JP3514728B2 - データを伝送するための方法およびシステム - Google Patents
データを伝送するための方法およびシステムInfo
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Description
信機と第1受信機と第1クロックとを備えており、第2
局が少なくとも第2送信機と第2受信機と第2クロック
とを備えており、 − タイムウィンドウの同期タイムスロットで、第2局
から第1局へ同期メッセージを伝送し、 − タイムウィンドウの選択タイムスロットで、第2局
から選択された第1局へ選択メッセージを伝送し、 − タイムウィンドウの応答タイムスロットで、選択さ
れた第1局から第2局へデータを伝送する ことを含む、幾つかの第1局から第2局へデータを伝送
するための方法に関する。そのような方法は、米国特許
第5,297,144号明細書に記載されている。
どのデータを幾つかの分散したローカル局(第1局)か
ら中央局(第2局)へ伝送するために適用される。そう
する際に、第1局からデータを収集しかつ/またはそれ
をさらなる局に渡す第2局は、ポーリングによって第1
局にデータを伝送させることができる。伝送は、例えば
無線リンクによって無線で行われるだけでなく、有線に
よっても行うことができる。データには、送信第1局の
識別を追加することができる。そのような方法の欠点
は、第一に、各第1局が呼出し信号(選択信号)を受信
し、データを送信することが連続的にできなければなら
ないことである。言い換えると、第1局の送信機および
受信機を永続的に起動させなければならない。しかし、
電池を電源とする第1局の場合、電池が比較的速く消耗
する結果、問題が生じる。上記の種類の方法は第二に、
データの補足として、送信第1局の識別を常に送信しな
ければならず、それは追加の伝送時間およびしたがって
追加のエネルギを必要とするという欠点を持つ。
メッセージ(呼出しメッセージ)を待つようにした方法
が提案されている。問題の局に向けられた選択メッセー
ジを受信した直後に、その第1局がデータを送信する応
答タイムスロットが開始する。次の選択タイムスロット
に備えて、他の第1局はその受信機のスイッチを入れて
おかなければならない。その結果、第1局は比較的大量
のエネルギを消費する。さらに、この既知の方法の場
合、タイムウィンドウに各第1局の予約タイムスロット
が存在する。非常に多数の第1局がある場合、この結
果、受け入れられないほど大きいタイムウィンドウにな
る。
も、選択メッセージが毎度様々な第1局に伝送されるよ
うに構成された、データを伝送するためのシステムが記
載されている。ここでも間隔をおいて第1局をポーリン
グすることにより、第1局の受信機は比較的長い時間ス
イッチを入れておかなければならない。
を無くすること、および第1局の非常に効率的なエネル
ギ消費を促進する、前提部分で言及する種類の方法を提
供することである。したがって、本発明によるそのよう
な方法は、単一の選択タイムスロットで選択メッセージ
を伝送し、それぞれの選択メッセージが伝送されなかっ
た場合には、各第1局によってその受信機を作動停止さ
せることによって特徴付けられる。
ジを伝送することにより、第1局の受信機がさらなる選
択メッセージを収集するために起動していなけばならな
い時間が厳格に制限される。単一選択タイムスロット
で、各第1局は、それに向けられた選択メッセージが送
信されたかどうかを確認することができる。そうでない
場合、問題の第1局は、その後に続くさらなる選択メッ
セージが無いので、そのタイムウィンドウの残り時間に
は、その受信機を作動停止させることができる。その結
果、エネルギの著しい節約が達成され、これにより、第
1局、特に電池を電源とする第1局の実効動作時間が著
しく延長される。
止は、選択タイムスロットの終りに、例えば予め定めら
れた時刻に、または同じく選択タイムスロットで伝送す
ることができる作動停止メッセージに応答して、起こす
ことができる。選択メッセージは予め定められた順序で
伝送し、その順序に基づいて作動停止が起こることが有
利である。その結果、選択タイムスロットの終りより前
に、第1局は、順序の前の方に配置された選択メッセー
ジに基づいて、それに向けられた選択メッセージが伝送
されないことをすでに決定することが可能になる。これ
は、第1局の受信機をいっそう早く停止させることがで
きるという利点を持つ。
割り当て、番号は連続通し番号とすることができる。ま
た、第1局および第2局の両方に格納しておいた、異な
った順序を適用することもできる。
送し、その順序に基づいて作動停止が起こることが有利
である。例えば番号の昇順と降順を交互に使用すること
により、それぞれの選択メッセージが伝送されるかまた
は伝送されないときまで、特定の第1局が常に他より長
く待たなければならないことが防止される。その結果、
第1局のエネルギ消費がいっそう均等に配分される。
イムスロットの時間指示を含むことができる。このよう
にして、各タイムウィンドウの空き応答タイムスロット
の適切な割当てを実現することができる。さらに、全て
の選択された第1局にとって、問題の応答タイムスロッ
トが遅くとも選択タイムスロットの終りまでに分かる。
た、選択メッセージが各々、選択タイムスロットの後に
続く、第2局から選択された第1局へコマンドメッセー
ジを伝送するためのコマンドタイムスロットの時間指示
を含む場合にも、達成することができる。
トの時間指示を含むことが好ましい。そのような形の間
接性(indirection)を導入することによっ
て、選択された第1局にコマンドメッセージを伝送する
ことができる。選択された第1局だけが、コマンドタイ
ムスロットの間、起動した受信機を必要とするので、要
求される追加エネルギの量は最小限である。
各第1局の送信機は、それぞれの応答タイムスロットの
間だけ起動する。
持続時間を持つことができるが、実際のタイムウィンド
ウの持続時間は、同期タイムスロットで第2局から第1
局へ伝送することが有利である。その結果、各タイムウ
ィンドウの持続時間を、選択される第1局の数、つまり
伝送されるデータの量に合わせて調整することが可能で
ある。
ト、および第1クロックを有する幾つかの第1局と、 − 第2送信機、第2受信機、第2制御ユニット、およ
び第2クロックを有する第2局とを備え、第1局が第2
局によって送信される同期メッセージに基づいてそれら
のクロックを同期させかつ第2局によって送信される選
択メッセージの関数としてデータを伝送するように構成
した、データを伝送するためのシステムであって、本発
明に従って、第2局が選択メッセージを連続的に送信す
るように構成し、かつ第1局が対応する選択メッセージ
の不在に応答してそれらの受信機を作動停止するように
構成することを特徴とするシステムを提供する。さら
に、本発明は、そのようなシステムで適用するための測
定局(第1局)および収集局(第2局)を提供する。
詳しく説明する。
データを伝送するためのシステムは、第1局1a、1
b、1c、1dおよび第2局2を備えている。図1には
4つの第1局が示されているが、基本的に任意の数の第
1局を適用することができる。例えば固定位置を占有す
る第1局1a〜1dは、例えば気象学的または地質学的
データを測定するための測定局を形成することができ
る。第2局2は固定局を含むことができるが、例えば衛
星によって形成することもできる。
す。第1局1は送信機11、受信機12、制御装置1
3、アンテナ14、電池15、クロック16、および測
定装置17を備えており、これらは相互に結合される。
測定装置17は、センサ(図示せず)およびデータバッ
ファを装備することができる。クロック16は、例えば
世界時(例えばGMT[=グリニッジ平均時])用のク
ロック、または同期カウンタとすることができる。
1、受信機22、処理ユニット23、アンテナ24、電
源装置25、およびクロック26を備えており、これら
は相互に結合される。処理ユニット23は例えばマイク
ロプロセッサによって形成することができ、データ(例
えば第1局から送信された測定データ)の処理、および
第2局の制御の両方に役立つ。
は、例えば、無線電話(例えばGSM[=移動体通信用
グローバルシステム])用の周波数帯域内にも位置する
適切な無線周波数による無線伝送用に構成された、市販
のコンポーネントとすることができる。基本的に、送信
機と受信機の両方に1つの周波数を利用することができ
るが(半二重)、送信機と受信機に異なる周波数を使用
することも可能である。
1a〜1dから第2局へ伝送される。本発明に従って、
第2(中央)局2は、この目的のためにタイムウィンド
ウ内で第1局1a〜1dにタイムスロットを明確に割り
当てる。これについては、図3および4を参照すること
により、さらに詳しく説明する。
すタイムウィンドウ4は、それぞれ時間T2、T3、T
4およびT5で始まる4つの連続応答タイムスロット8
a、8b、8cおよび8dを含む。図示する実施形態で
は、タイムスロット8a〜8dの各々が、図1の第1局
1a〜1dの1つに割り当てられる。ここで、割当ての
順序は基本的に不規則である。割当て自体は事前に初期
化プロセスで行われ、全ての第1局の受信機はアクティ
ブであり、第2局は、割り当てられた問題のタイムスロ
ットの時限(例えばT3およびT4)のみならず、例え
ば識別をも各第1局へ送信する。初期化プロセスは、タ
イムスロット5および6に基づいて実行される。時間T
0(=タイムスロット4の始め)から始まる同期タイム
スロット5で、第2局2は同期メッセージSYNを全て
の第1局へ送信する。時間T1から始まる選択タイムス
ロット6で、第2局は選択メッセージSELを選択され
た第1局へ送信する。これについては、後でさらに詳し
く説明する。
当てられたタイムスロットで、データを第2局へ順次送
信する。これに関連して、第1局1aは、例えばタイム
スロット8aで、つまり時間T2とT3の間に送信す
る。その後、第1局1bがタイムスロット8b等で送信
する。このようにして、第1局1aの送信機(11)
は、時間T1でスイッチを切ることができるので、時間
T0とT1の間でだけアクティブである必要があり、エ
ネルギを消費する。タイムスロットの終りより前に、送
信すべきデータの終りに達した場合、おそらく送信機は
より早くスイッチを切ることができる。問題の第1局が
データを送信する必要が無い場合、その送信機はスイッ
チを全く入れないでおくことが可能である。しかし、第
1局が正しく機能することを報告するために、送信機は
定期的に起動させることができる。
は、選択タイムスロット6中または後に、つまり時間T
2までに、スイッチを切ることができる。これについて
は、後でさらに詳しく説明する。
に繰り返され、タイムスロット8dの後に次のタイムウ
ィンドウのタイムスロット5が続く(T6=T0’)。
その結果、図3に示す典型的な実施形態では、各第1局
はその自由裁量により、データを伝送するためにタイム
ウィンドウ4の応答タイムスロット8の4分の1部分を
永続的に持つので、各送信機はタイムウィンドウ4の持
続時間の4分の3以上が非アクティブである。第1局の
受信機は、応答タイムスロット8の間中、スイッチを切
っておくことが好ましい。
ージSYNおよび選択メッセージSELが伝送される。
同期メッセージSYNに基づいて、第1クロック16が
第2クロックと同期する。図2Aおよび2Bを参照され
たい。この目的のために、各タイムウィンドウで、第1
局の受信機は、同期タイムスロット5の間中、作動状態
である。概して、各タイムウィンドウ4で同期メッセー
ジSYNを伝送する必要は無いであろう。したがって、
本発明による方法は、同期メッセージSYNが存在せ
ず、おそらく同期タイムスロット5が存在しないタイム
ウィンドウを少なくとも幾つか使用して、実行すること
が可能である。
で選択または要求メッセージSELを送信する。前記選
択メッセージは各々、特定の第1局を示すための第1識
別(「アドレス」)ID、および割り当てられた応答タ
イムスロットを示すための第2識別(「時間」)TRを
含む。第1識別(「アドレス」)は、第1局に永久的に
割り当てられた番号とすることができる。第2識別は、
応答タイムスロット8の開始時間(例えばT4)である
ことが好ましい。開始時間は、タイムウィンドウの開始
時間T0に対する時間差で表現することが有利である。
おそらく、第2識別はまた、問題のタイムスロットの終
了時間(例えばT5)または伝送されるバイト数をも含
むこともできる。しかし、終了時間またはデータユニッ
トの数を伝送する必要が無いように、事前に応答タイム
スロットの持続時間を設定することによって、伝送され
る選択情報の量を制限することができる。
ト6内で連続的に伝送される。したがって、このタイム
スロット6では、伝送すべきデータがある全ての第1局
の受信機が、作動状態である。タイムスロットの識別を
問題の局が受信するやいなや、その局はその受信機のス
イッチを切ることができる。識別が番号順に伝送される
場合、例えば最も高い番号を持つ第1局は、その受信機
を最も長く起動させておかなければならない。受信機の
エネルギ消費を第1局の間で釣り合った状態に分散する
ことができるために、表(またはそれぞれ割り当てられ
たタイムスロットを持つ第1局の識別)を交互に昇順お
よび降順に使用して伝送する。また、前記識別を毎回、
別の、好ましくは無作為に決定した順序で使用すること
も可能である。
答して、問題の第1局は、それに割り当てられた応答タ
イムスロットで、データを第2局に伝送する。
受信機は、選択タイムスロット6の間だけ起動する必要
がある。第1局の受信機は、各同期タイムスロット5の
間も起動することが好ましい。しかし、タイムウィンド
ウ4の持続時間が変化せず、第1クロックが充分に正確
であれば、そうしたことは必要無い。
スロットで伝送できるより多くのデータが存在すること
を示すオーバフローメッセージMを送信することができ
る。そのような場合、前記オーバフローメッセージM
は、問題のタイムスロット8のデータフィールドに含ま
れる。応答タイムスロットにオーバフローメッセージM
が存在する場合、問題の第1局は、可能ならば、補足デ
ータを送信する機会を持つ。そうしたことは、幾つかの
方法で実現することができる。
セージMを送信した第1局を持つ表を作成し、次のタイ
ムウィンドウ(4’)では、前のタイムウィンドウでオ
ーバフローメッセージMを送信した第1局だけに選択メ
ッセージSELを送信する。これに関連して、おそらく
他のタイムスロットおよび/または補足タイムスロット
を前記第1局に割り当てることができる。
に、すなわち選択タイムスロット6と第1応答タイムス
ロット8aとの間に、コマンドタイムスロット7が追加
されている。コマンドタイムスロット7(図示した実施
形態では4つのコマンドタイムスロット7a〜7d)で
は、第2局がコマンドCOMを選択された第1局へ送信
する。
識別(「時間」)TRは、応答タイムスロット8を示す
のではなく、コマンドタイムスロット7を示す。言い換
えると、選択メッセージSELに基づいて、各第1局
は、それがコマンドメッセージCOMを受け取るかどう
か、もしそうであればいつ受け取るかを決定することが
できる。選択されていない第1局は、問題のタイムウィ
ンドウの残りの間、それらの受信機のスイッチを切るこ
とができる。
第1局を示す第1識別(「アドレス」)IDおよび応答
タイムスロットを示す第2識別(「時間」)を含むこと
が好ましい。この点で、コマンドメッセージCOMは第
1実施形態の選択メッセージSELに対応する。しか
し、コマンドメッセージCOMは、問題の第1局向けの
コマンド(指示)をも含むことができる。そのようなコ
マンドは、例えば、第1局に接続された測定装置に作動
を実行するように、あるいは第1局自体の設定を変更す
るように指示する。
(「アドレス」)IDは、第1局の一部品(例えば接続
された測定装置)を示すサブアドレス、および/または
幾つかの第1局を示すスーパアドレスを含むことができ
る。後者の場合、スーパアドレスによって示されたグル
ープ内の個別識別を可能にする、補足アドレスを第1局
に伝送することができる。
て提供される間接性により、コマンドの非常に柔軟な伝
送および応答タイムスロットの割当てが可能である。そ
れでもなお、第1局はそれらに割り当てられたコマンド
タイムスロットの間だけ、それらの受信機を起動させれ
ばよいので、第1局の追加的エネルギ消費は最小限であ
る。
よび/または受信機は大部分の時間非アクティブ状態に
することができるので、第1局でエネルギが節約され
る。
合、さらにいっそう柔軟な方法が得られる。この目的の
ため、同期タイムスロット5で伝送される同期メッセー
ジSYNは、タイムウィンドウの終わり(図4のT1
0)の指示をも含むことができる。前記指示は、開始時
間T0に対する時間差の形を取ることが好ましい。
で全ての第1局に応答タイムスロット8が割り当てられ
ることを想定したが、そうする必要性は全くなく、第2
局は(特定のタイムウィンドウで)1つまたは少数の第
1局だけに応答タイムスロットを割り当てることができ
る。特定のタイムウィンドウで選択されない第1局は、
多分、次のタイムウィンドウでその順番が来るかもしれ
ない。
的に無制限であるということである。各タイムウィンド
ウで、順応的にタイムスロットを第1局に割り当てるこ
とによって、単一の第2局により、実質的に任意の数の
第1局からデータを伝送することが可能である。
局は最初に、全ての第1局に向けられた同期メッセージ
を、次に、選択された第1局に向けられた選択メッセー
ジを、多分また選択された第1局だけに向けられたコマ
ンドメッセージを同報通信して、最後に、選択された第
1局からそれに割り当てられたタイムスロットでデータ
を受信する。選択メッセージに基づき、第1局はそれら
の受信機のスイッチを切るか、またはそうしない。それ
らは圧倒的にパッシブであるが、それらのデータと共に
オーバフローメッセージを渡して、伝送すべきデータが
もっとあることを示すことができる。また、第1局が割
り当てられたタイムスロットでデータを伝送すること
は、問題の選択および/またはコマンドメッセージの受
信の確認として役立つ。したがって、第1局は、確認ま
たは予約メッセージを送信する必要が無い。
発明の範囲から逸脱することなく、多くの変形または修
正が可能であることを、当業者は理解されるであろう。 [図面の簡単な説明]
するためのシステムを示す略図である。
ためのタイムウィンドウを示す略図である。
るためのタイムウィンドウを示す略図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 幾つかの第1局(1a〜1n)から第2
局(2)へデータを伝送するための方法であって、前記
第1局が各々少なくとも第1送信機(11)と第1受信
機(12)と第1クロック(16)とを備えており、第
2局(2)が少なくとも第2送信機(21)と第2受信
機(22)と第2クロック(26)とを備えており、前
記方法が、 タイムウィンドウ(4)の同期タイムスロット(5)
で、第2局(2)から第1局(1)へ同期メッセージ
(SYN)を伝送し、 タイムウィンドウ(4)の選択タイムスロット(6)
で、第2局(2)から選択された第1局(1)へ選択メ
ッセージ(SEL)を伝送し、前記第1局(1)の第1受信機(12)の作動を停止せ
しめ、 タイムウィンドウ(4)の応答タイムスロット(8)
で、選択された第1局(1)から第2局(2)へデータ
を伝送することを含み、前記第1局(1)用の選択メッセージ(SEL)が前記
第2局(2)から送信された各第1局(1)が、前記選
択メッセージ(SEL)を前記第1局(1)の選択タイ
ムスロット(6、T2)の終了前に受信を完了したと
き、直ちに前記第1局(1)の第1受信機(12)の作
動を停止せしめることを特徴とするデータを伝送するた
めの方法。 - 【請求項2】 選択メッセージ(SEL)が予め定めら
れた順序で伝送され、前記作動停止が前記順序に基づい
て起こることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 幾つかの順序が適用され、特定のタイム
ウィンドウ(4)で適用される前記順序の順序指示が第
2局(2)によって同期タイムスロット(5)で送信さ
れることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 選択メッセージ(SEL)が、応答タイ
ムスロット(8)の時間指示(TR)を含むことを特徴
とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項5】 選択メッセージ(SEL)が、コマンド
タイムスロット(7)の時間指示(TC)を含み、前記
選択タイムスロット(6)の後に、前記第2局(2)か
ら選択された第1局(1)へコマンドメッセージ(CO
M)を伝送することを特徴とする請求項1から4のいず
れか1項に記載の方法。 - 【請求項6】 前記コマンドメッセージ(COM)が応
答タイムスロット(8)の時間指示(TR)を含むこと
を特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 各第1局(1)の送信機(11)がそれ
ぞれの応答タイムスロット(8)の間だけ起動すること
を特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の方
法。 - 【請求項8】 現在のタイムウィンドウ(4)の持続時
間が、同期タイムスロット(5)で前記第2局(2)に
よって前記第1局(1)へ送信されることを特徴とする
請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 データを伝送するためのデータ伝送シス
テムであって、このデータ伝送システムは、 第1送信機(11)と第1受信機(12)と第1制御ユ
ニット(13)と第1クロック(16)とをそれぞれ備
えた複数の第1局(1)と、第2送信機(21)と第2
受信機(22)と第2制御ユニット(23)と第2クロ
ック(26)とを有する第2局(2)とを備え、 前記第1局(1)と第2局(2)とが、互いにタイムウ
ィンドウ(4)を用いて通信できるように構成し、 前記第2局(2)が、前記タイムウィンドウ(4)の同
期タイムスロット(5)において、前記第1局(1)に
同期メッセージ(SYN)を送信出来るように構成し、 前記第1局(1)が前記同期タイムスロット(5)を受
信出来るように構成すると共に、前記同期メッセージ
(SYN)に基づいて、前記第1局(1)のクロック
(16)と第2局(2)のクロック(26)とを同期さ
せるように構成し、 更に、前記第2局(2)が、選択タイムスロット(6)
において、何れかの第1局(1)を指定するようにした
選択メッセージ(SEL)を送信するように構成し、 前記第1局(1)は、前記選択メッセージ(SEL)を
受信出来るように構成し、 前記第1局(1)は、前記タイムウィンドウ(4)の応
答タイムスロット(8)において、前記第1局(1)に
対応する前記選択メッセージ(SEL)の受信に従っ
て、前記第2局(2)にデータを送信するように構成
し、 前記第1局(1)は、その受信回路の作動を停止せしめ
るように構成され、 更に、前記システムは、前記請求項1乃8記載の方法を
行うように構成したことを特徴とするデータ伝送システ
ム。 - 【請求項10】 測定局が、第1送信機(11)と第1
受信機(12)と第1制御ユニット(13)と第1クロ
ック(16)とを備えており、当該測定局が、前記第1
局(1)として用いられ、複数の前記第1局(1a〜1
n)から第2局(2)へデータを伝送することを特徴と
する請求項1〜8の何れかに記載の方法。 - 【請求項11】 データ収集局が、第2送信機(21)
と第2受信機(22)と第2制御ユニット(23)と第
2クロック(26)とを備えており、当該データ収集局
が、前記第2局(2)として用いられ、複数の前記第1
局(1a〜1n)から第2局(2)へデータを伝送する
ことを特徴とする請求項1〜8、10の何れかに記載の
方法。 - 【請求項12】 測定局が、第1送信機(11)と第1
受信機(12)と第1制御ユニット(13)と第1クロ
ック(16)とを備えており、当該測定局が、前記第1
局(1)として用いられ、複数の前記第1局(1a〜1
n)から第2局(2)へデータを伝送することを特徴と
する請求項9記載のシステム。 - 【請求項13】 データ収集局が、第2送信機(21)
と第2受信機(22)と第2制御ユニット(23)と第
2クロック(26)とを備えており、当該データ収集局
が、前記第2局(2)として用いられ、複数の前記第1
局(1a〜1n)から第2局(2)へデータを伝送する
ことを特徴とする請求項9又は12に記載のシステム。
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