JP5897320B2 - Wireless communication system - Google Patents

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Description

本発明は、自律分散型無線ネットワークにおけるトラフィック制御に関する。   The present invention relates to traffic control in an autonomous distributed wireless network.

近年、無線ネットワークの一種である自律分散型無線ネットワークが実用に供されている。自律分散型無線ネットワークとは、アクセスポイントや基地局を必要とせず、無線ノード(以下、ノードと略す)の中継機能を利用して各ノード同士で自動的に構築する無線ネットワークを指し、無線LAN(Local Area Network)によるアドホックモード等が該当する。自律分散型無線ネットワーク内の各ノードは、隣接するノードとの直接の無線通信や、それより遠いノードとの間接的な無線通信(他のノードによる中継を介した無線通信)を行える。   In recent years, autonomous distributed wireless networks, which are a type of wireless network, have been put into practical use. An autonomous decentralized wireless network refers to a wireless network that does not require an access point or a base station and is automatically constructed between nodes using a relay function of a wireless node (hereinafter referred to as a node). This corresponds to an ad hoc mode based on (Local Area Network). Each node in the autonomous distributed wireless network can perform direct wireless communication with an adjacent node and indirect wireless communication with a node farther than that (wireless communication via relay by another node).

自律分散型無線ネットワークは、集中制御方式に用いるアクセスポイントや基地局を用いずに無線ネットワークを形成できるため、ノードを追加(或いは削除)することで容易にネットワークの規模を変更することが可能である。また、一部のノードがダウンした場合でも、周囲のノードが自動的に経路変更を行うため、集中制御方式と比較して障害に対する柔軟な運用が可能である。
一方で、自律分散型無線ネットワークではノード同士が対等な関係にあるため、種々な通信(音声通信、動画通信、メール通信など)のサービス品質を保証するためのQoS(Quality of Service;サービス品質保証)が複雑となり、集中制御方式に比べて無線回線の利用効率が下がる。
An autonomous decentralized wireless network can form a wireless network without using access points and base stations used in the centralized control method, so it is possible to easily change the scale of the network by adding (or deleting) nodes. is there. Further, even when some nodes are down, the surrounding nodes automatically change the route, so that flexible operation against a failure is possible compared to the centralized control method.
On the other hand, since nodes are in an equal relationship in an autonomous distributed wireless network, QoS (Quality of Service) for guaranteeing service quality of various communications (voice communication, video communication, mail communication, etc.) ) Becomes more complicated, and the use efficiency of the radio line is lower than the centralized control method.

特に、無線アクセス方式としてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式を用いる場合は、無線回線のキャリア停止検出後に各ノードがランダムバックオフと呼ばれるランダム時間を算出し、このバックオフ時間の経過後にデータの送信タイミングを得る。このため、各ノードでのバックオフ時間の算出結果によってはノード同士で通信データの衝突が発生し、これにより更なる待ち時間が必要となる可能性があり、非効率なQoS制御となってしまう。   In particular, when a CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method is used as a wireless access method, each node calculates a random time called a random backoff after detecting a carrier stop of the wireless line, and the backoff time The data transmission timing is obtained after elapse. For this reason, depending on the calculation result of the back-off time at each node, communication data may collide with each other, which may require further waiting time, resulting in inefficient QoS control. .

図12には、従来のCSMA/CA方式による通信の例を示してある。
同図では、ノードAからノードBに対するデータ送信が終了した後、SIFS(Short Interframe Space)時間の経過を待ってノードBからノードAに対してACK(Acknowledgment)信号が送信され、その後、DIFS(Distributed Interframe Space)時間及びランダムバックオフ時間の経過を待って、ノードCから緊急データが送信されている。
このように、従来のCSMA/CA方式では、ノードAからノードBに対してデータを送信している最中にノードCから緊急データを送信しようとしても、ノードCが無線回線の使用機会を獲得できるまで(ノードAとノードB間の通信が終了して所定時間が経過するまで)の間は緊急データの送信が待たされることになる。
FIG. 12 shows an example of communication by the conventional CSMA / CA method.
In the figure, after data transmission from the node A to the node B is completed, an ACK (Acknowledgement) signal is transmitted from the node B to the node A after the SIFS (Short Interface Space) time elapses, and then the DIFS ( The emergency data is transmitted from the node C after the elapse of the Distributed Interframe Space) time and the random backoff time.
As described above, in the conventional CSMA / CA method, even if the emergency data is transmitted from the node C while the data is being transmitted from the node A to the node B, the node C obtains an opportunity to use the radio line. Until it is completed (until a predetermined time elapses after the communication between the node A and the node B ends), the transmission of emergency data is awaited.

なお、ネットワーク通信における緊急データの取り扱いに関して、これまでに種々の発明が提案されている。
例えば、特許文献1には、パス上の伝送路に複数のデータ伝送装置が接続されフレームの伝送を行うトークンバス型ローカルネットワークシステムにおいて、複数のデータ伝送装置から緊急通信を行う事象が発生し、まだ伝送路上にフレームが伝送されているときに強制的に各フレームの送信を行い、既に伝送中のフレームと衝突を発生させて送信を中断させ、優先度の高い緊急通信以外の緊急通信を中断させることにより、複数の緊急通信が発生してもトークンフレームの受信を待つことなく早期にその緊急通信を実行できるようにする発明が開示されている。
Various inventions have been proposed so far for handling emergency data in network communication.
For example, in Patent Document 1, in a token bus type local network system in which a plurality of data transmission devices are connected to a transmission path on a path to transmit a frame, an event of performing emergency communication from a plurality of data transmission devices occurs, When frames are still being transmitted on the transmission path, each frame is forcibly transmitted, causing a collision with a frame that is already being transmitted, interrupting the transmission, and interrupting emergency communications other than high priority emergency communications Thus, there has been disclosed an invention that enables an emergency communication to be executed at an early stage without waiting for reception of a token frame even when a plurality of emergency communications occur.

特開平3−55933号公報JP-A-3-55933

本発明は、互いに直接又は間接的に無線通信する複数の通信装置により形成された無線通信システムにおいて、緊急データを効率よく送信することが可能な技術を提案することを目的とする。   An object of the present invention is to propose a technique capable of efficiently transmitting emergency data in a wireless communication system formed by a plurality of communication devices that perform wireless communication directly or indirectly with each other.

本発明は、互いに直接又は間接的に無線通信する複数の通信装置により形成された無線通信システムにおいて、当該無線通信システム内の通信装置が送信可能なデータを所定のデータに制限する緊急モードを有し、当該緊急モードを適用する範囲を、当該無線通信システム全体又はデータ送信元の通信装置が直接の無線通信を行う範囲に切り替え可能にした。   The present invention has an emergency mode for restricting data that can be transmitted by a communication device in the wireless communication system to predetermined data in a wireless communication system formed by a plurality of communication devices that directly or indirectly wirelessly communicate with each other. Thus, the range in which the emergency mode is applied can be switched to the range in which the entire wireless communication system or the data transmission source communication device performs direct wireless communication.

このように、本発明では、緊急モードを適用する範囲を切り替え可能なため、無線通信システム全体において、緊急モードにおいて送信可能な緊急データ(緊急度の高いデータ)とそれ以外の通常データ(緊急データに比べて緊急度の低いデータ)を効率よく送信することができる。
ここで、互いに直接又は間接的に無線通信する複数の通信装置により形成された無線通信システムとしては、典型的な例として、自律分散型無線ネットワーク(アドホックネットワークともいう)による無線通信システムが挙げられる。
As described above, in the present invention, the range to which the emergency mode is applied can be switched. Therefore, in the entire wireless communication system, emergency data that can be transmitted in the emergency mode (highly urgent data) and other normal data (emergency data) Data with low urgency compared to the above can be transmitted efficiently.
Here, as a typical example of a wireless communication system formed by a plurality of communication devices that directly or indirectly wirelessly communicate with each other, a wireless communication system using an autonomous distributed wireless network (also referred to as an ad hoc network) can be given. .

ここで、一構成例として、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限可能にする構成にしてもよい。このように、緊急モード時に送信可能なデータを、広く伝達する必要のあるパケットに制限可能にすることで、緊急性の高い情報を、効率的にネットワークに伝達することができる。
なお、緊急モードを適用する範囲が当該無線通信システム全体の場合に、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限する構成にすれば、より効果的である。
更に、緊急モード時にマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合に、送信不可であることを報知する構成にしてもよく、これにより、送信者に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。
Here, as an example of the configuration, the data that can be transmitted in the emergency mode may be limited to a packet to which a multicast address or a broadcast address is added. Thus, by making it possible to limit data that can be transmitted in the emergency mode to packets that need to be widely transmitted, highly urgent information can be efficiently transmitted to the network.
In addition, when the range to which the emergency mode is applied is the entire wireless communication system, it is more effective to limit the data that can be transmitted in the emergency mode to a packet to which a multicast address or a broadcast address is added. .
Furthermore, when a packet to which an address other than a multicast address or a broadcast address is added is transmitted in the emergency mode, it may be configured to notify that transmission is not possible. You can encourage them to re-send.

また、一構成例として、緊急モード時に送信可能なデータを、特定の送信先アドレスが付加されたパケットに制限可能にする構成にしてもよい。このように、送信先を特定の相手に制限可能にすることで、緊急性の高い情報を、それが必要な相手に効率的に伝達することができる。
更に、緊急モード時に特定の送信先アドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合に、送信不可であることを報知する構成にしてもよく、これにより、送信者に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。
Further, as one configuration example, data that can be transmitted in the emergency mode may be configured to be limited to packets to which a specific transmission destination address is added. Thus, by making it possible to limit the transmission destination to a specific partner, highly urgent information can be efficiently transmitted to a partner who needs it.
Further, when a packet to which an address other than a specific destination address is added is transmitted in the emergency mode, it may be configured to notify that transmission is not possible. You can encourage them to re-send.

本発明によれば、互いに直接又は間接的に無線通信する複数の通信装置により形成された無線通信システムにおいて、緊急データを効率よく送信することが可能になる。   According to the present invention, emergency data can be efficiently transmitted in a wireless communication system formed by a plurality of communication devices that perform wireless communication directly or indirectly with each other.

本発明の一実施形態に係る自律分散型無線ネットワークにおけるノード構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a node structure in the autonomous distributed radio | wireless network which concerns on one Embodiment of this invention. 本例のノード構成において緊急用アクセスカテゴリのみ送信を許可した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that only the emergency access category was permitted transmission in the node structure of this example. 本例の自律分散型無線ネットワークを形成するノードのブロック構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the block configuration of the node which forms the autonomous distributed wireless network of this example. 本例のデータ送信元ノードにおいてブロック間を流れるメッセージの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the message which flows between blocks in the data transmission origin node of this example. 本例のデータ受信ノードにおいてブロック間を流れるメッセージの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the message which flows between blocks in the data receiving node of this example. 本例の緊急モード処理部における送信フローの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the transmission flow in the emergency mode process part of this example. 本例の緊急モード処理部における受信フローの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the reception flow in the emergency mode process part of this example. 本例の緊急モード処理部にて生成又は付加する情報の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the information produced | generated or added in the emergency mode process part of this example. 本例における制御フレームによる通信制限の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the communication restriction | limiting by the control frame in this example. 本例における誤り信号を用いた衝突発生の例を示す図である。It is a figure which shows the example of collision generation using the error signal in this example. 本例におけるバックオフ時間の制御の例を示す図である。It is a figure which shows the example of control of the back-off time in this example. 従来のCSMA/CA方式による通信の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the communication by the conventional CSMA / CA system.

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク(適宜、無線ネットワークと略す)の無線通信システムにおけるノード構成の例を示してある。
図1の無線通信システムでは、5つのノードA,B,C,D,Eにより無線ネットワークが形成されている。各ノードは、無線通信及びその中継を行う機能を有する通信装置により構成されており、それぞれ隣接ノードとの間で無線リンクを確立して維持することで、無線リンクを介して各ノード間での無線通信を行える。例えば、ノードAは、隣接するノードB,Cとの直接の無線通信を行えるほか、隣接しないノードDとの無線通信を状況に応じてノードB若しくはノードCを経由(中継)して間接的に行える。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a node configuration in a wireless communication system of an autonomous distributed wireless network (appropriately abbreviated as wireless network) according to an embodiment of the present invention.
In the wireless communication system of FIG. 1, a wireless network is formed by five nodes A, B, C, D, and E. Each node is composed of a communication device having a function of performing wireless communication and its relay, and by establishing and maintaining a wireless link with each adjacent node, each node can communicate with each other via the wireless link. Wireless communication is possible. For example, the node A can perform direct wireless communication with the adjacent nodes B and C and indirectly perform wireless communication with the non-adjacent node D via (relay) the node B or the node C depending on the situation. Yes.

自律分散型無線ネットワークでは、他のノードを介した間接的な無線通信の経路は、例えば、OLSR(Optimized Link State Routing)プロトコルのHelloメッセージやTC(Topology Control)メッセージといった制御メッセージの交換によって自律的に構築される。すなわち、各ノード間で制御メッセージを定期的に交換することで無線ネットワークのノード構成を把握して、現状のノード構成に沿った通信経路を設定する。このため、ノード構成の変化(ノードの新規参加や離脱)が生じた場合でも、変化後のノード構成に従って通信経路を自律的に変更することができる。
例えば、ノードAがノードBを介してノードDと無線通信する経路設定であった場合において、ノードBの停止や移動等によってノードBが無線ネットワークから離脱した場合には、ノードAは隣接する他のノードCを介してノードDとの無線通信を行うよう経路設定の切り替えが行われる。
In an autonomous distributed wireless network, an indirect wireless communication path via another node is autonomous by exchanging control messages such as an OLSR (Optimized Link State Routing) protocol Hello message or a TC (Topology Control) message. Built in. That is, by periodically exchanging control messages between nodes, the node configuration of the wireless network is grasped, and a communication path according to the current node configuration is set. For this reason, even when a change in node configuration (new participation or withdrawal of a node) occurs, the communication path can be autonomously changed according to the changed node configuration.
For example, in a case where the node A is configured to perform wireless communication with the node D via the node B, when the node B leaves the wireless network due to the stop or movement of the node B, the node A is adjacent to the other The route setting is switched so as to perform wireless communication with the node D via the node C.

無線リンク間を流れる情報は、例えば、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)と呼ばれる方式を用いることで、音声やビデオといった複数のアクセスカテゴリのいずれかに分類されて送信順が制御される。EDCAでは、各アクセスカテゴリにそれぞれ異なる優先度が割り当てられており、優先度の高いアクセスカテゴリの方が優先度の低いアクセスカテゴリよりデータの送信権を得るまでの待ち時間が短くなる。
また、無線リンク間を流れる情報は、図1に示すように、緊急度の高い情報である緊急データ、又は、緊急データに比べて緊急度の低い情報である通常データに分けることができる。ここで、緊急データは迅速に送信することが求められるため、緊急データを優先的に送信する工夫が必要となる。
The information flowing between the radio links is classified into one of a plurality of access categories such as voice and video by using a method called EDCA (Enhanced Distributed Channel Access), and the transmission order is controlled. In EDCA, different priority is assigned to each access category, and an access category having a higher priority has a shorter waiting time until a data transmission right is obtained than an access category having a lower priority.
Further, as shown in FIG. 1, the information flowing between the radio links can be divided into emergency data that is information with a high degree of urgency, or normal data that is information with a lower degree of urgency than the emergency data. Here, since emergency data is required to be transmitted quickly, a device for preferentially transmitting emergency data is required.

ここで、本例では、所定のアクセスカテゴリ(以下、緊急用アクセスカテゴリという)に属するデータを緊急データとして取り扱う。例えば、緊急放送音声などの音声データを緊急データとする場合には、緊急用アクセスカテゴリとして音声のアクセスカテゴリを用いればよい。いずれのアクセスカテゴリを緊急用アクセスカテゴリとするかは、事前に設定されてもよく、ユーザにより緊急データの送信時などに随時指定されてもよい。   Here, in this example, data belonging to a predetermined access category (hereinafter referred to as an emergency access category) is handled as emergency data. For example, when voice data such as emergency broadcast voice is used as emergency data, a voice access category may be used as the emergency access category. Which access category is set as the emergency access category may be set in advance, or may be designated at any time by the user when transmitting emergency data.

なお、緊急用アクセスカテゴリに属するデータを全て緊急データとして取り扱ってもよく、更に他の要件を満たしたことを以って緊急データとして取り扱うようにしてもよい。緊急データに係る他の要件としては、例えば、送信先アドレスに関する要件が挙げられる。具体的には、緊急用アクセスカテゴリに属するデータであってその送信先アドレスが、マルチキャスト又はブロードキャストである場合、或いは、緊急データの送付先として事前に設定された特定アドレスである場合に、当該データを緊急データとして取り扱う。また、緊急データである旨の明示的な指定をユーザから受け付けるようにしてもよい。   Note that all data belonging to the emergency access category may be handled as emergency data, or may be handled as emergency data by satisfying other requirements. Other requirements related to the emergency data include, for example, requirements related to the destination address. Specifically, when the data belongs to the emergency access category and the transmission destination address is multicast or broadcast, or when the data is a specific address set in advance as a transmission destination of emergency data, the data Is treated as emergency data. Moreover, you may make it receive from the user the explicit designation | designated that it is emergency data.

図2には、本例のノード構成において緊急用アクセスカテゴリのみ送信を許可した様子を示してある。
同図では、ノードCが、緊急データの送信に先立ち、緊急用アクセスカテゴリを指定した制御フレームを隣接ノード(ノードA,B,D,E)へブロードキャストしている。この制御フレームを受信した各隣接ノードは、制御フレームによって指定された緊急用アクセスカテゴリのデータのみを通信許可する。これにより、他のアクセスカテゴリのデータは送信元ノード及び中継ノードにて破棄されることになる。この結果、図2に示すように、無線リンク上を緊急用アクセスカテゴリのデータのみが流れる無線ネットワークを構築でき、ノードCは緊急データの送信を迅速に行える。
なお、本例では、データ送信を緊急用アクセスカテゴリのデータのみに制限した状態、すなわち、通常データのデータ送信を禁止した状態を緊急モードといい、通常データのデータ送信を許容した状態を通常モードという。
本例では、送信予定のデータが緊急データであると判別される場合に自動的に緊急モードへの切り替えを行うが、ユーザからの緊急モードに切り替える旨の指定を受けたことに応じて緊急モードへの切り替えを行うようにしてもよい。
FIG. 2 shows a state where transmission is permitted only in the emergency access category in the node configuration of this example.
In the figure, node C broadcasts a control frame specifying an emergency access category to adjacent nodes (nodes A, B, D, and E) prior to transmission of emergency data. Each adjacent node that has received this control frame permits communication only for data in the emergency access category specified by the control frame. As a result, data in other access categories is discarded at the transmission source node and the relay node. As a result, as shown in FIG. 2, a wireless network in which only emergency access category data flows on the wireless link can be constructed, and the node C can quickly transmit emergency data.
In this example, the state in which data transmission is restricted to data in the emergency access category only, that is, the state in which normal data transmission is prohibited is referred to as the emergency mode, and the state in which normal data transmission is permitted is referred to as the normal mode. That's it.
In this example, when it is determined that the data scheduled to be transmitted is emergency data, the emergency mode is automatically switched. However, the emergency mode is set in response to the user's designation to switch to the emergency mode. You may make it switch to.

ここで、制御フレームは、送信元ノードの隣接ノードのみに通知する場合と、隣接ノードを介してネットワーク全体に中継される場合があり、送信元ノード(緊急データの送信元ノード)において切り替え可能である。すなわち、緊急モードを適用する範囲を、送信元ノードの隣接ノードのみ(送信元ノードが直接の無線通信を行える範囲)、又は、無線通信システムのネットワーク全体(送信元ノードが直接又は間接的に無線通信を行える範囲)の何れにするかを、送信元ノードにて選択(指定)できるようにしてある。緊急モードの適用範囲(制御フレームが送信された範囲)では、緊急用アクセスカテゴリのみデータ送信が許可され、他のアクセスカテゴリのデータ送信は禁止される。   Here, the control frame may be notified only to the adjacent node of the transmission source node, or may be relayed to the entire network via the adjacent node, and can be switched at the transmission source node (emergency data transmission source node). is there. In other words, the range to which the emergency mode is applied is limited to only the adjacent node of the transmission source node (a range in which the transmission source node can perform direct wireless communication), or the entire network of the wireless communication system (the transmission source node is directly or indirectly wireless). The range within which communication can be performed) can be selected (specified) at the source node. In the application range of the emergency mode (the range in which the control frame is transmitted), data transmission is permitted only for the emergency access category, and data transmission for other access categories is prohibited.

このため、例えば、緊急データを送信しようとする人(ユーザ)が、少なくとも隣接ノードまでに迅速に伝達すれば済む緊急データであるのか、それともネットワーク全体に対して迅速に伝達する必要がある緊急データであるのか等の状況に応じて、緊急データの送信元ノードとなる通信装置を操作して緊急モードの適用範囲の指定を入力すれば、その指定内容に従って隣接ノードのみ或いはネットワーク全体に制御フレームが伝送され、緊急モードの適用範囲が設定される。このように、状況に応じて緊急モードの適用範囲を適切に設定することで、緊急データの迅速な送信を実現しつつ、通常データの送信が不当に制限されることを抑制でき、ネットワーク全体において、緊急データと通常データを効率よく送信することができる。   For this reason, for example, emergency data that a person (user) who wants to transmit emergency data needs to transmit to at least the adjacent nodes quickly or needs to be transmitted quickly to the entire network Depending on the situation, it is possible to operate the communication device that is the emergency data transmission source node and input the designation of the application range of the emergency mode. The emergency mode coverage is set. In this way, by appropriately setting the application range of the emergency mode according to the situation, it is possible to suppress the unauthorized transmission of normal data while realizing the rapid transmission of emergency data. Emergency data and normal data can be transmitted efficiently.

図3には、本例の自律分散型無線ネットワークを形成するノードのブロック構成の例を示してある。
本例では、ネットワーク層にネットワーク処理部1が配置され、データリンク制御層にQoS制御部2、緊急モード処理部3、タイマ4、誤り信号生成部5、CSMA/CA部6が配置され、物理層に無線信号処理部7が配置されている。
FIG. 3 shows an example of a block configuration of nodes forming the autonomous distributed wireless network of this example.
In this example, the network processing unit 1 is arranged in the network layer, the QoS control unit 2, the emergency mode processing unit 3, the timer 4, the error signal generation unit 5, and the CSMA / CA unit 6 are arranged in the data link control layer. The radio signal processing unit 7 is arranged in the layer.

また、ネットワーク層より上位層にはアプリケーション部が配置されている。アプリケーション部では、図示しない操作入力部により、他ノードへ送信するアプリケーションデータ(通常データや緊急データ)及びその送信先などの情報の入力を自ノードのユーザから受け付ける。また、アプリケーション部では、図示しない出力部により、無線ネットワーク内の他ノードから受信したアプリケーションデータをそのデータ形式に応じた態様で出力する。例えば、音声のアクセスカテゴリのデータであれば音声として出力し、ビデオのアクセスカテゴリのデータであれば映像として出力する。   In addition, an application unit is arranged above the network layer. In the application unit, an operation input unit (not shown) receives input of application data (normal data and emergency data) to be transmitted to another node and information such as a transmission destination from the user of the own node. The application unit outputs application data received from another node in the wireless network in a mode corresponding to the data format by an output unit (not shown). For example, audio access category data is output as audio, and video access category data is output as video.

ネットワーク処理部1は、アプリケーション部とQoS制御部2との間でのデータ受け渡しを行う。
QoS制御部2は、ネットワーク処理部1から受け渡されたアプリケーションデータをアクセスカテゴリに分類する。
緊急モード処理部3は、QoS制御部2からのデータ(他ノードへの送信データ)が緊急用アクセスカテゴリに属する場合に、これをトリガとして制御フレームを送信し、その後、緊急データの送信を行う。また、CSMA/CA部6からのデータ(他ノードからの受信データ)が制御フレーム(或いはバックオフ時間係数が付加された緊急データ)である場合に、タイマ部4(或いはCSMA/CA部6)を制御する。制御内容については後述する。
タイマ部4は、緊急モード(緊急用アクセスカテゴリのみデータ送信を許容する無線ネットワーク)の継続時間を管理する。
誤り信号生成部5は、無線回線でのデータの衝突を生じさせることで受信ノード側に受信誤りを発生させる。
CSMA/CA部6は、CSMA/CA処理を行う。CSMA/CA処理としては、バックオフ時間(データ送信の待ち時間)の調整などが行われる。
無線信号処理部7は、無線信号の送受信を行う。
The network processing unit 1 exchanges data between the application unit and the QoS control unit 2.
The QoS control unit 2 classifies the application data transferred from the network processing unit 1 into access categories.
When the data from the QoS control unit 2 (transmission data to another node) belongs to the emergency access category, the emergency mode processing unit 3 transmits a control frame using this as a trigger, and then transmits emergency data. . When the data from the CSMA / CA unit 6 (received data from another node) is a control frame (or emergency data with a backoff time coefficient added), the timer unit 4 (or CSMA / CA unit 6). To control. Details of the control will be described later.
The timer unit 4 manages the duration of the emergency mode (a wireless network that allows data transmission only in the emergency access category).
The error signal generation unit 5 causes a reception error on the receiving node side by causing a data collision on the wireless line.
The CSMA / CA unit 6 performs CSMA / CA processing. As CSMA / CA processing, adjustment of back-off time (data transmission waiting time) is performed.
The wireless signal processing unit 7 transmits and receives wireless signals.

図4には、本例のデータ送信元ノードにおいてブロック間を流れるメッセージの例を示してある。
ネットワーク処理部1は、上位層のアプリケーション部から入力されたアプリケーションデータ(通常データや緊急データ)をパケット化してQoS制御部2へ出力する。
QoS制御部2は、ネットワーク処理部1から入力されたアプリケーションデータのパケットをフレームに格納して緊急モード処理部3へ出力する。また、アプリケーションデータのアクセスカテゴリの情報も併せて出力する。
緊急モード処理部3は、QoS制御部2から入力されたアプリケーションデータのフレーム(データフレーム)をCSMA/CA部6へ出力する。また、アプリケーションデータが緊急データの場合(緊急用アクセスカテゴリに属する場合)において、その時点のモードが通常モードであれば緊急モードへの切り替えを行い、更に、緊急用アクセスカテゴリ及び緊急モードの継続時間の情報を含む制御用のフレーム(制御フレーム)をCSMA/CA部6へ出力する。なお、緊急データを出力する場合には、その受信ノード側のバックオフ時間を調整するバックオフ時間係数などを付加(例えば、緊急データのデータフレームに格納)して送信してもよい。
誤り信号生成部5は、緊急モード処理部3から通知される制御フレーム(或いは緊急データのデータフレーム)の送信タイミングの情報に基づき、フレーム送信前に誤り信号をCSMA/CA部6へ出力する。
CSMA/CA部6は、緊急モード処理部3から入力されたフレーム(データフレームや制御フレーム)或いは誤り信号生成部5から入力された誤り信号を無線信号処理部7へ出力する。
無線信号処理部7は、CSMA/CA部6から入力されたフレーム(データフレームや制御フレーム)或いは誤り信号を無線信号に変換して無線回線へ送出する。
FIG. 4 shows an example of messages flowing between blocks in the data transmission source node of this example.
The network processing unit 1 packetizes application data (normal data or emergency data) input from an upper layer application unit and outputs the packetized data to the QoS control unit 2.
The QoS control unit 2 stores a packet of application data input from the network processing unit 1 in a frame and outputs it to the emergency mode processing unit 3. In addition, information on the access category of application data is also output.
The emergency mode processing unit 3 outputs the application data frame (data frame) input from the QoS control unit 2 to the CSMA / CA unit 6. Further, when the application data is emergency data (in the case of belonging to the emergency access category), if the mode at that time is the normal mode, the mode is switched to the emergency mode, and the emergency access category and the duration of the emergency mode are further switched. A control frame (control frame) including the above information is output to the CSMA / CA unit 6. When outputting emergency data, a backoff time coefficient for adjusting the backoff time on the receiving node side may be added (for example, stored in a data frame of emergency data) and transmitted.
The error signal generation unit 5 outputs an error signal to the CSMA / CA unit 6 before frame transmission based on the transmission timing information of the control frame (or data frame of emergency data) notified from the emergency mode processing unit 3.
The CSMA / CA unit 6 outputs the frame (data frame or control frame) input from the emergency mode processing unit 3 or the error signal input from the error signal generation unit 5 to the radio signal processing unit 7.
The radio signal processing unit 7 converts the frame (data frame or control frame) or error signal input from the CSMA / CA unit 6 into a radio signal and sends it to the radio line.

図5には、本例のデータ受信ノードにおいてブロック間を流れるメッセージの例を示してある。
無線信号処理部7は、無線回線から受信した無線信号からフレーム(データフレームや制御フレーム)或いは誤り信号を復元してCSMA/CA部6へ出力する。
CSMA/CA部6は、無線信号処理部7から入力されたフレーム(データフレームや制御フレーム)を緊急モード処理部3へ出力する。また、他ノードとの通信中に無線信号処理部7から誤り信号が入力された場合には、当該他ノードとの通信に受信誤りが発生したと判断して通信を中断する。この中断の時間(通信再開までの待機時間)は、緊急モード処理部3からのバックオフ時間係数などにより調整される。
緊急モード処理部3は、CSMA/CA部6から入力されたデータフレームをQoS制御部2へ出力する。また、CSMA/CA部6から制御フレームが入力された場合には、当該制御フレームに基づいて緊急モードへの切り替えを行う。また、緊急モード時に受信した緊急データにバックオフ時間係数などが付加(例えば、緊急データのデータフレームに格納)されている場合には、この付加情報をCSMA/CA部6へ出力する。
QoS制御部2は、緊急モード処理部3から入力されたデータフレームからアプリケーションデータ(通常データや緊急データ)のパケットを取り出してネットワーク処理部1へ出力する。
ネットワーク処理部1は、QoS制御部2から入力されたアプリケーションデータのパケットからアプリケーションデータを復元して上位層のアプリケーション部へ出力する。
FIG. 5 shows an example of messages flowing between blocks in the data receiving node of this example.
The radio signal processing unit 7 restores a frame (data frame or control frame) or an error signal from the radio signal received from the radio line and outputs it to the CSMA / CA unit 6.
The CSMA / CA unit 6 outputs the frame (data frame or control frame) input from the radio signal processing unit 7 to the emergency mode processing unit 3. When an error signal is input from the wireless signal processing unit 7 during communication with another node, it is determined that a reception error has occurred in communication with the other node, and communication is interrupted. The interruption time (waiting time until communication restarts) is adjusted by a back-off time coefficient from the emergency mode processing unit 3 or the like.
The emergency mode processing unit 3 outputs the data frame input from the CSMA / CA unit 6 to the QoS control unit 2. Further, when a control frame is input from the CSMA / CA unit 6, switching to the emergency mode is performed based on the control frame. Further, when a backoff time coefficient or the like is added to the emergency data received in the emergency mode (for example, stored in the data frame of the emergency data), this additional information is output to the CSMA / CA unit 6.
The QoS control unit 2 extracts a packet of application data (normal data or emergency data) from the data frame input from the emergency mode processing unit 3 and outputs the packet to the network processing unit 1.
The network processing unit 1 restores the application data from the packet of application data input from the QoS control unit 2 and outputs it to the upper layer application unit.

図6には、本例の緊急モード処理部4における送信フローの例を示してある。
送信対象となるアプリケーションデータのアクセスカテゴリが緊急用アクセスカテゴリであるか否かを判定し(ステップS1)、緊急用アクセスカテゴリでない場合には、そのデータを破棄する(ステップS8)。
また、送信対象となるアプリケーションデータのアクセスカテゴリが緊急用アクセスカテゴリである場合には、タイマ部4を確認する(ステップS2)。
タイマ部4を確認した結果、緊急モードの継続時間がタイムアップしていた場合にはキャリアセンスを行い(ステップS3)、これにより無線回線上にキャリアが検出された場合には誤り信号生成部5に対して誤り信号の送信を指示する(ステップS7)。その後、タイマ部4に対して緊急モードの継続時間を設定し(ステップS4)、緊急用アクセスカテゴリとタイマ部4に設定した緊急モードの継続時間を指定した制御フレームを送信した後に(ステップ5)、緊急データの送信を行う(ステップS6)。
タイマ部4を確認した結果、緊急モードの継続時間のカウント中であった場合には、既に自ノード又は他ノードが制御フレームを送信済みなので、改めて制御フレームを送信することなく緊急データの送信を行う(ステップS6)。
In FIG. 6, the example of the transmission flow in the emergency mode process part 4 of this example is shown.
It is determined whether or not the access category of the application data to be transmitted is an emergency access category (step S1). If the access category is not an emergency access category, the data is discarded (step S8).
If the access category of the application data to be transmitted is the emergency access category, the timer unit 4 is confirmed (step S2).
As a result of checking the timer unit 4, if the duration of the emergency mode has timed out, carrier sense is performed (step S3), and if a carrier is detected on the wireless line, an error signal generating unit 5 is detected. Is instructed to transmit an error signal (step S7). After that, the duration of the emergency mode is set for the timer unit 4 (step S4), and the control frame specifying the emergency access category and the duration of the emergency mode set in the timer unit 4 is transmitted (step 5). Then, emergency data is transmitted (step S6).
As a result of checking the timer unit 4, if the duration of the emergency mode is being counted, since the own node or another node has already transmitted the control frame, the emergency data can be transmitted without transmitting the control frame again. It performs (step S6).

図7には、本例の緊急モード処理部4における受信フローの例を示してある。
受信したフレームのフレーム種別を判定し(ステップS21)、制御フレームであった場合には、当該制御フレームに指定された緊急モードの継続時間をタイマ部4に設定し(ステップS28)、当該制御フレームに指定された緊急用アクセスカテゴリを設定することで(ステップS29)、緊急モードへの切り替えを行う。また、制御フレームの宛先又はその設定内容に基づき、必要に応じて、当該制御フレームを隣接ノードへ更に中継する(ステップS30)。
受信したフレームがデータフレーム(通常データ又は緊急データのフレーム)の場合には、タイマ部4を確認する(ステップS22)。
タイマ部4を確認した結果、緊急モードの継続時間がタイムアップしていた場合には通常のデータ受信処理を行う(ステップS27)。
一方、タイマ部4を確認した結果、緊急モードの継続時間のカウント中であった場合には、再度フレーム種別を確認して(ステップS23)、通常データのフレームの場合にはデータを破棄し(ステップS26)、緊急データのフレームの場合には通常のデータ受信処理を行う(ステップS27)。なお、緊急データのフレームにバックオフ時間係数などが格納されている場合には、その情報を用いて自ノードのバックオフ時間を調整してもよい(ステップS24)。
FIG. 7 shows an example of a reception flow in the emergency mode processing unit 4 of this example.
The frame type of the received frame is determined (step S21), and if it is a control frame, the duration of the emergency mode specified in the control frame is set in the timer unit 4 (step S28), and the control frame Is set to the emergency access category specified in step S29 (step S29) to switch to the emergency mode. Further, based on the destination of the control frame or the setting contents thereof, the control frame is further relayed to the adjacent node as necessary (step S30).
When the received frame is a data frame (normal data frame or emergency data frame), the timer unit 4 is checked (step S22).
As a result of checking the timer unit 4, if the duration time of the emergency mode is up, normal data reception processing is performed (step S27).
On the other hand, as a result of checking the timer unit 4, if the duration of the emergency mode is being counted, the frame type is confirmed again (step S23), and if it is a normal data frame, the data is discarded ( In step S26), in the case of an emergency data frame, normal data reception processing is performed (step S27). If a backoff time coefficient or the like is stored in the emergency data frame, the information may be used to adjust the backoff time of the own node (step S24).

図8には、本例の緊急モード処理部4にて生成又は付加する情報の例を示してある。なお、図8に例示するような設定内容は、各ノード(通信装置)のメモリに保持(記憶)される。
図8(a)に示すように、制御フレームとしては、例えば、緊急データに対応するアクセスカテゴリ、パケット宛先種別、継続時間の各情報を含む制御フレームが使用される。図8(a)では、アクセスカテゴリとして「カテゴリ1(Voice)」が設定され、パケット宛先種別として「マルチキャスト」が設定され、継続時間として「10秒」が設定されており、これらの設定内容は、「10秒間、マルチキャストのVoice通信を許可する」を意味する。このような情報を設定した制御フレームを用いれば、緊急モード時に送信可能なデータを広く伝達する必要のあるパケットに制限することができる。なお、マルチキャストのパケットに代えて、ブロードキャストのパケットを用いるようにしても同様の効果を得ることができる。
FIG. 8 shows an example of information generated or added by the emergency mode processing unit 4 of this example. Note that the setting contents illustrated in FIG. 8 are held (stored) in the memory of each node (communication device).
As shown in FIG. 8A, as the control frame, for example, a control frame including information on access category, packet destination type, and duration corresponding to emergency data is used. In FIG. 8A, “Category 1 (Voice)” is set as the access category, “Multicast” is set as the packet destination type, and “10 seconds” is set as the duration. , “Allow multicast Voice communication for 10 seconds”. If a control frame in which such information is set is used, data that can be transmitted in the emergency mode can be limited to packets that need to be widely transmitted. The same effect can be obtained by using a broadcast packet instead of the multicast packet.

ここで、緊急モードの適用範囲が隣接ノードのみ或いはネットワーク全体の何れであるかに応じて、緊急モード時に送信可能なデータをマルチキャスト(又はブロードキャスト)のパケットのみに制限するか否かを変更するようにしてもよい。特に、緊急モードの適用範囲がネットワーク全体である場合に、緊急モード時に送信可能なデータをマルチキャスト(又はブロードキャスト)のパケットのみに制限することで、緊急性の高い情報を効率的にネットワークに伝達することができる。
この場合には、マルチキャスト(又はブロードキャスト)のパケット以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした際に送信不可である旨を報知する報知部を設けることで、ユーザ(該当パケットの送信者)に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。なお、送信不可である旨の報知は、種々の方式により行うことができ、例えば、送信不可であることを示すメッセージを画面表示する方式や、送信不可であることを示す音声を出力する方式などが挙げられる。
Here, depending on whether the application range of the emergency mode is only the adjacent node or the entire network, whether to limit the data that can be transmitted in the emergency mode to only multicast (or broadcast) packets is changed. It may be. In particular, when the application range of the emergency mode is the entire network, highly urgent information is efficiently transmitted to the network by limiting the data that can be transmitted in the emergency mode to only multicast (or broadcast) packets. be able to.
In this case, by providing a notification unit for notifying that transmission is not possible when a packet to which an address other than a multicast (or broadcast) packet is added is transmitted, the user (the sender of the packet) ) Can be urged to retransmit with an appropriate address. The notification that transmission is not possible can be performed by various methods, for example, a method for displaying a message indicating that transmission is not possible, a method for outputting a sound indicating that transmission is not possible, etc. Is mentioned.

また、緊急モード時に送信可能なデータをマルチキャスト(又はブロードキャスト)のパケットのみに制限する構成に代えて、緊急モード時に送信可能なデータを特定の送信先アドレスが付加されたパケットのみに制限するようにしてもよい。これにより、緊急性の高い情報を、消防署等の緊急対応が求められる組織や人等に宛てて効率的に伝達することができる。
この場合には、特定の送信先アドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした際に送信不可である旨を報知する報知部を設けることで、ユーザ(該当パケットの送信者)に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。なお、送信不可である旨の報知は、種々の方式により行うことができ、例えば、送信不可であることを示すメッセージを画面表示する方式や、送信不可であることを示す音声を出力する方式などが挙げられる。
Further, instead of a configuration in which data that can be transmitted in the emergency mode is limited to only multicast (or broadcast) packets, data that can be transmitted in the emergency mode is limited to only packets to which a specific destination address is added. May be. Thereby, highly urgent information can be efficiently transmitted to an organization or a person who is required to take an emergency response such as a fire department.
In this case, by providing a notification unit for notifying that transmission is not possible when a packet to which an address other than a specific destination address is added is about to be transmitted, the user (the sender of the packet) is provided. You can encourage re-sending with the right address. The notification that transmission is not possible can be performed by various methods, for example, a method for displaying a message indicating that transmission is not possible, a method for outputting a sound indicating that transmission is not possible, etc. Is mentioned.

また、制御フレームだけでなく、緊急データ自体に情報を付加することで、その受信ノードの動作に干渉してもよい。
図8(b)に示すように、緊急データに付加する情報としては、例えば、バックオフ時間を増加減するためのバックオフ時間係数と継続時間の情報が使用される。図8(b)では、バックオフ時間係数として「2」が設定され、継続時間として「20秒」が設定されており、これらの設定内容は、「20秒間、バックオフ時間を2倍にする」を意味する。このような情報を付加した緊急データを用いれば、送信元ノードによる後続の緊急データの送信を優先的に行うことができる。
In addition to the control frame, information may be added to the emergency data itself to interfere with the operation of the receiving node.
As shown in FIG. 8B, as information added to the emergency data, for example, information on a back-off time coefficient and a duration for increasing or decreasing the back-off time is used. In FIG. 8B, “2” is set as the back-off time coefficient and “20 seconds” is set as the duration, and these setting contents are “double the back-off time for 20 seconds”. "Means. If the emergency data to which such information is added is used, the subsequent emergency data can be preferentially transmitted by the transmission source node.

図9には、本例における制御フレームによる通信制限の例を示してある。
緊急データを送信しようとするノードCは、キャリアセンスを行って無線回線上にキャリアが存在しないことを確認した後に、緊急データに対応した緊急用アクセスカテゴリ及び緊急モードの継続時間を指定した制御フレームを送信する。これにより、緊急モードの継続時間の間は緊急用アクセスカテゴリのみが通信可能な状態になるため、ノードCは緊急データの送信を速やかに実施することができる。
FIG. 9 shows an example of communication restriction by the control frame in this example.
The node C that intends to transmit emergency data performs carrier sense and confirms that there is no carrier on the radio line, and then specifies the emergency access category corresponding to the emergency data and the duration of the emergency mode. Send. As a result, only the emergency access category is communicable during the duration of the emergency mode, so that the node C can promptly transmit emergency data.

図10には、本例における誤り信号を用いた衝突発生の例を示してある。
緊急データを送信しようとするノードCは、キャリアセンスを行った結果、無線回線上にキャリアが検出された場合には、制御フレームの送信に先立って誤り信号を送信する。なお、誤り信号としては、パイロット信号部分が予め決められたパターン以外の信号が好ましく、1シンボル以上の無線誤りが発生されればよい。本例では、ノードAからノードBに対するデータ送信中に誤り信号が送信されており、これによりノードBでは無線誤りが発生するので、ノードBはACK応答を行わない。このため、ノードCは、本来であればノードBによるACK応答が実施されるタイミングで制御フレームの送信を行える。したがって、誤り信号の送信後に確実に制御フレームの送信を実施することができる。なお、誤り信号の送信により中断されたノードAからノードBに対するデータ送信は、緊急モードの継続時間の経過による通常モードへの復帰に伴って再開され、送信中であったデータが再送される。
FIG. 10 shows an example of collision occurrence using an error signal in this example.
When the carrier C detects that the carrier C is detected as a result of performing carrier sense, the node C that intends to transmit emergency data transmits an error signal prior to transmission of the control frame. The error signal is preferably a signal having a pilot signal portion other than a predetermined pattern, as long as a radio error of one symbol or more is generated. In this example, an error signal is transmitted during data transmission from the node A to the node B. As a result, a radio error occurs in the node B, so the node B does not make an ACK response. For this reason, the node C can transmit the control frame at the timing when the ACK response by the node B is implemented. Therefore, it is possible to reliably transmit the control frame after transmitting the error signal. Note that the data transmission from the node A to the node B interrupted by the transmission of the error signal is resumed along with the return to the normal mode due to the elapse of the continuation time of the emergency mode, and the data being transmitted is retransmitted.

なお、緊急モードでは、制御フレームの送信元ノード以外のノードであっても、緊急用アクセスカテゴリに属するデータであればデータ送信を行える。ここで、制御フレームの送信元ノードが他のノードに優先して緊急データを送信するには、制御フレームの送信元ノードにおいて、図8(b)に示したような情報(バックオフ時間係数及び継続時間の情報)を緊急データに付加することで、制御フレームの送信元ノード以外のノードにおけるバックオフ時間が増加するように調整させればよい。これにより、制御フレームの送信元ノードの方が他ノードより優先して緊急データの送信を行える。   In the emergency mode, data can be transmitted even if it is data other than the transmission source node of the control frame as long as the data belongs to the emergency access category. Here, in order for the control frame transmission source node to transmit emergency data preferentially over other nodes, the information (backoff time coefficient and the information shown in FIG. By adding (continuation time information) to the emergency data, the back-off time in the nodes other than the control frame transmission source node may be adjusted. Thereby, the transmission source node of the control frame can transmit emergency data with priority over other nodes.

また、図11にバックオフ時間の制御の例を示すように、制御フレームの送信を省略する構成とすることもできる。すなわち、緊急データを送信しようとするノードCが、緊急データの送信前に誤り信号を送信することで、誤り信号の送信後に確実に緊急データの送信を実施し、更に、緊急データにバックオフ時間係数及び継続時間の情報を付加して送信することで、その後の緊急データの送信を他ノードより優先して行うことができる。   Further, as shown in the example of the control of the back-off time in FIG. 11, the transmission of the control frame can be omitted. That is, the node C that is to transmit emergency data transmits an error signal before transmitting the emergency data, so that the emergency data is reliably transmitted after the error signal is transmitted. By adding the coefficient and the duration information, the subsequent emergency data can be transmitted with priority over other nodes.

以上のように、本発明では、緊急データの送信元ノードにおいて、緊急データの送信前に、緊急データに対応する緊急用アクセスカテゴリを指定した制御フレームを他ノードへ送信することで、緊急用アクセスカテゴリのみにデータ送信を制限する緊急モードへの切り替えを行うようにした。これにより、緊急用アクセスカテゴリ以外のアクセスカテゴリのデータは破棄されることになり、緊急データの送信を優先的に行える。   As described above, according to the present invention, the emergency data transmission source node transmits the control frame designating the emergency access category corresponding to the emergency data to the other node before the emergency data is transmitted. Switch to emergency mode that restricts data transmission to categories only. As a result, data in an access category other than the emergency access category is discarded, and emergency data can be transmitted with priority.

また、緊急データの送信元ノードにおいて、制御フレームの送信先として隣接ノード又はネットワーク全体を選択できるようにすることで、緊急データの適用範囲を隣接ノード又は無線ネットワーク全体に切り替え可能にした。これにより、状況に応じて緊急モードの適用範囲を適切に設定することで、緊急データの迅速な送信を実現しつつ、通常データの送信が不当に制限されることを抑制でき、ネットワーク全体において、緊急データと通常データを効率よく送信することができる。   In addition, by enabling an emergency data transmission source node to select an adjacent node or the entire network as a control frame transmission destination, the application range of the emergency data can be switched to the adjacent node or the entire wireless network. Thus, by appropriately setting the application range of the emergency mode according to the situation, it is possible to suppress the unauthorized transmission of normal data while realizing the rapid transmission of emergency data, Emergency data and normal data can be transmitted efficiently.

また、緊急データの送信元ノードにおいて、緊急モードの維持時間を設定し、当該維持時間を指定した制御フレームを送信することで、当該維持時間の間のみ緊急モードが継続されるようにした。これにより、維持時間の経過後に、自動的に通常モードに復帰させることができる。   Also, the emergency mode is maintained at the emergency data transmission source node, and the emergency mode is continued only during the maintenance time by transmitting the control frame specifying the maintenance time. Thereby, it is possible to automatically return to the normal mode after the maintenance time has elapsed.

また、緊急データの送信元ノードにおいて、制御フレーム(或いは緊急データ)の送信前に、誤り信号を生成して送信することで、既に通信中の他ノードにおいて無線誤りが検出されるようにした。これにより、他ノードの通信を中断させることができ、制御フレーム(或いは緊急データ)の送信を確実に行うことができる。   In addition, by transmitting and generating an error signal before transmitting a control frame (or emergency data) at the emergency data transmission source node, a radio error is detected at another node already in communication. Thereby, communication of other nodes can be interrupted and a control frame (or emergency data) can be transmitted reliably.

また、緊急データの送信元ノードにおいて、バックオフ時間を増加させるバックオフ時間係数(及びその維持時間)を緊急データに付加して送信するようにした。これにより、緊急データの受信ノードではバックオフ時間が増加されるため、緊急データの送信元ノードは後続の緊急データを優先的に送信することができる。   In addition, the emergency data transmission source node adds a back-off time coefficient (and its maintenance time) for increasing the back-off time to the emergency data for transmission. As a result, the back-off time is increased at the emergency data receiving node, so that the emergency data transmission source node can preferentially transmit the subsequent emergency data.

更に、本発明では、緊急モードの適用にあたり、緊急データの送信先アドレスを考慮するようにしている。
すなわち、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限した。これにより、緊急モード時に送信可能なデータを、広く伝達する必要のあるパケットに制限されるので、緊急性の高い情報を効率的にネットワークに伝達することができる。
ここで、緊急モードの適用範囲がネットワーク全体の場合には、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限するように構成すれば、より効果的である。更に、緊急モード時にマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合には、送信不可であることを報知するように構成することで、送信者に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。
Further, in the present invention, the emergency data transmission destination address is taken into consideration when the emergency mode is applied.
That is, the data that can be transmitted in the emergency mode is limited to packets to which a multicast address or a broadcast address is added. As a result, data that can be transmitted in the emergency mode is limited to packets that need to be widely transmitted, so that highly urgent information can be efficiently transmitted to the network.
Here, when the application range of the emergency mode is the entire network, it is more effective if the data that can be transmitted in the emergency mode is limited to packets to which a multicast address or a broadcast address is added. Furthermore, when a packet to which an address other than a multicast address or broadcast address is added is transmitted in the emergency mode, it is configured to notify the sender that the transmission is impossible, so that an appropriate address can be sent to the sender. You can encourage them to retransmit.

なお、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限するのではなく、特定の送信先アドレスが付加されたパケットのみに制限するようにしてもよい。これにより、緊急性の高い情報を、消防署等の緊急対応が求められる組織や人物に宛てて効率的に伝達することができる。
ここで、緊急モード時に特定の送信先アドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合には、送信不可であることを報知するように構成することで、送信者に適切なアドレスで再送信することを促すことができる。
Note that data that can be transmitted in the emergency mode is not limited to a packet to which a multicast address or a broadcast address is added, but may be limited to only a packet to which a specific destination address is added. Thereby, highly urgent information can be efficiently transmitted to an organization or a person such as a fire department that requires emergency response.
Here, when a packet to which an address other than a specific destination address is added is transmitted in the emergency mode, an appropriate address is transmitted to the sender by notifying that transmission is impossible. You can encourage them to re-send.

また、本発明は、以下のような無線通信装置として把握することもできる。
すなわち、本発明に係る無線通信装置は、自律分散型無線ネットワークを形成するノードであり、通常データと緊急データをアクセスカテゴリに応じて優先度分けを行うQoS制御部と、緊急データのアクセスカテゴリ(緊急用アクセスカテゴリ)の情報を含む制御情報(制御フレーム)を隣接ノード(直接の無線通信が可能な他の無線通信装置)へ送信する緊急モード処理部を有し、緊急データ送信前に隣接ノードへ制御情報を送信して緊急用アクセスカテゴリを通知することで、緊急データ専用の無線ネットワークを形成することを特徴とする。更に、緊急モード処理部により、緊急データ専用の無線ネットワークを維持する時間情報を制御情報に含めて隣接ノードへ通知することで、指定した時間(維持時間)の経過後に、自ノード及び隣接ノードを、データ送信に使用可能なアクセスカテゴリの指定の無い通常状態に復帰させることを特徴とする。
また、本発明に係る無線通信装置は、CSMA/CA方式の自律分散型無線ネットワークを形成するノードであり、緊急性の高い緊急データの有無を判別して送信タイミングを調整するQoS制御部と、無線における1シンボル以上の無線誤りを発生させる誤り信号を生成する誤り信号生成部と、緊急データにランダムバックオフ係数及びその維持時間を付加して送信する付加情報処理部(緊急モード処理部)と、受信した緊急データに付加されたランダムバックオフ係数及びその維持時間に基づいて自ノードのランダムバックオフ時間を変更するバックオフ時間変更部(CSMA/CA部)を有し、緊急データの送信時に誤り信号を発生し、隣接ノードがACK信号応答を送信するためのSIFS時間より長い時間待ちをしている間に制御フレーム(或いは緊急データ)を送信し、また、緊急データに付加したランダムバックオフ係数及び維持時間により隣接ノードのトラフィックを一時的に抑制することで確実に緊急データを送信できるようにしたことを特徴とする。
The present invention can also be understood as the following wireless communication apparatus.
That is, the wireless communication device according to the present invention is a node that forms an autonomous distributed wireless network, a QoS control unit that prioritizes normal data and emergency data according to an access category, and an emergency data access category ( An emergency mode processing unit for transmitting control information (control frame) including information of emergency access category) to an adjacent node (another wireless communication apparatus capable of direct wireless communication), and the adjacent node before transmitting emergency data A wireless network dedicated to emergency data is formed by sending control information to and notifying an emergency access category. Furthermore, the emergency mode processing unit includes the time information for maintaining the radio network dedicated to emergency data in the control information and notifies the adjacent node, so that the local node and the adjacent node can be identified after the designated time (maintenance time) has elapsed. , And returning to a normal state without designation of an access category that can be used for data transmission.
A wireless communication device according to the present invention is a node that forms a CSMA / CA autonomous distributed wireless network, a QoS control unit that determines the presence or absence of highly urgent emergency data and adjusts transmission timing; An error signal generation unit that generates an error signal that generates a radio error of one symbol or more in radio, and an additional information processing unit (emergency mode processing unit) that transmits emergency data with a random backoff coefficient and its maintenance time added thereto A backoff time changing unit (CSMA / CA unit) that changes the random backoff time of its own node based on the random backoff coefficient added to the received emergency data and the maintenance time thereof, and at the time of transmitting the emergency data Control while generating error signal and waiting for longer than SIFS time for neighboring node to send ACK signal response It is possible to transmit emergency data reliably by transmitting traffic frames (or emergency data) and temporarily suppressing traffic of neighboring nodes by a random backoff coefficient and maintenance time added to the emergency data. And

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウェア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウェア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Here, the configuration of the system and apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various systems and devices.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In addition, as various processes performed in the system and apparatus according to the present invention, for example, the processor executes a control program stored in a ROM (Read Only Memory) in hardware resources including a processor and a memory. A controlled configuration may be used, and for example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
The present invention can also be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, and the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.

1:ネットワーク処理部、 2:QoS制御部、 3:緊急モード処理部、 4:タイマ、 5:誤り信号生成部、 6:CSMA/CA部、 7:無線信号処理部   1: network processing unit, 2: QoS control unit, 3: emergency mode processing unit, 4: timer, 5: error signal generation unit, 6: CSMA / CA unit, 7: radio signal processing unit

Claims (6)

互いに直接又は間接的に無線通信する複数の通信装置により形成された自立分散型無線ネットワークによる無線通信システムにおいて、
前記複数の通信装置の各々は、ネットワーク層に配置されたネットワーク処理部と、データリンク制御層に配置されたQoS制御部、緊急モード処理部、タイマ、誤り信号生成部、CSMA/CA部と、物理層に配置された無線信号処理部とを備え、
データ送信元となる通信装置では、前記QoS制御部が、送信すべきデータを複数のアクセスカテゴリのいずれかに分類し、前記緊急モード処理部が、該データが所定のアクセスカテゴリに属する場合に、当該無線通信システム内の通信装置が送信可能なデータを所定のデータに制限する緊急モードの適用を指示する制御フレームを送信し、
更に、前記データ送信元となる通信装置は、前記緊急モードを適用する範囲を当該通信装置が直接の無線通信を行う範囲に限定するか否かの指定をユーザの操作により受け付け、該指定に従って前記制御フレームの送信を行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
In a wireless communication system using an autonomous distributed wireless network formed by a plurality of communication devices that directly or indirectly wirelessly communicate with each other,
Each of the plurality of communication devices includes a network processing unit arranged in a network layer, a QoS control unit arranged in a data link control layer, an emergency mode processing unit, a timer, an error signal generation unit, a CSMA / CA unit, A wireless signal processing unit arranged in the physical layer,
In the communication device that is the data transmission source, the QoS control unit classifies the data to be transmitted into one of a plurality of access categories, and the emergency mode processing unit, when the data belongs to a predetermined access category, Transmitting a control frame instructing application of an emergency mode in which data that can be transmitted by a communication device in the wireless communication system is limited to predetermined data ;
Further, the communication device serving as the data transmission source accepts a designation as to whether or not the range in which the emergency mode is applied is limited to a range in which the communication device performs direct wireless communication by a user operation, and the communication device according to the designation Send control frames,
A wireless communication system.
請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限可能にした、
ことを特徴とする無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
Data that can be sent in emergency mode can be limited to packets with a multicast address or broadcast address added.
A wireless communication system.
請求項2に記載の無線通信システムにおいて、
緊急モードを適用する範囲を、前記データ送信元となる通信装置が直接の無線通信を行う範囲に限定しない場合に、緊急モード時に送信可能なデータを、マルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスが付加されたパケットに制限する、
ことを特徴とする無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2,
When the range in which the emergency mode is applied is not limited to the range in which the communication device that is the data transmission source performs direct wireless communication, the data that can be transmitted in the emergency mode is included in a packet to which a multicast address or a broadcast address is added. Restrict,
A wireless communication system.
請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
緊急モード時に送信可能なデータを、特定の送信先アドレスが付加されたパケットに制限可能にした、
ことを特徴とする無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1, wherein
Data that can be sent in emergency mode can be limited to packets with a specific destination address.
A wireless communication system.
請求項2又は請求項3に記載の無線通信システムにおいて、
緊急モード時にマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合に、送信不可であることを報知する、
ことを特徴とする無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 2 or claim 3,
Notifying that transmission is not possible when a packet to which an address other than a multicast address or a broadcast address is added is transmitted in the emergency mode,
A wireless communication system.
請求項4に記載の無線通信システムにおいて、
緊急モード時に特定の送信先アドレス以外のアドレスが付加されたパケットが送信されようとした場合に、送信不可であることを報知する、
ことを特徴とする無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 4, wherein
Notifying that transmission is not possible when a packet to which an address other than a specific destination address is added in the emergency mode is about to be transmitted,
A wireless communication system.
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