(57)【要約】 【課題】  複数の計測ノードを有し、各ノードにおける計測時刻の高精度な特定が必要とされる無線通信センサーシステムにおいて、各ノードに時計機能を実装せずに、各ノードにおける計測時刻を高精度に特定することができる無線通信システムの計測時刻同期方法を提供すること。【解決手段】  エンドデバイス１０２がデータを計測した計測時刻４０７における親ビーコン信号の計測時カウンタ値Ｃｃと、該親ビーコン信号の送信時刻４０９から計測時刻４０７までの経過時間に相当するクロックのカウント数Ｃｓとを、センサーデータと一緒に送信し、コーディネータ１０１は、データ受信直前の自ビーコン送信時刻４１０でのビーコン信号カウンタ値をＣｃ’、その時刻をＴａとすると、ビーコン信号間隔Ｔｂ、エンドデバイス１０２のカウンタ周期Ｔｓから、計測時刻Ｔを、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｃ）−Ｔｓ×Ｃｓ｝の式より得る。【選択図】  図４
2008283242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親ノードと、センサー部を具備した複数の子ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記子ノードが受信して通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムの計測時刻同期方法において、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記親ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と、前記親ビーコン信号の受信時刻によって該親ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識することを特徴とする無線通信システムの計測時刻同期方法。
【請求項２】
親ノードと、中間ノードと、センサー部を具備した複数の子ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記中間ノードが送信する中間ビーコン信号を前記子ノードが受信してそれぞれの通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記中間ノードとの間および前記中間ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムの計測時刻同期方法において、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記中間ビーコン信号は該中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記中間ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と、前記中間ビーコン信号の受信時刻によって該中間ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記中間ノードに送信し、前記中間ノードが前記子ノードより前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを受信したとき、前記中間ビーコン信号と前記親ビーコン信号のカウンタ値の差を前記計測時カウンタ値に加算して得られる新たなカウンタ値と、前記中間ビーコン信号の発信時刻と前記親ビーコン信号の発信時刻の差を前記計測前経過時間に加算して得られる新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記中間ノードから前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識することを特徴とする無線通信システムの計測時刻同期方法。
【請求項３】
前記子ノードは前記親ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記親ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記時間間隔をＴｓ、前記親ビーコン信号の送信周期をＴｂ、前記計測時カウンタ値をＣｃ、前記計測前経過時間に相当する前記カウンタのカウント数をＣｓ、前記親ノードが前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報を前記子ノードから受信する直前に送信した親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ’、その送信時刻をＴａとするとき、前記親ノードは前記計測時刻Ｔを、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｃ）−Ｔｓ×Ｃｓ｝の式により得ることを特徴とする請求項１記載の無線通信システムの計測時刻同期方法。
【請求項４】
前記子ノードは前記中間ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記中間ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記中間ノードは前記親ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記親ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記両者のカウンタの時間間隔をＴｓ、前記親ビーコン信号および前記中間ビーコン信号の送信周期をＴｂ、前記計測時カウンタ値をＣｒ１、前記計測前経過時間に相当する前記子ノードのカウンタのカウント数をＣｓ、前記中間ノードが前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報を前記子ノードから受信する直前に送信した中間ビーコン信号のカウンタ値をＣｒ１’、該中間ビーコン信号を送信する直前に受信した親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ、該親ビーコン信号の発信時刻と前記中間ビーコン信号の発信時刻との時間差をＴ0、該時間差Ｔ0に相当する前記中間ノードのカウンタのカウント数をＣ0１とし、前記新たなカウンタ値としてＣｒ１’’＝Ｃｃ−（Ｃｒ１’−Ｃｒ１）を、前記新たな経過時間を特定するのに必要な情報として新たなカウント数Ｃｓ’（但し、Ｃｓ’＝Ｃｓ＋Ｃ0１）を、前記中間ノードより前記親ノードに送信し、該親ノードが前記新たなカウンタ値および前記新たなカウント数を前記中間ノードから受信する直前に送信した該親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ’、その送信時刻をＴａとするとき、該親ノードは前記計測時刻を、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｒ１’’）−Ｔｓ×Ｃｓ’｝の式により得ることを特徴とする請求項２記載の無線通信システムの計測時刻同期方法。
【請求項５】
親ノードと、センサー部を具備した子ノードと、上位中間ノードと、下位中間ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記上位中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記上位中間ノードが送信する上位中間ビーコン信号を前記下位中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記下位中間ノードが送信する下位中間ビーコン信号を前記子ノードが受信してそれぞれの通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記下位中間ノードとの間、前記下位中間ノードと前記上位中間ノードとの間および前記上位中間ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムの計測時刻同期方法において、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記上位中間ビーコン信号は該上位中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記下位中間ビーコン信号は該下位中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記下位中間ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と、前記下位中間ビーコン信号の受信時刻によって該下位中間ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記下位中間ノードに送信し、前記下位中間ノードが前記子ノードより前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを受信したとき、前記下位中間ビーコン信号と前記上位中間ビーコン信号のカウンタ値の差を前記計測時カウンタ値に加算して得られる新たなカウンタ値と、前記下位中間ビーコン信号の発信時刻と前記上位中間ビーコン信号の発信時刻の差を前記計測前経過時間に加算して得られる新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記下位中間ノードから前記上位中間ノードに送信し、前記上位中間ノードは、前記下位中間ノードより前記新たなカウンタ値および前記新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを受信したとき、前記上位中間ビーコン信号と前記親ビーコン信号のカウンタ値の差を前記新たなカウンタ値に加算して得られるさらに新たなカウンタ値と、前記上位中間ビーコン信号の発信時刻と前記親ビーコン信号の発信時刻の差を前記新たな経過時間に加算して得られるさらに新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識することを特徴とする無線通信システムの計測時刻同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの時刻管理方法に関し、特に無線通信により複数点での計測およびそのデータ管理をおこなうセンサシステムにおいて、計測データの高精度なサンプリング時刻同期が必要とされる無線通信システムの計測時刻同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分散した複数のノードにおいて取得した情報や処理状況の時刻を記録する場合、それぞれの装置内に時計機能を内蔵する方法が知られている。しかし各ノードに内蔵される時計は発振器精度などの要因で基準の時刻からずれていくので、内蔵時計の時刻を保証するために、定期的に基準時計から正確な時刻情報を取得し、誤差の補正を行っている。特許文献１に、その方式の一例が記載されている。
【０００３】
無線通信において、複数の各ノード間で通信可能期間を同期させて通信させる方式として、一定周期で親ノードが送信するビーコン信号を子ノードが受信して、このビーコン信号に同期して子ノードが親ノードとの通信を行う方式が非特許文献１に示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３４４２５号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のそれぞれのノードに時計を内蔵する方式では、時計機能を追加するため、時計機能が無いものと比較して回路規模が大きくなる欠点がある。また、各ノード間で通信可能期間を同期させて通信させる方式を利用した際に、特許文献１のように定期的に基準時計から正確な時刻情報を取得し誤差の補正を行っている方式では、ノード間の時刻を設定する為の余分な通信が必要となる欠点がある。また、非特許文献１に示されるＣＳＭＡ／ＣＡ方式のように、信号の衝突を回避する通信方式ではデータの再送により送信時刻を再設定しなければならない欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、複数の計測ノードを有し、各ノードにおける計測時刻の高精度な特定が必要とされる無線通信センサーシステムにおいて、各ノードに時計機能を実装せずに、各ノードにおける計測時刻を高精度に特定することができる無線通信システムの計測時刻同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、発明による無線通信システムの計測時刻同期方法は、親ノードと、センサー部を具備した複数の子ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記子ノードが受信して通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムにおいて、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記親ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と前記親ビーコン信号の受信時刻によって該親ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識することを特徴とする。
【０００８】
具体的には、前記子ノードは前記親ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記親ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記時間間隔をＴｓ、前記親ビーコン信号の送信周期をＴｂ、前記計測時カウンタ値をＣｃ、前記計測前経過時間に相当する前記カウンタのカウント数をＣｓ、前記親ノードが前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報を前記子ノードから受信する直前に送信した親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ’、その送信時刻をＴａとするとき、前記親ノードは前記計測時刻Ｔを、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｃ）−Ｔｓ×Ｃｓ｝の式により得てもよい。
【０００９】
また、本発明は、親ノードと、中間ノードと、センサー部を具備した複数の子ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記中間ノードが送信する中間ビーコン信号を前記子ノードが受信してそれぞれの通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記中間ノードとの間および前記中間ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムにおいて、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記中間ビーコン信号は該中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記中間ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と、前記中間ビーコン信号の受信時刻によって該中間ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記中間ノードに送信し、前記中間ノードが前記子ノードより前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を受信したとき、前記中間ビーコン信号と前記親ビーコン信号のカウンタ値の差を前記計測時カウンタ値に加算して得られる新たなカウンタ値と、前記中間ビーコン信号の発信時刻と前記親ビーコン信号の発信時刻の差を前記計測前経過時間に加算して得られる新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記中間ノードから前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識することを特徴とする。
【００１０】
具体的には、前記子ノードは前記中間ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記中間ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記中間ノードは前記親ビーコン信号のカウンタ値を記録保持するレジスタと前記親ビーコン信号の受信からの経過時間を一定の時間間隔でカウントするカウンタとを有し、前記両者のカウンタの時間間隔をＴｓ、前記親ビーコン信号および前記中間ビーコン信号の送信周期をＴｂ、前記計測時カウンタ値をＣｒ１、前記計測前経過時間に相当する前記子ノードのカウンタのカウント数をＣｓ、前記中間ノードが前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報を前記子ノードから受信する直前に送信した中間ビーコン信号のカウンタ値をＣｒ１’、該中間ビーコン信号を送信する直前に受信した親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ、該親ビーコン信号の発信時刻と前記中間ビーコン信号の発信時刻との時間差をＴ0、該時間差Ｔ0に相当する前記中間ノードのカウンタのカウント数をＣ0１とし、前記新たなカウンタ値としてＣｒ１’’＝Ｃｃ−（Ｃｒ１’−Ｃｒ１）を、前記新たな経過時間を特定するのに必要な情報として新たなカウント数Ｃｓ’（但し、Ｃｓ’＝Ｃｓ＋Ｃ0１）を、前記中間ノードより前記親ノードに送信し、該親ノードが前記新たなカウンタ値および前記新たなカウント数を前記中間ノードから受信する直前に送信した該親ビーコン信号のカウンタ値をＣｃ’、その送信時刻をＴａとするとき、該親ノードは前記計測時刻を、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｒ１’’）−Ｔｓ×Ｃｓ’｝の式により得てもよい。
【００１１】
また、親ノードと、センサー部を具備した子ノードと、上位中間ノードと、下位中間ノードとを有し、一定周期で前記親ノードが送信する親ビーコン信号を前記上位中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記上位中間ノードが送信する上位中間ビーコン信号を前記下位中間ノードが受信し、前記一定周期と同一の周期で前記下位中間ノードが送信する下位中間ビーコン信号を前記子ノードが受信してそれぞれの通信可能期間を認識することにより前記子ノードと前記下位中間ノードとの間、前記下位中間ノードと前記上位中間ノードとの間および前記上位中間ノードと前記親ノードとの間の通信を行う無線通信システムにおいて、前記親ビーコン信号は該親ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記上位中間ビーコン信号は該上位中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記下位中間ビーコン信号は該下位中間ビーコン信号のカウンタ値を含み、前記子ノードが前記センサー部により情報を計測したとき、該計測前に前記下位中間ノードから受信した前記カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と前記下位中間ビーコン信号の受信時刻によって該下位中間ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを前記子ノードから前記下位中間ノードに送信し、前記下位中間ノードが前記子ノードより前記計測時カウンタ値および前記計測前経過時間を特定するのに必要な情報とを受信したとき、前記下位中間ビーコン信号と前記上位中間ビーコン信号のカウンタ値の差を前記計測時カウンタ値に加算して得られる新たなカウンタ値と、前記下位中間ビーコン信号の発信時刻と前記上位中間ビーコン信号の発信時刻の差を前記計測前経過時間に加算して得られる新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記下位中間ノードから前記上位中間ノードに送信し、前記上位中間ノードは、前記下位中間ノードより前記新たなカウンタ値および前記新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを受信したとき、前記上位中間ビーコン信号と前記親ビーコン信号のカウンタ値の差を前記新たなカウンタ値に加算して得られるさらに新たなカウンタ値と、前記上位中間ビーコン信号の発信時刻と前記親ビーコン信号の発信時刻の差を前記新たな経過時間に加算して得られるさらに新たな経過時間を特定するのに必要な情報とを前記親ノードに送信することにより、該親ノードが前記計測時刻を認識してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明では、計測時刻の特定に必要なカウンタ値や経過時間などの情報を子ノードより中間ノード、親ノードに送信することにより、各ノードに時計機能を実装せずに、各ノードにおける計測時刻を高精度に特定することができる無線通信システムの計測時刻同期方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明による無線通信システムの計測時刻同期方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明による無線通信システムの計測時刻同期方法の一実施の形態を示す図であり、無線通信システムのネットワーク構成の一例を示す図である。図１において、最上位の親ノード（以下、コーディネータ）を１台、中間ノード（以下、ルーター）を３台、子ノード（以下、エンドデバイス）を４台有する場合に、ＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定されるビーコンモードでネットワークを構成した例である。
【００１５】
子ノードであるエンドデバイス１０２、１０５、１０６、１０８はセンサー部を具備し、エンドデバイス１０２は一定周期で親ノードであるコーディネータ１０１が送信する親ビーコン信号を受信して通信可能期間を認識することによりコーディネータ１０１との間の通信を行う。
【００１６】
また、中間ノードであるルーター１０３は同じ親ビーコン信号を受信し、親ビーコン信号と同一の周期でルーター１０３が送信する中間ビーコン信号をエンドデバイス１０５、１０６が受信してそれぞれの通信可能期間を認識することによりエンドデバイス１０５、１０６とルーター１０３との間およびルーター１０３とコーディネータ１０１との間の通信を行う。
【００１７】
また、コーディネータ１０１との通信を行う上位中間ノードであるルーター１０４と、エンドデバイス１０８との通信を行う下位中間ノードであるルーター１０７とを有し、親ビーコン信号をルーター１０４が受信し、親ビーコン信号と同一の周期でルーター１０４が送信する上位中間ビーコン信号をルーター１０７が受信し、前記と同一の周期でルーター１０７が送信する下位中間ビーコン信号をエンドデバイス１０８が受信してそれぞれの通信可能期間を認識することによりエンドデバイス１０８とルーター１０７との間、ルーター１０７とルーター１０４との間およびルーター１０４とコーディネータ１０１との間の通信を行う。
【００１８】
ここで、図２は、本実施の形態の無線通信システムの計測時刻同期方法に使用するコーディネータの基本構成の概略図を示し、図３にエンドデバイスおよびルーターの基本構成の概略図を示す。
【００１９】
図２において、コーディネータ２０１は、図１のコーディネータ１０１として使用可能であり、ルーターおよびエンドデバイスとの無線通信により通信信号を送受信するアンテナ２０５と、通信信号を変復調する無線回路２０４と、上位装置との通信を行う上位インターフェース２０２と、時計機能を持つリアルタイムクロック回路２０６と、上位装置との通信および無線通信の制御と時計回路の制御と時刻読み取りを行う処理回路２０３とで構成されている。
【００２０】
図１におけるルーターとエンドデバイスの基本構成は、センサー部を除きで共通であり、図３において、ノード３０１として示される。無線通信により通信信号を送受信するアンテナ３０５と、通信信号を変復調する無線回路３０４と、計測値を読み取るセンサー３０２と、センサー信号入力回路３０６と、ビーコン信号カウンタ値を保持するレジスタ３０７と、処理回路３０３のクロックに同期してカウントアップするカウンタ３０８と、無線通信の制御と計測したセンサー信号の処理を行う処理回路３０３とで構成されている。上記クロックの周期はＴｓである。なお、ルーターにはセンサー３０２は設置されていない。
【００２１】
処理回路３０３にもカウンタが内蔵されていて、処理回路３０３のクロックに同期している。
【００２２】
ルーターでは、処理回路３０３は子ノードからの受信信号を親ノードにルーティングする機能を有している。
【００２３】
センサー信号入力回路３０６はセンサー３０２に対応して、センサー３０２の出力が電圧のアナログ出力ならＡＤ変換回路を、センサー３０２のインターフェースがシリアルならシリアル回路を用いるのが望ましい。
【００２４】
図１において、コーディネータ１０１とルーター１０３、１０４、１０７は、それぞれの処理回路によって同一の一定間隔でビーコン信号を出力する。ビーコン信号の送信フレームにはビーコン信号カウンタ値が含まれていて、ビーコン信号カウンタ値はビーコン信号を送信する毎に１が加算される。
【００２５】
図４は、コーディネータ１０１とエンドデバイス１０２の通信の手順を表す図である。４０１はコーディネータ１０１の時間軸、４０３はエンドデバイス１０２の時間軸を示す。エンドデバイス１０２はコーディネータ１０１の親ビーコン信号を受け取るごとに親ビーコン信号のカウンタ値をエンドデバイス１０２のレジスタ３０７に保存しておく。コーディネータ１０１は一定の周期Ｔｂでビーコン信号４０４を送信し、ビーコン信号４０４受信後の一定期間が通信可能期間４０５となる。エンドデバイス１０２がセンサー３０２によりデータを計測した計測時刻４０７において、レジスタ３０７に保存されている親ビーコン信号のカウンタ値、すなわち計測時カウンタ値Ｃｃと、計測前の送信時刻４０９においてコーディネータ１０１から送信された親ビーコン信号の受信時刻４０６によって該親ビーコン信号のデータ長と通信速度から計算した該親ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻４０７までの経過時間、すなわち計測前経過時間Ｔｓ×Ｃｓに相当するクロックのカウント数Ｃｓとを、センサーデータと一緒にコーディネータ１０１との通信が可能な通信時刻４０８にコーディネータ１０１へ送信する。
【００２６】
エンドデバイス１０２からの送信データを受信したコーディネータ１０１は、データを受信した時点の直前の自ビーコンを送信した送信時刻４１０でのビーコン信号カウンタ値をＣｃ’、前記通信時刻４１０の時刻をＴａとすると、ビーコン間隔がＴｂ、エンドデバイス１０２のカウンタ３０８の１カウントのクロックの周期はＴｓであることから、エンドデバイス１０２での時刻Ｔは、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｃ）−Ｔｓ×Ｃｓ｝の式より得られる。
【００２７】
ここで、カウンタ３０８の値をコーディネータ１０１に送信する時にそのままの値である必要は無く、例えば非特許文献１に示されているシンボル時間に合わせても良い。
【００２８】
図５は、コーディネータ１０１とルーター１０３とエンドデバイス１０５、１０６の通信の手順を表す図である。５０１はコーディネータ１０１の時間軸、５０２はルーター１０３の時間軸、５０３はエンドデバイス１０５の時間軸を示す。エンドデバイス１０５はルーター１０３の中間ビーコン信号を受け取る毎に中間ビーコン信号カウンタ値をエンドデバイス１０５のレジスタ３０７に保存しておく。エンドデバイス１０５がセンサー３０２からのデータを計測した計測時刻５０７で、レジスタ３０７に保存されている中間ビーコン信号カウンタ値Ｃｒ１と、受信時刻５０６によって該ビーコン信号のデータ長と通信速度から計算した該ビーコン信号の送信時刻５０９から計測時刻５０７までの経過時間、すなわち計測前経過時間Ｔｓ×Ｃｓに相当するクロックのカウント数Ｃｓとを、センサーデータと一緒にルーター１０３との送受信が可能な通信時刻５０８にルーター１０３へ送信する。
【００２９】
ルーター１０３はコーディネータ１０１のビーコン信号を受け取る毎に親ビーコン信号カウンタ値をルーター１０３のレジスタ３０７に保存しておく。エンドデバイス１０５からの送信データを受信したルーター１０３は、データを受信した時点の直前の自ビーコンを送信した送信時刻５１０でのルーター１０３の中間ビーコン信号カウンタ値をＣｒ１’、データを受信した時点でレジスタ３０７に保存されている親ビーコン信号カウンタ値をＣｃ、コーディネータ１０１の親ビーコン信号の送信時刻５１２と中間ビーコン信号の送信時刻５０９との時間差をＴ0、該時間差Ｔ0に相当するルーター１０３のカウント数をＣ0１とし、新たなカウンタ値としてＣｒ１’’＝Ｃｃ−（Ｃｒ１’−Ｃｒ１）を、新たなカウント数としてＣｓ’（但し、Ｃｓ’＝Ｃｓ＋Ｃ0１）を、ルーター１０３よりエンドデバイス１０５のセンサーデータと一緒にコーディネータ１０１に送信する。
【００３０】
ルーター１０３からの送信データを受信したコーディネータ１０１は、データを受信した時点の直前の自ビーコン信号を送信した送信時刻５１４での親ビーコン信号カウンタ値をＣｃ’、前記送信時刻５１４の時刻をＴａとすると、エンドデバイス１０５での計測時刻Ｔは、Ｔ＝Ｔａ−｛Ｔｂ×（Ｃｃ’−Ｃｒ１’’）−Ｔｓ×Ｃｓ’｝の式より得ることができる。なお、エンドデバイス１０６においても同様な手順でその計測時刻がコーディネータ１０１に送信され認識される。
【００３１】
図１において、コーディネータ１０１と上位中間ノードであるルーター１０４、下位中間ノードであるルーター１０７を介してエンドデバイス１０８が通信を行う場合にも同様な手順で情報が伝達される。すなわち、一定周期でコーディネータ１０１が送信する親ビーコン信号をルーター１０４が受信し、前記一定周期と同一の周期でルーター１０４が送信する上位中間ビーコン信号をルーター１０７が受信し、前記一定周期と同一の周期でルーター１０７が送信する下位中間ビーコン信号をエンドデバイス１０８が受信してそれぞれの通信可能期間を認識することによりエンドデバイス１０８とルーター１０７との間、ルーター１０７とルーター１０４との間およびルーター１０４とコーディネータ１０１との間の通信を行う。
【００３２】
エンドデバイス１０８がセンサー３０２により情報を計測したとき、該計測前にルーター１０７から受信した下位中間ビーコン信号カウンタ値、すなわち計測時カウンタ値と、下位中間ビーコン信号の受信時刻によって該下位中間ビーコン信号の送信時刻から前記計測時刻までの経過時間、すなわち計測前経過時間を特定するのに必要な情報、すなわちエンドデバイス１０８のカウント数とをエンドデバイス１０８からルーター１０７に送信し、ルーター１０７がエンドデバイス１０８より前記計測時カウンタ値および前記エンドデバイス１０８のカウント数とを受信したとき、下位中間ビーコン信号と上位中間ビーコン信号のカウンタ値の差を前記計測時カウンタ値に加算して得られる新たなカウンタ値と、前記下位中間ビーコン信号の発信時刻と前記上位中間ビーコン信号の発信時刻の差を前記計測前経過時間に加算して得られる新たな経過時間を特定するのに必要な情報、すなわち新たなカウント数とをルーター１０７からルーター１０４に送信し、ルーター１０４は、ルーター１０７より前記新たなカウンタ値および前記新たなカウント数を受信したとき、前記上位中間ビーコン信号と前記親ビーコン信号のカウンタ値の差を前記新たなカウンタ値に加算して得られるさらに新たなカウンタ値と、前記上位中間ビーコン信号の発信時刻と前記親ビーコン信号の受信時刻の差を前記新たな経過時間に加算して得られるさらに新たな経過時間を特定するのに必要な情報、すなわち、さらに新たなカウント数とをコーディネータ１０１に送信することにより、コーディネータ１０１が前記計測時刻を認識することができる。
【００３３】
なお、本発明において、各ノード内部の時間を計測するカウンタの周期を共通にした場合は、それぞれの経過時間を特定するのに必要な情報としては、上述のようにその経過時間に相当する各ノードのカウント数を用いることができる。
【００３４】
以上のように、本発明においては、計測時刻の特定に必要なカウンタ値や経過時間などの情報を子ノードより中間ノード、親ノードに送信することにより、各ノードに時計機能を実装せずに、各ノードにおける計測時刻を高精度に特定することができる無線通信システムの計測時刻同期方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による無線通信システムの計測時刻同期方法の一実施の形態を示す図であり、無線通信システムのネットワーク構成の一例を示す図。
【図２】本実施の形態の無線通信システムの計測時刻同期方法に使用するコーディネータの基本構成の概略図。
【図３】エンドデバイスおよびルーターの基本構成の概略図。
【図４】コーディネータとエンドデバイスの通信の手順を表す図。
【図５】コーディネータとルーターとエンドデバイスの通信の手順を表す図。
【符号の説明】
【００３６】
１０１   コーディネータ
１０２、１０５、１０６、１０８   エンドデバイス
１０３、１０４、１０７   ルーター
２０１   コーディネータ
２０２   上位インターフェース
２０３、３０３   処理回路
２０４、３０４   無線回路
２０５、３０５   アンテナ
２０６   リアルタイムクロック回路
３０１   ノード
３０２   センサー
３０６   センサー信号入力回路
３０７   レジスタ
３０８   カウンタ
４０１、５０１   コーディネータの時間軸
４０３、５０３   エンドデバイスの時間軸
５０２   ルーターの時間軸
４０４、５０４   ビーコン信号
４０５、５０５   通信可能期間
４０６、５０６   受信時刻
４０７、５０７   計測時刻
４０８、５０８、５１１   通信時刻
４０９、４１０、５０９、５１０、５１２、５１３、５１４   送信時刻
【図１】
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【図２】
2008283242.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008283242.tif 000006
【図５】
2008283242.tif 000007