JP7259937B2 - Information processing device, communication setting method, and program - Google Patents
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Description
本発明は情報処理装置、データ収集システム、通信設定方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing device, a data collection system, a communication setting method, and a program.
近年、各種産業におけるデジタル化の進展とともに、振動、温度、湿度など各種のセンサー情報を収集し、業務効率、生産性を向上させる取り組みが増加している。特に、電気、ガス、水道等のスマートメータ化では、これまでよりも詳細なデータをセンサーからリアルタイムに収集することで、迅速な障害検出や、より効率的な運用などができると期待されている。スマートメータでは、通信距離が長い無線通信方式であるLPWA(Low Power Wide Area)の活用が期待されている。LPWAは、免許が不要で使用できる無線周波数帯(アンライセンス帯)を使用する無線通信であり、Wi-Fiに比べて、通信速度が遅いが、通信距離が長く、消費電力が小さいという特徴がある。LPWAとしては、例えば、LORA、SIGFOX、Wi-SUNなどが知られている。 In recent years, along with the progress of digitalization in various industries, efforts to collect various sensor information such as vibration, temperature, and humidity to improve work efficiency and productivity are increasing. In particular, with the introduction of smart meters for electricity, gas, water, etc., collecting more detailed data from sensors in real time is expected to enable rapid failure detection and more efficient operation. . Smart meters are expected to utilize LPWA (Low Power Wide Area), which is a wireless communication method with a long communication distance. LPWA is a wireless communication that uses a radio frequency band that can be used without a license (unlicensed band). Compared to Wi-Fi, the communication speed is slower, but the communication distance is longer and the power consumption is lower. be. As LPWA, for example, LORA, SIGFOX, Wi-SUN, etc. are known.
LPWAを活用したデータ収集サービス(IoT(Internet of Things)データ収集システム)が広く用いられるようになると、データ収集サービス間での無線資源の使用の競合が予想される。特に通信距離が長く通信速度が遅いLPWAでは面積あたりに利用できる通信容量が小さいため深刻な問題となる可能性もある。 As data collection services utilizing LPWA (Internet of Things (IoT) data collection systems) become widely used, it is expected that the data collection services will compete in the use of wireless resources. In particular, in LPWA, which has a long communication distance and a low communication speed, the available communication capacity per unit area is small, which may pose a serious problem.
このため、電波利用を最適化しデータ収集サービスの品質を最適化するための制御技術が必要になると考えられる。これに関連して、例えば、非特許文献1では、無線通信の状態推定を迅速に実施するため、サーバが端末からのデータ送信結果から到着率などを計測し、これを入力としたベイズ推定による状態推定と意思決定を行なうシステムについて開示している。
For this reason, it is thought that control technology will be required to optimize the use of radio waves and optimize the quality of data collection services. In relation to this, for example, in
上述の通り、複数のデータ収集システムにおいて無線資源の使用における競合が発生する場合がある。
そこで、本開示の目的の1つは、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる情報処理装置、データ収集システム、通信設定方法、及びプログラムを提供することにある。As noted above, multiple data collection systems may conflict over the use of radio resources.
Accordingly, one object of the present disclosure is to provide an information processing device, a data collection system, a communication setting method, and a program capable of efficiently realizing wireless communication even when a plurality of data collection systems compete with each other. is to provide
第1の態様にかかる情報処理装置は、第1のデータ収集システムの通信を管理する情報処理装置であって、
前記第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有する。An information processing device according to a first aspect is an information processing device that manages communication of a first data collection system,
estimating means for estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
setting means for setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the communication status estimated by the estimation means.
第2の態様にかかるデータ収集システムは、
前記データ収集システムの通信を管理する情報処理装置と、前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置とを備え、
前記情報処理装置は、
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有する。A data collection system according to a second aspect includes:
An information processing device that manages communication of the data collection system, and a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system,
The information processing device is
estimation means for estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
setting means for setting a channel to be used by the terminal device according to the communication status estimated by the estimation means.
第3の態様にかかる通信設定方法では、
第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定し、
推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する。In the communication setting method according to the third aspect,
estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and the other data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
A channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system is set according to the estimated communication status.
第4の態様にかかるプログラムは、
データ収集システムの通信を管理する情報処理装置のコンピュータに、
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された通信状況に従って、前記情報処理装置により通信が管理される前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定ステップと
を実行させる。A program according to a fourth aspect,
In the computer of the information processing device that manages the communication of the data collection system,
an estimation step of estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
a setting step of setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system whose communication is managed by the information processing device according to the communication status estimated in the estimation step.
上述の態様によれば、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる情報処理装置、データ収集システム、通信設定方法、及びプログラムを提供することができる。 According to the above aspect, it is possible to provide an information processing device, a data collection system, a communication setting method, and a program capable of efficiently realizing wireless communication even when a plurality of data collection systems compete with each other. can be done.
実施の形態の詳細な説明に先立って、実施の形態の概要を説明する。
図1は、実施の形態の概要にかかるネットワークサーバ11の構成の一例を示すブロック図である。ネットワークサーバ11は、データ収集システムに属し、当該データ収集システムの通信を管理する装置である。このデータ収集システムは、当該データ収集システムにおいて収集されるデータを、収集のために無線送信する端末装置を含む。ネットワークサーバ11は、情報処理装置と称されることがある。図1に示すように、ネットワークサーバ11は、推定部113と設定部114とを有する。Prior to detailed description of the embodiments, an outline of the embodiments will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a
推定部113は、ネットワークサーバ11が属するデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する。
設定部114は、推定部113により推定された通信状況に従って、上述した端末装置が利用するチャンネルを設定する。
図1に示すネットワークサーバ11によれば、複数のデータ収集システムにより共用される無線チャンネルの通信状況が推定され、その推定結果に従って、チャンネルの設定が行なわれる。このため、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。The
The
According to the
次に、実施の形態の詳細について説明する。
<実施の形態1>
図2は、実施の形態にかかるデータ収集システム1の構成の一例を示すブロック図である。図2に示すようにデータ収集システム1は、アプリケーションサーバ10と、ネットワークサーバ11と、ゲートウェイ12と、端末装置(ユーザノード)13とを有する。なお、図2では、データ収集システム1が提供するデータ収集サービスとは別のデータ収集サービスを提供するデータ収集システム2も図示されている。データ収集システム2は、アプリケーションサーバ20と、ネットワークサーバ21と、ゲートウェイ22と、端末装置(ユーザノード)23とを有する。なお、本実施の形態では、データ収集システム1、2は、LoRaWANシステムであるが、これに限らず、他のLPWAの規格に準拠した通信を行なうシステムであってもよい。データ収集システム1、2は、例えば、多くの端末からデータを収集するIoTデータ収集システムである。データ収集システム1に属する端末装置13の台数は少なくとも1台以上であればよいが、典型的には端末装置13は多数存在する。同様に、データ収集システム2に属する端末装置23の台数は少なくとも1台以上であればよいが、典型的には端末装置23は多数存在する。Next, details of the embodiment will be described.
<
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the
なお、図2では、1つのデータ収集システム2が図示されているが、複数のデータ収集システム2が存在していてもよい。すなわち、データ収集システム1と競合するデータ収集システムが複数存在していてもよい。
Although one
データ収集システム1は、端末装置13からデータを収集するシステムであり、端末装置13からのデータはゲートウェイ12及びネットワークサーバ11を介してアプリケーションサーバ10まで転送される。同様に、データ収集システム2は、端末装置23からデータを収集するシステムであり、端末装置23からのデータはゲートウェイ22及びネットワークサーバ21を介してアプリケーションサーバ20まで転送される。
The
ゲートウェイ12、22と端末装置13、23間は、無線接続されており、LoRaWAN規格に従ったLPWA通信が行なわれる。なお、ゲートウェイ12、ネットワークサーバ11、及びアプリケーションサーバ10は、有線又は無線により通信可能に接続されている。同様に、ゲートウェイ22、ネットワークサーバ21、及びアプリケーションサーバ20は、有線又は無線により通信可能に接続されている。
ここで、データ収集システム1とデータ収集システム2により、無線資源の使用における競合が発生している。すなわち、データ収集システム1とデータ収集システム2は、同一の無線通信帯域を共有している。The
Here,
端末装置13は、ガス使用量、電気使用量、又は水位計などのセンサーデータを無線フレームに格納してゲートウェイ12に向けて送信する。同様に、端末装置23も、センサーデータを無線フレームに格納してゲートウェイ22に向けて送信する。端末装置23が送信した無線フレームは、無線エリアが両システム間で重複しているため、データ収集システム1のゲートウェイ12により受信されうる。ただし、ゲートウェイ12は、端末装置23の無線フレームを必ずしも受信できるとは限らず、受信できても無線フレームの内容を判読できるとは限らない。端末装置13は、データ収集システム1のネットワークサーバ11の制御下にあり、端末装置13は、データ収集システム2のネットワークサーバ21の制御下にある。なお、端末装置23は、上述の通り、データ収集システム1とは異なるデータ収集システム2に属しているため、データ収集システム1から端末装置23の設定を変更するなどといった制御を行なうことはできない。
The
端末装置13は、無線フレームの送信タイミングと、無線フレームの送信時に使用する無線チャンネルがネットワークサーバ11により予め設定されている。同様に、端末装置23は、無線フレームの送信タイミングと、無線フレームの送信時に使用する無線チャンネルがネットワークサーバ21により予め設定されている。例えば、端末装置13、23は、予め定められた時間間隔で定期的に無線フレームを送信する。
The
ゲートウェイ12は、端末装置13からの無線フレームを受信し、無線フレームに格納されているデータをパケットに格納し、ネットワークサーバ11に送信する。同様に、ゲートウェイ22は、端末装置23からの無線フレームを受信し、無線フレームに格納されているデータをパケットに格納し、ネットワークサーバ21に送信する。
ネットワークサーバ11は、ゲートウェイ12から受信したパケットに格納されているデータをアプリケーションサーバ10に送信する。同様に、ネットワークサーバ21は、ゲートウェイ22から受信したパケットに格納されているデータをアプリケーションサーバ20に送信する。
アプリケーションサーバ10、20は、データを受信し、データの集計処理などの任意のアプリケーションを実行する。The
The
The
以下、実施の形態にかかるデータ収集システム1についてさらに詳しく説明する。ゲートウェイ12は、上述の通り、端末装置13からの無線フレームのみならず、端末装置23からの無線フレームを受信しうる。ゲートウェイ12は、無線フレームに格納されているデータのみならず、当該無線フレームに関する受信状況情報を併せてパケットに格納し、ネットワークサーバ11へ送信する。受信状況情報には、例えば、受信信号強度、信号ノイズ比、無線通信時間、ネットワークID、デバイスID、宛先、ACK要求、データレート、電波信号の拡散率、送信出力、送信時刻、受信時刻、及び使用された無線チャンネル等が含まれる。
The
無線通信時間とは、無線フレームの送信のために電波が使用された時間をいい、TOA(Time on air)とも称す。ネットワークIDとは、いずれのデータ収集システムで用いられているネットワークであるか、すなわち、送信元の端末装置がいずれのデータ収集システムに属しているかを特定する識別子である。デバイスIDとは、送信元の端末装置を特定する識別子である。データレートとは、電波信号の拡散率と帯域幅とを規定する制御情報であり、例えばLoRaWANでは、図3のように規定されている。ACK要求とは、無線フレーム(パケット)の宛先が当該無線フレーム(パケット)を受信したことを示す応答を宛先に対して要求する制御情報である。 The radio communication time is the time during which radio waves are used to transmit radio frames, and is also called TOA (Time on air). A network ID is an identifier that specifies which data collection system the network is used in, that is, which data collection system the transmission source terminal device belongs to. A device ID is an identifier that identifies a terminal device that is a transmission source. A data rate is control information that defines the spreading factor and bandwidth of a radio signal, and is defined as shown in FIG. 3 in LoRaWAN, for example. The ACK request is control information requesting the destination of a radio frame (packet) to respond to the destination of the radio frame (packet).
受信信号強度、信号ノイズ比、無線通信時間、受信時刻、及び使用された無線チャンネルは、例えば、ゲートウェイ12が無線信号を観測することにより取得される。また、ネットワークID、デバイスID、宛先、ACK要求、データレート、電波信号の拡散率、送信出力、及び送信時刻は、例えば、ゲートウェイ12が無線フレームに格納されたこれらの情報を観測する(読み取る)ことにより取得される。
The received signal strength, signal-to-noise ratio, wireless communication time, reception time, and used wireless channel are obtained, for example, by the
ネットワークサーバ11は、パケットに格納された受信状況情報を蓄積し、蓄積された受信状況情報を解析することにより、データ収集システム1及びデータ収集システム2とで共用される無線チャンネルの通信状況を推定する。すなわち、ネットワークサーバ11は、無線チャンネルを用いた通信の観測結果である受信状況情報に基づいて推定する。また、ネットワークサーバ11は、推定された通信状況に従って、端末装置13における送信を制御する設定を行なう。ネットワークサーバ11は、設定内容を示すコマンドを端末装置13に送信することにより、端末装置13における送信を制御する。
The
図4は、ネットワークサーバ11の具体的な構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、送受信部110と、パケット処理部111と、推定部113と、設定部114とを有する。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a specific configuration of the
送受信部110は、ゲートウェイ12又はアプリケーションサーバ10との間で、パケットの送受信処理を行なう。送受信部110は、データの送受信に加え、設定内容を示すコマンドの送受信を行なう。
The transmission/
パケット処理部111は、受信したパケットを処理する。例えば、パケット処理部111は、ゲートウェイ12から受信したパケット内に格納されたデータを、アプリケーションサーバ10に転送するために取り出して、送受信部110に出力する。また、パケット処理部111は、パケットに格納された受信状況情報を取り出して、推定部113に出力する。また、パケット処理部111はパケット内に格納されたコマンドを認識し、それに応じた処理をする。例えば、ACK要求が付随しているパケットが受信された場合には、パケット処理部111は、送信元に対し応答をするよう送受信部110に指示する。
The
推定部113は、受信状況情報を蓄積し、これを解析することにより無線通信状況を推定する。また、設定部114は、推定部113により推定された通信状況に従って、端末装置13における送信を制御するための設定を行なう。設定部114により決定された設定は、コマンドとして、送受信部110により端末装置13に送信される。当該コマンドを受信した端末装置13は、設定内容にしたがって、無線フレームの送信処理を行なう。なお、本実施の形態における推定部113及び設定部114の具体的な処理については後述する。
次に、ネットワークサーバ11のハードウェア構成の一例について説明する。図5は、ネットワークサーバ11のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、ネットワークサーバ11は、例えば、ネットワークインタフェース50、メモリ51、及びプロセッサ52を含む。
Next, an example of the hardware configuration of the
ネットワークインタフェース50は、ゲートウェイ12及びアプリケーションサーバ10などの他の装置と通信するために使用される。ネットワークインタフェース50は、例えば、ネットワークインタフェースカード(NIC)を含んでもよい。
メモリ51は、例えば、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ51は、プロセッサ52により実行される、1以上の命令を含むソフトウェア(コンピュータプログラム)、及び、ネットワークサーバ11の各種処理に用いられるデータなどを格納するために使用される。
上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、Compact Disc Read Only Memory(CD-ROM)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、Programmable ROM(PROM)、Erasable PROM(EPROM)、フラッシュROM、Random Access Memory(RAM))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。The
The programs described above can be stored and provided to computers using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (eg, floppy disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical discs), Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM), CD- R, CD-R/W, semiconductor memory (eg Mask ROM, Programmable ROM (PROM), Erasable PROM (EPROM), Flash ROM, Random Access Memory (RAM)). The program may also be supplied to the computer on various types of transitory computer readable medium. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. Transitory computer-readable media can deliver the program to the computer via wired channels, such as wires and optical fibers, or wireless channels.
プロセッサ52は、メモリ51からソフトウェア(コンピュータプログラム)を読み出して実行することで、図4に示した各構成要素の処理を行う。すなわち、送受信部110、パケット処理部111、推定部113、及び設定部114の各処理は、プログラムの実行により実現されてもよい。このように、ネットワークサーバ11は、コンピュータとしての機能を備えている。プロセッサ52は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU(Micro Processor Unit)、又はCPU(Central Processing Unit)などであってもよい。プロセッサ52は、複数のプロセッサを含んでもよい。
The
次に、本実施の形態における推定部113及び設定部114の具体的な処理について説明する。本実施の形態の推定部113は、無線チャンネル毎の電波利用の混雑状況(通信状況)を推定するために、以下の2つの指標の値を推定する。すなわち、推定部113は、1つ目の指標として、データ収集システム1に属する端末装置13と他のデータ収集システム(競合する全てのデータ収集システム2)に属する端末装置23の送信レートの合計(総送信レートとも称す)を推定する。また、推定部113は、2つ目の指標として、無線チャンネル毎の通信容量を推定する。
Next, specific processing of
まず、送信レート(すなわち、単位時間当たりの送信量の合計)の推定について説明する。送信レートを求めるため、本実施の形態では端末装置13、23が送信したものの無線電波の干渉などにより宛先のゲートウェイ12、22がこれを受信できなかった事象の発生頻度を表すロス率に着目する。
本実施の形態では、データ収集システム1に属する端末装置13の少なくとも1つ以上の端末装置13の送信レートが既知であるとする。このとき、推定部113は、この端末装置13の送信レートとこの端末装置13の送信についての受信レートとから、ロス率Pを、以下の式(1)により推定する。なお、受信レートは、送信レートが既知である端末装置13の送信に対する、ゲートウェイ12の実際の受信結果から算出される。すなわち、推定部113が、この端末装置13から送信された無線フレームについての受信状況情報を解析することにより受信レートが得られる。式(1)において、RXRateは、既知の送信レートを示し、TXRateは、実際の観測結果として得られる受信レートを示す。First, the estimation of the transmission rate (that is, the total transmission amount per unit time) will be described. In order to obtain the transmission rate, this embodiment focuses on the loss rate, which indicates the frequency of events in which the
In this embodiment, it is assumed that the transmission rate of at least one
また、本実施の形態では、IoTデータ収集システムに用いられる通信方式であるALOHA通信方式のサービスレートモデルを用いる。このモデルに従い、本実施の形態では、次の関係式(2)が成り立つと想定する。式(2)において、TXRateは端末装置13、23の送信レートの合計を示し、RXRateは受信側に到着した無線通信の通信レート(受信レート)の合計を示す。
Further, in this embodiment, a service rate model of the ALOHA communication system, which is a communication system used in the IoT data collection system, is used. According to this model, in this embodiment, it is assumed that the following relational expression (2) holds. In equation (2), TXRate indicates the total transmission rate of the
ここで、ロス率Pは、1-(到着率)として表される。また、到着率は、送信レートに対する受信レートの比として表される。したがって、上記式(2)によれば、ロス率Pについて、以下の式(3)の関係が成り立つ。 Here, the loss rate P is expressed as 1-(arrival rate). Also, the arrival rate is expressed as the ratio of the reception rate to the transmission rate. Therefore, according to the above formula (2), the relationship of the following formula (3) holds for the loss rate P.
よって、端末装置13、23の送信レートの合計TXRateは、以下の式(4)に示すPの関数として表される。
Therefore, the total TXRate of the transmission rates of the
ここで、着目するチャンネルiにおけるロス率をPiとすると、チャンネルiにおける端末装置13、23の送信レートの合計TXRateiは、以下の式(5)のように表される。なお、Piは、上記式(1)に示したように、送信レートが既知である端末装置13によるチャンネルiを用いた送信に対する受信レートを観測することにより算出される。Here, assuming that the loss rate on the channel i of interest is P i , the total TXRate i of the transmission rates of the
このように、本実施の形態では、IoTデータ収集システムで用いられる特徴的な通信方式を推定の際に想定した上で、次のようにして、送信レートを推定する。すなわち、推定部113は、まず、自システム(データ収集システム1)で観測された通信の一部からチャンネルiにおけるパケットロス率Piを推定する。そして、推定部113は、式(5)を用いて、自システムの端末装置13の送信レートと他システムの端末装置23の送信レートをあわせた送信レートTXRateiを推定する。このように、推定部113は、無線チャンネルにおけるパケットロス率を推定し、当該パケットロス率に基づいて当該無線チャンネルにおける総送信レートを推定する。As described above, in the present embodiment, the transmission rate is estimated in the following manner on the assumption of the characteristic communication method used in the IoT data collection system at the time of estimation. That is, the
次に、無線チャンネル毎の通信容量の推定について具体的に説明する。
上述した通り、ゲートウェイ12は、無線チャンネルの電波品質をモニタしており、無線フレームをネットワークサーバ11へ転送する際に、信号ノイズ比(SNR)を含む受信状況情報をネットワークサーバ11へ通知する。
推定部113は、着目する無線チャンネルiの実効的な通信容量Capacityiを、シャノン・ハートレーの定理の近似を用いて、以下の式(6)により推定する。 Next, estimation of the communication capacity for each wireless channel will be specifically described.
As described above, the
The estimating
なお、式(6)において、SNRiはチャンネルiの信号ノイズ比の観測結果を表し、SNRrangeは、信号ノイズ比の計測できる範囲を表し、SNRlowは、SNRrangeの下限を表す。このように、推定部113は、無線チャンネル毎に観測された信号ノイズ比から、無線チャンネル毎の実効的な通信容量を推定する。In equation (6), SNRi represents the observed signal-to-noise ratio of channel i, SNRrange represents the measurable range of the signal-to-noise ratio, and SNRlow represents the lower limit of the SNRrange. Thus, the
本実施の形態では、設定部114は、チャンネルiについて、推定された送信レートTXRateiが所定の第1の閾値以下の場合、又は通信容量Capacityiが所定の第2の閾値以下の場合、チャンネルiに収容している端末装置13を他のチャンネルに振り替える。その際、設定部114は、いずれのチャンネルに振り替えるべきかを決定するために、各チャンネルが収容するべき端末装置13の数を算出する。すなわち、設定部114は、各チャンネルにおける端末装置13の最大収容数を算出する。以下、各チャンネルが収容するべき端末装置13の数の算出方法、すなわち、各チャンネルにおける端末装置13の最大収容数の算出方法について説明する。In the present embodiment , for channel i , setting
設定部114は、各チャンネルの推定された送信レートTXRatei及び通信容量Capacityiをもちいて、各チャンネルにおける端末装置13の最大収容数を決定する。具体的には、設定部114は、チャンネルiの端末装置13の最大収容数niを以下の式(7)により算出する。The
なお、式(7)において、Nは、端末装置13の総数である。すなわち、Nは、データ収集システム1に属する端末装置、換言すると、ネットワークサーバ11の制御下にある端末装置の総数である。mは、利用可能なチャンネル数である。γは、補正パラメータ(全体で収容できるユーザ数の逆数)であり、具体的には以下の式(8)で表される。
Note that in equation (7), N is the total number of
なお、式(7)及び式(8)において、Wiは以下の式(9)で表される。すなわち、Wiは、チャンネルiの混雑度合い(すなわち、TXRatei/Capacityi)の逆数である。Note that in equations (7) and (8), Wi is represented by the following equation (9). That is, W i is the inverse of the congestion degree of channel i (ie, TXRate i /Capacity i ).
なお、各チャンネルの利用率は1を超えないようにniを制限することが好ましい。このため、niは以下の式(10)、すなわち式(11)の関係式を満たすことが好ましい。つまり、niがT/A未満に制限されていることが好ましい。Note that it is preferable to limit n i so that the utilization rate of each channel does not exceed one. Therefore, n i preferably satisfies the following formula (10), that is, the relational expression of formula (11). That is, n i is preferably limited to less than T/A.
なお、式(10)において、Link_utiliは、チャンネルiの利用率を表す。TOAiは、単位計測時間あたりにチャンネルiで電波が送信された時間(Time on air)を表す。なお、ゲートウェイ12は、受信状況情報として、定期的にTOAiをネットワークサーバ11に通知する。また、式(10)及び(11)において、Tは、単位計測時間を表し、Aは、1つの無線フレームを送信するために要する平均的な送信時間を表す。Note that in Equation (10), Link_util i represents the utilization rate of channel i. TOA i represents the time (Time on air) during which radio waves are transmitted on channel i per unit measurement time. The
次に、端末装置13が使用するチャンネルの設定についての動作の流れについて説明する。図6は、本実施の形態におけるチャンネルの設定についての動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図6を参照しつつ、動作の流れを説明する。
Next, the operation flow for setting the channel used by the
ステップS100において、送信レートが既知である端末装置13がチャンネルiを用いて無線フレームを送信する。
In step S100, the
次に、ステップS101において、ゲートウェイ12が、当該無線フレームを受信し、信号ノイズ比及びTOAiを含む受信状況情報を、無線フレームに格納されていたデータとともにネットワークサーバ11へ転送する。Next, in step S101, the
次に、ステップS102において、ネットワークサーバ11の推定部113は、ステップS101で取得した受信状況情報に基づいて、当該端末装置13の送信に対する受信レートを算出する。そして、推定部113は、この受信レートと、既知の送信レートとを用いて、式(1)に従い、チャンネルiのロス率を算出する。このように本実施の形態では、推定部113は、データ収集システム1において収集されるデータを送信する端末装置13の既知の送信レートと、当該端末装置13について観測された受信レートとに基づいてパケットロス率を推定する。
Next, in step S102, the
次に、ステップS103において、ネットワークサーバ11の推定部113は、式(5)に従い、ステップS102で算出したロス率から送信レートを推定する。
Next, in step S103, the
次に、ステップS104において、ネットワークサーバ11の推定部113は、ステップS101で取得した受信状況情報を用いて、式(6)に従ってチャンネルiの通信容量を推定する。
Next, in step S104, the
次に、ステップS105において、設定部114は、チャンネルiについて、ステップS103推定された送信レートもしくはステップS104で推定された通信容量が閾値以下であるか否かを判定する。いずれかが閾値以下である場合、処理はステップS106へ移行する。いずれも閾値を超えている場合には、チャンネルの設定の変更を省略する。なお、図6に示した例では、ステップS106へ移行する条件は、送信レートもしくは通信容量が閾値以下であることであるが、送信レート及び通信容量の両方が閾値以下であることを条件としてもよい。
Next, in step S105, the
次に、ステップS106において、設定部114は、各チャンネルの端末装置13の最大収容数を式(7)に従って算出する。すなわち、設定部114は、端末装置13の総数と、利用可能な無線チャンネルの数と、推定された総送信レートと、推定された通信容量とに基づいて、無線チャンネルに収容する端末装置の数を決定する。
Next, in step S106, the
次に、ステップS107において、設定部114は、チャンネルiに現在収容されている端末装置13の一部又は全てを他のチャンネルに振り替える。このとき、設定部114は、現在収容されている端末装置13の数が最大収容数未満であるチャンネルへと振り替える。より好ましくは、設定部114は、現在収容されている端末装置13の数が最大収容数未満であるチャンネルであり、かつ、送信レート及び通信容量が閾値を超えているチャンネルへと振り替える。設定部114は、振り替え対象の端末装置13に対し、コマンドを送信することにより、新たなチャンネルを通知する。これにより、振り替え対象の端末装置13は、次回のデータ送信時には新たに振り当てられたチャンネルでデータを送信することとなる。このように、設定部114は、端末装置13が利用するチャンネルを設定する。
Next, in step S107, the
以上、実施の形態1について説明した。本実施の形態では、電波資源を共有する他のデータ収集システム2の動作により生じたロス率及び信号ノイズ比を用いて各チャンネルの送信レート及びキャパシティを推定する。そして、これらの推定結果に基づき,端末装置13の次回の送信で使用するチャンネルをネットワークサーバ11が決定し、これを端末装置13に通知する。通知を受けた端末装置13は新たに指定されたチャンネルを用いてデータ送信を行なう。これによって、直接的にデータ収集システム2の通信量や通信内容を利用せずとも管理対象のシステムを適切に制御することが可能となる。このように、本実施の形態によれば、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。
The first embodiment has been described above. In this embodiment, the transmission rate and capacity of each channel are estimated using the loss rate and signal-to-noise ratio caused by the operation of other
なお、上述した実施の形態では、推定部113は、上述した数式に従って、送信レート及び通信容量を推定したが、これらの推定において、ベイズ推定およびベイジアンアトラクタモデルを用いることで、推定精度を向上させつつ計算量を削減してもよい。ベイズ推定では少ない情報によっても推定が可能となる特徴がある。また、送信レートとキャパシティといった複数の状態の組み合わせの確率分布を作成しても、ベイジアンアトラクタモデルを用いることにより、現実的な探索時間で、想定される状態と現在の状態との一致を検出することができる。IoTデータ収集システムのように、単純な動作を繰り返しているため比較的安定性が高い状態を有する無線システムの状態変化を適切に検出することが期待できる。
In the above-described embodiment, the
<実施の形態2>
次に、実施の形態2について説明する。本実施の形態では、推定部113が、他のデータ収集システムであるデータ収集システム2による定期的なパケット送信に対するパケットロスを検出することにより、パケットロス率を推定する点で、実施の形態1と異なっている。なお、以下の説明では、実施の形態1と同様の構成及び動作については、適宜説明を省略する。<
Next,
本実施の形態では、データ収集システム2において端末装置23が定期的にデータ(無線フレーム)をゲートウェイ22に送信している際のパケットロスの発生を推定部113が検出することにより、パケットロス率を推定する。なお、端末装置23が定期的にデータをゲートウェイ22に送信しているか否かは、例えば次のように確認される。推定部113は、端末装置23が送信した無線フレームをゲートウェイ12が受信することにより得られる端末装置23の送信についての受信状況情報を解析する。これにより、推定部113は、同一の端末装置23が特定の時間間隔毎に無線フレームをゲートウェイ22に送信していることを検出する。
In this embodiment, the packet loss rate to estimate Whether or not the
図7は、同一の端末装置23による定期的な無線フレームの送信についての受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)の推移の一例を示すグラフである。また、図8は、同一の端末装置23による定期的な無線フレームの送信についての拡散率の推移の一例を示すグラフである。推定部113は、定期的にゲートウェイ12で受信されるはずの無線フレームがゲートウェイ12により受信されない場合、パケットロスが発生したと判定する。
FIG. 7 is a graph showing an example of changes in received signal strength indicator (RSSI) for periodical transmission of radio frames by the
また、ACK要求に対する応答がないことの検知などによりパケットロスの発生を検知した端末装置23が、次回の送信の際に送信出力を増加させる場合がある(図7参照)。同様に、パケットロスの発生を検知した端末装置23が、次回の送信の際に拡散率を増加させる場合がある(図8参照)。このため、推定部113は、端末装置23による無線フレームの送信に対し、前回の無線フレーム受信時に比べ受信信号強度又は拡散率が増加した無線フレームがゲートウェイ12で受信された場合、パケットロスが発生したと判定する。このように、推定部113は、端末装置23による定期的なパケット送信において、送信出力が増加した場合、パケットロスが発生したと判定してもよい。また、推定部113は、端末装置23による定期的なパケット送信において、送信における拡散率が増加した場合、パケットロスが発生したと判定してもよい。推定部113は、定期的に受信されるはずの無線フレームが受信されないことの検出によるパケットロスの検出と、受信信号強度又は拡散率の増加の検出によるパケットロスの検出とを併用してもよいし、いずれか一方を採用してもよい。また、受信信号強度の増加の検出によるパケットロスの検出と拡散率の増加の検出によるパケットロスの検出とを併用してもよいし、いずれか一方を採用してもよい。
In addition, the
なお、端末装置23は、パケットロスが発生すると、ロスしたデータを再送する場合がある。このようなケースにおいて、一度送信してから再送するまでの時間がきわめて短い場合には、再送により送信された無線フレームを正常に送信された無線フレームであると推定部113が誤認する可能性がある。しかし、一般的なIoTデータ収集システムでは、図9に示すように、一度送信してから再送するまで時間が十分長いため、そのような誤認は回避できる。すなわち、一般的なIoTデータ収集システムでは、再送の発生を適切に検出することが可能である。
Note that the
推定部113は、例えば、チャンネル毎に、次のようにパケットロス率を算出する。推定部113は、まず、端末装置23の定期的な送信により所定の期間TperiodにM回の送信が行なわれること特定する。そして、推定部113は、例えば、上述した検出方法により、期間Tperiodにおけるパケットロスの発生数をカウントし、このカウント数とMとの比によりパケットロス率を算出する。推定部113は、このようにして算出されたパケットロス率を、実施の形態1で説明した算出方法(すなわち式(1)による算出)により算出されるパケットロス率の代わりに用いてもよい。すなわち、上述したステップS102において、本実施の形態に従った算出方法により算出されたロス率が用いられてもよい。この場合も、実施の形態1と同様、送信レート及びキャパシティの推定が可能であり、端末装置13に割り当てるチャンネルを適切に設定することができる。すなわち、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。For example, the
ところで、ACK要求を伴う無線フレームの送信を端末装置23が行なった場合、ネットワークサーバ21又はゲートウェイ22からの応答がその直後に発生することとなる。したがって、ゲートウェイ12は、端末装置23によるACK要求を伴う無線フレームの送信を検出した場合、当該送信に対する応答のタイミングを避けて、ゲートウェイ12からの送信を行なうようにしてもよい。なお、端末装置23による送信から応答の発生までには遅延時間が存在する。この遅延時間は、LoRaWANでは、例えば1秒となっている。
By the way, when the
推定部113は、端末装置23からの無線フレームに対する応答の無線フレームを検出した場合、その応答の無線フレームの送信元がゲートウェイ22又はネットワークサーバ21であると推定してもよい。これにより、データ収集システム2のゲートウェイ22又はネットワークサーバ21が使用するチャンネルを推定することができる。この場合、設定部114は、当該チャンネルは電波信号の発生確率が高いと判断し、当該チャンネルの利用を避けるよう端末装置13若しくはゲートウェイ12を設定してもよい。なお、ゲートウェイ12が受信した無線フレームが、端末装置23からの無線フレームに対する応答であるか否かは、例えば、推定部113が次のように判定される。例えば、端末装置23からの無線フレームの送信に対して所定の遅延時間後(例えば1秒後)に発生する無線フレームがある場合、この無線フレームを、応答であると判定する。
When the
<実施の形態3>
次に、実施の形態3について説明する。上述した実施の形態では、推定部113は、送信レート及び通信容量を推定することにより、無線チャンネルの通信状況を推定した。本実施の形態では、無線チャンネルの通信状況の他の推定方法について説明する。<
Next,
本実施形態では、推定部113は、他のデータ収集システムによる、ある無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、当該他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する。これについて、具体的に説明する。推定部113は、データ収集システム2のチャンネル毎の送信データ量の累積値を解析する。この累積値は、所定の観測期間における累積値である。IoTデータ収集システムでは、所定の期間に所定のデータ量のデータの収集を行なう運用がなされることがある。この場合、所定の期間に発生する通信のデータ量には上限が存在することを意味する。したがって、本実施の形態では、このような特徴に着目して、無線チャンネルの通信状況を推定する。
In this embodiment, the estimating
具体的には、推定部113は、例えば、あるチャンネルにおけるデータ収集システム2の通信による直近の第1の観測期間の累積データ量が、過去の第2の観測期間の累積データ量に対し所定の割合に到達しているか否かを判定する。ここで、第2の観測期間は第1の観測期間よりも長い期間である。そして、推定部113は、直近の第1の観測期間の累積データ量が、過去の第2の観測期間の累積データ量に対し所定の割合に到達している場合、当該チャンネルにおけるデータ収集システム2の通信の現在以降の発生確率が一時的に低いと判断する。したがって、この場合、設定部114は、端末装置13が当該チャンネルを使用するよう設定する。このような構成によれば、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。例えば、推定部113は、直近の1日(第1の観測期間)の累積データ量を、過去のある1週間(第2の観測期間)の累積データ量の最大値又は平均値と比較する。そして、推定部113は、直近の1日の累積データ量が、1週間の累積データ量の最大値又は平均値の95%に到達している場合、データ収集システム2による通信はほぼ完了しており、その後の通信の発生確率はしばらく低いと判断する。
Specifically, the estimating
また、推定部113は、データ収集システム2による、ある無線チャンネルを用いた通信における所定の時点から現在までの累積データ量の推移に基づいて、データ収集システム2による、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定してもよい。より詳細には、推定部113は、所定の時点から現在までの第3の観測期間の累積データ量の推移において、当該第3の観測期間に含まれる期間である直近の第4の観測期間において、累積データ量の増加量が所定値以下であるか否かを判定する。推定部113は、第4の観測期間における累積データ量の増加量が所定値以下である場合、当該チャンネルにおけるデータ収集システム2の通信の現在以降の発生確率が一時的に低いと判断する。したがって、この場合、設定部114は、端末装置13が当該チャンネルを使用するよう設定する。このような構成によれば、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。例えば、第3の観測期間が現在までの過去1週間であり、第4の観測期間が現在までの過去3日であるとする。この場合において、例えば、第4の観測期間で累積データ量が変化していない場合、データ収集システム2による第3の観測期間によるデータ収集が完了したと判断できる。
In addition, the
累積データ量の集計は同一のネットワークIDを伴う無線フレームの送信で利用されているチャンネル群に対して行なわれてもよい。すなわち、データ収集システム2が用いる複数のチャンネルのデータ量をまとめて集計してもよい。そして、これらチャンネル群についての通信状況が推定されてもよい。同一のデータ収集システム2においては、同一のネットワークIDを伴う無線フレームが送信されると想定される。このため、同一のネットワークIDを伴う無線フレームについての累積データ量を集計することにより、所定の期間に所定のデータ量のデータの収集を行なう当該データ収集システム2の収集の進捗を適切に把握できる。
Aggregation of the accumulated data amount may be performed for a group of channels used for transmission of radio frames with the same network ID. That is, the data amount of a plurality of channels used by the
<実施の形態4>
次に、実施の形態4について説明する。本実施の形態では、無線チャンネルの通信状況のさらに別の推定方法について説明する。
IoTデータ収集システムが一般的に用いるアンライセンスバンドの無線周波数帯を用いる通信規格では、無線フレームを送信できる時間が限られている場合がある。例えば、LoRaWANが使用する920MHzアンライセンスバンドでは、同一のシステムに属する通信装置が無線フレームを送信できる時間は、1時間あたりの総和が360秒以下に制限される場合がある。このような場合、例えば、最大通信速度で360秒間に送信可能なパケット数が120であったとしても、1時間の通信量(パケット数)は同じく120に制限されることとなる。通信装置が、パケットの転送などのために、これを超えた量のパケットの送信を試みた場合、パケットが通信装置にて破棄される場合がある。<
Next,
In communication standards that use unlicensed radio frequency bands that are generally used by IoT data collection systems, there are cases where the time during which radio frames can be transmitted is limited. For example, in the 920 MHz unlicensed band used by LoRaWAN, the time during which communication devices belonging to the same system can transmit radio frames may be limited to a total of 360 seconds or less per hour. In such a case, for example, even if the number of packets that can be transmitted in 360 seconds at the maximum communication speed is 120, the amount of communication (number of packets) per hour is similarly limited to 120. If the communication device attempts to transmit packets exceeding this amount for reasons such as packet transfer, the packets may be discarded by the communication device.
IoTデータ収集システムのこのような特徴を鑑み、本実施形態の推定部113は、データ収集システム2による無線チャンネルを用いた通信の通信時間の規定期間(例えば1時間)における総和が、規定値(例えば360秒)を超えているか否かを判定する。そして、推定部113は、その判定結果に基づいて、データ収集システム2による、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する。なお、データ収集システム2において、無線フレームを送信できる時間が制限されているかについて、推定部113は、データ収集システム2の通信についての受信状況情報(具体的には例えば無線通信時間)を解析することにより確認してもよい。
In view of such characteristics of the IoT data collection system, the estimating
データ収集システム2による通信の通信時間の規定期間における総和が規定値を超えている場合、当該チャンネルにおけるデータ収集システム2の通信の現在以降の発生確率が一時的に低いと判断する。したがって、この場合、設定部114は、端末装置13が当該チャンネルを使用するよう設定する。このような構成によれば、複数のデータ収集システムが競合する場合であっても、効率的に無線通信を実現することができる。
If the sum of the communication times of the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した各実施の形態が組み合わされてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention. For example, each embodiment mentioned above may be combined.
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 In addition, part or all of the above-described embodiments can be described as the following additional remarks, but are not limited to the following.
(付記1)
第1のデータ収集システムの通信を管理する情報処理装置であって、
前記第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有する情報処理装置。
(付記2)
前記推定手段は、前記無線チャンネルにおけるパケットロス率を推定し、当該パケットロス率に基づいて前記無線チャンネルにおける総送信レートを推定する
付記1に記載の情報処理装置。
(付記3)
前記推定手段は、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを送信する前記端末装置の既知の送信レートと、当該端末装置について観測された受信レートとに基づいて前記パケットロス率を推定する
付記2に記載の情報処理装置。
(付記4)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる定期的なパケット送信に対するパケットロスを検出することにより、前記パケットロス率を推定する
付記2に記載の情報処理装置。
(付記5)
前記推定手段は、定期的なパケット送信において、送信出力が増加した場合、パケットロスが発生したと判定する
付記4に記載の情報処理装置。
(付記6)
前記推定手段は、定期的なパケット送信において、送信における拡散率が増加した場合、パケットロスが発生したと判定する
付記4に記載の情報処理装置。
(付記7)
前記推定手段は、さらに、観測された信号ノイズ比に基づいて前記無線チャンネルの通信容量を推定する
付記2乃至6のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記8)
前記設定手段は、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する前記端末装置の総数と、利用可能な無線チャンネルの数と、推定された前記総送信レートと、推定された前記通信容量とに基づいて、前記無線チャンネルに収容する前記端末装置の数を決定し、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する前記端末装置が利用するチャンネルを設定する
付記7に記載の情報処理装置。
(付記9)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記1乃至8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記10)
前記推定手段は、前記無線チャンネルにおける前記他のデータ収集システムの通信による直近の第1の観測期間の累積データ量が、過去の第2の観測期間の累積データ量に対し所定の割合に到達しているか否かに基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記9に記載の情報処理装置。
(付記11)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における所定の時点から現在までの累積データ量の推移に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記9に記載の情報処理装置。
(付記12)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信の通信時間の規定期間における総和が規定値を超えているか否かに基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記1乃至11のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記13)
データ収集システムであって、
前記データ収集システムの通信を管理する情報処理装置と、前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置とを備え、
前記情報処理装置は、
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有するデータ収集システム。
(付記14)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記13に記載のデータ収集システム。
(付記15)
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信の通信時間の規定期間における総和が規定値を超えているか否かに基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
付記13又は14に記載のデータ収集システム。
(付記16)
第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定し、
推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する
通信設定方法。
(付記17)
データ収集システムの通信を管理する情報処理装置のコンピュータに、
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された通信状況に従って、前記情報処理装置により通信が管理される前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定ステップと
を実行させるプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。(Appendix 1)
An information processing device that manages communication of a first data collection system,
estimating means for estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
and setting means for setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the communication status estimated by the estimation means.
(Appendix 2)
The information processing apparatus according to
(Appendix 3)
The estimation means estimates the packet loss rate based on a known transmission rate of the terminal device that transmits data collected in the first data collection system and an observed reception rate of the terminal device. The information processing device according to
(Appendix 4)
The information processing apparatus according to
(Appendix 5)
The information processing apparatus according to
(Appendix 6)
The information processing apparatus according to
(Appendix 7)
The information processing apparatus according to any one of
(Appendix 8)
The setting means includes the total number of terminal devices that wirelessly transmit data collected in the first data collection system, the number of available wireless channels, the estimated total transmission rate, and the estimated determining the number of the terminal devices to be accommodated in the wireless channel based on the communication capacity, and setting the channel to be used by the terminal device that wirelessly transmits the data collected in the first data collection system. The information processing device according to .
(Appendix 9)
The estimating means estimates the communication status of the radio channel from the present onward by the other data collection system based on the accumulated data amount in the communication using the radio channel by the other data collection system. 9. The information processing apparatus according to any one of 8.
(Appendix 10)
The estimating means is configured such that the accumulated data amount in the most recent first observation period through communication of the other data collection system on the wireless channel reaches a predetermined ratio with respect to the accumulated data amount in the past second observation period. The information processing apparatus according to appendix 9, wherein the communication status of the wireless channel after the present is estimated by the other data collection system based on whether or not the wireless channel is connected.
(Appendix 11)
The estimating means, based on the transition of the amount of accumulated data from a predetermined point in time to the present in the communication using the radio channel by the other data collection system, the radio channel after the present by the other data collection system The information processing device according to appendix 9.
(Appendix 12)
The estimating means, based on whether or not the sum of the communication time of the communication using the wireless channel by the other data collection system in a prescribed period exceeds a prescribed value, 12. The information processing apparatus according to any one of
(Appendix 13)
A data collection system comprising:
An information processing device that manages communication of the data collection system, and a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system,
The information processing device is
estimation means for estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
A data collection system comprising: setting means for setting a channel to be used by the terminal device according to the communication status estimated by the estimation means.
(Appendix 14)
The estimating means estimates the communication status of the radio channel from the present onward by the other data collection system based on the accumulated data amount in the communication using the radio channel by the other data collection system. Data collection system as described.
(Appendix 15)
The estimating means, based on whether or not the sum of the communication time of the communication using the wireless channel by the other data collection system in a prescribed period exceeds a prescribed value, 15. The data collection system according to
(Appendix 16)
estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and the other data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
A communication setting method of setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the estimated communication status.
(Appendix 17)
In the computer of the information processing device that manages the communication of the data collection system,
an estimation step of estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
a setting step of setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system whose communication is managed by the information processing device according to the communication status estimated in the estimation step; A non-transitory computer-readable medium on which is stored.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.
この出願は、2019年3月15日に出願された日本出願特願2019-048658を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-048658 filed on March 15, 2019, and the entire disclosure thereof is incorporated herein.
1 データ収集システム
2 データ収集システム
10 アプリケーションサーバ
11 ネットワークサーバ
12 ゲートウェイ
13 端末装置
20 アプリケーションサーバ
21 ネットワークサーバ
22 ゲートウェイ
23 端末装置
50 ネットワークインタフェース
51 メモリ
52 プロセッサ
110 送受信部
111 パケット処理部
113 推定部
114 設定部1
Claims (10)
前記第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有し、
前記推定手段は、前記無線チャンネルにおけるパケットロス率を推定し、当該パケットロス率に基づいて前記無線チャンネルにおける総送信レートを推定する
情報処理装置。 An information processing device that manages communication of a first data collection system,
estimating means for estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
setting means for setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the communication status estimated by the estimation means ;
The estimating means estimates a packet loss rate in the radio channel and estimates a total transmission rate in the radio channel based on the packet loss rate.
Information processing equipment.
請求項1に記載の情報処理装置。 The estimation means estimates the packet loss rate based on a known transmission rate of the terminal device that transmits data collected in the first data collection system and an observed reception rate of the terminal device. The information processing device according to claim 1 .
請求項1に記載の情報処理装置。 2. The information processing apparatus according to claim 1 , wherein said estimating means estimates said packet loss rate by detecting packet loss in periodic packet transmission by said another data collection system.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 4. The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein said estimating means further estimates the communication capacity of said radio channel based on the observed signal-to-noise ratio.
請求項4に記載の情報処理装置。 The setting means includes the total number of terminal devices that wirelessly transmit data collected in the first data collection system, the number of available wireless channels, the estimated total transmission rate, and the estimated determining the number of said terminal devices to be accommodated in said wireless channel based on said communication capacity, and setting a channel to be used by said terminal device for wirelessly transmitting data collected in said first data collection system. 5. The information processing device according to 4 .
前記第1のデータ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定手段と
を有し、
前記推定手段は、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する
情報処理装置。 An information processing device that manages communication of a first data collection system,
estimating means for estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
setting means for setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the communication status estimated by the estimation means;
has
The estimating means estimates the communication status of the radio channel from the present onward by the other data collection system based on the accumulated data amount in the communication using the radio channel by the other data collection system.
Information processing equipment.
推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定し、
前記推定では、前記無線チャンネルにおけるパケットロス率を推定し、当該パケットロス率に基づいて前記無線チャンネルにおける総送信レートを推定する
通信設定方法。 estimating the communication status of a radio channel shared by the first data collection system and the other data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the estimated communication situation ;
The estimation includes estimating a packet loss rate on the wireless channel and estimating a total transmission rate on the wireless channel based on the packet loss rate.
How to set up communication.
推定された通信状況に従って、前記第1のデータ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定し、 setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the first data collection system according to the estimated communication situation;
前記推定では、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する In the estimation, based on the amount of accumulated data in the communication using the radio channel by the other data collection system, the communication status of the radio channel after the present is estimated by the other data collection system.
通信設定方法。 How to set up communication.
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された通信状況に従って、前記情報処理装置により通信が管理される前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定ステップと
を実行させ、
前記推定ステップでは、前記無線チャンネルにおけるパケットロス率を推定し、当該パケットロス率に基づいて前記無線チャンネルにおける総送信レートを推定する
プログラム。 In the computer of the information processing device that manages the communication of the data collection system,
an estimation step of estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
a setting step of setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system whose communication is managed by the information processing device according to the communication status estimated in the estimation step ;
The estimating step estimates a packet loss rate in the wireless channel, and estimates a total transmission rate in the wireless channel based on the packet loss rate.
program.
前記データ収集システムと他のデータ収集システムとで共用される無線チャンネルの通信状況を、当該無線チャンネルを用いた通信の観測結果に基づいて推定する推定ステップと、 an estimation step of estimating the communication status of a radio channel shared by the data collection system and another data collection system based on observation results of communication using the radio channel;
前記推定ステップで推定された通信状況に従って、前記情報処理装置により通信が管理される前記データ収集システムにおいて収集されるデータを無線送信する端末装置が利用するチャンネルを設定する設定ステップと a setting step of setting a channel to be used by a terminal device that wirelessly transmits data collected in the data collection system whose communication is managed by the information processing device according to the communication status estimated in the estimation step;
を実行させ、 and
前記推定ステップでは、前記他のデータ収集システムによる前記無線チャンネルを用いた通信における累積データ量に基づいて、前記他のデータ収集システムによる、現在以降の当該無線チャンネルの通信状況を推定する In the estimating step, based on the amount of accumulated data in the communication using the radio channel by the other data collection system, the communication status of the radio channel after the present is estimated by the other data collection system.
プログラム。 program.
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