JP2011087061A - Radio communication system and radio equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システム及び無線機に関する。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless device.
例えば、特許文献1は、無線局において、等化手段が他の無線局から受信された信号を等化し等化誤差を検出し、品質判定手段が等化誤差に基づいて前記他の無線局との間の通信路の品質に関する判定を行い、通信経路決定手段が自局から1つ以上の他の無線局を中継させて宛先となる別の無線局までの通信経路を決定する無線通信システムを開示する。
For example, in
本発明は、上述した背景からなされたものであり、通信回線に応じて制御信号の送信時間間隔を調整できる無線機及びこの無線機を複数有する無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made from the background described above, and an object of the present invention is to provide a radio that can adjust a transmission time interval of a control signal according to a communication line, and a radio communication system having a plurality of radios.
本発明に係る無線通信システムは、複数の無線機から構成され、1つ以上の無線機を経由して情報を通信する無線通信システムであって、前記複数の無線機それぞれは、この無線機と通信可能な他の無線機それぞれとの距離を算出する距離算出手段と、前記他の無線機との回線状況を示すパラメータを取得する回線状況取得手段と、前記算出された距離と前記取得されたパラメータとに基づいて、情報通信の経路を制御するための制御信号を前記他の無線機に送信する時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、前記設定された時間間隔で前記制御信号を前記他の無線機それぞれに対して送信する制御信号送信手段とを有する。 A wireless communication system according to the present invention is a wireless communication system that includes a plurality of wireless devices and communicates information via one or more wireless devices, and each of the plurality of wireless devices is connected to the wireless device. Distance calculating means for calculating the distance to each of the other wireless devices capable of communication, line status acquiring means for acquiring a parameter indicating a line status with the other wireless device, the calculated distance and the acquired And a time interval setting means for setting a time interval for transmitting a control signal for controlling a route of information communication to the other radio based on the parameter, and the control signal at the set time interval. Control signal transmitting means for transmitting to each of the wireless devices.
また、本発明に係る無線機は、1つ以上の他の無線機を経由して情報を通信する無線機であって、この無線機と通信可能な他の無線機それぞれとの距離を算出する距離算出手段と、前記他の無線機との回線状況を示すパラメータを取得する回線状況取得手段と、前記算出された距離と前記取得されたパラメータとに基づいて、情報通信の経路を制御するための制御信号を前記他の無線機に送信する時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、前記設定された時間間隔で前記制御信号を前記他の無線機それぞれに対して送信する制御信号送信手段とを有する。 In addition, the wireless device according to the present invention is a wireless device that communicates information via one or more other wireless devices, and calculates a distance from each of the other wireless devices that can communicate with the wireless device. In order to control the route of information communication based on the distance calculation means, the line status acquisition means for acquiring parameters indicating the line status with the other wireless device, and the calculated distance and the acquired parameters Time interval setting means for setting a time interval for transmitting the control signal to the other radio device, and control signal transmitting means for transmitting the control signal to each of the other radio devices at the set time interval. Have
本発明に係る無線機及び無線通信システムによれば、通信回線に応じて制御信号の送信時間間隔を調整できる。 According to the wireless device and the wireless communication system according to the present invention, the transmission time interval of the control signal can be adjusted according to the communication line.
[第1の実施形態]
まず、第1の実施形態について説明する。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
図1は、第1の実施形態にかかる無線通信システム1を示す図である。
無線通信システム1は、無線機100−1〜100−3から構成される。
なお、以下、無線機100−1〜100−3など、複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に無線機100などと略記することがある。
また、以下、無線機100−1の識別子を#1として無線機100−1を「無線機#1」と称し、無線機100−2の識別子を#2として無線機100−2を「無線機#2」と称し、無線機100−3の識別子を#3として無線機100−3を「無線機#3」と称することがある。
また、以下、無線機100など、通信システムにおいて情報処理および通信の主体となりうる装置を、ノードと総称することがある。
FIG. 1 is a diagram illustrating a
The
In the following description, when any one of a plurality of components such as the radio devices 100-1 to 100-3 is indicated without being specified, the radio device 100 may be simply abbreviated.
Also, hereinafter, the identifier of the wireless device 100-1 is # 1 and the wireless device 100-1 is referred to as "
Hereinafter, devices such as the wireless device 100 that can be a subject of information processing and communication in the communication system may be collectively referred to as nodes.
無線通信システム1において、通信エリアA内に無線機100−1および無線機100−2が存在し、通信エリアB内に無線機100−2および無線機100−3が存在している。
各無線機100は、各通信エリア内においては直接通信できるが、通信エリア外の無線機100と直接通信することはできない。
例えば、図1の例では、無線機100−1は無線機100−3と直接通信できない。
In the
Each wireless device 100 can directly communicate within each communication area, but cannot directly communicate with the wireless device 100 outside the communication area.
For example, in the example of FIG. 1, the wireless device 100-1 cannot directly communicate with the wireless device 100-3.
ここで、無線通信システム1は、無線機100−1〜100−3によってアドホックネットワークを構築している。
つまり、例えば、無線機100−1は、通信エリアA及びBの両方に存在する無線機100−2を介して、無線機100−3と通信することが可能である。
なお、以下、同じ通信エリアに存在する無線機を、隣接ノードと称することがある。
Here, the
That is, for example, the wireless device 100-1 can communicate with the wireless device 100-3 via the wireless device 100-2 that exists in both the communication areas A and B.
In the following description, radio devices existing in the same communication area may be referred to as adjacent nodes.
また、無線通信システム1は、OLSR(Optimized Link State Routing)プロトコルに準拠したネットワークを構築している。
OLSRプロトコルは、プロアクティブ(Proactive)型のルーティングプロトコルであって、図2を用いて後述するように、通信に先立って各無線機100がHelloメッセージまたはTC(Topology Control)メッセージなどの経路制御メッセージを送受信することによって、通信前に通信経路(リンク)を構築する。
このように、OLSRプロトコルに準拠したアドホックネットワークにおいては、経路が通信を行なう前に確定されているため、いつでも直ちに通信を開始することができる。
The
The OLSR protocol is a proactive type routing protocol, and, as will be described later with reference to FIG. 2, each wireless device 100 transmits a route control message such as a Hello message or a TC (Topology Control) message prior to communication. The communication path (link) is established before communication by transmitting / receiving.
As described above, in an ad hoc network compliant with the OLSR protocol, since a route is determined before communication, communication can be started immediately at any time.
ここで、Helloメッセージとは、各無線機100の持つ情報の配信を目的として、定期的(例えば2秒ごと)に送信される経路制御メッセージ(制御信号)である。
このHelloメッセージは、各無線機100から、通信可能な全ての他の無線機100に対して一斉に送信(フラッディング)される。
無線機100は、このHelloメッセージを他の無線機100から受信することによって、自身の周辺情報の収集を行って他の無線機100との論理接続を構築し、複数の他の無線機100の中からMPR(multipoint relay)と呼ばれる中継ノードを決定する。
このMPRの決定により、経路制御メッセージのフラッディングが効率的に行われるようになる。
また、MPRの決定は、各無線機100が有するWillingnessと呼ばれる指標に基づいてなされ、Willingnessの値が高いほどMPRとして選択されやすくなる。
Here, the Hello message is a path control message (control signal) transmitted periodically (for example, every 2 seconds) for the purpose of distributing information held by each wireless device 100.
The Hello message is transmitted (flooded) simultaneously from each wireless device 100 to all other wireless devices 100 that can communicate.
The radio device 100 receives the Hello message from the other radio device 100, collects its own peripheral information, establishes a logical connection with the other radio device 100, and configures a plurality of other radio devices 100. A relay node called MPR (multipoint relay) is determined from the inside.
By determining the MPR, the routing message is flooded efficiently.
The MPR is determined based on an index called Willingness that each radio device 100 has. The higher the Willingness value, the easier it is to select the MPR.
また、TCメッセージとは、MPRとして選択された中継ノード(図1の例では無線機100−2)が定期的に送信する経路制御メッセージであり、このTCメッセージを送信した中継ノードと、この中継ノードをMPRとして選択している無線機100の集合(MPRセレクタ集合)とのリンクに関する情報(トポロジ情報)を含む。
TCメッセージを受信した各無線機100は、トポロジ情報に基づいて任意の無線機100間の経路を計算し、計算結果に基づいて経路表を作成する。
これらの経路制御メッセージによって、各無線機100は、アドホックネットワークを構築した無線通信システム1内の全ての無線機100と通信を行うことができる。
The TC message is a path control message periodically transmitted by the relay node selected as the MPR (radio device 100-2 in the example of FIG. 1). The relay node that transmitted the TC message, and the relay It includes information (topology information) related to a link with a set of radio devices 100 (MPR selector set) that has selected a node as an MPR.
Each wireless device 100 that has received the TC message calculates a route between any wireless device 100 based on the topology information, and creates a route table based on the calculation result.
With these route control messages, each wireless device 100 can communicate with all the wireless devices 100 in the
図2は、無線通信システム1内の各無線機100が通信を行う前に経路制御メッセージを互いに送受信する処理(S10)を示すシーケンス図である。
ここで、各無線機100は、以下の各ステップにおいて、自身の送信周期(送信時間間隔:例えば30秒)に従って経路制御メッセージを送信する。
ステップ100(S100)において、無線機100−2は、無線機100−1,100−3に対して、Helloメッセージを送信する。
ここで、本ステップにおいては、初期段階であるためリンク状態は不明である。したがって、このHelloメッセージは、無線機100−2のアドレス(識別子#2)を含む「UNSPEC_LINK」タイプである。
FIG. 2 is a sequence diagram showing a process (S10) of transmitting / receiving a path control message to / from each other before each wireless device 100 in the
Here, each wireless device 100 transmits a route control message according to its own transmission cycle (transmission time interval: for example, 30 seconds) in each of the following steps.
In step 100 (S100), the wireless device 100-2 transmits a Hello message to the wireless devices 100-1 and 100-3.
Here, in this step, since it is an initial stage, the link state is unknown. Therefore, this Hello message is of the “UNSPEC_LINK” type including the address (identifier # 2) of the radio device 100-2.
ステップ102−1(S102−1)において、無線機100−1は、Helloメッセージ(UNSPEC_LINK)を受信すると、無線機100−2から無線機100−1へのリンクが構築されたことを確認する。
同様に、ステップ102−2(S102−2)において、無線機100−3は、Helloメッセージ(UNSPEC_LINK)を受信すると、無線機100−2から無線機100−3へのリンクが構築されたことを確認する。
In Step 102-1 (S102-1), when receiving the Hello message (UNSPEC_LINK), the wireless device 100-1 confirms that a link from the wireless device 100-2 to the wireless device 100-1 is established.
Similarly, in step 102-2 (S102-2), when the wireless device 100-3 receives the Hello message (UNSPEC_LINK), it indicates that the link from the wireless device 100-2 to the wireless device 100-3 is established. Check.
ステップ104−1(S104−1)において、無線機100−1は、無線機100−2に対して、Helloメッセージを送信する。
ここで、本ステップにおいては、双方向のリンクであるか否かが不明であるため、このHelloメッセージは、片方向(非対称)リンクを示す「ASYM_LINK」タイプであって、無線機100−2(#2)から無線機100−1(#1)へのリンクを示す情報を含む。
同様に、ステップ104−2(S104−2)において、無線機100−3は、無線機100−2に対して、無線機100−2(#2)から無線機100−3(#3)へのリンクを示す情報を含むHelloメッセージ(ASYM_LINK)を送信する。
In Step 104-1 (S104-1), the wireless device 100-1 transmits a Hello message to the wireless device 100-2.
Here, in this step, since it is unclear whether or not the link is a bidirectional link, this Hello message is an “ASYM_LINK” type indicating a one-way (asymmetric) link, and the radio 100-2 ( # 2) includes information indicating a link from the wireless device 100-1 (# 1).
Similarly, in Step 104-2 (S104-2), the wireless device 100-3 changes the wireless device 100-2 from the wireless device 100-2 (# 2) to the wireless device 100-3 (# 3). A Hello message (ASYM_LINK) including information indicating the link is transmitted.
ステップ106−1(S106−1)において、無線機100−2は、無線機100−1からHelloメッセージ(ASYM_LINK)を受信すると、無線機100−2によって送信されたHelloメッセージ(UNSPEC_LINK)が無線機100−1によって受信されたことを確認できる。
さらに、無線機100−2は、無線機100−1からのHelloメッセージを受信できたことから、無線機100−2と無線機100−1との双方向のリンクが構築されたことを確認する。
同様に、ステップ106−2(S106−2)において、無線機100−2は、無線機100−3からHelloメッセージ(ASYM_LINK)を受信すると、無線機100−2によって送信されたHelloメッセージ(UNSPEC_LINK)が無線機100−3によって受信されたことを確認できる。
さらに、無線機100−2は、無線機100−3からのHelloメッセージを受信できたことから、無線機100−2と無線機100−3との双方向のリンクが構築されたことを確認する。
In step 106-1 (S106-1), when the wireless device 100-2 receives the Hello message (ASYM_LINK) from the wireless device 100-1, the Hello message (UNSPEC_LINK) transmitted by the wireless device 100-2 is transmitted to the wireless device 100-1. 100-1 can confirm that it has been received.
Furthermore, since the wireless device 100-2 has received the Hello message from the wireless device 100-1, the wireless device 100-2 confirms that a bidirectional link between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-1 has been established. .
Similarly, in Step 106-2 (S106-2), when the wireless device 100-2 receives the Hello message (ASYM_LINK) from the wireless device 100-3, the Hello message (UNSPEC_LINK) transmitted by the wireless device 100-2. Can be confirmed by the wireless device 100-3.
Furthermore, since the wireless device 100-2 has received the Hello message from the wireless device 100-3, it confirms that a bidirectional link between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3 has been established. .
ステップ108(S108)において、無線機100−2は、無線機100−1,100−3に対して、双方向(対称)リンクタイプであるHelloメッセージ(SYM_LINK)を送信する。
このHelloメッセージ(SYM_LINK)は、それぞれ、無線機100−2と無線機100−1との双方向リンクを示す情報、および、無線機100−2と無線機100−3との双方向リンクを示す情報を含む。
In step 108 (S108), the radio device 100-2 transmits a Hello message (SYM_LINK), which is a bidirectional (symmetric) link type, to the radio devices 100-1 and 100-3.
The Hello message (SYM_LINK) indicates information indicating a bidirectional link between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-1, and indicates a bidirectional link between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3, respectively. Contains information.
ステップ110−1(S110−1)において、無線機100−1は、Helloメッセージ(SYM_LINK)を受信すると、無線機100−2と無線機100−1との間に双方向リンクが構築されたこと、および、無線機100−2と無線機100−3との間に双方向リンクが構築されたことを確認する。
同様に、ステップ110−2(S110−2)において、無線機100−3は、Helloメッセージ(SYM_LINK)を受信すると、無線機100−2と無線機100−1との間に双方向リンクが構築されたこと、および、無線機100−2と無線機100−3との間に双方向リンクが構築されたことを確認する。
In step 110-1 (S110-1), when the wireless device 100-1 receives the Hello message (SYM_LINK), a bidirectional link has been established between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-1. And that the bidirectional link is established between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3.
Similarly, in step 110-2 (S110-2), when the wireless device 100-3 receives the Hello message (SYM_LINK), a bidirectional link is established between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-1. It is confirmed that a bidirectional link has been established between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3.
ステップ112−1(S112−1)において、無線機100−1は、無線機100−2に対して、Helloメッセージ(SYM_LINK)を送信する。
このHelloメッセージ(SYM_LINK)は、無線機100−2と無線機100−1との双方向リンクを示す情報、無線機100−2の次の隣接ノード(NEXTHOP)として無線機100−3が選択されたことを示す情報(NEXTHOP:#3)、および、MPRとして無線機100−2が選択されたことを示す情報(MPR:#2)を含む。
同様に、ステップ112−2(S112−2)において、無線機100−3は、無線機100−2に対して、Helloメッセージ(SYM_LINK)を送信する。
このHelloメッセージ(SYM_LINK)は、無線機100−2と無線機100−3との双方向リンクを示す情報、無線機100−2の次の隣接ノード(NEXTHOP)として無線機100−1が選択されたことを示す情報(NEXTHOP:#1)、および、MPRとして無線機100−2が選択されたことを示す情報(MPR:#2)を含む。
In Step 112-1 (S112-1), the wireless device 100-1 transmits a Hello message (SYM_LINK) to the wireless device 100-2.
This Hello message (SYM_LINK) is information indicating a bidirectional link between the radio device 100-2 and the radio device 100-1, and the radio device 100-3 is selected as the next adjacent node (NEXTHOP) of the radio device 100-2. Information (NEXTHOP: # 3), and information (MPR: # 2) indicating that radio apparatus 100-2 has been selected as the MPR.
Similarly, in Step 112-2 (S112-2), the wireless device 100-3 transmits a Hello message (SYM_LINK) to the wireless device 100-2.
This Hello message (SYM_LINK) is information indicating a bidirectional link between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3, and the wireless device 100-1 is selected as the next adjacent node (NEXTHOP) of the wireless device 100-2. Information (NEXTHOP: # 1), and information (MPR: # 2) indicating that the radio device 100-2 has been selected as the MPR.
なお、図2に示した各処理の順序などは、適宜、変更しても構わない。
このことは、以下に示すフローチャート、シーケンス等についても同様である。
Note that the order of the processes shown in FIG. 2 may be changed as appropriate.
The same applies to the flowcharts and sequences shown below.
ステップ114(S114)において、無線機100−1,100−3からMPRとして選択された無線機100−2は、無線機100−1,100−3に対して、TCメッセージを送信する。
このTCメッセージは、無線機100−2と無線機100−1との間で双方向リンクが構築されていることを示すトポロジ情報、および、無線機100−2と無線機100−3との間で双方向リンクが構築されていることを示すトポロジ情報を含む。
ステップ116−1(S116−1)において、無線機100−1は、受信したTCメッセージに基づいて、無線機100−3との間の経路を計算し、計算結果に基づいて経路表を作成する。
同様に、ステップ116−2(S116−2)において、無線機100−3は、受信したTCメッセージに基づいて、無線機100−1との間の経路を計算し、計算結果に基づいて経路表を作成する。
In step 114 (S114), the radio device 100-2 selected as the MPR from the radio devices 100-1 and 100-3 transmits a TC message to the radio devices 100-1 and 100-3.
This TC message includes topology information indicating that a bidirectional link is established between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-1, and between the wireless device 100-2 and the wireless device 100-3. Includes topology information indicating that a bidirectional link is established.
In Step 116-1 (S116-1), the wireless device 100-1 calculates a route to and from the wireless device 100-3 based on the received TC message, and creates a route table based on the calculation result. .
Similarly, in Step 116-2 (S116-2), the wireless device 100-3 calculates a route to and from the wireless device 100-1 based on the received TC message, and a route table based on the calculation result. Create
ステップ120−1(S120−1)において、無線機100−1は、作成された経路表に基づいて、無線機100−2を介して無線機100−3に対してデータを送信する。
同様に、ステップ120−2(S120−2)において、無線機100−3は、作成された経路表に基づいて、無線機100−2を介して無線機100−1に対してデータを送信する。
In Step 120-1 (S120-1), the wireless device 100-1 transmits data to the wireless device 100-3 via the wireless device 100-2 based on the created route table.
Similarly, in Step 120-2 (S120-2), the wireless device 100-3 transmits data to the wireless device 100-1 via the wireless device 100-2 based on the created route table. .
図3は、無線機100が他の無線機100からHelloメッセージを受信してからHelloメッセージを送信するまでの処理(S20)を示すフローチャートである。
図3において、無線機100−1が無線機100−2からHelloメッセージを受信した場合について例示されている。
FIG. 3 is a flowchart showing a process (S20) from when the wireless device 100 receives a Hello message from another wireless device 100 until it transmits the Hello message.
In FIG. 3, the case where the wireless device 100-1 receives a Hello message from the wireless device 100-2 is illustrated.
ステップ202(S202)において、無線機100−1が起動され、OLSRプロトコルに準拠したアドホック通信のためのソフトウェアが起動される。
ステップ204(S204)において、無線機100−1は、経路制御メッセージを送信する時間間隔に関する情報(送信時間間隔情報)を、データベースから読み込む。
ステップ206(S206)において、無線機100−1は、無線機100−2からHelloメッセージを受信する。
ステップ208(S208)において、無線機100−1は、無線機100−2からのHelloメッセージを解析する。
In step 202 (S202), the wireless device 100-1 is activated, and software for ad hoc communication compliant with the OLSR protocol is activated.
In step 204 (S204), the wireless device 100-1 reads information (transmission time interval information) related to the time interval for transmitting the route control message from the database.
In step 206 (S206), the wireless device 100-1 receives a Hello message from the wireless device 100-2.
In step 208 (S208), the wireless device 100-1 analyzes the Hello message from the wireless device 100-2.
ステップ210(S210)において、無線機100−1は、Helloメッセージの内容がUNSPEC_LINKであるか否かを判断し、そうであれば処理はS212に進み、そうでなければ処理はS214に進む。
ステップ212(S212)において、無線機100−1は、無線機100−2とのリンク状態をASYM_LINKに更新する。
ステップ214(S214)において、無線機100−1は、無線機100−2とのリンク状態をSYM_LINKに更新する。
ステップ216(S216)において、無線機100−1は、無線機100−2に送信するHelloメッセージに、上述のリンク状態を示す情報を追加する。
In step 210 (S210), the wireless device 100-1 determines whether or not the content of the Hello message is UNSPEC_LINK. If so, the process proceeds to S212, and if not, the process proceeds to S214.
In step 212 (S212), the wireless device 100-1 updates the link state with the wireless device 100-2 to ASYM_LINK.
In step 214 (S214), the wireless device 100-1 updates the link state with the wireless device 100-2 to SYM_LINK.
In step 216 (S216), the wireless device 100-1 adds information indicating the above-described link state to the Hello message transmitted to the wireless device 100-2.
ステップ220(S220)において、無線機100−1は、S204で読み込んだ送信時間間隔情報に基づいて、送信待ち時間が0秒になったか否かを判断し、0秒となった場合はS222に進み、送信待ち時間が経過していない場合はS206に戻る(またはS220を繰り返してもよい)。
ステップ222(S222)において、無線機100−1は、Helloメッセージを無線機100−2に対して送信する。
ステップ224(S224)において、無線機100−1は、通信を終了するか否かを判断し、通信を継続する場合はS206に戻り、終了する場合は処理を終了する。
In step 220 (S220), the wireless device 100-1 determines whether or not the transmission waiting time has become 0 seconds based on the transmission time interval information read in S204. If the transmission waiting time has not elapsed, the process returns to S206 (or S220 may be repeated).
In step 222 (S222), the wireless device 100-1 transmits a Hello message to the wireless device 100-2.
In step 224 (S224), the wireless device 100-1 determines whether or not to end the communication. If the communication is continued, the process returns to S206, and if the communication is to be ended, the process ends.
第1の実施形態においては、上述のように、無線機100は、経路制御メッセージの送信時間間隔情報を、データベースから読み込んでいる。
このデータベースには、予め実験等で算出された最適な時間間隔に関する情報が格納されており、この時間間隔は常に一定である。
したがって、無線機100は、他の無線機100が遠距離で移動することによって通信回線が頻繁に変化する場合と、他の無線機100が近距離に存在しておりほぼ静止しているため通信回線が安定している場合とで、同じ時間間隔で経路制御メッセージを送信する。
In the first embodiment, as described above, the wireless device 100 reads the transmission time interval information of the route control message from the database.
This database stores information related to optimal time intervals calculated in advance through experiments or the like, and this time interval is always constant.
Therefore, the wireless device 100 communicates with the case where the communication line changes frequently due to the movement of the other wireless device 100 at a long distance, and the case where the other wireless device 100 exists at a short distance and is almost stationary. A route control message is transmitted at the same time interval when the line is stable.
ここで、通信回線が安定している場合は、他の無線機100とのリンク状態は変化しないので、リンク状態を確認するための経路制御メッセージを頻繁に送信することは必要ない。
また、経路制御メッセージの送信によって、無線機100の処理能力および通信回線のスループットは低下する。
したがって、不必要な経路制御メッセージの送信のために、無線機100の処理能力および通信回線のスループットが低下してしまい、ネットワーク間でデータの送受信が効率よく行われないという問題がある。
以下に説明する無線機2は、上記の問題を解消するように構成されている。
Here, when the communication line is stable, the link state with the other wireless device 100 does not change, so it is not necessary to frequently transmit a route control message for confirming the link state.
In addition, the processing capability of the wireless device 100 and the throughput of the communication line are reduced by the transmission of the route control message.
Therefore, there is a problem that the processing capability of the wireless device 100 and the throughput of the communication line are reduced due to unnecessary transmission of the routing control message, and data transmission / reception is not efficiently performed between networks.
The
[第2の実施形態]
以下、第2の実施形態を説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment will be described.
図4は、第2の実施形態にかかる無線機2のハードウェア構成を示す図である。
なお、本実施形態の無線通信システムは、上記で説明した第1の実施形態にかかる無線通信システム1において、無線機100−1〜100−3を無線機2−1〜2−3に置き換えた構成となっている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
In the wireless communication system according to the present embodiment, the wireless devices 100-1 to 100-3 are replaced with wireless devices 2-1 to 2-3 in the
図4に示すように、無線機2は、アンテナ200、送受信回路202、AD/DA変換部204、変復調部206、メディアアクセスコントロール部209、入出力部210、制御部212、記憶部214および電源部216から構成されている。
また記憶部214は、アプリケーション部208を含む。
なお、以下、送受信回路202等、無線機2を構成する各部分を、各構成部分と総称することがある。
また、図4に示した無線機2の各構成部分の機能は、ソフトウェアで構成されるようにしてもよい。
As shown in FIG. 4, the
The
In addition, hereinafter, each part constituting the
Moreover, you may make it comprise the function of each component of the radio |
送受信回路202は、アンテナ200を介して他のノードから受信した高周波に対して必要な処理を行い、AD/DA変換部204に対して出力する。
また、送受信回路202は、AD/DA変換部204からのアナログ信号に対して周波数変換および増幅等の処理を行う。
さらに、送受信回路202は、上述した処理を施した信号を、アンテナ200を介して他のノードに対して送信する。
AD/DA変換部204は、送受信回路202からのアナログ信号をディジタル信号に変換し、変復調部206に対して出力する。
また、AD/DA変換部204は、変復調部206からのディジタル信号をアナログ信号に変換し、送受信回路202に対して出力する。
The transmission /
The transmission /
Furthermore, the transmission /
The AD /
The AD /
変復調部206は、AD/DA変換部204からのディジタル信号に対して復調処理を行い、ディジタル信号に含まれていた情報を取り出す。
さらに、変復調部206は、取り出した情報をメディアアクセスコントロール部209に対して出力する。
また、変復調部206は、メディアアクセスコントロール部209からの情報に対して、他のノードへ送信するために必要な変調処理を行う。
さらに、変復調部206は、変調処理を施されたディジタル信号をAD/DA変換部204に対して出力する。
The
Further, the
Also, the
Further, the
メディアアクセスコントロール部209は、無線アクセス等のデータ伝送制御を行う。
制御部212は、例えばCPUなどの演算装置であって、無線機2の各構成部分の制御を行う。
また、制御部212は、アプリケーション部208からの情報に基づいて、所定の処理を行う。
また、制御部212は、電源部216を制御することによって、制御部212以外の各構成部分の電源制御を行う。
さらに、制御部212は、記憶部214に格納されたプログラムを実行する。
The media
The control unit 212 is an arithmetic device such as a CPU, for example, and controls each component of the
In addition, the control unit 212 performs a predetermined process based on information from the
In addition, the control unit 212 controls the
Further, the control unit 212 executes a program stored in the
記憶部214は、メモリまたは記憶媒体等であって、入出力部210で生成した情報および他のノードからの情報を格納する。
また、記憶部214は、無線機2の各機能を実現するために必要なプログラムを格納し、各構成部分からの要求に応じて対応するプログラムを出力する。
アプリケーション部208は、制御部212によって実行されるプログラムであって、入出力部210と他の構成部分との間で情報処理を行うためのインタフェース変換を行う。
The
The
The
つまり、アプリケーション部208は、アンテナ200および送受信回路202を介して受信された情報と、各構成部分からの情報とを、ユーザが識別できるように文字情報、画像情報または音声情報等に変換し、制御部212の制御によって入出力部210に対して出力する。
また、アプリケーション部208は、入出力部210からの文字情報、画像情報または音声情報等を、各構成部分がその情報を処理し、あるいは他のノードに対してアンテナ200を介して送信できるように変換し、変復調部206等の各構成部分に対して出力する。
さらに、アプリケーション部208は、各構成部分から受け入れた情報を記憶部214に格納し、または必要な情報を記憶部214から読み出す。
また、アプリケーション部208は、ルーティング制御およびデータの送信間隔の調整等の処理を行うようにしてもよい。
That is, the
In addition, the
Further, the
The
入出力部210は、ユーザインタフェースを含み、例えば、スピーカ、マイク、ディスプレイ、キーボードなどを含み、外部デバイスとデータを入出力するUSBポートおよびLAN接続ポートなどを含んでもよい。
入出力部210は、マイクまたはキーボード等の入力デバイスによって入力された情報と、外部デバイス等から入力された情報とを、アプリケーション部208に対して出力する。
また、入出力部210は、アプリケーション部208からの情報を、スピーカまたはディスプレイ等の出力デバイスに出力する。
電源部216は、制御部212の制御に応じて、無線機2の各構成部分の電源供給を行う。
The input /
The input /
The input /
The
図5は、第2の実施形態にかかる無線機2において動作する無線通信プログラム30を示す図である。
図5に示すように、無線通信プログラム30は、通信処理部300、送信時間間隔情報格納部302、トポロジ情報格納部304、リンク状態情報格納部306、経路制御メッセージ生成処理部310、経路制御メッセージ送受信部312、経路制御メッセージ解析部322、トポロジ情報解析部324、伝搬遅延時間算出部330、推定距離算出部332、回線状況取得部334および送信時間間隔算出部336から構成される。
無線通信プログラム30は、たとえば、記憶部214に格納され、制御部212等によって実行される。
つまり、無線通信プログラム30は、無線機2のハードウェア資源を具体的に利用して実行される。
FIG. 5 is a diagram illustrating a wireless communication program 30 that operates in the
As shown in FIG. 5, the wireless communication program 30 includes a
For example, the wireless communication program 30 is stored in the
That is, the wireless communication program 30 is executed by specifically using the hardware resources of the
無線通信プログラム30において、通信処理部300は、無線ネットワークを介して、他の無線機2との間で通信を行うために必要な処理を行う。
送信時間間隔情報格納部302は、送信時間間隔情報を格納する。
トポロジ情報格納部304は、トポロジ情報を格納し、経路表を管理する。
トポロジ情報とは、無線機2−1〜2−3のネットワーク構成を示す情報であって、どの無線機2同士が接続されているかを示す情報である。
リンク状態情報格納部306は、自身の無線機2と他の無線機2とのリンク状態に関する情報(リンク状態情報)を格納する。
さらに、リンク状態情報格納部306は、ルーティング情報を格納する。
このルーティング情報は、トポロジ情報に基づいて算出される宛先に送信すするデータの最短経路を示す情報であり、宛先およびゲートウェイの識別子と、ネットワークの識別子と、経路の重み付け情報と、データを送信するためのインタフェース情報とを含む。
なお、これらのリンク状態情報とルーティング情報とは、別の構成要素に格納されるようにしてもよい。
In the wireless communication program 30, the
The transmission time interval
The topology
The topology information is information indicating the network configuration of the wireless devices 2-1 to 2-3, and is information indicating which
The link state
Furthermore, the link state
This routing information is information indicating the shortest path of data to be transmitted to the destination calculated based on the topology information. The destination and gateway identifier, the network identifier, the route weighting information, and the data are transmitted. Interface information.
Note that these link state information and routing information may be stored in separate components.
経路制御メッセージ生成処理部310は、送信時間間隔情報格納部302から送信時間間隔情報を取得し、トポロジ情報格納部304からトポロジ情報を取得し、リンク状態情報格納部306からリンク状態情報を取得する。
さらに、経路制御メッセージ生成処理部310は、取得した送信時間間隔情報、トポロジ情報およびリンク状態情報に基づいて、経路制御メッセージを生成し、経路制御メッセージ送受信部312に対して出力する。
The route control message
Further, the route control message
経路制御メッセージ送受信部312は、送信時間間隔情報格納部302に格納された送信時間間隔情報に対応する送信時間間隔で、他の無線機2に対して、経路制御メッセージを送信(フラッディング)する。
また、経路制御メッセージ送受信部312は、他の無線機2からの経路制御メッセージを受信し、受信した経路制御メッセージがHelloメッセージである場合は経路制御メッセージ解析部322に対して出力し、TCメッセージである場合はトポロジ情報解析部324に対して出力する。
経路制御メッセージ解析部322は、Helloメッセージを解析し、Helloメッセージを送信した無線機2とのリンク状態を取得して、その無線機2に関するリンク状態情報をリンク状態情報格納部306に格納する。
トポロジ情報解析部324は、TCメッセージに含まれるトポロジ情報を解析して、他の無線機2との間の経路表を作成する。
The route control message transmission /
Further, the route control message transmission /
The path control
The topology
伝搬遅延時間算出部330は、送受信回路202が送信したメールなどのデータに対するACK信号(肯定応答信号)を、このデータの送信先である無線機2から受信し、ACK信号を受信した時刻を取得する。
また、伝搬遅延時間算出部330は、データを送信した時刻から、ACK信号を受信した時刻までの時間、つまり、自身の無線機2とデータ送信先である無線機2との間における信号の往復時間(伝搬遅延時間)を算出する。
The propagation delay
Further, the propagation delay
推定距離算出部332は、伝搬遅延時間算出部330によって算出された伝搬遅延時間に基づいて、自身の無線機2とデータ送信先である無線機2との間の推定距離を、例えば以下の式(1)に基づいて算出する。
(1)推定距離[m]=(「伝搬遅延時間[μsec]」−「データフレーム長[μsec]」−「CRC(Cyclic Redundancy Check)時間[μsec]」−「最短フレーム送信間隔(SIFS:short interframe space)[μsec]」−「ACKフレーム長[μsec]」)×(3.0×102[m/μsec])/2
なお、伝搬遅延時間算出部330による伝搬遅延時間の算出、および推定距離算出部332による推定距離の算出は、無線機2がデータを送信するごとに行われる。
Based on the propagation delay time calculated by the propagation delay
(1) Estimated distance [m] = (“propagation delay time [μsec]” − “data frame length [μsec]” − “CRC (Cyclic Redundancy Check) time [μsec]” − “shortest frame transmission interval (SIFS: short) interframe space) [μsec] ”−“ ACK frame length [μsec] ”) × (3.0 × 10 2 [m / μsec]) / 2
The calculation of the propagation delay time by the propagation delay
回線状況取得部334は、他の無線機2との間の通信における変調方式のパラメータを取得する。
このパラメータは、どの変調方式で通信が行われているか等を示す。
また、回線状況取得部334は、適応変調等によって変調方式が変更された場合等に、変調方式のパラメータを取得するようにしてもよい。
The line
This parameter indicates which modulation method is used for communication.
Further, the line
送信時間間隔算出部336は、推定距離算出部332によって算出された無線機2間の推定距離と、回線状況取得部334によって取得された変調方式のパラメータとに基づいて、経路制御メッセージの送信時間間隔を算出する。
また、送信時間間隔算出部336は、算出した送信時間間隔に基づいて、送信時間間隔情報格納部302に格納された送信時間間隔情報を更新する。
例えば、送信時間間隔算出部336は、定期的に(例えば30秒ごとに)送信時間間隔を算出するようにしてもよい。
また、送信時間間隔算出部336は、ユーザによる入出力部210の操作によって、変調方式のパラメータ等に対する重み付けを、適宜、修正するようにしてもよい。
The transmission time
Also, the transmission time
For example, the transmission time
Further, the transmission time
送信時間間隔算出部336は、例えば、以下のように、送信時間間隔を算出する。
図6は、送信時間間隔算出部336が送信時間間隔を算出するために備えるチャートであり、(A)は通信品質管理テーブルを例示し、(B)は無線機間距離と時間間隔との対応を示すグラフを例示する。
この通信品質管理テーブルは、伝搬遅延時間算出部330および回線状況取得部334の各処理がなされるごとに、更新される。
The transmission time
FIG. 6 is a chart provided for the transmission time
This communication quality management table is updated each time the processing of the propagation delay
図6(A)において、無線機2−2(無線機#2)の通信品質管理テーブルが例示されている。
無線機2−2の隣接ノードは無線機2−1(無線機#1)および無線機2−3(無線機#3)なので、各無線機2−1,2−3ごとにテーブルが作成される。
図6(A)の例では、無線機2−2と無線機2−1との間の現在の距離が2km、30秒前の距離が1kmであり、無線機2−2と無線機2−1との間の通信の変調方式がQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)であることが示されている。
送信時間間隔算出部336は、これらの情報から、図6(B)に示すグラフを用いて、送信時間間隔を20秒と算出する。
FIG. 6A illustrates a communication quality management table of the wireless device 2-2 (wireless device # 2).
Since the adjacent nodes of the wireless device 2-2 are the wireless device 2-1 (wireless device # 1) and the wireless device 2-3 (wireless device # 3), a table is created for each wireless device 2-1 and 2-3. The
In the example of FIG. 6A, the current distance between the wireless device 2-2 and the wireless device 2-1 is 2 km, the distance 30 seconds before is 1 km, and the wireless device 2-2 and the wireless device 2- It is shown that the modulation method of communication with 1 is QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).
From these pieces of information, the transmission time
同様に、図6(A)の例では、無線機2−2と無線機2−3との間の現在の距離が3km、30秒前の距離が3kmであり、無線機2−2と無線機2−3との間の通信の変調方式が16QAM(Qquadrature Amplitude Modulation)であることが示されている。
送信時間間隔算出部336は、これらの情報から、図6(B)に示すグラフを用いて、送信時間間隔を16秒と算出する。
そして、各無線機についての送信時間間隔のうち、間隔の最も短いものが採用される。
図6の例では、時間間隔の短いのは16秒であるので、無線機2−2が経路制御メッセージを無線機2−1,2−3に対して一斉送信する時間間隔は、16秒と設定される。
Similarly, in the example of FIG. 6A, the current distance between the wireless device 2-2 and the wireless device 2-3 is 3 km, the distance 30 seconds before is 3 km, and the wireless device 2-2 is wireless. It is shown that the modulation method of communication with the device 2-3 is 16QAM (Qquadrature Amplitude Modulation).
From these pieces of information, the transmission time
Then, the shortest interval among the transmission time intervals for each wireless device is employed.
In the example of FIG. 6, the short time interval is 16 seconds, so the time interval at which the wireless device 2-2 transmits the route control message to the wireless devices 2-1 and 2-3 is 16 seconds. Is set.
なお、図6(B)のグラフの傾きは、ユーザの操作によって、適宜、変更することができる。
また、図6(B)においては、無線機間距離から送信時間間隔を算出するように構成された例を示したが、30秒前(前回)の距離と現在の距離との差分、あるいは、この差分と無線機間距離との双方に基づいて、送信時間間隔の増減を算出するようにしてもよい。
差分を算出すれば、無線機間距離の変化方向と変化量とが分かるため、今後の通信品質の変動を予測して最適な送信時間間隔を設定することができる。
例えば、距離が増大する方向に変化しており、かつ、その変化量が大きい場合には、変化量が小さい場合に比して、送信時間間隔の減少量が大きくなるように制御される。
逆に、距離が減少する方向に変化している場合には、変化量が大きくなるほど送信時間間隔の増加量が大きくなるように制御される。
Note that the slope of the graph in FIG. 6B can be changed as appropriate by a user operation.
In addition, in FIG. 6B, an example is shown in which the transmission time interval is calculated from the distance between the radios, but the difference between the distance 30 seconds before (previous) and the current distance, or The increase / decrease in the transmission time interval may be calculated based on both the difference and the distance between the wireless devices.
If the difference is calculated, the change direction and the change amount of the distance between the wireless devices can be known, so that an optimal transmission time interval can be set by predicting a future change in communication quality.
For example, when the distance changes in the increasing direction and the change amount is large, the transmission time interval is controlled to decrease more than when the change amount is small.
Conversely, when the distance is changing in the decreasing direction, the transmission time interval is controlled to increase as the change amount increases.
図7は、第2の実施形態にかかる無線機2が送信時間間隔を更新する処理(S30)を示すフローチャートである。
なお、図7において、図3と実質的に同じ処理を示すステップについては、同じ符号が付されている。
また、図7において、無線機2−1が無線機2−2からHelloメッセージを受信した場合について例示されているが、図7に示す処理は、無線機2がMPRとして選択されたか否かに関係なく、アドホックネットワーク内の全ての無線機2が行う。
FIG. 7 is a flowchart illustrating processing (S30) in which the
In FIG. 7, steps showing substantially the same processing as in FIG. 3 are denoted with the same reference numerals.
7 illustrates the case where the wireless device 2-1 receives a Hello message from the wireless device 2-2, the process illustrated in FIG. 7 is performed based on whether the
ステップ302(S302)において、無線機2の伝搬遅延時間算出部330は、他の無線機2からACKを受信し、伝搬遅延時間を算出する。
ステップ304(S304)において、無線機2の推定距離算出部332は、算出された伝搬遅延時間に基づいて、自身の無線機2とデータ送信先である無線機2との間の推定距離を算出する。
ステップ306(S306)において、無線機2の回線状況取得部334は、回線状況を示す変調方式のパラメータを取得する
ステップ308(S308)において、送信時間間隔算出部336は、無線機2間の推定距離と、変調方式のパラメータとに基づいて、経路制御メッセージの送信時間間隔を算出する。
In step 302 (S302), the propagation delay
In step 304 (S304), the estimated
In step 306 (S306), the channel
ステップ310(S310)において、送信時間間隔算出部336は、送信時間間隔情報格納部302に格納された送信時間間隔情報に対応する送信時間間隔(間隔A)と算出された送信時間間隔(間隔B)とを比較し、間隔Bが間隔Aよりも大きいか否かを判断する。
間隔Bが間隔Aよりも大きい場合、処理はS312に進み、そうでない場合、処理はS224に進む。
つまり、送信時間間隔の初期値である間隔Aが最小時間間隔となる。これは、隣接ノードとの距離が不明である立ち上がり時の経路構築を保証するため、初期値が充分に小さい値に設定されているためである。
ステップ312(S312)において、送信時間間隔算出部336は、送信時間間隔情報格納部302に格納された送信時間間隔情報を、算出された送信時間間隔(間隔B)に基づいて更新する。
なお、送信時間間隔情報格納部302に格納された初期の送信時間間隔は、例えば、送信可能な最大距離の場合の送信時間間隔としてもよい。
In step 310 (S310), the transmission time
If the interval B is larger than the interval A, the process proceeds to S312; otherwise, the process proceeds to S224.
That is, the interval A that is the initial value of the transmission time interval is the minimum time interval. This is because the initial value is set to a sufficiently small value in order to guarantee the path construction at the time of rising when the distance to the adjacent node is unknown.
In step 312 (S312), the transmission time
Note that the initial transmission time interval stored in the transmission time interval
第2の実施形態にかかる無線機および無線通信システムによってアドホックネットワークを構成することによって、不要な経路制御メッセージの送信を抑制できるので、無線機の処理能力および通信回線のスループットの低下を抑制でき、ネットワーク間でデータの送受信が効率よく行うことができる。
また、第1の実施形態と比較して、第2の実施形態にかかる無線機においては、経路制御メッセージの送信回数を削減できるので、消費電力を節約できる。
また、第1の実施形態と比較して、第2の実施形態にかかる無線機においては、経路制御メッセージの送信処理を削減できるので、CPUなどの能力を省力化できる。
By configuring an ad hoc network with the wireless device and the wireless communication system according to the second embodiment, it is possible to suppress the transmission of unnecessary route control messages, so it is possible to suppress a decrease in the processing capability of the wireless device and the throughput of the communication line, Data can be efficiently transmitted and received between networks.
Further, compared with the first embodiment, the wireless device according to the second embodiment can reduce the number of times of transmission of the route control message, thereby saving power consumption.
Further, compared with the first embodiment, the wireless device according to the second embodiment can reduce the transmission processing of the route control message, so that the capacity of the CPU and the like can be saved.
本発明は、無線機および無線通信システムに利用可能である。 The present invention is applicable to a radio device and a radio communication system.
1・・・無線通信システム、100・・・無線機、2・・・無線機、200・・・アンテナ、202・・・送受信回路、204・・・AD/DA変換部、206・・・変復調部、208・・・アプリケーション部、209・・・メディアアクセスコントロール部、210・・・入出力部、212・・・制御部、214・・・記憶部、216・・・電源部、220・・・バス、30・・・無線通信プログラム、300・・・通信処理部、302・・・送信時間間隔情報格納部、304・・・トポロジ情報格納部、306・・・リンク状態情報格納部、310・・・経路制御メッセージ生成処理部、312・・・経路制御メッセージ送受信部、322・・・経路制御メッセージ解析部、324・・・トポロジ情報解析部、330・・・伝搬遅延時間算出部、332・・・推定距離算出部、334・・・回線状況取得部、336・・・送信時間間隔算出部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記複数の無線機それぞれは、
この無線機と通信可能な他の無線機それぞれとの距離を算出する距離算出手段と、
前記他の無線機との回線状況を示すパラメータを取得する回線状況取得手段と、
前記算出された距離と前記取得されたパラメータとに基づいて、情報通信の経路を制御するための制御信号を前記他の無線機に送信する時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、
前記設定された時間間隔で前記制御信号を前記他の無線機それぞれに対して送信する制御信号送信手段と
を有する
無線通信システム。 A wireless communication system comprising a plurality of wireless devices and communicating information via one or more wireless devices,
Each of the plurality of radios is
Distance calculating means for calculating the distance to each of the other wireless devices capable of communicating with the wireless device;
A line status acquisition means for acquiring a parameter indicating a line status with the other wireless device;
Based on the calculated distance and the acquired parameter, a time interval setting means for setting a time interval for transmitting a control signal for controlling a route of information communication to the other radio device;
And a control signal transmission unit configured to transmit the control signal to each of the other wireless devices at the set time interval.
この無線機と通信可能な他の無線機それぞれとの距離を算出する距離算出手段と、
前記他の無線機との回線状況を示すパラメータを取得する回線状況取得手段と、
前記算出された距離と前記取得されたパラメータとに基づいて、情報通信の経路を制御するための制御信号を前記他の無線機に送信する時間間隔を設定する時間間隔設定手段と、
前記設定された時間間隔で前記制御信号を前記他の無線機それぞれに対して送信する制御信号送信手段と
を有する無線機。 A radio that communicates information via one or more other radios,
Distance calculating means for calculating the distance to each of the other wireless devices capable of communicating with the wireless device;
A line status acquisition means for acquiring a parameter indicating a line status with the other wireless device;
Based on the calculated distance and the acquired parameter, a time interval setting means for setting a time interval for transmitting a control signal for controlling a route of information communication to the other radio device;
A radio having control signal transmitting means for transmitting the control signal to each of the other radios at the set time interval.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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