JP2018121366A - Radio communication device, radio communication system, slot allocation method, and program - Google Patents

Radio communication device, radio communication system, slot allocation method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication device, a radio communication method, and a radio communication system capable of shortening information transmission time in a radio mesh network.SOLUTION: A radio communication device according to an embodiment comprises a transmission/reception unit and a transmission slot determination unit. The transmission/reception unit transmits/receives information. The transmission slot determination unit determines, on the basis of a rank value of an own node depending on the number of hops to a root node, a transmission slot, by which the transmission/reception unit transmits the information, from a frame time-divided into a plurality of slots. In the frame, a plurality of slot groups including a plurality of series slots is set. Different rank numbers are allocated to the respective slot groups, respectively. The transmission slot determination unit selects a slot group to which the rank value of the own node is allocated and determines a transmission slot from slots included in the selected slot group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置、無線通信システム、スロット割当て方法及びプログラムに関する。   Embodiments described herein relate generally to a wireless communication device, a wireless communication system, a slot allocation method, and a program.

従来、複数の無線ノードをメッシュ状に接続したメッシュネットワークが利用されている。この無線メッシュネットワークの通信方式として、例えば、時分割通信方式が採用されている。時分割通信方式では、各無線ノードをスリープさせるタイミングを容易に制御できるため、無線メッシュネットワークを省電力化することができる。   Conventionally, a mesh network in which a plurality of wireless nodes are connected in a mesh shape is used. As a communication method of this wireless mesh network, for example, a time division communication method is adopted. In the time division communication method, the timing of putting each wireless node to sleep can be easily controlled, so that the power of the wireless mesh network can be saved.

しかしながら、無線メッシュネットワークでは、各無線ノードが送信した情報は、複数の無線ノードにより中継され、根ノードまで送信されるため、根ノードまで情報を送信するために時間がかかるという問題があった。   However, in the wireless mesh network, the information transmitted by each wireless node is relayed by a plurality of wireless nodes and transmitted to the root node, so that it takes time to transmit information to the root node.

特開２００９−２３９７７８号公報JP 2009-239778 A 特開２００８−２２５５８号公報JP 2008-22558 A

無線メッシュネットワークにおける情報伝達時間を短縮することができる無線通信装置、無線通信システム、スロット割当て方法、及びプログラムを提供する。   Provided are a wireless communication device, a wireless communication system, a slot allocation method, and a program capable of shortening information transmission time in a wireless mesh network.

一実施形態に係る無線通信装置は、送受信部と、送信スロット決定部とを備える。送受信部は、情報を送受信する。送信スロット決定部は、根ノードまでのホップ数に応じた自ノードのランク値に基づいて、複数のスロットに時分割されたフレームから、送受信部が情報を送信する送信スロットを決定する。フレームには、複数の連続するスロットを含むスロット群が複数設定される。各スロット群には、それぞれ異なるランク値が割当てられる。送信スロット決定部は、自ノードのランク値が割当てられたスロット群を選択し、選択したスロット群に含まれるスロットの中から送信スロットを決定する。   A wireless communication apparatus according to an embodiment includes a transmission / reception unit and a transmission slot determination unit. The transmission / reception unit transmits / receives information. The transmission slot determination unit determines a transmission slot in which the transmission / reception unit transmits information from the frame time-divided into a plurality of slots based on the rank value of the own node according to the number of hops to the root node. A plurality of slot groups including a plurality of consecutive slots are set in the frame. Each slot group is assigned a different rank value. The transmission slot determining unit selects a slot group to which the rank value of the own node is assigned, and determines a transmission slot from slots included in the selected slot group.

第１実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment. 図１をネットワークトポロジーの形態で示した図。The figure which showed FIG. 1 in the form of network topology. 時分割通信方式を説明する図。The figure explaining a time division communication system. 無線メッシュネットワークの一例を示す図。The figure which shows an example of a wireless mesh network. 無線メッシュネットワークの一例を示す図。The figure which shows an example of a wireless mesh network. 第１実施形態に係るスロット割当て方法を説明する図。The figure explaining the slot allocation method which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る無線通信装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on 1st Embodiment. 無線通信部のハードウェア構成を示すブロック図。The block diagram which shows the hardware constitutions of a radio | wireless communication part. 第１実施形態に係る無線通信装置の初期動作を示すフローチャート。3 is a flowchart showing an initial operation of the wireless communication apparatus according to the first embodiment. 第１実施形態に係る無線通信装置の通常動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing normal operation of the wireless communication apparatus according to the first embodiment. 第２実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る無線通信装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態係る無線通信装置の動作を示すフローチャート。9 is a flowchart showing the operation of the wireless communication apparatus according to the second embodiment. 第３実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る無線通信システムについて、図１〜図６を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、この無線通信システムは、複数の無線通信装置１と、集約装置２と、を備える。
無線通信システムは、無線通信装置１を無線ノード、集約装置２を根ノードとした無線メッシュネットワークを構成しており、時分割通信方式により通信する。 (First embodiment)
First, the radio | wireless communications system which concerns on 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1, the wireless communication system includes a plurality of wireless communication devices 1 and an aggregation device 2.
The wireless communication system constitutes a wireless mesh network in which the wireless communication device 1 is a wireless node and the aggregation device 2 is a root node, and performs communication using a time division communication method.

この無線通信システムにおいて、所定の範囲内に配置された無線通信装置１及び集約装置２は、互いに無線通信が可能である。無線通信装置１は、例えば、温度センサや加速度センサなどの任意のセンサを搭載し、センサにより測定した情報を無線で送信する。各無線通信装置１が送信した情報は、他の無線通信装置１を介して、或いは、直接的に集約装置２に送信される。集約装置２は、各無線通信装置１から送信された情報を集約する。集約装置は、例えば、無線通信機能を備えたサーバである。   In this wireless communication system, the wireless communication device 1 and the aggregation device 2 arranged within a predetermined range can perform wireless communication with each other. For example, the wireless communication device 1 includes an arbitrary sensor such as a temperature sensor or an acceleration sensor, and wirelessly transmits information measured by the sensor. The information transmitted by each wireless communication device 1 is transmitted to the aggregation device 2 via another wireless communication device 1 or directly. The aggregating device 2 aggregates information transmitted from each wireless communication device 1. The aggregation device is, for example, a server having a wireless communication function.

図２は、図１の無線通信システムを模式的にネットワークトポロジーの形態で示した図である。図２において、アルファベットは各無線ノード（無線通信装置１）、根は根ノード（集約装置２）、矢印は情報の伝達経路を示す。矢印の元は情報の送信元であり、矢印の先は情報の送信先を示す。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the wireless communication system of FIG. 1 in the form of a network topology. In FIG. 2, the alphabet indicates each wireless node (wireless communication device 1), the root indicates the root node (aggregation device 2), and the arrow indicates an information transmission path. The source of the arrow is the information transmission source, and the arrow destination indicates the information transmission destination.

以下の説明において、各無線通信装置１を無線ノードＸ、集約装置２を根ノードという。Ｘは、図中のアルファベットと対応する。また、無線ノードＸよりも根ノードに近い（根ノードまでのホップ数が小さい）側を上流側、根ノードから遠い（根ノードまでのホップ数が大きい）側を下流側という。さらに、無線ノードＸとの間で情報を送受信する上流側の無線ノード又は根ノードを親ノード、下流側の無線ノードを子ノードという。例えば、図２において、無線ノードＢの親ノードは根ノードであり、子ノードは無線ノードＥ，Ｆ，Ｇである。   In the following description, each wireless communication device 1 is referred to as a wireless node X, and the aggregation device 2 is referred to as a root node. X corresponds to the alphabet in the figure. Further, the side closer to the root node than the wireless node X (the number of hops to the root node is small) is referred to as the upstream side, and the side far from the root node (the number of hops to the root node is large) is referred to as the downstream side. Further, an upstream wireless node or root node that transmits and receives information to and from the wireless node X is referred to as a parent node, and a downstream wireless node is referred to as a child node. For example, in FIG. 2, the parent node of the wireless node B is a root node, and the child nodes are wireless nodes E, F, and G.

またさらに、無線ノードＸが、子ノード（親ノード）から受信した情報を親ノード（子ノード）に送信することを中継という。中継には、受信した情報にセンサ情報などの無線ノードＸの情報を付加して送信することも含まれる。なお、本実施形態では、情報が下流側から上流側に送信される上りリンクについて説明する。   Furthermore, transmission of information received from the child node (parent node) to the parent node (child node) by the wireless node X is called relay. The relay includes adding the information of the wireless node X such as sensor information to the received information and transmitting it. In the present embodiment, an uplink in which information is transmitted from the downstream side to the upstream side will be described.

図３は、時分割通信方式を説明する図である。時分割通信方式では、無線通信システムの１サイクル分の動作時間が予め設定されている。この動作時間をフレーム（frame）という。無線通信システムは、このフレームを繰り返すことにより動作する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a time division communication system. In the time division communication method, an operation time for one cycle of the wireless communication system is set in advance. This operation time is called a frame. The wireless communication system operates by repeating this frame.

各フレームは、複数のスロット（slot）に時分割されている。各スロットは、１つ又は複数の無線ノードの動作時間として割当てられている。無線ノードは、割当てられたスロットの間に情報を送信する。例えば、図３では、１番目のスロットは無線ノードＣ、３番目のスロットは無線ノードＡ、５番目のスロットは無線ノードＢに割当てられている。この場合、無線ノードＣは、各フレームの１番目のスロットの間に情報を送信する。なお、フレームには、各無線ノードの動作時間として割当てられてないスロットが含まれてもよい。   Each frame is time-divided into a plurality of slots. Each slot is assigned as an operating time of one or more wireless nodes. The wireless node transmits information during the assigned slot. For example, in FIG. 3, the first slot is assigned to the wireless node C, the third slot is assigned to the wireless node A, and the fifth slot is assigned to the wireless node B. In this case, the wireless node C transmits information during the first slot of each frame. The frame may include a slot that is not allocated as the operation time of each wireless node.

図４及び図５は、時分割通信方式を採用した無線メッシュネットワークの一例を示す図である。図４の無線メッシュネットワークでは、フレームにおいて時間が早いスロット程、情報の伝達経路において後ろに位置する無線ノードに割当てられている。具体的には、無線ノードＶからの情報の伝達経路が無線ノードＶ，Ｒ，Ｎ，Ｌ，Ｉ，Ｅ，Ｂ、根ノードであるのに対して、スロットは、根ノード、無線ノードＢ，Ｅ，Ｉ，Ｌ，Ｎ，Ｒ，Ｖの順に割当てられている。   4 and 5 are diagrams illustrating an example of a wireless mesh network that employs a time division communication method. In the wireless mesh network of FIG. 4, the slot with the earlier time in the frame is assigned to the wireless node located behind in the information transmission path. Specifically, the transmission path of information from the wireless node V is the wireless nodes V, R, N, L, I, E, B and the root node, whereas the slot is the root node, the wireless node B, E, I, L, N, R, and V are assigned in this order.

スロットがこのように割当てられた場合、無線ノードＶから送信された情報が無線ノードＲによって中継されるまでの待ち時間ｔ１は約１フレームとなる。また、以降の各無線ノードでも、同様の待ち時間が発生する。このため、図４の無線メッシュネットワークでは、無線ノードＶが送信した情報が根ノードに伝達されるまでの情報伝達時間は、数フレームとなる。 When the slot is allocated in this way, the waiting time t 1 until the information transmitted from the wireless node V is relayed by the wireless node R is about 1 frame. In addition, the same waiting time occurs in each subsequent wireless node. Therefore, in the wireless mesh network of FIG. 4, the information transmission time until the information transmitted by the wireless node V is transmitted to the root node is several frames.

これに対して、図５の無線メッシュネットワークでは、フレームにおいて時間が早いスロット程、情報の伝達経路において前に位置する無線ノードに割当てられている。具体的には、無線ノードＶからの情報の伝達経路が無線ノードＶ，Ｒ，Ｎ，Ｌ，Ｉ，Ｅ，Ｂ、根ノードであるのに対して、スロットは、無線ノードＶ，Ｒ，Ｎ，Ｌ，Ｉ，Ｅ，Ｂ、根ノードの順に割当てられている。   On the other hand, in the wireless mesh network of FIG. 5, the earlier the slot in the frame, the more the slot is assigned to the wireless node positioned earlier in the information transmission path. Specifically, the transmission path of information from the wireless node V is the wireless nodes V, R, N, L, I, E, B, and the root node, whereas the slots are the wireless nodes V, R, N , L, I, E, B, and root nodes are assigned in this order.

スロットがこのように割当てられた場合、無線ノードＶから送信された情報が無線ノードＲによって中継されるまでの待ち時間ｔ１は１スロット群の時間程度となる。また、以降の各無線ノードでも、同様に待ち時間が１スロット群の時間程度となる。結果として、図５の無線メッシュネットワークでは、無線ノードＶが送信した情報が根ノードに伝達されるまでの情報伝達時間は１フレーム以内となる。 If the slot is allocated in this way, the waiting time t 1 to the information transmitted from the wireless node V is relayed by a wireless node R is approximately one slot group time. Similarly, in each subsequent wireless node, the waiting time is about the time of one slot group. As a result, in the wireless mesh network of FIG. 5, the information transmission time until the information transmitted by the wireless node V is transmitted to the root node is within one frame.

本実施形態に係る無線通信システムでは、図５の無線メッシュネットワークを構成するように、スロットが各無線ノードに割当てられる。すなわち、フレームにおいて時間が早いスロットほど、伝達経路において前に位置する無線ノードに割当てられる。上りリンクの場合、伝達経路において前に位置する無線ノードとは、下流側の無線ノードのことである。以下、スロット割当て方法について説明する。   In the wireless communication system according to the present embodiment, slots are allocated to each wireless node so as to configure the wireless mesh network of FIG. That is, the earlier the slot in the frame is assigned to the wireless node positioned earlier in the transmission path. In the case of uplink, the wireless node located in the front in the transmission path is a downstream wireless node. Hereinafter, the slot allocation method will be described.

図６は、本実施形態に係る無線通信システムにおけるスロット割当て方法を説明する図である。本実施形態では、各無線ノードに対して、ランク値Ｒを設定する。ランク値Ｒは、各無線ノードから根ノードまでのホップ数である。例えば、図６において、無線ノードＡは、ホップ数が１回であるからランク値１が設定され、無線ノードＤは、ホップ数が２回であるからランク値２が設定される。図６の無線通信システムにおける最大ホップ数はＮであるため、各無線ノードには、１〜Ｎのいずれかランク値Ｒが設定される。   FIG. 6 is a diagram for explaining a slot allocation method in the wireless communication system according to the present embodiment. In the present embodiment, a rank value R is set for each wireless node. The rank value R is the number of hops from each wireless node to the root node. For example, in FIG. 6, the rank value 1 is set for the wireless node A because the number of hops is one, and the rank value 2 is set for the wireless node D because the number of hops is two. Since the maximum number of hops in the wireless communication system of FIG. 6 is N, a rank value R of 1 to N is set for each wireless node.

また、本実施形態では、フレームに、複数のスロット群を設定する。スロット群とは、連続する複数のスロットを含む期間である。スロット群は、各スロット群が重複しないように、無線通信システムにおける最大ホップ数Ｎ個以上設定される。例えば、フレームが３００スロットに時分割され、最大ホップ数Ｎ＝１０である場合、連続する３０スロットを含むスロット群を１０個設定することができる。なお、各スロット群に含まれるスロットの数は同一であってもよいし、異なってもよい。また、フレームには、スロット群が設定されない期間があってもよい。   In the present embodiment, a plurality of slot groups are set in the frame. The slot group is a period including a plurality of consecutive slots. The number of hops in the wireless communication system is set to N or more so that the slot groups do not overlap. For example, when a frame is time-divided into 300 slots and the maximum hop count N = 10, 10 slot groups including 30 consecutive slots can be set. Note that the number of slots included in each slot group may be the same or different. The frame may have a period in which no slot group is set.

さらに、設定した各スロット群に、上述のランク値Ｒをそれぞれ割当てる。この際、フレームにおいて時間が早いスロット群ほど、大きなランク値Ｒを割当て、時間が遅いスロット群ほど、小さなランク値Ｒを割当てる。例えば、図６のフレームの１番目のスロット群には、ランク値Ｎが割当てられ、最後のスロット群には、ランク値１が割当てられている。   Further, the rank value R described above is assigned to each set slot group. At this time, the higher rank value R is assigned to the slot group having a shorter time in the frame, and the smaller rank value R is assigned to the slot group having a later time. For example, a rank value N is assigned to the first slot group of the frame of FIG. 6, and a rank value 1 is assigned to the last slot group.

各スロットは、各スロットが含まれるスロット群に割当てられたランク値Ｒと同一のランク値を有する無線ノードに割当てられる。例えば、図６の１番目のスロット群（Ｒ＝Ｎ用スロット群）に含まれるスロットは、ランク値Ｎを設定された無線ノードＫ，Ｌ，Ｍにそれぞれ割当てられる。同様に、図６の最後のスロット群（Ｒ＝１用スロット群）に含まれるスロットは、ランク値１を設定された無線ノードＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ割当てられる。   Each slot is assigned to a radio node having the same rank value as the rank value R assigned to the slot group in which each slot is included. For example, the slots included in the first slot group (R = N slot group) in FIG. 6 are assigned to the radio nodes K, L, and M, respectively, for which the rank value N is set. Similarly, the slots included in the last slot group (R = 1 slot group) in FIG. 6 are assigned to the wireless nodes A, B, and C in which rank value 1 is set, respectively.

このようにスロットを割当てることにより、フレームにおいて時間が早いスロットほど、下流側に位置する無線ノードに割当てられることになる。例えば、図６の無線ノードＩに着目すると、情報伝達経路は、下流側から無線ノードＩ，Ｅ，Ｂ、根ノードの順であり、スロットは前から順に無線ノードＩ，Ｅ，Ｂの順で割当てられている。すなわち、時間が早いスロットほど、下流側に位置する無線ノードに割当てられる。これは、他の無線ノードに着目した場合でも同様である。   By assigning slots in this way, slots with a shorter time in a frame are assigned to wireless nodes located on the downstream side. For example, focusing on the wireless node I in FIG. 6, the information transmission path is in the order of the wireless nodes I, E, B and the root node from the downstream side, and the slot is in the order of the wireless nodes I, E, B from the front. Assigned. That is, the earlier the slot, the more the slot is assigned to the wireless node located on the downstream side. This is the same even when attention is paid to other wireless nodes.

したがって、本実施形態に係るスロット割当て方法及び無線通信システムによれば、各無線ノードから根ノードまでの情報伝達時間を１フレーム以内に短縮することができる。   Therefore, according to the slot allocation method and the wireless communication system according to the present embodiment, the information transmission time from each wireless node to the root node can be shortened within one frame.

次に、本実施形態に係る無線通信システムを構成する無線通信装置１の構成について、図７を参照して説明する。本実施形態に係る無線通信装置１は、上記のようなスロット割当てを自動的に実現する。図７は、無線通信装置１の構成を示す図である。図７に示すように、この無線通信装置１は、送受信アンテナ１１と、無線通信部１２とを備える。   Next, the configuration of the wireless communication device 1 configuring the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The wireless communication device 1 according to the present embodiment automatically realizes the slot assignment as described above. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the wireless communication device 1. As shown in FIG. 7, the wireless communication device 1 includes a transmission / reception antenna 11 and a wireless communication unit 12.

以下では、この無線通信装置１を自ノード、自ノードに情報を送信した無線ノードを送信元ノード、自ノードが情報を送信する無線ノードを送信先ノードという。また、ランク値Ｒが割当てられたスロット群を、スロット群Ｒという。   Hereinafter, the wireless communication device 1 is referred to as a self node, a wireless node that transmits information to the self node is referred to as a transmission source node, and a wireless node from which the self node transmits information is referred to as a transmission destination node. A slot group to which the rank value R is assigned is referred to as a slot group R.

送受信アンテナ１１は、無線信号を送受信する。送受信アンテナ１１は、受信した無線信号を電気信号に変換して無線通信部１２に入力し、無線通信部１２から出力された電気信号を無線信号に変換して送信する。   The transmission / reception antenna 11 transmits / receives a radio signal. The transmission / reception antenna 11 converts the received radio signal into an electric signal and inputs it to the radio communication unit 12, and converts the electric signal output from the radio communication unit 12 into a radio signal and transmits it.

無線通信部１２は、送受信部１３と、宛先判定部１４と、中継情報記憶部１５と、送信情報生成部１６と、送信先ノード決定部１７と、送信スロット決定部１８と、フレーム情報記憶部１９とを備える。   The wireless communication unit 12 includes a transmission / reception unit 13, a destination determination unit 14, a relay information storage unit 15, a transmission information generation unit 16, a transmission destination node determination unit 17, a transmission slot determination unit 18, and a frame information storage unit. 19.

送受信部１３は、送受信アンテナ１１から入力された電気信号に所定の信号処理を施し、受信した無線信号から受信情報を取り出す。これにより、送受信部１３は、受信情報を受信する。受信情報には、送信元ノードの、ランク値、センサ情報、ノードＩＤ、中継情報、及び送信先ノードのノードＩＤが含まれる。ノードＩＤとは、無線通信システムを構成する各無線通信装置１の識別子である。中継情報とは、送信元ノードが中継した他の無線ノードからの情報である。受信情報に含まれる送信先ノードとは、送信元ノードが情報を送信する無線ノードであり、自ノードの送信先ノードとは限らない。信号処理には、ＡＤ変換や所定の通信プロトコルに従った復号化などの処理が含まれる。   The transmission / reception unit 13 performs predetermined signal processing on the electrical signal input from the transmission / reception antenna 11 and extracts reception information from the received radio signal. Thereby, the transmission / reception unit 13 receives the reception information. The reception information includes the rank value, sensor information, node ID, relay information, and node ID of the transmission destination node of the transmission source node. The node ID is an identifier of each wireless communication device 1 constituting the wireless communication system. The relay information is information from other wireless nodes relayed by the transmission source node. The transmission destination node included in the reception information is a wireless node to which the transmission source node transmits information, and is not necessarily the transmission destination node of the own node. The signal processing includes processing such as AD conversion and decoding according to a predetermined communication protocol.

また、送受信部１３は、送信情報生成部１６が生成した送信情報に所定の信号処理を施して電気信号に変換し、送受信アンテナ１１に出力する。これにより、送受信部１３は、送信情報を送信する。送信情報には、自ノードのランク値、センサ情報、ノードＩＤ、中継情報、及び送信先ノードのノードＩＤが含まれる。信号処理には、ＤＡ変換や所定の通信プロトコルに従った符号化などの処理が含まれる。   The transmission / reception unit 13 performs predetermined signal processing on the transmission information generated by the transmission information generation unit 16 to convert the transmission information into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the transmission / reception antenna 11. Thereby, the transmission / reception part 13 transmits transmission information. The transmission information includes the rank value of the own node, sensor information, node ID, relay information, and node ID of the transmission destination node. The signal processing includes processing such as DA conversion and encoding according to a predetermined communication protocol.

宛先判定部１４は、送受信部１３から受信情報を取得し、受信情報の送信先が自ノードであるか判定する。宛先判定部１４は、受信情報の送信先ノードのノードＩＤが自ノードのノードＩＤである場合、受信情報の宛先が自ノードであると判定する。   The destination determination unit 14 acquires the reception information from the transmission / reception unit 13 and determines whether the transmission destination of the reception information is the local node. When the node ID of the transmission destination node of the reception information is the node ID of the own node, the destination determination unit 14 determines that the destination of the reception information is the own node.

中継情報記憶部１５は、宛先判定部１４により自ノードが宛先と判定された受信情報を、中継情報として一時的に記憶する。   The relay information storage unit 15 temporarily stores, as relay information, the reception information in which the own node is determined as the destination by the destination determination unit 14.

送信情報生成部１６は、中継情報記憶部１５に記憶された中継情報に基づいて、送信情報を生成する。送信情報は、中継情報に、自ノードのランク値、センサ情報、ノードＩＤ、及び送信先ノードのノードＩＤなどの情報を付加することにより生成される。送信情報生成部１６により生成された送信情報は、送受信部１３により送信される。   The transmission information generation unit 16 generates transmission information based on the relay information stored in the relay information storage unit 15. The transmission information is generated by adding information such as the rank value of the own node, sensor information, node ID, and node ID of the transmission destination node to the relay information. The transmission information generated by the transmission information generation unit 16 is transmitted by the transmission / reception unit 13.

送信先ノード決定部１７は、送受信部１３が受信した受信情報に基づいて、送信情報の送信先ノードを決定する。上りリンクの場合、送信先ノードは親ノードとなる。送信先ノード決定部１７は、例えば、受信情報のランク値が自ノードのランク値より１小さい無線ノードの中で、無線信号の信号強度が最も大きい無線ノードを送信先ノードとして決定する。   The transmission destination node determination unit 17 determines a transmission destination node of transmission information based on the reception information received by the transmission / reception unit 13. In the case of uplink, the transmission destination node is a parent node. For example, the transmission destination node determination unit 17 determines, as a transmission destination node, a wireless node having the highest signal strength of the wireless signal among wireless nodes whose reception information rank value is one smaller than the rank value of the own node.

また、送信先ノード決定部１７は、決定した送信先ノードに基づいて、自ノードのランク値を決定する。送信先ノード決定部１７は、例えば、上述の方法で送信先ノードを決定し、送信先ノードのランク値より１大きいランク値を自ノードのランク値として決定する。   Further, the transmission destination node determination unit 17 determines the rank value of the own node based on the determined transmission destination node. For example, the transmission destination node determination unit 17 determines a transmission destination node by the above-described method, and determines a rank value that is one larger than the rank value of the transmission destination node as the rank value of the own node.

送信スロット決定部１８は、フレーム情報に基づいて、自ノードが送信情報を送信するスロットである送信スロットを決定する。フレーム情報とは、上述のような、無線通信システムにおけるフレーム、スロット、及びスロット群などの設定情報である。フレーム情報は、無線通信装置１に予め登録されてもよいし、無線通信により登録及び更新されてもよい。フレーム情報は、フレーム情報記憶部１９に記憶される。   Based on the frame information, the transmission slot determination unit 18 determines a transmission slot that is a slot in which the own node transmits transmission information. The frame information is setting information such as a frame, a slot, and a slot group in the wireless communication system as described above. The frame information may be registered in advance in the wireless communication device 1, or may be registered and updated by wireless communication. The frame information is stored in the frame information storage unit 19.

送信スロット決定部１８は、まず、送信先ノード決定部１７が決定した自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報記憶部１９に記憶されたフレーム情報と、に基づいて、スロット群Ｒを選択する。次に、送信スロット決定部１８は、スロット群Ｒに含まれるスロットの中から、送信スロットを決定する。   The transmission slot determination unit 18 first selects the slot group R based on the rank value R of the own node determined by the transmission destination node determination unit 17 and the frame information stored in the frame information storage unit 19. Next, the transmission slot determination unit 18 determines a transmission slot from the slots included in the slot group R.

送信スロットは、例えば、自ノードのノードＩＤを用いることにより、スロット群Ｒの中から決定される。この場合、各スロット群に含まれるスロットに、無線通信システムを構成する各無線ノードのノードＩＤを割当てておけばよい。例えば、無線通信システムがノードＩＤ１〜２０を有する２０個の無線ノードにより構成される場合、ノードＩＤ１〜２０を割当てられた２０個のスロットを含むように各スロット群を設定する。送信スロット決定部１８は、スロット群Ｒの中から自ノードのノードＩＤを割当てられたスロットを、送信スロットとして決定すればよい。なお、スロット群Ｒの中から送信スロットを決定する方法はこれにかぎられない。   The transmission slot is determined from the slot group R by using the node ID of the own node, for example. In this case, the node ID of each wireless node constituting the wireless communication system may be assigned to the slot included in each slot group. For example, when the wireless communication system is configured with 20 wireless nodes having node IDs 1 to 20, each slot group is set to include 20 slots assigned with node IDs 1 to 20. The transmission slot determination unit 18 may determine a slot to which the node ID of the own node is assigned from the slot group R as a transmission slot. Note that the method of determining the transmission slot from the slot group R is not limited to this.

送信スロット決定部１８は、送信スロットを決定する前に、同期処理を行ってもよい。
同期処理とは、自ノードでカウントしている時刻を、他の無線ノードとの間で同期させる処理である。 The transmission slot determination unit 18 may perform a synchronization process before determining a transmission slot.
The synchronization process is a process for synchronizing the time counted by the own node with another wireless node.

送信スロット決定部１８は、例えば、送受信部１３が受信した受信情報に含まれる送信元ノードのランク値及びノードＩＤと、フレーム情報と、に基づいて、送信元ノードの送信時刻（送信スロット）を取得する。送信スロット決定部１８は、この送信時刻に自ノードの送受信部１３による信号処理時間を加算した時刻と、自ノードでカウントしている時刻と、を比較することにより同期処理を行うことができる。この際、送信元ノードからの無線信号の伝播に要する時間を加算して同期処理を行ってもよい。   For example, the transmission slot determination unit 18 determines the transmission time (transmission slot) of the transmission source node based on the rank value and node ID of the transmission source node and the frame information included in the reception information received by the transmission / reception unit 13. get. The transmission slot determination unit 18 can perform the synchronization process by comparing the time obtained by adding the signal processing time by the transmission / reception unit 13 of the own node to the transmission time and the time counted by the own node. At this time, the synchronization processing may be performed by adding the time required for propagation of the radio signal from the transmission source node.

次に、無線通信部１２のハードウェア構成について、図８を参照して説明する。無線通信部１２は、図８に示すように、コンピュータ装置１００により構成される。コンピュータ装置１００は、ＣＰＵ１０１と、入力インターフェース１０２と、グラフィック処理装置１０３と、通信インターフェース１０４と、主記憶装置１０５と、外部記憶装置１０６とを備え、これらはバス１０７により相互に接続されている。   Next, the hardware configuration of the wireless communication unit 12 will be described with reference to FIG. As illustrated in FIG. 8, the wireless communication unit 12 includes a computer device 100. The computer device 100 includes a CPU 101, an input interface 102, a graphic processing device 103, a communication interface 104, a main storage device 105, and an external storage device 106, which are connected to each other via a bus 107.

ＣＰＵ（中央演算装置）１０１は、主記憶装置１０５上で、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムとは、無線通信装置１の上述の各機能構成を実現するプログラムのことである。ＣＰＵ１０１が、無線通信プログラムを実行することにより、無線通信部１２の各機能構成は実現される。   A CPU (Central Processing Unit) 101 executes a wireless communication program on the main storage device 105. The wireless communication program is a program that realizes each functional configuration of the wireless communication device 1 described above. Each functional configuration of the wireless communication unit 12 is realized by the CPU 101 executing the wireless communication program.

入力インターフェース１０２は、キーボードやマウスなどの入力装置の操作信号を、無線通信装置１に入力するための装置である。なお、コンピュータ装置１００は、入力インターフェース１０２を備えない構成も可能である。   The input interface 102 is a device for inputting operation signals of an input device such as a keyboard and a mouse to the wireless communication device 1. Note that the computer apparatus 100 may be configured without the input interface 102.

グラフィック処理装置１０３は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＣＲＴ（ブラウン管）、及びＰＤＰ（プラズマディスプレイ）などのディスプレイに、ＣＰＵ１０１により生成された映像信号や画像信号に基づいて、映像や画像を表示させる装置である。なお、コンピュータ装置１００は、グラフィック処理装置１０３を備えない構成も可能である。   The graphic processing device 103 is a device that displays a video or an image on a display such as an LCD (liquid crystal display), a CRT (CRT), and a PDP (plasma display) based on a video signal or an image signal generated by the CPU 101. is there. Note that the computer apparatus 100 may be configured without the graphic processing apparatus 103.

通信インターフェース１０４は、無線通信装置１が他の無線ノードと無線通信するための装置である。送受信部１３の機能構成は、無線通信インターフェース１０４により実現される。   The communication interface 104 is a device for the wireless communication device 1 to wirelessly communicate with other wireless nodes. The functional configuration of the transmission / reception unit 13 is realized by the wireless communication interface 104.

主記憶装置１０５は、無線通信プログラムの実行の際に、無線通信プログラム、無線通信プログラムの実行に必要なデータ、及び無線通信プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。無線通信プログラムは、主記憶装置１０５上で展開され、実行される。主記憶装置１０５は、例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭであるが、これに限られない。主記憶装置１０５は、無線通信プログラム、中継情報、フレーム情報、ノードＩＤ、ランク値Ｒ、親ノード、及び子ノードなどの情報を記憶することができる。また、主記憶装置１０５は、コンピュータ装置１００のＯＳ、ＢＩＯＳ、及び各種のミドルウエアを記憶してもよい。   The main storage device 105 stores a wireless communication program, data necessary for executing the wireless communication program, data generated by executing the wireless communication program, and the like when the wireless communication program is executed. The wireless communication program is expanded and executed on the main storage device 105. The main storage device 105 is, for example, a RAM, a DRAM, or an SRAM, but is not limited thereto. The main storage device 105 can store information such as a wireless communication program, relay information, frame information, node ID, rank value R, parent node, and child node. The main storage device 105 may store the OS and BIOS of the computer device 100 and various middleware.

外部記憶装置１０６は、無線通信プログラム、無線通信プログラムの実行に必要なデータ、及び無線通信プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。これらのプログラムやデータは、無線通信プログラムの実行の際に、主記憶装置１０５に読み出される。外部記憶装置１０６は、例えば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、及び磁気テープであるが、これに限られない。外部記憶装置１０６は、無線通信プログラム、中継情報、フレーム情報、ノードＩＤ、ランク値Ｒ、親ノード、及び子ノードなどの情報を記憶することができる。   The external storage device 106 stores a wireless communication program, data necessary for executing the wireless communication program, data generated by executing the wireless communication program, and the like. These programs and data are read to the main storage device 105 when the wireless communication program is executed. The external storage device 106 is, for example, a hard disk, an optical disk, a flash memory, and a magnetic tape, but is not limited thereto. The external storage device 106 can store information such as a wireless communication program, relay information, frame information, node ID, rank value R, parent node, and child node.

なお、無線通信プログラムは、コンピュータ装置１００に予めインストールされていてもよいし、無線通信により無線通信装置１に送信され、コンピュータ装置１００にインストールされてもよい。   The wireless communication program may be installed in advance in the computer apparatus 100, or may be transmitted to the wireless communication apparatus 1 by wireless communication and installed in the computer apparatus 100.

次に、本実施形態に係る無線通信装置１の動作について説明する。図９は、無線通信装置１の初期動作、すなわち、電源投入時の動作を示すフローチャートである。以下の説明において、無線通信装置１は、フレーム情報及びノードＩＤを予め記憶しているものとする。   Next, the operation of the wireless communication device 1 according to this embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an initial operation of the wireless communication apparatus 1, that is, an operation when the power is turned on. In the following description, it is assumed that the wireless communication device 1 stores frame information and a node ID in advance.

ステップＳ１において、送受信部１３は、受信処理を開始し、電源投入から１フレームが経過したか判定する。１フレームが経過するまで、送受信部１３は、受信処理を継続する。なお、送受信部１３による判定は、１フレームに限られない。１フレームが経過する前に（ステップＳ１のＮＯ）、送受信部１３が受信情報を受信した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、処理はステップＳ３に進む。   In step S1, the transmission / reception unit 13 starts reception processing and determines whether one frame has elapsed since the power was turned on. The transmission / reception unit 13 continues the reception process until one frame elapses. The determination by the transmission / reception unit 13 is not limited to one frame. When one frame has elapsed (NO in step S1), if the transmission / reception unit 13 receives reception information (YES in step S2), the process proceeds to step S3.

ステップＳ３において、送信先ノード決定部１７は、送受信部１３が受信した受信情報を取得し、当該受信情報の送信元ノードのノードＩＤ、ランク値、及び無線信号の信号強度（ＲＳＳＩ）を記憶する（ステップＳ３）。   In step S3, the transmission destination node determination unit 17 acquires the reception information received by the transmission / reception unit 13, and stores the node ID of the transmission source node of the reception information, the rank value, and the signal strength (RSSI) of the radio signal. (Step S3).

無線通信装置１は、以上のステップＳ１〜Ｓ３の動作を、電源投入から１フレームが経過するまで繰り返す。１フレームが経過すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、処理はステップＳ４に進む。   The wireless communication device 1 repeats the operations in steps S1 to S3 described above until one frame elapses after the power is turned on. When one frame has elapsed (YES in step S1), the process proceeds to step S4.

ステップＳ４において、送信先ノード決定部１７は、記憶した送信元ノードのノードＩＤ、ランク値、及び無線信号の信号強度に基づいて、送信先ノード（親ノード）を決定する（ステップＳ４）。送信先ノード決定部１７は、上述の通り、ランク値が最も小さく、信号強度が最も大きい送信元ノードを送信先ノード（親ノード）に決定する。また、送信先ノード（親ノード）のランク値より１大きいランク値を、自ノードのランク値として決定する。   In step S4, the transmission destination node determination unit 17 determines a transmission destination node (parent node) based on the stored node ID, rank value, and signal strength of the radio signal (step S4). As described above, the transmission destination node determination unit 17 determines the transmission source node having the smallest rank value and the largest signal strength as the transmission destination node (parent node). Also, a rank value that is one greater than the rank value of the transmission destination node (parent node) is determined as the rank value of the own node.

図１０は、無線通信装置１の１フレーム分の通常動作を示すフローチャートである。以下では、上述のステップＳ４により、自ノードのランク値はＲに決定されたものとする。
また、ランク値Ｒ及び自ノードのノードＩＤに基づいて、送信スロット決定部１８により、送信スロットが決定されているものとする。 FIG. 10 is a flowchart showing a normal operation for one frame of the wireless communication apparatus 1. In the following, it is assumed that the rank value of the own node is determined as R by the above-described step S4.
Further, it is assumed that the transmission slot is determined by the transmission slot determination unit 18 based on the rank value R and the node ID of the own node.

ステップＳ５において、無線通信装置１は、自ノードのランク値Ｒより１大きいランク値Ｒ＋１を割当てられたスロット群Ｒ＋１が終了したか判定する。スロット群Ｒ＋１が終了するまで、送受信部１３は、受信処理を継続する。   In step S5, the wireless communication device 1 determines whether or not the slot group R + 1 to which the rank value R + 1 that is one greater than the rank value R of its own node is assigned has been completed. The transmission / reception unit 13 continues the reception process until the slot group R + 1 ends.

スロット群Ｒ＋１が終了する前に（ステップＳ５のＮＯ）、送受信部１３が自ノード宛ての受信情報を受信した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、処理はステップＳ７に進む。受信情報が自ノード宛て、すなわち、受信情報の送信先ノードが自ノードであるかの判定は、宛先判定部１４により行われる。   If the transmission / reception unit 13 receives reception information addressed to its own node (YES in step S6) before the slot group R + 1 ends (NO in step S5), the process proceeds to step S7. The destination determination unit 14 determines whether the received information is addressed to the own node, that is, whether the destination node of the received information is the own node.

ステップＳ７において、中継情報記憶部１５は、自ノード宛ての受信情報を、中継情報として記憶する。無線通信装置１は、以上のステップＳ５〜Ｓ７の動作を、スロット群Ｒ＋１が終了するまで繰り返し、送信元ノード（子ノード）の送信情報（中継情報）を受信する。そして、スロット群Ｒ＋１が終了すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、処理はステップＳ８に進む。ここでは、スロット群Ｒ＋１が終了すると同時に、スロット群Ｒが開始するものとして説明するが、スロット群Ｒ＋１とスロット群Ｒとの間には、ランク値を割当てられていない期間があってもよい。   In step S7, the relay information storage unit 15 stores the reception information addressed to the own node as relay information. The wireless communication device 1 repeats the operations in steps S5 to S7 described above until the slot group R + 1 ends, and receives transmission information (relay information) of the transmission source node (child node). When the slot group R + 1 ends (YES in step S5), the process proceeds to step S8. Here, it is assumed that the slot group R starts at the same time as the end of the slot group R + 1, but there may be a period in which no rank value is assigned between the slot group R + 1 and the slot group R.

ステップＳ８において、送信情報生成部１６は、中継情報記憶部１５に記憶された中継情報に、自ノードのノードＩＤ、センサ情報、及びランク値Ｒなどの情報を付加して送信情報を生成する。送信情報生成部１６が送信情報を生成した後、中継情報記憶部１５に記憶された情報は消去される。   In step S <b> 8, the transmission information generation unit 16 generates transmission information by adding information such as the node ID of the own node, sensor information, and rank value R to the relay information stored in the relay information storage unit 15. After the transmission information generating unit 16 generates the transmission information, the information stored in the relay information storage unit 15 is deleted.

ステップＳ９において、無線通信装置１は、送信スロット決定部１８が決定した送信スロットが開始されるまで待機する。この待機期間中、送受信部１３は、受信処理を継続してもよいし、停止してもよい。送信スロットが開始されると、処理はステップＳ１０に進む。なお、スロット群Ｒの開始と同時に送信スロットが開始される場合には、ステップＳ９は省略される。   In step S9, the radio communication device 1 stands by until the transmission slot determined by the transmission slot determination unit 18 is started. During this standby period, the transmission / reception unit 13 may continue or stop the reception process. When the transmission slot is started, the process proceeds to step S10. If a transmission slot is started simultaneously with the start of the slot group R, step S9 is omitted.

ステップＳ１０において、送受信部１３は、送信情報生成部１６が生成した送信情報を、送信先ノード決定部１７が決定した送信先ノード（親ノード）に送信する。送受信部１３により送信された送信情報は、無線信号に変換され、送受信アンテナ１１を介して送信先ノードに送信される。以上のステップＳ５〜Ｓ１０により、送信元ノード（子ノード）からの受信情報を送信先ノード（親ノード）へ中継することができる。送信スロットが終了すると、処理はステップＳ１１に進む。   In step S <b> 10, the transmission / reception unit 13 transmits the transmission information generated by the transmission information generation unit 16 to the transmission destination node (parent node) determined by the transmission destination node determination unit 17. The transmission information transmitted by the transmission / reception unit 13 is converted into a radio signal and transmitted to the transmission destination node via the transmission / reception antenna 11. Through the above steps S5 to S10, the reception information from the transmission source node (child node) can be relayed to the transmission destination node (parent node). When the transmission slot ends, the process proceeds to step S11.

ステップＳ１１において、無線通信装置１は、スロット群Ｒが終了するまで待機する。
この待機期間中、送受信部１３は、受信処理を行ってもよいし、停止してもよい。スロット群Ｒが終了すると、処理はステップＳ１２に進む。なお、スロット群Ｒの終了と同時に送信スロットが終了する場合には、ステップＳ１１は省略される。 In step S11, the wireless communication device 1 stands by until the slot group R ends.
During this standby period, the transmission / reception unit 13 may perform reception processing or stop. When the slot group R ends, the process proceeds to step S12. If the transmission slot ends at the same time as the end of the slot group R, step S11 is omitted.

ステップＳ１２において、無線通信装置１は、自ノードのランク値Ｒより１小さいランク値Ｒ−１を割当てられたスロット群Ｒ−１が終了したか判定する。スロット群Ｒ−１が終了するまで、送受信部１３は、受信処理を継続する。   In step S12, the wireless communication device 1 determines whether or not the slot group R-1 to which the rank value R-1 smaller by one than the rank value R of the own node is assigned has been completed. The transmission / reception unit 13 continues the reception process until the slot group R-1 ends.

スロット群Ｒ−１が終了する前に（ステップＳ１２のＮＯ）、送受信部１３がランク値Ｒ−１の受信情報を受信した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、処理はステップＳ１４に進む。受信情報のランク値がＲ−１であるかの判定は、送信スロット決定部１８により行われる。   If the transmission / reception unit 13 receives the reception information of the rank value R-1 (NO in step S12) before the slot group R-1 ends (NO in step S12), the process proceeds to step S14. The transmission slot determination unit 18 determines whether the rank value of the received information is R-1.

ステップＳ１４において、送信スロット決定部１８は、受信情報の送信元ノードのランク値Ｒ−１、ノードＩＤ、及び無線信号の信号強度を記憶する。無線通信装置１は、以上のステップＳ１２〜Ｓ１４の動作を、スロット群Ｒ−１が終了するまで繰り返し、送信先ノード（親ノード）の送信情報を受信する。そして、スロット群Ｒ−１が終了すると（ステップＳ１２のＹＥＳ）、処理はステップＳ１５に進む。   In step S14, the transmission slot determination unit 18 stores the rank value R-1 of the transmission source node of the reception information, the node ID, and the signal strength of the radio signal. The wireless communication device 1 repeats the operations of steps S12 to S14 described above until the slot group R-1 ends, and receives transmission information of the transmission destination node (parent node). When the slot group R-1 ends (YES in step S12), the process proceeds to step S15.

ステップＳ１５において、送信先ノード決定部１７は、記憶したノードＩＤ、ランク値、及び信号強度に基づいて、送信先ノード（親ノード）を決定する。例えば、送信先ノード決定部１７は、信号強度が最も大きい無線ノードを送信先ノードに決定する。   In step S15, the transmission destination node determination unit 17 determines a transmission destination node (parent node) based on the stored node ID, rank value, and signal strength. For example, the transmission destination node determination unit 17 determines the wireless node having the highest signal strength as the transmission destination node.

以上のステップＳ１２〜Ｓ１５により、１フレーム毎に、信号強度が最大の無線ノードに送信先ノード（親ノード）を更新することができる。したがって、無線通信システムに新たな無線ノードが加わった場合であっても、無線通信装置１は、最適な親ノードに対して送信情報を送信することができる。なお、送信先ノードを更新しない場合には、ステップＳ１２〜Ｓ１５は省略されてもよい。   Through the above steps S12 to S15, the transmission destination node (parent node) can be updated to the wireless node having the maximum signal strength for each frame. Therefore, even when a new wireless node is added to the wireless communication system, the wireless communication device 1 can transmit transmission information to the optimal parent node. Note that if the destination node is not updated, steps S12 to S15 may be omitted.

以上説明した通り、本実施形態に係る無線通信装置は、自ノードのランク値とフレーム情報とに基づいて、上述のスロット割当て方法を実現するように、送信スロットを自動的に決定することができる。したがって、この無線通信装置は、１フレーム以内に根ノードまで情報を伝達することができる。   As described above, the wireless communication apparatus according to the present embodiment can automatically determine the transmission slot based on the rank value of the own node and the frame information so as to realize the slot allocation method described above. . Therefore, this wireless communication apparatus can transmit information to the root node within one frame.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る無線通信システムについて、図１１を参照して説明する。図１１は、この無線通信システムの構成の一例を示す図である。この無線通信システムでは、無線通信システムを構成する各無線ノードが、所定の期間スリープ状態となる。他の構成は、第１実施形態と同様である。 (Second Embodiment)
Next, a radio communication system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of this wireless communication system. In this wireless communication system, each wireless node constituting the wireless communication system is in a sleep state for a predetermined period. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

スリープ状態とは、無線通信部１２が演算処理や通信機能を停止させ、時間のカウントのみを行う状態である。スリープ状態では、情報の送受信が行われないため、無線通信装置１の消費電力が低くなる。以下では、無線ノードが、情報の送受信を可能な状態を起床状態という。また、無線通信部１２が起床状態からスリープ状態に移行することを、「スリープする」といい、スリープ状態から起床状態に移行することを「起床する」という。   The sleep state is a state in which the wireless communication unit 12 stops arithmetic processing and communication functions and only counts time. In the sleep state, information is not transmitted / received, so that the power consumption of the wireless communication device 1 is reduced. Hereinafter, a state in which the wireless node can transmit and receive information is referred to as a wake-up state. Further, the transition of the wireless communication unit 12 from the wake-up state to the sleep state is referred to as “sleep”, and the transition from the sleep state to the wake-up state is referred to as “wake-up”.

上述の通り、ランク値Ｒの無線ノードは、スロット群Ｒ＋１及びスロット群Ｒ−１の間、受信処理を行い、スロット群Ｒに含まれる送信スロットの間、送信処理を行う。本実施形態において、無線ノードは、これらの送受信処理を行う間を除き、スリープ状態となる。すなわち、無線ノードは、フレームが開始されてからスロット群Ｒ＋１が開始されるまでと、スロット群Ｒ＋１が終了してから送信スロットが開始されるまでと、送信スロットが終了してからスロット群Ｒ−１が開始されるまでと、スロット群Ｒ−１が終了してからフレームが終了するまでと、の期間スリープ状態となる。   As described above, the wireless node with the rank value R performs reception processing between the slot group R + 1 and the slot group R-1, and performs transmission processing between the transmission slots included in the slot group R. In the present embodiment, the wireless node enters a sleep state except during the transmission / reception process. That is, the wireless node performs the slot group R− from the start of the frame until the start of the slot group R + 1, the end of the slot group R + 1 and the start of the transmission slot, and the end of the transmission slot. 1 is started, and the sleep state is entered during the period from the end of the slot group R-1 to the end of the frame.

例えば、ランク値３の無線ノードＩの場合、スロット群Ｎからスロット群５までの間スリープ状態となり、スロット群４の間受信処理を行い、スロット群３が開始されてから送信スロットが開始されるまでの間スリープ状態となり、送信スロットの間送信処理を行い、送信スロットが終了してからスロット群２が開始されるまでの間スリープ状態となり、スロット群２の間受信処理を行い、スロット群１の間スリープ状態となる。   For example, in the case of the wireless node I with the rank value 3, the sleep state is entered from the slot group N to the slot group 5, the reception process is performed during the slot group 4, and the transmission slot is started after the slot group 3 is started. Until the slot group 2 is started after the end of the transmission slot, the reception state is performed between the slot group 2 and the slot group 1 Sleep.

なお、送信先ノード（親ノード）を更新しない場合には、スロット群Ｒ−１において受信処理を行わなくてもよいため、無線ノードはスロット群Ｒ−１の間スリープ状態であってもよい。   If the destination node (parent node) is not updated, the reception process may not be performed in the slot group R-1, and thus the wireless node may be in the sleep state during the slot group R-1.

次に、本実施形態に係る無線通信装置１について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態に係る無線通信装置１の構成を示す図である。図１２に示すように、この無線通信装置１の無線通信部１２は、スリープ制御部２０を更に備える。他の構成は第１実施形態と同様である。   Next, the wireless communication device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of the wireless communication device 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the wireless communication unit 12 of the wireless communication device 1 further includes a sleep control unit 20. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

スリープ制御部２０は、電源を投入されている間、無線通信部１２の動作状態に関わらず機能する。スリープ制御部２０は、時間をカウントし、カウントした時間と、送信先ノード決定部１７により決定された自ノードのランク値と、フレーム情報記憶部１９に記憶されたフレーム情報と、に基づいて、無線通信部１２の動作状態を、スリープ状態と起床状態との間で制御する。   The sleep control unit 20 functions regardless of the operating state of the wireless communication unit 12 while the power is turned on. The sleep control unit 20 counts the time, and based on the counted time, the rank value of the own node determined by the transmission destination node determination unit 17, and the frame information stored in the frame information storage unit 19, The operation state of the wireless communication unit 12 is controlled between the sleep state and the wake-up state.

具体的には、スリープ制御部２０は、無線通信部１２を、スロット群Ｒ＋１の開始、送信スロットの開始、及びスロット群Ｒ−１の開始のタイミングで起床させ、スロット群Ｒ＋１の終了、送信スロットの終了、及びスロット群Ｒ−１の終了のタイミングでスリープさせる。   Specifically, the sleep control unit 20 wakes up the wireless communication unit 12 at the timing of the start of the slot group R + 1, the start of the transmission slot, and the start of the slot group R-1, and ends the transmission of the slot group R + 1. And at the timing of the end of the slot group R-1.

次に、本実施形態に係る無線通信装置１の動作について、図１３を参照して説明する。
図１３は、本実施形態に係る無線通信装置１の１フレーム分の通常動作を示すフローチャートである。図１３では、動作の開始時点において、無線通信部１２はスリープ状態であるものとする。 Next, the operation of the wireless communication apparatus 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a flowchart showing a normal operation for one frame of the wireless communication device 1 according to the present embodiment. In FIG. 13, it is assumed that the wireless communication unit 12 is in a sleep state at the start of operation.

ステップＳ１６において、スリープ制御部２０は、カウントしている時間と、自ノードのランク値Ｒと、フレーム情報と、に基づいて、スロット群Ｒ＋１が開始されたか判定する。スリープ制御部２０は、スロット群Ｒ＋１が開始されるまで、当該判定を繰り返す（ステップＳ１６のＮＯ）。スロット群Ｒ＋１が開始されると、処理はステップＳ１７に進む。   In step S <b> 16, the sleep control unit 20 determines whether the slot group R + 1 is started based on the counting time, the rank value R of the own node, and the frame information. The sleep control unit 20 repeats the determination until the slot group R + 1 is started (NO in step S16). When the slot group R + 1 is started, the process proceeds to step S17.

ステップＳ１７において、スリープ制御部２０は、無線通信部１２を起床させる。これにより、送受信部１３が受信処理を開始する。以降、ステップＳ５〜Ｓ８までは、図１０のフローチャートと同様である。   In step S <b> 17, the sleep control unit 20 wakes up the wireless communication unit 12. Thereby, the transmission / reception part 13 starts a reception process. Thereafter, steps S5 to S8 are the same as those in the flowchart of FIG.

ステップＳ８において、送信情報生成部１６が送信情報を生成すると、処理はステップＳ１８に進む。   In step S8, when the transmission information generation unit 16 generates transmission information, the process proceeds to step S18.

ステップＳ１８において、スリープ制御部２０は、無線通信部１２をスリープさせる。
その後、スリープ制御部２０は、送信スロットが開始されると、無線通信部１２を起床させる。無線通信部１２が起床状態に移行すると、送受信部１３は、送信先ノード（親ノード）に送信情報を送信する。送信スロットが終了すると、処理はステップＳ１９に進む。 In step S18, the sleep control unit 20 causes the wireless communication unit 12 to sleep.
Thereafter, when the transmission slot is started, the sleep control unit 20 wakes up the wireless communication unit 12. When the wireless communication unit 12 shifts to the wake-up state, the transmission / reception unit 13 transmits transmission information to the transmission destination node (parent node). When the transmission slot ends, the process proceeds to step S19.

ステップＳ１９において、スリープ制御部２０は、無線通信部１２をスリープさせる。
その後、スリープ制御部２０は、スロット群Ｒが終了し、スロット群Ｒ−１が開始すると、無線通信部１２を起床させる。これにより、送受信部１３が受信処理を開始する。以降、ステップＳ１２〜Ｓ１５までは、図１０のフローチャートと同様である。 In step S19, the sleep control unit 20 causes the wireless communication unit 12 to sleep.
Thereafter, when the slot group R ends and the slot group R-1 starts, the sleep control unit 20 wakes up the wireless communication unit 12. Thereby, the transmission / reception part 13 starts a reception process. Thereafter, steps S12 to S15 are the same as those in the flowchart of FIG.

ステップＳ１５において、送信先ノード（親ノード）が更新されると、スリープ制御部２０は、無線通信部１２をスリープさせる。以上で無線通信装置１の１フレーム分の通常動作が終了する。   In step S15, when the transmission destination node (parent node) is updated, the sleep control unit 20 causes the wireless communication unit 12 to sleep. Thus, the normal operation for one frame of the wireless communication device 1 is completed.

以上説明した通り、本実施形態に係る無線通信装置１は、情報を送受信しない間、スリープ状態となる。したがって、無線通信装置１の消費電力を低減することができる。また、この無線通信装置１により無線通信システムを構成することにより、無線通信システム全体の消費電力を低減することができる。   As described above, the wireless communication device 1 according to the present embodiment enters the sleep state while not transmitting / receiving information. Therefore, the power consumption of the wireless communication device 1 can be reduced. Further, by configuring a wireless communication system with the wireless communication apparatus 1, it is possible to reduce power consumption of the entire wireless communication system.

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る無線通信システムについて、図１４〜図１７を参照して説明する。図１４〜図１７は、本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。第１実施形態及び第２実施形態では、下流側から上流側への情報の送信（上りリンク）だけが行われたが、本実施形態では、上流側から下流側への情報の送信（下りリンク）も同時に行われる。本実施形態において、無線通信装置１は、第１実施形態と同様である。 (Third embodiment)
Next, a radio communication system according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 14 to 17 are diagrams illustrating an example of the configuration of the wireless communication system according to the present embodiment. In the first and second embodiments, only information transmission (uplink) from the downstream side to the upstream side is performed. In this embodiment, information transmission (downlink) from the upstream side to the downstream side is performed. ) Is also performed at the same time. In the present embodiment, the wireless communication device 1 is the same as that of the first embodiment.

下りリンクの場合、上述の上りリンクのスロット割当て方法によってスロットを割当てると、情報伝達時間が数スロットかかるため非効率である。そこで、本実施形態では、上りリンク用のスロット割当てと、下りリンク用のスロット割当てと、をそれぞれ設定する。   In the case of the downlink, if a slot is allocated by the above-described uplink slot allocation method, the information transmission time takes several slots, which is inefficient. Therefore, in the present embodiment, uplink slot allocation and downlink slot allocation are respectively set.

上りリンク用のスロット割当てでは、第１実施形態と同様に、フレームにおいて時間が早いスロット群ほど、大きなランク値を割当て、時間が遅いスロット群ほど、小さなランク値を割当てる。これにより、フレームにおいて時間が早いスロットほど、下流側に位置する無線ノードに割当てる。   In uplink slot allocation, as in the first embodiment, a higher rank value is assigned to a slot group having a shorter time in a frame, and a smaller rank value is assigned to a slot group having a later time. As a result, a slot whose time is earlier in a frame is assigned to a wireless node located on the downstream side.

これに対して、下りリンク用のスロット割当てでは、フレームにおいて時間が早いスロット群ほど、小さなランク値を割当て、時間が遅いスロット群ほど、大きなランク値を割当てる。これにより、フレームにおいて時間が早いスロットほど、上流側に位置する無線ノードに割当てる。   On the other hand, in downlink slot assignment, a slot group with a shorter time in a frame is assigned a smaller rank value, and a slot group with a later time is assigned a larger rank value. As a result, the slot with the earlier time in the frame is assigned to the wireless node located on the upstream side.

これにより、上りリンク及び下りリンクの両方で、フレームにおいて時間が早いスロット程、情報の伝達経路において前に位置する無線ノードに割当てられることになる。したがって、本実施形態に係る無線通信システムによれば、上りリンク及び下りリンクの両方で情報伝達時間を１フレーム以内に短縮することができる。   As a result, in both the uplink and the downlink, the earlier slot in the frame is assigned to the wireless node located in the front in the information transmission path. Therefore, according to the radio communication system according to the present embodiment, the information transmission time can be shortened within one frame in both uplink and downlink.

さらに、本実施形態では、任意のランク値Ｒについて、上りリンクのランク値Ｒ＋１と、下りリンクのランク値Ｒ−１と、が同一のスロット群に割当てられないように、スロット群にランク値を割当てる。同様に、任意のランク値Ｒについて、上りリンクのランク値Ｒ−１と、下りリンクのランク値Ｒ＋１と、が同一のスロット群に割当てられないように、スロット群にランク値を割当てる。これにより、フレームの中央部分に位置するスロット群は、上りリンクのランク値Ｒ＋１，Ｒ−１、下りリンクのランク値Ｒ＋１，Ｒ−１の、いずれか１つのみを割当てられる。   Furthermore, in this embodiment, for any rank value R, the rank value is assigned to the slot group so that the uplink rank value R + 1 and the downlink rank value R-1 are not assigned to the same slot group. Assign. Similarly, for an arbitrary rank value R, the rank value is assigned to the slot group so that the uplink rank value R-1 and the downlink rank value R + 1 are not assigned to the same slot group. As a result, only one of the uplink rank values R + 1 and R−1 and the downlink rank values R + 1 and R−1 is assigned to the slot group located in the center portion of the frame.

このため、図１４の３番目のスロット群は、上りリンクのランク値５のみが割当てられ、４番目のスロット群は、下りリンクのランク値３のみが割当てられている。また、図１４の７番目のスロット群は、上りリンクのランク値３のみが割当てられ、８番目のスロット群は、下りリンクのランク値５のみが割当てられている。これにより、ランク値が２離れた無線ノード間の無線信号の干渉を防ぐことができる。   Therefore, only the uplink rank value 5 is assigned to the third slot group in FIG. 14, and only the downlink rank value 3 is assigned to the fourth slot group. Further, only the uplink rank value 3 is assigned to the seventh slot group in FIG. 14, and only the downlink rank value 5 is assigned to the eighth slot group. As a result, it is possible to prevent radio signal interference between radio nodes whose rank values are separated by two.

例えば、フレームの１番目のスロット群では、ランク値７の無線ノードとランク値１の無線ノードとが同時に無線信号を送信する。しかしながら、ランク値７の無線ノードとランク値１の無線ノードとは離れているため、これらの無線信号は干渉しない。   For example, in the first slot group of the frame, a wireless node with a rank value of 7 and a wireless node with a rank value of 1 transmit wireless signals simultaneously. However, since the wireless node with rank value 7 and the wireless node with rank value 1 are separated, these wireless signals do not interfere with each other.

これに対して、フレームの３番目のスロット群で、ランク値５の無線ノードとランク値３の無線ノードとが同時に無線信号を送信した場合、ランク値５の無線ノードとランク値３の無線ノードとは近接しているため、これらの無線信号が干渉する恐れがある。   On the other hand, when the wireless node with rank value 5 and the wireless node with rank value 3 simultaneously transmit wireless signals in the third slot group of the frame, the wireless node with rank value 5 and the wireless node with rank value 3 Since these are close to each other, these radio signals may interfere with each other.

しかしながら、本実施形態のようにスロット群にランク値を割当てると、ランク値５の無線ノードとランク値３の無線ノードとが交互に無線信号を送信するため、無線信号の干渉を防ぐことができる。   However, when a rank value is assigned to a slot group as in the present embodiment, a radio node with a rank value of 5 and a radio node with a rank value of 3 transmit radio signals alternately, thereby preventing radio signal interference. .

このようなランク値の割当ては、図１４のように、ランク値の数が奇数（７個）の場合だけでなく、図１５に示すように、ランク値の数が偶数（８個）の場合であっても同様に可能である。   As shown in FIG. 14, such assignment of rank values is performed not only when the number of rank values is odd (7) but also when the number of rank values is even (8) as shown in FIG. But it is possible as well.

また、ランク値が３離れていても無線信号が干渉する恐れがある場合には、任意のランク値Ｒについて、上りリンクらのランク値Ｒ＋１（Ｒ−１）と、下りリンクのランク値Ｒ−２（Ｒ＋２）と、が同一のスロット群に割当てられないように、ランク値をスロット群に割当ててもよい。例えば、図１５の無線通信システムの３番目のスロット群は、上りリンクのランク値６のみを割当てられ、４番目のスロット群は、下りリンクのランク値３のみを割当てられている。これにより、ランク値が３離れた無線ノード間の無線信号の干渉を防ぐことができる。   Further, when there is a possibility that the radio signal interferes even if the rank value is 3 away, the uplink rank value R + 1 (R-1) and the downlink rank value R- The rank value may be assigned to the slot group so that 2 (R + 2) is not assigned to the same slot group. For example, the third slot group of the wireless communication system of FIG. 15 is assigned only the uplink rank value 6, and the fourth slot group is assigned only the downlink rank value 3. As a result, it is possible to prevent radio signal interference between radio nodes whose rank values are separated by three.

さらに、図１４及び図１５では、上りリンクのランク値Ｒと、下りリンクのランク値Ｒと、が同一のスロット群に割当てられないように、スロット群にランク値を割当ている。
しかしながら、図１６及び図１７に示すように、上りリンクのランク値Ｒと、下りリンクのランク値Ｒと、が同一のスロット群に割当てられるように、スロット群にランク値を割当ててもよい。 Further, in FIG. 14 and FIG. 15, the rank value is assigned to the slot group so that the uplink rank value R and the downlink rank value R are not assigned to the same slot group.
However, as shown in FIGS. 16 and 17, the rank value may be assigned to the slot group so that the uplink rank value R and the downlink rank value R are assigned to the same slot group.

この場合、上りリンク及び下りリンクのランク値Ｒを割当てられたスロット群では、上りリンク及び下りリンクの送信が同時に行われる。例えば、図１６の場合、ランク値４の無線ノードＬは、送信スロットにおいて、無線ノードＩへの上りリンクの送信と、無線ノードＮ，Ｏへの下りリンクの送信と、を同時に行う。このように、上りリンクと下りリンクのランク値Ｒを同一のスロット群に割当てることにより、スロット群の数を減らし、フレームを短縮することができる。   In this case, in the slot group to which the uplink and downlink rank values R are assigned, uplink and downlink transmissions are performed simultaneously. For example, in the case of FIG. 16, the wireless node L with the rank value 4 simultaneously performs uplink transmission to the wireless node I and downlink transmission to the wireless nodes N and O in the transmission slot. Thus, by assigning the uplink and downlink rank values R to the same slot group, the number of slot groups can be reduced and the frame can be shortened.

以上説明した通り、本実施形態に係る無線通信システムによれば、上りリンク及び下りリンクの情報伝達時間を、いずれも１フレーム以内に短縮することができる。また、無線信号の干渉を防ぎ、情報の伝達精度を向上させることができる。   As described above, according to the radio communication system according to the present embodiment, it is possible to reduce both the uplink and downlink information transmission times within one frame. In addition, radio signal interference can be prevented and information transmission accuracy can be improved.

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る無線通信システムについて、図１８及び図１９を参照して説明する。図１８及び図１９は、本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。この無線通信システムは、第３実施形態に係る無線通信システムを、第２実施形態に係る無線通信装置１により構成したものである。すなわち、無線通信装置１は、上りリンク及び下りリンクの送信を行うとともに、所定の期間スリープ状態となる。 (Fourth embodiment)
Next, the radio | wireless communications system which concerns on 4th Embodiment is demonstrated with reference to FIG.18 and FIG.19. 18 and 19 are diagrams illustrating an example of the configuration of the wireless communication system according to the present embodiment. In this wireless communication system, the wireless communication system according to the third embodiment is configured by the wireless communication device 1 according to the second embodiment. That is, the wireless communication device 1 performs uplink and downlink transmissions and enters a sleep state for a predetermined period.

具体的には、ランク値Ｒの無線ノードは、上りリンクのスロット群Ｒ＋１，Ｒ−１及び送信スロットの間、送受信を行うと共に、下りリンクのスロット群Ｒ＋１，Ｒ−１及び送信スロットの間、送受信を行う。   Specifically, the radio node with the rank value R performs transmission / reception between the uplink slot groups R + 1, R−1 and the transmission slot, and between the downlink slot groups R + 1, R−1 and the transmission slot, Send and receive.

例えば、図１８において、ランク値７の無線ノードＵに着目した場合、無線ノードＵは、１番目のスロット群で上りリンクの中継情報を受信し、２番目のスロット群の送信スロットで当該中継情報を中継し、３番目のスロット群で受信した無線信号に基づいて上りリンクの送信先ノード（親ノード）を決定し、９番目のスロット群で下りリンクの中継情報を受信し、１０番目のスロット群の送信スロットで当該中継情報を中継し、１１番目のスロット群で受信した無線信号に基づいて下りリンクの送信先ノード（子ノード）を決定する。そして、無線ノードＵは、それ以外の期間、すなわち、４番目〜８番目のスロット群と、２番目及び１０番目のスロット群のうち送信スロット以外の期間と、ではスリープ状態となる。   For example, in FIG. 18, when focusing on a wireless node U with a rank value of 7, the wireless node U receives uplink relay information in the first slot group, and the relay information in the transmission slot of the second slot group. , The uplink destination node (parent node) is determined based on the radio signal received in the third slot group, the downlink relay information is received in the ninth slot group, and the tenth slot The relay information is relayed in the group transmission slot, and the downlink transmission destination node (child node) is determined based on the radio signal received in the eleventh slot group. Then, the wireless node U enters a sleep state during other periods, that is, during periods other than the transmission slots in the fourth to eighth slot groups and the second and tenth slot groups.

これにより、上りリンク及び下りリンクの情報伝達時間をいずれも１フレーム以内に短縮しつつ、無線通信装置１及び無線通信システムの消費電力を低減することができる。   As a result, it is possible to reduce the power consumption of the wireless communication device 1 and the wireless communication system while reducing both the uplink and downlink information transmission time within one frame.

図１９は、図１８の無線通信システムの変形例である。図１９において、ランク値Ｒの無線ノードは、上りリンクのスロット群Ｒ＋１及び送信スロットの間、送受信を行うと共に、下りリンクのスロット群Ｒ＋１及び送信スロットの間、送受信を行う。すなわち、図１８の無線通信システムと異なり、上りリンク及び下りリンクのランク値Ｒ−１を割当てられたスロット群の間、無線ノードはスリープ状態となる。   FIG. 19 is a modification of the wireless communication system of FIG. In FIG. 19, a radio node with a rank value R performs transmission / reception between an uplink slot group R + 1 and a transmission slot, and performs transmission / reception between a downlink slot group R + 1 and a transmission slot. That is, unlike the wireless communication system of FIG. 18, the wireless node enters a sleep state during the slot group to which the uplink and downlink rank values R−1 are assigned.

例えば、図１９において、ランク値７の無線ノードＵに着目した場合、無線ノードＵは、１番目のスロット群で上りリンクの中継情報を受信し、２番目のスロット群の送信スロットで当該中継情報を中継し、９番目のスロット群で下りリンクの中継情報を受信し、１０番目のスロット群の送信スロットで当該中継情報を中継する。そして、無線ノードＵは、１番目のスロット群で受信した無線信号に基づいて下りリンクの送信先ノード（子ノード）を決定し、９番目のスロット群で受信した無線信号に基づいて上りリンクの送信先ノード（親ノード）を決定する。そして、無線ノードＵは、それ以外の期間、すなわち、４〜８，１１番目のスロット群と、２番目及び１０番目のスロット群のうち送信スロット以外の期間と、ではスリープ状態となる。   For example, in FIG. 19, when focusing on a wireless node U with a rank value of 7, the wireless node U receives uplink relay information in the first slot group, and the relay information in the transmission slot of the second slot group. , Receive downlink relay information in the ninth slot group, and relay the relay information in the transmission slot of the tenth slot group. Then, the radio node U determines a downlink transmission destination node (child node) based on the radio signal received in the first slot group, and based on the radio signal received in the ninth slot group. Determine the destination node (parent node). Then, the wireless node U enters a sleep state in other periods, that is, in periods other than the transmission slot in the 4th to 8th and 11th slot groups and the 2nd and 10th slot groups.

これにより、図１８の無線通信システムよりも無線通信装置１がスリープ状態となる期間がスロット群２個分長くなるため、無線通信装置１及び無線通信システムの消費電力をさらに低減することができる。   Accordingly, since the period during which the wireless communication device 1 is in the sleep state is longer by two slots than the wireless communication system in FIG. 18, the power consumption of the wireless communication device 1 and the wireless communication system can be further reduced.

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.

１：無線通信装置、２：集約装置、１１：送受信アンテナ、１２：無線通信部、１３：送受信部、１４：宛先判定部、１５：中継情報記憶部、１６：送信情報生成部、１７：送信先ノード決定部、１８：送信スロット決定部、１９：フレーム情報記憶部、２０：スリープ制御部、１００：コンピュータ装置、１０１：ＣＰＵ、１０２：入力インターフェース、１０３：グラフィック処理装置、１０４：通信インターフェース、１０５：主記憶装置、１０６：外部記憶装置、１０７：バス 1: wireless communication device, 2: aggregation device, 11: transmission / reception antenna, 12: wireless communication unit, 13: transmission / reception unit, 14: destination determination unit, 15: relay information storage unit, 16: transmission information generation unit, 17: transmission Destination node determination unit, 18: transmission slot determination unit, 19: frame information storage unit, 20: sleep control unit, 100: computer device, 101: CPU, 102: input interface, 103: graphic processing device, 104: communication interface, 105: Main storage device, 106: External storage device, 107: Bus

Claims (13)

情報を送受信する送受信部と、
根ノードまでのホップ数に応じた自ノードのランク値に基づいて、複数のスロットに時分割されたフレームから、前記送受信部が前記情報を送信する送信スロットを決定する送信スロット決定部と、
を備え、
前記フレームには、複数の連続する前記スロットを含むスロット群が複数設定され、
前記各スロット群には、それぞれ異なる前記ランク値が割当てられ、
前記送信スロット決定部は、前記自ノードの前記ランク値が割当てられたスロット群を選択し、選択した前記スロット群に含まれる前記スロットの中から前記送信スロットを決定する
無線通信装置。 A transmission / reception unit for transmitting / receiving information;
Based on the rank value of the own node according to the number of hops to the root node, from a frame time-divided into a plurality of slots, a transmission slot determination unit that determines a transmission slot in which the transmission / reception unit transmits the information;
With
In the frame, a plurality of slot groups including a plurality of consecutive slots are set,
Each slot group is assigned a different rank value,
The transmission slot determination unit is a wireless communication apparatus that selects a slot group to which the rank value of the node is assigned and determines the transmission slot from the slots included in the selected slot group. 前記フレームにおいて時間が早い前記スロット群ほど大きな前記ランク値が割当てられる
請求項１に記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the higher rank value is assigned to the slot group whose time is earlier in the frame. 前記送受信部は、前記自ノードの前記ランク値より１大きい前記ランク値が割当てられた前記スロット群において、前記情報を受信する
請求項１又は請求項２に記載の無線通信装置。 The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reception unit receives the information in the slot group to which the rank value that is one greater than the rank value of the node is assigned. 前記送受信部による前記情報の送受信処理を停止させるスリープ制御部を更に備える
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 1, further comprising a sleep control unit that stops transmission / reception processing of the information by the transmission / reception unit. 前記フレームにおいて時間が遅い前記スロット群ほど小さな前記ランク値が割当てられる
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a smaller rank value is assigned to the slot group that is slower in time in the frame. 前記送受信部は、前記自ノードの前記ランク値より１小さい前記ランク値を割当てられた前記スロット群において、前記情報を受信する
請求項５に記載の無線通信装置。 The wireless communication apparatus according to claim 5, wherein the transmission / reception unit receives the information in the slot group to which the rank value that is 1 smaller than the rank value of the node is assigned. 前記スロット群には、上りリンクのためのそれぞれ異なる前記ランク値が割当てられ、かつ、下りリンクのためのそれぞれ異なる前記ランク値が割当てられ、
前記送信スロット決定部は、前記上りリンクのための前記自ノードのランク値が割当てられたスロット群を選択し、選択した前記スロット群に含まれる前記スロットの中から上りリンクのための前記送信スロットを決定し、前記下りリンクのための前記自ノードのランク値が割当てられたスロット群を選択し、選択した前記スロット群に含まれる前記スロットの中から下りリンクのための前記送信スロットを決定する
請求項１に記載の無線通信装置。 The slot groups are assigned different rank values for the uplink and different rank values for the downlink,
The transmission slot determining unit selects a slot group to which the rank value of the own node for the uplink is assigned, and the transmission slot for the uplink from the slots included in the selected slot group And the slot group to which the rank value of the own node for the downlink is assigned is selected, and the transmission slot for the downlink is determined from among the slots included in the selected slot group. The wireless communication apparatus according to claim 1. 前記フレームにおいて時間が早い前記スロット群ほど前記上りリンクのための大きな前記ランク値が割当てられ、前記フレームにおいて時間が早い前記スロット群ほど小さな前記下りリンクのための小さな前記ランク値が割当てられる
請求項７に記載の無線通信装置。 The slot group earlier in the frame is assigned a higher rank value for the uplink, and the slot group earlier in the frame is assigned a smaller rank value for the downlink. 8. The wireless communication device according to 7. 前記上りリンクのための前記ランク値Ｒ＋１と、前記下りリンクのための前記ランク値Ｒ−１は、異なる前記スロット群に割当てられる
請求項７または８に記載の無線通信装置。 The radio communication apparatus according to claim 7 or 8, wherein the rank value R + 1 for the uplink and the rank value R-1 for the downlink are assigned to different slot groups. 前記送受信部は、前記上りリンクのための前記ランク値Ｒ＋１が割当てられた前記スロット群、及び前記下りリンクのための前記ランク値Ｒ−１が割当てられた前記スロット群において、前記情報を受信する
請求項９に記載の無線通信装置。 The transmission / reception unit receives the information in the slot group to which the rank value R + 1 for the uplink is assigned and the slot group to which the rank value R-1 for the downlink is assigned. The wireless communication apparatus according to claim 9. 請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の前記無線通信装置と、
前記無線通信装置からの前記情報を集約する集約装置と、
を備える無線通信システム。 The wireless communication device according to any one of claims 1 to 10,
An aggregation device for aggregating the information from the wireless communication device;
A wireless communication system comprising: 根ノードと、複数の無線ノードとからなる無線通信システムにおいて、
フレームを複数のスロットに時分割し、
前記フレームに、複数の連続する前記スロットを含むスロット群を複数設定し、
前記フレームにおいて時間が早い前記スロット群ほど大きくなるように、前記無線ノードから前記根ノードまでのホップ数に応じたランク値を割当て、
前記スロット群に含まれる前記スロットを、前記スロット群に割当てられた前記ランク値と同一の前記ランク値の前記無線ノードに割当てる
スロット割当て方法。 In a wireless communication system composed of a root node and a plurality of wireless nodes,
Time-dividing the frame into multiple slots,
A plurality of slot groups including a plurality of consecutive slots are set in the frame,
Assign a rank value according to the number of hops from the wireless node to the root node so that the slot group having a shorter time in the frame becomes larger,
A slot allocation method for allocating the slot included in the slot group to the radio node having the same rank value as the rank value allocated to the slot group. 情報を送受信する送受信ステップと、
根ノードまでのホップ数に応じた自ノードのランク値に基づいて、複数のスロットに時分割されたフレームから、前記送受信ステップが前記情報を送信する送信スロットを決定する送信スロット決定ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記フレームには、複数の連続する前記スロットを含むスロット群が複数設定され、
前記各スロット群には、それぞれ異なる前記ランク値が割当てられ、
前記送信スロット決定ステップは、前記自ノードの前記ランク値が割当てられたスロット群を選択し、選択した前記スロット群に含まれる前記スロットの中から前記送信スロットを決定する
プログラム。 A transmission / reception step for transmitting / receiving information;
A transmission slot determination step in which the transmission / reception step determines a transmission slot for transmitting the information from a frame time-divided into a plurality of slots based on the rank value of the own node according to the number of hops to the root node. To run
In the frame, a plurality of slot groups including a plurality of consecutive slots are set,
Each slot group is assigned a different rank value,
The transmission slot determination step selects a slot group to which the rank value of the node is assigned, and determines the transmission slot from the slots included in the selected slot group.
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