ノードが、経路設定に応じて、経路の設定されていない不要なタイムスロットの期間内では、前記データ信号受信手段15Bを動作させない(非動作状態とする)構成を取る。   As described above, the time slot is for limiting the transmission right of each node, and the reception right is basically held by all the nodes at all times. However, according to the route setting, the data signal receiving unit 15B is not operated (set to the non-operating state) within an unnecessary time slot period in which no route is set.

一方、相互にデータ信号の授受が可能な近傍の3ノードG〜Fに割り当てられるタイムスロット(GTS〜FTS)の1周期は一例として図7(B)に示す通りであってよい。図7(B)では、G→F→Eの順番に循環している。   On the other hand, one cycle of time slots (GTS to FTS) assigned to three neighboring nodes G to F that can exchange data signals with each other may be as shown in FIG. 7B as an example. In FIG. 7B, circulation is performed in the order of G → F → E.

図7(B)において、タイムスロットGTSはノードGのタイムスロットで、タイムスロットGTSの期間中、ノードGがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットETSはノードEのタイムスロットで、タイムスロットETSの期間中、ノードEがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットFTSはノードFのタイムスロットで、タイムスロットFTSの期間中、ノードFがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。   In FIG. 7B, the time slot GTS is the time slot of the node G, and during the time slot GTS, the node G has the transmission right of the impulse signal and the data signal, and the time slot ETS is the time slot of the node E. During the time slot ETS, the node E has the transmission right of the impulse signal and the data signal, the time slot FTS is the time slot of the node F, and during the time slot FTS, the node F has the transmission right of the impulse signal and the data signal. have.

図4に示した前記経路情報テーブルTB1には2つの行L1、L2が含まれているが、行L1は、ノードAが受信した前記経路設定要求信号に対応するものであり、行L2は、ノードAが受信した返答信号に対応するものである。ここで、行は、経路情報テーブルTB1中でデータ項目を除く横の並びを示す。   The route information table TB1 shown in FIG. 4 includes two rows L1 and L2. The row L1 corresponds to the route setting request signal received by the node A, and the row L2 This corresponds to the response signal received by the node A. Here, the row indicates a horizontal arrangement excluding data items in the route information table TB1.

経路設定要求信号の当初送信元ノードはGであるが、直接の送信元はノードFであり、当該ノードFのタイムスロットFTSは図7(A)に示すようにATSからみて5番目であるから、行L1の受信タイミングとして「5」が登録される。   Since the initial transmission source node of the route setting request signal is G, the direct transmission source is the node F, and the time slot FTS of the node F is the fifth as viewed from the ATS as shown in FIG. “5” is registered as the reception timing of the row L1.

返答信号については当初送信元ノードと直接の送信元が同じノードCであり、当該ノードCのタイムスロットCTSは図7(A)に示すようにATSからみて2番目であるから、行L2の受信タイミングとして「2」が登録される。   As for the response signal, the initial transmission source node and the direct transmission source are the same node C, and the time slot CTS of the node C is the second as viewed from the ATS as shown in FIG. “2” is registered as the timing.

このように登録しておけば、通信タイミング計算手段12は、図7(A)に示した1周期のうち、ATSから2番目のタイムスロットCTSと、ATSから5番目のタイムスロットFTSに相当する期間のみ、データ信号受信手段15Bを動作状態(受信待ち状態)とさせ、その他の期間は非動作状態とさせる制御を実行することができる。なお、受信待ち状態とは、データ信号受信手段15Bの動作状態に属する1つの状態で、いつ受信できるか予測できないデータ信号が、いつ到着しても対応できるようにその到着を待ち受けている状態である。単位時間あたりのタイムスロットの利用率が極端に高いケースを除き、データ信号受信手段15Bの動作状態の大半は、受信待ち状態になるものと考えられる。   If registered in this way, the communication timing calculation means 12 corresponds to the second time slot CTS from the ATS and the fifth time slot FTS from the ATS in one cycle shown in FIG. Control can be executed such that the data signal receiving means 15B is in an operating state (a reception waiting state) only during a period, and in a non-operating state during other periods. The reception waiting state is a state belonging to the operation state of the data signal receiving means 15B, and is a state waiting for arrival so that a data signal that cannot be predicted when it can be received can be dealt with whenever it arrives. is there. Except for the case where the utilization rate of time slots per unit time is extremely high, it is considered that most of the operating state of the data signal receiving unit 15B is in a reception waiting state.

以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。   The operation of the present embodiment having the above configuration will be described below.

(A−2)第1の実施形態の動作
前記通信システム10内に経路が設定されていないものとすると、送信したいユーザデータを持つノードは、当該ユーザデータを送信する前に経路設定を行うことが必要になる。ここでは、前記ノードGがこのようなノードであるものとする。なお、経路が設定されていないということは、すべてのノードA〜G内で、前記データ信号受信手段15Bが1周期の全期間にわたって動作状態にあることを意味する。したがって、その時点で受信すべき有効なデータ信号が存在しない場合には、各ノードA〜G内の当該データ信号受信手段15Bは上述した受信待ち状態を維持する。
(A-2) Operation of First Embodiment Assuming that no route is set in the communication system 10, a node having user data to be transmitted performs route setting before transmitting the user data. Is required. Here, it is assumed that the node G is such a node. Note that the fact that no path is set means that the data signal receiving means 15B is in an operating state over the entire period of one cycle in all the nodes A to G. Therefore, when there is no valid data signal to be received at that time, the data signal receiving unit 15B in each of the nodes A to G maintains the above-described reception waiting state.

図2上で、ノードGのデータ信号のカバーエリア内に位置するのは、ノードEとFだけであるため、ノードGが経路設定要求信号RG1を送信すると、当該経路設定要求信号RG1は、ノードEとFに受信される。   In FIG. 2, since only the nodes E and F are located in the data signal cover area of the node G, when the node G transmits the route setting request signal RG1, the route setting request signal RG1 is Received by E and F.

なお、当該経路設定要求信号RG1はノードGのタイムスロットである図7(B)のGTSで送信されるが、当該タイムスロットGTSの期間内では、ノードGはデータ信号受信手段15Bを非動作状態にすることができる。自身のタイムスロットGTSの期間内では、カバーエリア内に位置する他ノードEおよびFがデータ信号を送信することはあり得ないし、他ノードE、Fと自ノードGがほぼ同じ送信電力で、同じ周波数のデータ信号を送信するものとすると、離れた位置から到来する他ノードが送信したデータ信号を自ノードが有効に受信することは電波工学的に困難で、受信待ち状態にしても実益がないからである。   The route setting request signal RG1 is transmitted in the GTS of FIG. 7B, which is the time slot of the node G, but the node G keeps the data signal receiving means 15B in the non-operating state within the time slot GTS. Can be. Within the period of its own time slot GTS, the other nodes E and F located in the cover area cannot transmit the data signal, and the other nodes E and F and the own node G have the same transmission power and the same. If it is assumed that a frequency data signal is transmitted, it is difficult for the radio node to effectively receive a data signal transmitted from another node arriving from a remote location, and there is no practical benefit even in a reception waiting state. Because.

当該経路設定要求信号RG1には様々な情報が含まれ得るが、少なくとも、当初送信元ノードであるGのアドレスGAD1が含まれているものとする。また、当該経路設定要求信号RG1には経路設定要求信号の最終的な宛先であるノード(最終宛先ノード)のアドレスが含まれていてもよい。最終宛先ノードのアドレスとともに、または最終宛先ノードのアドレスに替えて、有効期限情報が含まれるようにしてもよい。有効期限情報は、RG1に由来する経路設定要求信号が通信システム10内を中継されるホップ数や時間などの上限値を指定する情報で、中継することが不要なノードまで当該経路設定要求信号が中継されたり、不必要な通信トラフィックの増大を防ぐために用いることができる。   Although the route setting request signal RG1 may include various information, it is assumed that at least the address GAD1 of G that is the initial transmission source node is included. The route setting request signal RG1 may include the address of a node (final destination node) that is the final destination of the route setting request signal. The expiration date information may be included together with the address of the final destination node or instead of the address of the final destination node. The expiration date information is information that specifies an upper limit value such as the number of hops and time that the route setting request signal derived from RG1 is relayed in the communication system 10, and the route setting request signal is transmitted to a node that does not need to be relayed. It can be used to prevent relaying or unnecessary increase in communication traffic.

ここで、ノード(例えば、G)のアドレスは少なくとも当該通信システム10内で各ノードを一意に識別することのできる識別情報である。   Here, the address of the node (for example, G) is identification information that can uniquely identify each node in at least the communication system 10.

経路設定要求信号RG1には、直接、受信するノードE、Fのアドレスが含まれている必要はないが、通信プロトコルの仕様上、そのアドレスを記述することが必須である場合には、不特定多数のノードを宛先として指定するブロードキャストアドレスなどを記述しておくものであってよい。もちろん、その時点で通信システム10内の各ノードA〜Gに近傍のノードのアドレスが認識できているのならば、個々にそのアドレスを指定して経路設定要求信号を次のノードへ送信するようにしてもよいが、ここでは主として、近傍ノードのアドレスは認識できておらず、ブロードキャストするケースを想定する。ブロードキャストした経路設定要求信号に送信元のノード(ここでは、G)のアドレスを記述しておけば、当該経路設定要求信号を受信したノード(ここでは、EまたはF)はその記述から、ブロードキャストしたノード(例えば、G)のアドレスを認識できるので、前記返答信号を送信するときには、ユニキャストを行うことができる。   The route setting request signal RG1 does not need to include the addresses of the nodes E and F to be received directly, but is unspecified when it is essential to describe the addresses according to the specifications of the communication protocol. A broadcast address that designates a number of nodes as destinations may be described. Of course, if the addresses of neighboring nodes can be recognized by the respective nodes A to G in the communication system 10 at that time, the address is individually designated and a route setting request signal is transmitted to the next node. However, here, it is assumed that the address of the neighboring node is not recognized and broadcasts. If the address of the source node (here, G) is described in the broadcast route setting request signal, the node (here, E or F) that has received the route setting request signal broadcasts from the description. Since the address of the node (for example, G) can be recognized, unicast can be performed when the response signal is transmitted.

ノードGが送信した経路設定要求信号RG1は、前記ノードEとFのデータ信号受信手段15Bに、ほぼ同時に受信される。受信待ち状態にあった当該データ信号受信手段15Bでは、受信した経路設定要求信号RG1をすでに主記憶装置(図示せず)上に確保してある前記バッファ内に一時的に記憶するほか、自ノード内の経路情報テーブルTB1に、前記行L1に相当する行を追加することによって経路設定を行う。これは、当初送信元ノードであるノードGが送信したデータ信号(ユーザデータ)を中継する往路方向の中継のための経路設定である。   The route setting request signal RG1 transmitted by the node G is received almost simultaneously by the data signal receiving means 15B of the nodes E and F. The data signal receiving means 15B in the reception waiting state temporarily stores the received path setting request signal RG1 in the buffer already secured on the main storage device (not shown), The route is set by adding a row corresponding to the row L1 to the route information table TB1. This is a route setting for relaying in the forward direction in which the data signal (user data) transmitted by the node G that is the initial transmission source node is relayed.

図7(B)から明らかなように、ノードFから見ると、ノードGのタイムスロットGTSは2番目であるため、ノードF内の経路情報テーブルの受信タイミングとしては「2」が登録される。同様に、ノードEから見ると、ノードGのタイムスロットGTSは1番目であるため、ノードE内の経路情報テーブルの受信タイミングとしては「1」が登録される。   As apparent from FIG. 7B, when viewed from the node F, since the time slot GTS of the node G is second, “2” is registered as the reception timing of the route information table in the node F. Similarly, when viewed from the node E, since the time slot GTS of the node G is the first, “1” is registered as the reception timing of the route information table in the node E.

各ノード(ここでは、EとF)における経路設定要求信号の中継では、基本的に、受信したものをそのまま送信するものであってよい。この場合、各ノード(例えば、F)が受信した経路設定要求信号RG1と、送信した経路設定要求信号RF1の内容は同じである。ただし、経路設定要求信号に前記有効期限情報が含まれている場合には、その値をデクリメント(あるいは、減算)する処理などが中継時に行われるものであってよい。   In relaying the route setting request signal at each node (here, E and F), basically, the received signal may be transmitted as it is. In this case, the contents of the route setting request signal RG1 received by each node (for example, F) and the transmitted route setting request signal RF1 are the same. However, when the expiration date information is included in the route setting request signal, a process of decrementing (or subtracting) the value may be performed at the time of relaying.

2つのノードE、Fは中継のため、それぞれ自ノード中の前記バッファに記憶されている経路設定要求信号を送信する。   The two nodes E and F each transmit a route setting request signal stored in the buffer in their own node for relaying.

ただし、図7(B)から明らかなように、GTSの直後のタイムスロットはFTSで、その次がETSであるため、先に送信するのは、ノードFである。ノードFが送信したあと、自身のタイムスロットETSが到来したときに、ノードEが送信する。   However, as is clear from FIG. 7B, the time slot immediately after the GTS is the FTS, and the next is the ETS, so that the node F transmits first. Node E transmits when its own time slot ETS arrives after node F transmits.

前記ノードAは、ノードFのカバーエリアにもノードEのカバーエリアにも属しているが、ノードFが中継のために送信した経路設定要求信号であるRF1が、最初にノードAに受信される。このとき、前記RG1を受信したときノードFやEで行われたものと同様な往路方向の経路設定がノードA内で行われる。この経路設定で、経路情報テーブルTB1に上述した行L1が登録される。   Although the node A belongs to both the cover area of the node F and the cover area of the node E, the node A first receives RF1 which is a path setting request signal transmitted by the node F for relaying. . At this time, the path setting in the forward direction is performed in the node A similar to that performed in the nodes F and E when the RG1 is received. With this route setting, the above-described row L1 is registered in the route information table TB1.

図7(A)に示すように、ノードFのタイムスロットFTSは、ノードAから見ると、自ノードのタイムスロットATSの直前にあるため、経路設定要求信号RF1を受信後、ただちに経路設定要求信号RA1がノードAから送信されることになる。   As shown in FIG. 7A, since the time slot FTS of the node F is immediately before the time slot ATS of the own node when viewed from the node A, the path setting request signal is received immediately after receiving the path setting request signal RF1. RA1 is transmitted from node A.

なお、前記ノードFから送信されたRF1のあとで、ノードEから送信されたRE2がノードAに届くが、このRE2は、ノードA内の前記バッファ上で削除(破棄)され、中継の対象とはならない。ノードAに限らず、通信システム10内の全ノードは、同一の経路設定要求信号(例えば、当初送信元ノードが同じである経路設定要求信号)を所定時間以内に(例えば、1周期中に)異なるノードから受信した場合、最初に受信した経路設定要求信号のみを経路設定などに用い、そのあとで受信した他の経路設定要求信号は、このように削除する。削除された経路設定要求信号は、ノードAにおける経路設定や中継の対象とされないことは当然である。   Note that after RF1 transmitted from the node F, RE2 transmitted from the node E arrives at the node A, but this RE2 is deleted (destroyed) on the buffer in the node A and is subject to relaying. Must not. Not only the node A but all nodes in the communication system 10 send the same route setting request signal (for example, a route setting request signal having the same initial transmission source node) within a predetermined time (for example, during one cycle). When received from a different node, only the route setting request signal received first is used for route setting, and other route setting request signals received thereafter are deleted in this way. Of course, the deleted route setting request signal is not subject to route setting or relay in the node A.

これにより、各ノードの内部では、記憶容量(バッファの容量)や処理能力を節約することができる。また、ノード間では、無限ループの発生などを防止して、通信トラフィックの増大を抑制することができる。しかも、後述する経路の選択により、各ノードが自身のタイムスロットの到来を待つことによって発生する中継のための遅延時間が短い経路が選択されることになり、経路設定後に実行されるユーザデータの通信に関するリアルタイム性を高める上でも有利である。   As a result, the storage capacity (buffer capacity) and processing capacity can be saved inside each node. In addition, it is possible to prevent an infinite loop from occurring between nodes and suppress an increase in communication traffic. In addition, by selecting a route to be described later, a route having a short delay time for relaying that occurs when each node waits for the arrival of its own time slot is selected. This is also advantageous for improving the real-time property regarding communication.

なお、ノード(ここでは、A)内でいずれかの経路設定要求信号を破棄した場合、その直接の送信元であるノード(ここでは、E)へ、破棄したことを通知するようにしてもよい。送信した経路設定要求信号が破棄されたことが分かれば、自ノード(ここでは、E)が今回、設定される経路から外れたことを認識できるので、当該ノード(ここでは、E)は、その前に往路方向のために実行していた経路設定を解除してデータ信号受信手段15Bを非動作状態の時間を長くすることができるからである。あるいは、今回の経路設定に対応する前記返答信号が所定時間(例えば、5周期)以内に受信できないときに、各ノードがこの解除を実行するようにしてもよい。   When any of the path setting request signals is discarded within the node (here, A), the node (here, E) that is the direct transmission source may be notified of the discard. . If it is known that the transmitted route setting request signal is discarded, it can be recognized that the own node (here, E) has deviated from the currently set route, so that the node (here, E) This is because it is possible to lengthen the time during which the data signal receiving unit 15B is in the non-operating state by canceling the route setting previously performed for the forward direction. Alternatively, each node may perform the cancellation when the response signal corresponding to the current route setting cannot be received within a predetermined time (for example, five cycles).

前記経路設定要求信号RF1を受信したノードAから送信(前記ブロードキャスト)される経路設定要求信号RA1は、物理的には、ノードAのカバーエリア内に存在するノードB〜Fに受信され得るが、ノードE、Fなど、すでに同一の経路設定要求信号を受信しているノード内では、削除される(図2上では、ノードAからノードE、Fに届く経路設定要求信号RA1は、図示していない)。   The path setting request signal RA1 transmitted (broadcast) from the node A that has received the path setting request signal RF1 can be physically received by the nodes B to F existing in the cover area of the node A. The node E, F or the like that has already received the same route setting request signal is deleted (in FIG. 2, the route setting request signal RA1 reaching from the node A to the nodes E, F is not shown). Absent).

なお、図7(A)のタイムスロットの1周期上には、ノードGのタイムスロットGTSが存在しないが、図7(B)に示すノードGのタイムスロットGTSは、ノードFのタイムスロットであるFTSの直前であって、なおかつ、ノードEのタイムスロットであるETSの直後にあるため、図7(A)の1周期上でも、ETSとFTSのあいだの位相位置に相当する。したがって、図7(A)から明らかなように、ノードB〜Dにとっては、ノードAから届く経路設定要求信号RA1が最も早く届くため、それ以降に受信された経路設定要求信号(例えば、ノードEからノードDに届くRE1など)は、削除することになる。   Note that the time slot GTS of the node G does not exist in one cycle of the time slot of FIG. 7A, but the time slot GTS of the node G shown in FIG. 7B is a time slot of the node F. Since it is immediately before the FTS and immediately after the ETS which is the time slot of the node E, it corresponds to the phase position between the ETS and the FTS even in one cycle of FIG. Therefore, as apparent from FIG. 7A, since the route setting request signal RA1 received from the node A arrives at the earliest time for the nodes B to D, the route setting request signal (for example, the node E received after that) , RE1, etc. that arrive at the node D) will be deleted.

このようにして各ノード内で往路方向の経路が設定されて行く。   In this way, a route in the forward direction is set in each node.

当初送信元ノードGが経路設定要求信号の前記最終的宛先ノードとしてCを指定したものとすると、この経路設定要求信号は、ノードGからCのあいだの1つの経路の設定を要求するものである。各ノードが上述した解除を実行することにより、可能性のある複数の経路のうち、ただ1つの経路だけが選択されて残るとともに、経路から外れたノード内の各種資源が節約できる。本実施形態の場合、図2、図7(A)および(B)を前提とすると、残る経路は、G→F→A→Cの経路である。   Assuming that the initial transmission source node G designates C as the final destination node of the route setting request signal, this route setting request signal requests the setting of one route between the nodes G and C. . When each node executes the above-described cancellation, only one of the plurality of possible paths remains selected, and various resources in the nodes outside the path can be saved. In the case of the present embodiment, assuming FIG. 2, FIG. 7A and FIG. 7B, the remaining route is a route of G → F → A → C.

次に、前記返答信号の処理について説明する。   Next, processing of the response signal will be described.

返答信号は、往路方向の経路設定が完了したことの確認とともに、復路方向の経路設定を行うために用いる経路設定用の制御信号である。したがって、この2つの目的を達成することのできるものであれば、返答信号自体の仕様(含まれる情報)や、各ノードがどのような場合に返答信号を送信するかについての方法には、様々な変形が可能で、例えば、次の第1〜第3の方法を用いることもできる。ただし、これらは、前記経路設定要求信号に含まれる情報によっても制約を受けることは当然である。   The response signal is a control signal for route setting used for confirming the completion of the route setting in the forward direction and for setting the route in the backward direction. Therefore, as long as these two objectives can be achieved, there are various methods for the specification (included information) of the response signal itself and when each node transmits the response signal. For example, the following first to third methods can also be used. However, these are naturally limited by the information included in the route setting request signal.

例えば、第1の方法では、経路設定要求信号を受信した(破棄しなかった)ノードが、自身に対して経路設定要求信号を送信した直前のノード(例えば、ノードAから見るとノードF)へ、返答信号を送信し、各ノードは返答信号を往路と同じ経路を逆方向に中継して、当初送信元ノードであるノードGまで届ける。この場合、経路設定要求信号を受信した全ノードから返答信号が送信されるため、返答信号の中継などに、各ノードの処理能力が消費され、通信トラフィックが増大するが、当初送信元ノードGを根とする木構造の経路を設定することができ、経路設定要求信号には、最終宛先ノードのアドレスを含む必要がない。また、返答信号の当初の送信元であるノード(例えば、C)のアドレスを記述しておけば、その返答信号を受信した各ノード(例えば、AやG)は、その返答信号の記述から、自身が通信可能な全ノードを特定することができる。   For example, in the first method, a node that has received a route setting request signal (not discarded) sends a route setting request signal to itself (for example, node F when viewed from node A). The node transmits a reply signal, and each node relays the reply signal to the node G, which is the original transmission source node, by relaying the reply signal in the reverse direction on the same path as the forward path. In this case, since the response signal is transmitted from all the nodes that have received the route setting request signal, the processing capacity of each node is consumed for relaying the response signal and the communication traffic increases. A route having a tree structure as a root can be set, and the route setting request signal does not need to include the address of the final destination node. Further, if the address of a node (for example, C) that is the initial transmission source of the response signal is described, each node (for example, A or G) that has received the response signal can determine from the description of the response signal, All nodes that can communicate with each other can be specified.

第2の方法では、経路設定要求信号に前記有効期限情報が含まれていることを前提に、自ノードにおける処理(有効期限情報の減算など)で、有効期限情報が所定の値(例えば、0)になった場合、そのノードが返答信号を送信する。この場合、返答信号の中継などのために消費される処理能力や、必要な通信トラフィックは、第1の方法ほど大きくなく、経路設定要求信号に最終宛先ノードのアドレスを含む必要もない。また、中継時に各ノードが自身のアドレスを返答信号に追加するようにすれば、最後に当該返答信号を受信する当初送信元ノードGには、経路上の全ノードのアドレスが認識されるため、当初送信元ノードGは、経路上の任意のノードとユーザデータをやり取りすることができる。   In the second method, on the assumption that the expiration date information is included in the route setting request signal, the expiration date information is a predetermined value (for example, 0) in the process (subtraction of the expiration date information, etc.) in the own node. ), The node transmits a response signal. In this case, the processing capacity consumed for relaying the response signal and the necessary communication traffic are not as large as the first method, and it is not necessary to include the address of the final destination node in the route setting request signal. In addition, if each node adds its own address to the response signal at the time of relaying, the initial transmission source node G that finally receives the response signal recognizes the addresses of all the nodes on the route. The initial transmission source node G can exchange user data with an arbitrary node on the route.

第3の方法では、経路設定要求信号に最終宛先ノードのアドレスが含まれていることを前提に、その最終宛先ノードのみが返答信号を送信する。例えば、最終宛先ノードのアドレスがノードCを指定するアドレスである場合、ノードCのみが返答信号を送信し、ノードG、F、A、Cのあいだに往路と復路の経路設定が行われることになる。もちろん、最終宛先ノードは必ずしも1つである必要はない。また第2の方法で行ったように、中継時に各ノードが自身のアドレスを返答信号に追加するようにすれば、当初送信元ノードGは、経路上の任意のノードとユーザデータをやり取りすることもできる。   In the third method, assuming that the address of the final destination node is included in the route setting request signal, only the final destination node transmits a response signal. For example, when the address of the final destination node is an address that designates the node C, only the node C transmits a response signal, and the forward route and the return route are set between the nodes G, F, A, and C. Become. Of course, the final destination node is not necessarily one. As in the second method, if each node adds its own address to the response signal at the time of relaying, the initial transmission source node G can exchange user data with an arbitrary node on the route. You can also.

なお、第1の方法や第3の方法でも、一般的には、経路設定要求信号の通信トラフィックの増大を抑制すること等のため、経路設定要求信号に有効期限情報を含めることが必要になる可能性が高い。また、第2の方法や第3の方法でも、当初送信元ノードGを根とする木構造の経路を設定することが可能である。   In the first method and the third method, it is generally necessary to include expiration date information in the route setting request signal in order to suppress an increase in communication traffic of the route setting request signal. Probability is high. Also in the second method and the third method, it is possible to set a tree-structured route with the initial transmission source node G as a root.

復路方向の経路設定に、第1〜第3のいずれの方法を用いるにしても、ここでは、前記経路設定要求信号の中継にともなってノードG、F、A、Cのあいだに往路の経路設定が行われ、次に、返答信号の中継などにともなって復路の経路設定が行われるものとする。復路は、往路と同じ経路を逆方向にたどるものである。   Regardless of which one of the first to third methods is used for route setting in the return direction, here, the route setting for the forward route is made between the nodes G, F, A, and C along with the relay of the route setting request signal. Next, it is assumed that the return route is set along with the relay of the response signal. The return path follows the same path as the forward path in the reverse direction.

返答信号の送信を前述のユニキャストで行う場合、返答信号には、最終的な宛先となる前記ノードGのアドレスのほか、直接の宛先となる近傍のノードのアドレスを記述することになる。例えば、ノードCが返答信号を送信する場合、当該返答信号には、最終的な宛先となるノードGのアドレスとともに、直接の宛先となるノードAのアドレスを記述する。この場合、ノードCが送信した返答信号は物理的には近傍のノードB、Dなどにも届くが、宛先として指定されていないこれらのノード内では返答信号の受信処理が行われず、宛先として指定されたノードAでのみ、返答信号の受信処理が行われる。また、ここでは、当該返答信号にその当初送信元ノードであるノードCのアドレスCAD1を記述しておくものとする。   When the response signal is transmitted by the above-described unicast, in addition to the address of the node G as the final destination, the address of a nearby node as the direct destination is described in the response signal. For example, when the node C transmits a response signal, the address of the node A as a direct destination is described in the response signal together with the address of the node G as a final destination. In this case, the reply signal transmitted by the node C physically reaches the neighboring nodes B, D, etc., but the reception process of the reply signal is not performed in these nodes which are not designated as the destination, and designated as the destination. The response signal is received only at the node A. Here, it is assumed that the address CAD1 of the node C that is the initial transmission source node is described in the response signal.

本実施形態の場合、各ノードは、往路方向の経路設定が行われただけでは、1周期の全期間でデータ信号受信手段15Bの受信待ち状態を維持する必要がある。いずれのタイムスロットで、返答信号が送信されるか予測できないからである。したがってこの時点では、ノードAもタイムスロットの1周期の全期間にわたってデータ信号受信手段15Bを動作状態(受信待ち状態)に維持しており、ノードCが送信した返答信号を受信することができる。   In the case of the present embodiment, each node needs to maintain the reception waiting state of the data signal receiving unit 15B for the entire period of one cycle only by setting the route in the forward direction. This is because it is impossible to predict in which time slot the response signal is transmitted. Therefore, at this time, the node A also maintains the data signal receiving means 15B in the operating state (reception waiting state) over the entire period of one period of the time slot, and can receive the reply signal transmitted by the node C.

ノードAは、タイムスロットCTS(すなわち、自ノードAから送信するインパルス信号から数えて、2番目のインパルス信号と3番目のインパルス信号のあいだの期間)に、当該返答信号を受信したことにより、復路方向の経路設定では、当該タイムスロットCTSを用いることを認識できる。また、当該返答信号に、当初送信元ノードであるノードCのアドレスCAD1が記述されていれば、当該CAD1を認識することもできる。このような認識に基づいて、ノードA内では、図4に示す経路情報テーブルTB1の行L2が登録される。   When the node A receives the response signal in the time slot CTS (that is, the period between the second impulse signal and the third impulse signal counted from the impulse signal transmitted from the node A), the node A returns. It can be recognized that the time slot CTS is used in the direction route setting. In addition, if the response signal describes the address CAD1 of the node C that is the initial transmission source node, the CAD1 can be recognized. Based on this recognition, in node A, row L2 of the route information table TB1 shown in FIG. 4 is registered.

これと同様の動作により、ノードFおよびGでも、復路方向の経路設定が行われる。   By the same operation as this, the route setting in the backward direction is also performed in the nodes F and G.

また、ノードG、F、A、Cのあいだに往路と復路の経路設定が行われた場合、ノードGはノードFに対応する図7(B)のタイムスロットFTSの期間のみ、自身が搭載するデータ信号受信手段15Bを、前記動作状態(受信待ち状態)とし、それ以外の期間(GTSおよびETS)は、データ信号受信手段15Bを非動作状態とする。   Further, when the forward route and the return route are set between the nodes G, F, A, and C, the node G is mounted only during the period of the time slot FTS of FIG. The data signal receiving unit 15B is set in the operation state (waiting for reception), and the data signal receiving unit 15B is set in a non-operating state during other periods (GTS and ETS).

経路上のその他のノードF、A、Cでもこれと同様な処理を行う。例えば、ノードAでは、図7(A)に示すタイムスロットFTSおよびCTSの期間のみ、自身が搭載するデータ信号受信手段15Bを動作状態とし、それ以外の期間(ATS、BTS、DTS、ETS)は、データ信号受信手段15Bを非動作状態とする。   The same processing is performed on the other nodes F, A, and C on the route. For example, in the node A, the data signal receiving means 15B mounted on the node A is operated only during the time slots FTS and CTS shown in FIG. 7A, and the other periods (ATS, BTS, DTS, ETS) Then, the data signal receiving means 15B is brought into a non-operating state.

ノードAなどにおけるこのような動作を実現させる具体的な方法には様々なものがあり得るが、例えば、自ノードAがインパルス信号を送信(この送信が行われるタイミングは、図7(A)上の「A」の位相位置)してから、近傍の他ノードが送信するインパルス信号の数をカウントして、そのカウント結果と経路情報テーブルTB1の受信タイミングの値とを比較し、両者が一致したとき、1タイムスロット分(例えば、次のインパルス信号が受信できるまでの時間に対応)だけデータ信号受信手段15Bを受信待ち状態とさせることによってこのような動作を実現させることができる。   There are various specific methods for realizing such an operation in the node A or the like. For example, the node A transmits an impulse signal (the timing at which this transmission is performed is shown in FIG. 7A). The phase position of “A” in FIG. 2), the number of impulse signals transmitted by other nearby nodes is counted, and the count result is compared with the value of the reception timing in the path information table TB 1. At this time, such an operation can be realized by putting the data signal receiving means 15B in the reception waiting state for one time slot (for example, corresponding to the time until the next impulse signal can be received).

経路情報テーブルTB1の内容が図4の通りであると、ノードA自身がインパルス信号を送信してから2つ目のインパルス信号(これはノードCが送信する)が受信できたタイミングでノードA内のデータ信号受信手段15Bをそれまでの非動作状態から受信待ち状態に移行させ、3つ目のインパルス信号(これはノードDが送信する)が受信できたタイミングで当該データ信号受信手段15Bを非動作状態に戻し、4つ目のインパルス信号が受信できたタイミングでは非動作状態を維持し、5つ目のインパルス信号(これは、ノードFが送信する)が受信できたタイミングで受信待ち状態に移行させる。このあと、再度、ノードAがインパルス信号を送信するタイミングでは、非動作状態に戻して、図7(A)の1周期の処理が終わる。以降は、前記定常状態が維持される限り、同様な処理が繰り返される。   If the contents of the path information table TB1 are as shown in FIG. 4, the node A itself has received the second impulse signal (which is transmitted by the node C) after the node A itself has transmitted the impulse signal. The data signal receiving means 15B is shifted from the previous non-operating state to the reception waiting state, and the data signal receiving means 15B is turned off at the timing when the third impulse signal (which is transmitted by the node D) can be received. Returning to the operating state, the non-operating state is maintained at the timing when the fourth impulse signal can be received, and the reception waiting state is entered at the timing when the fifth impulse signal (which is transmitted by the node F) can be received. Transition. Thereafter, at the timing when the node A transmits the impulse signal again, the node A is returned to the non-operating state, and the process of one cycle in FIG. Thereafter, the same process is repeated as long as the steady state is maintained.

この1周期中、非動作状態のデータ信号受信手段15Bでは例えば動作状態への移行の速さを重視して微弱な電流を流すようにすること等も可能であるが、非動作状態に、データ信号受信手段15Bに対する電力供給を完全に断ち(OFFとし)、動作状態(受信待ち状態)に電力供給を再開する(ONとする)場合、CTSとFTSにおいてのみデータ信号受信手段15Bに対する電力供給を行うノードAのタイムチャートは、図3に示すものとなる。   During this one cycle, the non-operating data signal receiving means 15B can, for example, allow a weak current to flow with emphasis on the speed of transition to the operating state. When the power supply to the signal receiving means 15B is completely cut off (turned off) and the power supply is resumed (turned on) to the operating state (waiting for reception), the power supply to the data signal receiving means 15B is supplied only in the CTS and FTS. The time chart of node A to be performed is as shown in FIG.

1周期中の受信待ち状態において、実際にデータ信号が受信されると、各ノードのデータ信号受信手段15Bがその受信処理を実行することは当然である。   When a data signal is actually received in the reception waiting state during one cycle, it is natural that the data signal receiving means 15B of each node executes the reception process.

従来のノードでは、1周期の全期間にわたってデータ信号受信手段15Bの動作状態(受信待ち状態)を維持する必要があったことと比較すると、本実施形態では、受信待ち状態の期間が短くなって、従来より、各ノードの各種資源(記憶容量、処理能力、電力など)を節約することができる。   Compared with the necessity of maintaining the operation state (reception waiting state) of the data signal receiving means 15B over the entire period of one cycle in the conventional node, in this embodiment, the period of the reception waiting state is shortened. Conventionally, various resources (storage capacity, processing capability, power, etc.) of each node can be saved.

(A−3)第1の実施形態の効果
本実施形態によれば、対等分散型の環境でTDMAを実現できる上、ノード(例えば、A)内の各種資源の実質的な利用効率が高まる。
(A-3) Effect of the First Embodiment According to the present embodiment, TDMA can be realized in a peer-distributed environment, and the substantial utilization efficiency of various resources in the node (for example, A) is increased.

(B)第2の実施形態
以下では、本実施形態が第1の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
(B) Second Embodiment Hereinafter, only differences between the present embodiment and the first embodiment will be described.

上記第1の実施形態の方法をそのまま厳格に適用すると、設定した経路上に存在するノード(例えば、A)は、経路上に存在しないノード(例えば、E)からデータ信号をいっさい受信できないため、データ信号の一種である経路設定要求信号の受信もできず、経路上に存在しないノードから経路上に存在するノードを含む新たな経路を設定することができなくなってしまう。この問題を解決する方法として、本実施形態で用いる方法が有効である。   If the method of the first embodiment is strictly applied as it is, a node (for example, A) existing on the set path cannot receive any data signal from a node (for example, E) that does not exist on the path. A route setting request signal which is a kind of data signal cannot be received, and a new route including a node existing on the route cannot be set from a node not existing on the route. As a method for solving this problem, the method used in this embodiment is effective.

本実施形態では、通信システム10上の各ノードが、1周期上に設定した所定の期間(経路設定用期間)だけ、必ず、データ信号受信手段15Bを動作状態としておくことにより、この問題を解決することを特徴とする。   In the present embodiment, each node on the communication system 10 always solves this problem by keeping the data signal receiving unit 15B in an operating state only for a predetermined period (path setting period) set in one cycle. It is characterized by doing.

この経路設定用期間は、近傍ノード間で周知させることができれば、どのように決めてもかまわないが、経路上に存在するか否かにかかわらず、近傍ノード間ではインパルス信号が送受されるため、このインパルス信号が送受されるタイミングを基準として経路設定用期間を決めるのが簡便である。   This route setting period may be determined in any way as long as it can be known between neighboring nodes, but impulse signals are transmitted and received between neighboring nodes regardless of whether or not they exist on the route. It is easy to determine the path setting period based on the timing at which the impulse signal is transmitted and received.

本実施形態では、インパルス信号が送信されるタイミングの前後の期間を経路設定用期間としている。   In the present embodiment, the period before and after the timing at which the impulse signal is transmitted is set as the path setting period.

以下の説明でも、ノードG、F、A、Cのあいだに往路と復路の経路設定が行われるものと仮定する。   Also in the following description, it is assumed that the forward route and the return route are set between the nodes G, F, A, and C.

(B−1)第2の実施形態の構成および動作
構成上、本実施形態が第1の実施形態と相違するのは、ノードA〜Gの内部構成に関する点に限られる。
(B-1) Configuration and operation of the second embodiment The configuration is different from the first embodiment only in the point relating to the internal configuration of the nodes A to G.

本実施形態のノードAの内部構成は例えば図5に示す通りである。その他のノードB〜Gの内部構成もこれと同じである。   The internal configuration of the node A of this embodiment is as shown in FIG. 5, for example. The internal configurations of the other nodes B to G are the same as this.

図7において、当該ノードAは、インパルス信号受信手段11と、インパルス信号送信手段13と、同調判定手段14と、データ信号通信手段15と、経路設定手段18と、経路情報格納手段19と、通信タイミング計算手段20とを備えている。   In FIG. 7, the node A includes an impulse signal receiving unit 11, an impulse signal transmitting unit 13, a tuning determination unit 14, a data signal communication unit 15, a path setting unit 18, a path information storage unit 19, and a communication. Timing calculation means 20.

このうち図1と同じ符号を付与した各構成要素11、13〜15、18,19の機能は基本的に第1の実施形態と同じなので、その詳しい説明は省略する。なお、図7には図示していないが、本実施形態のノードAが、第1の実施形態と同じ機能を持つ前記タイムスロット幅計測手段16と、角速度変更手段17を備えていてよいことは当然である。   Among these, the functions of the constituent elements 11, 13 to 15, 18, and 19 given the same reference numerals as those in FIG. 1 are basically the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Although not shown in FIG. 7, the node A of the present embodiment may include the time slot width measuring unit 16 and the angular velocity changing unit 17 having the same functions as those of the first embodiment. Of course.

前記通信タイミング計算手段20は、基本的に第1の実施形態の通信タイミング計算手段12と同じ機能を持つものであるが、計算部20Aと、受信タイミング格納部20Bを有する点が相違する。   The communication timing calculation unit 20 basically has the same function as the communication timing calculation unit 12 of the first embodiment, but is different in that it includes a calculation unit 20A and a reception timing storage unit 20B.

受信タイミング格納部20Bは、自ノードAと位相相互作用を行うノード(すなわち、近傍のノード)の数と同数だけ生成される主としてソフトウエア的な機能体である。一例としては、図4に示したテーブルTB1のようなテーブルの1つの行(例えば、L1など)として、1つの受信タイミング格納部20Bを実現することができる。   The reception timing storage unit 20B is mainly a software function body that is generated in the same number as the number of nodes that perform phase interaction with the own node A (that is, neighboring nodes). As an example, one reception timing storage unit 20B can be realized as one row (for example, L1) of a table like the table TB1 shown in FIG.

また、前記計算部20Aは、受信タイミングに関連する計算を実行するものである。この計算には、例えば、後述の式(A1)および(A2)に基づく計算なども含む。   The calculation unit 20A executes calculation related to reception timing. This calculation includes, for example, a calculation based on expressions (A1) and (A2) described later.

図7(A)は定常状態の例であるが、過渡状態における位相相互作用でも、近傍の各ノードA〜Fがインパルス信号を送受し合う点は同じである。また、過渡状態のなかでも定常状態に近い状態では、各ノードが送信するインパルス信号の位相位置も定常状態におけるものと近い。   FIG. 7A shows an example of the steady state, but the points where the neighboring nodes A to F transmit and receive the impulse signal are the same even in the phase interaction in the transient state. Further, in the transient state, in the state close to the steady state, the phase position of the impulse signal transmitted by each node is close to that in the steady state.

前記計算部20Aは自ノードA内のインパルス信号受信手段11を介して、近傍のノードB〜Fが送信したインパルス信号を受信し、受信した位相位置と、自ノードAがインパルス信号を送信した位相位置との位相差に応じた時間を、受信予測時間として、各受信タイミング格納部20Bに格納する。例えば、1周期(ノードAがインパルス信号を送信した直後から、ノードAが次にインパルス信号を送信するまでの時間)中に各近傍ノードが1回だけインパルス信号を送信するものとすると、1周期中に受信できたインパルス信号の数から簡単に近傍ノードの数を求め、それと同数の受信タイミング格納部20Bを生成することができる。また、各受信タイミング格納部20Bに受信予測時間を格納することができる。   The calculation unit 20A receives the impulse signal transmitted from the nearby nodes B to F via the impulse signal receiving means 11 in the own node A, and the received phase position and the phase in which the own node A transmits the impulse signal. The time corresponding to the phase difference from the position is stored in each reception timing storage unit 20B as the reception prediction time. For example, if each neighboring node transmits an impulse signal only once during one cycle (the time from immediately after node A transmits an impulse signal until node A transmits the next impulse signal), one cycle It is possible to easily obtain the number of neighboring nodes from the number of impulse signals that can be received, and to generate the same number of reception timing storage units 20B. In addition, the predicted reception time can be stored in each reception timing storage unit 20B.

各受信タイミング格納部20Bには、ノードAの内部でのみ各近傍ノードを一意に識別するためのノード番号を付与しておくとよい。もちろん、近傍ノードのアドレスが判明した場合には、そのアドレスをノード番号として用いることもできる。   Each reception timing storage unit 20B may be given a node number for uniquely identifying each neighboring node only within the node A. Of course, if the address of a neighboring node is found, that address can also be used as the node number.

ノードAの近傍ノードが、第1の実施形態と同じノードB〜Fであるものとすると、通信タイミング計算手段20内には、5つの受信タイミング格納部20Bが生成されることになる。   If the neighboring nodes of the node A are the same nodes B to F as in the first embodiment, five reception timing storage units 20B are generated in the communication timing calculation unit 20.

そして、前記受信予測時間を受信タイミング格納部20Bに格納する動作を1周期つづけると、5つの受信タイミング格納部20Bすべてに、受信予測時間が格納される。過渡状態から定常状態に移行するとき、前記位相差は変動するのが普通なので、定常状態になったあと直ちにデータ信号の送受を開始したい場合などには、定常状態になるまで、5つの受信タイミング格納部20Bに受信予測時間を格納する動作をつづける必要がある。   If the operation of storing the predicted reception time in the reception timing storage unit 20B is continued for one cycle, the reception prediction time is stored in all the five reception timing storage units 20B. When shifting from the transient state to the steady state, the phase difference usually fluctuates. Therefore, when it is desired to start transmission / reception of the data signal immediately after the steady state is reached, the five reception timings until the steady state is reached. It is necessary to continue the operation of storing the predicted reception time in the storage unit 20B.

定常状態になると前記位相差は安定して変動しなくなるため、特にその必要がない場合には、過渡状態では受信予測時間の格納を行わず、定常状態になったことを前記同調判定手段14が判定したあとで、位相差(受信予測時間)の計測および受信タイミング格納部20Bへの格納を開始するようにすると効率的である。   When the steady state is reached, the phase difference does not fluctuate stably. Therefore, if it is not necessary, the tuning determination means 14 does not store the reception prediction time in the transient state, and the tuning determination means 14 indicates that the steady state has been reached. After the determination, it is efficient to start measuring the phase difference (reception predicted time) and storing it in the reception timing storage unit 20B.

第1の実施形態では、経路上の近傍ノード以外のノードのタイムスロットでは、データ信号受信手段15Bを非動作状態としたが、本実施形態では、すべての近傍ノードについて、インパルス信号が送信される位相位置を、前記受信予測時間として管理しているため、経路上に存在するか否かにかかわらず、この受信予測時間の前後の所定の時間幅(すなわち、前記経路設定用期間)は、データ信号受信手段15Bを動作状態とすることができる。これによって、設定した経路上に存在するノード(例えば、A)は、経路上に存在しないノード(例えば、E)から、当該経路設定用期間のあいだ、経路設定要求信号を受信することができる。   In the first embodiment, the data signal receiving unit 15B is inoperative in the time slots of nodes other than neighboring nodes on the route. In this embodiment, impulse signals are transmitted to all neighboring nodes. Since the phase position is managed as the predicted reception time, a predetermined time width before and after the predicted reception time (that is, the path setting period) is data regardless of whether or not it exists on the path. The signal receiving means 15B can be put into an operating state. Accordingly, a node (for example, A) existing on the set route can receive a route setting request signal from the node (for example, E) not existing on the route during the route setting period.

ノード内の各種資源の利用効率を高めるには、前記経路設定用期間は短いほうがよいが、経路設定要求信号は確実に送受できる必要がある。したがって、1つの経路設定用期間の時間幅tw1は、次の式(A1)に基づいて決めるとよい。   In order to increase the utilization efficiency of various resources in the node, the route setting period should be short, but the route setting request signal needs to be reliably transmitted and received. Therefore, the time width tw1 of one route setting period may be determined based on the following equation (A1).

tw1=2×t1+t2 …(A1)
ここで、t1は定常状態の判定値である前記微少パラメータεよりも大きな値であり、t2は、経路設定要求信号のサイズの変動範囲の最大値の情報量を受信できる最短の時間である。したがって、t2の値は、近傍ノード間のデータ伝送速度に依存して決まる。
tw1 = 2 × t1 + t2 (A1)
Here, t1 is a value larger than the minute parameter ε, which is a steady state determination value, and t2 is the shortest time during which the information amount of the maximum value of the size variation range of the path setting request signal can be received. Therefore, the value of t2 is determined depending on the data transmission rate between neighboring nodes.

また、各経路設定用期間のため、データ信号受信手段15Bを動作状態とする受信タイミングtm1は、次の式(A2)に基づいて決まる。   Also, for each path setting period, the reception timing tm1 at which the data signal receiving means 15B is in the operating state is determined based on the following equation (A2).

tm1=自ノードインパルス信号送信時刻+受信予測時間−t1 …(A2) すなわち、ノードAは当該式(A2)が示す受信タイミングtm1ごとに(その時点で非動作状態であれば)データ信号受信手段15Bを動作状態とし、その動作状態は、前記式(A1)が示す時間幅tw1経過後に非動作状態に戻す。なお、そのタイムスロットが経路上の近傍ノードに対応するものである場合には、時間幅tw1経過後に非動作状態に戻す必要はないことは当然である。   tm1 = local node impulse signal transmission time + reception predicted time−t1 (A2) That is, the node A receives the data signal reception means at every reception timing tm1 indicated by the formula (A2) (if it is in a non-operational state at that time). 15B is set as an operating state, and the operating state is returned to the non-operating state after the time width tw1 indicated by the formula (A1) has elapsed. If the time slot corresponds to a neighboring node on the route, it is naturally not necessary to return to the non-operating state after the time width tw1 has elapsed.

なお、前記式(A1)と(A2)で決まる経路設定用期間は、経路設定の前でも後でも有効である。   The route setting period determined by the equations (A1) and (A2) is effective before and after route setting.

したがって、本実施形態におけるノードAの動作は図6(A)〜(D)にまとめることができる。   Therefore, the operation of the node A in this embodiment can be summarized in FIGS.

図6(A)は、1周期分のタイムスロットATS〜FTSを順番に横に並べて図示したものである。   FIG. 6A shows the time slots ATS to FTS for one period arranged side by side in order.

ノードAは、図6(B)に示すように、前記式(A2)にしたがって、各ノードA〜Fがインパルス信号を送信するタイミングの近傍に経路設定用期間を設定するので、各近傍ノードは経路上にあるか否かにかかわらず、必要ならば図6(C)に示すようにこの経路設定用期間のあいだに経路設定要求信号を送信し、経路上のノードAに届けることができる。なお、ノードAから近傍ノードへ経路設定用信号を届ける場合、その近傍ノードが経路上にあるか否かにかかわらず、その送信タイミングは、ノードAのタイムスロットATSの先頭に設定された経路設定用期間の一部と重なる。   As shown in FIG. 6B, the node A sets the path setting period in the vicinity of the timing at which the nodes A to F transmit the impulse signal according to the equation (A2). Regardless of whether or not it is on the route, if necessary, a route setting request signal can be transmitted during this route setting period and delivered to node A on the route as shown in FIG. When a route setting signal is delivered from the node A to the neighboring node, the transmission timing is set at the head of the time slot ATS of the node A regardless of whether the neighboring node is on the route. Overlapping part of the service period.

ここでは、ノードA自身も含め、各ノードは自身のタイムスロットのなかで経路設定要求信号の送信を行っている。例えば、ノードBはタイムスロットBTS内の前記時間幅tw1に対応する位相位置で、経路設定要求信号の送信を行う。この経路設定要求信号は、ノードBが当初の送信元として送信したものであっても、中継のために送信したものであってもよいことは当然である。   Here, each node including the node A itself transmits a route setting request signal in its own time slot. For example, the node B transmits a path setting request signal at a phase position corresponding to the time width tw1 in the time slot BTS. Naturally, the route setting request signal may be transmitted by the node B as an original transmission source or may be transmitted for relaying.

ノードG、F、A、Cのあいだに上述した往路と復路の経路が設定されたあと、ノードAの受信タイミングは、図6(D)に示す通りとなる。   After the above-described forward and return paths are set between the nodes G, F, A, and C, the reception timing of the node A is as shown in FIG.

なお、経路が設定されたときには、該当する前記受信タイミング格納部20Bに所定の情報(設定識別子)を登録し、経路設定が行われたことを示すようにするとよい。   When a route is set, predetermined information (setting identifier) may be registered in the corresponding reception timing storage unit 20B to indicate that the route has been set.

この場合、設定識別子が登録された受信タイミングでは、インパルス信号の前後だけでなく、例えば、図6(D)のタイムスロットCTSやFTSのように、次のインパルス信号を受信するまでの期間(ほぼ1タイムスロット)、受信タイミング格納部20Bの格納内容に基づいて、データ信号受信手段15Bが動作状態とされる。   In this case, at the reception timing at which the setting identifier is registered, not only before and after the impulse signal, but also a period until the next impulse signal is received (almost almost like the time slot CTS or FTS in FIG. 6D) (almost). 1 time slot), the data signal receiving means 15B is put into an operating state based on the contents stored in the reception timing storage section 20B.

(B−2)第2の実施形態の効果
本実施形態によれば、第1の実施形態の効果とほぼ同等な効果を得ることができる。
(B-2) Effect of Second Embodiment According to the present embodiment, an effect substantially equivalent to the effect of the first embodiment can be obtained.

加えて、本実施形態では、設定された経路上に存在しないノード(例えば、E)から、経路上に存在するノード(例えば、A)へ経路設定要求信号を届けること等が可能となるため、経路設定の自由度が高まり、柔軟性が高い。   In addition, in the present embodiment, since it becomes possible to deliver a route setting request signal from a node (for example, E) that does not exist on the set route to a node (for example, A) that exists on the route, The flexibility of route setting is increased and the flexibility is high.

(C)他の実施形態
上記第1、第2の実施形態では、主として近傍のノードの数が6つの場合について説明したが、近傍のノードの数が6つより少なくてもよく、多くてもよいことは当然である。
(C) Other Embodiments In the first and second embodiments described above, the case where the number of neighboring nodes is mainly six has been described. However, the number of neighboring nodes may be smaller or larger than six. It is natural to be good.

なお、図10では、円形のカバーエリアを示したが、カバーエリアの形状が必ずしも円形である必要がないことは当然である。カバーエリアの形状は、主として、各ノードが搭載し、無線信号(インパルス信号やデータ信号)の送信や受信に使用するアンテナの指向性によって決まる。   Although FIG. 10 shows a circular cover area, it is a matter of course that the shape of the cover area is not necessarily circular. The shape of the cover area is mainly determined by the directivity of the antenna mounted on each node and used for transmission and reception of radio signals (impulse signals and data signals).

また、上記第1の実施形態では、経路の設定を往路方向と復路方向について行ったが、いずれか一方の方向についてのみ行うことも可能である。   In the first embodiment, the route is set in the forward direction and the return direction. However, it is also possible to perform the setting in only one of the directions.

例えば、通信アプリケーションなどの種類によっては、ユーザデータの双方向の伝送や、ユーザデータの送達確認のための制御信号のやり取りも省略できる場合があるため、このような通信アプリケーションを使用する場合などには、例えば、往路方向についてのみ経路設定を行うこと等も可能である。   For example, depending on the type of communication application, bi-directional transmission of user data and exchange of control signals for user data delivery confirmation may be omitted. For example, it is possible to set a route only in the forward direction.

さらに、図4の経路情報テーブルTB1の構成は変更することが可能である。   Furthermore, the configuration of the route information table TB1 in FIG. 4 can be changed.

例えば、受信タイミングとしては、上述した自ノードAのタイムスロットATSから見て何番目であるかを示す値以外の情報を用いることもできる。定常状態では、各タイムスロットの時間幅(インパルス信号の間隔)は安定しているから、例えば、自ノードAがインパルス信号を送信してからそのインパルス信号(またはタイムスロット)までの時間を利用することもできる。   For example, as the reception timing, information other than the value indicating what number is seen from the time slot ATS of the node A described above can be used. In the steady state, the time width (impulse signal interval) of each time slot is stable. For example, the time from when the node A transmits the impulse signal to the impulse signal (or time slot) is used. You can also.

また、当初送信元は省略することも可能である。該当するタイムスロット(例えば、CTS)にデータ信号の送信を行うのは、該当するノード(例えば、C)だけであるから、経路情報テーブルTB1から当初送信元を省略しても、矛盾なく機能する可能性が高い。   In addition, the initial transmission source can be omitted. Since only the corresponding node (for example, C) transmits a data signal to the corresponding time slot (for example, CTS), even if the initial transmission source is omitted from the path information table TB1, it functions without contradiction. Probability is high.

なお、上記第2の実施形態では、インパルス信号の前後に経路設定用期間を設定するようにしたが、経路設定用期間をこれ以外の位相位置に設定できることは、すでに説明した通りである。   In the second embodiment, the path setting period is set before and after the impulse signal. However, as already described, the path setting period can be set to other phase positions.

以上の説明で、ハードウエア的に実現した構成要素の大部分はソフトウエア的に実現することが可能であり、ソフトウエア的に実現した構成要素のほとんどすべては、ハードウエア的に実現することが可能である。   In the above description, most of the components realized in hardware can be realized in software, and almost all components realized in software can be realized in hardware. Is possible.

第1の実施形態で使用するノードの内部構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal structural example of the node used by 1st Embodiment. 第1および第2の実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of whole structure of the communication system concerning 1st and 2nd embodiment. 第1の実施形態の動作を示すタイムチャートの概略図である。It is the schematic of the time chart which shows operation | movement of 1st Embodiment. 第1の実施形態で使用する経路情報テーブルの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the path | route information table used in 1st Embodiment. 第2の実施形態で使用するノードの内部構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the internal structural example of the node used by 2nd Embodiment. 第2の実施形態の動作を示すタイムチャートの概略図である。It is the schematic of the time chart which shows operation | movement of 2nd Embodiment. 第1および第2の実施形態で使用するタイムスロットの1周期を示す概略図である。It is the schematic which shows 1 period of the time slot used in 1st and 2nd embodiment. 第1の実施形態にかかる通信システムにおける、もう1つの全体構成例(ノードの配置例)を示す概略図である。It is the schematic which shows another whole structure example (arrangement example of a node) in the communication system concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。It is explanatory drawing of the tuning between nodes in the communication system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。It is explanatory drawing of the tuning between nodes in the communication system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の位相シフト前後のタイムスロット幅の変化例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a change of the time slot width before and behind the phase shift of 1st Embodiment. 第1の実施形態の位相シフト前後の位相信号の内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the phase signal before and behind the phase shift of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…通信システム、11…インパルス信号受信手段、12、20…通信タイミング計算手段、13…インパルス信号送信手段、14…同調判定手段、15…データ信号通信手段、15A…データ信号送信手段、15B…データ信号受信手段、16…タイムスロット幅計測手段、17…角速度変更手段、18…経路設定手段、19…経路情報格納手段、20A…計算部、20B…受信タイミング格納部、A〜G…ノード、RG1,RE1,RF1,RA1,RB1、RD1…経路設定要求信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Communication system, 11 ... Impulse signal receiving means, 12, 20 ... Communication timing calculation means, 13 ... Impulse signal transmission means, 14 ... Tuning determination means, 15 ... Data signal communication means, 15A ... Data signal transmission means, 15B ... Data signal receiving means, 16 ... Time slot width measuring means, 17 ... Angular velocity changing means, 18 ... Path setting means, 19 ... Path information storage means, 20A ... Calculation part, 20B ... Reception timing storage part, A to G ... Node, RG1, RE1, RF1, RA1, RB1, RD1... Route setting request signal.

Claims (6)

周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理部と、
当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定部と、
通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させるデータ受信動作制御部とを備えたことを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
A transmission medium access control apparatus that performs access control on a transmission medium by allowing the own node to access the transmission medium using any of a plurality of time slots that circulate periodically,
A state variable signal communication unit that receives an operation state or operation timing of another node and intermittently transmits a state variable signal that indicates an operation state or operation timing of the own node;
Based on the state variable signal received from the other node received by the state variable signal communication unit, the operation state or operation timing of the own node is transited, and the state variable signal from the own node reflecting this transition is generated to generate the state variable signal. A timing determining unit that recognizes a time slot in which the local node and one or more other nodes in the vicinity where the state variable signal reaches can transmit a data signal;
A data transmission unit that periodically transmits a data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node;
A data receiving unit for receiving data signals from other nodes;
A route setting control signal processing unit that generates or relays a route setting control signal including initial transmission source information indicating at least a node that is an initial transmission source;
When the route setting control signal is received from the immediately preceding node that is the immediately preceding transmission source on the relay route of the route setting control signal and the route setting is performed, the operation timing indicated by the state variable signal transmitted by the immediately preceding node is set. A route setting unit for setting reception timing specification information to be specified;
A data reception operation control unit that operates the data reception unit at an operation timing indicated by the reception timing designation information set in the route setting unit without normally operating the data reception unit, Transmission medium access control device.
請求項1の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記当初の送信元である第1のノードから、1または複数の他ノードを経由して前記経路設定用制御信号を受信した第2のノードまでの経路のうち、第2のノードから第1のノードへ向かう復路方向の経路を設定するため、前記経路設定用制御信号を受信した、前記第2のノードまたは経路上の各ノードが、経路設定用の応答信号を返送する場合、当該応答信号として少なくとも、当該応答信号の中継経路上で自ノードの直後に存在する直後ノードを示す次ホップ情報と、前記第1のノードを示す最終宛先情報とを含む信号を生成する応答信号生成部を備え、
前記経路設定部には、前記応答信号の中継経路上で自ノードの直前に存在する直前ノードから、前記データ受信部を介して当該応答信号を受信したとき、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
The transmission medium access control device according to claim 1.
Among the routes from the first node that is the initial transmission source to the second node that has received the route setting control signal via one or more other nodes, the second node to the first node In order to set a path in the return direction to the node, when each node on the second node or path that has received the path setting control signal returns a path setting response signal, the response signal A response signal generating unit that generates a signal including at least next hop information indicating a node immediately after the current node on the relay path of the response signal and final destination information indicating the first node;
When the response signal is received via the data receiving unit from the immediately preceding node existing immediately before the own node on the relay path of the response signal, the path setting unit transmits the state variable signal transmitted by the immediately preceding node. A transmission medium access control apparatus, wherein reception timing designation information for designating an operation timing indicated by is set.
請求項1の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記データ受信動作制御部は、
前記近傍の他ノードが送信する状態変数信号が示す受信タイミングに対応する時間幅の中で予め定めた所定の経路設定用時間幅については、新たな経路設定用制御信号を受信するために、前記データ受信部を動作させることを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
The transmission medium access control device according to claim 1.
The data reception operation control unit
In order to receive a new route setting control signal for a predetermined route setting time width predetermined in the time width corresponding to the reception timing indicated by the state variable signal transmitted by the other node in the vicinity, A transmission medium access control device characterized by operating a data receiving unit.
請求項3の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記経路設定用時間幅は、前記経路設定用制御信号のデータサイズに関する変動範囲の上限以下に設定し、近傍のノード間における経路設定用制御信号の授受は、当該上限以下の時間幅で実行することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
The transmission medium access control apparatus according to claim 3,
The path setting time width is set to be equal to or less than the upper limit of the fluctuation range related to the data size of the path setting control signal, and the transfer of the path setting control signal between neighboring nodes is executed with a time width equal to or less than the upper limit. A transmission medium access control device.
周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
経路設定用制御信号処理部が、少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継し、
経路設定部が、当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定し、
データ受信動作制御部が、通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させることを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。
A transmission medium access control method for performing access control on a transmission medium by allowing the own node to access the transmission medium using any one of a plurality of periodically circulated time slots,
The state variable signal communication unit receives the state variable signal indicating the operation state or operation timing of the other node, and intermittently transmits the state variable signal indicating the operation state or operation timing of the own node,
Based on the state variable signal received from the other node received by the state variable signal communication unit, the timing determination unit transitions the operation state or operation timing of the own node, and the state variable signal from the own node reflecting this transition Is generated and given to the state variable signal communication unit, and recognizes a time slot in which the local node and one or more other nodes near the state variable signal can transmit the data signal,
The data transmission unit periodically transmits a data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node,
The data receiver receives data signals from other nodes,
The route setting control signal processing unit generates or relays a route setting control signal including initial transmission source information indicating at least a node that is an initial transmission source,
When the route setting unit receives the route setting control signal from the immediately preceding node that is the immediately previous transmission source on the relay route of the route setting control signal and performs route setting, the state variable signal transmitted by the immediately preceding node Set the reception timing specification information that specifies the operation timing indicated by
The data reception operation control unit normally does not operate the data reception unit, and operates the data reception unit at the operation timing indicated by the reception timing designation information set in the path setting unit. Medium access control method.
周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御プログラムであって、コンピュータに、
他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信機能と、
当該状態変数信号通信機能が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信機能に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の1又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定機能と、
自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信機能と、
他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信機能と、
少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理機能と、
当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定機能と、
通常は前記データ受信機能を動作させず、当該経路設定機能に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信機能を動作させるデータ受信動作制御機能とを実現させたことを特徴とする伝送媒体アクセス制御プログラム。
A transmission medium access control program for performing access control on a transmission medium by causing the own node to access the transmission medium using any of a plurality of time slots that circulate periodically.
A state variable signal communication function for receiving a state variable signal indicating an operation state or operation timing of another node and intermittently transmitting a state variable signal indicating an operation state or operation timing of the own node;
Based on the state variable signal received from the other node received by the state variable signal communication function, the operation state or operation timing of the own node is transited, and the state variable signal from the own node reflecting the transition is generated to generate the state variable signal. A timing determination function that recognizes a time slot in which the local node and one or more other nodes in the vicinity where the state variable signal reaches can transmit a data signal;
A data transmission function for periodically transmitting a data signal for each time slot determined by the operation timing of the own node;
A data receiving function for receiving data signals from other nodes;
A path setting control signal processing function for generating or relaying at least a path setting control signal including initial transmission source information indicating a node which is an initial transmission source;
When the route setting control signal is received from the immediately preceding node that is the immediately preceding transmission source on the relay route of the route setting control signal and the route setting is performed, the operation timing indicated by the state variable signal transmitted by the immediately preceding node is set. A route setting function for setting reception timing specification information to be specified;
Normally, the data reception function is not operated, and the data reception operation control function for operating the data reception function is realized at the operation timing indicated by the reception timing designation information set in the path setting function. A transmission medium access control program.
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