JP6560605B2 - Wireless communication system and wireless terminal - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システム及び当該システムを構成する無線端末に関する。 The present invention relates to a radio communication system and radio terminals constituting the system.
無線機器の小型化や低コスト化、情報処理機器の発達や記憶装置の大容量化に伴い、多数の無線センサ端末から収集した情報を活用してサービスを提供するセンサネットシステムの需要が高まっている。同時に、電池交換に伴って生じるメンテナンスコストの抑制を目的に、無線センサ端末の低消費電力化に対する要求が高まっている。特に、無線端末間で通信を中継することで広い通信エリアを実現するアドホックネットワークでは、他の無線端末からの通信を中継する無線端末の消費電力が、一般的な無線端末の消費電力よりも大きくなる傾向がある。このため、アドホックネットワークで使用する無線端末の低消費電力化技術に高い期待が寄せられている。 With the downsizing and cost reduction of wireless devices, the development of information processing devices and the increase in storage capacity, the demand for sensor network systems that provide services using information collected from a large number of wireless sensor terminals has increased. Yes. At the same time, there is an increasing demand for lower power consumption of wireless sensor terminals for the purpose of reducing maintenance costs caused by battery replacement. In particular, in an ad hoc network that realizes a wide communication area by relaying communication between wireless terminals, the power consumption of a wireless terminal that relays communication from another wireless terminal is larger than the power consumption of a general wireless terminal. Tend to be. For this reason, high expectations are placed on the technology for reducing the power consumption of wireless terminals used in ad hoc networks.
アドホックネットワークにおいて、通信を中継する無線端末の消費電力を低下させる技術の1つにRIT(Receiver Initiated Transmission)方式がある。この方式は、全ての無線端末が間欠的に起動し、自身が中継可能なタイミングでリクエスト信号を周囲にブロードキャストし、リクエスト信号を受信した無線端末がデータ信号を返信することにより、他の無線端末からのデータ信号を中継する。これにより、データ信号を中継する無線端末の起動時間が極力抑えられ、消費電力が低減される。 In an ad hoc network, RIT (Receiver Initiated Transmission) is one of the techniques for reducing the power consumption of a wireless terminal that relays communication. In this method, all wireless terminals start intermittently, broadcast a request signal to the surroundings at a timing at which they can be relayed, and the wireless terminal that receives the request signal returns a data signal to another wireless terminal. Relay the data signal from Thereby, the start-up time of the wireless terminal that relays the data signal is suppressed as much as possible, and the power consumption is reduced.
RIT方式では、通信を中継する無線端末(以下、「中継端末」という。)からのリクエスト信号を受信した無線端末のうち最初にデータ信号を送信した1つの無線端末のみが中継端末との通信を許される。このため、中継端末は、自身に接続している無線端末の数だけリクエスト信号を送信する必要がある。システムの導入時には、無線端末の配置状況や通信の発生頻度を考慮して、リクエスト信号の送信回数が各中継端末に設定される。リクエスト信号の送信回数が必要数に対して少ない場合、通信できない無線端末が発生してしまう。逆に、リクエスト信号の送信回数が必要数に対して多い場合、中継端末の消費電力が増加してしまう。このため、システムの円滑な運用には、無線技術に精通した管理者によるリクエスト信号の送信頻度および間隔の調整が頻繁に必要となり、コストや担当者の負担の増加につながっている。 In the RIT scheme, only one wireless terminal that first transmitted a data signal among wireless terminals that have received a request signal from a wireless terminal that relays communication (hereinafter referred to as “relay terminal”) communicates with the relay terminal. forgiven. For this reason, the relay terminal needs to transmit request signals as many as the number of wireless terminals connected to the relay terminal. When the system is introduced, the number of request signal transmissions is set in each relay terminal in consideration of the arrangement status of wireless terminals and the frequency of occurrence of communication. When the number of request signal transmissions is smaller than the required number, wireless terminals that cannot communicate with each other are generated. Conversely, when the number of request signal transmissions is greater than the required number, the power consumption of the relay terminal increases. For this reason, for smooth operation of the system, it is necessary to frequently adjust the transmission frequency and interval of request signals by an administrator who is well versed in wireless technology, leading to an increase in cost and burden on the person in charge.
無線端末が移動する無線通信システムや中継ルートを事前に決めないランクルーティング方式を採用する無線通信システムでは、各中継端末が接続している無線端末の数は常に変化する。このため、リクエスト信号の送信回数を常に適切な回数に維持することは難しく、RIT方式の特徴(低消費電力)を生かしながらシステムを円滑に運用するのは困難であった。 In a wireless communication system in which a wireless terminal moves and a wireless communication system that employs a rank routing method in which a relay route is not determined in advance, the number of wireless terminals connected to each relay terminal always changes. For this reason, it is difficult to always maintain the number of request signal transmissions at an appropriate number, and it has been difficult to smoothly operate the system while taking advantage of the characteristics (low power consumption) of the RIT method.
上記課題を解決するために、本発明は、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本明細書は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「ブロードキャストされたリクエスト信号の受信後、前記リクエスト信号に対する応答としてデータ信号を送信する第1の無線端末と、一定時間内に前記リクエスト信号を送信する送信回数を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末とを有する無線通信システム」である。 In order to solve the above problems, the present invention employs, for example, the configurations described in the claims. The present specification includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, the first wireless terminal that transmits a data signal as a response to the request signal after receiving the broadcasted request signal. And a second wireless terminal that automatically changes the number of transmissions for transmitting the request signal within a predetermined time based on the communication status of the first wireless terminal.
また、他の一例を挙げるならば、「ブロードキャストされたリクエスト信号の受信後、前記リクエスト信号に対する応答としてデータ信号を送信する第1の無線端末と、前記リクエスト信号の送信間隔を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末とを有する無線通信システム」である。 As another example, “the first wireless terminal that transmits a data signal as a response to the request signal after receiving the broadcast request signal, and the transmission interval of the request signal is set to the first wireless terminal. A wireless communication system having a second wireless terminal that automatically changes based on the communication status of the wireless terminal.
本発明によれば、中継端末によるリクエスト信号の送信回数又は送信間隔を実情に応じた値に自動的に設定することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to automatically set the number of transmissions or the transmission interval of request signals by the relay terminal to a value according to the actual situation. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the following description of embodiments.
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の態様は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。以下の述べる通信方式とは、例えば無線LAN(Local Area Network)のIEEE802.11a方式、IEEE802.11b方式、ZigBee(登録商標)、UWB(Ultra Wideband)方式、ISA100.11A方式を意味する。なお、無線通信システムを構成する全ての無線端末と基地局は、時刻同期した共通の時間軸を持つものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the examples described later, and various modifications are possible within the scope of the technical idea. The communication system described below means, for example, IEEE802.11a system, IEEE802.11b system, ZigBee (registered trademark) system, UWB (Ultra Wideband) system, and ISA100.11A system of wireless LAN (Local Area Network). It is assumed that all wireless terminals and base stations that make up the wireless communication system have a common time axis that is time synchronized.
以下では、モータ等の機器に取り付けられた振動センサや温度センサなどの測定結果を無線端末を通じてサーバに送信し、機器の稼動状況の管理や異常検出を行うセンサーネットワークシステムについて説明する。もっとも、本発明の適用は、センサーネットワークシステムに限らず、機器の消費電力を測定して出力を制御するエネルギーマネージメントシステム、車両の状態や位置を管理する運行管理システムなどにも適用可能である。 Hereinafter, a sensor network system that transmits measurement results of a vibration sensor, a temperature sensor, and the like attached to a device such as a motor to a server through a wireless terminal to manage the operation status of the device and detect an abnormality will be described. However, the application of the present invention is not limited to the sensor network system, but can also be applied to an energy management system that controls the output by measuring the power consumption of the device, an operation management system that manages the state and position of the vehicle, and the like.
(1)実施例1
(1−1)システム構成
図1に、本実施例に係るセンサーネットワークシステム(以下「本システム」という。)の構成例を示す。本システムは、情報を集約する基地局1と、基地局1に対して情報を送信又は中継する複数の無線端末2(2A〜2E)とで構成される。基地局1と無線端末2は、いずれも使用する通信方式に準拠した無線通信モジュールを有している。無線通信モジュールには、後述する通信動作を制御するマイクロプロセッサが内蔵されている。アンテナは、装置本体に内蔵されていても良いし、外付けされていても良い。無線端末2の詳細な機能構成については後述する。
(1) Example 1
(1-1) System Configuration FIG. 1 shows a configuration example of a sensor network system (hereinafter referred to as “the present system”) according to the present embodiment. This system includes a base station 1 that aggregates information and a plurality of wireless terminals 2 (2A to 2E) that transmit or relay information to the base station 1. Both the base station 1 and the
複数の無線端末2どうしの通信は階層化されており、無線端末2の属する階層(ランク)は基地局1との関係により規定される。基地局1と直接通信可能な無線端末2の階層をランク1、基地局1との通信に他の無線端末2による1回の中継が必要な無線端末の階層をランク2、基地局1との通信に(N−1)回の中継が必要な無線端末2の階層をランクNとする。また、各階層に属する無線端末2をランク1の無線端末2、ランク2の無線端末2、…ランクNの無線端末2という。各ランクに属する無線端末2の台数は任意である。
Communication between the plurality of
各無線端末2は間欠的に動作することで消費電力を抑制する。各無線端末2は、基地局1に対して送信すべき情報が生じると、自身より1つ上のランクの無線端末2に対し、当該情報をデータ信号10として送信する。上位ランクの無線端末2は、受信した1つ又は複数のデータ信号10の情報を集約し、自身より1つ上のランクの無線端末2にデータ信号10として送信する。この中継動作が、より上位のランクに属する無線端末2との間で繰り返し実行される。最終的には、ランク1の無線端末2が、基地局1に対してデータ信号10を送信する。この結果、基地局1には、全ての無線端末2の情報が集約される。
Each
以下では、本システムにおける通信にランクルーティング方式を適用する場合について説明する。ランクルーティング方式とは、転送ルートが事前に規定せれておらず、リクエスト信号20を受信した複数の無線端末2のうち最初にデータ転送が可能となった無線端末2が上位ランクの無線端末2と通信する通信方式である。もっとも、本実施例で説明する通信技術は、転送ルートが事前に規定されている他のルーティング方式にも適用可能である。
Below, the case where a rank routing system is applied to the communication in this system is demonstrated. In the rank routing method, the transfer route is not defined in advance, and the
(1−2)通信シーケンス
図2に、ランク2の無線端末2がランク1の無線端末2に情報(データ信号)を送信する際に用いる通信シーケンスの例を示す。図2は、ランク2の無線端末2Cと無線端末2Dとが、データ信号10をランク1の無線端末2Aに送信する場合の通信シーケンスを表している。全ての上位ランクの無線端末2Aは、定期的にリクエスト信号20をブロードキャストする(図2では「RQ送信」と示す。)。なお、リクエスト信号の送信前にはキャリアセンス(図2では「CS」と示す。)が実行され、他のキャリアの存在が確認されない場合にリクエスト信号20の送信が許容される。
(1-2) Communication Sequence FIG. 2 shows an example of a communication sequence used when the rank-2
無線端末2Cと無線端末2Dは、ランク1の無線端末2Aからのリクエスト信号20を受信する。データ信号10の送信を予定しているランク2の無線端末2C及び2Dは、リクエスト信号20を受信した後、所定の時間、キャリアセンスを実行する。キャリアセンス中に他の無線端末2からの無線信号が検出されない場合、無線端末2C及び2Dは、ランク1の無線端末2Aにデータ信号を送信する。本実施例の場合、各無線端末2のキャリアセンス時間はそれぞれ異なる値に設定されている。もっとも、リクエスト信号20の受信の度、各無線端末2は、キャリアセンス時間をランダムに設定してもよい。この場合、無線端末2は、搭載する乱数発生器を用いてキャリアセンス時間を設定する。
The
図2の例では、無線端末2Cのキャリアセンス時間が、無線端末2Dのキャリアセンス時間よりも短い。このため、先にキャリアセンスを終了した無線端末2Cがデータ信号10Cの送信に成功する。ランク1の無線端末2Aは、リクエスト信号20の送信後に、データ信号10の受信を待ち受ける状態になる。無線端末2Aは、この待ち受け期間に、無線端末2Cから送信されたデータ信号10Cを無事受信すると、ACK信号(確認信号)30を無線端末2Cに送信する。このACK信号30の受信により、無線端末2Cは、ランク1の無線端末2Aへのデータ信号10Cの送信が成功したことを確認する。この例では、送信すべきデータ信号10Cが残っていないため、無線端末2Cは、データ信号の送信待ち状態にはならず、キャリアセンスも実行しない。
In the example of FIG. 2, the carrier sense time of the
一方、データ信号10Dの送信に失敗した無線端末2Dは、次のリクエスト信号20の受信を待つ状態になる。この時点では、無線端末2Dは、データ信号10Dの送信失敗を記録しない。無線端末2Dは、前回のキャリアセンスの終了から一定時間後にデータ信号10Dの送信待ち状態を再開し、再び無線端末2Aからのリクエスト信号20の受信を待つ。今回の場合、無線端末2Dは、キャリアセンスの終了時点で他の無線端末2からの無線信号を検出しない。このため、無線端末2Dは、データ信号10Dをランク1の無線端末2Aに送信し、その成功も確認する。データ信号10Dの送信待ち受けを一定時間以上行ってもリクエスト信号20を受信できなかった場合、無線端末2Dは、データ信号10Dの送信失敗の回数をインクリメントし、不図示のメモリに記録する。送信失敗の回数は、データ信号10の送信が成功した段階でクリアされる。
On the other hand, the
ランク1の無線端末2Aは、送信するリクエスト信号20にその信号を送信した時刻や送信間隔に関する情報を記載する。一方、リクエスト信号20を受信したランク2の無線端末2C及び2Dは、受信したリクエスト信号20に含まれる情報に基づいてシステム時刻に同期する。
The rank-one wireless terminal 2A describes information regarding the transmission time and transmission interval of the
(1−3)通信可能時間の割り当て
図3に、通信可能時間の割り当て例を示す。本システムを構成する全ての無線端末2は共通の時間軸に同期しており、特定のランク間でのみ通信が許可される時間が一定周期T毎に繰り返される。図3の例では、ランク3の無線端末2からランク2の無線端末2に通信する時間T1の後に、ランク2の無線端末2からランク1の無線端末2に通信する時間T2が配置されており、更に、ランク1の無線端末2から基地局1に通信する時間T3が配置されている。
(1-3) Allocation of communicable time FIG. 3 shows an example of allocation of communicable time. All the
それぞれの割り当て時間は、周期Tの間隔で繰り返される。各無線端末2は、自分のランクの通信が許可されている時間内ならば、どのタイミングで通信を行ってもよい。また各無線端末2は、それぞれの割り当て時間内の同じタイミングで通信を繰り返さないよう、周期Tごとに送信タイミングを変化させることで無線端末間の通信の順序が固定されるのを防ぐ。これにより、一部の無線端末2が常にリクエスト信号20を受信できない事態の発生を回避する。
Each allocation time is repeated at intervals of the period T. Each
図2の例で説明すると、ランク1の無線端末2Aは、ランク2の無線端末2Dに対し、割り当て時間の開始時刻からリクエスト信号20の送信までの時間、割り当て時間の周期T、割り当て時間の長さの情報をリクエスト信号20に含めて送る。リクエスト信号20を受信した無線端末2Dは、取得した情報に基づいてリクエスト信号20の受信時刻を算出し、当該時刻に基づいてシステム時刻と同期する。
Referring to the example of FIG. 2, the rank 1 wireless terminal 2A, with respect to the
(1−4)中継時の動作シーケンス
図4に、上位ランクの無線端末2が下位ランクの無線端末2からのデータ信号10を中継する際の動作シーケンス例を示す。なお、図4に示す動作は、無線端末2に搭載されたマイクロプロセッサの制御動作を通じて実行される。上位ランクの無線端末2は、図3で示される時間割り当てに従って起動した後、リクエスト信号20をブロードキャストし(ステップS1)、当該リクエスト信号20を受信した下位ランクの無線端末2からのデータ信号10の受信を待ち受ける(ステップS2)。
(1-4) Operation Sequence during Relaying FIG. 4 shows an example of an operation sequence when the higher
上位ランクの無線端末2は、リクエスト信号20を送信してから一定時間内にデータ信号10を受信できた場合(ステップS3でyesの場合)、受信したデータ信号10に記載されている送信失敗回数の情報を読み取る(ステップS4)。送信失敗回数は、データ信号10の送信元である無線端末2がデータ信号10の送信に何回失敗したかを示す情報である。この情報は、データ信号10を送信する無線端末2が記載する。例えば下位ランクの無線端末2が割り当て周期中にデータ信号10を送信できないことが2回続いた場合、次の周期で送信されるデータ信号10には2回連続で送信できなかったことを示す情報(例えば「1」)が記載される。
When the higher
送信失敗回数の情報を読み取った上位ランクの無線端末2は、直前の失敗回数が2回以上ならば(ステップS5でyesの場合)、次回の起動時から自身が送信するリクエスト信号20の送信回数を1回増やすように設定を変更する(ステップS6)。つまり、無線端末2は、一定時間内に送信するリクエスト信号20の送信回数を増加させ、ステップS10に進む。一方、直前の失敗回数が1回以下ならば(ステップS5でnoの場合)、無線端末2は、そのままステップS10に進む。
The upper
上位の無線端末2は、リクエスト信号20の送信後に開始される待ち受け時間内に下位ランクの無線端末2からのデータ信号10を受信できなかった場合(ステップS3でnoの場合)、その事実を未受信情報として自身のメモリ(不図示)に記録する(ステップS7)。この際、リクエスト信号20の送信元である上位ランクの無線端末2は、記録されている未受信情報を確認し、前回以前の起動時にも未受信が無かったか否かを調べる(ステップS8)。
If the
もし、規定の回数以上連続で未受信が発生していた場合(ステップS8でyesの場合)、無線端末2は、リクエスト信号20の送信回数が多いと判断し、次回以降の起動時で使用するリクエスト信号20の送信回数を1回減らすように設定を変更する(ステップS9)。つまり、無線端末2は、一定時間内に送信するリクエスト信号20の送信回数を減少させ、ステップS10に進む。一方、所定回数以上連続した未受信記録が無かった場合(ステップS8でnoの場合)、無線端末2は、未受信の原因が、突発的に発生した未受信であるのか継続的にリクエスト信号20が余っているのかを判断できないため、リクエスト信号20の送信回数を変更することなくステップS10に進む。
If no reception has occurred continuously more than the specified number of times (in the case of yes in step S8), the
ステップS10に進んだ上位ランクの無線端末2は、規定回数だけリクエスト信号が送信されたか否かを判定する。送信回数が規定回数に達していない場合(ステップS10でnoの場合)、無線端末2は、一定間隔待機した後(ステップS11)、ステップS1に戻る。すなわち、無線端末2は、次のリクエスト信号20を送信する。一方、送信回数が規定回数に達した場合(ステップS10でyesの場合)、無線端末2は、次の割り当て時間までスリープする。
The upper
(1−5)データ信号の構造
図5に、無線端末2が送信するデータ信号10の構造例を示す。データ信号10には、通信に必要な情報を示すヘッダ11、基地局1に送信するデータ12、これまでの送信の成否の情報(送信失敗情報)13が含まれる。送信失敗情報13には、前述した送信失敗回数を示す情報が記録される。
(1-5) Structure of Data Signal FIG. 5 shows a structure example of the data signal 10 transmitted by the
(1−6)無線端末の機能構成
図6に、無線端末2の機能構成を示す。無線端末2は、装置本体200とアンテナ201を有する。制御部202は、前述した無線通信モジュールに相当する。制御部202は、マイクロプロセッサによるプログラムの実行を通じ、通信動作(起動動作、スリープ動作、リクエスト信号20の送信動作等)を制御する。送受信部203は、アンテナ201を介して無線信号を送受信する。無線信号の送受信には、自機が準拠する通信方式を使用する。メッセージ記録部204は、受信したデータ信号10や送信するデータ信号10を記録する。
(1-6) Functional Configuration of Wireless Terminal FIG. 6 shows a functional configuration of the
リクエスト信号送信回数判定部205は、リクエスト信号20の送信回数の妥当性を判断する。リクエスト信号送信回数判定部205は、例えば図4に示す処理手順に従って送信回数を判定する。送信失敗情報記録部206は、自機から上位ランクの無線端末2へのデータ信号10の送信が失敗した回数等の情報を記録する。メッセージ記録部204と送信失敗情報記録部206は、それぞれ別のメモリであってもよいし、同じメモリ上の異なる記録領域であってもよい。なお、中継端末として動作しないことが予め決まっている無線端末2の場合、メッセージ記録部204とリクエスト信号送信回数判定部205は不要である。
The request signal transmission
(1−7)メッセージシーケンス
(1−7−1)リクエスト信号の送信回数を減らす場合
図7に、リクエスト信号20の送信回数を減らす場合のメッセージシーケンス例を示す。図7は、N−1ランクの無線端末2Cが、Nランクの無線端末2Aからのデータ信号10AとNランクの無線端末2Bからのデータ信号10Bを、N−2ランクの無線端末2Dに中継する場合を想定する。また、前回のリクエスト信号20Cの送信に対し、下位ランクの無線端末2A及び2Bからデータ信号10A及び10Bの送信が無く(応答が無く)、前回のリクエスト信号20Cの送信時に未受信が既に記録されているものとする。また、ここでの無線端末2Cは、2回連続して未受信が検出された場合、次回以降のリクエスト信号20Cの送信回数を減少させる規則が定められているものとする。
(1-7) Message Sequence (1-7-1) When Decreasing the Number of Request Signal Transmissions FIG. 7 shows an example of a message sequence when reducing the number of request signal transmissions. In FIG. 7, the N-1
NランクからN−1ランクへの通信に割り当てられた通信時間が開始すると、Nランクの無線端末2A及び2Bと、N−1ランクの無線端末2Cが共に起動される。起動したN−1ランクの無線端末2Cは、リクエスト信号20Cをブロードキャストする。リクエスト信号20Cを受信したNランクの無線端末2Aと無線端末2Bは、いずれも送信すべきデータ信号10(10A及び10B)を有している。ただし、無線端末2Aと無線端末2Bが同時にデータ信号10A及び10Bを送信すると、輻輳が発生する。そこで、無線端末2Aと無線端末2Bは、それぞれ、ランダム時間のキャリアセンスを実行し、他の無線端末2からデータ信号10が送信されていないか確認する。
When the communication time allocated to communication from the N rank to the N-1 rank starts, both the N rank wireless terminals 2A and 2B and the N-1
他の無線端末2からのデータ信号10の送信が無いと確認した無線端末2は、自機のデータ信号10を送信する。一方、他の無線端末2からのデータ信号10の送信を確認した無線端末2は、自機のデータ信号10を送信せずに、次のリクエスト信号20Cの受信を待つ。図7の例では、1回目のリクエスト信号20Cに対して無線端末2Bがデータ信号10Bを送信し、2回目のリクエスト信号20Cに対して無線端末2Aがデータ信号10Aを送信している。
The
しかし、図7の例では、3回目のリクエスト信号20Cに対する応答が無い。このため、Nランクの無線端末2Cは、データ信号10の未受信を記録する。前述したように、この無線端末2Cでは、前回のリクエスト信号20Cの送信時にもデータ信号10の未受信を記録している。このため、無線端末2Cでのデータ信号10の未受信は2回連続となる。そこで、無線端末2Cは、次回以降の通信回におけるリクエスト信号2Cの送信回数を3回から2回に減らす設定変更を行う。この動作は、図4に示す動作シーケンス(ステップS9)に基づいて行われる。NランクからN−1ランクへの通信に割り当てられた通信時間が経過すると、無線端末2A、2B及び2Cは、いずれもスリープ状態になる。
However, in the example of FIG. 7, there is no response to the
次に、N−1ランクからN−2ランクへの通信に割り当てられた通信時間が到来する。すると、N−1ランクの無線端末2CとN−2ランクの無線端末2Dが共に起動する。無線端末2Dはリクエスト信号20Dを送信し、無線端末2Cは当該リクエスト信号20Dを受信する。次に、無線端末2Cは、先に受信したデータ信号10A及び10Bをまとめたデータ信号10Cを無線端末2Dに送信する。その後、無線端末2Cと無線端末2Dは、いずれもスリープ状態になる。やがて、NランクからN−1ランクへの通信に割り当てられた通信時間が到来する。前述したように、前回の通信時間において、無線端末2Cによるリクエスト信号20Cの送信回数は2回に変更されている。従って、無線端末2Cは、今回、リクエスト信号20Cを2回だけブロードキャストする。
Next, the communication time allocated for communication from the N-1 rank to the N-2 rank arrives. Then, both the N-1
(1−7−2)リクエスト信号の送信回数を増やす場合
図8に、リクエスト信号の送信回数を増やす場合のメッセージシーケンス例を示す。図8も、N−1ランクの無線端末2Cが、Nランクの無線端末2Aからのデータ信号10AとNランクの無線端末2Bからのデータ信号10Bを、N−2ランクの無線端末2Dに中継する場合を想定する。図では、N−2ランクの無線端末2Dを省略している。なお、無線端末2Aは、前回の割り当て時間の通信時に、データ信号10Aの送信に既に1回失敗しているものとする。
(1-7-2) Increasing the number of request signal transmissions FIG. 8 shows an example of a message sequence for increasing the number of request signal transmissions. In FIG. 8, the N-1
NランクからN−1ランクへの通信に割り当てられた通信時間が開始すると、Nランクの無線端末2A及び2Bと、N−1ランクの無線端末2Cが共に起動する。起動したN−1ランクの無線端末2Cは、リクエスト信号20Cをブロードキャストする。リクエスト信号20Cを受信したNランクの無線端末2Aと無線端末2Bは、いずれも送信すべきデータ信号10(10A及び10B)を有している。今回の割り当て時間では、無線端末2Bが先にデータ信号10Bを送信する。このため、無線端末2Aは、次のリクエスト信号20Cの受信を待つ。
When the communication time allocated for communication from the N rank to the N-1 rank starts, both the N rank wireless terminals 2A and 2B and the N-1
しかし、今回の割り当て時間におけるリクエスト信号送信回数は「1」である。このため、図8の最初の割り当て時間において、無線端末2Cは、リクエスト信号20Cを1回しか送信することができない。このため、無線端末2Aは、今回の割り当て時間内にリクエスト信号20Cを受信することができず、データ送信の失敗を記録する。無線端末2Aは、送信失敗回数を「2」に更新する。この後、無線端末2A、2B及び2Cは、いずれもスリープ状態になる。
However, the number of request signal transmissions in the current allocation time is “1”. For this reason, the
次の割り当て時間では、ランダムに設定されたキャリアセンス時間の関係で、無線端末2Aが先にデータ信号10Aを無線端末2Cに送信する。このとき、無線端末2Aが送信するデータ信号10Aには2回連続でデータ信号10Aの送信に失敗したことを表す送信失敗情報13が記載されている。なお、今回は、無線端末2Bで送信データ10Bの送信失敗が記録される。データ信号10Aを受信した無線端末2Cは、送信失敗情報13に基づいて、無線端末2Aがデータ信号10Aの送信に2回以上失敗していることを確認する。その結果、無線端末2Cは、次回起動時に使用するリクエスト信号送信回数を1回から2回に増やす設定変更を行う。この動作は、図4に示す動作シーケンス(ステップS6)に基づいて行われる。この結果、次回起動時には、無線端末2Aと無線端末2Bの双方が、リクエスト信号20Cの受信後にデータ信号10A及び10Bを送信することができる。
At the next allocation time, the wireless terminal 2A first transmits the data signal 10A to the
なお、中継端末として動作する無線端末2Cには、2回以上の送信失敗を記録したデータ信号10を受信した時点で、直ちに(現在の割り当て時間内に)、リクエスト信号20を追加で1回送信し、それに対する応答の有無に応じて、リクエスト信号20の送信回数を変更してもよい。
The
(1−8)まとめ
少なくとも、中継端末として機能する無線端末2に、自機のリクエスト信号20に対する応答であるデータ信号10に含まれる送信失敗情報13を読み出して、リクエスト信号20の送信回数の妥当性を検討する機能を搭載する。自機に対して下位のランクに属する無線端末2が自機に対してデータ信号10を送信できないことが多い場合、中継端末として機能する無線端末2は、リクエスト信号20の送信回数が不足していると判断し、リクエスト信号送信回数を増やす。一方、自機の送信したリクエスト信号20に対する無応答が連続する場合、中継端末として機能する無線端末2は、リクエスト信号20の送信回数が多すぎると判断し、リクエスト信号送信回数を減らす。
(1-8) Summary At least the
このため、RIT方式で動作する各無線端末2における個々のリクエスト信号送信回数を、実情に応じて自動的に適当な値に設定することができる。このため、無線技術の知識を有する担当者が各無線端末2の通信状況を診断し、個別にリクエスト信号送信回数を設定する必要が無くなり、無線通信システムの導入や維持管理のコストを大幅に低下することができる。また、無線端末2の移動や追加が頻繁に発生するシステムにおいても従来に比して円滑な運用を実現できる。
For this reason, the number of individual request signal transmissions in each
(2)実施例2
本実施例では、実施例1とは異なる構造のデータ信号を無線通信に用いる場合について説明する。本実施例のシステム構成等は、実施例1と同様である。図9に、本実施例で用いるデータ信号10の構造例を示す。図9には、図5との対応部分に同一符号を付して示す。本実施例のデータ信号10には、送信失敗情報13の代わりに、送信元である無線端末2の送信バッファに残存しているメッセージ数を示す情報(残存メッセージ情報)14が含まれる。
(2) Example 2
In this embodiment, a case where a data signal having a structure different from that in Embodiment 1 is used for wireless communication will be described. The system configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment. FIG. 9 shows a structural example of the data signal 10 used in this embodiment. In FIG. 9, parts corresponding to those in FIG. The data signal 10 of this embodiment includes information (remaining message information) 14 indicating the number of messages remaining in the transmission buffer of the
図10に、上位ランクの無線端末2が下位ランクの無線端末2からのデータ信号を中継する際の動作シーケンス例を示す。図10には、図4との対応部分に同一符号を付して示している。本実施例の動作シーケンスは、データ信号10が受信された場合(ステップS3でyesの場合)に実行する動作の内容が実施例1と相違する。具体的には、図4のステップS4〜S6に代えて、ステップS21及びS22を実行する。
FIG. 10 shows an example of an operation sequence when the higher
ステップS21において、無線端末2は、自機のリクエスト信号20に対する応答として受信したデータ信号10に含まれる残存メッセージ情報14を読み取る。残存メッセージ情報14は、下位ランクの無線端末2の送信バッファ内に何個のメッセージが残っているかを示す情報である。残存メッセージ情報14は、そのデータ信号10の送信元である無線端末2が、自身の送信バッファの管理情報に基づいて記録する。
In step S21, the
本実施例では、1つのメッセージは、1つのデータ信号10で送信できるものとする。例えば送信バッファに3つのメッセージが残っていた場合、送信元である無線端末2の送信バッファには2つメッセージが残る。従って、残存メッセージ情報14には「2」が記録される。この場合、中継端末として機能する無線端末2は、この残存メッセージ情報14が示すメッセージの数だけ、次回起動時に送信するリクエスト信号20の送信回数を増やすように設定を変更する(ステップS22)。例えば現起動期間中のリクエスト信号送信回数が2回であった場合、次回起動時のリクエスト信号送信回数を4回に設定する。
In this embodiment, it is assumed that one message can be transmitted by one
なお、リクエスト信号送信回数の増加は、受信した複数のデータ信号10に記録されている複数の残存メッセージ情報14の加算値でよい。また、増加可能な回数に制限がある場合には、その上限値を次回のリクエスト信号送信回数に加算してもよい。一次的に送信バッファに残るメッセージ数が増加しても、短時間のうちにそれらメッセージの送信を終わらせることができる。
The increase in the number of request signal transmissions may be an added value of the plurality of remaining
(3)実施例3
前述した2つの実施例では、図3に示すように、通信可能時間が特定のランク間毎に割り当てられている場合について説明した。本実施例では、このような割り当てが無く、全ての無線端末2が任意のタイミングでデータ信号10を送信可能なシステムを想定する。図11に、本実施例における無線端末2の機能構成を示す。図11には、図6との対応部分に同一符号を付して示す。
(3) Example 3
In the two embodiments described above, as shown in FIG. 3, the case where the communicable time is allocated for each specific rank has been described. In this embodiment, a system is assumed in which there is no such assignment and all the
本実施例では、リクエスト信号送信回数判定部205に代えてリクエスト信号送信間隔判定部207を使用する。リクエスト信号送信間隔判定部207は、受信されたデータ信号10に含まれている送信失敗情報13や送信データ12の不受信に基づいて次回以降のリクエスト信号送信間隔を変更する。詳細動作については後述する。
In this embodiment, a request signal transmission
図12に、上位ランクの無線端末2が下位ランクの無線端末2からのデータ信号10を中継する際の動作シーケンス例を示す。図12には、図4との対応部分に同一符号を付して示している。本実施例の動作シーケンスは、リクエスト信号20の送信回数ではなく、リクエスト信号20の送信間隔を変更する点で実施例1と相違する。具体的には、図4のステップS6に代えてステップS31を実行し、図4のステップS9に代えてステップ32を実行する。また、リクエスト信号20の送信回数を管理しないため、図4のステップS10及びS11は実行しない。
FIG. 12 shows an example of an operation sequence when the higher
本実施例の場合、中継端末として動作する無線端末2は、予め定めた周期T1秒毎にリクエスト信号20を下位ランクの無線端末2にブロードキャストする。リクエスト信号20の送信から一定時間内にデータ信号10を受信できた場合(ステップS3でyesの場合)、中継端末として動作する無線端末2は、受信したデータ信号10に記載されている送信失敗情報13を読み取る(ステップS4)。
In the case of the present embodiment, the
送信失敗情報13が2回以上であった場合(ステップS5でyesの場合)、無線端末2は、次回起動時以降のリクエスト信号20の送信間隔(すなわち周期T秒)を予め定めた時間(図12ではΔt秒)だけ短くする。すなわち、中継端末として動作する無線端末2は、次回起動時以降、(T−Δt)秒ごとにリクエスト信号20を送信する。これにより、下位ランクの無線端末2がリクエスト信号20を受信できるまでの待ち時間が短くなる。周期Tの短縮は、実質的に、リクエスト信号20の送信回数の増加に通じる。なお、2回以上の送信失敗を記録したデータ信号10を受信した時点で、直ちに(現在の割り当て時間内に)、リクエスト信号20を追加で1回送信し、それに対する応答の有無に応じて、リクエスト信号20の送信間隔を変更してもよい。
When the
一方、リクエスト信号20の送信から一定時間内にデータ信号10を受信できなかった場合(ステップS3でnoの場合)、中継端末として動作する無線端末2は、その旨を未受信情報として自身のメモリに記録する。その後、無線端末2は、それまでの未受信情報を確認し、前回以前の起動時にも未受信が無かったかを調べる(ステップS8)。もし、規定の回数(N回)以上連続して未受信が発生していた場合、中継端末として動作する無線端末2は、リクエスト信号20の送信間隔が短いと判断して、次回起動時以降のリクエスト信号20の送信間隔を予め定めた時間(図12ではΔt秒)だけ長くする。
On the other hand, when the data signal 10 cannot be received within a predetermined time from the transmission of the request signal 20 (in the case of no in step S3), the
すなわち、中継端末として動作する無線端末2は、次回起動時以降、(T+Δt)秒ごとにリクエスト信号20を送信する。この周期Tの増加は、実質的に、リクエスト信号20の送信回数の減少に通じる。これにより、無線端末2が送信するリクエスト信号20の送信間隔が最適化される。なお、連続した未受信記録が無かった場合(ステップS8でnoの場合)、無線端末2は、未受信の原因が、突発的に発生した未受信か継続的にリクエスト信号20が余っているのかを判断できない。このため、無線端末2は、この時点ではリクエスト信号20の送信間隔は変更せず、次回起動時以降に判断を先延ばしする。このようにしても、実施例1と同様の効果を実現することができる。
That is, the
(4)実施例4
本実施例も、実施例3と同様、端末間での通信可能時間の割り当てが無く、全ての無線端末2が任意のタイミングで信号送信可能なシステムについて説明する。本実施例のリクエスト信号送信間隔判定部207は、データ信号20に記載されている残存メッセージ情報14に基づいてリクエスト信号の送信間隔を変更する。
(4) Example 4
As in the third embodiment, this embodiment also describes a system in which no communication time is allocated between terminals and all
図13に、本実施例の場合に、ランク上位の無線端末2が下位ランクの無線端末2からのデータ信号10を中継する際の動作シーケンス例を示す。図13には、図4との対応部分に同一符号を付して示している。本実施例の場合も、実施例3の場合と同様、リクエスト信号20の送信間隔を変更する。具体的には、図4のステップS4〜S6に代えてステップS41及びS42を実行し、図4のステップS9に代えてステップS43を実行する。また、リクエスト信号20の送信回数を管理しないため、図4のステップS10及びS11は実行しない。
FIG. 13 shows an example of an operation sequence when the higher
本実施例の場合も、中継端末として動作する無線端末2は、予め定めた周期T秒毎にリクエスト信号20を下位ランクの無線端末2にブロードキャストする。リクエスト信号20の送信から一定時間内にデータ信号10を受信できた場合(ステップS3でyesの場合)、中継端末として動作する無線端末2は、受信したデータ信号10に記載されている残存メッセージ情報14を読み取る(ステップS41)。
Also in the case of the present embodiment, the
ここでは、1つのメッセージは、1つのデータ信号10で送信できるものとする。例えば送信バッファに3つのメッセージが残っていた場合、送信元である無線端末2の送信バッファには2つメッセージが残る。従って、残存メッセージ情報14には「2」が記録される。この場合、中継端末として機能する無線端末2は、この残存メッセージ情報14が示すメッセージの数だけ、次回起動時に送信するリクエスト信号20の送信間隔を短くするように設定を変更する(ステップS42)。時間間隔をΔt秒単位で変更する場合、無線端末2は、次回のみリクエスト信号20の送信間隔を(T−2×Δt)に変更する。この周期Tの短縮は、実質的に、リクエスト信号20の送信回数の増加に通じる。
Here, it is assumed that one message can be transmitted by one
これに対し、ステップS3で否定結果が得られた場合、無線端末2は、その事実を未受信情報として自身のメモリ(不図示)に記録する(ステップS7)。この際、リクエスト信号20を送信した上位の無線端末2は、記録されている未受信情報を確認し、前回以前の起動時にも未受信が無かったか否かを調べる(ステップS8)。
On the other hand, when a negative result is obtained in step S3, the
もし、規定の回数以上連続で未受信が発生していた場合(ステップS8でyesの場合)、無線端末2は、リクエスト信号20の送信間隔に余裕があると判断し、次回以降の起動時で使用するリクエスト信号20の送信間隔をΔt秒広げるように設定を変更する(ステップS43)。この周期Tの拡張は、実質的に、リクエスト信号20の送信回数の減少に通じる。このようにしても、実施例1と同様の効果を実現することができる。
If no reception has occurred continuously more than the specified number of times (in the case of yes in step S8), the
(5)他の実施例
本発明は、上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることができる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の一部を追加、削除又は置換することもできる。
(5) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and it is not necessary to provide all the configurations described. In addition, a part of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. Moreover, the structure of another Example can also be added to the structure of a certain Example. In addition, with respect to a part of the configuration of each embodiment, a part of the configuration of another embodiment can be added, deleted, or replaced.
また、上述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することにより(すなわちソフトウェア的に)実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に格納することができる。また、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示すものであり、製品上必要な全ての制御線や情報線を表すものでない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit. Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by the processor interpreting and executing a program that realizes each function (that is, in software). Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a storage device such as a memory, a hard disk, and an SSD (Solid State Drive), or a storage medium such as an IC card, an SD card, and a DVD. Control lines and information lines indicate what is considered necessary for the description, and do not represent all control lines and information lines necessary for the product. In practice, it can be considered that almost all components are connected to each other.
1…基地局、
2…無線端末、
10…データ信号、
11…ヘッダ
12…データ、
13…送信失敗情報、
14…残存メッセージ情報、
20…リクエスト信号、
30…Ack信号、
200…装置本体、
201…アンテナ、
202…制御部、
203…送受信部、
204…メッセージ記録部、
205…リクエスト信号送信回数判定部、
206…送信失敗情報記録部、
207…リクエスト信号送信間隔判定部。
1 ... Base station,
2 ... wireless terminal,
10: Data signal,
11 ...
13 ... Transmission failure information,
14 ... remaining message information,
20 ... Request signal,
30 ... Ack signal,
200 ... device main body,
201 ... antenna,
202 ... control unit,
203 ... transmitting / receiving unit,
204 ... Message recording unit,
205... Request signal transmission frequency determination unit,
206 ... transmission failure information recording section,
207 ... Request signal transmission interval determination unit.
Claims (6)
一定時間内に前記リクエスト信号を送信する送信回数を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末と
を有し、
前記第2の無線端末は、前記データ信号から前記第1の無線端末の送信失敗回数を読み出し、読み出した前記送信失敗回数に基づいて前記リクエスト信号の送信回数を自動的に変更する
ことを特徴とする無線通信システム。 A first wireless terminal that transmits a data signal in response to the request signal after receiving the broadcast request signal;
A second wireless terminal that automatically changes the number of transmissions for transmitting the request signal within a predetermined time based on the communication status of the first wireless terminal;
Have
The second wireless terminal reads the number of transmission failures of the first wireless terminal from the data signal, and automatically changes the number of transmissions of the request signal based on the read number of transmission failures. Wireless communication system.
一定時間内に前記リクエスト信号を送信する送信回数を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末と
を有し、
前記第2の無線端末は、前記データ信号から前記第1の無線端末に残存しているメッセージ数を読み出し、読み出した前記メッセージ数に基づいて前記リクエスト信号の送信回数を自動的に変更する
ことを特徴とする無線通信システム。 A first wireless terminal that transmits a data signal in response to the request signal after receiving the broadcast request signal;
A second wireless terminal that automatically changes the number of transmissions for transmitting the request signal within a predetermined time based on the communication status of the first wireless terminal;
Have
The second wireless terminal reads the number of messages remaining in the first wireless terminal from the data signal, and automatically changes the number of transmissions of the request signal based on the read number of messages. A wireless communication system.
前記リクエスト信号の送信間隔を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末と
を有し、
前記第2の無線端末は、前記データ信号から前記第1の無線端末の送信失敗回数を読み出し、読み出した前記送信失敗回数に基づいて前記リクエスト信号の送信間隔を自動的に変更する
ことを特徴とする無線通信システム。 A first wireless terminal that transmits a data signal in response to the request signal after receiving the broadcast request signal;
A second wireless terminal that automatically changes a transmission interval of the request signal based on a communication status of the first wireless terminal;
Have
The second wireless terminal reads the number of transmission failures of the first wireless terminal from the data signal, and automatically changes the transmission interval of the request signal based on the read number of transmission failures. Wireless communication system.
前記リクエスト信号の送信間隔を、前記第1の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の無線端末と
を有し、
前記第2の無線端末は、前記データ信号から前記第1の無線端末に残存しているメッセージ数を読み出し、読み出した前記メッセージ数に基づいて前記リクエスト信号の送信間隔を自動的に変更する
ことを特徴とする無線通信システム。 A first wireless terminal that transmits a data signal in response to the request signal after receiving the broadcast request signal;
A second wireless terminal that automatically changes a transmission interval of the request signal based on a communication status of the first wireless terminal;
Have
The second wireless terminal reads the number of messages remaining in the first wireless terminal from the data signal, and automatically changes the transmission interval of the request signal based on the read number of messages. A wireless communication system.
第2のリクエスト信号をブロードキャストする場合、一定時間内に前記第2のリクエスト信号を送信する送信回数、又は、前記第2のリクエスト信号の送信間隔を、前記第2のリクエスト信号に対する応答として第2のデータ信号を送信する第2の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の通信制御部と
を有し、
前記第2の通信制御部は、前記第2のデータ信号から読み出した前記第2の無線端末の送信失敗回数に基づいて、前記送信回数又は前記送信間隔を自動的に変更する
ことを特徴とする無線端末。 A first communication control unit for transmitting a first data signal to the first wireless terminal as a response to the first request signal when receiving a first request signal broadcast from the first wireless terminal; ,
When broadcasting the second request signal, the number of transmissions of transmitting the second request signal within a predetermined time or the transmission interval of the second request signal is set as a response to the second request signal. A second communication control unit that automatically changes based on the communication status of the second wireless terminal that transmits the data signal of
Have
The second communication control unit automatically changes the number of transmissions or the transmission interval based on the number of transmission failures of the second wireless terminal read from the second data signal. Wireless terminal.
第2のリクエスト信号をブロードキャストする場合、一定時間内に前記第2のリクエスト信号を送信する送信回数、又は、前記第2のリクエスト信号の送信間隔を、前記第2のリクエスト信号に対する応答として第2のデータ信号を送信する第2の無線端末の通信状況に基づいて自動的に変更する第2の通信制御部と
を有し、
前記第2の通信制御部は、前記第2のデータ信号から読み出した前記第2の無線端末に残存しているメッセージ数に基づいて、前記送信回数又は前記送信間隔を自動的に変更する
ことを特徴とする無線端末。 A first communication control unit for transmitting a first data signal to the first wireless terminal as a response to the first request signal when receiving a first request signal broadcast from the first wireless terminal; ,
When broadcasting the second request signal, the number of transmissions of transmitting the second request signal within a predetermined time or the transmission interval of the second request signal is set as a response to the second request signal. A second communication control unit that automatically changes based on the communication status of the second wireless terminal that transmits the data signal of
Have
The second communication control unit automatically changes the number of transmissions or the transmission interval based on the number of messages remaining in the second wireless terminal read from the second data signal. Features wireless terminal.
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