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技術 通信システム、中継装置および中継方法

出願人 矢崎総業株式会社国立大学法人電気通信大学学校法人芝浦工業大学
発明者 國立忠秀細川元気山本嶺山崎託
出願日 2019年3月7日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-041506
公開日 2020年9月10日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-145608
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード 各対象データ 加重移動平均 対象データ群 中継装置数 発生傾向 待機数 最大待ち時間 無線メッシュネットワーク
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

中継装置バッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートする。

解決手段

中継装置は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置が対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、対象データを中継データ11に格納するオーバーヒア処理部21と、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部23と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信する中継部22を備える。

概要

背景

無線を使用するアドホックネットワークにおける複数の装置間の通信プロトコルとして、AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)、DSR(Dynamic Source Routing)等が知られている。これらのプロトコルは、動的に転送経路を選択するので、自動車の車内など、通信環境乗車人数乗車位置などの様々な条件で通信品質が変化する環境に好適である。

また無線を使用するアドホックネットワークにおいて、送信装置受信装置直接通信できない場合、ネットワークに属するその他の装置が中継装置となって、送信装置の代わりに、受信装置に向けて送信する。これを短時間に行う方式として、代理通信の方法がある(特許文献1参照)。

また中継装置は、バッファに溜まっているデータが複数ある場合に、その複数のデータをアグリゲートして他の中継装置に一括送信することが知られている(特許文献2参照)。特許文献2において中継装置は、所定時間毎にバッファに溜められているデータをアグリゲートする。

また送信装置が、中継装置における中継送信待ち時間として、乱数閾値を比較して得られた値を送信データに設定する方法がある(非特許文献1参照)。非特許文献1において、中継装置は、送信装置が設定した中継送信待ち時間に従って、データを処理する。

概要

中継装置のバッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートする。中継装置は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置が対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、対象データを中継データ11に格納するオーバーヒア処理部21と、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部23と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信する中継部22を備える。

目的

本発明の目的は、中継装置のバッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートする通信システム、通信システムに用いられる中継装置および中継方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

対象データの送信先となる複数の受信装置と、前記複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備え、前記中継装置は、前記複数の送信装置のうちの一の送信装置が、前記複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、前記受信装置が前記対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、前記対象データを中継データに格納するオーバーヒア処理部と、前回、所定の受信装置宛アグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、前記今回の設定アグリゲート数になった場合、前記所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、前記所定の受信装置に向けて送信する中継部を備えることを特徴とする通信システム

請求項2

前記設定アグリゲート数算出部は、乱数が、閾値に所定値加算した値よりも大きい場合、前回の設定アグリゲート数を増やして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数が、閾値に所定値を減算した値よりも小さい場合、前回の設定アグリゲート数を減らして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数と閾値との差異が所定値以内の場合、前回の設定アグリゲート数を今回の設定アグリゲート数を算出することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。

請求項3

前記設定アグリゲート数算出部は、式(1)により、対象データの今回の設定アグリゲート数を算出することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。

請求項4

対象データの送信先となる複数の受信装置と、前記複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備える通信システムに用いられる中継装置であって、前記複数の送信装置のうちの一の送信装置が、前記複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、前記受信装置が前記対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、前記対象データを中継データに格納するオーバーヒア処理部と、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、前記今回の設定アグリゲート数になった場合、前記所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、前記所定の受信装置に向けて送信する中継部を備えることを特徴とする中継装置。

請求項5

対象データの送信先となる複数の受信装置と、前記複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備える中継装置に用いられる中継方法であって、前記中継装置が、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、前記複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、前記受信装置が前記対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、前記対象データを中継データに格納するステップと、前記中継装置が、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出するステップと、前記中継装置が、所定の受信装置宛の各対象データの数が、前記今回の設定アグリゲート数になった場合、前記所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、前記所定の受信装置に向けて送信するステップを備えることを特徴とする中継方法。

技術分野

0001

本発明は、複数の装置を備える通信ステム、通信システムに用いられる中継装置および中継方法に関する。

背景技術

0002

無線を使用するアドホックネットワークにおける複数の装置間の通信プロトコルとして、AODV(Ad hoc On-Demand Distance Vector)、DSR(Dynamic Source Routing)等が知られている。これらのプロトコルは、動的に転送経路を選択するので、自動車の車内など、通信環境乗車人数乗車位置などの様々な条件で通信品質が変化する環境に好適である。

0003

また無線を使用するアドホックネットワークにおいて、送信装置受信装置直接通信できない場合、ネットワークに属するその他の装置が中継装置となって、送信装置の代わりに、受信装置に向けて送信する。これを短時間に行う方式として、代理通信の方法がある(特許文献1参照)。

0004

また中継装置は、バッファに溜まっているデータが複数ある場合に、その複数のデータをアグリゲートして他の中継装置に一括送信することが知られている(特許文献2参照)。特許文献2において中継装置は、所定時間毎にバッファに溜められているデータをアグリゲートする。

0005

また送信装置が、中継装置における中継送信待ち時間として、乱数閾値を比較して得られた値を送信データに設定する方法がある(非特許文献1参照)。非特許文献1において、中継装置は、送信装置が設定した中継送信待ち時間に従って、データを処理する。

0006

特開2014−225859号公報
特開2014−27406号公報

先行技術

0007

山崎 託、山本、國立 忠秀、田中 良明、"待機時間に基づくOpportunistic Routingにおける乱数情報を用いたパラメータ制御"、信学技報、電子情報通信学会、平成30年1月18日、vol.117, no.385, NS2017-149, pp.29-34

発明が解決しようとする課題

0008

特許文献1は、代理通信について開示し、特許文献2は、バッファに複数のデータが溜まっている場合にこれらのデータを定期的にアグリゲートすることを開示する。しかしながら、通信が生じるタイミングは一定ではないことから、中継装置がデータを定期的にアグリゲートする場合、中継装置において、データが滞留したり、データの無駄な待機が生じたりする場合がある。また非特許文献1は、送信装置がデータに設定する中継送信待ち時間への言及に留まる。

0009

従って本発明の目的は、中継装置のバッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートする通信システム、通信システムに用いられる中継装置および中継方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0010

上記課題を解決するために、本発明の第1の特徴は、対象データの送信先となる複数の受信装置と、複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備える通信システムに関する。第1の特徴に係る通信システムにおいて中継装置は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置が対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、対象データを中継データに格納するオーバーヒア処理部と、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信する中継部を備える。

0011

設定アグリゲート数算出部は、乱数が、閾値に所定値加算した値よりも大きい場合、前回の設定アグリゲート数を増やして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数が、閾値に所定値を減算した値よりも小さい場合、前回の設定アグリゲート数を減らして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数と閾値との差異が所定値以内の場合、前回の設定アグリゲート数を今回の設定アグリゲート数を算出しても良い。

0012

設定アグリゲート数算出部は、式(1)により、対象データの今回の設定アグリゲート数を算出しても良い。

0013

0014

本発明の第2の特徴は、対象データの送信先となる複数の受信装置と、複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備える通信システムに用いられる中継装置に関する。本発明の第2の特徴に係る中継装置は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置が対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、対象データを中継データに格納するオーバーヒア処理部と、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する設定アグリゲート数算出部と、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信する中継部を備える。

0015

本発明の第3の特徴は、対象データの送信先となる複数の受信装置と、複数の送信装置のそれぞれと通信可能な中継装置を備える中継装置に用いられる中継方法に関する。本発明の第2の特徴に係る中継方法は、中継装置が、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置が対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、対象データを中継データに格納するステップと、中継装置が、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出するステップと、中継装置が、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信するステップを備える。

発明の効果

0016

本発明によれば、中継装置のバッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートする通信システム、通信システムに用いられる中継装置および中継方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0017

本発明の実施の形態に係る通信システムのシステム構成図である。
本発明の実施の形態に係る中継装置が送信するデータ構造の一例である。
本発明の実施の形態に係る通信方法シーケンス図である。
本発明の実施の形態に係る中継装置のハードウエア構成機能ブロックを説明する図である。
本発明の実施の形態に係る中継データの構造とデータの一例を説明する図である。
本発明の実施の形態に係るオーバーヒア処理部の処理を説明するフローチャートである。
本発明の実施の形態に係る中継部の処理を説明するフローチャートである。
本発明の実施の形態に係るアグリゲート数算出部の処理を説明するフローチャートである。
本発明の実施例に係る通信システムのシステム構成図である。
本発明の実施例に係る乱数および設定アグリゲート数等の経緯を説明する図である。

実施例

0018

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。

0019

(通信システム)
図1を参照して、本発明の実施の形態に係る通信システム5を説明する。通信システム5は、複数の通信装置1を備え、各通信装置が網状に接続され、無線メッシュネットワークを構成する。

0020

図1に示す通信システム5は、第1の通信装置1a、第2の通信装置1b、第3の通信装置1cおよび第4の通信装置1dを備える。本発明の実施の形態において第1の通信装置1a、第2の通信装置1b、第3の通信装置1cおよび第4の通信装置1dを特に区別しない場合、単に通信装置1と記載する場合がある。また図1は、4つの通信装置を備えるが、通信装置の数はこれに限るものではない。

0021

本発明の実施の形態において、各通信装置1は、各通信における役割に応じて、送信装置、受信装置または中継装置として機能する。各通信装置1は、対象データを送信する際は送信装置として機能する場合がある。また各通信装置1は、対象データの送信先となる際は受信装置として機能する場合がある。また各通信装置1は、送信装置および受信装置間の通信を中継する中継装置として機能する場合がある。ここで対象データは、送信装置が受信装置に向けて送信するリクエストまたは応答に係るデータであって、後述の代理通信の対象となるデータである。

0022

本発明の実施の形態に係る通信システム5は、例えば乗用車の内部などの限られた空間に設けられる。各通信装置1は、コントローラに設置されるとともに、例えば車のドアルームランプ、窓などの各設備に対応して設置され、各設備の状態をコントローラに送信したり、コントローラから各設備の状態を変更する指示を受信したりする。

0023

通信システム5は、アドホック方式で、各通信装置1間の無線通信を実現する。各通信装置1の位置、電波環境等により、各通信装置1は直接通信できない場合がある。本発明の実施の形態において第1の通信装置1aは、第2の通信装置1bおよび第3の通信装置1cと通信可能であるが、第4の通信装置1dと通信できない。第2の通信装置1bは、第1の通信装置1a、第3の通信装置1cおよび第4の通信装置1dと通信可能である。第3の通信装置1cは、第1の通信装置1a、第2の通信装置1bおよび第4の通信装置1dとは通信可能である。第4の通信装置1dは、第2の通信装置1bおよび第3の通信装置1cとは通信可能であるが、第1の通信装置1aと通信できない。

0024

このような状況において、第1の通信装置1aが、第4の通信装置1dに対象データの送信を試みる場合、第1の通信装置1aと第4の通信装置1dは直接に通信できない。従って第2の通信装置1b(または第3の通信装置1c)が、第1の通信装置1aに代わって通信する(代理通信)。具体的には、第1の通信装置1aが対象データを第4の通信装置1dに送信する際、下記の手順で通信が行われる。

0025

(1)オーバーヒア
第1の通信装置1aが対象データを第4の通信装置1dに向けて送信すると、第2の通信装置1bは、オーバーヒアを行う。オーバーヒアにおいて第2の通信装置1bは、第1の通信装置1aから第4の通信装置1d宛に対象データが送信されたことを検知する。さらに第2の通信装置1bは、対象データが送信された後、対象データに対する受信通知(Ack)が送信されなかったことを検知する。

0026

(2)代理通信
第2の通信装置1bは、オーバーヒアした後、代理通信を行う。代理通信において第2の通信装置1bは、その対象データを含む代理通信データを、第1の通信装置1aに代わって第4の通信装置1dに向けて送信する。代理通信した後、第2の通信装置1bは、第4の通信装置1dから代理通信データについての受信通知を待機する。第4の通信装置1dから受信通知を受信しない場合、第2の通信装置1bは、所定の時間間隔かつ所定回数、代理通信データの送信を繰り返しても良い。

0027

(3)代理通信の完了通知
第2の通信装置1bは、第4の通信装置1dに対象データを代理通信したことに対し、第4の通信装置1dから受信通知を受信すると、第1の通信装置1aに代理通信の完了通知を通知する。第1の通信装置1aは、代理通信の完了通知を受信すると、対象データが第4の通信装置1dに受信されたと認識する。これにより、送信元から送信先に対象データを送信する一連の通信が完了する。

0028

このような代理通信において第2の通信装置1bが送受信する代理通信に関するデータは、例えば図2に示すように、リンクアドレスとして送信元アドレスP1および宛先アドレスP2、エンドアドレスとして送信元アドレスP3および宛先アドレスP4、種別P5およびデータP6を備える。代理通信に関するデータは、図2に示す項目以外の項目を含んでも良い。

0029

リンクアドレスは、第2の通信装置1bが行う代理通信のデータについて、Link to Linkで直接接続する通信装置1のアドレスを特定する。エンドアドレスは、第2の通信装置1bが送信する代理通信データに対する対象データを送受信する、End to Endの通信装置1のアドレスが設定される。第2の通信装置1bが、第1の通信装置1aから第4の通信装置1dへの通信を代理通信する場合、リンクアドレスの送信元アドレスP1に第2の通信装置1bのアドレスが設定され、宛先アドレスP2に第4の通信装置1dのアドレスが設定される。エンドアドレスの送信元アドレスP3に第1の通信装置1aのアドレスが設定され、宛先アドレスP4に第4の通信装置1dのアドレスが設定される。種別P5には、代理通信または代理通信の完了通知等の、代理通信に関するデータ種別を設定する。データP6は、送信対象のデータ(ペイロード)であって、対象データが設定されたり、完了通知の旨が設定されたりする。データP6は固定長であっても良いし可変長であっても良い。可変長である場合、データ長を示す項目が設けられても良い。

0030

(通信方法)
図3を参照して、本発明の実施の形態に係る通信方法を説明する。図3に示す例において、実線は通信可能であることを示し、破線は通信できないことを示す。図3において、第2の通信装置1bが中継装置として機能する場合を説明する。

0031

ステップS1において第2の通信装置1bは、設定アグリゲート数を算出する。第2の通信装置1bは、例えば、所定の受信装置宛の対象データをアグリゲートした後、その所定の受信装置宛の対象データをアグリゲートするために中継データ(バッファ)に格納する際、設定アグリゲート数を算出する。第2の通信装置1bは、その所定の受信装置宛の対象データが、ステップS1で算出した設定アグリゲート数になると、対象データをアグリゲートして、受信装置に向けて送信する。図3に示す例において第2の通信装置1bは、第4の通信装置1d宛の対象データに関する設定アグリゲート数を算出する。

0032

まず直接通信が成功する場合を説明する。ここでは、送信装置は、第1の通信装置1aであり、受信装置は、第3の通信装置1cである。

0033

ステップS2において、第1の通信装置1aが第3の通信装置1cへの第1の対象データの直接通信を試みる。このとき第2の通信装置1bは、ステップS2の通信を傍受し、ステップS3において第1の対象データを一時保存し、第1の対象データに関する受信通知(Ack)を、所定時間監視する。ステップS4において、所定時間内に第3の通信装置1cから第1の通信装置1aに第1の対象データに対する受信通知が送信されると、第2の通信装置1bは、その受信通知を検知し、ステップS5において、ステップS3で一時保存した第1の対象データを削除する。

0034

一方、直接通信が失敗し、代理通信を行う場合を説明する。ここでは、送信装置は、第1の通信装置1aであり、受信装置は、第4の通信装置1dである。第1の通信装置1aと第4の通信装置1dは直接通信できないので、第2の通信装置1bが、代理通信を行う中継装置となる。

0035

ステップS6において第1の通信装置1aは、第4の通信装置1dへの第2の対象データの直接通信を試みる。このとき第2の通信装置1bは、ステップS6の通信を傍受し、ステップS7において第2の対象データを一時保存し、第2の対象データに関する受信通知を所定時間監視する。ステップS6で試みた第2の対象データの直接通信は、第4の通信装置1dに送信されないので、ステップS8において、所定時間内に第4の通信装置1dから第1の通信装置1aに第2の対象データに対する受信通知が、送信されない。従って、第2の通信装置1bは、ステップS9において、ステップS7で一時保存した第2の対象データを中継データに格納し、第2の対象データの代理通信を待機する。

0036

第2の対象データは、送信条件を満たすまで中継データ内で待機する。この間、通信システム5において、複数の対象データの直接送信が試みられる。第2の通信装置1bは、オーバーヒアした際には、中継データに逐次、オーバーヒアした対象データを格納する。その結果、中継データに複数の対象データが格納される。中継データに格納された対象データの宛先は、複数存在しても良いし、ある宛先に送信される対象データが複数あっても良い。

0037

ステップS10において第2の通信装置1bは、中継データに格納した対象データについて所定の送信条件を満たすか否かを判定する。例えば第2の通信装置1bは、中継データに格納された対象データのうち、第4の通信装置1d宛の対象データの数が、ステップS1で算出した設定アグリゲート数に達するか否かを判定する。ステップS10の処理は、第2の通信装置1bが送信可能なタイミングで実行されても良い。

0038

第4の通信装置1d宛の対象データの数が、ステップS1で算出した設定アグリゲート数に達すると判定した場合、ステップS11において第2の通信装置1bは、第4の通信装置1d宛の対象データをアグリゲートして、代理通信する。その場合、第2の通信装置1bは、例えばリンクアドレスの送信元アドレスP1に、第2の通信装置1bのアドレスを設定し、宛先アドレスP2に、第4の通信装置1dのアドレスを設定する。第2の通信装置1bは、エンドアドレス、種別およびデータに、中継データに格納された各対象データに対応する値を設定する。各対象データのエンドアドレスが共通する場合、エンドアドレスを繰り返し設定しないなど、データの項目は適宜設定されても良い。

0039

ステップS12において、ステップS11に対する受信通知を受信すると、ステップS13において第2の通信装置1bは、代理通信した通信装置1に、代理通信が完了した旨の完了通知を送信する。ステップS11で代理通信した複数の対象データのエンドアドレスの送信元が複数ある場合、第2の通信装置1bは、それぞれの送信元の通信装置1に、代理通信の完了通知を送信する。

0040

(通信装置)
図4を参照して、本発明の実施の形態に係る通信装置1を説明する。図4は、通信装置1が中継装置として機能する場合の構成を示し、通信装置1が送信装置または受信装置として機能する場合の構成は割愛する。通信装置1は、送信装置および受信装置と直接接続しても良いし、他の通信装置1を介して接続しても良い。

0041

通信装置1は、記憶装置10、処理装置20、通信制御装置30を備える一般的なコンピュータである。一般的な通信プログラム中継プログラム)を実行することにより、図4に示す機能を実現する。

0042

記憶装置10は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random access memory)、ハードディスク等であって、処理装置20が処理を実行するための入力データ、出力データおよび中間データなどの各種データを記憶する。処理装置20は、CPU(Central Processing Unit)であって、記憶装置10に記憶されたデータを読み書きしたり、通信制御装置30とデータを入出力したりして、通信装置1における処理を実行する。通信制御装置30は、通信装置1が、他の通信装置1と通信可能に接続するためのインタフェースである。

0043

記憶装置10は、通信プログラムを記憶するとともに、中継データ11および設定アグリゲート数データ12を記憶する。また記憶装置10は、通信装置1がオーバーヒアする際に傍受したデータも一時的に保存する。

0044

中継データ11は、通信装置1の代理通信の対象となる対象データ群であって、対象データのバッファである。中継データ11は、図5に示すように、代理通信の対象となる対象データを順にスタックする。図5は、対象データA、対象データB、対象データCの順で、通信装置1がオーバーヒアしたことを示す。

0045

中継データ11は、同じ受信装置に送信される各対象データが送信条件を満たすまで、代理通信の対象となる対象データを保持する。本発明の実施の形態において、送信条件は、設定アグリゲート数を満たす対象データが集まったか否か、および、中継データ11に対象データが格納されてから最大の待ち時間を経過したか否かのうち、いずれか早い方である。中継データ11は、各対象データの保持を開始してからの経過時間を保持する。この経過時間は、送信時間として設定された最大の待ち時間との比較に用いられる。また同時に複数の受信装置宛の対象データが送信条件と満たした場合、より経過時間の長い対象データを含む受信装置宛の対象データを送信するために、経過時間が用いられても良い。また、ある受信装置宛の対象データが、設定アグリゲート数を越えている場合に、設定アグリゲート数以内の対象データを選択する際に用いられても良い。

0046

設定アグリゲート数データ12は、中継部22が、複数の対象データをアグリゲートして送信する際に、アグリゲートされる対象データの数である。設定アグリゲート数は、宛先となる受信端末毎に設定される。

0047

処理装置20は、オーバーヒア処理部21、中継部22および設定アグリゲート数算出部23を備える。

0048

オーバーヒア処理部21は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信したことに対し、受信装置がこの対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知する場合、この対象データを中継データ11に格納する。オーバーヒア処理部21は、定期的または所定のタイミングで、通信が行われているか否かを問い合わせても良い。

0049

オーバーヒア処理部21は、複数の送信装置のうちの一の送信装置が、複数の受信装置のうちの一の受信装置に向けて対象データを送信した際に、その対象データを記憶装置10に一時保存する。オーバーヒア処理部21は、所定時間内に受信装置がこの対象データを受信したことを示す受信通知が送信されないことを検知すると、一時保存した対象データを中継データ11に格納し、代理通信に備える。

0050

図6を参照して、オーバーヒア処理部21の処理を説明する。

0051

まずステップS101において、オーバーヒア処理部21が通信システム5において対象データが送信されたことを検知すると、ステップS102において、その対象データに関する受信通知を、所定時間待機する。所定時間内に受信通知が送信されなかった場合、ステップS103において、ステップS101で検知した対象データを、中継データ11に格納して、処理を終了する。

0052

中継部22は、所定の受信装置宛の各対象データの数が、今回の設定アグリゲート数になった場合、所定の受信装置宛の各対象データをアグリゲートしたデータを、所定の受信装置に向けて送信する。設定アグリゲート数は、後述の設定アグリゲート数算出部23によって予め算出される。

0053

また中継部22は、中継データ11において、各対象データの保持を開始してからの経過時間が、最大の待ち時間を超えた場合、対象データの数が設定アグリゲート数を越えなくても、対象データを送信しても良い。このとき中継部22は、経過時間が最大の待ち時間を超えた対象データの宛先と同一の宛先を有する対象データを、アグリゲートして送信しても良い。

0054

図7を参照して、中継部22の処理を説明する。中継部22は、通信装置1が送信可能なタイミングで実行する。

0055

まずステップS201において中継部22は、中継データ11が有する対象データのうち、最大待ち時間を経過した対象データがあるか否かを判定する。最大待ち時間を経過した対象データがある場合、ステップS203において中継部22は、その対象データを送信する。このとき、その対象データと同じ受信装置宛のデータをアグリゲートして送信する。

0056

最大待ち時間を経過した対象データがない場合、ステップS202に進む。ステップS202において中継部22は、中継データ11が有する各対象データの宛先となる受信装置ごとの対象データの数が、設定アグリゲート数に達するか否かを判定する。設定アグリゲート数に達する受信装置がない場合、中継部22はステップS201に戻る。

0057

設定アグリゲート数に達する受信装置がある場合、ステップS203において中継部22は、設定アグリゲート数に達した受信装置宛の対象データをアグリゲートして、代理通信を行う。

0058

設定アグリゲート数算出部23は、前回、所定の受信装置宛にアグリゲートした対象データの設定アグリゲート数を、乱数と閾値との比較に基づいて増減して、今回の設定アグリゲート数を算出する。乱数は、所定の範囲内で算出した乱数であっても良いし、前回の設定アグリゲート数の算出に用いた乱数と、今回の設定アグリゲート数の算出に用いた乱数の加重移動平均であっても良い。閾値は、通信システム5における通信装置1の数、許容遅延時間などから予め設定される。これにより中継装置1は、中継装置のバッファに溜まっているデータを適切にアグリゲートすることができる。

0059

設定アグリゲート数算出部23は、乱数が、閾値に所定値を加算した値よりも大きい場合、前回の設定アグリゲート数を増やして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数が、閾値に所定値を減算した値よりも小さい場合、前回の設定アグリゲート数を減らして今回の設定アグリゲート数を算出し、乱数と閾値との差異が所定値以内の場合、前回の設定アグリゲート数を今回の設定アグリゲート数を算出する。この閾値に所定値を増減した範囲は、設定アグリゲート数を変更する必要がない、安定した状態とみなすことが可能な範囲である。算出した設定アグリゲート数は、宛先となる受信装置毎に算出され、中継部22によって参照される。これにより中継装置1は、乱数に基づいて設定アグリゲート数を適切に増減することができる。

0060

設定アグリゲート数算出部23は、式(1)により、対象データの今回の設定アグリゲート数を算出する。これにより中継装置1は、通信システム5の規模を考慮して、乱数に基づいて設定アグリゲート数を適切に増減することができる。

0061

0062

なお式(1)で用いられる最小リンク往復時間は、通信装置1が送信データを送信してから、送信データに対する応答データを受信するまでの時間の最小時間である。最小リンク往復時間が大きいと考えられる環境においては、前回の設定アグリゲート数に対する増減数(感度)を増加させることにより、設定アグリゲート数を大きく変化させる。一方最小リンク往復時間が小さいと考えられる環境においては、感度を減少させることにより、設定アグリゲート数を安定的に変化させる。

0063

式(1)で用いられる中継装置数は、図4に示す通信装置1が代理通信する対象データが経由する中継装置の数である。中継装置数が少ないと考えられる環境においては、感度を増加させることにより、設定アグリゲート数を大きく変化させる。一方中継装置数が少ないと考えられる環境においては、感度を減少させることにより、設定アグリゲート数を安定的に変化させる。

0064

また式(1)において、ηまたはεを用いて設定アグリゲート数を調節することも可能である。設定アグリゲート数算出部23はさらに、予め設定アグリゲート数の最大値最小値を決めておき、式(1)により算出した設定アグリゲート数が、最大値と最小値の範囲内に収まるように調整する。

0065

本発明の実施の形態において設定アグリゲート数算出部23は、オーバーヒア処理部21がオーバーヒアすると、中継データ11に、オーバーヒアした対象データと同じ宛先の対象データがあるか否か判定する。同じ宛先の対象データがなく、オーバーヒアした対象データの宛先が、最初の宛先となる場合、設定アグリゲート数算出部23は、オーバーヒアした対象データの宛先について設定アグリゲート数を算出する。他の実施例として、中継部22が、所定の受信装置宛にデータを送信した後、その受信装置について設定アグリゲート数を算出しても良い。

0066

図8を参照して、設定アグリゲート数算出部23の処理を説明する。図8に示す例では、設定アグリゲート数を1ずつ増減する場合を示す。

0067

まずステップS301において、設定アグリゲート数算出部23は、オーバーヒア処理部21によってオーバーヒアされた対象データの宛先が、中継データ11の対象データの宛先に含まれるか、判定する。オーバーヒアされた対象データの宛先が、中継データ11の対象データの宛先に含まれる場合、設定アグリゲート数は既に算出されているので、そのまま処理を終了する。

0068

中継データ11の対象データの宛先に、オーバーヒアされた対象データの宛先が含まれていない場合、ステップS302において設定アグリゲート数算出部23は、乱数を発生し、ステップS303において、乱数と閾値を比較する。

0069

ステップS302で発生した乱数が、閾値よりも所定値以上小さい場合、ステップS304において設定アグリゲート数算出部23は、前回の設定アグリゲート数から1つ減らした値を、今回の設定アグリゲート数に設定する。なお、前回の設定アグリゲート数が予め設定された最小値の場合、設定アグリゲート数算出部23は、前回の設定アグリゲート数(最小値)を、今回の設定アグリゲート数に設定する。

0070

ステップS302で発生した乱数と閾値との差分が所定値以内の場合、ステップS305において設定アグリゲート数算出部23は、前回の設定アグリゲート数を、今回の設定アグリゲート数に設定する。

0071

ステップS302で発生した乱数が、閾値よりも所定値以上大きい場合、ステップS306において設定アグリゲート数算出部23は、前回の設定アグリゲート数から1つ増やした値を、今回の設定アグリゲート数に設定する。なお、前回の設定アグリゲート数が予め設定された最大値の場合、設定アグリゲート数算出部23は、前回の設定アグリゲート数(最大値)を、今回の設定アグリゲート数に設定する。

0072

一般的に、対象データの過去の発生傾向に応じて、設定アグリゲート数を増減する方法が考えられる。しかしながらこの方法では、代理通信対象の対象データの数が急激に増減する状況において、設定アグリゲート数を即座に対応させることは困難である。その結果、中継装置において対象データが滞留するなど、中継装置において送信待ちの対象データが適切に処理されない場合がある。

0073

これに対し本発明の実施の形態に係る中継装置は、乱数と閾値との比較に基づいて、設定アグリゲート数を増減する。従って中継装置による代理通信対象の対象データの数が急激に増減する状況においても、中継装置は、設定アグリゲート数を過剰に変化させることなく、効率的に代理通信を行うことが可能になる。また対象データの数が急に増えた場合でも、送信待ちの対象データの数が設定アグリゲート数を満たした時点で受信装置に向けて送信することができるので、送信待ちの対象データの送信タイミングを、対象データの発生量に応じて可変とすることができる。また送信待ちの対象データが設定アグリゲート数に達しなくても、送信待ちを開始してから所定時間経過すると送信されるので、通信の遅延も生じにくい。

0074

このように本発明の実施の形態に係る中継装置は、中継装置の中継データに溜まっているデータを適切にアグリゲートすることができる。

0075

(実施例)
図9および図10を参照して、通信システムの動作を説明する。図9は、通信装置として機能するノード1ないしノード7の接続状態を示す。図9において、ノード1ないしノード5は、ノード7と通信する場合、ノード6が中継装置として機能する。ここでは、ノード1ないしノード5が送信装置として機能し、ノード7が受信装置として機能し、ノード6が中継装置として機能する場合を説明する。なお、実施例においてノード6は、0ないし3の範囲の乱数を出力する。

0076

実施例において、ノード6の設定アグリゲート数の初期値は4であり、閾値は3である。また式(1)のη、N、Rminは、それぞれ、1である。式(1)において、乱数値*2が2以上4未満の場合、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数が、今回の設定アグリゲート数として算出される。乱数値*2が4以上の場合、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数に1加算した値が、今回の設定アグリゲート数として算出される。乱数値*2が2未満の場合、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数に1減算した値が、今回の設定アグリゲート数として算出される。

0077

図10に示す時間T1ないしT6について、通信システムの動作を説明する。図10において設定アグリゲート数は、その時間に適用するアグリゲート対象のデータ数であって、乱数値は、設定アグリゲート数を算出するために発行された乱数の値である。データ発生数は、その時間に発生したデータの数であって、実アグリゲート数は、実際にアグリゲートされ送信されたデータの数である。中継待機数は、送信されずに中継データに残ったデータの数である。

0078

(1)時間T1
時間T1において、乱数1.5が算出され、設定アグリゲート数は、初期値4から変わらない。時間T1において、4つのデータが発生した場合、実アグリゲート数は4となり、中継待機数は0となる。

0079

具体的には、ノード1が、ノード7へデータを送信する。このとき、電波環境、ノード間の距離等によって、ノード7へデータが送信されない。そこでノード6は、オーバーヒアによって、ノード1からノード7への通信の失敗を検知し、データを保存する。ノード6は、データを即座に中継せずに、他のデータとのアグリゲートを待機する。

0080

またノード6は、ここで保存したデータが、ノード7へ代理通信する最初のデータである場合、式(1)等により設定アグリゲート数を算出する。例えば乱数値が1.5の場合、前回の設定アグリゲート数である初期値4が、設定アグリゲート数として算出される。

0081

その後ノード2が、ノード7へのデータの送信を試みるが、ノード7へデータが送信されない。ノード6は、オーバーヒアによって、ノード2からノード7への通信の失敗を検知し、データを保存する。ここで、ノード6が保存するノード7宛のデータ数は2で、設定アグリゲート数4に満たないので、ノード6は、ノード7宛のデータを中継しない。

0082

ノード3が、ノード7へのデータの送信を試みるが、ノード7へデータが送信されない。ノード6は、オーバーヒアによって、ノード3からノード7への通信の失敗を検知し、データを保存する。ここで、ノード6が保存するノード7宛のデータ数は3で、設定アグリゲート数4に満たないので、ノード6は、ノード7宛のデータを中継しない。

0083

ノード4が、ノード7へのデータの送信を試みるが、ノード7へデータが送信されない。ノード6は、オーバーヒアによって、ノード4からノード7への通信の失敗を検知し、データを保存する。ここで、ノード6が保存するノード7宛のデータ数は4で、設定アグリゲート数4に達する。そこでノード6は、ノード7宛のデータをアグリゲートして、ノード7に送信する。

0084

このように、時間T1において、設定アグリゲート数4に対して、4つのデータが発生し、実アグリゲート数は4となる。その結果、中継待機数は0となる。

0085

(2)時間T2
時間T2において、乱数0.9が算出され、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数4から3になる。時間T2において、1つのデータが発生し、後続のデータが発生することなく所定時間が経過した場合、実アグリゲート数は1となり、中継待機数は0となる。

0086

具体的には、ノード5が、ノード7へのデータの送信を試みるが、ノード7へデータが送信されない。ノード6は、オーバーヒアによって、ノード5からノード7への通信の失敗を検知し、データを保存する。ここで保存したデータが、ノード7へ代理通信する最初のデータであるので、ノード6は、式(1)等により設定アグリゲート数を算出する。例えば乱数値が0.9の場合、前回の設定アグリゲート数の4から1を減算した3が、設定アグリゲート数として算出される。

0087

ノード6は、その後暫くオーバーヒアすることなく所定時間が経過すると、設定アグリゲート数に満たないまま、データを中継する。

0088

このように時間T2において、設定アグリゲート数3に対して、1つのデータが発生し、実アグリゲート数は1となる。その結果、中継待機数は0となる。

0089

(3)時間T3
時間T3において、乱数0.8が算出され、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数3から2になる。時間T3において、1つのデータが発生し、後続のデータが発生したまま所定時間が経過した場合、実アグリゲート数は1となり、中継待機数は0となる。

0090

(4)時間T4
時間T4において、乱数2.9が算出され、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数2から3になる。時間T4において、4つのデータが発生した状態で、ノード6の送信タイミングが到達すると、ノード6は、設定アグリゲート数の上限の3つのデータをアグリゲートして送信する。その結果、時間T4において実アグリゲート数は3となり、中継待機数は1となる。

0091

(5)時間T5
時間T5において、乱数2.6が算出され、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数3から4になる。時間T5において、中継待機数が1の状態で1つのデータが発生し、後続のデータが発生しないまま所定時間が経過した場合、実アグリゲート数は2となり、中継待機数は0となる。

0092

(6)時間T6
時間T6において、乱数0.8が算出され、設定アグリゲート数は、前回の設定アグリゲート数4から3になる。時間T6において、ノード6の送信タイミングが到達するまでに4つのデータが発生すると、ノード6は、設定アグリゲート数の上限の3つのデータをアグリゲートして送信する。その結果、時間T6において実アグリゲート数は3となり、中継待機数は1となる。

0093

対象データの過去の発生傾向に応じて、設定アグリゲート数を増減する一般的な方法では、例えば、図10に示す時間T4においてデータ発生数が急に増えたとしても、時間T1ないしT3においてデータ発生数が少ないことから、設定アグリゲート数を増やすことが難しい。従って、時間T4以降において、中継待機数が増加し、データの滞留が発生する場合がある。

0094

これに対し本発明の実施の形態によれば、乱数によって設定アグリゲート数を決定するので、過去のデータ発生数の傾向にかかわらず、設定アグリゲート数を増やし、中継待機数を抑制することができる。

0095

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。

0096

例えば、シーケンス図またはフローチャートに示す処理の流れは一例であって、異なる順序で処理が行われても良い。

0097

本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

0098

1通信装置
5通信システム
10記憶装置
11中継データ
12 設定アグリゲート数データ
20処理装置
21オーバーヒア処理部
22中継部
23 設定アグリゲート数算出部
30 通信制御装置

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