JP6779111B2 - Terminal devices, communication methods, communication systems and programs - Google Patents
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Description
本発明は、端末装置、通信方法、通信システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to terminal devices, communication methods, communication systems and programs.
無線通信を行う場合に、自分と同じ周波数帯を利用する他の通信が存在するかどうかを確認することをキャリアセンスと呼ぶ。国によっては、電波の利用に関する法律等で、通信電波の送信前にキャリアセンスを行うことが義務付けられている場合がある。例えば、端末装置Aが、キャリアセンスによって他の通信を検知した場合、端末装置Aは、干渉を防ぐため通信を行わない。そして端末装置Aは、所定の時間が経過した後に、再度、キャリアセンスを行い、他の通信が無いことを確認してから通信を開始する。 When performing wireless communication, checking whether there is other communication that uses the same frequency band as oneself is called carrier sense. In some countries, laws regarding the use of radio waves require that carrier sense be performed before transmission of communication radio waves. For example, when the terminal device A detects other communication by carrier sense, the terminal device A does not perform communication in order to prevent interference. Then, after a predetermined time has elapsed, the terminal device A performs carrier sense again, confirms that there is no other communication, and then starts communication.
ところで、特許文献1には、利用可能な周波数帯を細かく分割し、複数の端末装置のそれぞれに分割後の異なる周波数帯を割り当てて、複数の端末装置が同時に通信を行う技術が記載されている。
By the way,
特許文献1の方法によれば、分割した周波数帯を利用して、複数の端末装置が同時に通信を行うことが可能である。しかし、キャリアセンスの実施が義務付けられている場合、キャリアセンスは分割後の細かな周波数帯域について行うのではなく、分割前の利用可能な周波数帯の全幅について行うため、分割後の周波数帯を利用して通信を開始しようとする端末装置Aが、キャリアセンスを実行すると、分割後の他の周波数帯を利用した通信についても検知することになる。この場合、端末装置Aは、通信を開始することができない。このように、キャリアセンスが義務付けられている場合、現実的には、複数の端末装置が同時に通信することが困難であるという課題がある。
According to the method of
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる端末装置、通信方法、通信システム及びプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a terminal device, a communication method, a communication system, and a program capable of solving the above-mentioned problems.
本発明の第1の態様によれば、端末装置は、自装置が利用する周波数帯についてキャリアセンスを行うキャリアセンス部と、前記キャリアセンス部が前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始する無線通信部と、他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知する通信終了検知部と、所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間の設定を行う待機時間設定部と、を備え、前記送信タイミングは繰り返し到来し、前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンス部は、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間設定部は、前記送信タイミングから前記通信終了検知部によって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンス部は、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する。
本態様に係る端末装置は、他の端末装置による通信が終了するまで待機してから、キャリアセンス及び無線通信を行う。従って、利用する周波数帯が同一の複数の端末装置が存在し、通信前にキャリアセンスが義務付けられる場合であっても、通信できる可能性が高くなる。また、待機時間を設定した後は、その待機時間の間、キャリアセンスを行う必要が無い。
According to the first aspect of the present invention, when the terminal device does not detect the carrier sense unit that performs carrier sense for the frequency band used by the own device and the carrier sense unit does not detect other communications competing in the frequency band. , A wireless communication unit that starts wireless communication, a communication end detection unit that detects the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device, and a standby that indicates the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense. When a standby time setting unit for setting the time is provided, the transmission timing arrives repeatedly, and a predetermined initial value is set for the standby time when the transmission timing arrives, the carrier sense unit The carrier sense is started at the timing when the initial value elapses from the transmission timing, and the standby time setting unit detects the end of wireless communication by the other terminal device by the communication end detection unit from the transmission timing. the time to set the waiting time, after the arrival of the next of said transmission timing, the carrier sense unit, every time the transmission timing comes, before the waiting time set from Kioku signal timing has elapsed Start career sense at the timing.
The terminal device according to this aspect waits until the communication by the other terminal device is completed, and then performs carrier sense and wireless communication. Therefore, even if there are a plurality of terminal devices having the same frequency band to be used and carrier sense is obligatory before communication, the possibility of communication is high. Further, after setting the waiting time, it is not necessary to perform carrier sense during the waiting time .
本発明の第2の態様によれば、前記キャリアセンス部によるキャリアセンスには、前記他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスと、規格に基づくキャリアセンスとが含まれ、前記キャリアセンス部は、前記他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスが終了したタイミングで前記規格に基づくキャリアセンスを開始してもよい。
規格に基づくキャリアセンスとは別に、他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスを行うことで、規格に基づくキャリアセンスにおいて競合する通信を検知する可能性を低減することができる。また、規格に基づくキャリアセンス後に端末装置が送信可能になる可能性が高まる。
According to the second aspect of the present invention, the carrier sense by the carrier sense unit includes a carrier sense for detecting the end of the other wireless communication and a carrier sense based on the standard, and the carrier sense unit includes the carrier sense. , The carrier sense based on the standard may be started at the timing when the carrier sense for detecting the end of the other wireless communication is completed.
By performing carrier sense that detects the end of other wireless communication separately from the carrier sense based on the standard, it is possible to reduce the possibility of detecting competing communication in the carrier sense based on the standard. In addition, there is an increased possibility that the terminal device can transmit after the carrier sense based on the standard.
本発明の第3の態様によれば、前記キャリアセンス部は、前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に前記初期値以外が設定されている場合、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングで前記他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスを開始してもよい。
待機時間の経過後に他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスを実行するので、例えば、待機時間の経過後に他の通信が実行されている場合、その通信の終了を検知することができる。それにより、他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスに続いて実行する規格に基づくキャリアセンスにおいて競合する通信の検知する可能性を低減することができる。また、規格に基づくキャリアセンス後に端末装置が送信可能になる可能性が高まる。
According to a third aspect of the present invention, the carrier sense unit, if other than the initial value at the standby time when the transmission timing has arrived is set, is set before Kioku signal timing the The carrier sense for detecting the end of the other wireless communication may be started at the timing when the standby time has elapsed.
Since the carrier sense for detecting the end of other wireless communication is executed after the standby time has elapsed, for example, when another communication is executed after the standby time has elapsed, the end of the communication can be detected. Thereby, it is possible to reduce the possibility of detecting competing communication in the carrier sense based on the standard executed following the carrier sense that detects the end of other wireless communication. In addition, there is an increased possibility that the terminal device can transmit after the carrier sense based on the standard.
本発明の第4の態様によれば、前記無線通信部は、前記キャリアセンス部によるキャリアセンスの終了後に、通信の可否を判定してもよい。
これら2つのキャリアセンスの実行後に無線通信を開始することで、無線通信部は、より確実に無線通信を開始することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the wireless communication unit may determine whether or not communication is possible after the carrier sense by the carrier sense unit is completed.
By starting the wireless communication after executing these two carrier senses, the wireless communication unit can start the wireless communication more reliably.
本発明の第5の態様によれば、前記待機時間設定部は、前記他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスを実行した時間を、前記設定した待機時間に加算し、前記キャリアセンス部は、自装置が次の前記送信タイミングを迎えると、その送信タイミングから、加算後の前記待機時間が経過したタイミングで、前記キャリアセンスを開始してもよい。
待機時間に他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスの実行時間を加算することで、次の送信タイミングにおけるキャリアセンスの実行時間を短縮することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the standby time setting unit adds the time for executing the carrier sense for detecting the end of the other wireless communication to the set standby time, and the carrier sense unit , the own device greet the transmission timing of the next, from the transmission timing, the timing has elapsed the waiting time after the addition, it may start the carrier sense.
By adding the carrier sense execution time for detecting the end of other wireless communication to the standby time, the carrier sense execution time at the next transmission timing can be shortened.
本発明の第6の態様によれば、前記待機時間設定部は、算出した前記待機時間から所定の時間を減算した値を、前記待機時間に設定してもよい。
待機時間を所定の時間だけ短く設定することで、次の送信タイミングにおいて、他の端末装置による無線通信の終了タイミングをより確実に検知することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the waiting time setting unit may set the waiting time as a value obtained by subtracting a predetermined time from the calculated waiting time.
By setting the standby time shorter by a predetermined time, it is possible to more reliably detect the end timing of wireless communication by another terminal device at the next transmission timing.
本発明の第7の態様によれば、前記待機時間設定部は、前記待機時間と所定の上限値との差が所定の範囲内となった場合、前記待機時間に対する加算を行わなくてもよい。
このように構成することで、待機時間が長くなりすぎることによって、端末装置が送信タイミングを逸してしまうことを防止することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, when the difference between the waiting time and the predetermined upper limit value is within the predetermined range, the waiting time setting unit does not have to add to the waiting time. ..
With such a configuration, it is possible to prevent the terminal device from missing the transmission timing due to the standby time becoming too long.
本発明の第8の態様によれば、前記待機時間設定部は、前記待機時間と所定の上限値との差が所定の範囲内となった場合、前記待機時間に初期値を設定してもよい。
このように構成することで、待機時間が長くなりすぎることによって、端末装置が送信タイミングを逸してしまうことを防止することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, the standby time setting unit may set an initial value for the standby time when the difference between the standby time and a predetermined upper limit value is within a predetermined range. Good.
With such a configuration, it is possible to prevent the terminal device from missing the transmission timing due to the standby time becoming too long.
本発明の第9の態様によれば、通信システムは、無線通信を行う電波の周波数帯として、所定の周波数帯を割り当てられた無線通信の通信システムであって、上記の何れかに記載の端末装置、を複数備え、前記複数の端末装置のそれぞれに前記周波数帯を分割した分割後の周波数帯のうち何れかが割り当てられる、通信システムであってもよい。
割り当てられた周波数帯に対するキャリアセンスが義務付けられている場合であっても、複数の端末装置は、同時通信が可能である。
According to the ninth aspect of the present invention, the communication system is a wireless communication communication system to which a predetermined frequency band is assigned as a frequency band of radio waves for wireless communication, and the terminal according to any one of the above. It may be a communication system including a plurality of devices, in which any one of the divided frequency bands is assigned to each of the plurality of terminal devices.
Even when carrier sense for the assigned frequency band is obligatory, the plurality of terminal devices can communicate at the same time.
本発明の第10の態様によれば、通信方法は、自装置が利用する周波数帯についてキャリアセンスを行うステップと、前記キャリアセンスにおいて、前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始するステップと、他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知するステップと、所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間を設定するステップと、を備え、前記送信タイミングは繰り返し到来し、前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンスを行うステップでは、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間を設定するステップでは、前記送信タイミングから前記検知するステップによって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンスを行うステップでは、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する。 According to the tenth aspect of the present invention, the communication method is wireless when the step of performing carrier sense for the frequency band used by the own device and other communication competing in the frequency band are not detected in the carrier sense. A step of starting communication, a step of detecting the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device, a step of setting a standby time indicating the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense, and a step of setting. When the transmission timing arrives repeatedly and a predetermined initial value is set for the standby time when the transmission timing arrives, in the step of performing the carrier sense, the initial value is set from the transmission timing. In the step of starting the carrier sense at the elapsed timing and setting the standby time, the time from the transmission timing until the end of wireless communication by the other terminal device is detected by the detection step is set as the standby time. set, since the arrival of the next of said transmission timing, in the step of performing the carrier sense, every time the transmission timing comes, before starting the carrier sense at a timing when the waiting time has elapsed set by the Kioku signal timing To do.
本発明の第11の態様によれば、プログラムは、端末装置のコンピュータを、自装置が利用する周波数帯についてキャリアセンスを行う手段、前記キャリアセンスにおいて、前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始する手段、他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知する手段、所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間を設定する手段、として機能させ、前記送信タイミングは繰り返し到来し、前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンスを行う手段は、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間を設定する手段は、前記送信タイミングから前記検知する手段によって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンスを行う手段は、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する。
According to the eleventh aspect of the present invention, the program detects another communication competing in the frequency band in the carrier sense, which is a means for performing carrier sense on the frequency band used by the terminal device by the computer of the terminal device. If not, a means for starting wireless communication, a means for detecting the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device, and a means for setting a standby time indicating the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense. When the transmission timing arrives repeatedly and a predetermined initial value is set for the standby time when the transmission timing arrives, the means for performing the carrier sense is the initial stage from the transmission timing. The means for starting the carrier sense at the timing when the value elapses and setting the standby time waits for the time from the transmission timing until the end of the wireless communication by the other terminal device is detected by the detecting means. set time, after the arrival of the next of said transmission timing, means for performing the carrier sense, the every time the transmission timing comes, the carrier sense before timing Kioku the waiting time set by Shin timing has elapsed To start.
本発明によれば、通信の開始前にキャリアセンスが義務付けられている場合でも、利用可能な周波数帯を分割して得られる複数の周波数帯のうち、異なる周波数帯を利用した同時通信が可能になる。 According to the present invention, even if carrier sense is obligatory before the start of communication, simultaneous communication using different frequency bands among a plurality of frequency bands obtained by dividing the available frequency bands is possible. Become.
<第一実施形態>
以下、本発明の第一実施形態による端末装置を図1〜図6を参照して説明する。
図1は、本発明に係る第一実施形態における端末装置の機能ブロック図である。
図示するように端末装置10は、キャリアセンス部11、通信終了検知部12、無線通信部13、待機時間設定部14、タイマー部15、記憶部16を備えている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the terminal device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
FIG. 1 is a functional block diagram of a terminal device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the
キャリアセンス部11は、自装置が利用する周波数帯を使った他の無線通信が行われているかどうかを検出するキャリアセンスを実行する。キャリアセンスを行う時間は、規格(例えば、ARIB-STD-T108など)で周波数帯ごとに定められている。キャリアセンス部11は、対象となる周波数帯の通信電波の電波強度を検知し、検知した電波強度が、所定の閾値よりも強い場合、他の無線通信が行われていると判定する。法律などの定めにより、キャリアセンスによって、他の通信が検出された場合、端末装置10は通信を行うことができない。また、キャリアセンスは、自装置が利用する周波数帯の全幅について行われる。
The
通信終了検知部12は、キャリアセンス部11が検知する電波強度に基づいて、他の無線通信の終了タイミングを検知する。
無線通信部13は、基地局を介して他装置と無線通信を行う。無線通信部13は、キャリアセンスの結果に基づいて通信の可否を決定する。例えば、無線通信部13は、キャリアセンス部11が、キャリアセンスを行った結果(キャリアセンスにおいて)、他の無線通信が行われていないと判定した場合、無線通信を開始する。
待機時間設定部14は、所定の送信タイミングからキャリアセンス部11がキャリアセンスを開始するまでの待機時間を設定する。
タイマー部15は、時間を測定する。
記憶部16は、待機時間設定部14が算出した待機時間など、諸々の情報を記憶する。
The communication
The
The standby
The
The
図2は、本発明に係る第一実施形態における通信システムの概要を示す図である。
図2において、通信システム1は、基地局20、端末装置10A、10B、10C、10D、10Eを含む。なお、端末装置10A、10B、10C、10D、10Eを総称して端末装置10と呼ぶ。また、例えば、端末装置10Aの備えるキャリアセンス部11をキャリアセンス部11A、端末装置10Bの備えるキャリアセンス部11をキャリアセンス部11Bなどと記載する。また、キャリアセンス部11A、11Bなどを総称してキャリアセンス部11と呼ぶ。通信システム1には、例えば、1つの占有周波数帯が割り当てられており、基地局20は、端末装置10A、10B、10C、10D、10Eと、この周波数帯を利用して無線通信を行う。本実施形態における無線通信とは、例えば、端末装置10と、例えば特定小電力無線局である基地局20との間で行われる920Mhz帯の電波を用いた通信である。この帯域の電波を用いた通信は、IoT(Internet of Things)、M2M(Machine to Machine)などの分野で、テレメータ、スマートメータ等から各センサによる測定値の情報を送信する場面などで利用されている。なお、上記例でのテレメータ、スマートメータは、端末装置10に相当する。この周波数帯を用いた通信に関する規格には、例えば、ARIB−STD−T108があり、この規格によって、1回あたりの送信時間の上限や、送信と送信の間に挿入しなければならない休止時間の長さ等が定められている。また、同規格によって送信の前にはキャリアセンスを行って、干渉する通信が無いことを確認しなければならないことが定められている。例えば、端末装置10Aが基地局20と無線通信を行っているときは、端末装置10Bが無線通信を行おうとしても、端末装置10Bが備えるキャリアセンス部11Bによって、端末装置10Aと基地局20の無線通信が検知されるため、端末装置10Bは、無線通信を開始することができない。また、割り当てられた周波数帯を周波数分割し、端末装置10A〜10Eのそれぞれに、分割後の異なる周波数帯(サブ周波数帯と呼ぶ)を割り当てると、端末装置10A〜10Eが使用する周波数が重ならないため、端末装置10A〜10Eは、同時に基地局20と無線通信を行うことができるはずである。しかし、キャリアセンスの規格によると、例えば、端末装置10Bが無線通信を開始する場合、キャリアセンス部11Bは、分割前の周波数帯の全幅について競合する通信電波が存在しないことを検知しなければならない。そうすると、例えば、端末装置10Aが基地局20と既に通信中である場合、キャリアセンス部11Bは、端末装置10Aによる無線通信を検知するため、端末装置10Bは、通信を開始することができなくなる。このようにキャリアセンスが義務付けられている場合、分割後のサブ周波数帯の一つが使用されている状況では、他のサブ周波数帯による無線通信ができずリソースが無駄になる。特に、テレメータ等が送信する測定値のデータサイズは比較的小さいことが多く、分割後の周波数帯でもその測定値を送るのには十分な帯域幅である場合が多い。つまり、技術的には、分割後の異なる周波数帯を利用して複数のテレメータ(端末装置10)が同時に測定値を基地局20に送信することが可能である。しかし、キャリアセンスが義務付けられている場合、上述のキャリアセンスによる制約によって同時送信が妨げられることになる。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a communication system according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 2,
そこで、本実施形態では、キャリアセンスの実行時間を適切に制御することにより、複数の端末装置10A〜10Eなどによる同時通信を可能にする。
なお、以下で説明する本実施形態の通信方法は、920Mhz帯を用いた無線通信に限定されない。キャリアセンスを行う各種通信方法に対して適用可能である。
Therefore, in the present embodiment, simultaneous communication by a plurality of
The communication method of the present embodiment described below is not limited to wireless communication using the 920 Mhz band. It can be applied to various communication methods that perform carrier sense.
(定周期送信の例)
図3は、本発明に係る第一実施形態におけるキャリアセンスの制御方法を説明する第一の図である。
図3は、端末装置10A、10B、10Cのそれぞれが定周期で基地局20と通信を行う様子を示している。一例として、端末装置10A、10B、10Cにはセンサ類が接続されており、各端末装置10は、接続されたセンサの測定値を、基地局20を介して測定データを収集しているサーバ装置へ送信するとする。そのため、端末装置10A、10B、10Cは、センサの近くに固定的に設置されている。また、端末装置10A、10B、10Cには、1日当たりの最大送信回数が規定されており、また、送信周期(例えば、T分)が同じであるとする。なお、端末装置10A、10B、10Cは、200kHzの帯域幅を分割した、互いに周波数の異なるサブ周波数帯域を用いて通信を行うものとする。また、端末装置10A、10B、10Cの送信周期はT分であるとする。つまり、端末装置10Aは、時刻「SA1」にデータを基地局20に送信する送信タイミングを迎え、その送信周期「T分」後の時刻「SA2」に次の送信タイミングを迎える。その後も端末装置10AはT分おきに基地局20への送信タイミングを迎える。同様に、端末装置10Bは、時刻「SB1」にデータを基地局20に送信する送信タイミングを迎え、そのT分後の時刻「SB2」に次の送信タイミングを迎える。その後も端末装置10BはT分おきに送信タイミングを迎える。また、端末装置10Cは、時刻「SC1」にデータを基地局20に送信する送信タイミングを迎え、そのT分後の時刻「SC2」に次の送信タイミングを迎える。その後も端末装置10CはT分おきに送信タイミングを迎える。次に本実施形態におけるキャリアセンスと従来のキャリアセンスとの違いについて説明する。
(Example of constant cycle transmission)
FIG. 3 is a first diagram illustrating a carrier sense control method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows how each of the
例えば、端末装置10Aの場合、時刻「SA1」に送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11が、規格に基づくキャリアセンス(図中、「CS(5ms)」)を行う前に、他の無線通信の終了を確認するためのキャリアセンス(通信終了検知キャリアセンス)を行う(図中「通信終了検知用CS」)。なお、規格に基づくキャリアセンスとは、法律などで義務付けられたキャリアセンスに相当する。従来の方法であれば、端末装置10Aの場合、時刻「SA1」に送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11が、規格に基づくキャリアセンス(図中、「CS(5ms)」)を行う。そして、他の通信を検知した場合は、一旦、送信を諦め、所定時間後に再度、規格に基づくキャリアセンスを行う。これに対し、本実施形態では、規格に基づくキャリアセンスの前に、通信終了検知キャリアセンスを行う。この方法であれば、他の通信の終了を確認してから、規格に基づくキャリアセンスを行うので、規格に基づくキャリアセンス中に他の通信を検出する可能性を低減することができ、規格に基づくキャリアセンスの実行後により確実に送信を行うことができる。また、所定の送信タイミングから実際の送信までの遅延を短縮化できる可能性を高めることができる。
For example, in the case of the
次に、本実施形態によれば、キャリアセンスが義務付けられていても、複数の端末装置10B、10Cによるサブ周波数帯を利用した同時通信が可能であることを説明する。上述のとおり、端末装置10B、10Cは、それぞれが独立した送信タイミングで、送信周期Tごとに送信を行う。まず、端末装置10Bでは、送信タイミング「SB1」を迎えると、キャリアセンス部11Bは、通信終了検知キャリアセンスを実行する。通信終了検知部12Bは、キャリアセンス部11Bから電波強度の検知結果を取得する。時刻T1以前は、端末装置10Aが通信中なので、キャリアセンス部11Bは、所定の閾値を上回る電波強度を検知する。通信終了検知部12Bは、この検知結果に基づいて、他の通信が継続していると判定する。キャリアセンス部11Bは、通信終了検知キャリアセンスを継続する。次に時刻T1を迎えると、端末装置10Aの通信が終了するので、キャリアセンス部11Bが検知する電波強度は、所定の閾値以下となる。通信終了検知部12Bは、電波強度が所定の閾値以下であることに基づいて他の通信が終了したものと判定し、他の通信の終了をキャリアセンス部11Bに通知する。また、待機時間設定部14Bは、キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Xms)を記憶部16に記録する。
Next, according to the present embodiment, it will be described that simultaneous communication using the sub frequency band by a plurality of
端末装置10Cについても同様である。つまり、端末装置10Cでは、送信タイミング「SC1」を迎えると、キャリアセンス部11Cは、キャリアセンスを開始する。時刻T1以前は、通信終了検知部12Cは、他の通信が継続していると判定し、キャリアセンス部11Cによる通信終了検知キャリアセンスを継続させる。時刻T1を迎えると、端末装置10Aの通信が終了するので、通信終了検知部12Cは、他の通信が終了したものと判定し、他の通信の終了をキャリアセンス部11Cに出力する。また、待機時間設定部14Cは、キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Yms)を記憶部16に記録する。
The same applies to the
時刻T1以降は、端末装置10Bのキャリアセンス部11Bは、規格に基づくキャリアセンスを、例えば、5ms間行う。同様に、端末装置10Cのキャリアセンス部11Cは、規格に基づくキャリアセンスを、例えば、5ms間行う。図示するように、端末装置10Aは、時刻T1以降の所定の時間(例えば、50ms)については、休止時間と規格で定められているため、通信を行わない。そのため、キャリアセンス部11Bおよびキャリアセンス部11Cは、規格に基づくキャリアセンスの5msの間、他の通信の存在を示唆する電波強度を検知しない。従って、規格に基づくキャリアセンス後の時刻T2に、無線通信部13B、無線通信部13Cはそれぞれ送信を開始する。このように、端末装置10B、10Cのそれぞれが、送信タイミングを他の端末装置Aの通信中に迎えるような場合、端末装置10Bおよび端末装置10Cは、通信終了検知キャリアセンスを実行することで、端末装置Aの通信の終了タイミングを利用して同期をとることができる。すると、端末装置10Bおよび端末装置10Cは、互いに同じタイミングで規格に基づくキャリアセンスを規格の定めるように行ったとしても、そのキャリアセンスにおいて、他の通信を検知することなく時刻T2に通信を開始することができる。つまり、端末装置10Bおよび端末装置10Cは、帯域幅200kHzを分割したサブ帯域幅を利用して同時に通信を行うことができる。
After the time T1, the carrier sense unit 11B of the
さらに端末装置10Bが次の送信タイミング「SB2」を迎えた場合の処理について説明する。送信タイミング「SB2」を迎えると、キャリアセンス部11Bは、記憶部16Bから、待機時間設定部14Bが記録した「Xms」を読み出す。そして、キャリアセンス部11Bは、Xmsの間キャリアセンスを行わず待機する。送信タイミング「SB2」から待機時間Xmsが経過すると、キャリアセンス部11Bは、通信終了検知キャリアセンスを実行する(時刻T3)。図示するように、キャリアセンス部11Bが通信終了検知キャリアセンスを実行した場合、他の通信は存在しないので、通信終了検知部12Bは、直ちに他の通信の終了を判定する。また、待機時間設定部14Bは、通信終了検知キャリアセンスの開始の時刻(時刻T3)から他の通信(図3の例では端末装置10Aの通信)の終了を検知した時刻までの時間(X1ms)を記憶部16に記録する。つまり、時間「X1」は、他の通信が終了したことを検知した状態から、他の通信が既に終了していることを改めて検知するまでの時間である。
Further, a process when the
端末装置10Cについても同様である。つまり、端末装置10Cでは、送信タイミング「SC2」を迎えると、キャリアセンス部11Cは、記憶部16Cから、待機時間設定部14Cが記録した「Yms」を読み出す。そして、キャリアセンス部11Cは、Ymsの間待機する。送信タイミング「SC2」から待機時間Ymsが経過すると、キャリアセンス部11Cは、通信終了検知キャリアセンスを実行する(時刻T3)。通信終了検知部12Cは、直ちに他の通信の終了を判定し、待機時間設定部14Cは、通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Y1ms)を記憶部16に記録する。
The same applies to the
その後、キャリアセンス部11B およびキャリアセンス部11Cは、5ms間の規格に基づくキャリアセンスを行う。端末装置10Aは、時刻T3以降50msの間、休止時間のため通信を行わない。キャリアセンス部11Bおよびキャリアセンス部11Cは、規格に基づくキャリアセンスの実行において、他の通信を検知しない。従って、規格に基づくキャリアセンス後の時刻T4に、無線通信部13B、無線通信部13Cはそれぞれ通信を開始する。このように、端末装置10A〜10Cが定期送信を行う場合、各端末装置10A〜10Cが迎える送信タイミングの相対的な時間関係は、一定である。本実施形態では、待機時間設定部14が、1回目の通信終了検知キャリアセンスにおいて測定された所定の送信タイミングから通信終了検知までの時間(待機時間)を記憶部16に記録し、待機時間として設定する。そして、2回目以降の送信タイミングでは、キャリアセンス部11は、直ちに通信終了検知キャリアセンスを開始することなく、まず、待機時間設定部14が設定した待機時間だけ待機する。そして、キャリアセンス部11は、その後、通信終了検知キャリアセンスを実行する。これにより、待機時間分だけ、キャリアセンスの実行を省略することができ、余分な消費電力を抑制することができる。なお、待機時間の後に通信終了検知キャリアセンスを実行する理由は、送信タイミングを迎えたときに、端末装置10A〜10C以外の例えば端末装置10Dが新たに追加されている場合などに、端末装置10Dによる通信の有無(通信が有る場合にはその通信の終了)を検出する必要があるためである。端末装置10A〜10Cだけの状態が続けば、2回目以降の送信タイミングで行う通信終了検知キャリアセンスは直ちに終了すると考えられる。
After that, the carrier sense unit 11B and the carrier sense unit 11C perform carrier sense based on the standard for 5 ms. The
次に図示しない3回目以降の通信タイミングを迎えた時の処理について説明する。待機時間設定部14Bは、2回目の待機時間(Xms)に2回目の通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(X1ms)を加算して、次回の待機時間に設定する。そして、3回目の送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11Aは、(X+X1)msの間、待機する。待機時間(X+X1)が経過すると、次にキャリアセンス部11Aは、通信終了検知キャリアセンスを開始する。 Next, processing when the communication timing of the third and subsequent times (not shown) is reached will be described. The standby time setting unit 14B adds the time (X1 ms) from the start of the second communication end detection carrier sense to the end detection of other communication to the second standby time (Xms) and sets it as the next standby time. To do. Then, when the third transmission timing is reached, the carrier sense unit 11A waits for (X + X1) ms. When the standby time (X + X1) elapses, the carrier sense unit 11A then starts the communication end detection carrier sense.
端末装置10Cも同様である。待機時間設定部14Cは、2回目の待機時間(Yms)に2回目の通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Y1ms)を加算して、次回の待機時間に設定する。そして、3回目の送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11Cは、(Y+Y1)msの間待機する。そして、キャリアセンス部11Cは、その後、通信終了検知キャリアセンスを開始する。
The same applies to the
2回目の送信の場合と同様、それぞれのタイミングで3回目の送信タイミングを迎えた、端末装置10Bと端末装置10Cは、同じ時刻に待機時間の終了を迎える。そして、端末装置10Bと端末装置10Cは、同時に通信終了検知キャリアセンスを開始し、同時に終了する。続いて端末装置10Bと端末装置10Cは、同時に規格に基づくキャリアセンスを開始し、同時に終了する。図3のように端末装置10A、10B、10Cだけが存在し、定周期で送信を行う場合、通信終了検知キャリアセンスおよび規格に基づくキャリアセンスにおいて、端末装置10B、10Cが他の通信を検知することは無いと考えられる。その場合、規格に基づくキャリアセンスの終了後に無線通信部13A、13Bは通信を同時に開始する。従って、端末装置10B、10Cは、3回目の送信においても同時通信することが可能である。4回目以降の送信タイミングを迎えた場合も同様である。このように本実施形態によれば、キャリアセンスの時間を必要最小限に抑えつつ、複数の端末装置が同時に通信を行うことが可能である。
As in the case of the second transmission, the
なお、ここでは、待機時間の算出方法として、前回の待機時間に通信完了検知用キャリアセンスに要した時間を足し込んでいく場合を例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、前回の待機時間に通信完了検知用キャリアセンスに要した時間を加算した値から所定時間を減算した値、または、前回の待機時間から所定時間を減算した値を次回の待機時間として設定してもよい。所定時間については、端末装置10A等がキャリアセンスで他の通信を検知できる最小の単位(分解能)に応じて、例えば、その最小単位時間、数個分の長さの時間としてもよい。あるいは、数msと定めてもよい。待機時間を少し短めに設定しておくと、端末装置10Aの通信終了タイミングを確実に捉えることができ、通信タイミングを迎える度に、待機時間が徐々に長くなっていくことを抑制することができる。
Here, as a method of calculating the standby time, the case where the time required for the carrier sense for communication completion detection is added to the previous standby time has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the value obtained by subtracting the predetermined time from the value obtained by adding the time required for the carrier sense for communication completion detection to the previous waiting time or the value obtained by subtracting the predetermined time from the previous waiting time is set as the next waiting time. You may. The predetermined time may be, for example, the minimum unit time or a time of several lengths, depending on the minimum unit (resolution) at which the
また、ここでは、通信終了検知キャリアセンスの開始終了、規格に基づくキャリアセンスの開始終了を分けているが、キャリアセンス部11が、通信終了検知キャリアセンスの開始から規格に基づくキャリアセンスの終了までを一まとまりのキャリアセンスとして実行し、一まとまりのキャリアセンスの中でキャリアセンスの開始から他の通信の検知終了までを通信終了検知キャリアセンス、その後、継続して規格によって定められた時間分行うキャリアセンスを規格に基づくキャリアセンスとして実行する方法でもよい。あるいは、キャリアセンス部11が、通信終了検知キャリアセンスと規格に基づくキャリアセンスを順次独立して行う方法でもよい。
Further, here, the start / end of the communication end detection carrier sense and the start / end of the carrier sense based on the standard are separated, but the
また、図3では、端末装置10B、10Cの送信タイミングが、端末装置10Aの通信中である場合を例に挙げたが、例えば、端末装置10D、10Eの送信タイミングが端末装置10Aの休止時間の間にある場合などは、通信終了検知キャリアセンスをさらに長く設けることによって、端末装置10B、10C、10D、10Eによる同時送信を可能にすることができる。なお、図3における端末装置10B、10Cの同時送信について、端末装置10Aは、通信システム1に帰属する端末装置でなくてもよい。例えば、端末装置10Bなどがキャリアセンスで通信電波を検知できる他の通信システムに帰属する端末装置であってもよい。
Further, in FIG. 3, the case where the transmission timing of the
(定時送信の例)
図4は、本発明に係る第一実施形態における端末装置の送信タイミングの調整方法を説明する第一の図である。
図4は、端末装置10A、10B、30のそれぞれが定時に基地局20と通信を行う様子を示している。一例として、端末装置10A、10Bは、センサ類に接続され、固定設置されているとする。また、端末装置10A、10Bは、1日当たりの最大送信回数が規定されており、全ての端末が定時タイミング(例えば、毎時U分等)で送信されるとする。なお、端末装置10A、10Bは、200khzの帯域幅を分割した、互いに周波数の異なるサブ周波数帯域を用いて通信を行うものとする。また、端末装置10A、10Bは「H1時00分」と「H2時00分」に基地局20との通信の開始タイミングを迎えるとする。また、端末装置30は、通信システム1以外の任意の通信システムに属する通信端末であって、端末装置10Aなどが規格に基づくキャリアセンスを行った場合には干渉電波として検知される周波数帯を用いて、干渉電波が検知される距離で通信を行う他の通信システムに帰属する任意の端末装置であるとする。他システムに帰属する端末装置30は、定時タイミング(例えば、毎時Y分)で送信されるとする。また、端末装置30は、「H1時00分」と「H2時00分」に通信中であるとする。
(Example of scheduled transmission)
FIG. 4 is a first diagram illustrating a method of adjusting the transmission timing of the terminal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows how each of the
端末装置10Aでは、時刻「H1時00分」を迎えると、キャリアセンス部11Aが、通信終了検知キャリアセンスを実行する。端末装置30の通信が終了すると、通信終了検知部12Bは、他の通信が終了したものと判定し、待機時間設定部14Bは、キャリアセンスの開始(時刻「H1時00分」)から他の通信の終了検知までの時間(Zms)を記憶部16に記録する。その後、キャリアセンス部11Bは、規格に基づくキャリアセンスを、例えば、5ms間行う。
In the
端末装置10Bも端末装置10Aと同様の処理を行う。図4の例では、端末装置30は、キャリアセンス部11Aなどが規格に基づくキャリアセンスを実行している間、通信を行わない。従って、規格に基づくキャリアセンス後の時刻T5に、無線通信部13A、無線通信部13Bはそれぞれ通信を開始することができる。これにより、規格に基づくキャリアセンスが義務付けられていても、端末装置10A、10Bは同時通信が可能になる。
The
さらに2回目の送信タイミング「H2時00分」を迎えた場合の処理について説明する。「H2時00分」を迎えると、キャリアセンス部11Aは、記憶部16Aから、待機時間設定部14Aが記録した「Zms」を読み出す。そして、キャリアセンス部11Aは、Zmsの間待機する。送信タイミング「H2時00分」から待機時間Zmsが経過すると、キャリアセンス部11Aは、通信終了検知キャリアセンスを実行する(時刻T6)。図示するように、キャリアセンス部11Aが通信終了検知キャリアセンスを実行した場合、他の通信は存在しないので、通信終了検知部12Aは、直ちに他の通信の終了を判定する。また、待機時間設定部14Aは、通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Z1ms)を記憶部16に記録する。端末装置10Bも端末装置10Aと同様の処理を行う。待機時間設定部14Bは、待機時間(Z1ms)を記憶部16に記録する。
Further, the processing when the second transmission timing "H2:00" is reached will be described. At "H2:00", the carrier sense unit 11A reads out "Zms" recorded by the standby time setting unit 14A from the storage unit 16A. Then, the carrier sense unit 11A waits for Zms. When the standby time Zms elapses from the transmission timing "H2:00", the carrier sense unit 11A executes the communication end detection carrier sense (time T6). As shown in the figure, when the carrier sense unit 11A executes the communication end detection carrier sense, since there is no other communication, the communication end detection unit 12A immediately determines the end of the other communication. Further, the standby time setting unit 14A records in the
その後、キャリアセンス部11Aおよびキャリアセンス部11Bは、5msの間、規格に基づくキャリアセンスを行う。図4の例では、キャリアセンス部11Aなどが規格に基づくキャリアセンスを実行している間、端末装置30は、通信を行わない。従って、規格に基づくキャリアセンス後の時刻T7に、無線通信部13A、無線通信部13Bはそれぞれ通信を開始することができる。これにより、端末装置10Aおよび10Bは、同時通信が可能になる。また、端末装置30の通信が終了するタイミングの検知するためにキャリアセンスを実行する時間を短くできるので、キャリアセンスに要する消費電力を削減できる。
After that, the carrier sense unit 11A and the carrier sense unit 11B perform the carrier sense based on the standard for 5 ms. In the example of FIG. 4, the terminal device 30 does not communicate while the carrier sense unit 11A or the like is executing the carrier sense based on the standard. Therefore, the wireless communication unit 13A and the wireless communication unit 13B can start communication at the time T7 after the carrier sense based on the standard. As a result, the
次に図示しない3回目以降の通信タイミングを迎えた時の処理について説明する。待機時間設定部14Aは、2回目の待機時間(Zms)に2回目の通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Z1ms)を加算して、次回の待機時間に設定する。そして、3回目の送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11Aは、(Z+Z1)msの間待機する。そして、キャリアセンス部11Aは、その後、通信終了検知キャリアセンスを開始する。通信終了検知キャリアセンスが終了すると、次にキャリアセンス部11Aは、規格に基づくキャリアセンスを実行する。規格に基づくキャリアセンスの実行中に競合する通信を検知しない場合、無線通信部13Aは通信を開始する。 Next, processing when the communication timing of the third and subsequent times (not shown) is reached will be described. The standby time setting unit 14A adds the time (Z1 ms) from the start of the second communication end detection carrier sense to the end detection of other communication to the second standby time (Zms) and sets it as the next standby time. To do. Then, when the third transmission timing is reached, the carrier sense unit 11A waits for (Z + Z1) ms. Then, the carrier sense unit 11A starts the communication end detection carrier sense after that. When the communication end detection carrier sense is completed, the carrier sense unit 11A then executes the carrier sense based on the standard. If no competing communication is detected during execution of carrier sense based on the standard, the wireless communication unit 13A starts communication.
端末装置10Bも同様である。図4のような定時送信の場合、端末装置10Aと端末装置10Bの送信タイミングは同じタイミングであるので、待機時間は同じ長さとなる。つまり、待機時間設定部14Bは、2回目の待機時間(Zms)に2回目の通信終了検知キャリアセンスの開始から他の通信の終了検知までの時間(Z1ms)を加算して、次回の待機時間に設定する。そして、3回目の送信タイミングを迎えると、キャリアセンス部11Bは、(Z+Z1)msの間待機する。そして、キャリアセンス部11Bは、その後、キャリアセンス部11Aと同じタイミングで通信終了検知キャリアセンスを開始する。通信終了検知キャリアセンスが終了すると、次にキャリアセンス部11Aは、キャリアセンス部11Aと同じタイミングで規格に基づくキャリアセンスを開始する。規格に基づくキャリアセンスの実行中に競合する通信を検知しない場合、無線通信部13Bは通信を開始する。このようにして3回目の通信タイミングを迎えた場合にも、端末装置10Aおよび10Bは、同時送信が可能である。4回目以降の送信タイミングを迎えた場合も同様である。待機時間設定部14Aおよび待機時間設定部14Bは、送信タイミングを迎える度に、前回の送信タイミングでの待機時間に、前回の送信タイミングでの通信完了検知用キャリアセンスに要した時間を足し込んで今回の待機時間として設定する。すると、図4の例であれば、端末装置30の通信中に送信タイミングを迎える複数の端末装置10(例えば、端末装置10A、10B)は、規格に基づくキャリアセンスの開始のタイミングの同期を取ることができる。すると、規格に基づくキャリアセンスにおいて、互いに他の端末装置10による通信を検知することなく、規格に基づくキャリアセンス後の通信が可能になる。これにより、複数の端末装置10は、同時通信が可能になる。
The same applies to the
また、定周期の例でも触れたように、待機時間後に通信終了検知キャリアセンスを行うのは、例えば、それまでに存在しなかった新たな端末装置が通信を行っているような場合があるからである。また、通信終了検知キャリアセンスをさらに長く実行することによって、他の端末装置10Dなどを含めてより多くの端末装置で同時送信をおこなうことができる可能がある。
Also, as mentioned in the example of the fixed cycle, the reason why the communication end detection carrier sense is performed after the standby time is that, for example, a new terminal device that did not exist until then may be communicating. Is. Further, by executing the communication end detection carrier sense for a longer period of time, it is possible that simultaneous transmission can be performed by more terminal devices including other
なお、ここでは、待機時間の算出方法として、前回の待機時間に通信完了検知用キャリアセンスに要した時間を足し込んでいく場合を例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、前回の待機時間から、所定時間(例えば10msなど)を減算した値を次回の待機時間として設定してもよい。あるいは、前回の待機時間に通信完了検知用キャリアセンスに要した時間を足した値から、所定時間(例えば10msなど)を減算した値を次回の待機時間として設定してもよい。待機時間を少し短めに設定しておくと、端末装置30の通信終了タイミングを確実に捉えることができ、通信タイミングを迎える度に、待機時間が徐々に長くなっていくことを抑制することができる。
なお、図3、図4で示したキャリアセンス時間の5ms、休止時間の50ms等の値は、ある利用チャネルについて規格で定められた値であって、これに限定されるものではない。
Here, as a method of calculating the standby time, the case where the time required for the carrier sense for communication completion detection is added to the previous standby time has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a value obtained by subtracting a predetermined time (for example, 10 ms) from the previous waiting time may be set as the next waiting time. Alternatively, the value obtained by subtracting a predetermined time (for example, 10 ms) from the value obtained by adding the time required for the carrier sense for communication completion detection to the previous standby time may be set as the next standby time. If the standby time is set a little short, the communication end timing of the terminal device 30 can be reliably grasped, and it is possible to prevent the standby time from gradually increasing each time the communication timing is reached. ..
It should be noted that the values such as the carrier sense time of 5 ms and the pause time of 50 ms shown in FIGS. 3 and 4 are values defined by the standard for a certain utilization channel, and are not limited thereto.
次に、本実施形態のキャリアセンス実行処理の流れについて図5を用いて説明する。
図5は、本発明に係る第一実施形態におけるキャリアセンス実行制御処理の一例を示すフローチャートである。
前提として、記憶部16には、送信タイミングに関する設定情報が記録されていて、無線通信部13が、その設定情報を読み出して所定の送信タイミングに通信を行うものとする。また、端末装置10A〜10Eには、異なるサブ周波数帯が割り当てられているものとする。
まず、無線通信部13は、設定情報に設定された送信タイミングを迎えたかどうかを判定する(ステップS11)。送信タイミングではない場合(ステップS11;No)、無線通信部13は、例えば、所定の時間間隔でステップS11の判定を繰り返す。送信タイミングを迎えた場合(ステップS11;Yes)、無線通信部13は、キャリアセンス部11にキャリアセンスの実行を指示する。キャリアセンス部11は、待機時間設定部14に待機時間を問い合わせる。待機時間設定部14は、記憶部16から待機時間を読み出す。初回の通信タイミングを迎えた場合は、待機時間設定部14は待機時間を算出していないので、記憶部16には、待機時間の初期値(例えば、0)が設定されている。待機時間設定部14は、読み出した待機時間をキャリアセンス部11に応答する。キャリアセンス部11は、待機時間設定部14から取得した待機時間が初期値かどうかを判定する(ステップS12)。
Next, the flow of the carrier sense execution process of this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the carrier sense execution control process according to the first embodiment of the present invention.
As a premise, the
First, the
(初回通信時)
待機時間に初期値が設定されている場合(ステップS12;Yes)、キャリアセンス部11は、通信終了検知キャリアセンスを実行する(ステップS16)。具体的には、キャリアセンス部11は、利用可能な帯域として割り当てられた周波数帯の全幅を対象に、その周波数帯に含まれる周波数で通信を行う通信電波の電波強度の検知を開始する。キャリアセンス部11は、検知した電波強度を通信終了検知部12へ出力する。通信終了検知部12は、取得した電波強度に基づいて、他の通信が行われているかどうかを判定する(ステップS17)。具体的には、電波強度が所定の閾値を上回っていれば、通信終了検知部12は、他の通信が行われていると判定し、所定の閾値以下であれば、通信終了検知部12は、他の通信が行われていないと判定する。他の通信が行われていると判定した場合(ステップS17;Yes)、通信終了検知部12は、ステップS17の判定を繰り返し行う。
(At the time of first communication)
When the initial value is set for the standby time (step S12; Yes), the
他の通信が行われてないと判定した場合(ステップS17;No)、通信終了検知部12は、判定結果をキャリアセンス部11に出力する。また、通信終了検知部12は、タイマー部15を用いて、キャリアセンス部11がキャリアセンスを開始してから他の通信が行われていないと判定するまでの時間を測定し、測定した時間を待機時間設定部14へ出力する。
When it is determined that no other communication is being performed (step S17; No), the communication
他の通信が行われてないとの判定結果を取得したキャリアセンス部11は、続いて、規格に基づくキャリアセンスを実行する(ステップS18)。具体的には、キャリアセンス部11は、例えば、通信終了検知部12が他の通信が行われていないと判定した時刻から、規格で定められた時間(例えば、5ms)だけキャリアセンスを継続する。キャリアセンス部11は、規格で定められた時間内に検知した電波強度に基づいて、この期間に他の通信が行われていたかどうかを判定する。判定方法は、例えば、ステップS17の通信終了検知部12による判定方法と同様であってよい。キャリアセンス部11は、この判定結果を無線通信部13へ出力する。
The
次に通信終了検知部12からキャリアセンスの開始から他の通信の未検出の判定までの時間を取得した待機時間設定部14は、待機時間の設定を行う(ステップS19)。例えば、待機時間に初期値「0」が設定されている場合、待機時間設定部14は、取得した時間を待機時間として記憶部16に記録する。
次にキャリアセンス部11から判定結果を取得した無線通信部13は、判定結果に応じて通信の可否を決定する(ステップS20)。例えば、規格で定められた時間に他の通信を検出しなかった旨の判定結果を取得した場合、無線通信部13は送信を開始する。
Next, the standby
Next, the
(2回目以降の通信時)
一方、待機時間に初期値が設定されていない場合(ステップS12;No)、キャリアセンス部11は、所定の送信タイミングから待機時間が経過するのを待つ(ステップS15)。送信タイミングから待機時間が経過すると、キャリアセンス部11は、通信終了検知キャリアセンスを実行する(ステップS16)。通信終了検知キャリアセンスが実行されると、通信終了検知部12は、通信終了検知キャリアセンスで検知した電波強度に基づいて、他の通信が行われているかどうかを判定する(ステップS17)。他の通信が行われてないと判定した場合(ステップS17;No)、通信終了検知部12は、通信の終了を判定した旨をキャリアセンス部11に出力する。また、通信終了検知部12は、キャリアセンス開始から通信終了判定までの時間を待機時間設定部14へ出力する。
(During the second and subsequent communications)
On the other hand, when the initial value is not set for the waiting time (step S12; No), the
次にキャリアセンス部11は、規格に基づくキャリアセンスを実行する(ステップS18)。また、待機時間設定部14は、待機時間の設定を行う(ステップS19)。例えば、待機時間に既に初期値以外の値が設定されている場合、待機時間設定部14は、通信終了検知部12から取得した通信終了検知キャリアセンスを行った時間を既に記憶部16に記録されている待機時間に加算する。そして、待機時間設定部14は、加算後の待機時間を新たな待機時間として記憶部16に記録する。なお、待機時間設定部14は、加算後の待機時間から所定の値を減算した時間を新たな待機時間として記憶部16に記録してもよい。あるいは、待機時間設定部14は、加算前の待機時間から所定の値を減算した時間を新たな待機時間として記憶部16に記録してもよい。次に無線通信部13は、規格に基づくキャリアセンスにおける他の通信の検知結果に応じて通信の可否を決定する(ステップS20)。
上記のフローチャートに従って送信タイミングを制御することによって、端末装置10A〜10Eが同時送信できる可能性が高まる。
Next, the
By controlling the transmission timing according to the above flowchart, the possibility that the
なお、例えば、あるシステムで1時間ごとに端末装置10A〜10Eからデータ収集を行っているような場合、待機時間が送信周期Tを超えると1日あたりに想定している回数分のデータが収集できないことになってしまう。そのような場合の対策として、待機時間設定部14は、待機時間と所定の上限値(例えば、送信周期Tなど)との差が所定の範囲内になる場合は、一旦、待機時間を初期値に戻すような処理を行ってもよい。あるいは、待機時間と所定の上限値との差が所定の範囲内になる場合、待機時間設定部14は、待機時間に通信終了検知キャリアセンスに要した時間を加算せずに、現在の待機時間を維持するようにしてもよい。
For example, in the case where data is collected from the
本実施形態の端末装置10によれば、送信前に周囲の通信状況を確認するキャリアセンスについて、周囲の通信状況を監視して送信タイミングを決定するための可変なキャリアセンス時間(通信終了検知キャリアセンス)を新たに導入し、他の通信が無いことが確認できた場合に送信を開始する。これにより、法律などで規格に基づくキャリアセンスが義務付けられている場合であっても、複数の端末装置による同時送信の可能性を高める。また、同時送信数を増やすためには、キャリアセンス時間を長くすることが効果的であるが、キャリアセンス時間を長くすることで端末の消費電力が大きくなり、同時送信数と消費電力はトレードオフの関係にある。本実施形態では、待機時間設定部14が待機時間を算出し、キャリアセンス部11が待機時間の間はキャリアセンスを行わず待機する。これにより、キャリアセンスの時間を短くすることができ、省電力化を実現することができる。
According to the
図6は、本発明に係る第一実施形態における端末装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ900は、CPU901、主記憶装置902、補助記憶装置903、入出力インタフェース904、通信インタフェース905を備える。
上述の端末装置10は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置903に記憶されている。CPU901は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU901は、プログラムに従って、記憶部113に対応する記憶領域を主記憶装置902に確保する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置903に確保する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the terminal device according to the first embodiment of the present invention.
The
The
なお、少なくとも1つの実施形態において、補助記憶装置903は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、入出力インタフェース904を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行しても良い。
In at least one embodiment, the
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置903に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Further, the program may be for realizing a part of the above-mentioned functions. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that realizes the above-mentioned function in combination with another program already stored in the
また、上述した端末装置10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
Further, all or a part of each function of the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 In addition, it is possible to replace the components in the above-described embodiment with well-known components as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1・・・通信システム
10、10A、10B、10C、10D、10E・・・端末装置
20・・・基地局
11・・・キャリアセンス部
12・・・通信終了検知部
13・・・無線通信部
14・・・待機時間設定部
15・・・タイマー部
16・・・記憶部
900・・・コンピュータ
901・・・CPU
902・・・主記憶装置
903・・・補助記憶装置
904・・・入出力インタフェース
905・・・通信インタフェース
1 ...
902 ...
Claims (11)
前記キャリアセンス部が前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始する無線通信部と、
他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知する通信終了検知部と、
所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間の設定を行う待機時間設定部と、
を備え、
前記送信タイミングは繰り返し到来し、
前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンス部は、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間設定部は、前記送信タイミングから前記通信終了検知部によって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、
次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンス部は、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する、
端末装置。 A carrier sense unit that performs carrier sense for the frequency band used by the own device,
When the carrier sense unit does not detect other communication competing in the frequency band, the wireless communication unit that starts wireless communication and the wireless communication unit
A communication end detection unit that detects the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device,
A standby time setting unit that sets a standby time that indicates the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense, and
With
The transmission timing has come repeatedly,
When a predetermined initial value is set for the waiting time when the transmission timing arrives, the carrier sense unit starts carrier sense at the timing when the initial value elapses from the transmission timing, and the standby time The setting unit sets the time from the transmission timing to the detection of the end of wireless communication by the other terminal device by the communication end detection unit as the standby time.
After the arrival of the next of said transmission timing, the carrier sense unit, every time the transmission timing comes, the waiting time set before Kioku signal timing starts carrier sense at the timing has elapsed,
Terminal equipment.
前記キャリアセンス部は、前記他の無線通信の終了を検知するキャリアセンスが終了したタイミングで前記規格に基づくキャリアセンスを開始する、
請求項1に記載の端末装置。 The carrier sense by the carrier sense unit includes a carrier sense for detecting the end of the other wireless communication and a carrier sense based on the standard.
The carrier sense unit starts carrier sense based on the standard at the timing when the carrier sense for detecting the end of the other wireless communication ends.
The terminal device according to claim 1.
請求項2に記載の端末装置。 The carrier sense unit, the case where other than the initial value at the standby time when the transmission timing has arrived is set, the other radio before the timing when the waiting time set from Kioku signal timing has elapsed Start carrier sense to detect the end of communication,
The terminal device according to claim 2.
請求項2または請求項3の何れか1項に記載の端末装置。 The wireless communication unit determines whether or not communication is possible after the carrier sense by the carrier sense unit ends.
The terminal device according to any one of claims 2 and 3.
前記キャリアセンス部は、自装置が次の前記送信タイミングを迎えると、その送信タイミングから、加算後の前記待機時間が経過したタイミングで、前記キャリアセンスを開始する、
請求項2から請求項4の何れか1項に記載の端末装置。 The standby time setting unit adds the time for executing the carrier sense for detecting the end of the other wireless communication to the set standby time.
The carrier sense unit, the device itself when greet the transmission timing of the next, from the transmission timing at a timing when the waiting time after the addition has elapsed, initiates the carrier sense,
The terminal device according to any one of claims 2 to 4.
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の端末装置。 The waiting time setting unit sets a value obtained by subtracting a predetermined time from the calculated waiting time as the waiting time.
The terminal device according to any one of claims 1 to 5.
請求項5または請求項5を引用する場合の請求項6に記載の端末装置。 When the difference between the waiting time and the predetermined upper limit value is within the predetermined range, the waiting time setting unit does not add to the waiting time.
The terminal device according to claim 6, wherein claim 5 or claim 5 is cited .
請求項5または請求項5を引用する場合の請求項6に記載の端末装置。 The standby time setting unit sets an initial value for the standby time when the difference between the standby time and a predetermined upper limit value is within a predetermined range.
The terminal device according to claim 6, wherein claim 5 or claim 5 is cited .
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の端末装置、を複数備え、
前記複数の端末装置のそれぞれに前記周波数帯を分割した分割後の周波数帯のうち何れかが割り当てられる、通信システム。 A wireless communication communication system to which a predetermined frequency band is assigned as the frequency band of radio waves for wireless communication.
The terminal device according to any one of claims 1 to 8 is provided.
A communication system in which any one of the divided frequency bands is assigned to each of the plurality of terminal devices.
前記キャリアセンスにおいて、前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始するステップと、
他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知するステップと、
所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間を設定するステップと、
を備え、
前記送信タイミングは繰り返し到来し、
前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンスを行うステップでは、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間を設定するステップでは、前記送信タイミングから前記検知するステップによって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、
次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンスを行うステップでは、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する、
通信方法。 Steps to perform carrier sense for the frequency band used by your device,
When the carrier sense does not detect other communication competing in the frequency band, the step of starting wireless communication and
A step of detecting the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device, and
A step of setting a waiting time indicating the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense, and
With
The transmission timing has come repeatedly,
When a predetermined initial value is set for the waiting time when the transmission timing arrives, in the step of performing the carrier sense, the carrier sense is started at the timing when the initial value elapses from the transmission timing, and the carrier sense is started. In the step of setting the standby time, the time from the transmission timing to the detection of the end of wireless communication by the other terminal device by the detection step is set as the standby time.
After the arrival of the next of said transmission timing, in the step of performing the carrier sense, every time the transmission timing comes, the waiting time set before Kioku signal timing starts carrier sense at the timing has elapsed,
Communication method.
自装置が利用する周波数帯についてキャリアセンスを行う手段、
前記キャリアセンスにおいて、前記周波数帯で競合する他の通信を検知しない場合、無線通信を開始する手段、
他の端末装置による前記周波数帯での無線通信の終了を検知する手段、
所定の送信タイミングからキャリアセンスを開始するまでの時間を示す待機時間を設定する手段、
として機能させ、
前記送信タイミングは繰り返し到来し、
前記送信タイミングが到来したときに前記待機時間に所定の初期値が設定されている場合、前記キャリアセンスを行う手段は、前記送信タイミングから前記初期値が経過したタイミングでキャリアセンスを開始し、前記待機時間を設定する手段は、前記送信タイミングから前記検知する手段によって前記他の端末装置による無線通信の終了が検知されるまでの時間を前記待機時間に設定し、
次の前記送信タイミングの到来以降、前記キャリアセンスを行う手段は、前記送信タイミングが到来する度に、前記送信タイミングから設定された前記待機時間が経過したタイミングでキャリアセンスを開始する、
プログラム。 The computer of the terminal device,
A means of performing carrier sense for the frequency band used by the own device,
A means for initiating wireless communication when the carrier sense does not detect other communication competing in the frequency band.
A means for detecting the end of wireless communication in the frequency band by another terminal device,
A means for setting a waiting time indicating the time from a predetermined transmission timing to the start of carrier sense ,
To function as
The transmission timing has come repeatedly,
When a predetermined initial value is set for the waiting time when the transmission timing arrives, the means for performing the carrier sense starts carrier sense at a timing when the initial value elapses from the transmission timing, and the carrier sense is started. The means for setting the standby time sets the time from the transmission timing to the detection of the end of wireless communication by the other terminal device by the detecting means as the standby time.
After the arrival of the next of said transmission timing, means for performing the carrier sense, every time the transmission timing comes, the waiting time set before Kioku signal timing starts carrier sense at the timing has elapsed,
program.
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