JP2008244741A - Radio network system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio network system capable of constructing a network that performs multi-hop without needing a function for time synchronization in a mobile station in a radio network system using a TDMA (time division multiple access) method. <P>SOLUTION: The mobile station 3 transmits data for a participation procedure to a center control station 1 on participating in a network, starts data communication after the elapse of an offset time (T_Adj_i) designated from the central control station 1 after the participation procedure, and hereafter periodically performs data communication in a slot period (T_S) designated from the central control station 1. When receiving data of the participation procedure of the mobile station 3, the central control station 1 transmits the offset time (T_Adj_i) for the first data communication, and data of slot length (T_#i) and the slot period (T_S) as reply data to the mobile station 3 which has transmitted the data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、時分割多元接続方式（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ＜以下ＴＤＭＡと略す＞）を用いた無線ネットワークシステムに関するものである。   The present invention relates to a wireless network system using a time division multiple access method (hereinafter referred to as TDMA).

無線ネットワークシステムを構築する場合、無線通信の多重化の方式としてＴＤＭＡがある。このＴＤＭＡの方式では中央制御局のビーコンによりネットワーク全体の時間同期を行うものである。   When constructing a wireless network system, there is TDMA as a wireless communication multiplexing method. In this TDMA system, time synchronization of the entire network is performed by a beacon of a central control station.

一方、無線ネットワークシステムでは、高速・広域化が求められ、そのため無線周波数の高周波化が進んでいるが、無線周波数が高くなると、伝送距離に対する受信強度の減衰が大きくなるため、１つの局当たりの通信エリアが小さくなるため、中央制御局と、移動局との間に中継局を設け、マルチホップする無線ネットワークシステムが提供されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−２３７７６４号公報 On the other hand, in the wireless network system, high speed and wide area are required, and therefore, the radio frequency is increasing. However, as the radio frequency increases, the attenuation of the reception strength with respect to the transmission distance increases, so that per station is increased. Since a communication area becomes small, a wireless network system that provides a relay station between a central control station and a mobile station and performs multi-hop is provided (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-237764

ところで、上述のＴＤＭＡの方式において、中央制御局に認証された移動局だけが許可されたタイムスロットの中で通信する中央制御方法を用いる場合、未認証移動局の認証手順としてランダムアクセスによるアクセス制御を行うのであるが、この場合でもキャリアセンスなどにより衝突回避機能が要求される。例えば図７に示すようにタイムスロット＃１…＃Ｎで構成されるコンテンションフリー区間ＣＦの後ろに、キャリアセンスして、チャンネルが空いていたら送信できる区間若しくは別の周波数（制御チャンネル）を制御チャンネルを設けたスーパーフレームＳＦを用いる必要がある。このような方法を採用するのは主にシングルホップの場合であるが、マルチホップするシステムを構築する場合には異なる周波数帯又は異なるメディア（無線でなく有線系で結ぶ）を用いて実現しているのが通常である。また、ＧＰＳを用いた広域の同期制御を有するシステムもあるが、屋内のシステムや小型のセンサネットなどには適さないＺｉｇＢｅｅ（ジグビー）のようなセンサネットにおいても、ビーコンを用いた通信モードでは、移動局が移動すると、中央制御局での通信ルート管理が複雑になり通信品質を保てない場合ある。   By the way, in the above-described TDMA scheme, when using a central control method in which only mobile stations authenticated by the central control station communicate in a permitted time slot, access control by random access is performed as an authentication procedure for unauthenticated mobile stations. Even in this case, a collision avoidance function is required by carrier sense or the like. For example, as shown in FIG. 7, carrier sense is performed behind the contention free section CF composed of time slots # 1... #N, and a section or another frequency (control channel) that can be transmitted if the channel is free is controlled. It is necessary to use a super frame SF provided with a channel. This method is mainly used in the case of single hop, but when constructing a multi-hop system, it is realized by using different frequency bands or different media (wired instead of wirelessly). Usually it is. In addition, there is a system having a wide range synchronous control using GPS, but even in a sensor network such as ZigBee (ZigBee) which is not suitable for an indoor system or a small sensor network, in a communication mode using a beacon, When the mobile station moves, communication route management at the central control station becomes complicated and communication quality may not be maintained.

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところはＴＤＭＡの方式を用いる無線ネットワークシステムにおいて、時間同期のための機能を移動局に必要とせずにマルチホップするネットワークを構築することができる無線ネットワークシステムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to perform a multi-hop network without requiring a function for time synchronization in a radio network system using a TDMA scheme. It is to provide a wireless network system capable of constructing.

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、中央制御局と、中継局と、移動局とをネットワーク内に備え、時分割多元接続方式を用いて、前記移動局から定期的に前記中央制御局に対してデータ通信をマルチホップにより行う無線ネットワークシステムに用いられ、前記移動局はネットワークに参加時に前記中央制御局に対して参加手続きのデータを送信し、該参加手続き後に前記中央制御局から指定されたオフセット時間が経過してデータ通信を開始し、以後中央制御局から指定されたスロット周期で定期的にデータ通信を行う手段を備え、前記中継局は、ネットワークに参加時に前記中央制御局に対して参加手続きのデータを送信し、該参加手続き後に前記中央制御局から指定されたオフセット時間が経過して自局の送信すべきデータの通信を開始し、以後前記中央制御局から指定されたスロット周期で自局の送信すべきデータの通信を行う手段を備え、前記中央制御局は、前記参加手続きのデータを受信すると、該データを送信した移動局に対して最初のデータ通信のための前記オフセット時間とスロット長及びスロット周期のデータを応答データとして送信する手段とを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, according to the invention of claim 1, a central control station, a relay station, and a mobile station are provided in a network, and the mobile station periodically uses a time division multiple access method. Used in a wireless network system that performs multi-hop data communication with the central control station, the mobile station transmits participation procedure data to the central control station when participating in a network, and after the participation procedure, the central control station Means for starting data communication after an offset time specified by the control station has elapsed, and thereafter periodically performing data communication at a slot period specified by the central control station; Send the data of the participation procedure to the central control station, and after the participation procedure, the offset time specified by the central control station has passed and the local station should transmit Data communication means, and thereafter, a means for performing communication of data to be transmitted by the central station at a slot period designated by the central control station. Means for transmitting the offset time, data of slot length and slot period for the first data communication as response data to the mobile station which has transmitted the data.

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記中央制御局及び前記各移動局には通信の時間管理用の計時手段を夫々備え、前記中央制御局は、前記各移動局のデータ通信開始時に当該移動局から送信要求信号を受信すると、該中央制御局の計時手段の計時に基づき、次回のデータ通信開始時点を当該移動局の計時手段の計時によって決めるための計時時間を算出し、この計時時間データを当該移動局との間のデータ通信中に当該移動局に送信し、当該移動局は、計時時間データを受信した時点から自己の計時手段の計時によって計時時間データが示す時間を計時した時点を次回の通信開始時点とすることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the central control station and each mobile station are each provided with a time measuring means for communication time management, and the central control station performs data communication of each mobile station. When a transmission request signal is received from the mobile station at the start, based on the time measured by the time control means of the central control station, a time measurement for determining the next data communication start time by the time measurement of the time measurement means of the mobile station is calculated. This timekeeping data is transmitted to the mobile station during data communication with the mobile station, and the mobile station receives the time indicated by the timekeeping data by the timekeeping of its own time measuring means from the time when the timekeeping time data is received. The time measured is the next communication start time.

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記中央制御局は、中継局に割り当てるスロット数を設定し、システム内の中継局数が割当スロット数より少ない場合に、余剰スロットを用いて中継局に複数のスロットを割り当てることを特徴とする。   In the invention of claim 3, in the invention of claim 1 or 2, the central control station sets the number of slots to be assigned to the relay station, and when the number of relay stations in the system is less than the number of assigned slots, the surplus slot is assigned. And assigning a plurality of slots to the relay station.

本発明は、ＴＤＭＡの方式を用いる無線ネットワークシステムにおいて、時間同期のための機能を移動局に必要とせずにマルチホップする無線ネットワークシステムを実現することができるという効果がある。   The present invention is advantageous in that, in a wireless network system using a TDMA scheme, a wireless network system that performs multi-hop without requiring a function for time synchronization in a mobile station can be realized.

以下本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態の無線ネットワークシステムの構成を示しており、図示するようにシステムエリア内に中央制御局１と、中継局２（２１〜２４）と、移動局３（３１〜３ｉ）とが配されてシステムが構築される。 Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of the wireless network system of the present embodiment. As shown in the figure, a central control station 1, a relay station 2 (2 1 to 2 4 ), and a mobile station 3 (3 1 1 ) are included in the system area. ˜3 i ) are arranged to construct a system.

この本実施形態では、移動局３（３１〜３ｉ）は、例えば被験者の生体情報（血圧等）を発信するための端末から構成され、中央制御局１は、各移動局３からの生体情報を定期的に受け取り、各移動局に対応した被験者の状態を収集管理する管理装置から構成され、全体として生体情報収集システムを構成しており、上述のシステムエリアは限定的な広さからなり、中継局２は固定配置的或いは僅かに移動可能に配置されている。 In this embodiment, the mobile station 3 (3 1 to 3 i ) is composed of, for example, a terminal for transmitting the biological information (blood pressure and the like) of the subject, and the central control station 1 is a living body from each mobile station 3. It consists of a management device that periodically receives information and collects and manages the state of the subject corresponding to each mobile station, and constitutes a biological information collection system as a whole, and the above system area is limited in size. The relay station 2 is arranged in a fixed arrangement or slightly movable.

一方、移動局３は被験者が携行するため、その位置は被験者の移動に伴って変化し、移動局３が通信可能な範囲に存在する中継局２は移動位置によって変わるようになっている。尚図１中Ａ１は中央制御局１の通信可能範囲、Ａ２は各中継局２（２１〜２４）における通信可能範囲を示す。 On the other hand, since the mobile station 3 is carried by the subject, the position of the mobile station 3 changes with the movement of the subject, and the relay station 2 existing in a range where the mobile station 3 can communicate changes depending on the movement position. In FIG. 1, A1 indicates a communicable range of the central control station 1, and A2 indicates a communicable range at each relay station 2 (2 1 to 2 4 ).

中央制御局１は、図２（ａ）に示すように自局全体の制御処理と移動局３から受信するデータの処理とを担う制御部１０と、データ送信を行う無線送信部１１と、データ送信を行う受信部１２と、後述するタイムスロットの管理を行うためのスロット管理部１３とで構成され、制御部１０にはデータ送受信のための時間管理を行う計時手段たるタイマ部１０を備えている。   As shown in FIG. 2A, the central control station 1 includes a control unit 10 that performs control processing of the entire local station and processing of data received from the mobile station 3, a wireless transmission unit 11 that performs data transmission, and data The receiving unit 12 that performs transmission and a slot management unit 13 that manages time slots to be described later are provided. The control unit 10 includes a timer unit 10 that is a time measuring unit that performs time management for data transmission and reception. Yes.

中継局２は、図２（ｂ）に示すように自局全体の制御処理を担う制御部２０と、移動局３と中央制御局１との間のデータ通信の中継を行うための無線送信部２１及び無線受信部２２とで構成され、制御部２０にはデータの中継送受信のための時間管理を行う計時手段たるタイマ２０ａを内蔵している。   As shown in FIG. 2B, the relay station 2 includes a control unit 20 that performs control processing for the entire local station, and a wireless transmission unit that relays data communication between the mobile station 3 and the central control station 1. 21 and a wireless receiver 22, and the controller 20 has a built-in timer 20 a serving as a timekeeping means for managing time for relay transmission / reception of data.

移動局３は、図２（ｃ）に示すように自局全体の情報処理と制御処理とを担う制御部３０と、データを送信する無線送信部３１と、送信されてくるデータを受信する無線送信部３２とで構成され、制御部３０はデータ通信の制御の他に、上述の生体情報を図示しないセンサ部４から取り込み、所定形式のデータに変換する機能及びデータ送受信のための時間管理を行う計時手段たるタイマ３０ａを内蔵している。   As shown in FIG. 2C, the mobile station 3 includes a control unit 30 that performs information processing and control processing for the entire local station, a wireless transmission unit 31 that transmits data, and a wireless that receives transmitted data. In addition to the control of data communication, the control unit 30 takes in the above-mentioned biological information from the sensor unit 4 (not shown) and converts it into data of a predetermined format and time management for data transmission / reception. A timer 30a, which is a time measuring means to be performed, is incorporated.

次に本実施形態の動作を次に説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

而して、中央制御局１が起動し、ネットワークエリアの中に中継局２が設置され、中央制御局１及び中継局２以外の全ての移動局３がネットワークに参加していない初期状態において、ネットワークに参加しようとする移動局３は、まず最初にネットワークへの参加のための参加手続きを開始する。尚中継局２は後述する移動局３の参加手続きと同様な手続きを行って既に中継通信のためのタイムスロットが中央制御局１から割り当てられているものとする。   Thus, in the initial state where the central control station 1 is activated, the relay station 2 is installed in the network area, and all the mobile stations 3 other than the central control station 1 and the relay station 2 are not participating in the network, The mobile station 3 that intends to participate in the network first starts a participation procedure for participation in the network. It is assumed that the relay station 2 has already performed a procedure similar to the procedure for joining the mobile station 3 described later and has already assigned a time slot for relay communication from the central control station 1.

この参加手続きのデータを受信することで、中央制御局１は新たな移動局３がネットワークに参加しようとすることをこの参加手続きで検知する。   By receiving the data of the participation procedure, the central control station 1 detects that the new mobile station 3 intends to participate in the network by this participation procedure.

参加手続きを検知した中央制御局１の制御部１０はスロット管理部１３が備えている管理テーブル（表１に示す）を参照して参加手続きを行おうとしている移動局３の端末ＩＤとタイムスロット番号とを１対１に関係付ける処理を行う。   The control unit 10 of the central control station 1 that has detected the participation procedure refers to the management table (shown in Table 1) provided in the slot management unit 13 and the terminal ID and time slot of the mobile station 3 that is going to perform the participation procedure. A process of associating the numbers with one to one is performed.

Figure 2008244741
Figure 2008244741

尚表１では１スロット周期(T_S)で収容できる無線端末（中継局２と移動局３）の最大数をＮ台としてある。   In Table 1, the maximum number of wireless terminals (relay station 2 and mobile station 3) that can be accommodated in one slot cycle (T_S) is N.

ところで参加手続き中の移動局３と中央制御局１とは時間同期が取れていないので、次回の割り当てられたタイムスロットでの通信を開始するまでのオフセット時間を計算する必要がある。このオフセット時間は参加を許可する応答データ送信の予定時間（T_Txi）から割り当てたタイムスロット＃ｉのスタート時間（T_i）との差（T_Adj_i）である。   By the way, since the mobile station 3 and the central control station 1 in the participation procedure are not synchronized in time, it is necessary to calculate an offset time until communication is started in the next assigned time slot. This offset time is a difference (T_Adj_i) from the scheduled time (T_Txi) of response data transmission permitting participation and the start time (T_i) of the assigned time slot #i.

中央制御局１は参加手続きの応答信号としてオフセット時間（T_Adj_i）とスロット長（T_#i）、スロット周期（T_S）を含む応答データを参加手続きの移動局３に対し送信する。   The central control station 1 transmits response data including an offset time (T_Adj_i), a slot length (T_ # i), and a slot period (T_S) as a response signal of the participation procedure to the mobile station 3 of the participation procedure.

上述の応答信号を受信した参加手続き中の移動局３は指定されたオフセット時間（T_Adj_i）を経過した後、データ通信を開始する。以後は指定されたスロット周期（T_S）毎にデータ通信を自立的に開始する。   The mobile station 3 in the participation procedure that has received the response signal starts data communication after the designated offset time (T_Adj_i) has elapsed. Thereafter, data communication is started autonomously every designated slot period (T_S).

図３はスロット周期（T_S）と各タイムスロット＃１〜＃Ｎと、スタート時間（T_i）と、予定時間（T_Txi）と、スタート時間（T_i）と予定時間（T_Txi）との差（T_Adj_i）及びスロット長（T_#ｉ）の関係を示す。   FIG. 3 shows the slot period (T_S), time slots # 1 to #N, start time (T_i), scheduled time (T_Txi), difference between start time (T_i) and scheduled time (T_Txi) (T_Adj_i). And the relationship of slot length (T_ # i).

次にネットワークに参加後の移動局３の定期的なデータ通信について説明する。   Next, periodic data communication of the mobile station 3 after joining the network will be described.

まず、割り当てられたタイムスロット＃ｉは、図４に示すようにデータ送信要求区間Ｔａと、問い合わせ区間Ｔｂと、コンテンションフリー区間Ｔｃとで構成される。   First, the assigned time slot #i is composed of a data transmission request section Ta, an inquiry section Tb, and a contention free section Tc as shown in FIG.

データ送信要求区間Ｔａは、各移動局３が制御部３０のタイマ３０ａの計時で送信を開始すべき時点になったと判断すると、データ送信要求信号を送信する区間である。   The data transmission request section Ta is a section in which each mobile station 3 transmits a data transmission request signal when it is determined that it is time to start transmission by the timer 30a of the control unit 30.

問い合わせ区間Ｔｂは、データ送信要求信号の送信が終わったと判断される時間になったら中央制御局１がネットワーク内の全ての中継局２に対してデータ送信要求信号を受信したかどうかを問い合わせる区間である。   The inquiry interval Tb is an interval for inquiring whether or not the central control station 1 has received the data transmission request signal from all the relay stations 2 in the network when it is determined that the transmission of the data transmission request signal has ended. is there.

コンテンションフリー区間 Ｔｃは、中央制御局１がデータ送信要求信号を送信した移動局３に対して通信ルートを決定しデータ要求を開始する区間である。   The contention free section Tc is a section in which the central control station 1 determines a communication route for the mobile station 3 that has transmitted the data transmission request signal and starts a data request.

上述のように移動局３の参加手続きの完了し後の移動局３の定期的なデータ通信の動作を、図１の移動局３１から中央制御局１へのデータ通信を行おう場合を例として以下に説明する。 The operation of the regular data communication of the mobile station 3 after completion of the participation of the mobile station 3 procedures as described above, an example case where attempted data communication from the mobile station 3 1 of Figure 1 to the central control station 1 Will be described below.

まず移動局３１の制御部３０はタイマ３０ａがタイムスロットのデータ送信要求区間Ｔａのデータ送信要求信号ＲＱを出すべき時点を計時すると、無線送信部３１にデータ送信要求信号ＲＱを図５のシーケンス図に示すように送信させる。この場合ブローキャストにより送信される。 First, the control unit 30 of the mobile station 3 1 counts when to timer 30a issues a data transmission request signal RQ of the data transmission request interval Ta of the time slot, the sequence of FIG. 5 the data transmission request signal RQ to the radio transmitter 31 Transmit as shown in the figure. In this case, it is transmitted by broadcast.

このデータ送信要求信号ＲＱは移動局３１の通信範囲内に存在する中継局２１…（図５では３台の中継局２１〜２３のみを示す）を介して中央制御局１の無線受信部１２により受信される。このデータ送信要求信号ＲＱの送信時間は予め設定できる値であり、中央制御局１は自局の制御部１０の中のタイマ１０ａにより移動局３１がデータ送信要求信号ＲＱを送信し終えたであろう時間を見計らい、問い合わせ区間Ｔｂにおいて問い合わせ信号ＡＫを無線送信部１１から図５に示すように各中継局２１…に順次送信させて問い合わせる。 The data transmission request signal RQ is the mobile station 3 1 of the relay station 2 1 is present in the communication range ... through the (only Figure in 5 of three relay stations 2 1 to 2 3) the central control station 1 wirelessly Received by the receiver 12. The data transmission request signal RQ transmission time is a value that can be set in advance, the central control station 1 is the mobile station 3 1 by the timer 10a in the control unit 10 of the own station has finished transmitting a data transmission request signal RQ In the inquiry section Tb, the inquiry signal AK is transmitted from the wireless transmission unit 11 to each relay station 2 1 ... Sequentially as shown in FIG.

無線受信部２２を通じて問い合わせ信号ＡＫを受信した中継局２１…は移動局３１のデータ送信要求信号ＲＱを受信したか否かを示す信号を問い合わせ応答として中央制御局１に返信する。 The relay stations 2 1 ... That have received the inquiry signal AK through the wireless receiver 22 return a signal indicating whether or not the data transmission request signal RQ of the mobile station 3 1 has been received to the central control station 1 as an inquiry response.

中央制御局１は制御部１０の制御の下で、上述の問い合わせをネットワーク内の全ての中継局２１…に対してポーリングによって行う。そして全ての中継局２１…への問い合わせを終えた中央制御局１の制御部１０は適宜な方法で移動局３１への通信パスを決定する。 The central control station 1 makes the above inquiry to all the relay stations 2 1 ... In the network by polling under the control of the control unit 10. Then the control unit 10 of the central control station 1 which has finished an inquiry to all relay station 2 1 ... determines the communication path to the mobile station 3 1 by an appropriate method.

ここで通信パスを決定する方法としては、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値が大きい値となっているものを選んだり、ホップ数が少ないものを選んだりすることになる。本発明ではこの選択方法について特に規定するものではない。   Here, as a method for determining the communication path, for example, the one having a large RSSI (Received Signal Strength Indicator) value or the one having a small number of hops is selected. In the present invention, this selection method is not particularly defined.

而して中央制御局１の制御部１０が移動局３１に対するデータ要求信号ＤＲを送信する通信パスを決定すると、指定された通信パスに沿ってコンテンションフリー区間Ｔｃにおいて、データ要求信号ＤＲを中央制御局１の制御部１０は無線送信部１１から送信させ、移動局３１に伝達する。図１のトポロジでは中央制御局１から中継局２１→中継局２３の通信パスによりデータ要求信号ＤＲが移動局３１へ送られることになる。 When Thus to the control unit 10 of the central control station 1 determines a communication path for transmitting a data request signal DR to the mobile station 3 1, in the contention-free interval Tc along the specified communication path, the data request signal DR control unit 10 of the central control station 1 is transmitted from the wireless transmission unit 11, and transmits to the mobile station 3 1. In the topology Figure 1 so that the data request signal DR are sent to the mobile station 3 1 by the communication path of the relay station 2 1 → relay station 2 3 from the central control station 1.

このデータ要求信号ＤＲを無線通信部３２で受信した移動局３１の制御部３０は、割り当てられたタイムスロットの時点をタイマ３０ａが計時すると、センサ部４から取り込んでいる生体情報を端末ＩＤとともにデータＤＡとして無線送信部３１より送信させる。 The control unit 30 of the mobile station 3 1 a data request signal DR is received by the wireless communication unit 32, the time of the assigned time slot of the timer 30a is counting, the biometric information capturing from the sensor unit 4 together with the terminal ID The data is transmitted from the wireless transmission unit 31 as data DA.

この送信されたデータＤＡは中継局２３→中継局２１の通信パスを介して中央制御局１へ送られ、中央制御局１の制御部１０は無線受信部１２で受信したデータＤＡを、データＤＡに含まれる端末ＩＤから移動局３１を認識してデータＤＡの生体情報を移動局３１に対応
付けて処理を行う。そしてデータ通信に必要な回数のデータ要求を中央制御局１から移動局３１に行い最終データＤＡの受信が終了すると、中央制御局１はＡＣＫ信号を無線送信部１１より移動局３１に送信して通信を完了する。 The transmitted data DA is sent to the central control station 1 via the communication path of the relay station 2 3 → relay station 2 1, the data DA controller 10 of the central control station 1 received by the radio reception section 12, It recognizes the mobile station 3 1 from the device ID contained in the data DA performs processing in association with the biometric information of the data DA to the mobile station 3 1. Then send the data request times required for data communication when the reception of the last data DA is performed from the central control station 1 to the mobile station 3 1 is completed, the central control station 1 is an ACK signal to the mobile station 3 1 from the wireless transmitter 11 To complete the communication.

そしてガードタイムを経過した頃に、次の移動局３がデータ送信要求信号ＲＱを送信することになり、以降、上述の通信手順によってデータ送信が移動局３から為される。   Then, when the guard time elapses, the next mobile station 3 transmits a data transmission request signal RQ, and thereafter, data transmission is performed from the mobile station 3 by the communication procedure described above.

このように全ての移動局３（３１〜３ｉ）が送信可能なタイムスロットを一意に割り当てられるため、マルチホップするネットワークであっても他の移動局３のデータ通信との衝突なしに通信することができるのである。 Thus, since all the mobile stations 3 (3 1 to 3 i ) can be uniquely assigned to transmit time slots, even in a multi-hop network, communication can be performed without collision with data communication of other mobile stations 3. It can be done.

ところで、移動局３の制御部３０のタイマ３０ａの計時時間と、中央制御局１の制御部１０ａのタイマ１０ａの計時時間とのずれによる不都合を無くすために、時間同期信号なしで、移動局３でのデータ送信時点を以下のように補正するようになっている。   By the way, in order to eliminate the inconvenience due to the difference between the time measured by the timer 30a of the control unit 30 of the mobile station 3 and the time measured by the timer 10a of the control unit 10a of the central control station 1, the mobile station 3 The data transmission time at is corrected as follows.

つまり、例えば図６（ａ）に示すタイムスロット＃２でデータ通信を行う移動局３の制御部３０がタイマ３０ａの計時に基づいてデータ送信要求信号ＲＱを無線送信部３１から図６（ｃ）に示すように送信させる送信要求区間Ｔａが始まったする。   That is, for example, the control unit 30 of the mobile station 3 that performs data communication in the time slot # 2 shown in FIG. 6A sends the data transmission request signal RQ from the wireless transmission unit 31 based on the time of the timer 30a. The transmission request section Ta to be transmitted starts as shown in FIG.

一方、中央制御局１の制御部１０では、当該移動局３から送信されたデータ送信要求信号ＲＱを受信した時点（送信時からｔｘ時間経過後）に基づき、当該移動局３に対して次回のデータ送信要求信号ＲＱを送信して欲しい時点を示す時間データT_NEXTを自己のタイマ１０ａの計時と、システムで想定する最大のマルチホップ数を考慮して計算して求める。   On the other hand, in the control unit 10 of the central control station 1, the next time the mobile station 3 receives the data transmission request signal RQ transmitted from the mobile station 3 (after the elapse of tx time from the time of transmission). Time data T_NEXT indicating the point in time at which the data transmission request signal RQ is desired to be transmitted is calculated in consideration of the time of its own timer 10a and the maximum number of multihops assumed in the system.

而して上述の問い合わせ区間Ｔｂを経て、中央制御局１からコンテンションフリー区間Ｔｃにおいて当該移動局３にデータ要求信号ＲＤを送信する際に、上述の時間データT_NEXTを送信する。   Thus, when the data request signal RD is transmitted from the central control station 1 to the mobile station 3 in the contention-free section Tc through the inquiry section Tb, the time data T_NEXT is transmitted.

移動局３の制御部３０はデータ要求信号ＲＤと共に受信した時間データT_NEXTに基づき、受信時から時間データT_NEXTが示す時間をタイマ３０ａが計時するとその時点で制データ送信要求信号ＲＱを中央制御局１宛に送信する。   Based on the time data T_NEXT received together with the data request signal RD, the control unit 30 of the mobile station 3 counts the time indicated by the time data T_NEXT from the time of reception when the timer 30a counts the control data transmission request signal RQ at that time. Send to

この送信時点は、図６（ｃ）に示すように前回のデータ送信要求信号ＲＱの送信時点から１スロット周期T_Sを経過した時点ではなく、更に時間ｔｘ’が経過した時点となる。つまり中央制御局１のタイマ１０ａの計時に合わせた送信時点となる。   As shown in FIG. 6C, this transmission time is not the time when one slot period T_S has elapsed from the previous transmission time of the data transmission request signal RQ, but the time when time tx 'has elapsed. That is, the transmission time is the same as the time measured by the timer 10a of the central control station 1.

このようにして毎回のスロット周期（T_S）で移動局３のタイマ１０ａの計時時間と、中央制御局１のタイマ３０ａの計時時間とのずれを補正できるので、移動局３に時間同期機能がなくてもネットワーク内の同期を保つことが可能性になり、ネットワーク内で衝突の少ない通信が実現できる。   In this manner, since the time difference between the time measured by the timer 10a of the mobile station 3 and the time measured by the timer 30a of the central control station 1 can be corrected at each slot period (T_S), the mobile station 3 has no time synchronization function. However, it is possible to maintain synchronization within the network, and communication with less collision within the network can be realized.

尚中継局２が、ネットワークに参加する時は、中継局２は制御部２０の制御の下で、中央制御局１に対して参加手続きのデータを無線送信部２１から送信し、この参加手続き後に中央制御局１から指定されたオフセット時間が経過して自局の送信すべきデータの通信を開始し、以後中央制御局１から指定されたスロット周期で自局の送信すべきデータの通信を行うようなっている。   When the relay station 2 joins the network, the relay station 2 transmits participation procedure data from the wireless transmission unit 21 to the central control station 1 under the control of the control unit 20. After the offset time specified by the central control station 1 has elapsed, communication of data to be transmitted by the local station is started, and thereafter, communication of data to be transmitted by the local station is performed at a slot period specified by the central control station 1. It is like that.

また図１に示す如く、移動局３ｘのようにその位置が中央制御局１と直接通信できる範囲にある場合には中継局２を介さず直接データを送信することもある。
（実施形態２）
ところで、実施形態１ではネットワーク内の中継局２，移動局３の最大収容可能数の範囲内で参加手続き順にタイムスロットを割り当てるようになっているが、本実施形態では、予め中継局２に対する最大収容可能数（割当可能数）を予め設定し、ネットワーク内での稼動中の中継局数が最大収容可能数（割当可能数）より少ない場合には、１スロット周期（T_S）において余剰タイムスロット数の範囲で、１台の中継局２に複数のタイムスロットの割り当てることを可能とした点に特徴がある。 Further, as shown in FIG. 1, when the position is within a range where direct communication with the central control station 1 is possible, such as the mobile station 3x, data may be transmitted directly without using the relay station 2.
(Embodiment 2)
By the way, in the first embodiment, the time slots are assigned in the order of participation procedures within the range of the maximum capacity of the relay stations 2 and mobile stations 3 in the network. The number of surplus time slots in one slot period (T_S) when the number of capacity that can be accommodated (number that can be allocated) is set in advance and the number of active relay stations in the network is less than the maximum capacity that can be allocated (number that can be allocated) In this range, a feature is that a plurality of time slots can be allocated to one relay station 2.

尚システム構成及び中央制御局１，中継局２，移動局３の構成は実施形態１と同じであるので図示及び説明は省略する。   Since the system configuration and the configuration of the central control station 1, the relay station 2, and the mobile station 3 are the same as those in the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.

而して、ネットワーク内の、中継局２，移動局３からなる無線端末の最大収納可能数をＮ個とし、その内で移動局３の最大可能数をＬ台とし、残りのＮ−Ｌ台を中継局２の最大収納可能数として予め設定しておく。   Thus, the maximum possible number of wireless terminals comprising relay stations 2 and mobile stations 3 in the network is N, of which the maximum possible number of mobile stations 3 is L, and the remaining NL Is set in advance as the maximum storage capacity of the relay station 2.

そして表２に示すように管理テーブルでは移動局３のタイムスロットと中継局２のタイムスロットとを交互に配置し、ネットワークに最大中継局収容台数（Ｎ−Ｌ）未満の中継局２しか稼動していない場合に、中継局２のタイムスロットをスロット周期（T_S）の中で１回だけ割り当てるのではなく、まだ割り当てられていない中継局２用のタイムスロットを使って複数回割り当てることにより、中継局２の通信可能な周期をスロット周期（T_S）より短い周期になる。   As shown in Table 2, in the management table, the time slot of the mobile station 3 and the time slot of the relay station 2 are alternately arranged, and only the relay stations 2 having a capacity less than the maximum number of relay stations (N−L) are operated in the network. If not, the time slot of relay station 2 is not assigned once in the slot period (T_S), but is relayed by assigning multiple times using the time slot for relay station 2 that has not yet been assigned. The period in which the station 2 can communicate is shorter than the slot period (T_S).

Figure 2008244741
Figure 2008244741

このようにすることで、本実施形態では、新たにネットワークに参加しようとする移動局３を中央制御局１が早く認識することができることになり、その結果参加手続きに必要な時間を短くできる。   By doing in this way, in this embodiment, the central control station 1 can recognize the mobile station 3 which is going to newly join a network early, As a result, the time required for a joining procedure can be shortened.

実施形態１のシステム構成例図である。1 is a system configuration example diagram of Embodiment 1. FIG. （ａ）は実施形態１に用いる中央制御局の構成図、（ｂ）は中継局の構成図、（ｃ）は移動局の構成図である。(A) is a block diagram of the central control station used for Embodiment 1, (b) is a block diagram of a relay station, (c) is a block diagram of a mobile station. 実施形態１でのスロット周期とタイムスロットの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of slot periods and time slots in the first embodiment. 実施形態１でのタイムスロットの構成説明図である。FIG. 3 is a configuration explanatory diagram of a time slot in the first embodiment. 実施形態１の移動局の定期的データの送信動作説明用シーケンス図である。FIG. 3 is a sequence diagram for explaining a periodic data transmission operation of the mobile station according to the first embodiment. 実施形態１における中央制御局と移動局のタイマの計時ずれの補正処理の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a correction process for a time difference between timers of a central control station and a mobile station in the first embodiment. ＴＤＭＡでの従来のフレーム構成図である。It is a conventional frame configuration diagram in TDMA.

符号の説明Explanation of symbols

１ 中央制御局
２１〜２４ 中継局
３１〜３ｉ 移動局
Ａ１，Ａ２ 通信範囲 1 Central control station 2 1 to 2 4 Relay station 3 1 to 3 i Mobile stations A1, A2 Communication range

Claims (3)

中央制御局と、中継局と、移動局とをネットワーク内に備え、時分割多元接続方式を用いて、前記移動局から定期的に前記中央制御局に対してデータ通信をマルチホップにより行う無線ネットワークシステムに用いられ、
前記移動局はネットワークに参加時に前記中央制御局に対して参加手続きのデータを送信し、該参加手続き後に前記中央制御局から指定されたオフセット時間が経過してデータ通信を開始し、以後中央制御局から指定されたスロット周期で定期的にデータ通信を行う手段を備え、
前記中継局は、ネットワークに参加時に前記中央制御局に対して参加手続きのデータを送信し、該参加手続き後に前記中央制御局から指定されたオフセット時間が経過して自局の送信すべきデータの通信を開始し、以後前記中央制御局から指定されたスロット周期で自局の送信すべきデータの通信を行う手段を備え、
前記中央制御局は、前記参加手続きのデータを受信すると、該データを送信した移動局に対して最初のデータ通信のための前記オフセット時間とスロット長及びスロット周期のデータを応答データとして送信する手段とを備えていることを特徴とする無線ネットワークシステム。 A wireless network comprising a central control station, a relay station, and a mobile station in a network, and periodically performing data communication from the mobile station to the central control station by multi-hop using a time division multiple access method Used in the system,
The mobile station transmits participation procedure data to the central control station when participating in the network, and starts data communication after an offset time specified by the central control station after the participation procedure. Means for periodically performing data communication at a slot period designated by the station,
The relay station transmits participation procedure data to the central control station when participating in the network, and after the participation procedure, an offset time specified by the central control station has elapsed and Means for starting communication, and thereafter performing communication of data to be transmitted by the local station at a slot period designated from the central control station,
When the central control station receives the participation procedure data, the central control station transmits the offset time, slot length, and slot period data for the first data communication as response data to the mobile station that transmitted the data. And a wireless network system. 前記中央制御局及び前記各移動局には通信の時間管理用の計時手段を夫々備え、前記中央制御局は、前記各移動局のデータ通信開始時に当該移動局から送信要求信号を受信すると、該中央制御局の計時手段の計時に基づき、次回のデータ通信開始時点を当該移動局の計時手段の計時によって決めるための計時時間を算出し、この計時時間データを当該移動局との間のデータ通信中に当該移動局に送信し、
当該移動局は、計時時間データを受信した時点から自己の計時手段の計時によって計時時間データが示す時間を計時した時点を次回の通信開始時点とすることを特徴とする請求項１記載の無線ネットワークシステム。 The central control station and each mobile station are each provided with a timing means for communication time management, and when the central control station receives a transmission request signal from the mobile station at the start of data communication of each mobile station, Based on the time measured by the time measuring means of the central control station, calculate the time measured to determine the next data communication start time by the time measured by the time measuring means of the mobile station, and use this time measured data for data communication with the mobile station. To the mobile station during
2. The wireless network according to claim 1, wherein the mobile station sets the time when the time indicated by the time data is measured by the time of its time measuring means from the time when the time data is received as the next communication start time. system. 前記中央制御局は、中継局に割り当てるスロット数を設定し、システム内の中継局数が割当スロット数より少ない場合に、余剰スロットを用いて中継局に複数のスロットを割り当てることを特徴とする請求項１又は２記載の無線ネットワークシステム。 The central control station sets the number of slots to be allocated to the relay station, and allocates a plurality of slots to the relay station using a surplus slot when the number of relay stations in the system is smaller than the number of allocated slots. Item 3. The wireless network system according to Item 1 or 2.
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