JP7107161B2

JP7107161B2 - 中継局及び中継方法

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Publication number: JP7107161B2
Application number: JP2018201544A
Authority: JP
Inventors: 一臣立儀
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: JP2020068497A

Description

本発明は、受信したデータを中継する中継局及び中継方法に関する。

半二重通信方式を用いて各種のデータを送受信する無線機が普及している。無線機は、受信したデータを他の無線機でも受信できるように、受信したデータを一時的に記憶部に記憶させた後に送信する中継機能を備えることがある。受信したデータを中継機能によって送信する無線機は、受信したデータを中継する中継局として動作する。

端末局が、中継局にデータを中継させるには、パケットパス（中継経路）を設定する必要がある。パケットパスの設定方法としては、“AAAAAA-1”のように直接中継局のコールサインを指定する第１の方法と、“WIDE1-1”または“WIDE1-1, WIDE2-1”のように複数の中継局に共通に設定されたエイリアス（別名）と中継段数とを指定する第２の方法とがある。

特開２００２－３１９９５１号公報

ＵＩデジピートは、特定の条件に合致する非番号制情報（Unnumbered Information：ＵＩ）フレームを中継（再送信）する機能である。ＵＩデジピートにより同じ内容のＵＩフレームを何度も中継すると爆発的に中継フレームが増えてしまう。その結果、電波の空きがなくなり、ＵＩフレームを中継できなくなる可能性がある。

中継局は、中継フレームの爆発的な増加を抑制するためのＵＩｃｈｅｃｋ機能を有することがある。ＵＩｃｈｅｃｋ機能では、同じ内容のＵＩフレームをＵＩｃｈｅｃｋ時間の間は中継しない。具体的には、中継局は、ＵＩフレームを中継すると、そのＵＩフレームから計算したＣＲＣ値を一時的に保持しておき、ＵＩフレームの中継後にＵＩｃｈｅｃｋ時間が経過するまでは、同じＣＲＣ値を持つＵＩフレームを中継しない。

しかしながら、従来のＵＩｃｈｅｃｋ機能では、中継したＵＩフレームに対して一律に同じ長さのＵＩｃｈｅｃｋ時間を設定するため、ＵＩフレームに応じたＵＩｃｈｅｃｋ時間を設定することができなかった。特に、発信元の位置情報を含む信号を中継する場合は、近距離の信号を優先して中継すると、旬な地元の情報をいち早く拡散できる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、近距離の情報を優先して中継する中継局を提供することを目的とする。

本発明に係る中継局は、受信した信号を中継する中継局であって、前記信号を受信する受信部と、前記信号を送信する送信制御部と、を備え、前記送信制御部は、前記信号の送信元に応じて決めた時間内は、同一内容の前記信号を中継せず、前記信号が中継された回数に基づいて前記時間を決めること、を特徴とする。

本発明に係る中継方法は、受信した信号を中継する中継方法であって、前記信号を受信するステップと、前記信号を送信するステップと、を有し、前記送信するステップでは、前記信号の送信元に応じて決めた時間内は、同一内容の前記信号を中継せず、前記信号が中継された回数に基づいて前記時間を決めること、を特徴とする。

本発明によれば、近距離の情報を優先して中継する中継局を提供することができる。

一実施形態の中継局を構成する無線機の構成例を示すブロック図である。端末局が位置情報パケットを送信し、隣接する中継局間で位置情報パケットを送受信する状態を示す図である。一実施形態の中継局がＵＩフレームを中継する処理の流れを示すフローチャートである。図４（ａ）は端末局が送信したＵＩフレームの例を示す図であり、図４（ｂ）は中継局が中継したＵＩフレームの例を示す図である。中継したＵＩフレームごとにＣＲＣ値とＵＩｃｈｅｃｋ時間を登録した管理リストの例を示す図である。受信したＵＩフレームが中継されたものであるか否か判定する処理の流れを示すフローチャートである。管理リストの更新処理の流れを示すフローチャートである。管理リストが更新される様子を示す図である。制御部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。

以下、一実施形態の中継局及び中継方法について、添付図面を参照して説明する。

図１を用いて、中継局として動作することがある無線機１００の全体的な構成例及び動作を説明する。無線機１００は一例として周波数変調したデータを送受信するＦＭ無線機である。

制御部１は、無線機１００の全体を制御する。制御部１は、マイクロコンピュータまたは中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成することができる。制御部１は、内蔵のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０１を有する。ＲＡＭ１０１は制御部１に対して外付けされていてもよい。例えば、ＲＡＭ１０１は、後述の管理リストを記憶する。

制御部１には、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４が接続される。ＤＳＰ４には、送受信部２とマイクロホン５とスピーカ６が接続される。送受信部２には、電波を送受信するためのアンテナ３が接続される。

送受信部２は、送信部と受信部とが一体的に構成された回路ブロックである。送受信部２は、半二重通信方式で他の無線機１００へデータを送信する。送受信部２は、半二重通信方式で他の無線機１００が送信したデータを受信する。他の無線機１００は、中継局として動作する無線機１００であってもよい。自己の無線機１００（自局）は、中継局であってもよい。

送受信部２が受信したデータはＤＳＰ４に供給される。ＤＳＰ４は受信したデータを復調し、データに含まれる文字列を復号して制御部１に供給する。送受信部２が音声データを受信したときには、データＤＳＰ４は、音声データをＤ／Ａ変換し、復調及び復号することによって生成した音声信号をスピーカ６に供給する。

マイクロホン５は、無線機１００のユーザが発した音声を収音して音声信号に変換し、音声信号をＤＳＰ４に供給する。ＤＳＰ４は、入力された音声信号をＡ／Ｄ変換して帯域制限等の各種の処理を施して変調波を生成して、送受信部２に供給する。送受信部２は、ＤＳＰ４から供給された変調波により搬送波を変調してＦＭ変調信号とし、アンテナ３を介して送信する。

制御部１には、さらに、Global Navigation Satellite System（ＧＮＳＳ）モジュール７、時計８、不揮発性メモリ９、ディスプレイ１０、Push To Talk（ＰＴＴ）スイッチ１１、及び操作部１２が接続される。

ＧＮＳＳモジュール７は、全地球航法衛星システム用の衛星からの電波を受信するアンテナと、アンテナが出力するＧＮＳＳ信号を受信する受信部とを含む。ＧＮＳＳは、一例としてGlobal Positioning System（ＧＰＳ）である。

ＧＮＳＳモジュール７は、無線機１００が位置する場所の位置情報を取得して、制御部１に供給する。ＧＮＳＳモジュール７は、自局の位置情報を取得する位置情報取得部の一例である。無線機１００が移動局ではなく固定局であれば、無線機１００の位置情報が不揮発性メモリ９に記憶されていてもよい。

時計８は、一例としてReal Time Clock（ＲＴＣ）である。時計８による時刻情報はタイムスタンプとして用いられる。

不揮発性メモリ９は、例えば、Electrically Erasable Programmable Read Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ）である。不揮発性メモリ９は、無線機１００の設定を記憶する。例えば、不揮発性メモリ９は、後述するＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値を記憶する。

ユーザが発話して音声信号を送信するとき、ユーザはＰＴＴスイッチ１１を押す。制御部１は、ＰＴＴスイッチ１１が押されていない状態では無線機１００を受信待機状態とし、ＰＴＴスイッチ１１が押されている状態では無線機１００を送信状態とする。操作部１２は、各種の操作キーを含む。操作部１２を操作して、無線機１００を中継局として動作させるように設定することができる。

図２において、端末局１００Ａ～１００Ｃは中継局として動作していない無線機１００である。中継局１００Ｄ，１００Ｅは中継局として動作している無線機１００である。端末局１００Ａ，１００Ｂは、中継局１００Ｄの中継エリア内に存在する。端末局１００Ｃは、中継局１００Ｅのエリア内に存在する。

端末局１００Ａ～Ｃのそれぞれは、自身の位置情報を含む位置情報パケットＰ１～Ｐ３を送信する。位置情報パケットは不特定多数に対するＵＩフレーム（ビーコン）で送信される。中継局１００Ｄ，１００Ｅは、位置情報パケットＰ１～Ｐ３を受信すると、自エリア内に中継（デジピート）する。図２の例では、中継局１００Ｄは、端末局１００Ａ，１００Ｂからの位置情報パケットＰ１，Ｐ２を受信して中継する。中継局１００Ｅは、端末局１００Ｃからの位置情報パケットＰ３を受信して中継する。

中継局が隣接する場合、隣接する中継局が中継した位置情報パケットを受信する場合がある。図２の例では、中継局１００Ｅは、端末局１００Ｃからの位置情報パケットＰ３を受信して位置情報パケットＰ４として中継する。位置情報パケットＰ４もＵＩフレームで送信される。中継局１００Ｄは、中継局１００Ｅが中継した位置情報パケットＰ４を受信して中継する。

中継局１００Ｄ，１００Ｅは、ＵＩフレームを中継すると、ＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値に基づいて決められた時間の間は同一内容のＵＩフレームを中継しない。以下、ＵＩフレームごとにＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値に基づいて決められた時間をＵＩｃｈｅｃｋ時間と称する。ＵＩｃｈｅｃｋ時間は、同一内容のＵＩフレームを中継しない時間であって、同一内容のＵＩフレームを中継する最小間隔でもある。中継局１００Ｄは、端末局１００Ａ，１００Ｂから直接受信した位置情報パケットＰ１，Ｐ２のＵＩｃｈｅｃｋ時間を中継局１００Ｅが中継した位置情報パケットＰ４のＵＩｃｈｅｃｋ時間よりも短くする。これにより、位置情報パケットＰ１，Ｐ２の中継間隔は位置情報パケットＰ４の中継間隔よりも短くなり、近距離の情報を優先して中継できる。

図３を参照し、中継局１００ＤがＵＩフレームを受信して中継する処理について説明する。中継局１００Ｄの制御部１は、ＵＩフレームを受信すると、図３に示す処理を実行するように構成される。中継局１００Ｅも同様に構成されてもよい。

制御部１は、ＵＩフレームを受信する（ステップＳ１１）。ここで受信するＵＩフレームは、例えば、端末局１００Ａ，１００Ｂから直接受信した位置情報パケットＰ１，Ｐ２、あるいは中継局１００Ｅの中継した位置情報パケットＰ４である。

制御部１は、受信したＵＩフレームが自局で転送済みであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。自局で転送済みであるか否かは、ＵＩフレームのデジピーターアドレスフィールドに自局コールサインがあるか否かを判定することで分かる。

図４に示すように、ＵＩフレームは、ソースアドレスフィールド、宛先アドレスフィールド、デジピーターアドレスフィールド、及び情報フィールドを含む。中継局１００Ｅは、端末局１００Ｃから図４（ａ）に示す位置情報パケットＰ３を受信すると、自局のコールサイン（ここでは“EEEEEE-1”）と中継済みの印（ここでは“*”）をデジピーターアドレスフィールドに追加し、図４（ｂ）に示す位置情報パケットＰ４を生成して送信する。したがって、デジピーターアドレスフィールドを解析することで、自局で転送済みか否かを判定できる。図４の情報フィールドは、端末局１００Ｃの位置情報を示す。図４における“xxxx.xxx”は緯度を示し、“yyyy.yyy”は経度を示している。

受信したＵＩフレームが自局で転送済みの場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、制御部１は、そのＵＩフレームを中継しないので処理を終了する。

自局で転送済みでない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、制御部１は、受信したＵＩフレームからＣＲＣ値を計算する（ステップＳ１３）。ＣＲＣ値は、ＵＩフレームのうち中継されても値が変化しないソースアドレスフィールド、宛先アドレスフィールド、及び情報フィールドを用いて計算される。

制御部１は、得られたＣＲＣ値を管理リストに登録されたＣＲＣ値と比較し、重複フレームであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。制御部１は、ＵＩフレームを中継するときに、後述のステップＳ１７において、ステップＳ１３で求めたＣＲＣ値を管理リストに登録する。図５に示す管理リストの例では、ＣＲＣ値とＵＩｃｈｅｃｋ時間が管理リストに登録されている。ＵＩｃｈｅｃｋ時間は、後述のステップＳ１７で求められる。管理リストに登録されたＣＲＣ値は、後述の管理リスト更新処理により、ＵＩｃｈｅｃｋ時間経過後に削除される。ステップＳ１３で求めたＣＲＣ値と同じＣＲＣ値が管理リストに存在していれば、ステップＳ１１で受信したＵＩフレームは重複フレームである。

受信したＵＩフレームが重複フレームの場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、制御部１は、そのＵＩフレームを中継しないので処理を終了する。

重複フレームでない場合（ステップＳ１４のＮＯ）、制御部１は、受信したＵＩフレームが他の中継局１００Ｅで中継されたものであるか否か判定する（ステップＳ１５）。ＵＩフレームが中継されたものであるか否かは、ＵＩフレームのデジピーターアドレスフィールドを解析することで分かる。ステップＳ１５の判定処理の詳細は後述する。

制御部１は、ステップＳ１５の判定結果に基づいてＵＩｃｈｅｃｋ係数を計算する（ステップＳ１６）。受信したＵＩフレームの中継段数が多ければ多いほど、より遠くの端末局が送信したＵＩフレームであると考えられる。そこで、制御部１は、中継段数に基づいてＵＩｃｈｅｃｋ係数を決定してもよい。具体的には、中継段数が多ければＵＩｃｈｅｃｋ係数が大きくなるように決定する。中継段数は、ステップＳ１５においてデジピーターアドレスフィールドを解析するときに求めることができる。

あるいは、制御部１は、直接受信したＵＩフレームの受信頻度に基づいてＵＩｃｈｅｃｋ係数を決定してもよい。具体的には、所定時間あたりの、いずれの端末局にも中継されていなく直接受信したＵＩフレーム、つまり中継回数がゼロのＵＩフレームの受信件数に基づいてＵＩｃｈｅｃｋ係数を算出してもよい。

制御部１は、ＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値にＵＩｃｈｅｃｋ係数を乗算し、受信したＵＩフレームのＵＩｃｈｅｃｋ時間を計算して、ステップＳ１３で計算したＣＲＣ値と求めたＵＩｃｈｅｃｋ時間を管理リストに登録する（ステップＳ１７）。例えば、ＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値が２８で、ＵＩｃｈｅｃｋ係数が１の場合は、ＵＩｃｈｅｃｋ時間は２８となる。ＵＩｃｈｅｃｋ時間の基準値が２８で、ＵＩｃｈｅｃｋ係数が２の場合は、ＵＩｃｈｅｃｋ時間は５６となる。

管理リストに登録されたＵＩｃｈｅｃｋ時間は後述の管理リスト更新処理により更新される。ＵＩｃｈｅｃｋ時間が０になったＣＲＣ値は管理リストから削除される。管理リストから削除されたＣＲＣ値を持つ同一のＵＩフレームは、再び中継されるようになる。

制御部１は、受信したＵＩフレームを再送信するための中継フレームを作成する（ステップＳ１８）。具体的には、制御部１は、ＵＩフレームのデジピーターアドレスフィールドに自局のコールサインを追加する。

制御部１は、送信条件を確認し、送信可能になるまで待つ（ステップＳ１９）。例えば、中継局１００Ｄの受信中は送信できないので、制御部１は受信が終わるまで待機する。

送信可能になると、制御部１は、ステップＳ１８で作成した中継フレームを送信する（ステップＳ２０）。

制御部１は、ＵＩフレームを受信する度に上記の処理を実行することで、ＵＩフレームを中継または破棄し、中継したＵＩフレームについてはＣＲＣ値を管理リストに登録する。

図６を参照し、ステップＳ１５の判定処理について説明する。

制御部１は、受信したＵＩフレームのデジピーターアドレスフィールドを検索し、デジピーターアドレスフィールドに含まれるコールサインを１つ取得する（ステップＳ３１）。デジピーターアドレスフィールドは、最大８つまでのコールサインを含む。

制御部１は、ステップＳ３１で取得したコールサインが中継済みを示すコールサインであるか否か判定する（ステップＳ３２）。図４（ｂ）の例では、コールサイン“EEEEEE-1”に中継済みの印“*”が付与されているので、中継済みを示すコールサインと判定する。

中継済みのコールサインの場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）、制御部１は、判定結果を中継済みと判定し（ステップＳ３３）、デジピーターアドレスフィールドを解析して中継段数を計算する（ステップＳ３４）。中継段数は、デジピーターアドレスフィールドの含むコールサインの数に基づいて判定できる。中継済みの場合、中継段数は１以上である。

中継済みのコールサインではない場合であって（ステップＳ３２のＮＯ）、デジピーターアドレスフィールドに含まれる全てのコールサインを処理済みの場合（ステップＳ３５のＹＥＳ）、ＵＩフレームは中継されていないと判定する（ステップＳ３６）。ＵＩフレームが中継されていない場合、中継段数は０となる。デジピーターアドレスフィールドには８つまでのコールサインを含むことができるので、処理済みのコールサインの数が８の場合は全てのコールサインを処理したと判定する。

未処理のコールサインがある場合（ステップＳ３５のＮＯ）、ステップＳ３１に戻り、次のコールサインを検索する。

以上の処理により、制御部１は、受信したＵＩフレームが中継されたものであるか否かを判定するとともに、ＵＩフレームが中継されていた場合の中継段数を得る。

次に、図７を参照し、管理リストの更新処理について説明する。制御部１は、管理リストにＣＲＣ値が登録されているとき、図７の処理を実行するように構成される。

制御部１は、１秒毎の割り込みでステップＳ５２以降の処理を実行する（ステップＳ５１）。

制御部１は、管理リストから処理対象のＣＲＣ値を選択し、処理対象のＣＲＣ値のＵＩｃｈｅｃｋ時間を１秒減算する（ステップＳ５２）。

制御部１は、減算の結果、ＵＩｃｈｅｃｋ時間が０になったか否か判定する（ステップＳ５３）。

ＵＩｃｈｅｃｋ時間が０になった場合（ステップＳ５３のＹＥＳ）、制御部１は、管理リストから処理対象のＣＲＣ値を削除する（ステップＳ５４）。

制御部１は、管理リストに登録されている全てのＣＲＣ値についてＵＩｃｈｅｃｋ値を減算したか否か判定する（ステップＳ５５）。

ＵＩｃｈｅｃｋ値を減算していないＣＲＣ値が存在する場合（ステップＳ５５のＮＯ）、次のＣＲＣ値を処理対象として、ステップＳ５２に戻りＵＩｃｈｅｃｋ時間を減算する。

管理リストの全てのＣＲＣ値についてＵＩｃｈｅｃｋ時間を減算した場合（ステップＳ５５のＹＥＳ）、制御部１は、管理リストが空になったか否か判定する（ステップＳ５６）。

管理リストが空になった場合は（ステップＳ５６のＹＥＳ）、制御部１は処理を終了する。

管理リストが空でない場合は（ステップＳ５６のＮＯ）、ステップＳ５１に戻り、制御部１は次の割り込みを待つ。

図８を参照し、管理リストの更新処理による管理リストの変化について説明する。

図８の管理リストには、値が“0xAAAA”と“0xBBBB”でＵＩｃｈｅｃｋ時間が２８秒の２つのＣＲＣ値と、値が“0xCCCC”でＵＩｃｈｅｃｋ時間が５６秒のＣＲＣ値が登録されている。

１秒経過すると、図７の処理が行われて、全てのＣＲＣ値のＵＩｃｈｅｃｋ時間が１秒減算される。

さらに２７秒経過後には、“0xAAAA”と“0xBBBB”の２つのＣＲＣ値のＵＩｃｈｅｃｋ時間が０となり、管理リストから削除される。管理リストには“0xCCCC”のＣＲＣ値のみが残る。

制御部１は、図９に示す機能的な構成によって上記のＵＩフレームの中継処理及び管理リストの更新処理を実行することができる。

ＲＡＭ１０１は、管理リストを保持する。

受信部１０２は、ＤＳＰ４の復号したＵＩフレームを受信し、送信制御部１０３に渡す。

送信制御部１０３は、ＵＩフレームからＣＲＣ値を計算し、計算したＣＲＣ値がＲＡＭ１０１の保持する管理リストに登録されていなければ、計算したＣＲＣ値を管理リストに登録するとともに、再送信するＵＩフレームを生成してＤＳＰ４へ渡す。

更新部１０４は、ＲＡＭ１０１の保持する管理リストを更新する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信した信号を中継する中継局１００Ｄであって、位置情報パケットを受信する受信部１０２と、位置情報パケットを送信する送信制御部１０３と、を備え、送信制御部１０３は、位置情報パケットが端末局１００Ａ，１００Ｂから直接受信したものか、あるいは位置情報パケットが中継されたものであるかに基づいてＵＩｃｈｅｃｋ時間を設定し、ＵＩｃｈｅｃｋ時間が経過するまでは、同一内容の位置情報パケットを中継しない。これにより、近距離の情報を優先して中継する中継局を提供できる。

１…制御部１０１…ＲＡＭ１０２…受信部１０３…送信制御部１０４…更新部１００…無線機１００Ａ～１００Ｃ…端末局１００Ｄ，１００Ｅ…中継局

Claims

受信した信号を中継する中継局であって、
前記信号を受信する受信部と、
前記信号を送信する送信制御部と、を備え、
前記送信制御部は、前記信号の送信元に応じて決めた時間内は、同一内容の前記信号を中継せず、前記信号が中継された回数に基づいて前記時間を決めること、
を特徴とする中継局。
前記信号は、位置情報を含み、不特定多数に発信するビーコンであることを特徴とする請求項１に記載の中継局。
前記送信制御部は、中継された回数がゼロの前記信号の受信頻度に基づいて前記時間を決めることを特徴とする請求項１又は２に記載の中継局。
受信した信号を中継する中継方法であって、
前記信号を受信するステップと、
前記信号を送信するステップと、を有し、
前記送信するステップでは、前記信号の送信元に応じて決めた時間内は、同一内容の前記信号を中継せず、前記信号が中継された回数に基づいて前記時間を決めること、
を特徴とする中継方法。
前記送信するステップでは、中継された回数がゼロの前記信号の受信頻度に基づいて前記時間を決めることを特徴とする請求項４に記載の中継方法。