JP2022126096A - ad hoc network system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、アドホックネットワークシステムに関する。 The present disclosure relates to ad-hoc network systems.
通信速度が異なる複数の無線通信端末が混在するアドホックネットワークシステムにおいて、オーバーヘッドを小さくしつつランダムアクセスを実現する方法が提案されている。 A method has been proposed for realizing random access while reducing overhead in an ad-hoc network system in which multiple wireless communication terminals with different communication speeds coexist.
例えば、特許文献1には、全ての無線通信端末が解読可能な既知の一定レートの一般解読部と、一部の無線通信端末のみが解読可能な任意のレートの高度解読部とを含むパケットを送信することが記載されている。また、特許文献2には、通信速度毎に個別のアドホックネットワークを形成することが提案されている。具体的には、アドホックネットワークを形成したい無線通信端末は、隣接する複数の無線通信端末に制御メッセージを送信し、応答があった無線通信端末との間でアドホックネットワークを形成する。アドホックネットワークを形成したい無線通信端末は、上記の制御メッセージを通信速度の異なる通信方式毎に行い、制御メッセージの返信に応答があった端末との間で、通信方式毎に個々のアドホックネットワークを形成する。
For example,
特許文献1の技術によれば、無線通信端末は、パケットを送信する際に毎回、低速の一般解読部と高速の高度解読部とで通信速度を切り替える必要があるため、通信速度の切り替えに時間を要するという問題がある。
According to the technique of
また、特許文献2の技術は、通信速度毎に個別のアドホックネットワークを形成するものであり、単一のアドホックネットワーク内で異なる通信速度を混在させるものではない。
Further, the technique of
本開示は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、異なる通信速度の無線通信端末が混在する単一のアドホックネットワークにおいて、通信速度の切り替えに要する時間を小さくすることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to reduce the time required to switch communication speeds in a single ad-hoc network in which wireless communication terminals with different communication speeds coexist. do.
本開示のアドホックネットワークシステムは、互いに無線通信を行う複数の無線通信端末を備える。複数の無線通信端末は、第1の通信速度にのみ対応した少なくとも1つの無線通信端末である第1の無線通信端末と、第1の通信速度と第1の通信速度より高速な第2の通信速度との両方に対応した少なくとも1つの無線通信端末である第2の無線通信端末とを備える。送信側の複数の無線通信端末の夫々である送信端末は、受信側の複数の無線通信端末の夫々である受信端末に対して、第1の通信速度と第2の通信速度とのうち送信端末と受信端末との両方が対応する通信速度である共通通信速度でパケットを送信する。パケットのプリアンブルは、第1の通信速度と第2の通信速度のいずれにおいても同一のパターンとして認識され、かつパケットの通信速度に対応する、配列パターンを含む。 An ad-hoc network system of the present disclosure includes a plurality of wireless communication terminals that wirelessly communicate with each other. The plurality of wireless communication terminals includes a first wireless communication terminal that is at least one wireless communication terminal compatible only with a first communication speed, and a first communication speed and a second communication that is faster than the first communication speed. and a second wireless communication terminal that is at least one wireless communication terminal that supports both speed and speed. A transmitting terminal, which is each of a plurality of wireless communication terminals on the transmitting side, selects a transmitting terminal between the first communication speed and the second communication speed with respect to a receiving terminal, which is each of a plurality of wireless communication terminals on the receiving side. The packet is transmitted at the common communication speed, which is the communication speed supported by both the terminal and the receiving terminal. The packet preamble includes an arrangement pattern that is recognized as the same pattern at both the first communication speed and the second communication speed and that corresponds to the packet communication speed.
本開示のアドホックネットワークシステムによれば、異なる通信速度の無線通信端末が混在する単一のアドホックネットワークにおいて、通信速度の切り替えに要する時間を小さくすることが可能である。 According to the ad-hoc network system of the present disclosure, it is possible to reduce the time required for switching communication speeds in a single ad-hoc network in which wireless communication terminals with different communication speeds coexist.
<A.実施の形態1>
<A-1.構成>
図1は、本実施の形態のアドホックネットワークシステム101の構成図である。アドホックネットワークシステム101は、分散配置された複数の無線通信端末1-8を備えて構成される。アドホックネットワークシステム101は、2個以上の複数の無線通信端末を備えていればよいが、以下の説明では図1に示されるように、アドホックネットワークシステム101が8個の無線通信端末1-8を備えるものとする。
<A.
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a configuration diagram of an ad-
各無線通信端末1-8は、隣接する他の無線通信端末1-8と相互に通信を行う。全ての無線通信端末1-8は、第1の通信速度S1で通信が可能である。そして、一部の無線通信端末1-3は、第1の通信速度S1に加えて、より高速な第2の通信速度S2でも通信が可能である。言い換えれば、無線通信端末4-8は、第1の通信速度S1にのみ対応した第1の無線通信端末であり、無線通信端末1-3は、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2との両方に対応した第2の無線通信端末である。図1では、無線通信端末1-8間の矢印の太さによって通信速度の違いが表されている。 Each wireless communication terminal 1-8 communicates with other adjacent wireless communication terminals 1-8. All wireless communication terminals 1-8 are capable of communication at the first communication speed S1. Some of the wireless communication terminals 1-3 are capable of communication not only at the first communication speed S1 but also at a higher second communication speed S2. In other words, the wireless communication terminal 4-8 is a first wireless communication terminal that supports only the first communication speed S1, and the wireless communication terminal 1-3 supports both the first communication speed S1 and the second communication speed. This is a second wireless communication terminal compatible with both S2. In FIG. 1, the thickness of the arrows between the wireless communication terminals 1-8 indicates the difference in communication speed.
第2の通信速度S2は第1の通信速度S1のA倍である。Aは2以上の整数である。すなわち、第2の通信速度S2は第1の通信速度S1より高速である。無線通信端末1-3は、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2の両方で通信が可能であるとはいえ、これらを同時に両立できるわけではない。従って、無線通信端末1-3は、通信相手に応じて第1の通信速度S1と第2の通信速度S2とを切り替える必要がある。 The second communication speed S2 is A times the first communication speed S1. A is an integer of 2 or more. That is, the second communication speed S2 is faster than the first communication speed S1. Although the wireless communication terminal 1-3 is capable of communicating at both the first communication speed S1 and the second communication speed S2, it is not possible to achieve both at the same time. Therefore, the wireless communication terminal 1-3 needs to switch between the first communication speed S1 and the second communication speed S2 according to the communication partner.
図2は、アドホックネットワークシステム101において、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2の両方に対応した無線通信端末1-3から他の無線通信端末1-8に送信されるパケットのフォーマットを示している。パケットは、プリアンブル、SFD(Start Frame Delimiter)、PHR(PHY Header)、およびPSDU(PLCP Service Data Unit)を含んで構成される。プリアンブルは、0または1のパターンであり、このパターンはパケットの通信速度に応じて異なる。すなわち、プリアンブルのパターンはパケットの通信速度に対応する。以下、プリアンブルのパターンを「プリアンブルパターン」と称する。プリアンブルパターンは、第1の通信速度S1においてパターン1の「0000…00」となり、第2の通信速度S2においてパターン2の「1111…11」となる。このように、無線通信端末1-3が送信するパケットは、プリアンブルに通信速度に応じて異なる配列パターンを有する。
FIG. 2 shows a format of a packet transmitted from a wireless communication terminal 1-3 compatible with both a first communication speed S1 and a second communication speed S2 to another wireless communication terminal 1-8 in the ad-
また、全ての無線通信端末1-8は、パケットの通信速度に関わらず、当該パケットのプリアンブルパターンを判別することが可能である。言い換えれば、パケットのプリアンブルは、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2のいずれにおいても同一のパターンとして認識される。従って、上記の例において、第2の通信速度S2で送信されるパケットのプリアンブルパターンは、第2の通信速度S2で通信できない無線通信端末4-8においても、「1111…11」と識別される。本実施の形態は、例えばGFSK(Gaussian frequency-shift keying)またはQPSK(quadrature phase shift keying)など、同じデータに対しては通信速度に関わらずシンボルの状態が変化しない変調方式に適用可能である。 Also, all wireless communication terminals 1-8 can determine the preamble pattern of the packet regardless of the communication speed of the packet. In other words, the packet preamble is recognized as the same pattern at both the first communication speed S1 and the second communication speed S2. Therefore, in the above example, the preamble pattern of the packet transmitted at the second communication speed S2 is identified as "1111...11" even by the wireless communication terminal 4-8 which cannot communicate at the second communication speed S2. . The present embodiment can be applied to modulation schemes such as GFSK (Gaussian frequency-shift keying) or QPSK (quadrature phase shift keying), in which the symbol state does not change for the same data regardless of the communication speed.
図3は、アドホックネットワークシステム101を構成する無線通信端末200の機能的な構成を示している。無線通信端末200は、図1における無線通信端末1-8の夫々に対応する。図3に示すように、無線通信端末200は、情報記憶部201、中央制御部202、パケット生成部203、無線送信部204、アンテナ205、無線受信部206、およびパケット解析部207を備えて構成される。
FIG. 3 shows a functional configuration of a
情報記憶部201には、中央制御部202において実行される実行手順命令、受信パケットの解析結果から得られる情報、および一度通信した他の無線通信端末200が対応する通信速度の情報等が格納される。以下、無線通信端末200が対応する通信速度を対応通信速度と称し、対応通信速度の情報を対応通信速度情報と称する。
中央制御部202は、無線通信端末200における送信処理および受信処理を含む一連の処理の管理を行う。
パケット生成部203は、自身の無線通信端末200から他の無線通信端末200宛てに送信されるパケット信号を生成する。ここで、パケットにはデータパケットなどが挙げられる。パケット生成部203は、中央制御部202で実行される実行手順命令に従い、図2に示したフォーマットでパケット信号を生成する。
無線送信部204は、予め定められた変調方式および通信速度により、パケット生成部203で生成されたパケット信号の無線送信処理を行う。
アンテナ205は、他の無線通信端末200宛に信号を予め定められた周波数チャネル上で無線送信し、また他の無線通信端末200から送られる信号を収集する。
無線受信部206は、アンテナ205が収集した他の無線通信端末200からのパケット信号の受信処理を行う。
パケット解析部207は、他の無線通信端末200から受信したパケット信号を解析する。受信パケットは、中央制御部202において実行される実行手順命令に従い、解析処理される。
<A-2.送信処理>
次に、アドホックネットワークシステム101内の無線通信端末200が、同一アドホックネットワークシステム101内の他の無線通信端末200へパケットを送信する動作を、図4のフローチャートに沿って説明する。以下、パケットを送信する無線通信端末200を送信端末と称し、パケットを受信する無線通信端末200を受信端末と称する。
<A-2. Sending process>
Next, the operation of
送信端末は、送信制御を開始すると、自身が第2の通信速度S2に対応しているか否かを判断する(ステップS101)。送信端末が第2の通信速度S2に対応している場合、すなわち第2の通信速度S2で通信が可能な無線通信端末1-3である場合、送信相手である受信端末への送信が初回の送信であるか否かを判断する(ステップS102)。 When the transmission terminal starts transmission control, the transmission terminal determines whether or not it supports the second communication speed S2 (step S101). When the transmitting terminal supports the second communication speed S2, that is, when the wireless communication terminal 1-3 is capable of communicating at the second communication speed S2, the transmission to the receiving terminal, which is the other party of transmission, is the first time. It is determined whether or not it is transmission (step S102).
ステップS102において受信端末への送信が初回の場合、送信端末はプリアンブルパターンを「0000…00」と設定し、パケットにデータと自身の対応通信速度情報とを含めて、第1の通信速度S1で送信する(ステップS103)。この時点で、送信端末にとって受信端末が第2の通信速度S2に対応するかは不明であるため、送信端末は、自身と受信端末との両方が確実に対応する通信速度である第1の通信速度S1でパケットを送信する。送信端末と受信端末との両方が対応する通信速度を、共通通信速度とも称する。 In step S102, if the transmission to the receiving terminal is the first time, the transmitting terminal sets the preamble pattern to "0000...00", includes the data and its corresponding communication speed information in the packet, and transmits the data at the first communication speed S1. Send (step S103). At this point, since it is unknown to the transmitting terminal whether the receiving terminal supports the second communication speed S2, the transmitting terminal must select the first communication speed that both itself and the receiving terminal can surely support. Send packets at speed S1. A communication speed supported by both the transmitting terminal and the receiving terminal is also called a common communication speed.
次に、送信端末は、受信端末からのACK応答を待つ(ステップS104)。ここで、送信端末は、受信端末から「0000…00」と「1111…11」のいずれかのプリアンブルパターンを有するACKパケットが返信されるのを待つ。受信端末からのACK応答がなければ(ステップS105でNo)、送信端末はステップS103の処理に戻りパケットを再送する。 Next, the transmitting terminal waits for an ACK response from the receiving terminal (step S104). Here, the transmitting terminal waits for an ACK packet having a preamble pattern of either "0000...00" or "1111...11" to be returned from the receiving terminal. If there is no ACK response from the receiving terminal (No in step S105), the transmitting terminal returns to the process of step S103 and retransmits the packet.
受信端末からのACK応答があれば(ステップS105でYes)、送信端末はACKパケットのプリアンブルパターンが「1111…11」であるか否かを判断する(ステップS106)。ACKパケットのプリアンブルパターンが「0000…00」であれば、送信端末は受信端末が第2の通信速度S2に対応していないと判断し、第1の通信速度S1でACKパケットを受信する(ステップS109)。 If there is an ACK response from the receiving terminal (Yes in step S105), the transmitting terminal determines whether the preamble pattern of the ACK packet is "1111...11" (step S106). If the preamble pattern of the ACK packet is "0000...00", the transmitting terminal determines that the receiving terminal does not support the second communication speed S2, and receives the ACK packet at the first communication speed S1 (step S109).
一方、ACKパケットのプリアンブルパターンが「1111…11」であれば、送信端末は受信端末が第2の通信速度S2に対応していると判断し、通信速度を第2の通信速度S2に切り替えてACKパケットを受信する(ステップS107)。 On the other hand, if the preamble pattern of the ACK packet is "1111...11", the transmitting terminal determines that the receiving terminal supports the second communication speed S2, and switches the communication speed to the second communication speed S2. An ACK packet is received (step S107).
上記のとおり、送信端末はステップS107またはステップS109において受信端末の対応通信速度を把握するため、その後のステップS108において受信端末の対応通信速度情報を情報記憶部201に記憶し、送信処理を完了する。
As described above, in step S107 or step S109, the transmitting terminal stores information on the compatible communication speed of the receiving terminal in the
ステップS102において受信端末との通信が2回目以降の場合、送信端末は以前のステップS108で記憶した受信端末の対応通信速度で送信を行う。具体的には、送信端末は、情報記憶部が記憶する受信端末の対応通信速度情報に基づき、受信端末が第2の通信速度S2に対応しているか否かを判断する(ステップS110)。ステップS110において受信端末が第2の通信速度S2に対応していれば、送信端末はプリアンブルパターンを「1111…11」と設定し、第2の通信速度S2でパケットを送信する(ステップS114)。このように、送信端末は、共通通信速度のうち最も高速な通信速度でパケットを送信する。そして、送信端末は、「1111…11」のプリアンブルパターンを有するACK応答を第2の通信速度S2で待機する(ステップS115)。その後、受信端末から「1111…11」のプリアンブルパターンを有するACK応答がなければ(ステップS116でNo)、送信端末はステップS114の処理に戻りパケットを再送する。また、受信端末から「1111…11」のプリアンブルパターンを有するACK応答があれば(ステップS116でNo)、送信端末は送信処理を完了する。 If the communication with the receiving terminal is the second time or later in step S102, the transmitting terminal performs transmission at the communication speed supported by the receiving terminal stored in the previous step S108. Specifically, the transmitting terminal determines whether or not the receiving terminal supports the second communication speed S2 based on the compatible communication speed information of the receiving terminal stored in the information storage unit (step S110). If the receiving terminal supports the second communication speed S2 in step S110, the transmitting terminal sets the preamble pattern to "1111...11" and transmits the packet at the second communication speed S2 (step S114). Thus, the transmitting terminal transmits packets at the highest communication speed among the common communication speeds. Then, the transmitting terminal waits for an ACK response having a preamble pattern of "1111...11" at the second communication speed S2 (step S115). After that, if there is no ACK response with the preamble pattern of "1111...11" from the receiving terminal (No in step S116), the transmitting terminal returns to the process of step S114 and retransmits the packet. Also, if there is an ACK response with a preamble pattern of "1111...11" from the receiving terminal (No in step S116), the transmitting terminal completes the transmission process.
送信端末が第2の通信速度S2に対応していないか(ステップS101でNo)、送信端末が第2の通信速度S2に対応しているものの、第2の通信速度S2に対応していない受信端末に対して2回目以降の送信を行う場合(ステップS110でNo)、送信端末はプリアンブルパターンを「0000…00」と設定し、共通通信速度である第1の通信速度S1でパケットを送信する(ステップS111)。そして、送信端末は、「0000…00」のプリアンブルパターンを有するACK応答を第1の通信速度S1で待機する(ステップS112)。その後、受信端末から「0000…00」のプリアンブルパターンを有するACK応答がなければ(ステップS113でNo)、送信端末はステップS111の処理に戻りパケットを再送する。また、受信端末から「0000…00」のプリアンブルパターンを有するACK応答があれば、送信端末は送信処理を完了する。 Whether the transmitting terminal does not support the second communication speed S2 (No in step S101), or whether the transmitting terminal supports the second communication speed S2 but does not support the second communication speed S2. When performing the second and subsequent transmissions to the terminal (No in step S110), the transmitting terminal sets the preamble pattern to "0000...00" and transmits the packet at the first communication speed S1, which is the common communication speed. (Step S111). Then, the transmitting terminal waits for an ACK response having a preamble pattern of "0000...00" at the first communication speed S1 (step S112). After that, if there is no ACK response with a preamble pattern of "0000...00" from the receiving terminal (No in step S113), the transmitting terminal returns to the process of step S111 and retransmits the packet. Also, if there is an ACK response with a preamble pattern of "0000...00" from the receiving terminal, the transmitting terminal completes the transmission process.
<A-3.受信処理>
次に、アドホックネットワークシステム101内の受信端末が、同一アドホックネットワークシステム101内の他の送信端末からパケットを受信する動作を、図5のフローチャートに沿って説明する。
<A-3. Receiving process>
Next, the operation of the receiving terminal within the ad-
受信端末は、受信制御を開始すると、自身が第2の通信速度S2に対応しているか否かを判断する(ステップS201)。 Upon starting reception control, the receiving terminal determines whether or not it supports the second communication speed S2 (step S201).
受信端末は、自身が第2の通信速度S2に対応した無線通信端末1-3である場合(ステップS201でYes)、「0000・・・00」と「1111・・・11」のいずれかのプリアンブルパターンの受信を待ち受ける(ステップS202)。その後、受信端末が受信したプリアンブルパターンが「1111…11」であれば(ステップS203でNo)、受信端末は、送信端末との通信が2回目以降の通信であり、送信端末は第2の通信速度S2でパケットを送信していることを把握する。従って、受信端末は通信速度を第2の通信速度S2に切り替えてパケットを受信する(ステップS204)。 If the receiving terminal itself is the wireless communication terminal 1-3 that supports the second communication speed S2 (Yes in step S201), the receiving terminal either "0000...00" or "1111...11". It waits for reception of a preamble pattern (step S202). After that, if the preamble pattern received by the receiving terminal is "1111...11" (No in step S203), the receiving terminal communicates with the transmitting terminal after the second time, and the transmitting terminal communicates with the second communication. It is recognized that packets are being transmitted at speed S2. Therefore, the receiving terminal switches the communication speed to the second communication speed S2 and receives the packet (step S204).
一方、ステップS202の後に受信したプリアンブルパターンが「0000…00」であれば、受信端末は通信速度を第1の通信速度S1に切り替えてパケットを受信する(ステップS205)。このように、受信端末は、プリアンブルパターンに対応する通信速度でパケットを受信する。送信端末が第2の通信速度S2に対応する受信端末に対して第1の通信速度S1でパケットを送信する理由には、通信が初回であること、または送信端末が第1の通信速度S1にのみ対応していること、の2通りが考えられる。そこで、受信端末は、ステップS205で受信したパケットに含まれる送信端末の対応通信速度情報から、送信端末が第2の通信速度S2に対応するか否かを判断する(ステップS206)。ここで、パケットに送信端末の対応通信速度情報が含まれていない場合、受信端末は、送信端末が第2の通信速度S2に対応しないと判断してもよい。 On the other hand, if the preamble pattern received after step S202 is "0000...00", the receiving terminal switches the communication speed to the first communication speed S1 and receives the packet (step S205). Thus, the receiving terminal receives packets at a communication speed corresponding to the preamble pattern. The reason why the transmitting terminal transmits the packet at the first communication speed S1 to the receiving terminal corresponding to the second communication speed S2 is that the communication is the first time, or that the transmitting terminal has changed to the first communication speed S1. There are two possible ways: Therefore, the receiving terminal determines whether or not the transmitting terminal supports the second communication speed S2 from the compatible communication speed information of the transmitting terminal included in the packet received in step S205 (step S206). Here, if the packet does not include information on the communication speed supported by the transmitting terminal, the receiving terminal may determine that the transmitting terminal does not support the second communication speed S2.
受信端末は、送信端末からパケットを受信した後、送信端末が第2の通信速度S2に対応する場合(ステップS204、またはステップS206でYes)、プリアンブルパターンを「1111…11」と設定し、第2の通信速度S2でACK応答を行う(ステップS207)。ACKパケットのプリアンブルパターンは、送信端末から受信端末へ送信されるパケットのプリアンブルパターンと同様に、いずれの通信速度においても同一のパターンとして認識され、かつACKパケットの通信速度に対応したパターンである。こうして、受信処理が完了する。 After receiving the packet from the transmitting terminal, the receiving terminal sets the preamble pattern to "1111...11" if the transmitting terminal supports the second communication speed S2 (Yes in step S204 or step S206), ACK response is performed at the communication speed S2 of 2 (step S207). The preamble pattern of the ACK packet is recognized as the same pattern at any communication speed and corresponds to the communication speed of the ACK packet, like the preamble pattern of the packet transmitted from the transmitting terminal to the receiving terminal. Thus, the reception process is completed.
受信端末は、送信端末からパケットを受信した後、送信端末が第2の通信速度S2に対応しない場合(ステップS206でNo)、プリアンブルパターンを「0000…00」と設定し、第1の通信速度S1でACK応答を行う(ステップS210)。このように、受信端末は共通通信速度で送信端末にACKパケットを返信する。こうして、受信処理が完了する。 After receiving the packet from the transmitting terminal, if the transmitting terminal does not support the second communication speed S2 (No in step S206), the receiving terminal sets the preamble pattern to "0000...00" and sets the preamble pattern to the first communication speed. An ACK response is made in S1 (step S210). Thus, the receiving terminal returns an ACK packet to the transmitting terminal at the common communication rate. Thus, the reception process is completed.
受信端末は、自身が第2の通信速度S2に対応しない無線通信端末4-8である場合(ステップS201でNo)、第1の通信速度S1で「0000…00」のプリアンブルパターンの受信を待ち受ける(ステップS208)。その後、受信端末は「0000…00」のプリアンブルパターンを受信すると、そのまま第1の通信速度S1でパケットを受信する(ステップS209)。そして、受信端末はプリアンブルパターンを「0000…00」と設定し、第1の通信速度でACK応答を行う(ステップS210)。こうして、受信処理が完了する。 If the receiving terminal itself is the wireless communication terminal 4-8 that does not support the second communication speed S2 (No in step S201), it waits for reception of the preamble pattern "0000...00" at the first communication speed S1. (Step S208). After that, when the receiving terminal receives the preamble pattern of "0000...00", it receives the packet as it is at the first communication speed S1 (step S209). Then, the receiving terminal sets the preamble pattern to "0000...00" and makes an ACK response at the first communication speed (step S210). Thus, the reception process is completed.
上記の説明では、アドホックネットワークシステム101が相互通信可能な8個の無線通信端末1-8で構成されるものとした。しかし、アドホックネットワークシステム101を構成する無線通信端末の個数は8に限らず、2以上の任意の数が想定される。また、上記の説明では、アドホックネットワークシステム101を構成する無線通信端末1-8のうち、無線通信端末1-3が第1の通信速度と第2の通信速度の両方に対応するものとした。しかし、両方の通信速度に対応する無線通信端末の個数は3に限らず、アドホックネットワークシステム101を構成する無線通信端末の個数より少なければよい。また、上記の説明では、「0000・・・00」と「1111・・・11」をプリアンブルパターンの例として示したが、プリアンブルパターンはこれらに限らない。
In the above description, the ad-
アドホックネットワークシステム101は、例えばセンサに無線通信機能を持たせたセンサ端末で構成されるセンサネットワークシステムに適用される。
The ad-
<A-4.効果>
実施の形態1のアドホックネットワークシステム101が備える複数の無線通信端末1-8は、第1の通信速度S1にのみ対応した少なくとも1つの無線通信端末である第1の無線通信端末4-8と、第1の通信速度S1と第1の通信速度S1より高速な第2の通信速度S2との両方に対応した少なくとも1つの無線通信端末である第2の無線通信端末1-3とを備える。送信側の複数の無線通信端末1-8の夫々である送信端末は、受信側の複数の無線通信端末1-8の夫々である受信端末に対して、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2とのうち送信端末と受信端末との両方が対応する通信速度である共通通信速度でパケットを送信する。このように、共通通信速度で無線通信を行うことにより、第1の無線通信端末と第2の無線通信端末とが混在したアドホックネットワークシステム101において無線通信が実現される。また、このパケットのプリアンブルは、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2のいずれにおいても同一のパターンとして認識され、かつパケットの通信速度に対応する、配列パターンを含む。従って、第2の無線通信端末である受信端末は、パケットのプリアンブルパターンからパケットの通信速度を取得し、当該通信速度に切り替えてパケットを受信することができる。すなわち、第2の無線通信端末である受信端末は、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2のうちパケットのプリアンブルに含まれる配列パターンに対応する通信速度でパケットを受信する。その結果、送信端末は送信中に第1の通信速度S1と第2の通信速度S2とを切り替える必要がないため、通信速度の切り替えによるオーバーヘッドを削減することができる。
<A-4. Effect>
The plurality of wireless communication terminals 1-8 included in the ad-
また、実施の形態1のアドホックネットワークシステム101において、第2の無線通信端末1-3である送信端末は、受信端末への初回の送信の際、パケットに自身が対応する通信速度の情報である対応通信速度情報を含め、第1の通信速度S1でパケットを送信してもよい。これにより、受信端末は送信端末から受信したパケットのプリアンブルに含まれる配列パターンが第1の通信速度S1に対応している場合でも、対応通信速度情報から送信端末が第2の通信速度S2に対応していることを把握することができる。
In addition, in the ad-
また、実施の形態1のアドホックネットワークシステム101において、受信端末は、送信端末から受信したパケットに対して、共通通信速度で送信端末にACKパケットを返信してもよい。このACKパケットのプリアンブルは、第1の通信速度S1と第2の通信速度S2のいずれにおいても同一として認識され、かつACKパケットの通信速度に対応する配列パターンを含む。そして、第2の無線通信端末1-3である受信端末は、送信端末から受信したパケットに対応通信速度情報が含まれる場合、対応通信速度情報に基づき共通通信速度のうちより高速な方をACKパケットの通信速度と決定する。これにより、第2の無線通信端末1-3である受信端末は、第2の無線通信端末1-3である送信端末に対して、自身が第2の通信速度S2に対応していることを知らせることができる。
Also, in the ad-
また、実施の形態1のアドホックネットワークシステム101において、送信端末は、受信端末から受信したACKパケットのプリアンブルに含まれる配列パターンに基づき、受信端末が対応する通信速度を取得し、記憶してもよい。これにより、送信端末は、次回の受信端末との通信において、記憶した通信速度の情報を用いて共通通信速度を決定し、パケットを送信することができる。
Further, in the ad-
<B.実施の形態2>
<B-1.構成>
実施の形態1のアドホックネットワークシステム101では、送信端末が同一の受信端末に対して2回目以降の送信を行う際、パケットのプリアンブルパターンを「0000…00」または「1111…11」に固定し、通信速度も固定した。これに対して実施の形態2のアドホックネットワークシステム102では、同一の受信端末に対する2回目以降の送信であっても、送信端末は状況に応じて通信速度およびパケットのプリアンブルパターンを変化させる。
<
<B-1. Configuration>
In the ad-
アドホックネットワークシステム102、およびアドホックネットワークシステム102における無線通信端末200の構成は、図1および図3に示した通りであり、実施の形態1と同様である。
The configurations of ad-hoc network system 102 and
<B-2.動作>
以下、図6のフローチャートを参照して、アドホックネットワークシステム102内で送信端末が受信端末へパケットを送信する動作を説明する。図6のフローチャートは、図4のフローチャートのステップS110とステップS114との間にステップS110Aを挿入したものである。ステップS110A以外の処理は実施の形態1と同様であるため、ここでは説明を省略する。
<B-2. Operation>
The operation of the transmitting terminal transmitting a packet to the receiving terminal in the ad-hoc network system 102 will be described below with reference to the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 6 is obtained by inserting step S110A between steps S110 and S114 of the flowchart of FIG. Since the processing other than step S110A is the same as that of the first embodiment, the description is omitted here.
送信端末から受信端末への2回目以降の送信であって、かつ送信端末と受信端末が共に第2の通信速度S2に対応する場合(ステップS110でYes)、送信端末は、受信端末との通信のパケットエラーレート(PER:Packet Error Rate)が予め定められた閾値以下であるか否かを判断する(ステップS110A)。PERは、(ACKパケットの受信回数/パケットの送信回数)により算出される。なお、ステップS110Aの処理が1回目である場合、まだ受信端末との通信のPERは算出されないため、送信端末はステップS110Aで常にYesと判断して次のステップS114の処理に進むものとする。 If it is the second or later transmission from the transmitting terminal to the receiving terminal and both the transmitting terminal and the receiving terminal support the second communication speed S2 (Yes in step S110), the transmitting terminal communicates with the receiving terminal. is equal to or less than a predetermined threshold (step S110A). The PER is calculated by (the number of times ACK packets are received/the number of times packets are transmitted). If the process of step S110A is the first time, the PER of the communication with the receiving terminal has not yet been calculated, so the transmitting terminal always determines Yes in step S110A and proceeds to the next process of step S114.
実施の形態1では、送信端末は、第2の通信速度S2でパケットを送信した後、一定時間内に受信端末からACK応答がなければ、同じ第2の通信速度S2でパケットの再送を繰り返した(ステップS114)。これに対して実施の形態2では、送信端末は、第2の通信速度S2でパケットを送信した後、一定時間内に受信端末からACK応答がなければ、ステップS110Aにおいて受信端末との通信のPERが予め定められた閾値以下であるか否かを判断する。PERが閾値以下であれば、送信端末は受信端末との通信品質を良いと判断し、第2の通信速度S2のままパケットを再送する(ステップS114)。一方、PERが閾値を超えていれば、送信端末は受信端末との通信品質を悪いと判断し、通信速度を第1の通信速度S1に下げてパケットを再送する(ステップS111)。
In
上記の説明において、送信端末はPERに基づき受信端末との通信品質を判断し、再送制御における通信速度の切り替えを行っている。しかし、通信速度を切り替える基準はPERに限らず、通信品質を表す他の指標に基づいてもよい。また、送信端末と受信端末の少なくともいずれか一方が通信品質を判断してもよい。例えば、受信端末が、送信端末から受信する信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator)が予め定められた閾値以下である場合に通信品質を悪いと判断し、送信端末に通信速度の切り替え要求を行う。そして、この切り替え要求に応じて送信端末が通信速度を第2の通信速度S2から第1の通信速度S1に低下させる。 In the above description, the transmitting terminal judges the communication quality with the receiving terminal based on the PER, and switches the communication speed in retransmission control. However, the criterion for switching the communication speed is not limited to PER, and may be based on another index representing communication quality. Also, at least one of the transmitting terminal and the receiving terminal may determine the communication quality. For example, when the RSSI (Received Signal Strength Indicator) of the signal received from the transmitting terminal is equal to or less than a predetermined threshold, the receiving terminal determines that the communication quality is poor and requests the transmitting terminal to switch the communication speed. Then, in response to this switching request, the transmitting terminal reduces the communication speed from the second communication speed S2 to the first communication speed S1.
<B-3.効果>
実施の形態2のアドホックネットワークシステム102において、共に第2の無線通信端末1-3である送信端末と受信端末の少なくともいずれか一方は、送信端末と受信端末との間の通信品質を表す指標を算出し、送信端末は当該指標に基づきパケットの通信速度を低下させる。従って、アドホックネットワークシステム102によれば、第2の通信速度S2で通信を行っている無線通信端末200間で通信品質が悪くなった場合に効率よく通信速度を第1の通信速度S1に下げ、安定した通信を行うことが可能である。
<B-3. Effect>
In the ad-hoc network system 102 of
<C.ハードウェア構成>
図3に示した無線通信端末200の情報記憶部201、中央制御部202、パケット生成部203、無線送信部204、無線受信部206、およびパケット解析部207(以下、「パケット生成部203等」と称する)は、図7に示す処理回路81により実現される。処理回路81には、専用のハードウェアが適用されても良いし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されても良い。プロセッサは、例えば中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)等である。
<C. Hardware configuration>
処理回路81が専用のハードウェアである場合、処理回路81は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。パケット生成部203等の各部の機能それぞれは、複数の処理回路81で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。
When the
処理回路81がプロセッサである場合、パケット生成部203等の機能は、ソフトウェア等(ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェア)との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。図8に示すように、処理回路81に適用されるプロセッサ82は、メモリ83に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、無線通信端末200は、処理回路81により実行されるときに、パケット生成部203等の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ83を備える。換言すれば、このプログラムは、パケット生成部203等の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ83には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disk)及びそのドライブ装置等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
When the
以上、パケット生成部203等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、パケット生成部203等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。
The configuration in which each function such as the
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。 In addition, it is possible to combine each embodiment freely, and to modify|transform and abbreviate|omit each embodiment suitably.
1-8,200 無線通信端末、101,102 アドホックネットワークシステム、201 情報記憶部、202 中央制御部、203 パケット生成部、204 無線送信部、205 アンテナ、206 無線受信部、207 パケット解析部、S1 第1の通信速度、S2 第2の通信速度。 1-8, 200 wireless communication terminal, 101, 102 ad-hoc network system, 201 information storage unit, 202 central control unit, 203 packet generation unit, 204 wireless transmission unit, 205 antenna, 206 wireless reception unit, 207 packet analysis unit, S1 first communication speed, S2 second communication speed;
Claims (6)
前記複数の無線通信端末は、
第1の通信速度にのみ対応した少なくとも1つの無線通信端末である第1の無線通信端末と、
前記第1の通信速度と前記第1の通信速度より高速な第2の通信速度との両方に対応した少なくとも1つの無線通信端末である第2の無線通信端末とを備え、
送信側の前記複数の無線通信端末の夫々である送信端末は、受信側の前記複数の無線通信端末の夫々である受信端末に対して、前記第1の通信速度と前記第2の通信速度とのうち前記送信端末と前記受信端末との両方が対応する通信速度である共通通信速度でパケットを送信し、
前記パケットのプリアンブルは、前記第1の通信速度と前記第2の通信速度のいずれにおいても同一のパターンとして認識され、かつ前記パケットの通信速度に対応する、配列パターンを含む、
アドホックネットワークシステム。 An ad-hoc network system comprising a plurality of wireless communication terminals that wirelessly communicate with each other,
The plurality of wireless communication terminals are
a first wireless communication terminal that is at least one wireless communication terminal that supports only the first communication speed;
a second wireless communication terminal that is at least one wireless communication terminal compatible with both the first communication speed and a second communication speed higher than the first communication speed;
A transmitting terminal, which is each of the plurality of wireless communication terminals on the transmitting side, transmits the first communication rate and the second communication rate to a receiving terminal, which is each of the plurality of wireless communication terminals on the receiving side. transmitting packets at a common communication speed, which is a communication speed supported by both the transmitting terminal and the receiving terminal,
The preamble of the packet is recognized as the same pattern at both the first communication speed and the second communication speed, and includes an arrangement pattern corresponding to the communication speed of the packet,
ad-hoc network system.
請求項1に記載のアドホックネットワークシステム。 The receiving terminal, which is the second wireless communication terminal, receives the packet at a communication speed corresponding to an arrangement pattern included in the preamble of the packet, out of the first communication speed and the second communication speed.
The ad-hoc network system according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載のアドホックネットワークシステム。 When the transmitting terminal, which is the second wireless communication terminal, transmits the packet for the first time to the receiving terminal, the transmitting terminal includes compatible communication speed information, which is information on a communication speed that the transmitting terminal supports, in the first communication. transmitting said packets at a rate;
3. The ad-hoc network system according to claim 1 or 2.
前記ACKパケットのプリアンブルは、前記第1の通信速度と前記第2の通信速度のいずれにおいても同一として認識され、かつ前記ACKパケットの通信速度に対応する配列パターンを含み、
前記第2の無線通信端末である前記受信端末は、前記送信端末から受信した前記パケットに前記対応通信速度情報が含まれる場合、前記対応通信速度情報に基づき前記共通通信速度のうち最も高速な通信速度を前記ACKパケットの通信速度と決定する、
請求項3に記載のアドホックネットワークシステム。 The receiving terminal returns an ACK packet to the transmitting terminal at the common communication speed in response to the packet received from the transmitting terminal;
The preamble of the ACK packet is recognized as the same at both the first communication speed and the second communication speed, and includes an arrangement pattern corresponding to the communication speed of the ACK packet,
When the packet received from the transmitting terminal includes the compatible communication speed information, the receiving terminal, which is the second wireless communication terminal, performs communication at the highest communication speed among the common communication speeds based on the compatible communication speed information. determining the speed as the communication speed of the ACK packet;
The ad-hoc network system according to claim 3.
請求項4に記載のアドホックネットワークシステム。 The transmitting terminal acquires and stores information on the communication speed supported by the receiving terminal based on the arrangement pattern included in the preamble of the ACK packet received from the receiving terminal.
The ad-hoc network system according to claim 4.
前記送信端末は、前記指標に基づき前記パケットの通信速度を低下させる、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のアドホックネットワークシステム。 At least one of the transmitting terminal and the receiving terminal calculates an index representing communication quality between the transmitting terminal and the receiving terminal,
the transmitting terminal reduces the communication speed of the packet based on the indicator;
The ad-hoc network system according to any one of claims 1 to 5.
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