JP5128353B2 - Wireless node system, wireless node, and wireless node synchronization method - Google Patents

Wireless node system, wireless node, and wireless node synchronization method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless node system which can reduce power consumption when synchronizing a wireless node with a system, which is not synchronized with the system, and can suppress the generation of communication failure. <P>SOLUTION: The wireless node system 1 includes a plurality of wireless nodes 2 having a wireless communication function, and information exchange is mutually performed between the wireless nodes which are synchronized with the system. A wireless node 2 (synchronous node) synchronized with a system 1 has a synchronized advertisement frame transmitting portion 3 which transmits a synchronized advertisement frame including an information of synchronizing timing for synchronizing with the system, in a sleep period included in a super frame configuring a communication unit of wireless communication, to a wireless node 2 (asynchronous node) not synchronized with the system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が行われる無線ノードシステムに関し、特に、システムに同期していない無線ノードをシステムに同期させる技術に関するものである。   The present invention relates to a wireless node system in which information is mutually exchanged between wireless nodes synchronized with the system, and more particularly to a technique for synchronizing wireless nodes that are not synchronized with the system with the system.

近年、無線機器における無線ハードウェアにおいて消費される電力の低減が、重要な要求事項となっている。無線通信システムにおいて、特に省電力メカニズムが必要とされるアプリケーションとしては、例えば、アクティブ電子タグシステムやセンサーネットワークシステムなどが挙げられる。これらのシステムにおけるセンサーノードには、携帯性や設置の容易性・柔軟性などが求められ、これらは通常、小型の電池式ノードである。また、これらのアプリケーションにおける特徴として、低トラフィックであることが挙げられる。アクティブ電子タグでは、通常、自らのＩＤを含む小さなデータの送信を行い、センサーノードでも小さなセンシングデータを間欠的に送信することが多い。   In recent years, reduction of power consumed in wireless hardware in wireless devices has become an important requirement. Examples of applications that particularly require a power saving mechanism in a wireless communication system include an active electronic tag system and a sensor network system. The sensor nodes in these systems are required to have portability, ease of installation, flexibility, etc., and these are usually small battery-powered nodes. In addition, a feature of these applications is low traffic. An active electronic tag usually transmits small data including its own ID, and a sensor node often transmits small sensing data intermittently.

アクティブ電子タグシステムにおける情報の交換は、電子タグからのデータ送信をリーダが受信するという形で行われる。通常、アクティブ電子タグは、他のアクティブ電子タグとの関係性を持たない。そのため、リーダは、ランダムに送信されるアクティブ電子タグからの情報を受信するために、常時、受信装置を起動しておく必要がある。また、それぞれのアクティブ電子タグが独立に動作するため、データ送信時に衝突が発生するおそれがある。このアクティブ電子タグシステムは、電子タグからリーダへの片方向通信を行うことを想定したものである。したがって、このようなシステムを、タグ同士が双方向通信で相互に情報交換を行うシステムに単純に適用（例えば、電子タグとリーダを一つにしたようなノードを使用）しても、消費電力や衝突制御（アクセス制御）の面での課題が残る。   Information exchange in the active electronic tag system is performed in such a manner that a reader receives data transmission from the electronic tag. Normally, an active electronic tag has no relationship with other active electronic tags. Therefore, the reader needs to always activate the receiving device in order to receive information from the active electronic tag transmitted at random. In addition, since each active electronic tag operates independently, there is a risk of collision during data transmission. This active electronic tag system assumes one-way communication from an electronic tag to a reader. Therefore, even if such a system is simply applied to a system in which tags exchange information with each other by two-way communication (for example, a node having a single electronic tag and a reader is used), the power consumption And issues regarding collision control (access control) remain.

センターセットワーク等の低トラフィックネットワークにおいては、データの送受信がなく無線回路が使用されていない場合には、無線回路をオフ（スリープ状態）にして消費電力の低減が図られている。しかし、間欠送信を行う場合には、送信側と受信側のノードがともに無線回路をオフ（スリープ状態）にしてしまうと、相互に情報交換できなくなるという問題がある。そのため、送信と受信のタイミングを、送信ノードと受信ノードの間で同期するための技術が必要になる。   In a low traffic network such as a center set work, when there is no data transmission / reception and the wireless circuit is not used, the wireless circuit is turned off (sleep state) to reduce power consumption. However, in the case of performing intermittent transmission, there is a problem that information cannot be mutually exchanged if both the transmitting side and receiving side nodes turn off the wireless circuit (sleep state). Therefore, a technique for synchronizing transmission and reception timing between the transmission node and the reception node is required.

従来、無線通信システム内のノード間で通信を確立して維持する省電力メカニズムとして、ビーコンレス通信システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。この従来のシステムでは、送信元ノードが、監視周期の期間にウェークアップ信号を出力し、受信ノードが、そのウェークアップ信号を自らの受信期間中に受信することによって、送信元ノードからデータが送信されたことを知る。
特開２００６−１４８９０６号公報 Conventionally, a beaconless communication system has been proposed as a power saving mechanism for establishing and maintaining communication between nodes in a wireless communication system (see, for example, Patent Document 1). In this conventional system, the transmission source node outputs a wakeup signal during the monitoring period, and the reception node receives the wakeup signal during its reception period, whereby data is transmitted from the transmission source node. Know that.
JP 2006-148906 A

しかしながら、従来のシステムでは、送信元ノードは、受信ノードによる受信が行われるまでウェークアップ信号を送信し続ける必要がある。したがって、その期間、送信側ノードの電力が消費され続けることになるという問題があった。さらに、その期間、その送信元ノードからの送信によって無線チャネルが占有されてしまい、他の送信元ノードがウェークアップ信号を送信することの妨げになり、あるいは、他の進行中の伝送と衝突する等の通信障害が発生するおそれがあるという問題があった。特に、不特定多数の無線ノードが移動しながら相互に通信を行う場合には、ウェークアップ信号の送受信に長い時間がかかり、多くの電力が消費されるおそれがある。また、一つのノードから多数のノードに対して送信を行う場合（ブロードキャストを行う場合）にも、同様にウェークアップ信号の送信に多くの電力が消費されることになる。   However, in the conventional system, the transmission source node needs to continue to transmit the wake-up signal until reception by the reception node is performed. Therefore, there is a problem that the power of the transmitting side node continues to be consumed during that period. Furthermore, during that period, the radio channel is occupied by transmission from that source node, which prevents other source nodes from transmitting wake-up signals, or collides with other ongoing transmissions, etc. There was a problem that a communication failure might occur. In particular, when an unspecified number of wireless nodes communicate with each other while moving, it takes a long time to transmit and receive the wakeup signal, and there is a possibility that a large amount of power is consumed. Also, when transmitting from one node to a large number of nodes (when broadcasting), a large amount of power is consumed for transmitting the wakeup signal.

しかも、従来のシステムでは、実際のデータ通信を行う前に、ウェークアップ信号によってその通信データの情報を通知して、受信ノードと送受信タイミングを同期させる。そうすると、低い頻度で小さなデータのやり取りを行う場合には、やり取りするデータに対してウェークアップ信号のデータが大きくならざるを得ず、データ通信が非効率になるという問題があった。   In addition, in the conventional system, before actual data communication is performed, information on the communication data is notified by a wake-up signal, and the transmission / reception timing is synchronized with the reception node. Then, when exchanging small data at a low frequency, there is a problem that the data of the wake-up signal has to be larger than the data to be exchanged, and the data communication becomes inefficient.

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、システムに同期していない無線ノードをシステムに同期させる際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることのできる無線ノードシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can reduce power consumption when a wireless node that is not synchronized with the system is synchronized with the system, thereby suppressing the occurrence of a communication failure. An object of the present invention is to provide a wireless node system that can be used.

本発明の無線ノードシステムは、複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムにおいて、前記無線ノードは、前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームに含まれるスリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を備えた構成を有している。   The radio node system according to the present invention includes a plurality of radio nodes, and in the radio node system capable of exchanging information between radio nodes synchronized with the system, the radio nodes are not synchronized with the system. Synchronized advertisement frame transmitting means for transmitting a synchronized advertisement frame including information on synchronization timing to be synchronized with the system during a sleep period included in a superframe constituting a communication unit of wireless communication to another wireless node It has the composition provided.

この構成により、システムに同期している無線ノード（同期ノード）から、システムに同期していない無線ノード（非同期ノード）に対して、同期広告フレームが送信される。この同期広告フレームは、同期ノードのスリープ期間に送信される。非同期ノードは、同期ノードとスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なるため、同期ノードのスリープ期間で送信された同期広告フレームを、自らのアクティブ期間で受信することができる。この場合、非同期ノードは、システムと同期をとるために電力消費を要する特別な制御を行う必要がない。したがって、従来のシステム（同期をとれるまでウェークアップ信号を送信し続ける必要があるシステム）に比べて、システムに同期する際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができる。   With this configuration, a synchronous advertisement frame is transmitted from a wireless node (synchronous node) synchronized with the system to a wireless node (asynchronous node) not synchronized with the system. This synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period of the synchronous node. Asynchronous nodes and superframes (active period and sleep period) have different timings from the synchronous node, and therefore can receive synchronous advertisement frames transmitted in the sleep period of the synchronous node in their active periods. In this case, the asynchronous node does not need to perform special control that requires power consumption in order to synchronize with the system. Therefore, compared to a conventional system (a system that needs to continue transmitting a wake-up signal until synchronization is established), power consumption when synchronizing with the system can be reduced, and occurrence of communication failure can be suppressed.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記無線ノードは、前記システムに自分が同期しているか否かを判定する同期判定手段と、前記同期判定手段により、前記システムに同期していると判定された場合に前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合に前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行う送信制御手段を備えた構成を有している。   In the wireless node system of the present invention, the wireless node is determined to be synchronized with the system by synchronization determination means for determining whether or not the wireless node is synchronized with the system and the synchronization determination means. A transmission control means for controlling transmission of the synchronized advertisement frame so that the synchronized advertisement frame is transmitted when the synchronization advertisement frame is transmitted and the synchronization advertisement frame is not transmitted when it is determined that the synchronized advertisement frame is not synchronized with the system. have.

この構成により、無線ノードは、システムに同期している場合にのみ同期広告フレームを送信し、システムに同期していない場合には同期広告フレームを送信しない。これにより、無線ノードは非同期状態のときの電力消費を低減することができる。   With this configuration, the wireless node transmits a synchronized advertisement frame only when synchronized with the system, and does not transmit a synchronized advertisement frame when not synchronized with the system. As a result, the wireless node can reduce power consumption when in an asynchronous state.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記同期判定手段は、前記システムに同期している他の無線ノードとの所定の判定基準期間における無線通信の有無に応じて、前記システムに同期しているか否かを判定する構成を有している。   In the wireless node system of the present invention, the synchronization determination means is synchronized with the system according to presence / absence of wireless communication in a predetermined determination reference period with another wireless node synchronized with the system. It has a configuration for determining whether or not.

この構成により、所定の判定基準期間における他の無線ノードとの無線通信の有無に応じて、無線ノードの同期状態が判定される。例えば、他の無線ノードとの無線通信が無かった場合に、無線ノードが非同期状態であると判定される。   With this configuration, the synchronization state of the wireless node is determined according to the presence / absence of wireless communication with another wireless node in a predetermined determination reference period. For example, when there is no wireless communication with another wireless node, it is determined that the wireless node is in an asynchronous state.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記同期判定手段は、前記システムに同期してからの経過時間を示す同期鮮度に基づいて、前記システムに同期しているか否かを判定する構成を有している。   Further, in the wireless node system of the present invention, the synchronization determination means has a configuration for determining whether or not the system is synchronized with the system based on a synchronization freshness indicating an elapsed time since synchronization with the system. ing.

この構成により、同期鮮度に基づいて、無線ノードの同期状態が判定される。例えば、同期鮮度が所定の閾値を超えた場合に、無線ノードが非同期状態であると判定される。   With this configuration, the synchronization state of the wireless node is determined based on the synchronization freshness. For example, when the freshness of synchronization exceeds a predetermined threshold, it is determined that the wireless node is in an asynchronous state.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記無線ノードは、前記同期鮮度を所定のタイミングで更新する更新制御手段を備えた構成を有している。   In the wireless node system according to the present invention, the wireless node includes an update control unit that updates the synchronization freshness at a predetermined timing.

この構成により、同期鮮度が所定のタイミングで更新される。例えば、他の無線ノードや同期基準装置（例えばゲートウェイ）との無線通信が行われたタイミングで、同期鮮度が更新される。   With this configuration, the synchronization freshness is updated at a predetermined timing. For example, the synchronization freshness is updated at a timing when wireless communication with another wireless node or a synchronization reference device (for example, a gateway) is performed.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記送信制御手段は、前記スリープ期間においてランダムに決定した送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行う構成を有している。   In the radio node system according to the present invention, the transmission control unit has a configuration for performing transmission control of the synchronous advertisement frame so as to transmit the synchronous advertisement frame at a transmission timing randomly determined in the sleep period. doing.

この構成により、同期広告フレームは、スリープ期間にランダムに送信される。これにより、様々にスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノードに対して、一様に同期の機会が与えられる。   With this configuration, the synchronous advertisement frame is randomly transmitted during the sleep period. As a result, a uniform synchronization opportunity is given to asynchronous nodes having different superframe (active period and sleep period) timings.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記送信制御手段は、前記スリープ期間において、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に近いほど送信頻度が高くなるような送信頻度分布を有する送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行う構成を有している。   In the radio node system according to the present invention, the transmission control means may perform the synchronization at a transmission timing having a transmission frequency distribution such that the transmission frequency becomes higher as the active period included in the superframe is closer in the sleep period. The synchronous advertisement frame transmission control is performed so as to transmit the advertisement frame.

この構成により、同期広告フレームは、スリープ期間においてアクティブ期間に近いほど高い頻度で送信される。これにより、僅かにスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノード（例えば、クロック誤差によるズレの蓄積で非同期になった無線ノードなど）に対して、高い確率で同期の機会が与えられる。   With this configuration, the synchronized advertisement frame is transmitted at a higher frequency as it is closer to the active period in the sleep period. This gives a high probability of synchronization to asynchronous nodes with slightly different superframe timing (active period or sleep period) (for example, wireless nodes that have become asynchronous due to accumulation of shifts due to clock errors). It is done.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記更新制御手段は、前記同期鮮度を、前記システムに同期してからの経過時間に応じて増加させ、前記無線ノードが受信した受信フレームに基づいて所定の基準値に戻すように、前記同期鮮度の更新を行う構成を有している。   Further, in the wireless node system of the present invention, the update control means increases the synchronization freshness according to an elapsed time since synchronization with the system, and determines a predetermined value based on a received frame received by the wireless node. The synchronization freshness is updated so as to return to the reference value.

この構成により、同期鮮度は、システムに同期してからの経過時間に応じて増加し、受信フレームを受信すると基準値に戻るように更新される。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, the freshness of synchronization increases in accordance with the elapsed time since synchronization with the system, and is updated so as to return to the reference value when a received frame is received. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記更新制御手段は、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に前記同期鮮度の更新を行う構成を有している。   In the radio node system according to the present invention, the update control means is configured to update the synchronization freshness during an active period included in the superframe.

この構成により、無線ノードの同期鮮度の更新が、スーパーフレームのアクティブ期間に行われる。例えば、システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置（例えばゲートウェイ）からの同期基準フレームはアクティブ期間に送信される。そのような場合に、同期基準装置（例えばゲートウェイ）から受信する同期基準フレームを優先することにより、同期鮮度の更新が適切に行われる。   With this configuration, the wireless node synchronization freshness is updated during the active period of the superframe. For example, a synchronization reference frame from a synchronization reference device (eg, a gateway) that provides a reference for system synchronization timing is transmitted during the active period. In such a case, the synchronization freshness is appropriately updated by giving priority to the synchronization reference frame received from the synchronization reference device (for example, gateway).

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、前記システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置から送信された同期基準フレームであり、前記基準値は、前記同期鮮度の初期値として設定された最小基準値である構成を有している。   In the wireless node system of the present invention, the received frame is a synchronization reference frame transmitted from a synchronization reference device that provides a reference for the synchronization timing of the system in the active period, and the reference value is the synchronization value. It has a configuration that is a minimum reference value set as an initial value of freshness.

この構成により、同期ノードがアクティブ期間に同期基準装置（例えばゲートウェイ）から同期基準フレームを受信すると、同期鮮度が初期値（最小基準値）に戻される。例えば、無線ノードがゲートウェイとのすれ違い通信を行うと、同期鮮度が初期値にクリアされる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, when the synchronization node receives a synchronization reference frame from a synchronization reference device (for example, a gateway) during the active period, the synchronization freshness is returned to the initial value (minimum reference value). For example, when the wireless node performs passing communication with the gateway, the synchronization freshness is cleared to the initial value. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

また、本発明の無線ノードシステムでは、前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、他の無線ノードから送信され前記他の無線ノードの同期鮮度の情報を含むＩＤ広告フレームであり、前記基準値は、前記他の無線ノードの同期鮮度と自ノードの同期鮮度とを比較して小さいと判定された同期鮮度である比較決定値である構成を有している。   In the radio node system of the present invention, the received frame is an ID advertisement frame that is transmitted from another radio node and includes information on the freshness of synchronization of the other radio node in the active period, and the reference value is The comparison freshness of the other wireless node and the synchronization freshness of the own node are compared and the comparison determination value is a comparison freshness value determined to be small.

この構成により、同期ノードがアクティブ期間に他の同期ノードからＩＤ広告フレームを受信すると、同期鮮度が小さい方の値（比較決定値）に戻される。例えば、無線ノードが他の無線ノードとすれ違い通信を行うと、同期鮮度が小さい方の値にあわせられる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, when the synchronization node receives an ID advertisement frame from another synchronization node during the active period, the synchronization freshness is returned to a smaller value (comparison determination value). For example, when a wireless node performs passing communication with another wireless node, the synchronization freshness is adjusted to a smaller value. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

本発明の無線ノードは、複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムで用いられる無線ノードであって、前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームに含まれるスリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を備えた構成を有している。   The wireless node of the present invention is a wireless node that is configured by a plurality of wireless nodes and is used in a wireless node system capable of exchanging information between wireless nodes synchronized with the system, and is synchronized with the system. Synchronous advertisement frame transmitting means for transmitting a synchronization advertisement frame including information on synchronization timing to be synchronized with the system during a sleep period included in a superframe constituting a communication unit of wireless communication to another wireless node that is not present It has the composition provided with.

この構成によっても、上記と同様に、システムに同期している無線ノード（同期ノード）から、システムに同期していない無線ノード（非同期ノード）に対して、同期広告フレームが送信される。この同期広告フレームは、同期ノードのスリープ期間に送信される。非同期ノードは、同期ノードとスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なるため、同期ノードのスリープ期間で送信された同期広告フレームを、自らのアクティブ期間で受信することができる。この場合、非同期ノードは、システムと同期をとるために電力消費を要する特別な制御を行う必要がない。したがって、従来のシステム（同期をとれるまでウェークアップ信号を送信し続ける必要があるシステム）に比べて、システムに同期する際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができる。   Also with this configuration, a synchronous advertisement frame is transmitted from a wireless node (synchronous node) synchronized with the system to a wireless node (asynchronous node) not synchronized with the system, as described above. This synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period of the synchronous node. Asynchronous nodes and superframes (active period and sleep period) have different timings from the synchronous node, and therefore can receive synchronous advertisement frames transmitted in the sleep period of the synchronous node in their active periods. In this case, the asynchronous node does not need to perform special control that requires power consumption in order to synchronize with the system. Therefore, compared to a conventional system (a system that needs to continue transmitting a wake-up signal until synchronization is established), power consumption when synchronizing with the system can be reduced, and occurrence of communication failure can be suppressed.

本発明の無線ノードは、前記システムに自分が同期しているか否かを判定する同期判定手段と、前記同期判定手段により、前記システムに同期していると判定された場合に前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合に前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行う送信制御手段と、を備えた構成を有している。   The wireless node of the present invention includes a synchronization determination unit that determines whether or not the device is synchronized with the system, and the synchronization determination unit that displays the synchronization advertisement frame when the synchronization determination unit determines that the system is synchronized with the system. And a transmission control means for performing transmission control of the synchronized advertisement frame so that the synchronized advertisement frame is not transmitted when it is determined that the synchronized advertisement frame is not synchronized with the system.

この構成により、無線ノードは、システムに同期している場合にのみ同期広告フレームを送信し、システムに同期していない場合には同期広告フレームを送信しない。これにより、無線ノードは非同期状態のときの電力消費を低減することができる。   With this configuration, the wireless node transmits a synchronized advertisement frame only when synchronized with the system, and does not transmit a synchronized advertisement frame when not synchronized with the system. As a result, the wireless node can reduce power consumption when in an asynchronous state.

本発明の無線ノードでは、前記同期判定手段は、前記システムに同期している他の無線ノードとの所定の判定基準期間における無線通信の有無に応じて、前記システムに同期しているか否かを判定する構成を有している。   In the wireless node of the present invention, the synchronization determination means determines whether or not the system is synchronized with the system according to the presence or absence of wireless communication in a predetermined determination reference period with another wireless node synchronized with the system. It has the structure to judge.

この構成により、所定の判定基準期間における他の無線ノードとの無線通信の有無に応じて、無線ノードの同期状態が判定される。例えば、他の無線ノードとの無線通信が無かった場合に、無線ノードが非同期状態であると判定される。   With this configuration, the synchronization state of the wireless node is determined according to the presence / absence of wireless communication with another wireless node in a predetermined determination reference period. For example, when there is no wireless communication with another wireless node, it is determined that the wireless node is in an asynchronous state.

本発明の無線ノードでは、前記同期判定手段は、前記システムに同期してからの経過時間を示す同期鮮度に基づいて、前記システムに同期しているか否かを判定する構成を有している。   In the wireless node according to the present invention, the synchronization determination unit determines whether or not the system is synchronized with the system based on a synchronization freshness indicating an elapsed time since synchronization with the system.

この構成により、同期鮮度に基づいて、無線ノードの同期状態が判定される。例えば、同期鮮度が所定の閾値を超えた場合に、無線ノードが非同期状態であると判定される。   With this configuration, the synchronization state of the wireless node is determined based on the synchronization freshness. For example, when the freshness of synchronization exceeds a predetermined threshold, it is determined that the wireless node is in an asynchronous state.

本発明の無線ノードは、前記同期鮮度を所定のタイミングで更新する更新制御手段を備えた構成を有している。   The radio node according to the present invention has a configuration including an update control means for updating the synchronization freshness at a predetermined timing.

この構成により、同期鮮度が所定のタイミングで更新される。例えば、他の無線ノードや同期基準装置（例えばゲートウェイ）との無線通信が行われたタイミングで、同期鮮度が更新される。   With this configuration, the synchronization freshness is updated at a predetermined timing. For example, the synchronization freshness is updated at a timing when wireless communication with another wireless node or a synchronization reference device (for example, a gateway) is performed.

本発明の無線ノードでは、前記送信制御手段は、前記スリープ期間においてランダムに決定した送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行う構成を有している。   In the wireless node of the present invention, the transmission control means has a configuration for performing transmission control of the synchronous advertisement frame so as to transmit the synchronous advertisement frame at a transmission timing randomly determined in the sleep period. .

この構成により、同期広告フレームは、スリープ期間にランダムに送信される。これにより、様々にスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノードに対して、一様に同期の機会が与えられる。   With this configuration, the synchronous advertisement frame is randomly transmitted during the sleep period. As a result, a uniform synchronization opportunity is given to asynchronous nodes having different superframe (active period and sleep period) timings.

本発明の無線ノードでは、前記送信制御手段は、前記スリープ期間において、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に近いほど送信頻度が高くなるような送信頻度分布を有する送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行う構成を有している。   In the radio node according to the present invention, the transmission control means may transmit the synchronous advertisement frame at a transmission timing having a transmission frequency distribution such that the transmission frequency becomes higher as the active period included in the superframe is closer to the sleep period. It has the structure which performs transmission control of the said synchronous advertisement frame so that it may transmit.

この構成により、同期広告フレームは、スリープ期間においてアクティブ期間に近いほど高い頻度で送信される。これにより、僅かにスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノード（例えば、クロック誤差によるズレの蓄積で非同期になった無線ノードなど）に対して、高い確率で同期の機会が与えられる。   With this configuration, the synchronized advertisement frame is transmitted at a higher frequency as it is closer to the active period in the sleep period. This gives a high probability of synchronization to asynchronous nodes with slightly different superframe timing (active period or sleep period) (for example, wireless nodes that have become asynchronous due to accumulation of shifts due to clock errors). It is done.

本発明の無線ノードでは、前記更新制御手段は、前記同期鮮度を、前記システムに同期してからの経過時間に応じて増加させ、前記無線ノードが受信した受信フレームに基づいて所定の基準値に戻すように、前記同期鮮度の更新を行う構成を有している。   In the wireless node of the present invention, the update control means increases the synchronization freshness according to an elapsed time since synchronization with the system, and sets the predetermined fresh reference value based on a received frame received by the wireless node. The synchronization freshness is updated so as to return.

この構成により、同期鮮度は、システムに同期してからの経過時間に応じて増加し、受信フレームを受信すると基準値に戻るように更新される。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, the freshness of synchronization increases in accordance with the elapsed time since synchronization with the system, and is updated so as to return to the reference value when a received frame is received. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

本発明の無線ノードでは、前記更新制御手段は、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に前記同期鮮度の更新を行う構成を有している。   In the radio node according to the present invention, the update control means is configured to update the synchronization freshness during an active period included in the superframe.

この構成により、無線ノードの同期鮮度の更新が、スーパーフレームのアクティブ期間に行われる。例えば、システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置（例えばゲートウェイ）からの同期基準フレームはアクティブ期間に送信される。そのような場合に、同期基準装置（例えばゲートウェイ）から受信する同期基準フレームを優先することにより、同期鮮度の更新が適切に行われる。   With this configuration, the wireless node synchronization freshness is updated during the active period of the superframe. For example, a synchronization reference frame from a synchronization reference device (eg, a gateway) that provides a reference for system synchronization timing is transmitted during the active period. In such a case, the synchronization freshness is appropriately updated by giving priority to the synchronization reference frame received from the synchronization reference device (for example, gateway).

本発明の無線ノードでは、前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、前記システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置から送信された同期基準フレームであり、前記基準値は、前記同期鮮度の初期値として設定された最小基準値である構成を有している。   In the radio node of the present invention, the received frame is a synchronization reference frame transmitted from a synchronization reference device that provides a reference of the synchronization timing of the system in the active period, and the reference value is an initial value of the synchronization freshness. It has a configuration that is a minimum reference value set as a value.

この構成により、同期ノードがアクティブ期間に同期基準装置（例えばゲートウェイ）から同期基準フレームを受信すると、同期鮮度が初期値（最小基準値）に戻される。例えば、無線ノードがゲートウェイとのすれ違い通信を行うと、同期鮮度が初期値にクリアされる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, when the synchronization node receives a synchronization reference frame from a synchronization reference device (for example, a gateway) during the active period, the synchronization freshness is returned to the initial value (minimum reference value). For example, when the wireless node performs passing communication with the gateway, the synchronization freshness is cleared to the initial value. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

本発明の無線ノードでは、前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、他の無線ノードから送信され前記他の無線ノードの同期鮮度の情報を含むＩＤ広告フレームであり、前記基準値は、前記他の無線ノードの同期鮮度と自ノードの同期鮮度とを比較して小さいと判定された同期鮮度である比較決定値である構成を有している。   In the wireless node of the present invention, the received frame is an ID advertisement frame that is transmitted from another wireless node and includes synchronization freshness information of the other wireless node in the active period, and the reference value is the other It has a configuration that is a comparison determination value that is a synchronization freshness determined to be small by comparing the synchronization freshness of the wireless node and the synchronization freshness of the own node.

この構成により、同期ノードがアクティブ期間に他の同期ノードからＩＤ広告フレームを受信すると、同期鮮度が小さい方の値（比較決定値）に戻される。例えば、無線ノードが他の無線ノードとすれ違い通信を行うと、同期鮮度が小さい方の値にあわせられる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   With this configuration, when the synchronization node receives an ID advertisement frame from another synchronization node during the active period, the synchronization freshness is returned to a smaller value (comparison determination value). For example, when a wireless node performs passing communication with another wireless node, the synchronization freshness is adjusted to a smaller value. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

本発明の無線ノード同期方法は、複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムにおいて用いられる無線ノード同期方法であって、一の無線ノードが無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームを送信することと、前記一の無線ノードが、前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、前記スーパーフレームに含まれるスリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信することと、を含んでいる。   A radio node synchronization method according to the present invention is a radio node synchronization method used in a radio node system configured by a plurality of radio nodes and capable of exchanging information between radio nodes synchronized with the system. The wireless node transmits a super frame constituting a communication unit of wireless communication, and the one wireless node is in a sleep period included in the super frame with respect to another wireless node that is not synchronized with the system. And transmitting a synchronized advertisement frame including information on a synchronization timing for synchronizing with the system.

この方法によれば、システムに同期している無線ノード（同期ノード）から、システムに同期していない無線ノード（非同期ノード）に対して、同期広告フレームが送信される。この同期広告フレームは、同期ノードのスリープ期間に送信される。非同期ノードは、同期ノードとスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なるため、同期ノードのスリープ期間で送信された同期広告フレームを、自らのアクティブ期間で受信することができる。この場合、非同期ノードは、システムと同期をとるために電力消費を要する特別な制御を行う必要がない。したがって、従来のシステム（同期をとれるまでウェークアップ信号を送信し続ける必要があるシステム）に比べて、システムに同期する際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができる。   According to this method, a synchronous advertisement frame is transmitted from a wireless node (synchronous node) synchronized with the system to a wireless node (asynchronous node) not synchronized with the system. This synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period of the synchronous node. Asynchronous nodes and superframes (active period and sleep period) have different timings from the synchronous node, and therefore can receive synchronous advertisement frames transmitted in the sleep period of the synchronous node in their active periods. In this case, the asynchronous node does not need to perform special control that requires power consumption in order to synchronize with the system. Therefore, compared to a conventional system (a system that needs to continue transmitting a wake-up signal until synchronization is established), power consumption when synchronizing with the system can be reduced, and occurrence of communication failure can be suppressed.

本発明の無線ノード同期方法は、前記一の無線ノードが前記システムに同期しているか否かを判定することと、前記システムに同期していると判定された場合には、前記一の無線ノードが前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合には、前記一の無線ノードが前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことと、を含んでいる。   The wireless node synchronization method of the present invention determines whether or not the one wireless node is synchronized with the system, and when it is determined that the one wireless node is synchronized with the system, Transmits the synchronized advertisement frame, and when it is determined that the synchronized advertisement frame is not synchronized with the system, performs transmission control of the synchronized advertisement frame so that the one wireless node does not transmit the synchronized advertisement frame. And.

この方法によれば、無線ノードは、システムに同期している場合にのみ同期広告フレームを送信し、システムに同期していない場合には同期広告フレームを送信しない。これにより、無線ノードは非同期状態のときの電力消費を低減することができる。   According to this method, the wireless node transmits a synchronized advertisement frame only when it is synchronized with the system, and does not transmit a synchronized advertisement frame when it is not synchronized with the system. As a result, the wireless node can reduce power consumption when in an asynchronous state.

本発明は、スーパーフレームのスリープ期間に同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を設けることにより、システムに同期していない無線ノードをシステムに同期させる際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができるという効果を有する無線ノードシステムを提供することができるものである。   The present invention can reduce the power consumption when synchronizing a wireless node that is not synchronized with the system to the system by providing a synchronized advertisement frame transmitting means for transmitting the synchronized advertisement frame during the sleep period of the superframe, It is possible to provide a wireless node system having an effect of suppressing the occurrence of communication failure.

以下、本発明の実施の形態の無線ノードシステムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、無線ノードが無線通信ネットワークの小型の電池式ノードであり、特に、交換するデータの小さい電子タグシステム等である場合を例示する。   Hereinafter, a wireless node system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the wireless node is a small battery-powered node of a wireless communication network, particularly an electronic tag system with small exchange data is exemplified.

本実施の形態の無線ノードシステムの構成を図１および図２を用いて説明する。図１は、無線ノードの構成を示すブロック図であり、図２は、無線ノードシステムの概念図である。ここでは、まず図２を参照して、無線ノードシステムの構成について説明する。   The configuration of the wireless node system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a wireless node, and FIG. 2 is a conceptual diagram of the wireless node system. Here, the configuration of the wireless node system will be described first with reference to FIG.

図２に示すように、本実施の形態の無線ノードシステム１は、複数の無線ノード２（無線ノードＡ〜Ｅ）で構成されている。無線ノード２のタイプには、ユーザによって所持される移動タイプの無線ノード２と、所定の場所に設置される固定タイプの無線ノード２がある。図１の例では、移動タイプの無線ノード２（無線ノードＢ、Ｃ、Ｄ）が移動する方向が矢印によって図示されている。なお、図では、説明の便宜のため、５つの無線ノード２のみが図示されているが、無線ノード２の数はこれに限定されるものではない。   As illustrated in FIG. 2, the wireless node system 1 according to the present embodiment includes a plurality of wireless nodes 2 (wireless nodes A to E). The type of the wireless node 2 includes a mobile type wireless node 2 possessed by a user and a fixed type wireless node 2 installed at a predetermined location. In the example of FIG. 1, the direction in which the movement type wireless node 2 (wireless nodes B, C, D) moves is indicated by an arrow. In the figure, for convenience of explanation, only five wireless nodes 2 are shown, but the number of wireless nodes 2 is not limited to this.

また、これらの無線ノード２は、無線通信によって相互に情報交換を行う機能を備えている。例えば、無線ノード２は、他の無線ノード２とすれ違ったときに互いのＩＤ情報（交差履歴情報）を交換し、自ノードのメモリに蓄積しておく機能を備えている。図１の例では、無線ノード２に記憶された交差履歴情報が、吹き出しの中に模式的に示されている。なお、この無線ノード２は、双方向にデータをやり取りすることが可能であり、Ｐ２Ｐタグであるともいえる。   Further, these wireless nodes 2 have a function of exchanging information with each other by wireless communication. For example, the wireless node 2 has a function of exchanging mutual ID information (crossing history information) when passing the other wireless node 2 and storing it in the memory of the own node. In the example of FIG. 1, the intersection history information stored in the wireless node 2 is schematically shown in a balloon. The wireless node 2 can exchange data bidirectionally and can be said to be a P2P tag.

このように、移動タイプの無線ノード２がシステム内を移動して、すれ違った無線ノード２が相互にＩＤを交換・蓄積することによって、お互いの交差履歴（すれ違い履歴ともいえる）が各無線ノード２に保持される。その結果、移動タイプの無線ノード２には、その無線ノード２を所持するユーザの行動履歴が蓄積される。また、固定タイプの無線ノード２には、その無線ノード２が設置された地点におけるユーザの通過履歴が蓄積される。   As described above, when the mobile type wireless node 2 moves in the system and the different wireless nodes 2 exchange and store IDs with each other, the crossing histories (also referred to as passing histories) can be obtained. Retained. As a result, the movement type wireless node 2 stores the action history of the user who owns the wireless node 2. Further, in the fixed type wireless node 2, a user's passage history at a point where the wireless node 2 is installed is accumulated.

また、図２に示すように、無線ノードシステム１には、外部ネットワーク３（例えばインターネット）と通信（有線通信または無線通信）するためのゲートウェイ４が設けられている。このゲートウェイ４は、システムの同期タイミングの基準となる基準クロック（図示せず）を備えている。また、このゲートウェイ４は、無線ノード２に電力を供給する機能を備えている。   As shown in FIG. 2, the wireless node system 1 is provided with a gateway 4 for communicating (wired communication or wireless communication) with an external network 3 (for example, the Internet). The gateway 4 includes a reference clock (not shown) that serves as a reference for system synchronization timing. The gateway 4 has a function of supplying power to the wireless node 2.

例えば、本実施の形態の無線ノードシステム１の具体的なアプリケーションの一例として、街中での人々の行動や交差履歴を取得するシステム等が挙げられる。そのようなアプリケーションでは、外部ネットワーク３への接続と電源を確保できる場所にゲートウェイ４を設置し、街中の各所に多数の固定タイプの無線ノード２を設置し、移動タイプの無線ノード２を人々に所持させると、街中での人々の行動や交差履歴を取得することができる。   For example, as an example of a specific application of the wireless node system 1 of the present embodiment, there is a system that acquires people's behavior and intersection history in a city. In such an application, the gateway 4 is installed in a place where connection and power to the external network 3 can be secured, a large number of fixed type wireless nodes 2 are installed in various places in the city, and the mobile type wireless node 2 is provided to people. If possessed, people's behavior and crossing history in the city can be acquired.

また、無線ノード２によって自己のＩＤを単に交換し、交差履歴を残しておくというアプリケーションの場合には、送信側の無線ノード２が受信側の無線ノード２を特定する必要がない。したがって、そのような場合には、それぞれの無線ノード２が、自己のＩＤをブロードキャストして、それを受信した他の無線ノード２がその情報を蓄積しておけばよい。   Further, in the case of an application in which the wireless node 2 simply exchanges its own ID and keeps an intersection history, it is not necessary for the wireless node 2 on the transmission side to specify the wireless node 2 on the reception side. Therefore, in such a case, each wireless node 2 broadcasts its own ID, and the other wireless nodes 2 that have received the ID need only accumulate the information.

つぎに、図１に戻って、無線ノード２の構成について詳しく説明する。図１に示すように、無線ノード２は、フレームの送受信を行うためのフレーム送受信部５と、フレームの送受信の制御を行うための送信制御部６を備えている。また、無線ノード２は、システムと同期状態であるか否かを判定する同期判定部７と、同期判定に用いられる同期鮮度の情報を記憶する同期鮮度メモリ８と、その同期鮮度を更新する更新制御部９を備えている。さらに、無線ノード２は、システムとの同期（タイミングの調整）を行う同期処理部１０と、他の無線ノード２との交差履歴を記憶する交差履歴メモリ１１を備えている。   Next, returning to FIG. 1, the configuration of the wireless node 2 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the wireless node 2 includes a frame transmission / reception unit 5 for performing transmission / reception of frames and a transmission control unit 6 for controlling transmission / reception of frames. The wireless node 2 also includes a synchronization determination unit 7 that determines whether or not the system is synchronized with the system, a synchronization freshness memory 8 that stores information on the synchronization freshness used for synchronization determination, and an update that updates the synchronization freshness. A control unit 9 is provided. Furthermore, the wireless node 2 includes a synchronization processing unit 10 that performs synchronization (timing adjustment) with the system, and an intersection history memory 11 that stores an intersection history with another wireless node 2.

フレーム送受信部５は、スーパーフレームのアクティブ期間に、他の同期ノードにＩＤ広告フレームを送信するＩＤ広告送信部１２と、スーパーフレームのスリープ期間に、非同期ノードに同期広告フレームを送信する同期広告送信部１３を備えている。このＩＤ広告フレームと同期広告フレームには、システムに同期するための同期タイミングの情報が含まれている。   The frame transmission / reception unit 5 transmits an ID advertisement transmission unit 12 that transmits an ID advertisement frame to another synchronization node during an active period of the super frame, and a synchronous advertisement transmission that transmits a synchronization advertisement frame to an asynchronous node during the sleep period of the super frame. Part 13 is provided. The ID advertisement frame and the synchronization advertisement frame include synchronization timing information for synchronizing with the system.

ここで、図３を用いて、スーパーフレームについて説明する。図３に示すように、無線通信の通信単位には、複数のスーパーフレーム（ＳＦ）が含まれており、各スーパーフレームには、複数のサブスーパーフレーム（ＳＳＦ）が含まれている。この図３の例では、最初のサブスーパーフレームが、アクティブ期間であり、残りのサブスーパーフレームが、スリープ期間である。つまり、各スーパーフレームには、アクティブ期間とスリープ期間が含まれているともいえる。各サブスーパーフレームには、複数のタイムスロット（ＴＳ）が含まれており、このタイムスロットでフレームの送受信が行われる。   Here, a super frame will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a communication unit of wireless communication includes a plurality of super frames (SF), and each super frame includes a plurality of sub super frames (SSF). In the example of FIG. 3, the first sub-superframe is an active period, and the remaining sub-superframes are sleep periods. That is, it can be said that each superframe includes an active period and a sleep period. Each sub-superframe includes a plurality of time slots (TS), and frames are transmitted and received in these time slots.

つぎに、図４を参照して、無線ノード２が送受信するフレーム（ＩＤ広告フレームや同期広告フレームなど）のフォーマットについて説明する。図４に示すように、無線ノード２が送受信するフレームには、そのフレームがどのタイミングで送信されたのかを示すＳＳＦ番号（ＳＳＦ（１）、ＳＳＦ（２）など）やＴＳ番号（ＴＳ（１）、ＴＳ（２）など）のフィールドと、その無線ノード２のステータス（同期状態／非同期状態、同期鮮度など）を示すステータスのフィールドと、その無線ノード２のタイプ（移動タイプ、固定タイプなど）を示すタイプのフィールドと、その無線ノード２のＩＤ（ＩＤ：１、ＩＤ：２など）を示すＩＤのフィールドが含まれている。   Next, with reference to FIG. 4, the format of a frame (such as an ID advertisement frame or a synchronous advertisement frame) transmitted and received by the wireless node 2 will be described. As shown in FIG. 4, the frame transmitted / received by the wireless node 2 includes an SSF number (SSF (1), SSF (2), etc.) and a TS number (TS (1) indicating when the frame was transmitted. ), TS (2), etc.) field, status field indicating the status of the wireless node 2 (synchronized / asynchronous, synchronous freshness, etc.), and the type of the wireless node 2 (moving type, fixed type, etc.) And an ID field indicating the ID (ID: 1, ID: 2, etc.) of the wireless node 2 is included.

送信制御部６は、同期判定部７の判定結果に基づいて、システムに同期しているときには同期広告フレームを送信し、システムに同期していないときに同期広告フレームを送信しないように、同期広告フレームの送信制御を行う。また、この送信制御部６は、スーパーフレームのスリープ期間における同期広告フレームの送信タイミングを制御する機能を備えている。例えば、送信制御部６は、一つのスーパーフレームのスリープ期間において、１回だけ同期広告フレームを送信するように送信タイミングを制御する。なお、スリープ期間に同期広告フレームを送信する回数はこれに限れられるものではなく、一つのスリープ期間に２回以上送信されてもよい。   Based on the determination result of the synchronization determination unit 7, the transmission control unit 6 transmits a synchronous advertisement frame when synchronized with the system, and does not transmit a synchronized advertisement frame when not synchronized with the system. Control frame transmission. Further, the transmission control unit 6 has a function of controlling the transmission timing of the synchronized advertisement frame during the superframe sleep period. For example, the transmission control unit 6 controls the transmission timing so that the synchronous advertisement frame is transmitted only once in the sleep period of one super frame. Note that the number of times that the synchronous advertisement frame is transmitted in the sleep period is not limited to this, and the synchronization advertisement frame may be transmitted twice or more in one sleep period.

例えば、送信制御部６は、スリープ期間においてランダムに決定した送信タイミングで、同期広告フレームを送信するように送信タイミングを制御する。具体的には、スーパーフレームのスリープ期間において、サブスーパーフレーム（ＳＳＦ）とタイムスロット（ＴＳ）をランダムに選択して、同期広告フレームを送信する。この場合、どの送信タイミングで送信されるかが一様にランダムであるので、どのタイミングで起動した無線ノード２（非同期ノード）に対しても同期の機会が同様に与えられる。   For example, the transmission control unit 6 controls the transmission timing so as to transmit the synchronous advertisement frame at the transmission timing randomly determined in the sleep period. Specifically, during the superframe sleep period, a sub-superframe (SSF) and a time slot (TS) are selected at random and a synchronous advertisement frame is transmitted. In this case, since the transmission timing is uniformly random, the wireless node 2 (asynchronous node) activated at any timing is similarly given an opportunity for synchronization.

また、送信制御部６は、スリープ期間において、アクティブ期間に近いほど送信頻度が高くなるような送信頻度分布を有する送信タイミングで、同期広告フレームを送信するように送信タイミングを制御する。例えば、アクティブ期間を中心とした正規分布に従った送信タイミングで、同期広告フレームを送信する。一旦、同期した無線ノード２が非同期になる原因の一つとしては、クロック誤差によるズレの蓄積が考えられる。その場合、アクティブ期間の近くにタイミングがズレている非同期ノードが多く存在すると考えられる。したがって、アクティブ期間を中心とした正規分布で同期広告フレームを送信することにより、多くの非同期ノードを効率よく再同期させることができる。   Further, the transmission control unit 6 controls the transmission timing so that the synchronous advertisement frame is transmitted at a transmission timing having a transmission frequency distribution such that the transmission frequency becomes higher as it is closer to the active period in the sleep period. For example, the synchronous advertisement frame is transmitted at a transmission timing according to a normal distribution centered on the active period. One possible cause of the synchronized wireless node 2 becoming asynchronous is the accumulation of misalignment due to clock errors. In that case, it is considered that there are many asynchronous nodes whose timings are shifted near the active period. Therefore, many asynchronous nodes can be resynchronized efficiently by transmitting a synchronous advertisement frame with a normal distribution centered on the active period.

同期判定部７は、所定の判定基準期間における他の無線ノード２との無線通信の有無に応じて、システムに同期しているか否かを判定する。例えば、所定の規定回数（Ｌ回）のスーパーフレームの期間に、他の無線ノード２からの受信がまったく無かった場合には、無線ノード２が非同期であると判定する。無線ノード２は、同期広告フレームまたはＩＤ広告フレームの中のステータスで、自ノードが同期状態であるか非同期状態であるかを通知する。   The synchronization determination unit 7 determines whether or not the system is synchronized with the system according to the presence / absence of wireless communication with another wireless node 2 in a predetermined determination reference period. For example, if there is no reception from another wireless node 2 during a predetermined specified number of times (L times), the wireless node 2 is determined to be asynchronous. The wireless node 2 notifies whether the own node is in a synchronous state or an asynchronous state by a status in the synchronous advertisement frame or the ID advertisement frame.

また、同期判定部７は、同期鮮度に基づいて、システムに同期しているか否かを判定する。例えば、同期鮮度が所定の閾値を超えた場合には、無線ノード２が非同期であると判定する。この同期鮮度は、システムに同期してからの経過時間を示す情報であり、更新制御部９によって更新される。この場合、同期鮮度の更新は、アクティブ期間に行われる。   The synchronization determination unit 7 determines whether or not the system is synchronized with the system based on the synchronization freshness. For example, when the freshness of synchronization exceeds a predetermined threshold, it is determined that the wireless node 2 is asynchronous. This synchronization freshness is information indicating an elapsed time since synchronization with the system, and is updated by the update control unit 9. In this case, the synchronization freshness is updated during the active period.

更新制御部９は、システムに同期してからの経過時間に応じて、同期鮮度を徐々に増加させる。例えば、スーパーフレームの期間が一つ経過するごとに、同期鮮度の値を一つ増加させる。そして、無線ノード２がゲートウェイ４の近くを通過して、ゲートウェイ４から送信されたフレーム（同期基準フレーム）を受信すると、同期鮮度の値をゼロに戻す（クリアする）。また、無線ノード２が他の無線ノード２とすれ違って、他の無線ノード２から送信されたＩＤ広告フレームを受信すると、お互いの同期鮮度を比較して小さい方の値にあわせる。   The update control unit 9 gradually increases the synchronization freshness according to the elapsed time since the synchronization with the system. For example, every time one superframe period elapses, the value of the synchronization freshness is increased by one. When the wireless node 2 passes near the gateway 4 and receives a frame (synchronization reference frame) transmitted from the gateway 4, the value of the synchronization freshness is returned to zero (cleared). In addition, when the wireless node 2 passes the other wireless node 2 and receives the ID advertisement frame transmitted from the other wireless node 2, the synchronization freshness of each other is compared and set to the smaller value.

つまり、本実施の形態の無線ノード２では、同期タイミングの基準となるゲートウェイ４と通信してからの経過時間を同期鮮度として管理する。同期鮮度は、ゲートウェイ４と通信すると初期値（ゼロ）となる。この同期鮮度は、システムに同期してからの経過時間を表すため、スーパーフレーム（ＳＦ）が更新されるたびに増加する。無線ノード２は、ＩＤ広告フレームの中のステータスで、自ノードがフレームを送信するときの同期鮮度を通知する。   That is, in the wireless node 2 according to the present embodiment, the elapsed time after communication with the gateway 4 serving as a reference for synchronization timing is managed as the synchronization freshness. The synchronization freshness becomes an initial value (zero) when communicating with the gateway 4. This freshness of synchronization indicates an elapsed time since the synchronization with the system, and thus increases every time the super frame (SF) is updated. The wireless node 2 notifies the freshness of synchronization when the own node transmits the frame with the status in the ID advertisement frame.

また、無線ノード２は、システムとの同期状態において、アクティブ期間に他の無線ノード２から受信するＩＤ広告フレームに基づいて、同期鮮度の更新（同期の再調整）を行う。具体的には、他の無線ノード２とすれ違ったときに、受信したＩＤ広告フレームの中で最も同期鮮度が小さいフレームに対して同期調整を行う。この場合、自ノードの同期鮮度が最も小さい場合には、同期調整は行わない。なお、ゲートウェイ４の同期鮮度はゼロである。   In addition, the wireless node 2 updates synchronization freshness (synchronization readjustment) based on an ID advertisement frame received from another wireless node 2 during an active period in a synchronized state with the system. Specifically, synchronization adjustment is performed on a frame having the smallest synchronization freshness among the received ID advertisement frames when passing by another wireless node 2. In this case, when the synchronization freshness of the own node is the smallest, the synchronization adjustment is not performed. The synchronization freshness of the gateway 4 is zero.

以上のように構成された本実施の形態の無線ノードシステム１について、図面を用いてその動作を説明する。   The operation of the wireless node system 1 of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings.

ここでは、まず、本実施の形態の無線ノードシステム１の全体の動作について、図５を用いて説明する。図５は、無線ノードシステム１の全体の動作を説明するための図である。図５では、システムに同期している無線ノード２（同期ノードＡ、Ｂ、Ｃ）が、スリープ期間に同期広告フレームをそれぞれ一回だけ送信した例が示されている。   Here, first, the overall operation of the wireless node system 1 of the present exemplary embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the overall operation of the wireless node system 1. FIG. 5 shows an example in which the wireless node 2 (synchronization nodes A, B, and C) synchronized with the system transmits a synchronized advertisement frame only once during the sleep period.

図５の例では、同期ノードＡが、Ｎ−１番目のスーパーフレームの２番目のサブスーパーフレームで（ＳＦ（Ｎ−１）のＳＳＦ（２）で）同期広告フレームを送信しており、同期ノードＢが、Ｎ−１番目のスーパーフレームの３番目のサブスーパーフレームで（ＳＦ（Ｎ−１）のＳＳＦ（３）で）同期広告フレームを送信している。また、同期ノードＣが、Ｎ−１番目のスーパーフレームのＭ番目のサブスーパーフレームで（ＳＦ（Ｎ−１）のＳＳＦ（Ｍ）で）同期広告フレームを送信している。
In the example of FIG. 5, the synchronization node A, in the second sub-superframe of N-1-th superframe (in SF (N-1) of SSF (2)) and transmits the synchronization advertisement frame, synchronization node B is transmitting (SSF (3) in the SF (N-1)) synchronously advertisement frame in the third sub-superframe of N-1-th superframe. In addition, the synchronization node C transmits a synchronization advertisement frame in the Mth sub superframe of the N-1th superframe (with SSF (M) of SF (N-1)).

そして、図５では、このような同期ノードから送信された同期広告フレームをシステム全体についてまとめた図が、全同期ノードとして図示されている。非同期ノードＤは、Ｎ−１番目のスーパーフレームのアクティブ期間で、これらの全同期ノードから送信された同期広告フレームのいずれか一つを受信することができる。つまり、この場合、非同期ノードＤのアクティブ期間は、同期ノードＡ〜Ｃのアクティブ期間とはタイミングがズレており（アクティブ期間に送信されたＩＤ広告フレームは受信できないが）、非同期ノードＤは、同期ノードＡ〜Ｃのスリープ期間に送信された同期広告フレームを受信することができる。図５の例では、非同期ノードＤは、同期ノードＢから送信された同期広告フレームを受信している。これにより、非同期ノードＤは、次のスーパーフレームから、システムに同期することができる。   And in FIG. 5, the figure which put together the synchronous advertisement frame transmitted from such a synchronous node about the whole system is illustrated as all the synchronous nodes. The asynchronous node D can receive any one of the synchronous advertisement frames transmitted from all the synchronous nodes in the active period of the (N-1) th superframe. That is, in this case, the active period of the asynchronous node D is out of timing with the active period of the synchronous nodes A to C (although the ID advertisement frame transmitted in the active period cannot be received), the asynchronous node D The synchronous advertisement frame transmitted during the sleep period of the nodes A to C can be received. In the example of FIG. 5, the asynchronous node D receives the synchronous advertisement frame transmitted from the synchronous node B. As a result, the asynchronous node D can synchronize with the system from the next superframe.

この場合、非同期ノードＤは、同期広告フレームを受信するために特別な制御を行う必要がなく、従来のシステムに比べて大幅に消費電力を低減することができる。なお、同期ノードＡ〜Ｃは、同期広告フレームを送信するために電力を消費することになるが、その消費電力の増加は、従来のシステムの非同期ノードの電力消費に比べると僅かである。   In this case, the asynchronous node D does not need to perform special control in order to receive the synchronous advertisement frame, and can significantly reduce power consumption compared to the conventional system. The synchronous nodes A to C consume power to transmit the synchronous advertisement frame, but the increase in the power consumption is small compared to the power consumption of the asynchronous node of the conventional system.

より詳細に説明すると、同期ノードの消費電力の増加率は、下記の式によって示される。
消費電力の増加率（％）＝Ａ×Ｎ÷ＴＳ
ここで、Ａ（％）は、システムのDuty Cycle（１スーパーフレームに対するアクティブ期間の占める割合）であり、Ｎ（回）は、スリープ期間中に同期広告フレームを送信する回数であり、ＴＳ（個）は、一つのサブスーパーフレーム（ＳＳＦ）に含まれるＴＳの数である。 More specifically, the rate of increase of the power consumption of the synchronization node is expressed by the following equation.
Increase rate of power consumption (%) = A × N ÷ TS
Here, A (%) is the duty cycle of the system (the ratio of the active period to one superframe), N (times) is the number of times that the synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period, and TS (number ) Is the number of TSs included in one sub-superframe (SSF).

例えば、システムのDuty Cycleが１％（Ａ＝１）であり、スリープ期間中に同期広告フレームを送信する回数を１回（Ｎ＝１）、ＳＳＦに含まれるＴＳの数を１０（ＴＳ＝１０）とすると、各同期ノードは、僅かに０．１％だけ消費電力が増加する。このように、本実施の形態の無線ノード２システム１では、各同期ノードが少しだけ電力を消費しあうことで、システム全体で非同期ノードの再同期を助けることができる。   For example, the duty cycle of the system is 1% (A = 1), the number of times that the synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period (N = 1), and the number of TSs included in the SSF is 10 (TS = 10 ), The power consumption of each synchronization node increases by only 0.1%. As described above, in the wireless node 2 system 1 according to the present embodiment, each synchronous node consumes a little power, thereby assisting resynchronization of asynchronous nodes in the entire system.

この場合、無線ノード２の密度が高い場所では、非常に多くの同期広告フレームが送信される。したがって、非同期ノードが、同期ノードからの同期広告フレームによって再同期した後（同期ノードとなった後）、他の非同期ノードに対して同期広告フレームを送信することにより、他の非同期ノードの再同期の確率を上げることができる。   In this case, a very large number of synchronous advertisement frames are transmitted in a place where the density of the wireless node 2 is high. Therefore, after an asynchronous node resynchronizes with a synchronous advertisement frame from a synchronous node (after becoming a synchronous node), it resynchronizes other asynchronous nodes by sending a synchronous advertisement frame to the other asynchronous nodes. Can increase the probability.

つぎに、各無線ノード２の動作の流れについて、図６〜図８を用いて説明する。   Next, the operation flow of each wireless node 2 will be described with reference to FIGS.

図６は、各スーパーフレームごとに、無線ノード２が同期広告フレームを送信する動作の流れを示すフロー図である。図６に示すように、無線ノード２は、まず、自ノードが同期状態であるか否かの判断を行う（Ｓ１）。同期状態の判断の結果、自ノードが同期状態であると判定された場合には（Ｓ２）、スリープ期間中における同期広告フレームの送信タイミングを決定する（Ｓ３）。その後、その送信タイミングまでスリープ状態となり（Ｓ４）、その送信タイミングになるとフレーム送受信部５を起動し、同期広告フレームを送信する（Ｓ５）。同期広告フレームの送信が完了すると、次のアクティブ期間までスリープする（Ｓ６）。   FIG. 6 is a flowchart showing an operation flow in which the wireless node 2 transmits a synchronous advertisement frame for each super frame. As shown in FIG. 6, the wireless node 2 first determines whether or not the own node is in a synchronized state (S1). As a result of the determination of the synchronization state, when it is determined that the own node is in the synchronization state (S2), the transmission timing of the synchronization advertisement frame during the sleep period is determined (S3). Thereafter, the sleep state is reached until the transmission timing (S4), and when the transmission timing is reached, the frame transmission / reception unit 5 is activated to transmit the synchronous advertisement frame (S5). When the transmission of the synchronous advertisement frame is completed, it sleeps until the next active period (S6).

図７は、同期状態であるか否かの判断処理の一例を示したフロー図である。図７に示すように、無線ノード２が同期状態の判断を行う場合には、例えば、自ノードの同期鮮度Ｆが閾値Ｌが小さいか否かを判断する（Ｓ１０）。そして、同期鮮度Ｆが閾値Ｌより小さい場合には、その無線ノード２は同期状態であると判断される（Ｓ１１）。一方、同期鮮度Ｆが閾値Ｌより大きい場合には、その無線ノード２は非同期状態であると判断される（Ｓ１２）。   FIG. 7 is a flowchart showing an example of a determination process for determining whether or not a synchronization state exists. As shown in FIG. 7, when the wireless node 2 determines the synchronization state, for example, it is determined whether or not the synchronization freshness F of the own node has a small threshold L (S10). Then, when the synchronization freshness F is smaller than the threshold value L, it is determined that the wireless node 2 is in a synchronized state (S11). On the other hand, when the synchronization freshness F is larger than the threshold value L, it is determined that the wireless node 2 is in an asynchronous state (S12).

図８は、同期鮮度の更新処理の一例を示したフロー図である。図８に示すように、無線ノード２が同期鮮度の更新を行う場合には、例えば、ゲートウェイ４や他の無線ノード２からの受信フレームの同期鮮度と、自ノードの同期鮮度を比較する（Ｓ２０）。同期鮮度を比較した結果、受信フレームの同期鮮度の方が自ノードの同期鮮度よりも小さいと判定された場合には、自ノードの同期調整を行うとともに（Ｓ２１）、自ノードの同期鮮度を受信フレームの同期鮮度（小さい方の同期鮮度）にあわせる処理を行う（Ｓ２２）。   FIG. 8 is a flowchart showing an example of the update process of the synchronization freshness. As shown in FIG. 8, when the wireless node 2 updates the synchronization freshness, for example, the synchronization freshness of the received frame from the gateway 4 or another wireless node 2 is compared with the synchronization freshness of the own node (S20). ). As a result of comparing the synchronization freshness, when it is determined that the synchronization freshness of the received frame is smaller than the synchronization freshness of the own node, the synchronization adjustment of the own node is performed (S21), and the synchronization freshness of the own node is received. Processing to match the frame freshness (smaller freshness) is performed (S22).

このような本実施の形態の無線ノードシステム１によれば、スーパーフレームのスリープ期間に同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を設けることにより、システムに同期していない無線ノード２をシステムに同期させる際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができるという効果を有する無線ノードシステム１を提供することができる。   According to the wireless node system 1 of the present embodiment as described above, by providing the synchronized advertisement frame transmitting means for transmitting the synchronized advertisement frame during the sleep period of the superframe, the wireless node 2 that is not synchronized with the system is added to the system. It is possible to provide the wireless node system 1 that can reduce the power consumption when synchronizing and suppress the occurrence of communication failure.

すなわち、本実施の形態では、システムに同期している無線ノード２（同期ノード）から、システムに同期していない無線ノード２（非同期ノード）に対して、同期広告フレームが送信される。この同期広告フレームは、同期ノードのスリープ期間に送信される。非同期ノードは、同期ノードとスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なるため、同期ノードのスリープ期間で送信された同期広告フレームを、自らのアクティブ期間で受信することができる。この場合、非同期ノードは、システムと同期をとるために電力消費を要する特別な制御を行う必要がない。したがって、従来のシステム（同期をとれるまでウェークアップ信号を送信し続ける必要があるシステム）に比べて、システムに同期する際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができる。   That is, in this embodiment, a synchronous advertisement frame is transmitted from the wireless node 2 (synchronous node) synchronized with the system to the wireless node 2 (asynchronous node) not synchronized with the system. This synchronous advertisement frame is transmitted during the sleep period of the synchronous node. Asynchronous nodes and superframes (active period and sleep period) have different timings from the synchronous node, and therefore can receive synchronous advertisement frames transmitted in the sleep period of the synchronous node in their active periods. In this case, the asynchronous node does not need to perform special control that requires power consumption in order to synchronize with the system. Therefore, compared to a conventional system (a system that needs to continue transmitting a wake-up signal until synchronization is established), power consumption when synchronizing with the system can be reduced, and occurrence of communication failure can be suppressed.

また、本実施の形態では、無線ノード２は、システムに同期している場合にのみ同期広告フレームを送信し、システムに同期していない場合には同期広告フレームを送信しない。これにより、無線ノード２は非同期状態のときの電力消費を低減することができる。   In the present embodiment, the wireless node 2 transmits a synchronized advertisement frame only when synchronized with the system, and does not transmit a synchronized advertisement frame when not synchronized with the system. As a result, the wireless node 2 can reduce power consumption when in the asynchronous state.

また、本実施の形態では、所定の判定基準期間における他の無線ノード２との無線通信の有無に応じて、無線ノード２の同期状態が判定される。例えば、他の無線ノード２との無線通信が無かった場合に、無線ノード２が非同期状態であると判定される。   Further, in the present embodiment, the synchronization state of the wireless node 2 is determined according to the presence / absence of wireless communication with another wireless node 2 in a predetermined determination reference period. For example, when there is no wireless communication with another wireless node 2, it is determined that the wireless node 2 is in an asynchronous state.

また、本実施の形態では、同期鮮度に基づいて、無線ノード２の同期状態が判定される。例えば、同期鮮度が所定の閾値を超えた場合に、無線ノード２が非同期状態であると判定される。   In the present embodiment, the synchronization state of the wireless node 2 is determined based on the freshness of synchronization. For example, when the synchronization freshness exceeds a predetermined threshold, it is determined that the wireless node 2 is in an asynchronous state.

また、本実施の形態では、同期鮮度が所定のタイミングで更新される。例えば、他の無線ノード２やゲートウェイ４との無線通信が行われたタイミングで、同期鮮度が更新される。   In this embodiment, the freshness of synchronization is updated at a predetermined timing. For example, the freshness of synchronization is updated at the timing when wireless communication with another wireless node 2 or gateway 4 is performed.

また、本実施の形態では、同期広告フレームは、スリープ期間にランダムに送信される。これにより、様々にスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノードに対して、一様に同期の機会が与えられる。   In the present embodiment, the synchronous advertisement frame is transmitted at random during the sleep period. As a result, a uniform synchronization opportunity is given to asynchronous nodes having different superframe (active period and sleep period) timings.

また、本実施の形態では、同期広告フレームは、スリープ期間においてアクティブ期間に近いほど高い頻度で送信される。これにより、僅かにスーパーフレーム（アクティブ期間やスリープ期間）のタイミングが異なる非同期ノード（例えば、クロック誤差によるズレの蓄積で非同期になった無線ノード２など）に対して、高い確率で同期の機会が与えられる。   In the present embodiment, the synchronized advertisement frame is transmitted at a higher frequency as it is closer to the active period in the sleep period. As a result, asynchronous nodes with slightly different superframe timings (active period and sleep period) (for example, wireless node 2 that has become asynchronous due to accumulation of deviation due to clock error) have a high chance of synchronization. Given.

また、本実施の形態では、同期鮮度は、システムに同期してからの経過時間に応じて増加し、受信フレームを受信すると基準値に戻るように更新される。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   In the present embodiment, the freshness of synchronization increases in accordance with the elapsed time since synchronization with the system, and is updated so as to return to the reference value when a received frame is received. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

また、本実施の形態では、無線ノード２の同期鮮度の更新が、スーパーフレームのアクティブ期間に行われる。例えば、システムの同期タイミングの基準を提供するゲートウェイ４からの同期基準フレームはアクティブ期間に送信される。そのような場合に、ゲートウェイ４から受信する同期基準フレームを優先することにより、同期鮮度の更新が適切に行われる。   In the present embodiment, the freshness of synchronization of the wireless node 2 is updated during the superframe active period. For example, the synchronization reference frame from the gateway 4 that provides the system synchronization timing reference is transmitted during the active period. In such a case, the synchronization freshness is appropriately updated by giving priority to the synchronization reference frame received from the gateway 4.

また、本実施の形態では、同期ノードがアクティブ期間にゲートウェイ４から同期基準フレームを受信すると、同期鮮度が初期値（最小基準値）に戻される。例えば、無線ノード２がゲートウェイ４とのすれ違い通信を行うと、同期鮮度が初期値にクリアされる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   In the present embodiment, when the synchronization node receives the synchronization reference frame from the gateway 4 during the active period, the synchronization freshness is returned to the initial value (minimum reference value). For example, when the wireless node 2 performs passing communication with the gateway 4, the freshness of synchronization is cleared to the initial value. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

また、本実施の形態では、同期ノードがアクティブ期間に他の同期ノードからＩＤ広告フレームを受信すると、同期鮮度が小さい方の値（比較決定値）に戻される。例えば、無線ノード２が他の無線ノード２とすれ違い通信を行うと、同期鮮度が小さい方の値にあわせられる。これにより、システムに同期してからの経過時間が、同期鮮度に適切に反映される。   In the present embodiment, when the synchronization node receives an ID advertisement frame from another synchronization node during the active period, the value is returned to the value with the smaller synchronization freshness (comparison determination value). For example, when the wireless node 2 performs passing communication with another wireless node 2, the value is set to the value with the smaller synchronization freshness. Thereby, the elapsed time after synchronizing with the system is appropriately reflected in the synchronization freshness.

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and can be changed or modified according to the purpose within the scope of the claims. is there.

以上のように、本発明にかかる無線ノードシステムは、システムに同期していない無線ノードをシステムに同期させる際の電力消費を低減することができ、通信障害の発生を抑えることができるという効果を有し、交換するデータの小さい電子タグシステム等として有用である。   As described above, the wireless node system according to the present invention can reduce power consumption when a wireless node that is not synchronized with the system is synchronized with the system, and can suppress the occurrence of a communication failure. It is useful as an electronic tag system having a small exchange data.

本実施の形態における無線ノードの構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a wireless node in the present embodiment 本実施の形態における無線ノードシステムを説明するための概念図Conceptual diagram for explaining a radio node system in the present embodiment 本実施の形態における送信単位の説明図Explanatory drawing of the transmission unit in this embodiment 本実施の形態におけるフレームフォーマットの説明図Explanatory drawing of frame format in this embodiment 本実施の形態における同期広告フレームの送受信を説明するための図The figure for demonstrating transmission / reception of the synchronous advertisement frame in this Embodiment 本実施の形態における同期広告フレームの送信処理のフロー図Flow chart of synchronous advertisement frame transmission processing in the present embodiment 本実施の形態における同期判断処理のフロー図Flow chart of synchronization determination processing in the present embodiment 本実施の形態における同期鮮度の更新処理のフロー図Flow chart of synchronous freshness update processing in the present embodiment

符号の説明Explanation of symbols

１ 無線ノードシステム
２ 無線ノード
４ ゲートウェイ
５ フレーム送受信部
６ 送信制御部
７ 同期判定部
８ 同期鮮度メモリ
９ 更新制御部
１０ 同期処理部
１１ 交差履歴メモリ
１２ ＩＤ広告送信部
１３ 同期広告送信部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless node system 2 Wireless node 4 Gateway 5 Frame transmission / reception part 6 Transmission control part 7 Synchronization determination part 8 Synchronization freshness memory 9 Update control part 10 Synchronization processing part 11 Crossing history memory 12 ID advertisement transmission part 13 Synchronization advertisement transmission part

Claims (24)

複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムにおいて、
無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームには、アクティブ期間とスリープ期間とが含まれており、
前記無線ノードは、
前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、前記スリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を備えたことを特徴とする無線ノードシステム。 In a wireless node system configured by a plurality of wireless nodes and capable of exchanging information between wireless nodes synchronized with the system,
The superframe constituting the communication unit of wireless communication includes an active period and a sleep period,
The wireless node is
Characterized with respect to other wireless nodes that are not in synchronization with the system during the sleep period, further comprising a synchronous advertisement frame transmission means for transmitting the synchronization advertisement frame including information of the synchronization timing taking the system and synchronization A wireless node system. 前記無線ノードは、
前記システムに自分が同期しているか否かを判定する同期判定手段と、
前記同期判定手段により、前記システムに同期していると判定された場合に前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合に前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行う送信制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線ノードシステム。 The wireless node is
Synchronization determination means for determining whether or not the system is synchronized with the system;
The synchronization determination means transmits the synchronous advertisement frame when it is determined that the system is synchronized with the system, and does not transmit the synchronous advertisement frame when it is determined that the system is not synchronized with the system. Transmission control means for performing transmission control of the synchronous advertisement frame;
The wireless node system according to claim 1, further comprising: 前記同期判定手段は、
前記システムに同期している他の無線ノードとの所定の判定基準期間における無線通信の有無に応じて、前記システムに同期しているか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の無線ノードシステム。 The synchronization determination means includes
The system according to claim 2, wherein it is determined whether or not the system is synchronized with the system according to the presence or absence of wireless communication in a predetermined determination reference period with another wireless node synchronized with the system. Wireless node system. 前記同期判定手段は、
前記システムに同期してからの経過時間を示す同期鮮度に基づいて、前記システムに同期しているか否かを判定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無線ノードシステム。 The synchronization determination means includes
4. The wireless node system according to claim 2, wherein it is determined whether or not the system is synchronized with the system based on a synchronization freshness indicating an elapsed time since synchronization with the system. 5. 前記無線ノードは、
前記同期鮮度を所定のタイミングで更新する更新制御手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の無線ノードシステム。 The wireless node is
5. The wireless node system according to claim 4, further comprising update control means for updating the synchronization freshness at a predetermined timing. 前記送信制御手段は、
前記スリープ期間においてランダムに決定した送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の無線ノードシステム。 The transmission control means includes
The radio according to any one of claims 2 to 5, wherein transmission control of the synchronous advertisement frame is performed so as to transmit the synchronous advertisement frame at a transmission timing randomly determined in the sleep period. Node system. 前記送信制御手段は、
前記スリープ期間において、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に近いほど送信頻度が高くなるような送信頻度分布を有する送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の無線ノードシステム。 The transmission control means includes
In the sleep period, transmission control of the synchronous advertisement frame is performed so that the synchronous advertisement frame is transmitted at a transmission timing having a transmission frequency distribution such that the transmission frequency becomes higher as the active period included in the superframe is closer. The wireless node system according to claim 2, wherein the wireless node system is performed. 前記更新制御手段は、
前記同期鮮度を、前記システムに同期してからの経過時間に応じて増加させ、前記無線ノードが受信した受信フレームに基づいて所定の基準値に戻すように、前記同期鮮度の更新を行うことを特徴とする請求項５に記載の無線ノードシステム。 The update control means includes
The synchronization freshness is updated so that the synchronization freshness is increased according to an elapsed time since the synchronization with the system, and is returned to a predetermined reference value based on a received frame received by the wireless node. The wireless node system according to claim 5, wherein: 前記更新制御手段は、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に前記同期鮮度の更新を行うことを特徴とする請求項８に記載の無線ノードシステム。   The radio node system according to claim 8, wherein the update control unit updates the synchronization freshness during an active period included in the superframe. 前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、前記システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置から送信された同期基準フレームであり、
前記基準値は、前記同期鮮度の初期値として設定された最小基準値であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の無線ノードシステム。 The received frame is a synchronization reference frame transmitted from a synchronization reference device that provides a reference for the synchronization timing of the system in the active period;
The radio node system according to claim 8 or 9, wherein the reference value is a minimum reference value set as an initial value of the synchronization freshness. 前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、他の無線ノードから送信され前記他の無線ノードの同期鮮度の情報を含むＩＤ広告フレームであり、
前記基準値は、前記他の無線ノードの同期鮮度と自ノードの同期鮮度とを比較して小さいと判定された同期鮮度である比較決定値であることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の無線ノードシステム。 The received frame is an ID advertisement frame that is transmitted from another wireless node in the active period and includes information on the freshness of synchronization of the other wireless node;
11. The reference value is a comparison determination value that is a synchronization freshness determined to be small by comparing the synchronization freshness of the other wireless node and the synchronization freshness of the own node. The wireless node system according to any one of the above. 複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムで用いられる無線ノードであって、
無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームには、アクティブ期間とスリープ期間とが含まれており、
前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、前記スリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信する同期広告フレーム送信手段を備えたことを特徴とする無線ノード。 A wireless node configured by a plurality of wireless nodes and used in a wireless node system capable of mutually exchanging information between wireless nodes synchronized with the system,
The superframe constituting the communication unit of wireless communication includes an active period and a sleep period,
Characterized with respect to other wireless nodes that are not in synchronization with the system during the sleep period, further comprising a synchronous advertisement frame transmission means for transmitting the synchronization advertisement frame including information of the synchronization timing taking the system and synchronization A wireless node. 前記システムに自分が同期しているか否かを判定する同期判定手段と、
前記同期判定手段により、前記システムに同期していると判定された場合に前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合に前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行う送信制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の無線ノード。 Synchronization determination means for determining whether or not the system is synchronized with the system;
The synchronization determination means transmits the synchronous advertisement frame when it is determined that the system is synchronized with the system, and does not transmit the synchronous advertisement frame when it is determined that the system is not synchronized with the system. Transmission control means for performing transmission control of the synchronous advertisement frame;
The wireless node according to claim 12, comprising: 前記同期判定手段は、
前記システムに同期している他の無線ノードとの所定の判定基準期間における無線通信の有無に応じて、前記システムに同期しているか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の無線ノード。 The synchronization determination means includes
The method according to claim 13, wherein it is determined whether or not the system is synchronized with the system according to presence or absence of wireless communication in a predetermined determination reference period with another wireless node synchronized with the system. Wireless node. 前記同期判定手段は、
前記システムに同期してからの経過時間を示す同期鮮度に基づいて、前記システムに同期しているか否かを判定することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の無線ノード。 The synchronization determination means includes
The wireless node according to claim 13 or 14, wherein it is determined whether or not the system is synchronized with the system based on a freshness of synchronization indicating an elapsed time since the synchronization with the system. 前記同期鮮度を所定のタイミングで更新する更新制御手段を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の無線ノード。   16. The wireless node according to claim 15, further comprising update control means for updating the synchronization freshness at a predetermined timing. 前記送信制御手段は、
前記スリープ期間においてランダムに決定した送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことを特徴とする請求項１３ないし請求項１６のいずれかに記載の無線ノード。 The transmission control means includes
The radio according to any one of claims 13 to 16, wherein transmission control of the synchronous advertisement frame is performed so as to transmit the synchronous advertisement frame at a transmission timing randomly determined in the sleep period. node. 前記送信制御手段は、
前記スリープ期間において、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に近いほど送信頻度が高くなるような送信頻度分布を有する送信タイミングで、前記同期広告フレームを送信するように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことを特徴とする請求項１３ないし請求項１７のいずれかに記載の無線ノード。 The transmission control means includes
In the sleep period, transmission control of the synchronous advertisement frame is performed so that the synchronous advertisement frame is transmitted at a transmission timing having a transmission frequency distribution such that the transmission frequency becomes higher as the active period included in the superframe is closer. The radio node according to claim 13, wherein the radio node is performed. 前記更新制御手段は、
前記同期鮮度を、前記システムに同期してからの経過時間に応じて増加させ、前記無線ノードが受信した受信フレームに基づいて所定の基準値に戻すように、前記同期鮮度の更新を行うことを特徴とする請求項１６に記載の無線ノード。 The update control means includes
The synchronization freshness is updated so that the synchronization freshness is increased according to an elapsed time since the synchronization with the system, and is returned to a predetermined reference value based on a received frame received by the wireless node. The wireless node according to claim 16, wherein: 前記更新制御手段は、前記スーパーフレームに含まれるアクティブ期間に前記同期鮮度の更新を行うことを特徴とする請求項１９に記載の無線ノード。   The radio node according to claim 19, wherein the update control unit updates the synchronization freshness during an active period included in the superframe. 前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、前記システムの同期タイミングの基準を提供する同期基準装置から送信された同期基準フレームであり、
前記基準値は、前記同期鮮度の初期値として設定された最小基準値であることを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の無線ノード。 The received frame is a synchronization reference frame transmitted from a synchronization reference device that provides a reference for the synchronization timing of the system in the active period;
The radio node according to claim 19 or 20, wherein the reference value is a minimum reference value set as an initial value of the synchronization freshness. 前記受信フレームは、前記アクティブ期間において、他の無線ノードから送信され前記他の無線ノードの同期鮮度の情報を含むＩＤ広告フレームであり、
前記基準値は、前記他の無線ノードの同期鮮度と自ノードの同期鮮度とを比較して小さいと判定された同期鮮度である比較決定値であることを特徴とする請求項１９ないし請求項２１のいずれかに記載の無線ノード。 The received frame is an ID advertisement frame that is transmitted from another wireless node in the active period and includes information on the freshness of synchronization of the other wireless node;
The reference value is a comparison determination value that is a synchronization freshness determined to be small by comparing a synchronization freshness of the other wireless node and a synchronization freshness of the own node. The wireless node according to any one of the above. 複数の無線ノードで構成され、システムに同期している無線ノード間で相互に情報交換が可能な無線ノードシステムにおいて用いられる無線ノード同期方法であって、
無線通信の通信単位を構成するスーパーフレームには、アクティブ期間とスリープ期間とが含まれており、
一の無線ノードが、前記システムに同期していない他の無線ノードに対して、前記スリープ期間中に、前記システムと同期をとる同期タイミングの情報を含む同期広告フレームを送信することと、
を含むことを特徴とする無線ノード同期方法。 A wireless node synchronization method used in a wireless node system configured by a plurality of wireless nodes and capable of mutually exchanging information between wireless nodes synchronized with the system,
The superframe constituting the communication unit of wireless communication includes an active period and a sleep period,
And the one wireless node to other wireless nodes that are not in synchronization with the system, before during kissing sleep period, and transmits the synchronization advertisement frame including information of the synchronization timing taking the system and synchronization,
A wireless node synchronization method comprising: 前記一の無線ノードが前記システムに同期しているか否かを判定することと、
前記システムに同期していると判定された場合には、前記一の無線ノードが前記同期広告フレームを送信し、前記システムに同期していないと判定された場合には、前記一の無線ノードが前記同期広告フレームを送信しないように、前記同期広告フレームの送信制御を行うことと、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載の無線ノード同期方法。 Determining whether the one wireless node is synchronized to the system;
When it is determined that it is synchronized with the system, the one wireless node transmits the synchronous advertisement frame. When it is determined that it is not synchronized with the system, the one wireless node Performing transmission control of the synchronous advertisement frame so as not to transmit the synchronous advertisement frame;
The wireless node synchronization method according to claim 23, comprising:
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