JP7097769B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本願は、継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げる無線通信システムに関するものである。 The present application relates to a wireless communication system that enhances the reliability of a wireless network between high priority points that require continuous communication.
近年、携帯電話、スマートフォンなどの民生機器の通信システムには、無線が広く普及している。また、無線機器の小型化・低コスト化、配線・ケーブルコストの削減等のメリットから、近年、リモートI/O(入力/出力)、センサ、ロボットなど産業機器にも無線の適用が拡大している。さらに、IoT(Internet of Things)に代表されるように、あらゆるものをインターネットに接続する手段として、無線は今まで以上に注目を集めている。 In recent years, wireless communication has become widespread in communication systems for consumer devices such as mobile phones and smartphones. In recent years, the application of wireless has expanded to industrial equipment such as remote I / O (input / output), sensors, and robots due to the advantages of miniaturization and cost reduction of wireless equipment and reduction of wiring and cable costs. There is. Furthermore, as represented by the IoT (Internet of Things), wireless is attracting more attention than ever as a means of connecting everything to the Internet.
一方、高い信頼性が要求される産業機器の通信システムでは、未だに無線は敬遠され、有線が普及している。高い信頼性が要求される産業機器の通信システムとして無線が普及しない背景には、周辺の気象条件によって通信環境が悪化したり、送信側と受信側の伝搬経路に障害物が入ると通信できなくなるなど、必ず通信できるという保証がない不安定なシステムであることがあげられる。 On the other hand, in communication systems of industrial equipment that require high reliability, wireless communication is still avoided and wired communication is widespread. Behind the fact that wireless communication is not widespread as a communication system for industrial equipment that requires high reliability, communication becomes impossible if the communication environment deteriorates due to the surrounding weather conditions or if an obstacle enters the propagation path between the transmitting side and the receiving side. For example, it is an unstable system that is not guaranteed to be able to communicate.
また、モバイルWifiルータやテザリング機能付きのスマートフォン、無線操縦の無人機ドローンなどが普及するにつれ、それらの電波干渉により通信環境が悪化していることや、それらが移動可能であることが、通信環境の把握や予測を困難にしており、高信頼用途での無線の普及を妨げる要因となっている。さらに、妨害電波を意図的に送出された場合、電波障害が発生する懸念があることも、要因の一つである。 In addition, as mobile Wifi routers, smartphones with tethering functions, and radio-controlled unmanned vehicle drones become widespread, the communication environment is deteriorating due to their radio wave interference, and the fact that they can move is the communication environment. It is difficult to grasp and predict the radio wave, which is a factor that hinders the spread of radio waves in highly reliable applications. Furthermore, if jamming radio waves are intentionally transmitted, there is a concern that radio interference may occur, which is also one of the factors.
これら無線の課題を解決するために、特許文献1では、基地局と複数の移動局の間の無線中継を小型飛行物によって行わせ、移動局の位置や分布の変化に応じて、移動局と中継局との間隔が所定値以下となるように、小型飛行物の位置、ルートを変化し、柔軟にネットワーク構成を変更することで、安定した通信を実現している。また、飛行物同士は、空中に位置しているので途中に障害物がない伝搬経路を確保でき、信号強度の減衰を抑えることできる。さらに、小型飛行物が故障した場合に、他の小型飛行物が代替することで、継続通信する方法が開示されている。
In order to solve these radio problems, in
特許文献2では、季節変動や突発的事故等で通信需要の急増が予想される場合、応援用の飛翔中継局を適宜配置して、遅滞なく十分な通信容量を確保する方法が開示されている。また、光通信機能などの故障により、レーザ光による通信が断たれ、再補足も困難な場合、電波による通信に切り替え、通信が途絶してしまうことを回避する方法が開示されている。
特許文献3では、地上局や空中ノード装置の位置情報や電界強度を検出し、相互通信により位置情報や電界強度を取得し、所要通信を可能とする位置情報を算出して、所定の位置へ移動することで、災害発生時などにダメージを受けたネットワークノードを代替する方法が開示されている。 In Patent Document 3, the position information and the electric field strength of the ground station and the aerial node device are detected, the position information and the electric field strength are acquired by mutual communication, the position information that enables the required communication is calculated, and the position is moved to a predetermined position. A method of replacing a network node damaged in the event of a disaster by moving is disclosed.
特許文献4では、無線メッシュネットワークに通信障害が生じるような場合、平常時の時間帯毎の転送トラフィック量や無線リンク数の基準値を統計的に算出し、その基準に基づき、最も利用可能性の高い伝送経路やノードを優先して再構築する。さらに、無線ノードが故障した場合、上記基準値に基づき、高優先の無線ノードの位置に移動基地局を派遣し、周辺の無線ノードと無線リンクを形成し、中継ノードとして機能する方法が開示されている。 In Patent Document 4, when a communication failure occurs in a wireless mesh network, the reference value of the amount of forward traffic and the number of wireless links for each normal time zone is statistically calculated, and the most usable is based on the reference value. Reconstruct with priority given to high transmission paths and nodes. Further, when a wireless node fails, a method of dispatching a mobile base station to the position of a high-priority wireless node, forming a wireless link with a peripheral wireless node, and functioning as a relay node is disclosed based on the above reference value. ing.
しかしながら、特許文献1の方法では、気象条件の悪化や、障害物が無線の伝搬経路に移動した場合、移動局と中継局との間隔を小さくする必要があるが、移動局の位置の分布に応じて飛行隊の位置を変化させるだけで、移動局と中継局との間隔を動的に最適化できないため、継続通信できないという問題があった。さらに、小型飛行物の故障を予測する仕組みがなく、小型飛行物が故障してから、代替の小型飛行物が移動するため、通信障害の復旧まで時間がかかるという問題があった。
However, in the method of
特許文献2の方法では、通信需要の急増に対応できるものの、中継局の位置を動的に変更できないため、気象条件の悪化や、障害物が無線の伝搬経路に移動した場合、継続通信ができないとう問題があった。
Although the method of
特許文献3の方法では、気象条件の悪化や、障害物が無線の伝搬経路に移動した場合など、電波環境が急激に変化した場合、電界強度が所定の状態になる位置を見つけるのに時間がかかり、その結果、継続通信ができないという問題があった。さらに電界強度が高くても、干渉波が大きい場合、継続通信ができないという問題があった。 In the method of Patent Document 3, it takes time to find a position where the electric field strength becomes a predetermined state when the radio wave environment changes suddenly, such as when the weather condition deteriorates or an obstacle moves to the radio wave propagation path. As a result, there was a problem that continuous communication was not possible. Further, even if the electric field strength is high, there is a problem that continuous communication cannot be performed when the interference wave is large.
特許文献4の方法では、移動基地局の派遣先を、転送トラフィック量や無線リンク数で判断しており、派遣先の気象条件の悪化や、派遣先での無線の伝搬経路に障害物があった場合など、電波環境が劣悪な環境に派遣された場合、継続通信ができないという問題があった。また、移動基地局が故障した場合など、継続通信ができないという問題があった。 In the method of Patent Document 4, the dispatch destination of the mobile base station is determined based on the amount of forward traffic and the number of wireless links, and the weather conditions at the dispatch destination deteriorate and there are obstacles in the radio wave propagation path at the dispatch destination. There was a problem that continuous communication could not be performed when dispatched to an environment with poor radio wave environment. In addition, there is a problem that continuous communication cannot be performed when a mobile base station breaks down.
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電波環境が悪化した場合にそれらの影響を回避して、継続通信する必要がある地点間の無線ネットワークの信頼性を上げる無線通信システムを得ることを目的とするものである。 This application has been made to solve the above-mentioned problems, avoiding the influence of the deterioration of the radio wave environment, and improving the reliability of the wireless network between the points where continuous communication is required. The purpose is to obtain a wireless communication system.
本願に係る無線通信システムは、無線装置と無線装置の間を移動可能な無線中継装置を介して通信を行う無線通信システムにおいて、無線中継装置は、電波障害となる障害物を監視する障害物監視部と、障害物監視部からの出力に基づいて障害物の位置を特定する障害物位置特定部と、受信すべき希望波及び障害物の干渉波を受信するアンテナ部と、アンテナ部からの出力により干渉波の受信レベルを検出する干渉波レベル検出部と、アンテナ部からの出力により希望波の受信レベルを検出する希望波レベル検出部と、障害物の位置と干渉波の受信レベルとを監視する障害物干渉波監視部と、障害物干渉波監視部からの出力である障害物の位置と干渉波の受信レベルとを格納する監視情報部と、障害物の位置と干渉波の受信レベルとから、障害物が干渉波を発生しているかを特定する障害物干渉波同定部と、障害物干渉波同定部が、障害物が干渉波を発生していると特定した場合、障害物が発生する干渉波の受信レベルが、自装置である前記無線中継装置の無線通信を阻害する異常レベルかを判定する異常判定部と、自装置である無線中継装置が移動しても良い位置かを場所毎に示す移動可否情報を管理する移動可能範囲情報部と、異常判定部が異常レベルと判定した場合、移動可否情報を基に自装置である無線中継装置の移動先を決定し、自装置である無線中継装置の位置を制御する自装置位置制御部とを備えたものである。
The wireless communication system according to the present application is a wireless communication system in which communication is performed via a wireless relay device that can move between wireless devices, and the wireless relay device monitors obstacles that cause radio interference. The unit, the obstacle position identification unit that identifies the position of the obstacle based on the output from the obstacle monitoring unit, the antenna unit that receives the desired wave to be received and the interference wave of the obstacle, and the output from the antenna unit. The interference wave level detection unit that detects the reception level of the interference wave, the desired wave level detection unit that detects the reception level of the desired wave by the output from the antenna unit, and the position of the obstacle and the reception level of the interference wave are monitored. Obstacle interference wave monitoring unit, monitoring information unit that stores the position of the obstacle and the reception level of the interference wave, which is the output from the obstacle interference wave monitoring unit, and the position of the obstacle and the reception level of the interference wave. Therefore, when the obstacle interference wave identification unit that identifies whether the obstacle is generating the interference wave and the obstacle interference wave identification unit identify that the obstacle is generating the interference wave, the obstacle is generated. The location of the abnormality determination unit that determines whether the reception level of the interference wave to be performed is an abnormality level that interferes with the wireless communication of the wireless relay device that is the own device, and the position where the wireless relay device that is the own device may move. When the movable range information unit that manages the movable / non-movable information shown for each and the abnormality determination unit determines that the level is abnormal, the destination of the wireless relay device, which is the own device, is determined based on the movable / non-movable information, and the own device determines the destination. It is equipped with a self-device position control unit that controls the position of a certain wireless relay device.
本願によれば、電波障害となる障害物などがあった場合、障害物の位置を特定して障害物の影響を回避するように自律的に電波環境の良い場所に無線中継装置が移動し、空間的な電波環境の利用効率を上げることで、継続通信する必要がある優先度の高い無線装置間の無線ネットワークの信頼性を上げることができる無線通信システムが得られる。 According to the present application, when there is an obstacle that causes radio wave interference, the wireless relay device autonomously moves to a place with a good radio wave environment so as to identify the position of the obstacle and avoid the influence of the obstacle. By increasing the utilization efficiency of the spatial radio wave environment, it is possible to obtain a wireless communication system capable of increasing the reliability of the wireless network between high-priority wireless devices that require continuous communication.
実施の形態1.
以下、本願の実施の形態1における無線通信システムを図1から図6に基づいて説明する。
無線通信システムは、例えば互いに離れた位置にある無線装置と無線装置が移動可能な無線中継装置を介して通信を行うものである。
図1は実施の形態1による無線通信システムに使用される無線中継装置の構成図で、無線中継装置は、例えば2つの地点にそれぞれ固定して配置された無線装置間で通信を行う場合、電波環境が悪化した場合でも継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げるために、電波環境の悪化の影響を回避するために、移動可能な無線中継装置として用いられるものである。この無線中継装置はドローンのような無人飛行物体に搭載されて空間を移動することができる。
Hereinafter, the wireless communication system according to the first embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
In a wireless communication system, for example, a wireless device located at a distance from each other and a wireless device communicate with each other via a movable wireless relay device.
FIG. 1 is a configuration diagram of a wireless relay device used in the wireless communication system according to the first embodiment. When the wireless relay device communicates between wireless devices fixedly arranged at two points, for example, radio waves are used. Used as a mobile wireless relay device to improve the reliability of wireless networks between high-priority points that require continuous communication even when the environment deteriorates, and to avoid the effects of deterioration of the radio wave environment. It is a thing. This wireless relay device can be mounted on an unmanned flying object such as a drone and move in space.
図1において、無線通信システムの無線中継装置は、障害物監視部101と、障害物位置特定部102と、アンテナ部103と、干渉波レベル検出部104と、希望波レベル検出部105と、障害物干渉波監視部107と、監視情報部108と、障害物干渉波同定部109と、異常判定部110と、移動可能範囲情報部111と、自装置位置制御部112から構成される。
障害物監視部101は、電波障害となる人、物などの障害物を監視するもので、障害物の位置を特定するためのカメラ、ミリ波レーダ、赤外線センサ、LiDAR、超音波距離計、位置特定用のGPS、高度センサなどが用いられる。障害物位置特定部102は、障害物監視部101からの出力により障害物の位置を特定する。
In FIG. 1, the wireless relay device of the wireless communication system includes an
The
アンテナ部103は、障害物などから発生する干渉波を受信し、干渉波レベル検出部104にて干渉波の受信レベルを検出する。また、アンテナ部103では受信すべき希望波を受信し、希望波レベル検出部105にて希望波の受信レベルを検出する。障害物干渉波監視部107は、障害物位置特定部102で算出した自装置である無線中継装置と障害物との距離Di(障害物の位置)と、干渉波レベル検出部104で測定した干渉波レベルPNiを監視して、監視情報部108に障害物との距離Di及び干渉波レベルPNiを時系列で格納する。
The
障害物干渉波同定部109では、障害物から干渉波が出ているかを特定するため、自装置である無線中継装置と障害物との距離の変動と、干渉波のレベルの変動から、障害物と干渉波の相関関係を求める。相関が有った場合、障害物から干渉波を発生していると特定する。
相関係数Cnは、障害物の位置関係と干渉波のレベルから算出される係数である。障害物干渉波同定部109は、算出した相関係数Cnを監視情報部108に格納する。
The obstacle interference
The correlation coefficient Cn is a coefficient calculated from the positional relationship of obstacles and the level of interference waves. The obstacle interference
ここで、例えば、相関係数Cnは、一般的なピアソンの相関係数の式を用いて、以下の式(1)で表す。
異常判定部110は、障害物干渉波同定部109および監視情報部108からの情報に基づき、干渉波レベル検出部104で検出した障害物が発生する干渉波が自装置である無線中継装置の無線通信を阻害するレベルか否かを判定する。判定の仕方は、干渉波のレベルが所定の閾値を上回った場合に異常レベルと判定してもよいし、希望波と干渉波の受信レベルのSN比を監視し、SN比が所定の閾値を上回った場合に異常レベルと判定してもよい。
Based on the information from the obstacle interference
移動可能範囲情報部111は、自装置である無線中継装置が移動しても良い位置かを3次元の場所毎に移動可否を示す移動可否情報を格納して管理する。
自装置位置制御部112は、移動可能範囲情報部111からの移動可否情報を基に自装置である無線中継装置の移動先を決定し、自装置である無線中継装置の位置を移動先に移動する制御を行う。
The movable
The own device
干渉波を発生する障害物の位置の特定方法を、図2のフローチャートを用いて説明する。
図2において、ステップS1は、障害物干渉波同定部109により相関係数Cnを算出し、ステップS2に進む。ステップS2は、相関係数Cnが0以上か否か判断し、相関係数Cnが0以上の正の相関があった場合(No)、障害物と干渉波の相関がないため、ステップS3に進み、その障害物が干渉波を発生していないと判断する。その後ステップS4に進み、一定時間Ta経過後(Yes)、ステップS1に戻って再度相関係数Cnを求め、再度、相関関係があるかを判断する。
A method of identifying the position of an obstacle that generates an interference wave will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 2, in step S1, the correlation coefficient Cn is calculated by the obstacle interference
ステップS2において、相関係数Cnが0以下の負の相関があった場合(Yes)、ステップS5に進み、相関係数がα以下か否か判断する。ここで、αはある障害物が干渉波を発生していると判断する閾値である。ステップS5において、相関係数がα<Cn<0であった場合(No)、ステップS6に進み、相関が弱いと判断する。その後ステップS7に進み、一定時間Tb経過後(Yes)、ステップS1に戻って再度相関係数Cnを求め、再度、相関関係があるかを判断する。 If there is a negative correlation with a correlation coefficient Cn of 0 or less in step S2 (Yes), the process proceeds to step S5 to determine whether or not the correlation coefficient is α or less. Here, α is a threshold value for determining that an obstacle is generating an interference wave. If the correlation coefficient is α <Cn <0 in step S5 (No), the process proceeds to step S6, and it is determined that the correlation is weak. After that, the process proceeds to step S7, and after a certain period of time Tb has elapsed (Yes), the process returns to step S1 to obtain the correlation coefficient Cn again, and it is determined again whether or not there is a correlation.
ステップS5において、相関係数がCn≦αであった場合(Yes)、ステップS8に進み、相関があると判断し、障害物が干渉波を発生していると判断する。その後ステップS9に進み、一定時間Tc経過後(Yes)、ステップS1に戻って相関係数Cnを求め、再度、相関関係があるかを判断する。ここで、一定時間Ta、Tb、Tcの関係は、例えば、Tc<Tb<Taとする。障害物が複数ある場合は、障害物毎に相関係数を求め、各々の障害物が干渉波を発生しているかの同定を行う。 In step S5, when the correlation coefficient is Cn ≦ α (Yes), the process proceeds to step S8, it is determined that there is a correlation, and it is determined that the obstacle is generating the interference wave. After that, the process proceeds to step S9, and after a certain period of time Tc has elapsed (Yes), the process returns to step S1 to obtain the correlation coefficient Cn, and it is determined again whether or not there is a correlation. Here, the relationship between Ta, Tb, and Tc for a certain period of time is, for example, Tc <Tb <Ta. When there are a plurality of obstacles, the correlation coefficient is obtained for each obstacle, and it is identified whether each obstacle generates an interference wave.
なお、相関係数Cnは、簡略化のため、次式(2)のように、例えば、干渉波レベルPNnと干渉波レベルPNn+1の差と、障害物との距離Dn+1の二乗と障害物との距離Dnの二乗との差との商で求めても良い。
Cn={(PNn)―(PNn+1)}/{ (Dn+1) 2 ―(Dn) 2} ・・・(2)
ここで、時刻Tn+1での干渉波のレベルPNn+1、障害物との距離Dn+1、時刻Tnでの干渉波のレベルPNn、障害物との距離Dnとする。フェージングによる一時的な急峻な変動や誤差等を排除するため、等化器を介したり、加算平均しても構わない。
For simplification, the correlation coefficient Cn is, for example, the difference between the interference wave level PNn and the interference wave
Cn = {(PNn) ― (PNn + 1)} / {(Dn + 1) 2- (Dn) 2 } ・ ・ ・ (2)
Here, the
さらに、相関係数Cnは、次式(3)のように、時刻Tn+1、時刻Tnでの、干渉波のレベルPNn+1、PNnの積と、障害物との距離Dn+1、Dnの二乗との商で求めても良い。
Cn={(PNn+1)*(Dn+1)2 }/{ (PNn)*(Dn)2} ・・・(3)
相関係数Cnは、障害物の位置関係と干渉波のレベルから算出される係数であるため、上述した式以外の算出方法でも構わない。
Further, the correlation coefficient Cn is the quotient of the product of the interference wave levels PNn + 1 and PNn at the time Tn + 1 and the time Tn and the square of the distances Dn + 1 and Dn to the obstacle as shown in the following equation (3). You may ask.
Cn = {(PNn + 1) * (Dn + 1) 2 } / {(PNn) * (Dn) 2 } ・ ・ ・ (3)
Since the correlation coefficient Cn is a coefficient calculated from the positional relationship of obstacles and the level of the interference wave, a calculation method other than the above-mentioned formula may be used.
干渉波を発生する障害物を回避する方法を、図3のフローチャートと、図4の移動可能範囲情報部111の概念図を用いて説明する。
図3において、ステップS11は障害物監視部101にて障害物の移動の有無を検出する。ステップS11で障害物の移動が有れば(Yes)、ステップS12は障害物位置特定部102にて障害物の位置を特定する。
A method of avoiding an obstacle that generates an interference wave will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the conceptual diagram of the movable
In FIG. 3, in step S11, the
移動可能範囲情報部111では、場所毎に自装置が移動しても良い位置かを示す移動可否情報、例えば図4に示すように[障害物<有/無>、移動<可/不可>、移動先候補の順番<i(i=1~n3までの数字が入る)>、干渉波発生<有/無>]を管理している。
移動可否情報は、例えば、3次元の座標軸(Xi、Yi、Zi)、i=1~nで管理されており、移動前の自装置である無線中継装置200-1の位置(Source Coorinate)を(Xsc、Ysc、Zsc)、障害物230の移動した位置を(Xa、Y1、Zc)、移動後の自装置である無線中継装置200-2の位置(Destination Coordinate)を(Xdc、Ydc、Zdc)とする。
In the movable
The moveability information is managed by, for example, three-dimensional coordinate axes (Xi, Yi, Zi) and i = 1 to n, and the position (Source Coorinate) of the wireless relay device 200-1 which is the own device before the move is determined. (Xsc, Ysc, Zsc ), the moved position of the obstacle 230 (Xa, Y1, Zc), and the position (Destination Coordinate) of the wireless relay device 200-2, which is the own device after the movement (Xdc, Ydc,). Zdc).
ステップS12に続くステップS13は、自装置位置制御部112にて障害物位置特定部102及び異常判定部110からの情報に基づき、移動可能範囲情報部111にどの位置に障害物があるかをマッピングする。ここで、マッピングとは、障害物位置特定部102にて取得した障害物の移動した位置(Xa、Y1、Zc)の移動可否情報[障害物<有/無>、移動<可/不可>、移動先候補の順番<i(i=1~n3までの数字が入る)>、干渉波発生<有/無>]を更新することをいう。
障害物の移動した位置(Xa、Y1、Zc)での移動可否情報は、障害物が移動する前は[障害物<無>、移動<可>、移動先候補の順番<i(i=1~n3までの一意の数字が入る)>、干渉波発生<無>]であったのが、障害物が移動した後、[障害物<有>、移動<不可>、移動先候補の順番<―(ブランク)>、干渉波発生<有>]となる。
In step S13 following step S12, the own device
The information on whether or not the obstacle can be moved at the moved position (Xa, Y1, Zc) is as follows: [Obstacle <None>, Movement <possible>, Order of move destination candidate <i (i =) before the obstacle moves. A unique number from 1 to n 3 is entered)>, interference wave generation <no>], but after the obstacle has moved, [obstacle <yes>, movement <impossible>, destination candidate The order is <-(blank)>, interference wave generation <yes>].
ステップS14は、障害物干渉波同定部109で障害物と干渉波の同定が完了している障害物があるかを確認し、同定が完了した障害物がある場合(Yes)は、ステップS15に進んで、移動可能範囲情報部111の障害物が存在する位置の移動可否情報を更新する。
障害物の移動した位置(Xa、Y1、Zc)での移動可否情報は、障害物干渉波同定部109での同定が完了するまでは[障害物<有>、移動<不可>、移動先候補の順番<―(ブランク)>、干渉波発生<無>]であったのが、同定が完了した場合、[障害物<有>、移動<不可>、移動先候補の順番<―(移動先無しと同義)>、干渉波発生<有>]に更新される。
In step S14, the obstacle interference
The information on whether or not the obstacle can be moved at the moved position (Xa, Y1, Zc) is [obstacle <Yes>, movement <impossible>, destination until the identification by the obstacle interference
ここで、3次元の地図情報などで移動禁止区域があらかじめ分かっている場合は、移動可能範囲情報部111は、3次元の地図情報の障害物の情報などを基に、移動禁止区域に該当する座標を[障害<有>、移動<不可>、移動先候補の順番<―(ブランク)>、干渉波発生<―(ブランク)>]と事前に設定可能しても構わない。
Here, if the movement prohibited area is known in advance from the three-dimensional map information or the like, the movable
つぎに、異常判定部110にて、
ステップS16は、異常判定部110において求めたSN比が所定の閾値βを下回った場合(Yes)、異常レベルと判定し、ステップS17に進んで、自装置位置制御部112にて移動可能範囲情報部111の移動可否情報を更新する。移動可否情報を更新する座標は、自装置位置制御部112は、自装置である無線中継装置の位置(Xsc、Ysc、Zsc)と干渉波の発生源(障害物)の位置(Xa、Y1、Zc)との間は、干渉波で通信が悪化するため、移動可否情報を移動<不可>(移動先候補の順番を<―>も同時に実施)に強制的に一括で更新することで、移動先を制限する。
In step S16, when the SN ratio obtained by the
移動先を制限する座標を決定する方法を図5のフローチャートを用いて説明する。移動先を制限する座標の領域の決定は、例えば、自装置である無線中継装置または障害物の移動に伴い、逐次、干渉波レベルもしくはSN比の変動を監視し、干渉波の電波の指向性を予測することで行う。
図5において、ステップS21は、自装置である無線中継装置の移動の有無を判断し、移動が有った場合(Yes)、ステップS22に進んで、前回値のSN比と今回値のSN比の比較を行う。ステップS22において、前回値のSN比より今回値のSN比が低ければ(No)、ステップS23に進み、自装置である無線中継装置の移動先を制限する領域を移動した方向に合わせて、拡大させる。
例えば、(Xsc、Ysc、Zsc)から(Xsc+1、Ysc+1、Zsc)に移動した場合で、SN比が前回値より低くなった場合、自装置である無線中継装置の位置(Xsc+1、Ysc+1、Zsc)と障害物(Xa、Y1、Zc)との間で移動先を制限する領域を、X方向、Y方向に+1分、もしくはSN比の変化分に応じた比率を乗算した分だけ拡大する。
A method of determining the coordinates that limit the movement destination will be described with reference to the flowchart of FIG. To determine the region of coordinates that limits the destination, for example, the directivity of the radio wave of the interference wave is determined by sequentially monitoring the fluctuation of the interference wave level or the SN ratio with the movement of the wireless relay device or the obstacle which is the own device. It is done by predicting.
In FIG. 5, step S21 determines whether or not the wireless relay device, which is the own device, has moved, and if there is movement (Yes), the process proceeds to step S22, and the SN ratio of the previous value and the SN ratio of the current value are obtained. Make a comparison. In step S22, if the SN ratio of the current value is lower than the SN ratio of the previous value (No), the process proceeds to step S23, and the area that limits the destination of the wireless relay device, which is the own device, is expanded according to the moving direction. Let me.
For example, when moving from (Xsc, Ysc, Zsc) to (Xsc + 1, Ysc + 1, Zsc) and the SN ratio is lower than the previous value, the position of the wireless relay device (Xsc + 1, Ysc + 1, Zsc) The area that limits the destination between the object and the obstacle (Xa, Y1, Zc) is expanded by +1 minute in the X and Y directions, or by multiplying the ratio according to the change in the SN ratio.
図3のステップS18において、自装置位置制御部112は、異常判定部110にて異常と判定した場合、移動可能範囲情報部111で移動<可>の座標があるかを検索、もしくは移動先候補の順番が割り当てられている座標があるかを検索し、移動先がある場合(Yes)、ステップS19に進んで移動先へ移動する。ここで、移動先への移動において、SN比が改善しない場合は、移動先候補の順番に従い、移動先を自律的に見直す。その後ステップS20に進み、一定時間Td経過後(Yes)、ステップS11に戻る。
In step S18 of FIG. 3, when the own device
ここで、干渉波を発生する障害物自身も移動した場合、自装置である無線中継装置が移動した場合と同様、障害物と自装置である無線中継装置の位置の関係に合わせて、移動先を制限する領域を更新する。障害物が遠ざかった場合は、移動した距離や、SN比の改善に応じて、制限する領域を減らす。
また、異常判定部110で異常と判断する判定値であるSN比や、障害物が妨害波を発生していた場合の移動先を制限するために測定するSN比は、シャノン=ハートレーの定理の式でも構わない。また、異常判定部110による判定値はSN比ではなく、単に干渉波のレベルで異常判定、移動先を制限しても構わない。
Here, when the obstacle itself that generates the interference wave also moves, the movement destination is adjusted according to the positional relationship between the obstacle and the wireless relay device which is the own device, as in the case where the wireless relay device which is the own device moves. Update the area that limits. When the obstacle goes away, the restricted area is reduced according to the distance traveled and the improvement of the signal-to-noise ratio.
Further, the SN ratio, which is a determination value determined by the
また、先に述べた監視情報部108で自装置である無線中継装置と障害物との距離を算出する際、移動可能範囲情報部111の座標から求めても構わない。
また、障害物は逐次移動する事が考えられるため、カルマンフィルタ等を用いて推定した障害物の座標を基に、移動先を制限する座標を適宜決定し、移動可否情報を適宜更新しても構わない。
Further, when the
In addition, since it is possible that obstacles move sequentially, the coordinates that limit the movement destination may be appropriately determined based on the coordinates of the obstacle estimated using a Kalman filter or the like, and the movement possibility information may be updated as appropriate. do not have.
また、自装置である無線中継装置の移動先の候補地は、例えば、あらかじめ、もしくは通信不要の時間帯などで、移動可能範囲の電波環境(例えばSN比、もしくは希望波のレベルなど)を座標毎にモニターすることで決定しても良いし、自装置である無線中継装置の移動に伴い変化する電波環境(例えばSN比、もしくは希望波のレベルなど)を座標毎に管理し、SN比が所定の閾値以上となる箇所を自律的に学習し、閾値以上となる座標が多い個所を自律的に移動先の候補地としても構わない。
また、障害物が複数ある場合も、障害物毎に図2、図3、図4の方法で、同定することで、妨害波を発生している障害物の位置を特定する。
In addition, the candidate site for the destination of the wireless relay device, which is the own device, coordinates the radio wave environment (for example, SN ratio or desired wave level) within the movable range, for example, in advance or in a time zone when communication is not required. It may be determined by monitoring each time, or the radio wave environment (for example, SN ratio or desired wave level) that changes with the movement of the wireless relay device, which is the own device, is managed for each coordinate, and the SN ratio is set. A location that exceeds a predetermined threshold may be autonomously learned, and a location that has many coordinates that exceed the threshold may be autonomously set as a candidate site for movement.
Further, even when there are a plurality of obstacles, the position of the obstacle generating the disturbing wave is specified by identifying each obstacle by the methods of FIGS. 2, 3 and 4.
図6は、実施の形態1による無線通信システムの障害物の影響を回避する概念図の例である。位置が固定されている無線装置210と無線装置220との間の無線を中継する自装置である無線中継装置200-1(総称する場合は200とする)は、障害物230が近付くと、図1、図2、図3で説明した方法で干渉波を発生している障害物230の位置を特定し、干渉波の影響を回避するため、図3、図4、図5で説明した方法で、移動可能範囲250の中で最適な移動先を見つけ、無線中継装置200-1(破線)の位置を無線中継装置200-2(実線)の位置に移動する。
FIG. 6 is an example of a conceptual diagram for avoiding the influence of obstacles in the wireless communication system according to the first embodiment. The wireless relay device 200-1 (generally referred to as 200), which is a self-device that relays the radio between the
このように、干渉波を発生する障害物230の位置に合わせて、干渉波の影響を回避するように、自装置である無線中継装置200の位置を空間的に制御することができるため、無線装置210と無線装置220との間は安定して継続通信が可能となる。さらに、自装置である無線中継装置200又は干渉波を発生する障害物230の位置の移動に伴い、逐次、無線中継装置200の移動先の候補値を見直すことができるため、周辺の電波環境の変化にも対応でき、安定した電波通信環境を維持可能となる。
さらに、干渉波が無線通信を阻害するレベルであるかを判定しているため、干渉波を発生しない障害物が近付いた場合でも、自装置である無線中継装置200の位置を最適な電波環境の位置に移動可能なため、安定した電波通信環境を維持可能となる。
In this way, the position of the
Furthermore, since it is determined whether the interference wave is at a level that interferes with wireless communication, even if an obstacle that does not generate an interference wave approaches, the position of the
本願の実施の形態1によれば、電波障害となる人、物など障害物230が移動した場合でも、自律的に優先度の高い地点間の無線ネットワークを継続動作させるよう、タイムリーに、障害物230の位置を特定し、障害物による影響を監視して、障害物の影響を回避するように自律的に電波環境の良い場所に無線中継装置200が移動し、空間的な電波環境の利用効率を上げることで、継続通信する必要がある優先度の高い無線装置210、220間の無線ネットワークの信頼性を上げることができる無線通信システムが得られる。これにより無線中継装置200の設置作業時間の大幅な短縮、設置作業費用の低コスト化を実現でき、ネットワーク管理者の手動による保守を不要とし、保守性を向上させることができる。
According to the first embodiment of the present application, even if an
実施の形態2.
次に、本願の実施の形態2における無線通信システムを図7から図9に基づいて説明する。
実施の形態2では、自装置である無線中継装置200の位置を動かすことなく、別の無線中継装置201(以降、他装置の無線中継装置)を用いて、継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げるようにしたものである。
干渉波を発生する障害物を特定する方法、及び移動先の候補地を特定する方法は実施の形態1と同一のため説明は省略する。
Next, the wireless communication system according to the second embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
In the second embodiment, the priority is such that continuous communication needs to be performed by using another wireless relay device 201 (hereinafter referred to as a wireless relay device of another device) without moving the position of the
Since the method of identifying an obstacle that generates an interference wave and the method of identifying a candidate site for a destination are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
図7は実施の形態2における無線通信システムの他装置の無線中継装置に救援を要請する構成図で、他装置救援要請判定部113と他装置救援要請部114を追加した以外の構成は実施の形態1の図1に示す構成と同じに付き、図面を省略する。
図7において、異常判定部110は、実施の形態1と同様の方法で、例えば、SN比をモニターすることで、干渉波レベル検出部104で検出した障害物230が発生する干渉波が自装置である無線中継装置200の無線通信を阻害するレベルか否かを判定する。他装置救援要請判定部113は、異常判定部110で、異常レベルと判定した場合、もしくは他装置救援要請判定部113自身が持つ異常判定部において異常レベルと判定した場合、実施の形態1と同様の方法で、移動可能範囲情報部111を更新し、移動可能範囲情報部111に他装置の無線中継装置201の移動先がある場合、他装置救援要請部114に対して救援の要請を行う。
FIG. 7 is a configuration diagram for requesting relief from the wireless relay device of another device of the wireless communication system according to the second embodiment, and the configuration other than the addition of the other device rescue
In FIG. 7, the
図8は実施の形態2に係る無線通信システムにおいて、他装置の無線中継装置201に救援を要請するフローチャートを示す図である。図8において、ステップS31は、他装置救援要請判定部113において、異常判定部110において求めたSN比が所定の閾値β以下となった場合、もしくは他装置救援要請判定部113自身が持つ異常判定部においてSN比が所定の閾値γを下回った場合(Yes)、異常と判定し、ステップS32に進む。ステップS32は、自装置位置制御部112にて、実施の形態1と同様の方法で、移動可能範囲情報部111の移動可否情報を更新する。ステップS33は、移動可能範囲情報部111に他装置の無線中継装置201の移動先があるか否かを判断し、移動先がある場合(Yes)、ステップS34に進み、他装置救援要請部114に対して他装置の無線中継装置201の救援要請を行う。
FIG. 8 is a diagram showing a flowchart for requesting help from a
一方、ステップS31において、異常判定部110で異常と判定していない場合や、SN比が他装置救援要請判定部113自身で持つ所定の閾値γ以上となった場合(No)、ステップS35に進み、他装置救援要請判定部113では、他装置の無線中継装置201への救援要請を取り消し、他装置の無線中継装置201を元の場所へ戻すよう指示する。
On the other hand, if the
ここで、他装置の無線中継装置201の移動先の候補地は、自装置の無線中継装置200から通知しても良いし、他装置の無線中継装置201自身が、実施の形態1で説明した自装置の無線中継装置200と同様の方法で決定しても良いし、他装置の無線中継装置201とは別の無線中継装置でも構わない。なお、自装置と他装置の無線中継装置が近接することで、干渉による影響を回避するため、コグニティブ無線などの技術を使って、最適な無線方式や無線周波数を選択する方法を併用しても構わない。さらに異常判定部110で、自装置の無線中継装置200の故障予知情報(送信出力低下、受信感度劣化など)など自装置の無線中継装置200の状態を監視し、故障しそうになった場合、異常と判定し、他装置の無線中継装置201へ救援要請しても構わない。
Here, the candidate site for the destination of the
図9は、実施の形態2による無線通信システムの障害物の影響を回避する概念図の例である。無線装置210と無線装置220との間の無線を中継する自装置の無線中継装置200は、障害物230が近付くと、図1、図2、図3で説明した方法で干渉波を発生している障害物230の位置を特定し、干渉波の影響を回避するため、図3、図4、図5で説明した方法で、移動可能範囲250の中で最適な移動先を見つけ、図7、図8に示した方法で、他装置である無線中継装置201に救援要請を行い、無線中継装置201を移動させる。
FIG. 9 is an example of a conceptual diagram for avoiding the influence of obstacles in the wireless communication system according to the second embodiment. The
このように、干渉波を発生する障害物230が、継続通信する優先度の高い無線装置210、220間の無線中継装置200に近づいた場合、干渉波の影響を回避するため、他装置である無線中継装置201に救援を要請し、最適な電波環境が得られる位置に移動させ、他装置の無線中継装置201による無線中継をすることで、優先度の高い地点間のネットワークの継続通信を実現する。
さらに、SN比で電波異常を検出できるため、干渉波を発生しない障害物が近付いた場合でも、他装置の無線中継装置201を最適な電波環境の位置に移動可能なため、安定した電波通信環境を維持可能となる。
このような高信頼の無線通信システムにより、無線装置を多数配置できない場所(過疎地、宇宙空間)でも、必要最小限の数で高信頼な無線ネットワークを構築できるようになるため、無線ネットワークの低コスト化を図れる。
In this way, when the
Furthermore, since radio wave abnormalities can be detected by the SN ratio, even if an obstacle that does not generate interference waves approaches, the
With such a highly reliable wireless communication system, it is possible to construct a highly reliable wireless network with the minimum number required even in places where a large number of wireless devices cannot be placed (depopulated areas, space), so the wireless network is low. You can reduce the cost.
実施の形態3.
次に、本願の実施の形態3における無線通信システムを図10から図12に基づいて説明する。
実施の形態3では、自装置と他装置の無線中継装置200、201の位置を動かし、自装置と他装置のどちらも無線中継装置として用いることで、継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げるようにしたものである。
実施の形態3における無線通信システムの構成は実施の形態2の図7と同じに付き、図面を省略する。干渉波を発生する障害物を特定する方法、異常を判定する方法、及び救援要請する方法は、実施の形態1、2と同一のため、説明は省略する。ここでは、複数の装置の電波環境が最適な移動先を決定する方法について記載する。
Embodiment 3.
Next, the wireless communication system according to the third embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 10 to 12.
In the third embodiment, the positions of the
The configuration of the wireless communication system in the third embodiment is the same as that in FIG. 7 of the second embodiment, and the drawings are omitted. Since the method of identifying an obstacle that generates an interference wave, the method of determining an abnormality, and the method of requesting relief are the same as those of the first and second embodiments, the description thereof will be omitted. Here, a method of determining the optimum moving destination based on the radio wave environment of a plurality of devices will be described.
図10は実施の形態3による無線通信システムの障害物の影響を回避する概念図の例である。図10において、無線装置210と無線装置220との間の無線を中継する自装置の無線中継装置200-1は、障害物230が近付くと、図1、図2、図3で説明した方法で干渉波を発生している障害物の位置を特定し、干渉波の影響を回避するため、図3、図4、図5で説明した方法で、自装置の無線中継装置200の移動可能範囲251の中で最適な移動先を見つける。一方、図7、図8に示した方法で、他装置の無線中継装置201に救援要請を行い、他装置の無線中継装置201の移動可能範囲252の中で最適な移動先を見つける。自装置の無線中継装置200及び他装置の無線中継装置201の移動先を図11に示す方法で決定し、移動させる。
FIG. 10 is an example of a conceptual diagram for avoiding the influence of obstacles in the wireless communication system according to the third embodiment. In FIG. 10, the wireless relay device 200-1 of the own device that relays the radio between the
図11は、移動可能範囲情報部111を用いて、自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201の移動先の候補を決定する概念図である。無線装置210の座標を211、無線装置220の座標を221に示す。
自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201は、無線装置210と無線装置220の間の空間の中で、最も電波環境の良い空間的な位置に配置する必要がある。無線装置210と無線装置220の電波の伝搬経路は、例えばR1、R2、R3、R4、R5で示すように無数に存在するが、全ての伝搬経路の中から最適な伝搬経路を選択することはできないため、候補となる伝搬経路の数を絞り、その中から伝搬経路を選定する。
FIG. 11 is a conceptual diagram in which the movable
The
図12は無線通信システムの自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201の移動先の経路を決定するフローチャートを示すもので、このフローチャートに基づき伝搬経路の選定方法について説明する。
図12において、ステップS41は、全ての伝搬経路の中から最適な伝搬経路を選択するため、候補となる伝搬経路の数を絞り、その中から伝搬経路を選定する。ここで、例えばR1、R2、R3、R4、R5を伝搬経路と定義する。最適な伝搬経路を効率的に、選定するため、各伝搬経路R1~R5は空間的に偏りが無いような経路とする。ステップS42は、自装置位置制御部112において、各伝搬経路R1~R5毎に、移動可能範囲情報部111の移動可否情報の移動不可の座標がある数を集計する。
FIG. 12 shows a flowchart for determining the destination route of the
In FIG. 12, in step S41, in order to select the optimum propagation path from all the propagation paths, the number of candidate propagation paths is narrowed down and the propagation path is selected from them. Here, for example, R1, R2, R3, R4, and R5 are defined as propagation paths. In order to efficiently select the optimum propagation path, each propagation path R1 to R5 shall be a path that is not spatially biased. In step S42, in the own device
ステップS43は、各伝搬経路R1~R5の中から、移動不可の個数が最小値となる経路を選定する。ステップS44は、移動不可の個数が最小値である0の経路があるか否かを判断し、最小値が0であれば(Yes)、ステップS45に進んで経路が決定する。ステップS44において、最小値が0の経路が無ければ(No)、ステップS46に進み、障害物の無い経路でもっとも最小値となる経路があるか否かを判断する。ステップS46において、もっとも最小値となる経路がある場合(Yes)、ステップS47に進んで経路が決定する。ステップS46において、障害物の無い経路が無い場合(No)、ステップS48に進んで、経路の見直しを行い、ステップS41に戻って再度同じフローにより、経路を決定する。
図11の経路決定例に示すように、移動不可の座標数が最小値の「1」で、障害がある座標数が「0」の伝搬経路R5が選定される。
In step S43, a path having the minimum number of immovable paths is selected from the propagation paths R1 to R5. Step S44 determines whether or not there is a 0 route having the minimum number of immovable items, and if the minimum value is 0 (Yes), the process proceeds to step S45 to determine the route. In step S44, if there is no route having a minimum value of 0 (No), the process proceeds to step S46, and it is determined whether or not there is a route having the minimum value among the routes without obstacles. In step S46, if there is a route having the minimum value (Yes), the route is determined by proceeding to step S47. If there is no obstacle-free route in step S46 (No), the process proceeds to step S48 to review the route, return to step S41, and determine the route again by the same flow.
As shown in the route determination example of FIG. 11, the propagation path R5 having the minimum number of immovable coordinates of “1” and the number of impaired coordinates of “0” is selected.
ここで、障害物の無い最小の経路(以降、候補経路)が複数存在する場合は、例えば、障害物から最も遠いものを伝搬経路に選定したり、候補経路の中から、空間的に最も真ん中にある伝搬経路を電波環境が最も良いと予測し、選定する。候補経路の中から最適な経路を選定できない、もしくは選定に迷う場合、最適な伝搬経路が存在しそうな候補の経路の近くの経路を選定するなどして、調査する伝搬経路を増やし、その中で、もっとも位置的に真ん中にある伝搬経路を選定しても良い。 Here, when there are a plurality of minimum routes without obstacles (hereinafter referred to as candidate routes), for example, the one farthest from the obstacle may be selected as the propagation route, or the candidate route may be spatially in the middle. The propagation path in is predicted to have the best radio wave environment and is selected. If the optimum route cannot be selected from the candidate routes, or if the selection is uncertain, select a route near the candidate route where the optimum propagation route is likely to exist, and increase the number of propagation routes to be investigated. , The propagation path that is most positioned in the middle may be selected.
伝搬経路を決定したら、図11に示すように、例えば、自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201との経路の長さの3等分した中間の2点の箇所290、291を、自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201の移動先として選定する。自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201の移動先を、箇所290、291のどちらにするかは、自装置の無線中継装置200が例えば箇所290を先に決定し、他装置の無線中継装置201に例えば箇所291の移動先を通知する。
After determining the propagation path, as shown in FIG. 11, for example, two
ここで、自装置の無線中継装置200と他装置の無線中継装置201の各1台、計2台の無線中継装置で、無線ネットワークの信頼性を上げる方法を示したが、他装置の無線中継装置は2台以上であっても構わない。
このように、干渉波を発生する障害物が、継続通信する優先度の高い地点間の無線ネットワークに近づいた場合、干渉波の影響を回避するため、自律的に、自装置と他装置の無線中継装置の位置を、最適な電波環境が得られる位置に移動させ、自装置と他装置の無線中継装置による無線中継をすることで、優先度の高い地点間のネットワークの継続通信を実現する。
さらに、SN比で電波異常を検出できるため、干渉波を発生しない障害物が近付いた場合でも、他装置の無線中継装置を最適な電波環境の位置に移動可能なため、安定した電波通信環境を維持可能となる。
Here, a method of improving the reliability of the wireless network with a total of two wireless relay devices, one for each of the
In this way, when an obstacle that generates an interference wave approaches a wireless network between high-priority points for continuous communication, the radio waves of the own device and other devices are autonomously used to avoid the influence of the interference wave. By moving the position of the relay device to a position where the optimum radio wave environment can be obtained and performing wireless relay between the own device and the wireless relay device of another device, continuous communication of the network between high-priority points is realized.
Furthermore, since radio wave abnormalities can be detected by the SN ratio, even if an obstacle that does not generate interference waves approaches, the wireless relay device of another device can be moved to the position of the optimum radio wave environment, so a stable radio wave communication environment can be created. It will be sustainable.
実施の形態4.
次に、本願の実施の形態4における無線通信システムを図13及び図14に基づいて説明する。
実施の形態4では、電波障害となる、梅雨の時期など湿気や雨が多い場合でも、継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げるようにしたものである。
実施の形態4における無線通信システムは、図13に示すように自装置である無線中継装置200に湿度センサ271を具備している。異常判定部110は、湿度センサ271により、適宜、湿度をモニターする。その他の構成は実施の形態2の図7と同じに付き、図面を省略する。
電波異常を判定する方法、他装置の無線中継装置に救援要請する方法、及び複数の無線中継装置の最適な移動先を決定する方法は、実施の形態1、2、3と同一のため、説明は省略する。ここでは、複数の無線中継装置の移動先を決定する方法について記載する。
Embodiment 4.
Next, the wireless communication system according to the fourth embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
In the fourth embodiment, the reliability of the wireless network between high-priority points where continuous communication is required is improved even when there is a lot of humidity or rain such as during the rainy season, which causes radio interference.
As shown in FIG. 13, the wireless communication system according to the fourth embodiment includes a
The method of determining the radio wave abnormality, the method of requesting help from the wireless relay device of another device, and the method of determining the optimum destination of the plurality of wireless relay devices are the same as those of the first, second, and third embodiments. Is omitted. Here, a method of determining the destination of a plurality of wireless relay devices will be described.
図13は実施の形態4による無線通信システムの障害物の影響を回避する概念図の例である。
図13において、無線装置210と無線装置220との間の無線を中継する自装置の無線中継装置200-1は、障害物231が近付くと、図1、図2、図3で説明した方法で干渉波を発生している障害物の位置を特定し、干渉波の影響を回避するため、図3、図4、図5で説明した方法で、自装置の無線中継装置200の移動可能範囲251の中で最適な移動先を見つける。一方、図7、図8に示した方法で、他装置の無線中継装置201に救援要請を行い、他装置の無線中継装置201の移動可能範囲252の中で最適な移動先を見つける。自装置の無線中継装置200及び他装置の無線中継装置201の移動先を図11、図12に示す方法で決定し、移動させる。
FIG. 13 is an example of a conceptual diagram for avoiding the influence of obstacles in the wireless communication system according to the fourth embodiment.
In FIG. 13, the wireless relay device 200-1 of the own device that relays the radio between the
図14は実施の形態4の無線通信システムにおいて、他装置の無線中継装置201に救援を要請するフローチャートを示す図である。
図14において、ステップS51は、異常判定部110で無線ネットワークの環境における湿度が異常であるか否かを判定する。湿度が所定の閾値RHα以上で異常と判定された場合(Yes)、ステップS52に進み、他装置救援要請判定部113では、実施の形態2と同様の方法で、移動可能範囲情報部111を更新する。ステップS53は、移動可能範囲情報部111に自装置の無線中継装置200および他装置の無線中継装置201の移動先があるか否かを判断し、移動先がある場合(Yes)、ステップS54に進み、移動可能範囲情報部111に、他装置の無線中継装置201へ救援要請を行う。
FIG. 14 is a diagram showing a flowchart for requesting help from a
In FIG. 14, in step S51, the
ステップS51において、異常判定部110で異常と判定していない場合や、他装置救援要請判定部113自身で持つ異常判定部において湿度が所定の閾値RHα以下となった場合(No)、ステップS55に進み、他装置救援要請判定部113では、他装置の無線中継装置201への救援要請を取り消し、他装置の無線中継装置201を基に場所へ戻すよう指示する。
In step S51, if the
ここで、湿度を移動可能範囲情報部111で管理する移動可否情報のパラメータの一部として、座標毎に管理し、最適な伝搬経路を決定する時のパラメータとして用いても構わない。湿度をパラメータとして用い、実施の形態1~3で説明した方法を用いることで、湿度の低い位置に自装置の無線中継装置200を移動させることも可能となる。
Here, the humidity may be managed for each coordinate as a part of the parameter of the movable / non-movable information managed by the movable
このように、電波障害となる、梅雨の時期など湿気や雨が多い場合でも、湿度を監視することで、湿度による影響を回避するため、自装置の無線中継装置200の位置を移動したり、他装置の無線中継装置201に救援を要請し、最適な電波環境が得られる位置に移動させ、他装置の無線中継装置201による無線中継をしたりすることで、優先度の高い地点間のネットワークの継続通信を実現する。
さらに、湿度をパラメータとして用いることで、湿度の低い位置に無線中継装置を移動させることが可能となるため、湿度による寿命劣化等の影響を低減させることができ、無線中継装置の長寿命化の効果も得られる。
In this way, even when there is a lot of humidity or rain, such as during the rainy season, which causes radio wave interference, by monitoring the humidity, in order to avoid the influence of humidity, the position of the
Furthermore, by using humidity as a parameter, it is possible to move the wireless relay device to a position where the humidity is low, so it is possible to reduce the effects of deterioration of life due to humidity, and the life of the wireless relay device can be extended. The effect is also obtained.
実施の形態5.
次に、本願の実施の形態5における無線通信システムを図15に基づいて説明する。
実施の形態5では、障害物が発生する干渉波が大きく、自装置の無線中継装置による中継が困難な場合でも、継続通信する必要がある優先度の高い地点間の無線ネットワークの信頼性を上げるようにしたものである。
実施の形態5の無線通信システムにおいては、図15に示すように自装置の無線中継装置200は、干渉波を発生する障害物に対して警告する警告装置281を具備している。その他の構成は実施の形態2の図7と同じに付き、図面を省略する。
Embodiment 5.
Next, the wireless communication system according to the fifth embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, even if the interference wave generated by an obstacle is large and it is difficult to relay by the wireless relay device of the own device, the reliability of the wireless network between high-priority points where continuous communication is required is improved. It is something like that.
In the wireless communication system of the fifth embodiment, as shown in FIG. 15, the
干渉波を発生している障害物を特定する方法、電波異常を判定する方法、他装置の無線中継装置に救援要請する方法、及び複数の無線中継装置の最適な移動先を決定する方法は、実施の形態1、2、3と同一のため、説明は省略する。ここでは、干渉波が発生している障害物に対して、干渉波を発生しないよう警告する方法について記載する。
実施の形態1と同様の方法で干渉波を発生している障害物230を同定し、自装置の無線中継装置200は障害物230の位置に移動し、警告装置281を用いて、障害物230に対して警告する。一方、実施の形態2と同様の方法で他装置の無線中継装置201の救援要請を行い、他装置の無線中継装置201を用いて無線装置210と無線装置220との間で継続通信を行う。
The method of identifying an obstacle that is generating an interference wave, the method of determining a radio wave abnormality, the method of requesting help from a wireless relay device of another device, and the method of determining the optimum destination of multiple wireless relay devices are as follows. Since it is the same as the first, second, and third embodiments, the description thereof will be omitted. Here, a method of warning an obstacle in which an interference wave is generated so as not to generate an interference wave will be described.
The
このように、干渉波を発生する障害物230に対して警告し、他装置の無線中継装置201に救援を要請し、最適な電波環境が得られる位置に移動させ、他装置の無線中継装置201による無線中継をすることで、優先度の高い地点間のネットワークの継続通信を実現する。
電波障害の原因となる物体、人、違法電波や工事不良による漏洩電波、妨害電波などの干渉波が、優先度の高い地点間の無線ネットワーク内への移動を検知した場合、電波を妨害している物体や人などの位置を特定して、その場所に移動し警告することで、安定した高信頼な無線通信ネットワークの維持を図ることが可能となる。
In this way, the
When an interference wave such as an object that causes radio interference, a person, an illegal radio wave, a leaked radio wave due to a construction defect, or an interfering radio wave detects movement into a wireless network between high-priority points, it interferes with the radio wave. By identifying the position of an object or person, moving to that location, and giving a warning, it is possible to maintain a stable and highly reliable wireless communication network.
以上は、無線中継装置の周辺にある物体、人などによる電波環境の悪化、電波環境に影響を与える湿度などの気候について説明したが、電波環境の変化や変化の予測、気候及び空間変化の予測、禁止領域などの位置的な制約、自装置の無線中継装置の故障予知情報(送信出力低下、受信感度劣化など)などの状態に応じて、自律的に最適な位置を探して無線中継装置を移動、もしくは無線中継装置の数を増減するようにしてもよい。 The above has explained the climate such as the deterioration of the radio wave environment caused by objects and people around the wireless relay device, and the humidity that affects the radio wave environment. , Autonomously search for the optimum position according to the positional restrictions such as prohibited areas, failure prediction information of the wireless relay device of the own device (decrease in transmission output, deterioration of reception sensitivity, etc.), and search for the wireless relay device. The number of mobile or wireless relay devices may be increased or decreased.
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
The present disclosure describes various exemplary embodiments and examples, although the various features, embodiments, and functions described in one or more embodiments are those of a particular embodiment. It is not limited to application, but can be applied to embodiments alone or in various combinations.
Therefore, innumerable variations not illustrated are envisioned within the scope of the art disclosed in the present application. For example, it is assumed that at least one component is modified, added or omitted, and further, at least one component is extracted and combined with the components of other embodiments.
101:障害物監視部、102:障害物位置特定部、103:アンテナ部、
104:干渉波レベル検出部、105:希望波レベル検出部、107:障害物監視部、
108:監視情報部、109:障害物干渉波同定部、110:異常判定部、
111:移動可能範囲情報部、112:自装置位置制御部、
113:他装置救援要請判定部、114:他装置救援要請部、
200、200-1、200-2:自装置の無線中継装置、
201:他装置の無線中継装置、210:無線装置、220:無線装置、
230、231:障害物、250、251、252:移動可能範囲、
271:湿度センサ、281:警告装置。
101: Obstacle monitoring unit, 102: Obstacle position identification unit, 103: Antenna unit,
104: Interference wave level detection unit, 105: Desired wave level detection unit, 107: Obstacle monitoring unit,
108: Monitoring information unit, 109: Obstacle interference wave identification unit, 110: Abnormality determination unit,
111: Movable range information unit, 112: Own device position control unit,
113: Other device rescue request judgment unit, 114: Other device rescue request unit,
200, 200-1, 200-2: Wireless relay device of own device,
201: Wireless relay device of other device, 210: Wireless device, 220: Wireless device,
230, 231: Obstacles, 250, 251, 252: Movable range,
271: Humidity sensor, 281: Warning device.
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