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JP5338707B2 - Wireless communication apparatus and wireless communication system - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the exclusive usage of radio wave by short carrier sense radio communication equipment without sacrificing power saving property by the short carrier sense. <P>SOLUTION: The radio communication equipment of a first network where a carrier sense time is shorter than a carrier sense time regulated in a second network with the same band to be used for radio communication, includes: a means for outputting an average transmission data length; a means for outputting the number of peripheral devices; and a means for determining a time as a halt time, which is longer by at least the carrier sense time of the second network than a time to be taken in a case if radio communication equipment belonging to the first network with the number of peripheral devices successively transmits data of the average transmission data length after data are transmitted from the radio communication equipment, and then, setting the determined halt time. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は無線通信装置及び無線通信システムに関し、例えば、複数の無線通信装置からの電波が干渉することを回避する機能を有する無線通信装置及び無線通信システムに適用し得るものである。   The present invention relates to a radio communication device and a radio communication system, and can be applied to, for example, a radio communication device and a radio communication system having a function of avoiding interference of radio waves from a plurality of radio communication devices.

無線通信を行う際に、他の電波が存在するときに送信を開始すると電波干渉を起こし、正しく通信を行うことができない。この電波干渉を回避するために、他の無線通信装置等が電波を使用していないことを確認してから送信を行う干渉回避機能が普及している。特に、950MHz帯や2.4GHz帯など、目的の異なる複数の無線通信装置の共用を許可している帯域では、干渉回避機能は必須となる。   When performing wireless communication, if transmission is started when other radio waves exist, radio wave interference occurs and communication cannot be performed correctly. In order to avoid this radio wave interference, an interference avoidance function for performing transmission after confirming that other radio communication devices or the like are not using radio waves has become widespread. In particular, an interference avoidance function is indispensable in a band that permits sharing of a plurality of wireless communication apparatuses having different purposes, such as a 950 MHz band and a 2.4 GHz band.

干渉回避機能にはさまざまなものがあるが、最も単純なものとして、送信前にある閾値以上の強さのキャリア(=電波又はノイズ)が存在しないことを一定の時間だけセンス(=受信して確認)し、センスできたときに送信する「キャリアセンス」と呼ばれるものがある。   There are various interference avoidance functions, but the simplest is to sense that there is no carrier (= radio wave or noise) stronger than a certain threshold before transmission for a certain period of time (= There is a so-called “carrier sense” which is transmitted when it is detected.

一般的に、キャリアをセンスする時間は、無線通信装置の特性や周辺の状況に合わせて設計される。短い通信で終わる場合には、短い時間のキャリアセンスを行い、長い通信を行う場合にはやや長いキャリアセンスを行うことが多い。   In general, the time for sensing a carrier is designed in accordance with the characteristics of the wireless communication device and the surrounding conditions. When a short communication ends, a short time carrier sense is performed, and when a long communication is performed, a slightly long carrier sense is often performed.

950MHz帯のように、法令でキャリアセンスの時間を定めることもある。図2は、950MHz帯法令におけるキャリアセンス条件(送信電力10mW以下)を示す説明図である。例えば、数百ミリ秒から数秒程度の長い通信を行うパッシブタグリーダ/ライタの場合、送信出力が10mWを超えるものは5ミリ秒以上、10mW以下のものは10ミリ秒以上のキャリアセンスを行うと規定されている。一方、数ミリ秒から数十ミリ秒程度の短いパケット通信を行うアクティブ系の無線通信装置は、技術的には短いキャリアセンスでも機能するが、パッシブ系の装置との共用を考慮して、基本的には10ミリ秒以上のキャリアセンスを行うと定められている。   As in the 950 MHz band, carrier sense time may be determined by law. FIG. 2 is an explanatory diagram showing carrier sense conditions (transmission power of 10 mW or less) in the 950 MHz band law. For example, in the case of a passive tag reader / writer that communicates for a long time of several hundred milliseconds to several seconds, it is specified that a transmission output exceeding 10 mW performs carrier sense for 5 milliseconds or more and 10 mW or less for 10 milliseconds or more. Has been. On the other hand, an active wireless communication device that performs short packet communication of several milliseconds to several tens of milliseconds works technically even with a short carrier sense, but in consideration of sharing with passive devices, the basics Specifically, it is determined that carrier sense of 10 milliseconds or more is performed.

この10ミリ秒というキャリアセンスの長さは、データの長さと比較しても大きなものであり、装置の消費電力を下げるように設計する際や、他の無線通信装置からのデータにすばやく返答をする際には大きな障害となる。低送信出力で低消費電力を目的とし無線通信の標準規格であるIEEE802.15.4(非特許文献1)などでは、100マイクロ秒程度のキャリアセンスが規定されている(正確には伝送レートに合わせて規定されており、100kビット/秒の伝送レートの場合は、80マイクロ秒となる)。そこで、950MHz帯の法令でも、図2に示すように、1mW以下の非常に送信出力が低い場合に限り、連続送信時間の長さや送信時間の総和に上限を定めることで、128マイクロ秒以上という短いキャリアセンスでの動作を許可している。2009年12月現在、法令の改正が審議されており、今後、この短いキャリアセンスの特例は、10mW以下の装置にも適用される見込み(非特許文献2)であり、短いキャリアセンスを利用する無線通信装置が増えることが予測される。   This carrier sense length of 10 milliseconds is large compared to the length of data, and when designing to reduce the power consumption of the device, or quickly responding to data from other wireless communication devices. It becomes a big obstacle when doing. In IEEE802.15.4 (Non-patent Document 1), which is a standard for wireless communication for the purpose of low transmission output and low power consumption, carrier sense of about 100 microseconds is defined (exactly in the transmission rate). (In the case of a transmission rate of 100 kbit / s, it is 80 microseconds). Therefore, even in the 950 MHz band law, as shown in FIG. 2, if the transmission output of 1 mW or less is very low, the upper limit is set on the length of the continuous transmission time and the sum of the transmission time, so that it is 128 microseconds or more Operation with a short carrier sense is permitted. As of December 2009, amendments to laws and regulations are under discussion. In the future, this special case of short carrier sense is expected to be applied to devices of 10 mW or less (Non-Patent Document 2), and short carrier sense is used. It is predicted that the number of wireless communication devices will increase.

IEEE802.15.4−2003IEEE802.15.4-2003 総務省平成21年11月13日報道資料「省電力無線システム委員会報告(案)に対する意見募集」(http://www.soumu.go.jp/menu_news/s−news/21291.html)の別添報告書(案)Ministry of Internal Affairs and Communications November 13, 2009 Press Release "Recruitment of Opinions for Power Saving Wireless System Committee Report (Draft)" (http://www.soumu.go.jp/menu_news/s-news/21291.html) Attachment report (draft)

上述のように、950MHz帯の法令では、長いキャリアセンス(5ミリ秒又は10ミリ秒)の無線通信装置と短いキャリアセンス(128マイクロ秒)の無線通信装置が共存することになる。図3に示すように、長キャリアセンスと短キャリアセンスの無線通信装置が1台ずつの場合には、相手装置の通信が終わっていなくてキャリアセンスに失敗して送信できないタイミングも発生するが、相手装置の通信が終わった後は、相手装置が長いキャリアセンスの無線通信装置であろうと短いキャリアセンスの無線通信装置であろうと、必ず100ミリ秒の休止をするため、その間にキャリアセンスが成功して通信を始めることが可能である。   As described above, according to the 950 MHz band law, a wireless communication device with a long carrier sense (5 milliseconds or 10 milliseconds) and a wireless communication device with a short carrier sense (128 microseconds) coexist. As shown in FIG. 3, when there is one long carrier sense and one short carrier sense wireless communication device, there is a timing at which communication with the partner device is not completed and carrier sense fails and transmission is not possible. After communication with the partner device is completed, the carrier sense is always successful because it pauses for 100 milliseconds regardless of whether the partner device is a long carrier sense wireless communication device or a short carrier sense wireless communication device. It is possible to start communication.

しかしながら、短キャリアセンスの無線通信装置が複数存在する場合には、図4に示すように、短キャリアセンスの複数の無線通信装置が次々と送信を行い、長キャリアセンスの無線通信装置がいつまでも送信できないことが生じる可能性がある。なお、実際には、他の無線通信装置の送信終了をお互いに監視している訳ではないので、他の無線通信装置が送信終了してからキャリアセンスを開始するまでには多少のタイムラグがあるが、図4ではそのタイムラグは省略して描いている。   However, when there are a plurality of short carrier sense wireless communication devices, as shown in FIG. 4, a plurality of short carrier sense wireless communication devices transmit one after another, and a long carrier sense wireless communication device transmits forever. Things that cannot be done may occur. Actually, since the end of transmission of other wireless communication devices is not mutually monitored, there is a slight time lag between the end of transmission of another wireless communication device and the start of carrier sense. However, the time lag is omitted in FIG.

短キャリアセンスの無線通信装置は、図2に示すように、送信時間の総和の割合が10%以下に制限されているため、多くの場面において長く連続して占有する可能性は低い。しかし、例えば、短キャリアセンスの無線通信装置が10台以上で、かつ、それぞれが送信時間総和の割合10%の上限ぎりぎりの送信を行う場合には、永続的に電波を占有してしまう可能性がある。また例えば、送信時間の総和の割合が5%の無線通信装置の場合には、20台以上で電波が占有される可能性がある。   As shown in FIG. 2, the short carrier sense wireless communication device is limited to a total transmission time ratio of 10% or less, and thus is unlikely to be occupied continuously for many scenes. However, for example, when there are 10 or more short-carrier-sense wireless communication devices and each performs transmission near the upper limit of 10% of the total transmission time, there is a possibility of permanently occupying radio waves. There is. Further, for example, in the case of a wireless communication apparatus with a total transmission time ratio of 5%, radio waves may be occupied by 20 or more devices.

そのため、短キャリアセンスの無線通信装置によって電波が占有されないようにする仕組みが求められる。   Therefore, a mechanism for preventing radio waves from being occupied by a short carrier sense wireless communication device is required.

この課題を解決するために、ランダムに送信時間を遅らせるバックオフという機能を利用することができる。ランダムバックオフ機能の本来の目的は、同時に送信しようとした場合に同時にキャリアセンスを終えて、同時に電波を送出して電波干渉が発生することを防ぐために、キャリアセンス前にランダムな遅延を強制的に挿入するものであり、挿入する遅延は最大でも1ミリ秒以下が一般的である。上述の課題では、10ミリ秒の長キャリアセンスの無線通信装置が送信できるようにすれば良いので、図5に示すように、短キャリアセンスの無線通信装置は、最大値を10ミリ秒以上としたランダムバックオフを挿入するようにすれば、上述の課題は解決可能となる。但し、ランダムバックオフをキャリアセンス時間に含めて、相手の通信が終わる前からカウントする通信規格もあるが、その場合、すぐに送信可能となり、上述の課題は解決できない。ここではIEEE802.15.4と同様に、相手の通信が終わってからランダムの遅延を挿入するランダムバックオフを前提として解決できることを説明した。   In order to solve this problem, a function called back-off that delays the transmission time at random can be used. The original purpose of the random backoff function is to force a random delay before carrier sense to prevent radio interference by sending out radio waves at the same time when simultaneously trying to transmit, and simultaneously sending out radio waves. The delay of insertion is generally 1 millisecond or less at the maximum. In the above-described problem, it is only necessary to enable a 10 ms long carrier sense wireless communication device to transmit, so as shown in FIG. 5, the short carrier sense wireless communication device has a maximum value of 10 milliseconds or more. If the random backoff is inserted, the above-described problem can be solved. However, there is a communication standard that includes random backoff in the carrier sense time and counts before the other party's communication ends. In this case, transmission can be performed immediately, and the above-described problems cannot be solved. Here, as in IEEE802.15.4, it has been explained that the problem can be solved on the premise of random backoff in which a random delay is inserted after the other party's communication ends.

このランダムバックオフによる解決は、通信機会の平等性の観点からは良い解決法であるが、短キャリアセンスの無線通信装置に余分な遅延を付加することになり、すばやい送信ができなくなる。また、そもそも短キャリアセンスの導入の最大の目的は、消費電力の抑制であったが、ランダムバックオフで短時間の遅延を挿入することにより、無線通信装置の各部(例えばCPU)の動作時間が増え、省電力効果がなくなってしまう。言い換えると、ランダムバックオフを導入したことにより、長キャリアセンスをした場合と消費電力が同じになり、短キャリアセンスを導入したことの意味がなくなる。   This solution by random back-off is a good solution from the viewpoint of equality of communication opportunities, but adds an extra delay to a short-carrier-sense wireless communication device, making it impossible to transmit quickly. In the first place, the main purpose of introducing short carrier sense was to reduce power consumption, but by inserting a short delay with random backoff, the operation time of each unit (for example, CPU) of the wireless communication device is reduced. The power saving effect is lost. In other words, the introduction of random backoff makes the power consumption the same as in the case of long carrier sense, and the meaning of introducing short carrier sense is lost.

そのため、短キャリアセンスによる省電力性を犠牲にすることなく、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を独占利用することを回避できる無線通信装置及び無線通信システムが求められている。   Therefore, there is a need for a wireless communication device and a wireless communication system capable of avoiding the short carrier sense wireless communication device from exclusively using radio waves without sacrificing the power saving performance due to the short carrier sense.

かかる課題を解決するために、第1の本発明は、キャリアセンス時間が、無線通信に利用する帯域が同一である第2のネットワークに規定されているキャリアセンス時間より短くなっている第1のネットワークに属する、短キャリアセンスの無線通信装置において、(1)データ送信後に当該無線通信装置が休止する休止時間の決定に用いる休止時間決定用データ長の情報を出力する休止時間決定用データ長把握手段と、(2)上記休止時間の決定に用いる周辺装置台数情報を出力する周辺装置台数把握手段と、(3)上記休止時間決定用データ長把握手段から出力された休止時間決定用データ長の情報と、上記周辺装置台数把握手段から出力された周辺装置台数情報と、上記第1のネットワークに係るキャリアセンス時間とに基づき、当該無線通信装置からのデータ送信後に、上記周辺装置台数情報が指示している台数の上記第1のネットワークに属する無線通信装置が上記休止時間決定用データ長のデータを次々と送信したと仮定した場合にかかる時間より、少なくとも上記第2のネットワークに規定されているキャリアセンス時間だけ長い時間を休止時間に決定し、決定した休止時間を設定する休止時間付与手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve such a problem, according to the first aspect of the present invention, the carrier sense time is shorter than the carrier sense time defined in the second network having the same band used for wireless communication. In a short carrier sense wireless communication apparatus belonging to a network, (1) grasping a pause time determination data length for outputting information of a pause time determination data length used to determine a pause time during which the radio communication apparatus pauses after data transmission Means, (2) peripheral device number grasping means for outputting information on the number of peripheral devices used for determining the suspension time, and (3) the suspension time determination data length output from the suspension time determination data length grasping means. information and the output from the peripheral device number detection means peripheral device number information, based on the carrier sense time according to the first network, the When it is assumed that after the data transmission from the line communication device, the wireless communication devices belonging to the first network of the number indicated by the peripheral device number information successively transmit the data of the pause time determination data length And a pause time giving means for determining a pause time that is at least longer than the carrier sense time defined in the second network as the pause time and setting the decided pause time.

第2の本発明の無線通信システムは、第1の本発明の無線通信装置間で無線通信を実行するものである。   The wireless communication system of the second aspect of the present invention performs wireless communication between the wireless communication apparatuses of the first aspect of the present invention.

本発明によれば、余分な遅延を加えることなく、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を占有することを防ぐことができ、また、消費電力を抑えることも可能である。   According to the present invention, it is possible to prevent a short carrier sense wireless communication apparatus from occupying a radio wave without adding an extra delay, and to reduce power consumption.

第1の実施形態に係る無線通信装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on 1st Embodiment. 950MHz帯法令におけるキャリアセンス条件(送信電力10mW以下)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the carrier sense conditions (transmission power of 10 mW or less) in 950 MHz band regulations. 950MHz帯における長キャリアセンスと短キャリアセンスの共存例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of coexistence of the long carrier sense and short carrier sense in a 950 MHz band. 短キャリアセンスの複数の無線通信装置が電波を占有するという課題の説明図である。It is explanatory drawing of the subject that the some radio | wireless communication apparatus of a short carrier sense occupies an electromagnetic wave. 短キャリアセンスの無線通信装置によって電波が占有されないようにする、考えられる仕組み(ランダムバックオフ)の説明図である。It is explanatory drawing of the possible mechanism (random backoff) which prevents a radio wave from being occupied by the radio | wireless communication apparatus of a short carrier sense. 第1の実施形態の無線通信システムにおいて長キャリアセンスの装置が送信権を獲得できている様子を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating a state in which a long carrier sense device has acquired a transmission right in the wireless communication system according to the first embodiment. 第2の実施形態に係る無線通信装置の機能的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the radio | wireless communication apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

(A)第1の実施形態
以下、本発明は無線通信装置及び無線通信システムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a wireless communication apparatus and a wireless communication system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態の無線通信システムは、950MHz帯や2.4GHz帯など、目的の異なる複数の無線通信装置の共用を許可している帯域を通信帯域としている、複数の第1の実施形態の無線通信装置を構成要素としているものである。構成要素となっている第1の実施形態の無線通信装置は短キャリアセンスの装置であり、その周囲には同一目的の無線通信装置(第1の実施形態の無線通信装置)だけでなく、その帯域を利用する、長キャリアセンスの他目的の無線通信装置が存在することもあり得る。   The wireless communication system according to the first embodiment has a communication band that allows sharing of a plurality of wireless communication apparatuses with different purposes, such as a 950 MHz band and a 2.4 GHz band. The wireless communication device is a constituent element. The wireless communication device of the first embodiment as a constituent element is a short carrier sense device, and not only the wireless communication device of the same purpose (the wireless communication device of the first embodiment) but also its surroundings There may be a wireless communication device for other purposes that uses a band and has a long carrier sense.

第1の実施形態に係る無線通信装置は、当該無線通信装置からのデータ送信後に、周辺の無線通信装置数に応じた期間の休止を行うことを特徴としている。   The wireless communication apparatus according to the first embodiment is characterized in that after data transmission from the wireless communication apparatus, the wireless communication apparatus pauses for a period corresponding to the number of peripheral wireless communication apparatuses.

(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態に係る無線通信装置100の機能的構成を示すブロック図である。図1において、無線通信装置100は、平均送信データ長算出部101、周辺装置台数把握部102、休止時間制御部103、送信部104及び受信部105を有する。これら構成要素の一部(例えば、平均送信データ長算出部101、周辺装置台数把握部102、休止時間制御部103)は、CPUがプログラムを実行することによってその構成要素の機能を実現するものであっても良い。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a wireless communication apparatus 100 according to the first embodiment. In FIG. 1, the wireless communication device 100 includes an average transmission data length calculation unit 101, a peripheral device number grasping unit 102, a pause time control unit 103, a transmission unit 104, and a reception unit 105. Some of these components (for example, the average transmission data length calculation unit 101, the peripheral device number grasping unit 102, the suspension time control unit 103) realize the functions of the components by the CPU executing a program. There may be.

平均送信データ長算出部101は、送信データを送信するのにかかる時間を算出し、過去の平均値を休止時間制御部103へ与えるものである。ここで、平均値は、過去10回分の平均など、平均に供する回数を定めておき、その回数に応じた分だけデータ送信時間を記憶しておくようにしても良い。また、所定回数マイナス1回のデータ送信総和時間を記憶しておき、最新のデータ送信時間が与えられたときに、記憶しているデータ送信総和時間を用いて平均値を算出するようにしても良い。さらに、平均送信データ長を求めた後、それを送信時間に換算して送信データ時間の平均値を得るようにしても良い。   The average transmission data length calculation unit 101 calculates the time taken to transmit the transmission data, and gives the past average value to the pause time control unit 103. Here, the average value may determine the number of times used for the average, such as the average for the past 10 times, and store the data transmission time for the number corresponding to the number. Further, the total data transmission time of the predetermined number minus one is stored, and when the latest data transmission time is given, the average value is calculated using the stored data transmission total time. good. Furthermore, after obtaining the average transmission data length, it may be converted into a transmission time to obtain an average value of the transmission data time.

周辺装置台数把握部102は、受信した信号から、電波干渉に影響のある周辺の無線通信装置の台数(この台数に当該無線通信装置を含んでいても良く、また、含まないようにしても良い)を算出し、休止時間制御部103へ与えるものである。ここで、簡易に台数を算出する場合には、自装置が含まれるネットワーク(無線通信システム)における近隣のノード数を算出するだけでも良く、また、IEEE802.15.4などで規定されているNeighborTableで管理しているエントリー数をそのまま使っても良い。ここで、当該無線通信装置が含まれない他のネットワークの装置(例えば、長キャリアセンスの装置)の数も台数に含めるように算出しても良く、この場合であれば、パケットの先頭にあるプリアンブルをデコードできた相手だけをカウントするようにしても良い。このようにすると、単なるノイズを台数に含めることを防ぐこともできる。   The peripheral device number grasping unit 102 determines the number of peripheral wireless communication devices that have an influence on radio wave interference from the received signal (this number may or may not include the wireless communication device. ) Is calculated and given to the pause time control unit 103. Here, when the number of units is simply calculated, it is only necessary to calculate the number of neighboring nodes in the network (wireless communication system) including the device itself, and the NeighborTable defined in IEEE 802.15.4 or the like. You can use the number of entries managed in. Here, the number of devices in other networks that do not include the wireless communication device (for example, a device with a long carrier sense) may be calculated so as to be included in the number. In this case, it is at the head of the packet. It is also possible to count only the opponents that have successfully decoded the preamble. In this way, it is possible to prevent mere noise from being included in the number.

周辺装置台数把握部102は、算出した台数が所定台数以下の場合には、算出した台数に代え、予め定められている情報を休止時間制御部103へ与えるようにしても良い。例えば、法令によって各無線通信装置のそれぞれについて送信時間総和の割合が10%以下に定められている場合において(図2参照)、周辺装置台数(当該無線通信装置を含む)が9台以下の場合には、周辺装置台数把握部102は、休止時間制御部103へ周辺装置台数0台若しくは永続占有の恐れがないことを表す情報を渡す。これは、9台以下の場合には、従来の課題として説明した、短キャリアセンスの無線通信装置が永続的に占有する可能性がないためである。同様に、仮に、各無線通信装置のそれぞれについて送信時間総和の割合が5%以下に定められている場合において、周辺装置台数(当該無線通信装置を含む)が19台以下の場合には、周辺装置台数把握部102は、休止時間制御部103へ周辺装置台数0台若しくは永続占有の恐れがないことを表す情報を渡す。   If the calculated number is equal to or less than the predetermined number, the peripheral device number grasping unit 102 may give predetermined information to the suspension time control unit 103 instead of the calculated number. For example, when the ratio of the total transmission time is set to 10% or less for each wireless communication device by law (see FIG. 2), the number of peripheral devices (including the wireless communication device) is 9 or less The peripheral device number grasping unit 102 passes information indicating that the number of peripheral devices is zero or that there is no fear of permanent occupation to the suspension time control unit 103. This is because, in the case of nine or less units, there is no possibility that the short-carrier-sense wireless communication device described as a conventional problem is permanently occupied. Similarly, if the ratio of the total transmission time is set to 5% or less for each wireless communication device, if the number of peripheral devices (including the wireless communication device) is 19 or less, The number-of-devices grasping unit 102 passes information indicating that the number of peripheral devices is zero or that there is no fear of permanent occupation to the suspension time control unit 103.

休止時間制御部103は、平均送信データ長算出部101から与えられた平均データ長の送信時間と、当該無線通信装置を含むネットワークについて定まっている短キャリアセンス時間と、周辺装置台数把握部102から与えられた周辺台数(若しくは周辺台数−1)とに基づいて、短キャリアセンスの無線通信装置が永続的に電波を占有することがない休止時間を決定するものである。例えば、休止時間制御部103は、周辺装置台数が、短キャリアセンスの無線通信装置が永続的に電波を占有することがない台数であれば、法令などで定まっている最小の休止時間(図2の送信時間制御の欄参照)を休止時間に定め、周辺装置台数が、短キャリアセンスの無線通信装置が永続的に電波を占有することがある台数であれば、法令などで定まっている最小の休止時間より長い時間であって台数にほぼ比例した、しかも、長キャリアセンスの無線通信装置が送信権を獲得可能な空き時間が含む時間を休止時間に定める。   The pause time control unit 103 receives the transmission time of the average data length given from the average transmission data length calculation unit 101, the short carrier sense time determined for the network including the wireless communication device, and the peripheral device number grasping unit 102 Based on the given number of peripherals (or the number of peripherals −1), the idle time in which the short-carrier-sense wireless communication device does not permanently occupy radio waves is determined. For example, if the number of peripheral devices is the number that the short-carrier-sense wireless communication device does not occupy radio waves permanently, the pause time control unit 103 is the minimum pause time determined by laws and regulations (FIG. 2). If the number of peripheral devices is the number of short-carrier-sense wireless communication devices that may permanently occupy radio waves, the minimum number specified by laws and regulations is required. The pause time is defined as a time longer than the pause time and approximately proportional to the number of units, and including a free time during which the long carrier sense wireless communication apparatus can acquire the transmission right.

例えば、休止時間制御部103は、平均送信データ長算出部101から与えられた平均データ長の送信時間に当該無線通信装置を含むネットワークについて定まっているキャリアセンス時間(短キャリアセンス時間)の最小時間(以下では、この最小時間を短キャリアセンス時間と呼ぶこともある)を加算し、その値と周辺装置台数把握部102から受けた周辺台数−1(若しくは周辺台数)の積を算出する。この積に、長キャリアセンスの無線通信装置におけるキャリアセンス時間(長キャリアセンス期間)の最小時間(以下では、この最小時間を長キャリアセンス時間と呼ぶこともある;図2の例では10ミリ秒)を加算した値が、短キャリアセンスの無線通信装置について法令などで定まっている休止時間(図2の例では100ミリ秒)よりも小さい場合には、法令などで定まっている休止時間(100ミリ秒)を休止時間とし、法令などで定まっている休止時間より大きい場合は算出した値を休止時間として、送信部104へ与える。 For example, the pause time control unit 103 is the minimum time of the carrier sense time (short carrier sense time) determined for the network including the wireless communication device in the transmission time of the average data length given from the average transmission data length calculation unit 101 (Hereinafter, this minimum time may be referred to as a short carrier sense time) is added, and the product of the value and the peripheral number -1 (or the peripheral number) received from the peripheral device number grasping unit 102 is calculated. In this product, the minimum time of the carrier sense time (long carrier sense period) in the long carrier sense radio communication apparatus (hereinafter, this minimum time may be referred to as the long carrier sense time; in the example of FIG. 2, 10 milliseconds) ) is the value obtained by adding, if less than the dwell time that definite the short carrier sense of the wireless communication device regulations, etc. (100 ms in the example of FIG. 2) is, downtime is definite with laws and regulations (100 (Milliseconds) is set as the pause time, and when the pause time is larger than the pause time determined by laws and regulations, the calculated value is given to the transmission unit 104 as the pause time.

ここで、ランダムバックオフ機能を利用している場合には、平均データ長の送信時間に、短キャリアセンス時間とランダムバックオフの平均値(平均時間)とを加算してから、周辺台数との積を求めるようにすれば良い。また、周辺装置台数把握部102から永続占有の恐れがないことを表す情報が与えられた場合には、休止時間制御部103は、演算を行うことなく、短キャリアセンスの無線通信装置について法令などで定まっている休止時間を、送信部104へ与える休止時間として決定するようにしても良い。 Here, when the random backoff function is used, after adding the short carrier sense time and the average value (average time) of the random backoff to the transmission time of the average data length, Find the product. In addition, when information indicating that there is no fear of permanent occupation is given from the peripheral device number grasping unit 102, the downtime control unit 103 does not perform a calculation on the short-carrier-sense wireless communication device, the in and downtime definite in may be determined as the downtime to be given to the transmitting unit 104.

送信部104は、規定されている短キャリアセンス時間ほどキャリアセンスを行い、周辺の他の無線通信装置間でデータの送受信が実行されていない場合には、データを送信するものである。送信部104は、データ送信後は、休止時間制御部103から与えられた休止時間ほど休止してから、キャリアセンスから始まる次のデータの送信動作を開始する。   The transmission unit 104 performs carrier sense for the specified short carrier sense time, and transmits data when data transmission / reception is not performed between other wireless communication devices in the vicinity. After data transmission, the transmission unit 104 pauses for the pause time given by the pause time control unit 103, and then starts the next data transmission operation starting from carrier sense.

受信部105は、アンテナが捕捉した無線信号を受信し、受信データを取出すものである。受信部105は、受信データが、周辺装置台数を表すデータであったり、周辺装置台数把握部102が周辺装置の台数を計数するのに必要なデータであったりする場合には、受信データを周辺装置台数把握部102に与えるものである。   The receiving unit 105 receives a radio signal captured by the antenna and extracts received data. If the received data is data representing the number of peripheral devices, or the peripheral device number grasping unit 102 is data necessary for counting the number of peripheral devices, the receiving unit 105 This is given to the device number grasping unit 102.

(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態に係る無線通信装置及び無線通信システムの動作を説明する。
(A-2) Operation of First Embodiment Next, operations of the wireless communication apparatus and the wireless communication system according to the first embodiment will be described.

例えば、ある第1の実施形態に係る無線通信装置の平均データ長の送信時間が80ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて13台であったとする。この場合、その無線通信装置の休止時間制御部103は、(1)式に示すように、休止時間として971.536ミリ秒を算出する。算出された休止時間971.536ミリ秒は、法令などで定められている規定の休止時間100ミリ秒より長いので、算出された休止時間971.536ミリ秒を送信部104に与える。(1)式において、12(=13−1)台を適用しているのは、休止時間は、他の無線通信装置が送信権を獲得するための空き時間となっているためである。   For example, it is assumed that the transmission time of the average data length of the wireless communication device according to the first embodiment is 80 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices is 13 including the own device. In this case, the pause time control unit 103 of the wireless communication apparatus calculates 971.536 milliseconds as the pause time as shown in the equation (1). Since the calculated pause time 971.536 milliseconds is longer than the prescribed pause time 100 milliseconds specified by laws and regulations, the calculated pause time 971.536 milliseconds is given to the transmission unit 104. The reason why 12 (= 13-1) units are applied in the equation (1) is because the idle time is a free time for another wireless communication apparatus to acquire the transmission right.

(80ミリ秒+128マイクロ秒)×12台+10ミリ秒=971.536ミリ秒
…(1)
図6は、13台中12台が短キャリアセンスの無線通信装置の場合であって、12台の短キャリアセンスの無線通信装置の平均データ長の送信時間が同一の場合を示している。12台の短キャリアセンスの無線通信装置が次々と送信権を獲得したとする。最初に送信権を獲得した短キャリアセンスの無線通信装置のデータ送信が終了した後(図6(B)参照)、11台の短キャリアセンスの他の無線通信装置が次々と送信権を獲得し(図6(C)、(D)、(E)、(F)、…参照)、最初に送信権を獲得した短キャリアセンスの無線通信装置が2回目の送信動作を開始しようとしても、休止時間が971.536ミリ秒であって、長キャリアセンス時間の10ミリ秒が含まれているので、12番目に送信権を獲得した短キャリアセンスの無線通信装置からのデータ送信が終了した時点は、最初に送信権を獲得した短キャリアセンスの無線通信装置についての休止時間が満了する時点より、10ミリ秒以上前の時点となる。すなわち、全ての短キャリアセンスの無線通信装置が休止時間となっている時間(空き時間)が存在し、言い換えると、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を解放している時間が存在する。そのため、長キャリアセンスの無線通信装置は、図6(A)に示すように、その空き時間に送信権を獲得することが可能である。
(80 milliseconds + 128 microseconds) x 12 units + 10 milliseconds = 971.536 milliseconds
... (1)
FIG. 6 shows a case where 12 out of 13 wireless communication devices have a short carrier sense, and the transmission times of the average data length of 12 wireless communication devices with a short carrier sense are the same. Assume that twelve short carrier sense wireless communication apparatuses have acquired transmission rights one after another. After the data transmission of the short carrier sense wireless communication device that first acquired the transmission right is completed (see FIG. 6B), other wireless communication devices of 11 short carrier senses acquire the transmission right one after another. (See FIGS. 6 (C), (D), (E), (F),...), Even if the short carrier sense wireless communication device that first acquired the transmission right attempts to start the second transmission operation, Since the time is 971.536 milliseconds and 10 milliseconds of the long carrier sense time is included, the time when the data transmission from the short carrier sense wireless communication apparatus which acquired the transmission right for the 12th time is completed The time point is 10 milliseconds or more before the pause time of the short carrier sense wireless communication device that first acquires the transmission right. That is, there is a time (free time) during which all short-carrier-sense wireless communication devices are idle, in other words, there is a time during which the short-carrier-sense wireless communication devices release radio waves. Therefore, as shown in FIG. 6A, a long carrier sense wireless communication apparatus can acquire a transmission right in the idle time.

以上では、12台の短キャリアセンスの無線通信装置の平均データ長(の送信時間)が同一であるとして説明した。12台の短キャリアセンスの無線通信装置の平均データ長は必ずしも同一になるとは限らない。但し、ネットワークの用途などによっては、各無線通信装置からのデータ送信の目的(例えばセンサ情報の収集)が同じになっていることも多く、12台の短キャリアセンスの無線通信装置の平均データ長(の送信時間)が同様であると見なせることが多い。このような前提のもとで、第1の実施形態に係る無線通信システムは、全ての短キャリアセンスの無線通信装置が休止時間となっている時間(空き時間)を形成させようとしている。   In the above description, the average data length (transmission time) of the 12 short carrier sense wireless communication apparatuses is the same. The average data lengths of the twelve short carrier sense wireless communication apparatuses are not necessarily the same. However, the purpose of data transmission from each wireless communication device (for example, collection of sensor information) is often the same depending on the application of the network and the like, and the average data length of 12 short carrier sense wireless communication devices (Transmission time) is often considered to be the same. Under such a premise, the wireless communication system according to the first embodiment attempts to form a time (vacant time) during which all short-carrier-sense wireless communication devices are idle.

また、例えば、ある第1の実施形態に係る無線通信装置の平均データ長の送信時間が5ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて13台であったとする。この場合、その無線通信装置の休止時間制御部103は、(2)式に示すように、休止時間として71.536ミリ秒を算出する。算出された休止時間71.536ミリ秒は、法令などで定められている規定の休止時間100ミリ秒より短いので、休止時間制御部103は、法令などで定められている規定の休止時間100ミリ秒を送信部104に与える。   Also, for example, it is assumed that the transmission time of the average data length of the wireless communication device according to the first embodiment is 5 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices is 13 including the own device. . In this case, the pause time control unit 103 of the wireless communication apparatus calculates 71.536 milliseconds as the pause time as shown in Equation (2). Since the calculated pause time 71.536 milliseconds is shorter than the prescribed pause time 100 milliseconds specified by laws and regulations, the pause time control unit 103 uses the prescribed pause time 100 milliseconds specified by laws and regulations. Seconds are given to the transmission unit 104.

(10ミリ秒+128マイクロ秒)×12台+10ミリ秒=71.536ミリ秒
…(2)
算出された休止時間71.536ミリ秒には、長キャリアセンス時間の10ミリ秒が含まれており、送信部104がデータ送信後に確保する休止時間は、算出された71.536ミリ秒より長い100ミリ秒であるので、短キャリアセンスの無線通信装置が次々に送信権を確保したとしても、全ての短キャリアセンスの無線通信装置が休止時間となっている時間(空き時間)として、10ミリ秒+(100ミリ秒−71.536ミリ秒)=38.404ミリ秒があり、この時間で、長キャリアセンスの無線通信装置は送信権を獲得することが可能である。
(10 milliseconds + 128 microseconds) x 12 units + 10 milliseconds = 71.536 milliseconds
... (2)
The calculated pause time 71.536 milliseconds includes 10 milliseconds of the long carrier sense time, and the pause time that the transmission unit 104 secures after data transmission is longer than the calculated 71.536 milliseconds. Since it is 100 milliseconds, even if the short-carrier-sense wireless communication devices successively acquire transmission rights, the time (free time) during which all short-carrier-sense wireless communication devices are idle is 10 milliseconds. Second + (100 milliseconds−71.536 milliseconds) = 38.404 milliseconds. With this time, the long-carrier-sense wireless communication apparatus can acquire the transmission right.

さらに、例えば、ある第1の実施形態に係る無線通信装置の平均データ長の送信時間が80ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて9台であったとする。この場合、その無線通信装置の周辺装置台数把握部102は、周辺装置台数が、全ての短キャリアセンスの無線通信装置が法令上限の送信総和10%を満たしたとしても全体で100%には達しない(=80%)9台であるため、0台を休止時間制御部103に与える。これにより、休止時間制御部103は、(3)式に示すように、休止時間として0ミリ秒を算出する。算出された休止時間0ミリ秒は、法令などで定められている規定の休止時間100ミリ秒より短いので、休止時間制御部103は、法令などで定められている規定の休止時間100ミリ秒を送信部104に与える。   Further, for example, it is assumed that the transmission time of the average data length of the wireless communication device according to the first embodiment is 80 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices is nine including the own device. . In this case, the peripheral device number grasping unit 102 of the wireless communication device reaches 100% as a whole even if the number of peripheral devices satisfies the total transmission limit of 10% for all short carrier sense wireless communication devices. No (= 80%) Since 9 units, 0 units are given to the pause time control unit 103. As a result, the pause time control unit 103 calculates 0 milliseconds as the pause time as shown in Equation (3). Since the calculated pause time of 0 milliseconds is shorter than the prescribed pause time of 100 milliseconds defined by laws and regulations, the pause time control unit 103 sets the prescribed pause time of 100 milliseconds specified by laws and regulations. This is given to the transmission unit 104.

(80ミリ秒+128マイクロ秒)×0台=0ミリ秒 …(3)
全ての短キャリアセンスの無線通信装置が法令上限の送信総和10%を満たした場合、それを超えた送信ができないため、休止時間の100ミリ秒の80%が全ての短キャリアセンスの無線通信装置に割かれるに過ぎず、100ミリ秒のうち、少なくとも20ミリ秒は、全ての短キャリアセンスの無線通信装置が休止時間となっている時間(空き時間)となり、この時間で、長キャリアセンスの無線通信装置は送信権を獲得することが可能である。
(80 milliseconds + 128 microseconds) x 0 = 0 milliseconds (3)
When all short carrier sense wireless communication devices satisfy the legal maximum transmission total of 10%, transmission exceeding that limit cannot be performed. Therefore, 80% of the 100 millisecond pause time is all short carrier sense wireless communication devices. However, at least 20 milliseconds out of 100 milliseconds is a period of time during which all short-carrier-sense wireless communication devices are idle (free time). The wireless communication device can acquire a transmission right.

(A−3)第1の実施形態の効果
第1の実施形態によれば、余分な遅延を加えることなく、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を占有し、長キャリアセンスの無線通信装置が徒に長い期間送信権を獲得できない事態を防ぐことができる。また、少なくとも1回の長い休止期間で、従来の課題解決を行うことができ、ランダムバックオフして何度もキャリアセンスを行う場合に比較して、消費電力を抑えることができる。
(A-3) Effect of First Embodiment According to the first embodiment, a short carrier sense wireless communication device occupies radio waves without adding an extra delay, and a long carrier sense wireless communication device It is possible to prevent a situation in which the transmission right cannot be acquired for a long time. Further, the conventional problem can be solved in at least one long rest period, and the power consumption can be suppressed as compared with the case where the carrier sense is performed many times with random backoff.

(B)第2の実施形態
次に、本発明は無線通信装置及び無線通信システムの第2の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(B) Second Embodiment Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2の実施形態は、送信時間の総和の状況によっても休止時間の長短を制御するようにしたことを特徴の一つとするものである。   One of the features of the second embodiment is that the length of the pause time is controlled depending on the total transmission time.

(B−1)第2の実施形態の構成
図7は、第2の実施形態に係る無線通信装置200の機能的構成を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 7 is a block diagram showing a functional configuration of a wireless communication apparatus 200 according to the second embodiment, which is the same as FIG. 1 according to the first embodiment. Corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図7において、第2の実施形態の無線通信装置200は、送信総和算出部201、平均送信データ長算出部101、周辺装置台数把握部202、休止時間制御部103、送信部104及び受信部105を有する。ここで、平均送信データ長算出部101、休止時間制御部103、送信部104及び受信部105は、第1の実施形態のものと同様なものであり、その機能説明は省略する。 In FIG. 7, the wireless communication device 200 according to the second embodiment includes a transmission sum calculation unit 201, an average transmission data length calculation unit 101, a peripheral device number grasping unit 202, a pause time control unit 103, a transmission unit 104, and a reception unit 105. Have Here, the average transmission data length calculation unit 101, the pause time control unit 103, the transmission unit 104, and the reception unit 105 are the same as those in the first embodiment, and description of their functions is omitted.

送信総和算出部201は、送信時間総和の割合(デューティ比)を得て周辺装置台数把握部202へ与えるものである。送信総和算出部201は、例えば、所定時間(例えば1時間)毎に、当該無線通信装置200がデータを送信した時間の総和を求め、そのようにして求めたn(nは2以上の整数)個の送信時間総和の平均を求め、この送信時間総和の平均値が、上述した所定時間に占める割合を求め、これを送信時間総和の割合として周辺装置台数把握部202に与える。   The transmission sum total calculation unit 201 obtains a ratio (duty ratio) of the total transmission time and gives it to the peripheral device number grasping unit 202. For example, the transmission sum total calculation unit 201 obtains the sum of the times when the wireless communication apparatus 200 transmits data every predetermined time (for example, one hour), and n thus obtained (n is an integer of 2 or more). The average of the total transmission times is obtained, the ratio of the average value of the transmission times to the predetermined time is obtained, and this is given to the peripheral device number grasping unit 202 as the ratio of the total transmission time.

第2の実施形態の周辺装置台数把握部202は、以下の点が、第1の実施形態の周辺装置台数把握部102と異なっている。周辺装置台数把握部202は、送信総和算出部201から与えられた送信時間総和の割合に基づき、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を占有するに必要な台数を算出する。周辺装置台数把握部202は、法令の規定から得られる占有台数に代え、算出された占有台数を適用し、休止時間制御部103に与える周辺装置台数を得る。例えば、周辺装置台数把握部202は、送信時間総和の割合が10%(この10%は法令上限に等しい)であれば、占有に必要な台数を10(=100%/10%)台と算出し、5%であれば占有に必要な台数を20(=100%/5%)台と算出する。周辺装置台数把握部202は、第1の実施形態と同様に、当該無線通信装置を含めて、周辺装置台数が算出された占有台数に満たない場合は、休止時間制御部103へ0台若しくは永続占有の恐れがないことを表す情報を渡す。   The peripheral device number grasping unit 202 of the second embodiment is different from the peripheral device number grasping unit 102 of the first embodiment in the following points. Peripheral device number grasping section 202 calculates the number of short carrier sense wireless communication apparatuses necessary to occupy radio waves based on the ratio of the total transmission time given from transmission total calculation section 201. The peripheral device number grasping unit 202 obtains the number of peripheral devices to be given to the suspension time control unit 103 by applying the calculated occupied number instead of the occupied number obtained from the provisions of laws and regulations. For example, if the ratio of the total transmission time is 10% (this 10% is equal to the upper limit of the law), the peripheral device number grasping unit 202 calculates the number necessary for occupation as 10 (= 100% / 10%) units. If it is 5%, the number required for occupation is calculated as 20 (= 100% / 5%). Similar to the first embodiment, if the number of peripheral devices including the wireless communication device is less than the calculated number of occupied devices, the peripheral device number grasping unit 202 notifies the suspension time control unit 103 of 0 or permanently. Passes information indicating that there is no fear of occupancy.

(B−2)第2の実施形態の動作
次に、第2の実施形態に係る無線通信装置及び無線通信システムの動作を説明する。
(B-2) Operation of Second Embodiment Next, operations of the wireless communication apparatus and the wireless communication system according to the second embodiment will be described.

第2の実施形態の無線通信装置200は、第1の実施形態の無線通信装置100とは異なり、短キャリアセンスの無線通信装置が電波を占有する可能性がある周辺装置台数を、法令から定めるのではなく、実際の送信時間総和に応じて定めて適用することとしたものである。   Unlike the wireless communication device 100 of the first embodiment, the wireless communication device 200 of the second embodiment determines the number of peripheral devices that a short carrier sense wireless communication device may occupy radio waves from laws and regulations. Instead, it is determined and applied according to the actual total transmission time.

例えば、第1の実施形態の場合であれば、短キャリアセンスの当該無線通信装置の平均データ長の送信時間が80ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて13台であったとすると、上述したように、その無線通信装置の休止時間制御部103は、休止時間として971.536ミリ秒を算出する。   For example, in the case of the first embodiment, the transmission time of the average data length of the wireless communication device with short carrier sense is 80 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices includes its own device. Assuming that there are 13 units, as described above, the pause time control unit 103 of the wireless communication apparatus calculates 971.536 milliseconds as the pause time.

この第2の実施形態では、算出された占有台数に応じて、休止時間を法令に記載されているより長くする必要性があるか否かを判断する。   In the second embodiment, it is determined whether or not it is necessary to make the pause time longer than that described in the law according to the calculated occupied number.

例えば、上述したように、短キャリアセンスの当該無線通信装置の平均データ長の送信時間が80ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて13台であった場合において、送信時間総和の割合が5%であると、占有台数が13台より多い20台となるため、休止時間の追加(追加とは法令の休止時間より長くすることを表している)は不要となり、法令で定められている100ミリ秒のみの休止で、長キャリアセンスの無線通信装置が送信権を獲得し得る空き時間を確保することができる。この場合、短キャリアセンスの当該無線通信装置は、第1の実施形態の場合に比較して、871.536ミリ秒(=971.536ミリ秒−100ミリ秒)も短い休止時間で次のデータ送信動作を開始することができる。   For example, as described above, when the transmission time of the average data length of the wireless communication device with short carrier sense is 80 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices is 13 including the own device. If the ratio of the total transmission time is 5%, the number of occupied units will be 20 units, which is more than 13 units. Therefore, the addition of suspension time (addition means longer than the suspension time of the law) is unnecessary. Thus, the idle time in which the long-carrier-sense wireless communication apparatus can acquire the transmission right can be ensured with a pause of only 100 milliseconds as stipulated by law. In this case, the wireless communication device with short carrier sense has the following data with a pause time shorter than 871.536 milliseconds (= 971.536 milliseconds−100 milliseconds) compared to the case of the first embodiment. A transmission operation can be started.

また例えば、上述したように、短キャリアセンスの当該無線通信装置の平均データ長の送信時間が80ミリ秒、キャリアセンス時間が128マイクロ秒、周辺装置台数が自装置を含めて13台であった場合において、送信時間総和の割合が8%であると、占有台数(100%/8%=12.5であるので13台で占有する)が周辺装置台数と同じ13台であるため、法令で定められている100ミリ秒より長い971.536ミリ秒を休止時間とし、長キャリアセンスの無線通信装置が送信権を獲得し得る空き時間を確保する。   For example, as described above, the transmission time of the average data length of the wireless communication device with short carrier sense is 80 milliseconds, the carrier sense time is 128 microseconds, and the number of peripheral devices is 13 including the own device. In this case, if the ratio of the total transmission time is 8%, the number of occupied units (100% / 8% = 12.5, which is occupied by 13 units) is 13 units, which is the same as the number of peripheral devices. 971.536 milliseconds longer than the defined 100 milliseconds is set as a pause time, and a free time in which a long carrier sense wireless communication apparatus can acquire a transmission right is secured.

(B−3)第2の実施形態の効果
第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果を奏することができ、さらに、以下のような効果を奏することもできる。
(B-3) Effects of the Second Embodiment According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the following effects can also be obtained.

送信時間総和の割合が低い無線通信装置においては、無用な休止時間(長過ぎる休止時間)を設定することがなくなるため、より省電力かつ低遅延の送信動作を行うことができる。   In a wireless communication apparatus with a low ratio of the total transmission time, an unnecessary pause time (too long pause time) is not set, so that a power saving and low delay transmission operation can be performed.

(C)他の実施形態
上記各実施形態においては、平均送信データ長算出部101がリアルタイムに送信データのデータ長(若しくはその送信時間)を算出するものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、データサイズを毎回算出するのではなく、単純に最大パケットサイズ(IEEE802.15.4では128バイト)を適用するようにしても良く、また、法令で規定されている連続送信最大長(100ミリ秒)をそのまま利用するようにしても良い。この場合、データ送信後に休止する時間が必要以上に長くなってしまうが、平均送信データ長算出部101を省略できるので、全体の消費電力を減らすことができる。特許請求の範囲における「休止時間決定用データ長把握手段」には、平均送信データ長算出部101だけでなく、上述したデータ長の固定値を適用する場合の構成も含まれている。
(C) Other Embodiments In each of the above embodiments, the average transmission data length calculation unit 101 calculates the data length (or the transmission time) of transmission data in real time. However, the present invention is not limited to this. is not. For example, instead of calculating the data size every time, the maximum packet size (128 bytes in IEEE 802.15.4) may be simply applied, and the maximum continuous transmission length (100 (Millisecond) may be used as it is. In this case, the pause time after data transmission becomes longer than necessary, but the average transmission data length calculation unit 101 can be omitted, so that the overall power consumption can be reduced. The “pause time determination data length grasping means” in the claims includes not only the average transmission data length calculation unit 101 but also a configuration in the case of applying the fixed value of the data length described above.

また、平均送信データ長算出部101を残す場合においても、算出されたデータ長の平均をそのまま適用するのではなく、長キャリアセンスの無線通信装置が送信権を獲得し得ることをより保証できるように、算出されたデータ長の平均にマージンを加えた値を休止時間制御部103に与えるようにしても良い。   Further, even when the average transmission data length calculation unit 101 is left, the average of the calculated data length is not applied as it is, but it can be further guaranteed that the long carrier sense wireless communication apparatus can acquire the transmission right. In addition, a value obtained by adding a margin to the average of the calculated data length may be given to the pause time control unit 103.

上記各実施形態においては、周辺装置台数が占有台数に満たない台数の場合には、法令などで定まっている休止時間に追加時間を設けないものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、周辺装置台数を把握することなく休止時間に追加時間を設定するようにしても良い。無線通信装置の初期設定項目として台数項目を設け、設置者若しくは利用者が台数を設定し、この設定された台数を常に適用して、休止時間の追加時間をいつも算出するようにしても良い。このようにした場合、データ送信後に休止する時間が必要以上に長くなってしまう恐れがあるが、周辺装置台数把握部102、202を省略できるので、全体の消費電力を減らすことができる。なお、特許請求の範囲における「周辺装置台数把握手段」には、周辺装置台数把握部102、202だけでなく、上述した設定を実現する構成も含まれている。   In each of the above embodiments, in the case where the number of peripheral devices is less than the occupied number, an example in which no additional time is provided for the downtime determined by laws and regulations is shown, but the present invention is not limited to this. . For example, the additional time may be set for the pause time without knowing the number of peripheral devices. The number of items may be provided as an initial setting item of the wireless communication device, and the installer or user may set the number of units, and always apply the set number of units to calculate the additional time of the downtime. In such a case, there is a possibility that the pause time after data transmission may become longer than necessary, but the peripheral device number grasping units 102 and 202 can be omitted, so that the overall power consumption can be reduced. The “peripheral device number grasping means” in the claims includes not only the peripheral device number grasping units 102 and 202 but also a configuration for realizing the setting described above.

但し、休止時間の算出に適用するデータ長及び台数の双方が固定の場合には、休止時間も固定になるので、本発明の対象外とする。すなわち、休止時間の算出に適用するデータ長及び台数の少なくとも一方は、ダイナミックに把握した値を適用する。   However, when both the data length and the number of data applied to the calculation of the downtime are fixed, the downtime is also fixed, and thus is excluded from the scope of the present invention. That is, a dynamically grasped value is applied to at least one of the data length and the number of units applied to the calculation of the downtime.

また、上記各実施形態においては、短キャリアセンスの無線通信装置で電波を占有する恐れがある状況では、周辺装置台数毎に、異なる休止時間を設けるものを示したが、台数の範囲毎に、休止時間を定めるようにしても良い。例えば、11台〜15台は同じ休止時間を設定し、16台〜20台では、それより長い同じ休止時間を設定するようにしても良い。このようにした場合、演算によらず、変換テーブルなどを適用して休止時間を定めることができる。テーブルに格納しておく休止時間は、例えば、同一範囲の最大台数を適用して、上述の算出方法((1)式参照)で得られた休止時間を格納しておけば良い。   Further, in each of the above embodiments, in a situation where there is a possibility of occupying radio waves with a short carrier sense wireless communication device, each peripheral device has a different pause time, but for each number range, A pause time may be determined. For example, 11 to 15 units may be set to the same downtime, and 16 to 20 units may be set to the same longer downtime. In this case, the rest time can be determined by applying a conversion table or the like without depending on the calculation. As the rest time stored in the table, for example, the rest time obtained by the above-described calculation method (see the formula (1)) may be stored by applying the maximum number of machines in the same range.

上記各実施形態においては、長キャリアセンスの装置か短キャリアセンスの装置かを区別することなく、周辺装置台数を把握するものを示したが、長キャリアセンスの装置か短キャリアセンスの装置かを区別して周辺装置台数を把握し、その把握結果に応じて、休止時間を定めるようにしても良い。例えば、休止時間制御部103は、平均送信データ長算出部101から与えられた平均データ長の送信時間に当該短キャリアセンスの無線通信装置を含むネットワークについて定まっている短キャリアセンス時間を加算し、その値と周辺装置台数把握部102、202から受けた短キャリアセンスの周辺装置台数−1との積を算出し、この積に、長キャリアセンス期間と周辺装置台数把握部102、202から受けた長キャリアセンスの周辺装置台数との積を加算して休止時間を算出し、算出した休止時間が、短キャリアセンスの無線通信装置について法令などで定まっている休止時間よりも小さい場合には、法令などで定まっている休止時間(100ミリ秒)を休止時間とし、法令などで定まっている休止時間より大きい場合は算出した休止時間を休止時間として、送信部104に与えるようにすれば良い。また、上述した変形実施形態と同様に、短キャリアセンスの周辺装置台数(若しくはその範囲)と長キャリアセンスの周辺装置台数(若しくはその範囲)との組み合わせを、休止時間に変換する変換テーブルを利用して休止時間を定めるようにしても良い。 In each of the above embodiments, the device for grasping the number of peripheral devices without distinguishing between a long carrier sense device and a short carrier sense device is shown. The number of peripheral devices may be grasped in a distinguishing manner, and the downtime may be determined according to the grasped result. For example, the pause time control unit 103 adds the short carrier sense time determined for the network including the short carrier sense wireless communication device to the transmission time of the average data length given from the average transmission data length calculation unit 101, The product of the value and the number of short carrier sense peripheral devices received from the peripheral device number grasping units 102 and 202 is calculated, and this product is received from the long carrier sense period and the peripheral device number grasping units 102 and 202. Calculate the pause time by adding the product of the number of peripheral devices with long carrier sense, and if the calculated pause time is shorter than the pause time determined by laws and regulations for short carrier sense wireless communication devices, and downtime definite and are quiescent time (100 ms) or the like, was calculated if larger downtime that definite in laws and regulations holidays As downtime time, it suffices to provide to the transmitter 104. Further, as in the above-described modified embodiment, a conversion table that converts a combination of the number of peripheral devices with short carrier sense (or range thereof) and the number of peripheral devices with long carrier sense (or range thereof) into downtime is used. Then, the pause time may be determined.

上記各実施形態の説明は、950MHzの法令例を意図して行ったが、これに限定されるものではない。2.4GHz帯など他の帯域でも、キャリアセンス時間の異なるシステムは混在しており、短キャリアセンス装置と長キャリアセンス装置とが共存する場合に、本発明を適用可能である。上記、短キャリアセンスの無線通信装置の占有について説明をしたが、本発明によれば、キャリアセンスをしない無線通信装置の占有を防止することも可能である。特許請求の範囲における「短キャリアセンス」には、「キャリアセンスをしないこと」も含まれている。   The description of each of the above embodiments has been made with the intention of a legal example of 950 MHz, but is not limited thereto. Even in other bands such as the 2.4 GHz band, systems having different carrier sense times are mixed, and the present invention can be applied when a short carrier sense device and a long carrier sense device coexist. Although the occupation of the radio communication device with short carrier sense has been described above, according to the present invention, it is also possible to prevent the occupation of the radio communication device without carrier sense. “Short carrier sense” in the claims includes “no carrier sense”.

100、200…無線通信装置、101…平均送信データ長算出部、102、202…周辺装置台数把握部、103…休止時間制御部、104…送信部、105…受信部、201…送信総和算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Wireless communication apparatus, 101 ... Average transmission data length calculation part, 102, 202 ... Peripheral device number grasping part, 103 ... Pause time control part, 104 ... Transmission part, 105 ... Reception part, 201 ... Transmission sum total calculation part .

Claims (5)

キャリアセンス時間が、無線通信に利用する帯域が同一である第2のネットワークに規定されているキャリアセンス時間より短くなっている第1のネットワークに属する、短キャリアセンスの無線通信装置において、
データ送信後に当該無線通信装置が休止する休止時間の決定に用いる休止時間決定用データ長の情報を出力する休止時間決定用データ長把握手段と、
上記休止時間の決定に用いる周辺装置台数情報を出力する周辺装置台数把握手段と、
上記休止時間決定用データ長把握手段から出力された休止時間決定用データ長の情報と、上記周辺装置台数把握手段から出力された周辺装置台数情報と、上記第1のネットワークに係るキャリアセンス時間とに基づき、当該無線通信装置からのデータ送信後に、上記周辺装置台数情報が指示している台数の上記第1のネットワークに属する無線通信装置が上記休止時間決定用データ長のデータを次々と送信したと仮定した場合にかかる時間より、少なくとも上記第2のネットワークに規定されているキャリアセンス時間だけ長い時間を休止時間に決定し、決定した休止時間を設定する休止時間付与手段と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
In the short carrier sense wireless communication apparatus belonging to the first network, the carrier sense time belongs to the first network that is shorter than the carrier sense time defined in the second network that uses the same band for wireless communication.
Pause time determination data length grasping means for outputting information of pause time determination data length used to determine the pause time during which the wireless communication apparatus pauses after data transmission;
Peripheral device number grasping means for outputting peripheral device number information used for determining the pause time;
And information of the pause time determined data length detection means is output from the pause time determined for the data length, the output from the peripheral device number detection means peripheral device number information, carrier sense time according to the first network After the data transmission from the wireless communication device, the wireless communication devices belonging to the first network of the number indicated by the peripheral device number information transmit the data of the pause time determination data length one after another. A pause time giving means for determining a pause time that is at least as long as the carrier sense time defined in the second network, and setting the decided pause time. A wireless communication device.
上記周辺装置台数把握手段は、当該無線通信装置の周辺に位置する他の無線通信装置の台数を動的に把握するものであり、
上記休止時間付与手段は、上記周辺装置台数把握手段から出力された台数が、閾値台数以下の場合には、上記第1のネットワークについて規定されている休止時間をそのまま設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
The peripheral device number grasping means dynamically grasps the number of other wireless communication devices located around the wireless communication device,
The suspension time providing means sets the suspension time defined for the first network as it is when the number of units output from the peripheral device number grasping means is equal to or less than the threshold number. Item 2. The wireless communication device according to Item 1.
データ送信時間の総和時間が送信、非送信を問わない全体時間に占める割合を捉える送信時間総和割合把握手段をさらに備え、
上記休止時間付与手段は、データ送信時間の総和時間が全体時間に占める割合の大小に応じ、上記閾値台数の大小を変更する
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
The data transmission time total time further comprises transmission time total ratio grasping means that captures the ratio of the total time regardless of transmission or non-transmission,
The wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the pause time granting unit changes the size of the threshold number according to the ratio of the total time of data transmission time to the total time.
上記休止時間決定用データ長把握手段は、キャリアセンスで送信権を獲得して送信したデータのデータ長の平均値を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の無線通信装置。   The wireless communication according to any one of claims 1 to 3, wherein the pause time determination data length grasping means outputs an average value of data lengths of data transmitted by acquiring a transmission right by carrier sense. apparatus. 請求項1〜4のいずれかに記載の無線通信装置間で無線通信を実行することを特徴とする無線通信システム。   A wireless communication system that performs wireless communication between the wireless communication apparatuses according to claim 1.
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