JP6740718B2 - 無線装置、および制御方法 - Google Patents
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Description
前記複数の無線フレームに含まれる無線フレーム毎に同期パターンとペイロードの比率を決定することと、を有する、制御方法が提供される。
1.無線通信システムの概要
2.各装置の構成
3.各装置の動作
4.変形例
5.ハードウェア構成
本開示の実施形態は、無線センサネットワークを形成する無線通信システムに関する。まず、図1を参照し、本開示の実施形態による無線通信システムの概要を説明する。
図1は、本開示の実施形態による無線通信システムの構成を示す説明図である。図1に示したように、本開示の実施形態による無線通信システムは、複数の基地局200と、複数のセンサ端末100と、アプリケーションサーバ300と、を備える。
以上、本開示の実施形態による無線通信システムの構成を説明した。続いて、無線通信システムにおける基地局200とセンサ端末100との無線通信の概要を説明する。
基地局200とセンサ端末100は、時間軸上で区分された各通信リソースの開始タイミングを共有する。当該共有は、例えば、基地局200が時間同期のための基準信号を送信し、センサ端末100が当該基準信号を受信することで実現され得る。しかし、センサ端末100が当該基準信号の受信を継続的に行うと、相応の電力が消費される。このため、基地局200とセンサ端末100は、各々が管理する絶対時刻に基づいて各通信リソースの開始タイミングを共有してもよい。センサ端末100は、例えば、上記絶対時刻をGPSの受信処理により取得可能である。
無線通信システムをより低コストで実現するために、1つの基地局200がカバーするセルエリアを広くすること、すなわち、長距離伝送が有効である。長距離伝送では、無線通信システムを構成する基地局200の数を低減することが可能である。
図2は、センサ端末100が送信するフレームの構成例を示す説明図である。図2に示したように、センサ端末100が送信するフレームは、同期パターン50と、ペイロード60と、を含む。また、ペイロード60はデータ61と、CRC(Cyclic Redundancy Check)62と、終端ビット63とFEC(Forward Error Correction)パリティビット64と、を含む。本開示の実施形態におけるフレームは、固定長であるとする。
以上によって、劣悪な通信環境においても良好な通信品質または長距離伝送を実現するためには、センサ端末100は、同期パターン50を長く、かつ、ペイロード60の拡散率を高く設定する方がよい。しかし、本開示の実施形態のようにフレームが固定長である場合には、同期パターン50が長くなるとペイロード60の拡散率が低くなり、ペイロード60の拡散率が高くなると同期パターン50が短くなる。したがって、通信環境に応じて比率Rを最適化することが求められる。また、通信環境の状態が刻々と変化する場合には、通信環境の状態変化に応じて比率Rを適切に変更することが求められる。
(2−1.センサ端末の構成)
まず、図3を参照し、本開示の実施形態によるセンサ端末100の構成を説明する。図3は、本開示の実施形態に係るセンサ端末100の構成を示す図である。図3に示したように、本開示の実施形態によるセンサ端末100は、通信部110と、制御部120と、同期パターン生成部130と、ペイロード生成部140と、状況取得部150と、を備える。また、通信部110は、送信部111と受信部112と、を備える。
図4は、本開示の実施形態による基地局200の構成を示す説明図である。図4に示したように、本開示の実施形態による基地局200は、通信部210と、同期部220と、復調部230と、制御部240と、記憶部250と、有線通信部260と、を備える。また、通信部210は、送信部211と受信部212と、を備える。
上記では、無線通信システムに設けられる各装置の構成について説明した。続いて、各装置の動作について説明する。
まず、図5を参照して、センサ端末100が無線信号を送信する処理について説明する。図5は、センサ端末100による無線信号の送信処理を示すフローチャートである。
数式(1):初期値R0−0.125*Ntx
数式(2):初期値R0−0.125*Th1
続いて、図10を参照しながら、本開示の実施形態の変形例について説明する。図10は、センサ端末100が送信するフレームの変形例を示す図である。
以上、本開示の実施形態および変形例を説明した。上述した送信処理または受信処理などは、ソフトウェアと、以下に説明するセンサ端末100または基地局200のハードウェアとの協働により実現される。
(1)
同じデータが含まれる複数の無線フレームを送信する通信部と、
前記複数の無線フレームに含まれる無線フレーム毎に同期パターンとペイロードの比率を決定する制御部と、を備える、
無線装置。
(2)
前記制御部は、前記無線フレーム毎に前記比率を自律的に決定する、
前記(1)に記載の無線装置。
(3)
前記制御部は、バックオフの有無、前記無線装置の位置変化または前記無線装置とGPS衛星の時刻同期に関する情報のうちの少なくとも1つに基づいて前記比率を決定する、
前記(1)または(2)のいずれか1項に記載の無線装置。
(4)
前記制御部は、前記情報のうちの少なくとも1つと前記無線フレームが送信された回数に基づいて前記比率を決定する、
前記(3)に記載の無線装置。
(5)
前記制御部は、前記情報のうちの少なくとも1つに基づいて第1の値を決定し、前記回数に基づいて第2の値を決定し、前記第2の値を前記第1の値から引いて得られる第3の値を前記比率とする、
前記(4)に記載の無線装置。
(6)
前記制御部は、前記回数が閾値以下の場合、前記回数の増加に伴い前記第2の値を増加させる、
前記(5)に記載の無線装置。
(7)
前記制御部は、バックオフが有る場合の第1の値を、バックオフが無い場合の第1の値より大きな値に設定する、
前記(3)から(6)のいずれか1項に記載の無線装置。
(8)
前記制御部は、前記位置変化が閾値以上である場合の第1の値を、前記位置変化が閾値より小さい場合の第1の値より大きな値に設定する、
前記(3)から(7)のいずれか1項に記載の無線装置。
(9)
前記制御部は、前記時刻同期が行われてからの経過時間が閾値以上である場合の第1の値を、前記経過時間が閾値より小さい場合の第1の値より大きな値に設定する、
前記(3)から(8)のいずれか1項に記載の無線装置。
(10)
前記制御部は、前記比率に基づいて前記同期パターンと前記ペイロードを時分割することで前記無線フレームを生成する、
前記(1)から(9)のいずれか1項に記載の無線装置。
(11)
前記制御部は、前記比率に基づいて前記同期パターンおよび前記ペイロードに割り当てられる信号電力を決定し、前記同期パターンと前記ペイロードを符号分割することで前記無線フレームを生成する、
前記(1)から(9)のいずれか1項に記載の無線装置。
(12)
同じデータが含まれる複数の無線フレームを送信することと、
前記複数の無線フレームに含まれる無線フレーム毎に同期パターンとペイロードの比率を決定することと、を有する、
制御方法。
(13)
長さが異なる複数の探索用の同期パターンと受信された無線フレームの同期パターンとの相関演算によって、前記無線フレームの同期パターンを特定する同期部を備える、
通信装置。
(14)
前記同期部は、前記相関演算の結果に基づいて、前記無線フレームの後に受信される無線フレームが探索される周波数範囲を設定する、
前記(13)に記載の通信装置。
(15)
前記相関演算によって特定された前記無線フレームの同期パターンを用いて前記無線フレームからペイロードを取得し、取得されたペイロードを合成し、合成後のペイロードに対して復調処理を行う復調部をさらに備える、
前記(13)から(14)のいずれか1項に記載の通信装置。
(16)
長さが異なる複数の探索用の同期パターンと受信された無線フレームの同期パターンとの相関演算によって、前記無線フレームの同期パターンを特定することを含む、
通信制御方法。
200 基地局
300 アプリケーションサーバ
Claims (11)
- 無線装置であって、
同じデータが含まれる複数の無線フレームを送信する通信部と、
バックオフの有無、前記無線装置の位置変化または前記無線装置とGPS衛星の時刻同期に関する情報のうちの少なくとも1つに基づいて、前記複数の無線フレームに含まれる無線フレーム毎に同期パターンとペイロードの比率を決定する制御部と、を備える、
無線装置。 - 前記制御部は、前記無線フレーム毎に前記比率を自律的に決定する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記情報のうちの少なくとも1つと前記無線フレームが送信された回数に基づいて前記比率を決定する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記情報のうちの少なくとも1つに基づいて第1の値を決定し、前記回数に基づいて第2の値を決定し、前記第2の値を前記第1の値から引いて得られる第3の値を前記比率とする、
請求項3に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記回数が閾値以下の場合、前記回数の増加に伴い前記第2の値を増加させる、
請求項4に記載の無線装置。 - 前記制御部は、バックオフが有る場合の第1の値を、バックオフが無い場合の第1の値より大きな値に設定する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記位置変化が閾値以上である場合の第1の値を、前記位置変化が閾値より小さい場合の第1の値より大きな値に設定する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記時刻同期が行われてからの経過時間が閾値以上である場合の第1の値を、前記経過時間が閾値より小さい場合の第1の値より大きな値に設定する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記比率に基づいて前記同期パターンと前記ペイロードを時分割することで前記無線フレームを生成する、
請求項1に記載の無線装置。 - 前記制御部は、前記比率に基づいて前記同期パターンおよび前記ペイロードに割り当てられる信号電力を決定し、前記同期パターンと前記ペイロードを符号分割することで前記無線フレームを生成する、
請求項1に記載の無線装置。 - 無線装置によって実行される制御方法であって、
同じデータが含まれる複数の無線フレームを送信することと、
バックオフの有無、前記無線装置の位置変化または前記無線装置とGPS衛星の時刻同期に関する情報のうちの少なくとも1つに基づいて、前記複数の無線フレームに含まれる無線フレーム毎に同期パターンとペイロードの比率を決定することと、を有する、
制御方法。
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