JP6773088B2 - 無線中継装置、無線中継プログラム、及び無線通信システム - Google Patents
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Description
以下では、本発明に係る無線中継装置、無線中継プログラム、及び無線通信システムの第1の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(A−1−1)全体構成
図2は、第1の実施形態に係る無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。図2において、無線通信システム1は、無線通信装置10、無線通信装置200(200−1、200−2)、無線通信装置100(100−1〜100−3)を有する。なお、図2では、説明を容易にするために、無線通信システム1が、2台の無線通信装置200−1、200−2、及び3台の無線通信装置100−1〜100−3を有する場合を例示しているが、勿論、各装置の数は特に限定されるものではない。
図1は、第1の実施形態に係る無線通信装置(子ノード)の構成を示すブロック図である。第1の実施形態に係る無線通信装置は、図1に示す各構成部を搭載した専用のICチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、CPUと、CPUが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図1で表すことができる。
図4は、第1の実施形態に係る無線通信装置(親ノード)の構成を示すブロック図である。第1の実施形態に係る無線通信装置は、図4に示す各構成部を搭載した専用のICチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、CPUと、CPUが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図4で表すことができる。
次に、以上のような構成を有する第1の実施形態の無線通信システム1の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態では、無線通信システム1を構成する無線通信装置200(親ノード)の処理と、無線通信装置100(子ノード)のそれぞれについて特徴が存在するので、以下では、親ノードの処理と子ノードの処理を分けて説明を行う。
図6は、第1の実施形態に係る無線通信装置(親ノード)の特徴動作を示すフローチャートである。
図7は、第1の実施形態に係る無線通信装置(子ノード)の特徴動作を示すフローチャートである。
次に、上述した親ノード及び子ノードの処理(図6、図7)の内、許容送信量を更新する処理について、具体例を挙げて説明する。図8、図9は、第1の実施形態に係る通信経路を制御する手順をイメージ化した説明図である。
α+β+γ≦100(=転送許容量D2) …(1)
α/60=β/60=γ/80 …(2)
図10は、第1の実施形態に係る通信経路を決定(代替親が存在する場合)する手順をイメージ化した説明図である。図10(A)では、ノード100−1の累積送信量D1が、許容送信量に達した状態が示されている。つまり、続いて、図10(B)に示すように、ノード100−1がパケットを送信する場合、周期中の許容送信量を超えるため、送信先管理テーブルTB1において、現在の親(ノード100−1)に次いでリンク品質の良い代替親(図10ではノード200−2)を送信先に一時的に変更してパケットを送信する。この際、代替親に対して送信するパケットには、「自身に代替親が存在しないという情報」と、「自身の元の親を識別できる情報」を含める。自身の元の親を識別できる情報とは、例えば、元親のショートアドレスである。
図12は、第1の実施形態に係る通信経路を決定(代替親が存在しない場合)する手順をイメージ化した説明図である。図12において、ノード100−3は、ある周期中の累積送信量D1が許容送信量の40を超えていたとしても、代替親が存在しない場合には、そのまま親ノード(ノード200−1)へパケットを送信する。周期終了時、ノード200−1は代替親が存在しない子ノードであるノード100−3が許容送信量を超えたことを受信パケットテーブルTB2から知る。
第1の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
以下、本発明に係る無線中継装置、無線中継プログラム、及び無線通信システムの第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
第2の実施形態の無線通信システム1(マルチホップ無線ネットワーク)の全体構成についても、上述の図2を用いて示すことができる。以下では、第2の実施形態の無線通信装置200Aの構成について、第1の実施形態の無線通信装置200との差異を中心に説明を行う。
次に、以上のような構成を有する第2の実施形態の無線通信システム1の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、第2の実施形態の子ノードの処理は第1の実施形態の子ノードの処理と同様である。また、親ノード(無線通信装置200A)の処理の内、図6のステップST105の処理の一部(転送許容量を計算する動作)が第1の実施形態と異なるので、以下では異なる点のみ説明を行う。
第2の実施形態によれば、第1の実施形態に加えて、以下の効果を奏する。
Claims (6)
- 第1の無線通信装置から受信したパケットを、第2の無線通信装置に中継する無線中継装置において、
自身と、前記第1の無線通信装置又は前記第2の無線通信装置との間でパケットを送受信する第1の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第1の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
1又は複数の前記第1の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第1の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第2の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第1の転送許容量とから、前記各第1の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第1の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部とを有し、
前記代替中継ノードには、前記第1の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第2の転送許容量が設定されており、
前記代替中継ノードは、当該第2の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第1の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第1の無線通信装置に通知する
ことを特徴とする無線中継装置。 - 前記送信制限決定部は、前記各第1の無線通信装置の内、前記代替中継ノード識別情報に中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しない前記各第1の無線通信装置に対しては、優先的にパケットの許容量を割り振ることを特徴とする請求項1に記載の無線中継装置。
- 前記受信パケット管理部は、前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報に加えて、前記許容送信量を決定する前記各第1の無線通信装置ごとに中継ノードとして自身が送信先として一時的に選択される前の、前記各第1の無線通信装置の本来の中継ノードである他の無線中継装置の識別情報である過去中継ノード識別情報とを管理し、
前記送信制限決定部は、ある前記第1の無線通信装置の前記代替中継ノード識別情報と別の前記第1の無線通信装置の前記過去中継ノード識別情報とが一致する場合には、ある前記第1の無線通信装置に対しては、中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しないものとみなして、前記許容送信量を決定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線中継装置。 - 当該無線中継装置は、所定のセンサの消費電力を測定する消費電力測定部をさらに有し、
前記第1の転送許容量は、一定期間内の当該無線中継装置が消費可能な電力値から前記消費電力測定部が測定した前記センサの消費電力値を差し引いた残りの電力値と、パケットを中継する際の消費電力値とを用いて定まる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無線中継装置。 - マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置として請求項1〜4のいずれかの無線中継装置を適用し、
前記無線通信装置は、複数の無線中継装置と無線接続可能であり、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第2の無線通信部と、
少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、
所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量とを比較し、比較した結果、パケットの累積値が前記許容送信量を超えた場合であって、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在するときには、現在送信先の次にリンク品質の良い前記無線中継装置を送信先に決定し、一方、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在しないときには、現在送信先の無線中継装置を送信先に決定する送信先決定部と
を有する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 第1の無線通信装置から受信したパケットを、第2の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、
自身と、前記第1の無線通信装置又は前記第2の無線通信装置との間でパケットを送受信する第1の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第1の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
1又は複数の前記第1の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第1の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第2の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第1の転送許容量とから、前記各第1の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第1の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部として機能させ、
前記代替中継ノードには、前記第1の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第2の転送許容量が設定されており、
前記代替中継ノードは、当該第2の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第1の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第1の無線通信装置に通知する
ことを特徴とする無線中継プログラム。
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JP2018150772A JP6773088B2 (ja) | 2018-08-09 | 2018-08-09 | 無線中継装置、無線中継プログラム、及び無線通信システム |
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