无线通信装置、无线通信系统、以及时隙分配方法
【专利说明】无线通信装置、无线通信系统、以及时隙分配方法
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请基于2014年9月2日提交的在先日本专利申请2014-178463，并要求其优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用结合至此。
技术领域
[0003]这里描述的实施方式大体上涉及一种无线通信装置、无线通信系统、以及时隙分配方法。
【背景技术】
[0004]网状网络已经为人们所使用，在网状网络中，多个无线节点以网的形式连接。作为针对无线网状网络的通信方案，已经提出了 -举例来说-一种时分通信方案。时分通信方案能够帮助控制时机，引起每个无线节点睡眠，因此实现无线网状网络的节能。
[0005]但是，无线网状网络的问题是每个无线节点传输的信息要通过多个无线节点中继才能传输至根节点，因此将信息传输至根节点要花费时间。
【附图说明】
[0006]图1显示了根据第一实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0007]图2以网络拓扑图的形式显示了图1 ;
[0008]图3对时分通信方案进行了解释；
[0009]图4显示了无线网状网络的实施例；
[0010]图5显示了无线网状网络的实施例；
[0011]图6解释了根据第一实施方式的时隙分配方法；
[0012]图7显示了根据第一实施方式的无线通信系统的配置；
[0013]图8是显示了无线通信器的硬件配置的框图；
[0014]图9是显示了根据第一实施方式的无线通信器的初始运行的流程图；
[0015]图10是显示了根据第一实施方式的无线通信器的正常运行的流程图；
[0016]图11显示了根据第二实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0017]图12显示了根据第二实施方式的无线通信系统的配置；
[0018]图13是显示了根据第二实施方式的无线通信器的运行的流程图；
[0019]图14显示了根据第三实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0020]图15显示了根据第三实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0021]图16显示了根据第三实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0022]图17显示了根据第三实施方式的无线通信系统的配置实施例；
[0023]图18显示了根据第四实施方式的无线通信系统的配置实施例；以及
[0024]图19显示了根据第四实施方式的无线通信系统的配置实施例；
【具体实施方式】
[0025]现在参考附图对实施方式进行解释。本发明不受实施方式的限制。
[0026]根据实施方式的无线通信系统包括收发机和传输时隙确定器。所述收发机传输/接收信息。传输时隙确定器被配置为基于自身节点的等级值从时间分割为多个时隙的帧中确定传输时隙，所述等级值对应于到根节点的跳数，在所述传输时隙中，所述收发机传输所述信息。帧中设置有多个时隙组，所述多个时隙组包括多个连续时隙。所述时隙组分配有不同的等级值。传输时隙确定器选择分配有自身节点的等级值的时隙组，并从选择的所述时隙组包括的时隙中确定传输时隙。
[0027](第一实施方式)
[0028]首先，参考图1至6描述根据第一实施方式的无线通信系统。图1显示了根据第一实施方式的无线通信系统的配置实施例。如图1所示，无线通信系统包括多个无线通信装置1和收集装置2。无线通信系统建立无线网状网络，无线通信装置1作为无线节点，收集装置2作为根节点，其中使用时分通信方案进行通信。
[0029]在该无线通信系统中，设置在预定区域中的无线通信装置1和收集装置2可以互相通信。无线通信装置1配备有所需传感器，例如温度传感器和加速度传感器，并无线传输传感器测量的信息。每个无线通信装置1传输的信息通过其他无线通信装置1传输，或者直接传输给收集装置2。收集装置2收集从无线通信装置1传输的信息。举例来说，收集装置是配备有无线通信功能的服务器。
[0030]图2以网络拓扑图的形式显示了图1所示无线通信系统。在图2中，字母表示无线节点(无线通信装置1)，ROOT指代根节点(收集装置2)，箭头表示信息传输路径。箭头的源头是传输源，箭头的尖端表示信息传输目的。
[0031]在下面的描述中，每个无线通信装置1被称为无线节点X，收集装置2被称为根节点。X对应于图中的字母。距离根节点比距离无线节点X更近的一侧(在这一侧上，到根节点的跳数较低)被称为上游侧，距离根节点较远的一侧(在这一侧上，到根节点的跳数较高)被称为下游侧。上游侧上向无线节点X传输信息和/或从无线节点X接收信息的无线节点或根节点被称为父节点，下游侧上的无线节点被称为子节点。例如，在图2中，无线节点B的父节点是根节点，它的子节点是无线节点E，F和G。
[0032]此外，将从子节点(父节点)接收的信息通过无线节点X传输给父节点(子节点)这一过程被称为中继。中继还包括传输无线节点X的信息，例如传感器信息，该传感器信息添加到接收到的信息上。在该实施方式中，将对上行链路进行描述，在上行链路中，信息从下游侧传输至上游侧。
[0033]图3对时分通信方案进行了解释。在时分通信方案中，预先确定无线通信系统的一个周期中的运行时间。运行时间被称为帧。无线通信系统通过重复所述帧而运行。
[0034]每个帧时间分割为多个时隙。每个时隙被分配为一个或多个无线节点的运行时间。无线节点在分配的时隙期间传输信息。例如，在图3中，第一时隙分配给无线节点C，第三时隙分配给无线节点A，第五时隙分配给无线节点B。在这种情况下，无线节点C在每个帧中的第一时隙期间传输信息。帧可以包括不分配为任意无线节点的运行时间的时隙。
[0035]图4和图5显示了采用时分通信方案的无线网状网络的实施例。在图4所示的无线网状网络中，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在信息传输路径中更靠后的无线节点。具体而言，当从无线节点V开始的信息传输路径由无线节点V、R、N、L、1、E、B和根节点形成时，时隙是按照根节点、无线节点B、E、1、L、N、R和V的顺序分配的。
[0036]当时隙像这样分配时，从无线节点V传输的信息被无线节点R中继之前的等待时间^为大约一个帧。随后的无线节点也花费相似的等待时间。因此，在图4所示的无线网状网络中，从无线节点V传输的信息被传输到根节点之前花费的信息传输时间为若干帧。
[0037]相比之下，在图5所示的无线网状网络中，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在信息传输路径中更靠前的无线节点。具体而言，当从无线节点V开始的信息传输路径由无线节点V、R、N、L、1、E、B和根节点形成时，时隙是按照无线节点V、R、N、L、1、E、B和根节点的顺序分配的。
[0038]当时隙像这样分配时，从无线节点V传输的信息被无线节点R中继之前的等待时间^为大约一个时隙组的时间。随后的无线节点也花费大约一个时隙组的等待时间。因此，在图5所示的无线网状网络中，从无线节点V传输的信息被传输到根节点之前花费的信息传输时间为一帧以内。
[0039]在根据该实施方式的无线通信系统中，时隙被分配给无线节点，从而组建如图5所示的无线网状网络。也就是说，帧中时间上较早的时隙被分配给位置在传输路径中更靠前的无线节点。在上行链路中，位置在传输路径中更靠前的无线节点是下游侧上的无线节点。下面将描述时隙分配方法。
[0040]图6解释了在根据该实施方式的无线通信系统中使用的时隙分配方法。在该实施方式中，为每个无线节点设置等级值R。等级值R是从每个无线节点到根节点的跳数。例如，在图6中，对于无线节点A，设置的等级值为1，因为它的跳数为1，对于无线节点D，它的等级值为2，因为它的跳数是2。因为在图6所示的无线通信系统中最大跳数为N，因此为每个无线节点设置的等级值R为从1到N。
[0041]在该实施方式中，在帧中设置多个时隙组。时隙组是包括多个连续时隙的一段时间。为防止时隙组重叠，时隙组设置成大于或等于无线通信系统中的最大跳数N。例如，当帧时间分割为300个时隙并且最大跳数N = 10时，可以设置10个时隙组，每个时隙组包括连续的30个时隙。时隙组中包括的时隙的数量可以相同，或者可以不同。帧可以包括其中未设置时隙组的一段时间。
[0042]此外，上述等级值R被分配给设置的时隙组。此时，较高的等级值R被分配给帧中时间上较早的时隙组，较低的等级值R被分配给时间上较晚的时隙组。例如，在图6中，等级值N被分配给帧中的第一时隙组，等级值1被分配给最后时隙组。
[0043]每个时隙被分配给等级值与分配给时隙组的等级值R相同的无线节点，所述时隙组包括时隙。例如，在图6中，第一时隙组(针对R = N的时隙组)中包括的时隙被分别分配给无线节点K、L和M，所述无线节点K、L和Μ设置有等级值Ν。同样，在图6中，最后时隙组(针对R = 1的时隙组)中包括的时隙被分别分配给无线节点Α、Β和C，所述无线节点Α、Β和C设置有等级值1。
[0044]通过像这样分配时隙，帧中时间上较早的时隙被配给位置更靠下游的无线节点。例如，当我们聚焦于图6中的无线节点I时，它的信息传输路径的顺序从下