JP6451161B2 - Wireless communication terminal, wireless communication system, and communication status prediction method - Google Patents

Wireless communication terminal, wireless communication system, and communication status prediction method Download PDF

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Description

本発明は、無線通信端末、無線通信システム、および通信状況予測方法に関し、特に、マルチホップ無線ネットワークにおいて、目的地（基地局）に至るまでの各通信経路（リンク）の将来の通信状況を予測し、その予測に基づき最適な通信経路を選択する無線通信端末、無線通信システム、および通信状況予測方法に関する。   The present invention relates to a radio communication terminal, a radio communication system, and a communication status prediction method, and more particularly to predicting the future communication status of each communication path (link) to a destination (base station) in a multi-hop wireless network. The present invention relates to a wireless communication terminal, a wireless communication system, and a communication status prediction method that select an optimal communication path based on the prediction.

従来、無線端末（無線通信端末）がデータを送信する場合に、複数の送信先から１つを選択する必要がある場合が多く存在する。例えばマルチホップ無線ネットワークにおいて、基地局に至るまでの通信経路は複数あり、無線端末はいずれか一つの通信経路を選択する必要がある。このとき、無線端末は、何らかの選択基準に基づき、通信経路（最初の送信先となる中継装置）を選択する必要があり、様々な方法が検討されている。   Conventionally, when a wireless terminal (wireless communication terminal) transmits data, there are many cases where it is necessary to select one from a plurality of transmission destinations. For example, in a multi-hop wireless network, there are a plurality of communication paths to the base station, and the wireless terminal needs to select one of the communication paths. At this time, it is necessary for the wireless terminal to select a communication path (relay device as the first transmission destination) based on some selection criterion, and various methods are being studied.

例えば、特許文献１には、親局が子局に至るまでのリンクの状態を、収集した過去のデータに基づき、時間平均のパケットロス率がパケットロス率閾値以上であるか否か、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）評価値がＲＳＳＩ閾値より低いか否かを判定することで、通信状況の悪化を判定する方法が記載されている。   For example, in Patent Document 1, the state of the link from the master station to the slave station is based on collected past data, whether or not the time-average packet loss rate is equal to or higher than the packet loss rate threshold, RSSI ( (Received Signal Strength Indicator) describes a method for determining whether the communication status is deteriorated by determining whether or not an evaluation value is lower than an RSSI threshold.

他に無線ＬＡＮを用いたネットワークでは、ＥＴＸやＥＴＴを指標として用いて、通信状況の悪化を判定している。このＥＴＸ（Expected Transmission Count）は、１つのパケットを送信するために費やす送信回数の期待値であり、通信成功率の逆数となる。一方、ＥＴＴ（Expected Transmission Time）は、パケットのサイズ、通信レート等を考慮して通信所要時間を評価関数としたものである。これらＥＴＸ、ＥＴＴはその数値が小さいほど通信状況が良好なリンクとして判定される。   In other networks using wireless LANs, ETX and ETT are used as indicators to determine the deterioration of communication status. This ETX (Expected Transmission Count) is an expected value of the number of transmissions spent for transmitting one packet and is the reciprocal of the communication success rate. On the other hand, ETT (Expected Transmission Time) is a time required for communication as an evaluation function in consideration of packet size, communication rate, and the like. These ETX and ETT are determined to be links with better communication conditions as the numerical values are smaller.

特開２０１３−０１２８９０号公報（図１６）JP2013-012890A (FIG. 16)

しかしながら、従来の方法は、過去の通信状況に基づいてリンク（通信経路）の評価値を計算している。すなわち、隣接する他の無線通信端末（子局）に至るまでのリンクの状態が将来も変わらないことが前提で評価されている。しかしながら、実際には、リンクの状態は時々刻々と変化している。また、リンクの状態は周辺環境の変化にも影響を受ける。例えば自動車や電車等がノイズ発生源となり、これによる影響を受けてリンクの状態が変化する場合もある。   However, the conventional method calculates the evaluation value of the link (communication path) based on the past communication situation. That is, it is evaluated on the assumption that the state of the link up to another adjacent wireless communication terminal (slave station) will not change in the future. However, in practice, the link state changes from moment to moment. The link status is also affected by changes in the surrounding environment. For example, a car, a train, or the like may be a noise generation source, and the link state may change under the influence of the noise.

そこで、本発明では、以上のような問題を解決するために、過去のリンクの通信状況を数値化し、基地局に至るまでの将来のリンクの通信状況を予測することができる無線通信端末、無線通信システム、および通信状況予測方法を提供することを課題とする。   Therefore, in the present invention, in order to solve the above-described problem, a wireless communication terminal, a wireless communication terminal, and a wireless communication terminal that can quantify the communication state of past links and predict the communication state of future links up to the base station. It is an object to provide a communication system and a communication status prediction method.

前記課題を解決するために、本発明の無線通信端末は、基地局（１）に至るまでのマルチホップ無線ネットワークを形成する複数の無線通信端末（２）を含み、前記無線通信端末が隣接する他の無線通信端末間の通信状況を予測する無線通信システム（１０）であって、前記無線通信端末（２１）は、他の無線通信端末それぞれ（２２〜２６）からパケット（計測パケット）を受信し、過去の複数回の受信結果に基づき、自機から送信元の無線通信端末までの通信成功率である第１の通信成功率を予測し、前記受信したパケットに含まれる前記基地局から前記送信元の無線通信端末までの通信成功率である第２の通信成功率を取得し、前記第１の通信成功率及び前記第２の通信成功率に基づき、前記送信元の無線通信端末を経由した自機から前記基地局までの将来の通信状況を予測することを特徴とする。なお、（ ）内の文字、記号は例示である。 In order to solve the above problems, a wireless communication terminal of the present invention includes a plurality of wireless communication terminals (2) forming a multi-hop wireless network up to a base station (1), and the wireless communication terminals are adjacent to each other. A wireless communication system (10) for predicting a communication status between other wireless communication terminals, wherein the wireless communication terminal (21) receives a packet (measurement packet) from each of other wireless communication terminals (22 to 26). And predicting a first communication success rate that is a communication success rate from the own device to the transmission source wireless communication terminal based on a plurality of past reception results, and from the base station included in the received packet A second communication success rate, which is a communication success rate to the transmission source wireless communication terminal, is obtained, and based on the first communication success rate and the second communication success rate, via the transmission source wireless communication terminal From your own aircraft Characterized by predicting the future state of communications to serial base station. Note that the characters and symbols in parentheses are examples.

本発明によれば、過去の無線通信で得たデータに基づき、将来のリンクの通信状況を予測することができる。これにより、基地局に至るまでの最適なリンク（通信経路）を選択することができる。つまり、基地局に至るまでの通信経路上における、通信異常等のエラーによる送信失敗確率を抑えることができ、再送信回数の減少が期待できることから、総合的に通信所要時間の短縮や、無線帯域の効率的な利用、使用電力の削減をすることができる。   According to the present invention, it is possible to predict a communication state of a future link based on data obtained by past wireless communication. Thereby, the optimal link (communication path) to the base station can be selected. In other words, the transmission failure probability due to errors such as communication abnormalities on the communication path to the base station can be suppressed, and a reduction in the number of retransmissions can be expected. Can be used efficiently and power consumption can be reduced.

本発明に係る無線通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the radio | wireless communications system which concerns on this invention. 本発明に係る無線通信端末のブロック図である。It is a block diagram of the radio | wireless communication terminal which concerns on this invention. 予測記録手段に記録されるデータの一例である。It is an example of the data recorded on a prediction recording means. ＡＲＭＡモデルを示す図である。It is a figure which shows an ARMA model. 各無線端末から基地局までの通信成功率と、各無線端末までの通信成功率とを示す図である。It is a figure which shows the communication success rate from each radio | wireless terminal to a base station, and the communication success rate to each radio | wireless terminal. 評価記録手段に記録されるデータの一例である。It is an example of the data recorded on an evaluation recording means. 予め記憶手段に記録された平均と分散とエラー発生率との関係を示すテーブルの一例である。It is an example of the table which shows the relationship between the average, dispersion | distribution, and error occurrence rate which were previously recorded on the memory | storage means. 本発明に係る無線端末の計測パケット送信処理のフローチャートである。It is a flowchart of the measurement packet transmission process of the radio | wireless terminal which concerns on this invention. 本発明に係る無線端末の計測パケット受信後のリンク評価処理のフローチャートである。It is a flowchart of the link evaluation process after the measurement packet reception of the wireless terminal according to the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明について概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. Each figure is only schematically showing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the common component and the same component, and those overlapping description is abbreviate | omitted.

≪無線通信システム≫
図１は、無線通信システムの構成を示す図である。図１に示すように無線通信システム１０において、基地局１（親局）は、複数の無線端末２（２１，２２，２３，２４，２５，２６；子局）とマルチホップ無線ネットワークを形成し、無線通信可能に接続され、基地局１（親局）は無線端末２（子局）が測定したデータを集約する。
本実施形態では、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が用いられているとして説明するが、マルチホップ無線ネットワークを形成できればよいため、ZigBee（登録商標）等を用いたセンサネットワークであってもよい。
例えば、各家庭の電気使用量を収集するシステムに本発明を用いた場合、子局は電気メータであり、電気メータが備える無線端末２は、電気メータが測定した電気使用量やメータの識別情報等を基地局１に送信する。 ≪Wireless communication system≫
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system. As shown in FIG. 1, in the radio communication system 10, a base station 1 (master station) forms a multi-hop radio network with a plurality of radio terminals 2 (21, 22, 23, 24, 25, 26; slave stations). The base station 1 (master station) is connected so as to be capable of wireless communication, and aggregates data measured by the wireless terminal 2 (slave station).
In the present embodiment, a wireless LAN (Local Area Network) is described as being used. However, a sensor network using ZigBee (registered trademark) or the like may be used as long as a multi-hop wireless network can be formed.
For example, when the present invention is used in a system that collects the amount of electricity used in each household, the slave station is an electricity meter, and the wireless terminal 2 provided in the electricity meter has the electricity usage measured by the electricity meter and meter identification information. Etc. are transmitted to the base station 1.

（基地局１）
基地局１は、有線/無線ネットワークであるＮＷを介して、不図示のゲートウェイや認証サーバ、マルチホップ無線ネットワークの通信状況を監視する監視サーバ等と通信可能に接続されている。本実施形態では、各無線端末２が測定したデータを基地局１が集約して、ゲートウェイに送信することで、データを収集するシステムで利用されることを想定している。 (Base station 1)
The base station 1 is communicably connected to a gateway (not shown), an authentication server, a monitoring server that monitors the communication status of a multi-hop wireless network, and the like via an NW that is a wired / wireless network. In the present embodiment, it is assumed that the base station 1 aggregates the data measured by each wireless terminal 2 and transmits the data to the gateway to be used in a system that collects data.

（無線端末２）
各無線端末２は、自身の周辺に位置する（設置された）他の無線端末２と通信を行い、測定したデータを目的地である基地局１にパケット等で送信したり、基地局１から送信されるデータを受信したりする。
また、各無線端末２は、マルチホップ無線ネットワークにおいて、データ中継装置としての機能を有し、基地局１から他の無線端末２に至るまでの通信経路の一部となる。 (Wireless terminal 2)
Each wireless terminal 2 communicates with other wireless terminals 2 located (installed) in the vicinity of the wireless terminal 2 and transmits the measured data to the base station 1 that is the destination in a packet or the like. Receive data to be sent.
Each wireless terminal 2 has a function as a data relay device in a multi-hop wireless network, and becomes a part of a communication path from the base station 1 to another wireless terminal 2.

本発明における無線端末２は、以下の機能を有する。
（１）計測パケットに自機から基地局１までの通信成功率（最高の通信成功率）を埋め込んでブロードキャストする。
（２）他の無線端末２から送信される計測パケットに埋め込まれた、基地局１から送信元の無線端末２までの通信成功率である第２の通信成功率（パスコスト）を得る。
（３）他の無線端末２から送信される計測パケットを受信したときに計測した値から、自機から送信元の無線端末２までの通信成功率である第１の通信成功率（リンクコスト）を得る。
（４）２つの通信成功率（パスコスト及びリンクコスト）に基づき、基地局１までの最適な通信経路を選択する。 The wireless terminal 2 in the present invention has the following functions.
(1) A communication success rate (maximum communication success rate) from the own device to the base station 1 is embedded in the measurement packet and broadcast.
(2) A second communication success rate (path cost) that is a communication success rate from the base station 1 to the transmission source wireless terminal 2 embedded in a measurement packet transmitted from another wireless terminal 2 is obtained.
(3) A first communication success rate (link cost) that is a communication success rate from the own device to the transmission source wireless terminal 2 from a value measured when a measurement packet transmitted from another wireless terminal 2 is received. Get.
(4) Based on the two communication success rates (path cost and link cost), an optimal communication path to the base station 1 is selected.

図２は、無線通信端末のブロック図である。図２に示すように、無線端末２（２１）は、制御手段（不図示）と、記憶手段２２２と、アンテナ２２３と、タイマ２０３とを備える。   FIG. 2 is a block diagram of the wireless communication terminal. As shown in FIG. 2, the wireless terminal 2 (21) includes control means (not shown), storage means 222, an antenna 223, and a timer 203.

（制御手段）
制御手段は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、ＣＰＵが記憶手段２２２に格納される不図示のプログラムを実行することによって実現される。
本実施形態において制御手段は、送信手段２０１と、受信手段２０２と、パケット生成手段２１０（計測パケット生成手段２０４、データ生成手段２０５、送信先選択手段２０６）と、リンク状態予測手段２０８と、リンク評価手段２０９とを備える。詳細を後記する。 (Control means)
The control means is constituted by, for example, a CPU (Central Processing Unit), and is realized by the CPU executing a program (not shown) stored in the storage means 222.
In the present embodiment, the control means includes transmission means 201, reception means 202, packet generation means 210 (measurement packet generation means 204, data generation means 205, transmission destination selection means 206), link state prediction means 208, link Evaluation means 209. Details will be described later.

（記憶手段２２２）
記憶手段２２２は、データやプログラム等を記憶する構成部であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶手段である。
本実施形態において記憶手段２２２は、計測結果記録手段２０７と、隣接テーブル２１６（図５）と、エラー発生率テーブル２１７（図７）と、予測記録手段２１８（図３）と、評価記録手段２１９（図６）とを備える。 (Storage means 222)
The storage unit 222 is a component that stores data, programs, and the like, and is a storage unit such as an HDD (Hard Disc Drive) or a RAM (Random Access Memory).
In the present embodiment, the storage unit 222 includes a measurement result recording unit 207, an adjacent table 216 (FIG. 5), an error occurrence rate table 217 (FIG. 7), a prediction recording unit 218 (FIG. 3), and an evaluation recording unit 219. (FIG. 6).

計測結果記録手段２０７は、受信手段２０２が他の無線端末２から受信した計測パケットを受信した時に計測した値を記録する構成部である。
隣接テーブル２１６（図５）は、パスコスト及びリンクコストが記録される。詳細は後記する送信先決定処理で説明する。
エラー発生率テーブル２１７（図７）は、平均と分散とエラー発生率との関係が記録されている。詳細は後記する送信先決定処理で説明する。
予測記録手段２１８（図３）は、リンク状態予測手段２０８により記録される。詳細は後記する予測処理で説明する。
評価記録手段２１９（図６）は、リンク評価手段２０９により記録される。詳細は後記するリンク評価処理で説明する。 The measurement result recording unit 207 is a component that records a value measured when the reception unit 202 receives a measurement packet received from another wireless terminal 2.
In the adjacency table 216 (FIG. 5), the path cost and the link cost are recorded. Details will be described in a destination determination process described later.
The error occurrence rate table 217 (FIG. 7) records the relationship between the average, variance, and error occurrence rate. Details will be described in a destination determination process described later.
The prediction recording unit 218 (FIG. 3) is recorded by the link state prediction unit 208. Details will be described in the prediction process described later.
The evaluation recording means 219 (FIG. 6) is recorded by the link evaluation means 209. Details will be described in the link evaluation process described later.

（タイマ２０３）
タイマ２０３は、所定の時間間隔で信号を発信する構成部である。例えばタイマ２０３は１分毎に信号を発信する。これにより、後記する計測パケット生成手段２０４はタイマ２０３からの信号を受信する。 (Timer 203)
The timer 203 is a component that transmits a signal at a predetermined time interval. For example, the timer 203 transmits a signal every minute. As a result, the measurement packet generation unit 204 described later receives a signal from the timer 203.

（アンテナ２２３）
アンテナ２２３は、アナログ信号を電波（電磁波）として空間に放射（送信）し、空間の電波（電磁波）をアナログ信号に変換（受信）する構成部である。 (Antenna 223)
The antenna 223 is a component that radiates (transmits) an analog signal as a radio wave (electromagnetic wave) into space and converts (receives) the radio wave (electromagnetic wave) in space into an analog signal.

（送信手段２０１）
送信手段２０１は、アンテナ２２３を介して無線通信を行う構成部であり、デジタルデータをアナログ信号に変換してアンテナ２２３に送信させる。 (Transmission means 201)
The transmission unit 201 is a component that performs wireless communication via the antenna 223, converts digital data into an analog signal, and transmits the analog signal to the antenna 223.

（受信手段２０２）
受信手段２０２は、アンテナ２２３を介して無線通信を行う構成部であり、アンテナ２２３が受信したアナログ信号をデジタルデータに変換する。本実施形態において、受信手段２０２は、受信した計測パケットに含まれる通信成功率を取得する。この通信成功率は、他の無線端末２（例えば無線端末２２）から受信した計測パケットに含まれる、基地局１から他の無線端末２（無線端末２２）までの通信経路の通信成功率である。受信手段２０２は、この通信成功率を、隣接テーブル２１６（図５）に無線端末２２のパスコストとして記録させる。 (Receiving means 202)
The receiving unit 202 is a component that performs wireless communication via the antenna 223, and converts an analog signal received by the antenna 223 into digital data. In the present embodiment, the receiving unit 202 acquires a communication success rate included in the received measurement packet. This communication success rate is the communication success rate of the communication path from the base station 1 to the other wireless terminal 2 (wireless terminal 22) included in the measurement packet received from the other wireless terminal 2 (for example, the wireless terminal 22). . The receiving unit 202 records this communication success rate as the path cost of the wireless terminal 22 in the adjacency table 216 (FIG. 5).

また、受信手段２０２は、受信信号の信号強度を計測する機能を備え、計測パケットを受信したときに得られた信号強度の値（計測値）を取得する。この計測値も計測結果記録手段２０７に記録させる。
本実施形態における計測値は、計測パケットを受信したときの信号強度として説明するが、この計測値は、他の無線端末２から計測パケットを受信することで得られる、２つの無線端末２間のリンクの通信状況に係る情報であればよく、例えば、Ｓ／Ｎ比等であってもよい。 The receiving unit 202 has a function of measuring the signal strength of the received signal, and acquires a signal strength value (measured value) obtained when the measurement packet is received. This measurement value is also recorded in the measurement result recording means 207.
The measurement value in the present embodiment will be described as the signal strength when a measurement packet is received. This measurement value is obtained by receiving a measurement packet from another wireless terminal 2 and is between two wireless terminals 2. Any information relating to the communication status of the link may be used. For example, the S / N ratio may be used.

（計測パケット生成手段２０４）
計測パケット生成手段２０４は、他の無線端末２に、自機（無線端末２１）から基地局１までの最高の通信成功率を提供するための計測パケットを生成する構成部である。
この計測パケット生成手段２０４は、タイマ２０３から信号を受信したタイミングで、計測パケットを生成する。この計測パケットは、送信手段２０１によりアンテナ２２３を介してブロードキャストされる。これにより自機（無線端末２１）の周辺に位置する（設置された）他の無線端末２に送信される。 (Measurement packet generation means 204)
The measurement packet generation unit 204 is a component that generates a measurement packet for providing the other wireless terminal 2 with the highest communication success rate from the own device (wireless terminal 21) to the base station 1.
The measurement packet generator 204 generates a measurement packet at the timing when a signal is received from the timer 203. This measurement packet is broadcast by the transmission means 201 via the antenna 223. As a result, the data is transmitted to another wireless terminal 2 located (installed) around the own device (wireless terminal 21).

この計測パケットは、ルーティング用パケットとしての機能を兼ねており、各無線端末２は、定期的にルーティングに必要な情報を埋め込んでブロードキャストする。
ここで、計測パケット生成手段２０４は、計測パケットを生成するときに、記憶手段２２２にある、他の無線端末２の宛先（ＩＰアドレス等）を記録した不図示のデータベースを用いて、計測パケットの送信先を選択指定してもよい。 The measurement packet also functions as a routing packet, and each wireless terminal 2 periodically broadcasts information necessary for routing.
Here, the measurement packet generation unit 204 uses a database (not shown) in which the destination (IP address or the like) of the other wireless terminal 2 is stored in the storage unit 222 when generating the measurement packet. A destination may be selected and specified.

（データ生成手段２０５）
データ生成手段２０５は、基地局１に送信するパケットに含めるデータを生成する構成部である。例えば、データ生成手段２０５は、上記した定期的にルーティングに必要な情報を生成する。 (Data generation means 205)
The data generation unit 205 is a component that generates data to be included in a packet to be transmitted to the base station 1. For example, the data generation unit 205 generates information necessary for the above-described periodic routing.

（送信先選択手段２０６）
送信先選択手段２０６は、各リンクの評価値に基づき、パケットの送信先を決定する構成部である。
この送信先選択手段２０６は、送信先決定処理を実行して、隣接テーブル２１６（図５）と、エラー発生率テーブル２１７（図７）と、評価記録手段２１９（図６）に記録された評価値（リンク評価手段２０９により評価された値）とに基づき、最適な通信経路上の送信先を決定する。そして、送信先選択手段２０６は、計測パケットの宛先を設定し、決定した送信先（無線端末２）を経由する場合の通信成功率を計測パケットに埋め込む。この送信先決定処理については、詳細を後記する。 (Destination selection means 206)
The transmission destination selection means 206 is a component that determines the transmission destination of a packet based on the evaluation value of each link.
This transmission destination selection means 206 executes transmission destination determination processing, and the evaluation recorded in the adjacency table 216 (FIG. 5), error occurrence rate table 217 (FIG. 7), and evaluation recording means 219 (FIG. 6). Based on the value (value evaluated by the link evaluation unit 209), the transmission destination on the optimum communication path is determined. Then, the transmission destination selection unit 206 sets the destination of the measurement packet, and embeds the communication success rate when passing through the determined transmission destination (wireless terminal 2) in the measurement packet. Details of the destination determination process will be described later.

（リンク状態予測手段２０８）
リンク状態予測手段２０８は、計測値（受信手段２０２が計測した受信信号の信号強度）に基づき予測を行い、評価材料となる予測値を取得する構成部である。
このリンク状態予測手段２０８は、計測結果記録手段２０７から各リンク（２つの無線端末２間）の計測値を取得して予測処理を行い、各リンクの予測値を予測記録手段２１８に記録する。この予測処理については、詳細を後記する。 (Link state prediction means 208)
The link state prediction unit 208 is a component that performs prediction based on the measurement value (the signal strength of the reception signal measured by the reception unit 202) and acquires a prediction value that is an evaluation material.
The link state prediction unit 208 acquires the measurement value of each link (between two wireless terminals 2) from the measurement result recording unit 207, performs a prediction process, and records the prediction value of each link in the prediction recording unit 218. Details of this prediction process will be described later.

（リンク評価手段２０９）
リンク評価手段２０９は、予測値に基づき、評価を行う構成部である。
このリンク評価手段２０９は、予測記録手段２１８から各リンク（２つの無線端末２間）の予測値を取得してリンク評価処理を行い、各リンクの評価値を評価記録手段２１９に記録する。このリンク評価処理については、詳細を後記する。 (Link evaluation means 209)
The link evaluation unit 209 is a component that performs evaluation based on the predicted value.
The link evaluation unit 209 acquires the predicted value of each link (between two wireless terminals 2) from the prediction recording unit 218, performs link evaluation processing, and records the evaluation value of each link in the evaluation recording unit 219. Details of this link evaluation process will be described later.

≪予測処理≫
リンク状態予測手段２０８が実行する予測処理について説明する。
図３は、予測記録手段に記録されるデータの一例であり、予測記録手段２１８には、リンク状態予測手段２０８が予測処理を実行して得られた予測値が記録される。 ≪Prediction process≫
The prediction process executed by the link state prediction unit 208 will be described.
FIG. 3 shows an example of data recorded in the prediction recording means, and the prediction recording means 218 records the prediction value obtained by the link state prediction means 208 executing the prediction process.

図３の符号について説明する。
Ｙt（Ｙt-1、Ｙt-2、Ｙt-3）は、時刻ｔにおける計測値であり、時刻ｔ−１は、時刻ｔよりもタイマ２０３による所定時間間隔前の時刻である。 Reference numerals in FIG. 3 will be described.
Y t (Y t−1 , Y t−2 , Y t−3 ) is a measured value at time t, and time t−1 is a time before a predetermined time interval by the timer 203 before time t.

ｅt（ｅt-1、ｅt-2、ｅt-3）は、未来時刻ｔの計測値を予測した値（予測値）と、実際に時刻ｔに計測した値（計測値）との誤差である。
ｂn（ｂ1、ｂ2、ｂ3）、ｃn（ｃ1、ｃ2、ｃ3）は、過去に計測パケットの受信時に得た計測値に基づき決定されるパラメータであり、過去の計測値が予測値に影響する度合いを示す値である。例えば、ｂn、ｃnは、計測パケットの受信時に得られる計測値を用いて、ｅtが小さくなるように（例えば、Yule-Walker方程式を用いて）最適化計算することで得られる。 e t (e t−1 , e t−2 , e t−3 ) is a value obtained by predicting a measured value at a future time t (predicted value) and a value actually measured at a time t (measured value). It is an error.
b n (b 1 , b 2 , b 3 ) and c n (c 1 , c 2 , c 3 ) are parameters determined based on measurement values obtained at the time of reception of measurement packets in the past. It is a value indicating the degree to which the value affects the predicted value. For example, b n, c n, using the measurement values obtained at the time of receiving the measurement packet, as e t decreases (e.g., by using the Yule-Walker equation) obtained by optimization calculation.

予測処理は、以下に示すＡＲＭＡモデル、ＡＲＩＭＡモデル、Ｙの階差の数式を用いて行われる。
予測値（ｅt＝０とすることで得られるＹt）は、ＡＲＭＡ（AutoRegressive Moving Average：自己回帰移動平均）モデルを用いて得られる値である。このＡＲＭＡモデルは、過去の計測値に基づき将来を予測するＡＲモデルと、過去の誤差に基づき将来を予測するＭＡモデルとを合わせたものである。このＡＲＭＡモデルを用いることで、過去の計測値と過去の誤差に基づき将来の予測値を得ることができる。図４はＡＲＭＡモデルのブロック図である。 The prediction process is performed using the following ARMA model, ARIMA model, and Y difference equation.
The predicted value (Y t obtained by setting e t = 0) is a value obtained using an ARMA (Auto Regressive Moving Average) model. This ARMA model is a combination of an AR model that predicts the future based on past measurement values and an MA model that predicts the future based on past errors. By using this ARMA model, a future predicted value can be obtained based on a past measurement value and a past error. FIG. 4 is a block diagram of the ARMA model.

（ＡＲＭＡモデル）
ＡＲＭＡ＝ＡＲ＋ＭＡ
Ｙt＝（ｂ1・Ｙt-1＋ｂ2・Ｙt-2＋・・・＋ｂp・Ｙt-p＋ｅt）＋（−ｃ1・ｅt-1−ｃ2・ｅt-2−・・・−ｃq・ｅt-q） (ARMA model)
ARMA = AR + MA
Y t = (b 1 · Y t-1 + b 2 · Y t-2 +... + B p · Y tp + e t ) + (− c 1 · e t−1 −c 2 · e t −2 − ·・ ・ −c q・ e tq )

そして、ＡＲＩＭＡ（AutoRegressive Integrated Moving Average：自己回帰和分移動平均）モデルを用いて階差を取ることで、計測値に周期性があるか否かを判定することができ、周期性がある値を除くことができる。以下に示すモデルでは１回のみの階差を示しているが、２回以上の階差であってもよい。   Then, by taking a difference using an ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average) model, it is possible to determine whether or not the measurement value has periodicity, and to determine the periodicity value. Can be excluded. In the model shown below, a difference of only one time is shown, but a difference of two or more times may be used.

（ＡＲＩＭＡモデル）
ΔＹt＝（ｂ1・ΔＹt-1＋ｂ2・ΔＹt-2＋・・・＋ｂp・ΔＹt-p＋ｅt）＋（−ｃ1・ｅt-1−ｃ2・ｅt-2−・・・−ｃq・ｅt-q） (ARIMA model)
ΔY t = (b 1 · ΔY t-1 + b 2 · ΔY t-2 +... + B p · ΔY tp + e t ) + (− c 1 · e t−1 −c 2 · e t−2 − ·・ ・ −c q・ e tq )

（Ｙの階差）
ΔＹt＝Ｙt−Ｙt-1 (Y difference)
ΔY t = Y t −Y t−1

ここで、次数ｐ，ｑは、予測記録手段２１８に記録できるデータ数の最大値を制限するものであり、次数ｐは、ＡＲモデルで得られた計測値Ｙtを予測記録手段２１８に記録できるデータ数の最大値である。一方、次数ｑは、ＭＲモデルで得られた計測値Ｙtを予測記録手段２１８に記録できるデータ数の最大値である。 Here, the orders p and q limit the maximum value of the number of data that can be recorded in the prediction recording means 218, and the order p can record the measurement value Y t obtained by the AR model in the prediction recording means 218. This is the maximum number of data. On the other hand, the order q is the maximum value of the number of data that can be recorded in the prediction recording means 218 by the measurement value Y t obtained by the MR model.

以上の数式で示すＡＲＭＡモデルだけでなく、ＡＲＩＭＡモデル、さらに階差を用いて予測処理を行うことで、より実際の計測値に近い予測値（ｅt＝０とすることで得られるＹt）を求めることができる。 By performing prediction processing using not only the ARMA model represented by the above formulas but also the ARIMA model, and further using the difference, a predicted value closer to the actual measured value (Y t obtained by setting e t = 0) Can be requested.

ここで、モデルは得られるデータの特性などを考慮する必要がある。例えばデータを計測値Ｙtとしているが、１種類のデータではなく、ベクトルのように同一時刻における複数種類のデータであってもよい。この場合、ｂn及びｃn等もベクトルであり、複数の数値を含む。 Here, the model needs to take into account the characteristics of the data obtained. For example, the measurement value Y t is used as data, but it may be a plurality of types of data at the same time, such as a vector, instead of a single type of data. In this case, b n and c n are also vectors and include a plurality of numerical values.

≪リンク評価処理≫
リンク評価手段２０９が実行するリンク評価処理について説明する。
図６は、評価記録手段に記録されるデータの一例であり、評価記録手段２１９には、リンク評価手段２０９がリンク評価処理を実行して得られた評価値が記録される。
リンク評価手段２０９は、予測記録手段２１８から各リンク（２つの無線端末２間）の予測値を取得して、リンクの通信状況を評価する。
図６の評価記録手段２１９に示すように、リンク評価処理を実行して得られる評価値は平均と分散であり、平均は、予測値Ｙt（Ｙt-1、Ｙt-2、Ｙt-3）の平均値であり、分散は、予測値Ｙt（Ｙt-1、Ｙt-2、Ｙt-3）の分散値である。 ≪Link evaluation process≫
A link evaluation process executed by the link evaluation unit 209 will be described.
FIG. 6 shows an example of data recorded in the evaluation recording means. In the evaluation recording means 219, an evaluation value obtained by the link evaluation means 209 executing the link evaluation process is recorded.
The link evaluation unit 209 acquires the predicted value of each link (between two wireless terminals 2) from the prediction recording unit 218, and evaluates the communication state of the link.
As shown in the evaluation recording means 219 in FIG. 6, the evaluation values obtained by executing the link evaluation processing are the average and the variance, and the average is the predicted value Y t (Y t−1 , Y t−2 , Y t −3 ) is an average value, and the variance is a variance value of the predicted values Y t (Y t−1 , Y t−2 , Y t−3 ).

≪送信先決定処理≫
送信先選択手段２０６が実行する送信先決定処理について説明する。
送信先選択手段２０６は、送信先決定処理を実行することで、（ａ）隣接テーブル２１６の更新を行って、（ｂ）基地局１から無線端末２１までの最適な通信経路を選択する。 ≪Destination determination process≫
A transmission destination determination process executed by the transmission destination selection unit 206 will be described.
The transmission destination selection means 206 executes transmission destination determination processing, (a) updates the adjacency table 216, and (b) selects an optimal communication path from the base station 1 to the wireless terminal 21.

図５は、隣接テーブル２１６に記録されるデータの一例であり、隣接テーブル２１６には、他の無線端末２を経由した場合のリンクコスト（通信成功率）とパスコスト（通信成功率）とが記録される。   FIG. 5 is an example of data recorded in the adjacency table 216. The adjacency table 216 includes a link cost (communication success rate) and a path cost (communication success rate) when passing through another wireless terminal 2. To be recorded.

リンクコストは、リンク評価処理で得られた（評価記録手段２１９に記録された）平均値と分散値とを用いて、図７に示すエラー発生率テーブル２１７から取得したエラー発生率を１から差分することで得られる通信成功率である。このエラー発生率テーブル２１７については詳細を後記する。   The link cost is obtained by subtracting the error occurrence rate obtained from the error occurrence rate table 217 shown in FIG. 7 from 1 by using the average value (recorded in the evaluation recording unit 219) and the variance value obtained in the link evaluation process. It is the communication success rate obtained by doing. Details of the error occurrence rate table 217 will be described later.

一方、パスコストは、上記したリンク評価処理で説明したように、他の無線端末２（無線端末２２）から受信した計測パケットに含まれる、基地局１から他の無線端末２（無線端末２２）までの通信経路の通信成功率である。つまり、パスコストは、評価記録手段２１９に記録された通信成功率である。   On the other hand, the path cost is included in the measurement packet received from the other wireless terminal 2 (wireless terminal 22), as described in the above link evaluation process, from the base station 1 to the other wireless terminal 2 (wireless terminal 22). The communication success rate of the communication path up to. That is, the path cost is a communication success rate recorded in the evaluation recording unit 219.

ここで、基地局１までの通信経路が未確定の場合、パスコストを無限大とする。また、基地局１のパスコストは「１」とする。 Here, when the communication route to the base station 1 is uncertain, the path cost is set to infinity. The path cost of the base station 1 is “1” .

（ａ）隣接テーブルの更新処理（送信先決定処理）
まず、送信先選択手段２０６は、隣接テーブル２１６を更新する処理を行う。
送信先選択手段２０６は、評価記録手段２１９から無線端末２２（他の無線端末２）の（予測）平均値、（予測）分散値を取得する。
この送信先選択手段２０６は、評価記録手段２１９から取得した平均値及び分散値とから、図７に示すエラー発生率テーブル２１７を用いてエラー発生率を取得し、１からこのエラー発生率を差分することで、通信成功率を取得する。そして、この通信成功率を、隣接テーブル２１６（図５）の無線端末２２のリンクコストに記録する。 (A) Adjacent table update process (destination determination process)
First, the transmission destination selection unit 206 performs processing for updating the adjacency table 216.
The transmission destination selection unit 206 acquires the (predicted) average value and (predicted) variance value of the wireless terminal 22 (other wireless terminals 2) from the evaluation recording unit 219.
The transmission destination selection unit 206 acquires the error occurrence rate from the average value and the variance value acquired from the evaluation recording unit 219 using the error occurrence rate table 217 shown in FIG. By doing so, the communication success rate is acquired. Then, this communication success rate is recorded in the link cost of the wireless terminal 22 in the adjacency table 216 (FIG. 5).

図７は、予め記憶手段に記録された平均と分散とエラー発生率との関係を示すエラー発生率テーブルの一例である。
このエラー発生率テーブル２１７は、予め実験等を行って、無線端末２間でパケットを用いた複数回通信を行い、パケットを受信したときの信号強度を計測し記録しておき、過去の計測値の平均値及び分散値と、パケットを正しく受信できなかったりしたエラー発生率との関係を記録したテーブルである。 FIG. 7 is an example of an error occurrence rate table showing the relationship among the average, variance, and error occurrence rate recorded in advance in the storage means.
The error occurrence rate table 217 performs experiments and the like in advance, performs communication a plurality of times using packets between the wireless terminals 2, measures and records the signal strength when the packets are received, and records past measurement values. 4 is a table in which the relationship between the average value and the variance value of the error rate and the error occurrence rate at which packets cannot be received correctly is recorded.

（ｂ）最適通信経路選択処理（送信先決定処理）
まず、送信先選択手段２０６は、基地局１から無線端末２１までの最適な通信経路を選択する処理を行う。
次に、送信先選択手段２０６は、隣接テーブル２１６（図５）から、リンクコストとパスコストとを取得する。そして、リンクコスト（無線端末２１〜無線端末２２の通信成功率）とパスコスト（基地局１〜無線端末２２の通信成功率）と乗算して、無線端末２２を経由した場合の基地局１から無線端末２１までの通信経路の通信成功率を得る。 (B) Optimal communication route selection process (destination determination process)
First, the transmission destination selection unit 206 performs processing for selecting an optimal communication path from the base station 1 to the wireless terminal 21.
Next, the transmission destination selection unit 206 acquires the link cost and the path cost from the adjacency table 216 (FIG. 5). Then, by multiplying the link cost (communication success rate of the wireless terminal 21 to the wireless terminal 22) and the path cost (communication success rate of the base station 1 to the wireless terminal 22), from the base station 1 when passing through the wireless terminal 22 The communication success rate of the communication path to the wireless terminal 21 is obtained.

送信先選択手段２０６は、隣接テーブル２１６に記録されたすべての他の無線端末２（２２，２３，２４，２５，２６）について、他の無線端末２を経由した場合の基地局１から無線端末２１までの通信経路の通信成功率を算出する。そして、最高の通信成功率となる他の無線端末２を、最適な通信経路上の送信先を判定する。
すなわち、図５に示す隣接テーブル２１６の場合、最高の通信成功率（０．８１）である無線端末２２を宛先に設定する。
そして、送信先選択手段２０６は、最高の通信成功率（０．８１）を計測パケットに埋め込む。 The transmission destination selection unit 206 transmits the wireless terminal 2 from the base station 1 to the wireless terminal 2 through the other wireless terminals 2 for all the other wireless terminals 2 (22, 23, 24, 25, 26) recorded in the adjacent table 216. The communication success rate of communication paths up to 21 is calculated. Then, the other wireless terminal 2 having the highest communication success rate is determined as the transmission destination on the optimum communication path.
That is, in the case of the adjacency table 216 shown in FIG. 5, the wireless terminal 22 having the highest communication success rate (0.81) is set as the destination.
Then, the transmission destination selection unit 206 embeds the highest communication success rate (0.81) in the measurement packet.

≪計測パケット送信処理≫
図８に示す計測パケット送信処理（ステップＳ１００）について説明する。
まず、タイマ２０３が前回発信した時から所定の時間が経ったタイミングで、信号を発信する（ステップＳ１１０）。
タイマ２０３からの信号を受信した計測パケット生成手段２０４は、計測パケット生成処理を開始する（ステップＳ１２０）。これにより、データ生成手段２０５及び送信先選択手段２０６が起動する。 << Measurement packet transmission process >>
The measurement packet transmission process (step S100) shown in FIG. 8 will be described.
First, a signal is transmitted at a timing when a predetermined time has passed since the last transmission from the timer 203 (step S110).
The measurement packet generation unit 204 that has received the signal from the timer 203 starts measurement packet generation processing (step S120). As a result, the data generation unit 205 and the transmission destination selection unit 206 are activated.

送信先選択手段２０６は、評価記録手段２１９からデータを取得して（ステップＳ１３０）、送信先決定処理を実行し、最適な通信経路上の送信先を判定する（ステップＳ１４０）。このときの処理結果で、隣接テーブル２１６（図５）のリンクコスト（無線端末２１〜無線端末２２の通信成功率）（第１の通信成功率）を更新する。
送信先選択手段２０６は、ステップＳ１４０の判定により決定した送信先を、計測パケットの宛先に設定し、この場合の最適な通信経路の通信成功率を計測パケットに埋め込む（ステップＳ１５０）。
この通信成功率は、隣接テーブル２１６（図５）のリンクコスト（無線端末２１〜無線端末２２の通信成功率）（第１の通信成功率）とパスコスト（基地局１〜無線端末２２の通信成功率）（第２の通信成功率）とを乗算することで得られる最高値である。つまり、基地局１から無線端末２１までの通信経路の最高の通信成功率である。 The transmission destination selection unit 206 acquires data from the evaluation recording unit 219 (step S130), executes transmission destination determination processing, and determines the transmission destination on the optimum communication path (step S140). The link cost (communication success rate of the wireless terminals 21 to 22) (first communication success rate) in the adjacency table 216 (FIG. 5) is updated with the processing result at this time.
The transmission destination selection unit 206 sets the transmission destination determined by the determination in step S140 as the destination of the measurement packet, and embeds the communication success rate of the optimum communication path in this case in the measurement packet (step S150).
The communication success rate includes the link cost (communication success rate of the wireless terminal 21 to the wireless terminal 22) (first communication success rate) and the path cost (communication of the base station 1 to the wireless terminal 22) of the adjacency table 216 (FIG. 5). It is the highest value obtained by multiplying (success rate) (second communication success rate). That is, it is the highest communication success rate of the communication path from the base station 1 to the wireless terminal 21.

データ生成手段２０５は、記憶手段２２２に記録された不図示のデータからルーティングに必要な情報を取得して、取得したデータを計測パケットに埋め込む（ステップＳ１６０）。
計測パケット生成手段２０４は、生成した計測パケットを送信手段２０１に渡して、計測パケット生成処理を終了する。
送信手段２０１は、計測パケットをデジタルアナログ変換したアナログ信号をアンテナ２２３に渡して、無線で送信させる（ステップＳ１７０）。そして、計測パケット送信処理を終了する。 The data generation unit 205 acquires information necessary for routing from data (not shown) recorded in the storage unit 222, and embeds the acquired data in the measurement packet (step S160).
The measurement packet generation unit 204 passes the generated measurement packet to the transmission unit 201 and ends the measurement packet generation process.
The transmission unit 201 passes an analog signal obtained by digital-analog conversion of the measurement packet to the antenna 223 and transmits it wirelessly (step S170). Then, the measurement packet transmission process ends.

≪計測パケット受信後のリンク評価処理≫
アンテナ２２３は、受信した電波をアナログ信号に変換して、受信手段２０２に渡す。
受信手段２０２が取得したアナログ信号が計測パケットであった場合に、無線端末２１は、リンク評価処理を実行する。
以下、図９に示すリンク評価処理（ステップＳ２００）について説明する。 ≪Link evaluation process after receiving measurement packet≫
The antenna 223 converts the received radio wave into an analog signal and passes it to the receiving means 202.
When the analog signal acquired by the receiving unit 202 is a measurement packet, the wireless terminal 21 executes link evaluation processing.
Hereinafter, the link evaluation process (step S200) illustrated in FIG. 9 will be described.

まず、受信手段２０２は、自身（無線端末２１）の周辺に位置する（設置された）他の無線端末２から、計測パケットを受信する（ステップＳ２１０）。このとき、計測パケットを受信手段２０２が受信したときの信号強度を計測する。また、以下、無線端末２２から計測パケットを受信したとして説明する。   First, the receiving unit 202 receives a measurement packet from another wireless terminal 2 located (installed) in the vicinity of itself (wireless terminal 21) (step S210). At this time, the signal intensity when the receiving unit 202 receives the measurement packet is measured. In the following description, it is assumed that a measurement packet is received from the wireless terminal 22.

受信手段２０２は、計測パケットを受信したときの計測値（信号強度の値）と、計測パケットに含まれる送信元の情報（無線端末２２）及び基地局１から無線端末２２までの通信成功率を取得して（ステップＳ２２０）、隣接テーブル２１６（図５）にパスコスト（第２の通信成功率）として記録させる。そして、計測パケットを受信したときの計測値（信号強度の値）を計測結果記録手段２０７に記録させる（ステップＳ２３０）。   The receiving unit 202 obtains the measurement value (signal strength value) when the measurement packet is received, the transmission source information (wireless terminal 22) included in the measurement packet, and the communication success rate from the base station 1 to the wireless terminal 22. Acquired (step S220) and recorded in the adjacent table 216 (FIG. 5) as the path cost (second communication success rate). Then, the measurement value (signal intensity value) when the measurement packet is received is recorded in the measurement result recording unit 207 (step S230).

リンク状態予測手段２０８は、計測結果記録手段２０７から計測値を取得して、予測処理を実行する（ステップＳ２４０）。そして、リンク状態予測手段２０８は、この予測処理で得られた予測値を、予測記録手段２１８に記録させる（ステップＳ２５０）。   The link state prediction unit 208 acquires a measurement value from the measurement result recording unit 207 and executes a prediction process (step S240). Then, the link state prediction unit 208 causes the prediction recording unit 218 to record the prediction value obtained by this prediction process (step S250).

リンク評価手段２０９は、予測記録手段２１８から予測値を取得して、リンク評価処理を実行する（ステップＳ２６０）。そして、リンク評価手段２０９は、このリンク評価処理で得られた評価値を、評価記録手段２１９に記録させる（ステップＳ２７０）。そして、リンク評価処理を終了する。   The link evaluation unit 209 acquires a prediction value from the prediction recording unit 218 and executes link evaluation processing (step S260). Then, the link evaluation unit 209 causes the evaluation recording unit 219 to record the evaluation value obtained by this link evaluation process (step S270). Then, the link evaluation process ends.

これにより、基地局１と無線通信を行う、つまり通常のパケットを送信する場合、無線端末２１は、送信先選択手段２０６が隣接テーブル２１６（図５）を参照して、リンクコスト（無線端末２１〜無線端末２２の通信成功率）とパスコスト（基地局１〜無線端末２２の通信成功率）とを乗算することで得られる、基地局１から無線端末２１までの通信経路の通信成功率に基づき、通常のパケットの宛先を無線端末２２に設定する。図５の隣接テーブル２１６の場合、乗算の結果、最高の通信成功率（０．８１）が無線端末２２を経由する通信経路であるため、宛先を無線端末２２に設定する。
以上により、無線端末２１は、無線通信するとき常に、最高の通信成功率となる最適な通信経路を選択して送信することができるため、エラーによる送信失敗が少なくなり、送信回数が減少するという、効率的な無線通信を行うことができる。 As a result, when wireless communication is performed with the base station 1, that is, when a normal packet is transmitted, the wireless terminal 21 refers to the adjacency table 216 (FIG. 5) and the link cost (wireless terminal 21 The communication success rate of the communication path from the base station 1 to the radio terminal 21 obtained by multiplying the communication success rate of the radio terminal 22 by the path cost (communication success rate of the base station 1 to the radio terminal 22). Based on this, the normal packet destination is set in the wireless terminal 22. In the case of the adjacency table 216 in FIG. 5, the destination is set to the wireless terminal 22 because the highest communication success rate (0.81) is the communication path via the wireless terminal 22 as a result of multiplication.
As described above, since the wireless terminal 21 can always select and transmit the optimal communication path with the highest communication success rate when performing wireless communication, transmission failure due to errors is reduced and the number of transmissions is reduced. Efficient wireless communication can be performed.

例えば、無線端末２１から無線端末２２までの通信経路の通信成功率が０．９であり、無線端末２１から無線端末２３までの通信経路の通信成功率が０．８であったとする。
単純に無線端末２間の通信成功率だけで通信成功率を選択するのであれば、無線端末２１は、無線端末２２を経由する通信経路が最適な通信経路となる。 For example, it is assumed that the communication success rate of the communication path from the wireless terminal 21 to the wireless terminal 22 is 0.9 and the communication success rate of the communication path from the wireless terminal 21 to the wireless terminal 23 is 0.8.
If the communication success rate is simply selected based only on the communication success rate between the wireless terminals 2, the optimal communication route for the wireless terminal 21 is the communication route via the wireless terminal 22.

しかし、無線端末２１から基地局１までの通信経路を考慮した場合、無線端末２２から基地局１までの通信成功率が０．５であり、無線端末２２から基地局１までの通信成功率が０．８であったとき、
無線端末２１から基地局１まで（無線端末２２経由）の通信成功率
＝０．９×０．５＝０．４５
無線端末２１から基地局１まで（無線端末２３経由）の通信成功率
＝０．８×０．８＝０．６４
となる。 However, when the communication path from the wireless terminal 21 to the base station 1 is considered, the communication success rate from the wireless terminal 22 to the base station 1 is 0.5, and the communication success rate from the wireless terminal 22 to the base station 1 is When it was 0.8
Communication success rate from the wireless terminal 21 to the base station 1 (via the wireless terminal 22) = 0.9 × 0.5 = 0.45
Communication success rate from wireless terminal 21 to base station 1 (via wireless terminal 23) = 0.8 × 0.8 = 0.64
It becomes.

すなわち、無線端末２２を経由する通信経路よりも、無線端末２３を経由する通信経路の方が通信成功率は高くなる。このように、本発明によれば、基地局１に至るまでの最適な通信経路を選択することができる。   That is, the communication success rate is higher for the communication path via the wireless terminal 23 than for the communication path via the wireless terminal 22. Thus, according to the present invention, it is possible to select an optimal communication path to reach the base station 1.

本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、自機（無線端末２１）から他の無線端末２（無線端末２２）までの通信経路の通信成功率を得るために、図７に示すエラー発生率テーブル２１７を用いているが、データ列や二次元化されたグラフ等であってもよい。すなわち、予め実験等で得られた信号強度（計測値）のデータ群から、評価記録手段２１９に記録された平均値及び分散値を用いて、隣接テーブル２１６のリンクコストとして記録される通信成功率が得られれば、どんな方法でもよい。   For example, the error occurrence rate table 217 shown in FIG. 7 is used to obtain the communication success rate of the communication path from the own device (wireless terminal 21) to another wireless terminal 2 (wireless terminal 22). Or a two-dimensional graph. That is, the communication success rate recorded as the link cost of the adjacent table 216 using the average value and the variance value recorded in the evaluation recording means 219 from the signal intensity (measured value) data group obtained in advance through experiments or the like. Any method can be used as long as it is obtained.

タイマ２０３は、所定の時間間隔で信号を送信する構成部として記載したが、パケット生成手段２１０が、通常のデータパケットを送信したときに、タイマ２０３のカウント（タイマ）をリセットさせてもよい。これにより、タイマ２０３からの信号送信回数が減るため、計測パケットを送信する回数を削減することができる。   Although the timer 203 is described as a component that transmits a signal at a predetermined time interval, the count (timer) of the timer 203 may be reset when the packet generation unit 210 transmits a normal data packet. As a result, the number of signal transmissions from the timer 203 is reduced, so the number of measurement packet transmissions can be reduced.

また、パケット生成手段２１０は、通信量が多いとき、計測パケット生成手段２０４にタイマ２０３からの信号を無視させてもよい。これにより、計測パケットの生成が中断されるため、通信に余裕ができる。   Further, the packet generation unit 210 may cause the measurement packet generation unit 204 to ignore the signal from the timer 203 when the amount of communication is large. As a result, the generation of the measurement packet is interrupted, so that there is room for communication.

計測パケット受信時に得られた計測値が、過去に得られた値と比較して極端に異なる場合、閾値等を設けることで、その値を計測異常と判定し、異常な計測値を計測結果記録手段２０７に記録させないようにしてもよい。   If the measurement value obtained when receiving the measurement packet is extremely different compared to the value obtained in the past, by setting a threshold, etc., it is determined that the value is abnormal, and the abnormal measurement value is recorded as the measurement result. The means 207 may not be recorded.

リンク状態予測手段２０８は、過去の計測値に応じてパラメータｂn、ｃnを更新してもよい。この更新タイミングは、例えばリンクの通信状況の予測値と実際の計測値との差分が所定の値を超えたときや、計測パケットを受信したときに計測異常と判定されたとき等である。 The link state prediction unit 208 may update the parameters b n and c n according to past measurement values. This update timing is, for example, when the difference between the predicted value of the communication status of the link and the actual measurement value exceeds a predetermined value, or when it is determined that the measurement is abnormal when the measurement packet is received.

本実施形態では、図１に示すネットワークにおける無線通信システムについて説明した。そのため、無線端末２１から基地局１に至るまでの通信経路は、無線端末２２〜２６のいずれかを経由すればよいことになっているが、さらに複雑になったネットワーク、例えば、無線端末２２と基地局１との間に、さらに無線端末があるネットワークであっても本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the wireless communication system in the network shown in FIG. 1 has been described. For this reason, the communication path from the wireless terminal 21 to the base station 1 has only to be routed through any of the wireless terminals 22 to 26. However, a more complicated network, for example, the wireless terminal 22 The present invention can also be applied to a network having a wireless terminal between the base station 1 and the base station 1.

１ 基地局
２（２１，２２，２３、２４，２５，２６） 無線端末
１０ 無線通信システム
２０１ 送信手段
２０２ 受信手段
２０３ タイマ
２０４ 計測パケット生成手段
２０５ データ生成手段
２０６ 送信先選択手段
２０７ 計測結果記録手段
２０８ リンク状態予測手段
２０９ リンク評価手段
２１６ 隣接テーブル
２１７ エラー発生率テーブル
２１８ 予測記録手段
２１９ 評価記録手段
２２２ 記憶手段
２２３ アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station 2 (21,22,23,24,25,26) Wireless terminal 10 Wireless communication system 201 Transmission means 202 Reception means 203 Timer 204 Measurement packet generation means 205 Data generation means 206 Transmission destination selection means 207 Measurement result recording means 208 link state prediction means 209 link evaluation means 216 adjacent table 217 error occurrence rate table 218 prediction recording means 219 evaluation recording means 222 storage means 223 antenna

Claims (9)

基地局に至るまでのマルチホップ無線ネットワークを形成する複数のうちの１つの無線通信端末であって、
他の無線通信端末それぞれからパケットを受信し、過去の複数回の受信結果に基づき、自機から送信元の無線通信端末までの通信成功率である第１の通信成功率を予測し、
前記受信したパケットに含まれる前記基地局から前記送信元の無線通信端末までの通信成功率である第２の通信成功率を取得し、
前記第１の通信成功率及び前記第２の通信成功率に基づき、前記送信元の無線通信端末を経由した自機から前記基地局までの将来の通信状況を予測する
ことを特徴とする無線通信端末。 One of a plurality of wireless communication terminals forming a multi-hop wireless network leading to a base station,
A packet is received from each of the other wireless communication terminals, and based on a plurality of past reception results, a first communication success rate that is a communication success rate from the own device to the transmission source wireless communication terminal is predicted,
Obtaining a second communication success rate that is a communication success rate from the base station to the transmission source wireless communication terminal included in the received packet;
A wireless communication method for predicting a future communication state from the own device to the base station via the wireless communication terminal of the transmission source based on the first communication success rate and the second communication success rate. Terminal. 前記他の無線通信端末それぞれについて、前記第１の通信成功率と前記第２の通信成功率とを乗算して、最高の通信成功率となる前記送信元の無線通信端末をパケットの宛先とし、前記最高の通信成功率を当該パケットに含めて、ブロードキャストする
ことを特徴とする請求項１に記載された無線通信端末。 For each of the other wireless communication terminals, the first communication success rate and the second communication success rate are multiplied, and the transmission source wireless communication terminal having the highest communication success rate is set as the packet destination. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the highest communication success rate is included in the packet and broadcasted. 前記第１の通信成功率は、
過去に前記パケットを受信したときに計測した過去の通信状況値と、
未来時刻における通信状況値を予測した予測通信状況値と、実際にその時刻に計測した前記過去の通信状況値とを差分した誤差と、
前記過去の通信状況値が前記予測通信状況値に影響する度合いを示すパラメータと
に基づき、次のパケットを受信したときの将来の通信状況値を予測し、
過去に前記パケットを受信したときに計測した通信状況値と、当該パケットのエラーの有無とを記録したデータ群から、前記通信状況値に関連した通信成功率が得られる通信成功率テーブルを用いて、前記将来の通信状況値と比較することで得られる通信成功率である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された無線通信端末。 The first communication success rate is:
A past communication status value measured when the packet was received in the past;
An error that is a difference between the predicted communication status value that predicted the communication status value at a future time and the past communication status value actually measured at that time;
Based on the parameter indicating the degree to which the past communication status value affects the predicted communication status value, predicting the future communication status value when the next packet is received,
Using a communication success rate table in which a communication success rate related to the communication status value is obtained from a data group in which the communication status value measured when the packet is received in the past and whether or not there is an error in the packet is recorded. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the communication success rate is obtained by comparing with the future communication status value. 前記将来の通信状況値は、ＡＲＭＡモデルを用いて予測される
ことを特徴とする請求項３に記載された無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 3, wherein the future communication status value is predicted using an ARMA model. 前記将来の通信状況値は、さらに、ＡＲＩＭＡモデル及び階差を用いて予測される
ことを特徴とする請求項４に記載された無線通信端末。 The wireless communication terminal according to claim 4, wherein the future communication status value is further predicted using an ARIMA model and a step difference. 前記通信状況値は、
前記パケットを受信したときに計測した信号強度である
ことを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載された無線通信端末。 The communication status value is:
The wireless communication terminal according to any one of claims 3 to 5, wherein the signal strength is measured when the packet is received. 前記パケットは、ルーティング用パケットであり、所定の時間間隔でブロードキャストされることを特徴とする請求項２に記載された無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 2, wherein the packet is a routing packet and is broadcast at a predetermined time interval. 基地局に至るまでのマルチホップ無線ネットワークを形成する複数の無線通信端末を含む無線通信システムであって、
前記無線通信端末は、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載された無線通信端末である
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system including a plurality of wireless communication terminals forming a multi-hop wireless network leading to a base station,
The wireless communication terminal according to any one of claims 1 to 7, wherein the wireless communication terminal is a wireless communication terminal. 基地局に至るまでのマルチホップ無線ネットワークを形成する複数のうちの１つの無線通信端末の通信状況予測方法であって、
他の無線通信端末それぞれからパケットを受信し、過去の複数回の受信結果に基づき、自機から送信元の無線通信端末までの通信成功率である第１の通信成功率を予測するステップと、
前記受信したパケットに含まれる前記基地局から前記送信元の無線通信端末までの通信成功率である第２の通信成功率を取得するステップと、
前記第１の通信成功率及び前記第２の通信成功率に基づき、前記送信元の無線通信端末を経由した自機から前記基地局までの将来の通信状況を予測するステップと
を有することを特徴とする通信状況予測方法。 A communication status prediction method for one of a plurality of wireless communication terminals that form a multi-hop wireless network leading to a base station,
Receiving a packet from each of the other wireless communication terminals, and predicting a first communication success rate that is a communication success rate from the own device to the transmission source wireless communication terminal based on a plurality of past reception results;
Obtaining a second communication success rate that is a communication success rate from the base station to the source wireless communication terminal included in the received packet;
Predicting the future communication status from the own device to the base station via the transmission source wireless communication terminal based on the first communication success rate and the second communication success rate. Communication status prediction method.
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