JP2015136010A - Device, system, method and program for radio communication - Google Patents

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卓 大山
Taku Oyama
卓 大山
欽也 浅野
Kinya Asano
欽也 浅野
富 金子
Yutaka Kaneko
富 金子
雅春 浜口
Masaharu Hamaguchi
雅春 浜口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system capable of improving communication quality without damaging real time when performing multi-hop communication in both directions.SOLUTION: In a radio communication system communicating on a route including a first end radio communication device, one or a plurality of relay radio communication devices and a second end radio communication device, different protocols are applied between upward and downward directions on the route. Each radio communication device performs multi-hop communication using a protocol according to a communication direction. One of the end radio communication devices to be a transmission source and each relay radio communication device respectively include: retransmission function units for trying to retransmit the same packet for a plurality of number of times and retransmission suspension function units for suspending retransmission when a next hop radio communication device receives a packet transmitted to the farther radio communication device.

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラムに関し、例えば、複数の車載無線機(一部の無線機として路側無線機が含まれていても良い)間で通信を行なう車両ネットワークシステムに適用し得るものである。   The present invention relates to a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program. For example, communication is performed between a plurality of in-vehicle wireless devices (a roadside wireless device may be included as some wireless devices). It can be applied to a vehicle network system to be performed.

車両ネットワークを構成する車載無線機の位置が車両の走行に伴って変化するため、車載無線機間の通信が失敗することが多い。通信断線時の復旧時間を短くしたり、通信品質を改善したりする方法として、種々の方法が提案されている(特許文献1〜特許文献9参照)。   Since the position of the in-vehicle wireless devices constituting the vehicle network changes as the vehicle travels, communication between the in-vehicle wireless devices often fails. Various methods have been proposed as methods for shortening the recovery time at the time of communication disconnection or improving communication quality (see Patent Documents 1 to 9).

リンク障害後の経路再発見に要する時間削減のために経路を2重化しておき、主経路が切断されると、副経路に切り替える方法が特許文献1や特許文献2に記載されている。特許文献1及び特許文献2の記載技術は、サーバと端末との間のマルチホップ通信であり、サーバにおいて通信状況が確認されている。また、ギャランティ型の通信であれば、Ack(受信応答)の返信により通信状態がサーバにおいて確認できるため、特許文献1及び特許文献2の記載技術により、通信品質の改善は可能である。しかしながら、特許文献1及び特許文献2の記載技術は、基地局(サーバに相当する)のない無線アドホック通信における、ブロードキャスト通信やベストエフォート型通信には不向きである。   Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a method of duplicating a path to reduce time required for path rediscovery after a link failure and switching to a sub path when the main path is disconnected. The technology described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 is multi-hop communication between a server and a terminal, and the communication status is confirmed in the server. Further, in the case of guarantee type communication, since the communication state can be confirmed on the server by returning an Ack (reception response), the communication quality can be improved by the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2. However, the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are not suitable for broadcast communication or best effort communication in wireless ad hoc communication without a base station (corresponding to a server).

経路が切断された後、新たな経路を発見するための時間を削減のために、事前に代替経路を求めておく方法が特許文献3及び特許文献4に記載されている。特許文献3及び特許文献4の記載技術では、経路が切断されたことを発見した時点から代替経路に変更するまでの時間が発生し、TCP等のギャランティ型通信においては、リアルタイム性よりも通信品質を重視しているために、特許文献3及び特許文献4の記載技術は適用可能である。しかし、例えば、音声データのように、通信品質よりもリアルタイム性を重視したベストエフォート型通信においては、Ackを返信しないので、通信切断を直ぐに発見することが困難であり、経路切断を確認する制御パケットの送信頻度に依存してしまう。すなわち、頻繁に制御パケットを送信すると、制御情報のトラフィックが増えてしまい、トラフィック低減のために、制御情報の発生頻度を下げると、切断確認の遅延が大きくなってしまう。   Patent Documents 3 and 4 describe a method of obtaining an alternative route in advance in order to reduce the time for finding a new route after the route is disconnected. In the technologies described in Patent Document 3 and Patent Document 4, a time from when the route is found to be changed to the alternative route is generated. In guarantee type communication such as TCP, the communication quality is higher than the real-time property. Therefore, the techniques described in Patent Document 3 and Patent Document 4 are applicable. However, for example, in best-effort communication that emphasizes real-time performance over communication quality, such as voice data, since Ack is not returned, it is difficult to immediately detect communication disconnection, and control for confirming route disconnection is confirmed. It depends on the frequency of packet transmission. That is, if the control packet is frequently transmitted, the traffic of the control information increases, and if the frequency of occurrence of the control information is lowered to reduce the traffic, the delay of the disconnection confirmation is increased.

特許文献5(の段落「0005」〜「0007」)には、無線メッシュネットワークにおいて、2重化した際の不使用の端末を経路情報から削除する方法が記載されている。しかし、不使用の端を基地局で管理する方法であり、各端末が自律分散的に動作するアドホックネットワークには適していない。   Patent Document 5 (paragraphs “0005” to “0007”) describes a method of deleting unused terminals from the route information when the wireless mesh network is duplicated. However, this is a method of managing unused ends by a base station, and is not suitable for an ad hoc network in which each terminal operates in an autonomous and distributed manner.

特許文献6には、車車間通信を使ったマルチホップ中継通信の方法が記載されている。この記載技術は、交差点に車両が多く存在する場合には中継数が多くなるので、トラフィックを抑制するために中継するか否かを判断する方法である。   Patent Document 6 describes a multi-hop relay communication method using inter-vehicle communication. This description technique is a method for determining whether or not to relay in order to suppress traffic because the number of relays increases when there are many vehicles at the intersection.

特許文献7には、ブロードキャスト送信する際に同じパケットを複数回送信することにより、通信品質を改善する方法が記載されている。しかし、特許文献7の記載技術では、マルチホップ機能は考慮されていない。アドホックネットワークの通信品質は、周辺の端末台数及びトラフィック量に依存してしまうため、ブロードキャスト通信するためには、最大再送回数分だけ送信する必要があった。   Patent Document 7 describes a method of improving communication quality by transmitting the same packet a plurality of times when performing broadcast transmission. However, the technique described in Patent Document 7 does not consider the multi-hop function. Since the communication quality of an ad hoc network depends on the number of peripheral terminals and the amount of traffic, it is necessary to transmit only the maximum number of retransmissions in order to perform broadcast communication.

特許文献8(の請求項8、段落「0031」)には、パケット送信後、次ホップ先から同一のパケットが中継転送されれば再送を停止する機能が記載されている。また、上述した機能が単方向あるいは双方向の通信モードについて使用可能である旨と記載されている。   Patent Document 8 (Claim 8 of the present invention, paragraph “0031”) describes a function of stopping retransmission after a packet is transmitted if the same packet is relayed and transferred from the next hop destination. Further, it is described that the above-described function can be used for a unidirectional or bidirectional communication mode.

しかしながら、隠れ端末の存在するマルチホップ環境下においては、特許文献8の記載技術は有効に働かない。以下、この課題を、図8を参照しながら説明する。今、図8に示すように、端末N1及び端末N5の間で、端末N2〜N4を介した双方向通信を行なっているとする。また、各端末N1〜N5の通信範囲は次ホップ先までとする。このような状況において、端末N2による端末N3への上り方向パケットの送信と、端末N4による端末N3への下り方向パケットの送信とを同時に行ったとする。上り方向パケットと下り方向パケットとは同一プロトコルに従ったパケットであるため、端末N3は、パケット衝突により上り方向パケットも下り方向パケットも受信できず、端末N3は次ホップ先である端末N4や端末N2に向けて中継転送することができない。端末N3が中継転送しない結果、端末N2及び端末N4は最大再送回数だけパケットを送信してしまう。特許文献8には、上述した再送制御機能を双方向通信に使用可能であると記載されているが、上述したように、隠れ端末が存在する環境下で双方向通信が可能であるとは認め難い。詳述は避けるが、端末N2が端末N3へパケットを送信しようとするタイミングと、端末N3が端末N2へパケットを送信しようとするタイミングとが同時の場合には、互いに待ち状態が生じるさらされ端末問題が生じる。   However, the technology described in Patent Document 8 does not work effectively in a multi-hop environment where hidden terminals exist. Hereinafter, this problem will be described with reference to FIG. Now, as shown in FIG. 8, it is assumed that bidirectional communication is performed between the terminal N1 and the terminal N5 via the terminals N2 to N4. Further, the communication range of each of the terminals N1 to N5 is assumed to be the next hop destination. In such a situation, it is assumed that transmission of an uplink packet from the terminal N2 to the terminal N3 and transmission of a downlink packet from the terminal N4 to the terminal N3 are performed simultaneously. Since the upstream packet and the downstream packet are packets according to the same protocol, the terminal N3 cannot receive the upstream packet or the downstream packet due to packet collision, and the terminal N3 is a terminal N4 or terminal that is the next hop destination. Relay transfer cannot be performed toward N2. As a result of the terminal N3 not relaying and transferring, the terminal N2 and the terminal N4 transmit packets for the maximum number of retransmissions. Patent Document 8 describes that the above-described retransmission control function can be used for bidirectional communication, but as described above, it is recognized that bidirectional communication is possible in an environment where a hidden terminal exists. hard. Although detailed description is avoided, when the timing at which the terminal N2 tries to transmit a packet to the terminal N3 and the timing at which the terminal N3 tries to transmit a packet to the terminal N2 are simultaneous, the exposed terminals that are in a waiting state. Problems arise.

特許文献8のこのような課題の対策方法として、端末N1から端末N5へ向けた上り方向の通信と、端末N5から端末N1へ向けた下り方向の通信とを時分割に分ける方法が考えられる。しかし、この対策方法では、新たに、リアルタイム性が損なわれる、常に時分割しておく必要がある、分割制御を自律分散的にどのように行なうかが問題となる。   As a countermeasure method for such a problem in Patent Document 8, a method of dividing the uplink communication from the terminal N1 to the terminal N5 and the downlink communication from the terminal N5 to the terminal N1 into time divisions can be considered. However, with this countermeasure method, the real-time property is newly impaired, and it is necessary to always always perform time division. There is a problem of how division control is performed in an autonomous and distributed manner.

特許文献9の目的記載段落には、「リアルタイム性を損なうことなしに無線伝送路等の伝送品質が悪い伝送路でも品質の良いマルチメディア情報を通信することができるマルチメディア通信装置を提供する」と記載され、受信情報に誤りがあるか否かで再送制御を行なうか否かを決定する旨が記載されている。しかし、特許文献9の記載技術は、マルチメディア情報を片側のみ伝送するのであれば、リアルタイム性は損なわれないが、双方向通信を行なう場合には、チャネルを共有していると、逆方向の伝送のリアルタイム性に影響を与えてしまいかねない。   The paragraph describing the purpose of Patent Document 9 “provides a multimedia communication device capable of communicating high-quality multimedia information even on a transmission line with poor transmission quality such as a wireless transmission line without impairing real-time performance” It is described that it is determined whether or not to perform retransmission control depending on whether or not there is an error in received information. However, the technology described in Patent Document 9 does not impair real-time performance if multimedia information is transmitted only on one side. However, when bidirectional communication is performed, if the channel is shared, the reverse direction is achieved. It may affect the real-time nature of transmission.

特開2005−354626号公報JP 2005-354626 A 特開平10−190670号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-190670 特開2004−23440号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-23440 特開2004−282270号公報JP 2004-282270 A 特開2008−294944号公報JP 2008-294944 A 特開2008−219409号公報JP 2008-219409 A 特開2006−295476号公報JP 2006-295476 A 特表2004−513530号公報JP-T-2004-513530 特開平8−65278号公報JP-A-8-65278

以上のように、従来の技術はいずれも、双方向共にマルチホップ通信を行なう場合に、適用できる技術ではない、リアルタイム性が損なわれる、隠れ端末問題などによって通信品質が低下するなどの課題を有するものであり、改善の余地が多いものであった。   As described above, all of the conventional techniques are not applicable techniques when performing multi-hop communication in both directions, and have problems such as deterioration of real-time performance and communication quality deterioration due to a hidden terminal problem. And there was much room for improvement.

そのため、双方向共にマルチホップ通信を行なう場合に、リアルタイム性を損なうことなく通信品質を向上できる無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラムが望まれている。   Therefore, there is a demand for a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program that can improve communication quality without impairing real-time performance when performing bi-directional multi-hop communication.

第1の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムにおいて、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置は、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を行なうことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system that performs communication on a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. Further, different protocols are applied in the downlink direction, and each of the wireless communication devices performs multi-hop communication with a protocol corresponding to the communication direction.

ここで、送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置が、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部とを備えることが好ましい。   Here, any of the end wireless communication devices serving as a transmission source and each of the relay wireless communication devices retransmits the same packet multiple times, and the next-hop wireless communication device further performs wireless communication beyond It is preferable to provide a retransmission stop function unit that stops retransmission when a packet transmitted to the apparatus is received.

第2の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置において、上記無線通信システムは、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用しており、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the wireless communication system according to any one of the elements of a wireless communication system that performs communication via a route including the first end wireless communication device, the one or more relay wireless communication devices, and the second end wireless communication device. In the wireless communication device to which the device corresponds, the wireless communication system applies different protocols to the route in the uplink direction and the downlink direction, and performs protocol selection to execute multi-hop communication with a protocol according to the communication direction It is provided with a functional part.

ここで、当該無線通信装置が、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部とを備えることが好ましい。   Here, when the wireless communication apparatus receives a retransmission function unit that tries to retransmit the same packet a plurality of times and a packet transmitted by the next-hop wireless communication apparatus to a further wireless communication apparatus, the retransmission is stopped. It is preferable to provide a stop function unit.

第3の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信方法において、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置が、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信処理を行なうことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a wireless communication method for performing communication on a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. Further, different protocols are applied in the downlink direction, and each of the wireless communication devices performs multi-hop communication processing with a protocol corresponding to the communication direction.

ここで、送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置は、同じパケットを複数回再送しようとすると共に、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止することが好ましい。   Here, any of the end wireless communication devices and the relay wireless communication devices that are the transmission sources try to retransmit the same packet a plurality of times, and the next-hop wireless communication device further transmits to the next wireless communication device. When the received packet is received, it is preferable to stop the retransmission.

第4の本発明の無線通信プログラムは、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルが割り当てられている通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部として機能させることを特徴とする。   A wireless communication program according to a fourth aspect of the present invention is any one of elements of a wireless communication system that performs communication via a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. The computer mounted in the wireless communication device to which the wireless communication device corresponds corresponds to a protocol corresponding to a communication direction in which different protocols are assigned to the route in the uplink direction and the downlink direction. It functions as a protocol selection function unit.

ここで、上記コンピュータをさらに、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部として機能させることが好ましい。   Here, when the above-described computer further receives a retransmission function unit that tries to retransmit the same packet multiple times, and a packet transmitted by the next-hop wireless communication device to the wireless communication device further ahead, the retransmission stop that stops retransmission It is preferable to function as a functional unit.

本発明によれば、双方向共にマルチホップ通信を行なう場合に、リアルタイム性を損なうことなく通信品質を向上できる無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラムを実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program that can improve communication quality without impairing real-time performance when performing bi-directional multi-hop communication.

第1の実施形態の無線端末の詳細構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the radio | wireless terminal of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線端末の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the radio | wireless terminal of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線通信システムにおける再送制御の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the retransmission control in the radio | wireless communications system of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線端末による受信、中継動作の概略を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an outline of reception and relay operations by the wireless terminal according to the first embodiment. 第1の実施形態の無線端末による受信、中継動作のプロトコル別のサブルーチンを示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a subroutine for each protocol of reception and relay operations by the wireless terminal according to the first embodiment. 第1の実施形態の無線端末において再送を起動するタイムアウト時間の選定が送信所要時間へ与える影響を説明する図面である。It is drawing explaining the influence which selection of the timeout time which starts retransmission in the radio | wireless terminal of 1st Embodiment has on transmission required time. 第1の実施形態の再送制御方法の特徴等を整理した説明図である。It is explanatory drawing which arranged the characteristic etc. of the retransmission control method of 1st Embodiment. 特許文献8に記載の従来技術の課題の説明図である。10 is an explanatory diagram of a problem of the conventional technique described in Patent Document 8. FIG.

(A)第1の実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及び無線通信プログラムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a wireless communication device, a wireless communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態の無線通信システムは、無線マルチホップネットワークであり、制御局に相当する無線通信装置が存在せず、各無線通信装置が自律的に近傍の無線通信装置と通信を行う無線アドホックネットワークである。また、第1の実施形態の各無線通信装置は、車載装置のような位置が頻繁に変化する装置を意図している。   The wireless communication system according to the first embodiment is a wireless multi-hop network, where there is no wireless communication device corresponding to a control station, and each wireless communication device autonomously communicates with a nearby wireless communication device. It is a network. In addition, each wireless communication device of the first embodiment is intended for a device whose position changes frequently, such as an in-vehicle device.

(A−1)第1の実施形態の構成
図2は、第1の実施形態の無線通信システムを構成する無線通信装置(以下、無線端末と呼ぶ)の概略構成を示すブロック図であり、図1は、無線端末の詳細構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a radio communication device (hereinafter referred to as a radio terminal) constituting the radio communication system of the first embodiment. 1 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a wireless terminal.

図2において、複数(図2では4個を取り立てて示している)の無線端末100−1〜100−4によって、無線アドホックネットワーク10が構成されている。   In FIG. 2, a wireless ad hoc network 10 is configured by a plurality of wireless terminals 100-1 to 100-4 (four are shown in FIG. 2).

各無線端末100−1〜100−4はそれぞれ、無指向性のアンテナ101−1〜101−4、PHY(物理)層送受信部102−1〜102−4、MAC(媒体アクセス制御)層送受信部103−1〜103−4、ネットワーク制御部104−1〜104−4を有する。無指向性のアンテナ101(101−1〜101−4)、PHY(物理)層送受信部102(102−1〜102−4)、MAC(媒体アクセス制御)層送受信部103(103−1〜103−4)、ネットワーク制御部104(104−1〜104−4)の詳細構成は、図1に示している。   Each of the wireless terminals 100-1 to 100-4 includes an omnidirectional antenna 101-1 to 101-4, a PHY (physical) layer transmitting / receiving unit 102-1 to 102-4, and a MAC (medium access control) layer transmitting / receiving unit. 103-1 to 103-4 and network control units 104-1 to 104-4. Omnidirectional antenna 101 (101-1 to 101-4), PHY (physical) layer transceiver 102 (102-1 to 102-4), MAC (medium access control) layer transceiver 103 (103-1 to 103) -4) The detailed configuration of the network control unit 104 (104-1 to 104-4) is shown in FIG.

無指向性アンテナ101、PHY層送受信部102、MAC層送受信部103は、従来の自律分散型通信方式(例えば、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式)に従うものと同様であり、その詳細説明は省略する。なお、第1の実施形態の場合、MAC層送受信部103(の受信構成)からネットワーク制御部104へは、受信パケットを分解して得た受信情報だけでなく、受信電力の情報(例えば、RSSI値)も受信情報の一種として与えられるようになされている。   The omnidirectional antenna 101, the PHY layer transmission / reception unit 102, and the MAC layer transmission / reception unit 103 are similar to those according to a conventional autonomous distributed communication method (for example, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access Avidity Aidance) method). Detailed description thereof is omitted. In the case of the first embodiment, the MAC layer transmission / reception unit 103 (reception configuration) receives not only received information obtained by disassembling received packets but also received power information (for example, RSSI). Value) is also given as a kind of received information.

ネットワーク制御部104(104−1〜104−4)は、ネットワーク層やトランスポート層の処理(例えば、経路選択や連想制御など)を行うものである。ネットワーク制御部104は、例えば、専用の集積回路のようにハードウェア的に構成することもできれば、CPUと、CPUが実行するプログラム(実施形態の無線通信プログラム)のようにソフトウェア的に構成することもでき、いずれの構成方法を採用した場合でも、機能的には、図1で表すことができる。   The network control unit 104 (104-1 to 104-4) performs network layer and transport layer processing (for example, route selection and associative control). For example, the network control unit 104 can be configured as hardware such as a dedicated integrated circuit, or can be configured as software such as a CPU and a program executed by the CPU (wireless communication program of the embodiment). In any case, any configuration method can be functionally represented in FIG.

第1の実施形態の場合、双方向のうちの一方の方向(サーバや管理ノードは存在しないが、以下、上り方向と呼ぶ)が適用している通信プロトコル(以下、上りプロトコルと呼ぶ)と、双方向のうちの他方の方向(以下、下り方向と呼ぶ)が適用している通信プロトコル(以下、下りプロトコルと呼ぶ)とが異なっていることを一つの特徴としている。   In the case of the first embodiment, a communication protocol (hereinafter referred to as an uplink protocol) applied in one of the two directions (there is no server or management node, but hereinafter referred to as an uplink direction), One feature is that a communication protocol (hereinafter referred to as a downlink protocol) applied to the other of the two directions (hereinafter referred to as a downlink direction) is different.

ここで、通信プロトコルとは、互いに干渉しない通信方式を表しており、上りプロトコル及び下りプロトコルはそれぞれ、例えば、5.8GHz帯無線通信方式、2.4GHz帯無線通信方式、700MHz帯無線通信方式などのいずれかが該当する。   Here, the communication protocol represents a communication system that does not interfere with each other, and the upstream protocol and the downstream protocol are, for example, a 5.8 GHz band wireless communication system, a 2.4 GHz band wireless communication system, a 700 MHz band wireless communication system, and the like. One of the following applies.

通信方式の相違に加え、ルーチングプロトコルも、上りプロトコル及び下りプロトコルとで異なるようにしても良い。   In addition to the difference in communication method, the routing protocol may be different between the upstream protocol and the downstream protocol.

例えば、アドホックネットワーク用のルーチングプロトコルとして、OLSR(Optimized Link State Routing)プロトコル、TBRPF(Topology Dissemination Based on Reverse−Path Forwarding)プロトコル、DSDV(Destination Sequence Distance Vector)プロトコル、LANMAR(Landmark Routing Protocol)プロトコル、FSR(Fisheye State Routing Protocol)プロトコル、IARP(Intrazone Routing Protocol)プロトコル、IERP(Interzone Routing Protocol)プロトコル、ZRP(Zone Routing Protocol)プロトコル、AODV(Ad Hoc Demand Vector Algorithm)プロトコル、DSR(Dynamic Source Routing Protocol)プロトコル、BRP(The Bordercast ResolutionProtocol)プロトコル等のプロアクティブ型ルーチングプロトコルやリアクティブ型ルーチングプロトコルがあるが、上りプロトコル及び下りプロトコルにおけるルーチングプロトコルとして、これらの中の任意のプロトコルを適用することができる。     For example, as a routing protocol for an ad hoc network, an OLSR (Optimized Link State Routing) protocol, a TBRPF (Topology Dissociation Forward RSR protocol, a DSDV (Destination Sequencing Protocol), and a DSDV (Destination Protocol) (Fishey State Routing Protocol) protocol, IARP (Intrazone Routing Protocol) protocol, IERP (Interzone Routing Protocol) protocol Col, ZRP (Zone Routing Protocol) protocol, AODV (Ad Hoc Demand Vector Algorithm) protocol, DSR (Dynamic Source Routing Protocol) protocol, BRP (The Bordecast Protocol protocol) protocol type active protocol routine, etc. However, any of these protocols can be applied as the routing protocol in the upstream protocol and the downstream protocol.

無線端末100(100−1〜100−4)は、図1に示すように、上りプロトコル無指向性アンテナ101U、下りプロトコル無指向性アンテナ101D、上りプロトコルPHY層送信部102US、上りプロトコルMAC層送信部103US、上り下りプロトコルPHY層受信部102UDR、上り下りプロトコルMAC層受信部103UDR、下りプロトコルPHY層送信部102DS、下りプロトコルMAC層送信部103DS、ハブ(HUB)110及びネットワーク制御部104を有する。   As illustrated in FIG. 1, the wireless terminals 100 (100-1 to 100-4) transmit an uplink protocol omnidirectional antenna 101U, a downlink protocol omnidirectional antenna 101D, an uplink protocol PHY layer transmission unit 102US, and an uplink protocol MAC layer transmission. 103US, uplink / downlink protocol PHY layer receiving unit 102UDR, uplink / downlink protocol MAC layer receiving unit 103UDR, downlink protocol PHY layer transmitting unit 102DS, downlink protocol MAC layer transmitting unit 103DS, hub (HUB) 110, and network control unit 104.

上りプロトコル無指向性アンテナ101Uは、上りプロトコルに従った無線信号を送受信するものであり、下りプロトコル無指向性アンテナ101Dは、下りプロトコルに従った無線信号を送受信するものである。   The uplink protocol omnidirectional antenna 101U transmits and receives radio signals according to the uplink protocol, and the downlink protocol omnidirectional antenna 101D transmits and receives radio signals according to the downlink protocol.

上りプロトコルPHY層送信部102USは、上りプロトコルに従ったPHY層の送信処理を実行するものであり、下りプロトコルPHY層送信部102DSは、下りプロトコルに従ったPHY層の送信処理を実行するものである。上り下りプロトコルPHY層受信部102UDRは、上りプロトコル及び下りプロトコルを問わずPHY層の受信処理を実行するものである。   The uplink protocol PHY layer transmission unit 102US executes PHY layer transmission processing according to the uplink protocol, and the downlink protocol PHY layer transmission unit 102DS executes PHY layer transmission processing according to the downlink protocol. is there. The uplink / downlink protocol PHY layer receiving unit 102UDR executes PHY layer reception processing regardless of the uplink protocol and the downlink protocol.

上りプロトコルMAC層送信部103USは、上りプロトコルに従ったMAC層の送信処理(例えば、パケット組立、パケット送信)を実行するものであり、下りプロトコルMAC層送信部103DSは、下りプロトコルに従ったMAC層の送信処理を実行するものである。上り下りプロトコルMAC層受信部103UDRは、上りプロトコル及び下りプロトコルを問わずMAC層の受信処理(例えば、パケット受信、パケット分解)を実行するものである。   The uplink protocol MAC layer transmission unit 103US executes MAC layer transmission processing (for example, packet assembly, packet transmission) according to the uplink protocol, and the downlink protocol MAC layer transmission unit 103DS performs MAC processing according to the downlink protocol. The layer transmission process is executed. The uplink / downlink protocol MAC layer receiving unit 103UDR executes reception processing (for example, packet reception, packet decomposition) of the MAC layer regardless of the uplink protocol and the downlink protocol.

上りプロトコルMAC層送信部103US、上り下りプロトコルMAC層受信部103UDR及び下りプロトコルMAC層送信部103DSは、ハブ110を介してネットワーク制御部104に接続されている。   The uplink protocol MAC layer transmitter 103US, the uplink protocol MAC layer receiver 103UDR, and the downlink protocol MAC layer transmitter 103DS are connected to the network controller 104 via the hub 110.

なお、例えば、同一プロトコルで時間軸チャネルを使用することにより上りプロトコルと下りプロトコルを切り分ける場合、上りプロトコルと下りプロトコルとで専用のインタフェースを利用する場合などでは、ハブ110を用いなくすることができる。   For example, when the upstream protocol and the downstream protocol are separated by using the time axis channel with the same protocol, or when a dedicated interface is used for the upstream protocol and the downstream protocol, the hub 110 can be eliminated. .

ネットワーク制御部104は、図1に示すように、送信情報バッファ105A、受信情報バッファ105B、制御パケット生成部106、マルチホップ制御部107、周辺端末監視部108及び自端末情報部109を有する。なお、ネットワーク制御部104に関連して、GPS受信部111や上位層処理部112などが設けられている。   As shown in FIG. 1, the network control unit 104 includes a transmission information buffer 105A, a reception information buffer 105B, a control packet generation unit 106, a multihop control unit 107, a peripheral terminal monitoring unit 108, and a local terminal information unit 109. Note that a GPS receiving unit 111, an upper layer processing unit 112, and the like are provided in association with the network control unit 104.

送信情報バッファ105Aは、送信情報を一時的に蓄えておくバッファであり、受信情報バッファ105Bは、受信情報を一時的に蓄えておくバッファである。送信情報として、例えば、上位層処理部112から出力されたアプリケーションデータ、制御パケット生成部106が生成した制御パケット、各種のパケットに挿入するマルチホップ制御部107から出力された経路情報、各種のパケットに挿入する自端末情報部109から出力された自端末情報などを挙げることができる。受信情報として、例えば、上位層処理部112に与えるアプリケーションデータ、マルチホップ制御部107に与える中継すべき情報、自端末情報部109に与える受信した宛先ノードが自端末かを照合させるための情報、周辺端末監視部108に与える周辺に存在する無線端末を把握できるようにする制御パケット若しくはそれに挿入されている情報などを挙げることができる。   The transmission information buffer 105A is a buffer that temporarily stores transmission information, and the reception information buffer 105B is a buffer that temporarily stores reception information. As the transmission information, for example, application data output from the upper layer processing unit 112, control packets generated by the control packet generation unit 106, route information output from the multihop control unit 107 inserted into various packets, various packets The own terminal information output from the own terminal information unit 109 to be inserted into the terminal can be exemplified. As received information, for example, application data to be given to the upper layer processing unit 112, information to be relayed to the multi-hop control unit 107, information for collating whether the received destination node to be given to the own terminal information unit 109 is the own terminal, A control packet that enables the peripheral terminal monitoring unit 108 to recognize wireless terminals existing in the vicinity, information inserted therein, and the like can be exemplified.

送信情報バッファ105Aに与えられてバッファリングされるアプリケーションパケットや制御パケットは、その生成部によって、送信方向に応じた上りプロトコル又は下りプロトコルに従ったパケットとなされている。なお、送信情報バッファ105Aがパケットの生成機能をも担っている場合には、送信方向に応じた上りプロトコル又は下りプロトコルに従ったパケットを生成する。同様に、受信情報バッファ105Bには、上りプロトコル又は下りプロトコルに従った受信パケットが到来するので、受信情報バッファ105Bは、上りプロトコルにも下りプロトコルにも対応できるようになされている。   Application packets and control packets that are given to the transmission information buffer 105A and buffered are made into packets according to the uplink protocol or the downlink protocol according to the transmission direction by the generation unit. When the transmission information buffer 105A also has a packet generation function, it generates a packet according to the uplink protocol or the downlink protocol corresponding to the transmission direction. Similarly, since a reception packet according to the uplink protocol or the downlink protocol arrives at the reception information buffer 105B, the reception information buffer 105B can cope with both the uplink protocol and the downlink protocol.

制御パケット生成部106は、経路の構築に適用される制御パケットを生成して送信情報バッファ105Aに与えるものである。図1では、送信情報バッファ105Aで制御パケットの全ての情報が完備させるようなイメージで記載しているが、マルチホップ制御部107や自端末情報部109から必要な情報を制御パケット生成部106に与えて制御パケット生成部106が全ての情報を完備した制御パケットを送信情報バッファ105Aに与えるようにしても良い。   The control packet generator 106 generates a control packet that is applied to path construction and supplies it to the transmission information buffer 105A. In FIG. 1, the transmission information buffer 105 </ b> A is described as an image in which all information of the control packet is completed. However, necessary information from the multihop control unit 107 and the own terminal information unit 109 is transferred to the control packet generation unit 106. Then, the control packet generator 106 may give a control packet complete with all the information to the transmission information buffer 105A.

制御パケット生成部106は、例えば、定期的に、周辺端末監視部108の管理情報が更新されたとき、送信しようとするアプリケーションデータが生じたときなどに、制御パケットを生成するものである。制御パケットの送信元アドレスには、当該無線端末100のネットワーク上の識別情報(ID)が挿入され、宛先アドレスには、ブロードキャスト、マルチキャスト若しくはユニキャストを表すアドレス値が挿入される。すなわち、第1の実施形態の制御パケットはブロードキャスト、マルチキャスト若しくはユニキャストされるものである。   The control packet generator 106 generates a control packet periodically, for example, when management information of the peripheral terminal monitor 108 is updated or when application data to be transmitted is generated. Identification information (ID) on the network of the wireless terminal 100 is inserted into the source address of the control packet, and an address value representing broadcast, multicast or unicast is inserted into the destination address. That is, the control packet of the first embodiment is broadcast, multicast or unicast.

マルチホップ制御部107は、マルチホップ通信を実行できるように制御するものである。すなわち、マルチホップ制御部107は、自端末情報部109における当該無線端末100の情報(自端末情報)や周辺端末監視部110における情報(例えばリンク別受信電力情報)などから、マルチホップ通信を行なうか否か、どの経路でマルチホップ通信を行うかなどを判断するものである。   The multihop control unit 107 performs control so that multihop communication can be performed. That is, the multi-hop control unit 107 performs multi-hop communication based on information of the wireless terminal 100 (own terminal information) in the own terminal information unit 109, information (for example, link-specific received power information) in the peripheral terminal monitoring unit 110, and the like. And which route is used for multi-hop communication.

この第1の実施形態の場合、マルチホップ制御部107は、送信経路や中継経路などの経路が上り方向か下り方向かの確認も行っており、上り方向の場合に上りプロトコルを適用するように各部を制御すると共に、下り方向の場合に下りプロトコルを適用するように各部を制御する。   In the case of the first embodiment, the multi-hop control unit 107 also confirms whether a route such as a transmission route or a relay route is an uplink direction or a downlink direction, and applies an uplink protocol in the case of the uplink direction. Each part is controlled, and each part is controlled to apply the downlink protocol in the case of the downlink direction.

周辺端末監視部108は、受信した制御パケットから周辺の無線端末に係る情報を収集し、管理する部分である。管理情報は、例えば、ネットワークの構成(ノード、リンク)の情報であり、また、リンクを介してパケットを授受した際の受信電力情報であり、情報の更新時刻も適宜付与される。受信電力情報は、受信電力値であっても良く、経路を評価する際に適用できるように受信電力値を変換したリンクコストであっても良く、受信電力値及びリンクコストの双方であっても良い。   The peripheral terminal monitoring unit 108 is a part that collects and manages information related to peripheral wireless terminals from the received control packet. The management information is, for example, information on the network configuration (node, link), received power information when a packet is transmitted / received via the link, and an information update time is also given as appropriate. The received power information may be a received power value, may be a link cost obtained by converting the received power value so that it can be applied when evaluating a path, or may be both a received power value and a link cost. good.

自端末情報部109は、当該無線端末100に関する情報(例えば、ネットワーク上のアドレスや位置情報など)を保持しているものである。自端末情報部109は、位置情報については、GPS受信部111から取得し、随時、更新する。位置情報は、例えば、制御パケットやアプリケーションパケット(データパケットとも呼ばれる)や位置情報を交換するための専用の位置情報交換パケットに挿入する。   The own terminal information unit 109 holds information related to the wireless terminal 100 (for example, an address or position information on the network). The own terminal information unit 109 acquires the position information from the GPS receiving unit 111 and updates it as needed. The position information is inserted into, for example, a control packet, an application packet (also called a data packet), or a dedicated position information exchange packet for exchanging position information.

(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態の無線通信システム(無線マルチホップネットワーク)におけるマルチホップ通信動作を説明する。
(A-2) Operation of First Embodiment Next, a multihop communication operation in the wireless communication system (wireless multihop network) of the first embodiment will be described.

図3は、第1の実施形態の無線通信システムにおける再送制御の概要を示す説明図であり、上り方向の再送制御を示している。下り方向の再送制御の図示は省略するが、適用しているプロトコルの相違を除けば、上り方向の再送制御と同様である。   FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an outline of retransmission control in the wireless communication system according to the first embodiment, and illustrates uplink retransmission control. Although illustration of downlink retransmission control is omitted, it is the same as uplink retransmission control except for the difference in the applied protocol.

図3の例は、無線端末100−1が送信元で無線端末100−4が宛先であり、無線端末100−1、100−2、100−3、100−4の順にパケットを送信する。経路は、予め公知の方法、例えば、AODVプロトコル等のルーチングプロトコルで構築されているとする。各無線端末100−1、100−2、100−3、100−4は、隣の無線端末としか同じ通信エリア内に存在しない。このような場合には、上述したように、隠れ端末問題によって、双方向について同一のプロトコルで動作させると、通信品質が大幅に劣化してしまう。   In the example of FIG. 3, the wireless terminal 100-1 is the transmission source and the wireless terminal 100-4 is the destination, and packets are transmitted in the order of the wireless terminals 100-1, 100-2, 100-3, and 100-4. It is assumed that the route is constructed in advance by a known method, for example, a routing protocol such as the AODV protocol. Each wireless terminal 100-1, 100-2, 100-3, 100-4 exists only in the same communication area as the adjacent wireless terminal. In such a case, as described above, the communication quality is greatly deteriorated if the bidirectional operation is performed with the same protocol due to the hidden terminal problem.

第1の実施形態の無線通信システム10は、マルチプロトコルを利用したマルチホップの方法を適用している。各無線端末100−1、100−2、100−3、100−4は、自分宛だけのパケットだけではなく、他のパケットも受信する。このとき、次ホップの無線端末が中継パケットを次次ホップの無線端末へ送信したか否かを判定し、規定時間以内に、中継パケットを送信していない場合には、再度、パケットを送信し、これを既定回数だけ繰り返す。但し、エンドの無線端末(宛先無線端末)へ中継パケットを送信する無線端末だけは、次次ホップの無線端末が存在しないので、常に既定回数だけ送信を繰り返す。   The wireless communication system 10 of the first embodiment applies a multi-hop method using a multi-protocol. Each wireless terminal 100-1, 100-2, 100-3, 100-4 receives not only packets addressed to itself but also other packets. At this time, it is determined whether the next-hop wireless terminal has transmitted the relay packet to the next-hop wireless terminal. If the relay packet is not transmitted within the specified time, the packet is transmitted again. Repeat this a predetermined number of times. However, since only the wireless terminal that transmits the relay packet to the end wireless terminal (destination wireless terminal) does not have the next-hop wireless terminal, the transmission is always repeated a predetermined number of times.

以下、図3を参照して具体例を説明する。無線端末100−1が無線端末100−4に向けて上りプロトコルを使って送信する場合を説明する。   Hereinafter, a specific example will be described with reference to FIG. A case where the radio terminal 100-1 transmits to the radio terminal 100-4 using an uplink protocol will be described.

無線端末100−1は、無線端末100−2に向けて、宛先無線端末が無線端末100−4のパケットを送信したとする。図3において、P(x→y)_zは、無線端末100−xから無線端末100−y間で直接授受するためのパケットであってその送信回数がz回目であることを表している。図3の例では、無線端末100−1から無線端末100−2への1回目の送信では、無線端末100−2はパケットを受信できず、無線端末100−1は、既定時間だけ待ったが、無線端末100−2から無線端末100−3へのパケットを受信できなかったので、2回目のパケット送信を行う(P(1→2)_2)。無線端末100−1がパケットを2回送信した後に、無線端末100−2はパケットを受信することができ、無線端末100−3に向けて中継パケットを送信する(P(2→3)_1)。このパケットを無線端末100−1が受信すると、それ以降のパケットの再送を実行しない。従って、無線端末100−2から無線端末100−3に向けた中継パケットを、無線端末100−1は恰もAckと見ることができ、中継パケットの傍受により予め既定されている最大再送回数(n1)分のパケットを送信することはない。   Assume that the wireless terminal 100-1 transmits a packet of the wireless terminal 100-4 to the wireless terminal 100-2. In FIG. 3, P (x → y) _z is a packet for direct transmission / reception between the wireless terminal 100-x and the wireless terminal 100-y, and indicates that the number of transmissions is the zth. In the example of FIG. 3, in the first transmission from the wireless terminal 100-1 to the wireless terminal 100-2, the wireless terminal 100-2 cannot receive a packet, and the wireless terminal 100-1 waits for a predetermined time. Since the packet from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-3 could not be received, the second packet transmission is performed (P (1 → 2) _2). After the wireless terminal 100-1 transmits the packet twice, the wireless terminal 100-2 can receive the packet and transmits the relay packet toward the wireless terminal 100-3 (P (2 → 3) _1). . When the wireless terminal 100-1 receives this packet, the subsequent packet is not retransmitted. Therefore, the wireless terminal 100-1 can view the relay packet from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-3 as Ack, and the maximum number of retransmissions (n1) that is predetermined in advance by intercepting the relay packet. Never send a packet of minutes.

無線端末100−2の1回目の中継パケットの送信で、無線端末100−3でパケットを受信することができると、次ホップの無線端末100−4がエンドの無線端末であるため、無線端末100−3は予め規定されている回数n2(図3ではn2=3)だけパケットを送信する(P(3→4)_1〜P(3→4)_1)。無線端末100−3から無線端末100−4への1回目の送信パケットを無線端末100−2が受信すると、それ以降のパケットの再送を実行しない。無線端末100−3が規定回数n2だけパケットを送信するので、多くの場合、無線端末100−4は、いずれかの送信回数でのパケットを受信することができる。   If the wireless terminal 100-3 can receive the packet in the first transmission of the relay packet of the wireless terminal 100-2, the wireless terminal 100-4 is the end wireless terminal because the next-hop wireless terminal 100-4 is the end wireless terminal. -3 transmits a packet a predetermined number of times n2 (n2 = 3 in FIG. 3) (P (3 → 4) _1 to P (3 → 4) _1). When the wireless terminal 100-2 receives the first transmission packet from the wireless terminal 100-3 to the wireless terminal 100-4, the subsequent packet is not retransmitted. Since the wireless terminal 100-3 transmits the packet for the specified number of times n2, in many cases, the wireless terminal 100-4 can receive the packet with any number of transmission times.

なお、図示は省略するが、上記の方法M1とは異なり、エンドの無線端末である無線端末100−4のみAckを返信するようにしても良く、直前の無線端末100−3は、Ackの受信によりそれ以降のパケットの再送を実行しない(方法M2)。この場合には、無線端末100−3は、中継毎に、n2回のパケット送信動作を行う必要がなくなる。   Although not shown, unlike the method M1, the wireless terminal 100-4 that is the end wireless terminal may return an Ack, and the immediately preceding wireless terminal 100-3 receives the Ack. Therefore, retransmission of subsequent packets is not executed (method M2). In this case, the wireless terminal 100-3 does not need to perform the packet transmission operation n2 times for each relay.

図4は、無線端末100による受信、中継動作の概要を示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing an outline of reception and relay operations by the wireless terminal 100.

無線端末100は、パケットの処理待ち状態において、パケットを受信したり、送信を要するパケットが生じたりすると、中継パケットや当該無線端末100が送信元となるパケットのプロトコルを確認し(ステップS100)、処理対象パケットのプロトコルが上りプロトコルであると上りプロトコル用のサブルーチンに移行し(ステップS101)、処理対象パケットのプロトコルが下りプロトコルであると下りプロトコル用のサブルーチンに移行し(ステップS102)、サブルーチンからリターンしてきたときには、パケットの処理待ち状態に戻る。   When receiving a packet or generating a packet that needs to be transmitted while waiting for packet processing, the wireless terminal 100 checks the protocol of the relay packet or the packet from which the wireless terminal 100 is a transmission source (step S100). If the protocol of the processing target packet is an upstream protocol, the process proceeds to a subroutine for the upstream protocol (step S101). If the protocol of the processing target packet is a downstream protocol, the process proceeds to a subroutine for the downstream protocol (step S102). When it returns, it returns to the packet processing waiting state.

図4では、1つのシーケンスフローで、上りプロトコルと下りプロトコルとを動作させる方法で記載しているが、上りプロトコルと下りプロトコルで互いに干渉せずに双方向通信が可能であるため、独立に動作させるようにしても良い。例えば、上りと下りとで搬送波周波数や時分割の割当て時間等を変える場合であれば、プロトコルを判定することなく下り上りを判別でき、各方向の処理フローを実行させることができる。   In FIG. 4, the method is described in which the upstream protocol and the downstream protocol are operated in one sequence flow. However, bidirectional communication is possible without interfering with each other in the upstream protocol and the downstream protocol. You may make it let it. For example, if the carrier frequency and time-sharing allocation time are changed between uplink and downlink, downlink can be determined without determining the protocol, and the processing flow in each direction can be executed.

上りプロトコル用のサブルーチンも下りプロトコル用のサブルーチンも、適用しているプロトコルの相違を除けば同様な処理を実行する。図5は、上りプロトコル用若しくは下りプロトコル用のサブルーチンにおける詳細処理を示すフローチャートである。   Similar processing is executed for both the uplink protocol subroutine and the downlink protocol subroutine except for the difference in the applied protocol. FIG. 5 is a flowchart showing detailed processing in the subroutine for the upstream protocol or downstream protocol.

上りプロトコル用若しくは下りプロトコル用のサブルーチンに移行すると、無線端末100は、自端末が送信元あるいは中継元で発生した送信イベントについて、リアルタイム性が要求されるか否かを判定する(ステップS200)。   When the process proceeds to an uplink protocol or downlink protocol subroutine, the wireless terminal 100 determines whether or not real-time characteristics are required for a transmission event that occurs at the transmission source or relay source of the wireless terminal 100 (step S200).

図5の例では、UDP型通信(ベストエフォート型通信)をリアルタイム性が要求されている、と取扱う場合を示している。例えば、無線LANでは優先度制御を行なっており、アクセスカテゴリーマッピング(割り当て)で、送信のためのキューを優先度の高いもの低いものでキューを分けている。このマッピングを用いて、キュー毎に再送制御を行なうか否かとしても良い。中継パケットに対しては、UDPパケット(ベストエフォート型通信)か否か、あるいは、アクセスカテゴリーマッピングのキューに依るか否かで振り分ければ良い。   In the example of FIG. 5, a case where the UDP type communication (best effort type communication) is handled as requiring real-time performance is shown. For example, priority control is performed in a wireless LAN, and queues for transmission are divided into high and low priority queues in access category mapping (assignment). This mapping may be used to determine whether or not to perform retransmission control for each queue. The relay packet may be sorted according to whether it is a UDP packet (best effort communication) or whether it depends on an access category mapping queue.

リアルタイム性が要求されない場合であれば、無線端末100は、詳細は省略するが、TCP通信や再送制御なし型のベストエフォート通信等を行う(ステップS209)。   If the real-time property is not required, the wireless terminal 100 performs TCP communication, non-retransmission control type best effort communication, and the like, although details are omitted (step S209).

リアルタイム性が高いと判断すると、無線端末100は、パケットの送信が必要であることを確認した後(ステップS201)、パケットの送信処理を行ない(ステップS202)、その後、送信したパケット情報をバッファに一時保存する(ステップS203)。例えば、受信し、中継しようとしたパケットが自端末が中継することが要しないパケット(例えば、前前ノードや次次ノードが送信したパケット)であったり、自端末が宛先のパケットであったりすると、パケットの送信が不要と判断される。   If it is determined that the real-time property is high, the wireless terminal 100 confirms that the packet needs to be transmitted (step S201), performs the packet transmission process (step S202), and then stores the transmitted packet information in the buffer. Temporarily save (step S203). For example, if a packet that is received and intended to be relayed is a packet that the terminal does not need to relay (for example, a packet transmitted by the previous or next node), or the terminal is a destination packet. It is determined that packet transmission is unnecessary.

パケットの送信後において、無線端末100は、次ホップの無線端末が当該無線端末から送信したパケットを次次ホップの無線端末へ設定されたタイムアウト時間t_outを越えないうちに送信したかを監視する(ステップS204、S205)。図2及び図3の上り方向の通信において、当該無線端末が無線端末100−2であれば、当該無線端末100−2は、次ホップの無線端末100−3が次次ホップの無線端末100−4へ、自己が送信した時点から設定されたタイムアウト時間t_out内にパケットを送信したかを監視する。時間の計時は内蔵するタイマが行う。例えば、無線端末100−1がパケットを送信してから、無線端末100−2がパケットを受信し、無線端末100−2が無線端末100−3宛に中継パケットを送信するまでの時間をΔtとすると、タイムアウト時間t_outは、この時間Δtよりも長い時間に設定される。   After the packet is transmitted, the wireless terminal 100 monitors whether the packet transmitted from the wireless terminal of the next hop has been transmitted before the timeout time t_out set for the wireless terminal of the next hop has been exceeded ( Steps S204 and S205). 2 and 3, if the wireless terminal is the wireless terminal 100-2, the wireless terminal 100-2 is connected to the next-hop wireless terminal 100-3. 4, whether or not the packet is transmitted within the time-out time t_out set from the time of transmission by itself is monitored. The built-in timer performs the time measurement. For example, the time from when the wireless terminal 100-1 transmits a packet until the wireless terminal 100-2 receives the packet and when the wireless terminal 100-2 transmits the relay packet to the wireless terminal 100-3 is denoted by Δt. Then, the timeout time t_out is set to a time longer than this time Δt.

無線端末100は、計時時間がタイムアウトすると、バッファに一時保存されているパケットを再度送信し(ステップS206)、その後、今回のパケット送信によって送信回数が予め設定されている最大回数に到達したか否かを判別する(ステップS207)。なお、図5では明確に示していないが、送信毎にカウントアップする送信回数カウンタ(ハードウェアカウンタであってもソフトウェア的なカウンタであっても良い)が設けられている。   When the time counts out, the wireless terminal 100 transmits the packet temporarily stored in the buffer again (step S206), and then whether or not the number of transmissions reaches a preset maximum number by this packet transmission. Is determined (step S207). Although not clearly shown in FIG. 5, there is provided a transmission number counter (which may be a hardware counter or a software counter) that counts up for each transmission.

送信回数が予め設定されている最大回数に到達していない場合には、無線端末100は、上述したステップS204に戻り、次ホップの無線端末が当該無線端末から送信したパケットを次次ホップの無線端末へ設定されたタイムアウト時間t_outを越えないうちに送信したかを監視する。   If the number of transmissions has not reached the preset maximum number, the wireless terminal 100 returns to step S204 described above, and transmits the packet transmitted from the wireless terminal of the next hop from the wireless terminal to the wireless of the next hop. It is monitored whether or not the transmission has occurred before the timeout time t_out set for the terminal is exceeded.

次ホップの無線端末が当該無線端末から送信したパケットを次次ホップの無線端末へ設定されたタイムアウト時間t_outを越えないうちに送信したことを確認した場合(ステップS204でYes)や、送信回数が予め設定されている最大回数に到達した場合(ステップS207でYes)には、無線端末100は、バッファに一時保存されているパケット情報を削除した後(ステップS208)、メインルーチンに戻る。   When it is confirmed that the packet transmitted from the wireless terminal of the next hop has been transmitted before the timeout time t_out set for the wireless terminal of the next hop has been exceeded (Yes in step S204), the number of transmissions is When the preset maximum number of times is reached (Yes in step S207), the wireless terminal 100 deletes the packet information temporarily stored in the buffer (step S208), and then returns to the main routine.

図5の例では、UDPカウンタ通信(ベストエフォート型通信)か否か、あるいは、送信キューの優先度に応じて、上述した再送制御を行なうか否かを判別する場合を示したが、これに代え、逆方向の受信電力強度に応じて再送制御するか否かを決定するようにしても良い。例えば、無線端末100−1が無線端末100−2に対して上りプロトコルを使って送信する際、無線端末100−2から無線端末100−1に向けて下りプロトコルで送信された場合の受信電力強度を捉えておいた情報に基づき、無線端末100−1は、下りプロトコルの受信電力強度が受信感度(受信と捉える下限値)に近い場合には再送制御を行なうこととし、受信電力強度が十分高い場合には再送制御を行なわないと決定するようにしても良い。具体的には、受信感度が−95dBmであるとすると、−80dBm以上の受信電力ならば再送制御を行なわず、−80dBmよりも低い場合には再送制御を行なうこととするようにしても良い。ここで記載した数値は、具体例を示すものであって、上記の数値に限定されるものではない。   In the example of FIG. 5, a case has been shown in which it is determined whether or not the UDP counter communication (best effort communication) or whether or not to perform the above-described retransmission control according to the priority of the transmission queue. Instead, it may be determined whether to perform retransmission control according to the reception power intensity in the reverse direction. For example, when the wireless terminal 100-1 transmits to the wireless terminal 100-2 using the uplink protocol, the received power intensity when the wireless terminal 100-1 transmits the downlink protocol from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-1 The wireless terminal 100-1 performs retransmission control when the received power strength of the downlink protocol is close to the reception sensitivity (lower limit value that is regarded as reception), and the received power strength is sufficiently high. In this case, it may be determined that retransmission control is not performed. Specifically, if the reception sensitivity is −95 dBm, retransmission control may not be performed if the received power is −80 dBm or higher, and retransmission control may be performed if the received power is lower than −80 dBm. The numerical values described here are specific examples, and are not limited to the above numerical values.

図6は、再送を起動するタイムアウト時間Δtの選定が送信所要時間へ与える影響を説明する図面である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the influence of the selection of the timeout time Δt for starting retransmission on the required transmission time.

図6(a)は、図5のフローチャートに対応する図面であり、図6に記載のタイムアウト時間Δt1は、図5の説明で用いたタイムアウト時間t_outに等しい。   FIG. 6A corresponds to the flowchart of FIG. 5, and the timeout time Δt1 described in FIG. 6 is equal to the timeout time t_out used in the description of FIG.

無線端末100−1からパケットを送信したが、無線端末100−2には届かなかったので、タイムアウト時間Δt1後、再度送信する。図6(a)の例では、2回目もタイムアウト状態になり、3回目の送信で、無線端末100−2がパケットを受信でき、無線端末100−3に向け中継パケットを送信する。無線端末100−2が無線端末100−3に送信したパケットは無線端末100−1宛ではないが、無線端末100−1が受信して送信したことを認識できるので、Ack代わりに用いることにより再送を停止する。このように、次ホップ無線端末が送信するパケットをAck代わりに用いることで、各無線端末間での通信品質に応じて、再送回数を自律的に、時々刻々と変更することができる。タイムアウトΔt1は、無線端末100−2がキャリアセンスを行ないながらパケット送信を行なうまでの時間よりも長い時間である。すなわち、図6(a)に示す再送タイミングの方式は、次ホップ無線端末の送信有無を確認しながら、再送するか否かを判断する方式である。   Although the packet was transmitted from the wireless terminal 100-1, but did not reach the wireless terminal 100-2, it is transmitted again after the timeout time Δt1. In the example of FIG. 6A, the second time is in the timeout state, and the wireless terminal 100-2 can receive the packet by the third transmission, and transmits the relay packet toward the wireless terminal 100-3. Although the packet transmitted from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-3 is not addressed to the wireless terminal 100-1, it can be recognized that the wireless terminal 100-1 has received and transmitted. To stop. Thus, by using the packet transmitted by the next hop wireless terminal instead of Ack, the number of retransmissions can be autonomously changed from moment to moment according to the communication quality between the respective wireless terminals. The timeout Δt1 is longer than the time until the wireless terminal 100-2 performs packet transmission while performing carrier sense. That is, the retransmission timing scheme shown in FIG. 6A is a scheme for determining whether or not to retransmit while confirming whether or not the next-hop wireless terminal transmits.

これに対して、図6(b)に示す方式は、第1の実施形態の変形実施形態となっており、タイムアウトΔt1よりも短いタイムアウトΔt2後に再送を行なう方式で、逐次、次ホップ先が中継送信したか否かを確認するわけではない。これによって、エンドツーエンドの遅延時間を短くすることが可能になる。また、最大再送回数を送信する前に、次ホップからの中継パケットを受信することができた場合には再送を停止する。これによって、毎回、最大再送回数だけ送信する必要はない。図6(b)に示す方式は、図5におけるステップS204がなく、次ホップ先が中継送信したか否かを図5とは別個のサブルーチンで監視し、中継送信したことを検出した場合にその別個のサブルーチン内に設けられた、ステップS208に対応する処理ステップによってバッファに一時保存されているパケット情報を削除する。   On the other hand, the method shown in FIG. 6B is a modified embodiment of the first embodiment, in which retransmission is performed after a timeout Δt2 shorter than the timeout Δt1, and the next hop destination relays sequentially. It does not check whether it has been sent or not. As a result, the end-to-end delay time can be shortened. If the relay packet from the next hop can be received before transmitting the maximum number of retransmissions, the retransmission is stopped. This eliminates the need to transmit the maximum number of retransmissions each time. The method shown in FIG. 6B does not include step S204 in FIG. 5, and monitors whether or not the next hop destination has relayed transmission using a subroutine separate from FIG. The packet information temporarily stored in the buffer is deleted by the processing step corresponding to step S208 provided in a separate subroutine.

なお、第1の実施形態とは異なり、送信毎に、n回ずつ再送する場合の送信間隔をΔt3とすると、Δt2>Δt3のように送信間隔Δt3をかなり短くしなければ送信所要時間が徒に長くなってしまう。   Unlike the first embodiment, assuming that the transmission interval when resending n times for each transmission is Δt3, if the transmission interval Δt3 is not significantly shortened such that Δt2> Δt3, the required transmission time will be It will be long.

(A−3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、次ホップの無線端末が送信したか否かを検知することで、当該無線端末からのパケットを次ホップの無線端末が受信したか否かを確認することが可能になり、パケットの送信を必要となる毎に、予め定められた回数だけパケットを繰り返し送信することなく、再送処理を行なって、通信品質を改善することが可能になる。すなわち、リアルタイム性を損なうことなく通信品質を向上することができる。
(A-3) Effect of First Embodiment According to the first embodiment, a packet from the wireless terminal is detected as a next-hop wireless terminal by detecting whether or not the next-hop wireless terminal has transmitted. It is possible to check whether or not the packet has been received, and improve the communication quality by performing retransmission processing without repeatedly transmitting the packet a predetermined number of times each time it is necessary to transmit the packet. It becomes possible. That is, communication quality can be improved without impairing real-time performance.

図2に示すような無線端末の配置を例に上述した効果を説明する。   The effects described above will be described by taking the arrangement of wireless terminals as shown in FIG. 2 as an example.

データ通信がUDP通信(ベストエフォート型通信)の場合、宛先に届いたか否かは、送信元で不明である。仮に、通信品質を考慮して経路を二重化した場合には、無線端末100−1と無線端末100−4の間で双方向通信を行ない、上下でプロトコルを分けるとすると、4つのプロトコルが必要になってしまい、実際上、プロトコルの割振りが難しい。また、特許文献7にあるように、既定回数だけ常に再送するようにすると、各無線端末は、毎回、最大再送回数だけ送信することになってしまう。図3のように、送信元端末から宛先端末への経路が3ホップの場合には、(a)再送なし時には片方向の通信でトータル3パケットの送信が必要であり、(b)毎回、最大再送回数(ここでは5回とする)だけ送信するとき(特許文献7)には片方向の通信でトータル3×5=15パケットの送信が必要であるが、(c)図3に示すように、第1の実施形態の方法によれば、片方向の通信でトータル2+1+3=6パケットの送信で済み、再送による通信品質の劣化を抑制した状態で、リアルタイム性の劣化も抑制することができる。   When the data communication is UDP communication (best effort communication), it is unknown at the transmission source whether or not the destination has been reached. If the path is duplicated in consideration of communication quality, if two-way communication is performed between the wireless terminal 100-1 and the wireless terminal 100-4 and the protocol is divided up and down, four protocols are required. In practice, protocol allocation is difficult. Also, as described in Patent Document 7, if retransmission is always performed a predetermined number of times, each wireless terminal will transmit the maximum number of retransmissions each time. As shown in FIG. 3, when the route from the source terminal to the destination terminal is 3 hops, (a) when there is no retransmission, it is necessary to transmit a total of 3 packets by one-way communication. When transmitting only the number of retransmissions (here, 5) (Patent Document 7), it is necessary to transmit a total of 3 × 5 = 15 packets in one-way communication. (C) As shown in FIG. According to the method of the first embodiment, a total of 2 + 1 + 3 = 6 packets can be transmitted in one-way communication, and deterioration of real-time property can be suppressed while deterioration of communication quality due to retransmission is suppressed.

(B)第1の実施形態や変形実施形態の特徴などの整理
上述したように、経路の上りと下りとで異なるプロトコルを利用して、次ホップ先が送信したか否かを判断し、再送制御を行なうことにより、逆方向に対するリアルタイム性を損なわずに、上り・下りの通信品質の劣化を抑制することが可能である。図7を使って、このような第1の実施形態の再送制御方法を整理して説明する。
(B) Arrangement of Features of First Embodiment and Modified Embodiment As described above, it is determined whether or not the next hop destination has transmitted using different protocols for uplink and downlink of the route, and retransmitted. By performing the control, it is possible to suppress the deterioration of the uplink / downlink communication quality without impairing the real-time property in the reverse direction. The retransmission control method according to the first embodiment will be described in an organized manner with reference to FIG.

図7(a)は、ベストエフォート型か否か、優先制御で高いか低いか、逆方向のプロトコルの受信電力強度が受信感度に比べて高いか低いかによって、再送制御を行なうか否かをまとめたものである。それぞれの方法については、上記に記載の動作の項で既に記載した通りである。再送制御の具体例を、上述したように図3に示している。   FIG. 7A shows whether or not to perform retransmission control depending on whether or not the best-effort type, whether the priority control is high or low, and whether or not the reception power strength of the protocol in the reverse direction is higher or lower than the reception sensitivity. It is a summary. Each method is as described in the operation section described above. A specific example of retransmission control is shown in FIG. 3 as described above.

これらのことから、第1の実施形態よる再送制御方式の特徴を、図7(b)のようにまとめることができる。上り・下りをマルチプロトコルで分割していることから、再送によってトラフィックが増えても、逆方向に対しては何ら干渉せず、逆方向の通信品質に影響を与えない(No.1)。また、上り下りを別プロトコルを使用することで、上りと下りで、独立に再送制御を、各無線端末が自律分散的に行なうことができる(No.2)。上り下りでマルチプロトコル化することで、同時に同じアプリケーションを動作している必要はなく、上り下りで別々のアプリケーション、すなわち、別々の再送制御であっても、対応が可能になる(No.3)。また、上り下りで、同一の伝送速度、同一の変調方式である必要はない(No.4)。   From these facts, the features of the retransmission control method according to the first embodiment can be summarized as shown in FIG. Since uplink and downlink are divided by multi-protocol, even if traffic increases due to retransmission, no interference occurs in the reverse direction, and the communication quality in the reverse direction is not affected (No. 1). Also, by using different protocols for uplink and downlink, each wireless terminal can perform retransmission control independently for uplink and downlink in an autonomous distributed manner (No. 2). By making the multi-protocol in the uplink and downlink, it is not necessary to operate the same application at the same time, and it is possible to cope with different applications in the uplink and downlink, that is, different retransmission control (No. 3). . Further, it is not necessary to have the same transmission rate and the same modulation scheme in uplink and downlink (No. 4).

再送制御を実施する際、次ホップ先がマルチホップ転送を行なったか否かで、再送を続けるか停止するかを判断するために、Ack返信を行なう必要がなく、パケット伝送は実質、片方向通信になる(No.5)。   When performing retransmission control, it is not necessary to perform an Ack reply to determine whether to continue or stop retransmission depending on whether or not the next hop destination has performed multi-hop transfer, and packet transmission is substantially one-way communication. (No. 5).

これらが、特許文献8の記載技術と大きく異なるところである。   These are very different from the technology described in Patent Document 8.

(C)他の実施形態
本発明の無線通信システムは、車両に無線機を搭載して、車両間で通信を行なう車両ネットワークに利用可能である。また、一般的に、自律分散型のアドホックネットワーク無線通信にも適用が可能である。
(C) Other Embodiments The wireless communication system of the present invention can be used for a vehicle network in which a wireless device is mounted on a vehicle and communication is performed between the vehicles. In general, the present invention can also be applied to autonomous decentralized ad hoc network wireless communication.

100…無線端末(無線通信装置)、
101…無指向性アンテナ、101U…上りプロトコル無指向性アンテナ、101D…下りプロトコル無指向性アンテナ、
102…PHY(物理)層送受信部、102US…上りプロトコルPHY層送信部、102DS…下りプロトコルPHY層送信部、102UDR…上り下りプロトコルPHY層受信部、
103…MAC(媒体アクセス制御)層送受信部、103US…上りプロトコルMAC層送信部、103DS…下りプロトコルMAC層送信部、103UDR…上り下りプロトコルMAC層受信部、
104…ネットワーク制御部、105A…送信情報バッファ、105B…受信情報バッファ、106…制御パケット生成部、107…マルチホップ制御部、108…周辺端末監視部、109…自端末情報部、
110…ハブ(HUB)。
100: wireless terminal (wireless communication device),
101 ... Omnidirectional antenna, 101U ... Uplink protocol omnidirectional antenna, 101D ... Downlink protocol omnidirectional antenna,
102 ... PHY (physical) layer transceiver, 102US ... uplink protocol PHY layer transmitter, 102DS ... downlink protocol PHY layer transmitter, 102UDR ... uplink protocol PHY layer receiver,
103 ... MAC (medium access control) layer transmission / reception unit, 103US ... uplink protocol MAC layer transmission unit, 103DS ... downlink protocol MAC layer transmission unit, 103UDR ... uplink and downlink protocol MAC layer reception unit,
104 ... Network control unit, 105A ... Transmission information buffer, 105B ... Reception information buffer, 106 ... Control packet generation unit, 107 ... Multi-hop control unit, 108 ... Peripheral terminal monitoring unit, 109 ... Own terminal information unit,
110: Hub (HUB).

第1の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムにおいて、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置は、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を行なうものであり、送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置は、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部とを備え、送信先となるいずれかのエンド無線通信装置は、自身宛のパケットを受信したら、当該パケットを受信した旨の応答を送信することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system that performs communication on a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. And different protocols in the downlink direction, and each of the wireless communication devices performs multi-hop communication with a protocol corresponding to the communication direction, and any one of the end wireless communication devices serving as a transmission source and each of the relay wireless communication devices The apparatus includes a retransmission function unit that attempts to retransmit the same packet multiple times, and a retransmission stop function unit that stops retransmission when the next-hop wireless communication apparatus further receives a packet transmitted to the wireless communication apparatus of the next hop. end wireless communication device of any of the destination, upon receiving a packet addressed to itself, and transmits a response to the effect that has received the packet

第2の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置において、上記無線通信システムは、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用しており、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部と、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部とを備え、送信先となるいずれかのエンド無線通信装置に該当する場合に、自身宛のパケットを受信したら、当該パケットを受信した旨の応答を送信することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the wireless communication system according to any one of the elements of a wireless communication system that performs communication via a route including the first end wireless communication device, the one or more relay wireless communication devices, and the second end wireless communication device. In the wireless communication device to which the device corresponds, the wireless communication system applies different protocols to the route in the uplink direction and the downlink direction, and performs protocol selection to execute multi-hop communication with a protocol according to the communication direction A functional unit , a retransmission functional unit that tries to retransmit the same packet a plurality of times, and a retransmission stop functional unit that stops retransmission when the next-hop wireless communication device further receives a packet transmitted to the wireless communication device of the next hop. If the packet is addressed to one of the end wireless communication devices as the transmission destination, and if a packet addressed to itself is received, a response indicating that the packet has been received. And transmitting a.

第3の本発明は、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信方法において、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置が、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信処理を行なうものであり、送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置は、同じパケットを複数回再送しようとすると共に、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止し、送信先となるいずれかのエンド無線通信装置は、自身宛のパケットを受信したら、当該パケットを受信した旨の応答を送信することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a wireless communication method for performing communication on a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. and apply different protocols downlink, each wireless communication device is a multi-hop communication process a row of Umono a protocol corresponding to the communication direction, either end the wireless communication device and each of which is a source The relay wireless communication device tries to retransmit the same packet multiple times, and when the next-hop wireless communication device further receives a packet transmitted to the next wireless communication device, the relay wireless communication device stops the retransmission and either becomes the transmission destination. When the end wireless communication apparatus receives a packet addressed to itself, the end wireless communication apparatus transmits a response indicating that the packet has been received .

第4の本発明の無線通信プログラムは、第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルが割り当てられている通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部と、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部と、送信先となるいずれかのエンド無線通信装置に該当する場合に、自身宛のパケットを受信したら、当該パケットを受信した旨の応答を送信する受信応答送信機能部として機能させることを特徴とする。 A wireless communication program according to a fourth aspect of the present invention is any one of elements of a wireless communication system that performs communication via a route including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device. The computer mounted in the wireless communication device to which the wireless communication device corresponds corresponds to a protocol corresponding to a communication direction in which different protocols are assigned to the route in the uplink direction and the downlink direction. A protocol selection function unit , a retransmission function unit that attempts to retransmit the same packet multiple times, and a retransmission stop function unit that stops retransmission when a packet transmitted by the next-hop wireless communication device to a further wireless communication device is received. If the packet is addressed to one of the end wireless communication devices that is the transmission destination, if the packet addressed to itself is received, the packet is received. Characterized in that to function as a reception response transmission function unit which transmitted a response to the effect.

図2において、複数(図2では4個を取り立てて示している)の無線端末100−1〜100−4によって、無線通信システム10が構成されている。 In FIG. 2, a wireless communication system 10 is configured by a plurality of wireless terminals 100-1 to 100-4 (four are shown in FIG. 2).

無線端末100−1は、無線端末100−2に向けて、宛先無線端末が無線端末100−4のパケットを送信したとする。図3において、P(x→y)_zは、無線端末100−xから無線端末100−y間で直接授受するためのパケットであってその送信回数がz回目であることを表している。図3の例では、無線端末100−1から無線端末100−2への1回目の送信では、無線端末100−2はパケットを受信できず、無線端末100−1は、定時間だけ待ったが、無線端末100−2から無線端末100−3へのパケットを受信できなかったので、2回目のパケット送信を行う(P(1→2)_2)。無線端末100−1がパケットを2回送信した後に、無線端末100−2はパケットを受信することができ、無線端末100−3に向けて中継パケットを送信する(P(2→3)_1)。このパケットを無線端末100−1が受信すると、それ以降のパケットの再送を実行しない。従って、無線端末100−2から無線端末100−3に向けた中継パケットを、無線端末100−1は恰もAckと見ることができ、中継パケットの傍受により予め既定されている最大再送回数(n1)分のパケットを送信することはない。 Assume that the wireless terminal 100-1 transmits a packet of the wireless terminal 100-4 to the wireless terminal 100-2. In FIG. 3, P (x → y) _z is a packet for direct transmission / reception between the wireless terminal 100-x and the wireless terminal 100-y, and indicates that the number of transmissions is the zth. In the example of FIG. 3, the first transmission from the radio terminal 100-1 to the wireless terminal 100-2, wireless terminal 100-2 can not receive the packet, the radio terminal 100-1 is waiting the provisions Time Since the packet from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-3 could not be received, the second packet transmission is performed (P (1 → 2) _2). After the wireless terminal 100-1 transmits the packet twice, the wireless terminal 100-2 can receive the packet and transmits the relay packet toward the wireless terminal 100-3 (P (2 → 3) _1). . When the wireless terminal 100-1 receives this packet, the subsequent packet is not retransmitted. Therefore, the wireless terminal 100-1 can view the relay packet from the wireless terminal 100-2 to the wireless terminal 100-3 as Ack, and the maximum number of retransmissions (n1) that is predetermined in advance by intercepting the relay packet. Never send a packet of minutes.

これらのことから、第1の実施形態よる再送制御方式の特徴を、図7(b)のようにまとめることができる。上り・下りをマルチプロトコルで分割していることから、再送によってトラフィックが増えても、逆方向に対しては何ら干渉せず、逆方向の通信品質に影響を与えない(No.1)。また、上り下りを別プロトコルを使用することで、上りと下りで、独立に再送制御を、各無線端末が自律分散的に行なうことができる(No.2)。上り下りでマルチプロトコル化することで、同時に同じアプリケーションを動作している必要はなく、上り下りで別々のアプリケーション、すなわち、別々の再送制御であっても、対応が可能になる(No.3)。また、上り下りで、同一の伝送速度、同一の変調方式である必要はない(No.4)。 For these reasons, the features of the retransmission control method according to the first embodiment, can be summarized as in Figure 7 (b). Since uplink and downlink are divided by multi-protocol, even if traffic increases due to retransmission, no interference occurs in the reverse direction, and the communication quality in the reverse direction is not affected (No. 1). Also, by using different protocols for uplink and downlink, each wireless terminal can perform retransmission control independently for uplink and downlink in an autonomous distributed manner (No. 2). By making the multi-protocol in the uplink and downlink, it is not necessary to operate the same application at the same time, and it is possible to cope with different applications in the uplink and downlink, that is, different retransmission control (No. 3). . Further, it is not necessary to have the same transmission rate and the same modulation scheme in uplink and downlink (No. 4).

Claims (12)

第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムにおいて、
上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置は、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system that communicates via a path including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device,
A wireless communication system, wherein different protocols are applied to the route in the uplink direction and the downlink direction, and each of the wireless communication devices performs multi-hop communication with a protocol corresponding to the communication direction.
送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置は、同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。   Any one of the end wireless communication apparatuses and each relay wireless communication apparatus that are the transmission source transmits a retransmission function unit that tries to retransmit the same packet multiple times, and a wireless communication apparatus of the next hop further transmits to the wireless communication apparatus ahead The wireless communication system according to claim 1, further comprising: a retransmission stop function unit that stops retransmission when a received packet is received. 上記再送機能部は、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ規定時間以内に送信したか否かを確認し、既定時間を経過したことを条件にパケットを再送することを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。   The retransmission function unit confirms whether or not the next-hop wireless communication apparatus has further transmitted to the next wireless communication apparatus within a specified time, and retransmits the packet on condition that a predetermined time has elapsed. The wireless communication system according to claim 2. 上記再送機能部は、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ規定時間以内に送信したか否かを確認することなく、既定時間を経過したことを条件にパケットを再送することを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。   The retransmission function unit retransmits a packet on the condition that a predetermined time has elapsed without confirming whether or not the next-hop wireless communication device has transmitted to the next wireless communication device within a specified time. The wireless communication system according to claim 2. 第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置において、
上記無線通信システムは、上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用しており、
通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部を備える
ことを特徴とする無線通信装置。
A wireless communication device to which any one of the wireless communication devices that are elements of a wireless communication system that communicates via a path including the first end wireless communication device, the one or more relay wireless communication devices, and the second end wireless communication device In
The wireless communication system applies different protocols to the route in the upstream and downstream directions,
A wireless communication apparatus comprising a protocol selection function unit that executes multi-hop communication with a protocol according to a communication direction.
同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、
次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部と
を備えることを特徴とする請求項5に記載の無線通信装置。
A retransmission function unit that attempts to retransmit the same packet multiple times;
The wireless communication device according to claim 5, further comprising: a retransmission stop function unit that stops retransmission when the next-hop wireless communication device further receives a packet transmitted to a wireless communication device ahead of the next-hop wireless communication device.
上記再送機能部は、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ規定時間以内に送信したか否かを確認し、既定時間を経過したことを条件にパケットを再送することを特徴とする請求項6に記載の無線通信装置。   The retransmission function unit confirms whether or not the next-hop wireless communication apparatus has further transmitted to the next wireless communication apparatus within a specified time, and retransmits the packet on condition that a predetermined time has elapsed. The wireless communication apparatus according to claim 6. 上記再送機能部は、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ規定時間以内に送信したか否かを確認することなく、既定時間を経過したことを条件にパケットを再送することを特徴とする請求項6に記載の無線通信装置。   The retransmission function unit retransmits a packet on the condition that a predetermined time has elapsed without confirming whether or not the next-hop wireless communication device has transmitted to the next wireless communication device within a specified time. The wireless communication apparatus according to claim 6. 第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信方法において、
上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルを適用し、上記各無線通信装置が、通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信処理を行なうことを特徴とする無線通信方法。
In a wireless communication method for communicating via a path including a first end wireless communication device, one or more relay wireless communication devices, and a second end wireless communication device,
A wireless communication method, wherein different protocols are applied to the route in the uplink direction and the downlink direction, and each of the wireless communication devices performs multihop communication processing with a protocol corresponding to the communication direction.
送信元となるいずれかのエンド無線通信装置及び上記各中継無線通信装置は、同じパケットを複数回再送しようとすると共に、次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止することを特徴とする請求項9に記載の無線通信方法。   Any of the end wireless communication devices and the relay wireless communication devices that are the transmission sources try to retransmit the same packet a plurality of times, and the packets transmitted by the next-hop wireless communication device to further wireless communication devices The wireless communication method according to claim 9, wherein retransmission is stopped upon reception. 第1のエンド無線通信装置、1又は複数の中継無線通信装置及び第2のエンド無線通信装置を含む経路で通信する無線通信システムの要素であるいずれかの上記無線通信装置が該当する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
上記経路に対して、上り方向及び下り方向で異なるプロトコルが割り当てられている通信方向に応じたプロトコルでマルチホップ通信を実行させるプロトコル選択機能部として機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
A wireless communication device to which any one of the wireless communication devices that are elements of a wireless communication system that communicates via a path including the first end wireless communication device, the one or more relay wireless communication devices, and the second end wireless communication device The computer installed in
A wireless communication program that functions as a protocol selection function unit that executes multi-hop communication with a protocol corresponding to a communication direction to which different protocols are assigned in the uplink direction and the downlink direction for the route.
上記コンピュータをさらに、
同じパケットを複数回再送しようとする再送機能部と、
次ホップの無線通信装置がさらにその先の無線通信装置へ送信したパケットを受信したら、再送を停止する再送停止機能部と
して機能させることを特徴とする請求項11に記載の無線通信プログラム。
The above computer
A retransmission function unit that attempts to retransmit the same packet multiple times;
12. The wireless communication program according to claim 11, wherein when the next-hop wireless communication device receives a packet transmitted to a wireless communication device further ahead, the wireless communication device is caused to function as a retransmission stop function unit that stops retransmission.
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