JP2009005240A - 無線ネットワークシステムおよび無線ネットワーク通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 通信可能範囲を超えて設置された固定ノード間の通信において、簡便かつ確実な情報伝達を可能とする無線ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 固定ノードと、中継ノードと、該中継ノードを移動させる手段とからなる無線ネットワークシステムを構築し、固定ノード１から送信された情報を、中継ノード６が受信し、中継ノード６を移動体５に搭載して他の固定ノード２の通信可能範囲内に移動させて、該他の固定ノード２に情報を伝達する。
【選択図】 図１

Description

本発明は無線ネットワークシステムに関し、特に中継用の無線ノードを介して、固定された無線ノード間の通信を行う無線ネットワークシステムに関するものである。

無線ネットワークとは、複数の無線ノードを用いて情報の送受信を行う手段であり、一般に各無線ノードの通信可能範囲以上に離間して固定設置された無線ノード、すなわち固定ノード間の通信に、中継用の無線ノード、すなわち、中継ノードを設置するか、該固定ノード間を有線接続することで長距離通信を可能としている。

図６は、従来の無線ネットワークシステムの説明図で、無線ノードとして、固定ノードと中継ノードを用いた無線ネットワークシステムを示している。

点線は各無線ノードの通信可能範囲を示しており、通信可能範囲が重ならない固定ノード１と固定ノード２の間に、隣り合う無線ノードと通信可能範囲が重なり合う中継ノード６ａ、６ｂ、６ｃが配置されている。

図示しない情報源から有線あるいは無線で情報を送受信する固定ノード１から固定ノード２に情報を伝達する際は、固定ノード１から、固定ノード１の通信可能範囲内にある中継ノード６ａに該情報が送信される。ついで中継ノード６ａから通信可能範囲が重なる中継ノード６ｂに該情報が送信され、同様に中継ノード６ｂおよび中継ノード６ｃを経て固定ノード２に該情報が送信される。このようにして、通信可能範囲が重なっていない固定ノード１と固定ノード２間における情報の送受信が可能となる。

このように複数の無線ノードを設置し、マルチホップ方式を用いて、地理的に離散したユーザに対して広範な通信サービスを提供する方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１０−３４１２４３号公報

上述のような無線ネットワークシステムにおいては、固定ノード間の距離に応じて、中継ノードを増設しなければならないので、中継ノードの設置コストが増加するおそれがある。また、中継ノードの増加に伴い、データ通信における信頼性が低下するおそれもある。

固定ノード間を通信ケーブルで結ぶ方法もあるが、同様に通信ケーブルの設置費用や工数を見込まなければならない。

本発明の目的は、通信可能範囲を超えて設置された固定ノード間の通信において、簡便かつ確実な情報伝達を可能とする無線ネットワークシステムを提供することである。

本発明は、離間して設置された固定ノード間の通信可能範囲の空白を埋めるために、中継ノードを多数配置する、もしくは通信ケーブルによる有線接続を行うのではなく、中継ノードを移動させることにより、固定ノード間の通信を確実に行うものである。

すなわち、情報の送受信手段を有する固定ノードと、情報の送受信手段と、該情報の記憶手段と、該情報の送信先を判別する手段とを有する中継ノードと、該中継ノードを移動させる手段とからなる無線ネットワークシステムを構築し、固定ノードから送信された情報を、中継ノードが受信し、例えば車両に搭載するといった手段を用いて中継ノードを他の固定ノードの通信可能範囲内に移動させて、該他の固定ノードに情報を伝達する。このような操作を繰り返すことにより、互いに、通信可能距離が重ならない固定ノード間の情報伝達を実行する。

ここで固定ノードや中継ノードとして説明したいわゆる無線ノードとは、ネットワーク上に設置されたコンピュータ、通信プロトコル処理機能を有する専用ＩＣを備えた装置、基地局等を示す。なお、これらの無線ノードは同時に複数の無線または有線ネットワークに属していてもよい。

前記情報の送受信手段は、これ以降、無線通信部とも表記し、例えばアンテナを含めた無線モジュール、無線送受信回路等が含まれる。

前記情報の記憶手段は、これ以降、情報記録部とも表記し、例えばＲＡＭ、ハードディスク等のメモリや記録媒体が含まれる。

前記移動させる手段は、これ以降、移動体とも表記し、自力もしくは他力で移動可能な物体、すなわち、車、電車、船、飛行機、人間、動物等が含まれる。

前記情報の送信先を決定する手段は、これ以降、情報伝達部とも表記し、たとえばコンピュータやＩＣが備える演算機能が含まれる。

本発明によれば、情報の送受信手段を有する第１無線ノードと、情報の送受信手段と、前記情報の記憶手段と、前記情報の送信先を判別する手段とを有する第２無線ノードと、該第２無線ノードを移動させる手段とを有することを特徴とする無線ネットワークシステムが得られる。

本発明によれば、前記第１無線ノードは固定設置されていることを特徴とする無線ネットワークシステムが得られる。

本発明によれば、前記情報は、前記送信先の情報を含むことを特徴とする無線ネットワークシステムが得られる。

本発明により、通信可能範囲を超えて固定設置された無線ノード間の通信において、情報中継用の無線ノードを多数配置することなく、安定した通信が可能となる。

本発明の無線ネットワークシステムは、アンテナモジュールのような無線通信部を介して外部から情報を受信し、前記情報を他の無線ノードに送信する手段を備えた複数の固定ノードと、前記複数の固定ノード間を移動し、固定ノードの通信可能範囲内を通過する移動体と、前記移動体に搭載された中継ノードにより構成されている。

ここで、中継ノードは、上述のように、無線通信部と、情報記録部と、前記無線通信部と情報記録部間で情報を伝達し該情報の送信先を判別する情報伝達部とで構成される。中継ノードは、無線通信部を介して、固定ノードから情報を受信し、情報伝達部を介して、情報を情報記録部に保存し、無線通信部を介して、該受信情報を他の固定ノードに送信する。

なお、情報の送信先は、固定ノードが発信した情報に含まれる。中継ノードは固定ノードから受信した情報を一旦、情報記録部に保存し、他の固定ノードに情報を送信する際に、情報記録部に保存された情報を情報伝達部が読み出し、該他の固定ノードが正当な送信先であるか否かを判別する。

中継ノードは、車両等の移動体に搭載され、該移動体が、特定の固定ノードの通信可能範囲内に入った時に、該固定ノードから情報を受信する。中継ノードの情報伝達部は、該受信情報を情報記録部に保存するとともに、該受信情報から、送信先である他の固定ノードを判別する。該移動体が、送信先である他の固定ノードの通信可能範囲内に入ると、該移動体に搭載された中継ノードは、情報伝達部が機能して、情報記録部から該受信情報を読み出し、無線通信部を介して、該他の固定ノードに情報を送信する。該他の固定ノードは、同様の手順で情報を他の固定ノードに送信する。

なお、特定の固定ノードが発信する情報の送信先は、他の１つの固定ノードと限定される必要はない。従って、移動体に搭載された中継ノードは、他の複数の固定ノードに同一の情報を送信することも可能である。また、同様に、移動体に搭載された中継ノードは、複数の固定ノードの情報を運搬することも可能である。

以下に、実施例を用いて、本発明を実施するための最良の形態を詳述する。

（実施例１）
図１は、本発明の無線ネットワークシステムの基本構成を説明する図で、固定ノードが２基の場合を示す。

固定ノード１および固定ノード２は、各々アンテナモジュールからなる無線通信部３および無線通信部４を有し、互いの通信可能範囲は重ならない。また、固定ノード１と固定ノード２の間を移動する移動体５は、無線通信部７、情報伝達部８および情報記録部９を有する中継ノード６を搭載している。なお、固定ノード１および固定ノード２は、いわゆる基地局として機能する設備を有する。

図２は、本発明の固定ノードから中継ノードへの情報伝達を説明する図で、点線で囲まれた部分は、固定ノードの通信可能範囲を示す。

中継ノード６は、固定ノード１の通信可能範囲内で、固定ノード１から無線通信部３および無線通信部７を介して情報を受信し、情報伝達部８を経由して、該情報を情報記録部９に記憶し、固定ノード２の通信可能範囲内に移動する。該情報には、情報の送信先に関する情報、例えば、固定ノード２の位置情報や固定ノード２を識別するための情報が含まれる。

図３は、本発明の中継ノードから固定ノードへの情報伝達を説明する図で、点線で囲まれた部分は、固定ノードの通信可能範囲を示す。

中継ノード６は、情報伝達部８の機能により、固定ノード１から受信した情報の送信先が固定ノード２であることを判別して、固定ノード２の通信可能範囲内に移動した時に、固定ノード２の通信可能範囲内で、固定ノード２の存在を確認し、情報記録部９から該情報を読み出し、無線通信部７および無線通信部４を介して固定ノード２に情報を伝達する。

この後、必要に応じて、中継ノード６は、情報記録部９から、固定ノード２に伝達した情報を削除する。

なお、中継ノード６は、固定ノード２の通信可能範囲内で、固定ノード２に伝達すべき情報の有無を確認し、伝達すべき情報がない場合は、上記処理は行わない。

（実施例２）
図４は、本発明の無線ネットワークシステムを説明する図で、図４（ａ）は、情報受信の状態を示し、図４（ｂ）は、情報送信の状態を示す。

移動体たる自動車１０は、中継ノード６１を搭載しており、道路１００上を時速６０ｋｍにて走行する。自動車１０が、電柱２０に設置された固定ノード１１の通信範囲（図中の点線で示す範囲で、電柱を中心とした、半径１ｋｍの範囲）に入った時、中継ノード６１と固定ノード１１は通信を開始し、自動車１０が通信範囲を出るまでに通信を完了する。このとき、中継ノード６１は、固定ノード１１から送信先が固定ノード２１であるという送信先情報を受信している。

続いて、自動車１０は道路１００上を走行し続け、マンション３０に設置された固定ノード２１の通信可能範囲（図中の点線で示す範囲で、マンション３０を中心とした半径１ｋｍの範囲）に入る。ここで、自動車１０に搭載された移動ノード６１と固定ノード２１とが通信を開始し、移動ノード６１は固定ノード１１から受信した情報が固定ノード２１に送信すべき情報であることを判別して、固定ノード２１に送信する。なお、前記送信は自動車１０が固定ノード２１の通信可能範囲を脱する前に完了する。

（実施例３）
図５は、本発明の無線ネットワークシステムを説明する図で、図５（ａ）は、情報受信の状態を示し、図５（ｂ）は、情報送信の状態を示す。

移動体たる電車４０は、中継ノード６２を搭載しており、線路２００上を時速１００ｋｍにて走行する。電車４０が、電柱８０に設置された固定ノード１２の通信範囲（図中の点線で示す範囲で、電柱を中心とした、半径１ｋｍの範囲）に入った時、中継ノード６２と固定ノード１２は通信を開始し、電車４０が通信範囲を出るまでに通信を完了する。このとき、中継ノード６２は、固定ノード１２から送信先が固定ノード２２であるという送信先情報を受信している。

続いて、電車４０は線路２００上を走行し続け、トンネル３００内を通過して、電柱９０に設置された固定ノード２２の通信可能範囲（図中の点線で示す範囲で、電柱９０を中心とした半径１ｋｍの範囲）に入る。ここで、電車４０に搭載された移動ノード６２と、固定ノード２２とが通信を開始し、移動ノード６２は固定ノード１２から受信した情報が固定ノード２２に送信すべき情報であることを判別して、固定ノード２２に送信する。なお、前記通信は電車４０が固定ノード２２の通信範囲を脱する前に完了する。

以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。

本発明の無線ネットワークシステムの基本構成を説明する図。 本発明の固定ノードから中継ノードへの情報伝達を説明する図。 本発明の中継ノードから固定ノードへの情報伝達を説明する図。 本発明の無線ネットワークシステムを説明する図で、図４（ａ）は情報受信の状態、図４（ｂ）は情報送信の状態を示す。 本発明の無線ネットワークシステムを説明する図で、図５（ａ）は情報受信の状態、図５（ｂ）は情報送信の状態を示す。 従来の無線ネットワークシステムの説明図。

符号の説明

１、２、１１、１２、２１、２２ 固定ノード
３、４、７ 無線通信部
５ 移動体
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６１、６２ 中継ノード
８ 情報伝達部
９ 情報記録部
１０ 自動車
４０ 電車
２０、８０、９０ 電柱
３０ マンション
１００ 道路
２００ 線路
３００ トンネル

Claims (3)

1. 情報の送受信手段を有する第１無線ノードと、情報の送受信手段と、前記情報の記憶手段と、前記情報の送信先を判別する手段とを有する第２無線ノードと、該第２無線ノードを移動させる手段とを有することを特徴とする無線ネットワークシステム。
2. 前記第１無線ノードは固定設置されていることを特徴とする請求項１記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記情報は、前記送信先の情報を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線ネットワークシステム。

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