JP2015082737A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の無線式センサシステムは、図2に示すように1台の親機1と、複数台(図示は3台)の子機2と、1乃至複数台(図示は2台)の中継機3とで構成される。
本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態1と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態1と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。本実施形態は、実施形態2と同様に各中継機3のタイムスロットの割当の設定を親機1から行うようにした点に特徴がある。
本実施形態の無線式センサシステムの構成は実施形態1と共通である。故に、共通の構成要素には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。本実施形態は、実施形態2,3と同様に各中継機3のタイムスロットの割当の設定を親機1から行うようにした点に特徴がある。
ところで、下り方向及び上り方向のタイムスロットTSDk,TSUn-kを各中継機3に正しく割り当てれば、定期監視における親機1から子機2への返信要求メッセージの送信と、子機2から親機1への応答メッセージの送信とが同一フレーム内で完了するはずである。仮に、子機2から親機1への応答メッセージの返信が次のフレームにずれ込んだとすれば、通信環境が変化して親機1から子機2への中継ルートが変化してしまったと考えられる。なお、このような状況が放置されたままで本実施形態が運用されることは好ましくない。
ところで、親機1から中継機3までの中継ルートを維持するに当たっては、定期監視の周期よりも短い周期で前記中継ルートを確認する事が好ましい。つまり、子機2は電池を電源として動作するので、電池寿命の観点から、定期監視の周期をあまり短くすることは好ましくない。
2 子機
3 中継機
TSD1 下り方向の第1タイムスロット
TSD2〜TSDm 下り方向の第2タイムスロット
TSU1〜TSUi 上り方向の第1タイムスロット
TSUi+1〜TSUn 上り方向の第2タイムスロット
Claims (17)
- 複数の無線機と、1乃至複数の中継機とを有し、前記複数の無線機は、1つの親機と1乃至複数の子機からなり、一定周期で繰り返されるフレームが下り区間と上り区間に分割され、さらに、前記下り区間が複数の下り方向のタイムスロットに分割され、前記上り区間が複数の上り方向のタイムスロットに分割され、前記子機は、前記親機との間で前記下り方向及び前記上り方向のタイムスロットで直接無線信号を送受信するか、または1乃至複数の中継機に中継されて前記下り方向及び前記上り方向のタイムスロットで前記親機との間で無線信号を送受信するように構成される無線通信システムであって、
前記親機は、自己に割り当てられる下り方向の第1タイムスロットで無線信号を送信するように構成され、前記中継機は、前記下り方向の第1タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる下り方向の第2タイムスロットで前記親機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
前記子機は、前記下り方向の第1タイムスロット又は前記下り方向の第2タイムスロットで前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる上り方向の第1タイムスロットで無線信号を送信するように構成され、
前記中継機は、前記上り方向の第1タイムスロットで前記子機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる上り方向の第2タイムスロットで前記子機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
前記親機は、前記上り方向の第1タイムスロット及び前記上り方向の第2タイムスロットで前記無線信号を受信するように構成され、
前記下り方向の第2タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記下り方向の第1タイムスロットと前記上り方向の第1タイムスロットとの間に配置され、前記上り方向の第2タイムスロットは、前記フレームにおいて、前記上り方向の第1タイムスロットの後に配置されることを特徴とする無線通信システム。 - 前記複数の中継機は、前記親機との間で直接無線信号を送受信する第1中継機と、前記第1中継機を介して前記親機との間で無線信号を送受信する第2中継機とを含み、前記フレームにおいて、前記第1中継機に割り当てられる前記下り方向の第2タイムスロットの後に、前記第2中継機に割り当てられる前記下り方向の第2タイムスロットが配置され、且つ前記第1中継機に割り当てられる前記上り方向の第2タイムスロットの前に、前記第2中継機に割り当てられる前記上り方向の第2タイムスロットが配置されることを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
- 前記親機は、前記上り区間における全ての前記タイムスロットで無線信号の受信状態となるように構成され、前記中継機は、前記上り方向の全ての第1タイムスロットで無線信号の受信状態となるように構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の無線通信システム。
- 前記第2中継機は、前記下り区間においては、前記下り方向の第2タイムスロットで前記第1中継機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる下り方向の第2タイムスロットで前記第1中継機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
前記第2中継機は、前記上り区間においては、前記上り方向の全ての第1タイムスロットで前記子機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる上り方向の第2タイムスロットで前記子機から受信した前記無線信号を送信するように構成され、
前記第1中継機は、前記上り区間においては、前記上り方向の全ての第1タイムスロットで前記子機が送信する前記無線信号を受信し、さらに、前記上り方向の第2タイムスロットで前記第2中継機が送信する前記無線信号を受信し、且つ自己に割り当てられる上り方向の第2タイムスロットで前記子機及び前記第2中継機から受信した前記無線信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記親機は、全ての前記子機に対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を一定の周期で定期的に送信するように構成され、
前記子機は、前記返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第1タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、
前記中継機は、前記周期よりも長い期間に亘って前記親機が送信する前記返信要求メッセージを含む無線信号を受信しなかった場合、自己に割り当てられている下り方向の第2タイムスロットを除く全ての前記下り区間で受信状態となり、且つ前記下り区間で受信した前記返信要求メッセージを含む無線信号を、次の前記フレームにおいて自己に割り当てられた前記下り方向の第2タイムスロットで送信し、且つ前記上り方向の第2タイムスロットのうちで、自己に割り当てられた前記上り方向の第2タイムスロットを除く全ての前記第2タイムスロットで受信状態となり、且つ前記次のフレームにおける前記上り方向の第2タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を受信すれば、さらに次の前記フレームにおける前記上り区間で、自己に割り当てられた前記上り方向の第2タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項4記載の無線通信システム。 - 前記中継機は、前記第2タイムスロットの割当を設定するための設定手段を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記中継機は、前記タイムスロットが割り当てられていない場合、前記親機に対して登録要求メッセージを含む無線信号を送信した後、前記親機から前記登録要求メッセージに対する登録許可メッセージを含む無線信号を受信すると、前記登録許可メッセージに含まれる前記タイムスロットの割当情報に基づいて前記タイムスロットが割り当てられるように構成され、
さらに、前記中継機は、前記タイムスロットが割り当てられている場合、他の前記中継機が送信する前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、前記登録要求メッセージを含む無線信号を送信して前記親機へ中継するように構成され、
前記親機は、前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信すると、前記フレームの先頭に近い前記下り方向の第2タイムスロットから順番に割り当て、且つ前記フレームの最後尾に近い前記上り方向の第2タイムスロットから順番に割り当てるように構成されることを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記親機は、前記中継機に前記タイムスロットが割り当てられていない場合において、中継回数の上限を指定した応答要求メッセージを含む無線信号を送信し、前記応答要求メッセージに対する応答メッセージを含む無線信号を前記中継機から受信すると、前記中継回数の上限が少ない前記応答要求メッセージに対して応答メッセージを返信する前記中継機から順番に、前記フレームの先頭に近い前記下り方向の第2タイムスロット及び前記フレームの最後尾に近い前記上り方向の第2タイムスロットを割り当てるように構成され、
前記中継機は、前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージの前記中継回数が前記上限に達していれば、前記応答要求メッセージを含む無線信号を送信せず、前記中継回数が前記上限に達していなければ、前記中継回数に1を加えて前記応答要求メッセージを含む無線信号を他の前記中継機へ送信し、且つ前記中継回数に関わらず、前記応答メッセージと前記中継回数を含む無線信号を前記親機へ送信するように構成されることを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記親機は、前記中継機に対して応答を要求する応答要求メッセージを含む無線信号を前記下り方向の第1タイムスロットで送信し、
前記中継機は、前記下り区間において、前記下り方向の第1タイムスロットで前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージ及び中継回数を含む無線信号を、自己に割り当てられている前記下り方向の第2タイムスロットで送信し、前記下り方向の第2タイムスロットで前記応答要求メッセージ及び前記中継回数を含む無線信号を受信した場合、前記応答要求メッセージを含み且つ前記中継回数をインクリメントして更新した中継回数を含む無線信号を、自己に割り当てられている前記下り方向の第2タイムスロットで送信し、さらに、前記上り区間において、前記下り区間に受信した前記無線信号に含まれる前記応答要求メッセージに対する応答メッセージ及び前記無線信号に含まれる前記中継回数を含む無線信号を、自己に割り当てられている前記上り方向の第2タイムスロットで送信するように構成され、
前記親機は、前記中継機が送信した前記無線信号を受信すると、前記無線信号に含まれる前記中継回数が少ない前記中継機から順番に、前記フレームの先頭に近い前記下り方向の第2タイムスロット及び前記フレームの最後尾に近い前記上り方向の第2タイムスロットを割り当てるように構成されることを特徴とする請求項2記載の無線通信システム。 - 前記中継機は、他の前記中継機が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、前記計測値と前記応答メッセージを含む前記無線信号を送信するように構成され、
前記親機は、前記中継回数が等しい複数の前記中継機に対して、前記複数の中継機から受信した前記無線信号に含まれる前記計測値が大きい前記中継機から順番に、前記フレームの先頭に近い前記下り方向の第2タイムスロット及び前記フレームの最後尾に近い前記上り方向の第2タイムスロットを割り当てるように構成されることを特徴とする請求項8又は9記載の無線通信システム。 - 前記親機は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知手段を備え、全ての前記子機に対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記下り方向の第1タイムスロットで送信し、且つ前記返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも1つの前記子機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合に前記報知手段で報知するように構成されることを特徴とする請求項2〜10の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記親機は、全ての前記子機に対して応答メッセージの返信を要求する返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記下り方向の第1タイムスロットで送信し、且つ前記返信要求メッセージを含む無線信号が送信されたフレーム内で、少なくとも1つの前記子機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合、前記中継機に対して、前記下り方向の第2タイムスロット及び前記上り方向の第2タイムスロットを割り当て直すように構成されることを特徴とする請求項2〜10の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記子機は内蔵する電池から給電されて動作するように構成され、前記親機及び前記中継機は外部電源から給電されて動作するように構成され、且つ前記親機は、音又は光の少なくとも何れか一方で報知する報知手段を備え、
前記親機は、全ての前記子機に対して応答メッセージの返信を要求する第1返信要求メッセージを含む前記無線信号を第1周期で定期的に送信し、且つ全ての前記中継機に対して応答メッセージの返信を要求する第2返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記第1周期よりも短い第2周期で定期的に送信し、少なくとも1つの前記子機又は少なくとも1つの前記中継機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合に前記報知手段で報知するように構成され、
前記子機は、前記第1返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第1タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、
前記中継機は、前記第2返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第2タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項2〜10の何れか1項に記載の無線通信システム。 - 前記子機は内蔵する電池から給電されて動作するように構成され、前記親機及び前記中継機は外部電源から給電されて動作するように構成され、
前記親機は、全ての前記子機に対して応答メッセージの返信を要求する第1返信要求メッセージを含む前記無線信号を第1周期で定期的に送信し、且つ全ての前記中継機に対して応答メッセージの返信を要求する第2返信要求メッセージを含む前記無線信号を前記第1周期よりも短い第2周期で定期的に送信するように構成され、
前記子機は、前記第1返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第1タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、
前記中継機は、前記第2返信要求メッセージを含む前記無線信号を受信した場合、自己に割り当てられる前記上り方向の第2タイムスロットで前記応答メッセージを含む無線信号を送信するように構成され、
前記親機は、少なくとも1つの前記中継機から前記応答メッセージの返信を受信しなかった場合、前記中継機に対して、前記下り方向の第2タイムスロット及び前記上り方向の第2タイムスロットを割り当て直すように構成されることを特徴とする請求項2〜10の何れか1項に記載の無線通信システム。 - 前記親機は、前記登録要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、前記登録要求メッセージを含む無線信号の送信元である前記中継機に対してタイムスロットを割り当てないように構成されることを特徴とする請求項7記載の無線通信システム。
- 前記中継機は、前記応答要求メッセージを含む無線信号を受信した場合、前記無線信号の受信信号強度が所定の下限値を超えていなければ、前記応答メッセージを含む無線信号を送信しないように構成されることを特徴とする請求項8又は9記載の無線通信システム。
- 前記中継機は、他の前記中継機が送信した無線信号を受信したときの受信信号強度を計測し、前記計測値と前記応答メッセージを含む前記無線信号を送信するように構成され、
前記親機は、前記中継機から受信した前記無線信号に含まれる前記計測値が所定の下限値を超えていなければ、前記中継機に対してタイムスロットを割り当てないように構成されることを特徴とする請求項8又は9記載の無線通信システム。
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