JP2014216993A - Radio communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、他の無線装置との接続関係を構築する無線通信装置に関する。 The present embodiment relates to a wireless communication device that establishes a connection relationship with another wireless device.
近年、複数の無線通信装置によってネットワークを構築し、隣接した無線通信装置間でパケットを中継することにより、直接電波の届かない無線通信装置同士での通信を実現するマルチホップ型の無線通信システムが広がりを見せている。無線通信装置には種々のセンサが取り付けられ、例えば、電力やガス、水道の使用量などの各種情報の収集や制御するシステム(AMIシステム:Advanced Metering Infrastructure System)に使用されている。 In recent years, a multi-hop wireless communication system that realizes communication between wireless communication devices that do not reach a direct radio wave by constructing a network with a plurality of wireless communication devices and relaying packets between adjacent wireless communication devices It is spreading. Various sensors are attached to the wireless communication device, and are used in, for example, a system (AMI system: Advanced Metering Infrastructure System) that collects and controls various information such as power, gas, and water usage.
このようなネットワークにおいて、各無線通信装置は、設置環境や伝搬環境の変動に対して柔軟に対応するために自律的に接続相手を判断し、障害に強く安定したネットワークを構築する必要がある。 In such a network, it is necessary for each wireless communication device to autonomously determine a connection partner in order to flexibly cope with changes in installation environment and propagation environment, and to construct a stable network that is resistant to failures.
無線通信装置は、安定したネットワークを構築するためには、当該無線通信装置及び他の無線通信装置の間の無線リンク品質、並びに当該無線通信装置及び無線基地局の間の無線リンク品質を監視し、常に最適な接続相手との接続関係を構築することが必要となる。しかしながら、ネットワーク内において無線リンク上の通信量が少ない場合や新規設置などのまだ通信が行われていない装置が存在する場合、無線通信装置は、複数の接続候補から最適な接続相手を判断するための十分な情報を有しておらず、最適ではない接続相手と接続関係を構築することで、ネットワークが不安定になる恐れがある。さらに、ネットワークは、さらし端末問題や隠れ端末問題、移動体による遮蔽障害など、周辺の伝搬環境に潜在する通信障害により、障害が引き起こされる可能性がある。 In order to construct a stable network, a radio communication device monitors the radio link quality between the radio communication device and another radio communication device and the radio link quality between the radio communication device and the radio base station. It is always necessary to build a connection relationship with the optimal connection partner. However, when there is a small amount of communication on the wireless link in the network or when there is a device that has not yet been communicated such as newly installed, the wireless communication device determines the optimum connection partner from a plurality of connection candidates. There is a risk that the network may become unstable by establishing a connection relationship with a connection partner that is not optimal and does not have sufficient information. Further, the network may be damaged by a communication failure that is latent in the surrounding propagation environment, such as an exposed terminal problem, a hidden terminal problem, or a shielding failure caused by a moving object.
本発明は、安定したネットワークを構築することが可能な無線通信装置を提供する。 The present invention provides a wireless communication apparatus capable of constructing a stable network.
実施形態によれば、無線通信装置は、受信手段と、取得手段と、接続関係構築手段とを備える。前記受信手段は、他の無線装置からトラフィックを受信する。前記取得手段は、前記トラフィックに基づいて、当該無線通信装置と他の無線装置との間の伝送情報を取得する。前記接続関係構築手段は、自律分散型無線ネットワークを形成するために、前記伝送情報に基づいて、前記他の無線装置のうちの少なくとも1つと接続関係を構築する。 According to the embodiment, the wireless communication apparatus includes a reception unit, an acquisition unit, and a connection relationship construction unit. The receiving means receives traffic from another wireless device. The acquisition unit acquires transmission information between the wireless communication device and another wireless device based on the traffic. The connection relationship construction means constructs a connection relationship with at least one of the other wireless devices based on the transmission information in order to form an autonomous distributed wireless network.
以下、本実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。無線通信システムは、一例として、管理装置101、集約装置(無線基地局)102、無線通信装置103〜118が配備されている。なお、本明細書では、集約装置102及び無線通信装置103〜118を総称して、または、これらのうちの少なくとも1つを指して、無線装置という場合がある。また、本明細書では、任意の無線通信装置との関係において、この任意の無線通信装置以外の無線装置のうちの少なくとも1つを指して、他の無線装置という場合がある。
Hereinafter, the present embodiment will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a wireless communication system according to the present embodiment. As an example, the wireless communication system includes a
本実施形態に係る無線通信システムは、無線機能を有する複数の無線通信装置103〜118により自律分散型無線ネットワークを形成する。無線通信システムは、自律分散型無線ネットワークを介して、管理装置101または集約装置102に、無線通信装置103〜118が収集した情報(パケット)を伝送することにより、多所に拡散するセンシング情報を効率良く収集するためのものである。とりわけ、本実施形態に係る自律分散型無線ネットワークは、電力送配電システムにおいて需要側と供給側で双方向の情報通信を行い、双方の制御装置により適正な需要量を制御するとともに、それに応じた適正な発電量の維持・制御を実現するために用いられる多段無線中継方式によるものである。
The wireless communication system according to the present embodiment forms an autonomous distributed wireless network by a plurality of
管理装置101は、集約装置102との間で情報通信可能となるように配置されている。管理装置101は、集約装置102を管理する。管理装置101は、集約装置102との間において、有線等の確実な通信手段により接続されている。管理装置101は、集約装置102を介して、分散配置された無線通信装置103〜118が収集した情報の全てを収集することができる。
The
集約装置102は、無線通信装置103〜118のうちの少なくとも1つと無線通信可能な範囲に配置されている。集約装置102は、多段無線中継方式により互いに無線通信する無線通信装置103〜118で構成されるネットワークを統括する。集約装置102は、無線通信装置103〜118が収集した情報を集約する。なお、図1における無線通信装置103〜118と集約装置102との間で示される実線は、互いに無線通信の接続関係(接続状態)が存在することを示している。無線通信装置103〜118は、接続関係にある隣接装置間で無線通信する。
The
無線通信装置103〜118は、互いに無線通信可能な範囲で、分散して配置されている。無線通信装置103〜118には、後述するセンサ200が別個の要素として接続されている場合もある。なお、無線通信装置103〜118は、同一要素としてセンサ200を備えていてもよい。無線通信装置103〜118は、センサ200が接続されている場合、センサ200が収集するセンシング情報を無線で送信する。無線通信装置103〜118は、例えば、各家庭の電力量計がそれぞれセンサ200として接続されている。つまり、各無線通信装置103〜118は、需要家が利用した電力量を無線で送信することができる。なお、本明細書では、無線通信装置103〜118を総称して、または、これらのうちの少なくとも1つを指して、単に無線通信装置という場合がある。また、本明細書では、任意の無線通信装置との関係において、この任意の無線通信装置以外の無線通信装置のうちの少なくとも1つを指して、他の無線通信装置という場合がある。
The
上記のように構成されている無線通信システムでは、各無線通信装置103〜118は、直接または間接的に、集約装置102に情報を無線で送信する。例えば、無線通信装置114に接続されたセンサ200が収集した情報は、無線通信装置114と直接的に、または間接的に接続関係にある無線通信装置110、105を経由し、集約装置102に転送される。集約装置102が収集した全ての情報は、最終的に管理装置101に転送され管理される。各無線通信装置103〜118が収集した情報は、情報収集した対象物または対象物が存在する地域などの状態解析に利用される。
In the wireless communication system configured as described above, each of the
図2は、実施形態に係る管理装置101の一例となるブロック構成図である。管理装置101は、制御部1011、通信部1012、記憶部1013、操作部1014を有する。制御部1011は、管理装置101の各部の動作を制御する。通信部1012は、管理装置101に接続されている集約装置102との間で双方向に通信するためのインタフェースである。記憶部1013は、各種情報を記憶する。操作部1014は、オペレータが操作するためのインタフェースである。上記構成により、管理装置101は、自動またはオペレータの操作により、無線通信装置103〜118に対して、集約装置102を経由して、各種情報を送信できる。
FIG. 2 is a block configuration diagram illustrating an example of the
図3は、実施形態に係る集約装置102の一例となるブロック構成図である。集約装置102は、制御部1021、通信部1022、無線通信部1023、記憶部1024を有する。制御部1021は、集約装置102の各部の動作を制御する。通信部1022は、管理装置101との間で双方向に通信するためのインタフェースである。無線通信部1023は、無線通信装置103〜118の少なくとも何れか1つとの間で双方向に通信するためのインタフェースである。記憶部1024は、各種情報を記憶する。
FIG. 3 is a block configuration diagram illustrating an example of the
図4は、実施形態に係る無線通信装置103の一例となるブロック構成図である。なお、無線通信装置104〜118は、無線通信装置103と同様の構成であるため、構成の説明を省略する。無線通信装置103は、アンテナ1031、無線回路1032、データ通信部1033、電界強度測定部1034、制御部1035、記憶部1036、操作部1037、表示部1038を有する。無線通信装置103は、センサ200と接続され、センサ200によるセンシング情報を多段無線中継方式により管理装置101に送信する。
FIG. 4 is a block configuration diagram illustrating an example of the
無線回路1032は、アンテナ1031を介して、他の無線装置との間で双方向に通信するためのインタフェースである。
データ通信部1033は、無線回路1032を介して、他の無線装置との間で各種情報、データを含む信号を送受信する送信機能及び受信機能を備えている。データ通信部1033は、他の無線装置に対して後述するトラフィック要求を送信する送信手段である。データ通信部1033は、他の無線装置から後述するトラフィックを受信する受信手段である。
The
The
電界強度測定部1034は、無線回路1032を介して他の無線装置から受信した信号の電界強度を測定する。
The electric field
制御部1035は、無線通信装置103の各部の動作を制御する。制御部1035は、伝送情報取得部(取得手段)1035−1、接続関係構築部(接続関係構築手段)1035−2、障害検出部(障害検出手段)1035−3、比較部(比較手段)1035−4を有する。
伝送情報取得部1035−1は、無線通信装置103と他の無線装置との間の伝送情報を取得する機能を有する。伝送情報は、例えば、他の無線装置のうちでトラフィックを無線通信装置103に送信する装置の情報、つまり、他の無線装置のうちで無線通信装置103が接続可能な装置(接続候補)の情報である。伝送情報は、例えば、無線通信装置103と他の無線装置(無線通信装置103との関係においては集約装置102及び無線通信装置103以外の他の無線通信装置をいう)との間の無線リンクの品質を表す品質情報である。伝送情報取得部1035−1は、トラフィック要求部(トラフィック要求手段)1035−1a、トラフィック取得部(トラフィック取得手段)1035−1b、品質情報取得部(品質情報取得手段)1035−1cを有する。
トラフィック要求部1035−1aは、他の無線装置に対して伝送情報を取得するための信号であるトラフィック要求を送信する。トラフィック取得部1035−1bは、トラフィック要求部1035−1からのトラフィック要求に応じて他の無線装置のうちの少なくとも1つから発せられたトラフィック(応答信号)を取得する。
トラフィック取得部1035−1bは、トラフィックの送信元の情報を参照することで、接続候補の情報を伝送情報として取得する。接続候補の情報は、無線通信装置103が接続関係を構築可能な候補の把握に役立つ。
品質情報取得部1035−1cは、トラフィックから無線リンクの品質を測定し、無線通信装置103と他の無線装置との間の無線リンクの品質情報を伝送情報として取得する。品質情報は、無線通信装置103が接続関係を構築可能な候補だけでなく、最適な接続相手の把握に役立つ。
The
The transmission information acquisition unit 1035-1 has a function of acquiring transmission information between the
The traffic request unit 1035-1a transmits a traffic request that is a signal for acquiring transmission information to another wireless device. The traffic acquisition unit 1035-1b acquires traffic (response signal) emitted from at least one of the other wireless devices in response to the traffic request from the traffic request unit 1035-1.
The traffic acquisition unit 1035-1b acquires connection candidate information as transmission information by referring to information on a traffic transmission source. The connection candidate information is useful for grasping candidates for which the
The quality information acquisition unit 1035-1c measures the quality of the radio link from the traffic, and acquires the quality information of the radio link between the
接続関係構築部1035−2は、後述するように、自律分散型無線ネットワークを形成するために、伝送情報取得部1035−1が取得した伝送情報に基づいて、接続候補となる他の無線装置のうちの少なくとも1つの装置との接続関係を構築する。
障害検出部1035−3は、後述するように、潜在的な通信障害を検出するために接続候補に対して意図的に障害を発生させる。
比較部1035−4は、後述するように、他の無線通信装置から受信したトラフィック要求に応答して他の無線通信装置にトラフィックを送信するか否かを判断するために、トラフィック要求に含まれる情報と無線通信装置103自身が保持する情報とを比較する。
As will be described later, the connection relation construction unit 1035-2, based on the transmission information acquired by the transmission information acquisition unit 1035-1 in order to form an autonomous distributed wireless network, A connection relationship with at least one of the devices is established.
As will be described later, the failure detection unit 1035-3 intentionally generates a failure for a connection candidate in order to detect a potential communication failure.
As will be described later, the comparison unit 1035-4 is included in the traffic request in order to determine whether to transmit traffic to the other wireless communication device in response to the traffic request received from the other wireless communication device. The information is compared with the information held by the
記憶部1036は、各種情報を記憶する。記憶部1036は、例えば、伝送情報取得1035−1が取得した伝送情報を記憶する。記憶部1036は、例えば、無線通信装置103自身の設置場所識別情報及び無線通信装置103自身のネットワーク識別情報のうちの少なくとも1つを記憶する。設置場所識別情報は、無線通信装置103自身が設置された場所を識別する情報である。設置場所識別情報は、例えば、緯度/経度の位置情報や、設置された需要家のお客様番号などに対応する情報である。ネットワーク識別情報は、無線通信装置103自身が所属する単位ネットワークを識別する情報である。単位ネットワークは、例えば、1つの集約装置102に1つ形成される。ネットワーク識別情報は、例えば、IEEE802.15.4規格のPAN ID(Personal Area Network ID)に対応する情報である。
操作部1037は、無線通信装置103を操作するためのインタフェースである。
表示部1038は、各種情報を表示するディスプレイである。
The
The
The
次に、無線通信装置103が他の無線装置に送信するするトラフィック要求の例について説明する。なお、ここでは、無線通信装置103が他の無線装置にトラフィック要求を送信する例について説明するが、無線通信装置104〜118が他の無線装置にトラフィック要求を送信する場合も同様であるため、説明を省略する。
Next, an example of a traffic request transmitted from the
トラフィック要求部1035−1aは、例えば、下記の(1−1)〜(1−6)を含むトラフィック要求を他の無線装置に送信する。 The traffic request unit 1035-1a transmits a traffic request including the following (1-1) to (1-6) to another wireless device, for example.
<トラフィック要求例>
(1−1)設置場所識別情報
(1−2)ネットワーク識別情報
(1−3)無線チャネル
(1−4)伝送レート
(1−5)ペイロード長
(1−6)空中線電力
(1−1)の設置場所識別情報は、上記説明したように、トラフィック要求を送信する無線通信装置自身が設置された場所を示す情報である。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信された設置場所識別情報と自身が保持する設置場所識別情報とを比較し、これらが一致する場合、トラフィックを無線通信装置103に送信する。つまり、トラフィック要求が設置場所識別情報を含むことは、需要家宅で、計量を目的に宅外に設置された無線通信装置と、宅内の家電機器や蓄電装置などの制御を目的に宅内に設置された無線通信装置との通信において、同じ需要家宅の無線通信装置ペアの接続関係を構築するために、他の無線装置からの応答を排除すること、無線リソースの浪費を避けることに寄与する。
<Example of traffic request>
(1-1) Installation location identification information (1-2) Network identification information (1-3) Radio channel (1-4) Transmission rate (1-5) Payload length (1-6) Antenna power (1-1) As described above, the installation location identification information is information indicating a location where the wireless communication device itself that transmits the traffic request is installed. Each of the other wireless devices compares the installation location identification information transmitted from the
(1−2)のネットワーク識別情報は、上記説明したように、トラフィック要求を送信する無線通信装置自身が所属する単位ネットワークを識別する情報である。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信されたネットワーク識別情報と自身が保持するネットワーク識別情報とを比較し、これらが一致する場合、トラフィックを無線通信装置103に送信する。つまり、トラフィック要求がネットワーク識別情報を含むことは、他の無線通信システムが混在する設置環境や、同じ無線通信システムにおいて同じエリアに複数の単位ネットワークが存在する設置環境において、応答する無線装置を限定すること、無線リソースの浪費を避けることに寄与する。
As described above, the network identification information (1-2) is information for identifying a unit network to which the wireless communication apparatus itself that transmits the traffic request belongs. Each of the other wireless devices compares the network identification information transmitted from the
(1−3)の無線チャネルは、無線通信装置103自身が無線で送受信する際に使用する無線チャネル(周波数帯)の情報であって、例えば、無線チャネル番号や周波数に対応する情報である。無線通信装置103は、同じエリアに複数の無線チャネルが混在する設置環境や計量目的用の無線通信システムと、屋内制御用の無線通信システムとが混在する場合などにおいて、隣接チャネル干渉による影響を調査するために、他の無線装置が応答するトラフィックの無線チャネルを指定する。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信された設置場所識別情報と自身が保持する設置場所識別情報と一致する場合、または無線通信装置103から送信されたネットワーク識別情報と自信が保持するネットワーク識別情報が一致する場合、トラフィック要求で指定された無線チャネルでトラフィックを無線通信装置103に送信する。
The wireless channel (1-3) is information on a wireless channel (frequency band) used when the
(1−4)の伝送レートは、無線通信装置103自身が無線で送受信する際に使用する伝送レートの情報であって、一定時間内に転送できるデータ量を示す情報である。無線通信装置103は、例えば、無線通信装置103自身において複数の伝送レートを選択できる場合、確度の高い品質情報を得るために、無線通信装置103自身で使用頻度の高い伝送レートを選択し、他の無線装置が応答するトラフィックの伝送レートを指定するようにしてもよい。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信された設置場所識別情報と自身が保持する設置場所識別情報と一致する場合、または無線通信装置103から送信されたネットワーク識別情報と自信が保持するネットワーク識別情報が一致する場合、トラフィック要求で指定された伝送レートでトラフィックを無線通信装置103に送信する。
The transmission rate (1-4) is information on a transmission rate used when the
(1−5)のペイロード長は、無線通信装置103自身が無線で送受信する際に使用するペイロード長の情報であって、データの長さを示す情報である。無線通信装置103は、例えば、無線通信装置103自身において送受可能なパケットのサイズが固定長ではない場合、確度の高い品質情報を得るために、使用頻度の高いペイロード長を選択し、他の無線装置が応答するトラフィックのペイロード長を指定するようにしてもよい。また、無線通信装置103は、パケット衝突の確率を高くするために無線通信装置103自身において使用可能な最大のペイロード長を選択することにより、隠れ端末の検出が可能になる。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信された設置場所識別情報と自身が保持する設置場所識別情報と一致する場合、または無線通信装置103から送信されたネットワーク識別情報と自信が保持するネットワーク識別情報が一致する場合、トラフィック要求で指定されたペイロードでトラフィックを無線通信装置103に送信する。
The payload length of (1-5) is information on the payload length used when the
(1−6)の空中線電力は、無線通信装置103自身が無線で送受信する際に使用する空中線電力であって、無線電波の送信出力を示す情報である。空中線電力は、無線通信装置103自身において複数の送信出力が選択できる場合、確度の高い品質情報を得るために、使用頻度の高い値、或いは最大の送信出力を選択し、他の無線通信装置104〜118及び集約装置102が応答する空中線電力を指定するようにしてもよい。他の無線装置それぞれは、無線通信装置103から送信された設置場所識別情報と自身が保持する設置場所識別情報と一致する場合、または無線通信装置103から送信されたネットワーク識別情報と自信が保持するネットワーク識別情報が一致する場合、トラフィック要求で指定された空中線電力でトラフィックを無線通信装置103に送信する。
The antenna power (1-6) is the antenna power used when the
つまり、(1−1)〜(1−2)のパラメータは、トラフィック要求を送信した無線通信装置103に対してトラフィックを返信する他の無線装置を限定するための情報である。トラフィック要求は、(1−1)〜(1−2)のパラメータのうちの少なくとも何れか1つのパラメータを含んでいればよい。(1−3)〜(1−6)のパラメータは、無線通信装置103が他の無線装置に対してトラフィックの態様を要求するための情報である。トラフィック要求は、(1−3)〜(1−6)のパラメータのうちの少なくとも何れか1つのパラメータを含んでいればよい。なお、(1−1)〜(1−6)に示すトラフィック要求に含まれるパラメータは一例であり、これらに限定されるものではない。
That is, the parameters (1-1) to (1-2) are information for limiting other wireless devices that return traffic to the
次に、無線通信装置103からトラフィック要求を受信した他の無線装置の作用について説明する。ここでは、無線通信装置104を例にして説明する。なお、無線通信装置105〜118及び集約装置102の作用は、以下に説明する無線通信装置104の作用と同様であるので、説明を省略する。また、無線通信装置103が他の無線通信装置からトラフィック要求を受信した場合の作用も以下に説明する無線通信装置104の作用と同様であるので、説明を省略する。
無線通信装置104の比較部は、無線通信装置103から受信したトラフィック要求に含まれる設置場所識別情報及び無線通信装置104が保持する設置場所識別情報の比較、並びに無線通信装置103から受信したトラフィック要求に含まれるネットワーク識別情報及び無線通信装置104が保持するネットワーク識別情報の比較のうちの少なくとも何れかを実行する。無線通信装置104のデータ通信部(送信手段)は、比較部が実行する少なくとも1つの比較の結果が一致する結果である場合、無線通信装置103に対してトラフィックを送信する。
Next, the operation of another wireless device that has received a traffic request from the
The comparison unit of the
無線通信装置104は、無線通信装置103にトラフィックを送信すると判断した場合、トラフィック要求に含まれる他のパラメータ(無線チャネル、伝送レート、ペイロード長、空中線電力)を指定の値に設定した無線通信装置103宛のトラフィックを生成する。無線通信装置104は、生成したトラフィックを無線通信装置103に送信する。なお、トラフィック要求に含まれる(1−3)〜(1−6)のパラメータは、具体的な数値でも構わないし、「最小」「最大」といった定性的な指標値でもよい。
When the
次に、品質情報取得部1035−1cが取得する品質情報の例について説明する。品質情報は、下記の(2−1)〜(2−5)のうちの少なくとも1つを含む。 Next, an example of quality information acquired by the quality information acquisition unit 1035-1c will be described. The quality information includes at least one of the following (2-1) to (2-5).
<品質情報の例>
(2−1)受信信号強度
(2−2)肯定応答フレームの受信失敗回数
(2−3)無線チャネル負荷
(2−4)再送割合
(2−5)ビット誤り
(2−1)の受信信号強度は、無線通信装置103が他の無線装置から受信する信号の電界強度を示す値である。受信信号強度の強さは、信号のビット誤り及びパケット誤りの発生回数に反比例するという特徴がある。つまり、受信信号強度が強ければ、ビット誤り及びパケット誤りの発生回数は少ない。さらに、無線通信装置間に遮蔽物などの障害物がある場合には直接波が減衰するため、受信信号強度も減衰するという特徴がある。
<Example of quality information>
(2-1) Received signal strength (2-2) Number of failed acknowledgment frame receptions (2-3) Radio channel load (2-4) Retransmission ratio (2-5) Bit error (2-1) received signal The strength is a value indicating the electric field strength of a signal received by the
(2−2)の肯定応答フレームの受信失敗回数は、無線通信装置103がパケットを送信したにも関わらず、送信相手の他の無線装置から肯定応答が得られない回数を示す値である。肯定応答フレームの受信失敗回数は、パケット送信時にパケットが損失した場合に増加するほか、送信相手にパケットが届いた場合でも肯定応答が損失した場合でも増加する特徴がある。
The number of unsuccessful receptions of the acknowledgment frame (2-2) is a value indicating the number of times that an acknowledgment is not obtained from the other wireless device of the transmission partner even though the
(2−3)無線チャネル負荷は、無線通信装置103がキャリアセンスを行い一定時間当たりにキャリアビジー状態であると判断している時間の割合を示す値である。無線チャネル負荷は、無線通信装置103の周辺に設置された他の無線装置から送信された信号のうち、一定以上の受信信号強度で検知した場合に増加するほか、同じ無線帯域を使用する他システムの無線通信装置の電波を検知した場合にも増加するという特徴がある。
(2-3) The wireless channel load is a value indicating a ratio of time during which the
(2−4)再送割合は、無線通信装置103がパケットを送信したにも関わらず、送信相手の他の無線装置から肯定応答が得られず、無線通信装置103と他の無線装置との間での同じ内容のパケットを再送した割合を示す値である。再送割合は、パケット送信時にパケットが損失した場合に増加するほか、送信相手にパケットが届いた場合でも肯定応答が損失した場合でも増加する特徴がある。
(2-4) The retransmission ratio indicates that an acknowledgment is not obtained from the other wireless device of the transmission partner even though the
(2−5)ビット誤りは、無線通信装置103と他の無線装置との間で送受信されるパケットのビット誤りの存在を示す指標であって、ビット誤りの検出回数である。無線通信装置103と他の無線装置との間で送受信されるパケットは、伝送線路で発生したビット誤りを検出する誤り制御機能がパケットに予め付加されている。誤り制御機能は、誤り検出符号、誤り訂正符号のうち少なくとも1つを含む。無線通信装置103は、誤り制御機能に基づいてパケットのビット誤りを検出する。ビット誤りは、伝送線路上での遮蔽障害による受信信号強度の減衰やパケット衝突などにより増加する特徴がある。
(2-5) Bit error is an index indicating the presence of a bit error in a packet transmitted / received between the
なお、(2−1)〜(2−5)に示す品質情報の要素は一例であり、これらに限定されるものではない。 The elements of the quality information shown in (2-1) to (2-5) are examples, and are not limited to these.
図5は、無線通信装置103で取得し、記憶部1036に記憶されている品質情報の一例を示す図である。品質情報取得部1035−2は、図5に示すように、上記説明した(2−1)〜(2−5)に示す要素を含む品質情報を、他の無線装置毎に対応付けて記憶部1036に保存する。図5中の基地局Aは、集約装置102を指し、端末1〜端末5それぞれは、無線通信装置のうちの何れかを指しているものとする。なお、品質情報取得部1035−2は、無線通信装置103からのトラフィック要求に応じて発せされるトラフィックに基づいて無線リンクの品質を測定して品質情報を取得する以外にも、他の無線装置から他の目的で発せられるトラフィックに基づいて無線リンクの品質を測定してもよい。これは、他の無線装置は、無線通信装置103がトラフィック要求を送信したか否かに関わらず、無線通信装置103に対してパケットを送出することがあるからである。つまり、品質情報は、1回のトラフィック要求に対する応答であるトラフィック、繰り返されるトラフィック要求に対する応答である繰り返されるトラフィック、トラフィック要求に依拠しないパケットなど、無線通信装置103と他の無線装置との間で送受信される如何なる信号をも参照することで、取得可能である。なお、無線通信装置103は、短時間で変動する品質情報については、最大値、最小値、平均値、移動平均、標準偏差等を算出した上で、これらを記憶部1036に保存してもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of quality information acquired by the
次に、接続関係構築部1035−2の作用について説明する。接続関係構築部1035−2は、品質情報に依存することなく、記憶部1036に保存された接続候補の情報に基づいて、接続候補の中の任意の無線装置との接続関係を構築することができる。なお、無線通信装置103は、通信障害発生を考慮して、接続候補の中の1つの無線装置だけでなく、常に複数の無線装置と接続関係を構築してもよい。
Next, the operation of the connection relationship construction unit 1035-2 will be described. The connection relationship construction unit 1035-2 can construct a connection relationship with any wireless device in the connection candidates based on the connection candidate information stored in the
接続関係構築部1035−2は、記憶部1036に保存された品質情報に基づいて、接続候補の中から最適な無線装置を判定し、接続関係を構築してもよい。なお、無線通信装置103は、通信障害発生を考慮して、接続候補の中の1つの無線装置だけでなく、常に複数の無線装置と接続関係を構築してもよい。接続関係構築部1035−2は、例えば、受信信号強度が最も強い無線装置または受信信号強度が強い順に選択した複数の無線装置と接続関係を構築してもよい。接続関係構築部1035−2は、例えば、受信失敗回数、受信失敗回数、再送割合、ビット誤りが所定以上の無線装置を接続候補から除外するようにしてもよい。なお、上記説明した接続関係構築部1035−2による品質情報の用い方は例であり、限定されるものではない。
接続関係構築部1035−2は、例えば、品質情報に含まれる各要素に異なる係数を乗算して得られた値を合計し、合計値が大きい(品質が良い)装置または合計値が大きい順に選択した複数の無線装置と接続関係を構築してもよい。
Based on the quality information stored in the
The connection relationship construction unit 1035-2, for example, sums the values obtained by multiplying the elements included in the quality information by different coefficients, and selects the devices with the largest total value (good quality) or the largest total value. A connection relationship may be established with a plurality of wireless devices.
次に、障害検出部1035−3の作用について説明する。障害検出部1035−3は、障害の発生しやすい通信環境を接続候補に対して意図的に発生させて、伝搬環境(無線リンク)の潜在的な通信障害を検出する。障害検出部1035−3は、隠れ端末となる無線通信装置を検出するために、無線通信装置103自身において使用可能な最長のペイロード長のパケットを接続候補に送信し、パケット衝突を検出する。最大のペイロード長のパケットを用いるのは、パケット衝突の確率を高くするためである。隠れ端末が存在する場合、パケット衝突により、肯定応答フレームの受信失敗回数の増加や再送割合の増加、ビット誤りの増加が見込まれる。無線通信装置103は、障害検出部1035−3の機能により、より正確な品質情報を取得することができるため、品質情報に基づいて、接続候補の中から最適な無線装置を判別することができる。なお、障害検出部1035−3は、最大のペイロード長のパケットを接続候補に対して送信しても、トラフィック要求の送信時に全ての無線装置に対して送信してもよい。
Next, the operation of the failure detection unit 1035-3 will be described. The failure detection unit 1035-3 intentionally generates a communication environment in which a failure is likely to occur for connection candidates, and detects a potential communication failure in the propagation environment (wireless link). In order to detect a wireless communication device that is a hidden terminal, the failure detection unit 1035-3 transmits a packet having the longest payload length that can be used in the
本実施形態によれば、最適な相手との接続関係を構築可能な無線通信装置を簡易な構成で提供することができる。そのため、本実施形態によれば、安定した多段無線中継方式による自律分散型無線ネットワークを構築することができる。 According to the present embodiment, it is possible to provide a wireless communication apparatus that can establish a connection relationship with an optimal partner with a simple configuration. Therefore, according to this embodiment, it is possible to construct an autonomous distributed wireless network using a stable multistage wireless relay system.
さらに、無線通信装置は、他の無線装置と接続関係を構築する際に、他の無線装置との間のリンク品質を測定することで、ネットワーク内において無線リンク上の通信量が少ない場合や新規設置などのまだ通信が行われていない装置が存在する場合などにおいても周辺の伝搬環境の潜在的な通信障害を事前に検出することができる。 Further, when establishing a connection relationship with another wireless device, the wireless communication device measures the link quality with the other wireless device, so that the amount of communication on the wireless link in the network is small or new Even in the case where there is a device that is not yet in communication such as installation, a potential communication failure in the surrounding propagation environment can be detected in advance.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
101…管理装置、102…集約装置、103〜118…無線通信装置、1011…制御部、1012…通信部、1013…記憶部、1014…操作部、1021…制御部、1022…通信部、1023…無線通信部、1024…記憶部、1031…アンテナ、1032…無線回路、1033…データ通信部、1034…電界強度測定部、1035…制御部、1036…記憶部、1037…操作部、1038…表示部、1035−1…伝送情報取得部、1035−1a…トラフィック要求部、1035−1b…トラフィック取得部、1035−1c…品質情報取得部、1035−2…接続関係構築部、1035−3…障害検出部、1035−4…判断部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記トラフィックに基づいて、当該無線通信装置と他の無線装置との間の伝送情報を取得する取得手段と、
自律分散型無線ネットワークを形成するために、前記伝送情報に基づいて、前記他の無線装置のうちの少なくとも1つと接続関係を構築する接続関係構築手段と、
を備える、無線通信装置。 Receiving means for receiving traffic from other wireless devices;
Obtaining means for obtaining transmission information between the wireless communication device and another wireless device based on the traffic;
A connection relationship building means for building a connection relationship with at least one of the other wireless devices based on the transmission information to form an autonomous distributed wireless network;
A wireless communication device.
前記比較手段が実行する少なくとも1つの比較の結果が一致する結果である場合、前記他の無線装置に対してトラフィックを送信する送信手段と、
請求項1記載の無線通信装置。 Comparison of the installation location identification information for identifying the location where the other wireless communication device is installed received from the other wireless device and the installation location identification information held by the wireless communication device, and the received from the other wireless device Comparison means for performing at least one of comparison between network identification information for identifying a unit network to which the other wireless device belongs and network identification information held by the wireless communication device;
A transmission means for transmitting traffic to the other wireless device if the result of at least one comparison performed by the comparison means is a matching result;
The wireless communication apparatus according to claim 1.
請求項1記載の無線通信装置。 A failure detection means for detecting a packet collision by sending a packet having the longest payload length to the other wireless device;
The wireless communication apparatus according to claim 1.
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