JP5751150B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施例1に係る無線通信システムの全体構成例を示す図である。図1に示すように、この無線通信システムは、ノードAからノードIとGW(GateWay)装置とから形成される。なお、ここで示したノードは、無線通信装置の一例である。また、図1に示した数等はあくまで例示であり、これに限定されるものではない。
次に、図1に示したノードのハードウェア構成例を説明する。図2は、実施例1に係るノードのハードウェア構成例を示す図である。なお、図1に示した各ノードは、同様の構成を有するので、ここでは、ノード10として説明する。また、ここで説明するハードウェア構成は、あくまで例示であり、図示したものに限定されない。
続いて、図1に示したノードの機能ブロック図を説明する。なお、図1に示した各ノードは、同様の構成を有するので、ここでは、ノード10として説明する。また、ここで説明する機能構成は、あくまで例示であり、図示したものに限定されない。
図5は、実施例1に係るノードが実行する処理の流れを示すフローチャートである。図5に示すように、ノード10の位置推定部14は、受信部11が宛先ノードから受信した既知信号の受信電力に基づいて、ノード10と宛先ノードとの距離dを推定する(S101)。
次に、シミュレーション結果を説明する。図6は、シミュレーション結果を示す図である。図6は、図4に示したノード1(GW装置)当たりの接続ノード数対データ収集成功率特性を示す。
このように、各ノードは、宛先ノードからの距離に応じて送信電力を制御することができる。例えば、1ホップエリアに位置するノードは、同じ1ホップエリアに位置するノード各々が電力を検出できる最低限の送信電力で送信するので、キャリアセンスすることもできる。また、強制マルチホップエリアに位置するノードは、1ホップエリアに位置するノードのデータ送信と衝突しない範囲の電力量でデータを送信することができる。また、マルチホップエリアに位置するノードは、マルチホップして宛先ノードにデータが届く範囲内の電力でデータ送信を実行する。この結果、各ノードが最大電力量でデータ送信をする場合に比べて、各ノードが位置に応じた電力量でデータを送信するので、データ衝突を抑制することができる。また、各ノードは、電力メータ等に固定された時点でGW装置などとの距離を測定すればよく、その後、任意の間隔で実行すればよいので、データ送信に先立って実行する前処理の数も減らすことができる。このため、ネットワークのスループットの低下を抑制することができる。
上記実施例では、宛先ノードがGW装置である例を説明したが、これに限定されるものではなく、任意のノードを宛先とすることができる。
上記実施例で説明した送信電力の算出式は、あくまで例示であり、これに限定されるものではない。例えば、各ノードの最低受信電力等が予めわかっている固定値等である場合には、1ホップエリアのノードの送信電力等について固定値を用いることもできる。また、第1エリアの範囲もGW装置1から距離dの範囲内である例で説明したが、これも例示であり、GW装置1の最大通信距離より小さい距離であれば、任意に設定することができる。
上記実施例では、宛先ノードから信号を受信した時の電力強度を用いて、自ノードと宛先ノードとの距離を推定する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各ノードは、宛先ノードの位置情報から自ノードと宛先ノードとの距離を推定することもできる。例えば、各ノードは、宛先ノードに対して、HELLOメッセージなどの既知信号を用いて、位置情報を要求する。そして、宛先ノードは、GPS(Global Positioning System)を用いて座標等を取得し、HELLOメッセージなどの既知信号に自身の位置を示す座標等を含めて、要求元のノードに送信する。その後、各ノードは、取得した位置情報と自身の位置情報とを用いて、自ノードと宛先ノードとの距離を推定することもできる。
上記実施例では、宛先ノードが直接通信することができる最大通信距離の半分のエリアを1ホップエリアとする例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば最大通信距離の3分の1など最大通信距離より短い距離の範囲内であれば、任意に設定することができる。この場合、宛先ノードから最大通信距離(R)の3分の1(R/3)までが1ホップエリア、最大通信距離(R)の3分の1(R/3)からRまでが強制マルチホップエリア、最大通信距離(R)以上がマルチホップエリアとなる。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
11 受信部
12 送信部
13 信号復調部
14 位置推定部
15 自ノードエリア判定部
16 第1電力制御部
17 第2電力制御部
18 第3電力制御部
19 送信データ生成部
Claims (5)
- マルチホップ無線ネットワークを形成するノードであって、データの宛先である宛先ノードと自ノードとの位置関係を推定する推定部と、
前記推定部によって前記自ノードが、前記宛先ノードが直接通信できる最大距離の範囲内にある第1エリアに位置すると推定された場合に、前記第1エリアに位置する他ノードのうち前記自ノードから最も離れたノードが検出できる最低電力以上の電力を送信電力と決定する第1決定部と、
前記推定部によって前記自ノードが、前記第1エリア以外のエリアに位置すると推定された場合に、前記宛先ノードが受信できる最低電力より小さい電力を送信電力と決定する第2決定部と、
前記第1決定部または第2決定部によって決定された送信電力で、前記宛先ノードにデータを送信する送信部と
を有することを特徴とする無線通信装置。 - 前記推定部は、前記宛先ノードからデータを受信した際の電力強度または前記宛先ノードから取得した位置情報に基づいて、前記宛先ノードと自ノードとの位置関係を推定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記第2決定部は、前記自ノードが前記最大距離から前記第1エリアまでの範囲に位置すると判定された場合には、前記第1エリアに位置するノードが受信できる最低電力以上の電力を送信電力と決定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
- 前記第2決定部は、前記自ノードが前記最大距離より離れたエリアに位置すると判定された場合には、前記自ノードがデータを送信する際に使用できる最大の送信電力以下の電力を送信電力と決定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
- コンピュータが、
マルチホップ無線ネットワークを形成するノードであって、データの宛先である宛先ノードと自コンピュータとの位置関係を推定し、
前記宛先ノードが直接通信できる最大距離の範囲内にある第1エリアに前記自コンピュータが位置すると推定した場合に、前記第1エリアに位置する他ノードのうち前記自コンピュータから最も離れたノードが検出できる最低電力以上の電力を送信電力と決定し、
前記第1エリア以外のエリアに前記自コンピュータが位置すると推定した場合に、前記宛先ノードが受信できる最低電力より小さい電力を送信電力と決定し、
前記決定した送信電力で、前記宛先ノードにデータを送信する
処理を実行することを特徴とする無線通信方法。
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