JP2008219084A - 無線通信制御装置、ノード及び無線システム - Google Patents

Abstract

【課題】フレーム衝突を回避するために、適切な送信タイミングで送信信号を送信することができるようにする。
【解決手段】本発明の無線通信制御装置は、無線システムを構成する移動ノードが送信する無線信号を受信すると共に、１又は複数の他ノードが上記移動ノードに向けて送信する無線信号を受信する受信手段と、移動ノードに向けて送信信号を送信する送信手段と、各他ノードからの無線信号の受信結果と移動ノードからの無線信号の受信結果とに基づいて求めた、各他ノードも含めた移動ノードとの間の位置関係結果に応じて、送信信号の送信タイミングを制御する通信制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信制御装置、ノード及び無線システムに関し、例えば、複数の無線ノードで構成された無線システムにおいて、特定の無線ノードの位置を検出するための位置推定システムの送信信号の通信制御を行う無線通信制御装置、ノード及び無線システムに適用し得る。

例えば、特定の物体の位置を知りたい場合や、特定の物体の有無を遠隔地から知りたい場合等に、無線通信デバイスを特定の物体に付与しておき、この無線通信デバイスを利用して物体の位置を推定する技術がある。この位置推定技術としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）や、又はＰＨＳ（Personal Handyphone System）を利用して無線通信デバイスの位置を推定するものがある。

しかし、これらのシステムは、複数の衛星や基地局からの電波を受信する必要があるため、屋外や広い空間での用途には適しているが、屋内等での用途には適用できない場合がある。

従来、屋内等で用いられる位置推定技術としては、例えば、受信電波の受信電力強度（以下、受信電力値ともいう）に基づいて対象物の位置を推定する方法がある（非特許文献１及び特許文献１参照）。これは、一般に、電波の受信電力強度は距離に反比例する特性を利用し、受信電力値から距離を推定することで、複数の無線通信装置間の距離を測定し、対象物の位置を推定するというものである。

例えば、予め位置の分かっている固定ノードを利用して、移動ノードの位置を推定する場合、主に、以下に示す２種類の方法が考えられる。

第１は、移動ノードが複数の固定ノードに対して測定信号を送信する場合の方法である。この場合、各固定ノードが、移動ノードからの測定信号の受信電力値を測定し、測定した受信電力値を返信信号に乗せて移動ノードに返信する。そして、移動ノードが、複数の固定ノードからの受信電力値及び各固定ノードの位置を用いて、自ノードの位置を推定するというものである。なお、受信電力の測定結果を特定の固定ノードに収集し、特定の固定ノードで位置推定の演算処理させることも可能である。

第２は、固定ノードが定期的に測定信号を送出する場合の方法である。この場合、移動ノードが、複数の固定ノードからの測定信号の受信電力値を測定し、これらの受信電力値及び各固定ノードの位置を用いて、自ノードの位置を推定するというものである。

特表２００５−５０７０７０号公報 「ＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いた屋内位置推定システム」、電子情報通信学会、第３回センサネットワーク研究会、２００６年１月

しかしながら、上述した第１の位置推定方法は、測定信号の受信電力値を測定した固定ノードが、受信電力値を移動ノードに通知する必要がある。そのため、複数の固定ノードが同じタイミングで一斉に送信する場合、複数の固定ノードからのフレーム同士が衝突するおそれがあり、その結果、移動ノードで位置推定に必要な受信電力値の測定結果を収集できず、自ノードの位置推定を正確に演算できないことが起こりうる。

ここで、固定ノードが送信する受信電力値の測定結果の中には、例えば受信電力値があまりにも小さい等のように、位置推定の演算にとって重要でない測定結果も含まれ得る。そのため、このような重要でない測定結果の送信は、無線帯域の有効利用の観点から望ましくないと共に、他のフレームとの衝突により、重要な測定結果の収集欠如を冗長する観点からも望ましくない。

また、上述した第２の位置測定方法は、固定ノードが定期的に測定信号を送信する必要がある。この場合も、上記と同様に、複数の固定ノードが同じタイミングで一斉に測定信号を送信すると、フレーム（測定信号）同士が衝突するおそれがあり、自ノードの位置推定を正確に演算できないことが起こりうる。

なお、位置推定システムだけでなく、他の無線通信システムにおいても、フレーム衝突により、フレーム受信が適切にできない場合が生じ得る。

そのため、フレーム衝突を回避するために、適切な送信タイミングで送信信号を送信することができる無線通信制御装置、ノード及び無線システムが求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の無線通信制御装置は、（１）無線システムを構成する移動ノードが送信する無線信号を受信すると共に、１又は複数の他ノードが上記移動ノードに向けて送信する無線信号を受信する受信手段と、（２）移動ノードに向けて送信信号を送信する送信手段と、（３）各他ノードからの無線信号の受信結果と移動ノードからの無線信号の受信結果とに基づいて求めた、各他ノードも含めた移動ノードとの間の位置関係結果に応じて、送信信号の送信タイミングを制御する通信制御手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明のノードは、無線システムを構成する移動ノードに向けて無線信号を送信するノードにおいて、第１の本発明の通信制御装置を備える。

第３の本発明の無線システムは、移動ノードと、複数の第２の本発明のノードとを有して構成される。

本発明によれば、フレーム衝突を回避するために、適切な送信タイミングで送信信号を送信することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明の無線通信制御装置、ノード及び無線システムの第１の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

第１の実施形態は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を採用した複数の無線通信装置から構成された無線ネットワークシステムにおいて、ある無線通信装置の位置を推定する位置推定システムに適用した場合を例に挙げて説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、第１の実施形態の無線ネットワークシステムの構成例を示す構成図である。図２において、無線ネットワークシステム２００は、位置推定対象である移動ノード２０１と、事前に自身の正確な位置情報が入力されている固定ノード２０３〜２０８と、固定ノードの機能を持ちながら、例えばインターネットやイントラネットワーク等の外部ネットワーク２１０との接続機能を備えたゲートウェイノード２０２と、を有して構成される。

固定ノード２０３〜２０８、ゲートウェイ２０２は、位置推定対象である移動ノード２０１から送信された受信電力の測定信号を受信すると、この測定信号の受信電力値を測定し、その測定結果を含む返信信号を移動ノード２０１に対し返信するものである。

また、固定ノード２０３〜２０８、ゲートウェイ２０２は、他の固定ノードが送信した返信信号を受信すると、この他の固定ノードからの返信信号の受信電力値を測定し、他の固定ノードからの返信信号の受信電力値と自ノードで測定した測定信号の受信電力値とを比較し、その比較結果に応じて移動ノード２０１に対して返信する返信信号の送信タイミングを制御するものである。

図１は、第１の実施形態の固定ノード１００（２０３〜２０８）の内部構成を示す機能ブロック図である。図１において、第１の実施形態の固定ノード１００は、無線受信処理部１０１、受信電力測定部１０２、ヘッダ検出部１０３、返信信号生成部１０４、データ読取部１０５、バッファ部１０６、送信制御部１０７、無線送信処理部１０８、を少なくとも有する。

無線受信処理部１０１は、受信した無線信号に対して所定の復調処理や周波数変換処理を行い、無線信号から所定フレームを抽出し、その所定フレームをヘッダ検出部１０３に与えるものである。

受信電力測定部１０２は、到来した無線信号の受信に基づいて受信電界強度を測定し、その受信電界強度に基づく受信電力値を求めるものである。

ヘッダ検出部１０３は、無線受信処理部１０１により抽出された所定フレームから、送信先アドレス、送信元アドレス等のアドレス情報や、そのフレームの種別を示す識別子などを検出するものである。

返信信号生成部１０４は、受信したフレームの送信元アドレスが移動ノード２０１のアドレスであって、そのフレーム種別が受信電力の測定信号である場合に、受信電力測定部１０２で測定された当該無線信号の受信電力値の測定結果及び自ノード１００の位置情報を、フレームのデータ部に挿入して返信信号を生成するものである。

バッファ部１０６は、返信信号生成部１０４により生成された返信信号を一時的に保持するものである。

データ読取部１０５は、受信したフレームの送信元アドレスが他の固定ノードのアドレスであって、そのフレーム種別が受信電力の測定結果の返信信号である場合に、そのフレームのデータ部に含まれている受信電力値を読み出すものである。

送信制御部１０７は、データ読取部１０５により読み出された他の固定ノードでの測定結果の受信電力値に基づき、バッファ部１０６に保持された測定結果の返信フレームを送信するタイミングを制御するものである。

また、送信制御部１０７は、他の固定ノードからの返信信号の受信個数を、移動ノード毎に計数するカウンタ部１０７ａを有する。

さらに、送信制御部１０７は、バッファ部１０６に保持する返信信号のバッファ保持時間を設定するためのものであって、他の固定ノードでの受信電力値と自ノードでの受信電力値との比較結果に応じて、タイマ値を可変にできるタイマ部１０７ｂを有する。

また、送信制御部１０７は、測定信号を送信した移動ノード２０１宛の、他の固定ノードからの返信信号の個数を計測する
送信処理部１０８は、送信するフレームに対して周波数変換や所定の変調処理を行い、無線信号として送信するものである。

なお、図１において、バッファ部１０６及び送信制御部１０７は、複数の処理機能を備える場合を示す。これにより、複数の処理を並列的に実行することができ、複数の移動ノード２０１の位置を同時に推定することができる。勿論、それぞれ１個の処理機能を備えるようにしてもよい。

次に、移動ノード２０１について説明する。移動ノード２０１は、自ノードの位置推定を行う際、受信電力を測定させる測定信号を送信するものである。また、移動ノード２０１は、固定ノード２０３〜２０８、ゲートウェイ２０２から受信電力値を含む返信信号を受信し、この受信電力値に基づいて自ノードの位置を推定するものである。

図３は、移動ノード２０１の内部構成を示す機能ブロック図である。図３において、移動ノード２０１は、受信処理部３０１、ヘッダ検出部３０２、データ読取部３０３、バッファ部３０４、位置推定処理部３０５、測定信号生成部３０６、送信処理部３０７、を少なくとも有する。

測定信号生成部３０６は、自ノードの位置を推定したい場合に、受信電力の測定用の測定信号を生成し、生成した測定信号を送信処理部３０７に与えるものである。

送信処理部３０７は、測定信号生成部３０６から測定信号を受け取ると、その測定信号に対して周波数変換処理や所定の変調処理を行い、無線信号として送信するものである。なお、送信処理部３０７は、測定信号の送信処理だけでなく、移動ノード２０１が送信する全送信信号の送信処理も兼ねるものである。

受信処理部３０１は、受信した無線信号に対して所定の復調処理や周波数変換処理を行い、無線信号から所定フレームを抽出し、その所定フレームをヘッダ検出部３０２に与えるものである。

ヘッダ検出部３０２は、受信処理部３０１からフレームを受け取り、このフレームから送信元アドレスや送信先アドレス等のアドレス情報や、当該フレームの種別を示す識別子などを検出するものである。

データ読取部３０３は、受信したフレームの送信元が固定ノードのアドレスであって、そのフレーム種別が測定信号の受信電力値の測定結果の返信信号である場合に、当該フレームのデータ部に含まれている、測定信号の受信電力値の測定結果を読み取り、バッファ部３０４に与えるものである。

バッファ部３０４は、データ読取部３０３により読み取られた、複数の固定ノードでの測定信号の受信電力値の測定結果及び各固定ノードの位置情報を、一時的に保持するものである。

位置推定処理部３０５は、バッファ部３０４により保持されている、複数の固定ノードでの測定信号の受信電力値と各固定ノードの位置情報に基づいて、自ノード２０１の位置を推定するものである。位置推定処理手段３０５による位置推定処理の方法としては、既存する技術を適用できるので、ここでの詳細説明を省略する。

なお、第１の実施形態では、説明便宜上、固定ノードと移動ノードの機能を区別しているが、それぞれの特徴機能を重複して備えるようにし、いずれのノードとして動作させるようにしてもよい。また、各機能は、ハードウェア資源(例えば、汎用的なプロセッサなどの演算装置や、メモリやディスクなどの記憶装置等の構成）が処理プログラムを実行して実現されるソフトウェア処理とする場合を示すが、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の位置推定システムにおけるフレーム送信制御処理の動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図４は、固定ノード１００におけるフレーム送信制御処理の動作を示すフローチャートである。

まず、移動ノード２０１の位置推定を開始する場合に、移動ノード２０１では測定信号生成部３０６により測定信号が生成され、その測定信号が送信される。移動ノード２０１から送信された測定信号は、移動ノード２０１の近くに存在する固定ノード２０３〜２０８、ゲートウェイ２０２で受信され、測定信号を受信した固定ノード２０３〜２０８、ゲートウェイ２０２において図４に示す処理が行われる。

無線信号が固定ノード１００で受信されると、無線受信処理部１０１において、所定の復調処理や周波数変換処理等が行われ、所定フレームが抽出される（Ｓ４０１）。

抽出されたフレームは、ヘッダ検出部１０３により、フレームの種別やアドレス情報等が検出され、移動ノード２０１からの測定信号であるか、又は、他の固定ノードからの返信信号であるか否か判別される（Ｓ４０２、Ｓ４０３）
なお、ヘッダ検出部１０３により測定信号でも返信信号でもないと判断された場合、当該フレームは廃棄される（Ｓ４０４）。

Ｓ４０２において、受信フレームが測定信号であると判断された場合、送信制御部１０７において、当該測定信号を送信した移動ノード２０１宛とする、他の固定ノードからの返信信号の個数を計測するカウンタ１０７ａが初期化される（Ｓ４０５）。

また、受信電力測定部１０２により、当該測定信号の無線信号の受信電力強度が測定され、その測定結果である受信電力値が返信信号生成部１０４に与えられる。返信信号生成部１０４では、測定信号の受信電力値及び自ノード１００の位置情報が、フレームのデータ部に挿入され、返信信号が生成される（Ｓ４０６）。

返信信号が生成されると、タイマ部１０７ｂの示す値に従って、返信信号を保持するバッファ保持時間が設定され（Ｓ４０７）、バッファ保持時間が経過するまで、返信信号はバッファ部１０６に一時的に保持される（Ｓ４０８、Ｓ４０９）。なお、タイマ部１０７ｂが示す値の設定については後述する。

そして、バッファ保持時間が経過すると、バッファ部１０６に保持される返信信号は、送信制御部１０７から読み出される（Ｓ４０８、Ｓ４０９）。

一方、Ｓ４０３において、受信フレームが他の固定ノードからの返信信号であると判断された場合、当該返信信号の送信先毎（すなわち、測定信号を送信した移動ノード毎）に、他の固定ノードから受信した返信信号の個数を計測するカウンタ１０７ａのカウント値を加算する（Ｓ４１０）。

次に、当該返信信号のフレームがデータ読取部１０５に与えられ、当該フレームのデータ部から、他の固定ノードで測定された測定信号の受信電力値が読み出される（Ｓ４１１）。

そして、送信制御部１０７において、測定信号を送信した移動ノード毎に、自ノード１００で測定した測定信号の受信電力値と、他の固定ノードで測定した受信電力値とが比較される（Ｓ４１２）。

その結果、他の固定ノードで測定した受信電力値が自ノード１００で測定した受信電力値よりも大きい値である場合、送信制御部１０７によりタイマ部１０７ｂのタイマ値が加算される（Ｓ４１３）。これにより、返信信号のバッファ保持時間を長くすることができるので、自ノードよりも他の固定ノードの方が、先に返信信号を送信することができる。これは、自ノードからの返信信号より、他の固定ノードからの返信信号の方が、移動ノード２０１にとって優先度が高いと判断できるからである。

一方、他の固定ノードで測定した受信電力値が自ノードで測定した受信電力値以下である場合、送信制御部１０７によりタイマ部１０７ｂのタイマ値が減算される（Ｓ４１４）。これにより、返信信号のバッファ保持時間を短くすることができるので、他の固定ノードより自ノードの方が、先に返信信号を送信することができる。これは、他の固定ノードからの返信信号より、自ノードからの返信信号の方が、移動ノード２０１にとって優先度が高いと判断できるからである。

このように、各固定ノード１００から移動ノード２０１への返信信号の送信タイミングは、各固定ノード１００において自律的に調整することができる。その結果、自ノード１００が測定した受信電力値が他の固定ノードのそれ以上である場合には、送信タイミングを早く（すなわち優先度が高く）、自ノードが測定した受信電力値が他の固定ノードのそれより小さい場合には、送信タイミングを遅く（すなわち優先度が低く）なるため、移動ノード２０１では、常に受信電力値の大きな測定結果を含む返信信号が優先的に受信されることとなる。また、固定ノード間で自律的に返信信号の送信タイミングが調整されるため、返信信号同士のフレームの衝突を回避できる。

なお、タイマ部１０７ｂのタイマ値を加算及び減算する幅は、一定値としてもよいし、又は変数値としてもよい。変数値とする場合、例えば、自ノードでの受信電力値と他の固定ノードでの受信電力値との間の差が大きくなるほど、加算幅及び減算幅を大きくするように調整する。この場合、所定の演算式により変数値を求めるようにしてもよいし、又は、予め設定された、受信電力値の差と変数値との間の対応テーブルを利用して変数値を求めるようにしてもよい。

続いて、カウンタ１０７ａのカウント値が規定の送信個数以下である場合（Ｓ４１５）、バッファ部１０６で保持される返信信号は、無線送信処理部１０８により無線信号として送信される。

一方、カウンタ１０７ａのカウンタ値が規定の送信個数より大きい場合（Ｓ４１５）、返信信号のフレームは廃棄され（Ｓ４０４）、返信信号は無線信号として送信されない。これにより、既に規定の送信個数を超えた、移動ノード２０１にとって冗長的な返信信号を送信しないようにすることができる。

ここで、規定の送信個数は、移動ノード２０１で位置推定を行うために必要となる返信信号の送信個数である。一般に、最低３個以上の返信信号を受信すれば、位置推定することができるので、それに応じた数値を設定することが望ましい。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、測定信号の受信電力値の大きさに応じて、返信信号の送信タイミングを調整することができるので、フレーム衝突を回避することができると共に、移動ノード２０１にとって、測定信号の受信電力値の大きい返信信号を優先的に受信させることができ、位置推定演算に必要なデータを効率よく収集させることができる。

また、第１の実施形態によれば、規定送信個数を用いて、移動ノード２０１にとって、冗長的な返信信号を送信しないようにしたため、無線帯域の利用効率を向上することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の無線通信制御装置、ノード及び無線システムの第２の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

第２の実施形態も、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を採用した複数の無線通信装置から構成された無線ネットワークシステムにおいて、ある無線通信装置の位置を推定する位置推定システムに適用した場合を例に挙げて説明する。

また、第２の実施形態は、固定ノードが定期的に測定信号を送信し、その測定信号を受信した移動ノードが返信信号を返信する場合を前提とする。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、第２の実施形態の固定ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。図５において、第２の実施形態の固定ノード５００は、無線受信処理部５０１、受信電力測定部５０２、ヘッダ検出部５０３、測定信号生成部５０４、バッファ部５０６、送信制御部５０７、無線送信処理部５０８、を少なくとも有する。

第２の実施形態の固定ノード５００の構成が、第１の実施形態の構成と異なる点は、返信信号生成部１０４の代わりに測定信号生成部５０４を備える点と、データ読取部１０５を備えない点である。

測定信号生成部５０４は、定期的に、移動ノード２０１に向けて送信する測定信号を生成し、生成した測定信号をバッファ部５０６に与えるものである。

図６は、第２の実施形態の移動ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。図６において、第２の実施形態の移動ノード６００は、受信処理部６０１、ヘッダ検出部６０２、データ読取部６０３、バッファ部６０４、位置推定処理部６０５、返信信号生成部６０６、送信処理部６０７、を少なくとも有する。

第２の実施形態の移動ノード６００の構成が、第１の実施形態の構成と異なる点は、測定信号生成部３０６の代わりに返信信号生成部６０６を備える点である。

返信信号生成部６０６は、位置推定処理部６０５による位置推定処理結果をデータ部に挿入して、返信信号を生成するものである。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
続いて、第２の実施形態の位置推定システムにおけるフレーム送信処理の動作を図面を参照しながら詳細に説明する。

図７は、固定ノード５００におけるフレーム送信処理の動作を示すフローチャートである。

以下の信号送受信シーケンスは、固定ノードが定期的に測定信号を送信し、その測定信号を受信した移動ノードが返信信号を送信するケースを前提とする。

まず、固定ノード５００では、測定信号生成部５０４により、測定信号が定期的に生成され（Ｓ７０１）、タイマ部５０７ｂのタイマ値に従って測定信号のバッファ保持時間が設定され（Ｓ７０２）、生成された測定信号はバッファ部５０６に保持される（Ｓ７０３）。

一方、無線信号が到来すると、無線信号は、無線受信処理部５０１により受信され、所定の復調処理や周波数変換処理等が行われ、フレームが抽出される（Ｓ７０４）。このとき、無線信号は、受信電力測定部５０２により受信電力値が測定される（Ｓ７０５）。

受信されたフレームは、ヘッダ検出部５０３により、フレームの送信先や送信元のアドレス情報やフレーム種別等が識別され、当該フレームが他の固定ノードが送信した測定信号であるか、又は移動ノード２０１が送信した返信信号であるか判別される（Ｓ７０６、Ｓ７０７）。

なお、当該フレームが測定信号でも返信信号でもない場合、当該フレームは廃棄される（Ｓ７０８）。これは、このフレームが位置推定に必要ないフレームと判断されるからである。

Ｓ７０６及びＳ７０７において、受信フレームが測定信号及び返信信号である場合、受信されたフレームはバッファ部５０６に一時的に保持され、同じ移動ノードについて、他の固定ノードが送信した測定信号の受信電力値と、移動ノード２０１が送信した返信信号の受信電力値とが送信制御部５０７により比較される（Ｓ７０９）。

送信制御部５０７による比較の結果、他の固定ノードが送信した測定信号の受信電力値が、移動ノードが送信した返信信号の受信電力値よりも大きい場合に、自ノード５００から見て移動ノード２０１は、他の固定ノードよりも遠くに位置するものであると判断し、タイマ部５０７ｂのタイマ値を加算し（Ｓ７１０）、測定信号のバッファ保持時間を長くする。

これにより、自ノード５００の送信する測定信号の送信周期が長くなり、移動ノード２０１にとって冗長となる測定信号が送信される頻度が低下する。

一方、他の固定ノードが送信した測定信号の受信電力値が、移動ノードが送信した返信信号の受信電力値以下である場合に、自ノード５００から見て移動ノード２０１は、他の固定ノードよりも近くに位置するものであると判断し、タイマ部５０７ｂのタイマ値を減算し（Ｓ７１１）、測定信号のバッファ保持時間を短くする。

これにより、自ノード５００の送信する測定信号の送信周期が短くなり、移動ノード２０１にとって必要となる測定信号が送信される頻度が高くなる。

そして、バッファ部５０６に保持されている測定信号は、バッファ保持時間が経過した後、送信制御部５０７により読み出され、無線送信処理部５０８により送信される（Ｓ７１２、Ｓ７１３）。

以上のようにして、固定ノード５００の測定信号の送信タイミングを調整することで、移動ノード２０１では、移動ノード２０１に近いと思われる固定ノード５００からの測定信号を、優先的に受信することができる。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、移動ノードに近い固定ノードからの測定信号の送信周期が短くなり、移動ノードから遠い固定ノードからの測定信号の送信周期が長くなることで、位置推定に必要とされるデータを効率よく収集することが可能となる。

また、第２の実施形態によれば、冗長な測定信号の送信周期が短くなることで、無線帯域の利用効率の向上が実現できる。

（Ｃ）他の実施形態
（Ｃ−１）第１の実施形態では、他の固定ノードからの返信信号に含まれる受信電力値に基づいて、自ノードから送信する返信信号の送信タイミングを調整することとしたが、移動ノード２０１が送信した測定信号の受信電力値の逆数値に比例する値を、返信信号の送信間隔として設定してもよい。

これにより、移動ノード２０１からの測定信号の、受信電力値が大きい場合には自ノード１００での返信信号の送信間隔を短く設定することができ、受信電力値が小さい場合には自ノード１００での返信信号の送信間隔を長く設定することができるため、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。

この場合、送信制御部１０７は、受信電力測定部１０２が測定した他の固定ノードの返信信号の受信電力値を逆数にする演算部を備える。さらに、送信制御部１０７は、その演算結果である、他の固定ノードの返信信号の受信電力値の逆数の値、若しくは、この逆数値に比例する値に基づいて、送信間隔を設定する送信間隔設定部を備える必要がある。

（Ｃ−２）第２の実施形態では、移動ノード２０１からの返信信号の受信電力値と他の固定ノードからの測定信号の受信電力値とを測定し、他の固定ノードとの位置関係を推定して、バッファ保持時間を調整する場合を説明したが、これに限定せず、他の方法を適用してもよい。

例えば、固定ノードが、移動ノードからの返信信号のデータ部に含まれている、移動ノードで推定された位置情報の値や位置推定に用いた固定ノード情報等を読み取り、これらの情報に基づいて、バッファ保持時間を調整してもよい。

具体的な例としては、例えば、移動ノードで推定された位置情報と他の固定ノードの位置情報を比較し、自身の位置の方が移動ノードに近ければバッファ保持時間を短くし、他の固定ノードの方が移動ノードに近ければバッファ保持時間を長くすることで、移動ノードに近い固定ノードが積極的に測定信号を送信することが可能となる。

この場合、移動ノードは、固定ノードからの測定信号の受信電力値を測定する受信電力測定部と、その測定結果に基づく位置推定結果及び位置推定に用いた固定ノード情報を返信信号に挿入して、返信信号を送信する送信手段を備える必要がある。

また、固定ノードは、移動ノードからの返信信号に含まれる位置推定情報及び位置推定に用いた固定ノード情報を読み取るデータ読取部（データ抽出部）を備える。さらに、固定ノードの送信制御部が、自ノードの位置情報、移動ノードの位置情報、及び、移動ノードが位置推定に用いた固定ノードの位置情報の相互の位置関係を推定し、バッファ保持時間を調整する送信タイミング調整部を備える。

（Ｃ−３）第１、第２の実施形態では、移動ノードが位置推定処理を行う位置推定システムに適用した場合を示したが、例えば、固定ノードが移動ノードの位置推定処理を行うシステムや、又は、移動ノードや固定ノードとは異なる別の装置が移動ノードの位置推定処理を行うシステム等にも適用できる。

また、第１、第２の実施形態では、位置推定システムでのフレーム送信処理に適用した場合を説明したが、他の無線通信ネットワークシステムにも広く適用できる。例えば、PAN（Personal Area Network）領域を対象としたＩＥＥＥ８０２．１５シリーズや、LAN（Local Area Network)領域を対象としたＩＥＥＥ８０２．１１シリーズや、MAN（Metropolitan Area Network)を対象としたＩＥＥＥ８０２．１６シリーズなどを採用した無線通信ネットワークシステムに本発明を適用できる。

第１の実施形態の固定ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施形態の無線通信ネットワークの構成を示す構成図である。 第１の実施形態の移動ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。 第１の実施形態のフレーム送信処理の動作フローチャートである。 第２の実施形態の固定ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施形態の移動ノードの内部構成を示す機能ブロック図である。 第２の実施形態のフレーム送信処理の動作フローチャートである。

符号の説明

１００、２０３〜２０８、５００…固定ノード、２０１、６００…移動ノード、１０２、５０２…受信電力測定部、１０３、３０２、５０３、６０２…ヘッダ検出部、１０４、６０６…返信信号生成部、１０５、３０３、６０３…データ読取部、１０６、３０４、５０６、６０４…バッファ部、１０７、５０７…送信制御部、１０７ａ…カウンタ部、１０７ｂ、５０７ｂ…タイマ部、５０４…測定信号生成部、３０５、６０５…位置推定処理部。

Claims (11)

1. 無線システムを構成する移動ノードが送信する無線信号を受信すると共に、１又は複数の他ノードが上記移動ノードに向けて送信する無線信号を受信する受信手段と、
   上記移動ノードに向けて送信信号を送信する送信手段と、
   上記各他ノードからの無線信号の受信結果と上記移動ノードからの無線信号の受信結果とに基づいて求めた、上記各他ノードも含めた上記移動ノードとの間の位置関係結果に応じて、上記送信信号の送信タイミングを制御する通信制御手段と
   を備えることを特徴とする通信制御装置。
2. 上記移動ノードが送信する無線信号が、受信電界強度の測定要求をする測定信号であり、
   上記各他ノードが送信する無線信号が、上記移動ノードの上記測定要求に対して、上記各他ノードで測定した受信電界強度を含む返信信号であり、
   上記通信制御手段が、
   上記移動ノードからの上記測定信号の受信電界強度を測定する受信電界強度測定部と、
   上記受信電界強度測定部により測定された上記測定信号の受信電界強度を含む上記返信信号を作成する返信信号作成部と、
   上記各他ノードからの上記各返信信号の受信結果と上記受信電界強度測定部による上記測定信号の受信電界強度とに基づいて、上記返信信号作成部が作成した上記返信信号の送信タイミングを自律的に制御する送信制御部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 上記送信制御部が、
   上記各他ノードからの上記各返信信号に含まれている、上記各他ノードでの上記測定信号の受信電界強度を抽出する他ノード電界強度抽出部と、
   上記他ノード電界強度抽出部により抽出された上記各他ノードでの上記各受信電界強度と、上記受信電界強度測定部による上記受信電界強度とを比較し、その比較結果に応じて、上記返信信号の送信タイミングを調整する送信タイミング調整部と
   を有することを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
4. 上記送信タイミング調整部が、上記比較結果に応じて上記返信信号の保持期間を設定して、上記返信信号の送信タイミングを調整することを特徴とする請求項３に記載の通信制御装置。
5. 上記受信電界強度測定部が、さらに、上記各他ノードから受信した上記各返信信号の受信電界強度も測定し、
   上記送信制御部が、上記各他ノードの上記各返信信号の受信電界強度の逆数に比例する値を演算し、その各演算結果に応じた間隔で、上記返信信号を送信させる送信タイミングを調整する
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
6. 上記受信手段が、上記各他ノードからの無線信号の個数を計数するカウンタ部を有し、
   上記通信制御手段は、上記カウンタ部が示すカウンタ値が所定値以下である場合に、上記返信信号を送信させるようにすることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の通信制御装置。
7. 上記各他ノードが送信する無線信号が、間欠的に送信する測定信号であり、
   上記移動ノードが送信する無線信号が、上記測定信号の受信に対して返信する返信信号であり、
   上記通信制御手段が、
   上記各他ノードからの上記各測定信号の受信電界強度を測定する受信電界強度測定部と、
   上記移動ノードからの上記返信信号の受信結果と上記各他ノードからの上記各測定信号の受信電界強度とに基づいて、上記測定信号の送信タイミングを制御する送信制御部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
8. 上記受信電界強度測定部が、さらに、上記移動ノードから受信した上記返信信号の受信電界強度も測定し、
   上記送信制御部が、上記各他ノードからの上記各測定信号の受信電界強度と、上記移動ノードからの上記返信信号の受信電界強度とを比較し、その比較結果に応じて、上記測定信号の送信タイミングを調整する
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信制御装置。
9. 上記送信制御部が、上記移動ノードからの上記返信信号に含まれている、上記移動ノードの位置推定情報、及び、この位置推定に用いた他ノードの位置情報に基づいて、上記測定信号の送信タイミングを調整することを特徴とする請求項７に記載の通信制御装置。
10. 無線システムを構成する移動ノードに向けて無線信号を送信するノードにおいて、請求項１〜９のいずれかに記載の通信制御装置を備えるノード。
11. 移動ノードと、複数の請求項１０に記載のノードとを有して構成される無線システム。

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