JP6577358B2 - Ad hoc network - Google Patents
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Description
本発明は、複数の中継機がそれぞれに記憶されている経路情報を互いに送受信することで終点中継機までの自機についての通信経路を構築するアドホックネットワークに関するものである。 The present invention relates to an ad hoc network that constructs a communication path for its own device up to an end point relay device by transmitting and receiving route information stored in each of a plurality of relay devices to each other.
このアドホックネットワークでは、下記の特許文献1に記載されているように、複数の送受信局の各々は、保存している通信経路設定用の送信用中継情報(例えば、相手局(終点中継機)の局番号とこの相手局までの最短中継回数)を互いに送受信すると共に受信したこの送信用中継情報に基づいて、中継情報(相手局の局番号、相手局までの通信経路における次の通信相手局の局番号、この通信経路での相手局までの中継回数(ホップ数))を作成して保存し、かつ保存した中継情報に応じた通信経路で互いに通信し合うように構成されている。この場合、各送受信局は、原則として、通信経路に含まれる送受信局(中継機として機能する送受信局)の数、つまりホップ数(中継回数)が最も少なくなるように、中継情報を作成する。
In this ad hoc network, as described in
ところで、アドホックネットワークを利用した無線通信システムでは、下記の特許文献2において本願出願人が背景技術として開示した無線通信システム(地域防犯システム)のように、通常、中継機(送受信局)の発呼時(送信の実行の際)に、キャリアセンスを実行して他のキャリアの有無(予め規定されたキャリアセンスレベル以上の他のキャリアが検出されるか否か)を確認し、他のキャリアが無いとき(キャリアセンスレベル以上の他のキャリアが検出されないとき)に、乱数により発生するランダム待時間を経て送信を実行することで(つまり、CSMA/CA方式で送信を実行することで)、待機している複数の中継機同士間のコリジョン(衝突)の発生を回避している。
By the way, in a wireless communication system using an ad hoc network, as in the wireless communication system (regional crime prevention system) disclosed by the applicant of the present application as the background art in the following
ところが、上記のアドホックネットワークには、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、このアドホックネットワークでは、各中継機が、送信動作の実行の際に、上記したようにCSMA/CA方式で送信を実行することで送信波同士の衝突(キャリアの衝突)を回避できているものの、互いの送信波の受信レベルがキャリアセンスレベル未満である2つの中継機では、この2つの中継機のうちの一方の中継機がこの2つの中継機間に位置する第3の中継機を相手として送信動作を実行している際に、この2つの中継機のうちの他方の中継機が、送信動作(例えば、上記した各中継機(上記の2つの中継機および第3の中継機)とは異なる他の別の中継機を相手とする送信動作)を実行する場合が生じる。そして、この場合には、この第3の中継機において、通信相手である上記の一方の中継機からの送信波の受信レベルと上記の他方の別の中継機からの送信波の受信レベルとの比が予め規定されたSNR(Signal-Noise Ratio)以下となる(つまり、混信が発生する)ことがあるという改善すべき課題が生じる。 However, the ad hoc network has the following problems to be improved. That is, in this ad hoc network, when each relay station performs a transmission operation, it can avoid collision between transmission waves (carrier collision) by performing transmission by the CSMA / CA method as described above. However, in two repeaters in which the reception level of each other's transmission wave is less than the carrier sense level, one of the two repeaters has a third repeater located between the two repeaters. When the transmission operation is executed as the other party, the other relay device of the two relay devices performs the transmission operation (for example, each of the relay devices described above (the two relay devices and the third relay device described above). A transmission operation with another relay device different from that of the other relay device is executed. In this case, in the third repeater, the reception level of the transmission wave from the one repeater that is the communication partner and the reception level of the transmission wave from the other repeater described above There arises a problem to be improved that the ratio may be equal to or lower than a predetermined signal-noise ratio (SNR) (that is, interference may occur).
この課題を改善するため、例えば離間距離が最も短い中継機(つまり、受信電界強度の最も強い中継機)を相手局として選択することも考えられるが、この場合には、中継機が、終点中継機としての他の中継機に自機の保有情報を予め作成した通信経路を介して送信する場合のホップ数が大幅に増加するという新たな課題が生じる。 In order to improve this problem, for example, it is conceivable to select a repeater having the shortest separation distance (that is, a repeater having the strongest received electric field strength) as the counterpart station. There arises a new problem that the number of hops in the case of transmitting the possessed information of the own device to another relay device as a device via a communication path created in advance greatly increases.
本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、中継機での混信の発生を大幅に低減しつつ、より少ないホップ数で終点中継機と通信し得るアドホックネットワークを提供することを主目的とする。 The present invention has been made to improve such a problem, and mainly provides an ad hoc network that can communicate with an end point repeater with a smaller number of hops while greatly reducing the occurrence of interference in the repeater. Objective.
上記目的を達成すべく請求項1記載のアドホックネットワークは、複数の中継機で構成されると共に当該複数の中継機のうちの1つを終点中継機とし、かつ他の中継機が始点中継機として自機の保有する保有情報を当該終点中継機に送信する送信処理を実行可能に構成されて、前記始点中継機は、CSMA/CA方式で経路情報要求をブロードキャストする経路情報要求処理と、当該経路情報要求に応答した他の前記中継機から受信した経路応答情報に基づいて前記終点中継機へのホップ数を含む経路情報を作成して経路表に記録する経路情報作成処理とを実行し、前記送信処理では前記経路情報に基づいて前記保有情報を送信するアドホックネットワークであって、前記始点中継機は、前記経路応答情報の受信の際の受信電界強度を測定する電界強度測定処理を実行すると共に、当該電界強度測定処理で測定された前記受信電界強度が下記式(1)で算出される電界強度E1を基に予め決定された基準電界強度以上のときであって前記経路情報が未作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した前記経路情報を前記経路表に記録し、前記受信電界強度が前記基準電界強度以上のときであって前記経路情報が既作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した新たな前記経路情報に含まれている前記ホップ数が当該既作成の経路情報に含まれている前記ホップ数未満のときに当該新たな経路情報で前記経路表を更新する。
E1=CS+B×log10(1+10SNR/B)・・・(1)
ただし、CSは上記したCSMA/CA方式での固定値であるキャリアセンスレベルであり、Bは前記中継機のアンテナ高に基づいて決まる固定値であり、SNRは前記中継機での混信が軽微とされるSN比の固定値である。
In order to achieve the above object, the ad hoc network according to
E1 = CS + B × log 10 (1 + 10 SNR / B ) (1)
However, CS is a carrier sense level that is a fixed value in the above-described CSMA / CA system, B is a fixed value that is determined based on the antenna height of the repeater, and SNR indicates that interference at the repeater is slight. This is a fixed value of the S / N ratio.
また、請求項2記載のアドホックネットワークは、複数の中継機で構成されると共に当該複数の中継機のうちの1つを終点中継機とし、かつ他の中継機が始点中継機として自機の保有する保有情報を当該終点中継機に送信する送信処理を実行可能に構成されて、前記始点中継機は、CSMA/CA方式で経路情報要求をブロードキャストする経路情報要求処理と、当該経路情報要求に応答した他の前記中継機から受信した経路応答情報に基づいて前記終点中継機へのホップ数を含む経路情報を作成して経路表に記録する経路情報作成処理とを実行し、前記送信処理では前記経路情報に基づいて前記保有情報を送信するアドホックネットワークであって、前記始点中継機は、前記経路応答情報の受信の際の受信電界強度を測定する電界強度測定処理を実行すると共に、当該電界強度測定処理で測定された前記受信電界強度が下記式(2)で算出される電界強度E2を基に予め決定された基準電界強度以上のときであって前記経路情報が未作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した前記経路情報を前記経路表に記録し、前記受信電界強度が前記基準電界強度以上のときであって前記経路情報が既作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した新たな前記経路情報に含まれている前記ホップ数が当該既作成の経路情報に含まれている前記ホップ数未満のときに当該新たな経路情報で前記経路表を更新する。
E2=CS+B×log10(1+10SNR/B)+Z・・・(2)
ただし、CSは上記したCSMA/CA方式での固定値であるキャリアセンスレベルであり、Bは前記中継機のアンテナ高に基づいて決まる固定値であり、SNRは前記中継機での混信が軽微とされるSN比の固定値であり、Zは前記応答した他の中継機以外の前記中継機が前記始点中継機から見て隠れ端末となっているときの前記始点中継機が前記応答した他の中継機以外の前記中継機から受信した受信電界強度のそれらの中継機間に存在する障害物に起因した減衰量である。
In addition, the ad hoc network according to
E2 = CS + B × log 10 (1 + 10 SNR / B ) + Z (2)
However, CS is a carrier sense level that is a fixed value in the above-described CSMA / CA system, B is a fixed value that is determined based on the antenna height of the repeater, and SNR indicates that interference at the repeater is slight. Is a fixed value of the S / N ratio, and Z is the other value that the start point repeater responds to when the repeater other than the other repeater that responds is a hidden terminal when viewed from the start point repeater This is an attenuation amount of the received electric field intensity received from the repeater other than the repeater due to an obstacle existing between the repeaters.
また、請求項3記載のアドホックネットワークは、請求項1または2記載のアドホックネットワークにおいて、前記SNRは、前記始点中継機が実行する誤り訂正復号による前記SN比の改善度合いを考慮して決定された固定値である。
Further, in the ad hoc network according to
請求項1記載のアドホックネットワークによれば、始点中継機となり得る中継機では、処理部が、電界強度測定処理で測定された受信電界強度の測定値が基準電界強度以上のときであって経路情報が未作成のときには、経路情報作成処理を実行して作成した経路情報を経路表に記録し、受信電界強度の測定値が基準電界強度以上のときであって経路情報が既作成のときには、経路情報作成処理を実行して作成した新たな経路情報に含まれているホップ数が既作成の経路情報に含まれているホップ数未満のときにこの新たな経路情報で経路表を更新するため、中継機での混信の発生を大幅に低減しつつ、より少ないホップ数で終点中継機としての中継機と通信することができる。
According to the ad hoc network according to
請求項2記載のアドホックネットワークによれば、上記の式(2)で算出される電界強度(受信電界強度)を基に基準電界強度を決定することにより、隠れ端末の存在下においても、請求項1記載のアドホックネットワークと同様にして、中継機での混信の発生を大幅に低減しつつ、中継機での混信の発生を確実に回避することができる。
According to the ad hoc network according to
請求項3記載のアドホックネットワークによれば、アドホックネットワークで使用する誤り訂正復号に応じてSNRが変わったとしても、このSNRに基づいて適切な基準電界強度を決定することができる。
According to the ad hoc network described in
以下、添付図面を参照して、アドホックネットワークの実施の形態について説明する。 Embodiments of an ad hoc network will be described below with reference to the accompanying drawings.
まず、アドホックネットワーク1の構成について図面を参照して説明する。
First, the configuration of the ad
アドホックネットワークとしてのアドホックネットワーク1は、図1に示すように、複数(本例では一例として5個)の中継機STR1〜STR5(以下、区別しないときには、「中継機STR」ともいう)を備えて構成されている。また、各中継機STRは、図2に示すように、送信部2と、受信部3と、例えばコンピュータで構成されて送信部2および受信部3の動作制御や、後述する保有情報送信処理(送信処理)、後述する経路情報要求処理、後述する経路情報応答処理、後述する経路情報作成処理および後述する電界強度測定処理などの各種の処理を実行する処理部4と、後述する経路情報要求、後述する保有情報、自機の識別情報、後述する経路表RT、後述する電界強度情報および後述する基準電界強度Erなどを記憶する記憶部5とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
なお、中継機STRの数は特に限定されず、数十〜数千個で構成することもできる。また、図1において実線の矢印線で関連付けられている中継機STR同士は互いに直接的に通信し得る位置関係(他の中継機STRによる中継が不要な晒し端末関係)にあり、同図において破線の矢印線で関連付けされている中継機STR同士は互いに直接的に通信できない位置関係(隠れ端末関係)にあるものとする。また、実線の矢印線で関連付けられている中継機STR同士のうちの太実線の矢印線で関連付けられている中継機STR同士(例えば、中継機STR1,STR2同士など)は、後述する受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上となる位置関係にあり、細実線の矢印線で関連付けられている中継機STR同士(例えば、中継機STR1,STR5同士など)は、受信電界強度ESの測定値が後述するキャリアセンスレベルCS以上で、かつ基準電界強度Er未満となる位置関係にあるものとする。 In addition, the number of relay units STR is not particularly limited, and may be composed of several tens to thousands. In addition, in FIG. 1, the relay stations STR that are associated with each other with a solid arrow line are in a positional relationship that allows direct communication with each other (exposed terminal relationship that does not require relaying by other relay devices STR). It is assumed that the relay stations STR associated with each other in an arrow line are in a positional relationship (hidden terminal relationship) where they cannot communicate directly with each other. In addition, among the relay stations STR associated with each other with a solid arrow line, the relay stations STR associated with each other with a thick solid arrow line (for example, between the relay stations STR1, STR2, etc.) The relay STRs that are in a positional relationship in which the measured value of ES is equal to or greater than the reference electric field strength Er and that are associated with each other by the thin solid arrow line (for example, between the relays STR1 and STR5) measure the received electric field strength ES. It is assumed that the value is higher than a carrier sense level CS, which will be described later, and has a positional relationship that is less than the reference electric field strength Er.
また、アドホックネットワーク1では、中継機STR1が、他の中継機STR2〜STR5に対する親機として機能して、インターネットなどの不図示の通信インフラを介して不図示のサーバに接続されている。また、他の中継機STR2〜STR5は、始点中継機(以下、単に「始点機」ともいう)として自機の保有する保有情報を親機(終点中継機。以下、単に「終点機」ともいう)である中継機STR1に向けて送信したり、また始点機として自機の保有情報を送信した他の中継機STRからのこの保有情報を中継したりするものとする。
In the ad hoc
これにより、中継機STR2〜STR5が保有する上記の保有情報としては、中継機STRが自ら取得(または作成)した自機についての自機保有情報と、他の中継機STRから受信した保有情報であってさらに別の中継機STRに中継すべき中継保有情報とがある。各中継機STR2〜STR5は、自機保有情報については自機識別情報(自機のID(Identification 識別のための符号))を含めて保存(記憶)し、また中継保有情報については、この保有情報を取得した中継機の自機識別情報を含めて保存(記憶)する。また、各中継機STR2〜STR5は、保有情報については、図3に示すようなデータ構造の送信情報に構成して送信する。なお、この送信情報における相手機識別情報とは、後述する通信経路における次のホップ先の中継機(以下、「ホップ先機」ともいう)STRの識別情報である。本例では一例として、各中継機STRの識別情報については、各中継機STRの符号と同じ符号(「STR」)を付して説明するものとする。したがって、中継機STR1,STR2,STR3,STR4,STR5の各識別情報は、符号STR1,STR2,STR3,STR4,STR5でそれぞれ表される。 As a result, the possession information held by the repeaters STR2 to STR5 includes the own device possession information about the own device acquired (or created) by the repeater STR and the possession information received from another repeater STR. Thus, there is relay possession information to be relayed to another relay station STR. Each repeater STR2 to STR5 stores (stores) its own possession information including its own identification information (its own ID (a code for identification identification)), and also retains this own possession of relay possession information. The information is saved (stored) including the own device identification information of the relay device that has acquired the information. Further, each of the relay units STR2 to STR5 configures and transmits the possessed information into transmission information having a data structure as shown in FIG. The counterpart device identification information in the transmission information is the identification information of the next hop destination repeater (hereinafter also referred to as “hop destination device”) STR in the communication path to be described later. In this example, as an example, the identification information of each relay STR is described with the same code (“STR”) as the code of each relay STR. Therefore, the identification information of the relays STR1, STR2, STR3, STR4, STR5 is represented by the codes STR1, STR2, STR3, STR4, STR5, respectively.
送信部2は、予め規定されたキャリアセンスレベルCSに基づくCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) with Ack方式で処理部4によって制御されて、不図示のアンテナを介して、不図示の子機(移動端末)や他の中継機STRに対して各種の情報を無線で送信する。
The
受信部3は、他の中継機STRの送信部2からの送信信号の有無をキャリアセンスによって常時監視している。具体的には、受信部3は、この送信信号の受信電界強度ESを測定しつつ、この受信電界強度ESがキャリアセンスレベルCS以上のときに、送信信号が有ると判別してキャリアセンス信号を処理部4に出力すると共に、送信信号に含まれる情報(他の中継機STRや子機などから送信された各種の情報)を受信して処理部4に対して受信情報として出力する。また、受信部3は、測定した受信電界強度ESの測定値については電界強度情報として処理部4に出力する。
The receiving
処理部4については、終点機である中継機STR1の処理部4と、それ以外の中継機STR2〜STR5の処理部4とで動作内容が異なる。このため、まず、中継機STR2〜STR5の処理部4について説明する。この処理部4は、受信部3からのキャリアセンス信号の出力を検出したときには、受信部3から出力される受信情報および電界強度情報を取得して記憶部5に記憶させる。この場合、受信情報については、原則として、自機宛ての情報(送信された情報(上記した送信情報(図3参照)や後述する経路応答情報(図4参照)に含まれている相手機識別情報が自機の識別情報である自機情報)についてのみ記憶部5に記憶させる。また、電界強度情報についても、自機宛ての情報を受信したときの電界強度情報についてのみ、この自機宛ての情報の送信元の識別情報(上記した送信情報(図3参照)や経路応答情報(図4参照)に含まれている自機識別情報)に対応させて記憶部5に記憶させる(電界強度測定処理を実行する)。ただし、例外として、送信された情報(受信部3から出力される受信情報)が他の中継機STRからブロードキャストされた(受信相手を特定しないで送信された)経路情報要求であるときには、常に、この経路情報要求およびこの経路情報要求と共に送信された送信元の識別情報を記憶部5に記憶させる。
Regarding the
また、処理部4は、新たな自機保有情報を取得(作成)したときや、新たな中継保有情報を他の中継機STRから受信したときには、保有情報送信処理を実行する。この保有情報送信処理では、処理部4は、記憶部5に記憶されているこれらの新たな保有情報を読み出して、記憶部5に記憶されている経路表RT(図5参照)に記録されている経路情報(終点機識別情報(本例では、識別情報STR1)、自機から終点機までの通信経路でのホップ先機識別情報、この通信経路の中継回数(以下では、ホップ数ともいう))に基づき、このホップ先機識別情報で示される他の中継機STR(相手機)に、図3で示すデータ構造の送信情報として送信する。
In addition, when the
また、処理部4は、起動直後、およびその後は定期的に、経路情報要求処理および経路情報作成処理を実行する。この経路情報要求処理では、処理部4は、経路情報要求を自機識別情報と共に送信部2を介してブロードキャストする。また、処理部4は、この経路情報要求に応答した(経路情報要求に応答して経路情報応答処理を実行した)他の中継機STRから送信された経路応答情報(図4参照)を受信部3を介して受信したときには、この経路応答情報を受信したときに記憶部5に記憶させた電界強度情報で示される受信電界強度ESの測定値と記憶部5に記憶されている基準電界強度Erとを比較して、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上のときには、経路情報作成処理を実行する。なお、経路応答情報は、図4に示すように、相手機識別情報(経路情報要求と共に送られてきた識別情報(経路情報要求の送信元の中継機STRの識別情報))と、自機識別情報(経路情報要求に応答した中継機STRの識別情報)と、終点機識別情報(識別情報STR1)と、経路情報要求に応答した中継機STRから中継機(親機)STR1までの通信経路での中継回数(ホップ数)とを含むデータ構造の情報である。
Further, the
この経路情報作成処理では、処理部4は、受信した経路応答情報に基づいて新たな経路情報を作成する。具体的には、処理部4は、この経路応答情報に含まれている自機識別情報をホップ先機の識別情報(ホップ先機識別情報)とし、また、この経路応答情報に含まれている中継回数(ホップ数)に1を加えた回数を中継回数(ホップ数)として、終点機識別情報(本例では、識別情報STR1)とを含む図5に示す経路情報を作成する。この場合、処理部4は、経路情報が未作成のときには、この作成した経路情報を経路表RTに記録し、一方、経路情報が既作成のときには、新たに作成した経路情報に含まれるホップ数が経路表RTに記録されている既作成の経路情報に含まれているホップ数未満のときにのみ新たな経路情報を経路表RTに記録することで、経路表RTを更新する。
In this route information creation process, the
なお、処理部4は、この経路情報要求に応答した他の中継機STRから送信された経路応答情報を受信部3を介して受信したときであっても、受信電界強度ESの測定値と記憶部5に記憶されている基準電界強度Erとの比較の結果、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er未満のときには、経路情報作成処理は実行しない(つまり、新たな経路情報の作成は行わない)。
Note that the
また、処理部4は、経路情報応答処理については、他の中継機STRからブロードキャストされた経路情報要求を受信したときであって、記憶部5に記憶されている経路表RTに経路情報が記録されているときに、この経路情報要求に応答して実行する。この経路情報応答処理では、処理部4は、経路表RTに記録されている経路情報に含まれる中継回数(ホップ数)、自機識別情報および終点機識別情報と共に、経路情報要求と共に送信されてきた識別情報を相手機識別情報として含む上記した図4に示すデータ構造の情報を経路応答情報として作成して送信部2を介して送信する。なお、処理部4は、経路情報要求を受信したときであっても、経路表RTに経路情報が記録されていないときには、送信すべき情報が存在しないため、経路情報応答処理を実行しない(この経路情報要求に応答しない)。
The
次に親機として機能する中継機STR1の処理部4について説明する。この処理部4は、上記した電界強度測定処理、経路情報要求処理および経路情報作成処理については実行しない。また、この処理部4は、保有情報送信処理では、他の中継機STR2〜STR5についての新たな保有情報を受信したときに、この保有情報を通信インフラを介してサーバに送信する。また、中継機STR1では経路表RTは存在しないため、この処理部4は、経路情報要求を受信した際の経路情報応答処理では、経路情報要求を送信した他の中継機STRへ自機の識別情報STR1を経路応答情報として送信部2を介して送信する。したがって、この経路応答情報は、図示はしないが、相手機識別情報および自機識別情報(識別情報STR1)を含むデータ構造の情報である。
Next, the
次に、記憶部5に記憶させる基準電界強度Erの決定手順について説明する。 Next, a procedure for determining the reference electric field strength Er stored in the storage unit 5 will be described.
基地局と移動局との間(本例での中継機STR間)の電波伝搬特性は、奥村−秦カーブ(下記の伝搬損失近似式(1))で表されることが一般的に知られている(公知である)。
伝搬損失L=A+B×log(d)−a(hm)+C ・・・(1)
ここで、Aは、電波の周波数と基地局アンテナ高に関係するパラメータ(固定値)であり、Bは、基地局アンテナ高に関係するパラメータであって、基地局アンテナ高をhとしたときに、B=44.9−6.55×log(h)で算出される固定値であり、Cは、電波の周波数に関係するパラメータ(固定値)であり、a(hm)は、電波の周波数と移動局アンテナ高に関係するパラメータ(固定値)であり、dは、中継機STR間の距離(km)である。また、logの底は「10」である。以下において同じ。
It is generally known that the radio wave propagation characteristic between the base station and the mobile station (between the repeater STR in this example) is expressed by the Okumura-Kashiwa curve (the following propagation loss approximation formula (1)). (Known).
Propagation loss L = A + B × log (d) −a (hm) + C (1)
Here, A is a parameter (fixed value) related to the radio wave frequency and the base station antenna height, and B is a parameter related to the base station antenna height, where the base station antenna height is h. , B = 44.9−6.55 × log (h), C is a parameter (fixed value) related to the frequency of the radio wave, and a (hm) is the frequency of the radio wave And a parameter (fixed value) related to the mobile station antenna height, and d is the distance (km) between the repeaters STR. The bottom of the log is “10”. Same in the following.
このアドホックネットワーク1では、図6に示すように、始点中継機としての中継機STRsが、終点中継機に保有情報を送信するために終点中継機までの通信経路を構成する最初の中継機(次のホップ先)である中継機STRpと通信している状態において、中継機STRsでの受信電界強度が後述するCSMA/CA方式でのキャリアセンスレベルCS未満となる位置に存在する中継機STRaが送信動作を開始したときに、中継機STRpにおいて混信が生じることがある。この混信の発生が最も高くなるのは、中継機STRaが、同図に示すように、各中継機STRs,STRpを結ぶ直線上であって、中継機STRpを基準として中継機STRsと反対側に位置するときである。
In this ad hoc
このような位置関係のときであって、かつ各中継機STRs,STRaが晒し端末関係にあるときに、中継機STRpでの中継機STRsについての伝搬損失をLsとし、中継機STRpでの中継機STRaについての伝搬損失をLaとし、両伝搬損失の差(La−Ls)を上記式(1)に基づいて算出すると、以下の式(2)のように表される。
La−Ls=A+B×log(da)−a(hm)+C
−(A+B×log(ds)−a(hm)+C)
=B×(log(da)−log(ds))
=B×log(da/ds) ・・・(2)
In such a positional relationship and when the relays STRs and STRa are exposed and in a terminal relationship, the propagation loss for the relay STRs in the relay STRp is Ls, and the relay in the relay STRp When the propagation loss for STRa is La and the difference (La−Ls) between the two propagation losses is calculated based on the above equation (1), it is expressed as the following equation (2).
La−Ls = A + B × log (da) −a (hm) + C
− (A + B × log (ds) −a (hm) + C)
= B * (log (da) -log (ds))
= B × log (da / ds) (2)
また、これを考慮して、中継機STRpでの中継機STRaについての受信電界強度ESaを、中継機STRpでの中継機STRsについての受信電界強度ESsを基準として求めると、下記式(3)のように表される。
ESa=ESs−B×log(da/ds) ・・・(3)
In consideration of this, when the received electric field strength ESa for the relay STRa in the relay STRp is obtained with reference to the received electric field strength ESs for the relay STRs in the relay STRp, the following equation (3) is obtained. It is expressed as follows.
ESa = ESs−B × log (da / ds) (3)
また、同様にして、中継機STRsでの中継機STRaについての受信電界強度ESa1を、中継機STRpでの中継機STRsについての受信電界強度ESsを基準として求めると、下記式(4)のように表される。
ESa1=ESs−B×log((da+ds)/ds) ・・・(4)
また、ここで、各中継機STRのキャリアセンスレベルをCSとすると、受信電界強度ESa1についての中継機STRpにおいて混信の発生有無(発生するしない)の境界は、受信電界強度ESa1=CSのときであるから、上記式(4)に基づいて、下記式(5)が成り立つ。なお、キャリアセンスレベルCSについては、キャリアセンスの備え付けが要求されているアドホックネットワークでは、このアドホックネットワークで定められている範囲内の任意の1つの値を固定値として選択することができ、また、キャリアセンスの備え付けが要求されていないアドホックネットワークでは、制限無しに任意の1つの値を固定値として選択することができる。
CS=ESs−B×log((da+ds)/ds)
=ESs−B×log(1+da/ds) ・・・(5)
Similarly, when the received electric field strength ESa1 for the relay STRa in the relay STRs is obtained with reference to the received electric field strength ESs for the relay STRs in the relay STRp, the following equation (4) is obtained. expressed.
ESa1 = ESs−B × log ((da + ds) / ds) (4)
Here, assuming that the carrier sense level of each relay STR is CS, the boundary of presence / absence of interference (not generated) in the relay STRp for the received electric field strength ESa1 is when the received electric field strength ESa1 = CS. Therefore, the following equation (5) is established based on the above equation (4). As for the carrier sense level CS, in an ad hoc network in which the provision of carrier sense is required, any one value within a range defined by this ad hoc network can be selected as a fixed value. In an ad hoc network in which provision of carrier sense is not required, any one value can be selected as a fixed value without limitation.
CS = ESs−B × log ((da + ds) / ds)
= ESs−B × log (1 + da / ds) (5)
また、各中継機STRにおいて混信が生じない信号対ノイズ比の下限値をSNRとすると、中継機STRpにおいて、下記式(6)が成り立つ必要がある。
SNR=ESs−ESa ・・・(6)
If the lower limit value of the signal-to-noise ratio at which interference does not occur in each relay STR is SNR, the following formula (6) needs to be established in the relay STRp.
SNR = ESs−ESa (6)
そして、上記の式(3),(6)に基づき、下記式(7)が成り立つ。
SNR=B×log(da/ds) ・・・(7)
さらに、この式(7)から下記式(8)が導出される。
da/ds=10SNR/B ・・・(8)
And based on said Formula (3), (6), following Formula (7) is formed.
SNR = B × log (da / ds) (7)
Furthermore, the following equation (8) is derived from this equation (7).
da / ds = 10 SNR / B (8)
また、上記式(5)を変形してESsを求める式にすると共に、この式に上記式(8)を代入することにより、以下の式(9)が導出される。
ESs=CS+B×log(1+10SNR/B) ・・・(9)
Further, the above equation (5) is transformed into an equation for obtaining ESs, and the following equation (9) is derived by substituting the above equation (8) into this equation.
ESs = CS + B × log (1 + 10 SNR / B ) (9)
このようにして導出された式(9)は、始点中継機としての中継機STRsが、終点中継機(図1の構成における中継機STR1)に保有情報を送信するために終点中継機までの通信経路を構成する最初の中継機STR(ホップ先機)を選定する際に、中継機STRsでの受信電界強度ESがキャリアセンスレベルCSよりもB×log(1+10SNR/B)以上大きくなる中継機STRの中から選定することにより、この最初の中継機STR(ホップ先機)での混信の発生を確実に回避できることを表している。 Equation (9) derived in this way indicates that the relay STRs as the start point relays communicate with the end point relays in order to transmit the retained information to the end point relays (the relay STR1 in the configuration of FIG. 1). When selecting the first repeater STR (hop destination) constituting the route, the repeater in which the received electric field strength ES at the repeater STRs is larger than the carrier sense level CS by B × log (1 + 10 SNR / B ) or more. By selecting from the STR, it is shown that the occurrence of interference in the first repeater STR (hop destination machine) can be surely avoided.
一方、中継機STRaが、図7に示すように、各中継機STRs,STRpを結ぶ直線上で、かつ中継機STRpを基準として中継機STRsと反対側に位置するときにおいて、各中継機STRs,STRaが隠れ端末関係にあるときには、中継機STRsでの中継機STRaについての受信電界強度ESがキャリアセンスレベルCS未満となるという晒し端末関係のときと同じ条件のときであっても、中継機STRpでの中継機STRaについての受信電界強度ESaが晒し端末関係のときよりも増加する。つまり、同図に破線で示すように、中継機STRaが、中継機STRpに対してのみ等価的により近づいた位置関係となる。この中継機STRpでの中継機STRaについての受信電界強度ESaの増加分(値Z)を考慮すると、上記式(5)は下記式(5a)のように表される。
CS+Z=ESs−B×log(1+da/ds) ・・・(5a)
また、上記式(9)は下記式(9a)のように表される。
ESs=CS+B×log(1+10SNR/B)+Z ・・・(9a)
ただし、Zは、Zは、応答した他の中継機STRp以外の中継機STRaが始点中継機(この応答した他の中継機STRpと通信する中継機STRs)から見て隠れ端末となっているときのこの始点中継機が中継機STRaから受信した受信電界強度のそれらの中継機STRa,STRs間に存在する障害物(図示せず)に起因した減衰量である。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the relay STRa is located on a straight line connecting the relays STRs and STRp and on the opposite side of the relay STRs with respect to the relay STRp, When STRa is in a hidden terminal relationship, even if it is under the same conditions as in the exposed terminal relationship that the received electric field strength ES for the relay STRa at the relay STRs is less than the carrier sense level CS, the relay STRp In the relay station STRa, the received electric field strength ESa is higher than that of the terminal-related terminal. That is, as indicated by a broken line in the figure, the relay station STRa has a positional relationship that is closer to the relay station STRp only equivalently. In consideration of the increase (value Z) of the received electric field strength ESa for the relay STRa in the relay STRp, the above equation (5) is expressed as the following equation (5a).
CS + Z = ESs−B × log (1 + da / ds) (5a)
Moreover, said Formula (9) is represented like the following formula (9a).
ESs = CS + B × log (1 + 10 SNR / B ) + Z (9a)
However, Z is when Z is a hidden terminal when a relay station STRa other than the other relay station STRp that responds is viewed from the start-point relay station (relay station STRs that communicates with the other relay station STRp that responds). Of the received electric field strength received from the repeater STRa by the start point repeater of the first and second relays due to an obstacle (not shown) existing between the repeaters STRa and STRs.
このようにして導出された式(9a)は、始点中継機としての中継機STRsが、終点中継機(中継機STR1)に保有情報を送信するために終点中継機までの通信経路を構成する最初の中継機STR(次のホップ先)を選定する際に、中継機STRsでの受信電界強度ESがキャリアセンスレベルCSよりも(B×log(1+10SNR/B)+Z)以上大きくなる中継機STRの中から選定することにより、隠れ端末の存在下においても、この最初の中継機STRでの混信の発生を確実に回避できることを表している。 Equation (9a) derived in this way is the first that configures the communication path to the end point repeater in order for the relay unit STRs as the start point relay unit to transmit the retained information to the end point relay unit (relay unit STR1). When selecting the next relay STR (next hop destination), the received signal strength ES at the relay STRs becomes larger than the carrier sense level CS by (B × log (1 + 10 SNR / B ) + Z) or more. This indicates that the occurrence of interference in the first repeater STR can be reliably avoided even in the presence of a hidden terminal.
本例のアドホックネットワーク1は、図1に示すように、隠れ端末の存在する構成である。また、上記式(9a)の右辺の値E2(=CS+B×log(1+10SNR/B)+Z)は、各中継機STRでのキャリアセンスレベルCS、信号対ノイズ比の下限値SNRおよび値Zを決定した状態では固定値である。このことから、アドホックネットワーク1では、この値E2が予め算出(決定)されて、始点中継機となり得る各中継機STR2〜STR5の記憶部5に基準電界強度ESrとして記憶されている。この値Zについては、シミュレーションや実験などによって予め決定することが可能である。なお、隠れ端末の存在しない構成(各中継機STRがすべて晒し端末である構成)のときには、上記式(9)の右辺の値E1(=CS+B×log(1+10SNR/B))が予め算出(決定)されて、始点中継機となり得る各中継機STR2〜STR5の記憶部5に基準電界強度ESrとして記憶される。
The ad hoc
なお、混信の発生を確実に回避するという観点において、本例のように、上記の値E1や値E2(以下、「値E1等」ともいう)をそのまま基準電界強度ESrとする最も好ましい構成に代えて、キャリアセンスレベルCSよりも大きな値となるという条件が満たされる範囲内で値E1等よりも若干小さい値を基準電界強度ESrとしたり、値E1等よりも若干大きな値を基準電界強度ESrとする構成を採用することもできる。 From the viewpoint of surely avoiding the occurrence of interference, as in this example, the above-described value E1 and value E2 (hereinafter also referred to as “value E1 etc.”) are used as the most preferable configuration as the reference electric field strength ESr. Instead, a value slightly smaller than the value E1 or the like within the range in which the condition that the value is greater than the carrier sense level CS is satisfied, or a value slightly larger than the value E1 or the like is set as the reference electric field strength ESr. It is also possible to adopt the configuration as follows.
この2つの構成のうちの前者の構成(値E1等よりも若干小さい値とする構成)を採用する理由について説明する。図6を参照して説明した上記の構成は、中継機STRpにおいて混信の発生が最も高くなる構成(各中継機STRs,STRp,STRaがこの順で一直線上に並ぶ構成)であり、実際のアドホックネットワーク1では、図6において破線で示す中継機STRaのように、各中継機STRs,STRpを結ぶ直線上から外れる中継機STRaが殆どである。この場合、中継機STRs,STRa間の距離が同じ(ds+da)であったとしても、中継機STRp,STRa間の距離は長くなって、受信電界強度ESaが低下することから、値E1をより小さくしたとしても、混信の発生を回避することができるからである。ただし、中継機STRs,STRp,STRaの位置関係は様々であることから、混信の発生をより確実に防止するためには、値E1を補正する値については、値−5dBに止めるのが好ましい。このようにして値E1を若干小さくしたとしても、受信電界強度ESがキャリアセンスレベルCS以上の中継機STRの中から選定する従来の方式と比較して、混信の発生する頻度を大幅に低減することが可能となる。
The reason for adopting the former configuration (a configuration having a value slightly smaller than the value E1 or the like) of the two configurations will be described. The above-described configuration described with reference to FIG. 6 is a configuration in which the occurrence of interference is highest in the relay STRp (a configuration in which the relays STRs, STRp, and STRa are arranged in a straight line in this order). In the
次に、上記した2つの構成のうちの後者の構成(値E1等よりも若干大きい値とする構成)を採用する理由について説明する。例えば、図6において実線で示す中継機STRaの位置よりも中継機STRsに近い位置(破線で示す位置P1)に中継機STRaが存在している場合において、中継機STRsが通信経路を作成する際に、中継機STRsと中継機STRaとの間に障害物が一時的に位置する状態が生じるなどして、中継機STRsでの中継機STRaについての受信電界強度が一時的にキャリアセンスレベルCSよりも小さくなる状態が生じたときには、中継機STRsが中継機STRpをホップ先として選択するという事態が生じる。この場合、中継機STRsと中継機STRaとの間に一時的に存在していた障害物が存在しなくなった常態においては、中継機STRpでの2つの受信電界強度ESs,ESaの差(ESs−ESa)がSNRを下回る状況となることから、中継機STRpにおいて混信が生じることになる。 Next, the reason for adopting the latter configuration (a configuration having a value slightly larger than the value E1 etc.) of the two configurations described above will be described. For example, when the relay STRa is present at a position closer to the relay STRs (position P1 indicated by the broken line) than the position of the relay STRa indicated by a solid line in FIG. 6, the relay STRs creates a communication path. In addition, for example, an obstacle is temporarily located between the relay STRs and the relay STRa, so that the received electric field strength for the relay STRa at the relay STRs is temporarily lower than the carrier sense level CS. When the state becomes smaller, the relay STRs selects the relay STRp as the hop destination. In this case, in the normal state where the obstacle that was temporarily present between the repeater STRs and the repeater STRa no longer exists, the difference between the two received electric field strengths ESs and ESa at the repeater STRp (ESs− Since ESa) falls below the SNR, interference occurs at the relay STRp.
これに対して、基準電界強度ESrを値E1等よりも若干大きい値とする構成のときには、中継機STRsは、より受信電界強度の大きな中継機(例えば図6において、実線で示す中継機STRpよりも、中継機STRsにより近い位置P2に存在している中継機STRp)をホップ先として選択することになる。そして、この場合には、中継機STRpでの受信電界強度ESsが増加し、かつ受信電界強度ESaが減少するため、両受信電界強度ESs,ESaの差(ESs−ESa)がSNRを上回る状況にし得ることから、中継機STRpでの混信の発生を大幅に低減することが可能となる。 On the other hand, when the reference electric field strength ESr is set to a value slightly larger than the value E1 or the like, the relay STRs have a higher reception field strength (for example, the relay STRp indicated by the solid line in FIG. 6). Also, the relay station STRp) present at the position P2 closer to the relay station STRs is selected as the hop destination. In this case, since the reception field strength ESs at the relay STRp increases and the reception field strength ESa decreases, the difference between the two reception field strengths ESs and ESa (ESs−ESa) exceeds the SNR. As a result, the occurrence of interference in the relay STRp can be greatly reduced.
ただし、基準電界強度ESrを値E1等よりも若干大きい値とする場合、中継機STRpでの混信の発生の大幅な低減をより確実に達成し得るためには+10dBまで大きくするという構成を採用することができるが、大きくするに従いホップ先の中継機STRまでの距離が短くなり、その結果として終点中継機までのホップ数が増加することになる。このため、中継機STRpでの混信の発生の大幅な低減と、ホップ数の増加との兼ね合いを考慮して、+5dBとするのが好ましいと考えられる。 However, when the reference electric field strength ESr is set to a value slightly larger than the value E1, etc., a configuration of increasing to +10 dB is adopted in order to more surely achieve a significant reduction in the occurrence of interference in the repeater STRp. However, as the distance increases, the distance to the hop-destination relay STR is shortened, and as a result, the number of hops to the end-point relay is increased. For this reason, it is considered to be preferably +5 dB in consideration of a significant reduction in the occurrence of interference in the relay station STRp and an increase in the number of hops.
次に、アドホックネットワーク1の動作について説明する。
Next, the operation of the ad hoc
設置後、各中継機STR1〜STR5では、受信部3が、他の中継機STR1〜STR5の送信部2からの送信信号の有無をキャリアセンスによって常時監視する動作を開始する。また、各中継機STR2〜STR5では、記憶部5に記憶されている経路表RTには経路情報は記録されていない。このため、各中継機STR2〜STR5では、処理部4が、経路情報を作成するために経路情報要求処理を実行する。
After the installation, in each of the repeaters STR1 to STR5, the
この場合、中継機STR1の処理部4は、自機の受信部3を介して経路情報要求を受信したときには、常に、この経路情報要求に応答して経路情報応答処理を実行することで、経路情報要求を送信した他の中継機STRへ自機の識別情報STR1を経路情報として送信部2を介して送信する。一方、各中継機STR2〜STR5の処理部4は、受信部3を介して経路情報要求を受信したときであって、かつ記憶部5に記憶されている経路表RTに経路情報が記録されているときにのみ、この経路情報要求に応答して経路情報応答処理を実行する。したがって、設置直後においては、経路表RTに経路情報が記録されていない各中継機STR2〜STR5の処理部4は経路情報応答処理を実行せず、中継機STR1の処理部4のみが経路情報応答処理を実行する。
In this case, when the
このアドホックネットワーク1では、中継機STR1は、図1に示すように、中継機STR4以外の中継機STR2,STR3,STR5と直接通信し得る。このため、中継機STR1の処理部4は、中継機STR2,STR3,STR5からの経路情報要求を受信して、中継機STR2,STR3,STR5に対する経路情報応答処理を実行する。これにより、中継機STR1からは、相手機識別情報(識別情報STR2)および自機識別情報(識別情報STR1)からなる経路応答情報と、相手機識別情報(識別情報STR3)および自機識別情報(識別情報STR1)からなる経路応答情報と、相手機識別情報(識別情報STR5)および自機識別情報(識別情報STR1)からなる経路応答情報とが送信される。
In this ad hoc
この場合、各中継機STR2,STR3,STR5では、処理部4が、まず、受信部3からのキャリアセンス信号の出力を検出して、受信部3から出力される送信情報のうちの自機宛ての送信情報(経路応答情報)のみを記憶部5に記憶させると共に、受信部3から出力される電界強度情報についても取得して、送信元の中継機STR1の識別情報STR1に対応させて記憶部5に記憶させる(電界強度測定処理を実行する)。
In this case, in each of the repeaters STR2, STR3, and STR5, the
次いで、各中継機STR2,STR3,STR5では、処理部4が、この経路応答情報を受信したときに記憶部5に記憶させた電界強度情報で示される受信電界強度ESの測定値と記憶部5に記憶されている基準電界強度Erとを比較して、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上のときにのみ経路情報作成処理を実行することにより、この経路応答情報に基づいて新たな経路情報を作成する。
Next, in each of the repeaters STR2, STR3, and STR5, the
このアドホックネットワーク1では、図1に示すように、中継機STR3,STR5よりも中継機STR1に近い中継機STR2での受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上となり、中継機STR3,STR5での受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er未満となる。このため、中継機STR2では、処理部4は、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上となり、かつ経路情報が未作成であることに基づき、経路情報作成処理を実行して、経路情報を作成すると共に、この経路情報を経路表RTに記録する。これにより、この処理部4は、終点中継機STR1の識別情報STR1、次のホップ先の識別情報(この場合、次のホップ先は中継機STR1であるため、識別情報STR1)、および中継機STR1までのホップ数(この場合、数値「1」)の組を経路情報として作成し、図8に示すように自機の経路表RTに記録する。
In this ad hoc
一方、中継機STR3,STR5では、処理部4は、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er未満であることから、経路情報が未作成であっても経路情報作成処理を実行しない。このため、中継機STR3,STR5では、経路情報の未作成の状態が継続する。
On the other hand, in the relay units STR3 and STR5, the
その後、中継機STR3,STR5では、処理部4が、再度、経路情報要求処理を実行する。このアドホックネットワーク1では、中継機STR3,STR5は、図1に示すように、他の中継機STR1〜STR4のすべてと直接通信し得るが、中継機STR3,STR4の経路表RTには経路情報が記録されていないため、中継機STR1,STR2の処理部4のみが経路情報応答処理を実行する。これにより、中継機STR1の処理部4は、中継機STR3,STR5からの経路情報要求を受信して中継機STR3,STR5に対する経路情報応答処理を実行することで、相手機識別情報(識別情報STR3)および自機識別情報(識別情報STR1)からなる経路応答情報と、相手機識別情報(識別情報STR5)および自機識別情報(識別情報STR1)からなる経路応答情報とを送信する。また、中継機STR2の処理部4は、中継機STR3,STR5からの経路情報要求を受信して、中継機STR3,STR5に対する経路情報応答処理を実行して、相手機識別情報(識別情報STR3)、自機識別情報(識別情報STR2)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:1)からなる経路応答情報と、相手機識別情報(識別情報STR5)、自機識別情報(識別情報STR2)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:1)からなる経路応答情報とを送信する。
Thereafter, in the relay stations STR3 and STR5, the
この場合、中継機STR3では、処理部4が、まず、受信部3からのキャリアセンス信号の出力を検出して、受信部3から出力される送信情報のうちの自機宛ての送信情報(経路応答情報)を記憶部5に記憶させると共に、受信部3から出力される電界強度情報についても取得して、送信元の中継機STRの識別情報STRに対応させて記憶部5に記憶させる(電界強度測定処理を実行する)。この場合、中継機STR3では、2つの中継機STR1,STR2からの送信情報が受信されるため、中継機STR1についての電界強度情報と、中継機STR2についての電界強度情報とが記憶部5に記憶される。また、中継機STR5では、処理部4が、まず、受信部3からのキャリアセンス信号の出力を検出して、受信部3から出力される送信情報のうちの自機宛ての送信情報(経路応答情報)を記憶部5に記憶させると共に、受信部3から出力される電界強度情報についても取得して、送信元の中継機STRの識別情報STRに対応させて記憶部5に記憶させる(電界強度測定処理を実行する)。この場合、中継機STR5では、2つの中継機STR1,STR2からの送信情報が受信されるため、中継機STR1についての電界強度情報と、中継機STR2についての電界強度情報とが記憶部5に記憶される。
In this case, in the relay station STR3, the
次いで、中継機STR3,STR5では、処理部4が、この経路応答情報を受信したときに記憶部5に記憶させた電界強度情報で示される受信電界強度ESの測定値と記憶部5に記憶されている基準電界強度Erとを比較して、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上のときにのみ経路情報作成処理を実行することにより、この経路応答情報に基づいて新たな経路情報を作成する。
Next, in the relay units STR3 and STR5, the
このアドホックネットワーク1では、上記したように、中継機STR3での中継機STR1についての受信電界強度ESの測定値および中継機STR5での中継機STR1についての受信電界強度ESの測定値は基準電界強度Er未満であるが、図1に示すように、中継機STR1よりも中継機STR3,STR5に近い中継機STR2についての受信電界強度ESの測定値は基準電界強度Er以上である。この場合、中継機STR3では、処理部4は、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上となり、かつ経路情報が未作成であることに基づき、経路情報作成処理を実行して、経路情報を作成すると共に、この経路情報を経路表RTに記録する。具体的には、この処理部4は、中継機STR2から受信した上記の経路応答情報(相手機識別情報(識別情報STR3)、自機識別情報(識別情報STR2)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:1))に含まれている自機識別情報をホップ先機の識別情報(ホップ先機識別情報)とし、また、この経路応答情報に含まれている中継回数(ホップ数)に1を加えた回数2を中継回数(ホップ数)とし、終点機識別情報を識別情報STR1とする経路情報を作成して、図9に示すように自機の経路表RTに記録する。また、中継機STR5では、処理部4は、受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er以上となり、かつ経路情報が未作成であることに基づき、経路情報作成処理を実行して、経路情報を作成すると共に、この経路情報を経路表RTに記録する。具体的には、この処理部4は、中継機STR2から受信した上記の経路応答情報(相手機識別情報(識別情報STR5)、自機識別情報(識別情報STR2)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:1))に含まれている自機識別情報をホップ先機の識別情報(ホップ先機識別情報)とし、また、この経路応答情報に含まれている中継回数(ホップ数)に1を加えた回数2を中継回数(ホップ数)とし、終点機識別情報を識別情報STR1とする経路情報を作成して、図11に示すように自機の経路表RTに記録する。
In the ad hoc
なお、中継機STR3では、処理部4は、中継機STR5から受信した経路応答情報(相手機識別情報(識別情報STR3)、自機識別情報(識別情報STR5)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:2))に含まれている自機識別情報をホップ先機の識別情報(ホップ先機識別情報)とし、また、この経路応答情報に含まれている中継回数(ホップ数)に1を加えた回数3を中継回数(ホップ数)とし、終点機識別情報を識別情報STR1とする経路情報を、上記した中継機STR2から受信した経路応答情報に基づく経路情報の作成の前後で作成する場合もあるが、仮に、中継機STR5から受信した経路応答情報に基づく経路情報の作成が先で、この経路情報が経路表RTに記録されている場合には、後に作成される中継機STR2から受信した経路応答情報に基づく経路情報のホップ数の方が小さいため、この経路情報で経路表RTが更新される。一方、仮に、中継機STR2から受信した経路応答情報に基づく経路情報の作成が先で、この経路情報が経路表RTに記録されている場合には、後に作成される中継機STR5から受信した経路応答情報に基づく経路情報のホップ数の方が大きいため、経路表RTは更新されず、中継機STR2から受信した経路応答情報に基づく経路情報が維持される。したがって、中継機STR3の経路表RTには、上記したように図9に示す内容の経路情報が記録される。
In the repeater STR3, the
その後、経路情報の未作成の中継機STR4では、処理部4が、上記した中継機STR2,STR3,STR5の処理部4と同様にして、経路情報要求処理および電界強度測定処理を実行すると共に、この経路情報要求処理で送信された経路情報要求に応答した中継機STR2,STR3,STR5から送信される経路応答情報に基づいて経路情報作成処理を実行することにより、中継機STR3から受信した経路応答情報(相手機識別情報(識別情報STR4)、自機識別情報(識別情報STR3)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:2))に含まれている自機識別情報をホップ先機の識別情報(ホップ先機識別情報)とし、また、この経路応答情報に含まれている中継回数(ホップ数)に1を加えた回数3を中継回数(ホップ数)とし、終点機識別情報を識別情報STR1とする経路情報を作成して、図10に示すように自機の経路表RTに記録する。
Thereafter, in the relay device STR4 in which the route information is not created, the
なお、中継機STR4では、処理部4は、中継機STR2からも経路応答情報(相手機識別情報(識別情報STR4)、自機識別情報(識別情報STR2)、終点機識別情報(識別情報STR1)および中継回数(ホップ数:1))を受信する場合があり、仮に、この経路応答情報を使用したとすると、中継回数(ホップ数)のより少ない経路情報を作成し得るが、中継機STR2についての受信電界強度ESの測定値が基準電界強度Er未満であることから、この中継機STR2からの経路応答情報を使用した経路情報作成処理は実行しない。したがって、中継機STR4の経路表RTには、上記したように図10に示す内容の経路情報が記録される。
In the relay station STR4, the
これにより、各中継機STR2〜STR5において経路表RTへの経路情報の記録が完了し、アドホックネットワーク1では、図1において一点鎖線で示すように、中継機STR5から中継機STR2を経由して中継機STR1に至る通信経路R1と、中継機STR4から、中継機STR3、中継機STR2を経由して中継機STR1に至る通信経路R2の2つの通信経路が構築される。
Thereby, the recording of the route information to the route table RT is completed in each of the repeaters STR2 to STR5, and in the ad hoc
したがって、この後、各中継機STR2〜STR5では、処理部4が、新たな自機保有情報を取得(作成)したときや、新たな中継保有情報を他の中継機STRから受信したときには、保有情報送信処理を実行して、保有情報を送信部2を介して送信する。具体的には、この保有情報送信処理では、処理部4は、記憶部5に記憶されているこれらの新たな保有情報を読み出して、記憶部5に記憶されている経路表RTに記録されている経路情報(終点機識別情報(識別情報STR1)、自機から終点機までの通信経路でのホップ先機識別情報、この通信経路の中継回数(以下では、ホップ数ともいう))に基づき、このホップ先機識別情報で示される他の中継機STR(上記した通信経路R1,R2のうちの自機が含まれる通信経路における上流側(親機側)に位置する隣接中継機)に送信する。
Therefore, after that, in each of the repeaters STR2 to STR5, when the
この送信に際しては、処理部4は、受信部3から出力される電界強度情報で示される受信電界強度ESの測定値とキャリアセンスレベルCSとに基づくCSMA/CA方式で送信部2を制御することにより、送信信号間でのコリジョン(衝突)の発生を回避しつつ、保有情報を送信部2を介して送信する。
In this transmission, the
また、このアドホックネットワーク1では、各中継機STRは、CSMA/CA方式でのキャリアセンスレベルCSよりも、より大きな(強い)基準電界強度Er以上で送信信号を受信する中継機STRを次ホップ先とする構成のため、例えば、図1に示すように、互いに隠れ端末関係となる2つの中継機STR1,STR4において、中継機STR4と通信する中継機STR3が、仮に、中継機STR4からの送信信号を受信している最中に、中継機STR1が送信信号を送信したとしても、中継機STR4からの送信信号の受信レベルと中継機STR1からの送信信号の受信レベルとの比が予め規定されたSNR以下となるという事態(つまり、中継機STR3での混信)の発生が回避されている。
Further, in this ad hoc
このように、このアドホックネットワーク1によれば、始点中継機STRとなり得る各中継機STR2〜STR5では、処理部4が、電界強度測定処理で測定された受信電界強度の測定値が基準電界強度Er以上のときであって経路情報が未作成のときには、経路情報作成処理を実行して作成した経路情報を経路表RTに記録し、受信電界強度の測定値が基準電界強度Er以上のときであって経路情報が既作成のときには、経路情報作成処理を実行して作成した新たな経路情報に含まれているホップ数が既作成の経路情報に含まれているホップ数未満のときにこの新たな経路情報で経路表RTを更新するため、中継機STRでの混信の発生を大幅に低減しつつ、より少ないホップ数で終点中継機としての中継機STR1と通信することができる。
Thus, according to this ad hoc
また、このアドホックネットワーク1によれば、上記の式(10a)で算出される受信電界強度ESsを基に基準電界強度ESrを決定することで、隠れ端末の存在下においても、中継機STRでの混信の発生を大幅に低減しつつ、中継機STRでの混信の発生を確実に回避することができる。
Further, according to this ad hoc
なお、各中継機STRにおいて混信が生じない信号対ノイズ比の下限値であるSNRについては、中継機STRが実行する誤り訂正復号に応じて変わるため、この誤り訂正復号によるSN比の改善度合いを考慮して決定することもできる。この構成のアドホックネットワーク1によれば、アドホックネットワーク1で使用する誤り訂正復号に応じてSNRが変わったとしても、このSNRに基づいて適切な基準電界強度ESrを決定することができる。
The SNR that is the lower limit of the signal-to-noise ratio at which no interference occurs in each relay STR varies depending on the error correction decoding performed by the relay STR. It can also be determined in consideration. According to the ad hoc
1 アドホックネットワーク
ESr 基準電界強度
STR 中継機
1 Ad hoc network ESr Standard electric field strength STR repeater
Claims (3)
前記始点中継機は、前記経路応答情報の受信の際の受信電界強度を測定する電界強度測定処理を実行すると共に、当該電界強度測定処理で測定された前記受信電界強度が下記式(1)で算出される電界強度E1を基に予め決定された基準電界強度以上のときであって前記経路情報が未作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した前記経路情報を前記経路表に記録し、前記受信電界強度が前記基準電界強度以上のときであって前記経路情報が既作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した新たな前記経路情報に含まれている前記ホップ数が当該既作成の経路情報に含まれている前記ホップ数未満のときに当該新たな経路情報で前記経路表を更新するアドホックネットワーク。
E1=CS+B×log10(1+10SNR/B)・・・(1)
ただし、CSは上記したCSMA/CA方式での固定値であるキャリアセンスレベルであり、Bは前記中継機のアンテナ高に基づいて決まる固定値であり、SNRは前記中継機での混信が軽微とされるSN比の固定値である。 It is composed of a plurality of repeaters, and one of the plurality of repeaters is used as an end point repeater, and another relay device transmits the retained information held by itself as the start point repeater to the end point repeater. The start point repeater is configured to be able to execute a transmission process, and the start point repeater broadcasts a route information request in the CSMA / CA method, and a route response received from another relay device that responds to the route information request. Route information creation processing for creating route information including the number of hops to the end-point relay device based on the information and recording the route information in a route table, and transmitting the possessed information based on the route information in the transmission processing An ad hoc network,
The start point repeater performs an electric field strength measurement process for measuring a received electric field strength at the time of receiving the route response information, and the received electric field strength measured in the electric field strength measurement process is expressed by the following formula (1). When the route information is not created yet when it is equal to or higher than a reference field strength determined in advance based on the calculated field strength E1, the route information created by executing the route information creation process is stored in the route table. When the received field strength is greater than or equal to the reference field strength and the route information has already been created, the hops included in the new route information created by executing the route information creation process An ad hoc network that updates the route table with the new route information when the number is less than the number of hops included in the created route information.
E1 = CS + B × log 10 (1 + 10 SNR / B ) (1)
However, CS is a carrier sense level that is a fixed value in the above-described CSMA / CA system, B is a fixed value that is determined based on the antenna height of the repeater, and SNR indicates that interference at the repeater is slight. This is a fixed value of the S / N ratio.
前記始点中継機は、前記経路応答情報の受信の際の受信電界強度を測定する電界強度測定処理を実行すると共に、当該電界強度測定処理で測定された前記受信電界強度が下記式(2)で算出される電界強度E2を基に予め決定された基準電界強度以上のときであって前記経路情報が未作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した前記経路情報を前記経路表に記録し、前記受信電界強度が前記基準電界強度以上のときであって前記経路情報が既作成のときには、前記経路情報作成処理を実行して作成した新たな前記経路情報に含まれている前記ホップ数が当該既作成の経路情報に含まれている前記ホップ数未満のときに当該新たな経路情報で前記経路表を更新するアドホックネットワーク。
E2=CS+B×log10(1+10SNR/B)+Z・・・(2)
ただし、CSは上記したCSMA/CA方式での固定値であるキャリアセンスレベルであり、Bは前記中継機のアンテナ高に基づいて決まる固定値であり、SNRは前記中継機での混信が軽微とされるSN比の固定値であり、Zは前記応答した他の中継機以外の前記中継機が前記始点中継機から見て隠れ端末となっているときの前記始点中継機が前記応答した他の中継機以外の前記中継機から受信した受信電界強度のそれらの中継機間に存在する障害物に起因した減衰量である。 It is composed of a plurality of repeaters, and one of the plurality of repeaters is used as an end point repeater, and another relay device transmits the retained information held by itself as the start point repeater to the end point repeater. The start point repeater is configured to be able to execute a transmission process, and the start point repeater broadcasts a route information request in the CSMA / CA method, and a route response received from another relay device that responds to the route information request. Route information creation processing for creating route information including the number of hops to the end-point relay device based on the information and recording the route information in a route table, and transmitting the possessed information based on the route information in the transmission processing An ad hoc network,
The start point repeater performs an electric field strength measurement process for measuring a received electric field strength at the time of receiving the route response information, and the received electric field strength measured in the electric field strength measurement process is expressed by the following formula (2). When the route information is not created yet and the reference field strength determined in advance based on the calculated electric field strength E2, the route information created by executing the route information creation process is stored in the route table. When the received field strength is greater than or equal to the reference field strength and the route information has already been created, the hops included in the new route information created by executing the route information creation process An ad hoc network that updates the route table with the new route information when the number is less than the number of hops included in the created route information.
E2 = CS + B × log 10 (1 + 10 SNR / B ) + Z (2)
However, CS is a carrier sense level that is a fixed value in the above-described CSMA / CA system, B is a fixed value that is determined based on the antenna height of the repeater, and SNR indicates that interference at the repeater is slight. Is a fixed value of the S / N ratio, and Z is the other value that the start point repeater responds to when the repeater other than the other repeater that responds is a hidden terminal when viewed from the start point repeater This is an attenuation amount of the received electric field intensity received from the repeater other than the repeater due to an obstacle existing between the repeaters.
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