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1、(10)申请公布号 CN 104041173 A (43)申请公布日 2014.09.10 CN 104041173 A (21)申请号 201280067068.0 (22)申请日 2012.06.14 2012-034218 2012.02.20 JP H04W 84/18(2006.01) H04W 74/02(2006.01) (71)申请人 三菱电机株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 高塚雄也 山内尚久 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 李今子 (54) 发明名称 通信系统、 通信终端以及通信方法 (57) 摘要 将集中控制区域内。
2、的终端 (20) 和分散控制 区域内的终端 (20) 中的至少一部分终端的终端 模式设定为以时间分割方式进行通信的时间分 割控制模式， 将时间分割控制模式以外的集中控 制区域内的终端 (20) 设定为集中控制模式， 将时 间分割控制模式以外的分散控制区域内的终端 (20) 设定为分散控制模式， 被设定为时间分割控 制模式的终端 (20) 在通信被许可的通信期间内 进行发送， 被设定为集中控制模式的终端 (20) 以 及被设定为分散控制模式的终端 (20) 不依赖于 通信期间而进行通信。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.07.15 (86)PCT国际申请的申请。
3、数据 PCT/JP2012/065244 2012.06.14 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/125061 JA 2013.08.29 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 11 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书11页 附图7页 (10)申请公布号 CN 104041173 A CN 104041173 A 1/3 页 2 1. 一种通信系统， 具备多个通信终端， 该通信系统能够设定实施按照母终端的控制实 施通信的集中控制的集中控制区域和实施通过自主分散控制实施通信的分散控制的分散 控制区域， 。
4、该通信系统的特征在于， 将包含位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述通信终端在内的所 述通信终端的终端模式设定为以时间分割方式进行通信的时间分割控制模式， 将所述时间 分割控制模式以外的所述集中控制区域内的所述通信终端设定为集中控制模式， 将所述时 间分割控制模式以外的所述分散控制区域内的所述通信终端设定为分散控制模式， 被设定为所述时间分割控制模式的所述通信终端在通信被许可的通信期间进行发送， 被设定为所述集中控制模式的所述通信终端以及被设定为所述分散控制模式的所述 通信终端不依赖于所述通信期间而进行通信。 2. 根据权利要求 1 所述的通信系统， 其特征在于， 由从所述母终端的。
5、跳数为 N 跳以下的所述通信终端构成集中控制区域， 由从所述母终 端的跳数为 N+1 跳以上的所述通信终端构成分散控制区域， 其中 N 为 1 以上的整数。 3. 根据权利要求 2 所述的通信系统， 其特征在于， 将从所述母终端的跳数为 N 3 跳以下的所述通信终端设定为所述集中控制模式， 将 从所述母终端的跳数为 N+4 跳以上的所述通信终端设定为分散控制模式， 将从所述母终端 的跳数为 N 2 跳至 N+3 跳为止的所述通信终端设定为时间分割控制模式。 4. 根据权利要求 2 所述的通信系统， 其特征在于， 在设定所述终端模式时， 根据所述通信终端中的接收功率， 求出对从母终端的跳数为 N。
6、 跳的所述通信终端与从所述母终端的跳数为 N+1 跳的所述通信终端之间的通信带来干扰 的所述通信终端， 将该通信终端设定为时间分割控制模式。 5. 根据权利要求 2 所述的通信系统， 其特征在于， 将从母终端的跳数为N跳的所述通信终端和从所述母终端的跳数为N+1跳的所述通信 终端设为边界终端， 在所述时间分割控制模式中， 以时间分割方式切换许可所述边界终端间的通信的边界 通信期间、 和许可所述边界终端间以外的通信的一般通信期间。 6. 根据权利要求 1 5 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 在以所述集中控制模式或者所述时间分割控制模式进行动作过程中， 将蓄积在缓冲器 中的数据在本终端的。
7、发送机会进行汇总发送或者连续发送。 7. 根据权利要求 1 6 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 设为能够切换具有所述集中控制区域和所述分散控制区域这两者的混合存在网络结 构、 和全部的所述通信终端通过所述分散控制进行动作的分散控制网络结构， 根据在所述通信终端中测量出的通信品质来切换所述混合存在网络结构和所述分散 控制网络结构。 8. 根据权利要求 7 所述的通信系统， 其特征在于， 在以分散控制网络结构进行动作过程中， 所述母终端测量与所述通信终端之间的通信 品质， 在该通信品质超过了规定的阈值的情况下， 决定向所述混合存在网络结构切换， 在决 定了该切换的情况下， 广播包含用于设。
8、定终端模式的设定信息的网络切换通知， 接收到该 网络切换通知的所述通信终端根据所述设定信息来设定本终端的终端模式。 权 利 要 求 书 CN 104041173 A 2 2/3 页 3 9. 根据权利要求 8 所述的通信系统， 其特征在于， 所述母终端决定将与所述通信品质超过了规定的阈值的所述通信终端相对应的路径 从所述分散控制网络结构向所述混合存在网络结构切换， 发送包含识别成为切换对象的对 象路径的信息的所述网络切换通知， 接收到该网络切换通知的对象路径上的所述通信终端 根据所述设定信息来设定终端模式， 接收到该网络切换通知的不在对象路径上的所述通信 终端在接收到不是发往本终端的 POLL。
9、ING 的情况下， 在一定期间内禁止通信。 10. 根据权利要求 7、 8 或者 9 所述的通信系统， 其特征在于， 在以所述混合存在网络结构进行动作过程中， 所述母终端测量与所述通信终端之间的 通过所述集中控制进行的通信的通信品质， 在该通信品质超过了规定的阈值的情况下， 决 定向所述分散控制网络结构切换， 在决定了该切换的情况下， 广播网络切换通知， 接收到该 网络切换通知的所述通信终端将本终端的模式设定为分散控制模式。 11. 根据权利要求 7 10 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 所述母终端根据从所述通信终端接收到的数据包和路径信息， 针对每个所述通信终端 计算在一定期间内所。
10、述通信终端接收的包含中继的接收数据量， 以计算出的接收数据量超 过了规定的阈值的所述通信终端中的、 从所述母终端的跳数最多的终端为基准， 决定所述 集中控制区域的范围。 12. 根据权利要求 7 10 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 所述通信终端测量在一定期间内接收的包含中继的接收数据量， 将测量出的接收数 据量向所述母终端进行通知， 以被通知的接收数据量超过了规定的阈值的所述通信终端中 的、 从所述母终端的跳数最多的终端为基准， 决定所述集中控制区域的范围。 13. 根据权利要求 7 12 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 所述母终端计算作为位于所述集中控制区域和所述分散控。
11、制区域的边界的所述通信 终端的边界终端在一定期间内接收的包含中继的接收数据量， 根据所述边界终端中的接收 数据量最多的所述边界终端中的所述接收数据量， 决定所述通信期间。 14. 根据权利要求 7 12 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 作为位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述通信终端的边界终端 测量在一定期间内接收的包含中继的接收数据量， 将测量出的接收数据量向所述母终端进 行通知， 根据被通知的接收数据量中接收数据量最多的所述边界终端中的所述接收数据 量， 决定所述通信期间。 15. 根据权利要求 11 14 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 将所述接收数据量。
12、设为接收数据包数。 16. 根据权利要求 11 14 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 将所述接收数据量设为接收数据大小。 17. 根据权利要求 1 16 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 从作为位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述集中控制区域内的 所述通信终端的边界终端直接接收数据的所述集中控制区域内的所述通信终端测量与该 边界终端之间的通信品质， 在测量出的通信品质超过了规定的阈值的情况下， 对所述母终 端请求缩小所述集中控制区域， 该边界终端测量与所述分散控制区域内的边界终端之间的 通信品质， 在测量出的通信品质超过了规定的阈值的情况下， 对所述母终端请求扩。
13、大所述 权 利 要 求 书 CN 104041173 A 3 3/3 页 4 集中控制区域， 所述母终端根据缩小所述集中控制区域或者扩大所述集中控制区域的请 求， 发送变更所述集中控制区域的范围的网络切换通知。 18. 根据权利要求 1 17 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 作为位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述分散控制区域内的所 述通信终端的边界终端和所述集中控制区域内的所述通信终端监视本终端的缓冲器， 在缓 冲器量超过了规定的阈值的情况下向所述母终端进行通知， 所述母终端根据该通知来变更 所述通信期间。 19. 根据权利要求 7 10、 17 中的任一项所述的通信。
14、系统， 其特征在于， 在求出所述通信品质时考虑数据大小。 20. 根据权利要求 7 10、 17、 19 中的任一项所述的通信系统， 其特征在于， 将所述通信品质设为 PER、 BER、 RSSI、 SINR、 相对于轮询的数据响应比例中的至少一个 以上。 21. 一种通信系统中的通信终端， 该通信系统具备多个所述通信终端， 该通信系统能够 设定实施按照母终端的控制实施通信的集中控制的集中控制区域和实施通过自主分散控 制实施通信的分散控制的分散控制区域， 所述通信终端的特征在于， 具备 ： 终端模式管理部， 设定集中控制模式、 分散控制模式、 以时间分割方式在对本终端许可 了通信的通信期间内进。
15、行通信的时间分割控制模式中的至少一个作为终端模式 ； 以及 发送期间管理部， 管理对本终端许可了通信的所述通信期间， 在被设定了所述时间分 割控制模式的情况下， 根据所述通信期间管理可否从本终端发送， 在所述集中控制模式下， 不依赖于所述通信期间而实施基于所述集中控制的发送， 在 所述分散控制模式下， 不依赖于所述通信期间而通过所述分散控制实施发送。 22. 一种通信系统中的通信方法， 该通信系统具备多个通信终端， 该通信系统能够设定 实施按照母终端的控制实施通信的集中控制的集中控制区域和实施通过自主分散控制实 施通信的分散控制的分散控制区域， 所述通信方法的特征在于， 包括 ： 模式设定步骤。
16、， 将包含位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述通信 终端在内的所述通信终端的终端模式设定为以时间分割方式进行通信的时间分割控制模 式， 将所述时间分割控制模式以外的所述集中控制区域内的所述通信终端设定为集中控制 模式， 将所述时间分割控制模式以外的所述分散控制区域内的所述通信终端设定为分散控 制模式 ； 时间分割发送步骤， 被设定为所述时间分割控制模式的所述通信终端在通信被许可的 通信期间内进行发送 ； 以及 非时间分割发送步骤， 被设定为所述集中控制模式的所述通信终端以及被设定为所述 分散控制模式的所述通信终端不依赖于所述通信期间而进行通信。 权 利 要 求 书 CN 1040。
17、41173 A 4 1/11 页 5 通信系统、 通信终端以及通信方法 技术领域 0001 本发明涉及一种通信系统、 通信终端以及通信方法。 背景技术 0002 研究了遥测、 大规模工厂内的监视等、 使用了特定小功率无线的大规模网络中的 数据收集。在这些网络中， 使用由 IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers ： 电气和电子工程师协会 )802.15.4 标准化的 PHY( 物理层 )/MAC(Medium Access Control ： 媒体访问控制 )， 通过多跳在广范围内从多个终端收集数据。在作为由 IEEE。
18、802.15.4 标准化的无线访问方式的 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance ： 带有冲突避免的载波监听多路访问 ) 方式中， 各个终端在数据包 (packet) 发送之前进行退避 (back off) 时间的待机和无线信道的载波监听。然后， 在通过 载波监听确认了信道在使用中 ( 信道忙 ) 的情况下， 再次进行退避时间的待机 ( 参照非专 利文献 1)。 0003 另一方面， 提出了将集中控制型的访问方式和自主分散控制型的访问方式针对每 个无线站、 且针对每个无线信道以时间分割方式应用的访问方式 ( 。
19、例如， 参照专利文献 1)。 在该访问方式中， 在作为母站发挥作用的情况下按照本站的控制来传输信号， 在作为子站 发挥作用的情况下按照母站的控制来传输信号。无线站与其它无线站直接、 或者经由其它 的一个以上的无线站进行通信。由此， 实现低延迟、 低延迟抖动、 高吞吐量、 高 QoS 的保证。 0004 作为进行时间分割控制的其它方式， 提出了在具备基站、 中继站以及用户站的系 统中， 由争用期间和无争用期间构成上行流的媒体访问控制方式 ( 例如， 参照专利文献 2)。 在该媒体访问控制方式中， 在争用期间， 从用户站向中继站发送数据， 在无争用期间， 从中 继站向基站发送数据。由此， 能够进行。
20、经由中继站的用户站与基站的通信。 0005 专利文献 1 ： 日本特开 2002-325273 号公报 0006 专利文献 2 ： 日本特开 2007-6199 号公报 0007 非专利文献 1 ： IEEE,“IEEE Std IEEE802.15.4” ,Sept.2006 发明内容 0008 如上述那样， 作为减轻网络中的干扰的以往技术， 提出了 CSMA/CA 方式、 以时间分 割方式将访问方式、 能够通信的链路进行切换的方式等。然而， 在 CSMA/CA 方式中， 存在伴 随终端数、 通信频度的增加而干扰增加这样的问题。 0009 另一方面， 在以时间分割方式将访问方式、 能够通信的。
21、链路进行切换的方式中， 多 是关于与通信对方直接进行通信的单跳、 经由一个中继站的双跳的网络， 关于三跳以上的 多跳环境的研究少。另外， 当适用到三跳以上的多跳环境中并使所有终端以时间分割方式 进行动作时， 有时连不相互干扰的终端的通信也会禁止， 通信效率下降。进而， 在根据通信 区域来切换了集中控制和分散控制的情况下， 存在在集中控制和分散控制的边界附近产生 干扰这样的问题。 说 明 书 CN 104041173 A 5 2/11 页 6 0010 本发明是鉴于上述而作出的， 其目的在于得到一种在多跳环境中在集中控制和分 散控制混合存在的情况下能够提高吞吐量、 进而减轻集中控制和分散控制的边。
22、界附近的干 扰的通信系统、 通信终端以及通信方法。 0011 为了解决上述的课题、 并达成目的， 本发明是一种通信系统， 具备多个通信终端， 该通信系统能够设定实施按照母终端的控制实施通信的集中控制的集中控制区域和实施 通过自主分散控制实施通信的分散控制的分散控制区域， 该通信系统的特征在于， 将包含 位于所述集中控制区域和所述分散控制区域的边界的所述通信终端在内的所述通信终端 的终端模式设定为以时间分割方式进行通信的时间分割控制模式， 将所述时间分割控制模 式以外的所述集中控制区域内的所述通信终端设定为集中控制模式， 将所述时间分割控制 模式以外的所述分散控制区域内的所述通信终端设定为分散控。
23、制模式， 被设定为所述时间 分割控制模式的所述通信终端在通信被许可的通信期间内进行发送， 被设定为所述集中控 制模式的所述通信终端以及被设定为所述分散控制模式的所述通信终端不依赖于所述通 信期间而进行通信。 0012 本发明的通信系统、 通信终端以及通信方法起到如下效果 ： 在多跳环境中， 在集中 控制和分散控制混合存在的情况下， 能够提高吞吐量， 进而能够减轻集中控制和分散控制 的边界附近的干扰。 附图说明 0013 图 1 是表示实施方式 1 的终端的结构例的图。 0014 图 2 是表示实施方式 1 的通信系统的结构例的图。 0015 图 3 是用于说明图 2 所示的结构例中的特定路径的。
24、详细内容的图。 0016 图 4 是表示集中控制区域内的终端的通信序列的一个例子的图。 0017 图 5 是表示分散控制区域内的通信序列的一个例子的图。 0018 图 6 是表示实施方式 2 的终端的结构例的图。 0019 图 7 是表示从分散控制网络向集中 分散控制混合存在网络的切换次序的一个例 子的流程图。 0020 图 8 是表示从集中 分散控制混合存在网络向分散控制网络的切换次序的一个例 子的流程图。 0021 图 9 是表示实施方式 2 的通信系统的网络拓扑结构的一个例子的图。 0022 图 10 是表示在一定期间内各终端所发送的数据包数的一个例子的图。 0023 图 11 是表示来。
25、自各终端的接收数据数和该终端的跳数的一个例子的图。 0024 图 12 是表示实施方式 3 的通信系统的结构例的图。 0025 附图标记说明 0026 1 ： 控制部 ； 2 ： 无线部 ； 3 ： 天线 ； 4 ： 通信区域管理部 ； 5 ： 终端模式管理部 ； 6 ： 发送 期间管理部 ； 7 ： 通信管理部 ； 10、 20、 20 1 20 7 ： 终端。 具体实施方式 0027 下面， 根据附图详细地说明本发明的通信系统、 通信终端以及通信方法的实施方 式。此外， 并非通过该实施方式来限定该发明。 说 明 书 CN 104041173 A 6 3/11 页 7 0028 实施方式 1。
26、. 0029 图1是表示本发明的终端(通信终端)的实施方式1的结构例的图。 如图1所示， 本实施方式的终端具备控制部1、 无线部2、 天线3、 通信区域管理部4、 终端模式管理部5、 以 及发送期间管理部 6。 0030 天线 3 是用于与其它终端进行无线通信的天线， 从无线部 2 接收发送信号并作为 电波送出， 将接收信号交给无线部2。 无线部2根据从控制部1接收到的发送数据进行调制 等来生成发送信号， 将进行接收信号的解调等而得到的接收数据交给控制部1。 控制部1进 行发送接收数据的控制， 将发送数据交给无线部2， 从无线部2接收接收信号。 另外， 与通信 区域管理部 4、 终端模式管理部。
27、 5、 发送期间管理部 6 协作， 选择恰当的发送定时 (timing)、 通信方式。 0031 通信区域管理部 4 对本终端存在的通信区域 ( 集中控制区域或者分散控制区域 ) 进行管理， 判断本终端存在的通信区域并进行设定。终端模式管理部 5 管理本终端的终端 模式， 将本终端的终端模式设定为集中控制模式、 分散控制模式、 时间分割控制模式中的某 一个。发送期间管理部 6 管理本终端的可发送定时， 在以时间分割方式进行动作的情况下 判断可否发送。 0032 图 2 是表示在本实施方式中设想的通信系统的结构例的图。此外， 图 2 所示的通 信系统的结构是一个例子， 应用本实施方式的访问控制方。
28、式以及终端的通信系统的结构不 限于图 2 的例子。如图 2 所示， 网络由多个终端 ( 终端 10 以及终端 20) 构成， 终端 20 产生 的数据直接、 或者通过由其它终端20进行中继来发送到终端10。 此外， 在图2中， 为了图的 简化而对一个终端 20 附加了标记， 但是终端 10 以外的图 2 所示的各个圆即使没有附加标 记也是终端 20。终端 20 是在图 1 中例示了结构的本实施方式的终端。 0033 终端 10( 数据收集终端 ) 是收集数据的任意的终端， 可以选择为构成通信系统的 终端 20 中的一个， 还能够使用包含作为终端 20 的功能以外的特定功能的如 Gateway 。
29、那样 的终端。另外， 终端 10 作为在集中控制中控制各终端 20 的发送的母终端发挥作用。此外， 这里， 设为从各终端 20 向终端 10 的路径已构筑完毕。对路径构筑的方法没有限制， 能够使 用多跳网络中的通常的路径构筑方法。 设为各终端20通过路径构筑掌握从终端10的跳数， 终端模式管理部 5 保持从终端 10 的跳数。 0034 另外， 网络以终端 10 为中心设定有集中控制区域 A1 和分散控制区域 A2。关于集 中控制区域 A1 内的通信， 通过由特定的终端集中控制通信来进行相互的通信不被干扰的 通信。在分散控制区域 A2 中， 各终端自主分散地进行动作。因此， 由于发送定时、 隐。
30、藏终端 问题而存在相互干扰的可能性。 0035 图 3 是用于说明图 2 所示的结构例中的特定的路径的详细内容的图。图 3 的终端 10是从其它终端收集数据的终端， 终端20向终端10直接、 或者经由其它终端发送数据。 此 外， 在图 3 中只对两个终端附加了标记， 但是它们之间的圆也表示终端 20。在表示终端 20 的圆中记载有从终端 10 的跳数。 0036 如图 3 所示， 这里设为从终端 10 第 N(N 为 1 以上的整数 ) 跳为止的终端在集中控 制区域 A1 内， 第 N+1 跳以后的终端 20 在分散控制区域 A2 内。终端 21 是终端 20 中的一个， 成为从终端 10 第。
31、 N 跳， 是位于集中控制区域 A1 内的与分散控制区域 A2 的边界的终端。 0037 图 4 是表示集中控制区域 A1 内的终端 ( 终端 10 以及终端 20) 的通信序列的一个 说 明 书 CN 104041173 A 7 4/11 页 8 例子的图。以后， 在各终端间的链路中， 将终端 10 侧的终端设为上位终端， 将末端侧的终端 设为下位终端。如图 4 所示， 通过由集中控制区域 A1 内的上位终端向集中控制区域 A1 内 的下位终端发送 POLLING( 轮询 ) 来开始通信 ( 步骤 S1)。在 POLLING 中包含请求 DATA( 数 据 ) 的下位终端的标识符。 0038。
32、 接收到 POLLING 的下位终端中的、 被指定的标识符的终端向上位终端发送 DATA(步骤S2)。 此外， 设为在接收到POLLING的下位终端没有保持要发送的数据的情况下， 既能够发送不包含有效载荷 (payload) 的 NULL DATA( 空数据 )， 还能够不作任何响应。此 外， 在本实施方式中， 说明为发送 NULL DATA。接收到 DATA 或者 NULL DATA 的上位终端根据 需要返回 ACK(Acknowlegement) 来完成通信 ( 步骤 S3)。在图 4 中， 将 ACK 作为单独数据包 进行发送， 但是还能够通过在接着发送的POLLING中包含ACK信息而。
33、发送， 从而削减发送数 据包数。此外， 在图 3 中， 成为集中控制区域 A1 的最下位终端的第 N 跳的终端 ( 下面称为 N 跳终端 ) 不从本终端发送 POLLING。 0039 将集中控制区域 A1 内的各终端发送 POLLING 的定时设为与集中控制区域 A1 内 的其它通信不干扰的定时。作为用于以与其它通信不干扰的定时发送的控制， 收集数据的 终端 10 既可以控制集中控制区域内 A1 整体的通信， 也可以各终端预先与集中控制区域 A1 内的终端交换与发送定时有关的信息来控制本终端的 POLLING 发送定时， 关于在集中控制 区域内进行相互的通信不被干扰的轮询通信的方法， 不限定。
34、。 另外， 上述中说明了分别通过 POLLING 来集中控制与各终端直接通信的下位终端的通信的方法， 但是也可以如下 ： 终端 10 向集中控制区域内的任意的终端发送 POLLING， 集中控制区域内的终端将 POLLING 转发 到发送目的地的终端。 0040 图 5 是表示分散控制区域 A2 内的通信序列的一个例子的图。各终端 20 以 CSMA/ CA 进行动作， 保持要发送的数据的下位终端进行随机决定的退避时间的待机和载波监听。 在通过载波监听判断为信道空闲的情况下， 下位终端向上位终端发送 DATA( 步骤 S11)。接 收到 DATA 的上位终端根据需要返回 ACK 来完成通信 (。
35、 步骤 S12)。此外， 详细动作记载于非 专利文献 1。 0041 在各终端中， 终端模式管理部 5 如图 3 所示地设定终端模式。在本实施方式中， 终 端模式是集中控制模式、 分散控制模式、 时间分割控制模式这三个。 各终端根据成为集中控 制区域 A1 和分散控制区域 A2 的边界的终端 21( 下面称为边界终端 ) 的 ( 从终端 10 的 ) 跳数和各终端的从边界终端的跳数， 设定为集中控制模式、 分散控制模式、 时间分割控制模 式这三个模式中的某一个终端模式。此外， 关于边界终端的从终端 10 的跳数、 即 N， 各终端 20 通过预先设定或者从终端 10 被通知到等来掌握。 004。
36、2 设定为集中控制模式的终端是从终端 10 为 N 3 跳为止的终端， 这些终端始终通 过集中控制 ( 图 4 所示的次序 ) 来进行通信。 0043 设定为分散控制模式的终端是从终端10为N+4跳以上的终端， 始终通过分散控制 ( 图 5 所示的次序 ) 来进行通信。 0044 设定为时间分割控制模式的终端是除了集中控制模式、 分散控制模式以外的终 端， 设为从终端 10 的跳数为从 N 2 跳到 N+3 跳为止的终端。各终端按照自身所属的通信 区域的通信序列 ( 集中控制或者分散控制 ) 进行通信， 但是从本终端能够开始通信的链路 是通过时间分割进行控制的。设为各终端同步， 各终端的发送期。
37、间管理部 6 将一般通信期 说 明 书 CN 104041173 A 8 5/11 页 9 间和边界通信期间按照规定的规则以时间分割方式进行切换， 对发送进行控制以使得只在 各通信期间被许可的链路进行通信。 0045 在本实施方式中， 一般通信期间表示能够进行同一通信区域内 ( 集中控制区域 A1 内、 或者分散控制区域 A2 内 ) 的通信的期间， 边界通信期间表示能够进行集中控制区域 A1 与分散控制区域 A2 之间的通信的期间。以后， 将从终端 10 第 M(M 为 1 以上的整数 ) 跳的 终端记载为 M 跳终端 ( 例如， 将从终端 10 第 N 1 跳的终端 20 设为 N 1 跳。
38、终端 )。将在 一般通信期间中能够通信的链路设为 N 2 跳终端与 N 1 跳终端之间、 N 1 跳终端与 N 跳终端之间、 N+1 跳终端与 N+2 跳终端之间、 N+2 跳终端与 N+3 跳终端之间， 禁止从 N+1 跳 终端的 DATA 发送。此外， N 2 跳终端与 N 1 跳终端之间、 N 1 跳终端与 N 跳终端之间 属于集中控制区域 A1， 因此通过图 4 所示的集中控制来进行通信。另外， N+1 跳终端与 N+2 跳终端之间、 N+2 跳终端与 N+3 跳终端之间属于分散控制区域 A2， 因此通过图 5 所示的分散 控制来进行通信。 0046 另一方面， 将能够在边界通信期间进。
39、行通信的链路设为 N 跳终端与 N+1 跳终端之 间， 禁止从 N 2 跳终端、 N 1 跳终端的 POLLING 发送、 以及从 N+2 跳终端、 N+3 跳终端的 DATA 发送。此外， 这些链路属于分散控制区域， 因此通过图 5 所示的分散控制来进行通信。 但是， 这些链路的通信还能够进行基于集中控制的通信。 0047 另外， 在集中控制模式以及分散控制模式的终端中， 在一般通信期间、 边界通信期 间的任一个期间中都能够进行通信。 0048 在本实施方式中， 说明了根据跳数来设定集中控制模式、 分散控制模式、 时间分割 控制模式的例子， 但是还能够不仅考虑跳数而且考虑接收功率来设定终端模。
40、式。 例如， 将设 定为时间分割控制模式的终端设为有可能对N跳终端与N+1跳终端间的通信带来干扰的终 端。在集中控制区域内对 N 跳终端与 N+1 跳终端间的通信进行干扰的终端是处于 N 跳终端 的通信范围内且数据收集终端侧的终端 ( 设为终端 A)、 和处于终端 A 的通信范围内且数据 收集终端侧的终端， 将与这些相当的终端设定为时间分割控制模式。具体地说， 例如， N 跳 终端以及终端 A 测量来自各终端 20 的接收功率， 根据该接收功率判定通信范围内的终端。 然后， 将这些判定结果(或者接收功率的测量结果)发送给数据收集终端， 数据收集终端根 据判定结果决定在集中控制区域内对 N 跳终。
41、端与 N+1 跳终端间的通信进行干扰的终端， 指 示该终端设定时间分割控制模式。由此， 能够避免由于终端 A 的 POLLING、 DATA 发送而产生 的干扰。另一方面， 在分散控制区域 A2 内对 N 跳终端与 N+1 跳终端间的通信进行干扰的终 端是处于 N+1 跳终端的通信范围内且末端侧的终端 ( 设为终端 B)、 和处于终端 B 的通信范 围内且末端侧的终端， 同样地将与这些相当的终端设定为时间分割控制模式。 由此， 能够避 免由于终端 B 的 DATA、 ACK 发送而产生的干扰。 0049 在本实施方式中， 时间分割控制模式只对从本终端的通信开始以时间分割方式进 行控制， 因此即。
42、使是分配到本终端的通信期间外， 也进行了针对POLLING的DATA发送、 针对 DATA 的 ACK 发送。但是， 在分配到本终端的通信期间外， 禁止包含针对 POLLING 的 DATA 发 送、 针对 DATA 的 ACK 发送的全部的通信， 由此还能够将设定时间分割控制模式的终端限定 为 N 1 跳终端、 N 跳终端、 N+1 跳终端、 N+2 跳终端。 0050 进而， 在判断为分散控制区域的通信少的情况下， 将 N+3 跳终端从时间分割控制 模式变更为分散控制模式， 在 N+2 跳终端中产生了干扰的情况下通过重发来应对， 由此也 说 明 书 CN 104041173 A 9 6/1。
43、1 页 10 可以削减设定为时间分割控制模式的终端。这样， 将根据干扰的状况等而设为时间分割控 制模式的终端的范围， 既可以设为比图 3 所示的从 N 2 跳终端到 N+3 跳终端为止的范围 小， 也可以相反地设为比图 3 所示的范围大。 0051 另外， 在边界通信期间中通过禁止N跳终端的通信范围内的终端的POLLING发送、 针对 POLLING 的 DATA 响应， 由此能够减轻来自相邻路径的干扰。 0052 本实施方式中的集中控制区域A1内的终端直到接收POLLING为止不发送DATA， 因 此在各终端的缓冲器 ( 未图示 ) 中蓄积了直到接收 POLLING 为止产生的数据、 从下位。
44、终端 接收到的DATA。 另外， 在设定为时间分割控制模式的终端中， 也蓄积了在本终端的通信期间 外产生的数据、 从下位终端接收到的DATA。 因此， 还能够通过蓄积在缓冲器中的数据包的汇 总发送(聚集发送)、 连续发送(突发发送)来削减报头开销(header overhead)、 避免缓冲 器溢出。 0053 如以上那样， 在本实施方式中， 在多跳环境中， 通过将终端 10 附近设为集中控制 区域 A1， 将其外设为分散控制区域 A2， 由此抑制通信数据包量增加的数据收集终端附近的 干扰， 能够提高吞吐量。 另外， 将各终端分类为集中控制模式、 分散控制模式、 时间分割控制 模式， 将在集中。
45、控制区域 A1 内和分散控制区域 A2 内不相互干扰的终端 20( 设定为集中控 制模式、 分散控制模式的终端 20) 设为始终能够进行通信， 由此能够提高通信效率。进而， 将集中控制区域 A1 和分散控制区域 A2 的边界附近的终端设定为时间分割控制模式， 使边 界链路 ( 跨过集中控制区域 A1 和分散控制区域 A2 的边界的链路 ) 的通信和除此以外的通 信以时间分割方式进行动作， 由此减轻集中控制区域和分散控制区域的边界附近的干扰， 能够提高吞吐量。 0054 实施方式 2. 0055 图 6 是表示本发明的终端的实施方式 2 的功能结构例的图。本实施方式的终端在 实施方式1的图1中所。
46、示的终端的结构中追加了通信管理部7。 通信管理部7进行本终端接 收到的数据包的 PER(Packet Error Rate ： 误包率 )、 相对于所发送的 POLLING 的 NULL DATA 接收比例等、 与通信品质有关的管理。对于具有与实施方式 1 相同的功能的结构要素， 附加 与实施方式 1 相同的标记并省略重复的说明。在本实施方式中， 以与实施方式 1 不同的部 分为中心进行说明。 0056 本实施方式的通信系统的结构设为与第 1 实施方式的图 2 所示的结构相同。图 2 中的终端 20 成为图 6 所示的本实施方式的终端。终端 10 既可以是图 6 所示的本实施方式 的终端， 也。
47、可以使用包含作为终端 20 的功能以外的特定功能的如 Gateway 那样的终端。但 是， 在本实施方式中， 根据状况切换与图 2 相同的由集中控制区域 A1 和分散控制区域 A2 构 成的集中分散控制混合存在网络 ( 混合存在网络结构 )、 和不进行集中控制区域 A1 和分 散控制区域 A2 的区别而使全部终端以分散控制方式进行动作的分散控制网络 ( 分散控制 网络结构 ) 这两个网络结构。 0057 在构成集中分散控制混合存在网络的情况下的本实施方式的动作与实施方式 1 相同。在构成分散控制网络的情况下的本实施方式的动作与通常的分散控制网络相同。 0058 图 7 是表示从分散控制网络向集。
48、中 分散控制混合存在网络的切换次序的一个例 子的流程图。首先， 设为通信系统被设定为分散控制网络， 各终端 ( 终端 10 以及终端 20) 被设定为分散控制模式， 通过实施方式 1 中所示的分散控制来进行通信 ( 步骤 S21)。 说 明 书 CN 104041173 A 10 7/11 页 11 0059 在数据收集终端 ( 终端 10) 中， 通信管理部 7 测量接收数据包的 PER( 步骤 S22)。 数据收集终端判断测量出的一定期间的 PER 是否超过了预先确定的阈值 ( 步骤 S23)。在 PER 没有超过阈值的情况下 ( 步骤 S23， 否 )， 返回到步骤 S22。在 PER 。
49、超过了阈值的情况下 ( 步骤 S23， 是 )， 数据收集终端的通信管理部 7 判断为通信系统内的网络拥挤， 决定从分散 控制网络向集中分散控制混合存在网络切换， 广播用于通知从分散控制网络向集中分 散控制混合存在网络切换的切换通知 ( 步骤 S24)。 0060 此外， 关于广播范围， 可以设为通信系统整体， 但是通过将广播范围设为 N+3 跳终 端为止， 能够削减广播的开销。在网络切换通知中包含切换后的网络类别 ( 集中分散控 制混合存在网络 )、 成为集中控制区域和分散控制区域的边界的终端的从数据收集终端的 跳数 N、 以及表示一般通信期间和边界通信期间的值。将一般通信期间和边界通信期间的 值设为例如开始一般通信期间和边界通信期间的时间分割控制的时刻、 各期间的长度。此 外， 表示一般通信期间和边界通信期间的值不限于此， 只要是知道各期间的切换定时的值 即可。另外， 这里， 作为用于各终端 20 设定终。