JPWO2016009639A1 - Wireless communication terminal, communication system, wireless communication method, and storage medium storing wireless communication program - Google Patents
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Abstract
[課題]有する通信インタフェースが単一であっても、少ない通信量かつ短い時間で、通信ネットワークを構成することを可能にする無線通信端末、通信システム、無線通信方法、および無線通信用プログラムを提供する。[解決手段] グループ内通信チャネル選択手段21が、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択する。グループ内通信タイミング設定手段22が、他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定する。通信手段80が、グループ内通信チャネル選択手段21が選択した通信チャネル、およびグループ内通信タイミング設定手段22が設定したグループ内通信タイミングで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う。[PROBLEMS] To provide a wireless communication terminal, a communication system, a wireless communication method, and a wireless communication program capable of configuring a communication network with a small amount of communication and a short time even when a single communication interface is provided. To do. [Solution Means] The intra-group communication channel selection means 21 selects a communication channel for communicating with other wireless communication terminals included in one group. The intra-group communication timing setting means 22 sets the intra-group communication timing for performing communication with other wireless communication terminals. The communication unit 80 communicates with other wireless communication terminals included in one group at the communication channel selected by the intra-group communication channel selection unit 21 and the intra-group communication timing set by the intra-group communication timing setting unit 22. .
Description
本発明は無線通信端末、通信システム、無線通信方法、および無線通信用プログラムが記憶された記憶媒体に関する。 The present invention relates to a wireless communication terminal, a communication system, a wireless communication method, and a storage medium storing a wireless communication program.
一の通信システムに含まれる通信端末間の通信ネットワークを介した通信に、複数の通信チャネルが利用される場合がある。通信システムに含まれる通信端末間の通信で、1つの通信チャネルでは通信帯域が不足することがあるからである。そこで、複数の通信チャネルを利用することにより、1つのノード(例えば、無線通信装置や、無線通信端末等)あたりの通信帯域を増やしたり、多数のノードを通信ネットワークに接続させることができるようになったりする。特に、通信で使用される通信チャネルや通信が行われるタイミングを予め通信インタフェースごとに決めておくことで、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)などの通信方式と比べて、高頻度の通信や高い通信速度の通信を行うことが可能となる。 A plurality of communication channels may be used for communication via a communication network between communication terminals included in one communication system. This is because a communication band may be insufficient in one communication channel in communication between communication terminals included in the communication system. Therefore, by using a plurality of communication channels, it is possible to increase the communication band per node (for example, a wireless communication device, a wireless communication terminal, etc.) or to connect many nodes to a communication network. It becomes. In particular, by determining the communication channel used for communication and the timing at which communication is performed for each communication interface in advance, compared to communication methods such as CSMA (Carrier Sense Multiple Access), higher frequency communication and higher communication speed. It is possible to perform communication.
非特許文献1には、単一の通信インタフェースを備えた複数のノードが複数のチャネルを利用して通信をすることが可能な通信ネットワークの構成方法が記載されている。非特許文献1に記載されている方法では、各ノードが予め決められたタイミングで、自ノードと通信可能な範囲のノードと、自ノードが通信するチャネルで通信する時間帯(通信タイミング)を示す制御信号を送信する。各ノードは直接通信可能な範囲のノードが発した制御信号を受信する。そして、各ノードは、受信した制御信号に基づいて、自ノードから2ホップ以内のノードの通信チャネルおよび通信タイミングに基づいて、自ノードの通信タイミングを決める。
Non-Patent
一般的な通信インタフェースは、一度通信チャネルが設定されると、変更されるまで設定された通信チャネルのみで通信が可能になる。したがって、互いに異なる通信チャネルが設定されたノード同士は直接通信をすることができない。複数の通信インタフェースを持つノードがある場合には、そのノードを経由して互いに異なる通信チャネルが設定されたノードと通信をすることが可能になるが、全てのノードが単一の通信インタフェースしかもたない場合もありうる。そのような場合に、単一のインタフェースのみを持つノードが複数のチャネルを活用して通信を行うためには、通信インタフェースの通信チャネルを所定時間間隔で切り替えながら通信を行う必要がある。 In a general communication interface, once a communication channel is set, communication can be performed using only the set communication channel until the communication channel is changed. Therefore, nodes having different communication channels set cannot directly communicate with each other. If there is a node with multiple communication interfaces, it is possible to communicate with nodes that have different communication channels set via the node, but all nodes have a single communication interface. It may not be. In such a case, in order for a node having only a single interface to perform communication using a plurality of channels, it is necessary to perform communication while switching the communication channel of the communication interface at predetermined time intervals.
そして、非特許文献1に記載されている方法は、各ノードの通信タイミング、および通信チャネルを周囲にある全てのノードの通信タイミング、および通信チャネルを考慮して決定する。したがって、多数のノードが密集している場合に、全てのノードが通信タイミング、および通信チャネルを決定するまでに長い時間がかかるという問題がある。全てのノードが周囲の全てのノードから制御信号を受信するため、各制御信号の受信に長い時間が必要となるからである。
The method described in
さらに、非特許文献1に記載されている方法では、特定のノード間での通信における通信タイミングと通信チャネルを決定する方法のみが検討されている。ここで、互いに2ホップ以上離れているノード間で通信を行うためには、信号の衝突を起こさず、かつ、各ノードが自ノード宛ての信号を受信できるように、経由する全てのノード間の通信リンクに適切に通信タイミングと通信チャネルとを割り当てる必要がある。特にノード数が多い場合に互いに2ホップ以上離れている全てのノードの組み合わせで通信経路が存在するような通信タイミングと通信チャネルとを決定する計算をするために、非特許文献1に記載されている方法では、通信タイミングと通信チャネルとの割り当て情報を受信して収集しなければならない。
Furthermore, in the method described in
しかし、それら割り当て情報を受信して収集するためには、通信コスト(例えば、通信時間)がかかり、計算時間が長くなるという問題がある。つまり、通信タイミングと通信チャネルとを決定するための処理負荷が大きいという問題がある。特に、ノードの移動などにより通信相手のノードが変わった場合に、通信タイミング、および通信チャネルを選びなおさなければならない。したがって、処理負荷が大きいことは大きな問題となる。 However, in order to receive and collect the allocation information, there is a problem that communication cost (for example, communication time) is required and calculation time becomes long. That is, there is a problem that the processing load for determining the communication timing and the communication channel is large. In particular, when the communication partner node changes due to movement of the node or the like, the communication timing and communication channel must be selected again. Therefore, a large processing load is a big problem.
つまり、単一の通信インタフェースしかないノードが多数存在している場合に、各ノードが、少ない通信量かつ短時間で、通信チャネル、および通信タイミングを決定することができないという問題がある。 That is, when there are a large number of nodes having only a single communication interface, there is a problem that each node cannot determine a communication channel and a communication timing in a small amount of communication and in a short time.
また、多数のノードが存在している場合に、互いに2ホップ以上離れた各ノードのそれぞれの間の通信リンクに、通信が可能になるように通信タイミング、および通信チャネルを割り当てる処理を少ない通信量かつ短時間で行うことが困難である。 In addition, when there are a large number of nodes, the communication amount and the processing for assigning communication channels and communication channels to the communication links between the nodes separated by two or more hops from each other so that communication is possible are reduced. And it is difficult to carry out in a short time.
その理由は、互いに2ホップ以上離れた各ノードのそれぞれの間での通信を可能にするためには、それぞれの間の通信リンクに、通信が可能になるように通信タイミング、および通信チャネルを割り当てる必要があるからである。各通信リンクについて、周囲のノードと重複しないように通信タイミングと通信チャネルとの割り当てを行うための情報を収集する必要があるので、通信量が多くなり、長時間を要する。 The reason is that in order to enable communication between each of the nodes that are separated from each other by two or more hops, a communication timing and a communication channel are allocated to the communication link between them so that communication is possible. It is necessary. For each communication link, it is necessary to collect information for assigning communication timings and communication channels so as not to overlap with surrounding nodes, so the amount of communication increases and a long time is required.
そこで、本発明は、有する通信インタフェースが単一であっても、少ない通信量かつ短い時間で、通信ネットワークを構成することを可能にする無線通信端末、通信システム、無線通信方法、および無線通信用プログラムが記憶された記憶媒体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a wireless communication terminal, a communication system, a wireless communication method, and a wireless communication device that can configure a communication network with a small amount of communication and a short time even if the communication interface has a single communication interface. It is an object to provide a storage medium in which a program is stored.
本発明による無線通信端末は、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択するグループ内通信チャネル選択手段と、他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定するグループ内通信タイミング設定手段と、グループ内通信チャネル選択手段が選択した通信チャネル、およびグループ内通信タイミング設定手段が設定したグループ内通信タイミングで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信手段とを備え、グループ内通信タイミング設定手段は、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内にグループ内通信タイミングを設定することを特徴とする。 The wireless communication terminal according to the present invention includes an intra-group communication channel selection means for selecting a communication channel for communicating with another wireless communication terminal included in one group, and an intra-group communication timing for communicating with another wireless communication terminal. In-group communication timing setting means to be set, the communication channel selected by the intra-group communication channel selection means, and other wireless communication terminals included in one group at the intra-group communication timing set by the intra-group communication timing setting means A communication means for performing communication, and the intra-group communication timing setting means sets the intra-group communication timing within an intra-group communication period for communicating with other wireless communication terminals included in one group. .
本発明による通信システムは、互いに通信を行ういずれかの態様の無線通信端末を複数備えることを特徴とする。 The communication system according to the present invention includes a plurality of wireless communication terminals in any one of the modes for performing communication with each other.
本発明による無線通信方法は、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択するグループ内通信チャネル選択ステップと、他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定するグループ内通信タイミング設定ステップと、グループ内通信チャネル選択ステップが選択した通信チャネル、およびグループ内通信タイミング設定ステップで設定したグループ内通信タイミングで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信ステップとを含み、グループ内通信タイミング設定ステップで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内にグループ内通信タイミングを設定することを特徴とする。 The wireless communication method according to the present invention includes an intra-group communication channel selection step for selecting a communication channel for communicating with another wireless communication terminal included in one group, and an intra-group communication timing for performing communication with another wireless communication terminal. With the intra-group communication timing setting step to be set, the communication channel selected by the intra-group communication channel selection step, and the intra-group communication timing set at the intra-group communication timing setting step, and other wireless communication terminals included in one group A communication step for performing communication, and in the intra-group communication timing setting step, the intra-group communication timing is set within a intra-group communication period for communicating with other wireless communication terminals included in one group. .
本発明による無線通信用プログラムが記憶された記憶媒体は、コンピュータに、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択するグループ内通信チャネル選択処理と、他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定するグループ内通信タイミング設定処理と、グループ内通信チャネル選択処理で選択した通信チャネル、およびグループ内通信タイミング設定処理で設定したグループ内通信タイミングで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信処理とを実行させ、グループ内通信タイミング設定処理で、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内にグループ内通信タイミングを設定させることを特徴とする無線通信用プログラムが記憶されている。 A storage medium in which a wireless communication program according to the present invention is stored includes an intra-group communication channel selection process for selecting a communication channel for communication with another wireless communication terminal included in one group, and another wireless communication. With the intra-group communication timing setting process for setting the intra-group communication timing for communicating with the terminal, the communication channel selected with the intra-group communication channel selection process, and the intra-group communication timing set with the intra-group communication timing setting process, The communication processing for performing communication with other wireless communication terminals included in the group is executed, and the communication is performed within the intra-group communication period for performing communication with other wireless communication terminals included in one group in the intra-group communication timing setting processing. Stores a wireless communication program characterized by setting internal communication timing To have.
本発明によれば、有する通信インタフェースが単一であっても、少ない通信量かつ短い時間で、通信ネットワークを構成することを可能にする無線通信端末、通信システム、無線通信方法、および無線通信用プログラムが記憶されている記憶媒体を実現することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a wireless communication terminal, a communication system, a wireless communication method, and a wireless communication device that can configure a communication network with a small amount of communication and a short time even when a single communication interface is provided. A storage medium in which a program is stored can be realized.
[第1の実施形態]
[構成の説明]
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の通信システムの構成例を示す説明図である。図1に示す例では、本発明の第1の実施形態の通信システムは、無線通信端末100a〜100qを含む。そして、図1に示す例では、無線通信端末100a〜100eによって、グループG1が形成されている。また、無線通信端末100f〜100jによって、グループG2が形成されている。無線通信端末100k〜100qによって、グループG3が形成されている。したがって、各グループG1〜G3は、互いに重複しない無線通信端末によって形成された互いに異なるグループである。[First embodiment]
[Description of configuration]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a communication system according to the first embodiment of this invention. In the example shown in FIG. 1, the communication system according to the first embodiment of the present invention includes
グループG1に含まれる無線通信端末100a〜100eは、予め決められた一の通信チャネル(グループ内通信チャネルともいう)で通信を行うように予め設定されている。また、グループG2に含まれる無線通信端末100f〜100jは、予め決められた他の一の通信チャネルで通信を行うように予め設定されている。グループG3に含まれる無線通信端末100k〜100qは、予め決められたさらに他の一の通信チャネルで通信を行うように予め設定されている。換言すれば、予め決められた互いに同じ通信チャネルで通信を行うように設定された無線通信端末100a〜100e,100f〜100j,100k〜100qによって、グループG1〜G3がそれぞれ形成されている。なお、グループの数は3つに限られず、更に多くてもよいし、少なくてもよい。
The
グループG1に含まれる無線通信端末100a〜100eのうち、一の無線通信端末100aは、グループG1に含まれる他の無線通信端末100b〜100eの動作を制御する。なお、無線通信端末100aのように、互いに同じグループに含まれる他の無線通信端末100b〜100eの動作を制御する無線通信端末を集中管理ノードという。本例では、グループG2における集中管理ノードは、無線通信端末100fである。また、グループG3における集中管理ノードは、無線通信端末100kである。
Of the
集中管理ノード(例えば、無線通信端末100a)は、互いに同じグループに含まれる他の無線通信端末100b〜100eと情報を送受信して、当該グループに含まれる無線通信端末100a〜100eが通信を行うタイミング(通信タイミング)を決定する。そして、集中管理ノード(例えば、無線通信端末100a)は、各無線通信端末100a〜100eに、決定した通信タイミングを通知したり、後述するゲートウェイノードを決定したりする。なお、集中管理ノード(例えば、無線通信端末100a)は、当該グループに含まれる各無線通信端末100b〜100e間の通信が、直接に行われるように設定してもよい。また、集中管理ノード(例えば、無線通信端末100a)は、他の無線通信端末100b〜100eに中継させて2ホップ以上のマルチホップで通信をするように設定してもよい。
The central management node (for example, the
集中管理ノードは、予め管理者によって決定されてもよいが、当該グループ内の無線通信端末間の通信で用いられる通信チャネルを最初に選択した無線通信端末であるとすることが好ましい。なお、通信タイミングの決定や後述するゲートウェイノードの決定は、一の無線通信端末が集中管理ノードとして決定してもよいし、複数の無線通信端末が分担してそれぞれ決定してもよいし、予め決められたルールに従って決定されてもよい。なお、予め決められたルールに従って通信タイミングの決定や後述するゲートウェイノードの決定が行われる場合には、集中管理ノードは設定されなくてもよい。 The central management node may be determined in advance by an administrator, but is preferably a wireless communication terminal that first selects a communication channel used for communication between wireless communication terminals in the group. In addition, the determination of the communication timing and the determination of the gateway node to be described later may be determined by one wireless communication terminal as a centralized management node, or may be determined by sharing a plurality of wireless communication terminals, It may be determined according to a determined rule. Note that the central management node does not have to be set when the communication timing is determined or a gateway node described later is determined according to a predetermined rule.
グループG1に含まれる無線通信端末100a〜100eのうち、一の無線通信端末100eは、他のグループG2,G3に含まれる無線通信端末と通信を行う。なお、無線通信端末100eのように、他のグループに含まれる無線通信端末と通信を行う無線通信端末をゲートウェイノードという。そして、各グループにおいて、ゲートウェイノード以外の無線通信端末は、他のグループに含まれる無線通信端末と通信を行わない。なお、ゲートウェイノードと集中管理ノードとは、互いに同じ無線通信端末であってもよいし、互いに異なる通信端末であってもよい。
Of the
本例では、グループG2のゲートウェイノードは無線通信端末100jである。また、グループG3のゲートウェイノードは無線通信端末100qである。したがって、無線通信端末100e,100j,100qは、属するグループが互いに異なっていても互いの間で通信を行う。無線通信端末100e,100j,100qの間の通信はグループ間通信チャネルで行われる。なお、グループ間通信チャネルは、予め決定された通信チャネルであってもよいし、一のゲートウェイノードが決定してもよいし、一の集中管理ノードが決定してもよい。ゲートウェイノードである無線通信端末100e,100j,100qは、グループ内通信チャネルおよびグループ間通信チャネルという複数の通信チャネルで、互いに異なるタイミングで通信を行う。
In this example, the gateway node of group G2 is
また、各グループG1〜G3毎にグループ内通信チャネルが決定される。各グループ内の無線通信端末100a〜100e,100f〜100j,100k〜100qの通信タイミングは各グループ毎に決定される。そして、各グループ内通信チャネルの決定とは別途にグループ間通信チャネルが決定される。また、グループ間通信チャネルの通信タイミングは、各グループ毎に決定された通信タイミングに応じたタイミングに決定される。したがって、全無線通信端末100a〜100qの通信タイミングをそれぞれ決定する場合に比べて、少ない通信量および短時間で、通信タイミングを決定することができる。
An intra-group communication channel is determined for each group G1 to G3. The communication timing of the
図2は、本発明の第1の実施形態の通信システムにおける無線通信端末100aの構成例を示すブロック図である。図2に示すように、本発明の第1の実施形態の通信システムにおける無線通信端末100aは、チャネル利用状況解析部110、ノード通信設定部120、制御情報記憶部130、ゲートウェイ決定部140、ゲートウェイノード通信設定部150、無線通信設定記憶部160、通信パラメータ切替え部170、および無線通信部180を含む。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
また、図2に示すように、ノード通信設定部120は、グループ内通信チャネル決定部121およびグループ内通信タイミング決定部122を含む。ゲートウェイノード通信設定部150は、グループ間通信タイミング決定部151およびグループ間通信チャネル決定部152を含む。
2, the node
なお、本例では、無線通信端末100aを例に説明するが、無線通信端末100a〜100qは互いに同じ構成であるとする。そして、いずれの無線通信端末100a〜100qは、集中管理ノードとしても、ゲートウェイノードとしても動作可能であるとして説明するが、互いに異なる構成であってもよい。具体的には、無線通信設定記憶部160、通信パラメータ切替え部170、および無線通信部180を含み、集中管理ノードとしても、ゲートウェイノードとしても動作しない極めて低コストな無線通信端末が用いられてもよい。また、当該極めて低コストな無線通信端末の構成に加えて、ゲートウェイノード通信設定部150を含み、ゲートウェイノードとして動作可能な低コストな無線通信端末が用いられてもよい。当該極めて低コストな無線通信端末の構成に加えて、チャネル利用状況解析部110と、ノード通信設定部120と、制御情報記憶部130と、ゲートウェイ決定部140とを含み、集中管理ノードとして動作可能な低コストな無線通信端末が用いられてもよい。
In this example, the
無線通信部180は、同じグループG1に含まれる他の無線通信端末100b〜100eと自無線通信端末100aとを識別するための端末識別情報を含む制御信号等を送受信する通信を行う。チャネル利用状況解析部110は、無線通信部180が受信した他の無線通信端末100b〜100eが発した無線信号に基づいて、以下の処理を行う。すなわち、チャネル利用状況解析部110は、本実施形態の通信システムが利用可能であると予め各無線通信端末に設定されている通信チャネルのうち、実際に使用されている通信チャネルを示すチャネル利用状況情報を生成する。チャネル利用状況解析部110は、生成したチャネル利用状況情報をグループ内通信チャネル決定部121に入力する。
The
グループ内通信チャネル決定部121は、チャネル利用状況解析部110が入力したチャネル利用状況情報に基づいて、グループ内通信チャネルを決定し、決定結果を示すグループ内通信チャネル情報を生成して無線通信設定記憶部160に記憶させる。
The intra-group communication
グループ内通信タイミング決定部122は、グループ内通信チャネル情報に基づいて、グループ内通信の通信タイミングを決定し、決定結果を示すグループ内通信タイミング情報を生成して無線通信設定記憶部160に記憶させる。
The intra-group communication
制御情報記憶部130は、集中管理ノードとして動作する無線通信端末の識別子である集中管理ノード識別子を記憶する。
The control
ゲートウェイ決定部140は、自無線通信端末100aがゲートウェイノードとして動作するか否かを決定し、決定結果をグループ間通信タイミング決定部151およびグループ間通信チャネル決定部152に通知する。
The
グループ間通信タイミング決定部151は、ゲートウェイ決定部140から通知された決定結果によって自無線通信端末100aがゲートウェイノードとして動作することに決定されたことを通知された場合に、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信タイミング決定部151は、他のグループのゲートウェイノードと通信を行う場合のグループ間通信タイミングを決定する。
The inter-group communication
グループ間通信チャネル決定部152は、ゲートウェイ決定部140から通知された決定結果によって自無線通信端末100aがゲートウェイノードとして動作することに決定されたことを通知された場合に、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信チャネル決定部152は、他のグループのゲートウェイノードと通信を行うチャネルを決定する。
The inter-group communication
通信パラメータ切替え部170は、無線通信設定記憶部160に記憶されている情報に基づいて、無線通信部180に通信パラメータの切り替えを指示する。
The communication
無線信号部180は、使用している通信チャネルを示すチャネル利用情報や端末識別情報を含み、予め決められた制御チャネルの制御信号を定期的に送信する。
[動作の説明]
次に、本発明の第1の実施形態の通信システムの動作について説明する。図3は、所定の位置に配置された無線通信端末100a〜100jを示す説明図である。図4は、無線通信端末100a〜100jが、無線通信端末100a〜100eによって形成されたグループG1と無線通信端末100f〜100jによって形成されたグループG2とを示す説明図である。図5は、グループG1の無線通信端末100eとグループG2の無線通信端末100jとがゲートウェイノードであることを示す説明図である。図3〜5に示すように、本発明の第1の実施形態の通信システムの無線通信端末100a〜100jは、グループG1とグループG2とをそれぞれ形成する。そして、互いのグループ間の通信は、ゲートウェイノードを介して行われる。なお、本例では、説明の簡単のため、グループG1における無線通信端末100a〜100eとグループG2における無線通信端末100f〜100jについて説明する。[Description of operation]
Next, the operation of the communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the
図6は、本発明の第1の実施形態の通信システムの無線通信端末100aの動作を示すフローチャートである。図6に示すように、無線通信端末100aは、まず、チャネル利用状況を解析する(ステップS101)。具体的には、無線通信部180が、例えば、予め決められた無線信号である制御チャネルの制御信号の受信処理を継続的に行う。そして、無線通信部180は、受信処理で受信した制御信号に含まれるチャネル利用情報をチャネル状況解析部110に入力する。チャネル状況解析部110は、無線通信部180が入力したチャネル利用情報に基づいて、各通信チャネルの利用状況を示すチャネル利用状況情報を生成する。そして、チャネル状況解析部110は、生成したチャネル利用状況情報をグループ内通信チャネル決定部121に入力する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the
なお、本実施形態では、無線通信部180が制御チャネルで受信した制御信号からチャネル利用情報を取得している。しかし、無線通信部180が、任意の通信チャネルで送受信される任意の無線信号の受信を試み、無線信号を受信することができた通信チャネルは利用中であるとチャネル状況解析部110が判断してもよい。さらに、無線通信部180が各通信チャネルの受信電波強度を測定し、測定値があらかじめ設定した閾値以上である通信チャネルは利用中の通信チャネルであるとチャネル状況解析部110が判断してもよい。
In the present embodiment, the channel usage information is acquired from the control signal received by the
グループ内通信チャネル決定部121は、チャネル状況解析部110が入力したチャネル利用状況情報に基づいて、グループ内通信チャネルの決定処理を行う(ステップS102)。
The intra-group communication
図7は、グループ内通信チャネルの決定処理を示すフローチャートである。図7に示すように、グループ内通信チャネル決定部121は、チャネル状況解析部110が入力したチャネル利用状況情報に基づいて、利用されている通信チャネルがあるか否かを判定する(ステップS201)。
FIG. 7 is a flowchart showing the intra-group communication channel determination process. As illustrated in FIG. 7, the intra-group communication
グループ内通信チャネル決定部121は、利用されている通信チャネルがあると判定した場合に(ステップS201のY)、利用されている通信チャネルから、1つの通信チャネルを選択する(ステップS202)。具体的には、例えば、無線通信部180が各通信チャネルの受信電波強度を測定し、最も大きい測定値の通信チャネルを選択する。そして、グループ内通信チャネル決定部121は、ステップS202の処理で選択した通信チャネルをグループ内通信チャネルに設定する。さらに、グループ内通信チャネル決定部121は、他の無線通信端末(近隣ノードともいう)の端末識別子を取得する(ステップS203)。具体的には、グループ内通信チャネル決定部121は、無線通信部180に、ステップS202の処理で選択した通信チャネルで、制御信号を定期的に送信させるとともに、継続的に受信させる。そして、グループ内通信チャネル決定部121は、無線通信部180が受信した制御信号から当該制御信号に含まれる端末識別情報を抽出して、近隣ノードの端末識別子を取得する。
When determining that there is a communication channel being used (Y in step S201), the intra-group communication
そして、グループ内通信チャネル決定部121は、端末識別子の取得元の近隣ノードに、無線通信部180を介して、集中管理ノードの端末識別子を問い合わせる。なお、グループ内通信チャネル決定部121が集中管理ノードの端末識別子の問い合わせ先の無線通信端末は、例えば、予め仮決めされた通信タイミングで通信を行っている無線通信端末である。集中管理ノードの端末識別子を問い合わせられた無線通信端末は、当該問い合わせに応じて、集中管理ノードの端末識別子を無線通信端末100aに通知する(ステップS204)。無線通信端末100aの無線通信部180は、例えば、制御情報記憶部130に、通知された集中管理ノードの端末識別子を記憶させる。
Then, the intra-group communication
なお、グループ内通信チャネル決定部121は、制御チャネルで集中管理ノードの端末識別子を問い合わせてもよいし、集中管理ノードの端末識別子を問い合わせる旨の情報を含む制御信号を送信して問い合わせてもよい。また、各無線通信端末が、集中管理ノードの端末識別子を含む信号を送信するように構成されていてもよいし、予め決定された端末識別子の無線通信端末を集中管理ノードとしてもよい。
The intra-group communication
また、グループ内通信チャネル決定部121は、利用されている通信チャネルがないと判断した場合には(ステップS201のN)、予め設定された通信チャネルから、1つの通信チャネルを選択する(ステップS205)。なお、通信チャネルは、無線通信端末100aの位置や、端末識別子、時刻等に基づいて生成された乱数値に基づいて選択されてもよいし、予め決められた優先順位に基づいて選択されてもよい。そして、グループ内通信チャネル決定部121は、選択した通信チャネルをグループ内通信チャネルに決定する。
If the intra-group communication
グループ内通信チャネル決定部121がステップS205の処理でグループ内通信チャネルを決定すると、グループ内通信タイミング決定部122は、自無線通信端末100aの端末識別子を集中管理ノードの端末識別子に設定する(ステップS206)。つまり、本例では、無線通信端末100aが集中管理ノードになると決定する。そして、グループ内通信タイミング決定部122は、集中管理ノードの端末識別子に設定した自無線通信端末100aの端末識別子を制御情報記憶部130に記憶させる。また、グループ内通信タイミング決定部122は、ステップS205の処理で決定したグループ内通信チャネルを無線通信設定記憶部160に記憶させる。そして、グループ内通信チャネルの決定処理を終了する。
When the intra-group communication
なお、集中管理ノードは、グループに含まれる無線通信端末の数が所定の値以上になる場合に、当該無線通信端末にグループ内通信チャネルを変更させて、グループに含まれる無線通信端末の数を制限するように構成されていてもよい。 When the number of wireless communication terminals included in the group exceeds a predetermined value, the centralized management node causes the wireless communication terminal to change the intra-group communication channel and determines the number of wireless communication terminals included in the group. It may be configured to limit.
図7に示すグループ内通信チャネル決定処理(図6に示すステップS102における処理)が終了すると、次に、グループ内通信タイミング決定部122が、グループ内通信タイミングの決定処理(ステップS103)を行う。
When the intra-group communication channel determination process shown in FIG. 7 (the process in step S102 shown in FIG. 6) ends, the intra-group communication
図8は、グループ内通信タイミングの決定処理を示すフローチャートである。グループ内通信タイミング決定部122は、グループ内通信タイミングの決定処理で、グループ内通信タイミングを決定する。具体的には、グループ内通信タイミング決定部122は、グループ内通信チャネル決定部121によって決定されたグループ内通信チャネルで、他の無線通信端末と干渉を起こさずに通信を行うためのタイミングであるグループ内通信タイミングを決定する。なお、グループ内通信チャネル決定部121によって決定されたグループ内通信チャネルは、無線通信設定記憶部160に記憶されている。
FIG. 8 is a flowchart showing the intra-group communication timing determination process. The intra-group communication
なお、グループ内通信タイミング決定部122は、自無線通信端末が集中管理ノードでない場合には集中管理ノードに問い合わせてグループ内通信タイミングを設定する。また、グループ内通信タイミング決定部122は、自無線通信端末が集中管理ノードの場合には自無線通信端末がグループ内通信タイミングを選択する。
The intra-group communication
したがって、グループ内通信タイミング決定部122は、まず、自無線通信端末が集中管理ノードであるか否かを判断する(ステップS301)。具体的には、グループ内通信タイミング決定部122は、例えば、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子と自無線通信端末の識別子とを比較し、両者が互いに合致するか否かに基づいて、自無線通信端末が集中管理ノードであるかを判断する。グループ内通信タイミング決定部122は、両者が互いに合致し、自無線通信端末が集中管理ノードであると判断した場合に(ステップS301のY)、通信タイミングの決定処理を行う(ステップS302)。
Accordingly, the intra-group communication
具体的には、グループ内通信タイミング決定部122は、自無線通信端末(例えば、無線通信端末100a)のグループ(例えば、グループG1)に含まれる無線通信端末間で通信を行う期間として定められた期間(グループ内通信期間)内における通信タイミングを選択する。そして、グループ内通信タイミング決定部122は、選択した通信タイミングをグループ内通信タイミングとする。そして、通信タイミングの決定処理を終了する。
Specifically, the intra-group communication
グループ内通信タイミング決定部122は、例えば、時刻に基づいて生成された乱数値に応じて通信タイミングを選択する。なお、グループ内通信タイミング決定部122は、通信タイミングを、予め決められた優先順位に基づいて選択してもよいし、位置や携帯通信端末の端末識別子などに基づいて生成した乱数値を用いて選択してもよい。
For example, the intra-group communication
また、他の無線通信端末から通信タイミングの問い合わせ信号を受信した場合には、集中管理ノードの無線通信端末(例えば、無線通信端末100a)は、グループ内通信期間内における通信タイミングを選択する。そして、集中管理ノードの無線通信端末は、選択した通信タイミングの情報を含む信号を問い合わせ信号の問い合わせ元の無線通信端末に返信する。なお、集中管理ノードの無線通信端末は、他の無線通信端末がすでに選択している通信タイミングを除いたグループ内通信期間から通信タイミングを選択する。ここで、本実施形態において、集中管理ノードの無線通信端末(例えば、無線通信端末100a)は、例えば、時刻に基づいて生成した乱数値に応じて通信タイミングを選ぶ。ただし、集中管理ノードの無線通信端末は、予め決められた優先順位に基づいて通信タイミングを選択してもよいし、位置や無線通信端末の識別子などに基づいて生成した乱数値を用いて通信端末を選択してもよい。
When a communication timing inquiry signal is received from another wireless communication terminal, the wireless communication terminal (for example, the
グループ内通信タイミング決定部122は、例えば、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子と自無線通信端末の識別子とが互いに合致せず、自無線通信端末が集中管理ノードでないと判断した場合に(ステップS301のN)、以下の処理を行う。
The intra-group communication
具体的には、グループ内通信タイミング決定部122は、例えば、通信タイミングの問い合わせ処理を行う(ステップS303)。自無線通信端末が集中管理ノードでない場合には、グループ内通信タイミング決定部122は、無線通信部180を介して集中管理ノードに通信タイミングを問い合わせて、グループ内通信タイミングを示す情報を取得する。具体的には、無線通信端末(例えば、無線通信端末100a)は、同じグループG1に含まれる他の無線通信端末(例えば、無線通信端末100b〜100e)に、集中管理ノードの端末識別子を含む問い合わせ信号を送信する。なお、無線通信端末100aの無線通信部180は、予め決められたタイミングにおいてステップS102の処理で決定されたグループ内通信チャネルで当該問い合わせ信号を送信する。なお、問い合わせ信号は、予め決められたタイミングで制御チャネルにおいて送信される制御信号に含まれていてもよい。
Specifically, the intra-group communication
グループ内通信タイミング決定部122は、無線通信部180を介して、当該問い合わせ信号に応じて返信されたグループ内通信タイミングを示す情報を取得する。グループ内通信タイミング決定部122は、取得した情報によって示されるグループ内通信タイミングを無線通信設定記憶部160に記憶させる。そして、各無線通信端末にグループ内通信チャネル、およびグループ内通信タイミングがそれぞれ設定されることで、図4に示すグループG1,G2が形成され、各グループG1,G2内における各無線通信端末間の通信が可能になる。そして、通信タイミングの問い合わせ処理を終了する。
The intra-group communication
なお、グループ内通信タイミング決定部122は、集中管理ノードを使わずに通信タイミングを選択してもよい。具体的には、グループ内通信タイミング決定部122は、同じグループ内通信チャネルの無線通信端末において近傍に配置された無線通信端末に設定された通信タイミングに基づいて分散的に選択してもよい。また、グループ内通信タイミング決定部122は、予め決められたグループ内通信タイミングの決定方法に基づいて通信タイミングを選択してもよい。例えば、グループ内通信タイミング決定部122は、無線通信端末の端末識別子などの情報に基づいて通信タイミングを決定してもよい。この場合には、グループ内通信タイミング決定部122は、グループ内通信タイミングを決定するために、他の無線通信端末と通信を行う必要がない。
The intra-group communication
本実施形態では、グループG1,G2に含まれる無線通信端末100a〜100e,100f〜100jの通信タイミングやグループG1,G2への参加可否を決めるための集中管理ノードがあるとして、主に説明している。しかし、各グループG1,G2に集中管理ノードがない場合には、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは集中管理ノードの端末識別子を取得する必要はない。
In the present embodiment, the description will mainly be given on the assumption that there is a centralized management node for determining the communication timing of the
また、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは集中管理ノードの端末識別子を取得した後に、集中管理ノードに参加可否問い合わせ信号を送信してもよい。そして、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは、集中管理ノードから参加拒否信号を受信した場合に、グループ内通信チャネルとして利用されている他の通信チャネルを選びなおしてもよい。しかし、利用されている通信チャネルが他にない場合には、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは、利用されていない通信チャネルのから1つを選択して、グループ内通信チャネルとする。
Further, each
各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは、ステップS206の処理で、集中管理ノードになると決定した場合には、参加可否問い合わせ信号を受信した回数をカウントする。そして、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは、カウントした参加可否問い合わせ信号の受信回数が予め設定した閾値未満である参加可否問い合わせ信号に対しては、参加許可信号を返信するように構成されていてもよい。また、各無線通信端末100a〜100e,100f〜100jは、カウントした参加可否問い合わせ信号の受信回数が予め設定した閾値以上である参加可否問い合わせ信号に対しては、参加拒否信号を返信するように構成されていてもよい。
Each
図8に示すグループ内通信タイミングの決定処理(図6に示すステップS103における処理)が終了すると、次に、ゲートウェイ決定部140が、ゲートウェイノードの決定処理(ステップS104)を行う。
When the intra-group communication timing determination process shown in FIG. 8 (the process in step S103 shown in FIG. 6) ends, the
図9は、ゲートウェイノードの決定処理を示すフローチャートである。ゲートウェイ決定部140は、まず、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子と自無線通信端末の端末識別子とを比較して、自携帯通信端末が集中管理ノードであるか否かを判断する。具体的には、ゲートウェイ決定部140は、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子と自無線通信端末の端末識別子とが合致すれば、自携帯通信端末が集中管理ノードであると判断する(ステップS401)。
FIG. 9 is a flowchart showing a gateway node determination process. The
自携帯通信端末が集中管理ノードであると判断した場合に(ステップS401のY)、ゲートウェイ決定部140は、ゲートウェイ化決定処理(ステップS402)を行う。具体的には、ゲートウェイ決定部140は、ステップS402の処理で、自無線通信端末が他のグループの無線通信端末と通信を行うゲートウェイノード(図5に示す無線通信端末100e,100j)として動作するか否かを決定する。そして、ゲートウェイ決定部140は、決定結果をグループ間通信タイミング決定部151に通知する。
When it is determined that the portable communication terminal is a centralized management node (Y in step S401), the
より具体的には、ゲートウェイ決定部140は、他の無線通信端末に問い合わせる処理を行わずに、自無線通信端末100aがゲートウェイノードとして動作するか否かを決定する。また、ゲートウェイ決定部140は、他の無線通信端末から問い合わせ信号を受信した場合に、当該問い合わせ信号の送信元の無線通信端末(例えば、無線通信端末100e,l)にゲートウェイノードとして動作させるか否かを決定する。ゲートウェイ決定部140は、自無線通信端末および問い合わせ信号の送信元の無線通信端末のうちグループごとに予め決められた数の無線通信端末を、例えば問い合わせ信号の先着順に、ゲートウェイノードとして動作させると決定する。ゲートウェイ決定部140は、チャネル利用状況解析部110が生成したチャネル利用状況情報によって予め設定した閾値以上の数のチャネルを、例えば時分割で利用していることが示されている無線通信端末をゲートウェイノードに決定してもよい。
More specifically, the
自携帯通信端末が集中管理ノードでないと判断した場合に(ステップS401のN)、ゲートウェイ決定部140は、ゲートウェイ化問い合わせ処理(ステップS403)を行う。そして、ゲートウェイ決定部140は、ゲートウェイ化問い合わせ処理(ステップS403)の結果に基づいてゲートウェイノードとして動作するか否かをグループ間通信タイミング決定部151に通知する。
When it is determined that the mobile communication terminal is not a centralized management node (N in step S401), the
具体的には、ゲートウェイ決定部140は、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子に基づいて、無線通信部180を介して当該集中管理ノードである無線通信端末に問い合わせ信号を送信する。より具体的には、ゲートウェイ決定部140は、集中管理ノードである無線通信端末に、ゲートウェイノードとなるべきか否かを問い合わせる問い合わせ信号を送信する。そして、ゲートウェイ決定部140は、集中管理ノードである無線通信端末からゲートウェイノードとなるべきであることを示す信号を無線通信部180が受信した場合に、ゲートウェイノードとして動作を開始する。
Specifically, based on the terminal identifier of the central management node stored in the control
ゲートウェイ決定部140は、当該問い合わせ信号に、チャネル利用状況解析部110が生成したチャネル利用状況情報を含ませてもよい。また、ゲートウェイ決定部140は、グループ内通信タイミング決定部151がグループ内通信タイミングを問い合わせるときに、当該問い合わせ信号を送信してもよい。
The
なお、ゲートウェイ決定部140は、集中管理ノードと制御情報の交換をせずに、ゲートウェイノードとして動作するか否かの決定を行ってもよい。すなわち、各無線通信端末が、自律的に自無線通信端末がゲートウェイノードとして動作するか否かを決定してもよい。
Note that the
図9に示すゲートウェイノードの決定処理(図6に示すステップS104における処理)が終了し、ゲートウェイノードとして動作すると決定されると(ステップS105のY)、グループ間通信タイミング決定部151が、グループ間通信タイミングの決定処理(ステップS106)を行う。なお、図6に示すように、グループ間通信タイミングの決定処理(ステップS106)は、図9に示すステップS402,S403の処理で、自無線通信端末がゲートウェイノードとして動作することに決定した場合に行われる。なお、グループ間通信タイミング決定部151は、例えば、ゲートウェイ決定部140によるゲートウェイノードとして動作するか否かを示す通知に基づいて、自無線通信端末がゲートウェイノードとして動作することに決定したか否かを判断する。
When the gateway node determination process shown in FIG. 9 (the process in step S104 shown in FIG. 6) is completed and it is determined to operate as a gateway node (Y in step S105), the inter-group communication timing determination unit 151 A communication timing determination process (step S106) is performed. As shown in FIG. 6, the inter-group communication timing determination process (step S106) is performed when it is determined in steps S402 and S403 shown in FIG. 9 that the own wireless communication terminal operates as a gateway node. Done. Whether or not the inter-group communication
グループ間通信タイミング決定部151は、ゲートウェイ決定部140からゲートウェイノードとして動作することを通知された場合に、ステップS106の処理で、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信タイミング決定部151は、互いに異なるグループに所属するゲートウェイノードとの間で通信を行うための通信タイミング(グループ間通信タイミング)を決定する。
The inter-group communication
グループ間通信タイミング決定部151は、決定した通信タイミングを無線通信設定記憶部160に記憶させる。ゲートウェイノードとして動作する無線通信端末(例えば、無線通信端末100e)は、決定した通信タイミングで他のグループのゲートウェイノードと通信を行うことにより、グループ間の通信を行う。
The inter-group communication
グループ間通信タイミング決定部151は、他のゲートウェイノードが決定したグループ間通信タイミングと重複しないように、ゲートウェイノードごとに通信タイミングを決定する。本実施形態では、グループ間通信タイミング決定部151は、互いに異なるグループに含まれるゲートウェイノード間で通信を行うための期間(グループ間通信期間)を設定し、その期間内でゲートウェイノードごとの送信タイミングを決定するものとする。
The inter-group communication
図10は、グループ間通信タイミングの例を示す説明図である。図10に示す例では、通信チャネルとして第1〜第3チャネルが用意されている。そして、各通信チャネルには、グループ間通信期間とグループ内通信期間とがそれぞれ用意されている。通信チャネル間のグループ間通信期間およびグループ内通信期間は互いに同期している。そして、グループ間通信期間において、期間C1が第1チャネルの送信期間に設定され、期間C2が第2チャネルの送信期間に設定され、期間C3が第3チャネルの送信期間に設定されている。そのような構成によれば、互いにグループ内通信チャネルが異なるグループのゲートウェイノード間における送信タイミングの重複を防ぐことができる。 FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of inter-group communication timing. In the example shown in FIG. 10, first to third channels are prepared as communication channels. Each communication channel is provided with an inter-group communication period and an intra-group communication period. The inter-group communication period and the intra-group communication period between communication channels are synchronized with each other. In the inter-group communication period, the period C1 is set as the transmission period for the first channel, the period C2 is set as the transmission period for the second channel, and the period C3 is set as the transmission period for the third channel. According to such a configuration, it is possible to prevent duplication of transmission timing between gateway nodes of groups having different intra-group communication channels.
具体的には、例えば、グループG1のグループ内通信チャネルが第1チャネルであり、グループG2のグループ内通信チャネルが第2チャネルであるとする。すると、グループG1のゲートウェイノードである無線通信端末100eは、期間C1に、グループG2のゲートウェイノードである無線通信端末100jにデータを送信する。また、グループG2のゲートウェイノードである無線通信端末100jは、期間C2に、グループG1のゲートウェイノードである無線通信端末100eにデータを送信する。
Specifically, for example, the intra-group communication channel of group G1 is the first channel, and the intra-group communication channel of group G2 is the second channel. Then, the
さらに、同じグループにおける他のゲートウェイノードが決定したグループ間通信タイミングと重複しないように、ゲートウェイノードごとに各期間内において通信タイミングを決定するので、同じグループ内で他のゲートウェイがあっても、互いに重複しない送信タイミングを決定することができる。したがって、グループ間通信タイミング決定部151は、全てのゲートウェイノードで互いに重複しないグループ間通信タイミングを決定することができる。
Furthermore, since the communication timing is determined for each gateway node within each period so as not to overlap with the inter-group communication timing determined by other gateway nodes in the same group, even if there are other gateways in the same group, Non-overlapping transmission timing can be determined. Therefore, the inter-group communication
図11は、グループ間通信タイミングの決定処理を示すフローチャートである。グループ間通信タイミング決定部151は、自無線通信端末が集中管理ノードである場合に(ステップS501のY)、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信タイミング決定部151は、自無線通信端末に設定されているグループ内通信チャネルに用意されている期間C1における送信タイミングを決定するグループ間通信タイミング決定処理を行う(ステップS502)。
FIG. 11 is a flowchart showing a process for determining inter-group communication timing. The inter-group communication
また、自無線通信端末が集中管理ノードでない場合には(ステップS501のN)、グループ間通信タイミング決定部151は、集中管理ノードに問い合わせるグループ間通信タイミング問い合わせ処理を行う(ステップS503)。そして、グループ間通信タイミング決定部151は、当該送信タイミングを問い合わせ結果に応じて決定する。すなわち、集中管理ノードのグループ間通信タイミング決定部151が、自無線通信端末に設定されているグループ内通信チャネルに用意されている期間C1における送信タイミングを決定するのである。
If the own wireless communication terminal is not the central management node (N in step S501), the inter-group communication
まず、自無線通信端末が集中管理ノードである場合に行われるグループ間通信タイミング決定処理(ステップS502)について説明する。自無線通信端末が集中管理ノードである場合とは(ステップS501のY)、すなわち、自携帯通信端末の端末識別子が制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子と合致する場合である。そのような場合に、グループ間通信タイミング決定部151は、グループ間通信タイミング問い合わせ信号の送信を行わずに、通信チャネルに割り当てられている期間C1において、自無線通信端末に設定する通信タイミングを選択する。
First, inter-group communication timing determination processing (step S502) performed when the own wireless communication terminal is a centralized management node will be described. The case where the own wireless communication terminal is the central management node (Y in step S501), that is, the case where the terminal identifier of the own mobile communication terminal matches the terminal identifier of the central management node stored in the control
また、グループ間通信タイミング決定部151は、自無線通信端末が集中管理ノードである場合には、他の無線通信端末からグループ間通信タイミング問い合わせ信号を受信したときに、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信タイミング決定部151は、通信チャネルに割り当てられている期間C1において既に自グループにおける他のゲートウェイノードに設定した通信タイミングと重複しないように、当該通信タイミング以外の通信タイミングを設定する。そして、グループ間通信タイミング決定部151は、無線通信部180に、設定した通信タイミングを示す信号をグループ間通信タイミング問い合わせ信号の送信元の無線通信端末へ返信させる。
Further, when the own wireless communication terminal is a centralized management node, the inter-group communication
なお、グループ間通信タイミング決定部151は、自無線通信端末、または当該問い合わせ信号の送信元の無線通信端末の送信期間を、例えば、時刻に基づいて生成した乱数値に応じて決定してもよい。また、グループ間通信タイミング決定部151は、当該送信期間を予め決められた優先順位に基づいて決定してもよいし、位置や無線通信端末の端末識別子などに基づいて生成した乱数値に応じて決定してもよい。
Note that the inter-group communication
次に、自無線通信端末が集中管理ノードでない場合に行われる集中管理ノードに問い合わせるグループ間通信タイミング問い合わせ処理(ステップS503)について説明する。 Next, inter-group communication timing inquiry processing (step S503) for making an inquiry to the central management node performed when the own wireless communication terminal is not the central management node will be described.
自無線通信端末が集中管理ノードでない場合とは(ステップS501のN)、すなわち、制御情報記憶部130に記憶されている集中管理ノードの端末識別子に、自携帯通信端末の端末識別子と合致する端末識別子がない場合である。
The case where the own wireless communication terminal is not the central management node (N in step S501), that is, a terminal that matches the terminal identifier of the central management node stored in the control
そのような場合に、各ゲートウェイノードのグループ間通信タイミング決定部151は、無線通信部180に、集中管理ノードへグループ間通信タイミング問い合わせ信号の送信を行わせる。そして、グループ間通信タイミング決定部151は、当該問い合わせ信号に応じて無線通信部180が当該集中管理ノードから送信タイミングを示す信号を受信した場合に、以下の処理を行う。すなわち、グループ間通信タイミング決定部151は、無線通信部180が受信した当該信号によって示される送信タイミングを自無線通信端末のグループ間通信タイミングに設定する。
In such a case, the inter-group communication
本実施形態では、図10に示すように、各無線通信端末には、グループ内通信期間と重複しないようにグループ間通信期間が設定されている。しかし、グループ内の集中管理ノードなど特定の無線通信端末が決めた期間がグループ間通信期間に設定されてもよいし、各無線通信端末の位置や時刻などの情報に基づく算出結果がグループ間通信期間に設定されてもよい。また、特定の無線通信端末が発信する信号に応じてグループ内通信期間がリアルタイムに設定されてもよい。 In the present embodiment, as shown in FIG. 10, an inter-group communication period is set in each wireless communication terminal so as not to overlap with the intra-group communication period. However, a period determined by a specific wireless communication terminal such as a centralized management node in the group may be set as an inter-group communication period, or a calculation result based on information such as the position and time of each wireless communication terminal It may be set to a period. Further, the intra-group communication period may be set in real time according to a signal transmitted from a specific wireless communication terminal.
なお、集中管理ノードがゲートウェイノードでなくてもよい。集中管理ノードがゲートウェイノードでない場合には、集中管理ノードは自無線通信端末へのグループ間通信タイミングの割り当てを行わずに、ゲートウェイノードからの通信タイミングの問い合わせに対する処理を行う。 The central management node may not be a gateway node. If the central management node is not a gateway node, the central management node performs processing for the communication timing inquiry from the gateway node without allocating inter-group communication timing to its own wireless communication terminal.
他のゲートウェイノードが、集中管理ノードを用いずに周囲にある無線通信端末から通信タイミングの割り当て状況を示す情報を取得し、取得した情報に基づいてグループ間通信タイミングを決定してもよい。また、各グループにおけるゲートウェイノードの数を各々1つに限定し、各グループの無線通信端末が選択しているグループ内通信チャネルに割り当てられている送信期間を、グループ内の唯一のゲートウェイノードに全て設定してもよい。無線通信端末に予め設定されている端末識別子の情報に基づいて端末識別子から一意に決まる通信タイミングをグループ間通信タイミングとしてもよい。 Other gateway nodes may acquire information indicating communication timing allocation status from surrounding wireless communication terminals without using the centralized management node, and may determine inter-group communication timing based on the acquired information. In addition, the number of gateway nodes in each group is limited to one each, and the transmission period assigned to the intra-group communication channel selected by each group's wireless communication terminal is all assigned to the only gateway node in the group. It may be set. The communication timing uniquely determined from the terminal identifier based on the terminal identifier information set in advance in the wireless communication terminal may be used as the inter-group communication timing.
図11に示すグループ間通信タイミングの決定処理(図6に示すステップS106における処理)が終了すると、次に、グループ間通信チャネル決定部152が、グループ間通信チャネルの決定処理(ステップS107)を行う。
When the inter-group communication timing determination process shown in FIG. 11 (the process in step S106 shown in FIG. 6) ends, the inter-group communication
各ゲートウェイノードは、グループ間通信期間における同じ時間帯に同じチャネルを選択することでグループ間通信を行う。したがって、グループ間通信チャネル決定部152は、グループ間通信期間における各時間帯で利用する通信チャネルを決定する。通信チャネルの決定は、利用する通信チャネルを決定するルールを予め作成しておくことで実現できる。例えば、図10に示すように、グループ間通信期間の期間C1〜C3が通信チャネルごとに設定されている場合に、グループ間通信チャネル決定部152が、その送信期間において、グループ内通信チャネルと同じ通信チャネルをグループ間通信チャネルに決定する。また、グループ間通信チャネル決定部152が、常に予め決められた通信チャネルをグループ間通信チャネルに決定してもよいし、ゲートウェイノード同士で無線通信部180を介して通信してリアルタイムにグループ間通信チャネルを決定してもよい。
Each gateway node performs inter-group communication by selecting the same channel in the same time zone in the inter-group communication period. Therefore, the inter-group communication
そして、グループ間通信チャネル決定部152は、決定したグループ間通信チャネルを無線通信設定記憶部160に記憶させる。
Then, the inter-group communication
各ゲートウェイノードのグループ間通信タイミング決定部151は、互いに重複しないグループ間通信タイミングを予め設定する。そして、グループ間通信期間において、各ゲートウェイノードのグループ間通信チャネル決定部152が、使用する通信チャネルを逐次変更するように決定することで、各ゲートウェイノードが送信したデータの衝突を起こさず、かつ、グループ間通信期間中に他のゲートウェイノードが送信した信号の受信を可能にする。
The inter-group communication
各ゲートウェイノードがグループ間通信タイミングおよびグループ間通信チャネルをそれぞれ決定することで、各ゲートウェイノード間の通信が可能になる。 Each gateway node determines the inter-group communication timing and the inter-group communication channel, thereby enabling communication between the gateway nodes.
グループ間通信チャネル決定部152によるグループ間通信チャネルの決定処理(ステップS107)が終了すると、次に、通信パラメータ切替え部170が、以下の処理を行う。すなわち、通信パラメータ切替え部170が、無線通信設定記憶部160から通信期間中における各タイミングで利用される通信チャネルの情報を読み出す。そして、通信パラメータ切替え部170は、読み出した情報に基づいて、各タイミングで無線通信部180が利用する通信チャネルを設定する。また、通信パラメータ切替え部170は、無線通信設定記憶部160から読み出した情報に基づいて、通信期間中における各タイミング毎の送受信状態に応じて、無線通信部180の送受信状態を各タイミングで互いに切り替える。
When the inter-group communication
無線通信部180は、通信パラメータ切替え部170によって設定された送受信状態と通信チャネルとを用いて、他の無線通信端末との間で無線信号の送信または受信を行う。
The
ただし、チャネル利用状況解析部110、グループ内通信チャネル決定部121、およびグループ内通信タイミング決定部122における各処理において通信が行われる場合には、各部から通知されるタイミングおよび通信チャネルで通信を行う。
However, when communication is performed in each process in the channel
ゲートウェイ決定部140、グループ間通信タイミング決定部151、およびグループ間通信チャネル決定部152による無線通信部180を介した集中管理ノードへの問い合わせ処理は、通信パラメータ切替え部170が設定したグループ内通信チャネル、およびグループ内通信タイミングにおける通信で行われる。
The inquiry processing to the centralized management node via the
また、無線通信部180は、各タイミングで受信した信号の受信電波強度を測定し、測定結果をチャネル利用状況解析部110等の各部に通知する。チャネル利用状況解析部110等の各部は、通知された測定結果に基づいて、グループ内通信チャネルやグループ間通信チャネルを切り替える。つまり、これらの各部が相互に作用することにより、無線通信部180が利用する通信チャネルを時間的に切り替えて、複数の通信チャネルにまたがるアクセス制御を実現することができる。
Further, the
本実施形態によれば、単一の通信インタフェースを有する無線通信端末が多数ある場合に、少ない通信量かつ短時間で、信号の衝突を起こさず、かつ各無線通信端末が自無線通信端末宛ての信号を受信するようにすることができる通信チャネル、および通信タイミングを決定する処理を行うことができる。 According to this embodiment, when there are a large number of wireless communication terminals having a single communication interface, signal collision does not occur in a small amount of communication and in a short time, and each wireless communication terminal is addressed to its own wireless communication terminal. Processing for determining a communication channel that can receive a signal and communication timing can be performed.
その理由は、各無線通信端末をグループに分けて、グループ毎に通信チャネル、通信タイミングを決定する処理を行うように構成したためである。本実施形態によれば、全ての無線通信端末がいずれかの通信チャネルを選び、通信チャネルごとにノード数が限定されたグループを構成するとともに、一部の無線通信端末に、グループ間の信号の送受信を中継させる。そのため、グループ内の無線通信端末およびグループ間で信号を中継する無線通信端末という限られた数の無線通信端末群について、それぞれ通信チャネル、および通信タイミングを決定することになる。このことから、周囲にある無線通信端末の通信チャネル、および通信タイミングを考慮して、より少ない通信量で通信チャネル、および通信タイミングを決定することができる。また、各無線通信端末の通信量、および通信する無線通信端末数が少ないため、短時間で処理を行うことができる。 The reason is that each wireless communication terminal is divided into groups, and processing for determining a communication channel and communication timing is performed for each group. According to the present embodiment, all the wireless communication terminals select one of the communication channels to form a group in which the number of nodes is limited for each communication channel, and some of the wireless communication terminals transmit signals between the groups. Relay transmission and reception. Therefore, communication channels and communication timings are determined for a limited number of wireless communication terminals, that is, wireless communication terminals within a group and wireless communication terminals that relay signals between groups. From this, it is possible to determine the communication channel and the communication timing with a smaller communication amount in consideration of the communication channel and the communication timing of the surrounding wireless communication terminal. Moreover, since the communication amount of each wireless communication terminal and the number of wireless communication terminals that communicate with each other are small, processing can be performed in a short time.
また、本実施形態によれば、互いに2ホップ以上離れた任意のノード間で、通信可能となるように通信チャネル、および通信タイミングを決定する計算を少ない通信量かつ短時間で行うことができる。 Further, according to the present embodiment, the calculation for determining the communication channel and the communication timing can be performed in a short amount of communication and in a short time so that communication can be performed between arbitrary nodes separated from each other by two hops or more.
その理由は、グループ内の通信では通信タイミングのみを決めればよく、通信チャネル、および通信タイミングの双方を決めるのはグループ間で信号の中継を行う一部のノード(例えば、ゲートウェイノード)のみでよいためである。全ての無線通信端末がいずれかの通信チャネルを選び、通信チャネルごとに無線通信端末のグループを形成して、グループ内で通信タイミングを決定することで、グループ内の任意のノード間の通信が可能になる。また、一部の限られた無線通信端末がグループ間の信号を中継するものとし、これら限られた無線通信端末について通信チャネル、および通信タイミングを決めることで、互いに異なるグループ間の無線通信端末同士でも通信を行うことができるようになる。 The reason for this is that only the communication timing needs to be determined for communication within the group, and both the communication channel and the communication timing need only be determined by some nodes (for example, gateway nodes) that relay signals between groups. Because. All wireless communication terminals select one of the communication channels, form a group of wireless communication terminals for each communication channel, and determine communication timing within the group, enabling communication between any node in the group become. In addition, some limited wireless communication terminals relay signals between groups, and by determining communication channels and communication timings for these limited wireless communication terminals, wireless communication terminals between different groups But you will be able to communicate.
したがって、互いに2ホップ以上離れた無線通信端末同士でデータの到達性を確保することが可能になる。周囲にあるすべての無線通信端末の通信チャネル、および通信タイミングの情報を収集して通信チャネル、および通信タイミングを決定する場合に比べて、少ない通信量かつ短時間で、グループ内の通信タイミングを決定できる。また、グループ間の信号を中継する無線通信端末の通信チャネル、および通信タイミングの決定も一部の限られた無線通信端末間における情報交換により実現できるため、少ない通信量、短時間で当該決定を実現できる。 Therefore, it is possible to ensure data reachability between wireless communication terminals that are two hops away from each other. Determine communication timing within a group in a short amount of traffic and in a shorter time compared to collecting communication channel and communication timing information by collecting communication channels and communication timing information of all surrounding wireless communication terminals. it can. In addition, since the communication channel of the wireless communication terminal that relays the signal between groups and the determination of the communication timing can also be realized by information exchange between some limited wireless communication terminals, the determination can be made in a small amount of communication and in a short time. realizable.
さらに、グループ間の信号を中継するゲートウェイノード同士で送受信の通信チャネル、および通信タイミングを適切に設定することができるため、ゲートウェイノードがグループ内通信チャネルからグループ間通信チャネルに通信チャネルを切り替えた際に、信号の衝突や、信号の受信失敗を良好に抑止して通信をすることができる。 Furthermore, since the communication channel and communication timing of transmission / reception can be set appropriately between gateway nodes that relay signals between groups, when the gateway node switches the communication channel from the intra-group communication channel to the inter-group communication channel In addition, communication can be performed while satisfactorily suppressing signal collision and signal reception failure.
なお、本実施形態では、図6に示すように、ステップS102〜S107の順に処理が行われるが、ステップS107のグループ間通信チャネル決定処理は、他のタイミングで行われてもよい。また、グループ間通信チャネルは、予め決定されていてもよい。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, the processing is performed in the order of steps S102 to S107, but the inter-group communication channel determination processing in step S107 may be performed at other timing. The inter-group communication channel may be determined in advance.
また、ステップS102のグループ内通信チャネル決定処理で取得した集中管理ノードの端末識別子が自無線通信端末の端末識別子と同じ場合は、当該無線通信端末は、図6に示す各処理が終わった後にも、以下の処理を行ってもよい。すなわち、当該無線通信端末は、他無線通信端末からの問い合わせ信号の受信を契機にグループ内通信タイミング決定部122、ゲートウェイ決定部140、およびグループ間通信タイミング決定部151のそれぞれに、グループ内通信タイミングの通知、ゲートウェイノードとなるか否かの通知、およびグループ間通信タイミングの通知を行う。
Further, when the terminal identifier of the centralized management node acquired in the intra-group communication channel determination process in step S102 is the same as the terminal identifier of the own wireless communication terminal, the wireless communication terminal can also execute after each process shown in FIG. The following processing may be performed. That is, the wireless communication terminal receives intra-group communication timings from the intra-group communication
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態の無線通信端末10について説明する。図12は、本発明の第2の実施形態の無線通信端末10の構成例を示すブロック図である。図12に示すように、本発明の第2の実施形態の無線通信端末10は、グループ内通信チャネル選択手段21、グループ内通信タイミング設定手段22、および通信手段80を含む。[Second Embodiment]
Next, the
グループ内通信チャネル選択手段21は、図2に示すグループ内通信チャネル決定部21および通信パラメータ切替え部170に相当する。グループ内通信タイミング設定手段22は、図2に示すグループ内通信タイミング決定部22および通信パラメータ切替え部170に相当する。通信手段80は、図2に示す無線通信部180に相当する。
The intra-group communication channel selection means 21 corresponds to the intra-group communication
グループ内通信チャネル選択手段21は、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択する。グループ内通信タイミング設定手段22は、他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定する。通信手段80は、グループ内通信チャネル選択手段21が選択した通信チャネル、およびグループ内通信タイミング設定手段22が設定したグループ内通信タイミングで、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う。
The intra-group communication channel selection means 21 selects a communication channel for communicating with other wireless communication terminals included in one group. The intra-group communication timing setting means 22 sets the intra-group communication timing for performing communication with other wireless communication terminals. The
そして、グループ内通信タイミング設定手段22は、一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間にグループ内通信タイミングを設定する。 Then, the intra-group communication timing setting means 22 sets the intra-group communication timing in the intra-group communication period in which communication is performed with other wireless communication terminals included in one group.
本実施形態によれば、有する通信インタフェースが単一であっても、少ない通信量かつ短い時間で、通信ネットワークを構成することができる。 According to the present embodiment, a communication network can be configured with a small amount of communication and a short time even if the communication interface has a single one.
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願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。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. 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 present invention.
この出願は、2014年7月18日に出願された日本出願特願2014−147988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 the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2014-147988 for which it applied on July 18, 2014, and takes in those the indications of all here.
10、100、100a〜100q 無線通信端末
21 グループ内通信チャネル選択手段
22 グループ内通信タイミング設定手段
80 通信手段
110 チャネル利用状況解析部
120 ノード通信設定部
121 グループ内通信チャネル決定部
122 グループ内通信タイミング決定部
130 制御情報記憶部
140 ゲートウェイ決定部
150 ゲートウェイノード通信設定部
151 グループ間通信タイミング決定部
152 グループ間通信チャネル決定部
160 無線通信設定記憶部
170 通信パラメータ切替え部
180 無線通信部10, 100, 100a to 100q
Claims (9)
前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定するグループ内通信タイミング設定手段と、
前記グループ内通信チャネル選択手段が選択した前記通信チャネル、および前記グループ内通信タイミング設定手段が設定したグループ内通信タイミングで、前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行う通信手段とを備え、
前記グループ内通信タイミング設定手段は、前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内にグループ内通信タイミングを設定する
ことを特徴とする無線通信端末。Intra-group communication channel selection means for selecting a communication channel for communicating with other wireless communication terminals included in one group;
An intra-group communication timing setting means for setting an intra-group communication timing for communicating with the other wireless communication terminal;
Communication means for communicating with the other wireless communication terminals included in the one group at the communication channel selected by the intra-group communication channel selection means and the intra-group communication timing set by the intra-group communication timing setting means And
The intra-group communication timing setting means sets an intra-group communication timing within an intra-group communication period for communicating with the other radio communication terminal included in the one group.
請求項1に記載の無線通信端末。The communication means includes an intra-group communication means for communicating with the other wireless communication terminal included in the one group, and a group communicating with a wireless communication terminal included in another group different from the one group. The wireless communication terminal according to claim 1, comprising communication means.
前記他のグループに含まれる無線通信端末と通信を行うグループ間通信タイミングを設定するグループ間通信タイミング設定手段とを含み、
前記グループ間通信手段は、前記グループ間通信チャネル設定手段が設定した前記通信チャネル、および前記グループ間通信タイミング設定手段が設定したグループ間通信タイミングで、前記他のグループに含まれる前記無線通信端末と通信を行う
請求項2に記載の無線通信端末。An inter-group communication channel setting means for setting a communication channel for communicating with radio communication terminals included in the other group;
Including an inter-group communication timing setting means for setting an inter-group communication timing for communicating with a radio communication terminal included in the other group,
The inter-group communication means includes the communication channel set by the inter-group communication channel setting means and the inter-group communication timing set by the inter-group communication timing setting means, and the wireless communication terminal included in the other group. The wireless communication terminal according to claim 2, which performs communication.
前記他のグループに含まれる無線通信端末と通信を行うグループ間通信タイミングを、既定の他のグループ間通信タイミングと重複しないように決定するグループ間通信タイミング決定手段とを含み、
前記グループ間通信手段は、前記グループ内通信チャネル決定手段の決定結果に応じた前記通信チャネルと、前記グループ間通信タイミング決定手段の決定結果に応じた前記グループ間通信タイミングとを前記他のグループに含まれる無線通信端末に送信する
請求項3に記載の無線通信端末。An inter-group communication channel determining means for determining a communication channel for communicating with a wireless communication terminal included in the other group;
Inter-group communication timing determining means for determining an inter-group communication timing for communicating with a wireless communication terminal included in the other group so as not to overlap with a predetermined other inter-group communication timing,
The inter-group communication means assigns the communication channel according to the determination result of the intra-group communication channel determination means and the inter-group communication timing according to the determination result of the inter-group communication timing determination means to the other group. The wireless communication terminal according to claim 3, wherein the wireless communication terminal is transmitted to the included wireless communication terminal.
前記グループ間通信タイミング設定手段は、前記グループ間通信タイミング決定手段が決定した前記グループ間通信タイミングを他のグループに含まれる無線通信端末と通信を行うグループ間通信タイミングに設定する
請求項4に記載の無線通信端末。The inter-group communication channel setting means sets the communication channel determined by the inter-group communication channel determination means to a communication channel for communicating with wireless communication terminals included in other groups,
The inter-group communication timing setting unit sets the inter-group communication timing determined by the inter-group communication timing determination unit to an inter-group communication timing for performing communication with a wireless communication terminal included in another group. Wireless communication terminal.
前記グループ内通信タイミング設定手段は、前記グループ内通信タイミング決定手段の決定結果に応じたグループ内通信タイミングを設定し、
前記通信手段は、前記グループ内通信タイミング決定手段の決定結果に応じたグループ内通信タイミングを前記一のグループに含まれる他の無線通信端末に送信する
請求項1から請求項5のうちいずれかに記載の無線通信端末。Intra-group communication timing determining means for determining intra-group communication timing for communicating with the other wireless communication terminal,
The intra-group communication timing setting means sets the intra-group communication timing according to the determination result of the intra-group communication timing determination means,
The communication unit transmits an intra-group communication timing according to a determination result of the intra-group communication timing determination unit to another wireless communication terminal included in the one group. The wireless communication terminal described.
ことを特徴とする通信システム。A communication system comprising a plurality of wireless communication terminals according to any one of claims 1 to 6, which communicate with each other.
前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内に設定し、
選択した前記通信チャネル、および設定したグループ内通信タイミングで、前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行う、
ことを特徴とする無線通信方法。Select a communication channel to communicate with other wireless communication terminals included in one group,
In-group communication timing for communicating with the other wireless communication terminal is set within an intra-group communication period for communicating with the other wireless communication terminal included in the one group,
Communicating with the other wireless communication terminal included in the one group at the selected communication channel and the set intra-group communication timing;
A wireless communication method.
一のグループに含まれる他の無線通信端末と通信を行う通信チャネルを選択するグループ内通信チャネル選択処理と、
前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信タイミングを設定するグループ内通信タイミング設定処理と、
前記グループ内通信チャネル選択処理で選択した前記通信チャネル、および前記グループ内通信タイミング設定処理で設定したグループ内通信タイミングで、前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行う通信処理とを実行させ、
前記グループ内通信タイミング設定処理で、前記一のグループに含まれる前記他の無線通信端末と通信を行うグループ内通信期間内にグループ内通信タイミングを設定させる
ための無線通信用プログラムが記憶された記憶媒体。On the computer,
In-group communication channel selection processing for selecting a communication channel for communicating with other wireless communication terminals included in one group;
An intra-group communication timing setting process for setting an intra-group communication timing for communicating with the other wireless communication terminal;
Communication processing for communicating with the other wireless communication terminals included in the one group at the communication channel selected in the intra-group communication channel selection processing and the intra-group communication timing setting processing set in the intra-group communication timing setting processing And execute
A storage storing a wireless communication program for setting an intra-group communication timing within an intra-group communication period in which communication is performed with the other wireless communication terminal included in the one group in the intra-group communication timing setting process Medium.
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