JP5195637B2 - Ban用センサの無線通信装置及び方法 - Google Patents
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Description
本出願が開示する技術に関連する従来技術として、下記先行技術文献が開示されている。
第1の問題点として、生体の一部、或いは生体近傍の障害物などにより、通信不能となる可能性が全ての伝搬経路に存在する。
また、超音波を用いて水中でデータ通信を実施する従来技術は、水中のデータ通信に特化した技術であり、BAN通信に適合する技術ではない。
図1は、生体上のセンサネットワークシステムの実施形態の構成図である。
図1において、人体など(動物等でもよい)の生体には、血圧センサや、脈拍センサ、心臓ペースメーカ、心電計、血糖値計などの各種センサに対応して、センサノード101が設置される。図1では、説明の簡単化のために、#Aと#Bの2つのセンサノード101が示されている。
図2に示されるように、図1の#A及び#Bの各センサノード101内の各空中/生体切替制御回路105では、各々空中電磁波/体内超音波切替え制御アルゴリズムが動作し、これに基づき各電磁波/超音波切替信号が各トランシーバ102に出力されている。
図3において、ベースバンド処理部301は、図1の空中/生体切替制御回路105のほか、受信電力を測定する受信電力測定部313を備える。
図4において例えば、#Aのセンサノード101が送信側ノード、#Bのセンサノード101が受信側ノードとして動作するとする。
図5において例えば、#Aのセンサノード101が送信側ノード、#Bのセンサノード101が受信側ノードとして動作するとする。
まず、現在電磁波による通信が行われているか否かが判定される(ステップS601)。
現在の状態がACK待ちの状態であれば(ステップS602の判定がYES)、次にACK待ちのタイムアウトが発生しているか否かが判定される(ステップS603)。
ACK待ちのタイムアウトが発生していれば(ステップS603の判定がYES)、電磁波通信の経路状態が悪いと判定されて、即座に超音波体内通信への切替えが実施される。この切替え処理は、前述したように、電磁波/超音波切替信号302(図5参照)を制御することにより、電磁波/超音波切替部303−1、303−2がIF帯アンプ306又は312と超音波送受信素子104側とを接続する処理である。その後、現在時刻における図6の動作フローチャートの処理が終了する。
まず、現在データを持っているセンサノード101から、相手側(受信側)のセンサノード101に、通信状態モニタ用の空中通信によるパケットを自分宛てに送るように依頼するパケットが送信される(ステップS605)。この通信は、超音波を用いた生体内通信である。この結果、相手側のセンサノード101では、電磁波/超音波切替部303−1、303−2、及び送受信切替部305−1、305−2が制御されることによって、定期的に電磁波による空中伝搬を用いたモニター用のパケット信号がアンテナ103から送信される。自局側のセンサノード101では、電磁波/超音波切替部303−1、303−2、及び送受信切替部305−1、305−2が制御されることによって、定期的に電磁波による空中伝搬を用いたモニター用のパケット信号がアンテナ103から受信される。そして、ベースバンド処理部301内の受信電力測定部313でそのモニタ用パケットの受信電力が測定される。
空中通信の受信電力が閾値よりも大きくなってはなくステップS606の判定がNOならば、現在時刻における図6の動作フローチャートの処理が終了する。
なお、センサノード101の消費電力を小さく抑えるために、消費電力の低い暗号化を実現する暗号鍵を用いることが考えられる。
ここで、送信側のセンサノード101内の空中/生体切替制御回路105が主導して電磁波空中通信と超音波体内通信を切り替える方式が採用されてもよい。この場合、送信側での切替え情報が送信側のセンサノード101から受信側のセンサノード101に制御情報として通知され、その通知に基づいて受信側のセンサノード101内の空中/生体切替制御回路105が切替え処理を実行する。
102 トランシーバ
103 アンテナ
104 超音波送受信素子
105 空中/生体切替制御回路
301 ベースバンド処理部
302 電磁波/超音波切替信号
303−1 電磁波/超音波切替部
303−2 電磁波/超音波切替部
304 送受信切替信号
305−1 送受信切替部
305−2 送受信切替部
306 IF帯アンプ
312 IF帯アンプ
307 LO
308 乗算器
311 乗算器
309 RF帯PA
310 LNA
Claims (5)
- センサ情報を通信する無線通信装置において、
電磁波を用いて空中を伝搬路として用いる電磁波通信部と、
超音波を用いて生体内を伝搬路として用いる超音波通信部と、
前記電磁波通信部による通信の実行時に、相手側の無線通信装置からの受信確認信号を受信できない場合、前記電磁波通信部による通信を前記超音波通信部による通信に切り替える空中/生体切替制御部と、
を含むことを特徴とする無線通信装置。 - 前記空中/生体切替制御部は、前記超音波通信部による通信の実行時に、相手の無線通信装置との間で所定のタイミングで前記電磁波通信部による通信を試みることにより空中電磁波通信の受信状態を判定し、該受信状態が所定の状態になったと判定したときに前記超音波通信部による通信を前記電磁波通信部による通信に切り替える、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - 前記空中/生体切替制御部は、秘匿性の高いデータの伝送が要求されたときに、前記超音波通信部による通信に切り替えて相手の無線通信装置との間で暗号鍵データの通信を実行させ、その後、前記電磁波通信部による通信に切り替えて相手の無線通信装置との間で前記暗号鍵データに用いた暗号化による通信を実行させる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の無線通信装置。 - 前記空中/生体切替制御部は、秘匿性の高いデータの伝送であって高い伝送レートを必要としない伝送が要求されたときに、前記超音波通信部による通信に切り替えて前記秘匿性の高いデータの伝送を実施させる、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の無線通信装置。 - センサ情報を通信する無線通信装置による無線通信方法において、
空中を伝搬路として用いる電磁波による通信の実行時に、相手側の無線通信装置からの受信確認信号を受信できない場合、前記電磁波による通信を、生体内を伝搬路として用いる超音波による通信に切り替える、
ことを特徴とする無線通信方法。
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