JP2017188709A - Transmission device, transmission method, and transmission program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線信号を送信する送信装置、送信方法及び送信プログラムに関する。 The present invention relates to a transmission apparatus, a transmission method, and a transmission program for transmitting a radio signal.
IoT(Internet of Things)やAI(Artificial Intelligence)の技術革新によって、車・船舶・航空機等の移動体の半自動化・完全自動化が進んでいる。移動体の自動化、並びに移動体同士または移動体と人との間の協調作業、情報共有のためには、近接する移動体間の瞬間的な一対一又は一対多の通信が必要である(例えば、非特許文献1参照。)。
With the technological innovation of IoT (Internet of Things) and AI (Artificial Intelligence), semi-automated and fully-automated moving bodies such as cars, ships, and airplanes are progressing. In order to automate a mobile body, collaborative work between mobile bodies or between a mobile body and a person, information sharing requires instantaneous one-to-one or one-to-many communication between adjacent mobile bodies (for example, (Refer
非特許文献1の通信システムは、前方と後方の2つの指向性アンテナを備える通信装置を車両に搭載し、車両の前方から受信した信号は車両の後方へ、車両の後方から受信した信号は車両の前方に、片方向転送を行う。
The communication system of Non-Patent
任意の移動体間の意思疎通のためには、移動体の空間的位置関係を用いた柔軟な通信を行うことが好ましい。特に任意の方向に移動可能なドローンやロボットの場合、信号の転送の方向が定まらない。非特許文献1のシステムは、信号の転送の方向が前方又は後方だけであるため、任意の方向に移動可能な移動体には適用できない。
For communication between arbitrary mobile bodies, it is preferable to perform flexible communication using the spatial positional relationship of the mobile bodies. In particular, in the case of a drone or robot that can move in any direction, the direction of signal transfer is not determined. The system of Non-Patent
そこで、本発明は、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を可能にすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to enable communication between moving bodies that are movable in an arbitrary direction.
具体的には、本発明に係る送信装置は、
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出部と、
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備える。
Specifically, the transmission device according to the present invention is:
A position detector that acquires the absolute geographical position of the device;
A direction detection unit for detecting the direction;
A virtual beam determination unit that determines the aim and shape of a virtual beam that is an ideal beam radiated from an antenna, using the geographical position acquired by the position detection unit and the direction detected by the direction detection unit;
An antenna control unit for transmitting an antenna beam having an aim and a shape according to the virtual beam to the antenna;
Is provided.
具体的には、本発明に係る送信方法は、
自装置の絶対的な地理的位置を取得する位置検出ステップと、
方角を検出する方角検出ステップと、
前記位置検出ステップで取得した地理的位置及び前記方角検出ステップで検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定ステップと、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御ステップと、
を備える。
Specifically, the transmission method according to the present invention is:
A position detecting step for obtaining an absolute geographical position of the device;
A direction detecting step for detecting a direction;
A virtual beam determining step for determining the aim and shape of a virtual beam, which is an ideal beam radiated from an antenna, using the geographical position acquired in the position detecting step and the direction detected in the direction detecting step;
An antenna control step of causing the antenna to transmit an antenna beam having an aim and a shape corresponding to the virtual beam;
Is provided.
具体的には、本発明に係る送信プログラムは、本発明に係る送信方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。 Specifically, the transmission program according to the present invention is a program for causing a computer to execute each step included in the transmission method according to the present invention. The program may be recorded on a computer-readable recording medium.
本発明によれば、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を可能にすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, communication between the mobile bodies which can move to arbitrary directions can be enabled.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
(実施形態1)
図1に、本実施形態に係る通信システムの一例を示す。本実施形態に係る通信システムは、移動可能な移動体に搭載された複数の通信装置91を備える。移動体は任意であり、例えば、人又はロボットである。移動体の移動範囲は任意であり、例えば、自動車若しくは列車のように地上であってもよいし、ボート、ヨット又は潜水艦のように水上又は水中であってもよいし、ドローン、航空機、衛星又は探査機のように空中又は宇宙であってもよい。本実施形態に係る通信システムは、各通信装置91−1、91−2、・・・91−Nの協調動作のために、RCL(Relay Control Layer)を用いることが好ましい。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a communication system according to the present embodiment. The communication system according to the present embodiment includes a plurality of
図2に、通信装置91に備わる通信機能の階層構造の一例を示す。本実施形態における通信装置91の機能は、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの7階層、またはTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)モデルの4階層に新たに1つ新しい層(RCL:Relay Control Layer)を追加し、新規に追加したRCLの機能として実現する。RCLの上位層はTCP/IPモデルのインターネット層であっても、今後新たに登場する新規のネットワーク層/トランスポート層でもよい。ネットワークインタフェース層は、既存のWiFi(登録商標)やBlueTooth(登録商標)でもよいし、今後登場する新規のネットワークインタフェース層でもよい。RCLは、フレーム単位で転送、送受信の処理を行い、フレームに対して処理に必要な情報を付加することもできる。本実施形態に係る通信システムは、事前のルーティングを必要とせずブロードキャスト転送を基本とするが、ルーティングプロトコルと協調して動作し、ユニキャスト転送を行ってもよい。
FIG. 2 shows an example of a hierarchical structure of communication functions provided in the
通信装置91−1は、発信ノードとして機能し、フレームを送信する。通信装置91−2は、転送ノードとして機能し、受信したフレームを転送する。通信装置91−3は、宛先ノードとして機能し、フレームを受信する。発信ノード及び転送ノードは、フレームを送信する際は送信ノードとして機能する。転送ノード及び宛先ノードは、フレームを受信する際は受信ノードとして機能する。各通信装置91は、送信ノードとして機能する際、フレームを送信する方角をフレームごとに決定し、その方角にフレームを送信する。
The communication device 91-1 functions as a transmission node and transmits a frame. The communication device 91-2 functions as a transfer node and transfers the received frame. The communication device 91-3 functions as a destination node and receives a frame. The transmission node and the forwarding node function as a transmission node when transmitting a frame. The forwarding node and the destination node function as a receiving node when receiving a frame. When each
各通信装置91は固有のノードIDを有し、各フレームは固有のフレームIDを有する。ノードIDは、各通信装置91に固有な任意の識別情報であり、例えばMACアドレスである。フレームIDは、各フレームに固有な任意の識別情報であり、例えばシーケンス番号である。フレームIDは、発信ノードのノードIDと発信ノードで作成されたシーケンス番号の組み合わせであってもよい。
Each
発信ノードは、自装置のノードID、シーケンス番号をフレームに含める。発信ノードは、さらに、自装置の位置を示す発信位置をフレームに含めてもよいし、フレームを送信した時刻を示す発信時刻をフレームに含めてもよい。 The source node includes the node ID and sequence number of its own device in the frame. The transmission node may further include a transmission position indicating the position of the own device in the frame, or may include a transmission time indicating the time when the frame is transmitted in the frame.
転送ノードは、自装置のノードIDをフレームに含める。転送ノードは、フレーム送信時の自装置の位置を示す送信位置をフレームに含めてもよい。転送ノードは、転送履歴をフレームに含めてもよい。転送履歴は、例えば、ホップ数又は転送経路長である。 The forwarding node includes the node ID of its own device in the frame. The forwarding node may include a transmission position indicating the position of the own device at the time of frame transmission in the frame. The forwarding node may include the forwarding history in the frame. The transfer history is, for example, the number of hops or the transfer route length.
図3に、本実施形態に係る通信装置の構成例を示す。本実施形態に係る通信装置91は、位置検出部11、方角検出部12、RCLは内部に仮想ビーム決定部31、アンテナ制御部32、フレーム生成部33、受信処理部34を備える。ネットワークインタフェース層は、内部に送信アンテナ14、受信アンテナ15、を備える。
FIG. 3 shows a configuration example of the communication apparatus according to the present embodiment. The
通信装置91は、コンピュータを、通信装置91に備わる各機能として機能させることで実現してもよい。この場合、通信装置91内のCPU(不図示)が、記憶部(不図示)に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、各構成を実現する。
The
位置検出部11は、自装置の絶対的な地理的位置を取得し、位置情報を出力する。取得方法は任意であり、例えば、衛星測位システムを用いることができる。方角検出部12は、例えば地磁気センサ、加速度センサ又は方位センサであり、方角を検出し、方角情報を出力する。
The
フレーム生成部33は、通信装置91の送信するフレームを生成する。フレームは、RCLで処理されるRCLフレームであることが好ましい。送信アンテナ14は、アンテナ制御部32からの制御に従って、無線信号を送信する。受信アンテナ15は、無線信号を受信する。受信処理部34は、フレームを受信する。
The
図4に、送信アンテナ14の一例を示す。送信アンテナ14A〜14Dは、通信装置91に対して特定の方向に指向性を有し、ビームフォーミングの可能なアンテナであることが好ましい。通信装置91と送信アンテナ14A〜14Dの接続は固定であることから、いつ、どこで、どのアンテナがどの方向を向いているかを検知することができる。受信アンテナ15は、送信アンテナ14と同様に、通信装置91に対して特定の方向に指向性を有していてもよい。また送信アンテナ14及び受信アンテナ15は共通のアンテナであってもよい。
FIG. 4 shows an example of the
なお、送信アンテナ14A〜14Dの間に遮蔽板を設置することが好ましい。また送信アンテナ14は、4本に限らず、2本、6本、8本などの任意の本数であってもよい。例えば、仮想ビームBIの宛先方角に応じてアンテナビームBAの方向が可変な送信アンテナ14であれば、送信アンテナ14の本数を1本にすることもできる。また、アンテナ14A〜14Dが指向性を有する方向は、水平方向に限らず、図5に示すように、垂直方向であってもよい。
In addition, it is preferable to install a shielding plate between the
仮想ビーム決定部31は、方角情報を用いて、送信アンテナ14がどの方角を向いているのかを検出する。そして、仮想ビーム決定部31は、位置情報及び方角情報を用いて、仮想ビームの照準及び形状を決定する。仮想ビームは、送信アンテナ14から放射する理想的なビームである。アンテナ制御部32は、フレーム生成部33の生成したフレームを、送信アンテナ14に送信させる。このとき、各送信アンテナ14から送信されるアンテナビームが、仮想ビームに応じた照準及び形状を有するように、各送信アンテナ14を制御する。これにより、通信装置91は、通信装置が回転したり、移動したりしても、特定の絶対的な宛先方角に向けて、フレームを送信することができる。
The virtual
このように、通信装置91は、アンテナビームを特定の宛先方角に放射する。このため、送信アンテナ14は、アンテナビームの照準及び形状が可変な指向性を有するアンテナであることが好ましい。また、通信装置91は、特定の絶対的な宛先方角に向けてフレームを送信するため、通信装置91同士の電波干渉を抑制しつつ、任意の方向に移動可能な移動体間の意思疎通を行うことができる。
Thus, the
図4に、仮想ビームとアンテナビームの一例を示す。送信アンテナ14A〜14Dの各アンテナビームの照準がそれぞれ北東、南東、南西、北西であり、仮想ビームBIの照準SIが北北東であり、仮想ビームBIのビーム形状を示す角度θIが135°である場合、送信アンテナ14A及び14DがアンテナビームBAを放射する。このとき、送信アンテナ14Dは、仮想ビームBIと重複する範囲のみにアンテナビームBAを出力することが好ましい。また、送信すべき宛先方角を最もカバーしている送信アンテナ14AのみがアンテナビームBAを出力してもよい。
FIG. 4 shows an example of a virtual beam and an antenna beam. NE sight of each antenna beam of the transmitting
仮想ビームの照準は任意であり、例えば、座標であってもよいし、方向であってもよい。座標は、例えば図5に示すような、南南東157.5°かつ距離200mや、上45°かつ200mなどの、方向及び自装置からの距離である。座標は、例えば、北緯35°42’18’’,東経139°44’13’’,高度1mなどの、緯度、経度及び高度の組み合わせである。方向は、例えば、南南東157.5°かつ上45°などの水平方向及び垂直方向の指定であってもよい。 The aim of the virtual beam is arbitrary, and may be, for example, a coordinate or a direction. The coordinates are, for example, a direction and a distance from the own device such as 157.5 ° south-southeast and a distance of 200 m and 45 ° above and 200 m as shown in FIG. The coordinates are, for example, a combination of latitude, longitude, and altitude, such as north latitude 35 ° 42'18 '', east longitude 139 ° 44'13 '', and altitude 1 m. The direction may be specified in the horizontal direction and the vertical direction such as 157.5 ° south-southeast and 45 ° above.
仮想ビームの形状は任意であり、例えば、球状又は楕円球状又はこれらの一部である。球状又は楕円球状の一部の場合、仮想ビームBIの形状は、照準SIの座標と自装置と照準SIとの直接の周りで球面を切り取る角度θIでありうる。ただし、後述するように、仮想ビームBIの形状は、送信アンテナ14の形成し易い任意の形状にすることができる。その場合、仮想ビームBIの形状は、角度θIに代えて、送信アンテナ14に応じた任意のパラメータとなる。
The shape of the virtual beam is arbitrary, and is, for example, spherical or elliptical spherical or a part thereof. For some spherical or spheroidal shape of the virtual beam BI is may be at an angle theta I cut a spherical surface around the direct and coordinate the own apparatus and the sight S I of the aiming S I. However, as will be described later, the shape of the virtual beam BI can be any shape that facilitates the formation of the
以上説明したように、各通信装置91は、フレームを送信する際に、仮想ビームBIを決定し、これに応じてアンテナビームBAを放射する。このため、本実施形態に係る通信装置91及びこれを用いた通信システムは、自装置の位置と通知メッセージをリレーする方向を絶対座標で認識して動作することができる。
As described above, each
(実施形態2)
本実施形態に係る通信装置91は、宛先空間AAに向けてフレームを送信する。仮想ビーム決定部31は、フレームの宛先を示す宛先空間AAに基づいて、仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定する。
(Embodiment 2)
宛先空間AAは、宛先の座標から決定することができる。座標は、例えば、緯度、経度及び高度の組み合わせである。宛先空間AAは、3次元空間を構成する複数の座標を含んでいてもよい。3次元空間の形状は、通信システムが利用される環境に応じた任意の形状とすることができ、例えば、方形、球、楕円球、コーン形状又はこれらの組み合わせが例示できる。例えば、部屋などの閉じた空間であれば、3次元空間の形状は方形となりうる。宛先空間AAは、宛先ノードのノードIDから決定してもよい。この場合、宛先ノードのノードIDから、宛先ノードが位置する空間を導出し宛先空間AAとする。宛先空間AAは、宛先の座標又は宛先ノードの周囲の空間を含んでいてもよい。宛先空間AAは、さらに時間に基づいて決定されてもよい。時間に基づいて決定する例として、電車の車両を宛先空間としたい場合、電車の運行状況と現在時刻に基づいて宛先空間AAを決定する。 The destination space A A can be determined from the coordinates of the destination. The coordinates are, for example, a combination of latitude, longitude, and altitude. The destination space A A may include a plurality of coordinates constituting the three-dimensional space. The shape of the three-dimensional space can be any shape according to the environment in which the communication system is used, and examples thereof include a square shape, a sphere shape, an elliptic sphere shape, a cone shape, and a combination thereof. For example, in a closed space such as a room, the shape of the three-dimensional space can be a square. The destination space A A may be determined from the node ID of the destination node. In this case, the node ID of the destination node, derives a spatial the destination node is located destined space A A. The destination space A A may include the coordinates of the destination or the space around the destination node. The destination space A A may be further determined based on time. As an example of determination based on time, when it is desired to use a train vehicle as the destination space, the destination space AA is determined based on the train operation status and the current time.
通信装置91が宛先空間AAに向けてフレームを送信するため、実施形態に係る通信システムは、宛先空間AAへの情報配信を行うことができる。送信ノードが宛先空間AA外のとき、フレームを宛先空間AAまで効率よく転送することができる。これにより、一定エリア内で利用可能なクーポンをエリアに近づく通信装置に配布したり、エリア内のサイネージに配布したりすることが可能になる。また送信ノードが宛先空間AA内のときには、フレームを宛先空間AA内に一様に過不足なく行きわたらせることができる。これにより、同一エリア内を移動するロボット同士の存在周知を行うことができる。宛先空間AAは、自装置に対する宛先方角であってもよい。車やドローンなどが進行方向に発するアラート等に適用できる。特に交差点やカーブで有用である。
Since the
図6に、アンテナビームBAが宛先空間AAに到達しない場合の仮想ビームBIの一例を示す。仮想ビームBIの照準SIが通信装置91と宛先空間AA内に位置する点を結ぶ直線上の座標であり、仮想ビームBIの形状を示す角度θI内に宛先空間AAを含む。宛先空間AA内に位置する点は、宛先空間AA内に位置する1以上の任意の点とすることが可能であり、例えば、宛先空間AAの中心に位置する点PRCであってもよいし、宛先空間AAの端部に位置する点PREであってもよい。
6 shows an example of a virtual beam BI when the antenna beam BA does not reach the destination space A A. The coordinates of the straight line connecting the point sight S I of the virtual beam BI is located in the
図7に、アンテナビームBAが宛先空間AAに到達する場合の仮想ビームBIの一例を示す。仮想ビームBIの照準SIが宛先空間AA内の座標であり、仮想ビームBIの形状が球であり、球を切り取る角度θI内に宛先空間AAを含む。通信装置91から宛先空間AAまでの距離RIが既知の場合、仮想ビーム決定部31は、仮想ビームBIの照準SI及び形状に加え、さらに仮想ビームBIの距離DIを決定してもよい。
Figure 7 shows an example of a virtual beam BI when the antenna beam BA reaches the destination space A A. The aim S I of the virtual beam BI is a coordinate in the destination space A A , the shape of the virtual beam BI is a sphere, and the destination space A A is included in an angle θ I for cutting the sphere. When the distance R I from the
ここで、仮想ビームBIの形状を示す角度θIは、発信ノードの発信位置からの距離によって異なってもよい。例えば、通信装置91が周回衛星である場合、地球から遠い衛星ほど周回速度が速い。この場合、図8に示すように、通信装置91−1の角度θI−1、通信装置91−2の角度θI−2、通信装置91−3の角度θI−3の順に、角度が大きくなることが好ましい。これにより、高度の高い周回衛星であっても受信確率を向上することができる。なお、発信ノードの発信位置からの距離は、直線距離に限らず、発信ノードからのホップ数であってもよいし、発信ノードからの転送経路長であってもよいし、発信ノードの発信時刻から現在時刻までの経過時間であってもよい。
Here, the angle θ I indicating the shape of the virtual beam BI may be different depending on the distance from the transmission position of the transmission node. For example, when the
仮想ビームBIの形状を示す角度θIは、宛先空間AAから自装置までの距離によって異なってもよい。例えば、宛先空間AAが大きい場合、複数の転送ノードを用いて宛先空間AAに転送する必要がある。この場合、図9に示すように、宛先空間AAから自装置までの距離が短いほど仮想ビームBIの形状を示す角度θIを大きくする。具体的には通信装置91−1の角度θI−1、通信装置91−2の角度θI−2、通信装置91−3,91−4の角度θI−3,θI−4の順に、角度が大きくなることが好ましい。これにより、宛先空間AAが大きい場合であっても、宛先空間AA内の全域にフレームを転送することができる。なお、宛先空間AAから自装置までの距離は、直線距離に限らず、宛先空間から自装置までのホップ数であってもよいし、宛先空間から自装置までの転送経路長であってもよいし、現在時刻から予め定められた制限時刻までの残り時間であってもよい。宛先空間AA内の宛先ノードの受信可能な電波の方向が限定されている場合においても有効である。 The angle θ I indicating the shape of the virtual beam BI may be different depending on the distance from the destination space A A to the own apparatus. For example, when the destination space A A is large, it is necessary to transfer to the destination space A A using a plurality of transfer nodes. In this case, as shown in FIG. 9, the angle θ I indicating the shape of the virtual beam BI is increased as the distance from the destination space A A to the own apparatus is shorter. Specifically, the angle θ I −1 of the communication device 91-1, the angle θ I -2 of the communication device 91-2, the angles θ I −3 and θ I −4 of the communication devices 91-3 and 91-4 are in this order. The angle is preferably increased. Thus, even when the destination space A A is large, it is possible to transfer the frame to the whole area in the destination space A A. Note that the distance from the destination space A A to the own device is not limited to the linear distance, and may be the number of hops from the destination space to the own device, or the transfer path length from the destination space to the own device. Alternatively, the remaining time from the current time to a predetermined time limit may be used. It is also effective when the receivable radio waves in the direction of the destination node in the destination space A A is limited.
なお、仮想ビームBIの形状は球や楕円球に限らず異なる形状の立体であってもよい。例えば、図10に示すように、円柱(楕円柱)を切り取った形状であってもよい。この場合、仮想ビームBIの形状は、高さHIを含む。 Note that the shape of the virtual beam BI is not limited to a sphere or an elliptical sphere, and may be a solid having a different shape. For example, as shown in FIG. 10, the shape which cut off the cylinder (elliptical pillar) may be sufficient. In this case, the shape of the virtual beam BI includes the height H I.
図11に、通信装置91が宛先空間AAの端点に接する場合の仮想ビームBIの一例を示す。図12に、通信装置91が宛先空間AAの一面に接する場合の仮想ビームBIの一例を示す。通信装置91が宛先空間AAの端点又は一面に接する場合、仮想ビームBIの照準SIは宛先空間AA内の座標であり、仮想ビームBIの形状を示す角度θI内に宛先空間AAを含む。図では、角度θIの一例として、水平面であるxy平面における角度θIxy、高さ方向を含むxz平面における角度θIxz、高さ方向を含むyz平面における角度θIyzのうちのxz平面についてのみ示した。図11に示すように宛先空間AAが直方体であり、直方体の頂点に通信装置91が位置する場合、仮想ビームBIの形状は、宛先空間AAを含む最小の球面の一部である1/8球面であり、度θIxy、角度θIxz及び角度θIyzは90°である。また図12に示すように宛先空間AAが直方体であり、直方体の面上に通信装置91位置する場合、角度θIxyは360°であり、角度θIxz及び角度θIyzは180°である。
11 shows an example of a virtual beam BI when the
図10〜図12では仮想ビームBIの形状が角度θIで定められる例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、屋内、道路上等を想定すると、図13に示すように、仮想ビームBIは、多面体となりうる。この場合、宛先空間AAの形状が特定できるよう、仮想ビームBIの形状は、宛先空間AAを構成する線又は面に配置される1以上の参考点PRを含む。仮想ビームBIが直方体の場合、仮想ビームBIの形状は、例えば、照準SIと参考点PR2点の座標である。 10 to 12 in the virtual beam BI shape is an example defined by the angle theta I, but the present embodiment is not limited thereto. For example, assuming indoors, roads, etc., the virtual beam BI can be a polyhedron as shown in FIG. In this case, to be able to identify the shape of the destination space A A, the shape of the virtual beam BI comprises one or more reference points P R which is arranged in line or plane comprises the destination space A A. When the virtual beam BI is a rectangular parallelepiped, the shape of the virtual beam BI is, for example, the coordinates of the reference point P R 2 points and sighting S I.
また、仮想ビーム決定部31は、宛先空間AAの形状をそのまま仮想ビームBIの形状としてもよい。また、図11〜図13では宛先空間AAが直方体(立方体)である例を示したが、宛先空間AAの形状は任意である。例えば、円柱、楕円柱、球、楕円球であってもよい。
The virtual
また、図11〜図13では通信装置91が宛先空間AAに接する例を示したが、通信装置91は宛先空間AA内に位置していてもよい。この場合、仮想ビームBIの照準SIを全方位又は∞とし、宛先空間AA内に一様に過不足なく行きわたらせることが好ましい。例えば、仮想ビームBIの形状が角度θIで定められる場合、仮想ビームBIの形状を球形とする。宛先空間AAがアンテナビームBAの到達範囲内である場合、球の半径RIは、仮想ビームBIが宛先空間AAを含む最小の球となるように定めることが好ましい。
Further, the
また、仮想ビーム決定部31は、宛先空間AAの形状をそのまま仮想ビームBIの形状としてもよい。例えば、仮想ビームBIの形状が立方体の場合、仮想ビームBIの形状は、照準SIと参考点PR2点の座標を用いて特定する。
The virtual
なお、図12では仮想ビームBIの中心に自装置である通信装置91が配置される例を示した、仮想ビームBIに対する通信装置91の位置は任意である。この場合、図13と同様に、自装置に代わり中心点となる参考点PRを別途指定する。
Note that FIG. 12 illustrates an example in which the
(実施形態3)
本実施形態に係る通信装置91は、自装置の周囲に位置するノードに応じた宛先方角にフレームを送信する。図14に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置91はノード検出部41を備える。ノード検出部41は、自装置である通信装置91の周囲に位置するノード92を検出する。仮想ビーム決定部31は、ノードの位置に基づいて、仮想ビームの照準SI及び形状を決定する。
(Embodiment 3)
The
ノードの検出方法は任意である。例えば、以下が例示できる。
(1)通常のフレームを利用する。例えば、各ノードは、自装置のノードIDをフレームに含める。ノードの位置は、フレーム内に送信元の位置(GPS値:緯度、経度、高度を含む)を含めてもよいし、受信したフレームの電波強度から距離を推定してもよいし、受信したフレームの方向を推定可能なアンテナからの情報を利用してもよい。位置は、最新版を利用してもよいし、一定期間の平均値を利用してもよい。
The node detection method is arbitrary. For example, the following can be illustrated.
(1) Use a normal frame. For example, each node includes the node ID of its own device in the frame. The position of the node may include the position of the transmission source (including the GPS value: latitude, longitude, and altitude) in the frame, may estimate the distance from the radio field intensity of the received frame, or may receive the received frame Information from an antenna that can estimate the direction of the signal may be used. The latest version may be used as the position, or an average value for a certain period may be used.
(2)各リンクが保持している情報を利用する。例えば、WiFiでは、Beacon受信状況により隣接ノード情報を保持しているので、その情報を取得して利用する。 (2) Use information held by each link. For example, in WiFi, adjacent node information is held depending on the Beacon reception status, and the information is acquired and used.
(3)ノード検出用のフレームを利用する。例えば、各ノードがノード検出用のフレームを定期的に送信し、その受信状況に基づいて周辺のノードを検出する。ノード検出用のフレームに含まれる情報は(1)の方法と同様である。 (3) Use a frame for node detection. For example, each node periodically transmits a node detection frame, and detects neighboring nodes based on the reception status. The information included in the node detection frame is the same as the method (1).
図15及び図16に、仮想ビームBIの第1例及び第2例を示す。仮想ビームBIの第1例は、ノード92の位置に合わせた仮想ビームBIの照準SI−1、SI−2及び角度θI−1、θI−2となっている。仮想ビームBIの第2例は、ノード92の空間的分布に合わせた仮想ビームBIの照準SI及び角度θIとなっている。仮想ビームBIの形状は、例えば、ノード92の密度の高い領域のみが含まれるような形状である。
15 and 16 show a first example and a second example of the virtual beam BI. In the first example of the virtual beam BI, the aiming S I −1 and S I −2 and the angles θ I −1 and θ I −2 of the virtual beam BI aligned with the position of the
図17に、仮想ビームBIの第3例を示す。仮想ビームBIの第3例は、転送元のノード93を避けた仮想ビームBIの照準SI及び角度θIとなっている。この場合、仮想ビーム決定部31は、ノード検出部41の検出したノードにフレームの転送元のノード93が含まれているか否かを判定し、ノードのなかに転送元のノード93が存在する場合、仮想ビームBIの領域内にノード93が含まれないよう、仮想ビームBIの形状を決定する。無駄な電波の放出を抑え、消費電力削減、電波干渉の回避が期待できる。
FIG. 17 shows a third example of the virtual beam BI. In the third example of the virtual beam BI, the aim S I and the angle θ I of the virtual beam BI avoiding the
図15〜図17では仮想ビームBIの形状が自装置と照準との直接の周りで球面を切り取る図6及び図7に示すような角度θIである場合を示すが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、実施形態2において説明したように、球面を切り取った形状でない他の形状との組み合わせであってもよい。 FIGS. 15 to 17 show a case where the shape of the virtual beam BI is an angle θ I as shown in FIGS. 6 and 7 in which the spherical surface is cut directly around the own apparatus and the aim, but this embodiment is not limited to this. It is not limited. For example, as described in the second embodiment, a combination with another shape that is not a shape obtained by cutting off the spherical surface may be used.
また、仮想ビームBIの宛先方角は、宛先空間AAとは反対の方角であってもよい。ノードが存在しない場合、宛先方角への電波発射が許可されていない場合などに、迂回路を探し出すことができる。 Further, the destination direction of the virtual beam BI may be opposite the direction to the destination space A A. When the node does not exist or when radio wave emission to the destination direction is not permitted, a detour can be found.
また、仮想ビーム決定部31は、ノード検出部41の検出したノードのなかから所定の条件をみたすものを選択し、選択したノードのみが含まれるように仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定してもよい。所定の条件は、例えば、過去の通信成功度を管理し、通信成功度の高いノードのみを選択する方法がある。また、各ノード92の移動速度が遅いノードのみを選択する方法がある。各ノード92の電池残量が多いノードのみを選択する方法がある。各ノード92の演算処理負荷が低いノードのみ選択する方法がある。自通信装置91が対応可能な無線方式チャネル等のパラメータを持つノードのみを選択する方法がある。これらの方法でノードを選択することで、本実施形態に係る通信装置91は、電波干渉を抑制しつつ、より確実に転送可能なノードに対してフレームを送信することができる。
The virtual
(実施形態4)
本実施形態に係る通信装置91は、フレームの到来方角に応じた宛先方角にフレームを送信する。図18に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置91は到来方角検出部42を備える。到来方角検出部42は、受信アンテナ15がフレームを受信すると、方角検出部12からの方角情報を用いて当該フレームが到来した到来方角を検出する。仮想ビーム決定部31は、到来方角検出部42の検出した到来方角に基づいて、仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定する。
(Embodiment 4)
The
受信アンテナ15が図4に示す14A〜14Dのように配置されており、14Aのみがフレームを受信した場合、到来方角検出部42は、14Aの方角を到来方角として検出する。到来方角は、14Aの中心角CAの方角であってもよいし、アンテナビームBAの全範囲の方角であってもよい。
When the receiving
図19〜図21に、仮想ビームBIの第1例〜第3例を示す。図19に示した仮想ビームBIの第1例では、仮想ビーム決定部31が、ノード93の位置する到来方角とは反対方向を、仮想ビームBIの照準SIに決定する。これにより、中継効果が得られる。図20に示した仮想ビームBIの第2例では、仮想ビーム決定部31が、ノード93の位置する到来方角を除く範囲を、仮想ビームBIの形状に決定する。これにより、拡散効果が得られる。図21に示した仮想ビームBIの第3例では、仮想ビーム決定部31が、同一水平面上に配置されていたノード93とは垂直な垂直面方向を、仮想ビームBIの照準SIに決定する。これにより、中継面の転換を行うことができる。
19 to 21 show first to third examples of the virtual beam BI. In a first example of a virtual beam BI shown in FIG. 19, the virtual
(実施形態5)
本実施形態に係る通信装置91は、電波環境に応じた宛先方角にフレームを送信する。図22に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置91は電波環境検出部44を備える。電波環境検出部44は、自装置である通信装置91の周囲の電波使用状況を把握する。仮想ビーム決定部31は、電波環境検出部44の検出した電波環境に基づいて、仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定する。
(Embodiment 5)
The
図23に、仮想ビームBIの一例を示す。同一周波数チャネルを利用する電波発生源94が存在する場合、仮想ビーム決定部31は、電波発生源94を含まないように、仮想ビームBIの照準SI及び角度θIを決定する。電波発生源94は、ノードに限らず、電波の到来方向であってもよい。
FIG. 23 shows an example of the virtual beam BI. When there is a radio
仮想ビーム決定部31は、宛先方角に電波発生源が存在する場合は、電波発生源94を含むように、仮想ビームBIの照準SI及び角度θIを決定してもよい。電波発生源に向けて送信することで、受信確度を上げる効果がある。また電波発生源94の方角に送信する場合、仮想ビームBIの角度θIを狭め、仮想ビームBIの距離DIを長くとることで、同様に受信確度を向上することができる。
The virtual
(実施形態6)
本実施形態に係る通信装置91は、自装置の高度に応じた宛先方角にフレームを送信する。例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、位置検出部11が自装置の高度を検出する。仮想ビーム決定部31は、自装置の高度に基づいて、仮想ビームの照準SI及び形状を決定する。
(Embodiment 6)
The
例えば、位置検出部11が飛行中であることを示す高度を検出した場合、仮想ビーム決定部31は、図5に示す下−90°を、仮想ビームBIの照準SIに決定する。一方、位置検出部11が地上を走行中であることを示す高度を検出した場合、仮想ビーム決定部31は、図5に示す水平0°を、仮想ビームBIの照準SIに決定する。これにより、空中に位置する場合は地上に向けてフレームを送信し、地上の場合は地上に向けてフレームを送信することができる。
For example, when the
(実施形態7)
本実施形態に係る通信装置91は、自装置の周辺の情報に応じた宛先方角にフレームを送信する。図24に、本実施形態に係る通信装置の一例を示す。本実施形態に係る通信装置91は情報取得部45を備える。情報取得部45は、自装置の周辺の情報を取得する。仮想ビーム決定部31は、当該情報に基づいて、仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定する。自装置の周辺の情報は、例えば、地図情報又は電波環境情報である。
(Embodiment 7)
The
図25に、仮想ビームBIの一例を示す。自装置の周囲に電波を妨害する障害物95が存在する場合、仮想ビーム決定部31は、障害物95を避けるように、仮想ビームBIの照準SI及び角度θIを決定する。障害物95は、例えば、ビルなどの構造物、電波を共用する他の通信システムの通信領域である。時刻によって障害物95の有無が変わる場合、自装置の周辺の情報として、時間の情報が含まれていてもよい。
FIG. 25 shows an example of the virtual beam BI. When there is an
(実施形態8)
本実施形態に係る通信装置91は、自装置の電池残量に応じた宛先方角、範囲にフレームを送信する。例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、仮想ビーム決定部31が自装置の電池残量を取得する。仮想ビーム決定部31は、自装置の電池残量に基づいて、仮想ビームの照準及び形状を決定する。
(Embodiment 8)
The
例えば、電池残量が多い場合は角度θIを広くし、電池残量が少ない場合は角度θIを狭くする。角度θIを狭くすることで、図4に示す送信アンテナ14A〜14Dのうちの稼働させるアンテナの数を減らすことができる。これにより、消費電力を低減することができる。またビームフォーミング可能なアンテナであれば、範囲が狭まるとアンテナの出力電力も抑えられ、消費電力の削減効果がある。電池残量が多い場合は仮想ビームBIの距離DIを長くし、電池残量が少ない場合は仮想ビームBIの距離DIを短くしてもよい。
For example, when the battery remaining amount is large to widen the angle theta I, if the battery level is low to narrow the angle theta I. By narrowing the angle theta I, it is possible to reduce the number of antennas to operate one of the transmit
(実施形態9)
本実施形態に係る通信装置91は、無限のフレームの転送を防ぐための機能を有する。以下、図26を参照しながら説明する。図26は、発信ノードとして機能する通信装置91−1から送信されたフレームが、通信装置91−4及び91−5、通信装置91−6で順に転送され、宛先空間AAに位置する通信装置91−9及び91−10で受信される例を示す。
(Embodiment 9)
The
例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、フレームが保存期限を含む。通信装置91−1において、フレーム生成部33が、保存期限をフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6において、受信処理部34は、フレームから保存期限を読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、フレームの受信時刻が保存期限内である場合に、仮想ビームBIの照準及び形状を決定する。通信装置91−9、91−10においてフレームの受信時刻が保存期限を過ぎている場合、通信装置91−9、91−10はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
For example, the
例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、フレームがフレームの生成地点である発信位置を含む。通信装置91−1において、フレーム生成部33は、位置検出部11の検出した位置を発信位置としてフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信処理部34は、フレームから発信位置を読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、位置検出部11の取得した地理的位置が発信位置から設定された範囲内である場合に、仮想ビームBIの照準及び形状を決定する。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置91−9、91−10において位置検出部11の取得した地理的位置が発信位置から設定された範囲外である場合、通信装置91−9、91−10はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
For example, the
例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、フレームが宛先空間AAを含む。通信装置91−1において、フレーム生成部33は、宛先空間AAをフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信処理部34は、フレームから宛先空間AAを読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、位置検出部11の取得した地理的位置が宛先空間AAを基点として設定された範囲内である場合に、仮想ビームBIの照準及び形状を決定する。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置91−9、91−10において位置検出部11の取得した地理的位置が宛先空間AAを基点として設定された範囲外である場合、通信装置91−9、91−10はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
For example, a configuration similar to that of the
例えば、通信装置91が図3と同様の構成を備え、フレームが残り可能ホップ数を含む。通信装置91−1において、フレーム生成部33は、残り可能ホップ数をフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信処理部34は、フレームから残り可能ホップ数を読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、残り可能ホップ数が1以上の場合に、仮想ビームの照準及び形状を決定する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、アンテナ制御部32は、フレームに含まれる残り可能ホップ数が1つ減らされたフレームを、送信アンテナ14に送信させる。通信装置91−9、91−10において残り可能ホップ数が1未満の場合、通信装置91−9、91−10はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
For example, the
例えば、通信装置91がさらに距離算出部(不図示)を備え、フレームが転送経路長を含む。転送経路長は、フレームの生成地点である発信位置から送信ノードまでの転送経路長である。通信装置91−1において、フレーム生成部33は、位置検出部11の取得した位置情報を、転送経路長としてフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信処理部34は、フレームから転送経路長を読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、距離算出部(不図示)は、受信アンテナ15が受信したフレームの送信元である送信ノードから自装置までの距離を算出する。例えば、通信装置91−6は、通信装置91−4から通信装置91−6までの距離を算出する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、距離算出部(不図示)の算出した距離を転送経路長に加算した総転送経路長が設定された範囲内である場合に、仮想ビームの照準及び形状を決定する。ここで、この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、アンテナ制御部32は、フレームに含まれる転送経路長が総転送経路長に更新されたフレームを、送信アンテナ14にフレームを送信させる。通信装置91−9、91−10において距離算出部(不図示)の算出した距離を転送経路長に加算した総転送経路長が設定されたしきい値以上である場合、通信装置91−9、91−10はフレームを送信しない。このため、無限のフレームの転送を防ぐことができる。
For example, the
(実施形態10)
本実施形態に係る通信装置91は、不要な転送を防ぐための機能を有する。以下、図26及び図27を参照しながら説明する。
(Embodiment 10)
The
例えば、2回以上同じフレームを送信しない。この場合の通信装置91の装置構成は図3と同様である。図27に示すように、通信装置91−1において、フレーム生成部33は、自装置のノードIDをフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9において、仮想ビーム決定部31は、ノードIDのなかに自装置のノードIDが含まれない場合、仮想ビームの照準及び形状を決定する。一方、通信装置91−4、91−5、91−6、91−9において、仮想ビーム決定部31は、ノードIDのなかに自装置のノードIDが含まれる場合、仮想ビームの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。例えば、通信装置91−6において通信装置91−9からのフレームを受信すると、ノードIDのなかに自装置のノードIDが含まれるため、通信装置91−6はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
For example, the same frame is not transmitted more than once. The device configuration of the
例えば、同じフレームは2回以上同一方位に送信しない。この場合の通信装置91の装置構成は、図3の構成にさらに送信履歴記憶部(不図示)を備える。図26に示すように、通信装置91−1において、フレーム生成部33は、フレームIDをフレームに含める。通信装置91−1、91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、送信履歴記憶部(不図示)は、自装置が送信したフレームIDを、フレームのアンテナビームBAの照準SA及び形状と共に記憶する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、仮想ビームBIの照準SI及び形状を決定したフレームIDと同一のフレームIDが送信履歴記憶部(不図示)に記憶されているか否かを照合し、記憶されている場合はフレームIDの共通するアンテナビームの照準及び形状を読み出し、アンテナビームの照準及び形状が仮想ビームの照準及び形状と重複するか否かを判定する。そして、通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、仮想ビームBIの照準及び形状が送信履歴記憶部(不図示)に記憶されているアンテナビームBAの照準SA及び形状と重複しない場合、仮想ビームBIの照準及び形状を決定する。一方、通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、仮想ビームBIの照準及び形状が送信履歴記憶部(不図示)に記憶されているアンテナビームBAの照準SA及び形状と重複する場合、仮想ビームBIの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。例えば、通信装置91−6において、91−4からフレームを受信した時に送信履歴記憶部(不図示)に記憶したアンテナビームBAの照準SA及び形状と、91−5からフレームを受信した時に決定した仮想ビームBIの照準及び形状が重複する場合、通信装置91−6はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
For example, the same frame is not transmitted more than once in the same direction. The device configuration of the
例えば、フレームを転送する際、そのフレームを受信済みのノード以外に周辺にノードが存在しない場合、送信しない。この場合の通信装置91の装置構成は図14と同様である。図26に示すように、通信装置91−1において、フレーム生成部33は、フレームの経由した各通信装置のノードIDとして、自装置のノードIDをフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信処理部34は、ノードIDをフレームから読み出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、受信処理部34から取得したノードIDのなかにノード検出部41の検出したノードIDのすべてが含まれている場合、仮想ビームBIの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。例えば、通信装置91−9において、ノード検出部41が通信装置91−6を検出し、受信したフレームにノード検出部41が検出した通信装置の全てのノードID(91−6)が含まれているため、通信装置91−9はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
For example, when a frame is transferred, if there are no nodes in the vicinity other than the node that has received the frame, the frame is not transmitted. The device configuration of the
例えば、同じフレームを送信元に戻さない。この場合の通信装置91の装置構成は、図14の構成にさらに受信履歴記憶部(不図示)を備える。図26に示すように、通信装置91−1において、フレーム生成部33は、自装置のノードIDをフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、受信履歴記憶部(不図示)は、受信したフレームIDと送信元の送信ノードのノードIDを記憶する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、受信履歴記憶部(不図示)を参照してフレームIDと紐付されているノードIDを受信履歴記憶部(不図示)から抽出し、抽出したノードIDとノード検出部41の検出したノードIDを比較し、ノード検出部41の検出した全てのノードIDが抽出したノードIDに含まれている場合、仮想ビームの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。例えば、通信装置91−9において、ノード検出部41が通信装置91−6を検出し、91−6からフレームを受信した場合、ノード検出部41の検出した全てのノードID(91−6)が抽出したノードIDに含まれているため、通信装置91−9はフレームを送信しない。このため、不要な転送を防ぐことができる。
For example, the same frame is not returned to the transmission source. The device configuration of the
(実施形態11)
本実施形態に係る通信装置91は、非効率な転送を削減するための機能を有する。以下、図26及び図28を参照しながら説明する。
(Embodiment 11)
The
例えば、周辺の通信装置91の数に応じた一定確率で転送を止める。この場合の通信装置91の装置構成は図14と同様である。図26に示すように、通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、ノード検出部41は、検出した通信ノードの数を仮想ビーム決定部31に出力する。例えば、通信装置91−4の検出した通信ノードが通信装置91−1、91−2、91−3、91−5、91−6である場合、検出した通信ノード数は自装置も含めて6台となる。また、通信装置91−5の検出した通信ノードが91−1,91−4、91−6である場合、検出した通信ノード数は自装置も含めて4台となる。仮想ビーム決定部31は、ノード数に応じた確率で、仮想ビームの照準及び形状を決定する。ノード数が多いときにはフレームの転送を止める確率を高くなる。このため、非効率な転送を削減することができる。例えば、転送をやめる確率を「1−1/検出した通信ノード数」とする方法が考えられる。上記の例では通信装置91−4が転送をやめる確率1−1/6=5/6、通信装置91−5が転送をやめる確率1−1/4=3/4となり、通信装置91−4の方が通信を止める確率が高くなる。
For example, the transfer is stopped with a certain probability according to the number of
例えば、フレームを転送しようとするとき、実際に送信する前にフレームIDの共通するフレームを再度受信した場合は転送を止める。この場合の通信装置91の装置構成は図3と同様である。図28に示すように、通信装置91−4、91−5、91−6、91−9において、受信処理部34は、受信アンテナ15がフレームを受信した時刻を検出し、仮想ビーム決定部31に出力する。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9において、仮想ビーム決定部31は、受信アンテナ15がフレームを受信した時点から設定された待機時間の経過時点までの間にフレームIDの共通するフレームを受信したか否かを判定し、受信した場合は仮想ビームBIの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。例えば、通信装置91−5が通信装置91−1から受信した時点から待機時間の経過時点までの間に通信装置91−4からフレームを受信した場合、通信装置91−5に備わる仮想ビーム決定部31は仮想ビームBIの照準及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。
For example, when attempting to transfer a frame, if a frame with a common frame ID is received again before actual transmission, the transfer is stopped. The device configuration of the
待機時間を適切に設定する制御と合わせて用いることが好ましく、例えば発信ノードからの距離が短い場合は待機時間を長くし、発信ノードからの距離が長い場合は待機時間を短くすることで、より早く遠くへ転送できるようになる。また、自身の電池残量が少ない時、演算負荷が大きい時、移動速度が大きい時は待機時間を長くし、電池残量が多い時、演算負荷が少ない時、移動速度が小さい時は待機時間を短くする方法もある。 It is preferable to use it together with the control to set the standby time appropriately.For example, if the distance from the transmission node is short, the standby time is lengthened, and if the distance from the transmission node is long, the standby time is shortened. It will be possible to transfer to far away quickly. Also, when the battery level is low, when the calculation load is large, or when the movement speed is high, the standby time is lengthened. When the battery level is high, when the calculation load is low, or when the movement speed is low, the standby time is set. There is also a method of shortening.
例えば、宛先空間AAの方位から一定以上異なる場合に転送を止める。この場合の通信装置91の装置構成は図3と同様である。図26に示すように、通信装置91−1において、フレーム生成部33は、宛先空間AAをフレームに含める。通信装置91−4、91−5、91−6、91−9、91−10において、仮想ビーム決定部31は、仮想ビームBIの照準SIと自装置に対する宛先空間AAへの宛先方角との差が設定された範囲を超える場合、仮想ビームBIの照準SI及び形状をアンテナ制御部32に出力しない。この設定された範囲は、予め定められたしきい値を用いてもよいし、自装置の状況に応じてしきい値を変更してもよい。迂回が好ましくないなどのレーダのような用途で有効である。
For example, stop the transfer if different from the azimuth of the destination space A A certain level. The device configuration of the
本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.
11:位置検出部
12:方角検出部
14:送信アンテナ
15:受信アンテナ
31:仮想ビーム決定部
32:アンテナ制御部
33:フレーム生成部
34:受信処理部
41:ノード検出部
42:到来方角検出部
44:電波環境検出部
45:情報取得部
91、91−1、91−2、91−3、91−4、91−5、91−6、91−7、91−8、91−9、91−10、91−N:通信装置
92:ノード
93:転送元のノード
94:電波発生源
95:障害物
11: Position detection unit 12: Direction detection unit 14: Transmission antenna 15: Reception antenna 31: Virtual beam determination unit 32: Antenna control unit 33: Frame generation unit 34: Reception processing unit 41: Node detection unit 42: Arrival direction detection unit 44: Radio wave environment detection unit 45:
Claims (23)
方角を検出する方角検出部と、
前記位置検出部の取得した地理的位置及び前記方角検出部の検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定部と、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御部と、
を備える送信装置。 A position detector that acquires the absolute geographical position of the device;
A direction detection unit for detecting the direction;
A virtual beam determination unit that determines the aim and shape of a virtual beam that is an ideal beam radiated from an antenna, using the geographical position acquired by the position detection unit and the direction detected by the direction detection unit;
An antenna control unit for transmitting an antenna beam having an aim and a shape according to the virtual beam to the antenna;
A transmission apparatus comprising:
請求項1に記載の送信装置。 The virtual beam determining unit determines the aim and shape of the virtual beam based on a destination space indicating a destination of the signal;
The transmission device according to claim 1.
前記宛先空間が決定された発信位置から自装置までの距離又はホップ数、
前記宛先空間が決定された発信時刻から現在時刻までの経過時間、
前記宛先空間から自装置までの距離又はホップ数、或いは、
現在時刻から予め定められた制限時刻までの残り時間、
の少なくともいずれかに基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1又は2に記載の送信装置。 The virtual beam determination unit further includes:
Distance or number of hops from the origination position where the destination space is determined to the own device,
Elapsed time from the transmission time when the destination space is determined to the current time,
The distance or the number of hops from the destination space to the own device, or
The remaining time from the current time to a preset time limit,
Determining the aim and shape of the virtual beam based on at least one of:
The transmission device according to claim 1 or 2.
前記仮想ビーム決定部は、前記ノード検出部の検出したノードの位置に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から3のいずれかに記載の送信装置。 A node detector for detecting nodes located around the device itself;
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam based on the position of the node detected by the node detection unit;
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記到来方角検出部の検出した到来方角に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から4のいずれかに記載の送信装置。 When the antenna receives a signal, the antenna includes an arrival direction detection unit that detects an arrival direction in which the signal has arrived using a detection result of the direction detection unit,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam based on the arrival direction detected by the arrival direction detection unit.
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記電波環境検出部の検出した電波環境に基づいて、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から5のいずれかに記載の送信装置。 Equipped with a radio wave environment detection unit that detects the radio wave environment used by its own device,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam based on the radio wave environment detected by the radio wave environment detection unit;
The transmission device according to claim 1.
請求項1から6のいずれかに記載の送信装置。 The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam based on the altitude of the device itself.
The transmission device according to claim 1.
請求項1から7のいずれかに記載の送信装置。 The virtual beam determination unit obtains information around the device itself, and determines the aim and shape of the virtual beam based on the information.
The transmission device according to claim 1.
請求項1から8のいずれかに記載の送信装置。 The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam based on the battery level of the device itself.
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記信号の受信時刻が前記保存期限内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から9のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes an expiration date,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam when the reception time of the signal is within the storage period;
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記位置検出部の取得した地理的位置が前記発信位置から設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から10のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes the transmission position that is the signal generation point,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam when the geographical position acquired by the position detection unit is within a range set from the transmission position.
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記位置検出部の取得した地理的位置が前記宛先空間を基点として設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から11のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes a destination space indicating the destination of the signal,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam when the geographical position acquired by the position detection unit is within a range set with the destination space as a base point;
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記残り可能ホップ数が1以上の場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定し、
アンテナ制御部は、当該信号に含まれる前記残り可能ホップ数が1つ減らされた信号を、アンテナに送信させる、
請求項1から12のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna contains the number of remaining hops,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam when the remaining possible hop count is 1 or more,
The antenna control unit causes the antenna to transmit a signal in which the number of remaining possible hops included in the signal is reduced by one.
The transmission device according to claim 1.
アンテナの受信した信号が、当該信号の生成地点である発信位置から前記送信ノードまでの転送経路長を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記距離算出部の算出した距離を前記転送経路長に加算した総転送経路長が設定された範囲内である場合に、前記仮想ビームの照準及び形状を決定し、
アンテナ制御部は、当該信号に含まれる前記転送経路長が前記総転送経路長に更新された信号を、アンテナに信号を送信させる、
請求項1から13のいずれかに記載の送信装置。 A distance calculation unit that calculates a distance from a transmission node that is a transmission source of the signal received by the antenna to the own device;
The signal received by the antenna includes a transfer path length from the transmission position that is the generation point of the signal to the transmission node,
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam when the total transfer path length obtained by adding the distance calculated by the distance calculation unit to the transfer path length is within a set range;
The antenna control unit causes the antenna to transmit a signal in which the transfer path length included in the signal is updated to the total transfer path length.
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記識別情報のなかに自装置の識別情報が含まれる場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
請求項1から14のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes identification information of each node through which the signal has passed,
The virtual beam determination unit does not output the aim and shape of the virtual beam to the antenna control unit when the identification information of the device itself is included in the identification information.
The transmission device according to claim 1.
アンテナの受信した信号が、当該信号の経由した各ノードの識別情報を含み、
前記仮想ビーム決定部は、前記識別情報のなかに前記ノード検出部の検出したノードの識別情報のすべてが含まれている場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
請求項1から15のいずれかに記載の送信装置。 A node detector for detecting nodes located around the device itself;
The signal received by the antenna includes identification information of each node through which the signal has passed,
The virtual beam determination unit does not output the aim and shape of the virtual beam to the antenna control unit when all of the identification information of the node detected by the node detection unit is included in the identification information,
The transmission device according to any one of claims 1 to 15.
自装置が送信した信号の送信履歴を当該信号のアンテナビームの照準及び形状と共に記憶する送信履歴記憶部を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準及び形状を決定した信号と同一の信号が前記送信履歴記憶部に記憶されており、かつ、前記送信履歴記憶部に記憶されているアンテナビームの照準及び形状が前記仮想ビームの照準及び形状と重複する場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
請求項1から16のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes signal identification information;
A transmission history storage unit that stores the transmission history of the signal transmitted by the device itself together with the aim and shape of the antenna beam of the signal;
The virtual beam determination unit stores the same signal as the signal for determining the aim and shape of the virtual beam in the transmission history storage unit, and aims the antenna beam stored in the transmission history storage unit And the shape and shape of the virtual beam overlap with the aim and shape of the virtual beam, do not output the aim and shape of the virtual beam to the antenna control unit,
The transmission device according to claim 1.
自装置の周囲に位置するノードを検出するノード検出部と、
前記ノード検出部の検出した各ノードにおける信号の受信履歴を記憶する受信履歴記憶部と、
を備え、
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準及び形状を決定した信号と同一の信号を受信したノードを前記受信履歴記憶部から取得し、取得したノードに前記ノード検出部の検出した全てのノードが含まれている場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
請求項1から17のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes signal identification information;
A node detector for detecting nodes located around the device itself;
A reception history storage unit for storing a reception history of signals at each node detected by the node detection unit;
With
The virtual beam determining unit obtains, from the reception history storage unit, a node that has received the same signal as the signal that determines the aim and shape of the virtual beam, and all the nodes detected by the node detecting unit are acquired as the acquired nodes. Is included, do not output the aim and shape of the virtual beam to the antenna control unit,
The transmission device according to claim 1.
前記仮想ビーム決定部は、前記ノード検出部の検出したノード数に応じた確率で、前記仮想ビームの照準及び形状を決定する、
請求項1から18のいずれかに記載の送信装置。 A node detector for detecting nodes located around the device itself;
The virtual beam determination unit determines the aim and shape of the virtual beam with a probability according to the number of nodes detected by the node detection unit;
The transmission device according to claim 1.
請求項1から19のいずれかに記載の送信装置。 When the antenna receives the same signal between the time when the antenna receives the signal and the time when the set standby time has elapsed, the virtual beam determining unit determines the aim and shape of the virtual beam when the antenna receives the same signal. Output to
The transmission device according to any one of claims 1 to 19.
前記仮想ビーム決定部は、前記仮想ビームの照準と自装置に対する前記宛先空間への方角との差が設定された範囲を超える場合、前記仮想ビームの照準及び形状を前記アンテナ制御部に出力しない、
請求項1から20のいずれかに記載の送信装置。 The signal received by the antenna includes a destination space indicating the destination of the signal,
The virtual beam determination unit does not output the aim and shape of the virtual beam to the antenna control unit when the difference between the aim of the virtual beam and the direction to the destination space with respect to the own device exceeds a set range.
The transmission device according to any one of claims 1 to 20.
方角を検出する方角検出ステップと、
前記位置検出ステップで取得した地理的位置及び前記方角検出ステップで検出した方角を用いて、アンテナから放射する理想的なビームである仮想ビームの照準及び形状を決定する仮想ビーム決定ステップと、
前記仮想ビームに応じた照準及び形状を有するアンテナビームをアンテナに送信させるアンテナ制御ステップと、
を備える送信方法。 A position detecting step for obtaining an absolute geographical position of the device;
A direction detecting step for detecting a direction;
A virtual beam determining step for determining the aim and shape of a virtual beam, which is an ideal beam radiated from an antenna, using the geographical position acquired in the position detecting step and the direction detected in the direction detecting step;
An antenna control step of causing the antenna to transmit an antenna beam having an aim and a shape corresponding to the virtual beam;
A transmission method comprising:
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