JP6309768B2 - Wireless sensor network system - Google Patents

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Description

本発明は、サーバと、複数の端末とが無線ネットワークを介して通信する無線センサネットワークシステムと、この無線センサネットワークシステムを用いて行う情報一括収集方法とに係る。   The present invention relates to a wireless sensor network system in which a server and a plurality of terminals communicate via a wireless network, and an information batch collection method performed using the wireless sensor network system.

近年、無線センサネットワークに係る技術の研究開発が活発に行われている。無線センサネットワークとは、センサなどを備える端末を、無線通信によって構成されたネットワークを介して制御したり、位置や環境に係る情報の収集に利用したりする無線ネットワークである。   In recent years, research and development of technologies related to wireless sensor networks have been actively conducted. The wireless sensor network is a wireless network that controls a terminal including a sensor or the like via a network configured by wireless communication, and uses the terminal to collect information on a location and an environment.

無線センサネットワークは、モニタリングシステムや、ホーム・オートメーションなど、様々な分野での活用が期待されている。センサネットワークを無線通信で構築することによって、コストダウンや、センシング範囲の拡大や、ネットワークの変更における柔軟性などのメリットが期待出来る。   Wireless sensor networks are expected to be used in various fields such as monitoring systems and home automation. By constructing the sensor network with wireless communication, benefits such as cost reduction, expansion of sensing range, and flexibility in changing the network can be expected.

現在、無線センサネットワークにおいていわゆるアドホック通信を行う際には、既存の小規模ネットワーク向けの無線通信方式およびプロトコルが使用されている。このような場合に、主にZigBee(登録商標)と呼ばれるIEEE802.15.4規格や、その他の特定小電力無線システムなどが、事実上の標準技術として活用されている。   Currently, when performing so-called ad hoc communication in a wireless sensor network, existing wireless communication systems and protocols for small-scale networks are used. In such a case, the IEEE 802.15.4 standard mainly called ZigBee (registered trademark) and other specific low-power radio systems are utilized as a de facto standard technology.

図1は、従来技術による無線センサネットワークの全体的な構成を示す概念図である。図1に示した無線センサネットワークは、受信サーバとして機能する受信サーバSと、送信端末として機能する複数のセンサノードSN1〜SN5とを含んでいる。   FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a wireless sensor network according to the prior art. The wireless sensor network shown in FIG. 1 includes a receiving server S that functions as a receiving server and a plurality of sensor nodes SN1 to SN5 that function as transmitting terminals.

このような従来技術では、それぞれのセンサノードSN1〜SN5が、観測情報や、観測位置情報などの情報をパケットにまとめて送信する。このとき、異なるセンサノードSN1〜SN5が送信する複数の信号が互いに干渉しないように、各信号を時系列的に並べて送信する。   In such a conventional technique, each sensor node SN1-SN5 transmits information, such as observation information and observation position information, in a packet. At this time, the signals are arranged and transmitted in time series so that a plurality of signals transmitted by different sensor nodes SN1 to SN5 do not interfere with each other.

上記に関連して、特許文献1(特開2010−14604号公報)には、振動測定システムに係る記載が開示されている。この振動測定システムは、センサノードと、管理ノードとを含んで構成されており、測定対象物の振動を測定する。ここで、センサノードは、測定対象物の所定位置に設けられている。管理ノードは、センサノードとの間で無線通信を行う。センサノードは、センサ側検出手段と、センサ側通信手段と、センサ側制御手段とを備える。ここで、センサ側検出手段は、測定対象物の所定位置の振動の度合を検出する。センサ側通信手段は、管理ノードとの間で、無線通信を行う。センサ側制御手段は、センサ側検出手段に対して、振動の度合の検出を所定の周期で実行するように制御すると共に、センサ側通信手段に対して、振動の度合の検出の実行されるタイミングには無線通信を禁止する制御を行う。   In relation to the above, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-14604) discloses a description related to a vibration measurement system. This vibration measurement system includes a sensor node and a management node, and measures the vibration of the measurement object. Here, the sensor node is provided at a predetermined position of the measurement object. The management node performs wireless communication with the sensor node. The sensor node includes sensor-side detection means, sensor-side communication means, and sensor-side control means. Here, the sensor side detection means detects the degree of vibration at a predetermined position of the measurement object. The sensor side communication means performs wireless communication with the management node. The sensor-side control means controls the sensor-side detection means to execute the detection of the degree of vibration at a predetermined cycle, and the timing at which the sensor-side communication means detects the degree of vibration. The control for prohibiting wireless communication is performed.

また、特許文献2(特開2013−187552号公報)には、ワイヤレスセンサネットワークシステムに係る発明が開示されている。このワイヤレスセンサネットワークシステムは、複数の送信端末と、受信サーバとを具備する。ここで、複数の送信端末は、複数の送信信号群を送信する。受信サーバは、無線ネットワークを介して複数の送信信号群を受信する。複数の送信信号群は、複数の送信端末のそれぞれが送信する送信信号群を具備する。それぞれの送信端末は、第1回路部と、第2回路部と、変換部と、送信部とを具備する。第1回路部は、第1情報群を生成する。第2回路部は、第2情報群を生成する。変換部は、第1情報群および第2情報群の組み合わせを、送信周波数群および送信時刻群の組み合わせに変換する。受信サーバは、受信部と、復元部とを具備する。受信部は、複数の送信信号群を受信する。復元部は、複数の送信信号群が示す送信周波数群および送信時刻群から第1情報群および第2情報群を復元する。なお、本願発明は、特許文献2の発明者が、同発明をさらに発展させたものである。   Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-187552) discloses an invention relating to a wireless sensor network system. This wireless sensor network system includes a plurality of transmission terminals and a reception server. Here, the plurality of transmission terminals transmit a plurality of transmission signal groups. The receiving server receives a plurality of transmission signal groups via a wireless network. The plurality of transmission signal groups include transmission signal groups transmitted by each of the plurality of transmission terminals. Each transmission terminal includes a first circuit unit, a second circuit unit, a conversion unit, and a transmission unit. The first circuit unit generates a first information group. The second circuit unit generates a second information group. The conversion unit converts the combination of the first information group and the second information group into a combination of a transmission frequency group and a transmission time group. The receiving server includes a receiving unit and a restoring unit. The receiving unit receives a plurality of transmission signal groups. The restoration unit restores the first information group and the second information group from the transmission frequency group and the transmission time group indicated by the plurality of transmission signal groups. The invention of the present application is a further development of the invention by the inventor of Patent Document 2.

特開2010−14604号公報JP 2010-14604 A 特開2013−187552号公報JP 2013-187552 A

特許文献1のような従来技術は、少数のセンサノードが送信する情報を正確に収集するには有効である。しかし、多数のセンサノードが送信する情報をリアルタイムに収集しようとすると、全情報の収集に時間がかかりすぎてしまうので、このような標準技術は不向きである。   The conventional technique such as Patent Document 1 is effective in accurately collecting information transmitted by a small number of sensor nodes. However, if it is attempted to collect information transmitted by a large number of sensor nodes in real time, it takes too much time to collect all the information, so such a standard technique is not suitable.

そこで、本願の発明者は、特許文献2記載の発明で、複数の情報源から送信される情報を効率よく収集することを重視したワイヤレスセンサネットワークシステムおよびその通信方法を提案した。しかし、特許文献2記載の発明では、通信時間の圧縮効果と、収集される情報を受信サーバが推定する精度とが、トレードオフの関係にあり、改善の余地があった。   Therefore, the inventor of the present application has proposed a wireless sensor network system and a communication method thereof that place importance on efficiently collecting information transmitted from a plurality of information sources in the invention described in Patent Document 2. However, the invention described in Patent Document 2 has a trade-off relationship between the communication time compression effect and the accuracy with which the receiving server estimates the collected information, and there is room for improvement.

本願発明では、特許文献2発明をさらに発展させて、情報収集時間を短縮し、かつ、推定精度を向上するための無線センサネットワークシステムと、この無線センサネットワークシステムを用いて行う情報一括収集方法とを提供する。   In the present invention, the invention of Patent Document 2 is further developed to shorten the information collection time and improve the estimation accuracy, and the information batch collection method performed using this wireless sensor network system, I will provide a.

以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。   The means for solving the problem will be described below using the numbers used in the (DETAILED DESCRIPTION). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).

本願による無線センサネットワークシステムは、複数の端末(SN)と、サーバ(S)とを具備する。ここで、複数の端末(SN)は、互いに独立してそれぞれに観測情報の測定を行う。サーバ(S)は、測定の結果を収集する。サーバ(S)は、サーバ側送受信回路(34)を具備する。ここで、サーバ側送受信回路(34)は、複数の端末(SN)に向けて情報送信要求信号を一斉送信する。複数の端末(SN)のそれぞれは、測定部(16、17)と、端末側送受信回路(14)と、変換部(18、19、191)とを具備する。ここで、測定部(16、17)は、測定を行う。端末側送受信回路(14)は、情報送信要求信号を受信する。変換部(18、19、191)は、受信した情報送信要求信号に応じて、測定した観測情報を複数の無線物理量の組み合わせに変換する。それぞれの端末(SN)において、端末側送受信回路(14)は、組み合わせに含まれる時刻において、組み合わせに含まれる周波数を有する単位信号を生成してサーバ(S)に向けて送信する。サーバ側送受信回路(34)は、単位信号の集合体を受信信号として受信する。サーバ(S)は、データベース(333)と、復元回路(37)とをさらに具備する。ここで、データベース(333)は、受信した受信信号を、対応する情報送信要求信号ごとに格納する。復元回路(37)は、複数の情報送信要求信号にそれぞれ対応して格納した複数の受信信号に基づいて、複数の端末(SN)の配置と、測定された観測情報との組み合わせを推定する。   The wireless sensor network system according to the present application includes a plurality of terminals (SN) and a server (S). Here, the plurality of terminals (SN) measure the observation information independently of each other. The server (S) collects the measurement results. The server (S) includes a server side transmission / reception circuit (34). Here, the server side transmission / reception circuit (34) simultaneously transmits an information transmission request signal to a plurality of terminals (SN). Each of the plurality of terminals (SN) includes a measurement unit (16, 17), a terminal side transmission / reception circuit (14), and a conversion unit (18, 19, 191). Here, a measurement part (16, 17) performs a measurement. The terminal side transmission / reception circuit (14) receives the information transmission request signal. The conversion unit (18, 19, 191) converts the measured observation information into a combination of a plurality of radio physical quantities according to the received information transmission request signal. In each terminal (SN), the terminal-side transmitting / receiving circuit (14) generates a unit signal having a frequency included in the combination at a time included in the combination and transmits the unit signal to the server (S). The server-side transmission / reception circuit (34) receives an aggregate of unit signals as a reception signal. The server (S) further includes a database (333) and a restoration circuit (37). Here, the database (333) stores the received signal received for each corresponding information transmission request signal. The restoration circuit (37) estimates the combination of the arrangement of the plurality of terminals (SN) and the measured observation information based on the plurality of reception signals stored corresponding to the plurality of information transmission request signals.

本願発明による情報一括収集方法は、複数の端末(SN)が互いに独立してそれぞれに観測情報の測定を行うことと、サーバ(S)が複数の端末(SN)に向けて情報送信要求信号を一斉送信すること(S1)と、複数の端末(SN)のそれぞれが、情報送信要求信号を受信すること(S2)と、複数の端末のそれぞれが、情報送信要求信号に応じて、測定した観測情報を複数の無線物理量の組み合わせに変換すること(S3)と、複数の端末(SN)が、組み合わせに含まれる時刻において、組み合わせに含まれる周波数を有する単位信号を、サーバに向けて送信すること(S4)と、サーバ(S)が、単位信号の集合体を受信信号として受信すること(S5)と、サーバ(S)が、受信した受信信号を、対応する情報送信要求信号ごとに格納することと、サーバ(S)が、複数の情報送信要求信号にそれぞれ対応して格納した複数の受信信号に基づいて、複数の端末(SN)の配置と、測定された観測情報との組み合わせを推定すること(S10)とを具備する。   In the information batch collection method according to the present invention, a plurality of terminals (SN) measure observation information independently of each other, and a server (S) sends an information transmission request signal to the plurality of terminals (SN). Simultaneous transmission (S1), each of a plurality of terminals (SN) receiving an information transmission request signal (S2), and each of the plurality of terminals measured according to the information transmission request signal Converting information into a combination of a plurality of radio physical quantities (S3), and transmitting a unit signal having a frequency included in the combination to a server at a time included in the combination by a plurality of terminals (SN) (S4), the server (S) receives an assembly of unit signals as a received signal (S5), and the server (S) receives the received signal for each corresponding information transmission request signal And the combination of the arrangement of the plurality of terminals (SN) and the measured observation information based on the plurality of received signals stored in correspondence with the plurality of information transmission request signals respectively by the server (S) (S10).

本発明の無線センサネットワークシステムおよび情報一括収集方法によれば、多数のセンサノードから受信サーバへの信号送信時間を大幅に短縮しつつ、センサノードが測定した観測値を受信サーバ側で推定する精度を向上することが可能となる。   According to the wireless sensor network system and the information batch collection method of the present invention, the accuracy of estimating the observation value measured by the sensor node on the receiving server side while greatly reducing the signal transmission time from a large number of sensor nodes to the receiving server. Can be improved.

図1は、従来技術による無線センサネットワークの全体的な構成を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a wireless sensor network according to the prior art. 図2Aは、本発明による無線センサネットワークの全体的な構成の一例を示す概念図である。FIG. 2A is a conceptual diagram illustrating an example of the overall configuration of a wireless sensor network according to the present invention. 図2Bは、本発明によるセンサノードの構成の一例を示すブロック回路図である。FIG. 2B is a block circuit diagram showing an example of the configuration of the sensor node according to the present invention. 図2Cは、本発明による受信サーバの構成の一例を示すブロック回路図である。FIG. 2C is a block circuit diagram showing an example of the configuration of the receiving server according to the present invention. 図3は、本発明の無線センサネットワークシステムを用いた情報一括収集方法における処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing in the information batch collection method using the wireless sensor network system of the present invention. 図4は、図4は、本願による時間軸マッピング処理の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time axis mapping process according to the present application. 図5Aは、本発明による周波数軸マッピングの原理を概略的に示す図である。FIG. 5A is a diagram schematically illustrating the principle of frequency axis mapping according to the present invention. 図5Bは、本発明による周波数軸マッピングの具体例を示す図である。FIG. 5B is a diagram showing a specific example of frequency axis mapping according to the present invention. 図6Aは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第1の状態を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating a first state of an example of the frequency axis shift process of the present application. 図6Bは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第2の状態を示す図である。FIG. 6B is a diagram illustrating a second state of the example of the frequency axis shift process of the present application. 図6Cは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第3の状態を示す図である。FIG. 6C is a diagram illustrating a third state regarding an example of the frequency axis shift process of the present application. 図7Aは、図6Aに示した第1の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating an example of common subcarriers obtained from the first state illustrated in FIG. 6A. 図7Bは、図6Bに示した第2の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。FIG. 7B is a diagram illustrating an example of the common subcarrier obtained from the second state illustrated in FIG. 6B. 図7Cは、図6Cに示した第3の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。FIG. 7C is a diagram illustrating an example of common subcarriers obtained from the third state illustrated in FIG. 6C. 図8は、図7A、図7Bおよび図7Cに示した例による共通サブキャリアの検出確率を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the detection probability of common subcarriers according to the example illustrated in FIGS. 7A, 7B, and 7C. 図9Aは、図7Cに示した共通サブキャリアから、図8に示した検出確率が検出確率閾値に届かなかったセルを除外した状態を示す図である。FIG. 9A is a diagram illustrating a state in which cells in which the detection probability illustrated in FIG. 8 has not reached the detection probability threshold are excluded from the common subcarriers illustrated in FIG. 7C. 図9Bは、図9Aから、除外されずに残った共通サブキャリアを抜き出した状態を示す図である。FIG. 9B is a diagram illustrating a state in which common subcarriers remaining without being excluded are extracted from FIG. 9A. 図9Cは、図9Bで抜き出された共通サブキャリアに対して、周波数軸シフト処理の逆変換を行った結果の一例を示す図である。FIG. 9C is a diagram illustrating an example of a result obtained by performing inverse transformation of frequency axis shift processing on the common subcarriers extracted in FIG. 9B. 図9Dは、図9Cに示した共通サブキャリアに対して周波数軸マッピング処理の逆変換を行った結果の一例を示す図である。FIG. 9D is a diagram illustrating an example of a result obtained by performing the inverse transformation of the frequency axis mapping process on the common subcarrier illustrated in FIG. 9C. 図10Aは、複数のセンサノードが送信する複数の単位信号が有する周波数の一例を示す分布図である。FIG. 10A is a distribution diagram illustrating an example of frequencies of a plurality of unit signals transmitted by a plurality of sensor nodes. 図10Bは、図10Aの例に基づいて行った、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。FIG. 10B is a determination diagram illustrating a result of determination of the existence of a common subcarrier frequency performed based on the example of FIG. 10A. 図10Cは、受信信号からの判定結果を示す図10Bのうち、送信信号の分布を示す図10Aとの差異を示す比較図である。FIG. 10C is a comparison diagram showing a difference from FIG. 10A showing the distribution of the transmission signal in FIG. 10B showing the determination result from the reception signal. 図11Aは、本発明の第4の実施形態による復元方法を説明する具体例における2度目の検索で該当したセルと、その共通するサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。FIG. 11A is a diagram illustrating a combination of a cell corresponding to a second search and its common subcarrier frequency in a specific example illustrating a restoration method according to the fourth embodiment of the present invention. 図11Bは、本発明の第4の実施形態を説明する具体例における3度目の検索で該当するセルが無い状態を示す図である。FIG. 11B is a diagram illustrating a state where there is no corresponding cell in the third search in the specific example illustrating the fourth embodiment of the present invention. 図12Aは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明するための具体例における、送信単位信号が有するサブキャリア周波数の分布図である。FIG. 12A is a distribution diagram of subcarrier frequencies of a transmission unit signal in a specific example for explaining a restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. 図12Bは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明する具体例において、図12Aの例に基づいて行った、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。FIG. 12B is a determination diagram illustrating a result of determination of the presence of a common subcarrier frequency performed based on the example of FIG. 12A in a specific example describing the restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. 図12Cは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明する具体例において、表8に対応する状態におけるセルと、その共通するサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。FIG. 12C is a diagram illustrating a combination of a cell and a common subcarrier frequency in a state corresponding to Table 8 in a specific example describing the restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. 図12Dは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明する具体例における2度目の検索で該当したセルと、その単独候補となるサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。FIG. 12D is a diagram illustrating a combination of a cell corresponding to the second search and a subcarrier frequency serving as a single candidate in a specific example illustrating the restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. 図13Aは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例における、センサノードの配置と、各センサノードが送信する単位信号が有するサブキャリア周波数とを示す分布図である。FIG. 13A is a distribution diagram showing the arrangement of sensor nodes and subcarrier frequencies of unit signals transmitted by each sensor node in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. . 図13Bは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。FIG. 13B is a determination diagram illustrating a result of determining whether there is a common subcarrier frequency in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. 図13Cは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、推定範囲外領域NZの設定結果を示す図である。FIG. 13C is a diagram illustrating a setting result of the estimated out-of-range area NZ in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. 図13Dは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、1度目の検索で推定値が得られたセルに関わるデータを削除した状態を示す図である。FIG. 13D is a diagram illustrating a state in which data related to a cell for which an estimated value is obtained in the first search is deleted in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. 図13Eは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、配置されたセンサノードの数と、共通するサブキャリア周波数の数とが一致するセルがもはや存在しない状態を示す図である。FIG. 13E is a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention, in which there is no longer any cell in which the number of arranged sensor nodes and the number of common subcarrier frequencies match. FIG.

添付図面を参照して、本発明による無線センサネットワークと、情報一括収集方法とを実施するための形態を以下に説明する。   With reference to the accompanying drawings, a mode for carrying out a wireless sensor network and an information batch collecting method according to the present invention will be described below.

(第1の実施形態)
図2Aは、本発明による無線センサネットワークの全体的な構成の一例を示す概念図である。図2Aに示した無線センサネットワークの構成要素について説明する。この例では、無線センサネットワークは、受信サーバSと、送信端末として機能する複数のセンサノードSN1〜SN3とを含んでいる。なお、図2Aに示した複数のセンサノードSN1〜SN3の総数は、あくまでも一例であって、本発明を限定するものではない。
(First embodiment)
FIG. 2A is a conceptual diagram illustrating an example of the overall configuration of a wireless sensor network according to the present invention. The components of the wireless sensor network shown in FIG. 2A will be described. In this example, the wireless sensor network includes a reception server S and a plurality of sensor nodes SN1 to SN3 that function as transmission terminals. Note that the total number of the plurality of sensor nodes SN1 to SN3 illustrated in FIG. 2A is merely an example, and does not limit the present invention.

図2Aに示した無線センサネットワークの構成要素の位置関係および接続関係について説明する。受信サーバSと、複数のセンサノードSN1〜SN3とは、無線ネットワークを介して通信を行う。複数のセンサノードSN1〜SN3は、後述するように、所定の場所にそれぞれ固定されていても良いし、移動可能であっても構わない。なお、受信サーバSは、所定の場所に固定されていることが好ましいが、この条件は本発明を限定しない。   The positional relationship and connection relationship of the components of the wireless sensor network shown in FIG. 2A will be described. The receiving server S and the plurality of sensor nodes SN1 to SN3 communicate via a wireless network. As will be described later, the plurality of sensor nodes SN1 to SN3 may be fixed at predetermined locations or may be movable. The receiving server S is preferably fixed at a predetermined location, but this condition does not limit the present invention.

図2Aに示した無線センサネットワークの動作について概略的に説明する。まず、受信サーバSが、全てのセンサノードSN1〜SN3に向けて、図示しない情報送信要求信号を送信する。第1のセンサノードSN1は、情報送信要求信号に応答して、第1の単位信号TS1を送信する。同様に、第2のセンサノードSN2は第2の信号単位TS2を送信し、第3のセンサノードSN3は第3の単位信号TS3を送信する。送信されたこれらの単位信号TS1〜TS3の集合体は、無線空間で合成された1つの受信信号TS0として受信サーバSによって受信される。   The operation of the wireless sensor network shown in FIG. 2A will be schematically described. First, the receiving server S transmits an information transmission request signal (not shown) to all the sensor nodes SN1 to SN3. The first sensor node SN1 transmits the first unit signal TS1 in response to the information transmission request signal. Similarly, the second sensor node SN2 transmits the second signal unit TS2, and the third sensor node SN3 transmits the third unit signal TS3. The aggregate of these transmitted unit signals TS1 to TS3 is received by the reception server S as one reception signal TS0 synthesized in the radio space.

図2Bは、本発明によるセンサノードSNの構成の一例を示すブロック回路図である。なお、図2Aに示した第1〜第3のセンサノードSN1〜SN3は、図2Bに示したセンサノードSNと同じように構成されているものとする。   FIG. 2B is a block circuit diagram showing an example of the configuration of the sensor node SN according to the present invention. It is assumed that the first to third sensor nodes SN1 to SN3 illustrated in FIG. 2A are configured in the same manner as the sensor node SN illustrated in FIG. 2B.

図2Bに示したセンサノードSNの構成要素について説明する。図2Bに示したセンサノードSNは、バス11と、CPU12と、メモリ13と、送受信回路14と、アンテナ15と、センサ16と、位置情報取得回路17と、時間軸マッピング回路18と、周波数軸マッピング回路19とを具備している。周波数軸マッピング回路19は、周波数軸シフト回路191を具備している。メモリ13は、プログラム131およびデータ132を格納している。ただし、後述するように、位置情報取得回路17と、時間軸マッピング回路18と、周波数軸マッピング回路19と、周波数軸シフト回路191との一部または全ては、CPU12と、メモリ13と、CPU12がメモリ13から読み出して実行するプログラム131とで代用可能な場合があり、その場合は省略可能であるものとする。反対に、位置情報取得回路17と、時間軸マッピング回路18と、周波数軸マッピング回路19と、周波数軸シフト回路191とを残して、CPU12と、メモリ13とを省略可能な場合もある。なお、このプログラム131は、これを格納する所定の記録媒体からメモリ13にコピーまたはインストールしてからそれぞれのセンサノードSNに実行させても良い。また、この所定の記録媒体は、例えばCD−ROMなどの非一過性の記録媒体であっても良い。   The components of the sensor node SN shown in FIG. 2B will be described. 2B includes a bus 11, a CPU 12, a memory 13, a transmission / reception circuit 14, an antenna 15, a sensor 16, a position information acquisition circuit 17, a time axis mapping circuit 18, and a frequency axis. And a mapping circuit 19. The frequency axis mapping circuit 19 includes a frequency axis shift circuit 191. The memory 13 stores a program 131 and data 132. However, as will be described later, some or all of the position information acquisition circuit 17, the time axis mapping circuit 18, the frequency axis mapping circuit 19, and the frequency axis shift circuit 191 are included in the CPU 12, the memory 13, and the CPU 12. In some cases, the program 131 read from the memory 13 and executed can be substituted, and in this case, it can be omitted. On the contrary, in some cases, the CPU 12 and the memory 13 may be omitted, leaving the position information acquisition circuit 17, the time axis mapping circuit 18, the frequency axis mapping circuit 19, and the frequency axis shift circuit 191. The program 131 may be copied or installed from a predetermined recording medium storing the program 131 to the memory 13 and then executed by each sensor node SN. The predetermined recording medium may be a non-transitory recording medium such as a CD-ROM.

図2Bに示したセンサノードSNの構成要素の接続関係について説明する。アンテナ15は、送受信回路14に接続されている。バス11は、CPU12と、メモリ13と、送受信回路14と、センサ16と、位置情報取得回路17と、時間軸マッピング回路18と、周波数軸マッピング回路19とに接続されている。   A connection relationship of the components of the sensor node SN illustrated in FIG. 2B will be described. The antenna 15 is connected to the transmission / reception circuit 14. The bus 11 is connected to a CPU 12, a memory 13, a transmission / reception circuit 14, a sensor 16, a position information acquisition circuit 17, a time axis mapping circuit 18, and a frequency axis mapping circuit 19.

図2Bに示したセンサノードSNの構成要素の動作について概略的に説明する。バス11は、接続された各構成要素の間で信号の送受信を可能にする。メモリ13は、各種のデータ132やプログラム131を入力、記憶、出力する。CPU12は、メモリ13に記憶された各種のプログラム131を実行し、メモリ13に記憶された各種のデータ132を用いて演算し、演算の結果をメモリ13に格納する。   The operation of the components of the sensor node SN shown in FIG. 2B will be schematically described. The bus 11 enables transmission and reception of signals between the connected components. The memory 13 inputs, stores, and outputs various data 132 and programs 131. The CPU 12 executes various programs 131 stored in the memory 13, performs calculations using various data 132 stored in the memory 13, and stores the calculation results in the memory 13.

センサ16は、各種測定を行い、その結果を観測情報として出力する。ここでは、一例として、センサ16が温度計であって、温度の計測を行うものとする。ただし、この温度計はあくまでもセンサ16の一例にすぎず、本発明を限定するものではない。所定の観測対象としては、その他、速度、湿度、雨量、気圧、濃度、などのスカラー量も適用可能であり、センサ16は速度計、湿度計、雨量計、気圧計、濃度計のように他の如何なる測定器であっても良い。   The sensor 16 performs various measurements and outputs the results as observation information. Here, as an example, the sensor 16 is a thermometer and measures temperature. However, this thermometer is merely an example of the sensor 16 and does not limit the present invention. As predetermined observation objects, other scalar quantities such as speed, humidity, rainfall, barometric pressure, concentration, etc. can be applied, and the sensor 16 can be a speedometer, hygrometer, rain gauge, barometer, densitometer, etc. Any measuring instrument may be used.

なお、観測対象は、温度のようなスカラー量以外にも、速度のように方向およびノルムを有するベクトル量であっても良い。ベクトル量を扱う場合は、その方向と、そのノルムとを、それぞれ量子化することで疑似的に2つのスカラー量として扱えば良い。その上で、方向に対応するスカラー量と、ノルムに対応するスカラー量とを、各センサノードSNから受信サーバSに向けて交互に送信する。   Note that the observation target may be a vector quantity having a direction and a norm, such as velocity, in addition to a scalar quantity such as temperature. When a vector quantity is handled, the direction and its norm may be treated as two scalar quantities in a pseudo manner by quantizing each direction and its norm. After that, the scalar quantity corresponding to the direction and the scalar quantity corresponding to the norm are alternately transmitted from each sensor node SN to the receiving server S.

位置情報取得回路17は、位置情報を取得する。位置情報は、例えばGPS(Global Positioning System:全地球測位システム)などの装置を用いて、要求されるたびに測定することで取得しても良い。この例では、位置情報は、緯度情報および経度情報で構成された2軸座標の情報であるものとする。ただし、これはあくまでも一例であって、位置情報は他の座標系を用いて構成されても良い。   The position information acquisition circuit 17 acquires position information. The position information may be obtained by measuring each time it is requested using a device such as GPS (Global Positioning System). In this example, it is assumed that the position information is biaxial coordinate information composed of latitude information and longitude information. However, this is merely an example, and the position information may be configured using another coordinate system.

時間軸マッピング回路18は、位置情報を時間軸上にマッピングし、マッピング後の時間情報を出力する。この例では、時間軸マッピング回路18は、2軸座標の情報である位置情報を、時間軸上の2つの異なる時刻に変換する。同様に、周波数軸マッピング回路19は、観測情報を周波数軸にマッピングし、マッピング後の周波数情報を出力する。この例では、スカラー量である観測情報を、周波数軸上の1つの周波数に変換する。これらのマッピング動作は、物理的にそれぞれ独立した回路を用いて行っても良いし、代わりに、これらのマッピング動作をCPU12に実行させるプログラム131を予め格納しておいたメモリ13から読み取ってCPU12に実行させることで行っても良い。   The time axis mapping circuit 18 maps position information on the time axis and outputs time information after mapping. In this example, the time axis mapping circuit 18 converts position information, which is information on two-axis coordinates, into two different times on the time axis. Similarly, the frequency axis mapping circuit 19 maps the observation information to the frequency axis and outputs the frequency information after mapping. In this example, observation information, which is a scalar quantity, is converted into one frequency on the frequency axis. These mapping operations may be performed using circuits that are physically independent from each other. Instead, a program 131 for causing the CPU 12 to execute these mapping operations is read from the memory 13 that has been stored in advance, and is read by the CPU 12. It may be done by executing.

送受信回路14と、アンテナ15とは、受信サーバSから送信された情報送信要求信号を受信し、また、受信サーバSへの単位信号を送信する。この単位信号は、一例としてトーン信号であって、周波数情報に含まれる周波数を有し、かつ、時間情報に含まれる各時刻に送信される。   The transmission / reception circuit 14 and the antenna 15 receive an information transmission request signal transmitted from the reception server S and transmit a unit signal to the reception server S. This unit signal is a tone signal as an example, has a frequency included in frequency information, and is transmitted at each time included in time information.

図2Cは、本発明による受信サーバSの構成の一例を示すブロック回路図である。図2Cに示した受信サーバSの構成要素について説明する。図2Cに示した受信サーバSは、バス31と、CPU32と、メモリ33と、送受信回路34と、アンテナ35と、出力回路36と、復元回路37とを具備している。メモリ33は、プログラム331と、データ332と、データベース333とを格納している。ただし、後述するように、復元回路37は、CPU32と、メモリ33と、CPU32がメモリ33から読み出して実行するプログラム331とで代用可能な場合があり、その場合は省略可能であるものとする。なお、このプログラム331は、これを格納する所定の記録媒体からメモリ33にコピーまたはインストールしてから受信サーバSに実行させても良い。また、この所定の記録媒体は、例えばCD−ROMなどの非一過性の記録媒体であっても良い。   FIG. 2C is a block circuit diagram showing an example of the configuration of the receiving server S according to the present invention. The components of the receiving server S shown in FIG. 2C will be described. The reception server S shown in FIG. 2C includes a bus 31, a CPU 32, a memory 33, a transmission / reception circuit 34, an antenna 35, an output circuit 36, and a restoration circuit 37. The memory 33 stores a program 331, data 332, and a database 333. However, as will be described later, the restoration circuit 37 may be replaced by the CPU 32, the memory 33, and the program 331 that is read from the memory 33 and executed by the CPU 32. In this case, the restoration circuit 37 can be omitted. The program 331 may be copied or installed from a predetermined recording medium storing the program 331 to the memory 33 and then executed by the receiving server S. The predetermined recording medium may be a non-transitory recording medium such as a CD-ROM.

図2Cに示した受信サーバSの構成要素の接続関係について説明する。アンテナ35は、送受信回路34に接続されている。バス31は、CPU32と、メモリ33と、送受信回路34と、出力回路36と、復元回路37とに接続されている。   The connection relationship of the components of the receiving server S shown in FIG. 2C will be described. The antenna 35 is connected to the transmission / reception circuit 34. The bus 31 is connected to a CPU 32, a memory 33, a transmission / reception circuit 34, an output circuit 36, and a restoration circuit 37.

図2Cに示した受信サーバSの構成要素の動作について概略的に説明する。バス31は、接続された各構成要素の間で信号の送受信を可能にする。メモリ33は、各種のデータ332やプログラム331を入力、記憶、出力し、センサノードSNから受信した受信信号をデータベース333に格納する。CPU32は、メモリ33に記憶された各種のプログラム331を実行し、メモリ33に記憶されたデータ332およびデータベース333の内容を用いて演算し、演算の結果をメモリ33のデータ332またはデータベース333に格納する。   The operation of the components of the receiving server S shown in FIG. 2C will be schematically described. The bus 31 enables transmission / reception of signals between the connected components. The memory 33 inputs, stores, and outputs various data 332 and programs 331, and stores the received signal received from the sensor node SN in the database 333. The CPU 32 executes various programs 331 stored in the memory 33, calculates using the contents of the data 332 and the database 333 stored in the memory 33, and stores the calculation result in the data 332 or the database 333 of the memory 33. To do.

送受信回路34は、全てのセンサノードSNに向けて情報送信要求信号を送信し、また、これらのセンサノードSNから送信された単位信号が無線空間で合成された受信信号を受信する。   The transmission / reception circuit 34 transmits an information transmission request signal to all the sensor nodes SN, and receives a reception signal in which unit signals transmitted from these sensor nodes SN are combined in a wireless space.

復元回路37は、受信信号を解析して、周波数軸マッピングおよび時間軸マッピングをされる前の観測情報および位置情報を復元する。この復元動作は、復元回路37の代わりに、この復元動作をCPU32に実行させるプログラム331をメモリ33に記録しておき、CPU32と、メモリ33とを用いて行っても良い。   The restoration circuit 37 analyzes the received signal and restores observation information and position information before frequency axis mapping and time axis mapping. This restoration operation may be performed using the CPU 32 and the memory 33 by recording a program 331 for causing the CPU 32 to execute the restoration operation in the memory 33 instead of the restoration circuit 37.

出力回路36は、復元された観測情報および位置情報を出力する。この出力回路36は、例えば、復元された情報を視覚的に出力するディスプレイや印刷装置であっても良いが、これらはあくまでも一例であって、本発明を限定するものではない。   The output circuit 36 outputs the restored observation information and position information. The output circuit 36 may be, for example, a display or a printing device that visually outputs the restored information. However, these are merely examples and do not limit the present invention.

図3は、本発明の無線センサネットワークシステムを用いた情報一括収集方法における処理の流れを示すフローチャートである。図3を参照して、本発明の無線センサネットワークシステムの動作、すなわち本発明の情報一括収集方法について説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing in the information batch collection method using the wireless sensor network system of the present invention. With reference to FIG. 3, the operation of the wireless sensor network system of the present invention, that is, the information batch collecting method of the present invention will be described.

図3に示したフローチャートは、第1のステップS1〜第11のステップS11を含んでいる。以下、図3に示したフローチャートの各ステップを実行する一例について説明する。   The flowchart shown in FIG. 3 includes a first step S1 to an eleventh step S11. Hereinafter, an example of executing each step of the flowchart shown in FIG. 3 will be described.

図3に示したフローチャートを実行する前に、無線センサネットワークシステムの初期状態を整える。この例では、受信サーバSが情報収集回数nの値を1にリセットする。情報収集回数nとは、その情報収集が何度目かを示す変数であり、一例としてここではその値を、情報収集を行うたびに1つずつ増加する。リセットされた情報収集回数nは、メモリ33に格納される。その後、受信サーバSでは第1のステップS1が実行される。 Before executing the flowchart shown in FIG. 3, the initial state of the wireless sensor network system is prepared. In this example, the receiving server S resets the value of the information collection count ng to 1. The information collection number ng is a variable indicating how many times the information collection is performed. As an example, the value is increased by one each time information collection is performed. The reset information collection count ng is stored in the memory 33. Thereafter, the receiving server S executes the first step S1.

第1のステップS1において、受信サーバSは、複数の端末SNの全てに向けて、情報送信要求信号を一斉送信する。情報送信要求信号は、コード番号として、この例ではメモリ33から読みだされた情報収集回数nの値を含んでいる。なお、情報収集回数nの値が情報送信要求信号に含まれる形式には特段の制限は無く、例えば、任意の変換方式に従って得られる波形や周波数などの形式を有していても良い。また、情報送信要求信号のコード番号は、情報収集回数nに限定されず、例えば、所定のテーブルに順番があらかじめ定義された任意の数列などを用いても良い。第1のステップS1の次に、複数のセンサノードSNでは第2のステップS2が実行される。 In the first step S1, the receiving server S broadcasts an information transmission request signal to all of the plurality of terminals SN. The information transmission request signal includes, as a code number, the value of the information collection count ng read from the memory 33 in this example. There is no particular limitation on the format in which the value of the information collection count ng is included in the information transmission request signal. For example, it may have a format such as a waveform or frequency obtained according to an arbitrary conversion method. Further, the code number of the information transmission request signal is not limited to the number of times of information collection ng . For example, an arbitrary number sequence whose order is previously defined in a predetermined table may be used. After the first step S1, the second step S2 is executed at the plurality of sensor nodes SN.

第2のステップS2において、複数のセンサノードSNは、それぞれに、情報送信要求信号を受信する。情報送信要求信号を受信した複数のセンサノードSNのそれぞれは、情報送信要求信号が有する周波数と、情報送信要求信号を受信した時刻と、情報送信要求信号に含まれるコード番号としての情報収集回数nとを、受信サーバSが用いた変換方式の逆変換などによって取得して、それぞれのメモリ13に格納する。言い換えれば、複数のセンサノードSNは、互いに独立していながら、同じ情報送信要求信号を受信することによって、周波数と、時間と、コード番号とを同期することが出来る。厳密には、受信サーバSからの距離や電波状況などに応じて、それぞれのセンサノードSNが情報送信要求信号を受信するタイミングに誤差が発生し得るが、全てのセンサノードSNが分布する現実的な範囲を考慮すれば、このような誤差は十分に無視できる。 In the second step S2, the plurality of sensor nodes SN each receive an information transmission request signal. Each of the plurality of sensor nodes SN that have received the information transmission request signal has a frequency that the information transmission request signal has, a time at which the information transmission request signal is received, and an information collection count n as a code number included in the information transmission request signal. g is acquired by inverse conversion of the conversion method used by the receiving server S and stored in each memory 13. In other words, the plurality of sensor nodes SN can synchronize the frequency, time, and code number by receiving the same information transmission request signal while being independent of each other. Strictly speaking, an error may occur in the timing at which each sensor node SN receives the information transmission request signal depending on the distance from the receiving server S, the radio wave condition, and the like, but it is realistic that all sensor nodes SN are distributed. Such an error can be sufficiently ignored if the range is considered.

なお、電波環境をはじめとする種々の理由によって、センサノードSNの一部が情報送信要求信号を受信出来ない場合もある。情報送信要求信号を受信出来なかったセンサノードSNは以降各ステップの動作を行なわず、その後の情報送信要求信号を受信するまでは事実上の待機状態になる。第2のステップS2の次に、情報送信要求信号を受信出来た複数のセンサノードSNでは第3のステップS3が実行される。   Note that, for various reasons including a radio wave environment, a part of the sensor node SN may not be able to receive the information transmission request signal. The sensor node SN that has not received the information transmission request signal does not perform the operation of each step thereafter, and is in a practical standby state until the subsequent information transmission request signal is received. Subsequent to the second step S2, the third step S3 is executed in the plurality of sensor nodes SN that have received the information transmission request signal.

第3のステップS3において、複数のセンサノードSNは、それぞれに独立して、自身の位置情報と、所定の観測対象とを測定し、これらの測定結果の組み合わせを複数の無線物理量の組み合わせに変換する。   In the third step S3, the plurality of sensor nodes SN independently measure their own position information and a predetermined observation target, and convert a combination of these measurement results into a combination of a plurality of radio physical quantities. To do.

位置情報および観測対象の測定は、情報送信要求信号に応じて行うことが好ましい。例えば、情報送信要求信号を受信してから測定を開始しても良い。または、常時定期的に測定を継続しながら、情報送信要求信号を受信した直前の測定結果を採用しても良い。この意味において、複数のセンサノードSNのそれぞれによる各種の測定は、厳密には第3のステップS3とは独立したタイミングで、待機状態の期間も含めて、いつ行われていても良い。また、いずれの場合も、位置情報および観測対象の測定結果は、それぞれのセンサノードSNにおいてメモリ13に一旦格納されても良い。   The position information and the observation target are preferably measured according to the information transmission request signal. For example, the measurement may be started after receiving the information transmission request signal. Or you may employ | adopt the measurement result just before receiving an information transmission request signal, continuing a measurement regularly regularly. In this sense, various measurements by each of the plurality of sensor nodes SN may be performed at any time including the standby state strictly at a timing independent of the third step S3. In any case, the position information and the measurement result of the observation target may be temporarily stored in the memory 13 in each sensor node SN.

複数のセンサノードSNのそれぞれは、時間軸マッピング回路18および周波数軸マッピング回路19を用いて、スカラー量である観測対象の測定結果と、2軸座標である位置情報の測定結果とを、最後に受信した情報収集回数nの値に応じて、複数の無線物理量の組み合わせに変換する。この変換方式を、ここでは「無線物理量変換」と呼び、その詳細については後述するが、この例では結果として1つの周波数および2つの時刻の組み合わせが得られる。ここで、無線物理量変換の結果として得られる周波数および時刻の総数は、あくまでも一例であって本願を限定するものではなく、適用される場面に応じて適宜に変更することも可能である。第3のステップS3の次に、複数のセンサノードSNでは第4のステップS4が実行される。 Each of the plurality of sensor nodes SN uses the time axis mapping circuit 18 and the frequency axis mapping circuit 19 to finally obtain the measurement result of the observation target that is a scalar quantity and the measurement result of the position information that is two-axis coordinates. Conversion to a combination of a plurality of radio physical quantities is performed according to the value of the received information collection count ng . This conversion method is referred to herein as “radio physical quantity conversion” and will be described in detail later. In this example, a combination of one frequency and two times is obtained as a result. Here, the total number of frequencies and times obtained as a result of the radio physical quantity conversion is merely an example, does not limit the present application, and can be changed as appropriate according to the scene to be applied. After the third step S3, a fourth step S4 is executed at the plurality of sensor nodes SN.

第4のステップS4において、複数のセンサノードSNのそれぞれは、第2のステップS2で得られた組み合わせに含まれる無線物理量に基づいて単位信号を受信サーバSに向けて送信する。この例では、それぞれのセンサノードSNが、変換によって得られた2つの時刻において、変換によって得られた周波数を有する単位信号を、受信サーバSに向けて送信する。言い換えれば、この例では、それぞれのセンサノードSNが、同じ周波数を有する単位信号を、受信サーバSに向けて2回送信する。第4のステップS4の次に、受信サーバSでは第5のステップが実行される。   In the fourth step S4, each of the plurality of sensor nodes SN transmits a unit signal to the reception server S based on the radio physical quantity included in the combination obtained in the second step S2. In this example, each sensor node SN transmits a unit signal having a frequency obtained by conversion to the reception server S at two times obtained by conversion. In other words, in this example, each sensor node SN transmits a unit signal having the same frequency to the reception server S twice. After the fourth step S4, the receiving server S executes the fifth step.

第5のステップS5において、受信サーバSは、複数のセンサノードSNから送信された一連の単位信号が無線空間で結合された集合体である受信信号を受信し、それぞれの時刻における周波数成分についてその電力を検出する。また、受信サーバSは、受信信号またはその電力の検出結果を、情報収集回数nごとに、データベース333に格納する。第5のステップS5の次に、受信サーバSでは、第6のステップS6が実行される。 In the fifth step S5, the reception server S receives a reception signal that is an aggregate in which a series of unit signals transmitted from a plurality of sensor nodes SN are combined in a wireless space, and the frequency component at each time Detect power. In addition, the reception server S stores the reception signal or the detection result of the power in the database 333 for each information collection count ng . Subsequent to the fifth step S5, the receiving server S executes a sixth step S6.

第6のステップS6において、受信サーバSは、第5のステップS5で得られた電力検出結果から、共通サブキャリアを判定する。ここで、共通サブキャリアとは、受信信号から位置情報および観測情報の対応関係を推定するために生成する中間データである。第6のステップS6の次に、受信サーバSでは、第7のステップS7が実行される。   In the sixth step S6, the receiving server S determines a common subcarrier from the power detection result obtained in the fifth step S5. Here, the common subcarrier is intermediate data generated in order to estimate the correspondence between position information and observation information from a received signal. After the sixth step S6, the receiving server S executes a seventh step S7.

第7のステップS7において、受信サーバSは、トレーニング期間が完了しているかどうか、すなわち、共通サブキャリアの検出確率を算出するために十分な回数の測定結果をすでに収集出来ているかどうか、を判定する。ここで、共通サブキャリアの検出確率を算出するために使用する収集信号の数を、収集回数閾値Ngと置く。判定の結果、 ≧N が確認された場合(Yes)は、第7のステップS7の次に、受信サーバSでは第8のステップS8が実行される。反対に、判定の結果、 <N が確認された場合(No)は、受信サーバSでは第8のステップS8〜第10のステップS10を飛ばして第11のステップS11が実行される。 In the seventh step S7, the receiving server S determines whether the training period has been completed, that is, whether or not a sufficient number of measurement results have already been collected to calculate the common subcarrier detection probability. To do. Here, the number of collected signals used for calculating the detection probability of the common subcarrier is set as the collection frequency threshold Ng. When n g ≧ N g is confirmed as a result of the determination (Yes), the eighth step S8 is executed in the receiving server S after the seventh step S7. Conversely, the result of the determination, if n g <N g is confirmed (No), the eleventh step S11 in is executed by skipping step S10 in step S8~ tenth receiving server S in the eighth.

第8のステップS8において、受信サーバSは、各セルの共通サブキャリアの検出確率を算出する。ここで、共通サブキャリアの検出確率とは、データベース333に累積した過去の受信信号に基づいて得られる、共通サブキャリアごとの信頼性を示す中間データである。第8のステップS8の次に、受信サーバSでは、第9のステップS9が実行される。   In the eighth step S8, the receiving server S calculates the common subcarrier detection probability of each cell. Here, the common subcarrier detection probability is intermediate data indicating reliability for each common subcarrier, which is obtained based on past received signals accumulated in the database 333. Subsequent to the eighth step S8, the receiving server S executes a ninth step S9.

第9のステップS9において、受信サーバSは、共通サブキャリアの検出確率が高いセルを推定対象として選択する。言い換えれば、全体的な観測情報の推定精度を向上するために、信頼性が比較的低い共通サブキャリアに係るデータを演算の対象から除外する。第9のステップS9の次に、受信サーバSでは、第10のステップS10が実行される。   In the ninth step S9, the reception server S selects a cell having a high common subcarrier detection probability as an estimation target. In other words, in order to improve the estimation accuracy of the overall observation information, data related to the common subcarrier with relatively low reliability is excluded from the calculation target. Following the ninth step S9, the receiving server S executes a tenth step S10.

第10のステップS10において、受信サーバSは、第9のステップS9で選択されたセルのみの観測情報を推定する。ここで、受信サーバSは、観測情報を推定した結果を出力回路36から出力しても良いし、メモリ33に格納しても良い。第10のステップS10の次に、受信サーバSでは、第11のステップS11が実行される。   In the tenth step S10, the receiving server S estimates observation information of only the cell selected in the ninth step S9. Here, the receiving server S may output the result of estimating the observation information from the output circuit 36 or may store it in the memory 33. Following the tenth step S10, the receiving server S executes an eleventh step S11.

第11のステップS11において、受信サーバSは、情報収集回数nの値を更新する。より具体的には、この例では情報収集回数nの値を1つ増加するが、これはあくまでも一例であって、増加分の数値は1以外であっても良いし、情報収集回数nの値を所定のテーブルにしたがって変動しても良い。第11のステップS11の次に、受信サーバSは、第1のステップS1を実行し、以下繰り返す。 In the eleventh step S11, the receiving server S updates the value of the information collection count ng . More specifically, in this example, the value of the information collection count ng is increased by one, but this is only an example, and the increment may be other than 1, or the information collection count ng May be varied according to a predetermined table. After the eleventh step S11, the receiving server S executes the first step S1 and repeats the following.

第3のステップS3で行われる時間軸マッピング処理について詳細に説明する。   The time axis mapping process performed in the third step S3 will be described in detail.

図4は、本願による時間軸マッピング処理の一例を示す図である。図4は、縦4列、横4行、合計16セルからなる格子と、前半が左から右への横方向、後半が下から上への縦方向に伸びる時間軸とを含んでいる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time axis mapping process according to the present application. FIG. 4 includes a grid of 4 columns, 4 rows, and a total of 16 cells, and a time axis in which the first half extends in the horizontal direction from left to right and the second half in the vertical direction from bottom to top.

図4に示した格子は、本願の無線センサネットワークシステムで観測情報を測定する領域を示している。この例では、この領域は、縦4列、横4行、合計16のセルに分かれている。通常は、これら16のセルを縦横の2軸の第1座標および第2座標で表現するが、本願では、この2軸座標を、2つの時刻に変換する。図4に示した例では、左から右に向かって、第0列を時刻tに対応させ、第1列を時刻tに対応させ、第2列を時刻tに対応させ、第3列を時刻tに対応させる。また、下から上に向かって、第0行を時刻tに対応させ、第1行を時刻tに対応させ、第2行を時刻tに対応させ、第3行を時刻tに対応させる。 The grid shown in FIG. 4 indicates a region where observation information is measured in the wireless sensor network system of the present application. In this example, this area is divided into a total of 16 cells in 4 columns and 4 rows. Normally, these 16 cells are expressed by vertical and horizontal two-axis first coordinates and second coordinates. In the present application, these two-axis coordinates are converted into two times. In the example shown in FIG. 4, from left to right, the 0th column corresponds to time t 0 , the first column corresponds to time t 1 , the second column corresponds to time t 2 , Associate the column with time t 3 . Further, from bottom to top, made to correspond to zeroth row at time t 4, made to correspond to the first row at time t 5, in correspondence of the second row at time t 6, the time t 7 the third line Make it correspond.

このような対応関係によって、本来は2次元の情報である2軸の座標値を、1次元の情報である時間軸上の2つの時刻に変換する処理を、本願では時間軸マッピング処理と呼ぶ。このような時間軸マッピング処理を行うことで、複数のセンサノードSNから受信サーバSに向けて信号を送信するために必要な合計時間が短縮される。従来技術では、16のセルにセンサノードが1つずつ配置されていれば、16のセンサノードが順番に信号の送信を行い、全ての送信が完了するまでに合計16単位時間が必要となる。本願の時間軸マッピング処理では、同じ列に配置された全てのセンサノードは、その列に対応する時刻に一斉に信号を送信し、また、同じ行に配置された全てのセンサノードも、その行に対応する時刻に一斉に信号を送信するので、全ての送信を合計8単位時間の間に完了出来る。   The process of converting the two-axis coordinate value, which is originally two-dimensional information, into two times on the time axis, which is one-dimensional information based on such a correspondence, is referred to as a time-axis mapping process in the present application. By performing such a time axis mapping process, the total time required for transmitting signals from the plurality of sensor nodes SN to the receiving server S is reduced. In the prior art, if one sensor node is arranged in each of 16 cells, the 16 sensor nodes sequentially transmit signals, and a total of 16 unit hours are required until all transmissions are completed. In the time axis mapping process of the present application, all sensor nodes arranged in the same column simultaneously transmit signals at the time corresponding to the column, and all sensor nodes arranged in the same row Since signals are transmitted simultaneously at the time corresponding to, all transmissions can be completed within a total of 8 unit hours.

また、ここでは説明を簡単にするために4列×4行=16セルの領域を例に挙げたが、当然ながら、数十列×数十列=数百〜数千セル、またはそれ以上、のいかなる領域にも適用可能である。そのような場合には、送信時間の短縮率はさらに向上する。ただし、送信時間の短縮と、受信信号から観測情報を推定する精度の向上とは、トレードオフの関係にある。   In addition, here, for the sake of simplicity of explanation, an area of 4 columns × 4 rows = 16 cells is taken as an example, but of course, several tens columns × several tens columns = several hundred to several thousand cells or more It can be applied to any area. In such a case, the transmission time reduction rate is further improved. However, there is a tradeoff between shortening the transmission time and improving the accuracy of estimating observation information from the received signal.

なお、以上はあくまでも一例であって、他にも、2軸の座標値の片方と、別の観測情報との組み合わせを、時間軸上の2つの時刻に変換しても良い。   Note that the above is merely an example, and in addition, a combination of one of the coordinate values of the two axes and another observation information may be converted into two times on the time axis.

第3のステップS3で行われる周波数軸マッピングと、続く第4のステップS4で行われる単位信号の送信とについて、詳細に説明する。本発明では、複数のセンサノードSNの各々から受信サーバSに向けて送信される単位信号の周波数を、予め用意した複数の観測値と周波数とのマッピングに基づき、そのセンサノードSNでの観測値に応じて割り当てる。より具体的には、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を用いて、観測値に応じたサブキャリア周波数の単位信号が割り当てられる。OFDM方式では、あるサブキャリアの中心周波数付近で信号が強くなるが、他のサブキャリアの中心周波数付近では強度がゼロなので、同時刻に各センサノードSNから受信された複数のサブキャリア周波数の単位信号をサブキャリアごとに容易に分離することが可能となる。なお、本実施形態では、観測値とサブキャリア周波数は1対1で対応づけがなされていることを前提とする。したがって、同じ時間タイミングに各センサノードSNは、その観測値に対応する1つのサブキャリア周波数に変換を行う。これに対して、1つの観測値に対して複数のサブキャリア周波数を割り当てるようにマッピングを行ってもよい。この場合、同じ時間タイミングに各センサノードSNは、その観測値に対応する複数のサブキャリア周波数に変換を行う。   The frequency axis mapping performed in the third step S3 and the unit signal transmission performed in the subsequent fourth step S4 will be described in detail. In the present invention, the frequency of the unit signal transmitted from each of the plurality of sensor nodes SN to the reception server S is determined based on the mapping between a plurality of observation values and frequencies prepared in advance. Assign according to. More specifically, a unit signal of a subcarrier frequency corresponding to an observed value is assigned using an OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) system. In the OFDM system, the signal becomes strong near the center frequency of a certain subcarrier, but the intensity is zero near the center frequency of other subcarriers, and therefore, a unit of a plurality of subcarrier frequencies received from each sensor node SN at the same time. The signal can be easily separated for each subcarrier. In the present embodiment, it is assumed that the observed value and the subcarrier frequency are associated with each other on a one-to-one basis. Therefore, at the same time timing, each sensor node SN performs conversion to one subcarrier frequency corresponding to the observed value. On the other hand, mapping may be performed so that a plurality of subcarrier frequencies are assigned to one observation value. In this case, each sensor node SN performs conversion into a plurality of subcarrier frequencies corresponding to the observed value at the same time timing.

このような周波数軸マッピングは、例えば、再表2009−084464号公報に記載の「無線通信方法、無線通信装置、無線通信用プログラムおよび無線通信システム」に係る発明でも使用されている。   Such frequency axis mapping is also used, for example, in the invention relating to “wireless communication method, wireless communication device, wireless communication program, and wireless communication system” described in Table 2009-084464.

図5Aは、本発明による周波数軸マッピングの原理を概略的に示す図である。図5Aは、観測値を示す第1の軸と、サブキャリア周波数番号を示す第2の軸とが示されている。   FIG. 5A is a diagram schematically illustrating the principle of frequency axis mapping according to the present invention. FIG. 5A shows a first axis indicating the observed value and a second axis indicating the subcarrier frequency number.

まず、観測値をkと置き、観測範囲の最小値をKminと置き、同じく最大値をKmaxと置き、中心値をKmidと置く。ここで、観測範囲中心値Kmidは、観測範囲の最大値および最小値の中心値であり、次の式で定義されるものとする。
mid=(Kmax+Kmin)/2
First, the observation value is set as k, the minimum value of the observation range is set as K min , the maximum value is set as K max , and the center value is set as K mid . Here, the observation range center value K mid is the center value of the maximum value and the minimum value of the observation range, and is defined by the following expression.
K mid = (K max + K min ) / 2

なお、観測範囲の幅の半分の値Wは、以下のように定義される。
W=(Kmax−Kmin)/2
The value W that is half the width of the observation range is defined as follows.
W = (K max −K min ) / 2

次に、サブキャリア周波数番号をnと置き、サブキャリア周波数番号の最小値をNminと置き、同じく最大値をNmaxと置き、中心値をNmidと置く。ここで、サブキャリア周波数中心番号Nmidは、サブキャリア周波数番号の最大値と、最小値との中心値であり、次の式で定義されるものとする。
mid=(Nmax+Nmin)/2
Then, the sub-carrier frequency number placed and n C, the minimum value of the sub-carrier frequency number placed and N min, also the maximum value is placed and N max, centered value N mid. Here, the subcarrier frequency center number N mid is a center value between the maximum value and the minimum value of the subcarrier frequency number, and is defined by the following equation.
N mid = (N max + N min ) / 2

なお、このようなサブキャリア周波数中心番号Nmidが存在するためには、サブキャリアの総数は奇数である必要があり、以下のように定義される整数Aが存在するものとする。
max−Nmin=2W/A
In order for such a subcarrier frequency center number N mid to exist, the total number of subcarriers must be an odd number, and an integer A defined as follows exists.
N max -N min = 2W / A

周波数軸マッピングの具体的な計算方法について説明する。観測値kが観測範囲最小値Kmin以下であれば、サブキャリア周波数最小番号Nminを割り当てる。同様に、観測値kが観測範囲最大値Kmax以上であれば、サブキャリア周波数最大番号Nmaxを割り当てる。 A specific calculation method of frequency axis mapping will be described. If the observation value k is less than or equal to the observation range minimum value Kmin , a subcarrier frequency minimum number Nmin is assigned. Similarly, if the observed value k is greater than or equal to the observed range maximum value Kmax , a subcarrier frequency maximum number Nmax is assigned.

観測値kが上記以外の、すなわち
min<k<Kmax
の場合は、観測値kを整数2Aで刻んでサブキャリア周波数番号nに割り当てる。このとき、割り当てられるサブキャリア周波数番号nは以下の式で算出される。

Figure 0006309768
すなわち、観測値kと、観測範囲中心値Kmidとの差を、整数2Aの逆数で離散化し、小数点以下を切り捨てた上で、対応するサブキャリア周波数番号nと、サブキャリア周波数中心番号Nmidとの差に置き換えることが出来る。 The observed value k is other than the above, that is, K min <k <K max
For allocates the sub-carrier frequency number n C carved observations k an integer 2A. At this time, the assigned subcarrier frequency number n C is calculated by the following equation.
Figure 0006309768
That is, the difference between the observed value k and the observed range center value K mid is discretized by the reciprocal of the integer 2A, and after the decimal point is rounded down, the corresponding subcarrier frequency number n C and subcarrier frequency center number N It can be replaced with the difference from mid .

図5Bは、本発明による周波数軸マッピングの具体例を示す図である。この例では、温度を20〜30°Cの範囲で測定し、サブキャリア周波数番号0〜100番の範囲でマッピングする。図5Aに対応させて考えると、
min=20
max=30
mid=25
W=5
min=0
max=100
mid=50
A=50
となり、より具体的には、周波数軸マッピングは以下の式を演算することに等しくなる。

Figure 0006309768
FIG. 5B is a diagram showing a specific example of frequency axis mapping according to the present invention. In this example, the temperature is measured in a range of 20 to 30 ° C., and mapping is performed in a range of subcarrier frequency numbers 0 to 100. Considering FIG. 5A,
K min = 20
K max = 30
K mid = 25
W = 5
N min = 0
N max = 100
N mid = 50
A = 50
More specifically, the frequency axis mapping is equivalent to calculating the following expression.
Figure 0006309768

表1は、上記のマッピング方法を用いて、6つのセンサノードで取得された観測情報から周波数サブキャリア番号を算出した例を示す。

Figure 0006309768
表1の例において、第1のセンサノードが観測した温度は20.0°Cだったので、0番のサブキャリア周波数が割り当てられる。同様に、第2のセンサノードが観測した温度は18.9°Cだったので、0番のサブキャリア周波数が割り当てられる。第3のセンサノードが観測した温度は23.4°Cだったので、34番のサブキャリア周波数が割り当てられる。第4のセンサノードが観測した温度は28.2°Cだったので、82番のサブキャリア周波数が割り当てられる。第5のセンサノードが観測した温度は30.1°Cだったので、100番のサブキャリア周波数が割り当てられる。第6のセンサノードが観測した温度は31.3°Cだったので、100番のサブキャリア周波数が割り当てられる。 Table 1 shows an example in which frequency subcarrier numbers are calculated from observation information acquired by six sensor nodes using the above mapping method.
Figure 0006309768
In the example of Table 1, since the temperature observed by the first sensor node was 20.0 ° C., the 0th subcarrier frequency is assigned. Similarly, since the temperature observed by the second sensor node was 18.9 ° C., the 0th subcarrier frequency is assigned. Since the temperature observed by the third sensor node was 23.4 ° C., the 34th subcarrier frequency was assigned. Since the temperature observed by the fourth sensor node was 28.2 ° C., the 82nd subcarrier frequency is assigned. Since the temperature observed by the fifth sensor node was 30.1 ° C., the subcarrier frequency of No. 100 is assigned. Since the temperature observed by the sixth sensor node was 31.3 ° C., the 100th subcarrier frequency was assigned.

ここまでは、前回特許文献2記載の発明でも提案したとおりであるが、本願発明では、さらに、周波数軸シフト回路191を用いて、変換前の観測値と、変換後の周波数との対応関係を、情報収集回数nに応じて変動させる周波数軸シフト処理を行う。また、本実施形態では、さらに、変換前の観測値と、変換後の周波数との対応関係を、センサノードSNの観測位置情報にも応じて変動させている。 Up to this point, as previously proposed in the invention described in Patent Document 2, the present invention further uses the frequency axis shift circuit 191 to determine the correspondence between the observed value before conversion and the frequency after conversion. Then, frequency axis shift processing is performed that varies according to the number of times of information collection ng . Further, in the present embodiment, the correspondence relationship between the observation value before conversion and the frequency after conversion is also changed according to the observation position information of the sensor node SN.

周波数軸シフト回路191が行う周波数軸シフト処理について説明する。ここでは、一例として、まず、センサノードSNごとに、その観測位置情報である第1座標値xおよび第2座標値yのどちらか一方または両方と、情報収集回数nとに応じて、シフト量nshiftを算出する。この例では、第1座標値xだけを用いて、以下のような変換式を利用する。
shift=x×(n−1)
The frequency axis shift process performed by the frequency axis shift circuit 191 will be described. Here, as an example, first, for each sensor node SN, a shift is performed according to one or both of the first coordinate value x and the second coordinate value y, which are observation position information, and the number of times of information collection ng. The quantity n shift is calculated. In this example, the following conversion formula is used using only the first coordinate value x.
n shift = xx ( ng- 1)

次に、変換前の観測値と、変換後の周波数との対応関係を、算出されたシフト量nshiftに応じてずらす。この例では、以下のような変換式を利用する。
n’car=(ncar+nshift) mod Ncar
ここで、「n’car」はシフト後の周波数サブキャリア番号を示し、「ncar」はシフト前の周波数サブキャリア番号を示し、「Ncar」は周波数軸マッピングに使用する周波数サブキャリアの総数を示す。また、「mod」はモジュロ計算を意味する記号である。
Next, the correspondence between the observed value before the conversion and the frequency after the conversion is shifted according to the calculated shift amount n shift . In this example, the following conversion formula is used.
n ′ car = (n car + n shift ) mod N car
Here, “n ′ car ” indicates the frequency subcarrier number after the shift, “n car ” indicates the frequency subcarrier number before the shift, and “N car ” indicates the total number of frequency subcarriers used for frequency axis mapping. Indicates. “Mod” is a symbol meaning modulo calculation.

以上に説明した周波数軸シフト処理を導入した本願の周波数マッピング処理について、具体例を用いてさらに詳細に説明する。   The frequency mapping process of the present application in which the frequency axis shift process described above is introduced will be described in more detail using a specific example.

図6Aは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第1の状態を示す図である。図6Aに示した例では、第1のセンサノードA〜第7のセンサノードGが、縦4列×横4行の合計16セルに配置されている。第1のセンサノードAは、縦第0列、横第3行のセルに配置されており、観測値は「1」である。第2のセンサノードBは、縦第2列、横第3行のセルに配置されており、観測値は「1」である。第3のセンサノードCは、縦第1列、横第2行のセルに配置されており、観測値は「2」である。第4のセンサノードDは、縦第0列、横第1行のセルに配置されており、観測値は「2」である。第5のセンサノードEは、縦第2列、横第1行のセルに配置されており、観測値は「3」である。第6のセンサノードFは、縦第2列、横第0行のセルに配置されており、観測値は「4」である。第7のセンサノードGは、縦第3列、横第0行のセルに配置されており、観測値は「3」である。   FIG. 6A is a diagram illustrating a first state of an example of the frequency axis shift process of the present application. In the example illustrated in FIG. 6A, the first sensor node A to the seventh sensor node G are arranged in a total of 16 cells of 4 columns × 4 rows. The first sensor node A is arranged in the cell in the vertical 0th column and the horizontal 3rd row, and the observed value is “1”. The second sensor node B is arranged in the cell in the second vertical column and the third horizontal row, and the observed value is “1”. The third sensor node C is arranged in a cell in the first vertical column and the second horizontal row, and the observation value is “2”. The fourth sensor node D is arranged in the cell in the vertical 0th column and the horizontal first row, and the observation value is “2”. The fifth sensor node E is arranged in the cell in the second vertical column and the first horizontal row, and the observation value is “3”. The sixth sensor node F is arranged in the cell in the second vertical column and the zeroth horizontal row, and the observation value is “4”. The seventh sensor node G is arranged in a cell in the third vertical column and the zeroth horizontal row, and the observation value is “3”.

この例では、1回目の情報収集において、すなわち情報収集回数n=1の場合に、シフト量nshiftは常に0となり、したがって周波数軸シフト処理は行わなかった場合と同じ結果が得られる。各センサノードにおいて、観測値から周波数マッピング処理によって得られる周波数サブキャリア番号は、表2に示すとおりである。表2において、網掛け線で強調した部分は、実際に送信される信号に含まれる周波数成分を示している。 In this example, in the first information collection, that is, when the number of times of information collection n g = 1, the shift amount n shift is always 0, and therefore the same result as when the frequency axis shift process is not performed is obtained. In each sensor node, frequency subcarrier numbers obtained from the observed values by frequency mapping processing are as shown in Table 2. In Table 2, the portion highlighted by the shaded line indicates the frequency component included in the actually transmitted signal.

Figure 0006309768
Figure 0006309768

図6Aおよび表2に示したように、情報収集回数n=1の場合には、時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 As shown in FIG. 6A and Table 2, when the number of times of information collection n g = 1, at time t 0 , the first sensor node A has a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observed value “1”. The fourth sensor node D transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observation value “2”. At time t 1, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observed value "2". At time t 2 , the second sensor node B transmits a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observation value “1”, and the fifth sensor node E has a frequency f 3 corresponding to the observation value “3”. The sixth sensor node F transmits a unit signal having a frequency f 4 corresponding to the observation value “4”. At time t 3 , the seventh sensor node G transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observed value “3”.

さらに、時刻tにおいて、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 Further, at time t 4 , the sixth sensor node F transmits a unit signal having a frequency f 4 corresponding to the observation value “4”, and the seventh sensor node G transmits a frequency f corresponding to the observation value “3”. A unit signal having 3 is transmitted. At time t 5 , the fourth sensor node D transmits a unit signal having the frequency f 2 corresponding to the observation value “2”, and the fifth sensor node E transmits the frequency f 3 corresponding to the observation value “3”. The unit signal which has is transmitted. At time t 6, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observed value "2". At time t 7 , the first sensor node A transmits a unit signal having the frequency f 1 corresponding to the observation value “1”, and the second sensor node B has the frequency f 1 corresponding to the observation value “1”. The unit signal which has is transmitted.

本発明によれば、上記のように、観測情報をサブキャリア周波数に変換し、観測位置情報を送信タイミングに変換して送信を行うことにより、従来技術におけるパケットを用いた送信方法と比べて、きわめて高速な送信が可能になる。これは、センサノード数が多い場合に特に顕著となる。例えば、センサノード数を2500とすると、従来のZigBeeに準拠した送信方法の場合、観測情報と観測位置情報を含みうる最小のパケットサイズ(例えば、127バイト=1016ビット)、パケット送信速度を250キロビット毎秒とし、各センサノードからのパケットの衝突が一切発生しない理想的な環境を想定したとしても、全ノードの情報の送信に10秒程度要する。一方、本発明の送信方法の場合、1回の送信タイミングを表す1スロットを、一般的な無線LANの10倍程度の余裕を見て40マイクロ秒とし、1グループに1セル(すなわち、上記α=1)として、送信タイミングが一切集約されずに各ノードの情報が送信される(すなわち2500回の送信が行われる)としても、100ミリ秒程度で済む。   According to the present invention, as described above, the observation information is converted into the subcarrier frequency, the observation position information is converted into the transmission timing, and the transmission is performed, thereby, compared with the transmission method using the packet in the prior art, Very high speed transmission is possible. This is particularly noticeable when the number of sensor nodes is large. For example, if the number of sensor nodes is 2500, in the case of a transmission method compliant with the conventional ZigBee, the minimum packet size (for example, 127 bytes = 1016 bits) that can include observation information and observation position information, and the packet transmission rate is 250 kilobits. Even if an ideal environment where no collision of packets from each sensor node occurs is assumed every second, it takes about 10 seconds to transmit information of all nodes. On the other hand, in the case of the transmission method of the present invention, one slot representing one transmission timing is set to 40 microseconds with a margin of about 10 times that of a general wireless LAN, and one cell per group (that is, the above α) = 1), even if the information of each node is transmitted without being aggregated at all (that is, 2500 transmissions are performed), it is only about 100 milliseconds.

図6Bは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第2の状態を示す図である。図6Bにおける第1のセンサノードA〜第7のセンサノードGの配置は、図6Aの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。図6Bは、2回目の情報収集において、すなわち情報収集回数n=2の場合を示している。このとき、シフト量nshiftは、横軸の座標値xに応じて算出されて、その結果は表3に示すとおりである。表3において、網掛け線で強調した部分は、実際に送信される信号に含まれる周波数成分を示している。一例として、第2のセンサノードBでは、横軸座標xの値が2であるので、観測値「1」に対応付けられる周波数が、表2に示したfからfに、2サブキャリアだけシフトされている。同様に、第7のセンサノードGでは、横軸座標xの値が3であるので、観測値「3」に対応付けられる周波数が、表2に示したfからfに、−2サブキャリアだけ、すなわちモジュロ5で3サブキャリアだけ、シフトされている。 FIG. 6B is a diagram illustrating a second state of the example of the frequency axis shift process of the present application. The arrangement of the first sensor node A to the seventh sensor node G in FIG. 6B is the same as that in the case of FIG. FIG. 6B shows the case of the second information collection, that is, the number of information collection times n g = 2. At this time, the shift amount n shift is calculated according to the coordinate value x on the horizontal axis, and the result is as shown in Table 3. In Table 3, the portion highlighted by the shaded line indicates the frequency component included in the actually transmitted signal. As an example, since the value of the horizontal coordinate x is 2 in the second sensor node B, the frequency associated with the observed value “1” is 2 subcarriers from f 1 to f 3 shown in Table 2. Just shifted. Similarly, in the seventh sensor node G, since the value of the horizontal coordinate x is 3, the frequency associated with the observation value “3” is changed from f 3 to f 1 shown in Table 2 to −2 sub Only the carrier, ie, 3 subcarriers in modulo 5, is shifted.

Figure 0006309768
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図6Bおよび表3に示したように、情報収集回数n=2の場合には、時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 As shown in FIG. 6B and Table 3, when the number of times of information collection n g = 2, at time t 0 , the first sensor node A has a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observed value “1”. The fourth sensor node D transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observation value “2”. At time t 1, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observed value "2". At time t 2 , the second sensor node B transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observation value “1”, and the fifth sensor node E has a frequency f 5 corresponding to the observation value “3”. The sixth sensor node F transmits a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observed value “4”. At time t 3 , the seventh sensor node G transmits a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observed value “3”.

さらに、時刻tにおいて、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 Further, at time t 4 , the sixth sensor node F transmits a unit signal having the frequency f 1 corresponding to the observation value “4”, and the seventh sensor node G transmits the frequency f corresponding to the observation value “3”. A unit signal having 1 is transmitted. At time t 5 , the fourth sensor node D transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observation value “2”, and the fifth sensor node E has a frequency f 5 corresponding to the observation value “3”. The unit signal which has is transmitted. At time t 6, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observed value "2". At time t 7 , the first sensor node A transmits a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observation value “1”, and the second sensor node B has a frequency f 3 corresponding to the observation value “1”. The unit signal which has is transmitted.

図6Cは、本願の周波数軸シフト処理の一例について、第3の状態を示す図である。図6Cにおける第1のセンサノードA〜第7のセンサノードGの配置は、図6Aおよび図7Aの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。図6Cは、3回目の情報収集において、すなわち情報収集回数n=3の場合を示している。このとき、シフト量nshiftは、横軸の座標値xに応じて算出されて、その結果は表4に示すとおりである。表4において、網掛け線で強調した部分は、実際に送信される信号に含まれる周波数成分を示している。一例として、第2のセンサノードBでは、横軸座標xの値が2であるので、観測値「1」に対応付けられる周波数が、表2に示したfからfに、4サブキャリアだけシフトされている。同様に、第7のセンサノードGでは、横軸座標xの値が3であるので、観測値「3」に対応付けられる周波数が、表2に示したfからfに、1サブキャリアだけ、すなわちモジュロ5で6サブキャリアだけ、シフトされている。 FIG. 6C is a diagram illustrating a third state regarding an example of the frequency axis shift process of the present application. The arrangement of the first sensor node A to the seventh sensor node G in FIG. 6C is the same as in the case of FIG. 6A and FIG. 7A, and thus further detailed description is omitted. FIG. 6C shows the case of information collection for the third time, that is, the number of information collection times n g = 3. At this time, the shift amount n shift is calculated according to the coordinate value x on the horizontal axis, and the result is as shown in Table 4. In Table 4, the portion highlighted by the shaded line indicates the frequency component included in the actually transmitted signal. As an example, since the value of the horizontal coordinate x is 2 in the second sensor node B, the frequency associated with the observed value “1” is changed from 4 to 5 in f 1 to f 5 shown in Table 2. Just shifted. Similarly, in the seventh sensor node G, since the value of the horizontal coordinate x is 3, the frequency associated with the observed value “3” is 1 subcarrier from f 3 to f 4 shown in Table 2. Only, ie modulo 5 and 6 subcarriers are shifted.

Figure 0006309768
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図6Cおよび表4に示したように、情報収集回数n=3の場合には、時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 As shown in FIG. 6C and Table 4, when the number of information collections n g = 3, at time t 0 , the first sensor node A has a unit signal having a frequency f 1 corresponding to the observed value “1”. The fourth sensor node D transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observation value “2”. At time t 1, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 4, corresponding to the observed value "2". At time t 2 , the second sensor node B transmits a unit signal having a frequency f 5 corresponding to the observation value “1”, and the fifth sensor node E has a frequency f 2 corresponding to the observation value “3”. The sixth sensor node F transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observation value “4”. At time t 3 , the seventh sensor node G transmits a unit signal having a frequency f 4 corresponding to the observed value “3”.

さらに、時刻tにおいて、第6のセンサノードFは観測値「4」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第7のセンサノードGは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第4のセンサノードDは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第5のセンサノードEは観測値「3」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第3のセンサノードCは観測値「2」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。時刻tにおいて、第1のセンサノードAは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信し、第2のセンサノードBは観測値「1」に対応する周波数fを有する単位信号を送信する。 Further, at time t 4 , the sixth sensor node F transmits a unit signal having a frequency f 3 corresponding to the observed value “4”, and the seventh sensor node G transmits a frequency f corresponding to the observed value “3”. A unit signal having 4 is transmitted. At time t 5 , the fourth sensor node D transmits a unit signal having a frequency f 2 corresponding to the observation value “2”, and the fifth sensor node E has a frequency f 2 corresponding to the observation value “3”. The unit signal which has is transmitted. At time t 6, the third sensor node C transmits a unit signal having a frequency f 4, corresponding to the observed value "2". At time t 7 , the first sensor node A transmits a unit signal having the frequency f 1 corresponding to the observation value “1”, and the second sensor node B has the frequency f 5 corresponding to the observation value “1”. The unit signal which has is transmitted.

このように、本願発明による周波数軸シフト処理を導入した周波数軸マッピング処理によれば、情報収集回数nの値を、情報送信要求信号を送信する度に変更することによって、情報収集の各回においてセンサノードでの観測情報が同じであったとしても、異なる受信信号を生成することが可能となる。 As described above, according to the frequency axis mapping process in which the frequency axis shift process according to the present invention is introduced, the value of the information collection count ng is changed each time the information transmission request signal is transmitted. Even if the observation information at the sensor node is the same, different received signals can be generated.

第5のステップS5で行われる、単位信号の集合体の受信およびその電力検出について詳細に説明する。受信サーバSは、単位信号を受信する時刻毎に、かつ、サブキャリア周波数毎に、受信した単位信号の電力を検出し、所定の閾値と比較し、有効な単位信号と、無効な単位信号とを選別する。有効と選別された単位信号は、受信サーバSのデータベース333などに格納される。   The reception of the unit signal aggregate and the power detection thereof performed in the fifth step S5 will be described in detail. The reception server S detects the power of the received unit signal for each time at which the unit signal is received and for each subcarrier frequency, compares the received unit signal with a predetermined threshold, and determines the valid unit signal, the invalid unit signal, Sort out. The unit signal selected as valid is stored in the database 333 of the receiving server S or the like.

第6のステップS6で行われる共通サブキャリアの判定について、より詳細に説明する。   The determination of the common subcarrier performed in the sixth step S6 will be described in more detail.

図7Aは、図6Aに示した第1の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。図7Aは、図6Aの場合と同様に、縦4列、横4行、合計16のセルからなる格子を示している。図7Aに示した16のセルは、センサノードから送信された観測情報を受信サーバSが推定するために生成する中間データを示している。   FIG. 7A is a diagram illustrating an example of common subcarriers obtained from the first state illustrated in FIG. 6A. FIG. 7A shows a lattice composed of four columns, four rows, and a total of 16 cells, as in FIG. 6A. The 16 cells shown in FIG. 7A indicate intermediate data generated for the reception server S to estimate observation information transmitted from the sensor node.

図7Aに示した16のセルのうち、一番左、かつ、一番上のセルに注目する。図6Aに示したとおり、このセルには時刻tと、時刻tとが対応している。そして、受信サーバSは、時刻tには周波数成分としてfおよびfだけを含む単位信号を受信しており、また、時刻tにはfだけを含む単位信号を受信している。これらの事実から、受信サーバSの復元回路37は、両時刻に共通して受信した周波数成分、すなわち共通サブキャリア周波数であるfが、このセルから送信されたと推定する。実際、このセルには第1のセンサノードAが配置されており、かつ、第1のセンサノードAは周波数fに変換された観測値「1」を測定しているので、受信サーバSの復元回路37による上記の推定は正しい観測情報に到達している。 Of the 16 cells shown in FIG. 7A, attention is paid to the leftmost and topmost cell. As shown in FIG. 6A, time t 0 and time t 7 correspond to this cell. The reception server S receives a unit signal including only f 1 and f 2 as frequency components at time t 0 , and receives a unit signal including only f 1 at time t 7 . . From these facts, the restoration circuit 37 of the reception server S estimates that the frequency component received in common at both times, that is, f 1 that is the common subcarrier frequency is transmitted from this cell. Actually, the first sensor node A is arranged in this cell, and the first sensor node A measures the observation value “1” converted into the frequency f 1 . The above estimation by the restoration circuit 37 has reached correct observation information.

次に、図7Aに示した16のセルのうち、左から2番目、かつ、上から3番目の、太枠で示したセルに注目する。図6Aに示したとおり、このセルには時刻tと、時刻tとが対応している。そして、受信サーバSは、時刻tには周波数成分としてfだけを含む単位信号を受信しており、また、時刻tにはfおよびfだけを含む単位信号を受信している。これらの事実から、受信サーバの復元回路37は、共通サブキャリア周波数であるfがこのセルから送信されたと推定する。しかし、実際にはこのセルにはセンサノードが配置されておらず、受信サーバSの復元回路37は存在しない観測情報を検出してしまっている。 Next, attention is focused on the second cell from the left and the third cell from the top among the 16 cells shown in FIG. As shown in FIG. 6A, time t 1 and time t 5 correspond to this cell. The receiving server S, at time t 1 has received a unit signal containing only f 2 as a frequency component, also at time t 5 is receiving a unit signal containing only f 2 and f 3 . From these facts, the restoration circuit 37 of the receiving server estimates that f 2 that is the common subcarrier frequency is transmitted from this cell. However, actually, no sensor node is arranged in this cell, and the restoration circuit 37 of the receiving server S has detected observation information that does not exist.

また、図7Aに示した16のセルのうち、左から3番目、且つ、一番下のセルに注目する。図6Aに示したとおり、このセルには時刻tと、時刻tとが対応している。そして、受信サーバSは、時刻tには周波数成分としてf、fおよびfだけを含む単位信号を受信しており、また、時刻tにはfおよびfだけを含む単位信号を受信している。これらの事実化は、受信サーバSの復元回路37は、共通サブキャリア周波数であるfおよびfの両方が、このセルから送信されたと推定する。しかし、実際には、このセルには第6のセンサノードFが配置されており、第6のセンサノードFは周波数fに変換された観測値「4」だけを測定している。このように、受信サーバSの復元回路37は、部分的に正しく、部分的に誤った観測情報を検出してしまっている。 Also, pay attention to the third cell from the left and the bottom cell among the 16 cells shown in FIG. 7A. As shown in FIG. 6A, time t 2 and time t 4 correspond to this cell. The receiving server S, at time t 2 has received a unit signal containing only f 1, f 3 and f 4 as a frequency component, also at time t 4 units containing only f 3 and f 4 A signal is being received. From these factifications, the restoration circuit 37 of the receiving server S estimates that both the common subcarrier frequencies f 3 and f 4 have been transmitted from this cell. However, actually, the sixth sensor node F is arranged in this cell, and the sixth sensor node F measures only the observation value “4” converted into the frequency f 4 . Thus, the restoration circuit 37 of the receiving server S has detected observation information that is partially correct and partially incorrect.

図7Aに示した例では、その他、薄い網掛け線で示したセルでは正しい観測情報を検出しており、濃い網掛け線で示したセルでは存在しない観測情報を検出している。第6のステップS6の段階では、検出した観測情報の正誤に関係無く、図7Aに示した共通サブキャリアの情報を、情報収集回数n=1の値に対応付けて、受信サーバSのデータベース333に格納する。 In the example shown in FIG. 7A, correct observation information is detected in cells indicated by thin hatched lines, and observation information that does not exist in cells indicated by dark hatched lines is detected. In the stage of the sixth step S6, regardless of whether the detected observation information is correct or incorrect, the information of the common subcarrier shown in FIG. 7A is associated with the value of the information collection count n g = 1, and the database of the receiving server S Stored in 333.

図7Bは、図6Bに示した第2の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。図7Bに示した、情報収集回数n=2の場合も、図7Aに示した、情報収集回数n=1の場合と同様に、薄い網掛け線で示したセルでは正しい観測情報を検出しており、濃い網掛け線で示したセルでは存在しない観測情報を検出している。ここでも、検出した観測情報の正誤に関係無く、図7Aに示した共通サブキャリアの情報を、情報収集回数n=2の値に対応付けて、受信サーバSのデータベース333に格納する。 FIG. 7B is a diagram illustrating an example of the common subcarrier obtained from the second state illustrated in FIG. 6B. In the case of the number of times of information collection n g = 2 shown in FIG. 7B, the correct observation information is detected in the cells indicated by the thin shaded lines as in the case of the number of times of information collection n g = 1 shown in FIG. 7A. Observation information that does not exist in the cells indicated by the dark shaded lines is detected. Here, regardless of whether the detected observation information is correct or not, the information on the common subcarrier shown in FIG. 7A is stored in the database 333 of the receiving server S in association with the value of the information collection count n g = 2.

図7Cは、図6Cに示した第3の状態から得られる共通サブキャリアの一例を示す図である。図7Cに示した、情報収集回数n=3の場合も、図7Aに示した、情報収集回数n=1の場合と同様に、薄い網掛け線で示したセルでは正しい観測情報を検出しており、濃い網掛け線で示したセルでは存在しない観測情報を検出している。ここでも、検出した観測情報の正誤に関係無く、図7Aに示した共通サブキャリアの情報を、情報収集回数n=3の値に対応付けて、受信サーバSのデータベース333に格納する。 FIG. 7C is a diagram illustrating an example of common subcarriers obtained from the third state illustrated in FIG. 6C. Even when the number of times of information collection ng = 3 shown in FIG. 7C, correct observation information is detected in the cells indicated by the thin shaded lines, as in the case of the number of times of information collection ng = 1 shown in FIG. 7A. Observation information that does not exist in the cells indicated by the dark shaded lines is detected. Here, regardless of whether the detected observation information is correct or not, the information on the common subcarrier shown in FIG. 7A is stored in the database 333 of the receiving server S in association with the value of the information collection count n g = 3.

ただし、正しい観測情報を検出たセルの配置が、図7A、図7Bおよび図7Cでほぼ一致しているのに対して、存在しない観測情報を検出したセルとの配置が、図7A、図7Bおよび図7Cではそれぞれ異なる。これは、本願による周波数軸シフト処理による効果である。   However, the arrangement of the cells in which the correct observation information is detected is substantially the same in FIGS. 7A, 7B, and 7C, whereas the arrangement of the cells in which the non-existent observation information is detected is as shown in FIGS. 7A and 7B. And FIG. 7C are different. This is an effect of the frequency axis shift processing according to the present application.

第8のステップS8で行われる共通サブキャリアの検出確率を算出することについて詳細に説明する。第7のステップS7で情報収集回数nが収集回数閾値Nに達した際、すなわち、第6のステップS6で得られた共通サブキャリアに関する中間データが十分に蓄積された際に、受信サーバSの復元回路37は、セルごとに共通サブキャリアが検出された確率を算出する。言い換えれば、情報収集回数nが収集回数閾値N未満である間は、推定精度を上げるためのトレーニング期間であり、推定動作を開始しない。 The calculation of the common subcarrier detection probability performed in the eighth step S8 will be described in detail. When collecting information number n g at the seventh step S7 in has reached the collected count threshold N g, i.e., when the intermediate data related to the common sub-carrier obtained in step S6 of the sixth is sufficiently accumulated, the receiving server The S restoration circuit 37 calculates the probability that a common subcarrier is detected for each cell. In other words, while the information collection number ng is less than the collection number threshold value Ng, it is a training period for improving the estimation accuracy, and the estimation operation is not started.

この例では、収集回数閾値Nの値を3と置く。なお、本願発明者は、縦400列、横400行、合計16万セルの大規模な領域の半分程度にセンサノードをランダムに配置した場合でも、収集回数閾値Nの値は4程度で実用的な推定結果が得られることを確認した。 In this example, the value of the collection frequency threshold Ng is set to 3. Incidentally, the present inventor has vertical 400 lines, horizontal 400 lines, even when placing the sensor nodes randomly half of the large area of the total 160,000 cells, the value of the collected count threshold N g is about 4 practical It was confirmed that a typical estimation result was obtained.

図8は、図7A、図7Bおよび図7Cに示した例による共通サブキャリアの検出確率を示す図である。図8も、縦4列、横4行、合計16のセルからなる格子を示している。図8に示した16のセルは、図6A、図6B、図6C、図7A、図7Bおよび図7Cに示した16のセルにそれぞれ対応している。16のセルのそれぞれについて、受信サーバSの復元回路37は、第6のステップS6で共通サブキャリアが検出されたか否かについて、データベース333に蓄積されたデータを読み取り、検出された確率を算出する。この例では、各セルにおいて共通サブキャリアが検出された確率として、0、1/3、2/3または1の合計4種類のいずれかが算出されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating the detection probability of common subcarriers according to the example illustrated in FIGS. 7A, 7B, and 7C. FIG. 8 also shows a lattice composed of four columns, four rows, and a total of 16 cells. The 16 cells shown in FIG. 8 correspond to the 16 cells shown in FIGS. 6A, 6B, 6C, 7A, 7B, and 7C, respectively. For each of the 16 cells, the restoration circuit 37 of the receiving server S reads the data stored in the database 333 and calculates the probability of detection as to whether or not the common subcarrier is detected in the sixth step S6. . In this example, any of four types of 0, 1/3, 2/3, or 1 in total is calculated as the probability that a common subcarrier is detected in each cell.

第9のステップS9で行われるセルの選択について詳細に説明する。この例では、検出確率閾値を1と置く。すなわち、図8に示した16のセルのうち、共通サブキャリアが検出された確率が1未満であったセルについては、第6のステップS6において正しい観測情報が検出されていないと推定して、今後の復元処理から除外する。図8の場合は、検出確率が1に等しいセルに注目すると、実際に第1のセンサノードA〜第7のセンサノードGが配置されているセルに一致する。また、検出確率が1未満のセルに注目すると、実際にセンサノードが配置されていないセルに一致する。   The cell selection performed in the ninth step S9 will be described in detail. In this example, the detection probability threshold is set to 1. That is, out of the 16 cells shown in FIG. 8, for cells in which the probability that a common subcarrier is detected is less than 1, it is estimated that correct observation information is not detected in the sixth step S <b> 6. Exclude from future restoration process. In the case of FIG. 8, when attention is paid to a cell having a detection probability equal to 1, it coincides with a cell in which the first sensor node A to the seventh sensor node G are actually arranged. Further, if attention is paid to a cell having a detection probability of less than 1, it matches a cell in which no sensor node is actually arranged.

ただし、電波環境などの影響により、実際にはセンサノードが配置されているセルでも共通サブキャリアの検出確率が1に達しない場合も十分考えられる。そこで、本願の無線センサネットワークシステムおよび情報一括収集方法を実際に運用する諸条件に合わせて、検出確率閾値を適宜に調節することが望ましい。なお、このような調節を適宜に行うことで、複数のセンサノードSNの一部がセルを跨いで移動したり、途中で動作を停止したり、反対に途中から動作を開始した場合に、そのようなイレギュラーなセンサノードから送信された単位信号を、受信サーバSによる推定処理から除外することも可能となる。   However, it is also conceivable that the detection probability of the common subcarrier does not reach 1 even in the cell where the sensor node is actually arranged due to the influence of the radio wave environment. Therefore, it is desirable to appropriately adjust the detection probability threshold according to various conditions for actually operating the wireless sensor network system and the information batch collection method of the present application. In addition, by appropriately performing such adjustment, when a part of the plurality of sensor nodes SN moves across the cell, stops the operation in the middle, or conversely starts the operation in the middle, It is possible to exclude the unit signal transmitted from such an irregular sensor node from the estimation process by the receiving server S.

第10のステップS10で行われる観測情報の推定について詳細に説明する。この例では、情報収集回数n=収集回数閾値n=3の場合について説明する。第6のステップS6で検出してデータベース333に蓄積した共通サブキャリア情報のうち、最新のもの、すなわち図7Cに示した共通サブキャリア情報に注目する。ここから、第9のステップS9で検出確率閾値に届かなかったセルを除外する。 The observation information estimation performed in the tenth step S10 will be described in detail. In this example, a case where the number of information collections n g = threshold number of collections n g = 3 will be described. Of the common subcarrier information detected in the sixth step S6 and accumulated in the database 333, attention is paid to the latest information, that is, the common subcarrier information shown in FIG. 7C. From here, cells that have not reached the detection probability threshold in the ninth step S9 are excluded.

図9Aは、図7Cに示した共通サブキャリアから、図8に示した検出確率が検出確率閾値に届かなかったセルを除外した状態を示す図である。この例では、左から2列目、かつ、一番下の行のセルと、一番右の列、且つ、上から2番目の行のセルとが除外されていることを、「×」印で示している。   FIG. 9A is a diagram illustrating a state in which cells in which the detection probability illustrated in FIG. 8 has not reached the detection probability threshold are excluded from the common subcarriers illustrated in FIG. 7C. In this example, the cell in the second column from the left and the bottom row, and the cell in the rightmost column and the second row from the top are excluded. Is shown.

図9Bは、図9Aから、除外されずに残った共通サブキャリアを抜き出した状態を示す図である。   FIG. 9B is a diagram illustrating a state in which common subcarriers remaining without being excluded are extracted from FIG. 9A.

その後、除外されずに残ったセルの共通サブキャリア、すなわち実際に存在するセンサノードから送信されたと推定される共通サブキャリアについて、受信サーバSの復元回路37は、周波数軸シフト処理の逆変換を行うことで、周波数軸シフト処理を行う前のサブキャリア周波数を算出する。この逆変換は、例えば、以下の逆変換式を用いて行う。
com=(n’com−nshift) mod Ncar
ここで、「ncom」は逆変換後の共通サブキャリアを示し、「n’com」は逆変換前の共通サブキャリアを示す。
Thereafter, the restoration circuit 37 of the reception server S performs the inverse transformation of the frequency axis shift process for the common subcarriers of the cells that remain without being excluded, that is, the common subcarriers estimated to be transmitted from the sensor nodes that actually exist. By doing so, the subcarrier frequency before performing the frequency axis shift process is calculated. This inversion is performed using, for example, the following inversion formula.
n com = (n ′ com −n shift ) mod N car
Here, “n com ” indicates a common subcarrier after reverse conversion, and “n ′ com ” indicates a common subcarrier before reverse conversion.

図9Cは、図9Bで抜き出された共通サブキャリアに対して、周波数軸シフト処理の逆変換を行った結果の一例を示す図である。   FIG. 9C is a diagram illustrating an example of a result obtained by performing inverse transformation of frequency axis shift processing on the common subcarriers extracted in FIG. 9B.

最後に、周波数軸シフト処理の逆変換を行った結果として得られる共通サブキャリアに対して、周波数軸マッピング処理の逆変換を行って、周波数軸マッピング処理を行う前の観測情報を推定する。この逆変換は、例えば、以下の逆変換式を用いて行う。
est(x,y)=A×ncom−W+Kmid
ここで、「kest」は座標(x,y)のセルで測定された観測値を受信サーバSで推定した値を示し、「A」は観測値の刻み幅を示し、「W」は観測値の下限から上限までの幅の半値を示し、「Kmid」は観測値の中央値を示している。なお、刻み幅Aと、半値Wと、中央値Kmidについては、受信サーバSのデータ332と、各センサノードSNのデータ132とに、予め記憶されている。
Finally, inverse conversion of the frequency axis mapping process is performed on the common subcarriers obtained as a result of the inverse conversion of the frequency axis shift process, and observation information before the frequency axis mapping process is estimated. This inversion is performed using, for example, the following inversion formula.
k est (x, y) = A × n com −W + K mid
Here, “k est ” indicates a value estimated by the receiving server S from the observation value measured in the cell at the coordinates (x, y), “A” indicates the step size of the observation value, and “W” indicates the observation value. The half value of the range from the lower limit to the upper limit of the value is shown, and “K mid ” shows the median value of the observed values. Note that the step size A, the half value W, and the median value K mid are stored in advance in the data 332 of the receiving server S and the data 132 of each sensor node SN.

図9Dは、図9Cに示した共通サブキャリアに対して周波数軸マッピング処理の逆変換を行った結果の一例を示す図である。この例では、受信サーバSによる推定結果が図6Cに示した各セルの観測値に一致していることが確認できる。   FIG. 9D is a diagram illustrating an example of a result obtained by performing the inverse transformation of the frequency axis mapping process on the common subcarrier illustrated in FIG. 9C. In this example, it can be confirmed that the estimation result by the receiving server S matches the observation value of each cell shown in FIG. 6C.

以上に説明したように、本願発明による無線センサネットワークシステムおよびこれを利用した情報一括収集方法は、時間軸マッピングおよび周波数軸マッピングによってセンサノードSNから受信サーバSへの信号送信に必要な時間を大幅に短縮しながら、周波数軸シフトおよび過去の受信信号の蓄積によって推定精度の向上を実現する。   As described above, the wireless sensor network system according to the present invention and the information batch collection method using the same greatly increase the time required for signal transmission from the sensor node SN to the receiving server S by time axis mapping and frequency axis mapping. The estimation accuracy is improved by shifting the frequency axis and accumulating past received signals.

なお、本願発明による無線センサネットワークシステムおよび情報一括収集方法では、受信サーバSも、複数のセンサノードSNのそれぞれも、使用者に至るまで、複数のセンサノードSNの総数も、どのセルにセンサノードSNが配置されているのかも、知る必要が無いので、自由度の高い運用が可能であるとも言える。   In the wireless sensor network system and the information batch collection method according to the present invention, the reception server S, each of the plurality of sensor nodes SN, the total number of the plurality of sensor nodes SN up to the user, Since it is not necessary to know whether the SN is arranged, it can be said that operation with a high degree of freedom is possible.

(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、各セルに高々1つのセンサノードしか配置されていないことを前提に、検出確率が高い共通サブキャリアの選択と、観測情報の推定とを行った。しかし、実際の運用では、同じセルに複数のセンサノードが存在したり、一部のセンサノードがセルを跨いで移動したり、一部のセンサノードが一連の情報収集の途中で受信サーバとの通信が途絶えたり、などの様々なイレギュラーが考えられる。そこで、第1の実施形態で行った各処理に、特許文献2で提案した判定、推定、補間などの各動作を組み合わせることで、さらなる推定精度の向上が可能となる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, selection of a common subcarrier with a high detection probability and estimation of observation information are performed on the assumption that at most one sensor node is arranged in each cell. However, in actual operation, there are multiple sensor nodes in the same cell, some sensor nodes move across cells, and some sensor nodes contact the receiving server in the middle of a series of information collection. Various irregularities can be considered, such as communication being interrupted. Therefore, by combining each process performed in the first embodiment with each operation such as determination, estimation, and interpolation proposed in Patent Document 2, it is possible to further improve the estimation accuracy.

図10Aは、複数のセンサノードが送信する複数の単位信号が有する周波数の一例を示す分布図である。本実施形態では、例として縦3列、横3行の合計9セルの領域に複数のセンサノードを配置した場合について説明する。   FIG. 10A is a distribution diagram illustrating an example of frequencies of a plurality of unit signals transmitted by a plurality of sensor nodes. In the present embodiment, as an example, a case will be described in which a plurality of sensor nodes are arranged in an area of 9 cells in total of 3 columns and 3 rows.

本実施形態では、第1の実施形態における第8のステップS8と組み合わせて、またはその代わりに、共通するサブキャリア周波数の存在判定を行う。また、本実施形態では、前提条件として、1つのセルCに配置されたセンサノードSNは1個以下で、かつ、受信サーバSはこの配置を把握していないものとする。   In the present embodiment, the presence determination of a common subcarrier frequency is performed in combination with or instead of the eighth step S8 in the first embodiment. In the present embodiment, as a precondition, it is assumed that the number of sensor nodes SN arranged in one cell C is one or less, and the receiving server S does not grasp this arrangement.

図10Bは、図10Aの例に基づいて行った、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。図10Bの判定図は、図10Aの分布図と同じ9つのセルCを表しており、横軸に時刻t〜tが、縦軸に時刻t〜tが、それぞれ割り当てられている。 FIG. 10B is a determination diagram illustrating a result of determination of the existence of a common subcarrier frequency performed based on the example of FIG. 10A. The determination diagram of FIG. 10B represents the same nine cells C as the distribution diagram of FIG. 10A, and the time t 0 to t 2 is assigned to the horizontal axis, and the times t 3 to t 5 are assigned to the vertical axis. .

図10Bの、時刻tと、時刻tとが交差するセルCに注目する。受信サーバSのCPU32は、受信結果をまとめた表5を参照し、時刻tと、時刻tとで共通するサブキャリア周波数を検索する。共通するサブキャリア周波数は、第1のサブキャリア周波数fと、第2のサブキャリア周波数fとであるので、この結果が図10Bの、時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応付けられて、受信サーバSのメモリ33に記録される。 Note cell C in FIG. 10B where time t 0 and time t 5 intersect. CPU32 of receiving server S references the table 5 summarizes the received result, a time t 0, to search for common subcarrier frequency in the time t 5. Since the common subcarrier frequencies are the first subcarrier frequency f 1 and the second subcarrier frequency f 2 , this result is a cell where time t 0 and time t 5 in FIG. 10B intersect. It is associated with C and recorded in the memory 33 of the receiving server S.

同様に、時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fおよびfが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fおよびfが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fが記録される。時刻tと、時刻tとが交差するセルCに対応して、共通するサブキャリア周波数fが記録される。なお、時刻tと、時刻tとが交差するセルCには共通するサブキャリア周波数が無いので、その記録は空白のままとなる。 Similarly, the common subcarrier frequencies f 2 and f 3 are recorded corresponding to the cell C where the time t 1 and the time t 5 intersect. And time t 2, the can and the time t 5 corresponding to the cell C that intersect, the sub-carrier frequency f 3 in common is recorded. And time t 0, corresponding to the cell C in which the time t 4 intersect, the subcarrier frequency f 2 that is common is recorded. The time t 1, and the time t 4 corresponding to the cell C that intersect, the subcarrier frequency f 2 and f 3 common is recorded. And time t 2, the can and the time t 4 corresponding to the cell C that intersect, the sub-carrier frequency f 3 in common is recorded. Corresponding to the cell C where the time t 1 and the time t 3 intersect, a common subcarrier frequency f 4 is recorded. And time t 2, the time and t 3 is corresponding to the cell C that intersect, the sub-carrier frequency f 5 in common is recorded. Note that the cell C at which the time t 0 and the time t 3 intersect does not have a common subcarrier frequency, so that the record remains blank.

図10Cは、受信信号からの判定結果を示す図10Bのうち、送信信号の分布を示す図10Aとの差異を示す比較図である。図10Cでは、実際の分布とは判定結果が異なる4つのセルCを、不確定領域UZとして示している。ここで、不確定領域UZは、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCと、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCと、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCと、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCとを含んでいる。 FIG. 10C is a comparison diagram showing a difference from FIG. 10A showing the distribution of the transmission signal in FIG. 10B showing the determination result from the reception signal. In FIG. 10C, four cells C having different determination results from the actual distribution are shown as uncertain areas UZ. Here, the uncertain area UZ includes a cell C corresponding to a combination of time t 0 and time t 5 , a cell C corresponding to a combination of time t 1 and time t 5, and a combination of time t 1 and time t 4 . it includes a cell C corresponding, and a cell C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 4 to.

本実施形態では、それぞれのセルCについて、判定結果であるサブキャリア周波数を観測情報に逆変換し、複数のサブキャリア周波数が候補として挙がっている場合は逆変換値の平均値を算出して、観測情報の推定値とする。この演算は、以下の式で一般化される。

Figure 0006309768
ここで、x’は対象となるセルCの横方向の座標を表し、y’は対象となるセルCの縦方向の座標を表し、kestは座標x’,y’の対象となるセルCにおける観測情報の推定値を表し、Nは対象となるセルCで候補として挙がっているサブキャリア周波数の総数を表し、N comはi番目の候補となるサブキャリア周波数を表す。 In this embodiment, for each cell C, the subcarrier frequency that is the determination result is inversely converted into observation information, and when a plurality of subcarrier frequencies are listed as candidates, the average value of the inversely converted values is calculated, Estimated value of observation information. This operation is generalized by the following equation.
Figure 0006309768
Here, x ′ represents the horizontal coordinate of the target cell C, y ′ represents the vertical coordinate of the target cell C, and k est represents the target cell C of the coordinates x ′ and y ′. , N represents the total number of subcarrier frequencies listed as candidates in the target cell C, and N i com represents the i-th candidate subcarrier frequency.

この式を図10Bに当てはめると、以下のような推定結果が得られる。
est(t,t)=不明
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
When this equation is applied to FIG. 10B, the following estimation result is obtained.
k est (t 0 , t 3 ) = unknown k est (t 0 , t 4 ) = Af 2 −W + K mid
k est (t 0 , t 5 ) = (1/2) {(Af 1 −W + K mid ) + (Af 2 −W + K mid )}
k est (t 1 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 1 , t 4 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 1 , t 5 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 2 , t 3 ) = Af 5 −W + K mid
k est (t 2 , t 4 ) = Af 3 −W + K mid
k est (t 2 , t 5 ) = Af 3 −W + K mid

このとき、推定値が不明のまま残ったセルCについては、周囲のセルCの推定値に基づく補間を行っても良い。   At this time, for the cell C in which the estimated value remains unknown, interpolation based on the estimated value of the surrounding cell C may be performed.

より具体的には、推定値が不明であるセルCに隣接するセルCのうち、推定値が確定しているセルCを検出して、これらのセルCにおける推定値の平均値を演算して、不明な推定値を補間しても良い。その一連の手順の一例を、以下に示す。
手順1:隣接セルのうち、1つ以外のセルの観測情報が推定されているセルの観測情報を補間する。観測情報を補間したいセルに隣接するセルの推定観測情報の平均値を、そのセルの観測情報とする。
手順2:隣接セルのうち、1つ以外のセルの観測情報が推定されているセルが無くなるまで、手順1を繰り返す。
手順3:隣接セルのうち、1つでも推定観測情報が決定しているセルの観測情報を補間する。観測情報を補間したいセルに隣接するセルの推定観測情報の平均値を、そのセルの観測情報とする。
手順4:全セルの観測情報が補間されるまで、手順1〜3を繰り返す。
以上の補間方法を、便宜的に、第1の補間方法と呼ぶ。
More specifically, the cell C in which the estimated value is determined is detected from the cells C adjacent to the cell C whose estimated value is unknown, and the average value of the estimated values in these cells C is calculated. An unknown estimated value may be interpolated. An example of the series of procedures is shown below.
Procedure 1: Interpolate observation information of cells in which observation information of cells other than one of the adjacent cells is estimated. The average value of the estimated observation information of cells adjacent to the cell whose observation information is to be interpolated is taken as the observation information of that cell.
Procedure 2: Procedure 1 is repeated until there is no cell for which observation information of cells other than one is estimated among neighboring cells.
Procedure 3: Interpolate observation information of a cell whose estimated observation information is determined in at least one of adjacent cells. The average value of the estimated observation information of cells adjacent to the cell whose observation information is to be interpolated is taken as the observation information of that cell.
Procedure 4: Repeat steps 1 to 3 until the observation information of all cells is interpolated.
The above interpolation method is referred to as a first interpolation method for convenience.

または、逆距離加重法を用いた補間を行っても良い。逆距離加重法とは、推定値が不明なセルCから、推定値が確定しているセルCまでの距離を求め、この距離の逆数で推定値に重み付けを行い、その加重平均値で不明な推定値を補間する手法である。この計算は、例えば以下の式で表すことが出来る。

Figure 0006309768
ここで、k’は補間対象セルの推定値を示し、k’は推定値が確定しているi番目のセルの推定値を示し、wはi番目の推定値に対応する重みを示す。 Alternatively, interpolation using an inverse distance weighting method may be performed. The inverse distance weighting method calculates the distance from the cell C whose estimated value is unknown to the cell C where the estimated value is fixed, weights the estimated value by the reciprocal of this distance, and the weighted average value is unknown. This is a method of interpolating estimated values. This calculation can be expressed by the following equation, for example.
Figure 0006309768
Here, k ′ indicates the estimated value of the interpolation target cell, k ′ i indicates the estimated value of the i-th cell for which the estimated value is fixed, and w i indicates the weight corresponding to the i-th estimated value. .

この重みwは、例えば以下の式で表すことが出来る。

Figure 0006309768
ここで、dは推定値が確定しているi番目のセルから補間対象セルまでの距離を示し、Dは逆距離加重乗数を示す。 This weight w i can be expressed by the following equation, for example.
Figure 0006309768
Here, d i represents the distance from the i-th cell whose estimated value is fixed to the interpolation target cell, and D represents the inverse distance weighted multiplier.

このとき、推定値が不明なセルCに隣接するセルCのみならず、より離れたセルCをも含めても構わない。また、距離の逆数を演算する際に用いる逆距離加重定数Dは、1のみならず、例えば2など他の数値を、理論的・経験的・実験的に予め得られた観測属性の分布特性(空間相関等)に応じて適宜に選んでも構わない。以上の補間方法を、便宜的に、第2の補間方法と呼ぶ。   At this time, not only the cell C adjacent to the cell C whose estimated value is unknown, but also a cell C farther away may be included. In addition, the inverse distance weighting constant D used for calculating the reciprocal of the distance is not limited to 1, but other numerical values such as 2, for example, distribution characteristics of observation attributes obtained theoretically, empirically, and experimentally in advance ( You may choose suitably according to a spatial correlation etc.). The above interpolation method is called a second interpolation method for convenience.

本実施形態による復元方法を用いた無線センサネットワーク通信方法では、センサノードSNが送信した情報とは異なる推定値が得られる場合があっても、この推定値と、実際の値との差はある程度の精度が保たれることが期待される。また、復元の途中で得られる判定結果が正解とは異なっていたとしても、その後の平均値算出によって、誤差は小さくなることが期待される。この復元方法は、観測対象の分布に空間相関がある場合に特に有効となる。   In the wireless sensor network communication method using the restoration method according to the present embodiment, even if an estimated value different from the information transmitted by the sensor node SN may be obtained, the difference between the estimated value and the actual value is to some extent. It is expected that the accuracy will be maintained. Even if the determination result obtained in the middle of restoration is different from the correct answer, it is expected that the error will be reduced by calculating the average value thereafter. This restoration method is particularly effective when the distribution of observation objects has a spatial correlation.

(第3の実施形態)
本実施形態では、本発明の第2の実施形態よりもさらに精度の高い復元を行える場合について説明する。ここでは、前提条件として、本発明の第2の実施形態の場合と同様に観測対象に空間相関があり、さらに、受信サーバSが全てのセンサノードSNの配置を予め把握しているものとする。
(Third embodiment)
In the present embodiment, a case where restoration can be performed with higher accuracy than in the second embodiment of the present invention will be described. Here, as a precondition, it is assumed that the observation target has a spatial correlation as in the case of the second embodiment of the present invention, and that the receiving server S knows in advance the arrangement of all the sensor nodes SN. .

本実施形態では、受信サーバSがセンサノードSNの配置を全て把握しているので、本発明の第1の実施形態において時刻tおよび時刻tに対応するセルCのようにセンサノードSNが配置されていない場合には、その観測情報を「不明」と正しく判定することが可能となる。 In the present embodiment, since the receiving server S knows all the arrangement of the sensor node SN, the sensor node SN as a cell C corresponding to the time t 2 and time t 4 in the first embodiment of the present invention is If it is not arranged, the observation information can be correctly determined as “unknown”.

その後は、本発明の第1の実施形態の場合と同様の推定方法を行い、すなわち、同じセルCにサブキャリア周波数の候補が複数ある場合にはそれぞれの逆変換値を平均する。   After that, the same estimation method as in the first embodiment of the present invention is performed, that is, when there are a plurality of subcarrier frequency candidates in the same cell C, the respective inverse transform values are averaged.

本実施形態による推定方法を図10Bに当てはめると、以下のような推定結果が得られる。
est(t,t)=不明
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=不明
est(t,t)=Af−W+Kmid
When the estimation method according to the present embodiment is applied to FIG. 10B, the following estimation result is obtained.
k est (t 0 , t 3 ) = unknown k est (t 0 , t 4 ) = Af 2 −W + K mid
k est (t 0 , t 5 ) = (1/2) {(Af 1 −W + K mid ) + (Af 2 −W + K mid )}
k est (t 1 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 1 , t 4 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 1 , t 5 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 2 , t 3 ) = Af 5 −W + K mid
k est (t 2 , t 4 ) = unknown k est (t 2 , t 5 ) = Af 3 −W + K mid

本実施形態による復元方法を用いた無線センサネットワーク通信方法でも、本発明の第1の実施形態の場合と同様の効果が得られる。すなわち、センサノードSNが送信した情報とは異なる推定値が得られる場合があっても、この推定値と、実際の値との差はある程度の精度が保たれることが期待される。この復元方法は、観測対象の分布に空間相関がある場合に特に有効となる。   Even in the wireless sensor network communication method using the restoration method according to the present embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment of the present invention can be obtained. That is, even if an estimated value different from the information transmitted by the sensor node SN may be obtained, it is expected that the difference between the estimated value and the actual value is maintained to a certain degree of accuracy. This restoration method is particularly effective when the distribution of observation objects has a spatial correlation.

(第4の実施形態)
本実施形態では、本発明の第2の実施形態よりもさらに精度の高い復元を行える場合について説明する。ここでは、前提条件として、本発明の第2の実施形態の場合と同様に、観測対象に空間相関があり、さらに、各セルCに最大でも1つまでのセンサノードSNしか配置されていないことが保証されているものとする。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, a case where restoration can be performed with higher accuracy than in the second embodiment of the present invention will be described. Here, as a precondition, as in the case of the second embodiment of the present invention, the observation target has a spatial correlation, and each cell C has at most one sensor node SN. Is guaranteed.

本実施形態による復元方法では、本発明の第2の実施形態で行った複数候補の平均化の前段階として、サブキャリア周波数の候補が1つだけあるセルCのサブキャリア周波数をこの候補で確定する。確定された候補は、その後の平均化の対象から除外するものとする。この工程は、確定可能な候補が無くなるまで繰り返すことが望ましい。   In the restoration method according to the present embodiment, the subcarrier frequency of cell C having only one subcarrier frequency candidate is determined by this candidate as a pre-stage of averaging of a plurality of candidates performed in the second embodiment of the present invention. To do. The confirmed candidates are excluded from the subsequent averaging. This process is preferably repeated until there are no more definable candidates.

本実施形態による復元方法を、具体例を用いてより詳細に説明する。ここでまず、複数のセンサノードSNによって単位信号が図10Aに示したとおりに送信され、また、受信サーバSによって単位信号は表5に示したとおりに受信された場合を考える。   The restoration method according to the present embodiment will be described in more detail using a specific example. First, consider a case where the unit signals are transmitted as shown in FIG. 10A by the plurality of sensor nodes SN, and the unit signals are received as shown in Table 5 by the receiving server S.

Figure 0006309768
Figure 0006309768

次に、表5を参照して、サブキャリア周波数の候補が1つだけであるセルCを検索する。表5の例では、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第2のサブキャリア周波数fだけとなっている。同様に、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第4のサブキャリア周波数fだけとなっている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第5のサブキャリア周波数fだけとなっている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第3のサブキャリア周波数fだけとなっている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第3のサブキャリア周波数fだけとなっている。これらの単独候補を、それぞれのセルCにおける観測情報の推定値として確定する。 Next, referring to Table 5, cell C having only one subcarrier frequency candidate is searched. In the example of Table 5, the candidate of the cell C corresponding to the combination of the time t 0 and time t 4 it has become only the second sub-carrier frequency f 2. Similarly, the candidate of the cell C corresponding to the combination of the time t 1 and time t 3 has been only the fourth sub-carrier frequency f 4. The candidate for cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 3 is only the fifth subcarrier frequency f 5 . The candidate for cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 4 is only the third subcarrier frequency f 3 . Candidate cell C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 5 has become only the third sub-carrier frequency f 3. These single candidates are determined as estimated values of observation information in each cell C.

確定された推定値は、次の方程式による逆変換で得られる。

Figure 0006309768
The determined estimated value is obtained by inverse transformation using the following equation.
Figure 0006309768

その結果、5つのセルCについて観測情報の推定値が次のように確定する。
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
As a result, the estimated value of the observation information for the five cells C is determined as follows.
k est (t 0 , t 4 ) = Af 2 −W + K mid
k est (t 1 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 2 , t 3 ) = Af 5 −W + K mid
k est (t 2 , t 4 ) = Af 3 −W + K mid
k est (t 2 , t 5 ) = Af 3 −W + K mid

次に、確定された単独候補に関わるデータを、表5から削除する。その結果、表6が得られる。

Figure 0006309768
表6において、表5から削除されたデータは「0」で上書きしているが、これはあくまでも一例であって、本発明を限定するものではない。 Next, data related to the confirmed single candidate is deleted from Table 5. As a result, Table 6 is obtained.
Figure 0006309768
In Table 6, the data deleted from Table 5 is overwritten with “0”, but this is merely an example and does not limit the present invention.

次に、表6を参照して、サブキャリア周波数の候補が1つだけであるセルCの検索を繰り返す。今回は、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第1のサブキャリア周波数fだけとなっている。同様に、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補が、第2のサブキャリア周波数fだけとなっている。 Next, referring to Table 6, the search for cell C having only one subcarrier frequency candidate is repeated. This time, the only candidate for the cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 5 is the first subcarrier frequency f 1 . Similarly, the candidate for cell C corresponding to the combination of time t 1 and time t 5 is only the second subcarrier frequency f 2 .

図11Aは、本発明の第4の実施形態による復元方法を説明する具体例における2度目の検索で該当したセルCと、その共通するサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。これらの単独候補を、それぞれのセルCにおける観測情報の推定値として確定する。   FIG. 11A is a diagram illustrating a combination of a cell C corresponding to a second search and its common subcarrier frequency in a specific example illustrating a restoration method according to the fourth embodiment of the present invention. These single candidates are determined as estimated values of observation information in each cell C.

確定された推定値は、上記の方程式で逆変換されて、次のように算出される。
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
The determined estimated value is inversely transformed by the above equation and calculated as follows.
k est (t 0 , t 5 ) = Af 1 −W + K mid
k est (t 1 , t 5 ) = Af 2 −W + K mid

次に、確定された単独候補に関わるデータを表6から削除すると、時刻tの列と、サブキャリア周波数fの行との交差点にデータが1つ残るだけとなる。このデータは、さらなる検索を繰り返すには不十分であるので、推定値の確定はこれ以上行わない。図11Bは、本発明の第4の実施形態を説明する具体例における3度目の検索で該当するセルCが無い状態を示す図である。 Next, when the data related to the determined single candidate is deleted from Table 6, only one piece of data remains at the intersection of the column at time t 1 and the row at subcarrier frequency f 3 . Since this data is insufficient to repeat further searches, no further estimation of the estimate is performed. FIG. 11B is a diagram illustrating a state where there is no corresponding cell C in the third search in the specific example illustrating the fourth embodiment of the present invention.

この時点で、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCについては、推定値が確定されていない。そこで、このセルCについては、本発明の第1の実施形態の場合と同様の方法で平均値を求める。
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
At this point, the cell C corresponding to the combination of the time t 1 and time t 4, the estimated value has not been determined. Therefore, for this cell C, the average value is obtained by the same method as in the first embodiment of the present invention.
k est (t 1 , t 4 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}

この例では、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの推定値が得られない。そこで、このセルCについては周囲のセルの推定値を用いて第1または第2の補間方法を、第1の実施形態の場合と同様に行っても良い。 In this example, the estimated value of cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 3 cannot be obtained. Therefore, for the cell C, the first or second interpolation method may be performed in the same manner as in the first embodiment using the estimated values of the surrounding cells.

本実施形態による復元方法を用いた無線センサネットワーク通信方法でも、本発明の第1の実施形態の場合と同様の効果が得られる。すなわち、センサノードSNが送信した情報とは異なる推定値が得られる場合があっても、この推定値と、実際の値との差はある程度の精度が保たれることが期待される。この復元方法は、観測対象の分布に空間相関があり、かつ、各セルCに最大でも1つまでのセンサノードSNしか配置されていないことが保証されている場合に特に有効となる。   Even in the wireless sensor network communication method using the restoration method according to the present embodiment, the same effect as in the case of the first embodiment of the present invention can be obtained. That is, even if an estimated value different from the information transmitted by the sensor node SN may be obtained, it is expected that the difference between the estimated value and the actual value is maintained to a certain degree of accuracy. This restoration method is particularly effective when there is a spatial correlation in the distribution of the observation target and it is guaranteed that only one sensor node SN is arranged in each cell C at the maximum.

(第5の実施形態)
本実施形態では、本発明の第4の実施形態よりもさらに精度の高い復元を行える場合について説明する。ここで、前提条件として、本発明の第4の実施形態の場合と同様に、観測対象に空間相関があり、さらに、各セルCに最大でも1つまでのセンサノードSNしか配置されていないことが保証されているものとする。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, a case will be described in which restoration can be performed with higher accuracy than in the fourth embodiment of the present invention. Here, as a precondition, as in the case of the fourth embodiment of the present invention, the observation target has a spatial correlation, and each cell C has at most one sensor node SN. Is guaranteed.

本実施形態による復元方法では、各セルCのサブキャリア周波数の候補のうち、グループ内で単独であるものを検索し、これをそのセルCにおける観測情報の推定値として確定する。この復元方法について、図を参照して詳細に説明する。   In the restoration method according to the present embodiment, out of the subcarrier frequency candidates of each cell C, a single one in the group is searched, and this is determined as an estimated value of observation information in that cell C. This restoration method will be described in detail with reference to the drawings.

図12Aは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明するための具体例における、送信単位信号が有するサブキャリア周波数の分布図である。図12Aの例と、図10Aに示した例とでは、以下の点が異なる。すなわち、図12Aの例では、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCから送信される単位信号が有するサブキャリア周波数が、第5のサブキャリア周波数fではなく、第4のサブキャリア周波数fとなっている。図12Aのその他のセルCについては、図10Aの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。 FIG. 12A is a distribution diagram of subcarrier frequencies of a transmission unit signal in a specific example for explaining a restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 12A is different from the example shown in FIG. 10A in the following points. That is, in the example of FIG. 12A, the subcarrier frequency included in the unit signal transmitted from the cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 3 is not the fifth subcarrier frequency f 5 but the fourth subcarrier frequency. and it has a carrier frequency f 4. The other cell C in FIG. 12A is the same as that in FIG. 10A, and thus further detailed description is omitted.

本実施形態による復元方法では、まず、図12Aに示した単位信号の分布に基づいて、本発明の第1の実施形態の場合と同様に、共通するサブキャリア周波数の存在判定を行うと、表7が得られる。

Figure 0006309768
表7と、表5とでは、以下の点が異なる。すなわち、表5にあった第5のサブキャリア周波数fに対応する単位信号の存在判定が表7には無く、また、表5には無かった、時刻tの列と、第4のサブキャリア周波数fの行との交点における単位信号の存在判定が、表7にはある。表7の、その他の部分は、表5の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。 In the restoration method according to the present embodiment, first, based on the distribution of unit signals shown in FIG. 12A, as in the case of the first embodiment of the present invention, the presence determination of the common subcarrier frequency is performed. 7 is obtained.
Figure 0006309768
Table 7 and Table 5 differ in the following points. That is, the presence determination of the unit signal corresponding to the fifth subcarrier frequency f 5 in Table 5 is not included in Table 7, and is not included in Table 5, the column of time t 2 , and the fourth subcarrier frequency presence determination unit signal at the intersection of the line of the carrier frequency f 4 is located in the Table 7. The other parts of Table 7 are the same as those in Table 5, and thus further detailed description is omitted.

図12Bは、本発明の第5の実施形態による復元方法を説明する具体例において、図12Aの例に基づいて行った、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。図12Bの判定図と、図10Bの判定図とでは、以下の点が異なる。すなわち、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの共通するサブキャリア周波数が、図12Bでは第4のサブキャリア周波数fである。図12Bの、他のセルCについては、図10Bの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。 FIG. 12B is a determination diagram illustrating a result of determination of the presence of a common subcarrier frequency performed based on the example of FIG. 12A in a specific example describing the restoration method according to the fifth embodiment of the present invention. The determination diagram of FIG. 12B and the determination diagram of FIG. 10B differ in the following points. That is, the common subcarrier frequency of cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 3 is fourth subcarrier frequency f 4 in FIG. 12B. The other cell C in FIG. 12B is the same as that in FIG. 10B, and thus further detailed description is omitted.

次に、各セルCのサブキャリア周波数の候補のうち、グループ内で単独であるものを検索する。表7を検索した結果、第1のサブキャリア周波数fが、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCだけに登場することが分かる。そこで、このセルCのサブキャリア周波数を第1のサブキャリア周波数fと判定し、逆変換式によってこのセルCの観測情報を推定する。
est(t,t)=Af−W+Kmid
Next, out of the subcarrier frequency candidates of each cell C, a single one in the group is searched. As a result of searching Table 7, it can be seen that the first subcarrier frequency f 1 appears only in the cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 5 . Therefore, the subcarrier frequency of the cell C is determined to be the first subcarrier frequency f1, and the observation information of the cell C is estimated by an inverse transformation formula.
k est (t 0 , t 5 ) = Af 1 −W + K mid

また、表7から、第1のサブキャリア周波数fに関わるデータを削除する。この状態を、表8に表す。

Figure 0006309768
In addition, from Table 7, data related to the first subcarrier frequency f 1 is deleted. This state is shown in Table 8.
Figure 0006309768

その後は、本発明の第3の実施形態と同様に復元を行う。すなわち、サブキャリア周波数の候補が1つだけあるセルCのサブキャリア周波数をこの候補で確定する。確定された候補は、その後の平均化の対象から除外するものとする。この工程は、確定可能な候補が無くなるまで繰り返す。   Thereafter, restoration is performed in the same manner as in the third embodiment of the present invention. That is, the subcarrier frequency of cell C having only one subcarrier frequency candidate is determined by this candidate. The confirmed candidates are excluded from the subsequent averaging. This process is repeated until there are no more definable candidates.

図12Cは、本発明の第4の実施形態による復元方法を説明する具体例において、表8に対応する状態におけるセルCと、その共通するサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。図12Cは、図12Bに以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCの候補であるサブキャリア周波数を削除する。図12Cのその他のセルCについては、図12Bの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。 FIG. 12C is a diagram illustrating a combination of a cell C and a common subcarrier frequency in a state corresponding to Table 8 in a specific example describing the restoration method according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 12C is equivalent to FIG. 12B with the following modifications. That is, the subcarrier frequency that is a candidate for cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 5 is deleted. Other cells C in FIG. 12C are the same as those in FIG. 12B, and thus further detailed description is omitted.

表8を参照して、サブキャリア周波数の候補が1つだけであるセルCを検索すると、5つのセルCが該当するので、これらセルCに逆変換式を用い、観測情報が次のように推定される。
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
Referring to Table 8, when cell C having only one subcarrier frequency candidate is searched, five cells C are applicable, so that the inverse transformation formula is used for these cells C and the observation information is as follows: Presumed.
k est (t 0 , t 4 ) = Af 2 −W + K mid
k est (t 1 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 2 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 2 , t 4 ) = Af 3 −W + K mid
k est (t 2 , t 5 ) = Af 3 −W + K mid

次に、推定された単独候補に関わるデータを表8から削除すると、表9が得られる。

Figure 0006309768
Next, when data related to the estimated single candidate is deleted from Table 8, Table 9 is obtained.
Figure 0006309768

表9に示したように、残るデータは、時刻tの列および第2のサブキャリア周波数fの行の交点と、時刻tの列および第2のサブキャリア周波数fの行の交点と、時刻tの列および第3のサブキャリア周波数fの行の交点との、合計3つだけである。この中から、サブキャリア周波数の候補が1つだけであるセルCを再度検索すると、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCが見つかるので、その観測情報を逆変換式で推定する。
est(t,t)=Af−W+Kmid
図12Dは、本発明の第4の実施形態による復元方法を説明する具体例における2度目の検索で該当したセルCと、その単独候補となるサブキャリア周波数との組み合わせを示す図である。
As shown in Table 9, the remaining data is the intersection of the column of time t 1 and the row of the second subcarrier frequency f 2 and the intersection of the column of time t 5 and the row of the second subcarrier frequency f 2. If, with the column and the third row of the intersection of the subcarrier frequency f 3 of the time t 1, only one total of three. If a cell C having only one subcarrier frequency candidate is searched again, a cell C corresponding to the combination of time t 1 and time t 5 is found, and the observation information is estimated by an inverse transformation equation. .
k est (t 1 , t 5 ) = Af 2 −W + K mid
FIG. 12D is a diagram illustrating a combination of a cell C corresponding to the second search and a subcarrier frequency serving as a single candidate in a specific example illustrating the restoration method according to the fourth embodiment of the present invention.

次に、推定された単独候補に関わるデータを表9から削除するが、これ以降は本発明の第3の実施形態で説明したとおりであるので、さらなる詳細な説明を省略する。   Next, data related to the estimated single candidate is deleted from Table 9, but since this is as described in the third embodiment of the present invention, further detailed description is omitted.

本実施形態による復元方法を用いた無線センサネットワーク通信方法でも、本発明の第3の実施形態の場合と同様の効果が得られる。すなわち、センサノードSNが送信した情報とは異なる推定値が得られる場合があっても、この推定値と、実際の値との差はある程度の精度が保たれることが期待される。この復元方法は、観測対象の分布に空間相関があり、かつ、各セルCに最大でも1つまでのセンサノードSNしか配置されていないことが保証されている場合に特に有効となる。   Even in the wireless sensor network communication method using the restoration method according to the present embodiment, the same effect as in the case of the third embodiment of the present invention can be obtained. That is, even if an estimated value different from the information transmitted by the sensor node SN may be obtained, it is expected that the difference between the estimated value and the actual value is maintained to a certain degree of accuracy. This restoration method is particularly effective when there is a spatial correlation in the distribution of the observation target and it is guaranteed that only one sensor node SN is arranged in each cell C at the maximum.

(第6の実施形態)
本実施形態では、1つのセルCに複数のセンサノードSNが存在する場合の復元方法について、具体例を用いて説明する。ここでは、前提条件として、観測対象の空間相関は低くても良いが、受信サーバSはセンサノードSNの配置を予め把握しているものとする。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, a restoration method when a plurality of sensor nodes SN exist in one cell C will be described using a specific example. Here, as a precondition, the spatial correlation of the observation target may be low, but it is assumed that the receiving server S knows the arrangement of the sensor nodes SN in advance.

図13Aは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例における、センサノードSNの配置と、各センサノードSNが送信する単位信号が有するサブキャリア周波数とを示す分布図である。図13Aに示した例の、センサノードSNの配置と、各センサノードSNが送信する単位信号が有するサブキャリア周波数とは、以下のとおりである。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第1のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNと、第2のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNとが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第2のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNと、第3のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNとが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第3のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第2のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第3のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNと、第4のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNとが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、センサノードSNが配置されていない。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第3のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第4のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNが配置されている。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、第4のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNと、第5のサブキャリア周波数fを有する単位信号を送信するセンサノードSNとが配置されている。 FIG. 13A is a distribution diagram showing the arrangement of sensor nodes SN and subcarrier frequencies of unit signals transmitted by each sensor node SN in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. It is. In the example illustrated in FIG. 13A, the arrangement of the sensor nodes SN and the subcarrier frequencies included in the unit signal transmitted by each sensor node SN are as follows. The cell C corresponding to the combination of the time t 0 and the time t 5 has a sensor node SN that transmits a unit signal having the first subcarrier frequency f 1 and a unit signal having the second subcarrier frequency f 2. A sensor node SN for transmission is arranged. The cell C corresponding to the combination of the time t 1 and the time t 5 has a sensor node SN that transmits a unit signal having the second subcarrier frequency f 2 and a unit signal having the third subcarrier frequency f 3. A sensor node SN for transmission is arranged. The cells C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 5, the sensor node SN for transmitting a unit signal having a third sub-carrier frequency f 3 is arranged. The cells C corresponding to the combination of the time t 0 and time t 4, the sensor node SN for transmitting a unit signal having a second subcarrier frequency f 2 is disposed. The cell C corresponding to the combination of the time t 1 and the time t 4 has a sensor node SN that transmits a unit signal having the third subcarrier frequency f 3 and a unit signal having the fourth subcarrier frequency f 4. A sensor node SN for transmission is arranged. The cells C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 4, the sensor node SN is not disposed. In the cell C corresponding to the combination of the time t 0 and the time t 3 , a sensor node SN that transmits a unit signal having the third subcarrier frequency f 3 is arranged. In the cell C corresponding to the combination of the time t 1 and the time t 3 , the sensor node SN that transmits a unit signal having the fourth subcarrier frequency f 4 is arranged. In the cell C corresponding to the combination of the time t 2 and the time t 4 , a sensor node SN that transmits a unit signal having the fourth subcarrier frequency f 4 and a unit signal having the fifth subcarrier frequency f 5 are provided. A sensor node SN for transmission is arranged.

センサノードSNが、図13Aに示されたとおりに単位信号を送信すると、受信サーバSはこれらの単位信号を表10に示すとおりに受信する。

Figure 0006309768
すなわち、時刻tには第1、第2および第3のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。同様に、時刻tには第2、第3および第4のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。時刻tには第3、第4および第5のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。時刻tには第3、第4および第5のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。時刻tには第2、第3および第4のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。時刻tには第1、第2および第3のサブキャリア周波数f、fおよびfを有する単位信号が受信される。 When the sensor node SN transmits the unit signals as shown in FIG. 13A, the reception server S receives these unit signals as shown in Table 10.
Figure 0006309768
That is, a unit signal having the first, second, and third subcarrier frequencies f 1 , f 2, and f 3 is received at time t 0 . Similarly, a unit signal having second, third and fourth subcarrier frequencies f 2 , f 3 and f 4 is received at time t 1 . Time t in Paragraph 3, unit signal having a fourth and fifth sub-carrier frequency f 3, f 4 and f 5 are received. Third time t 3, the unit signal having a fourth and fifth sub-carrier frequency f 3, f 4 and f 5 are received. The time t 4 the second, unit signal having a third and fourth sub-carrier frequency f 2, f 3 and f 4 are received. The first time t 5, the unit signal having a second and third sub-carrier frequencies f 1, f 2 and f 3 are received.

次に、表10を参照して、セルCごとに共通するサブキャリア周波数を検索すると、図13Bが得られる。図13Bは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、共通するサブキャリア周波数の存在判定の結果を示す判定図である。   Next, referring to Table 10, when a subcarrier frequency common to each cell C is searched, FIG. 13B is obtained. FIG. 13B is a determination diagram illustrating a result of determining whether there is a common subcarrier frequency in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention.

図13Bに得られた判定結果は、以下のとおりである。すなわち、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第1、第2および第3のサブキャリア周波数f、fおよびfがある。同様に、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第2および第3のサブキャリア周波数fおよびfがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第3のサブキャリア周波数fがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第2および第3のサブキャリア周波数fおよびfがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第2、第3および第4のサブキャリア周波数f、fおよびfがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第3および第4のサブキャリア周波数fおよびfがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第3のサブキャリア周波数fがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第3および第4のサブキャリア周波数fおよびfがある。時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、サブキャリア周波数の候補として、第3、第4および第5のサブキャリア周波数f、fおよびfがある。 The determination results obtained in FIG. 13B are as follows. That is, cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 5 has first, second, and third subcarrier frequencies f 1 , f 2, and f 3 as subcarrier frequency candidates. Similarly, cell C corresponding to the combination of time t 1 and time t 5 has second and third subcarrier frequencies f 2 and f 3 as candidates for subcarrier frequencies. The cells C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 5, as a candidate subcarrier frequency, there is a third sub-carrier frequency f 3. Cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 4 has second and third subcarrier frequencies f 2 and f 3 as candidate subcarrier frequencies. Cell C corresponding to the combination of time t 1 and time t 4 has second, third and fourth subcarrier frequencies f 2 , f 3 and f 4 as candidate subcarrier frequencies. Cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 4 has third and fourth subcarrier frequencies f 3 and f 4 as subcarrier frequency candidates. Cell C corresponding to the combination of time t 0 and time t 3 has a third subcarrier frequency f 3 as a subcarrier frequency candidate. Cell C corresponding to the combination of time t 1 and time t 3 has third and fourth subcarrier frequencies f 3 and f 4 as subcarrier frequency candidates. Cell C corresponding to the combination of time t 2 and time t 3 has third, fourth, and fifth subcarrier frequencies f 3 , f 4, and f 5 as candidate subcarrier frequencies.

ここで、時刻tおよび時刻tの組み合わせに対応するセルCには、実際にはセンサノードSNが配置されておらず、このことを受信サーバSは予め把握している。したがって、本実施形態では、受信サーバSはこのセルCを推定範囲外領域NZに設定する。図13Cは、本発明の第5の実施形態による推定方法を説明するための具体例において、推定範囲外領域NZの設定結果を示す図である。 Here, the cell C corresponding to the combination of the time t 2 and time t 4, actually not arranged the sensor node SN, the receiving server S to this has been grasped in advance. Therefore, in the present embodiment, the receiving server S sets the cell C in the out-of-estimation range area NZ. FIG. 13C is a diagram illustrating a setting result of the out-of-estimation region NZ in a specific example for explaining the estimation method according to the fifth embodiment of the present invention.

本実施形態では、次に、推定範囲外領域NZを除外して、配置されたセンサノードSNの数と、共通するサブキャリア周波数の数とが一致しているセルCを検索する。この検索で当てはまったセルCについては、配置されたセンサノードSNによる観測情報を、共通するサブキャリア周波数の逆変換値の平均値と推定する。この例では、以下の推定値が得られる。
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
In the present embodiment, next, a cell C in which the number of sensor nodes SN arranged and the number of common subcarrier frequencies coincide with each other is excluded, excluding the estimation outside region NZ. For the cell C applied by this search, the observation information by the arranged sensor node SN is estimated as the average value of the inverse transformation values of the common subcarrier frequency. In this example, the following estimated values are obtained.
k est (t 1 , t 5 ) = (1/2) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 2 , t 5 ) = Af 3 −W + K mid
k est (t 0 , t 3 ) = Af 3 −W + K mid

本実施形態では、次に、推定値が得られたセルCをさらに除外して、かつ、除外されたセルCに対応するサブキャリア周波数の候補を残るセルCから除外する。図13Dは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、1度目の検索で推定値が得られたセルCに関わるデータを削除した状態を示す図である。この状態から、上記と同じ検索および推定を再度実行すると、以下の推定値が追加で得られる。
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=Af−W+Kmid
est(t,t)=(1/2){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
In this embodiment, next, the cell C from which the estimated value is obtained is further excluded, and the subcarrier frequency candidates corresponding to the excluded cell C are excluded from the remaining cells C. FIG. 13D is a diagram illustrating a state in which data related to the cell C from which the estimated value is obtained in the first search is deleted in a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention. If the same search and estimation as described above are executed again from this state, the following estimated values are additionally obtained.
k est (t 0 , t 4 ) = Af 2 −W + K mid
k est (t 1 , t 3 ) = Af 4 −W + K mid
k est (t 2 , t 3 ) = (1/2) {(Af 4 −W + K mid ) + (Af 5 −W + K mid )}

本実施形態では、再度、推定値が得られたセルCをさらに除外して、かつ、除外されたセルCに対応するサブキャリア周波数の候補を残るセルCから除外する。しかし、今回は、配置されたセンサノードSNの数と、共通するサブキャリア周波数の数とが一致するセルCがもはや存在しない。そこで、以降は本発明の第3または第4の実施形態の場合と同様に、最初の判定時に存在していたサブキャリア周波数の候補から逆変換値の平均化を行う。   In the present embodiment, the cell C from which the estimated value is obtained is further excluded, and the subcarrier frequency candidates corresponding to the excluded cell C are excluded from the remaining cell C. However, this time there is no longer a cell C in which the number of arranged sensor nodes SN matches the number of common subcarrier frequencies. Therefore, thereafter, as in the case of the third or fourth embodiment of the present invention, the inverse transform values are averaged from the subcarrier frequency candidates that existed at the time of the first determination.

図13Eは、本発明の第6の実施形態による復元方法を説明するための具体例において、配置されたセンサノードSNの数と、共通するサブキャリア周波数の数とが一致するセルCがもはや存在しない状態を示す図である。最初の判定時に存在していたサブキャリア周波数の候補から逆変換値の平均化を実行することで、以下の推定値が得られる。
est(t,t)=(1/3){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
est(t,t)=(1/3){(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)+(Af−W+Kmid)}
FIG. 13E is a specific example for explaining the restoration method according to the sixth embodiment of the present invention, and there is no longer a cell C in which the number of arranged sensor nodes SN matches the number of common subcarrier frequencies. It is a figure which shows the state which does not. The following estimated value is obtained by averaging the inverse transform values from the subcarrier frequency candidates that existed at the time of the first determination.
k est (t 0 , t 5 ) = (1/3) {(Af 1 −W + K mid ) + (Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid )}
k est (t 1 , t 4 ) = (1/3) {(Af 2 −W + K mid ) + (Af 3 −W + K mid ) + (Af 4 −W + K mid )}

本実施形態による復元方法を用いた無線センサネットワーク通信方法では、以下のような効果が得られる。すなわち、観測対象の分布に空間相関が低くても、受信サーバSはセンサノードSNの配置を予め把握しているなら、推定値と、実際の値との差はある程度の精度が保たれることが期待される。   The wireless sensor network communication method using the restoration method according to the present embodiment provides the following effects. That is, even if the spatial correlation is low in the distribution of the observation target, if the receiving server S knows the arrangement of the sensor nodes SN in advance, the difference between the estimated value and the actual value can maintain a certain degree of accuracy. There is expected.

以上、本発明の無線センサネットワークシステムと、このシステムを用いる通信方法について説明した。受信サーバSが行う復元方法については、第1〜第6の実施形態として複数の手法を説明したが、これらの手法が、技術的に矛盾しない範囲において自由に組み合わせることが可能であることは言うまでもない。例えば、推定値が得られなかったセルについては、第2の実施形態として説明した第1または第2の補間方法を、どの実施形態でも併用することが望ましい。   The wireless sensor network system of the present invention and the communication method using this system have been described above. Regarding the restoration method performed by the receiving server S, a plurality of methods have been described as the first to sixth embodiments, but it goes without saying that these methods can be freely combined within a technically consistent range. Yes. For example, for a cell for which an estimated value has not been obtained, it is desirable to use the first or second interpolation method described as the second embodiment in any embodiment.

11 バス
12 CPU
13 メモリ
131 プログラム
132 データ
14 送受信回路
15 アンテナ
16 センサ
17 位置情報取得回路
18 時間軸マッピング回路
19 周波数軸マッピング回路
191 周波数軸シフト回路
31 バス
32 CPU
33 メモリ
331 プログラム
332 データ
333 データベース
34 送受信回路
35 アンテナ
36 出力回路
37 復元回路
C セル
G、G1〜G16 セルグループ
NZ 推定範囲外領域
S 受信サーバ
SN、SN1〜SN5 センサノード(送信端末)
TS0 信号
TS1〜TS3 単位信号
UZ 不確定領域
11 Bus 12 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Memory 131 Program 132 Data 14 Transmission / reception circuit 15 Antenna 16 Sensor 17 Position information acquisition circuit 18 Time axis mapping circuit 19 Frequency axis mapping circuit 191 Frequency axis shift circuit 31 Bus 32 CPU
33 memory 331 program 332 data 333 database 34 transmission / reception circuit 35 antenna 36 output circuit 37 restoration circuit C cell G, G1 to G16 cell group NZ out-of-estimation area S reception server SN, SN1 to SN5 sensor node (transmission terminal)
TS0 signal TS1 to TS3 Unit signal UZ Uncertain area

Claims (12)

互いに独立してそれぞれに観測情報の測定を行う複数の端末と、
前記測定の結果を収集するサーバと
を具備し、
前記サーバは、前記複数の端末に向けて情報送信要求信号を一斉送信するサーバ側送受信回路
を具備し、
前記情報送信要求信号は、前記サーバから送信される度に異なるコード番号を、受信する前記複数の端末が読み取り可能な所定の形式で含み、
前記複数の端末のそれぞれは、
前記測定を行う測定部と、
前記情報送信要求信号を受信する端末側送受信回路と、
受信した前記情報送信要求信号に応じて、かつ、前記コード番号に応じた変換式を用いて、前記測定した観測情報を複数の無線物理量の組み合わせに変換する変換部と
を具備し、
前記それぞれの端末において、前記端末側送受信回路は、前記組み合わせに含まれる時刻において、前記組み合わせに含まれる周波数を有する単位信号を生成して前記サーバに向けて送信し、
前記サーバ側送受信回路は、前記単位信号の集合体を受信信号として受信し、
前記サーバは、
受信した前記受信信号を、対応する前記情報送信要求信号ごとに格納するデータベースと、
複数の前記情報送信要求信号にそれぞれ対応して格納した複数の前記受信信号に基づいて、かつ、前記コード番号に応じた逆変換式を用いて、前記複数の端末の配置と、前記測定された観測情報との組み合わせを推定する復元回路と
をさらに具備し、
前記復元回路は、
前記単位信号が検出される確率が所定の検出確率閾値に満たない座標から検出された前記単位信号を、前記推定の対象から除外する
無線センサネットワークシステム。
A plurality of terminals that measure observation information independently of each other;
A server for collecting the measurement results,
The server includes a server-side transmission / reception circuit that simultaneously transmits an information transmission request signal to the plurality of terminals,
The information transmission request signal includes a code number that is different each time the information transmission request signal is transmitted from the server in a predetermined format that can be read by the plurality of terminals that receive the information transmission request signal.
Each of the plurality of terminals is
A measurement unit for performing the measurement;
A terminal-side transceiver circuit that receives the information transmission request signal;
A conversion unit that converts the measured observation information into a combination of a plurality of radio physical quantities, according to the received information transmission request signal and using a conversion formula according to the code number;
In each of the terminals, the terminal-side transmission / reception circuit generates a unit signal having a frequency included in the combination at a time included in the combination, and transmits the unit signal to the server.
The server-side transmitting / receiving circuit receives the aggregate of unit signals as a received signal,
The server
A database for storing the received signal received for each corresponding information transmission request signal;
Based on the plurality of received signals stored corresponding to the plurality of information transmission request signals, respectively, and using the inverse transformation formula corresponding to the code number, the arrangement of the plurality of terminals and the measured A restoration circuit for estimating a combination with observation information ;
The restoration circuit is
A wireless sensor network system for excluding, from the estimation target, the unit signal detected from coordinates in which the probability that the unit signal is detected is less than a predetermined detection probability threshold .
請求項1に記載の無線センサネットワークシステムにおいて、
前記観測情報は、
前記それぞれの端末の位置を示す第1座標値および第2座標値と、
前記それぞれの端末が前記位置で所定の観測対象を測定した観測値と
を含み、
前記無線物理量の組み合わせは、
第1時刻と、
第2時刻と、
1つの周波数と
を含み、
前記変換部は、
前記第1座標値および前記第2座標値を、前記第1時刻および前記第2時刻にそれぞれ変換する時間軸マッピング回路と、
前記観測値を前記1つの周波数に変換する周波数軸マッピング回路と
を具備する
無線センサネットワークシステム。
The wireless sensor network system according to claim 1,
The observation information is
A first coordinate value and a second coordinate value indicating the position of each terminal;
Each of the terminals includes an observation value obtained by measuring a predetermined observation object at the position,
The combination of the radio physical quantities is
The first time,
The second time,
Including one frequency,
The converter is
A time-axis mapping circuit that converts the first coordinate value and the second coordinate value into the first time and the second time, respectively.
A wireless sensor network system comprising: a frequency axis mapping circuit that converts the observed value into the one frequency.
請求項2に記載の無線センサネットワークシステムにおいて、
前記周波数軸マッピング回路は、
変換前の前記観測値と、変換後の前記1つの周波数との対応関係を、前記コード番号に応じて変動する周波数軸シフト回路
を具備し、
前記復元回路は、
前記変換後の周波数を、前記コード番号に応じた前記変動の逆変換を行って前記変換前の測定値を算出する
無線センサネットワークシステム。
The wireless sensor network system according to claim 2,
The frequency axis mapping circuit includes:
A frequency axis shift circuit that varies the correspondence between the observed value before conversion and the one frequency after conversion according to the code number;
The restoration circuit is
The wireless sensor network system which calculates the measured value before the said conversion by performing the inverse conversion of the said fluctuation | variation according to the said code number to the frequency after the said conversion.
請求項1〜のいずれかに記載の無線ネットワークシステムにおいて、
前記復元回路は、情報送信要求回数が所定の閾値に達した後、前記推定を開始する
無線センサネットワークシステム。
In the wireless network system according to any one of claims 1 to 3 ,
The restoration circuit is a wireless sensor network system that starts the estimation after the number of information transmission requests reaches a predetermined threshold.
請求項に記載の無線センサネットワークシステムにおいて、
前記コード番号として、前記サーバが前記複数の端末から前記受信信号を受信して情報を収集する回数を表す情報収集回数を用いる
無線センサネットワークシステム。
The wireless sensor network system according to claim 4 ,
A wireless sensor network system that uses, as the code number, an information collection count that represents the number of times the server receives the received signals from the plurality of terminals and collects information .
請求項1〜のいずれかに記載の無線センサネットワークシステムにおいて、
記サーバは、
前記複数の端末の位置情報を予め記憶しているメモリ
をさらに具備し、
前記復元回路は、前記メモリに記憶された前記位置情報を参照して前記推定を行う
無線センサネットワークシステム。
In the wireless sensor network system according to any one of claims 1 to 5 ,
Before Kisa over Bas,
Further comprising a memory that stores in advance location information of the plurality of terminals,
The restoration circuit is a wireless sensor network system that performs the estimation with reference to the position information stored in the memory.
請求項1〜のいずれかに記載の無線センサネットワークシステムにおいて、
前記端末側送受信回路は、前記単位信号を、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式で生成して送信し、
前記サーバ側送受信回路は、前記受信信号を前記OFDM方式で受信する
無線センサネットワークシステム。
In the wireless sensor network system according to any one of claims 1 to 6 ,
The terminal-side transmitting / receiving circuit generates and transmits the unit signal by an OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) scheme,
The server-side transceiver circuit receives the received signal by the OFDM method.
複数の端末が互いに独立してそれぞれに観測情報の測定を行うステップと、
サーバが前記複数の端末に向けて情報送信要求信号を一斉送信するステップと、
前記複数の端末のそれぞれが、前記情報送信要求信号を受信するステップと、
前記複数の端末のそれぞれが、前記情報送信要求信号に応じて、前記測定した観測情報を複数の無線物理量の組み合わせに変換するステップと、
前記複数の端末が、前記組み合わせに含まれる時刻において、前記組み合わせに含まれる周波数を有する単位信号を、前記サーバに向けて送信するステップと、
前記サーバが、前記単位信号の集合体を受信信号として受信するステップと、
前記サーバが、受信した前記受信信号を、対応する前記情報送信要求信号ごとに格納するステップと、
前記サーバが、複数の前記情報送信要求信号にそれぞれ対応して格納した複数の前記受信信号に基づいて、前記複数の端末の配置と、前記測定された観測情報との組み合わせを推定するステップ
を具備し、
前記情報送信要求信号を一斉送信するステップは、
送信するたびに異なるコード番号を、前記情報送信要求信号に所定の形式で含めるステップ
を具備し、
前記情報送信要求信号を受信するステップは、
前記コード番号を前記情報送信要求信号から読み取るステップ
を具備し、
前記変換するステップは、
前記コード番号に応じた変換式を用いて前記変換を行うステップ
を具備し、
前記推定するステップは、
前記コード番号に応じた逆変換式を用いて前記推定を行うステップ
を具備する
情報一括収集方法。
Performing a measurement of the observation information in each plurality of terminals are independent of each other,
A step that the server broadcasts information transmission request signal to the plurality of terminals,
A step wherein each of the plurality of terminals, for receiving the information transmission request signal,
And converting each of the plurality of terminals, in response to the information transmission request signal, the observation information the measured combination of a plurality of radio physical quantity,
A step wherein the plurality of terminals, at a time that is included in the combination, a unit signal having a frequency included in the combination, transmitted to the server,
A step wherein the server, which receives the assembly of the unit signal as a reception signal,
The server, and storing the received signal received for each said corresponding information transmission request signal,
The server, based on a plurality of the received signal stored in correspondence with the plurality of the information transmission request signal, the arrangement of the plurality of terminals, and estimating a combination of the measured observation information Equipped,
The step of simultaneously transmitting the information transmission request signal,
Different code number each time of transmitting, comprising the steps <br/> included in a predetermined format to the information transmission request signal,
Receiving the information transmission request signal,
Comprising a step <br/> reading the code number from the information transmission request signal,
The converting step includes:
Comprising a step <br/> for performing the conversion using the conversion equation corresponding to the code number,
The estimating step includes:
Information Collection method comprising the steps <br/> of performing the estimation using the inverse conversion equation corresponding to the code number.
請求項に記載の情報一括収集方法のうち、前記サーバが実行する各ステップを、前記サーバに実行させるための
サーバ側情報一括収集プログラム。
The server side information batch collection program for making the said server perform each step which the said server performs among the information batch collection methods of Claim 8 .
請求項に記載の情報一括収集方法のうち、前記それぞれの端末が実行する各ステップを、前記それぞれの端末に実行させるための
端末側情報一括収集プログラム。
The terminal side information batch collection program for making each said terminal perform each step which said each terminal performs among the information batch collection methods of Claim 8 .
複数の端末に向けて情報送信要求信号を一斉送信し、前記情報送信要求信号への応答として前記複数の端末から送信される複数の単位信号の集合を受信信号として受信する、送受信回路と、
前記情報送信要求信号ごとに、前記受信信号を対応付けて格納するデータベースと、
前記受信信号に含まれる、前記複数の端末による観測情報を推定する復元回路と
を具備し、
前記情報送信要求信号は、送信される度に異なるコード番号を、受信する前記複数の端末が読み取り可能な所定の形式で含み、
前記復元回路は、前記受信信号に含まれる複数の単位信号をそれぞれ受信した複数の受信時刻と、前記複数の単位信号がそれぞれ有する複数の周波数との組み合わせを、前記受信信号に対応する前記情報送信要求信号に含まれる前記コード番号に対応する逆変換式を用いて、前記複数の端末の配置情報と、前記観測情報の分布とを推定する
サーバ。
A transmission / reception circuit for simultaneously transmitting an information transmission request signal to a plurality of terminals, and receiving a set of a plurality of unit signals transmitted from the plurality of terminals as a response to the information transmission request signal;
A database for storing the received signal in association with each information transmission request signal;
A restoration circuit for estimating observation information by the plurality of terminals included in the received signal,
The information transmission request signal, the transmission different code number each time it is signal includes at said plurality of terminals a predetermined format readable to receive,
The restoration circuit is configured to transmit a combination of a plurality of reception times at which a plurality of unit signals included in the reception signal are received and a plurality of frequencies respectively included in the plurality of unit signals to the information transmission corresponding to the reception signals. A server that estimates the arrangement information of the plurality of terminals and the distribution of the observation information using an inverse transformation formula corresponding to the code number included in the request signal.
観測情報の測定を行う測定部と、
送信される度に異なるコード番号を含む情報送信要求信号を受信する送受信回路と、
前記受信した情報送信要求信号に応じて、かつ、前記コード番号に対応する変換式を用いて、前記測定した観測情報を複数の無線物理量の組み合わせに変換する変換部と
を具備し、
前記観測情報は、
前記測定を行った位置を示す第1座標値および第2座標値
を含み、
前記送受信回路は、前記組み合わせに含まれる第1時刻において、前記組み合わせに含まれる周波数を有する第1単位信号を生成して送信し、
前記送受信回路は、前記組み合わせに含まれる第2時刻において、前記周波数を有する第2単位信号を生成して送信する
端末。
A measurement unit for measuring observation information;
A transmission / reception circuit for receiving an information transmission request signal including a different code number each time it is transmitted ;
A conversion unit that converts the measured observation information into a combination of a plurality of radio physical quantities, in accordance with the received information transmission request signal and using a conversion formula corresponding to the code number,
The observation information is
Including a first coordinate value and a second coordinate value indicating a position where the measurement is performed;
The transmission / reception circuit generates and transmits a first unit signal having a frequency included in the combination at a first time included in the combination,
The transmission / reception circuit generates and transmits a second unit signal having the frequency at a second time included in the combination.
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