JP5045506B2 - Communication method and wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、通信方法および無線通信システムに関し、特に、複数の中継装置を介して送信装置と無線で接続する受信装置の通信方法、および、このような通信方法を用いる無線通信システムに関する。 The present invention relates to a communication method and a wireless communication system, and more particularly, to a communication method for a reception device connected wirelessly to a transmission device via a plurality of relay devices, and a wireless communication system using such a communication method.
地震災害時や山岳遭難時などにおける遭難者の捜索は、主に人海戦術で行われる。遭難者を捜索する救助隊は、遭難者が遭難したと思われる範囲を網羅的に捜索し、発見し次第、遭難者を救助する。 Searches for victims in the event of an earthquake disaster or mountain disaster are mainly carried out by human naval tactics. The rescue team searching for the victims exhaustively searches the area where the victims seem to have suffered, and rescues the victims as soon as they are discovered.
しかし、救助隊により遭難者が遭難したと思われる範囲を網羅的に捜索する方法では、遭難者の救助までに長い時間を要してしまう場合がある。捜索の長期化は、遭難者の人命に関わる。そのため、救助隊は、遭難者を迅速に発見し、救助する必要がある。 However, in the method of exhaustively searching the range where the victim is thought to have been lost by the rescue team, it may take a long time to rescue the victim. Longer searches are related to the lives of the victims. Therefore, rescue teams need to quickly find and rescue the victims.
そこで、遭難者の迅速な発見を可能とするために、入山者等に予め個人を識別するためのタグを持たせて、要所毎に設置された読み取り装置にて各人の通過履歴を取得しておき、各人が遭難した場合には、この通過履歴の情報から遭難したと思われる範囲を絞り込む技術が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
Therefore, in order to make it possible to quickly find victims, tags are given to mountain climbers in advance, and each person's passage history is acquired using a reader installed at each important point. In addition, when each person suffers a problem, a technique is known that narrows down a range that seems to have been suffered from the information of the passage history (see, for example,
また、入山者等に自身の位置情報を発信する端末装置を持たせておき、各人が遭難した場合には、この端末装置が発信する位置情報を基に遭難した入山者等を捜索する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかし、上記特許文献1,2に記載の方法では、入山者等が通過する要所毎に、各人の保持するタグを読み込むための装置が必要となる。このため、このような読み取り装置が予め設置されていないような場所で遭難した場合には、捜索範囲を特定することができないという課題がある。また、取得した情報が古く、遭難者が情報を取得した場所付近に存在しない可能性も考えられる。
However, the methods described in
また、上記特許文献3に記載の方法では、入山者等が所持する端末装置から出力される電波を受信することができない場所で遭難した場合、その所在を特定することができないという課題がある。このような場合、遭難場所付近に行かないと電波を検知することができないため、遭難場所を特定することが困難となり、広範囲に渡って捜索する場合には、多大な労力や時間がかかってしまう。 Moreover, in the method of the said patent document 3, when it suffers in the place which cannot receive the electromagnetic wave output from the terminal device which a mountain climber etc. possesses, there exists a subject that the location cannot be specified. In such a case, radio waves cannot be detected unless you go to the vicinity of the distressed place, making it difficult to identify the distressed place, and it takes a lot of labor and time to search over a wide area. .
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、通信環境の整備されていない場所でも、遭難者の存在する範囲を容易に絞り込むことができる通信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a communication method that can easily narrow down the range in which a victim is present even in a place where the communication environment is not maintained.
上記課題を解決するために、無線通信を行う複数の中継装置とこれら複数の中継装置の少なくとも1つと通信可能な受信装置とを備える無線通信システムの通信方法が提供される。この通信方法では、まず、複数の中継装置それぞれが、無線通信可能な他の中継装置を検知し、検知した他の中継装置それぞれと無線リンクを確立する。そして、複数の中継装置それぞれが、送信装置が発信した所定の無線信号を検知すると上記所定の無線信号が検知されたことを示す検知情報を、他の中継装置それぞれに無線リンクを用いて送信する。更に、複数の中継装置それぞれが、他の中継装置の1つから無線リンクを用いて検知情報を受信すると、他の中継装置それぞれに無線リンクを用いて転送する。そして、検知情報を検知した中継装置から受信装置までの経路を複数検出した場合には、経路に含まれる中継装置のホップ数が少ない経路を選択し、選択された経路に対応する該ホップ数と該中継装置の無線信号の伝送距離情報とに基づき、送信装置から受信装置までの距離を特定する。 In order to solve the above-described problem, a communication method of a wireless communication system including a plurality of relay apparatuses that perform wireless communication and a reception apparatus that can communicate with at least one of the plurality of relay apparatuses is provided. In this communication method, first, each of a plurality of relay devices detects another relay device capable of wireless communication, and establishes a wireless link with each of the detected other relay devices. When each of the plurality of relay devices detects a predetermined radio signal transmitted from the transmission device, the detection information indicating that the predetermined radio signal is detected is transmitted to each of the other relay devices using a radio link. . Further, when each of the plurality of relay apparatuses receives detection information from one of the other relay apparatuses using a radio link, the information is transferred to each of the other relay apparatuses using the radio link. When a plurality of routes from the relay device that has detected the detection information to the receiving device are detected, a route with a small number of hops of the relay device included in the route is selected, and the number of hops corresponding to the selected route Based on the transmission distance information of the radio signal of the relay device, the distance from the transmission device to the reception device is specified.
このような通信方法によれば、まず、複数の中継装置それぞれにより、無線通信可能な他の中継装置が検知され、検知された他の中継装置それぞれと無線リンクが確立される。そして、複数の中継装置それぞれにより、送信装置が発信した所定の無線信号が検知されると、上記所定の無線信号が検知されたことを示す検知情報が他の中継装置それぞれに無線リンクを用いて送信される。更に、複数の中継装置それぞれにより、他の中継装置の1つから無線リンクを用いて検知情報が受信されると、他の中継装置それぞれに無線リンクを用いて転送される。そして、検知情報を検知した中継装置から受信装置までの経路が複数検出された場合には、経路に含まれる中継装置のホップ数が少ない経路が選択され、選択された経路に対応する該ホップ数と該中継装置の無線信号の伝送距離情報とに基づき、送信装置から受信装置までの距離が特定される。 According to such a communication method, first, another relay device capable of wireless communication is detected by each of the plurality of relay devices, and a wireless link is established with each detected other relay device. When a predetermined wireless signal transmitted from the transmitting device is detected by each of the plurality of relay devices, detection information indicating that the predetermined wireless signal has been detected is transmitted to each of the other relay devices using a wireless link. Sent. Further, when detection information is received by each of the plurality of relay apparatuses from one of the other relay apparatuses using a radio link, the detection information is transferred to each of the other relay apparatuses using the radio link. If a plurality of routes from the relay device that has detected the detection information to the receiving device are detected, a route with a small number of hops of the relay device included in the route is selected, and the number of hops corresponding to the selected route And the distance from the transmission device to the reception device are specified based on the wireless signal transmission distance information of the relay device.
また、上記課題を解決するために、上記通信方法と同様の処理を行う無線通信システムが提供される。 Moreover, in order to solve the said subject, the radio | wireless communications system which performs the process similar to the said communication method is provided.
上記通信方法によれば、通信環境の整備されていない場所でも、遭難者の存在する範囲を容易に絞り込むことができる。 According to the communication method, it is possible to easily narrow down the range where the victim is present even in a place where the communication environment is not maintained.
以下、本実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施の形態の概要について説明し、その後、本実施の形態の具体的な内容を説明する。
図1は、本実施の形態に係る無線通信システムの概念図である。図1に示す無線通信システムは、送信装置および受信装置が、複数の中継装置を介して通信を行うことができるシステムである。この無線通信システムは、送信装置1、中継装置2,3,4および受信装置5を有する。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, an outline of the present embodiment will be described, and then specific contents of the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a radio communication system according to the present embodiment. The wireless communication system shown in FIG. 1 is a system in which a transmission device and a reception device can communicate via a plurality of relay devices. This wireless communication system includes a
中継装置2,3,4および受信装置5は、遭難者が所持する送信装置1が存在すると思われる範囲に設置される。そして、中継装置2,3,4および受信装置5は、アドホックネットワークを構成する。アドホックネットワークでは、各装置が無線通信可能な他の装置と直接通信することができ、また、各装置同士が通信を中継することもできる。すなわち、送信装置側から受信装置側に直接電波が届かない場合には、途中に存在する他の装置が通信を中継する。このように、送信装置側から複数の装置を経由して、受信装置側に情報を送信することも可能であり、これを無線マルチホップ通信と呼ぶ。
The
中継装置2は、送信装置1が発信する電波を受信可能な位置に存在している。中継装置2,3は、相互に通信用の電波を受信可能な位置に存在しており、設置後に互いに無線接続を確立する。中継装置3,4は、相互に通信用の電波を受信可能な位置に存在しており、設置後に互いに無線接続を確立する。中継装置4および受信装置5は、相互に通信用の電波を受信可能な位置に存在しており、設置後に互いに無線接続を確立する。
The
ここで、送信装置1が発信する電波は、中継装置2のみが受信可能であるとする。また、中継装置2は、中継装置4および受信装置5と互いに直接無線通信を行うことができない位置に存在するものとする。更に、中継装置3は、受信装置5と互いに直接無線通信を行うことができない位置に存在するものとする。
Here, it is assumed that the radio wave transmitted by the
このような場合でも、例えば、受信装置5は、中継装置2が受信装置5に送信した情報を、中継装置3,4が通信を中継することで受信することができる。
送信装置1は、遭難者が所持する携帯端末装置である。送信装置1は、遭難者が存在することを示す救助信号を発信する。送信装置1は、例えば、遭難時に備えて入山者等が予め所持しておく。
Even in such a case, for example, the
The
中継装置2,3,4は、各装置間での通信を互いに中継する。中継装置2,3,4は、送受信部2a,3a,4aを有する。
送受信部2a,3aは、互いに通信可能であることを検知し、検知した送受信部2a,3aそれぞれと無線リンクを確立する。送受信部3a,4aに関しても同様にして、無線リンクを確立する。
The
The transmission /
送受信部2aは、送信装置1が発信する救助信号を検知すると、救助信号が検知されたことを示す検知情報を無線リンクの接続先である送受信部3aに送信する。なお、上記検知情報には、送受信部2aの識別情報が含まれる。
When the transmission /
送受信部3aは、送受信部2aから検知情報を受信すると、受信した検知情報に自装置の識別情報を付加して、送受信部4aに送信する。
送受信部4aは、送受信部3aから検知情報を受信すると、受信した検知情報に自装置の識別情報を付加して、受信装置5に送信する。
When the transmission / reception unit 3a receives the detection information from the transmission /
When the transmission /
受信装置5は、受信部5aおよび位置特定部5bを有する。
受信部5aは、送受信部4aから検知情報を受信する。
位置特定部5bは、受信部5aが受信した検知情報に付加されている識別情報に基づいて送信装置が存在する範囲を特定する。
The
The
The
ここで、送信装置1、中継装置2,3,4および受信装置5の間の通信で使用する無線通信方法としては、例えば、短距離無線通信規格であるZigbeeのような省電力近距離無線通信規格に則った通信機器を利用することができる。Zigbeeの仕様は、IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)802.15.4として規格化されている。IEEE802.15.4通信規格では、電波の最大伝送距離を、送信出力を調整することで数十m〜数百m程度に設定することができる。
Here, as a wireless communication method used in communication between the
このような無線通信システムによれば、中継装置2により送信装置1が発信する救助信号が受信されると、中継装置2の識別情報が検知情報の起点として、中継装置3に送信される。そして、中継装置3によって、中継装置3が受信した検知情報に自装置の識別情報が追加されて中継装置4に送信される。更に、中継装置4によって、中継装置4が受信した検知情報に自装置の識別情報が追加されて受信装置5に送信される。そして、受信装置5によって、この検知情報が受信される。
According to such a wireless communication system, when the rescue signal transmitted from the
受信装置5は、この検知情報により、送信装置1で救助信号が発信されて、中継装置2が救助信号を受信してから、受信装置5が検知情報を受信するまでに経由した経路を中継装置2,3,4と特定することができる。そして、受信装置5への到達までに要したホップ数や中継装置2,3,4が発信する信号の最大伝達距離等の情報から、送信装置1の存在する範囲を特定することができる。また、中継装置2,3,4は、送信装置1が救助信号によって救助に必要な情報(自端末の識別情報や位置情報等)を発信している場合には、この情報も受信装置5に中継することができる。
Based on this detection information, the
図2は、本実施の形態のシステム構成を示す図である。図2に示す無線通信システムは、遭難者の所持する携帯電話機100から発信される救助信号に基づいて、捜索端末装置300が遭難者を捜索するための範囲を特定するためのシステムである。この無線通信システムは、携帯電話機100、中継装置200,200a,200b、捜索端末装置300、情報処理装置400およびモニタ500を有する。
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of the present embodiment. The wireless communication system shown in FIG. 2 is a system for specifying a range for the
但し、中継装置は、中継装置200,200a,200bの他にも、携帯電話機100が存在すると想定される広い範囲に渡って多数設置されており、中継装置それぞれが通信を中継してアドホックネットワークを構成している。なお、各中継装置および捜索端末装置300は、携帯電話機100を所持する遭難者が存在すると思われる範囲に、例えば、ヘリコプターや航空機等から散布されて、設置される。そして、各中継装置および捜索端末装置300は、各位置に配置されたときに、自装置の周囲にあって通信が可能な他の中継装置および捜索端末装置300との通信回線として、特定の周波数チャネルやタイムスロットを割り当てることで無線接続を確立する。
However, in addition to the
中継装置200,200aおよび200bを介した通信経路は、携帯電話機100から捜索端末装置300までの間での最小ホップ数となる通信経路である。中継装置200,200a,200bは、携帯電話機100と捜索端末装置300との間の通信を中継する。
The communication path through the
携帯電話機100は、遭難者が所持しており、救助信号を発信する機能を有している。携帯電話機100は、自端末の位置を取得する機能を有しており、図示しないGPS衛星や無線基地局等との無線通信により、自端末の存在する位置情報を、例えば、緯度経度を示す座標情報として取得する。そして、携帯電話機100は、この位置情報や自端末の電話番号等を救助信号に対応付けて発信する。以降の説明では、携帯電話機100が発信する上記の位置情報や電話番号等の情報を救助情報と呼ぶこととする。
The
中継装置200,200a,200bは、携帯電話機100が発信した救助情報を無線マルチホップ通信で中継し、捜索端末装置300に送信する。ここで、中継装置200は、上空から散布された際に、携帯電話機100が発信する救助信号の最大伝送範囲内に落下した中継装置である。同様に、中継装置200aは、中継装置200が発信する信号の最大伝送範囲内に落下した中継装置である。更に、中継装置200bは、中継装置200aが発信する信号の最大伝送範囲内に落下した中継装置である。このように、携帯電話機100から捜索端末装置300へ直接電波が届かない場合でも、中継装置200,200a,200bによって通信を中継することで情報を伝達することができる。なお、各中継装置が発信する信号の最大伝送範囲は、各中継装置で同程度に設定されているものとするが、各中継装置で異なっていても構わない。
The
また、中継装置200,200a,200bは、無線マルチホップ通信を中継する際に、救助情報に自装置の識別子(例えば、それぞれの中継装置に一意に付与された番号)を識別情報として追加する。ここで、複数の中継装置の識別子を含む識別情報は、無線マルチホップ通信で経由した中継装置の経路を表すため、以下では、経路情報と呼ぶこととする。
Further, when relaying the multi-hop communication, the
なお、以下では、中継装置間で転送される救助情報および経路情報を含む情報を、検知情報と呼ぶ。
捜索端末装置300は、GPS機能を有しており、図示しないGPS衛星等との無線通信により、自端末の存在する位置情報を、例えば、緯度経度を示す座標情報として取得する。
In the following, information including rescue information and route information transferred between relay devices is referred to as detection information.
The
また、捜索端末装置300は、上記の検知情報を中継装置200,200a,200bを介して受信し、検知情報に含まれる救助情報と経路情報とを取得する。捜索端末装置300は、取得した経路情報に基づいて、捜索端末装置300に経路情報が到達するまでに要した中継装置のホップ数や各中継装置が発信する信号の最大伝送距離から、携帯電話機100が存在する範囲を特定することができる。
In addition, the
そして、捜索端末装置300は、取得した救助情報に含まれる携帯電話機100の位置情報や経路情報を情報処理装置400に無線送信する。
情報処理装置400は、捜索端末装置300から受信した情報に基づいて、捜索用画面を生成し、情報処理装置400に備えられたモニタ500に出力する。遭難者を捜索する救助者は、モニタ500に出力された捜索用画面を確認することで、携帯電話機100の存在する位置を把握することができる。なお、本実施の形態では、捜索端末装置300と情報処理装置400とは、無線で接続されているものとするが、有線で接続されても構わない。また、捜索端末装置300が、情報処理装置400の捜索用画面の生成機能およびモニタ500を備えてもよい。
Then, the
The
ここで、携帯電話機100、各中継装置および捜索端末装置300の間で使用する無線通信方法として、例えば、短距離無線通信規格であるZigbeeなどを利用する。Zigbeeでは、電波の最大伝送距離を、送信出力を調整することで数十m〜数百m程度に設定することができる。すなわち、各中継装置から発信される電波の最大伝送距離を大きく設定することで、捜索の範囲を広くとって、携帯電話機100の大まかな位置を把握することができる。また、中継装置の電波の最大伝送距離を小さく設定し、密に設置することで、携帯電話機100の位置の特定精度を向上することができる。
Here, as a wireless communication method used between the
次に、中継装置200および捜索端末装置300のモジュール構成について説明する。なお、中継装置200a,200bも、中継装置200と同様のモジュール構成によって実現できる。
Next, module configurations of the
図3は、中継装置と捜索端末装置の機能を示すブロック図である。中継装置200は、受信部210、信号処理部220および送信部230を有する。また、捜索端末装置300は、受信部310、バッファ320、位置特定部330および送信部340を有する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the relay device and the search terminal device. The
受信部210は、携帯電話機100が発信する救助信号の最大伝送範囲内に存在する場合、この救助信号を受信し、救助情報を取得する。そして、受信部210は、携帯電話機100からの救助信号を受信した場合、受信した信号の信号対雑音比(SNR:Signal to Noise Ratio)を受信感度として測定する。なお、中継装置200には、予め中継装置200が有するメモリ(図示せず)に捜索対象とする携帯電話機100の電話番号が記憶されているものとする。そして、受信部210は、救助情報に含まれる電話番号が記憶された電話番号と異なる場合には、取得した救助情報を破棄し、中継対象としない。
If the
なお、受信感度としては、信号対雑音比に限らず、受信信号の通信品質を示すLQI(Link Quality Indicator)値等を測定するようにしても構わない。
また、受信部210は、他の中継装置が送信する検知情報を受信する。
The reception sensitivity is not limited to the signal-to-noise ratio, and an LQI (Link Quality Indicator) value indicating the communication quality of the received signal may be measured.
In addition, the
信号処理部220は、受信部210が取得した救助情報に自装置の識別子を経路情報として追加する。また、信号処理部220は、受信部210が携帯電話機100からの救助信号を直接受信しており、その受信感度を測定している場合には、救助情報に受信感度の測定結果も追加する。そして、信号処理部220は、送信部230に救助情報、救助信号の受信感度の測定結果および経路情報を含む検知情報を出力する。
The
送信部230は、信号処理部220が出力した検知情報を、他の中継装置に送信する。送信部230は、経路情報に含まれる他の中継装置のIDを参照して、既に経路情報に含まれるIDを有する中継装置には、上記の検知情報を送信しない。これにより、中継装置間における情報送信の無限ループを抑止することができる。
The
受信部310は、中継装置200bから検知情報を受信し、救助情報、救助信号の受信感度の測定結果および経路情報を取得する。受信部310は受信したこれらの情報をバッファ320に格納する。なお、受信部310は、同一の中継装置を起点とした複数の異なる経路情報を受信した場合には、各経路情報に含まれる中継装置のIDの数(ホップ数)が、前回受信した同一の中継装置を起点とした経路情報よりも小さい場合のみバッファ320に格納するようにする。このようにすると、多数の中継装置を迂回して捜索端末装置300に到達した経路情報を、位置特定処理の対象から除外することができる。
The receiving
バッファ320は、受信部310が受信した救助情報や経路情報等を一時的に格納しておくための記憶領域である。
位置特定部330は、バッファ320に格納された経路情報に基づいて携帯電話機100の存在する範囲を特定する。まず、位置特定部330は、経路情報に含まれる中継装置のIDの数(ホップ数)を算出する。なお、位置特定部330は、複数の異なる中継装置を起点とし、ホップ数の異なる経路情報を取得した場合は、携帯電話機100が発信する信号の受信感度が最も良い中継装置が起点となっている経路情報を特定する。そして、位置特定部330は、特定した経路情報に基づいて算出されたホップ数を、携帯電話機100と捜索端末装置300との間の通信を介した中継装置の数とみなす。更に、捜索端末装置300は、この情報と各中継装置が発信する信号の最大到達距離とに基づいて、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離を特定する。
The
The
送信部340は、位置特定部330によって特定された、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離やバッファ320に格納された救助情報と経路情報とを情報処理装置400に無線送信する。
The
図4は、救助情報テーブルのデータ構造例を示す図である。救助情報テーブル101は、携帯電話機100から無線信号により伝送される。救助情報テーブル101には、携帯電話番号を示す項目、位置情報を示す項目および日時情報を示す項目が設けられている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a data structure example of the rescue information table. The rescue information table 101 is transmitted from the
携帯電話番号を示す項目には、携帯電話機100の電話番号が設定される。位置情報を示す項目には、携帯電話機100がGPS衛星や無線基地局等との無線通信によって取得した緯度経度の座標情報が設定される。日時情報を示す項目には、上記座標情報を取得した日時が設定される。
In the item indicating the mobile phone number, the phone number of the
救助情報テーブル101には、例えば、携帯電話番号が“090−1234−1234”、位置情報が“N35.40.40.8,E139.46.12.7”、日時情報が“2008.1.12,21:33:16”という情報が設定される。これは、電話番号が“090−1234−1234”である携帯電話機100が、2008年1月12日の21時33分16秒の時点で、北緯35度40分40秒8、東経139度46分12秒7の位置に存在していたことを示している。
In the rescue information table 101, for example, the mobile phone number is “090-1234-1234”, the location information is “N35.40.40.8, E139.46.12.7”, and the date / time information is “2008.1. 12, 21:33:16 "is set. This is because the
図5は、検知情報テーブルのデータ構造例を示す図である。この検知情報テーブルには、救助情報テーブル101、受信感度情報テーブル230aおよび経路情報テーブル230bが含まれる。受信感度情報テーブル230aには、受信感度を示す項目が設けられている。経路情報テーブル230bには、中継装置ID履歴を示す項目が設けられている。 FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary data structure of the detection information table. This detection information table includes a rescue information table 101, a reception sensitivity information table 230a, and a route information table 230b. In the reception sensitivity information table 230a, an item indicating reception sensitivity is provided. The route information table 230b is provided with an item indicating the relay device ID history.
受信感度を示す項目には、携帯電話機100からの救助信号を受信した中継装置200が測定した受信信号の信号対雑音比が設定される。
そして、中継装置ID履歴を示す項目には、無線マルチホップ通信を中継した中継装置のIDが時系列に設定される。
In the item indicating reception sensitivity, the signal-to-noise ratio of the reception signal measured by the
In the item indicating the relay device ID history, the ID of the relay device that relayed the wireless multi-hop communication is set in time series.
受信感度情報テーブル230aには、例えば、受信感度が“78dB”という情報が設定される。そして、経路情報テーブル230bには、例えば、中継装置ID履歴が“14”、“09”、・・・、“01”という情報が設定される。これは、携帯電話機100が発信する救助信号を中継装置のIDが“14”である中継装置200により受信され、その時の受信感度が“78dB”であったことを示している。また、中継装置200が携帯電話機100から発信された救助信号を受信してから捜索端末装置300が経路情報を受信するまでに、IDが“14”、“09”、・・・、“01”で示される中継装置を経由したことを示している。
In the reception sensitivity information table 230a, for example, information that the reception sensitivity is “78 dB” is set. In the route information table 230b, for example, information that the relay device ID history is “14”, “09”,..., “01” is set. This indicates that the rescue signal transmitted by the
図6は、経路情報管理テーブルのデータ構造例を示す図である。経路情報管理テーブル320aには、携帯電話番号を示す項目、位置情報を示す項目、日時情報を示す項目、受信感度を示す項目および中継装置IDを示す項目が設けられている。 FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary data structure of the path information management table. The route information management table 320a includes an item indicating a mobile phone number, an item indicating location information, an item indicating date and time information, an item indicating reception sensitivity, and an item indicating a relay device ID.
携帯電話番号を示す項目には、受信した救助情報に含まれる携帯電話機100の電話番号が設定される。位置情報を示す項目には、受信した救助情報に含まれる携帯電話機100の位置情報が設定される。日時情報を示す項目には、救助情報に含まれる携帯電話機100が上記位置情報を取得した日時が設定される。受信感度を示す項目には、携帯電話機100が発信した救助信号を最初に受信した中継装置によって測定された救助信号の受信感度が設定される。中継装置IDを示す項目には、携帯電話機100が発信した救助信号を最初に受信した中継装置から、捜索端末装置300に到達するまでの無線マルチホップ通信を中継した中継装置のIDが設定される。
In the item indicating the mobile phone number, the phone number of the
図6では、携帯電話機100の救助信号を受信した中継装置が3つであった場合を示している。すなわち、IDが、それぞれ“14”、“15”および“19”である中継装置によって携帯電話機100の救助信号が受信された場合である。そして、IDが“14”である中継装置により受信された救助信号の受信感度が、“78dB”であったことを示している。また、IDが“15”である中継装置により受信された救助信号の受信感度が、“34dB”であったことを示している。また、IDが“19”である中継装置により受信された救助信号の受信感度が、“55dB”であったことを示している。
FIG. 6 shows a case where there are three relay devices that have received the rescue signal of the
なお、IDが“14”である中継装置を起点とした経路情報は、他の中継装置を起点とした経路情報よりも経由した中継装置の数が少ないため、中継装置IDを示す項目の末尾には“−(ハイフン)”が設定される。 The route information starting from the relay device whose ID is “14” has fewer relay devices than the route information starting from the other relay device, and is therefore added at the end of the item indicating the relay device ID. Is set to "-(hyphen)".
このように、最初に携帯電話機100の救助信号を受信した中継装置で、その受信感度を取得することによって、携帯電話機100がどの中継装置に最も近いかを特定することができる。図6の例では、IDが“14”である中継装置で受信感度が最も良いため、この中継装置が、IDが“15”である中継装置やIDが“19”である中継装置よりも、携帯電話機100の近くに存在していることが分かる。したがって、捜索端末装置300は、IDが“14”である中継装置を起点とした経路情報に基づいてホップ数を算出し、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離を特定することができる。
In this way, the relay device that first receives the rescue signal of the
次に、以上のような構成およびデータ構造を備える無線通信システムにおいて実行される処理の詳細を説明する。
図7は、捜索処理の手順を示すフローチャートである。以下、図7に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
Next, details of processing executed in a wireless communication system having the above-described configuration and data structure will be described.
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the search process. In the following, the process illustrated in FIG. 7 will be described in order of step number.
[ステップS1]遭難者の所持する携帯電話機100が存在すると想定される範囲に捜索端末装置300および複数の中継装置が、上空から散布される。そして、各装置は、無線通信が可能な他の装置と無線接続を確立し、アドホックネットワークを構築する。
[Step S1] The
[ステップS2]複数の中継装置の少なくとも1つが、携帯電話機100からの信号を受信している場合、処理がステップS3に移される。全ての装置が携帯電話機100からの信号を受信していない場合、処理が終了する。
[Step S2] When at least one of the plurality of relay devices receives a signal from the
[ステップS3]携帯電話機100からの信号を受信した中継装置で、受信処理が実行される。
[ステップS4]複数の中継装置を介した捜索端末装置300への転送処理が実行される。
[Step S3] A reception process is executed by the relay device that has received the signal from the
[Step S4] Transfer processing to the
[ステップS5]捜索端末装置300が受信した情報に基づいて、携帯電話機100の存在範囲を特定する処理が実行される。
図8は、中継装置による救助信号の受信処理の手順を示すフローチャートである。以下、図8に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、以下の処理は、携帯電話機100の救助信号を受信する中継装置200によって実行される。
[Step S5] Based on the information received by the
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of receiving a rescue signal by the relay device. In the following, the process illustrated in FIG. 8 will be described in order of step number. The following processing is executed by the
[ステップS11]受信部210は、携帯電話機100が発信する救助信号を受信し、救助情報を取得する。なお、受信部210は、携帯電話機100の電話番号以外の救助情報を受信した場合には、これを破棄し、以下のステップS12〜15の処理は実行しない。
[Step S11] The receiving
[ステップS12]受信部210は、受信した救助信号の受信感度を測定する。そして、受信部210は、救助情報に受信感度を示す情報を追加する。
[ステップS13]信号処理部220は、上記の受信感度を示す情報に中継装置200の識別子を経路情報として追加する。
[Step S12] The receiving
[Step S13] The
[ステップS14]送信部230は、送信先となる次の中継装置を特定する。
[ステップS15]送信部230は、救助情報、受信感度情報および経路情報を含む検知情報を次の中継装置に送信する。
[Step S14] The
[Step S15] The
次に、中継装置200による、無線マルチホップ通信の中継処理について説明する。
図9は、中継装置による中継処理の手順を示すフローチャートである。以下、図9に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、以下の処理は、中継装置200によって実行されるものとするが、他の中継装置に関しても同様である。
Next, relay processing of wireless multi-hop communication by the
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of relay processing by the relay device. In the following, the process illustrated in FIG. 9 will be described in order of step number. In addition, although the following processes shall be performed by the
[ステップS21]受信部210は、他の中継装置が送信した検知情報を受信する。
[ステップS22]信号処理部220は、検知情報に含まれる経路情報を取得する。信号処理部220は、取得した経路情報に自装置の識別子を追加する。
[Step S21] The receiving
[Step S22] The
[ステップS23]送信部230は、次の送信先となる中継装置または捜索端末装置300を特定する。この時、送信部230は、取得した経路情報を参照して、既に経路情報に含まれるIDを有する中継装置は、検知情報の送信の対象としない。
[Step S23] The
[ステップS24]送信部230は、検知情報を送信先として特定した中継装置に送信する。
次に、捜索端末装置300による携帯電話機100が存在する範囲の特定処理について説明する。
[Step S24] The
Next, a process for specifying a range where the
図10は、捜索端末装置による受信処理の手順を示すフローチャートである。以下、図10に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、捜索端末装置300は、中継装置200bから検知情報を受信するものとする。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of reception processing by the search terminal device. In the following, the process illustrated in FIG. 10 will be described in order of step number. It is assumed that
[ステップS31]受信部310は、中継装置200bが送信した検知情報を受信し、検知情報に含まれる救助情報、受信感度情報および経路情報を取得する。
[ステップS32]受信部310は、バッファ320の経路情報管理テーブル320aに、取得した救助情報、受信感度情報および経路情報を格納する。なお、同一の中継装置を起点とした複数の異なる経路情報を受信した場合には、各経路情報に含まれる中継装置のIDの数(ホップ数)が、前回受信した同一の中継装置を起点とした経路情報よりも小さい場合のみバッファ320に格納する。
[Step S31] The receiving
[Step S32] The receiving
[ステップS33]位置特定部330は、経路情報管理テーブル320aに格納された経路情報に基づいて、携帯電話機100と捜索端末装置300との間の中継装置のホップ数を算出する。なお、位置特定部330は、複数の異なる中継装置を起点とした経路情報を取得している場合は、携帯電話機100が発信する信号の受信感度が最も良い中継装置が起点となっている経路情報を特定する。そして、位置特定部330は、特定した経路情報に基づいて算出されたID数を、携帯電話機100と捜索端末装置300との間の中継装置のホップ数とみなす。更に、捜索端末装置300は、このホップ数と各中継装置が発信する信号の最大到達距離とに基づいて、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離を特定する。
[Step S <b> 33] The
[ステップS34]送信部340は、位置特定部330によって特定された、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離やバッファ320に格納された救助情報、受信感度情報および経路情報を取得して、情報処理装置400に無線送信する。
[Step S34] The
[ステップS35]情報処理装置400は、捜索端末装置300から受信した携帯電話機100の位置情報や経路情報をモニタ500に出力する。
このようにして、携帯電話機100から発信された救助情報と、無線マルチホップ通信の経路情報とが捜索端末装置300に送信される。各中継装置は、各中継装置で経路情報に含まれる中継装置のIDを参照して、既に経由した中継装置を送信の対象としないようにし、検知情報の送信の無限ループを抑止することができる。
[Step S <b> 35] The
Thus, the rescue information transmitted from the
また、遭難者を捜索する救助者は、モニタ500に出力される情報から、遭難者の捜索範囲を絞り込むことができる。しかし、救助情報に含まれる携帯電話機100の位置情報は、必ずしも現在の携帯電話機100の存在する位置を示しているとは限らない。このため、捜索端末装置300は、同時に取得した経路情報を用いて、捜索端末装置300から携帯電話機100までのおおよその距離を特定することで、捜索範囲の特定精度を向上することができる。
Further, the rescuer searching for the victim can narrow down the search range of the victim from the information output to the
なお、上記に示した遭難者の捜索範囲の特定方法により、中継装置が発信する信号の最大伝送距離を長距離から短距離へ段階的に変化させていくことで、範囲を絞りながら複数回に分けて中継装置を設置し、徐々に捜索範囲の特定精度を向上していくこともできる。 In addition, by specifying the search range of the victim shown above, the maximum transmission distance of the signal transmitted by the relay device is changed stepwise from long distance to short distance. It is also possible to install relay devices separately and gradually improve the accuracy of the search range.
図11は、本実施の形態の無線通信システムを用いた遭難者の捜索方法を示す第1の模式図である。図11では、広範な捜索エリアを5つのエリアA〜Eに分割している。
救助者は、各エリアに対応付けて、設置する中継装置をグループ分けし、例えば、各中継装置にそのグループを識別するためのPanID(Personal Area Network IDentifier)を付与する。そして、救助者は、各エリア内に、対応するPanIDを有する中継装置を、例えば、ヘリコプターや航空機等から散布する。そして、救助者は、捜索端末装置300によって受信された中継装置のPanIDを確認することによって、携帯電話機100の存在するエリアを特定することができる。例えば、捜索端末装置300が受信した検知情報に、携帯電話機100の存在するエリアDに散布された中継装置のPanIDが含まれている場合、携帯電話機100がエリアD内に存在することが分かる。
FIG. 11 is a first schematic diagram showing a victim search method using the wireless communication system of the present embodiment. In FIG. 11, a wide search area is divided into five areas A to E.
The rescuer groups the relay apparatuses to be installed in association with each area, and assigns each relay apparatus with a PanID (Personal Area Network IDentifier) for identifying the group. And a rescuer sprays the relay apparatus which has corresponding PanID in each area from a helicopter, an aircraft, etc., for example. Then, the rescuer can identify the area where the
更に、捜索端末装置300は、検知情報に含まれる経路情報に基づいて、検知情報を受信するまでに経由した中継装置のホップ数を中継装置のIDの数から算出する。そして、算出したホップ数と、各中継装置が発信する信号の最大伝送距離とに基づいて、エリアD内における携帯電話機100の存在する範囲を特定することができる。
Further, the
また、捜索端末装置300が複数のPanIDを取得している場合、そのPanIDから捜索範囲を特定することもできる。例えば、捜索端末装置300が、携帯電話機100aから、エリアDに対応するPanIDを有する中継装置のIDを含む検知情報を受信しており、かつ、捜索端末装置300aが、携帯電話機100aから、エリアEに対応するPanIDを有する中継装置のIDを含む検知情報を受信している場合には、捜索対象範囲をエリアDの中継装置とエリアEの中継装置とが携帯電話機100aからの電波を受信可能な範囲として特定することができる。
Further, when the
図12は、本実施の形態の無線通信システムを用いた遭難者の捜索方法を示す第2の模式図である。図12は、図11のエリアD内における中継装置群20の設置の様子を示している。救助者は、例えば、ヘリコプターや航空機等から等間隔に散布することで、中継装置を設置することができる。ここで、説明を簡単にするため、中継装置群20は、エリアD内にほぼ一定間隔で、方眼状に設置されているものとする。
FIG. 12 is a second schematic diagram showing a victim search method using the wireless communication system of the present embodiment. FIG. 12 shows how the
なお、各中継装置には、“01”〜“20”で示されるIDが付与されている。救助者は、各中継装置のIDをその設置位置に対応付けて予め取得する。取得された設置位置は、予め捜索端末装置300に各中継装置のIDに対応付けて記憶しておくこともできる。このようにすると、捜索端末装置300は、取得した中継装置のIDに基づいて、その中継装置の位置を特定することができるため利便性が向上する。
Each relay apparatus is assigned an ID indicated by “01” to “20”. The rescuer acquires the ID of each relay device in advance in association with the installation position. The acquired installation position can also be stored in advance in the
このように各中継装置を設置すると、捜索端末装置300が受信した経路情報によって、携帯電話機100の存在する位置をより精度良く特定することができる。例えば、図12において、中継装置群20のうち、中継装置200,200a,200bが、携帯電話機100からの救助信号の最大伝送範囲内に存在しており、この救助信号を受信している。この時、捜索端末装置300は、中継装置200,200a,200bそれぞれのIDを起点とした経路情報を、各中継装置によって測定された受信感度と共に受信する。そして、捜索端末装置300は、この受信感度が最も大きな中継装置200を携帯電話機100に最も近い場所にある中継装置であると特定する。そして、捜索端末装置300は、中継装置200の存在する付近を捜索範囲として特定することができる。
When each relay device is installed in this manner, the position where the
ここで、中継装置群20の各中継装置は、受信した経路情報に基づいて、次の送信先となる他の中継装置を特定する。例えば、図12において、通信経路となったIDとして“14,09,04,03”を含む経路情報を、ID“08”を有する中継装置が受信した場合、次の送信先は、ID“07”および“13”を有する中継装置となる。このようにして、経路情報の無限ループを抑止することができる。
Here, each relay device of the
図13は、捜索端末装置における捜索用画面の出力例である。捜索用画面500aは、情報処理装置400が捜索端末装置300から無線受信した情報に基づいて生成され、モニタ500に出力される。捜索用画面500aの画面上部には、捜索端末装置300の現在の所在地および現在時間が表示される。捜索端末装置300の現在の所在地として表示される情報は、捜索端末装置300のGPS機能によって取得された緯度経度の座標情報である。また、散布エリアとして、携帯電話機100が発信する救助信号を受信している中継装置の設置されたエリア名(図13では、“D”)が表示される。また、捜索用画面500aには、上記エリア名に対応するエリアにおける中継装置群20の散布範囲も、緯度経度の情報によって表示される。
FIG. 13 is an output example of a search screen in the search terminal device. The search screen 500 a is generated based on information wirelessly received from the
捜索用画面500aには、携帯電話機100が発信した救助情報や捜索端末装置300が特定した位置情報に基づいて、携帯電話機100の所在を示す情報が出力される。捜索用画面500aには、携帯電話機100に関する情報を表す項目として、受信携帯電話番号、位置情報、遭難時間、受信中継装置および受信感度が設けられている。
Information indicating the location of the
ここで、受信携帯電話番号の項目には、経路情報管理テーブル320aの携帯電話番号を示す項目に格納された電話番号が出力される。位置情報の項目には、経路情報管理テーブル320aの位置情報を示す項目に格納された座標情報が出力される。遭難時間の項目には、経路情報管理テーブル320aの日時情報を示す項目に格納された日時が出力される。受信中継装置の項目には、経路情報管理テーブル320aの中継装置IDのうち、経路情報の起点となった中継装置のIDが出力される。受信感度の項目には、経路情報管理テーブル320aの受信感度を示す項目に格納された受信感度の値が出力される。 Here, the telephone number stored in the item indicating the mobile phone number of the route information management table 320a is output to the item of the received mobile phone number. In the position information item, the coordinate information stored in the item indicating the position information in the route information management table 320a is output. In the distress time item, the date and time stored in the item indicating the date and time information in the route information management table 320a is output. Of the relay device IDs in the route information management table 320a, the ID of the relay device that is the starting point of the route information is output in the item of the reception relay device. In the item of the reception sensitivity, the value of the reception sensitivity stored in the item indicating the reception sensitivity of the route information management table 320a is output.
救助者は、捜索用画面500aを参照することで、捜索対象となっている遭難者の所有する携帯電話機100の位置情報等を確認することができる。そして、自身の現在の位置と、捜索対象の携帯電話機の位置情報等に基づいて、捜索対象とする範囲を特定することができる。
The rescuer can check the location information of the
なお、上記の説明では、捜索用画面500aに出力される位置情報は、携帯電話機100が発信した救助情報に含まれる座標情報としたが、この位置情報は、必ずしも携帯電話機100の現在の位置情報を示すものではない。そのため、捜索端末装置300が受信した経路情報から、位置特定部330によって特定された位置を出力するようにしてもよい。例えば、捜索端末装置300から携帯電話機100までの距離情報であってもよい。また、受信感度の相対的な大小から携帯電話機100に最も近い中継装置を特定し、この中継装置のIDに対応する位置情報を特定して出力するようにしてもよい。
In the above description, the position information output on the search screen 500a is the coordinate information included in the rescue information transmitted from the
このように、捜索端末装置300を所持する救助者は、携帯電話機100から発信される救助情報や中継装置の経路情報に基づいて、携帯電話機100を所持する遭難者の存在する範囲を特定することができる。救助者は、この範囲に基づいて捜索範囲を特定することで、効率的な捜索が可能となる。
Thus, the rescuer who has the
なお、中継装置の通信で使用する無線通信方式としては、例えば、短距離無線通信規格であるZigbeeなどを利用することができる。Zigbeeを用いると、中継装置の小型化を実現することができ、救助者が足を踏み入れて捜索することが困難な場所でも、ヘリコプターや航空機等から中継装置を広範囲に渡って散布することで、予め通信設備の無い場所であっても遭難者の存在する位置を特定することができる。 For example, Zigbee, which is a short-range wireless communication standard, can be used as a wireless communication method used for relay device communication. By using Zigbee, it is possible to reduce the size of the relay device, and even in places where it is difficult for rescuers to step in and search, by spreading the relay device over a wide range from helicopters or aircraft, Even where there is no communication facility in advance, it is possible to specify the position where the victim is present.
以上、通信方法および無線通信システムを図示の実施の形態に基づいて説明したが、これらに限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、これらに他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。また、これらは前述した実施の形態のうちの任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。 Although the communication method and the wireless communication system have been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited thereto, and the configuration of each unit can be replaced with any configuration having the same function. . Moreover, other arbitrary structures and processes may be added to these. These may be a combination of any two or more configurations (features) of the above-described embodiments.
1 送信装置
2,3,4 中継装置
2a,3a,4a 送受信部
5 受信装置
5a 受信部
5b 位置特定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数の中継装置それぞれが、無線通信可能な他の中継装置を検知し、検知した他の中継装置それぞれと無線リンクを確立し、
前記複数の中継装置それぞれが、送信装置が発信した所定の無線信号を検知すると前記所定の無線信号が検知されたことを示す検知情報を、前記他の中継装置それぞれに前記無線リンクを用いて送信し、
前記複数の中継装置それぞれが、前記他の中継装置の1つから前記無線リンクを用いて前記検知情報を受信すると、他の中継装置それぞれに無線リンクを用いて転送し、
前記検知情報を検知した前記中継装置から前記受信装置までの経路を複数検出した場合には、経路に含まれる中継装置のホップ数が少ない経路を選択し、
選択された経路に対応する該ホップ数と該中継装置の無線信号の伝送距離情報とに基づき、前記送信装置から前記受信装置までの距離を特定する、
ことを特徴とする通信方法。 In a communication method of a wireless communication system comprising a plurality of relay devices performing wireless communication and a receiving device capable of communicating with at least one of the plurality of relay devices,
Each of the plurality of relay devices detects other relay devices capable of wireless communication, establishes a wireless link with each of the detected other relay devices,
When each of the plurality of relay devices detects a predetermined wireless signal transmitted by the transmission device, detection information indicating that the predetermined wireless signal is detected is transmitted to each of the other relay devices using the wireless link. And
Each of the plurality of relay devices, when receiving the detection information using the radio link from one of the other relay device, and transferred using non-linear links to each other relay device,
When detecting a plurality of routes from the relay device that has detected the detection information to the receiving device, select a route with a small number of hops of the relay device included in the route,
Based on the number of hops corresponding to the selected route and the transmission distance information of the radio signal of the relay device, the distance from the transmission device to the reception device is specified,
A communication method characterized by the above.
前記受信装置は、前記検知情報に付加されている前記識別情報と前記検知情報に含まれている前記受信感度の測定結果とに基づいて、前記送信装置が存在する範囲を特定する、 The receiving device specifies a range in which the transmitting device exists based on the identification information added to the detection information and the measurement result of the reception sensitivity included in the detection information.
ことを特徴とする請求項3記載の通信方法。 The communication method according to claim 3.
前記複数の中継装置それぞれは、前記所定の無線信号を検知すると、前記所定の無線信号に含まれている前記送信装置の識別情報が所定の検知対象の識別情報と合致する場合のみ、前記検知情報を前記他の中継装置それぞれに送信する、 When each of the plurality of relay devices detects the predetermined radio signal, the detection information is only detected when the identification information of the transmission device included in the predetermined radio signal matches the identification information of a predetermined detection target. To each of the other relay devices,
ことを特徴とする請求項1記載の通信方法。 The communication method according to claim 1.
無線通信可能な中継装置を検知し、検知した中継装置それぞれと無線リンクを確立する手段と、 Means for detecting a relay device capable of wireless communication and establishing a wireless link with each detected relay device;
前記所定の無線信号を検知すると、前記所定の無線信号が検知されたことを示す検知情報を、前記無線リンクの接続先に対して送信する手段と、 When detecting the predetermined radio signal, means for transmitting detection information indicating that the predetermined radio signal is detected to a connection destination of the radio link;
無線リンクの接続先の1つから前記検知情報を受信すると、無線リンクそれぞれの接続先に対して前記検知情報を転送する手段と、 Means for receiving the detection information from one of the connection destinations of the wireless link and transferring the detection information to the connection destination of each of the wireless links;
を備える複数の中継装置と、 A plurality of relay devices comprising:
前記複数の中継装置の少なくとも1つと通信を行って前記検知情報を取得する手段と、 Means for communicating with at least one of the plurality of relay devices to obtain the detection information;
前記検知情報を検知した前記中継装置から自装置までの経路を複数検出した場合には、経路に含まれる中継装置のホップ数が少ない経路を選択し、選択された経路に対応する該ホップ数と該中継装置の無線信号の伝送距離情報とに基づき、前記送信装置から自装置までの距離を特定する手段と、 When a plurality of routes from the relay device that has detected the detection information to its own device are detected, a route with a small number of hops of the relay device included in the route is selected, and the number of hops corresponding to the selected route Means for identifying the distance from the transmitting device to the own device based on the transmission distance information of the radio signal of the relay device;
を備える受信装置と、 A receiving device comprising:
を有することを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system comprising:
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