JP2003008593A - 擬似乱数発生器、通信装置、ネットワークシステムおよび擬似乱数発生方法 - Google Patents

擬似乱数発生器、通信装置、ネットワークシステムおよび擬似乱数発生方法

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JP2003008593A
JP2003008593A JP2001187901A JP2001187901A JP2003008593A JP 2003008593 A JP2003008593 A JP 2003008593A JP 2001187901 A JP2001187901 A JP 2001187901A JP 2001187901 A JP2001187901 A JP 2001187901A JP 2003008593 A JP2003008593 A JP 2003008593A
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Hirohito Yamano
浩仁 山野
Takashi Nishimura
崇 西村
Masafumi Takahashi
雅史 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 他の擬似乱数発生器と異なる擬似乱数列を発
生させる。 【解決手段】 擬似乱数発生器1は、特定の系列を有す
る擬似乱数3を発生させる原始擬似乱数発生器2と、機
器が有する固有識別子5を発生させる識別子発生器4
と、原始擬似乱数発生器2および識別子発生器4に接続
され、擬似乱数3および固有識別子5を入力として受
け、所定の演算を施し、擬似乱数7を出力する演算器6
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、擬似乱数発生器、
通信装置、ネットワークシステムおよび擬似乱数発生方
法に関し、特に、通信装置に固有の擬似乱数列を発生さ
せる擬似乱数発生器、通信装置、ネットワークシステム
および擬似乱数発生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、複数の機器で構築されるネットワ
ークに用いられるプロトコルにおいて、乱数を用いてデ
ータの衝突を回避する仕組みが広く用いられている。
【0003】[乱数を使用するネットワークプロトコル
の一例]たとえば、複数の機器で構築されるネットワー
クにおいて、各機器がデータの送信処理をする際に、ネ
ットワークの伝送路の状態を検知し、ネットワークヘの
アクセスの可否を自律的に判定するCSMA(Carrier
Sense Multiple Access)方式において、このような乱数
を使用した制御が行なわれている。
【0004】CSMA方式では、ネットワーク内の各機
器が伝送路の状態を監視し、伝送中の情報が破壊される
ことの無いように、伝送路が空きになるまで送信処理を
保留する。そして、伝送路が空きになった後、各機器は
ランダムバックオフと呼ばれる手順を踏む。
【0005】[ランダムバックオフ]ランダムバックオ
フは、各機器がデータの衝突を回避するためのネットワ
ークの制御方法であり、伝送路が空きになっても、すぐ
に送信処理を開始せず、ランダムに決めた時間だけ送信
処理の開始を遅延させた後、データの伝送を行なう制御
方法である。
【0006】図7を参照して、ランダムバックオフを行
なう通信装置で構成されるネットワークシステムは、複
数の通信装置73と、複数の通信装置73が接続された
データの伝送路74とを含む。
【0007】通信装置73は、擬似乱数を発生させる擬
似乱数発生器70と、擬似乱数発生器70に接続され、
擬似乱数発生器70より出力される擬似乱数より所定の
規則に基づいて時間(以下、「バックオフ時間」とい
う。)を生成するバックオフ時間生成部71と、バック
オフ時間生成部71および伝送路74に接続され、伝送
路74の空きを監視し、伝送路74が空きになった時点
からバックオフ時間だけ送信処理を遅延させ、データの
送信処理を行なう送信処理部72とを含む。
【0008】なお、擬似乱数発生器70は、ハードウェ
アで実現されるのが一般的である。 [LFSRの説明]擬似乱数発生器70としては、LF
SR(Liner Feedback Shift Register)等が広く使用
されている。LFSRはシフトレジスタおよび排他的論
理和演算器により容易に実現される。
【0009】図8を参照して、3ビットの擬似乱数を発
生させるLFSRの一構成例について説明する。LFS
Rは、0ビット目の擬似乱数X(0)を出力するレジス
タ20Aと、レジスタ20Aの出力に入力が接続され、
1ビット目の擬似乱数X(1)を出力するレジスタ20
Bと、レジスタ20Bの出力に入力が接続され、2ビッ
ト目の擬似乱数X(2)を出力するレジスタ20Cと、
レジスタ20B、20Cおよび20Aに接続され、レジ
スタ20Bおよび20Cの出力の排他的論理和を求め、
演算結果をレジスタ20Aの入力とする排他的論理和演
算器21と、レジスタ20A〜20Cに接続され、0ビ
ット目の擬似乱数の初期値X0(0)、1ビット目の擬
似乱数の初期値X0(1)および2ビット目の擬似乱数
の初期値X0(2)を発生させ、レジスタ20A〜20
Cにそれぞれ初期値として保持させる初期値発生部23
とを含む。
【0010】レジスタ20A〜20Cは、外部より与え
られるクロック信号に同期して、保持した値を出力22
として出力するとともに、排他的論理和演算器21、レ
ジスタ20Aおよびレジスタ20Bより出力される値を
受け、保持する。X(2),X(1),X(0)で表さ
れる出力22は周期が7の擬似乱数列であり、その擬似
乱数列は図9に示される。
【0011】上述のLFSRを起動する際には、図8の
レジスタ20A〜20CのI端子に、初期値発生部23
からX0(2),X0(1),X0(0)で表される初期
値を設定する必要がある。レジスタ20A〜20Cに設
定される初期値は、図9に記されている擬似乱数列に含
まれるビットパターンのいずれかである必要がある。
【0012】[擬似乱数発生器の周期性]上述のLFS
Rが発生させる擬似乱数は、図9に示したビットパター
ンのいずれかから始まり、それ以降は初期化が行なわれ
ない限り、図9に示された周期7の系列を繰り返し出力
する。一般にはより長い周期の系列を出力する擬似乱数
発生器が用いられるが、周期性をなくすことはできな
い。
【0013】[擬似乱数発生器のネットワーク内での使
用]ここで、バックオフ時間の設定に、このようなLF
SRが出力する擬似乱数発生器を使用したネットワーク
を考える。
【0014】擬似乱数発生器の回路構成が同じ機器が複
数存在し、同じ長さのデータを送信しようとする場合、
擬似乱数の系列が同期してしまうと毎回同じ擬似乱数が
得られる。このため、それに基づき算出されるバックオ
フ時間も同じものが生成される。従って、同じ擬似乱数
発生器を持つ機器によるデータ送信は衝突を繰り返し、
その結果、再送を繰り返すことになる。
【0015】この衝突の繰り返しを回避するためには、
機器ごとに異なる構成の擬似乱数発生器を組込む必要が
ある。しかし、機器ごとに回路構成の変更を行なうのは
事実上困難である。
【0016】このため、擬似乱数発生器(以下、「原始
擬似乱数発生器」という。)にいかなる付加機構を設
け、異なる擬似乱数列を発生させるかが問題となる。
【0017】[従来方式]この問題を解決するために、
特開平2−192242号公報には、バス衝突回避方式
が開示されている。図10を参照して、上記公報に開示
されている擬似乱数発生器81は、擬似乱数発生器81
が有する固有の識別子(たとえば、バス上でのアドレ
ス)を発生させる識別子発生器85と、予め定められた
回数、連続してデータの衝突を検出した場合に、初期化
命令84を出力する衝突検出器82とを含む。
【0018】擬似乱数発生器81は、さらに、識別子発
生器85および衝突検出器82に接続され、衝突検出器
82より出力される初期化命令84に応答して、識別子
発生器85から出力される固有識別子86に基づいて初
期値88を定め、出力する初期設定部83と、初期設定
部83に接続され、初期設定部83より出力される初期
値88を受け、擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生
器87とを含む。
【0019】なお、初期値88は、固有識別子86に基
づいて、原始擬似乱数発生器87の擬似乱数列に含まれ
るビットパターンの中から一意に選択される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】[擬似乱数列の同期問
題]従来の擬似乱数発生器81では、データの衝突が連
続して発生した後でなければ、擬似乱数の初期化が行な
われない。このため、非効率的な処理となっている。ま
た、衝突の時間的な履歴を保持する機構が必要となる。
【0021】[原始擬似乱数発生器87の出力ビット数
と固有識別子86のビット数との関係]さらに、擬似乱
数発生器81がネットワークに接続され使用される場合
には、完全にユニークな初期値を各機器に与えるのが困
難な場合が生じる。
【0022】図11は原始擬似乱数発生器87の出力ビ
ット数と固有識別子86のビット数との関係を示したも
のである。初期値88として選択することのできる擬似
乱数の数は原始擬似乱数発生器87から出力される擬似
乱数のビット数で決まる。ここで、固有識別子86のビ
ット数50が原始擬似乱数発生器87から出力される擬
似乱数のビット数51よりも長い場合には、固有識別子
86が異なったものであっても原始擬似乱数発生器87
に供給される初期値88が一致し、初期化後再びデータ
の衝突が連続して発生する可能性がある。
【0023】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、他の擬似乱数発生器と異なる
擬似乱数列を発生させることが可能な擬似乱数発生器を
提供することである。
【0024】本発明の他の目的は、他の通信装置との間
でデータの衝突が連続して生じない通信装置を提供する
ことである。
【0025】本発明のさらに他の目的は、データの衝突
が連続して生じないネットワークシステムを提供するこ
とである。
【0026】本発明のさらに他の目的は、他の擬似乱数
発生器と異なる擬似乱数列を発生させることが可能な擬
似乱数発生方法を提供することである。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明のある局面に従う
擬似乱数発生器は、擬似乱数を発生させる原始擬似乱数
発生器と、擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識
別子を発生させるための識別子発生手段と、前記原始擬
似乱数発生器および前記識別子発生手段に接続され、前
記擬似乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行な
い、演算結果を出力する演算器とを含む。
【0028】各機器が同じ原始擬似乱数発生器を用いる
ことにより、原始擬似乱数発生器から同じ擬似乱数列が
発生したとしても、その擬似乱数と各機器に固有の識別
子とを用いて所定の演算を行なった結果を新たな擬似乱
数列としている。このため、同じ系列の擬似乱数列が発
生することがなくなる。
【0029】好ましくは、前記識別子発生手段は、擬似
乱数発生器が用いられる機器に固有の識別子を発生させ
る識別子発生器と、前記識別子発生器に接続され、前記
識別子の固有性を保ったまま前記識別子のビット長を前
記擬似乱数のビット長に合わせる処理を行なうビット長
調整器とを含む。
【0030】識別子の固有性を保ったまま、識別子のビ
ット長と擬似乱数発生器が発生させる擬似乱数のビット
長とを等しくする。このことにより、演算器は、識別子
および擬似乱数を対応するビット毎に演算することがで
き、他の機器とは異なる系列の擬似乱数列を発生させる
ことができる。
【0031】さらに好ましくは、前記識別子発生手段
は、擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の第1の識
別子を発生させるための第1の識別子発生手段と、前記
第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させるため
の第2の識別子発生手段と、前記第1および第2の識別
子発生手段に接続され、外部より供給される切替え命令
に応答して、前記第1および第2の識別子を切替えなが
ら選択して出力する選択回路とを含む。
【0032】演算器より出力される擬似乱数列が、他の
機器が発生させる擬似乱数列と一致した場合に、外部か
ら選択回路に切替え命令を供給することにより、演算器
に供給される識別子が変更される。このため、擬似乱数
発生器は、今まで発生させていた擬似乱数列とは異なる
擬似乱数列を発生させることができるようになる。
【0033】さらに好ましくは、前記第1の識別子発生
手段は、擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の第1
の識別子を発生させるための第1の識別子発生器と、前
記第1の識別子発生器および前記選択回路に接続され、
前記第1の識別子の固有性を保ったまま前記第1の識別
子のビット長を前記擬似乱数のビット長に合わせ、前記
選択回路に供給する第1のビット長調整器とを含む。前
記第2の識別子発生手段は、前記第1の識別子とは異な
る第2の識別子を発生させるための第2の識別子発生器
と、前記第2の識別子発生器および前記選択回路に接続
され、前記第2の識別子のビット長を前記擬似乱数のビ
ット長に合わせ、前記選択回路に供給する第2のビット
長調整器とを含む。
【0034】本発明の他の局面に従う通信装置は、擬似
乱数を発生させる擬似乱数発生器と、前記擬似乱数発生
器に接続され、前記擬似乱数より所定の規則に基づいて
バックオフ時間を生成するバックオフ時間生成部と、前
記バックオフ時間生成部および前記伝送路に接続され、
前記伝送路の空きを監視し、前記伝送路が空きになった
時点からバックオフ時間だけ送信処理を遅延させ、デー
タの送信処理を行なう送信処理部とを含む。前記擬似乱
数発生器は、擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生器
と、通信装置に固有の識別子を発生させるための識別子
発生手段と、前記原始擬似乱数発生器および前記識別子
発生手段に接続され、前記原始擬似乱数発生器が発生さ
せる前記擬似乱数および前記識別子を用いて所定の演算
を行ない、演算結果を出力する演算器とを含む。
【0035】各通信装置が同じ原始擬似乱数発生器を用
いることにより、原始擬似乱数発生器から同じ擬似乱数
列が発生したとしても、その擬似乱数と各通信装置に固
有の識別子とを用いて所定の演算を行なった結果を新た
な擬似乱数列としている。このため、同じ系列の擬似乱
数列が発生することがなくなる。これにより、バックオ
フ時間も通信装置毎に異なり、データの衝突が連続して
生じなくなる。
【0036】好ましくは、前記識別子発生手段は、通信
装置に固有の識別子を発生させる識別子発生器と、前記
識別子発生器に接続され、前記識別子の固有性を保った
まま前記識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生器が
発生させる擬似乱数のビット長に合わせる処理を行なう
ビット長調整器とを含む。
【0037】識別子の固有性を保ったまま、識別子のビ
ット長と擬似乱数発生器が発生させる擬似乱数のビット
長とを等しくする。このことにより、演算器は、識別子
および擬似乱数を対応するビット毎に演算することがで
き、他の機器とは異なる系列の擬似乱数列を発生させる
ことができる。よって、バックオフ時間も通信装置毎に
異なり、データの衝突が連続して生じなくなる。
【0038】さらに好ましくは、前記識別子発生手段
は、通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための
第1の識別子発生手段と、前記第1の識別子とは異なる
第2の識別子を発生させるための第2の識別子発生手段
と、前記第1および第2の識別子発生手段に接続され、
外部より供給される切替え命令に応答して、前記第1お
よび第2の識別子を切替えながら選択して出力する選択
回路とを含む。
【0039】演算器より出力される擬似乱数列が、他の
通信装置が発生させる擬似乱数列と一致した場合に、外
部から選択回路に切替え命令を供給することにより、演
算器に供給される識別子が変更される。このため、擬似
乱数発生器は、今まで発生させていた擬似乱数列とは異
なる擬似乱数列を発生させることができるようになる。
よって、バックオフ時間も通信装置毎に異なり、データ
の衝突が連続して生じなくなる。
【0040】さらに好ましくは、前記第1の識別子発生
手段は、通信装置に固有の第1の識別子を発生させるた
めの第1の識別子発生器と、前記第1の識別子発生器お
よび前記選択回路に接続され、前記第1の識別子の固有
性を保ったまま前記第1の識別子のビット長を前記原始
擬似乱数発生器が発生させる前記擬似乱数のビット長に
合わせ、前記選択回路に供給する第1のビット長調整器
とを含む。前記第2の識別子発生手段は、前記第1の識
別子とは異なる第2の識別子を発生させるための第2の
識別子発生器と、前記第2の識別子発生器および前記選
択回路に接続され、前記第2の識別子のビット長を前記
原始擬似乱数発生器が発生させる前記擬似乱数のビット
長に合わせ、前記選択回路に供給する第2のビット長調
整器とを含む。
【0041】本発明のさらに他の局面に従うネットワー
クシステムは、複数の通信装置と、前記複数の通信装置
が接続された伝送路とを含む。前記複数の通信装置の各
々は、擬似乱数を発生させる擬似乱数発生器と、前記擬
似乱数発生器に接続され、前記擬似乱数より所定の規則
に基づいてバックオフ時間を生成するバックオフ時間生
成部と、前記バックオフ時間生成部および前記伝送路に
接続され、前記伝送路の空きを監視し、前記伝送路が空
きになった時点からバックオフ時間だけ送信処理を遅延
させ、データの送信処理を行なう送信処理部とを含む。
前記擬似乱数発生器は、擬似乱数を発生させる原始擬似
乱数発生器と、通信装置に固有の識別子を発生させるた
めの識別子発生手段と、前記原始擬似乱数発生器および
前記識別子発生手段に接続され、前記原始擬似乱数発生
器が発生させる前記擬似乱数および前記識別子を用いて
所定の演算を行ない、演算結果を出力する演算器とを含
む。
【0042】各通信装置が同じ原始擬似乱数発生器を用
いることにより、原始擬似乱数発生器から同じ擬似乱数
列が発生したとしても、その擬似乱数と各通信装置に固
有の識別子とを用いて所定の演算を行なった結果を新た
な擬似乱数列としている。このため、同じ系列の擬似乱
数列が発生することがなくなる。それにより、バックオ
フ時間も通信装置毎に異なり、データの衝突が連続して
生じなくなる。
【0043】好ましくは、前記識別子発生手段は、通信
装置に固有の識別子を発生させる識別子発生器と、前記
識別子発生器に接続され、前記識別子の固有性を保った
まま前記識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生器が
発生させる擬似乱数のビット長に合わせる処理を行なう
ビット長調整器とを含む。
【0044】識別子の固有性を保ったまま、識別子のビ
ット長と擬似乱数発生器が発生させる擬似乱数のビット
長とを等しくする。このことにより、演算器は、識別子
および擬似乱数を対応するビット毎に演算することがで
き、他の機器とは異なる系列の擬似乱数列を発生させる
ことができる。よって、バックオフ時間も通信装置毎に
異なり、データの衝突が連続して生じなくなる。
【0045】さらに好ましくは、前記識別子発生手段
は、通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための
第1の識別子発生手段と、前記第1の識別子とは異なる
第2の識別子を発生させるための第2の識別子発生手段
と、前記第1および第2の識別子発生手段に接続され、
外部より供給される切替え命令に応答して、前記第1お
よび第2の識別子を切替えながら選択して出力する選択
回路とを含む。
【0046】演算器より出力される擬似乱数列が、他の
通信装置が発生させる擬似乱数列と一致した場合に、外
部から選択回路に切替え命令を供給することにより、演
算器に供給される識別子が変更される。このため、擬似
乱数発生器は、今まで発生させていた擬似乱数列とは異
なる擬似乱数列を発生させることができるようになる。
よって、バックオフ時間も通信装置毎に異なり、データ
の衝突が連続して生じなくなる。
【0047】さらに好ましくは、前記第1の識別子発生
手段は、通信装置に固有の第1の識別子を発生させるた
めの第1の識別子発生器と、前記第1の識別子発生器お
よび前記選択回路に接続され、前記第1の識別子の固有
性を保ったまま前記第1の識別子のビット長を前記原始
擬似乱数発生器が発生させる前記擬似乱数のビット長に
合わせ、前記選択回路に供給する第1のビット長調整器
とを含む。前記第2の識別子発生手段は、前記第1の識
別子とは異なる第2の識別子を発生させるための第2の
識別子発生器と、前記第2の識別子発生器および前記選
択回路に接続され、前記第2の識別子のビット長を前記
原始擬似乱数発生器が発生させる前記擬似乱数のビット
長に合わせ、前記選択回路に供給する第2のビット長調
整器とを含む。
【0048】本発明のさらに他の局面に従う擬似乱数発
生方法は、擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生器
と、擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識別子を
発生させるための識別子発生手段と、前記原始擬似乱数
発生器および前記識別子発生手段に接続され、前記擬似
乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行ない、演
算結果を出力する演算器とを含む擬似乱数発生器で用い
られる。擬似乱数発生方法は、擬似乱数を発生させるス
テップと、前記擬似乱数発生器が用いられる機器に固有
の識別子を発生させるステップと、前記擬似乱数および
前記識別子を用いて所定の演算を行ない、演算結果を出
力するステップとを含む。
【0049】各機器が同じ原始擬似乱数発生器を用いる
ことにより、原始擬似乱数発生器から同じ擬似乱数列が
発生したとしても、その擬似乱数と各機器に固有の識別
子とを用いて所定の演算を行なった結果を新たな擬似乱
数列としている。このため、同じ系列の擬似乱数列が発
生することがなくなる。
【0050】
【発明の実施の形態】以下の説明では、同一のハードウ
ェア構成を有する部品については同一の参照符号を付
す。これらの機能および用途も同一であるため、その説
明は適宜繰り返さない。
【0051】[第1の実施の形態]図1を参照して、本
発明の第1の実施の形態に係る擬似乱数発生器1は、特
定の系列を有する擬似乱数3を発生させる原始擬似乱数
発生器2と、機器が有する固有識別子5を発生させる識
別子発生器4と、原始擬似乱数発生器2および識別子発
生器4に接続され、擬似乱数3および固有識別子5を入
力として受け、所定の演算を施し、擬似乱数7を出力す
る演算器6とを含む。
【0052】図2を参照して、演算器6は、擬似乱数3
および固有識別子5の0ビット目を入力として受け、擬
似乱数7の0ビット目を出力する排他的論理和演算器4
0Aと、擬似乱数3および固有識別子5の1ビット目を
入力として受け、擬似乱数7の1ビット目を出力する排
他的論理和演算器40Bと、擬似乱数3および固有識別
子5の2ビット目を入力として受け、擬似乱数7の2ビ
ット目を出力する排他的論理和演算器40Cとを含む。
【0053】ここでは、対応するビット毎に排他的論理
和という論理演算を行なっているため、擬似乱数3のビ
ット数と固有識別子5のビット数とを一致させている
が、加算または減算などの算術演算を使用することで、
その制約は解消される。たとえば、擬似乱数3をXn
固有識別子5をY、擬似乱数7のビット長をZとする
と、擬似乱数7は、(Xn+Y)mod2Zとして求める
ことができる。
【0054】また、演算器6は排他的否定論理和(ex
clusive−NOR)などの論理演算、または算術
演算もしくは論理演算の組み合わせで置き換えることも
可能である。
【0055】以上示した構成により、原始擬似乱数発生
器2から出力される擬似乱数列が同じであっても、固有
識別子5との演算により、その機器固有の擬似乱数列を
生成することができる。
【0056】[第2の実施の形態]図3を参照して、本
発明の第2の実施の形態に係る擬似乱数発生器101
は、特定の系列を有する擬似乱数3を発生させる原始擬
似乱数発生器2と、機器が有する固有識別子5を発生さ
せる識別子発生器4と、識別子発生器4に接続され、固
有識別子5のビット数を擬似乱数3のビット数と合わせ
た固有識別子8を出力するビット長調整器9と、原始擬
似乱数発生器2およびビット長調整器9に接続され、擬
似乱数3および固有識別子8を入力として受け、所定の
演算を施し、擬似乱数7を出力する演算器6とを含む。
【0057】演算器6の構成は、実施の形態1と同様で
ある。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さな
い。
【0058】ビット長調整器9は識別子発生器4が発生
させる固有識別子5のビット数を擬似乱数3のビット数
に合わせるためのものである。擬似乱数3のビット数が
固有識別子5のビット数よりも大きい場合には、識別子
発生器4が出力する固有識別子5に任意のビットパター
ンを付け足して擬似乱数3のビット数に合わせるように
ビットパターンの調整が行なわれる。
【0059】一方、擬似乱数3のビット数が固有識別子
5のそれよりも小さい場合には、ビット長調整器9は、
識別子発生器4が出力する固有識別子5の中からその一
部を選択し、ビット長の調整を行なった後、固有識別子
8を出力する。または、ビット長調整器9は、固有識別
子5をハッシュ関数を用いて、擬似乱数3と同じビット
数のハッシュ値に変換し、それを固有識別子8として出
力してもよい。
【0060】このように、ビット長調整器9を使用する
ことにより、固有識別子5のビット数と擬似乱数3のビ
ット数とが一致しない場合であっても、演算器6から機
器固有の擬似乱数7の系列を出力することができる。
【0061】ここで、ビット長調整器9が固有識別子5
の一部を選択して固有識別子8を出力する場合には、固
有識別子5の構成を考慮に入れないと、乱数の固有性が
著しく損なわれる可能性がある。
【0062】図4を参照して、MAC(Media Access C
ontrol)アドレス(EUI−48)52を固有識別子5
として使用した場合の固有識別子8の選択方法を説明す
る。MACアドレス(EUI−48)52は、組織ごと
に割り当てられる識別子53と、組織内で割り当てる識
別子54とにより構成される。
【0063】仮に、ビット長調整器9において、両識別
子のどちらか一方のみを演算器6へ入力される固有識別
子5として使用すると、特殊な状況下において、同じ系
列の擬似乱数が発生することになる。例えば、組織ごと
に割り当てられる識別子の中だけから識別子を選択する
と、同じ組織内の機器より、同じ系列の擬似乱数が出力
されることが考えられる。
【0064】よって、図4に示すように識別子発生器4
から出力される固有識別子のうち、組織ごとに割り当て
られる識別子の一部56と、組織内で割り当てる識別子
の一部57とを組み合わせたものを固有識別子8とする
ことで、同じ系列の擬似乱数7が発生するのを防ぐこと
ができ、乱数の固有性を保つことができる。
【0065】本実施の形態では、固有識別子5のビット
数を擬似乱数3のビット数にあわせて固有識別子8を発
生させたが、擬似乱数3のビット数を固有識別子5のビ
ット数に合わせるようにしてもよい。
【0066】以上説明したように、本実施の形態による
と、固有識別子5のビット数と擬似乱数3のビット数と
が一致しない場合であっても、演算器6から機器固有の
擬似乱数7の系列を出力することができる。
【0067】[第3の実施の形態]図5を参照して、本
発明の第3の実施の形態に係る擬似乱数発生器201
は、特定の系列を有する擬似乱数3を発生させる原始擬
似乱数発生器2と、機器が有する固有識別子5を発生さ
せる識別子発生器4と、識別子発生器4に接続され、固
有識別子5のビット数を擬似乱数3のビット数と合わせ
た固有識別子8を出力するビット長調整器9と、機器が
有する固有識別子5とは異なる識別子108を発生させ
る識別子発生器104と、識別子発生器104に接続さ
れ、識別子108のビット数を擬似乱数3のビット数と
合わせた識別子110を出力するビット長調整器109
とを含む。
【0068】擬似乱数発生器201は、さらに、ビット
長調整器9および109に接続され、伝送路上でデータ
の衝突が連続して発生した場合に、外部より供給される
切替え命令12に従い、それまで選択出力していた固有
識別子8または識別子110を切替えて出力する選択回
路11と、原始擬似乱数発生器2および選択回路11に
接続され、擬似乱数3および選択回路11の出力10を
入力として受け、所定の演算を施し、擬似乱数7を出力
する演算器6とを含む。
【0069】識別子発生器104が発生させる識別子1
08は、固有識別子5と異なるものであればよく、IP
アドレスなどの機器固有の識別子であってもよいし、乱
数のような機器に固有ではない識別子であってもよい。
また、擬似乱数発生器201では、選択回路11に接続
されるビット長調整器とそれに接続された識別子発生器
を2組用いているが、3組以上のビット長調整器および
識別子発生器を用いるようにしてもよい。
【0070】ビット長調整器109は、ビット長調整器
9と同様のハードウェア構成を有する。このため、その
詳細な説明はここでは繰り返さない。
【0071】選択回路11での出力の切替え方法とし
て、それまで使用していた識別子に基づきデータ送信を
行なった際、データの衝突が連続したことを検出する衝
突検出回路(図示せず)を設け、衝突が検出された段階
で、衝突検出回路が切替え命令12を選択回路11に供
給するようにしてもよい。または、利用者が手動で切替
え命令12を選択回路11に供給するようにしてもよ
い。
【0072】以上説明した擬似乱数発生器201を用い
ることにより、たとえば、ビット長調整器9が出力する
固有識別子8を用いて擬似乱数7を発生させ、データの
衝突が連続して生じた場合でも、選択回路11が固有識
別子8とは異なる識別子110を選択することにより、
違った系列の擬似乱数7を発生させることができる。こ
のため、他の擬似乱数発生器と同じ系列の擬似乱数が出
力されるのを防ぐことができる。
【0073】[第4の実施の形態]図6を参照して、本
発明の第4の実施の形態に係るランダムバックオフを行
なう通信装置で構成されるネットワークシステムは、複
数の通信装置60と、複数の通信装置60が接続された
データの伝送路74とを含む。
【0074】通信装置60は、擬似乱数を発生させる擬
似乱数発生器1と、擬似乱数発生器1に接続され、擬似
乱数発生器1より出力される擬似乱数より所定の規則に
基づいてバックオフ時間を生成するバックオフ時間生成
部71と、バックオフ時間生成部71および伝送路74
に接続され、伝送路74の空きを監視し、伝送路74が
空きになった時点からバックオフ時間だけ送信処理を遅
延させ、データの送信処理を行なう送信処理部72とを
含む。
【0075】擬似乱数発生器1は、第1の実施の形態で
説明したものと同様である。このため、その詳細な説明
はここでは繰り返さない。なお、擬似乱数発生器1の代
わりに第2の実施の形態で説明した擬似乱数発生器10
1または第3の実施の形態で説明した擬似乱数発生器2
01を利用することも可能である。
【0076】以上説明したように、第1〜第3の実施の
形態で説明したいずれかの擬似乱数発生器を利用した通
信装置60を複数用いることにより、通信装置60が内
部で発生させる擬似乱数列が同期することがなくなる。
このため、それぞれの通信装置60で異なるバックオフ
時間を生成することができ、伝送路74上でデータの衝
突が連続して発生することのないネットワークシステム
を構築することができる。
【0077】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0078】
【発明の効果】他の擬似乱数発生器と異なる擬似乱数列
を発生させることが可能な擬似乱数発生器および擬似乱
数発生方法を提供することができる。
【0079】また、他の通信装置との間でデータの衝突
が連続して生じない通信装置およびネットワークシステ
ムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係る擬似乱数発
生器のハードウェア構成を示した図である。
【図2】 演算器のハードウェア構成を示した図であ
る。
【図3】 本発明の第2の実施の形態に係る擬似乱数発
生器のハードウェア構成を示した図である。
【図4】 MACアドレスを固有識別子とした場合のビ
ット長調整器の行なう処理を示した図である。
【図5】 本発明の第3の実施の形態に係る擬似乱数発
生器のハードウェア構成を示した図である。
【図6】 本発明の第4の実施の形態に係るネットワー
クシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図7】 従来のネットワークシステムのハードウェア
構成を示した図である。
【図8】 3ビットの擬似乱数を発生させるLFSRの
ハードウェア構成を示した図である。
【図9】 LFSRが発生させる擬似乱数列の一例を示
した図である。
【図10】 従来の擬似乱数発生器のハードウェア構成
を示した図である。
【図11】 原始擬似乱数発生器の出力ビット数と固有
識別子のビット数との関係を示した図である。
【符号の説明】
1,70,81,101,201 擬似乱数発生器、
2,87 原始擬似乱数発生器、3,7 擬似乱数、
4,85,104 識別子発生器、5,8,86固有識
別子、6 演算器、9,109 ビット長調整器、1
0,22 出力、11 選択回路、12 切替え命令、
20A,20B,20C レジスタ、21,40A,4
0B,40C 排他的論理和演算器、23 初期値発生
部、50,51 ビット数、53,54,108,11
0 識別子、60,73 通信装置、71 バックオフ
時間生成部、72 送信処理部、74 伝送路、82
衝突検出器、83 初期設定部、84 初期化命令、8
8 初期値。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 雅史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5J049 AA21 AA27 CA03 5J104 AA27 FA01 NA23 5K032 AA01 CA08 EA02

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生
    器と、 擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識別子を発生
    させるための識別子発生手段と、 前記原始擬似乱数発生器および前記識別子発生手段に接
    続され、前記擬似乱数および前記識別子を用いて所定の
    演算を行ない、演算結果を出力する演算器とを含む、擬
    似乱数発生器。
  2. 【請求項2】 前記識別子発生手段は、 擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識別子を発生
    させる識別子発生器と、 前記識別子発生器に接続され、前記識別子の固有性を保
    ったまま前記識別子のビット長を前記擬似乱数のビット
    長に合わせる処理を行なうビット長調整器とを含む、請
    求項1に記載の擬似乱数発生器。
  3. 【請求項3】 前記識別子発生手段は、 擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の第1の識別子
    を発生させるための第1の識別子発生手段と、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生手段と、 前記第1および第2の識別子発生手段に接続され、外部
    より供給される切替え命令に応答して、前記第1および
    第2の識別子を切替えながら選択して出力する選択回路
    とを含む、請求項1に記載の擬似乱数発生器。
  4. 【請求項4】 前記第1の識別子発生手段は、 擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の第1の識別子
    を発生させるための第1の識別子発生器と、 前記第1の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第1の識別子の固有性を保ったまま前記第1の
    識別子のビット長を前記擬似乱数のビット長に合わせ、
    前記選択回路に供給する第1のビット長調整器とを含
    み、 前記第2の識別子発生手段は、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生器と、 前記第2の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第2の識別子のビット長を前記擬似乱数のビッ
    ト長に合わせ、前記選択回路に供給する第2のビット長
    調整器とを含む、請求項3に記載の擬似乱数発生器。
  5. 【請求項5】 擬似乱数を発生させる擬似乱数発生器
    と、 前記擬似乱数発生器に接続され、前記擬似乱数より所定
    の規則に基づいてバックオフ時間を生成するバックオフ
    時間生成部と、 前記バックオフ時間生成部および前記伝送路に接続さ
    れ、前記伝送路の空きを監視し、前記伝送路が空きにな
    った時点から前記バックオフ時間だけ送信処理を遅延さ
    せ、データの送信処理を行なう送信処理部とを含み、 前記擬似乱数発生器は、 擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生器と、 通信装置に固有の識別子を発生させるための識別子発生
    手段と、 前記原始擬似乱数発生器および前記識別子発生手段に接
    続され、前記原始擬似乱数発生器が発生させる前記擬似
    乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行ない、演
    算結果を出力する演算器とを含む、通信装置。
  6. 【請求項6】 前記識別子発生手段は、 通信装置に固有の識別子を発生させる識別子発生器と、 前記識別子発生器に接続され、前記識別子の固有性を保
    ったまま前記識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生
    器が発生させる擬似乱数のビット長に合わせる処理を行
    なうビット長調整器とを含む、請求項5に記載の通信装
    置。
  7. 【請求項7】 前記識別子発生手段は、 通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための第1
    の識別子発生手段と、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生手段と、 前記第1および第2の識別子発生手段に接続され、外部
    より供給される切替え命令に応答して、前記第1および
    第2の識別子を切替えながら選択して出力する選択回路
    とを含む、請求項5に記載の通信装置。
  8. 【請求項8】 前記第1の識別子発生手段は、 通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための第1
    の識別子発生器と、 前記第1の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第1の識別子の固有性を保ったまま前記第1の
    識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生器が発生させ
    る前記擬似乱数のビット長に合わせ、前記選択回路に供
    給する第1のビット長調整器とを含み、 前記第2の識別子発生手段は、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生器と、 前記第2の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第2の識別子のビット長を前記原始擬似乱数発
    生器が発生させる前記擬似乱数のビット長に合わせ、前
    記選択回路に供給する第2のビット長調整器とを含む、
    請求項7に記載の通信装置。
  9. 【請求項9】 複数の通信装置と、 前記複数の通信装置が接続された伝送路とを含み、 前記複数の通信装置の各々は、擬似乱数を発生させる擬
    似乱数発生器と、 前記擬似乱数発生器に接続され、前記擬似乱数より所定
    の規則に基づいてバックオフ時間を生成するバックオフ
    時間生成部と、 前記バックオフ時間生成部および前記伝送路に接続さ
    れ、前記伝送路の空きを監視し、前記伝送路が空きにな
    った時点から前記バックオフ時間だけ送信処理を遅延さ
    せ、データの送信処理を行なう送信処理部とを含み、 前記擬似乱数発生器は、 擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発生器と、 通信装置に固有の識別子を発生させるための識別子発生
    手段と、 前記原始擬似乱数発生器および前記識別子発生手段に接
    続され、前記原始擬似乱数発生器が発生させる前記擬似
    乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行ない、演
    算結果を出力する演算器とを含む、ネットワークシステ
    ム。
  10. 【請求項10】 前記識別子発生手段は、 通信装置に固有の識別子を発生させる識別子発生器と、 前記識別子発生器に接続され、前記識別子の固有性を保
    ったまま前記識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生
    器が発生させる擬似乱数のビット長に合わせる処理を行
    なうビット長調整器とを含む、請求項9に記載のネット
    ワークシステム。
  11. 【請求項11】 前記識別子発生手段は、 通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための第1
    の識別子発生手段と、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生手段と、 前記第1および第2の識別子発生手段に接続され、外部
    より供給される切替え命令に応答して、前記第1および
    第2の識別子を切替えながら選択して出力する選択回路
    とを含む、請求項9に記載のネットワークシステム。
  12. 【請求項12】 前記第1の識別子発生手段は、 通信装置に固有の第1の識別子を発生させるための第1
    の識別子発生器と、 前記第1の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第1の識別子の固有性を保ったまま前記第1の
    識別子のビット長を前記原始擬似乱数発生器が発生させ
    る前記擬似乱数のビット長に合わせ、前記選択回路に供
    給する第1のビット長調整器とを含み、 前記第2の識別子発生手段は、 前記第1の識別子とは異なる第2の識別子を発生させる
    ための第2の識別子発生器と、 前記第2の識別子発生器および前記選択回路に接続さ
    れ、前記第2の識別子のビット長を前記原始擬似乱数発
    生器が発生させる前記擬似乱数のビット長に合わせ、前
    記選択回路に供給する第2のビット長調整器とを含む、
    請求項11に記載のネットワークシステム。
  13. 【請求項13】 擬似乱数を発生させる原始擬似乱数発
    生器と、擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識別
    子を発生させるための識別子発生手段と、前記原始擬似
    乱数発生器および前記識別子発生手段に接続され、前記
    擬似乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行な
    い、演算結果を出力する演算器とを含む擬似乱数発生器
    で用いられる擬似乱数発生方法であって、 擬似乱数を発生させるステップと、 前記擬似乱数発生器が用いられる機器に固有の識別子を
    発生させるステップと、 前記擬似乱数および前記識別子を用いて所定の演算を行
    ない、演算結果を出力するステップとを含む、擬似乱数
    発生方法。
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