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JP2005269369A - Time synchronizing method in frequency hopping data communication - Google Patents

Time synchronizing method in frequency hopping data communication Download PDF

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JP2005269369A
JP2005269369A JP2004080540A JP2004080540A JP2005269369A JP 2005269369 A JP2005269369 A JP 2005269369A JP 2004080540 A JP2004080540 A JP 2004080540A JP 2004080540 A JP2004080540 A JP 2004080540A JP 2005269369 A JP2005269369 A JP 2005269369A
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JP
Japan
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node
frequency hopping
data communication
time
master station
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JP2004080540A
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Japanese (ja)
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Motohiro Gochi
元博 郷地
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GKB TECHNOLOGY KK
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GKB TECHNOLOGY KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform time synchronization in frequency hopping data communication from a master station over wide range beyond the communication range of the master station, without installing a plurality of master stations. <P>SOLUTION: In this time synchronization in the frequency hopping data communication, the master station comprises the steps of periodically transmitting frequency-hopping time information to each node; updating a self-timer for frequency hopping to the time information, when each node receives the time information; transmitting the received frequency hopping time as each relay transmission node, when each node receives the time information; updating its own timer for frequency hopping to the time information, when each node outside the communication range of the master receives the time information from each relay transmission node; and transmitting the received frequency-hopping time as each relay transmission node, when each node outside the communication range of the master receives the time information. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方式に係わり、少なくとも1つのアクセスポイント(以下、親局という。)に対して、親局の通信範囲内および通信範囲外に設けた中継機能を有する通信機(以下、ノードという。)との関係における時間同期方法に関する。   The present invention relates to a time synchronization method in frequency hopping data communication, and has a relay function provided to at least one access point (hereinafter referred to as a master station) within and outside the communication range of the master station. The present invention relates to a time synchronization method in relation to a communication device (hereinafter referred to as a node).

周波数ホッピング方式の時間同期方式は、無線LAN(IEEE802.11)方式で用いられている。データ通信行う場合には、少なくとも1つの親局をデータ通信範囲内に設置する必要がある。   The frequency hopping time synchronization method is used in the wireless LAN (IEEE 802.11) method. When performing data communication, it is necessary to install at least one master station within the data communication range.

図5を用いて、標準的な周波数ホッピング方式の時間同期方法を簡単に説明する。
親局からのビーコンBの中には、周波数ホッピング用の時間情報が含まれている。このビーコン内時間情報を基に次の周波数(f2)、(f3)へ移る。親局とのデータ通信は、同一周波数でのみで行う。親局は、NT1を送信して、それに応答してノード1は、NR1を返信する。親局がノード3に対してデータNT3を送信しそれに応答してノード3はNR3を返信する。これらのステップを、同一周波数時間内(T)でデータ通信をおこなう。時刻T後に、周波数を一斉に変更して周波数(f2)へ移動してデータ通信を行う。周波数移動後には、必ず親局よりビーコンBを送信して次の周波数移行までの時刻を合わせる。
IEEE Std 802.11,1999 Edition for Information Technology - Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Network - Specific Requirements - Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P156-P167
A standard frequency hopping time synchronization method will be briefly described with reference to FIG.
The beacon B from the master station includes time information for frequency hopping. Based on the time information in the beacon, the process moves to the next frequency (f2), (f3). Data communication with the master station is performed only at the same frequency. The master station transmits NT1, and in response, node 1 returns NR1. The master station transmits data NT3 to node 3, and in response, node 3 returns NR3. These steps perform data communication within the same frequency time (T). After time T, the frequency is changed all at once and the data is moved to the frequency (f2) to perform data communication. After the frequency shift, the beacon B is always transmitted from the master station and the time until the next frequency shift is set.
IEEE Std 802.11, 1999 Edition for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Local and Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P156-P167

また、図6において、親局Aの通信エリア外でデータ通信を行う場合、ノード1は、親局AからのビーコンB1を受信することができなくなる。更なる親局2からのビーコンB2を見つけるまであらかじめ設定されている使用可能な全周波数を探索する。ノード1が、新たな親局2を見つけると、その親局のビーコンB2に含まれる周波数ホッピング用タイマ値に合わせる。その後、ノード1は、親局2とデータ通信可能となる。
IEEE Std 802.11,1999 Edition for Information Technology - Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Network - Specific Requirements - Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P125-P130
In FIG. 6, when data communication is performed outside the communication area of the master station A, the node 1 cannot receive the beacon B1 from the master station A. It searches for all available frequencies set in advance until a beacon B2 from a further master station 2 is found. When the node 1 finds a new master station 2, it matches the frequency hopping timer value included in the beacon B2 of the master station. Thereafter, the node 1 can perform data communication with the master station 2.
IEEE Std 802.11, 1999 Edition for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Local and Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P125-P130

さらに、図7において、親局1と親局2は、イーサネット(登録商標)等により電気的に接続されている。親局1は、エリア1においてノード1とデータ通信可能であり、親局2は、エリア2においてノード2とデータ通信可能である。ノード1からノード2へのデータ通信が必要な場合、ノード1から親局1、さらに親局2を通じてノード2へデータが伝送される。
ここで、ノード間のデータ通信において、親局は、それぞれデータ通信可能な範囲においてノードのIDを把握している。
特開2000−151467号
Further, in FIG. 7, the master station 1 and the master station 2 are electrically connected by Ethernet (registered trademark) or the like. The master station 1 can communicate data with the node 1 in the area 1, and the master station 2 can communicate data with the node 2 in the area 2. When data communication from the node 1 to the node 2 is necessary, data is transmitted from the node 1 to the master station 1 and then to the node 2 through the master station 2.
Here, in the data communication between the nodes, the master station grasps the ID of the node within a range where data communication is possible.
JP 2000-151467 A

図8に示すような、周波数ホッピング方式では、使用周波数チャネルを直交符号とマッピングすることで、親局間の距離をある程度まで接近させることができる。
IEEE Std 802.11,1999 Edition for Information Technology - Telecommunications and Information Exchange between Systems - Local and Metropolitan Area Network - Specific Requirements - Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P178-P181
In the frequency hopping method as shown in FIG. 8, the distance between the master stations can be brought close to some extent by mapping the used frequency channel with the orthogonal code.
IEEE Std 802.11, 1999 Edition for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange between Systems-Local and Metropolitan Area Network-Specific Requirements-Part 11: Wireless Lan Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications P178-P181

解決しようとする問題点は、上記親局とノード間での周波数ホッピング方式での時間同期を行う場合、時間同期を行う上で必ず親局の範囲内にノードが存在する必要があるので、広い通信範囲をカバーするためには、多くの親局を設置する必要があった点である。   The problem to be solved is that when performing time synchronization using the frequency hopping method between the master station and the node, a node must exist within the range of the master station to perform time synchronization. In order to cover the communication range, it was necessary to install many master stations.

また、親局同士が近接していると、同一周波数を使用する時間内に混信問題が発生するので、親局とその通信範囲は、混信問題を考慮するために設置コストが高価なものとなっていた点である。   In addition, if the master stations are close to each other, an interference problem will occur within the time when the same frequency is used. Therefore, the installation cost of the master station and its communication range becomes expensive in consideration of the interference problem. It was a point.

さらに、周波数ホッピング方式では、あらかじめ決められた使用周波数の数が多いために、ノードが、新たな親局を探すのに多くの時間がかかっていた。   Further, in the frequency hopping method, since the number of predetermined use frequencies is large, it takes a long time for the node to search for a new master station.

さらに、親局とノード間のデータ通信を行う場合、ノード間のデータ通信は、親局を介して行うために、ノード間ではデータ通信可能な範囲でも、親局のデータ通信範囲外なので、親局を通したより複雑なデータ通信を提供しなければならない点である。   Furthermore, when performing data communication between the master station and the node, since the data communication between the nodes is performed via the master station, even if the data communication between the nodes is possible, it is outside the data communication range of the master station. The more complex data communication through the station has to be provided.

本発明は、複数の親局を設置せずに、親局の通信範囲内および通信範囲外に設けたノードから周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期を広範囲で行うことを最も主要な特徴とする。   The main feature of the present invention is that time synchronization in frequency hopping data communication is performed over a wide range from nodes provided within and outside the communication range of the master station without installing a plurality of master stations. .

本発明の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法によれば、1つの時間同期情報を定期的に各ノードに伝えることと、各ノードが、時間同期情報を中継することにより、広域で周波数ホッピング方式の同期が取ることができる。したがって、通常の無線LANのようなアクセスポイントの設置場所を意識せず自由に設置できるという利点がある。さらに、周波数ホッピング方式の時間同期情報を伝送するときに自己ノードIDを入れることで、周波数ホッピング方式を用いたマルチホップシステムが簡単に行えるようになるという利点もある。   According to the time synchronization method in the data communication of the frequency hopping method of the present invention, frequency hopping is performed in a wide area by periodically transmitting one time synchronization information to each node, and each node relaying the time synchronization information. System synchronization can be taken. Therefore, there is an advantage that it can be installed freely without being aware of the location of the access point such as a normal wireless LAN. Furthermore, there is also an advantage that a multi-hop system using the frequency hopping method can be easily performed by inserting the self node ID when transmitting the time synchronization information of the frequency hopping method.

本発明に係る周波数ホッピングの同期方法は、親局が、定期的に周波数ホッピング時間情報を各ノードに伝えるステップと、各ノードが前記の時間情報の受信時に、周波数ホッピング用の自己タイマを前記の時間情報に更新するステップと、前記各ノードが受信時に、受信した周波数ホッピング時間を各中継送信ノードとして送出するステップと、親局の通信範囲外にある各ノードが各中継送信ノードからの時間情報の受信時に、周波数ホッピング用の自己タイマーを前記の時間情報に更新するステップと、親局の通信範囲外にある各ノードが受信時に、受信した周波数ホッピング時間を各中継送信ノードとして送出するステップと、を具備することにより目的を実現した。   In the frequency hopping synchronization method according to the present invention, a master station periodically transmits frequency hopping time information to each node, and each node sets a self-timer for frequency hopping when receiving the time information. A step of updating to time information, a step of transmitting the received frequency hopping time as each relay transmission node at the time of reception by each of the nodes, and a time information from each relay transmission node of each node outside the communication range of the master station Updating the self-timer for frequency hopping to the time information when receiving the signal, and transmitting each received frequency hopping time as each relay transmitting node when each node outside the communication range of the master station receives, The object was realized by comprising.

親局が、定期的に周波数ホッピング時間情報を各ノードに伝えるステップは、前記送信ノードが、自己の周波数ホッピングタイマー値をデータ中に入れブロードキャストで送信、もしくは、1対1データ通信で送信すればよい。   The master station periodically transmits the frequency hopping time information to each node if the transmitting node transmits its own frequency hopping timer value in the data and transmits it by broadcast or by one-to-one data communication. Good.

また、各ノードが、中継ノードとして送出するときには、自己ノードIDをデータ中に埋め込こみ、中継送信ノードは、受信データ中の自己ノードIDを確認し中継送信を行うかを自動判別すればよい。
なお、中継ノードは、受信データ中の中継IDをルーティングテーブルとして使用してもかまわない。
Further, when each node transmits as a relay node, the own node ID is embedded in the data, and the relay transmission node can automatically determine whether to perform relay transmission by checking the own node ID in the received data. .
Note that the relay node may use the relay ID in the received data as a routing table.

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。即ち、
1.親局が、定期的に周波数ホッピング時間情報を各ノードに伝える。時間情報を受信した全てのノードは、同じ時間情報を持ち、さらに、時間情報を中継するため、時間情報は、1台のノードのデータ通信範囲外と容易に時間同期を取ることができる。
2.時間情報を中継するときに、自己IDをデータ中に入れるため、簡単に周波数ホッピング時間情報を送出したノードまでのルートを検出できる。
3.前記、ルートをメモリに記憶しておき、時間情報送信基へのデータ通信のときに使用することができる。
4.定期的に時間情報とともにルート情報が送られてくるので、時間情報送信元への中継ルートの変更が、前記のように記憶情報と比較することで認識されるため容易に動的変化に対応できる。
5.時間情報の中継は、自己IDが中継データに入っていた場合行わないので、中継データを伝送する時の無限ループを容易に回避できる。
According to the above means, the following operation can be obtained. That is,
1. The master station periodically transmits frequency hopping time information to each node. All the nodes that have received the time information have the same time information, and further relay the time information, so that the time information can be easily time synchronized with the outside of the data communication range of one node.
2. Since the self ID is included in the data when relaying the time information, the route to the node that sent the frequency hopping time information can be easily detected.
3. The route can be stored in a memory and used for data communication to a time information transmission base.
4). Since route information is periodically sent along with time information, a change in the relay route to the time information transmission source is recognized by comparing with the stored information as described above, so it can easily cope with dynamic changes. .
5). Since the relay of the time information is not performed when the self ID is included in the relay data, it is possible to easily avoid an infinite loop when relay data is transmitted.

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図1は、本発明の実施例1として、周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法を説明するための図である。
親局(ノードID0)から定期的に周波数ホッピング方式の時間情報と、現在データ通信で使用されている使用周波数とを一斉同報にて送信する。図1では、あらかじめ決められた周波数、一例としてF1、F2、F3、F4、F5全ての周波数へ一斉同報にて送信する。この一斉同報の通信で用いる各周波数F1、F2、F3、F4、F5の滞在時間は、データ通信で用いる次の周波数への移行時間より十分短く設定してある。
親局(ノードID0)からデータ通信可能範囲は、ノードID1とノードID2である。
ノードID1とノードID2は、F1の周波数でデータ通信可能状態としている。ノードID11とノードID2は、親局(ノードID0)からの時間情報を受け取る。この時間情報は、あらかじめ決められた周波数パターンへの移行時間を意味する。ノードID1およびID2は、受信された一斉同報のデータにより自己タイマの値と、現在のデータ通信使用周波数を更新する。
図1では、データ通信用の周波数の変更を一斉同報通信後に行っている。
周波数ホッピング方式の時間情報は、ノードID1、ノードID2により、再度、一斉同報を行う。このとき、一斉同報のデータ中に、自己ノードIDを入れて送出する。
前記受信した一斉同報中に、自己ノードIDが入っていないことを確認して、自己ノードIDが入っている場合には、一斉同報を送出しない。これにより、ループ検出を行う。
ノードID2は、親局(ノードID0)と同様にF1、F2、F3、F4、F5の全ての使用周波数へ一斉同報を行う。
ノードID2は、使用周波数全てへ一斉同報を送出後、一斉同報のデータより、所定の周波数(ここでは、周波数F1)へ切り替える。
ノードID3は、周波数F2でデータ通信可能であるため、ノードID2が、周波数F2で一斉同報通信を行ったときに周波数ホッピング方式用の時間情報を受け取る。一斉同報データには、時間情報と、使用周波数情報が含まれる。ノードID3は、時間情報を用い自己タイマ値を更新し、ノードID2と同様に、ループ検出、自己ノードIDをデータに追加した後、一斉同報通信を行う。一斉同報通信を行った後、一斉同報通信中に含まれている周波数F1へ切り替える。
ノードID4は、周波数F2でデータ通信可能であるため、ノードID3が、周波数F2で一斉同報通信を行ったときに周波数ホッピング方式用の時間情報を受け取る。ノードID4は、時間情報を用い自己タイマ値を更新し、他のノードと同様に、ループ検出、自己ノードIDをデータに追加した後、一斉同報通信を行う。一斉同報通信を行った後、周波数F1へ切り替える。
ノードID5は、周波数F5でデータ通信可能であるため、ノードID4が、周波数F5で一斉同報通信を行ったときに周波数ホッピング方式用の時間情報を受け取る。ノードID5は、時間情報を用い自己タイマ値を更新し、他のノードと同様に、ループ検出、自己ノードIDをデータに追加した後、一斉同報通信を行う。一斉同報通信を行った後、周波数F1へ切り替える。
上記のように、ノードID1、ID2、ID3、ID4、ID5は、同一の周波数ホッピング方式の時間情報をもつことができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a time synchronization method in frequency-hopping data communication as Embodiment 1 of the present invention.
The master station (node ID 0) periodically transmits time information of the frequency hopping method and the used frequency currently used in data communication by simultaneous broadcast. In FIG. 1, transmission is performed by simultaneous broadcast to predetermined frequencies, for example, all frequencies of F1, F2, F3, F4, and F5. The residence time of each frequency F1, F2, F3, F4, and F5 used in the broadcast communication is set sufficiently shorter than the transition time to the next frequency used in data communication.
The data communication possible range from the master station (node ID 0) is node ID 1 and node ID 2.
Node ID 1 and node ID 2 are in a state where data communication is possible at a frequency of F1. Node ID 11 and node ID 2 receive time information from the master station (node ID 0). This time information means a transition time to a predetermined frequency pattern. Node IDs 1 and 2 update the value of the self-timer and the current data communication use frequency with the received broadcast data.
In FIG. 1, the frequency for data communication is changed after the broadcast communication.
The time information of the frequency hopping method is simultaneously broadcast again using the node ID 1 and node ID 2. At this time, the self-node ID is put in the broadcast data and transmitted.
It is confirmed that the self node ID is not included in the received broadcast, and if the self node ID is included, the broadcast is not transmitted. Thereby, loop detection is performed.
Node ID 2 broadcasts simultaneously to all the used frequencies of F 1, F 2, F 3, F 4, and F 5 in the same manner as the master station (node ID 0).
Node ID 2 switches to a predetermined frequency (here, frequency F 1) from the broadcast data after sending the broadcast to all the used frequencies.
Since the node ID 3 can perform data communication at the frequency F2, the node ID 2 receives the time information for the frequency hopping method when performing the simultaneous broadcast communication at the frequency F2. The broadcast data includes time information and use frequency information. Node ID 3 updates the self-timer value using time information, and performs loop broadcast after adding loop detection and self-node ID to the data, similar to node ID 2. After the broadcast communication, the frequency F1 included in the broadcast communication is switched.
Since the node ID 4 is capable of data communication at the frequency F2, the node ID 3 receives the time information for the frequency hopping method when performing the broadcast communication at the frequency F2. Node ID 4 updates the self-timer value using time information, and performs loop broadcast after adding loop detection and self-node ID to the data in the same manner as other nodes. After performing simultaneous broadcast communication, the frequency is switched to F1.
Since node ID 5 is capable of data communication at frequency F 5, node ID 4 receives time information for the frequency hopping method when broadcast communication is performed at frequency F 5. The node ID 5 updates the self-timer value using the time information, and performs loop broadcast after adding the loop detection and the self-node ID to the data in the same manner as other nodes. After performing simultaneous broadcast communication, the frequency is switched to F1.
As described above, the node ID1, ID2, ID3, ID4, and ID5 can have time information of the same frequency hopping method.

前記により、親局からの一斉同報を受け取った各ノードは、それぞれの一斉同報データ中に含まれているルート情報を各ノード内メモリに保存する。各ノードに保存されているルートテーブルを図2示す。
図2において、親局(ノードID0)は、一斉同報を送出したノードなので何も保存されていない。ノードID1のテーブルは、親局(ノードID0)から直接一斉同報受信時に作成されたテーブルと、ノードID2から受信した一斉同報により2つの経路が保存されている。
ノードID2のテーブルは、親局(ノードID0)から直接一斉同報受信時に作成されたテーブルと、ノードID1から受信した一斉同報により2つの経路が保存されている。
ノードID3のテーブルは、ノードID2から受信した一斉同報中に含まれるノードID2−親局(ノードID0)のルートテーブルが保存される。
ノードID4のテーブルは、ノードID3から受信した一斉同報中に含まれるノードID3−ノードID2−親局(ノードID0)のルートテーブルが保存される。
ノードID5のテーブルは、ノードID4から受信した一斉同報中に含まれるノードID4−ノードID3−ノードID2−親局(ノードID0)のルートテーブルが保存される。
As described above, each node that receives the broadcast from the master station stores the route information included in the broadcast data in the node memory. FIG. 2 shows a route table stored in each node.
In FIG. 2, since the master station (node ID 0) is the node that sent the simultaneous broadcast, nothing is stored. In the node ID 1 table, two routes are stored by the table created at the time of direct broadcast reception directly from the master station (node ID 0) and the broadcast received from the node ID 2.
In the node ID 2 table, two routes are stored by the table created at the time of simultaneous broadcast reception directly from the master station (node ID 0) and the broadcast received from the node ID 1.
The node ID3 table stores the route table of the node ID2-parent station (node ID0) included in the simultaneous broadcast received from the node ID2.
The node ID4 table stores a route table of node ID3-node ID2-master station (node ID0) included in the broadcast received from node ID3.
The node ID5 table stores a route table of node ID4-node ID3-node ID2-parent station (node ID0) included in the broadcast received from node ID4.

ルートテーブルは、極端に長い情報が巡回しないように適当な長さ以上を伝送しないようにしている。
ルートテーブルを確認するために、各ノードは、親局(ノードID0)に対してデータを伝送する。親局(ノードID0)から返答(ACK)が返されたら、前記ルートテーブルをデータ通信に使用する。
ルートテーブルの確認は、各ノードが保有している、他のルートテーブルを使用してもよい。もし、親局(ノードID0)から返答(ACK)が返されなかったら、次の一斉同報を待ってもよい。
親局(ノードID0)へ到達した各ノードからのデータには、経路情報が入っているため、各ノード宛ての返答(ACK)を出すと同時に、親局(ノードID0)のルートテーブルに各ノードまでの経路を保存する。
親局(ノードID0)を含めて、各ノードのルートテーブルのメンテナンスは、定期的な周波数ホッピング方式の時間情報に対し、経路情報が各ノードより異なるという情報を基に行う。
各ノードは、ルートテーブル上に複数の親局(ノードID0)までの経路情報をもつ。
親局(ノードID0)は、各ノードからの経路確認によりルートテーブルにデータ通信可能な全てのノードまでの経路情報をもつ。
The route table does not transmit more than an appropriate length so that extremely long information does not circulate.
In order to confirm the route table, each node transmits data to the master station (node ID 0). When a response (ACK) is returned from the master station (node ID 0), the route table is used for data communication.
For confirmation of the route table, another route table possessed by each node may be used. If no response (ACK) is returned from the master station (node ID 0), the next simultaneous broadcast may be awaited.
Since the route information is included in the data from each node that has reached the master station (node ID 0), a response (ACK) addressed to each node is issued and at the same time, each node appears in the route table of the master station (node ID 0). Save the route to.
Maintenance of the route table of each node including the master station (node ID 0) is performed based on information that the route information is different from each node with respect to the time information of the periodic frequency hopping method.
Each node has route information to a plurality of master stations (node ID 0) on the route table.
The master station (node ID 0) has route information to all nodes capable of data communication in the route table by route confirmation from each node.

図3では、ノード間周波数ホッピングの時間同期の微調整を行う動作を説明する。
ノードID5から親局(ノードID0)へのデータ通信を行う場合、図2に示したルートテーブル情報をデータ中に入れデータ通信を行う。このとき、データ中には、周波数ホッピングの時間情報、経路情報、パケットのID、等のデータが入っている。
ノードID4は、ノードID5からのデータを受信し自己タイマを設定する。ノードID4は、自己IDが受信データ中の経路情報中に入っていることを確認しデータを送信する。
ノードID3は、ノードID4からのデータを受信して自己タイマを設定する。自己IDが受信データ中の経路情報中に入っていることを確認しデータを送信する。
同様に、ノードID2は、ノードID3からのデータを受信して自己タイマを設定する。自己IDが受信データ中の経路情報中に入っていることを確認しデータを送信する。
親局(ノードID0)は、ノードID2からのデータを受信して自己タイマを設定する。
このような、データ通信においても中継を行いながら周波数ホッピング方式の時間情報を微調整する。
FIG. 3 illustrates an operation for performing fine adjustment of time synchronization of inter-node frequency hopping.
When performing data communication from the node ID 5 to the master station (node ID 0), the route table information shown in FIG. 2 is included in the data and data communication is performed. At this time, the data includes data such as frequency hopping time information, path information, packet ID, and the like.
Node ID 4 receives data from node ID 5 and sets its own timer. The node ID 4 confirms that the self ID is included in the route information in the received data and transmits the data.
Node ID 3 receives data from node ID 4 and sets its own timer. Confirm that the self ID is included in the route information in the received data and transmit the data.
Similarly, node ID2 receives data from node ID3 and sets its own timer. Confirm that the self ID is included in the route information in the received data and transmit the data.
The master station (node ID 0) receives data from node ID 2 and sets its own timer.
In such data communication, the time information of the frequency hopping method is finely adjusted while relaying.

図2のルートテーブルを使用して再送が発生したときの例を、実施例2として、図4で説明する。
ノードID3が、親局(ノードID0)へデータ通信を行おうとしたとき、ルートテーブルID1を通って親局(ノードID0)を選択する。ノードID3から経路情報をデータ中に入れてノードID1へデータ伝送する(NT1)。しかし、ノードID1から応答(ACK)が、かえってこなかった場合に、数回の再送を試みたあと、応答がなかった場合、ノードID3は、別のルートテーブルを使用してデータ伝送を試みる。
図4の場合、ノードID3からノードID2へ伝送する(NT2)。ノードID2は、受信データに誤りがなければノードID3への応答(ACK3)を返す。 ノードID2は、データ中の経路情報により親局(ノードID0)へデータ伝送する。親局(ノードID0)は、受信データに誤りがなければノードID2へ応答(ACK2)を返す。
An example of when a retransmission occurs using route table of FIG. 2, as a second embodiment will be described with reference to FIG.
When node ID3 tries to perform data communication with the master station (node ID0), the master station (node ID0) is selected through route table ID1. The route information is put into the data from the node ID3 and is transmitted to the node ID1 (NT1). However, if the response (ACK) from the node ID 1 is not returned, the node ID 3 tries to transmit data using another route table if there is no response after several retransmission attempts.
In the case of FIG. 4, the data is transmitted from the node ID 3 to the node ID 2 (NT2). If there is no error in the received data, the node ID2 returns a response (ACK3) to the node ID3. The node ID 2 transmits data to the master station (node ID 0) by the route information in the data. If there is no error in the received data, the master station (node ID 0) returns a response (ACK 2) to node ID 2.

本方式を用いて、直接拡散方式(DS)やOFDM方式との組み合わせ、DS−FH方式やOF−DM−FH方式を使用した場合でも適用できる。
DS方式やOFDM方式は、無線LANや地上波デジタル放送で使用しているので詳細な説明は省略する。
つまり、DS方式の拡散符号やOFDM方式のフーリエ変換のような信号処理に無関係に、周波数ホッピング方式を組み合わせて1つのノードとの時間同期関係を維持することができる。
Using this method, the present invention can be applied even when a combination with the direct spreading method (DS) or OFDM method, the DS-FH method or the OF-DM-FH method is used.
Since the DS method and OFDM method are used in wireless LAN and terrestrial digital broadcasting, detailed description thereof is omitted.
That is, regardless of signal processing such as DS spread code or OFDM Fourier transform, it is possible to maintain a time synchronization relationship with one node by combining frequency hopping methods.

以上、説明したように、本発明の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法によれば、1つの時間同期情報を定期的に各ノードに伝えることと、各ノードが、時間同期情報を中継することにより、広域で周波数ホッピング方式の同期を取ることができる。
したがって、通常の無線LANのようなアクセスポイントの設置場所を意識せず自由に設置できる。
さらに、周波数ホッピング方式の時間同期情報を伝送するときに自己ノードIDを入れることで、周波数ホッピング方式を用いたマルチホップシステムが簡単に行えるようになる。
As described above, according to the time synchronization method in the frequency hopping data communication of the present invention, one time synchronization information is periodically transmitted to each node, and each node relays the time synchronization information. Thus, frequency hopping synchronization can be achieved over a wide area.
Therefore, it can be installed freely without being aware of the location of an access point such as a normal wireless LAN.
Furthermore, a multi-hop system using the frequency hopping method can be easily performed by inserting the self-node ID when transmitting the time synchronization information of the frequency hopping method.

本発明は、親局の通信範囲外で中継機能を用いてデータを通信できるうえに、経路情報を用いることで自動的に経路を変更することができる。このため、信頼性が必要である大きな工場内等でのデータ通信、特に、センサー情報の伝送等に用いられる。また、同様に、海や山の観光地における電力監視や、或いはゴルフ場等の散水、電力監視等の用途にも適用できる。   According to the present invention, data can be communicated using the relay function outside the communication range of the master station, and the route can be automatically changed by using the route information. For this reason, it is used for data communication in a large factory where reliability is required, particularly for transmission of sensor information. Similarly, the present invention can be applied to power monitoring at sea or mountain sightseeing spots, water spraying at golf courses, power monitoring, or the like.

本発明の実施例の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time synchronization method in the data communication of the frequency hopping system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法のルートテーブルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the route table of the time synchronization method in the data communication of the frequency hopping system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法の同期時間微調整のやり取りを説明するための図である。It is a figure for demonstrating exchange of the synchronization time fine adjustment of the time synchronization method in the data communication of the frequency hopping system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法の再送動作のやり取り集中制御方法における、時間的にクリティカルなデータを伝送する場合の各ノードからの送信データの伝送間隔について説明するための図である。A transmission interval of transmission data from each node in the case of transmitting time critical data in the centralized control method of retransmission operation of the time synchronization method in frequency hopping data communication according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 従来の周波数ホッピング方式の時間同期方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time synchronization method of the conventional frequency hopping system. 従来の周波数ホッピング方式の親機とノードとのやり取りの様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of communication between the main | base station of a conventional frequency hopping system, and a node. 従来の複数親局とノードの一般的なネットワーク構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the general network structure of the conventional several master station and a node. 従来の周波数ホッピング方式を用いたときの親局の設置形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the installation form of the main station when the conventional frequency hopping system is used.

Claims (4)

周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法であって、該方法は、
親局が、定期的に周波数ホッピング時間情報を各ノードに伝えるステップと、
各ノードが前記の時間情報の受信時に、周波数ホッピング用の自己タイマーを前記の時間情報に更新するステップと、
前記各ノードが受信時に、受信した周波数ホッピング時間を各中継送信ノードとして送出するステップと、
親局の通信範囲外にある各ノードが各中継送信ノードからの時間情報の受信時に、周波数ホッピング用の自己タイマーを前記の時間情報に更新するステップと、
親局の通信範囲外にある各ノードが受信時に、受信した周波数ホッピング時間を各中継送信ノードとして送出するステップと、
を具備することを特徴とする周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法。
A time synchronization method in frequency hopping data communication, the method comprising:
The master station periodically transmits frequency hopping time information to each node;
When each node receives the time information, updates a self-timer for frequency hopping to the time information;
Transmitting each received frequency hopping time as a relay transmission node when each of the nodes receives,
When each node outside the communication range of the master station receives time information from each relay transmission node, updating a self-timer for frequency hopping to the time information,
When each node outside the communication range of the master station receives, sending the received frequency hopping time as each relay transmission node;
A time synchronization method in frequency hopping data communication.
請求項1に記載の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法において、あらかじめ決められた1台のノードが、定期的に周波数ホッピング時間情報を各ノードに伝えるステップは、前記送信ノードが、自己の周波数ホッピングタイマー値をデータ中に入れブロードキャストで送信、もしくは、1対1データ通信で送信することを特徴とする周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法。   2. The time synchronization method in frequency hopping data communication according to claim 1, wherein the step in which one predetermined node periodically transmits the frequency hopping time information to each node comprises A time synchronization method in frequency hopping data communication, wherein a frequency hopping timer value is inserted into data and transmitted by broadcast or by one-to-one data communication. 請求項2に記載の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法において、各ノードが、中継ノードとして送出するときには、自己ノードIDをデータ中に埋め込こみ、中継送信ノードは、受信データ中の自己ノードIDを確認し中継送信を行うかを自動判別することを特徴とする周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法。   3. The time synchronization method in frequency hopping data communication according to claim 2, wherein each node embeds its own node ID in the data when transmitting as a relay node, and the relay transmission node A time synchronization method in frequency hopping data communication, wherein node ID is confirmed and whether or not relay transmission is performed is automatically determined. 請求項3に記載の周波数ホッピング方式のデータ通信における時間同期方法において、中継ノードは、受信データ中の中継IDをルーティングテーブルとして使用することを特徴とする周波数ホッピング方式の通信機。   4. The frequency hopping communication apparatus according to claim 3, wherein the relay node uses a relay ID in the received data as a routing table.
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