(57)【要約】【課題】メッシュ型無線ネットワークにおいて、中継する無線端末を構成する主要な部品（マイコン等）が破損、故障し、端末がデータの中継が出来なくなった場合、データを目的地まで送信することが出来ない。【解決手段】無線端末を、データ信号を中継する無線モジュールと、データ信号を中継する中継用サブモジュールとがスイッチを介して並列接続して構成し、無線モジュールに含まれる制御手段からの制御信号により、前記スイッチが無線モジュールと中継用サブモジュールのいずれか１つを選択してデータ信号の中継を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を中継する機能を有する無線モジュールと、データ信号を中継する機能を有する中継用サブモジュールとがスイッチを介して並列接続してなり、無線モジュールに含まれる制御手段からの制御信号により、前記スイッチが無線モジュールと中継用サブモジュールのいずれか１つを選択してデータ信号の中継を行うメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【請求項２】
前記制御手段は無線モジュールが正常に動作しているかの判定を行い、無線モジュールが正常に動作していると判定される時は無線モジュールを経由して、前記制御手段が無線モジュールの動作が異常であると判定される時は中継用サブモジュールを経由してデータ中継を行うように制御する請求項１に記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【請求項３】
無線モジュールと中継用サブモジュールとを同一ＰＩＮ配置にしたことを特徴とする請求項１に記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【請求項４】
無線モジュールと中継用サブモジュールをパッケージ オンパッケージ（ＰＯＰ）構造に構成したことを特徴とする請求項１に記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【請求項５】
前記制御信号はマイコンのプルアップ信号又はプルダウン信号を有することを特徴とする請求項１記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【請求項６】
前記制御手段はマイコンであることを特徴とする請求項１記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメッシュ型無線ネットワーク用端末に関するものであって、特にネットワークにおける無線端末の故障に対応するメッシュ型無線ネットワーク用端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのネットワークは複数台の端末間を互いに接続した構成を意味する。ネットワークは接続形態として、スター型ネットワーク、バス型ネットワーク、ループ型ネットワーク、メッシュ型ネットワーク等に大別されている。スター型ネットワークが大容量データを扱うネットワークであるのに対して、メッシュ型ネットワークは、一般的に、センサーデータのようにデータ量の少ない通信を行う通信ネットワークである。
【０００３】
本発明はこのうちのメッシュ型ネットワークに関し、特に無線を使用するメッシュ型無線ネットワークに関するものである。図３はメッシュ型ネットワークの模式図を示す。図において○印の５１ないし５８は端末を表している。このネットワークでは、一つの端末が複数の端末と接続する構成となっている。
特にセンサーネットワークでは、各無線端末がデータを中継するメッシュ型ネットワーク構成になっている。メッシュ型ネットワークを使うことにより広域ネットワークを構築することができる。
なお、センサーネットワークは、センサーから得た情報を収集し、ネットワークを通じて、目的端末に転送するものであるが、センサーデータのように、データ量の少ない通信を行うネットワークを意味する。
【０００４】
図３の具体的な構成として、例えば５１がサーバ、５２から５６がルータ、５７、５８がエンドデバイスとなる。
【０００５】
図４は、メッシュ型無線ネットワークにおけるデータの中継・送信を模式的に表した図である。以下、データを発信する無線端末を発信端末といい、同データを受信し処理する無線端末を目的端末という。さらに、データを中継する無線端末を中継端末ともいう。図４は、発信端末３１から、中継端末３２、３３を中継して目的端末３４にデータが転送されることを示している。各破線１ｒ、２ｒ、３ｒはそれぞれ端末３１，３２，３３から次の端末へデータを転送するときに無線通信可能な範囲を示す。例えば端末３１の通信可能な範囲は破線１ｒで示された範囲であり、この範囲に無線端末３２が存在しているから、発信端末３１は無線端末３２にデータを送信することができることが分かる。端末３２、３３について以下同様である。
【０００６】
この例においては、送信されたデータを目的端末３４へ送信するために、通信可能な範囲に存在する無線端末３２、３３を中継端末として使っている。例えば、中継端末３２は、受信したデータが自分の端末に送信されたデータではない場合に、通信可能な範囲に存在する端末３３へ同データを中継する。同様に無線端末３３は同データを目的端末４に中継している。
【０００７】
無線モジュール
公知の無線端末は、図５のブロック図で示す無線モジュール１０から構成されている。図５において、送信された信号が受信用アンテナ１１で受信され、同受信信号は無線モジュール１０で処理され、処理された信号は送信用アンテナ１２から送信されることを表している。無線モジュール１０は、増幅器１３、ベースバンド回路１４、増幅器１６で構成されている。
【０００８】
信号処理
アンテナ１１で受信された信号は、増幅器１３で増幅され、次に、ベースバンド回路１４に送られる。増幅器１３はＬＮＡ（low noise amplifier）で構成されている。ベースバンド回路１４は、前記受信信号をベースバンドの信号に復調し、ＡＤ変換し、変換されたデジタル信号をマイコン１５に渡す。具体的には、OSIモデルにおけるＭＡＣ層、物理層での変復調動作、データフォーマット形成を行う。マイコン１５は前記デジタル信号に対して遅延処理、Ａｃｋ信号の生成等プロトコールで必要とされる処理、無線モジュールにおけるディスプレイ処理等を行う。マイコン１５が処理し、後の中継に必要な信号は、再びベースバンド回路１４で処理され、変調される。同変調信号は更に増幅器１６で増幅され、更に送信アンテナ１２から送信される。増幅器１６はPower amplifierで構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような無線端末においては、マイコン１５、ベースバンド回路１４の原因で故障することが多かった。中継する無線端末を構成する主要な部品（マイコン等）が破損、故障し、端末がデータの中継が出来なくなった場合、データを目的地まで送信することが出来ない。
具体的には、図４において、例えば中継端末３２に故障が発生した場合、発信端末３１から送信されるデータを中継することができず、従って目的端末３４へデータを送信することができない。
【００１０】
こうした問題に対して、ソフトウェア制御でデータを再送するという周知技術がある。しかし、ソフトウェア制御でデータを再送しようとしても、正常動作する端末が通信可能な範囲に無い場合、目的端末３４に発信端末３１からのデータを送信することはできない。
また、全ての端末を二重系にして、確実な通信ネットワークを構成するという考え方もある(特許文献１)。しかし、端末を二重系にすることはコストが二倍になることを意味する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２６１７６７
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、データ信号を中継する機能を有する無線モジュールと、データ信号を中継する機能を有する中継用サブモジュールとがスイッチを介して並列接続してなり、無線モジュールに含まれる制御手段からの制御信号により、前記スイッチが無線モジュールと中継用サブモジュールのいずれか１つを選択してデータ信号の中継を行うメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
本発明の第２の態様は、前記制御手段は無線モジュールが正常に動作しているかの判定を行い、無線モジュールが正常に動作していると判定される時は無線モジュールを経由して、前記制御手段が無線モジュールの動作が異常であると判定される時は中継用サブモジュールを経由してデータ中継を行うように制御する第１の態様に記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
本発明の第３の態様は、無線モジュールと中継用サブモジュールとを同一ＰＩＮ配置にしたことを特徴とする第１の態様のメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
本発明の第４の態様は、無線モジュールと中継用サブモジュールをパッケージ オンパッケージ（ＰｏＰ）構造に構成したことを特徴とする第１の態様のメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
本発明第５の態様は、前記制御信号はマイコンのプルアップ信号又はプルダウン信号を有することを特徴とする第１の態様記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
本発明第６の態様は、前記制御手段はマイコンであることを特徴とする第１の態様記載のメッシュ型無線ネットワーク用端末である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、データを中継する無線端末が主要な部品の破損等の原因でデータ中継を出来なくなったとしても、次の無線端末にデータを確実に送信することができる。又、本発明によれば、従来の無線装置に中継用モジュールを追加付加するだけであり、無線端末の構成を変更する必要はないから、簡単に実施でき、しかも必要な端末にのみ中継用サブモジュールを設ければよいのでコスト的にも有利である。
【００１４】
上記のように、中継用サブモジュールを必要とする無線端末に対してのみ選択的に中継用サブモジュールを搭載することが可能になる。ＰｏＰ構造にすることにより同じマザーボードを使用でき、無線端末の構成を変更することなく本発明の無線端末を構成できる。
【００１５】
更に、マザーボードに対する実装面積を変えることなく、中継用サブモジュールを実装することができるので、従来の無線装置に大きな変更を行うことなく、本発明を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面に基づいて、本発明を説明する。
図１は本発明の無線端末を表すブロック図である。符号として図５で使った符号と同一のものを用いる。
本発明の無線端末１は前記した公知の無線モジュール１０と、本発明で追加する中継用サブモジュール２０から構成される。無線モジュール１０については既に説明したので説明を省略する。
【００１７】
中継用サブモジュールの構成について
本発明の中継用サブモジュール２０は、信号を中継する機能と、経路を切り替える機能を有する装置である。図１において、破線２０で示されるブロックが中継用サブモジュールであり、このモジュール２０は第１のスイッチ２１と、第１の増幅器２２、中継回路２３、第２の増幅器２４と第２のスイッチ２５とから構成される。
【００１８】
第１のスイッチ２１は、マイコン１５からの制御信号Ｃを受けて、受信アンテナ１１で受信した受信信号を、無線モジュール１０を経由して送信アンテナ１２に送出するか（経路ａ）、中継用サブモジュール２０を経由して送信アンテナ１２に信号を送るか（経路ｂ）を切り替えるスイッチである。
第１の増幅器２２は、第１のスイッチ２１の切替により受信信号を受けて、同受信信号を増幅するＬＮＡである。中継回路２３は少なくとも遅延回路を含む中継のための電子回路から構成されている。なお、この遅延回路は、受信アンテナ１１、送信アンテナ１２で遅延が無いときに起こるハウリングを防止するものである。中継回路２３から送出された信号は第２の増幅器２４（これはパワーアンプで構成される）に送られ、更に第２のスイッチ２５と、送信アンテナ１２とを経て次の無線端末に送信される。
【００１９】
中継用サブモジュールには、機能として中継用として最小限の機能に限定したものとすることができる。
【００２０】
制御信号Ｃについて
マイコンが正常動作しているときには、マイコンの特定の１つのピンがＨigh（又はＬowの信号）を出す。マイコンが故障している場合、同ピンはフローティング電圧を呈する。この場合フローティング電圧をPull-downする信号（又はPull-upする信号）が生成される。つまり、マイコンが故障した場合、Pull-downする信号（又はPull-upする信号）が生成され、逆にこの信号によりマイコンが故障であることが分かる。このPull-down信号（又はPull-up信号）を制御信号Ｃとして、前記第１のスイッチ２１，第２のスイッチ２５の切替を行う。
ベースバンド回路１４が故障した場合は、マイコン１５がベースバンド回路１４から受信信号を受けられないのでベースバンド回路１４が故障していると判定し、第２の制御信号をＣ′を第１のスイッチ２１、第２のスイッチ２５に送り、経路切替を行う。
【００２１】
続いて、この中継用サブモジュール２０の動作を説明する。
マイコン１５からの制御信号は、ベースバンド回路１４、マイコン１５が正常動作をしている場合、第１のスイッチ２１，第２のスイッチ２５を制御し、データを無線モジュール１０側に中継させるようにする。即ち、経路ａが選択される。この場合、受信アンテナ１１が受信したデータは無線モジュール１０を介して送信アンテナ１２に送られる。
【００２２】
しかし、ベースバンド回路１４、マイコン１５が故障等により異常動作をする場合、マイコン１５からの制御信号Ｃ及びＣ′は、データを中継用サブモジュール２０へ中継するように第１のスイッチ２１、第２のスイッチ２５を制御する。この場合、受信アンテナ１１で受信されたデータは第１の増幅器２２、中継回路２３、第２の増幅器２４を経て、送信側のアンテナ１２へ出力され、同アンテナ１２から送信出力される。
【００２３】
従って、無線モジュール１０のマイコンが破損した場合にも、中継用サブモジュール２０がデータを中継するので、通信可能範囲に存在する次の無線端末に確実にデータを中継することが出来る。
【００２４】
無線端末のパッケージングについて
図２は、無線モジュール１０と中継用サブモジュール２０とから構成される無線端末１を示す。図２（ａ）は本発明の無線端末を側面から見たものであるが、図が示すように、無線モジュール１０と中継用モジュール２０が同一ＰＩＮ配置を有している。図２（ｂ）は中継用サブモジュール２０の斜視図であるが、中継用サブモジュール２０のパッケージの表面２０１には、無線モジュール１０のＰＩＮに対応して、これと接合できる接合部２０２が形成されている。無線端末として構成する際には、中継用サブモジュール２０のパッケージの表面２０１に無線モジュール１０のパッケージを載置して、結合させ、実装し、所謂ＰｏＰ（Package on Package）構造にする。２つのパッケージは上下に結合され、その間の信号伝達は標準化される。
【００２５】
中継用サブモジュールを必要とする無線端末に対してのみ選択的に中継用サブモジュールを搭載するばよいので、コスト的負担も軽く、更に無線端末の製造についても、ＰｏＰ構造にすることにより、簡単に製造でき、然も、従来使用していたマザーボードを使用でき、無線端末の構成を変更することなく本発明の無線端末を使用することができる。
【００２６】
更に、マザーボードに対する実装面積を変えることなく、中継用サブモジュールを実装することができるので、従来の無線装置に大きな変更を伴うことなく、本発明を実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
データを確実に送信できるようにでき、従来の無線端末に本発明を簡単に実施できるので、メッシュ型無線ネットワークにおいて広く使用される。更に、センサネットワーク等で効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のブロック構成図である。
【図２（ａ）】ＰｏＰ構成を有する本発明の無線端末を示す概観図である。
【図２（ｂ）】中継用サブモジュールの斜視図である。
【図３】メッシュ型ネットワークを表す概念図である。
【図４】メッシュ型ネットワークにおける無線端末とその通信範囲との関係を示す図である。
【図５】従来の無線モジュールのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    無線端末
１０    無線モジュール
１１    受信アンテナ
１２    送信アンテナ
１３    第１の増幅器
１４    ベースバンド回路
１５    マイコン
１６    第２の増幅器
２０    中継用サブモジュール
２１    第１のスイッチ
２２    増幅器
２３    中継回路
２４    増幅器
２５    第２のスイッチ
３１−３４    中継端末
５１−５８    無線端末
２０１    中継用サブモジュールの表面
２０２    接合部
１ｒ−３ｒ    無線通信可能な範囲
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007318314.tif 000008