JP2002016607A - データ送信管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線ネットワークにおいてバスリセットが生
じた時に既存チャネルの再割り当てに要する時間を正確
に見積もり、各局が新規チャネルの割り当て要求をでき
るだけ早く出せるような方法を提供する。 【解決手段】 各局が現時点での割り当てチャネル数を
記憶し、前記チャネル数に基づいて、前記再割り当て時
間を見積もることにより上記課題を解決する。あるい
は、各チャネル毎に前記チャネルに関与する局の総和を
計算し、これに基づいて、前記再割り当て時間を見積も
ることにより上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の機器で構成し
た無線ネットワークにおけるデータ送信管理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタルビデオカメラで撮った映
像をモニタに映し出すことなどに見られるように、複数
の機器をケーブルで接続し画像および音声などのマルチ
メディアデータの送受を行う有線ネットワークが注目さ
れている。これらネットワークにおいて、マルチメディ
アデータの送信の際には、予め送信するデータの帯域予
約を行い、データの送信を行っている。

【０００３】しかし、ネットワークを構成する局の構成
に変化が生じた場合（以下、バスリセットと呼ぶ）に
は、それ以前にデータの送信を行っていた局はデータの
送信を継続するため、再度データの帯域予約を行うこと
（以下、再予約と呼ぶ）が必要となる。また、バスリセ
ット前におけるデータ送信が優先されることから、再予
約が終了した段階で新規の帯域予約を行う必要がある。

【０００４】文献（Ａ）ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆ
ｏｒ Ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｉａ
ｌ ｂｕｓには有線ネットワークを例にバスリセットに
おける再予約に関する手法が記載されている。ここでは
アイソクロナスリソースマネージャと呼ばれる特定の局
が他の局(ノード局)の情報を管理している。

【０００５】アイソクロナスリソースマネージャはノー
ド局からの帯域割り当て要求を受信し、図９に示すフレ
ーム構成で各局のデータ送信の制御を行っている。フレ
ームスタート領域ではフレームの開始をネットワーク内
の全ノードに通知する。アイソクロナス領域では前記ア
イソクロナスリソースマネージャにより、１フレーム毎
に帯域が割り当てられたノード間のデータの送信が行わ
れる。

【０００６】ここで、バスリセットが生じると、アイソ
クロナス領域ではネットワークの変化に関係しない局ど
うしのデータ送信がまだ行われている可能性があること
から、前記再予約はアシンクロナス領域で行われること
になる。

【０００７】ところで、文献Ａに記載の有線ネットワー
クの場合、バスリセットが生じてから再予約が完了する
までにかかる時間は正確な予測が不可能であることか
ら、再予約が完了する前に通常予約（新規予約）要求が
来ることを避けるため、予め大きめの一定時間に設定さ
れていた。

【０００８】また、最近では有線に変わり、複数の機器
を無線でデータの送受を行う無線ネットワークが検討さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無線ネット
ワークは、ケーブルなどに見られる有線ネットワークと
違い通信路状況が場所および時間により大きく変化す
る。したがって、劣悪な通信路状況においても対応する
ため、文献Ａと異なるデータ送信管理方法が検討されて
いる。

【００１０】図３に、検討されている従来の無線ネット
ワーク１１の構成図を示す。無線ネットワークではハブ
局１３と呼ばれる特定の局が他の局(ノード局)の情報を
管理している。

【００１１】無線ネットワーク内には、複数のノード局
が存在し、その中から１つのハブ局が選定される。無線
ネットワーク内にあるノード間でマルチメディアデータ
１７の送受信を行う場合、チャネルの確保が必要とな
る。そのため、前もってチャネルの割り当て通知を行う
要求局１２とデータの送信を行う送信局１４とデータの
受信を行う受信局１５との間で、ハブ局を介してチャネ
ル割り当てに関する情報１６がやり取りされる。

【００１２】通常は送信局あるいは受信局のいずれかが
要求局となるが、別個の場合もある。例として要求局を
リモコン、送信局をビデオ、受信局をテレビとした場合
が考えられる。また、ハブ局自身が要求局、送信局、受
信局のいずれかになる場合もある。いずれの場合におい
ても要求局のチャネル割り当て要求には送信局、受信局
等の必要な情報は含まれている。

【００１３】次に無線ネットワークと有線ネットワーク
の制御方法における相違点を以下に示す。 （１）無線ではアイソクロナス領域にはチャネルという
時間スロットが存在し、このチャネル割り当ての予約お
よび解除をアシンクロナス領域で行う。（２）有線では
チャネル予約を要求した局のみに帯域予約完了を通知し
たが、無線では要求局がデータの送信局および受信局を
アシンクロナス領域で、前もってハブ局に通知し、ハブ
局はチャネル割り当て完了通知を、要求局だけでなく、
送信局、受信局に対しても通知する。 （３）データ送信の信頼性を高めるため、無線ではチャ
ネル割り当て完了通知を受信した各局は送信したハブ局
に対しＡｃｋを返送する。

【００１４】上述のように、有線の場合と比べ、無線の
場合は１つのデータ伝送に対する予約に対し必要となる
処理が大きくなる。従って、チャネル割り当てに関する
情報の送信先の数が多くなると再予約の時間が膨大なも
のとなる。しかし、チャネル割り当てに関する情報の送
信先の数が最大の場合を想定して再予約の時間を長い一
定時間に合わせるのは無駄である。

【００１５】本発明は上記課題を解決するために考案さ
れたもので、無線ネットワークにおいて再予約に必要な
時間を状況に応じて出来るだけ短くする方法を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】チャネルの再予約に要す
る時間が依存するものとして次のものが挙げられる。・
チャネル数・各チャネルにおいて関与する（要求局、送
信局、受信局に相当する）ノード局数。

【００１７】本発明はこの点に着眼したもので具体的に
は、本願の第１の発明は、ネットワークを構成する各局
のデータ送信時間が排他的に割り当てられている無線ネ
ットワークにおける各局のデータ送信管理方法であっ
て、各局において、ネットワーク全体に現時点で割り当
てられている送信時間枠の総数を記憶し、無線ネットワ
ークの構成に変化が生じた場合に発生する時間枠割り当
て済み局からの再割り当て要求および前記再割り当て要
求に基づく各局のデータ送信時間の再割り当てに要する
時間を、前記各局が記憶している前記現時点の送信時間
枠の総数に基づいて推定し、前記推定時間の経過後に各
局から新規割り当て要求を出すようにしたものであり、
再予約から新規予約へできるだけ早く移行することがで
きる。

【００１８】本願の第２の発明は、ネットワークを構成
する各局のデータ送信時間が排他的に割り当てられてい
る無線ネットワークにおける各局のデータ送信管理方法
であって、各局において現時点で割り当てられている各
送信時間枠に関与する局数の総和を記憶し、無線ネット
ワークの構成に変化が生じた場合に発生する時間割り当
て済み局からの再割り当て要求および前記再割り当て要
求に基づく各局のデータ送信時間の再割り当てに要する
時間を、各局が記憶している前記局数の総和に基づいて
推定し、前記推定時間の経過後に各局から新規割り当て
要求を出すものであり、第1の発明に比べて推定がさら
に正確になり、再予約から新規予約へできるだけ早く移
行することができる。

【００１９】本願の第３の発明では、データ送信時間枠
を要求する局と、前記要求に対応して実際にデータ送信
時間枠を割り当てられる局とが異なるようにすること
で、要求局と送信局とが一致しなくとも、遠隔操作でデ
ータの送受信を行うことができる。

【００２０】本願の第４の発明では、無線ネットワーク
で用いるフレーム構成をハブ局でフレームのスタート信
号を送信するための領域と、通常のデータを送信するた
めの領域と、チャネル割り当てに関する情報を送信する
ための領域と、前記データ送信時間枠の割り当てに関す
る情報を送信するための領域と、前記送信時間枠の総数
あるいは前記各送信時間枠に関与する局数の総和を送信
するための領域を含むことで、無線ネットワーク全体の
再予約時間の決定を効果的に行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について、図面を用いて説明する。

【００２２】＜フレーム構成＞図２に本発明のフレーム
構成について示す。フレームスタート領域は、フレーム
がスタートしたことをハブ局が無線ネットワーク内の全
ノードに送信するための領域である。アイソクロナス領
域は画像、音声等のマルチメディアデータの送信を行う
領域である。

【００２３】アシンクロナス領域は、アイソクロナス領
域内におけるチャネルの割り当ての予約、および解除を
行うための領域でもある。また、バスリセット時におけ
るチャネルの再割り当てにも使用される。

【００２４】制御情報領域は、上記アシンクロナス領域
で送信するチャネル数または、各チャネルの関与するノ
ード数の総和をハブ局がブロードキャストで伝送するた
めの領域である。

【００２５】上記の数値を受信したノード局は、これら
の値を更新する。バスリセットが生じた場合にはこれら
の数値を用いて再予約時間の推定を行う。

【００２６】＜再予約時間算出方法＞次に、再予約時間
算出方法について説明する。

【００２７】（第１の算出方法）第１の算出方法は、前
記制御情報伝送領域に現在使われているチャネル数を送
信する方法である。無線ネットワーク内のハブ局は自ら
集計するチャネル数を用いて、また、ノードはハブ局か
ら制御情報領域において伝送されるチャネル数を用い
て、再予約に必要な時間を推定する。

【００２８】１つのチャネルの割り当てにはどれだけの
フレーム数が必要かが重要となる。再予約に必要な時間
は以下の式で求められる。

【００２９】Ｔ＝Ｎｃｈａｎｎｅｌ×Ｆｃｈａｎｎｅｌ
×Ｔｆｒａｍｅ Ｎｃｈａｎｎｅｌは１フレーム内に存在するチャネル
数、Ｆｃｈａｎｎｅｌは１チャネル当たりの再予約に要
するフレーム数、Ｔｆｒａｍｅは１フレーム当たりの時
間である。

【００３０】（第２の算出方法）第２の算出方法は、ハ
ブ局が各チャネルにおいて要求局、送信局、受信局とな
っている局をテーブルとして管理し、常時その時の各チ
ャネルに関与するノード数の総和に基づいて再予約に必
要な時間を推定する。

【００３１】また、無線ネットワーク内のハブ局以外の
ノードも、制御情報領域で伝送される上記各チャネルに
関与するノード数の総和に基づいて再予約に必要な時間
を推定する。

【００３２】ハブ局のチャネル割り当て管理テーブル：
まず、ハブ局の持っているチャネル割り当て管理テーブ
ルについて図８を用いて説明する。

【００３３】アイソクロナス領域でデータの送受が行わ
れる際には、ハブ局は要求局から送信されたチャネル割
り当て要求パケットを受信しチャネルの割り当てを行う
が、その結果は逐次このチャネル割り当て管理テーブル
に格納される。

【００３４】要求局、送信局、受信局はそれぞれ、その
ノード番号が付される。要求局、送信局は１つ、受信局
は複数あってもよい。また、要求局と送信局あるいは要
求局と受信局のうちの１つが同一のものでも構わない。

【００３５】パラメータは送信局が受信局に対しデータ
を送信する際のパラメータとなる送信タイミングおよび
変調方式が記載されている。

【００３６】関与ノード数は各チャネルにおいて要求
側、送信側、受信側のいずれかに関与しているノードの
数を表す。これら関与ノード数がすべてのチャネルで加
算されたものが、制御情報領域で伝送される各チャネル
の関与するノード数の総和である。

【００３７】再予約に必要な時間Ｔは以下の式で算出さ
れる。

【００３８】 Ｔ＝Ｎｎｏｄｅ×Ｆｎｏｄｅ×Ｔｆｒａｍｅ Ｎｎｏｄｅは各チャネルが関与するノードの数の総和、
Ｆｎｏｄｅは１ノード当たりの再予約に要する時間、Ｔ
ｆｒａｍｅは１フレーム当たりの時間である。

【００３９】＜各予約手順の概要＞次に図１に示されて
いる通常予約とバスリセット直後の再予約の手順につい
てハブ局とノード局の予約手順について示す。ここで、
１はフレームスタート領域、２はアイソクロナス領域、
３はアシンクロナス領域、４は制御情報領域、５は通常
予約処理、６は再予約処理を示す。

【００４０】＜通常予約手順の概要＞まず、通常の予約
手順についてハブ局とノード局に分けて説明する。この
処理はハブ局もノード局も図１の５で示すようにフレー
ムの３すなわちアシンクロナス領域を用いて行われるも
のである。

【００４１】＜ハブ局の通常予約手順＞図４はハブ局の
通常予約の手順を示したものである。

【００４２】ステップ４１で処理が開始されると、まず
ステップ４２において、受信フレームがアシンクロナス
領域の内部であるかどうかの判定が行われる。

【００４３】アシンクロナス領域の内部であるならば、
次にステップ４３において、チャネル割り当て要求パケ
ットが受信されたかどうかの判定を行う。受信していな
ければ、ステップ４２に戻る。

【００４４】受信していれば、ステップ４４においてチ
ャネル割り当て処理を行う。チャネル割り当て要求パケ
ットにはそのチャネルの要求局、送信局、受信局になる
ノード番号が格納しており、ハブ局はそのパケットを受
信することで、チャネル割り当て処理を行い、自局内の
チャネル割り当て管理テーブルを更新する。

【００４５】更新処理が終わると、ステップ４５におい
てチャネル割り当て通知パケットを要求局、送信局、受
信局に対し送信する。次に送信した局からＡｃｋを受信
したかどうかの判定を行う。もし、受信していなければ
ステップ４６を繰り返し、受信したならばステップ４２
に戻る。

【００４６】一方、ステップ４２の判定で、アシンクロ
ナス領域の内部でないならば、ステップ４７において、
上記アシンクロナス領域で更新されたハブ局内のチャネ
ル割り当て管理テーブル内の、アイソクロナス領域内の
チャネル数または各チャネルに関与するノード数の総数
を次の制御情報領域でブロードキャストで送信し、一連
の操作は終了する（ステップ４８）。

【００４７】＜ノード局の通常予約手順＞図５はノード
局の通常予約手順を示したものである。

【００４８】ステップ５１において処理が開始される
と、まずステップ５２において、受信フレームがアイソ
クロナス領域の内部であるかどうかの判定を行う。

【００４９】アシンクロナス領域の内部であれば、次に
ステップ５３において、自局内に新規チャネル割り当て
要求があるかどうかの判定を行う。要求が無ければステ
ップ５２に戻り、要求があれば、ステップ５４におい
て、ハブ局に対し、チャネルの要求局、送信局、受信局
のノード番号を含むチャネル割り当て要求パケットを送
信する。

【００５０】上記パケットを受信したハブ局は受信した
要求内容に基づき、チャネル割り当て処理を行い、チャ
ネル割り当て管理テーブルを更新する。

【００５１】次にステップ５５において、ハブ局からチ
ャネル割り当て通知パケットが受信されたかどうかの判
定を行う。通知パケットを受信していなければステップ
５５を繰り返し、通知パケットを受信していなければ、
ステップ５６において、ノードはパケット内にあるチャ
ネル数あるいは各チャネルに関与するノードの総和を取
得し、Ａｃｋパケットをハブ局に対し送信する。

【００５２】ステップ５７において、他にチャネル割り
当て要求がある場合にはステップ５４に戻り、割り当て
要求がない場合にはステップ５２に戻る。

【００５３】ステップ５２の判定において、アシンクロ
ナス領域の内部でないならば、ステップ５８において、
次の制御情報領域でハブ局から送信されるはずのチャネ
ル数またはチャネル関与ノード総数を受信し、一連の操
作は終了する（ステップ５９）。

【００５４】＜バスリセット直後の再予約手順＞次に、
バスリセット直後の再予約手順についてハブ局とノード
局に分けて説明する。この処理はハブ局もノード局も図
１の６に示すようにフレームの３すなわちアシンクロナ
ス領域を用いて行われるものである。

【００５５】＜ハブ局のバスリセット時の予約手順＞図
６はバスリセット直後におけるハブ局の再予約手順を示
したものである。

【００５６】バスリセットが発生し、ノード構成が完了
すると、ステップ６１において、処理が開始される。ま
ずステップ６２において、チャネル数または各チャネル
に関与した局数の総和に基づき、再予約時間の推定を行
う。

【００５７】推定が完了すると、再予約処理が開始され
るが、まずステップ６３において、前記推定した再予約
時間から、タイムアウトされたかどうかの判定を行う。

【００５８】タイムアウトされていないならば、ステッ
プ６４において、チャネル割り当て要求パケットが受信
されたかどうかの判定を行う。受信されていない場合ス
テップ６３に戻る。

【００５９】もし、チャネル割り当て要求パケットを受
信したならば、ステップ６５において、パケット内に格
納されている要求局、送信局、受信局のノード番号を取
得し、チャネル割り当て処理を行い、チャネル割り当て
管理テーブルを更新する。ステップ６６において、チャ
ネル割り当て通知パケットをチャネルに関与する局（要
求局、送信局、受信局）に送信する。

【００６０】上記パケットを受信した要求局、送信局、
受信局の各局はハブ局に対しＡｃｋパケットを送信す
る。

【００６１】ステップ６７において、ハブ局はチャネル
割り当て通知パケットを送信した局からのＡｃｋパケッ
トが受信されたかどうかの判定を行う。

【００６２】Ａｃｋパケットが受信されなければステッ
プ６７を繰り返す。もし、受信されたならば、ステップ
６３に戻る。

【００６３】ステップ６３の判定において、タイムアウ
トされたならば一連の処理を終了する（ステップ６
８）。

【００６４】＜ノード局のバスリセット直後の予約手順
＞図７はバスリセット直後のノード局の再予約手順を示
したものである。

【００６５】バスリセットが発生し、ノード構成が完了
すると、ステップ７１において処理が開始される。まず
ステップ７２において、チャネル数または各チャネルに
関与した局数の総和に基づき、再予約時間の推定を行
う。これ以下再予約処理が開始される。

【００６６】次にステップ７３において、チャネル割り
当て要求があるかどうかの判定が行われる。もし、要求
があるならば、ステップ７４において、要求局、送信
局、受信局のノード番号を含めた、チャネル割り当て要
求パケットを送信する。

【００６７】上記パケットをハブ局が受信すると、チャ
ネル割り当て管理テーブルが更新された後、要求局、送
信局、受信局に対し、チャネル割り当て通知パケットが
送信される。

【００６８】ノードは、ステップ７５において、ハブ局
からの上記パケットが受信されたかどうかの判定を行
う。もし、受信されなければ、ステップ７５を繰り返
す。

【００６９】上記パケットが受信されると、ステップ７
６において、ノードはそのパケットを受信しチャネルパ
ラメータを取得し、Ａｃｋパケットをハブ局に対し送信
する。

【００７０】ステップ７７において、もし他にチャネル
割り当て要求があるならば、ステップ７４に戻るが、要
求がない場合は、ステップ７８において、前もって設定
した再予約時間に対してタイムアウトになったかどうか
の判定を行う。タイムアウトしない場合はタイムアウト
されるまで待つ。タイムアウトになると、一連の操作は
終了する（ステップ７９）。

【００７１】

【発明の効果】本願の第１の発明は各局が記憶している
ネットワーク全体の送信枠数に基づき再割り当て時間を
見積もるものであり、各局が新規チャネルの割り当て要
求をできるだけ早く出せるようになる。

【００７２】本願の第２の発明は各局が記憶しているネ
ットワーク全体の送信枠数に基づき、第１の発明よりも
正確に再割り当て時間を見積もるものであり、各局が新
規チャネルの割り当て要求をできるだけ早く出せるよう
になる。

【００７３】本願の第３の発明では要求局と送信局が異
なるような無線ネットワーク、すなわちリモコンが送信
枠を要求し、実際の送信はビデオからＴＶになされるよ
うなネットワークの場合にも適用できる。

【００７４】本願の第４の発明は本発明の第１から第３
の発明を実現するための好適なフレーム構成を提供す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における通常のチャネル予約の様子とバ
スリセット直後の再予約の様子を示した図である。

【図２】本発明のフレーム構成を示した図である。

【図３】本発明における無線ネットワークの構成および
データの流れを示した図である。

【図４】本発明における通常のハブ局の予約手順を示し
た流れ図である。

【図５】本発明における通常のノード局の予約手順を示
した流れ図である。

【図６】本発明におけるバスリセット直後のハブ局の再
予約手順を示した流れ図である。

【図７】本発明におけるバスリセット直後のノード局の
再予約手順を示した流れ図である。

【図８】本発明におけるハブ局のもつチャネル割り当て
管理テーブルについて示した図である。

【図９】従来方式（有線）のフレーム構成について示し
た図である。

【符号の説明】

１ フレームスタート領域 ２ アイソクロナス領域 ３ アシンクロナス領域 ４ 制御情報領域 ５ 通常予約処理 ６ 再予約処理 １１ 無線ネットワーク １２ 要求局 １３ ハブ局 １４ 送信局 １５（ａ）、１５（ｂ） 受信局 １６ チャネル割り当てに関する情報 １７ マルチメディアデータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワークを構成する各局のデータ送
   信時間が排他的に割り当てられている無線ネットワーク
   における各局のデータ送信管理方法であって、各局にお
   いて、ネットワーク全体に現時点で割り当てられている
   送信時間枠の総数を記憶し、無線ネットワークの構成に
   変化が生じた場合に発生する時間枠割り当て済み局から
   の再割り当て要求および前記再割り当て要求に基づく各
   局のデータ送信時間の再割り当てに要する時間を、前記
   各局が記憶している前記現時点の送信時間枠の総数に基
   づいて推定し、前記推定時間の経過後に各局から新規割
   り当て要求を出すことを特徴とするデータ送信管理方
   法。
2. 【請求項２】 ネットワークを構成する各局のデータ送
   信時間が排他的に割り当てられている無線ネットワーク
   における各局のデータ送信管理方法であって、各局にお
   いて現時点で割り当てられている各送信時間枠に関与す
   る局数の総和を記憶し、無線ネットワークの構成に変化
   が生じた場合に発生する時間割り当て済み局からの再割
   り当て要求および前記再割り当て要求に基づく各局のデ
   ータ送信時間の再割り当てに要する時間を、各局が記憶
   している前記局数の総和に基づいて推定し、前記推定時
   間の経過後に各局から新規割り当て要求を出すことを特
   徴とするデータ送信管理方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のデータ送信管理
   方法であって、データ送信時間枠を要求する局と、前記
   要求に対応して実際にデータ送信時間枠を割り当てられ
   る局とが異なることを特徴とするデータ送信管理方法。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のデー
   タ送信管理方法であって、そのフレーム構成はフレーム
   のスタート信号を送信するための領域と、通常のデータ
   を送信するための領域と、前記データ送信時間枠の割り
   当てに関する情報を送信するための領域と、前記送信時
   間枠の総数あるいは前記各送信時間枠に関与する局数の
   総和を送信するための領域を含むことを特徴とするデー
   タ送信管理方法。