JP6593474B2 - 無線通信装置、プログラム及び方法、並びに、無線通信システム - Google Patents
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Description
第2の本発明は、ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置において、(1)前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、(2)前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、(3)前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段とを有し、(4)前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、(5)前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定することを特徴とする。
第4の本発明の無線通信プログラムは、ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、(1)前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、(2)前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、(3)前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段として機能させ、(4)前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、(5)前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定することを特徴とする。
第6の本発明の無線通信方法は、ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に使用する無線通信方法おいて、無線通信手段、ネットワーク情報記憶手段、及び送信先ノード決定手段を有し、(1)前記無線通信手段は、前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行い、(2)前記ネットワーク情報記憶手段は、前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶し、(3)前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定し、(4)前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、(5)前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定することを特徴とする。
以下、本発明による無線通信装置、プログラム及び方法、並びに、無線通信システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A−1−1)全体構成
図2は、実施形態に係る無線通信システム(ネットワーク)の一例を示す全体構成図である。
次に、無線通信装置10の機能的構成について図1を用いて説明する。
次に、無線通信システム1(ネットワークN)における各ノード間の通信方式について説明する。
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信システム1の動作(実施形態に係る無線通信装置が行う無線通信方法)を説明する。なお、この実施形態において、無線通信システム1(無線通信装置10)では、下り通信期間及び上り通信期間内のそれぞれにおいて、特徴が存在するので、以下では、各通信期間内の動作について、具体例を挙げながら説明する。
図5は、実施形態に係る無線通信システム(ネットワーク)における、ネットワーク制御の一例(その1)を示す説明図である。図5では、スロットSL1〜SL3内の処理により、ネットワークN(N1〜N3)が形成される例が示されている。なお、図5において、各ノードを表す丸内の数字はそのノードのホップ数を表し、送受信ノードを結んだ線の添え字がそのノード間の通信品質(この例では、RSSI)を示している。図5では、マルチホップの最大ホップ数(k)は、「3」とする。また、各無線通信装置10は、親ノードを決定する方式として、ビーコンパケット受信時のRSSIが最も高いビーコンパケットの送信先ノードを親ノードとする方式を用いることを前提とする。勿論、親ノードを決定する方式は、これに限定されるものでは無い。以下では、無線通信装置10−1を中心に、この実施形態の特徴部分の説明を行う。
次に、下り通信期間内で形成されたネットワークN(図4のネットワークN3)の状態を前提として、上り通信期間内の無線通信装置10の特徴動作を、無線通信装置10−1を例に挙げて説明する。
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
Claims (10)
- ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置において、
前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、
前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、
前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段とを有し、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの通信ホップ数である到達ホップ数と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて事前に定められている最大ホップ数との比較を行い、前記最大ホップ数から前記到達ホップ数を差し引いたホップ数内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信装置。 - ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置において、
前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、
前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、
前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段とを有し、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記ビーコンパケットには、前記ビーコンパケットを送信した前記他の無線通信装置のアドレス情報、前記ビーコンパケットを送信した前記他の無線通信装置から前記基地局に至る通信に関する情報、及び自身と前記ビーコンパケットを送信した前記他の無線通信装置との間の通信品質の情報が含まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の無線通信装置。
- 前記ビーコンパケットを送信した前記他の無線通信装置から前記基地局に至る通信に関する情報とは、通信ホップ数であることを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。
- 前記ビーコンパケットを送信した前記他の無線通信装置から前記基地局に至る通信に関する情報とは、通信にかかる時間であることを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。
- ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、
前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、
前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段と
して機能させ、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの通信ホップ数である到達ホップ数と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて事前に定められている最大ホップ数との比較を行い、前記最大ホップ数から前記到達ホップ数を差し引いたホップ数内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信プログラム。 - ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行う無線通信手段と、
前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶するネットワーク情報記憶手段と、
前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定する送信先ノード決定手段と
して機能させ、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信プログラム。 - ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に使用する無線通信方法おいて、
無線通信手段、ネットワーク情報記憶手段、及び送信先ノード決定手段を有し、
前記無線通信手段は、前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行い、
前記ネットワーク情報記憶手段は、前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶し、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定し、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの通信ホップ数である到達ホップ数と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて事前に定められている最大ホップ数との比較を行い、前記最大ホップ数から前記到達ホップ数を差し引いたホップ数内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信方法。 - ネットワークトポロジを構築するための下り通信期間と、基地局までパケットを伝送するための上り通信期間を備えるマルチホップ無線ネットワークを構成する無線通信装置に使用する無線通信方法おいて、
無線通信手段、ネットワーク情報記憶手段、及び送信先ノード決定手段を有し、
前記無線通信手段は、前記基地局又は他の無線通信装置とパケットの送受信を行い、
前記ネットワーク情報記憶手段は、前記下り通信期間において、前記基地局又は前記他の無線通信装置から受信したビーコンパケットを基に、自身の親ノードと成り得る親ノード候補の情報を記憶し、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、少なくとも、ネットワークにおいて下位に位置する他の無線通信装置の通信状況を考慮して、前記ネットワーク情報記憶手段に記憶された前記親ノード候補の内から、通信に適する親ノードを決定し、
前記下位に位置する他の無線通信装置とは、自身の子ノード及び孫ノード、並びに、前記孫ノード以下の子孫ノードを含み、
前記ネットワーク情報記憶手段に記憶される前記親ノード候補の情報には、自身と前記親ノード候補間の通信品質に関する情報が含まれており、
前記送信先ノード決定手段は、前記他の無線通信装置から受信したパケットを中継する場合には、送信元の無線通信装置から自身に至るまでの到達通信時間と、前記マルチホップ無線ネットワークにおいて許容されている送信元の無線通信装置から前記基地局に至るまでの通信にかけられる最大通信時間との比較を行い、前記最大通信時間から前記到達通信時間を差し引いた通信時間内で、自身から前記基地局までパケットを中継できる前記親ノード候補の内、通信品質が最も優れている前記親ノード候補を親ノードとして決定する
ことを特徴とする無線通信方法。 - マルチホップネットワークを構成する無線通信装置を複数備える無線通信システムにおいて、前記無線通信装置として、請求項1〜5のいずれかに記載の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム
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JP2018016526A JP6593474B2 (ja) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | 無線通信装置、プログラム及び方法、並びに、無線通信システム |
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JP2018016526A JP6593474B2 (ja) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | 無線通信装置、プログラム及び方法、並びに、無線通信システム |
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