WO2011058925A1 - Wireless communication status acquiring method and radio station - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technique for acquiring a communication state between wireless stations in a multi-hop wireless network.
- a multi-hop wireless network is composed of a plurality of wireless stations, and transmits information transmitted from a wireless station serving as a terminal station via a wireless station in a range in which the terminal's radio waves can be received as a relay station. Step-by-step transmission to the wireless station that will be the station. Further, generally, the base station is connected to a wired network or the like, and transfers the received information to the control device that is the final destination.
- a wired cable is not required between a terminal station, a relay station, and a base station, so that it is possible to reduce cable installation costs and maintenance costs such as periodic inspections.
- a wired cable is not required, renewal of a radio station can be easily performed, and it is possible to flexibly cope with operations such as addition or change of functions.
- cost reduction of wireless communication devices such as wireless LAN (Local Area Network) and standardization of sensor network technology using Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), etc. are progressing.
- applications in the industrial field are increasing.
- application examples in the industrial field have been applied to social infrastructure projects such as electric power and transportation, and monitoring / control networks of manufacturing industries such as FA (Factory Automation) and PA (Process Automation).
- a diagnostic packet is used to diagnose the state of the communication path of the wireless network.
- a method is disclosed. In the method disclosed in Patent Document 1, when a diagnostic packet is transmitted and a response indicating that the diagnostic packet is normally received is acquired, the communication path state is determined to be normal.
- an object of the present invention is to acquire information on a communication environment of a communication path while ensuring real-time data communication in a multi-hop wireless network.
- the present invention provides a wireless station that constitutes a multi-hop wireless network that transmits and receives a communication frame used for data communication in order of a terminal station, a relay station, and a base station, and receives the communication frame.
- diagnostic information relating to the communication environment of the local station is generated based on the reception state of the communication frame, and the generated diagnostic information is stored in the communication frame.
- the number of times that diagnostic information is generated at the terminal station and base station that are the starting point of the communication frame is half the number of times that diagnostic information is generated at the relay station. turn into.
- a dummy communication frame is received from the adjacent radio station at a timing that does not impair the real-time property, and diagnostic information of the local station is generated.
- the terminal station 130 acquires data (sensor values, etc.) of field devices 140 such as sensors and actuators and stores them in the communication frame 10 (see FIG. 2). Send to 110.
- the terminal station 130 and the field device 140 are communicably connected via a wired network.
- relay stations 120 120a, 120b,..., 120n
- 121 121a, 121b,... 121n
- 122 122a
- the communication frame 10 transmitted from the terminal station 130 is transmitted to the base station 110 using the communication paths of the relay station 120 and the relay station 121 together. That is, the communication path of the relay station 120 and the communication path of the relay station 121 transmit the communication frame 10 including the same data.
- the reason for using the communication path together is to ensure the reliability of information transmission. Even if a failure occurs in one of the communication paths, data can be delivered through the other communication path.
- the base station 110 transmits the data (sensor value and the like) stored in the received communication frame 10 to the control device 100 connected by a wired network.
- the direction in which data is transmitted from the terminal station 130 to the base station 110 in this way is referred to as “uplink”.
- the communication frame 10 is transmitted and received in a wireless manner between the terminal station 130, the relay stations 120, 121, 122, and the base station 110.
- the base station 110 stores an instruction to acquire a sensor value or the like in the communication data 13 (see FIG. 2) of the communication frame 10 and transmits it to the field device 140. Also at this time, the communication frame 10 is transmitted using, for example, the communication paths of the relay station 120 and the relay station 121 together. In this way, the direction in which data is transmitted from the base station 110 to the terminal station 130 is referred to as “downlink”. However, the same communication path is used for “uplink” and “downlink”.
- each terminal station 130 and one base station 110 are shown, but two or more each may be used.
- three communication paths of the relay stations 120, 121, and 122 are described, it is sufficient that there are two or more communication paths of the relay station for the set of the base station 110 and the terminal station 130. Further, the number of relay stations existing on one communication path may be different for each communication path. Further, in order to ensure the reliability of information transmission between the base station 110 and the terminal station 130, two or more communication paths are used in combination.
- Each station 110, 120, 121, 122, and 130 includes two antennas, and each antenna performs communication at different radio frequencies. Further, which radio frequency is used between which stations is managed by the control device 100 and notified to each station.
- the communication frame 10 is generated by the base station 110 or the terminal station 130, and includes a frame header 11, diagnostic information 12, communication data 13, and a frame end 14 as shown in FIG.
- the frame header 11 stores information indicating the address of the destination terminal station 130 selected by the control device 100 and the address of the transmission source base station 110.
- the diagnostic information 12 stores diagnostic information indicating the state of the communication environment surrounding the base station 110, the relay station 120 (or the relay stations 121 and 122), and the terminal station 130.
- the items of the diagnostic information indicating the state of the communication environment include, for example, the radio wave intensity when the communication frame 10 is received, SNR (Signal to Noise Ratio), BER (Bit Error Rate), the number of error corrections using an error correction code, and the communication frame.
- the number of times of loss and the number of times of retransmission are associated with the time stamp at which the communication frame 10 was received.
- the communication data 13 stores data such as sensor values and instructions described above.
- the frame end 14 stores information indicating the end of the communication frame 10.
- the radio wave intensity is the radio wave intensity when the communication frame 10 is received.
- SNR is the ratio of the radio field intensity of noise to the radio field intensity of the signal of the communication frame 10.
- the BER is a ratio at which a bit does not stand at a correct position when the radio signal of the received communication frame 10 is demodulated.
- the number of error corrections is the number of times error correction has been performed using an error correction code.
- the number of lost communication frames is the number of times that the communication frame 10 has not been received. In order to measure the number of lost communication frames, information indicating the serial number of the communication frame 10 is stored in the communication data 13 of the communication frame 10, and it can be measured by detecting that the serial number jumps.
- the number of lost communication frames is determined when a predetermined time interval from the reception of the communication frame 10 to the arrival of the next communication frame 10 has elapsed or when the arrival of the next communication frame 10 has passed the scheduled time.
- the communication frame 10 may be determined to have been lost.
- the number of retransmissions is the number of times that the same communication frame 10 has been retransmitted.
- the diagnostic information 12 of the communication frame 10 stores the diagnostic information each time the communication frame 10 passes through the base station 110, the relay stations 120, 121, 122, and the terminal station 130. This storage method will be described later.
- each of the base station 110 and the relay stations 120, 121, and 122 is a routing table (set when the multihop wireless system 1 is constructed or distributed by the control device 100 when the multihop wireless system 1 is started up). 3A and 3B).
- the routing table held by each of the relay stations 120, 121, and 122 includes a destination that transmits the communication frame 10 when it is upstream, a destination that transmits the communication frame 10 when it is downstream, The radio frequency used for communication is stored.
- each of the relay stations 120, 121, and 122 receives the communication frame 10, it refers to the routing table shown in FIG. 3A and stores the destination in the communication data 13 of the communication frame 10 for transmission.
- the relay station 120, 121, 122 that has received the communication frame 10 corresponds to the destination stored in the communication data 13, the relay station 120, 121, 122 transmits the communication frame 10 in order. Get information. If the relay station 120, 121, 122 does not correspond to the destination stored in the communication data 13, the relay station 120, 121, 122 discards the communication frame 10.
- the routing table held by the base station 110 includes the address of the terminal station 130 that is the destination of the communication frame 10 and the relay that can transmit the communication frame 10 to the terminal station 130.
- the addresses of the stations 120, 121, and 122 are associated with radio frequencies.
- the frame header 11 of the communication frame 10 transmitted by the base station 110 stores the address of the terminal station 130 that is the destination and the address of the base station 110 that is the transmission source.
- the communication data 13 of the communication frame 10 stores one of the addresses of the relay stations 120a, 121a, and 122a as a destination indicating which relay stations 120, 121, and 122 are to be routed.
- the relay stations 120 a, 121 a, and 122 a that have received the communication frame 10 acquire the information of the communication frame 10 and store it in the communication data 13 when the destination address stored in the communication data 13 corresponds. If the received address does not correspond to the destination address, the information of the communication frame 10 is discarded.
- the relay station 120 includes a processing unit 310, a communication unit 320, and a storage unit 330.
- the processing unit 310 includes a diagnostic information integration unit 311, a local station diagnostic information generation unit 312, and another station diagnostic information extraction unit 313.
- the local station diagnostic information generation unit 312 indicates the local station diagnostic information based on the measurement result related to the state of the communication environment surrounding the local station. Diagnostic information 332 is generated. Then, the local station diagnosis information generation unit 312 stores the local station diagnosis information 332 in the storage unit 330.
- the other station diagnosis information extraction unit 313 extracts the other station diagnosis information 333 indicating the diagnosis information of the other station from the received communication frame 10. Then, the other station diagnosis information extraction unit 313 stores the other station diagnosis information 333 in the storage unit 330.
- the diagnostic information integration unit 311 reads the local station diagnostic information 332 and the other station diagnostic information 333 in the storage unit 330 and further stores a storage format indicating the storage format of the diagnostic information 13 of the communication frame 10 stored in the storage unit 330. Referring to the information 331, the read diagnostic information of the local station and the other station is integrated and stored in the diagnostic information 12 of the communication frame 10.
- the transmission unit 322 of the communication unit 320 transmits the communication frame 10 to the next station.
- the communication unit 320 includes a reception unit 321 that receives the communication frame 10 and a transmission unit 322 that transmits the communication frame 10 storing the diagnosis information of the local station.
- the storage unit 330 stores storage format information 331, own station diagnosis information 332, and other station diagnosis information 333.
- the terminal station 130 and the base station 110 have the same functions as the relay station 120 shown in FIG. Further, the control device 100 receives the diagnostic information 12 of the communication frame 10 from the base station 110, diagnoses the state of the communication path based on the diagnostic information of each station, and outputs an instruction to switch the communication path based on the diagnostic result. To do.
- the diagnostic information 12 of the communication frame 10 passes through the base station 110 every time it is transmitted in a forward manner from the relay station A (120A), the relay station B (120B), and the terminal station 130. Station diagnostic information is added.
- relay station A (120A) and relay station B (120B) in FIG. 5 correspond to relay station 120a and relay station 120b in FIG.
- the base station 110 does not receive the communication frame 10 by radio, and therefore does not generate diagnostic information of the own station.
- the diagnostic information 12 of the communication frame 10 transmitted from the base station 110 is stored as indicated by 401.
- the diagnostic information 12 of the communication frame 10 transmitted from the relay station A is stored as indicated by 402.
- the diagnostic information 12 of the communication frame 10 transmitted from the relay station B is stored as indicated by 403.
- the terminal station 130 produces
- diagnostic information 12 of the communication frame 10 is transmitted from the terminal station 130 to the relay station B (120B), the relay station A (120A), and the base station 110. And the diagnostic information of the station that passed through is added each time. Specifically, in the diagnostic information 12 of the communication frame 10 transmitted from the terminal station 130, the diagnostic information generated when the communication frame 10 is received is added to the diagnostic information of 403, and the diagnostic information shown in 404 It becomes. Similarly, each time it is transmitted to relay station B (120B), relay station A (120A), and base station 110 by forward feed, it becomes diagnostic information shown in 405, 406, and 407, respectively. However, if there is no downlink communication and only uplink communication is performed, the diagnostic information of the station (indicated as (uplink) in FIG. 5) that has passed through the uplink communication is the diagnosis of the communication frame 10. Stored in information 12.
- FIG. 6 shows the flow of processing related to the downlink diagnostic information of the multi-hop wireless system 1.
- FIG. 7 shows a flow of processing related to uplink diagnostic information of the multi-hop wireless system 1.
- step S ⁇ b> 601 the control device 100 transmits communication data such as a command value to the field device 140 to the base station 110.
- the communication data includes the address of the terminal station 130 and the address of the first relay station A (120A) on the communication path of the relay station.
- the first relay station A (120A) on the communication path of the relay station is determined based on the diagnostic information collected by the control device 100.
- step S602 the base station 110 stores the communication data in the communication data 13 of the communication frame 10.
- the communication data 13 of the communication frame 10 includes the address of the base station 110 that is the transmission source and the address of the relay station A (120A) that is the destination.
- step S603 the base station 110 transmits the communication frame 10.
- the relay station A (120A) receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the local station and stores it in the communication frame 10 in step S604. Further, the communication data 13 of the communication frame 10 includes its own address as the transmission source and the address of the destination relay station B (120B) determined by the routing table of FIG. 3A. In step S605, the relay station A (120A) transmits the communication frame 10. The relay station B (120B) receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the own station and stores it in the communication frame 10 in step S606. Further, the communication data 13 of the communication frame 10 includes its own address as the transmission source and the address of the destination terminal station 130 determined by the routing table of FIG. 3A. In step S607, the relay station B (120B) transmits the communication frame 10.
- the terminal station 130 receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the local station in step S608.
- step S609 data is received from the field device 140. Note that step S609 may be prior to step S608.
- step S610 the terminal station 130 determines whether or not uplink data exists. If uplink data exists, the diagnostic information of the local station and the uplink data are stored in the communication frame 10 in step S701 shown in FIG. If there is no uplink data in step S610, a response indicating that the communication frame 10 has been received is used as uplink data. In step S701, the diagnostic information of the own station and the uplink data are transmitted in the communication frame 10. To store.
- the communication data 13 of the communication frame 10 includes information with the address of the relay station B (120B) stored in the communication data 13 of the communication frame 10 in step S607 as the destination and the own address as the transmission source. It is.
- the terminal station 130 transmits the communication frame 10.
- the transmission source is the address of the terminal station 130 and the destination is the address of the base station 110.
- the relay station B (120B) receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the local station and stores it in the communication frame 10 in step S703. Further, the communication data 13 of the communication frame 10 includes its own address as a transmission source and the address of the destination relay station A (120A) determined by the routing table of FIG. 3A. In step S704, the relay station B (120B) transmits the communication frame 10. The relay station A (120A) receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the local station in step S705 and stores it in the communication frame 10. Further, the communication data 13 of the communication frame 10 includes its own address as a transmission source and the address of the destination base station 110 determined by the routing table of FIG. 3A. In step S706, the relay station A (120A) transmits the communication frame 10.
- the base station 110 receives the communication frame 10, and generates diagnostic information of the local station in step S707 and stores it in the communication frame 10.
- the base station 110 transmits the communication frame 10 or the diagnostic information 12 and the communication data 13 of the communication frame 10 to the control device 100.
- the control device 100 acquires the communication data stored in the communication data 13 of the received communication frame 10.
- the control device 100 acquires the diagnostic information of each station stored in the diagnostic information 12.
- the control device 100 diagnoses the path state based on the diagnosis information of each station acquired in step S710.
- Route status diagnosis is performed based on information indicating the status of the communication environment.
- the items of the diagnostic information indicating the state of the communication environment include, for example, the radio wave intensity when the communication frame 10 is received, BER (Bit Error Rate), SNR (Signal to Noise Ratio), the number of retransmissions, as described above. The number of error corrections using error correction codes, the number of lost communication frames, and the like. Any one or a combination of two or more of these items is used for comparison with a preset threshold value. Then, when the value of any one or a combination of two or more of the items exceeds the threshold value, it is determined that the route state has deteriorated, and communication disconnection is avoided.
- step S712 the control device 100 performs path switching (avoidance of communication disconnection) based on the path state diagnosis result in step S711.
- the switching of the route is performed by rewriting the routing table (see FIGS. 3A and 3B) so that, for example, (1) the radio frequency of the same communication route is switched, and (2) the entire communication route is switched. Further, the rewriting of the routing table is performed by storing and notifying the information (1) or (2) described above with the corresponding station as the destination in the communication data in step S601 of FIG.
- the switching of the entire communication path (2) may be performed by switching all the communication path groups used before the switching, or it is determined that the path state is deteriorated among the communication path groups. It is also possible to set a new set of communication paths by switching only the communication paths. In addition, only a station that is determined to have a deteriorated path state may be switched to a station on another communication path.
- FIG. 8 shows an example of log information when communication disconnection avoidance is executed.
- the log number 1 when the time (time stamp) is 16:25:16, the interval from the relay station A to the relay station B based on the number of retransmissions of the determination information 1 being 3 It can be seen that the radio frequency is changed.
- the log number 3 when the time (time stamp) is 16:25:17, the log number of determination information 1 is log number 1 and the log number of determination information 2 is log number 2. Based on the above, it can be seen that the communication path 2 is changed.
- FIG. 9A shows a case where the storage location (memory address or the like) of diagnostic information is predetermined for each station. Each station has a different storage location in the downlink direction and the uplink direction.
- FIG. 9B shows a case where the storage location of the diagnostic information of the station is determined in advance for each item of diagnostic information.
- FIG. 9C shows a case in which each diagnosis information 1 to n is stored with the identification number for identifying the station at the head, in the left-justified manner.
- an identification number for example, a MAC (Media Access Control) address that is a device-specific number, an IP (Internet Protocol) address, a number according to other various communication standards, or an administrator of the multi-hop wireless system 1 is assigned. Number.
- the identification number and the station are associated with each other and stored in the control device 100.
- FIG. 9D and FIG. 9E show cases where the diagnostic information and the identification number may be arranged anywhere within the storage position range when the number of items of diagnostic information n is known.
- FIG. 9F shows a case where the number of items of diagnostic information is known and the identification information is omitted.
- the control device 100 holds information related to the routing table shown in FIGS. 3A and 3B in advance, and transmits / receives the communication frame 10 via any communication path of which relay station. Since the communication data 13 received from the base station 110 includes the address of the transmission source relay station, the communication path of the received communication frame 10 can be specified. Therefore, as shown in FIG.
- FIGS. 9A to 9F As long as the diagnostic information is written in the left-justified manner, it is possible to specify which station the diagnostic information belongs to.
- Each storage format shown in FIGS. 9A to 9F is already statically stored before power-up of each station, or is it distributed from the control device 100 before the start of data communication after power-up. Are stored in each station.
- step S1001 relay station A (120A) next to base station 110 transmits a dummy communication frame to base station 110.
- the transmission timing of this dummy communication frame is, for example, when the relay station A (120A) itself is not transmitting and receiving and when a predetermined time has elapsed since the previous transmission of the communication frame 10 to the base station 110. Suppose that This is because real-time performance is not impaired.
- the communication data 13 of the dummy communication frame information for identifying that the communication frame is a dummy is described.
- step S1002 the base station 110 receives a dummy communication frame and generates diagnostic information of the own station. Note that, when the base station 110 receives a dummy communication frame, the base station 110 does not transmit the dummy communication frame to the control device 100.
- the base station 110 receives the communication data in step S601 from the control device 100, the base station 110 stores the diagnostic information and communication data of the local station generated immediately before in the communication frame 10 in step S1003.
- step S603 the base station 110 transmits a communication frame to the relay station A (120A). Since the transmission after step S603 is the same as steps S604 to S610, the description thereof will be omitted.
- step S1101 the relay station B (120B) adjacent to the terminal station 130 transmits a dummy communication frame to the terminal station 130.
- the transmission timing of this dummy communication frame is, for example, when the relay station B (120B) itself is not transmitting and receiving and when a predetermined time has elapsed since the previous transmission of the communication frame 10 to the terminal station 130.
- This is because real-time performance is not impaired.
- information for identifying that the communication frame 10 is a dummy is described.
- step S1102 the terminal station 130 receives the dummy communication frame and generates its own diagnostic information. Note that the terminal station 130 does not transmit the uplink communication frame 10 to the control device 100 when receiving the dummy communication frame.
- step S701 the terminal station 130 stores the diagnostic information and communication data of the local station generated immediately before the data in the communication frame 10.
- step S702 the terminal station 130 transmits a communication frame to the relay station B (120B). Since the transmission after step S702 is the same as steps S703 to S712, the description thereof will be omitted.
- the communication frame 10 is transmitted in the multi-hop wireless system 1 that transmits and receives the communication frame 10 storing data communication between the base station 110, the relay stations 120, 121, and 122, and the terminal station 130.
- the diagnostic information of the relay stations 120, 121, and 122 can be acquired for both the uplink direction and the downlink direction.
- the diagnosis information can be obtained only in one direction. can not get. Therefore, according to the first and second modifications, the diagnostic information can be acquired in both directions by using the dummy communication frame 10 at a timing that does not impair the real-time property of data communication.
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Abstract
Description
本発明は、マルチホップ無線ネットワークにおいて、無線局間の通信状態を取得する技術に関する。 The present invention relates to a technique for acquiring a communication state between wireless stations in a multi-hop wireless network.
マルチホップ無線ネットワークは、複数の無線局によって構成され、端局となる無線局から発信された情報を、その端局の電波を受信可能な範囲にある無線局を中継局として経由して、基地局となる無線局にまでステップバイステップで順送りに伝達する。さらに、一般的に、基地局は、有線等のネットワークに接続されていて、受信した情報を最終的な宛先となる制御装置に転送する。 A multi-hop wireless network is composed of a plurality of wireless stations, and transmits information transmitted from a wireless station serving as a terminal station via a wireless station in a range in which the terminal's radio waves can be received as a relay station. Step-by-step transmission to the wireless station that will be the station. Further, generally, the base station is connected to a wired network or the like, and transfers the received information to the control device that is the final destination.
マルチホップ無線ネットワークでは、端局、中継局、および基地局の間では有線ケーブルが不要となるため、ケーブルの敷設コストの低減や定期点検等のメンテナンスコストの低減を図ることができる。また、有線ケーブルが不要となるため、無線局の更改が容易に行え、機能の追加や変更といった運用の面でも柔軟な対応が可能となる。さらに、無線技術の進展にともなって、無線LAN(Local Area Network)等の無線通信機器の低コスト化や、Bluetooth(登録商標)やZigBee(登録商標)等を用いたセンサネットワーク技術の標準化が進められ、産業分野における適用事例が増加してきている。例えば、産業分野における適用事例として、電力・交通等の社会インフラ事業や、FA(Factory Automation)やPA(Process Automation)等の製造業の監視・制御ネットワークへ適用されてきている。 In a multi-hop wireless network, a wired cable is not required between a terminal station, a relay station, and a base station, so that it is possible to reduce cable installation costs and maintenance costs such as periodic inspections. In addition, since a wired cable is not required, renewal of a radio station can be easily performed, and it is possible to flexibly cope with operations such as addition or change of functions. Furthermore, along with the progress of wireless technology, cost reduction of wireless communication devices such as wireless LAN (Local Area Network) and standardization of sensor network technology using Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), etc. are progressing. As a result, applications in the industrial field are increasing. For example, application examples in the industrial field have been applied to social infrastructure projects such as electric power and transportation, and monitoring / control networks of manufacturing industries such as FA (Factory Automation) and PA (Process Automation).
また、産業分野向けの無線ネットワークでは、情報伝達の信頼性を満足することが求められており、特許文献1には、無線ネットワークの通信経路の状態を診断するために、診断用のパケットを用いる方法が開示されている。そして、特許文献1の方法では、診断用のパケットを送信して、その診断用のパケットを正常に受信したことを示す応答を取得したときに、通信経路の状態は正常であると判定する。
In addition, the wireless network for the industrial field is required to satisfy the reliability of information transmission. In
しかしながら、特許文献1に開示されている発明では、診断用のパケットを用いるために、その診断用のパケットの送受信の間は、本来伝達すべきデータを送信することができない。すなわち、データ通信のリアルタイム性が損なわれるという問題がある。また、特許文献1に開示されている発明では、診断用のパケットの送受信期間とデータ通信のパケットの送受信期間とが離れてしまうため、無線局間が通信不可になる前に、その兆候を事前に検出(診断)して対処できないという問題がある。そこで、本発明は、マルチホップ無線ネットワークにおいて、データ通信のリアルタイム性を確保しつつ、通信経路の通信環境の情報を取得することを課題とする。
However, in the invention disclosed in
前記課題を解決するために、本発明は、マルチホップ無線ネットワークを構成する無線局が、データ通信に用いる通信フレームを端局、中継局、基地局の順に順送りで送受信し、通信フレームを受信したときに、その通信フレームの受信状態に基づいて自局の通信環境に係る診断情報を生成し、その生成した診断情報を該通信フレームに格納する。また、通信フレームを受信したときに診断情報を生成することによって、通信フレームの出発点となる端局および基地局での診断情報の生成回数が、中継局での診断情報の生成回数の半分となってしまう。そこで、端局および基地局において、診断情報の生成回数を増加するために、リアルタイム性を損なわないタイミングで、ダミーの通信フレームを隣の無線局から受信して、自局の診断情報を生成する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a wireless station that constitutes a multi-hop wireless network that transmits and receives a communication frame used for data communication in order of a terminal station, a relay station, and a base station, and receives the communication frame. Sometimes, diagnostic information relating to the communication environment of the local station is generated based on the reception state of the communication frame, and the generated diagnostic information is stored in the communication frame. Also, by generating diagnostic information when a communication frame is received, the number of times that diagnostic information is generated at the terminal station and base station that are the starting point of the communication frame is half the number of times that diagnostic information is generated at the relay station. turn into. Therefore, in order to increase the number of times diagnostic information is generated at the terminal station and the base station, a dummy communication frame is received from the adjacent radio station at a timing that does not impair the real-time property, and diagnostic information of the local station is generated. .
本発明によれば、マルチホップ無線ネットワークにおいて、データ通信のリアルタイム性を確保しつつ、通信経路の通信環境の情報を収集することが可能となる。
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to collect the communication environment information of a communication path, ensuring the real-time property of data communication in a multihop wireless network.
Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
次に、本発明を実施するための形態(以降、「本実施形態」と称す)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
本実施形態におけるマルチホップ無線システム1の構成について、図1を用いて説明する。マルチホップ無線システム1は、センサやアクチュエータ等のフィールド機器140のデータ(センサ値等)を、端局130が取得して通信フレーム10(図2参照)に格納し、その通信フレーム10を基地局110に向けて送信する。端局130とフィールド機器140との間は、有線ネットワークによって通信可能に接続されている。端局130と基地局110との間には、通信フレーム10をステップバイステップで中継する中継局120(120a,120b,・,120n),121(121a,121b,・,121n),122(122a,122b,・,122n)が複数存在する。そして、例えば、端局130から送信された通信フレーム10は、中継局120および中継局121の通信経路を併用して、基地局110に伝達される。すなわち、中継局120の通信経路および中継局121の通信経路は、同一のデータを含む通信フレーム10を伝達する。なお、通信経路を併用する理由は、情報伝達の信頼性を確保するためであり、どちらか一方の通信経路に障害が発生しても、他方の通信経路によってデータを送達することができる。
The configuration of the multi-hop
そして、基地局110は、有線ネットワークによって接続されている制御装置100に、受信した通信フレーム10に格納されているデータ(センサ値等)を送信する。このように、端局130から基地局110へデータを伝達する方向を、「上り」と呼ぶことにする。なお、端局130、中継局120,121,122、および基地局110の間は、無線によって通信フレーム10を順送りで送受信する。
Then, the
また、基地局110は、フィールド機器140に向けて、センサ値の取得の指示等を通信フレーム10の通信データ13(図2参照)に格納して送信する。このときにも、通信フレーム10は、例えば、中継局120および中継局121の通信経路を併用して、伝達される。このように、基地局110から端局130へデータを伝達する方向を、「下り」と呼ぶことにする。ただし、「上り」と「下り」は、同じ通信経路が用いられるものとする。
In addition, the
なお、図1では、端局130および基地局110は、1つしか記載していないが、それぞれ2以上であっても構わない。また、中継局120,121,122の通信経路は3つ記載されているが、基地局110と端局130との組に対して、中継局の通信経路が2以上あればよい。また、1つの通信経路上に存在する中継局の数は、通信経路ごとに異なっていても構わない。また、基地局110と端局130との間で情報伝達の信頼性を確保するために、2以上の通信経路が併用されるものとする。また、各局110,120,121,122,130は、アンテナを2本備えており、それぞれのアンテナでは異なる無線周波数で通信を行う。また、どの無線周波数をどの局間で用いるかについては、制御装置100が管理し、各局に通知する。
In FIG. 1, only one
次に、通信フレーム10の構成について、図2を用いて説明する(適宜図1参照)。通信フレーム10は、基地局110または端局130によって生成され、図2に示すように、フレームヘッダ11、診断情報12、通信データ13、およびフレームエンド14によって構成される。フレームヘッダ11には、下り方向の場合、制御装置100によって選択された宛先の端局130のアドレスおよび送信元の基地局110のアドレスを示す情報が格納される。診断情報12には、基地局110、中継局120(または、中継局121,122でもよい)、および端局130を取り巻く通信環境の状態を示す診断情報が格納される。通信環境の状態を示す診断情報の項目は、例えば、通信フレーム10を受信したときの電波強度、SNR(Signal to Noise Ratio)、BER(Bit Error Rate)、誤り訂正符号による誤り訂正回数、通信フレーム欠損回数、および再送回数であり、それらが通信フレーム10を受信したタイムスタンプと関連付けられている。通信データ13には、前記したセンサ値や指示等のデータが格納される。フレームエンド14には、通信フレーム10の終わりを示す情報が格納される。
Next, the configuration of the
ここで、電波強度は、通信フレーム10を受信したときの電波の強度である。SNRは、通信フレーム10の信号の電波強度に対する雑音の電波強度の比である。BERは、受信した通信フレーム10の無線信号を復調したときに正しい位置にビットが立たない割合である。誤り訂正回数は、誤り訂正符号を用いて、誤り訂正を行った回数である。通信フレーム欠損回数は、通信フレーム10を受信できなかった回数である。この通信フレーム欠損回数を測定するためには、通信フレーム10の通信データ13に、通信フレーム10の通番を表す情報を格納しておき、その通番が飛ぶことを検出して測定することができる。また、通信フレーム欠損回数は、通信フレーム10を受信してから次の通信フレーム10が到着するまでの所定の時間間隔を経過した場合または次の通信フレーム10の到着が予定時刻を過ぎた場合に、通信フレーム10の欠損があったと判定してもよい。再送回数は、同じ通信フレーム10を再送した回数である。
Here, the radio wave intensity is the radio wave intensity when the
なお、通信フレーム10の診断情報12には、通信フレーム10が、基地局110、中継局120,121,122、および端局130を通過するたびに、それぞれの診断情報が格納される。この格納方法については、後記する。
The
ここで、中継局の通信経路の確立方法と、基地局110が端局130に通信フレーム10を伝達するときにどの中継局の通信経路を選択するかを決める選択方法とについて、説明する(図1,3A、3B参照)。まず、基地局110および中継局120,121,122は、それぞれ、マルチホップ無線システム1の構築時に設定された、または、マルチホップ無線システム1の始動時に制御装置100によって配布された、ルーティングテーブル(図3A、3B参照)を保持している。
Here, a method for establishing the communication path of the relay station and a selection method for determining which relay station to select when the
図3Aに示すように、各中継局120,121,122が保持するルーティングテーブルには、上りのときに通信フレーム10を送信する宛先、および下りのときに通信フレーム10を送信する宛先およびそれぞれの通信に用いられる無線周波数が格納される。そして、各中継局120,121,122は、通信フレーム10を受信したときに、図3Aに示すルーティングテーブルを参照して、宛先を通信フレーム10の通信データ13に格納して送信する。その通信フレーム10を受信した中継局120,121,122は、通信データ13に格納された宛先に自身が該当する場合には、その通信フレーム10を順送りで送信するために、通信フレーム10内の情報を取得する。また、中継局120,121,122は、通信データ13に格納された宛先に自身が該当しない場合には、その通信フレーム10を廃棄する。
As shown in FIG. 3A, the routing table held by each of the
また、図3Bに示すように、基地局110が保持するルーティングテーブルには、通信フレーム10の宛先となる端局130のアドレスと、その端局130に通信フレーム10を伝達することが可能な中継局120,121,122のアドレスと、無線周波数とが関連付けられている。そして、基地局110が送出する通信フレーム10のフレームヘッダ11には、宛先となる端局130のアドレスおよび送信元である基地局110のアドレスが格納される。また、通信フレーム10の通信データ13には、どの中継局120,121,122を経由させるかを示す宛先として、中継局120a,121a,122aのいずれかのアドレスが格納される。そして、当該通信フレーム10を受信した中継局120a,121a,122aは、通信データ13に格納された宛先のアドレスに該当する場合には、その通信フレーム10の情報を取得し、通信データ13に格納された宛先のアドレスに該当しない場合には、その通信フレーム10の情報を廃棄する。
3B, the routing table held by the
次に、中継局120の診断情報12に係る機能について、図4を用いて説明する(適宜図1,2参照)。なお、中継局121,122の診断情報12に係る機能は、中継局120と同様であるので説明を省略する。中継局120は、図4に示すように、処理部310、通信部320、および記憶部330を備える。
Next, functions related to the
処理部310は、診断情報統合部311、自局診断情報生成部312、および他局診断情報抽出部313を備える。自局診断情報生成部312は、通信部320の受信部321が通信フレーム10を受信したとき、自局を取り巻く通信環境の状態に係る測定結果に基づいて、自局の診断情報を示す自局診断情報332を生成する。そして、自局診断情報生成部312は、自局診断情報332を記憶部330に記憶する。他局診断情報抽出部313は、受信部321が通信フレーム10を受信したとき、その受信した通信フレーム10から、他局の診断情報を示す他局診断情報333を抽出する。そして、他局診断情報抽出部313は、他局診断情報333を記憶部330に記憶する。
The processing unit 310 includes a diagnostic
診断情報統合部311は、記憶部330の自局診断情報332および他局診断情報333を読み出し、さらに、記憶部330に記憶されている、通信フレーム10の診断情報13の格納形式を示す格納形式情報331を参照して、読み出した自局および他局の診断情報を統合して、通信フレーム10の診断情報12に格納する。通信部320の送信部322は、当該通信フレーム10を次の局に送信する。
The diagnostic
通信部320は、通信フレーム10を受信する受信部321と、自局の診断情報を格納した通信フレーム10を送信する送信部322とを備える。また、記憶部330は、格納形式情報331、自局診断情報332、他局診断情報333を格納する。
The
次に、基地局110、端局130、および制御装置100の診断情報12に係る機能について説明する(図示なし)。端局130および基地局110は、図4に示した中継局120と同様の機能を備えている。さらに、制御装置100は、基地局110から通信フレーム10の診断情報12を受信し、各局の診断情報に基づいて通信経路の状態を診断し、その診断結果に基づいて通信経路を切り替える指示を出力する。
Next, functions related to the
次に、本実施形態における診断情報の伝達方法の概要について、図5を用いて説明する。下り方向の通信では、通信フレーム10の診断情報12には、基地局110から、中継局A(120A)、中継局B(120B)、端局130へと順送りで伝達されるたびに、経由した局の診断情報が追加されていく。なお、図5の中継局A(120A)および中継局B(120B)は、図1の中継局120aおよび中継局120bに相当する。具体的には、基地局110は、制御装置100から通信データを受信しても、無線によって通信フレーム10を受信していないので、自局の診断情報を生成しない。したがって、基地局110から送信される通信フレーム10の診断情報12には、401に示すように何も格納されていない。中継局A(120A)から送信される通信フレーム10の診断情報12には、402に示すように、中継局Aの診断情報が格納される。また、中継局B(120B)から送信される通信フレーム10の診断情報12には、403に示すように、中継局Aおよび中継局Bの診断情報が格納される。そして、端局130は、通信フレーム10を受信したとき、自局の診断情報を生成する。
Next, an outline of a method for transmitting diagnostic information in the present embodiment will be described with reference to FIG. In the downlink communication, the
次に、上り方向の通信では、下り方向の通信と同様に、通信フレーム10の診断情報12には、端局130から、中継局B(120B)、中継局A(120A),基地局110へと順送りで伝達されるたびに、経由した局の診断情報が追加されていく。具体的には、端局130から送信される通信フレーム10の診断情報12は、403の診断情報に、通信フレーム10を受信したときに生成済みの診断情報が追加されて、404に示す診断情報となる。同様に、中継局B(120B)、中継局A(120A)、基地局110と順送りで伝達されるたびに、それぞれ405,406,407に示す診断情報となる。ただし、下り方向の通信がなく、上り方向の通信のみが行われる場合には、その上り方向の通信において経由した局の診断情報(図5で(上り)と表示)が、通信フレーム10の診断情報12に格納される。
Next, in uplink communication, as in downlink communication,
ここで、マルチホップ無線システム1における、診断情報に係る処理の流れを、図6,7を用いて説明する。図6は、マルチホップ無線システム1の下り方向の診断情報に係る処理の流れを示す。図7は、マルチホップ無線システム1の上り方向の診断情報に係る処理の流れを示す。
Here, the flow of processing related to diagnostic information in the
図6に示すように、まず、ステップS601では、制御装置100は、フィールド機器140への指令値等の通信データを基地局110に送信する。通信データには、指令値以外に、端局130のアドレス、中継局の通信経路の最初の中継局A(120A)のアドレスを含む。なお、中継局の通信経路の最初の中継局A(120A)は、制御装置100が収集した診断情報に基づいて決定される。
As shown in FIG. 6, first, in step S <b> 601, the
ステップS602では、基地局110は、通信データを通信フレーム10の通信データ13に格納する。なお、通信フレーム10の通信データ13には、送信元である基地局110のアドレスおよび宛先である中継局A(120A)のアドレスが含まれる。ステップS603では、基地局110は、その通信フレーム10を送信する。
In step S602, the
中継局A(120A)は、通信フレーム10を受信し、ステップS604では、自局の診断情報を生成し、通信フレーム10に格納する。また、通信フレーム10の通信データ13には、送信元としての自身のアドレスと、図3Aのルーティングテーブルによって決まる宛先の中継局B(120B)のアドレスとが含まれる。ステップS605では、中継局A(120A)は、その通信フレーム10を送信する。中継局B(120B)は、通信フレーム10を受信し、ステップS606では、自局の診断情報を生成し、通信フレーム10に格納する。また、通信フレーム10の通信データ13には、送信元としての自身のアドレスと、図3Aのルーティングテーブルによって決まる宛先の端局130のアドレスとが含まれる。ステップS607では、中継局B(120B)は、その通信フレーム10を送信する。
The relay station A (120A) receives the
端局130は、通信フレーム10を受信し、ステップS608では、自局の診断情報を生成する。ステップS609では、フィールド機器140からデータを受信する。なお、このステップS609は、ステップS608以前であっても構わない。ステップS610では、端局130は、上りのデータが存在するか否かを判定する。上りのデータが存在する場合には、図7に示すステップS701において、自局の診断情報と上りのデータとを通信フレーム10に格納する。また、ステップS610で、上りのデータが存在しない場合には、通信フレーム10を受信したことを示す応答を上りのデータとして、ステップS701において、自局の診断情報と上りのデータとを通信フレーム10に格納する。なお、通信フレーム10の通信データ13には、ステップS607の通信フレーム10の通信データ13に格納されていた中継局B(120B)のアドレスを宛先とし、自身のアドレスを送信元とする情報が含まれる。そして、ステップS702では、端局130は、その通信フレーム10を送信する。また、端局130が送信する通信フレーム10のフレームヘッダ11は、送信元が端局130のアドレスで、宛先が基地局110のアドレスである。
The
中継局B(120B)は、通信フレーム10を受信し、ステップS703では、自局の診断情報を生成し、通信フレーム10に格納する。また、通信フレーム10の通信データ13には、送信元として自身のアドレスと、図3Aのルーティングテーブルによって決まる宛先の中継局A(120A)のアドレスとが含まれる。ステップS704では、中継局B(120B)は、その通信フレーム10を送信する。中継局A(120A)は、通信フレーム10を受信し、ステップS705では、自局の診断情報を生成し、通信フレーム10に格納する。また、通信フレーム10の通信データ13には、送信元として自身のアドレスと、図3Aのルーティングテーブルによって決まる宛先の基地局110のアドレスとが含まれる。ステップS706では、中継局A(120A)は、その通信フレーム10を送信する。
The relay station B (120B) receives the
基地局110は、通信フレーム10を受信し、ステップS707では、自局の診断情報を生成し、通信フレーム10に格納する。ステップS708では、基地局110は、通信フレーム10または通信フレーム10の診断情報12および通信データ13を制御装置100に送信する。ステップS709では、制御装置100は、受信した通信フレーム10の通信データ13に格納されている通信データを取得する。また、ステップS710では、制御装置100は、診断情報12に格納されている各局の診断情報を取得する。ステップS711では、制御装置100は、ステップS710で取得した各局の診断情報に基づいて、経路状態の診断を行う。
The
経路状態の診断は、通信環境の状態を示す情報に基づいて行われる。なお、通信環境の状態を示す診断情報の項目は、前記したように、例えば、通信フレーム10を受信したときの電波強度、BER(Bit Error Rate)、SNR(Signal to Noise Ratio)、再送回数、誤り訂正符号による誤り訂正回数、通信フレーム欠損回数等である。これらの項目のいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせを用いて、予め設定した閾値と比較をする。そして、項目のいずれか1つまたは2つ以上の組み合わせの値が閾値を超えた場合には経路状態が悪化していると判定し、通信切断の回避を実行する。
Route status diagnosis is performed based on information indicating the status of the communication environment. The items of the diagnostic information indicating the state of the communication environment include, for example, the radio wave intensity when the
ステップS712では、制御装置100は、ステップS711の経路状態の診断結果に基づいて、経路の切り替え(通信切断の回避)を実行する。経路の切り替えは、例えば、(1)同じ通信経路の無線周波数を切り替える、(2)通信経路全体を切り替える、ように、ルーティングテーブル(図3A、3B参照)を書き換えて行われる。また、ルーティングテーブルの書き換えは、図6のステップS601の通信データに、該当の局を宛先として前記(1)または前記(2)の情報を格納し、通知することによって行われる。
In step S712, the
なお、前記(2)の通信経路全体の切り替えは、切り換え前までに用いていた通信経路の組ごとすべてを切り替えてもよいし、通信経路の組のうち、経路状態が悪化していると判定した通信経路のみを切り替えて、新たな通信経路の組を設定してもよい。また、経路状態が悪化していると判定した局のみを、他の通信経路の局と切り替えてもよい。 The switching of the entire communication path (2) may be performed by switching all the communication path groups used before the switching, or it is determined that the path state is deteriorated among the communication path groups. It is also possible to set a new set of communication paths by switching only the communication paths. In addition, only a station that is determined to have a deteriorated path state may be switched to a station on another communication path.
図8は、通信切断の回避を実行したときのログ情報の例を表している。例えば、ログ番号1では、時刻(タイムスタンプ)が16時25分16秒のときに、判定情報1の再送回数が3回となったことに基づいて、中継局Aから中継局Bに至る区間の無線周波数を変更していることがわかる。また、例えば、ログ番号3では、時刻(タイムスタンプ)が16時25分17秒のときに、判定情報1のログ番号がログ番号1および判定情報2のログ番号がログ番号2となったことに基づいて、通信経路2を変更していることがわかる。このようなログを収集することによって、例えば、中継局Aから中継局Bに至る区間では、特定の周波数の妨害電波が存在する等の通信環境を学習し、対処方法を確立することに用いることができる。また、時刻(タイムスタンプ)を考慮することによって、時間帯ごとに、通信妨害となる妨害電波の存在を把握し、前もって、無線周波数を変更するようにしてもよい。
FIG. 8 shows an example of log information when communication disconnection avoidance is executed. For example, in the
次に、図9A~9Fを用いて、通信フレーム10の診断情報12への診断情報の格納形式について説明する。図9Aは、局ごとに、診断情報の格納場所(メモリアドレス等)が予め決められているケースを表している。なお、局ごとに、下り方向と上り方向とでそれぞれ格納場所が異なる。図9Bは、診断情報の項目ごとに、局の診断情報の格納場所が予め決められているケースを表している。
Next, a storage format of diagnostic information in the
図9Cは、局を識別する識別番号を先頭として、各診断情報1~nを前詰めで格納するケースを表している。識別番号としては、例えば、機器固有の番号であるMAC(Media Access Control)アドレスや、IP(Internet Protocol)アドレス、その他各種通信規格に則った番号、またはマルチホップ無線システム1の管理者が割り振った番号である。そして、識別番号と局とは、関連付けられて、制御装置100に記憶されている。
FIG. 9C shows a case in which each
図9D、図9Eは、診断情報の項目数nが既知の場合には、格納位置の範囲内であれば、診断情報および識別番号はどこに配置されても構わないケースを表している。図9Fは、診断情報の項目数nが既知の場合で、識別情報を省略するケースを表している。この図9Fのケースでは、制御装置100は、前記したように、予め、図3A、3Bに示すルーティングテーブルに係る情報を保持しており、どの中継局の通信経路によって通信フレーム10を送受信しているかを把握しており、また、基地局110から受信した通信データ13には、送信元の中継局のアドレスが含まれているため、受信した通信フレーム10の通信経路を特定することができる。したがって、図9Fに示すように、前詰めで診断情報が書き込まれさえすれば、それらの診断情報がどの局のものかを特定することができる。なお、図9A~9Fに示した各格納形式は、各局の電源立ち上げ前に既に静的に記憶されているか、または、電源立ち上げ後のデータ通信開始前に制御装置100から配信されるか、のいずれかによって、各局に記憶される。
FIG. 9D and FIG. 9E show cases where the diagnostic information and the identification number may be arranged anywhere within the storage position range when the number of items of diagnostic information n is known. FIG. 9F shows a case where the number of items of diagnostic information is known and the identification information is omitted. In the case of FIG. 9F, as described above, the
<変形例1>
前記した図5に示す、通信フレーム10の診断情報12に格納される情報では、制御装置100は、下り方向のときの基地局110の診断情報を取得することができない。そこで、変形例1として、下り方向のときに、基地局110が自局の診断情報を生成する方法について、図10を用いて説明する。なお、図6と同じステップには同じ符号を付す。ステップS1001では、基地局110の隣の中継局A(120A)が、ダミーの通信フレームを基地局110に送信する。このダミーの通信フレームの送信タイミングは、例えば、中継局A(120A)自身が送受信を行っていないときで、かつ、基地局110への通信フレーム10の前回の送信から所定の時間を経過したときであることとする。この理由は、リアルタイム性を損なうことがないからである。なお、ダミーの通信フレームの通信データ13には、その通信フレームがダミーであることを識別する情報が記載されている。
<
With the information stored in the
ステップS1002では、基地局110は、ダミーの通信フレームを受信し、自局の診断情報を生成する。なお、基地局110は、ダミーの通信フレームを受信した場合、制御装置100にそのダミーの通信フレームを送信することはしない。そして、基地局110は、制御装置100からステップS601の通信データを受信したとき、ステップS1003では、その直前に生成した自局の診断情報と通信データとを通信フレーム10に格納する。次に、ステップS603では、基地局110は、通信フレームを中継局A(120A)に送信する。ステップS603での送信後は、ステップS604~S610と同じであるので、説明を省略する。
In step S1002, the
<変形例2>
次に、前記した図5に示す、通信フレーム10の診断情報12に格納される情報では、制御装置100は、上り方向のときの端局130の診断情報を取得することができない。そこで、変形例2として、上り方向のときに、端局130が自局の診断情報を生成する方法について、図11を用いて説明する。このケースは、例えば、制御装置100から端局130に対して、センサ値を自動的に継続して取得すること、およびその取得したセンサ値を自動的に制御装置100に送信することの指示があった後、端局130が能動的に継続してセンサ値を制御装置100に送信するケースである。このケースでは、端局130が通信フレーム10の出発点となるため、端局130は、下り方向の通信フレーム10を受信しない。そのため、端局130は、自局の診断情報を通信フレーム10の診断情報12に格納することができない。
<
Next, with the information stored in the
ここでは、上り方向のときの端局130の診断情報を取得する方法について、図11を用いて説明する。なお、図6および図7と同じステップには同じ符号を付す。ステップS1101では、端局130の隣の中継局B(120B)が、ダミーの通信フレームを端局130に送信する。このダミーの通信フレームの送信タイミングは、例えば、中継局B(120B)自身が送受信を行っていないときで、かつ、端局130への通信フレーム10の前回の送信から所定の時間を経過したときであることとする。この理由は、リアルタイム性を損なうことがないからである。なお、ダミーの通信フレームの通信データ13には、その通信フレーム10がダミーであることを識別する情報が記載されている。
Here, a method for acquiring diagnostic information of the
ステップS1102では、端局130は、ダミーの通信フレームを受信し、自局の診断情報を生成する。なお、端局130は、ダミーの通信フレームを受信した場合、制御装置100に向けて上り方向の通信フレーム10を送信することはしない。そして、端局130は、ステップS609のようにフィールド機器140からデータを受信したとき、ステップS701では、その直前に生成した自局の診断情報と通信データとを通信フレーム10に格納する。次に、ステップS702では、端局130は、通信フレームを中継局B(120B)に送信する。ステップS702での送信後は、ステップS703~S712と同じであるので、説明を省略する。
In step S1102, the
以上、本実施形態では、データ通信を格納する通信フレーム10を順送りで基地局110、中継局120,121,122、および端局130の間を送受信するマルチホップ無線システム1において、通信フレーム10を受信したときにその自局を取り巻く通信環境の状態を測定して、診断情報を生成し、通信フレーム10にその診断情報を格納する。したがって、データ通信のリアルタイム性を損なうことがない。また、本実施形態では、中継局120,121,122の診断情報は、上り方向および下り方向の両方について取得できるが、基地局110および端局130については、片方向の場合だけしか診断情報を取得できない。そのため、変形例1,2によって、ダミーの通信フレーム10を、データ通信のリアルタイム性を損なわないタイミングで用いることによって、両方向について診断情報を取得することができる。
As described above, in the present embodiment, the
上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。 Although the above description has been made with reference to embodiments, the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the spirit of the present invention and the scope of the appended claims.
1 マルチホップ無線システム
10 通信フレーム
12 診断情報
13 通信データ
100 制御装置
110 基地局(無線局)
120,121,122 中継局(無線局)
130 端局(無線局)
140 フィールド機器
310 処理部
320 通信部
321 受信部
322 送信部
330 記憶部
DESCRIPTION OF
120, 121, 122 Relay station (wireless station)
130 Terminal station (wireless station)
140 Field device 310
Claims (6)
各無線局は、それぞれ処理部および通信部を備え、
前記通信部が他の無線局からその無線局に到達するまでに既に経由してきた各無線局の通信環境の状態を示す他局の診断情報を含む前記データ通信用のデータを受信したとき、
前記処理部は、前記受信したデータの受信状態に基づいて通信環境の状態を示す自局の診断情報を生成し、その自局の診断情報を前記受信したデータに格納されていた前記他局の診断情報に追加して、前記データに格納し、
前記通信部が、当該データを次の無線局に送信することを特徴とする無線通信状態取得方法。 In a multi-hop wireless system composed of a plurality of wireless stations and performing data communication between the wireless stations in a step-by-step manner, wireless communication status acquisition is performed to acquire the status of the communication environment of each wireless station on the data communication path. A method,
Each radio station includes a processing unit and a communication unit,
When the communication unit receives the data for data communication including the diagnostic information of the other station indicating the state of the communication environment of each wireless station that has already passed through from the other wireless station until reaching the wireless station,
The processing unit generates diagnostic information of the local station indicating a communication environment state based on a reception state of the received data, and the diagnostic information of the local station is stored in the received data of the other station In addition to diagnostic information, store in the data,
The wireless communication state acquisition method, wherein the communication unit transmits the data to the next wireless station.
前記処理部は、前記受信したデータから前記他局の診断情報を抽出し、前記記憶部に前記自局の診断情報と前記他局の診断情報とを一時記憶し、前記記憶部から読み出した前記自局の診断情報と前記他局の診断情報とを統合して新たな診断情報を生成し、その新たな診断情報を前記受信したデータに格納されていた前記他局の診断情報に代えて、前記データに格納することを特徴とする請求項1に記載の無線通信状態取得方法。 Each radio station further includes a storage unit,
The processing unit extracts the diagnostic information of the other station from the received data, temporarily stores the diagnostic information of the own station and the diagnostic information of the other station in the storage unit, and reads the reading from the storage unit The diagnostic information of the local station and the diagnostic information of the other station are integrated to generate new diagnostic information, and the new diagnostic information is replaced with the diagnostic information of the other station stored in the received data. The wireless communication state acquisition method according to claim 1, wherein the wireless communication state acquisition method stores the data in the data.
ダミーのデータ通信用のデータを、自局が送受信を行っていないとき、かつ、前記出発点となる無線局への前回の送信から所定の時間を経過したときに、前記出発点となる無線局に送信することを特徴とする請求項2に記載の無線通信状態取得方法。 A communication unit of a radio station next to the radio station serving as a starting point of the communication path of the data communication,
The wireless station that becomes the starting point when the data for dummy data communication is not transmitted / received by the own station and when a predetermined time has elapsed since the previous transmission to the wireless station that is the starting point The wireless communication state acquisition method according to claim 2, further comprising:
自局または他の無線局の通信環境の状態を示す診断情報を含む前記データ通信用のデータを送受信する通信部と、
前記通信部が自局に到達するまでに既に経由してきた各無線局の通信環境の状態を示す他局の診断情報を含む前記データ通信用のデータを受信したとき、前記受信したデータの受信状態に基づいて通信環境の状態を示す自局の診断情報を生成し、その自局の診断情報を前記受信したデータに格納されていた前記他局の診断情報に追加して、前記データに格納する処理部を備えることを特徴とする無線局。 A wireless station used in a multi-hop wireless system configured by a plurality of wireless stations and performing data communication step by step between the wireless stations,
A communication unit for transmitting and receiving data for data communication including diagnostic information indicating the state of the communication environment of the local station or another wireless station;
When the data communication data including diagnostic information of other stations indicating the status of the communication environment of each wireless station that has already passed before the communication unit reaches the local station is received, the reception status of the received data Based on the information, the diagnostic information of the own station indicating the state of the communication environment is generated, and the diagnostic information of the own station is added to the diagnostic information of the other station stored in the received data and stored in the data A wireless station comprising a processing unit.
前記処理部は、前記受信したデータから前記他局の診断情報を抽出し、前記記憶部に前記自局の診断情報と前記他局の診断情報とを一時記憶し、前記記憶部から読み出した前記自局の診断情報と前記他局の診断情報とを統合して新たな診断情報を生成し、その新たな診断情報を前記受信したデータに格納されていた前記他局の診断情報に代えて、前記データに格納することを特徴とする請求項5に記載の無線局。 Each radio station further includes a storage unit,
The processing unit extracts the diagnostic information of the other station from the received data, temporarily stores the diagnostic information of the own station and the diagnostic information of the other station in the storage unit, and reads the reading from the storage unit The diagnostic information of the local station and the diagnostic information of the other station are integrated to generate new diagnostic information, and the new diagnostic information is replaced with the diagnostic information of the other station stored in the received data. The radio station according to claim 5, wherein the radio station is stored in the data.
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