JPH05284187A - 家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法 - Google Patents

家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法

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JPH05284187A
JPH05284187A JP8203992A JP8203992A JPH05284187A JP H05284187 A JPH05284187 A JP H05284187A JP 8203992 A JP8203992 A JP 8203992A JP 8203992 A JP8203992 A JP 8203992A JP H05284187 A JPH05284187 A JP H05284187A
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康博 菅原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 緊急度が最も高いレベルの機器の情報は確実
に伝達することができ、他のレベルの機器の情報伝達は
設計範囲内の損失で済ませることができる信頼性の高い
家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法を
提供することを目的とする。 【構成】 送信端末を有する機器が複数台混在する家庭
内通信システムにおいて、上記機器を緊急度の高い順に
1〜4の4段階の緊急度レベルに分類し、レベル1に属
する機器は受信端末を有し確認信号の返送を要求する機
器であって当該確認信号を受信するまで再送を繰り返
し、レベル2の機器は緊急性を要するが受信端末を有し
ない機器であって少なくともパケット衝突確率が所定確
率になる回数以上再送を繰り返し、レベル3の機器は再
送回数が制限され、上記各再送はランダム時間間隔の再
送であり、レベル4に属する機器は再送しないことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送信端末を有する機器
が複数台混在する家庭内通信システムにおける通信方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】セキュリティ送信端末と制御受信端末と
が混在するワイヤレス方式ホームコントロールシステム
では、セキュリティ送信端末が電波に載せて送信するセ
キュリティ情報は室内にあるアダプタで受信し、ホーム
バスを通して主制御装置に伝送する。また、上記主制御
装置から上記ホームバスへ送り出された制御情報は室内
にあるアダプタで電波に変換され、当該電波に載せて室
内へ放出され、制御受信端末で受信される。又は、ホー
ムバスを使用しないでも主制御装置で受信するシステム
もある。
【0003】このようなシステムでは、2つの送信端末
からセキュリティ情報を持つセキュリティ信号が連続し
て送信された場合には、パケットの衝突によりセキュリ
ティ情報の伝達ができず、システムの機能は喪失状態と
なる。また、送信端末のうちの返信を必要とする重要機
器は双方向通信機能を持たせてシステムに混在させるこ
とになるが、連続送信する端末がある場合には混在させ
ることができない。
【0004】このような家庭内通信ネックワークについ
ては、(財)電波技術協会の家庭内パケット無線システ
ム調査会から「HPRS」の名で出された論文がある。
この論文では、家庭内パケット無線システムを構成する
機器の緊急度を下表の如く3段階のレベルに分類してい
る。なお、従来の家庭内パケット無線システムにおける
パケットフォーマットを図4に示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記レベル1に属する機器の再送は2〜4秒の固定時間
間隔での再送としているので、同時に2台の送信端末が
送信した場合には、再送時間間隔が同じであると、何度
再送を繰り返しても両者のパケットは衝突することにな
り、また、再送時間間隔を可変にしたとしても、2〜4
秒の間であるとすると、最低の待ち時間2秒は無駄な時
間となる。レベル1に属する機器とレベル2に属する機
器が同時に送信した場合も同様のことが起こる。また、
レベル3に属する機器は回線のエラーレートが高い場合
には、通信できる機会(確率)が極端に低下する。
【0006】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、緊急度が最も高いレベルの機器の情報は確実
に伝達することができ、他のレベルの機器の情報伝達は
設計範囲内の損失で済ませることができる信頼性の高い
家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項1の発明では、送信端末を有する機器
が複数台混在する家庭内通信システムにおいて、上記機
器を緊急度の高い順に1〜4の4段階の緊急度レベルに
分類し、レベル1に属する機器は受信機を有し確認信号
の返送を要求する機器であって当該確認信号を受信する
まで再送を繰り返し、レベル2の機器は少なくともパケ
ット衝突確率が所定確率になる回数以上再送を繰り返
し、レベル3の機器は再送回数が制限され、上記各再送
はランダム時間間隔の再送であり、レベル4に属する機
器は再送しない構成とした。
【0008】請求項2では、ネットワーク内には任意の
レベルの機器が混在することを特徴とする。
【0009】請求項3では、パケットの誤り検出は誤り
検出符号を用いるて行なうようにした。
【0010】請求項4では、レベル2の所定衝突確率P
となる再送回数mは下記式 (但し、n;ランダム化率、x;レベル2に属する機器
の台数、y;同時に送信する機器の台数)から推定する
構成とした。
【0011】請求項5では、レベル3の再送回数mは、
2つの送信端末が送信した第1のパケットが衝突する確
率をPoとして、下記式の衝突確率Pが 所定確率以下になる再送回数である構成とした。
【0012】
【作用】本発明では、緊急性の高い機器については、送
受信端末を持たせて確認信号を要求するものと受信端末
を持たせないものとの2つのレベルに分類して受信端末
を持たせないものは無制限的な連続再送とし、緊急性を
要しないセンサやリモコン等は再送回数を制限するが再
送するようにし、かつ再送時間間隔はランダムとしたか
ら、各レベルにおいて、かつレベル相互においても、従
来に比し、通信の確率を高めることができ、信頼性を大
幅に向上することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面を参照して説
明する。
【0014】本実施例では、家庭内パケット無線システ
ムを構成する機器の緊急度を下表の如く4段階のレベル
に分類する。
【0015】 レベル1に属する機器に対しては、図1に示すように、
当該機器からの確認信号を受信するまで再送を繰り返す
ので、確実に送信することができる。いわゆるAGR方
式である。図1において、tは1パケットの長さ+マー
ジン、nはランダム化率である。ランダム時間間隔再
送、レベル2に属する機器は、図2に示すように再送を
無制限に繰り返す。
【0016】レベル2に属する機器がシステム内にx台
あり、そのうちのy台が同時に送信してm+1回送信後
に信号が衝突により受信できない確率Pは、 1回目は必ず衝突するので、受信できない確率は1、2
回目はt〜ntの時間をおいて送信するので、1/nと
なるが、実際は、パケットが完全に重なって衝突すると
は限らないから、前後2つのパケットと衝突する可能性
があり2/nとなる。更に3回目は2/nの二乗とな
り、m+1回送信後は2/nのm乗となるが、システム
内の端末がx台であるとすると、組合わせはx y 倍に
なる。
【0017】上記(1)式から、逆に、確率がPとなる
mの値は、 この式から、mの値を想定することができるので、レベ
ル2に属する機器は、送信回数を必ずしも無制限にする
必要がない。しかし、回線の状態が悪い場合も考えられ
るので、一定時間T1>t送信後休止し、更に一定時間
T2>t後送信再開し、これを繰り返すようにしてもよ
い。
【0018】また、衝突確率Pを想定した場合、最大、
m・n・t時間後には、確実に受信できることがわか
る。
【0019】レベル3に属する機器は、レベル2に属す
る機器に比較して送信時間が短いので、実際の使用状態
としては、多くても2台の端末が衝突する場合を想定す
ればよい。3台以上の端末が衝突する確率を考慮する必
要がある状態では、実際使用する場合にトラフィック密
度が高すぎると考えられる。
【0020】2つの端末から送出された第1のパケット
が衝突する確率をPoとする。図3から、レベル2の場
合と同様、2番目のパケットが衝突する確率は2/nと
なり、m回目まですべてのパケットがし衝突する確率は
(2/n)のm−1乗となる。従って、再送後の衝突確
率Pは、Poが十分小さいという条件下で、 となる。この時、Poは周知のトラフィッツク理論のア
ーランB式から、 ここで、N=端末数、λ=1端末の生起確率、λ=1パ
ケツトの保留時間レベルが異なる機器、例えばレベル2
の機器からのパケットとレベル3の機器からのパケット
の衝突については、再送回数nを同一にしておくと、設
計値通りに保たれる。
【0021】3つ以上の端末がある場合のパケットの衝
突については、レベル2の機器は前記yの値を3に選ぶ
ことにより衝突確率を想定することができる。また、レ
ベル3の機器については、衝突確率は端末が2の場合に
比して増すが、再送時間間隔をランダム化しない場合よ
りは改善される。実際には、3つ以上の端末からのバケ
ットが衝突する確率は2つの端末がぶっつかる確率より
も十分に低いので、前記(3)式で述べた確率よりも若
干悪くなる程度である。
【0022】次に、実際のシステムを想定して前記
(1)式において、x=10台、y=3台、n=6と
し、P=10-6を要求した場合、 つまり、18回以上再送を繰り返せば、10-6の衝突確
率を確保することができる。t=0/1秒と仮定する
と、n=6であるから、最大送信時間は、n・t×18
+t=6×0.1×18+0.1=10.9秒、つまり
11秒だけ送信すればよいことになる。
【0023】また、(3)式において、n=6、m=3
とし、Po=10-2となるトラフィックを想定した場
合、 となり、1桁程度の改善ができる。ここで、mを大きく
とれば、より大きく改善できるが、前記した、トラフィ
ック密度が十分低いという条件が成立しなくなるので、
計算通りの改善が得にくくなる。この時の送信時間は、
t=0.1秒とすると、(m−1)・nt+t=(3−
1)×0.1+0。.1=1.3秒となり、送信時間に
比較して十分の改善が得られる。
【0024】なお、パケットの誤り率については、回線
のエラー率が高い場合には、誤り訂正符号により改善し
ておくことが望ましい。上記した設計では、誤り訂正は
再送によらず、符号により行なうこととする。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、緊急性の高
い機器については、送受信端末を持たせて確認信号を要
求するものと受信端末を持たせないものとの2つのレベ
ルに分類して受信端末を持たせないものは無制限的な連
続再送とし、緊急性を要しないセンサやリモコン等は再
送回数を制限するが再送するようにし、かつ再送時間間
隔はランダムとしたから、各レベルにおいて、かつレベ
ル相互においても、従来に比し、通信の確率を高めるこ
とができ、信頼性を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるレベル1に属する機器
の送信方法を説明するための図である。
【図2】上記実施例におけるレベル2に属する機器の送
信方法を説明するための図である。
【図3】上記実施例におけるレベル3に属する機器の送
信方法を説明するための図である。
【図4】従来の家庭内パケット無線システムにおけるパ
ケットフォーマットを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 8020−5K H04L 13/00 307 Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信端末を有する機器が複数台混在する
    家庭内通信システムにおいて、上記機器を緊急度の高い
    順に1〜4の4段階の緊急度レベルに分類し、レベル1
    に属する機器は受信端末を有し確認信号の返送を要求す
    る機器であって当該確認信号を受信するまで再送を繰り
    返し、レベル2の機器は緊急性を要するが受信端末を有
    しない機器であって少なくともパケット衝突確率が所定
    確率になる回数以上再送を繰り返し、レベル3の機器は
    再送回数が制限され、上記各再送はランダム時間間隔の
    再送であり、レベル4に属する機器は再送しないことを
    特徴とする家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける
    通信方法。
  2. 【請求項2】 ネットワーク内には任意のレベルの機器
    が混在することを特徴とする請求項1記載の家庭内ワイ
    ヤレス通信ネットワークにおける通信方法。
  3. 【請求項3】 パケットの誤り検出は誤り検出符号を用
    いて行なうことを特徴とする請求項1または2記載の家
    庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法。
  4. 【請求項4】 レベル2の所定衝突確率Pとなる再送回
    数mは下記式 (但し、n;ランダム化率、x;レベル2に属する機器
    の台数、y;同時に送信する機器の台数)から推定する
    ことを特徴とする請求項1または2または3記載の家庭
    内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方法。
  5. 【請求項5】 レベル3の再送回数mは、2つの送信端
    末が送信した第1のパケットが衝突する確率をPoとし
    て、下記式の衝突確率Pが (但し、n;ランダム化率)所定確率以下になる再送回
    数であることを特徴とする請求項1または2または3記
    載の家庭内ワイヤレス通信ネットワークにおける通信方
    法。
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