CN102752804B - 通信资源分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信资源分配系统，具有：通信资源分配工具，其包含通信资源分配算法，将利用该算法计算出的通信资源分配信息输出，其在输出通信资源分配信息的阶段完成工作；资源分配状况管理部，其接收资源分配信息并保存；通信资源发布部，其对资源分配状况管理部进行访问，读出资源分配信息，将其向经由网络彼此通信的多个管理对象设备中的输出了通信资源要求的管理对象设备发送，其与通信资源分配工具分离；通信环境变化检测部，其检测保存的资源分配信息、与经由网络取得的当前的管理对象设备的资源分配信息之间的通信环境差值。通信资源分配工具具有通信环境差值输入部，其取得通信环境差值，而对通信资源分配算法进行修正。

Description

通信资源分配系统

技术领域

本发明涉及一种通信资源分配系统，该系统中，与网络连接而彼此进行通信的多个管理对象设备经由网络向该通信资源分配系统要求通信资源，前述通信资源分配系统对保存在资源分配状况管理部中的资源分配信息进行访问，并将读出的通信资源分配信息返回至提出要求的前述管理对象设备。

本申请基于2011年4月20日申请的日本专利申请第2011－094063号并主张其优先权，在这里引用其内容。

背景技术

在下面引用专利、专利申请、专利公报、科学文献等，但是，为了更充分地说明本发明的现有技术，在这里引用这些内容。

作为适用本发明的具体例子，可例举作为工业用无线标准的IsA100.11a及WirelessHART这样的通信方式，但本发明并不是在无线中特有的，可以广泛适用于一般地在中央统一进行通信资源的分配、管理、发布的系统。

构成通信系统的管理对象设备，有时必须利用某种方法获得本身使用的通信资源。在本发明中，作为对象的通信资源分配系统采用以下资源分配方式，即，并不是各管理对象设备进行通信资源的取得，而是在系统内存在对系统内的通信资源进行统一管理的资源管理结构，该资源管理结构将必要的通信资源分配给各设备。

在这里，所谓通信资源，一般指通信定时(时间)、通信路径(空间)，并且，在无线通信系统的情况下，在此基础上还包含进行通信的无线频道(频率)。另外，在存在依赖于各通信系统的独自的资源的情况下，也作为本发明中的通信资源进行处理。

图9是表示现有技术涉及的通信资源分配系统的功能模块图。通信资源分配系统与网络10连接，包含彼此通信的多个管理对象设备21～25。管理对象设备21～25向通信资源分配、发布系统30发送要求通信资源的通信资源要求Q。通信资源分配、发布系统30将通信资源分配信息R返回至发送通信资源要求Q的管理对象设备。

在现有技术中，一个通信资源分配、发布系统30进行通信资源的分配和管理、以及通信资源向管理对象设备的发布。具体地说，通信资源分配、发布系统30将通信网络信息及来自各管理对象设备21～25的通信品质信息作为存储信息而存储。通信资源分配、发布系统30对于来自各管理对象设备21～25的资源分配要求Q，参考这些存储信息，将按照一定评价基准判断为最佳的通信资源分配给作为资源分配要求Q的要求源的管理对象设备，并根据需要分配给相关的管理对象设备。

通信资源分配、发布系统30包含：通信部31，其进行与外部的通信(包含通信协议处理等)；通信资源分配算法32，其按照一定的基准确定实际分配的资源；资源分配状况管理部，其保持通信资源的分配状况。

图10是说明图9的通信资源分配系统的动作的时序图。

在时序s1中，管理对象设备21向通信资源分配、发布系统30发送通信资源分配要求Q。通信资源分配、发布系统30的通信部31接收来自管理对象设备21的通信资源分配要求Q，并将该信息传送至通信资源分配算法32。

在时序s2中，通信资源分配算法32对预先设定的资源分配方法及各种制约条件进行确认，对于管理对象设备的要求，确定提供给要求源设备的通信资源，以及需要对其他设备(数据中继设备等)分配的通信资源。

在时序s3中，通信资源分配算法32指定所需的资源种类和数量，访问数据库结构的资源分配状况管理部33，检索这些通信资源的分配所需的未分配(未使用)的资源。

在时序s4中，资源分配状况管理部33将可分配的资源信息的检索结果通知给通信资源分配算法32。

在步骤s5中，接收到检索结果通知的通信资源分配算法32，对于存储在资源分配状况管理部33内的资源信息，标记为已分配。另外，通信资源分配算法32将作为可分配的资源信息的检索结果的通信资源分配信息R返回至资源要求源的管理对象设备21及相关设备，进行通信资源的发布。

在通信环境动态地变化的环境，例如对无线网络中的移动设备的通信资源的管理中，如现有方式所示，通信资源管理系统基于预先确定的一定条件及基准，自动地进行通信资源的分配的方式，作为运行管理方面及确保稳定的通信品质的方法而有用。

但是，在对如工业用系统中的传感器网络这种，传感器等的设置位置固定，数据的传送量及其定时(周期)等在系统设计阶段已经确定的安装应用的管理对象设备组引入相互通信的系统的情况下，如果对各管理对象设备组直接使用进行动态通信资源分配的现有方式，则会产生下述问题。

(1)自动设定的资源分配可能与操作者的期望不同。

在各通信设备配置于预先设计的位置上，并且以预先设定的周期进行通信的系统中，通过对通信路径及通信的定时等通信资源的分配提供用户参与的余地，从而期待所期望的通信系统构筑的实现。

但是，如现有方式所示，在按照一定的规则自动地进行通信资源的分配的系统中，自动地构筑的通信资源分配可能与操作者所期待的不同。

在现有方式中，或许通过可对通信资源分配算法输入详细的制约条件，用户可自由地设定该条件的方式可以解决该问题，但另一方面，系统设定的时间增加。

(2)资源分配算法的开发及更新困难。

通信资源分配算法，作为通信资源分配、发布系统工作的设备上的一个软件而进行工作。在该工作环境中，在引入进行不同的分配方法的算法，即具有不同的制约条件及用于最优化的评价基准的算法的情况下，有时必须对每个分配方法进行安装、引入算法。因此，必须对每个新算法编制在通信资源分配、发布系统上工作的软件。

如果通信系统在PC等通用工作环境中工作，则其软件开发不会成为问题，但在内部设备等特殊的设备上工作的情况下，产生软件开发困难，或在软件的安装时必须使系统全部停止的情况。

(3)对通信资源分配、发布系统要求一定的运算能力，在系统构成上产生制约，具体地说，一般要进行如相关的资源分配状况的确认及满足制约条件的空闲资源的检索、按照特定的条件进行数据操作这样的处理。

在通信资源分配、发布系统处理的管理对象设备的台数及资源数量较少的情况下是可以的，但在处理数百、数千以上的管理对象设备的系统及与分配的通信资源复杂地相关的系统的情况下，对于通信资源分配、发布系统，在运算能力、存储等硬件方面需求较多的资源。

优选只要通信资源分配、发布系统实现高性能的数据处理的环境构筑即可。但在由于设备的设置环境(例如防爆)及成本方面的状况对处理性能产生制约的情况下，为了确保应需要的运算能力，因通信资源分配、管理系统的处理性能，对系统中可收容的管理对象设备的台数及可分配的通信频带产生制约。

(4)在资源管理系统内存在过度消耗。

在现有方式的情况下，为了分配最佳的通信资源，必须在通信资源分配之前收集与通信状态相关的信息。即使在预知通信环境不会动态地变化，或变化很小的系统中，假定有动态环境变化的管理系统的引入，也必须进行本来不需要的管理信息的维护，由此，产生过度消耗。

发明内容

在本发明中，在系统的设计阶段可预测系统结构及数据传送量的系统中，将进行通信资源分配的功能和向管理对象设备发布分配的资源的功能分离。由此，本发明的通信资源分配系统，可以在系统运行之前，预先利用通信资源分配算法处理，静态地进行通信资源的分配。

通信资源分配系统具有：通信资源分配工具，其包含接收预先取得的用户信息的通信资源分配算法，将利用前述通信资源分配算法计算出的通信资源分配信息输出，该通信资源分配工具在输出前述通信资源分配信息的阶段完成工作；资源分配状况管理部，其接收由前述通信资源分配工具输出的前述资源分配信息并保存；通信资源发布部，其对前述资源分配状况管理部进行访问，读出前述资源分配信息，将读出的前述资源分配信息，向经由网络彼此通信的多个管理对象设备中的输出了通信资源要求的管理对象设备发送，该通信资源发布部与前述通信资源分配工具分离；以及通信环境变化检测部，其检测作为保存在前述资源分配状况管理部中的前述资源分配信息、与经由前述网络取得的当前的管理对象设备的资源分配信息之间的差值的通信环境差值，前述通信资源分配工具具有通信环境差值输入部，其取得前述通信环境差值，而对前述通信资源分配算法进行修正。

前述资源分配状况管理部，也可以经由文件单元从前述通信资源分配工具取得前述资源分配信息。

前述资源分配状况管理部，也可以经由前述网络从前述通信资源分配工具取得前述资源分配信息。

前述资源分配信息，也可以由用户或其他系统编辑。

前述用户信息，也可以是网络信息、应用信息、制约条件信息中的至少一个。

前述通信资源分配算法，也可以对外部运算库进行访问，利用其资源。

前述通信资源分配工具，也可以对经由网络连接的多个通信资源发布系统，发布这些通信资源发布系统分别进行通信的管理对象设备的资源分配信息。

通信资源分配方法包含：包含接收预先取得的用户信息的通信资源分配算法，形成由通信资源分配工具利用前述通信资源分配算法计算出的通信资源分配信息；保存形成的前述资源分配信息；读出保存的前述资源分配信息，将读出的前述资源分配信息，利用通信资源发布部向经由网络彼此通信的多个管理对象设备中的输出了通信资源要求的管理对象设备发送，该通信资源发布部与前述通信资源分配工具分离；检测作为保存的前述资源分配信息与经由前述网络取得的当前的管理对象设备的资源分配信息之间的差值的通信环境差值；以及取得前述通信环境差值，而对前述通信资源分配算法进行修正，其中，该通信资源分配工具在输出前述通信资源分配信息的阶段完成工作。

通信资源分配方法也可以进一步包含下述过程：经由文件单元取得前述资源分配信息。

通信资源分配方法也可以进一步包含下述过程：经由前述网络取得前述资源分配信息。

前述资源分配信息，也可以由用户或其他系统编辑。

前述用户信息，也可以是网络信息、应用信息、制约条件信息中的至少一个。

通信资源分配方法也可以进一步包含下述过程：对外部运算库进行访问而利用其资源。

根据本发明，可以提供用户及其他系统可对通信资源分配结果进行参与的结构。也就是说，通过利用“资源分配信息”将通信资源分配工具和通信资源发布系统之间分离，使操作者及其他系统对通信资源的分配结果进行参与变化容易。

另外，对多个不同的系统的通信资源的分配较容易。通过使用本发明的使资源分配设备独立的方式，可以将资源分配设备的工作环境确定为一个，资源分配算法的安装，对每一个条件安装一个即可。只要确定预先设定信息的格式，对于任何结构的通信资源分配系统均可以输入其分配结果。

另外，对于不同的条件也可以实现资源发布系统的通用化。

对于资源分配，为了对应于不同的条件，必须进行资源分配算法的更新。在现有方式的情况下，由于资源分配的结构和发布的结构一体化，因此更新资源分配算法的安装，必须进行资源分配、发布系统整体的更新。另一方面，在本发明方式的情况下，资源分配算法的更新，可以在资源分配设备中在封闭的环境内实施。

由此，在本发明的方式中，在对每个系统进行不同的通信资源分配的情况下，仅变更资源分配设备中的算法即可，对于分配资源发布系统，与系统条件无关，可以使用通用的结构。

另外，可以在高性能的设备上实现复杂的通信资源分配处理。

通信资源的分配处理，是检索同时满足各种制约条件和系统要求的资源，一般需要进行复杂的处理。特别地，要提供处理的管理对象设备的台数及应用通信量越多，复杂度越高。

在现有方式的情况下，这些必须完全在通信资源分配、发布系统中进行。在本发明的方式中，可以利用具有高性能的运算能力的设备执行复杂的通信资源分配的处理，将其结果通知给通信资源发布系统。由此，对于通信资源发布系统无需较高的运算能力，具有成本方面的优势，应对设置环境(例如防爆等)也很容易。

另外，由于通信资源分配工具在输出资源分配信息的阶段完成工作，因此之后可以用于其他系统的资源分配，可以在多个系统中利用一个分配系统。

如图3所示，通过使现场设备进行资源分配的功能，可以进行分散处理。由于资源发布系统无需进行复杂的处理，因此即使在性能低的环境下也可以工作。由此，通信资源分配工具由多个系统共用，通过每个系统准备通信资源发布系统，可以进行管理的分散化。

如图4所示，与资源分配相关，可以容易地使用各种支持设备。通过使资源分配工具在PC等通用的平台上工作，对资源分配设备附加现场特有的设备及GUI等单独的软件变得容易。

如图6所示，通过通信资源发布功能向通信资源分配工具通知通信环境的变化差值，可以迅速地应对通信环境的变化，维持高可靠性的通信环境。由此，如图8所示，在作为要求高可靠性的工业用无线网络的IsA100.11a中，对通信环境的变化的跟踪，在本发明的分离系统中可以容易地实现。

附图说明

本申请附加的参照附图，构成发明的公开的一部分。

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。

图2是说明图1的通信资源分配系统的动作的时序图。

图3是表示本发明的第2实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。

图4是表示本发明的第3实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。

图5是表示本发明的第4实施方式涉及的IsA100systemManager的功能模块图。

图6是表示本发明的第5实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。

图7是说明图6的通信资源分配系统的动作的时序图。

图8是说明由图5的IsA100systemManager收集差值信息的功能模块图。

图9是表示现有技术涉及的通信资源分配系统的功能模块图。

图10是说明图9的通信资源分配系统的动作的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式的下述说明，仅是对由附加的权利要求规定的发明及其同等物具体地进行说明，目的不在于对它们进行限定，这基于本说明书公开的内容，对本领域技术人员来说是明确的。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。对于与图9中说明的现有技术涉及的通信资源分配系统相同的要素标注相同的标号，省略说明。

在本发明中，在系统设计阶段可预测系统结构及数据传送量的系统中，并不是在系统使用时动态地进行通信资源的分配，而是在系统使用之前静态地(通过离线处理)进行分配。另外，在本发明的通信资源分配系统中，进行通信资源的分配的功能、和对构成系统的管理对象设备发布所分配的资源的功能彼此分离。

本发明的通信资源分配系统包含：通信资源分配工具100，其进行通信资源的分配；通信资源发布系统200，其支持对依赖于系统的通信方式，向各管理对象设备发布所分配的通信资源；以及资源分配信息300，其将通信资源分配工具100和通信资源发布系统200之间结合。

通信资源分配工具100和通信资源发布系统200，可以在同一设备内工作，也可以在不同的设备内工作。在任一情况下，通信资源分配工具100和通信资源发布系统200之间均由资源分配信息300结合。

作为资源分配信息300的具体的实现方法之一，具有文件单元。例如，通过由通信资源分配工具100以规定的格式输出设定文件，并由通信资源发布系统200读入该文件，从而进行通信资源分配工具100和通信资源发布系统200之间的协同动作。根据需要，该文件单元也可以具有可由用户500编辑的功能。

此外，规定的格式，只要通信资源分配工具100和通信资源发布系统200之间存在协议即可，可以利用任意格式。作为具体的例子，可以利用XML文件或CSV等一般的数据记载方法。

在资源分配信息300由文件单元实现的情况下，准备可读入、编辑通信资源分配工具100的输出的外部工具，用户可对其结果进行编辑。

例如，在无线系统的情况下，可以在通信资源分配之后，应对下述要求，即希望手动控制特定的通信频带，或者为了防止干涉而不使用特定信道等。

另外，例如，在无法进行某特定的设备间的通信等，在构筑系统时产生在通信资源分配的设计阶段未预料的问题时，要将从系统的配置现场得到的这些信息返回至资源分配设备中，重新计算全部分配资源，成本增加。

在本发明的系统结构中，通过对最初从资源分配设备输出的资源分配信息进行编辑，并向通信资源发布系统重新输入，从而可以简单地反馈从系统使用现场得到的信息。

除了利用文件单元进行结合的结构之外，作为将两个功能模块结合的方法，如图6中后述所示，还考虑由经由网络10的通信及过程间通信等进行结合的方式。

本发明中的通信资源分配工具100，是与通信资源发布系统200独立的工具，可以在任意的环境下工作，在作为对象的系统运行之前离线地执行。

通信资源分配工具100包含用户信息读入部101、通信资源分配算法102、以及分配结果输出部103。用户信息读入部101读入由用户500输入的应用信息401、网络信息402、以及制约条件信息403，并传送至通信资源分配算法102。

应用信息401例如是通信周期、数据长度、发送源、接收目标等。网络信息402例如是设备的配置信息、有无数据中转功能等搭载在各设备上的网络功能、网络拓扑信息等。制约条件信息403是通信干涉信息、延时要求等与通信资源分配相关的信息。

通信资源分配算法102，基于经由用户信息读入部101输入的应用信息、网络信息、制约条件信息，按照各算法固有的评价(判断)基准进行通信资源的分配。

作为评价基准的例子，考虑通信延迟时间的最小化、通信不稳定性的最小化、系统整体消耗电力的最小化、特定设备消耗电力的最小化、通信收容数量的最大化、通信错误最小化等，进行满足各种输入条件和它们的评价基准的通信资源分配。

通信资源分配算法102由软件实现。由此，通过采用可更换资源分配算法的结构，准备与多个评价基准相对应的算法，从而可以利用一个资源分配工具进行与多个要求相对应的通信资源的分配。

由通信资源分配算法102得到的通信资源的分配结果，由分配结果输出部103变换为通信资源发布系统可读入的形式，作为预先设定的资源分配信息300而输出。

此外，通信资源分配工具100，假定为作为管理对象的通信系统运行之前进行工作，但在对工具的输入信息存在变更时，或者在运行中的网络上产生未预料的问题等，而必须对已分配的通信资源进行修改的情况下，即使在系统运行中，也可以使通信资源分配工具再次工作，再次进行与新条件及环境相对应的资源分配。

通信资源发布系统200，基于通信资源分配工具100输出的资源分配信息300，对来自各管理对象设备的通信资源要求Q，按照由各系统确定的顺序实际地发布通信资源。

通信资源发布系统200包含设定信息读入部201、资源分配状况管理部202、通信部203、以及通信资源发布部204。

设定信息读入部201读入通信资源分配工具100输出的资源分配信息300，在资源分配状况管理部202中存储该数据。

如果系统的管理对象设备21～25对通信资源发布系统200发送通信资源要求Q，则通信部203接收通信资源要求Q，向通信资源发布部204通知。通信资源发布部204访问资源分配状况管理部202，进行与通信资源要求Q相对应的通信资源的检索。

此时，各管理对象设备21～25所需的通信资源，已经由通信资源分配工具100分配完成，与通信资源要求Q相对应的通信资源信息，已存储在资源分配状况管理部202中。

通信资源发布部204，将检索资源分配状况管理部202的结果的通信资源信息，经由通信部203向要求源的管理对象设备通知，并且根据需要向中转设备等关联设备通知。

通过采用上述结构，在通信资源发布系统200中，由于不需要与通信资源分配相关的复杂的算法处理，因此可以利用简单的硬件、软件进行安装。其结果，通信资源发布系统200无需较高的运算能力，可以利用现场设置设备等仅具有低运算能力的系统工作。

另外，构筑系统的管理对象设备21～25，仅在其与通信资源发布系统200之间进行通信资源信息的交换，该通信资源发布系统200利用与各系统相对应的通信协议发布通信资源信息。从管理对象设备21～25侧观察不到决定实际发布的通信资源的通信资源分配工具100的存在。

如上所述，在本发明的第1实施方式中，构成系统的管理对象设备侧的安装，仍利用现有方式，无需任何变更。

图2是说明图1的通信资源分配系统的动作的时序图。

在系统使用之前，进行时序s1、s2、s3。

在时序s1中，由用户500向通信资源分配算法102输入应用信息、网络信息、制约条件信息。

在时序s2中，由通信资源分配算法102得到的资源分配结果发送至设定信息读入部201中。

在时序s3中，资源分配结果保存在资源分配状况管理部202中。

在系统使用过程中，进行时序s4～s7。

在时序s4中，管理对象设备21向通信资源发布部204发送资源分配要求Q。

在时序s5中，通信资源发布部204访问资源分配状况管理部202，参照通信资源分配结果。

在时序s6中，资源分配状况管理部202，将通信资源分配结果的参照结果向通信资源发布部204通知。

在时序s7中，通信资源发布部204，将通信资源分配信息R向通信资源要求Q的要求源的管理对象设备21通知。

(第2实施方式)

图3是表示本发明的第2实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。在第2实施方式中，一台通信资源分配工具100，对多个系统600A、600B、600C分别分配通信资源发布系统200A、200B、200C，预先向各通信资源发布系统200A、200B、200C通知与所负责的系统600A、600B、600C相关的预先设定信息。

由于通信资源分配工具100预先向通信资源发布系统200A、200B、200C通知各系统600A、600B、600C的通信资源的预先分配结果，因此可以对各系统构筑封闭的系统。也就是说，可以仅利用通信资源发布系统200A、200B、200C之后的结构进行系统构筑。由于在这种分散结构中，可以不与中央系统进行信息交换而使用系统，因此从防止故障的观点出发也具有优势。

在现有技术涉及的通信资源分配系统中，通信资源的分配由搭载在通信资源分配、发布系统30中的通信资源分配算法32自动地决定。由此，在希望进行可实现期望条件的系统构筑的情况下，必须按照这些条件，在通信资源分配、发布系统30中安装通信资源分配算法32。

但是，通信资源分配、发布系统的硬件、软件环境因应用目标系统不同而不同。在该情况下，即使在实现相同条件的情况下，也必须进行与各系统对应的通信资源分配算法的安装。

在本发明中，由于使通信资源分配工具100独立，因此可以将通信资源分配工具的工作环境确定为一个，通信资源分配算法的安装，对应一个条件安装一次即可。只要确定预先设定信息的格式，对任何结构的通信资源分配系统均可以输入通信资源的分配结果。

一般地，通信资源发布系统200，有时由于应用及网络、设置环境等不同而对可使用的设备产生制约。制约例如是用于满足防爆性能的消耗电力等。

另一方面，进行通信资源分配的通信资源分配工具100的算法，为了进行满足复杂的制约的资源分配，需要必须进行复杂计算等的较高运算能力。另外，大多预先准备在通信资源分配及其最优化过程中所需的数值运算库。

例如，解决用于防止通信干涉的彩色问题的算法、及数理计划法解算机等，无论商用、非商用，大多可以利用。通过将这些作为资源分配运算的引擎而利用，可以简单地进行资源分配算法的安装。

(第3实施方式)

图4是表示本发明的第3实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。在本发明中，进行通信资源分配的工具100和实际向设备通知资源信息的通信资源发布系统200分离。

在第3实施方式中，形成通信资源分配算法102与外部运算库800进行协同的方式。通信资源分配算法102，在内部不具有例如数理计划法解算器等资源分配所需的运算库。通信资源分配算法102根据需要，向外部运算库800输入条件，从外部运算库800取得运算结果的输出。

由于通信资源分配工具100只要输出通信资源发布系统200可读入的数据即可，因此对于通信资源分配工具100的工作环境没有制约。由此，通过准备满足外部运算库800的工作条件的硬件、软件，然后使通信资源分配工具100工作，就可以实现进行与外部运算库800协同的动作的通信资源分配工具100。

在第3实施方式中，在下述两个方面，可以得到在现有技术中难以实现的优势：通信资源分配算法102无需本身安装复杂的运算库；并且可以利用与系统条件相应的运算库，例如利用成本方面有优势的运算库、实现最佳性能的运算库、可以以较短的计算时间进行分配的运算库等。

一般地，高性能的运算库，其价格比较高。在第3实施方式的情况下，仅通信资源分配工具100具有引入外部运算库800的必要，在系统运行过程中，不使用外部运算库800的功能。也就是说，可以在图3所示的多个系统600A、600B、600C中利用通信资源分配工具100，在多个系统的使用中，在成本方面也具有优势。

另一方面，在利用图9所示的现有技术涉及的通信资源分配系统进行与外部运算库协同的通信资源分配中，通信资源分配、发布系统必须同时具有运算库对应的平台，以及运算库所要求的运算能力。另外，必须对每个工作的系统引入运算库，不利于节约成本。

(第4实施方式)

本发明可用于工业用无线标准ISA100.11a(下面称为ISA100)。图5是表示本发明的第4实施方式涉及的ISA100SystemManager的功能模块图。图9所示的现有技术涉及的通信资源分配、发布系统30，相当于ISA100系统中的SystemManager900。ISA100SystemManager900对系统下的设备分配作为通信资源的时间(通信时间间隔)、空间(通信路径)、频率(使用无线频道)。

ISA100SystemManager900，是假定在系统运行过程中动态地进行这些通信资源的分配的系统，具有下述功能，即，在向SystemManager通知来自各设备的通信资源要求的阶段，进行可分配的资源的检索，将分配的资源信息返回至要求源设备及相关设备。

图5所示的ISA100SystemManager900，包含本发明所示的通信资源分配工具100和通信资源发布系统200这两方面的功能。在将本发明用于ISA100的情况下，通信资源分配工具100由具有较高的运算能力的计算机实现。

在通信资源分配工具100中输入用户期望的通信环境及应用信息的条件。通信环境，例如是通信路径信息、通信频带信息、使用无线频道等。应用信息是通信周期及通信对象、数据长度等。通信资源分配工具100进行满足这些条件的通信资源的分配，进行预先设定信息的构筑。

在ISA100的情况下，在预先设定信息中，例如包含分配地址信息及路径选择表、向各设备分派的任务、两台设备之间的无线通信连接信息、无线频道设定等。分配的预先设定信息向通信资源发布系统200通知。通信资源发布系统200基于预先设定信息，对来自构成ISA100的管理对象设备的通信资源分配要求返回分配结果。

如图1的第1实施方式说明所示，在静态地分配通信资源的情况下，由于运算能力及与其他系统的协同相关的问题，将分配通信资源的功能和在系统使用中发布通信资源的功能分离是有效的。

但是，如果将在系统使用之前静态地分配通信资源的功能，和在系统使用中发布通信资源的功能分离而构成系统，则有时会产生下面的问题。

(1)在系统使用之前，在分配通信资源时假定的通信环境的初始状态随着时间的推移而变化。开始假定的环境在使用中变化，可能会对系统的使用带来障碍。

由于从通信资源分配工具100输出的资源分配信息300固定为初始的设定值，通信资源发布系统200不具有通信资源的再分配功能，因此系统无法取得最新的通信环境数据。

(2)在分配通信资源时假定的初始网络结构，随通信环境一起在系统使用中变化，与之相关，各设备所需的通信资源也变化。在网络使用中进行网络拓扑及终端追加的情况下，在不具有动态分配功能的分离方式中也难以进行使用中的资源再分配。

(第5实施方式)

图6是表示本发明的第5实施方式涉及的通信资源分配系统的功能模块图。第5实施方式解决上述(1)、(2)的问题。在第5实施方式中，基于在系统使用中可能产生的环境变化，对通信资源分配工具100的通信资源分配算法102的运算功能动态地进行修正。

作为在图1的第1实施方式中追加的结构，在通信资源分配工具100中追加通信环境差值输入部104及通信环境差值输入接口105。在通信资源发布系统200中追加通信环境变化检测部205及通信环境差值输出接口206。

通信环境差值输入部104通过通信环境差值输入接口105，接收经由网络10从通信资源发布系统200侧发送的通信环境变化差值Δf，并将差值信息向通信资源分配算法102传送或者存储。

通信环境差值输入部104，根据存储的差值信息，利用由系统定义的信息量及存储时间等的触发，将通信环境的变化差值Δf通知给通信资源分配算法102。

接收到通信环境的变化差值Δf的通信资源分配算法102，进行考虑了变化差值的资源分配，或者存储差值信息。在进行资源分配的情况下，再次计算适合差值信息的资源分配信息300。在存储差值信息的情况下，利用由系统定义的信息量及存储时间等的触发，再次计算适合差值信息的资源分配信息300并输出。

通信资源发布系统200的通信环境变化检测部205，接收从通信部203取得的当前的通信环境信息f1，和由通信环境资源分配状况管理部202取得的当前的静态预先设定信息f2，计算通信环境的变化差值Δf。计算出的通信环境的变化差值Δf，通过通信环境差值输出接口206，经由网络10发送至通信资源分配工具100侧的通信环境差值输入接口105。

通过采用该结构，通信资源发布系统200可以对由通信资源分配工具100分配的通信环境从初始状态的变化进行通知或检测。其结果，通信资源发布系统200可以将随着通信环境的变化的最适合的通信资源重新分配给管理对象设备。

根据第5实施方式，由于随时收集环境的变化，并向通信资源分配工具100发出通知，因此在通信资源分配工具100中可以进行更符合现实的高效通信资源分配。由此，可以维持与通信环境变化相对应的可靠性高的通信环境。

由于通信资源发布系统200是简单的构造，具有与进行复杂的处理的通信资源分配工具100不同的功能，因此即使性能低的设备也可以实现。

根据第5实施方式，由于在使通信资源的分配保存在通信资源分配工具100中的状态下，通知通信环境的差值，而跟踪通信环境的变化，因此可以保持作为本发明的特征的分离方式的优点。

图7是说明图6的通信资源分配系统的动作的时序图。时序s1～时序s7与图2所示的时序图相同。在图2中追加时序s8～s12。

在时序s8中，在系统使用中，管理对象设备21向通信环境变化检测部205通知网络信息f1。

在时序s9中，通信环境变化检测部205，和时序s8同时地或以规定的取样周期从资源分配状况管理部202取得通信环境信息f2。

在时序s10中，通信环境变化检测部205将通信环境差值Δf发送至通信资源分配工具100的通信环境差值输入部104中。

在时序s11中，通信环境差值Δf从通信环境差值输入部104输入至通信资源分配算法102中，对初始设定的资源分配信息进行修正，再一次执行时序s2、时序s3，修正资源分配状况管理部202的数据。

图8是说明由图5的ISA100SystemManager收集差值信息的功能模块图。通信资源分配工具100向经由网络10连接的多个ISA100SystemManager900A、900B发送资源分配信息A、B。

ISA100SystemManager900A、900B，具有向属于各自管理的网络A、网络B的管理对象设备发布通信资源，并且从各网络A、B取得网络信息并计算差值信息的功能。

ISA100SystemManager900A、900B，经由网络10将差值信息A及差值信息B发送至通信资源分配工具100中。通信资源分配工具100基于来自各ISA100SystemManager的差值信息，对资源分配信息A及资源分配信息B进行修正，重新发布给ISA100SystemManager900A、900B。

在图8的实施方式中，用于进行最初的通信资源分配的信息(限制条件、应用信息、网络信息等)输入通信资源分配工具100内的通信资源分配算法中，作为预先设定信息而输出。

该预先设定信息输入至作为通信资源发布系统的SystemManager中，基于预先设定信息，各SystemManager向所管理的网络的管理对象设备发布通信资源。

在管理对象设备所工作的网络中，网络是基于在运行开始之前发布的通信资源而运行的。但是，随着时间的推移产生通信环境的变化(终端的增减、电波环境的变化、通信设备配置位置的变化)。

这些变化，利用维护报告等作为差值信息从管理对象设备通知给SystemManager。通知的差值信息作为差值信息输入至资源分配设备100中，输入的差值信息在资源分配设备100内再次用于通信资源发布的计算。

计算出的资源分配信息，再次用于通过SystemManager向管理对象设备的通信资源再分配。由于输入差值信息，因此在作为要求高可靠性的工业用无线网络的ISA100.11a中，在本发明的分离系统中可以跟踪通信环境的变化。

在本说明书中，“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、横、行及列”等表示方向的词汇，涉及本发明的装置上的上述方向。因此，本发明说明书中的上述词汇应在本发明的装置上相对地解释。

“构成”这一词汇用于执行本发明的功能而构成，或者用于表示装置的结构、要素、部分。

此外，在权利要求中作为“单元加功能”表现的词汇，应包含可以用于执行本发明包含的功能的全部构造。

以上对于本发明适当的实施方式进行了说明及例证，但这些只是发明的例示，并不应该限定地考虑，增加、删除、置换及其他变更在不脱离本发明的精神或范围的范围内都可以。即，本发明并不是由上述实施方式限定，而是由权利要求的范围限定。

Claims (13)

1.一种通信资源分配系统，其特征在于，具有：

通信资源分配工具，其包含接收预先取得的用户信息的通信资源分配算法，将利用前述通信资源分配算法计算出的通信资源分配信息输出，该通信资源分配工具在输出前述通信资源分配信息的阶段完成工作；

资源分配状况管理部，其接收由前述通信资源分配工具输出的前述资源分配信息并保存；

通信资源发布部，其访问前述资源分配状况管理部而读出前述资源分配信息，将读出的前述资源分配信息，向经由网络彼此通信的多个管理对象设备中的输出了通信资源要求的管理对象设备发送，该通信资源发布部与前述通信资源分配工具分离；以及

通信环境变化检测部，其检测作为保存在前述资源分配状况管理部中的前述资源分配信息、与经由前述网络取得的当前的管理对象设备的资源分配信息之间的差值的通信环境差值，

前述通信资源分配工具具有通信环境差值输入部，其取得前述通信环境差值，而对前述通信资源分配算法进行修正。

2.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述资源分配状况管理部，经由文件单元从前述通信资源分配工具取得前述资源分配信息。

3.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述资源分配状况管理部，经由前述网络从前述通信资源分配工具取得前述资源分配信息。

4.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述资源分配信息，可由用户或其他系统编辑。

5.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述用户信息，是网络信息、应用信息、制约条件信息中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述通信资源分配算法，对外部运算库进行访问而利用其资源。

7.根据权利要求1所述的通信资源分配系统，其特征在于，

前述通信资源分配工具，对于经由网络连接的多个通信资源发布系统，发布这些通信资源发布系统分别进行通信的管理对象设备的资源分配信息。

8.一种通信资源分配方法，其特征在于，包含下述过程：

包含接收预先取得的用户信息的通信资源分配算法，生成由通信资源分配工具利用前述通信资源分配算法计算出的通信资源分配信息；

保存所生成的前述资源分配信息；

读出保存的前述资源分配信息，并将读出的前述资源分配信息，利用通信资源发布部向经由网络彼此通信的多个管理对象设备中的输出了通信资源要求的管理对象设备发送，该通信资源发布部与前述通信资源分配工具分离；

检测作为保存的前述资源分配信息与经由前述网络取得的当前的管理对象设备的资源分配信息之间的差值的通信环境差值；以及

取得前述通信环境差值，而对前述通信资源分配算法进行修正，

其中，该通信资源分配工具在输出前述通信资源分配信息的阶段完成工作。

9.根据权利要求8所述的通信资源分配方法，其特征在于，

还包含下述过程：经由文件单元取得前述资源分配信息。

10.根据权利要求8所述的通信资源分配方法，其特征在于，

还包含下述过程：经由前述网络取得前述资源分配信息。

11.根据权利要求8所述的通信资源分配方法，其特征在于，

前述资源分配信息可由用户或其他系统编辑。

12.根据权利要求8所述的通信资源分配方法，其特征在于，

前述用户信息是网络信息、应用信息、制约条件信息中的至少一个。

13.根据权利要求8所述的通信资源分配方法，其特征在于，

还包含下述过程：对外部运算库进行访问而利用其资源。