JP7243244B2 - Communication system, gateway device, relay processing program, communication control device, communication control program and communication method - Google Patents
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Description
本発明は、通信システム、ゲートウェイ装置、中継処理プログラム、通信制御装置、通信制御プログラム及び通信方法に関し、無線通信を行う子機がゲートウェイ装置(以下、単に「GW」とも呼ぶ)と通信制御装置(例えば、ネットワークサーバ等)とを介して上位装置(例えば、アプリケーションサーバ)と通信するシステムに適用し得る。 The present invention relates to a communication system, a gateway device, a relay processing program, a communication control device, a communication control program and a communication method. For example, it can be applied to a system that communicates with a host device (eg, an application server) via a network server, etc.).
従来、低消費電力で広いエリアをカバーする無線通信方式として、LoRa(LoRaWAN)が存在する(非特許文献1)。 Conventionally, there is LoRa (LoRaWAN) as a wireless communication scheme that covers a wide area with low power consumption (Non-Patent Document 1).
従来の非特許文献1に示すLoRa(Specification v1.0.3)を適用した通信システムでは、無線通信を行う子機(以下、「EndDevice」とも呼ぶ)が、GW及びネットワークサーバを介して上位装置(例えば、アプリケーションサーバ)と無線通信可能な構成となっている。この際の、EndDeviceは、特定のGWと接続しているという意識はない。
In a conventional communication system to which LoRa (Specification v1.0.3) shown in Non-Patent
ここで、LoRa(非特許文献1)を適用した通信システムにおけるアップリンクのデータ通信(上りデータの通信)について説明する。EndDeviceが送信した上りデータは、電波が届いている複数のGWが受信し、GWがネットワークサーバに送信する。ネットワークサーバでは、複数のGWから同一上りデータを受信するが、EndDeviceからの電波強度が一番強く受信したGWからの上りデータを有効にし、アプリケーションサーバに転送を行う。その時、ネットワークサーバは、その他のGWから受信した上りデータは破棄する。 Here, uplink data communication (uplink data communication) in a communication system to which LoRa (Non-Patent Document 1) is applied will be described. The upstream data transmitted by the EndDevice is received by a plurality of GWs that receive radio waves, and the GWs transmit the data to the network server. The network server receives the same upstream data from a plurality of GWs, but validates the upstream data from the GW that received the strongest radio wave intensity from the EndDevice and transfers it to the application server. At that time, the network server discards the upstream data received from other GWs.
次に、LoRa(非特許文献1)を適用した通信システムにおけるダウンリンクのデータ通信(下りデータの通信)について説明する。非特許文献1に示すLoRaプロトコルでは、EndDeviceの省電力化を目的とした、ClassBと呼ばれる間欠ダウンリンクの仕組みが規格化されている。以下では、このダウンリンク通信の仕組みを「LoRa ClassB通信」とも呼ぶ。
Next, downlink data communication (downlink data communication) in a communication system to which LoRa (Non-Patent Document 1) is applied will be described. In the LoRa protocol shown in Non-Patent
具体的には、LoRa ClassB通信では、アプリケーションサーバからの下りデータが発生した場合、ネットワークサーバは、直前に宛先EndDeviceからの電波強度を一番強く受信していたGWを経由してデータ送信を行う。そして、GWは、Beaconと呼ばれる同期信号を128秒間隔で送信を行う。LoRaプロトコルでは、このBeaconとBeaconの間が、30m秒毎の、4096Slotに分割されている。そして、EndDeviceは、一定のアルゴリズムにより、4096Slot中の自分に割り当てられたSlotの計算を行い、そのSlotのタイミングで無線を受信モードとする(以下では、このSlotを「PingSlot」と呼ぶ。)。EndDeviceは、自身に割り当てられたPingSlot以外は無線をオフ状態とするため、省電力化が可能となる。GWは、ネットワークサーバから下りデータを受信した場合は、一旦キャッシングを行い、宛先EndDeviceのPingSlotをめがけて送信する。 Specifically, in LoRa Class B communication, when downstream data is generated from the application server, the network server transmits the data via the GW that received the strongest radio wave intensity from the destination EndDevice immediately before. . The GW then transmits synchronization signals called Beacons at intervals of 128 seconds. In the LoRa protocol, this Beacon and Beacon are divided into 4096 slots every 30 ms. Then, the EndDevice calculates the slot assigned to itself among the 4096 slots by a certain algorithm, and sets the wireless reception mode at the timing of the slot (hereafter, this slot is called "PingSlot"). Since the EndDevice turns off the radio except for the PingSlot assigned to itself, it is possible to save power. When the GW receives downstream data from the network server, it temporarily caches the data and then transmits the data to the PingSlot of the destination EndDevice.
従来のLoRa ClassB通信では、上述の通りEndDeviceとGWが下りデータのタイミングを計るために、Beacon信号(ビーコン信号)を用いている。しかし、従来のLoRa ClassB通信では、EndDeviceは複数のGWを意識することなく通信しているため、複数のGWが送信するBeaconは、複数のGWから同一タイミングで送信しなければならない。これは、複数のGWからずれて送信されたBeacon信号をEndDeviceが受信した場合には、電波干渉となり、お互いにBeacon信号を潰しあう結果となり、EndDeviceは正しくBeacon信号を認識できないためである。 In conventional LoRa Class B communication, as described above, a beacon signal is used by EndDevice and GW to measure the timing of downlink data. However, in conventional LoRa Class B communication, EndDevice communicates without being aware of multiple GWs, so Beacons transmitted by multiple GWs must be transmitted from multiple GWs at the same timing. This is because when the EndDevice receives Beacon signals that are transmitted from a plurality of GWs at different times, radio wave interference occurs and the Beacon signals are mutually crushed, and the EndDevice cannot correctly recognize the Beacon signal.
そのため、従来のLoRa ClassB通信では、複数のGWがBeacon信号の送信タイミングを同期するために、GPS電波に含まれるGPS時刻を利用している。しかしながら、GPS電波は屋外の見通しの良い場所でないと受信できないため、地下街や屋内に設置されたGWではLoRa ClassB通信を利用できないという問題がある。すなわち、従来のLoRa ClassB通信では、GPS電波が受信できない場所に設置されたGWを用いてEndDeviceに下りデータの送信ができない場合があるという問題がある。 Therefore, in conventional LoRa Class B communication, a plurality of GWs use GPS time included in GPS radio waves in order to synchronize the transmission timing of Beacon signals. However, since GPS radio waves can only be received outdoors with good visibility, there is a problem that LoRa Class B communication cannot be used in GWs installed in underground malls or indoors. That is, in conventional LoRa Class B communication, there is a problem that downstream data may not be transmitted to EndDevice using a GW installed in a place where GPS radio waves cannot be received.
以上のような問題に鑑みて、時刻同期のための電波(例えば、GPS電波)を受信できないゲートウェイ装置(GW)を経由して子機(EndDevice)に下り信号によるデータ送信(下りデータの送信)を行うことができる通信システム、ゲートウェイ装置、中継処理プログラム、通信制御装置、通信制御プログラム及び通信方法が望まれている。 In view of the above problems, data transmission (transmission of downlink data) using a downlink signal to a child device (EndDevice) via a gateway device (GW) that cannot receive radio waves for time synchronization (for example, GPS radio waves) A communication system, a gateway device, a relay processing program, a communication control device, a communication control program, and a communication method are desired.
第1の本発明は、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムにおいて、それぞれの前記ゲートウェイ装置は、(1)前記ゲートウェイ装置の外部から時刻同期信号を受信する時刻同期信号受信手段と、(2)前記子機と無線信号を送受信可能な第1の通信部と、(3)前記通信制御装置と通信可能な第2の通信部と、(4)前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、(5)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、(6)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、(7)前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、(8)前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段とを備え、(9)前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する、ことを特徴とする通信システム。
A first aspect of the present invention comprises a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, relaying communication between each of the gateway devices and a host device, and each of the gateway devices each of the gateway devices includes (1) time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from the outside of the gateway device; and (2) the child device (3) a second communication unit capable of communicating with the communication control device; and (4) a beacon signal to the child device via the first communication unit and (5) determining the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and transmitting the beacon signal to the beacon transmission processing means at the determined timing. (6) after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, the first communication unit is used to transmit a downlink signal addressed to the child device. (7) when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, the uplink signal is transferred from the second communication unit to the communication control device; (8) clock means for keeping time in said gateway device; ( 9 ) said timing control means, when said time synchronization signal receiving means receives said time synchronization signal and controlling at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and if the time synchronization signal receiving means does not receive the time synchronization signal, the first beacon transmission timing is delayed by a predetermined delay time. A communication system characterized in that control is performed at the second beacon transmission timing determined by the second beacon transmission timing.
第2の本発明は、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムを構成する前記ゲートウェイ装置において、(1)前記ゲートウェイ装置の外部から時刻同期信号を受信する時刻同期信号受信手段と、(2)前記子機と無線信号を送受信可能な第1の通信部と、(3)前記通信制御装置と通信可能な第2の通信部と、(4)前記第1の通信部を介して前記子機に前記ビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、(5)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、(6)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、(7)前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、(8)前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段とを備え、(9)前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する、ことを特徴とするゲートウェイ装置。
In a second aspect of the present invention, a child device, one or a plurality of gateway devices connected to the child device by wireless communication, relaying communication between each of the gateway devices and the host device, and each of the gateway devices (1) time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from the outside of the gateway device; (2) the slave unit; (3) a second communication unit capable of communicating with the communication control device; and (4) the beacon signal to the child device via the first communication unit. and (5) determining the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and transmitting the beacon signal to the beacon transmission processing means at the determined timing. (6) after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, the first communication unit is used to transmit a downlink signal addressed to the child device. (7) when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, the uplink signal is transferred from the second communication unit to the communication control device; (8) clock means for keeping time in said gateway device; ( 9 ) said timing control means, when said time synchronization signal receiving means receives said time synchronization signal and controlling at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and if the time synchronization signal receiving means does not receive the time synchronization signal, the first beacon transmission timing is delayed by a predetermined delay time. A gateway device characterized in that the gateway device is controlled at the second beacon transmission timing determined.
第3の本発明の中継処理プログラムは、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムを構成するものであって、前記ゲートウェイ装置の外部から時刻同期信号を受信する時刻同期信号受信手段と、前記子機と無線信号を送受信可能な第1の通信部と、前記通信制御装置と通信可能な第2の通信部とを有するゲートウェイ装置に搭載されたコンピュータを、(1)前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、(2)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、(3)前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、(4)前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、(5)前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段として機能させ、(6)前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御することを特徴とする中継処理プログラム。
A relay processing program according to a third aspect of the present invention comprises: a child device; one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication; and a communication control device for controlling communication of the gateway device, comprising a time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from the outside of the gateway device; and a second communication unit capable of communicating with the communication control device. (2) determining a timing for the beacon transmission processing means to transmit the beacon signal, and transmitting the beacon transmission processing means to the beacon transmission processing means at the determined timing; (3) after a predetermined time elapses from the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, using the first communication unit, the child device is set as a destination; (4) when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, the uplink signal is transmitted from the second communication unit to the communication unit; (5) functioning as clock means for measuring the time in the gateway device; When the signal is received, control is performed at the first beacon transmission timing having a constant interval between the timings, and when the time synchronization signal receiving means does not receive the time synchronization signal, the first beacon transmission timing is set to the predetermined timing. A relay processing program characterized by controlling at a second beacon transmission timing delayed by a delay time.
第4の本発明の通信制御装置は、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムを構成する前記通信制御装置において、(1)前記ゲートウェイ装置から受信した前記上位装置を宛先とする上り信号を前記上位装置に転送するものであって、前記子機から送出された前記上り信号を複数の前記ゲートウェイ装置を経由して受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を前記上位装置に転送する上り信号転送処理手段と、(2)前記上位装置から下り信号を受信した場合、いずれかの前記ゲートウェイ装置を選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する下り信号転送処理手段と、(3)複数の前記ゲートウェイ装置から、前記子機が接続時に送出する制御信号を含む上り信号を受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を中継した前記ゲートウェイ装置に対して、前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させる処理を行う制御信号処理手段と、(4)前記子機ごとに、前記制御信号処理手段が前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させた前記ゲートウェイ装置と対応付けた第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、(5)前記子機ごとに、前記上り信号転送処理手段が直近に前記子機から前記上位装置を宛先として送出した上り信号を前記上位装置に転送した際の当該上り信号の中継元の前記ゲートウェイ装置と対応づけた第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、(6)それぞれの前記ゲートウェイ装置について、前記ゲートウェイ装置が前記時刻同期信号を受信したか否かに応じて設定されている動作モードを管理するゲートウェイ装置管理手段とを有し、(7)前記下り信号転送処理手段は、前記上位装置から前記子機を宛先とする下り信号を受信した場合、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードと、前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードとの組み合わせに応じて、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置又は前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置のいずれかを選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送することを特徴とする。
A communication control device according to a fourth aspect of the present invention comprises a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, relaying communication between each gateway device and a host device, and and a communication control device for controlling communication of the gateway device, wherein: (1) an uplink signal received from the gateway device and destined for the host device is transferred to the host device; wherein, when the upstream signal transmitted from the child device is received via a plurality of the gateway devices, the upstream signal to which the strongest radio wave intensity information is added is transferred to the host device. (2) downstream signal transfer processing means for selecting one of the gateway devices when a downstream signal is received from the higher-level device and transferring the downstream signal to the selected gateway device; (3) When receiving uplink signals including control signals sent by the slave unit at the time of connection from a plurality of gateway devices, to the gateway device that relays the uplink signal to which the strongest radio wave intensity information is added, (4) control signal processing means for performing processing for transmitting a downlink signal including a control signal responding to the child device; (5) first storage means for storing first information associated with the gateway device that transmitted the signal; (6) each of: (7) said downlink signal transfer processing means; and when a downlink signal addressed to the child device is received from the host device, the operation mode of the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device and the gateway device indicated by the second information. either the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device or the gateway device indicated by the second information is selected according to the combination with the operation mode of the slave device, and the selected gateway device It is characterized by transferring the downlink signal.
第5の本発明の通信制御プログラムは、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムを構成する前記通信制御装置に搭載されたコンピュータを、(1)前記ゲートウェイ装置から受信した前記上位装置を宛先とする上り信号を前記上位装置に転送するものであって、前記子機から送出された前記上り信号を複数の前記ゲートウェイ装置を経由して受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を前記上位装置に転送する上り信号転送処理手段と、(2)前記上位装置から下り信号を受信した場合、いずれかの前記ゲートウェイ装置を選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する下り信号転送処理手段と、(3)複数の前記ゲートウェイ装置から、前記子機が接続時に送出する制御信号を含む上り信号を受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を中継した前記ゲートウェイ装置に対して、前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させる処理を行う制御信号処理手段と、(4)前記子機ごとに、前記制御信号処理手段が前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させた前記ゲートウェイ装置と対応付けた第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、(5)前記子機ごとに、前記上り信号転送処理手段が直近に前記子機から前記上位装置を宛先として送出した上り信号を前記上位装置に転送した際の当該上り信号の中継元の前記ゲートウェイ装置と対応づけた第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、(6)それぞれの前記ゲートウェイ装置について、前記ゲートウェイ装置が前記時刻同期信号を受信したか否かに応じて設定されている動作モードを管理するゲートウェイ装置管理手段として機能させ、(7)前記下り信号転送処理手段は、前記上位装置から前記子機を宛先とする下り信号を受信した場合、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードと、前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードとの組み合わせに応じて、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置又は前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置のいずれかを選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送することを特徴とする。
A communication control program according to a fifth aspect of the present invention comprises a child device, one or a plurality of gateway devices connected to the child device by wireless communication, relaying communication between each gateway device and a host device, and (1) an uplink signal received from the gateway device and destined for the higher-level device; When the uplink signal sent from the child device is received via a plurality of gateway devices, the uplink signal to which the strongest radio wave intensity information is added is transferred to the higher device. and (2) a downstream signal for selecting one of the gateway devices when a downstream signal is received from the host device and transferring the downstream signal to the selected gateway device. (3) the gateway that relays the upstream signal to which the strongest radio wave intensity information is added when receiving upstream signals including control signals to be transmitted by the slave units at the time of connection from the plurality of gateway devices; (4) for each slave unit, the control signal processing unit responds to the slave unit; (5) first storage means for storing first information associated with the gateway device that transmitted the downlink signal including the control signal; a second storage means for storing second information associated with the gateway device that is the relay source of the upstream signal transmitted from the slave unit to the host device when the upstream signal is transferred to the host device; (6) causing each of the gateway devices to function as gateway device management means for managing an operation mode set according to whether or not the gateway device has received the time synchronization signal; When receiving a downlink signal addressed to the child device from the host device, the transfer processing means is configured such that the operation mode of the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device and the second information are Either the gateway device indicated by the first information or the gateway device indicated by the second information corresponding to the child device is selected and selected according to the combination with the operation mode of the indicated gateway device. the downlink signal to the gateway device is transferred.
第6の本発明は、子機と、前記子機と無線通信により接続する1又は複数のゲートウェイ装置と、それぞれの前記ゲートウェイ装置と上位装置との間の通信を中継すると共にそれぞれの前記ゲートウェイ装置の通信を制御する通信制御装置とを備える通信システムが行う通信方法において、(1)それぞれの前記ゲートウェイ装置は、時刻同期信号受信手段、第1の通信部、第2の通信部、ビーコン送信処理手段、タイミング制御手段、下り信号処理手段、上り信号処理手段及び時計手段を備え、(2)前記時刻同期信号受信手段は、外部から時刻同期信号を受信し、(3)前記第1の通信部は、前記子機と無線信号を送受信可能であり、(4)前記第2の通信部は、前記通信制御装置と通信可能であり、(5)前記ビーコン送信処理手段は、前記第1の通信部を介して前記子機に前記ビーコン信号を送信する処理を行い、(6)前記タイミング制御手段は、前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させ、(7)前記下り信号処理手段は、前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行い、(8)前記上り信号処理手段は、前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行い、(9)前記時計手段は、前記ゲートウェイ装置における時刻を計時し、(10)前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御することを特徴とする通信方法。 A sixth aspect of the present invention is a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, relaying communication between each of the gateway devices and a host device, and each of the gateway devices In the communication method performed by a communication system comprising a communication control device for controlling communication, (1) each of the gateway devices includes time synchronization signal receiving means, a first communication unit, a second communication unit, and beacon transmission processing means, timing control means, downstream signal processing means , upstream signal processing means , and clock means ; (2) the time synchronization signal receiving means receives a time synchronization signal from the outside; (4) the second communication unit is capable of communicating with the communication control device; (6) the timing control means determines the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal; (7) the downlink signal processing means, after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means has transmitted the beacon signal, performs the first communication; (8) the upstream signal processing means, when the first communication unit receives an upstream signal from the slave device, (9) the clock means clocks the time in the gateway device; ( 10 ) the timing control means performs When the time-synchronized signal receiving means receives the time-synchronized signal, the time-synchronized signal receiving means controls at the first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and when the time-synchronized signal receiving means does not receive the time-synchronized signal, the A communication method, wherein control is performed with a second beacon transmission timing obtained by delaying a first beacon transmission timing by a predetermined delay time.
本発明によれば、時刻同期のための電波を受信できないゲートウェイ装置を経由して子機に下り信号によるデータ送信を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform data transmission using a downstream signal to a slave device via a gateway device that cannot receive radio waves for time synchronization.
(A)主たる実施形態
以下、本発明による通信システム、ゲートウェイ装置、中継処理プログラム、通信制御装置、通信制御プログラム及び通信方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、ゲートウェイ装置と通信制御装置を、GWとネットワークサーバに適用した例について説明する。
(A) Main Embodiments An embodiment of a communication system, a gateway device, a relay processing program, a communication control device, a communication control program, and a communication method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which a gateway device and a communication control device are applied to a GW and a network server will be described.
(A-1)実施形態の構成
図2は、この実施形態の通信システム1の全体構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the
図2に示す通信システム1には、上位装置としてのアプリケーションサーバ10、通信制御装置としてのネットワークサーバ20、ゲートウェイ装置としてのGW30、及び子機としてのEndDevice40が配置されている。
The
通信システム1に設置する各装置の数は限定されないものである。説明を簡易とするために、この実施形態の通信システム1では、図2に示すように1つのネットワークサーバ20、3つのGW30(30-1~30-3)、1つのEndDevice40が配置されているものとして説明する。
The number of devices installed in the
なお、この実施形態では、原則として、通信システム1は、本願出願時点においてLoRaAlliance(TM)が定める標準仕様(LoRaWAN(TM)Specificationのv1.1やv1.0.3等)に従った構成となっている。すなわち、本明細書において、通信システム1を構成する各装置は、以下に特に説明のない処理(動作)については、LoRaAlliance(TM)が定める仕様に基づく処理(動作)を行うものとして説明する。なお、以下では、「LoRaの標準プロトコル」という場合は、本願出願時点において、LoRaAlliance(TM)が定める仕様を指すものとする。
In this embodiment, in principle, the
また、以下では、EndDevice40とGW30との間の無線通信の区間を「LoRa無線区間」と呼ぶものとする。そして、以下では、ネットワークサーバ20で、各EndDevice40を識別するためのID(例えば、LoRa無線区間におけるアドレス)と、各GW30を識別するためのID(例えば、有線LAN送受信部33に設定されたIPアドレス)が管理されるものとして説明する。以下では、EndDevice40のIDを「E1」、GW30-1、30-2、30-3のIDをそれぞれ「G1」、「G2」、「G3」と表すものとする。
Also, hereinafter, the wireless communication section between the EndDevice 40 and the GW 30 is referred to as a "LoRa wireless section". Then, in the
次に、通信システム1を構成する各装置の内部構成について説明する。
Next, the internal configuration of each device constituting the
まず、GW30(30-1~30-3)の機能的構成について図1を用いて説明する。この実施形態では、各GW30は、全て図1のブロック図により示すことができる構成であるものとする。
First, the functional configuration of the GW 30 (30-1 to 30-3) will be explained using FIG. In this embodiment, it is assumed that each
図1に示す通り、GW30は、無線送信部31、無線受信部32、有線LAN送受信部33、GPS受信部34、内蔵時計部35、乱数発生部36、Beacon送信部37、制御部38及びLoRa無線アンテナ39を有している。
As shown in FIG. 1, the
制御部38は、GW30全体を制御する機能を担っている。制御部38は、例えば、EndDevice40とネットワークサーバ20の間のデータ転送に関する処理等を行う。
The
GW30では、LoRa無線アンテナ39、無線送信部31及び無線受信部32により、LoRa無線区間に接続するための無線通信インタフェース(第1の通信部)が構成されている。すなわち、GW30は、LoRa無線アンテナ39、無線送信部31及び無線受信部32を用いて、EndDevice40と無線通信を行う。
In the
LoRa無線アンテナ39は、LoRa無線区間(EndDevice40)との電波送受信を行うためのアンテナである。無線送信部31は、LoRa無線アンテナ39を用いて無線信号を送信する機能を担っている。無線送信部31は、例えば、制御部38から指示されたデータを、LoRa変調方式に従って無線変調を行い、無線送信する。無線受信部32は、LoRa無線アンテナ39を用いて無線信号を受信する機能を担っている。無線受信部32は、例えば、受信した電波を、LoRa変調方式に従って復調を行い、データとして制御部38に渡す。
The
有線LAN送受信部33は、GW30における有線通信(第2の通信部)の機能を担っている。有線LAN送受信部33は、例えば、制御部38から指示されたデータを、有線LAN側(ネットワークサーバ20側)に送信したり、有線LAN(ネットワークサーバ20)からデータを受信し制御部38に渡す処理を行う。
The wired LAN transmission/
GPS受信部34は、GPS電波受信アンテナ341を用いてGPS電波(GPSの衛星からの電波;時刻同期電波)を受信して、GPS電波に含まれるデータ(GPS時刻を含むデータ;時刻同期信号)を取得する機能を担っている。GPS受信部34は、GPS電波から取得したデータを制御部38に供給する。
The
内蔵時計部35は、当該GW30の内部で時間を計時する機能(内部時計手段)を担っている。内蔵時計部35は、内部的なクロック信号(例えば、制御部38を構成する図示しないプロセッサのクロック信号)に基づき、時刻を計時(例えば、時刻を計時するカウンタを加算)することで、内部的に時刻を計時する機能を担っている。
The built-in
制御部38は、GPS受信部34が受信するGPS電波に含まれるGPS時刻に基づいて、内蔵時計部35で計時する時刻を補正する処理を行う。これにより、各GW30では、他のGW30との各種タイミングの同期(例えば、Beacon信号を送信するタイミングの同期)を実現することができる。この実施形態では、GW30はGPS電波を受信することで他のGW30と同期するためのタイミングを取得する手段を実現しているが、LoRaの仕様上必要な精度のタイミングが得られれば、具体的な手段はGPSに限定されないものである。
The
乱数発生部36は、乱数(ランダムな数値)を発生させる機能を担っている。乱数発生部36は、例えば、制御部38等を構成する図示しないコンピュータのプロセッサに搭載された乱数発生手段を用いて実現するようにしてもよい。
The
Beacon送信部37は、所定の間隔(以下、「Beacon間隔」と呼ぶ)毎にBeacon信号(LoRaの標準プロトコルに従ったBeacon信号)を生成して送信する処理を行う機能を担っている。Beacon送信部37が生成したBeacon信号は、制御部38を介して無線送信部31から送出(LoRa無線区間に送出)される。
The
GW30では、ソフトウェアにより実現可能な構成要素(例えば、内蔵時計部35、乱数発生部36、Beacon送信部37、及び制御部38を含む要素)については、例えば、図示しないコンピュータ(例えば、プロセッサ、メモリ、ハードディスク(フラッシュメモリ)等により構成されるコンピュータ)にプログラム(実施形態に係る中継処理プログラムを含む)をインストールすることにより実現するようにしてもよい。
In the
次に、ネットワークサーバ20の機能的構成について図3を用いて説明する。
Next, the functional configuration of the
図3に示すように、ネットワークサーバ20は、有線LAN送受信部21、データ記憶部22、及び制御部23を有している。
As shown in FIG. 3 , the
制御部23は、ネットワークサーバ20全体を制御する機能を担っている。制御部23は、例えば、EndDevice40とアプリケーションサーバ10の間のデータ転送に関する処理等を行う。
The
有線LAN送受信部21は、ネットワークサーバ20における有線通信の機能を担っている。有線LAN送受信部21は、例えば、制御部23から指示されたデータを、有線LAN側(アプリケーションサーバ10又はネットワークサーバ20)に送信したり、有線LAN側からデータを受信し、制御部23に渡す。
The wired LAN transmission/
データ記憶部22は、制御部23の処理で用いるデータを記憶する手段である。データ記憶部22としては、ハードディスクやフラッシュメモリ等のデータ記憶手段を適用することができる。
The
この実施形態のデータ記憶部22には、各EndDevice40がどのGW30と通信を行ったのかを管理するためのEndDevice管理テーブル221と、各GW30の状態を管理するGW管理テーブル222とが記憶されている。EndDevice管理テーブル221とGW管理テーブル222の詳細構成については後述する。
The
ネットワークサーバ20では、ソフトウェアにより実現可能な構成要素(例えば、制御部23及びデータ記憶部22)については、例えば、コンピュータ(例えば、プロセッサ、メモリ、ハードディスク(フラッシュメモリ)等により構成されるコンピュータ)にプログラム(実施形態に係る通信制御プログラムを含む)をインストールすることにより実現するようにしてもよい。
In the
次に、GW30によるBeacon信号送信タイミングについて説明する。 Next, the Beacon signal transmission timing by GW30 is demonstrated.
この実施形態のGW30の制御部38は、GPS受信部34でGPS電波を受信できるか否かに応じて、ダウンリンクの通信方式(Beacon信号送信タイミングの決定方式)を変更するものとする。以下では、このダウンリンクの通信方式(Beacon信号送信タイミングの決定方式)を、単に「動作モード」と呼ぶものとする。この実施形態では、GW30の制御部38は、GPS受信部34でGPS電波を受信できる場合、LoRaの標準プロトコルに基づいたClassBのBeacon信号送信タイミングを用いた動作モード(以下、「ClassBモード」又は「第1の動作モード」と呼ぶ)で動作し、GPS受信部34でGPS電波を受信できない場合、ClassBモード(第1の動作モード)とは重ならないタイミングとなるようなBeacon信号送信タイミングを決定する動作モード(以下、「独自ClassBモード」又は「第2の動作モード」と呼ぶ)で動作する。
The
制御部38は、ClassBモードで動作する場合、内蔵時計部35が計時する時間を基準として、GPS時刻の開始始点である1980年1月6日から起算して128秒毎にBeaconの送信タイミングを決定し、Beaconの送信タイミングが訪れる度にBeacon送信部37を制御してBeacon送信処理を実行させる。制御部38は、ClassBモードで動作する間はGPS時刻に基づいて内蔵時計部35が計時する時刻を補正するが、独自ClassBモードで動作する間はGPS時刻を取得できないので内蔵時計部35が計時する時刻を補正できない。
When operating in the Class B mode, the
また、制御部38は、独自ClassBモードで動作する場合、Beacon信号送信タイミングを、ClassBモードで決定されるBeacon信号送信タイミング(以下、「Tb1」と呼ぶ)を所定の方式で決定される遅延時間(以下、「Td」と呼ぶ)の分遅延させたタイミング(以下、「Tb2」と呼ぶ)とする。すなわち、独自ClassbモードにおけるBeacon信号送信タイミングTb2は、Tb1+Tdとなる。
Further, when operating in the original ClassB mode, the
この実施形態では、Tdは乱数発生部36が発生する乱数(以下、「Nr」と呼ぶ)に応じた時間が設定されるものとして説明するが、Tdを決定する方式はこれに限定されないものである。
In this embodiment, it is assumed that Td is set according to a random number (hereinafter referred to as "Nr") generated by the
Tdは、0~128secの範囲(ClassBモードにおけるBeacon送信間隔)で設定されるようにしてもよいが、ClassBモードで動作するGW30のBeacon信号送信タイミングと重ならない範囲で設定することが望ましい。
Td may be set in the range of 0 to 128 sec (Beacon transmission interval in Class B mode), but it is desirable to set it in a range that does not overlap with the Beacon signal transmission timing of
例えば、ここで、各GW2がBeacon送信を開始してから終了するまでの期間が20msec以下であるものとする。また、ClassBモードにおけるBeacon送信間隔を128secであるものとする。さらに、ここでは、Tdを設定する範囲の下限値を「Tdmin」とし、Tdを設定する範囲の上限値を「Tdmax」とする。 For example, here, it is assumed that the period from when each GW 2 starts to ends the Beacon transmission is 20 msec or less. It is also assumed that the Beacon transmission interval in Class B mode is 128 sec. Furthermore, here, the lower limit of the range for setting Td is set to "Tdmin", and the upper limit of the range for setting Td is set to "Tdmax".
そうすると、独自ClassBモードのGW30とClassBモードのGW30の間でBeacon信号送信タイミングが重ならないようにするには、Tdmin>20msec、Tdmax<(128sec-20msec)(ただし、Tdmin<Tdmax)とすることが望ましいことになる。なお、独自ClassBモードで動作するGW30の間でBeacon信号送信タイミングが重なりにくくするには、TdminとTdmaxとの差分は大きい方が望ましい。また、独自ClassBモードで動作するGW30の間でBeacon信号送信タイミングが重なりにくくするには、制御部38が遅延時間Tdを設定する際のグリッド幅(設定単位)は短い方が望ましい。例えば、制御部38は、LoRaの標準プロトコルにおいてBeaconとBeaconの間を計時する際のSlot(30msec)単位で、遅延時間Tdを設定可能とするようにしてもよい。
Then, in order not to overlap the Beacon signal transmission timing between the
以上のように、制御部38は、独自ClassBモードで動作する場合、乱数発生部36が発生する乱数に基づき、Tdmin~Tdmaxの範囲内の遅延時間Tdを決定する。この実施形態において、制御部38は、独自ClassBモードで動作する場合、最初に決定した遅延時間Tdを更新せずに使用するものとして説明する。
As described above, when operating in the unique Class B mode, the
なお、制御部38は、独自ClassBモードで動作する場合、一旦定めた遅延時間Tdを使用し続ける方がEndDevice40との安定的な通信を行う上では好ましいが、任意のタイミングで遅延時間Tdを更新するようにしてもよい。例えば、制御部38は、所定時間毎に遅延時間Tdを更新するようにしてもよい。
When the
次に、EndDevice管理テーブル221の構成について図4を用いて説明する。 Next, the configuration of the EndDevice management table 221 will be explained using FIG.
EndDevice管理テーブル221では、EndDevice40ごとに、「EndDeviceID」、「DeviceTimeRsp送信GW」、及び「直近データ受信GW」が登録されている。「EndDeviceID」は、当該EndDevice40のIDである。「DeviceTimeRsp送信GW」は、ネットワークサーバ20において当該EndDevice40にDeviceTimeRspを返信する際に経由したGW30のIDである。「直近データ受信GW」は、ネットワークサーバ20において当該EndDevice40から直近にデータ受信した際に、最も電波強度の強かった上りデータの転送元となるGW30のIDである。
In the EndDevice management table 221, “EndDeviceID”, “DeviceTimeRsp transmission GW”, and “latest data reception GW” are registered for each
次に、GW管理テーブル222の構成について図5を用いて説明する。 Next, the configuration of the GW management table 222 will be explained using FIG.
GW管理テーブル222では、GW30ごとに、「GW_ID」及び「動作モード」が登録されている。「GW_ID」は当該GW30のIDである。「動作モード」は、当該GW30の動作モードを表しており、「独自ClassBモード」又は「ClassBモード」のいずれかが設定される。
In the GW management table 222, "GW_ID" and "operation mode" are registered for each GW30. “GW_ID” is the ID of the
(A-2)実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する通信システム1の動作を説明する。
(A-2) Operation of Embodiment Next, the operation of the
まず、GW30が起動する際の動作について図6のフローチャートを用いて説明する。
First, the operation when the
GW30の制御部38は、起動(再起動)すると、初期化処理(例えば、各種パラメータやキャッシュの初期化等)を行う(S101)。
When the
次に、制御部38は、GPS電波の受信を試みるようにGPS受信部34を制御し、(S102)、GPS電波が受信可能であった場合は、後述するステップS107から動作し、GPS電波が受信不可であった場合には後述するステップS103から動作する。
Next, the
上述のステップS102でGPS電波が受信できなかった場合、制御部38は、独自ClassBモードで起動する(S103)。
If the GPS radio wave cannot be received in step S102 described above, the
独自ClassBモードで起動すると、制御部38は、自装置が独自ClassBモードで動作する旨を、ネットワークサーバ20に通知し(S104)、さらに、乱数発生部36に乱数を発生させ、発生させた乱数に基づいて遅延時間Tdを求める(S105)。
When started in the unique ClassB mode, the
このとき、ネットワークサーバ20の制御部23は、通知された内容に従ってGW管理テーブル222のデータ(通知を受けたGW30のIDに対応する動作モードのデータ)を更新する。
At this time, the
制御部38は、タイミングTb(ClassBモードにおけるBeacon信号送信タイミング)を遅延時間Td分遅延させたタイミング(Tb+Td)で、Beacon送信の処理(Beacon送信部37にBeacon送信させる制御)を開始する(S106)。
The
一方、上述のステップS102でGPS電波が受信できた場合、制御部38は、ClassBモードで起動する(S107)。
On the other hand, when the GPS radio wave can be received in the above step S102, the
ClassBモードで起動すると、制御部38は、ClassBモードにおけるBeacon信号送信タイミングTbで、Beacon送信の処理(Beacon送信部37にBeacon送信させる制御)を開始する(S108)。
When activated in the ClassB mode, the
以上のように、GW30では、起動時にダウンリンクの通信モード(ClassBモード又は独自ClassBモード)を選択し、以後選択した通信モードでダウンリンクの通信(Beacon信号送信タイミングの決定)を行う。
As described above, the
次に、図7を用いて、ClassBモードで動作するGW30と独自ClassBモードで動作するGW30とが混在する場合における各GW30のBeacon信号送信タイミングの例に説明する。
Next, an example of the beacon signal transmission timing of each
ここでは、ネットワークサーバ20が保持するGW管理テーブル222は、図5のような状態であるものとする。
Here, it is assumed that the GW management table 222 held by the
すなわち、ここでは、図5に示すように、GW30-1の動作モードはClassBモードであり、GW30-2、GW30-3の動作モードは独自ClassBモードであるものとする。ここで、GW30-2、GW30-3で取得される遅延時間をそれぞれTd2、Td3と表すものとする。また、ClassBモードで動作するGW30-1において、任意のタイミングのBeacon信号送信タイミングを「Tb1_1、Tb1_2、…」と表すものとする。そうすると、GW30-2のBeacon信号送信タイミングは、「Tb1_1+Td2、Tb1_2+Td2、…」となり、GW30-3のBeacon信号送信タイミングは、「Tb1_1+Td3、Tb1_2+Td3、…」となる。 That is, here, as shown in FIG. 5, the operation mode of GW30-1 is Class B mode, and the operation modes of GW30-2 and GW30-3 are original Class B mode. Here, the delay times acquired by GW30-2 and GW30-3 are represented by Td2 and Td3, respectively. Also, in the GW 30-1 operating in the Class B mode, arbitrary Beacon signal transmission timings are represented as "Tb1_1, Tb1_2, ...". Then, the Beacon signal transmission timings of GW 30-2 are “Tb1_1+Td2, Tb1_2+Td2, .
図5に示すように、通信システム1では、ClassBモードで動作するGW30-1におけるBeacon信号送信タイミングと、独自ClassBで動作するGW30-2、GW30-3におけるBeacon信号送信タイミングは重ならない結果となる。また、独自ClassBで動作するGW30が複数存在するとしても、各GW30で乱数に基づいて取得される遅延時間Tdが一致しない(Td2≠Td3)とすれば、独自ClassBで動作するGW30の間でもBeacon信号送信タイミングは重ならない結果となる。
As shown in FIG. 5, in the
次に、EndDevice40がLoRaのネットワークに参加(いずれかのGW30を介してネットワークサーバ20に接続)する際の動作について図8のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation when the
まず、EndDevice40が、LoRaの標準プロトコルに規定されている手順に則り、次のBeacon信号の受信タイミングを知るために、DeviceTimeReqの信号が送出(無線信号によりLoRa無線区間に送出)されたものとする。ここで、EndDevice40から送出されたDeviceTimeReqの信号は、GW30-1~GW30-3のそれぞれで受信されたものとする。GW30-1~GW30-3の制御部38は、EndDevice40からのDeviceTimeReqを受信すると、LoRaの標準プロトコルに則り、当該DeviceTimeReqを受信した際の電波強度(受信強度の値)を記録し、受信したDeviceTimeReqに記録した電波強度の情報を付加して、ネットワークサーバ20へ転送する。
First, it is assumed that the
以上のように、ここでは、EndDevice40から送出されたDeviceTimeReqが、GW30-1~GW30-3を経て、電波強度(各GW30で受信した際の電波強度)の値と共に、ネットワークサーバ20で受信されたものとする(S201)。
As described above, here, the DeviceTimeReq sent from the
ネットワークサーバ20の制御部23は、各GW30-1~GW30-3から受信したDeviceTimeReqに付加されている電波強度の値に基づいて、DeviceTimeRspを返信する際に経由するGW30を選択する。その際、ネットワークサーバ20の制御部23は、EndDevice管理テーブル221で、当該EndDevice40に対応するDeviceTimeRsp送信GWとして、選択したGW30のID(最も電波強度の強いGW30のID)を設定する(S202)。
The
そして、ネットワークサーバ20の制御部23は、選択したGW30に、当該EndDevice40宛のDeviceTimeRspを送信する(S203)。
Then, the
なお、ネットワークサーバ20の制御部23が、DeviceTimeReqを受信して、DeviceTimeRspを返信する処理(経由するGW30を選択する処理を含む)自体については、LoRaの標準プロトコルに則った手順を適用することができる。
Note that the process of the
次に、ネットワークサーバ20が、上りデータの転送(アップリンクのデータ転送)を行う際の動作について図9のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation of the
EndDevice40は、上りデータ(アプリケーションサーバ10を宛先として送信すべきデータ)が発生した場合には、LoRa無線区間に、上りデータを送出する。そして、EndDevice40からの電波の受信範囲内にいるGW30(制御部38)は、EndDevice40からの上りデータを受信した場合、受信した上りデータに電波強度を付加してネットワークサーバ20に転送する。
When uplink data (data to be transmitted with the
そして、各GW30から転送された上りデータがネットワークサーバ20(制御部23)で受信される(S301)。
Then, the upstream data transferred from each
この時、ネットワークサーバ20の制御部23は、複数のGW30から上りデータの転送を受けたものする。ネットワークサーバ20の制御部23は、複数のGW30から上りデータの転送を受けた場合、受信した各上りデータに付加されている電波強度の値を参照して、最も電波強度の強かった上りデータをアプリケーションサーバ10に転送すると判断し、当該GW30(最も電波強度の強かった上りデータの転送元となるGW30)のIDを、EndDevice管理テーブル221(当該EndDevice40に対応する直近データ受信GW)に設定する(S302)。
At this time, the
なお、ネットワークサーバ20の制御部23は、1つのGW30からのみ受信した上りデータがあった場合には、電波強度の値を無視して当該上りデータの転送元となるGW30のIDを、当該EndDevice40に対応する直近データ受信GWに設定するようにしてもよい。
When there is uplink data received only from one
そして、ネットワークサーバ20の制御部23は、受信した上りデータ(最も電波強度の強かったGW30から受信した上りデータ)を、アプリケーションサーバ10に転送する(S303)。
Then, the
なお、ネットワークサーバ20の制御部23が、複数のGW30から上りデータを受信して、アプリケーションサーバ10に転送する際の処理自体は、LoRaの標準プロトコルに則った手順を適用することができる。
Note that the process itself when the
次に、ネットワークサーバ20が、下りデータの転送を行う際の動作について図10のフローチャートを用いて説明する。
Next, the operation of the
まず、アプリケーションサーバ10からEndDevice40宛に下りデータ(ダウンリンクのデータ)が送信されたものとする。アプリケーションサーバ10から送信された下りデータは、まず、ネットワークサーバ20(制御部23)で受信される(S401)。なお、ネットワークサーバ20では、アプリケーションサーバ10から下りデータを受信するタイミングでは、その下りデータの宛先となるEndDevice40のIDを既に記憶(登録)している。
First, it is assumed that downstream data (downlink data) is transmitted from the
そして、ネットワークサーバ20の制御部23は、受信した下りデータの宛先(EndDevice40のID)を取得し、EndDevice管理テーブル221で、当該宛先(宛先のID)に対応するDeviceTimeRsp送信GWと、直近データ受信GWとを取得する。そして、ネットワークサーバ20の制御部23は、GW管理テーブル222を参照して、取得したDeviceTimeRsp送信GWに対応するGW30(以下、「第1のGW30」と呼ぶ)の動作モードと、取得した直近データ受信GWに対応するGW30(以下、「第2のGW30」と呼ぶ)の動作モードを確認する。そして、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30の動作モードと、第2のGW30の動作モードとの組み合わせに応じて、受信した下りデータの転送先となるGW30を選択(第1のGW30又は第2のGW30のいずれかを選択)する(S402、S403)。
Then, the
ここでは、図10のステップS402、S403に示すように、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)の動作モードが独自ClassBモードのGWであった場合は(S402においてYes)、当該下り信号の転送先として第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)を選択するものとする。また、ここでは、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)の動作モードがClassBモードのGWであり(S402においてNo)、第2のGW30(直近データ受信GW)の動作モードが独自ClassBモードである場合は(S403においてNo)、当該下り信号の転送先として第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)を選択するものとする。さらに、ここでは、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)と第2のGW30(直近データ受信GW)の動作モードが共にClassBモードのGWである場合(S402においてNo、かつS403においてYes)、当該下り信号の転送先として第2のGW30(直近データ受信GW)を選択するものとする。言い換えると、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30の動作モード又は第2のGW30の動作モードのいずれか一方が独自ClassBモードである場合には、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)を下りデータの転送先として選択し、そうでない場合には第2のGW30(直近データ受信GW)を下りデータの転送先として選択するようにしている。
Here, as shown in steps S402 and S403 of FIG. 10, the
当該下り信号の転送先として第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)が選択された場合、ネットワークサーバ20の制御部23は、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)のPingSlotを経由して当該下りデータを送信するように、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)に指示する(S404)。
When the first GW 30 (DeviceTimeRsp transmission GW) is selected as the transfer destination of the downlink signal, the
一方、当該下り信号の転送先として第2のGW30(直近データ受信GW)が選択された場合、ネットワークサーバ20の制御部23は、第2のGW30(直近データ受信GW)のPingSlotを経由して当該下りデータを送信するように、第2のGW30(直近データ受信GW)に指示する(S405)。
On the other hand, when the second GW 30 (most recent data receiving GW) is selected as the forwarding destination of the downlink signal, the
(A-3)実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(A-3) Effects of Embodiment According to this embodiment, the following effects can be obtained.
通信システム1では、GPS電波を受信できないGW30(例えば、屋内に設置されたGW30)については、当該GW30を独自ClassBモードで動作させている。具体的には、通信システム1では、独自ClassBモードで動作するGW30(GPS電波を受信できないGW30)については、Beacon信号送信タイミングを遅延時間Td分遅延させることで、独自ClassBモードのBeacon信号送信タイミングを、ClassBモードのBeacon信号送信タイミングと干渉(重複)しないように制御することができる。言い換えると、通信システム1では、GPS電波を受信できないGW30が存在する場合でも、LoRaの標準プロトコルに基づくLoRa ClassB通信方式にのみ対応するEndDevice40(子機)への下りデータの送信を行うことができる。
In the
また、この実施形態において、独自ClassBモードで動作するGW30(GPS電波を受信できないGW30)では、乱数に基づいて遅延時間Tdを設定する。これにより、この実施形態の通信システム1では、独自ClassBモードで動作するGW30が複数存在する場合でも、独自ClassBモードで動作するGW30同士でBeacon送信が干渉する可能性を抑制することができる。
Further, in this embodiment, the
また、この実施形態のネットワークサーバ20では、EndDevice管理テーブル221及びGW管理テーブル222を管理することで、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)の動作モードと第2のGW30(直近データ受信GW)の動作モードを把握している。そして、この実施形態のネットワークサーバ20では、第1のGW30の動作モードと第2のGW30の動作モードの組み合わせに応じて、第1又は第2のGW30のいずれかを下りデータの転送先として選択している。具体的には、この実施形態のネットワークサーバ20では、第1のGW30の動作モード又は第2のGW30の動作モードのいずれか一方が独自ClassBモードである場合には、第1のGW30(DeviceTimeRsp送信GW)を下りデータの転送先として選択し、そうでない場合には第2のGW30(直近データ受信GW)を下りデータの転送先として選択するようにしている。これにより、この実施形態の通信システム1のEndDevice40において、より確実に、同期を行ったBeacon信号を送信したGW30のPingSlotで下りデータ受信を行う(下りデータの受信失敗を抑制する)ことができる。
In addition, in the
(B)他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
(B) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modified embodiments such as those illustrated below can also be mentioned.
(B-1)上記の実施形態では、ネットワークサーバ20が、EndDevice管理テーブル221及びGW管理テーブル222を備えて、これらのテーブルを更新し、下りデータの転送先のGW30を選択する処理(図10参照)に適用しているが、ネットワークサーバ20の処理を、完全にLoRaの標準プロトコルに準拠した処理とするようにしてもよい。この場合、ネットワークサーバ20からは、EndDevice管理テーブル221及びGW管理テーブル222を除外した構成とし、各GW30においても自装置の動作モードをネットワークサーバ20に報告する処理(上述のステップS104の処理)を除外するようにしてもよい。
(B-1) In the above embodiment, the
(B-2)上記の実施形態の通信システムでは、LoRaを適用した例について説明したが、LoRaと同様のBeacon信号を用いた間欠ダウンリンクを必要とする構成であれば、その他の種類のプロトコルに置き換えるようにしてもよい。 (B-2) In the communication system of the above embodiment, an example in which LoRa is applied has been described, but if the configuration requires an intermittent downlink using a Beacon signal similar to LoRa, other types of protocols may be replaced with
1…通信システム、10…アプリケーションサーバ、20…ネットワークサーバ、21…有線LAN送受信部、22…データ記憶部、23…制御部、30、30-1~30-3…GW、31…無線送信部、32…無線受信部、33…有線LAN送受信部、34…GPS受信部、341…GPS受信アンテナ、35…内蔵時計部、36…乱数発生部、37…送信部、38…制御部、39…LoRa無線アンテナ、221…管理テーブル、222…GW管理テーブル。
Claims (11)
それぞれの前記ゲートウェイ装置は、
前記ゲートウェイ装置の外部から時刻同期信号を受信する時刻同期信号受信手段と、
前記子機と無線信号を送受信可能な第1の通信部と、
前記通信制御装置と通信可能な第2の通信部と、
前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、
前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、
前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段とを備え、
前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する
ことを特徴とする通信システム。 Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices In a communication system comprising a device,
each said gateway device,
a time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from outside the gateway device;
a first communication unit capable of transmitting and receiving radio signals to and from the child device;
a second communication unit communicable with the communication control device;
beacon transmission processing means for performing processing for transmitting a beacon signal to the child device via the first communication unit;
timing control means for determining the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and causing the beacon transmission processing means to transmit the beacon signal at the determined timing;
downstream signal processing means for performing processing for transmitting a downstream signal addressed to the child device using the first communication unit after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means transmitted the beacon signal; ,
Uplink signal processing means for, when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, transferring the uplink signal from the second communication unit to the communication control device ;
clock means for measuring the time in the gateway device,
When the time-synchronous signal receiving means receives the time-synchronous signal, the timing control means controls the time-synchronous signal receiving means at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and the time-synchronous signal receiving means performs the time synchronization. A communication system, wherein when no signal is received, the first beacon transmission timing is controlled by a second beacon transmission timing delayed by a predetermined delay time.
前記時刻同期信号に基づいて前記時刻を補正する時刻補正手段
を備え、
前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記時刻補正手段によって補正された前記時刻を基準として、前記第1のビーコン送信タイミングを決定し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記時刻補正手段によって補正されていない前記時刻を基準として前記第2のビーコン送信タイミングを決定する、ことを特徴とする請求項1の通信システム。 The gateway device
Time correction means for correcting the time based on the time synchronization signal
with
When the time synchronization signal receiving means receives the time synchronization signal, the timing control means determines the first beacon transmission timing based on the time corrected by the time correction means, and determines the time synchronization signal. 2. The communication system according to claim 1, wherein when the receiving means does not receive the time synchronization signal, the second beacon transmission timing is determined based on the time that has not been corrected by the time correcting means.
前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミング制御手段の動作モードを第1の動作モードに設定し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記タイミング制御手段の動作モードを第2の動作モードに設定する動作モード設定手段とを備え、
前記タイミング制御手段は、前記第1の動作モードにおいて、前記第1のビーコン送信タイミングを決定し、前記第2の動作モードにおいて、前記第2のビーコン送信タイミングを決定する、
ことを特徴とする請求項1または2の通信システム。 The gateway device
When the time-synchronous signal receiving means receives the time-synchronous signal, the operation mode of the timing control means is set to the first operation mode, and when the time-synchronous signal receiving means does not receive the time-synchronous signal, the timing an operation mode setting means for setting the operation mode of the control means to a second operation mode;
The timing control means determines the first beacon transmission timing in the first operation mode, and determines the second beacon transmission timing in the second operation mode.
3. A communication system according to claim 1 or 2, characterized by:
前記遅延時間は前記乱数に基づく値である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の通信システム。 The gateway device comprises random number generating means for generating random numbers,
4. The communication system according to claim 1, wherein said delay time is a value based on said random number.
前記通信制御装置は、
前記ゲートウェイ装置から受信した前記上位装置を宛先とする上り信号を前記上位装置に転送するものであって、前記子機から送出された前記上り信号を複数の前記ゲートウェイ装置を経由して受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を前記上位装置に転送する上り信号転送処理手段と、
前記上位装置から前記下り信号を受信した場合、いずれかの前記ゲートウェイ装置を選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する下り信号転送処理手段と、
複数の前記ゲートウェイ装置から、前記子機が接続時に送出する制御信号を含む上り信号を受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を中継した前記ゲートウェイ装置に対して、前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させる処理を行う制御信号処理手段と、
前記子機ごとに、前記制御信号処理手段が前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させた前記ゲートウェイ装置と対応付けた第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、
前記子機ごとに、前記上り信号転送処理手段が直近に前記子機から前記上位装置を宛先として送出した上り信号を前記上位装置に転送した際の当該上り信号の中継元の前記ゲートウェイ装置と対応づけた第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、
それぞれの前記ゲートウェイ装置について、前記ゲートウェイ装置が前記時刻同期信号を受信したか否かに応じて設定されている動作モードを管理するゲートウェイ装置管理手段とを有し、
前記下り信号転送処理手段は、前記上位装置から前記子機を宛先とする下り信号を受信した場合、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードと、前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードとの組み合わせに応じて、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置又は前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置のいずれかを選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 said upstream signal processing means, when transferring an upstream signal to said communication control device, adds to said upstream signal radio wave intensity information when said first communication unit receives said upstream signal;
The communication control device is
When an upstream signal addressed to the higher-level device received from the gateway device is transferred to the higher-level device, and the up-link signal transmitted from the child device is received via a plurality of the gateway devices , an upstream signal transfer processing means for transferring an upstream signal to which information on the strongest radio wave intensity is added to the higher-level device;
Downlink signal transfer processing means for selecting one of the gateway devices and transferring the downlink signal to the selected gateway device when the downlink signal is received from the host device;
When receiving upstream signals including control signals that the slave unit sends out at the time of connection from a plurality of the gateway devices, the slave unit is sent to the gateway device that relayed the upstream signal to which the strongest radio wave intensity information is added. a control signal processing means for performing processing for transmitting a downlink signal including a control signal responding to the
a first storage means for storing, for each slave device, first information associated with the gateway device to which the control signal processing means transmits a downlink signal including a control signal responding to the slave device;
Correspondence with the gateway device that is the relay source of the upstream signal when the upstream signal transfer processing means transfers the upstream signal sent from the slave device with the host device as a destination to the host device, for each slave device. a second storage means for storing the attached second information;
a gateway device management means for managing an operation mode for each of the gateway devices, which is set according to whether or not the gateway device has received the time synchronization signal;
When the downstream signal transfer processing means receives a downstream signal destined for the child device from the higher-level device, the downstream signal transfer processing means selects an operation mode of the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device and the second either the gateway device indicated by the first information or the gateway device indicated by the second information corresponding to the child device is selected according to the combination with the operation mode of the gateway device indicated by the information of , the downlink signal is transferred to the selected gateway device.
前記ゲートウェイ装置の外部から時刻同期信号を受信する時刻同期信号受信手段と、
前記子機と無線信号を送受信可能な第1の通信部と、
前記通信制御装置と通信可能な第2の通信部と、
前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、
前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、
前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段とを備え、
前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する、
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices In the gateway device constituting a communication system comprising a device,
a time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from outside the gateway device;
a first communication unit capable of transmitting and receiving radio signals to and from the child device;
a second communication unit communicable with the communication control device;
beacon transmission processing means for performing processing for transmitting a beacon signal to the child device via the first communication unit;
timing control means for determining the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and causing the beacon transmission processing means to transmit the beacon signal at the determined timing;
downstream signal processing means for performing processing for transmitting a downstream signal addressed to the child device using the first communication unit after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means transmitted the beacon signal; ,
Uplink signal processing means for, when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, transferring the uplink signal from the second communication unit to the communication control device ;
a clock means for measuring the time in the gateway device,
When the time-synchronous signal receiving means receives the time-synchronous signal, the timing control means controls the time-synchronous signal receiving means at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and the time-synchronous signal receiving means performs the time synchronization. When no signal is received, the first beacon transmission timing is controlled by a second beacon transmission timing delayed by a predetermined delay time.
A gateway device characterized by:
前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行うビーコン送信処理手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させるタイミング制御手段と、
前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行う下り信号処理手段と、
前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行う上り信号処理手段と、
前記ゲートウェイ装置における時刻を計時する時計手段として機能させ、
前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する、
ことを特徴とする中継処理プログラム。 Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices a time synchronization signal receiving means for receiving a time synchronization signal from outside the gateway device; a first communication unit capable of transmitting and receiving a radio signal to and from the child device; a computer installed in a gateway device having a second communication unit capable of communicating with the communication control device,
beacon transmission processing means for performing processing for transmitting a beacon signal to the child device via the first communication unit;
timing control means for determining the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and causing the beacon transmission processing means to transmit the beacon signal at the determined timing;
downstream signal processing means for performing processing for transmitting a downstream signal addressed to the child device using the first communication unit after a predetermined time has elapsed from the timing at which the beacon transmission processing means transmitted the beacon signal; ,
Uplink signal processing means for, when the first communication unit receives an uplink signal from the child device, transferring the uplink signal from the second communication unit to the communication control device;
functioning as clock means for measuring the time in the gateway device;
When the time-synchronous signal receiving means receives the time-synchronous signal, the timing control means controls the time-synchronous signal receiving means at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and the time-synchronous signal receiving means performs the time synchronization. When no signal is received, the first beacon transmission timing is controlled by a second beacon transmission timing delayed by a predetermined delay time.
A relay processing program characterized by:
前記ゲートウェイ装置から受信した前記上位装置を宛先とする上り信号を前記上位装置に転送するものであって、前記子機から送出された前記上り信号を複数の前記ゲートウェイ装置を経由して受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を前記上位装置に転送する上り信号転送処理手段と、
前記上位装置から下り信号を受信した場合、いずれかの前記ゲートウェイ装置を選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する下り信号転送処理手段と、
複数の前記ゲートウェイ装置から、前記子機が接続時に送出する制御信号を含む上り信号を受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を中継した前記ゲートウェイ装置に対して、前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させる処理を行う制御信号処理手段と、
前記子機ごとに、前記制御信号処理手段が前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させた前記ゲートウェイ装置と対応付けた第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、
前記子機ごとに、前記上り信号転送処理手段が直近に前記子機から前記上位装置を宛先として送出した上り信号を前記上位装置に転送した際の当該上り信号の中継元の前記ゲートウェイ装置と対応づけた第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、
それぞれの前記ゲートウェイ装置について、前記ゲートウェイ装置が時刻同期信号を受信したか否かに応じて設定されている動作モードを管理するゲートウェイ装置管理手段とを有し、
前記下り信号転送処理手段は、前記上位装置から前記子機を宛先とする下り信号を受信した場合、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードと、前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードとの組み合わせに応じて、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置又は前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置のいずれかを選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する
ことを特徴とする通信制御装置。 Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices In the communication control device constituting a communication system comprising a device,
When an upstream signal addressed to the higher-level device received from the gateway device is transferred to the higher-level device, and the up-link signal transmitted from the child device is received via a plurality of the gateway devices , upstream signal transfer processing means for transferring an upstream signal to which information on the strongest radio wave intensity is added to the higher-level device;
Downlink signal transfer processing means for selecting one of the gateway devices and transferring the downlink signal to the selected gateway device when a downlink signal is received from the host device;
When uplink signals containing control signals that the slave unit sends out at the time of connection are received from a plurality of the gateway devices, the slave unit is sent to the gateway device that relayed the uplink signal to which the strongest radio wave intensity information is added. a control signal processing means for performing processing for transmitting a downlink signal including a control signal responding to the
a first storage means for storing, for each slave device, first information associated with the gateway device to which the control signal processing means transmits a downlink signal including a control signal responding to the slave device;
Correspondence with the gateway device that is the relay source of the uplink signal when the uplink signal transfer processing means transfers the uplink signal sent from the handset to the host device most recently with the host device as the destination, for each of the child devices. a second storage means for storing the attached second information;
a gateway device management means for managing an operation mode for each of the gateway devices, which is set according to whether or not the gateway device has received a time synchronization signal;
When the downstream signal transfer processing means receives a downstream signal destined for the child device from the higher-level device, the downstream signal transfer processing means selects an operation mode of the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device and the second either the gateway device indicated by the first information or the gateway device indicated by the second information corresponding to the child device is selected according to the combination with the operation mode of the gateway device indicated by the information of , a communication control device that transfers the downlink signal to the selected gateway device.
前記ゲートウェイ装置から受信した前記上位装置を宛先とする上り信号を前記上位装置に転送するものであって、前記子機から送出された前記上り信号を複数の前記ゲートウェイ装置を経由して受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を前記上位装置に転送する上り信号転送処理手段と、
前記上位装置から下り信号を受信した場合、いずれかの前記ゲートウェイ装置を選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する下り信号転送処理手段と、
複数の前記ゲートウェイ装置から、前記子機が接続時に送出する制御信号を含む上り信号を受信した場合、最も強い電波強度情報が付加された上り信号を中継した前記ゲートウェイ装置に対して、前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させる処理を行う制御信号処理手段と、
前記子機ごとに、前記制御信号処理手段が前記子機に応答する制御信号を含む下り信号を送信させた前記ゲートウェイ装置と対応付けた第1の情報を記憶する第1の記憶手段と、
前記子機ごとに、前記上り信号転送処理手段が直近に前記子機から前記上位装置を宛先として送出した上り信号を前記上位装置に転送した際の当該上り信号の中継元の前記ゲートウェイ装置と対応づけた第2の情報を記憶する第2の記憶手段と、
それぞれの前記ゲートウェイ装置について、前記ゲートウェイ装置が時刻同期信号を受信したか否かに応じて設定されている動作モードを管理するゲートウェイ装置管理手段として機能させ、
前記下り信号転送処理手段は、前記上位装置から前記子機を宛先とする下り信号を受信した場合、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードと、前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置の動作モードとの組み合わせに応じて、前記子機に対応する前記第1の情報が示す前記ゲートウェイ装置又は前記第2の情報が示す前記ゲートウェイ装置のいずれかを選択し、選択した前記ゲートウェイ装置に当該下り信号を転送する
ことを特徴とする通信制御プログラム。 Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices a computer installed in the communication control device constituting a communication system comprising a device,
When an upstream signal addressed to the higher-level device received from the gateway device is transferred to the higher-level device, and the up-link signal transmitted from the child device is received via a plurality of the gateway devices , upstream signal transfer processing means for transferring an upstream signal to which information on the strongest radio wave intensity is added to the higher-level device;
Downlink signal transfer processing means for selecting one of the gateway devices and transferring the downlink signal to the selected gateway device when a downlink signal is received from the host device;
When uplink signals containing control signals that the slave unit sends out at the time of connection are received from a plurality of the gateway devices, the slave unit is sent to the gateway device that relayed the uplink signal to which the strongest radio wave intensity information is added. a control signal processing means for performing processing for transmitting a downlink signal including a control signal responding to the
a first storage means for storing, for each slave device, first information associated with the gateway device to which the control signal processing means transmits a downlink signal including a control signal responding to the slave device;
Correspondence with the gateway device that is the relay source of the uplink signal when the uplink signal transfer processing means transfers the uplink signal sent from the handset to the host device most recently with the host device as the destination, for each of the child devices. a second storage means for storing the attached second information;
Each of the gateway devices functions as gateway device management means for managing an operation mode set according to whether or not the gateway device has received a time synchronization signal;
When the downstream signal transfer processing means receives a downstream signal destined for the child device from the higher-level device, the downstream signal transfer processing means selects an operation mode of the gateway device indicated by the first information corresponding to the child device and the second either the gateway device indicated by the first information or the gateway device indicated by the second information corresponding to the child device is selected according to the combination with the operation mode of the gateway device indicated by the information of , a communication control program for transferring the downlink signal to the selected gateway device.
それぞれの前記ゲートウェイ装置は、時刻同期信号受信手段、第1の通信部、第2の通信部、ビーコン送信処理手段、タイミング制御手段、下り信号処理手段、上り信号処理手段及び時計手段を備え、
前記時刻同期信号受信手段は、外部から時刻同期信号を受信し、
前記第1の通信部は、前記子機と無線信号を送受信可能であり、
前記第2の通信部は、前記通信制御装置と通信可能であり、
前記ビーコン送信処理手段は、前記第1の通信部を介して前記子機にビーコン信号を送信する処理を行い、
前記タイミング制御手段は、前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信するタイミングを決定し、決定された前記タイミングで、前記ビーコン送信処理手段に前記ビーコン信号を送信させ、
前記下り信号処理手段は、前記ビーコン送信処理手段が前記ビーコン信号を送信した前記タイミングから所定時間経過後に、前記第1の通信部を用いて、前記子機を宛先とする下り信号を送信する処理を行い、
前記上り信号処理手段は、前記第1の通信部が、前記子機から上り信号を受信した場合、当該上り信号を、前記第2の通信部から前記通信制御装置に転送する処理を行い、
前記時計手段は、前記ゲートウェイ装置における時刻を計時し、
前記タイミング制御手段は、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信すると、前記タイミングの間隔が一定期間である第1のビーコン送信タイミングで制御し、前記時刻同期信号受信手段が前記時刻同期信号を受信しないと、前記第1のビーコン送信タイミングが所定の遅延時間分遅延された第2のビーコン送信タイミングで制御する
ことを特徴とする通信方法。
Communication control for relaying communication between a child device, one or more gateway devices connected to the child device by wireless communication, and each of the gateway devices and a higher-level device, and controlling the communication of each of the gateway devices In a communication method performed by a communication system comprising a device,
Each of the gateway devices includes time synchronization signal receiving means, a first communication section, a second communication section, beacon transmission processing means, timing control means, downlink signal processing means , uplink signal processing means and clock means ,
The time synchronization signal receiving means receives a time synchronization signal from the outside,
The first communication unit is capable of transmitting and receiving wireless signals to and from the child device,
The second communication unit is capable of communicating with the communication control device,
The beacon transmission processing means performs processing for transmitting a beacon signal to the child device via the first communication unit,
The timing control means determines the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal, and causes the beacon transmission processing means to transmit the beacon signal at the determined timing;
The downstream signal processing means uses the first communication unit to transmit a downstream signal addressed to the child device after a predetermined time has passed from the timing at which the beacon transmission processing means transmits the beacon signal. and
the upstream signal processing means, when the first communication unit receives an upstream signal from the child device, performs processing for transferring the upstream signal from the second communication unit to the communication control device;
the clock means clocks the time in the gateway device;
When the time-synchronous signal receiving means receives the time-synchronous signal, the timing control means controls the time-synchronous signal receiving means at a first beacon transmission timing in which the timing interval is a constant period, and the time-synchronous signal receiving means performs the time synchronization. A communication method, wherein when no signal is received, the first beacon transmission timing is controlled with a second beacon transmission timing delayed by a predetermined delay time.
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- 2019-02-07 JP JP2019020926A patent/JP7243244B2/en active Active
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