JP2006074606A - 伝送媒体アクセス制御装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 対等分散型の環境でＴＤＭＡを実現し、データ信号の中継に伴う遅延時間を短縮して、スループットをいっそう高める。
【解決手段】 伝送媒体アクセス制御装置であって、状態変数信号通信部と、タイミング決定部と、データ送信部と、データ受信部と、第１のタイミング制御部とを備え、第１のタイミング制御部が、状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードと受信している他ノードの組について、送信している他ノードのタイムスロットから受信している他ノードのタイムスロットまでの時間幅を求め、各時間幅に対応する各組のあいだで送受されているデータ量の合計が多い位相位置に自ノードのタイムスロットを設定させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は伝送媒体アクセス制御装置および方法に関し、例えば、アドホックネットワークのように、あるノードが他のノードから送信されたデータを中継する対等分散型の通信システムなどに適用して好適なものである。

空間に分散配置された複数のノードが衝突することなくデータ通信し得るようにするための方式として、ＴＤＭＡ方式、ＣＳＭＡ（ＣＳＭＡ／ＣＡやＣＳＭＡ／ＣＤ）方式などがある（非特許文献１参照）。

ＣＳＭＡ方式は、発信しようとするノードは、他のノードが通信中か否かをキャリア（周波数）の存在に基づいて確認し、通信が実行されていないときに発信するものである。

しかしながら、ＣＳＭＡ方式の場合、ノード数（チャネル数）が多くなると、衝突が頻発する等の理由で、同時に通信可能なチャネル数は少なくなる。

ＴＤＭＡ方式は、各ノードに異なるタイムスロットを割当て、各ノードは自己に割り当てられているタイムスロットでデータ送信を行うものである。ＴＤＭＡ方式は、ＣＳＭＡ方式より同時に通信可能なチャネル数を多くし易い。ＴＤＭＡ方式では、通信に供するノードが動的に変化する場合、あるノード（管理ノード）が、各ノードへのタイムスロットを動的に割り当てたりする。
松下温、中川正雄編著、「ワイヤレスＬＡＮアーキテクチャ」、共立出版、１９９６年、ｐ．４７、５３〜５９、６９

ところで、各ノードが上述した管理ノードのような特別なノードからの制御を受けず、自律的に動作する対等分散型の環境で、ＴＤＭＡを実現することは必ずしも容易ではない。

ＴＤＭＡでは、衝突が生じず、衝突に伴うオーバーヘッドが存在しない等の理由で、例えば、ノード数（チャネル数）が多い場合などでも、高いスループットを得やすいという利点があるものの、各ノードに割り当てられたタイムスロットが周期的に循環し、各ノードは自身に割り当てられたタイムスロット内においてのみ、送信権を持つため、自身に割り当てられたタイムスロットが到来するまでの待ち時間が問題となり、この待ち時間の合計を短縮して、スループットをいっそう高めることが難しい。

かかる課題を解決するために、第１の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、（２）当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、（５）前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードと受信している他ノードの組について、送信している他ノードのタイムスロットから受信している他ノードのタイムスロットまでの時間幅を求め、各時間幅に対応する各組のあいだで送受されているデータ量の合計が多い位相位置に自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御する第１のタイミング制御部とを備えたことを特徴とする。

また、第２の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、（２）当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、（５）前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードのタイムスロットから自ノードのタイムスロットまでの時間幅をもとに特定した位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御する第２のタイミング制御部とを備えたことを特徴とする。

さらに、第３の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、（２）当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、（６）他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、前記データ受信部が受信したデータ信号の宛先ごとに分類して各データ信号を一時記憶する分類一時記憶部と、（７）第３のタイミング制御部とを備え、当該第３のタイミング制御部は、前記分類一時記憶部における宛先ごとのデータ信号の記憶量を計測し、いずれかのデータ信号について計測結果が所定の閾値を越えた場合、そのデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

また、第４の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、（２）当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、（５）他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、中継するデータ信号に予め付与され、中継のリアルタイム性に関する要求水準の高さを示すデータタイプ情報を検査する第４のタイミング制御部とを備え、（６）当該第４のタイミング制御部は、検査の結果、中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いデータタイプ情報が付与されたデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

また、第５の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、（１）状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、（２）タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、（３）データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、（４）データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、（５）第１のタイミング制御部が、前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードと受信している他ノードの組について、送信している他ノードのタイムスロットから受信している他ノードのタイムスロットまでの時間幅を求め、各時間幅に対応する各組のあいだで送受されているデータ量の合計が多い位相位置に自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

さらに、第６の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、（１）状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、（２）タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、（３）データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、（４）データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、（５）第２のタイミング制御部が、前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードのタイムスロットから自ノードのタイムスロットまでの時間幅をもとに特定した位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

また、第７の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、（１）状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、（２）タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、（３）データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、（４）データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、（５）分類一時記憶部が、他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、前記データ受信部が受信したデータ信号の宛先ごとに分類して各データ信号を一時記憶し、（６）第３のタイミング制御部が、当該分類一時記憶部における宛先ごとのデータ信号の記憶量を計測し、いずれかのデータ信号について計測結果が所定の閾値を越えた場合、そのデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

さらにまた、第８の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、（１）状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、（２）タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、（３）データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、（４）データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、（５）第４のタイミング制御部が、他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、中継するデータ信号に予め付与され、中継のリアルタイム性に関する要求水準の高さを示すデータタイプ情報を検査し、検査の結果、中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いデータタイプ情報が付与されたデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、対等分散型の環境でＴＤＭＡを実現できる上、データ信号の中継に伴う遅延時間を短縮し、スループットをいっそう高めることが可能である。

（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかる伝送媒体アクセス制御装置および方法の実施形態について説明する。

本実施形態は新たな通信プロトコルを提案するものである。この通信プロトコルはＴＤＭＡの一種である。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム１０の全体構成例を図２に示す。

図２において、当該通信システム１０は、ノードＡ〜Ｊを備えている。

各ノードは、インパルス信号およびデータ信号を送信する送信機能と、他ノードが送信したインパルス信号およびデータ信号を受信する受信機能と、他ノードから送信されたデータ信号を別の他ノードに送信する中継機能とを持っている。インパルス信号は各ノードが自身のタイムスロットの位相位置を他のノードに伝える際などに使用する制御信号（タイミング信号）である。データ信号は、所定の通信アプリケーションで使用するユーザデータである。

これによって、各ノードはアドホックネットワークを構成することができる。

図２上で、ノードＦがノードＢに送信するデータ信号がＤＦである。当該ＤＦの直後の（）内に記述した数値は、そのデータ信号のデータ量を示している。すなわち、データ信号ＤＦのデータ量は２０である。データ量の単位は一例としてＭｂｐｓなどであってよい。

同様に、ノードＣがノードＥに送信するデータ信号がＤＣで、そのデータ量は１００、ノードＥがノードＤに送信するデータ信号がＤＥで、そのデータ量は５０である。

なお、前記インパルス信号やデータ信号などの無線信号が届く範囲には物理的な限界（カバーエリア）があるため、各ノードは、自身のカバーエリア内に存在する他ノードにのみ、インパルス信号やデータ信号を届けることができる。また、後述するように、インパルス信号のカバーエリアはデータ信号のカバーエリアより大きくすることが望ましい。

各ノードＡ〜Ｆは例えばノート型パソコンなどのように移動性を有するものであってもよいが、移動性を持たないものであってもよい。

図２の例では、ノードＢはノードＦのカバーエリア内に位置し、ノードＥはノードＣのカバーエリア内に位置し、ノードＤはノードＥのカバーエリア内に位置し、ノードＢ〜ＦはノードＡのカバーエリア内に位置するものとする。

以下では主として、当初、ノードＡが存在せず、ノードＦからノードＢへデータ信号を送信し、ノードＣからノードＥへデータ信号を送信し、ノードＥからノードＤへデータ信号を送信している状態であるが、このようなデータ信号の送受が行われているとき、ノードＡが図示の位置に出現した結果、すべてのデータ信号の通信がノードＡによって中継されるようになるケースを想定して説明を進める。データ信号の送信元である各ノードがいずれのノードに直接送信するかは、様々な情報に基づいて決定することができる。例えば、送信元のノードのカバーエリア内に、ノードＡのほか、データ信号の最終的な宛先であるノードまたはデータ信号の最終的な宛先により近いノードが、存在した場合、通信品質を重視して、距離が近いノードＡを直接の送信先として選び、ノードＡに中継させることにより、データ信号の最終的な宛先であるノードまたはデータ信号の最終的な宛先により近いノードへ、データ信号を届けるようにしてもよい。

なお、説明を簡単にするため、ノードＡ〜Ｆ以外のノード（例えば、ノードＧ〜Ｊ）については基本的に言及しないが、実際には、図２に示した以外のデータ信号の通信、例えば、ノードＥがノードＣまたはＡから受け取ったデータ信号をさらに、ノードＧへ中継すること等が行われてよいことは当然である。

また、以下の説明では、必要に応じて図１０を用いる。図１０上の各ノードＮ１〜Ｎ１６は、前記ノードＡと同じ機能を持つノードである。

図１０において、着目ノードＮ１やＮ２を中心とする実線円は、他ノードが送信した前記インパルス信号をノードＮ１やＮ２が受信できる範囲（インパルス信号のカバーエリア）を示している。図１０の例では、着目ノードＮ１は、ノードＮ２、Ｎ３、Ｎ９が送信したインパルス信号を受信でき、着目ノードＮ２は、ノードＮ１、Ｎ３〜Ｎ１２が送信したインパルス信号を受信できる。

また、実線円より狭い範囲の着目ノードＮ１やＮ２を中心とする点線円は、他ノードと着目ノードＮ１やＮ２がデータ信号を授受できる範囲（データ信号のカバーエリア）を示している。図１０の例では、着目ノードＮ１は、ノードＮ３とのみデータ信号を授受でき、着目ノードＮ２は、ノードＮ３、Ｎ７、Ｎ８とデータ信号を授受できる。

本実施形態では、図１０に示すようにノードの配置に偏りがあっても、各ノードでのタイムスロットをできるだけ均等に割当て（再割当てによる場合を含む）ることができる。

前記ノードＡの内部構成は例えば図１に示す通りである。他のノードＢ〜Ｆ、ノードＮ１〜Ｎ１６の内部構成もこれと同じである。

（Ａ−１−１）ノードの内部構成例
図１において、当該ノードＡは、インパルス信号受信手段１１と、通信タイミング計算手段１２と、インパルス信号送信手段１３と、同調判定手段１４と、データ信号通信手段１５と、タイムスロット幅計測手段１６と、角速度変更手段１７と、位相決定手段１８と、受信量計測手段１９と、受信量格納手段２０とを備えている。

このうちインパルス信号受信手段１１は、近傍のノード（例えば、そのノードに関する前記インパルス信号のカバーエリア内に存在する他ノード）が送信したインパルス信号（宛先情報は含まれていない）を受信するものである。インパルス信号は、例えば、ガウス分布形状等のインパルス形状を有するものである。インパルス信号受信手段１１は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形整形したもの、又は、受信したインパルス信号に基づき再生成し直したインパルス信号を通信タイミング計算手段１２及び同調判定手段１４に与える。

通信タイミング計算手段１２は、インパルス信号受信手段１１から与えられた信号に基づき、ノードＡでの通信タイミングを規定する位相信号を形成して出力するものである。

ここで、当該ノードＡを一般化するためノードｉとし、その位相信号の時刻ｔでの位相値をθｉ（ｔ）とすると、通信タイミング計算手段１２は、（１）式に示すような変化分ずつ位相信号θｉ（ｔ）を変化させる。なお、（１）式は、非線形振動をモデル化した式であるが、他の非線形振動をモデル化した式を適用することも可能である。また、位相信号θｉ（ｔ）は、当該ノードの状態変数信号と見ることができる。

（１）式は、インパルス信号受信手段１１から与えられた信号に応じて、自ノードｉの位相信号θｉ（ｔ）の非線形振動のリズムを変化させる規則を表している。（１）式において、右辺第１項ω（固有角振動数パラメータ）は、各ノードが備える基本的な変化リズム（「自己の動作状態を遷移させる基本速度」に対応する）を表しており、右辺第２項が非線形変化分を表している。ここで、ωの値は、例えば、システム全体で同一値に統一している。関数Ｐｋ（ｔ）は、近傍ノードｋから受信したインパルス信号に基づいて、インパルス信号受信手段１１が出力した信号を表しており、関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））は、他ノードからのインパルス信号の受信に応じて自己の基本的なリズムを変化させる応答特性を表現する位相応答関数であり、例えば、（２）式に従っている。

（２）式は、時刻ｔにおける位相信号θｉ（ｔ）の逆相にランダムノイズを重畳させた位相値の正弦波で位相応答関数を定めていることを表している。近傍のノード同士が逆相（振動の位相が反転位相）になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノード間におけるインパルス信号の送信タイミングなどが衝突しないように、各ノードの位相信号の値が同じ値になるタイミングに、適当な時間関係（時間差）を形成させようとしている。

（２）式において、関数σ（ｔ）を表現する定数項π［ｒａｄ］は、近傍のノード同士が逆相になろうとする非線形特性の働きをし、ランダムノイズ関数φ（ｔ）は、その非線形特性にランダムな変動性を与える働きをする（関数φ（ｔ）は、例えば、平均値が０のガウス分布に従う）。ここで、上記非線形特性にランダムな変動性を与えているのは、システムが目的とする安定状態（最適解）に到達せず、別の安定状態（局所解）に陥ってしまう現象に対処するためである。

なお、（２）式では、位相応答関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））の最も簡単な例としてｓｉｎ関数を用いる形態を示したが、位相応答関数として他の関数を用いても良い。また、関数σ（ｔ）の定数項πに代え、π以外の定数λ（０＜λ＜２π）を用いても良く、この場合、近傍のノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうと機能する。

通信タイミング計算手段１２の上述した機能の意味合いを、図１１及び図１２を用いて詳述する。図１１及び図１２は、ある１つのノードｉに着目したときに、着目ノード（自ノード）ｉと近傍のノード（他ノード）ｊとの間に形成される関係、すなわち、それぞれの非線形振動リズム間の位相関係が時間的に変化していく様子を示している。

図１１は、着目ノードｉに対して近傍ノードｊが１個存在する場合である。図１１において、円上を回転する２つの質点の運動は、着目ノードと近傍ノードに対応する非線形振動リズムを表しており、質点の円上の角度がその時刻での位相信号の値を表している。質点の回転運動を縦軸あるいは横軸に射影した点の運動が非線形振動リズムに対応する。（１）式及び（２）式に基づく動作により、２つの質点には相互に逆相になろうとし、仮に、図１１（Ａ）に示すように初期状態で２つの質点の位相が近くても、時間経過と共に、図１１（Ｂ）に示す状態（過渡状態）を経て、図１１（Ｃ）に示すような２つの質点の位相差がほぼπである定常状態に変化していく。

２つの質点は、それぞれ固有角振動数パラメータωを基本的な角速度（自己の動作状態を遷移させる基本速度に相当）として回転している。ここで、ノード間でインパルス信号の授受に基づく相互作用が生じると、これらの質点は、それぞれ角速度を変化（緩急）させ、結果的に、適当な位相関係を維持する定常状態に到達する。この動作は、２つの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係を形成するものと見ることができる。定常状態では、後述するように、それぞれのノードが所定の位相α（例えばα＝０）のときにインパルス信号を送信するとした場合、互いのノードにおける送信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。

また、図１２は、着目ノードｉに対して２個の近傍ノードｊ１、ｊ２が存在する場合を表している。近傍ノードが２個存在する場合においても、上述と同様に、それぞれの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係（時間的な関係に関する安定性）を形成する。近傍ノード数が３個以上の場合についても同様である。

上述の安定な位相関係（定常状態）の形成は、近傍ノード数の変化に対して非常に適応的（柔軟）な性質を持つ。例えば、今、着目ノードに対して近傍ノードが１個存在し、安定な位相関係（定常状態）が形成されているときに、近傍ノードが１個追加されたとする。定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが２個の場合における新たな定常状態を再形成する。また、近傍ノードが削除された場合や故障等により機能しなくなった場合においても、同様に適応的な動作をする。

なお、図１１及び図１２は、着目ノードの近傍にインパルス信号を授受する他のノードが１個又は２個の場合を示したが、図２や図１０に例示したように、実際の複数のノードの配置関係はこれら図１１や図１２が前提とする場合より複雑である。

通信タイミング計算手段１２は、得られた位相信号θｉ（ｔ）を、インパルス信号送信手段１３、同調判定手段１４、データ信号通信手段１５及びタイムスロット幅計測手段１６に出力する。

インパルス信号送信手段１３は、位相信号θｉ（ｔ）に基づいて、インパルス信号を送信出力する。すなわち、位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相α（０≦α＜２π）になると、インパルス信号を送信出力する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α＝０にシステム全体で統一されているとして説明する。図１１の例で言えば、ノードｉとノードｊとでは、定常状態で相互の位相信号θｉ（ｔ）及びθｊ（ｔ）がπだけずれているので、α＝０にシステム全体で統一しても、ノードｉからのインパルス信号の送信タイミングと、ノードｊからのインパルス信号の送信タイミングとはπだけずれる。

同調判定手段１４は、自ノードや１又は複数の近傍ノードの間で行われる出力インパルス信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」（図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）参照）あるいは「定常状態」（図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）参照）のいずれの状態にあるかを判定するものである。同調判定手段１４は、インパルス信号の受信タイミング（他ノードの出力タイミングに対応する）及びインパルス信号の自ノードからの送信タイミングを観測し、インパルス信号を授受し合う複数のノードの送信タイミング間の時間差が時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定する。同調判定手段１４には、自ノードからのインパルス信号の送信タイミングを捉えるための信号として、位相信号θｉ（ｔ）が入力されている。

同調判定手段１４は、例えば、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のような処理を実行して同調判定を行う。

（Ａ）インパルス信号受信手段１１からの信号の出力タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βを、位相信号θｉ（ｔ）の１周期に亘って観測する。上記の観測を行った結果、得られる位相信号θｉ（ｔ）の値βをそれぞれ、β１，β２，…，βＮ （０＜β１＜β２＜…＜βＮ＜２π）とする。

（Ｂ）観測された位相信号θｉ（ｔ）の値βに基づいて、隣接値間の差（位相差）Δ１＝β１，Δ２＝β２−β１，…，ΔＮ＝βＮ−β（Ｎ−１）を算出する。

（Ｃ）上記（Ａ）及び（Ｂ）の処理を位相信号θｉ（ｔ）の周期単位に行い、相前後する周期における位相差Δの変化量（差分）γ１＝Δ１（τ+１）−Δ１（τ），γ２＝Δ２（τ+１）−Δ２（τ），…，γＮ＝ΔＮ（τ+１）−ΔＮ（τ）を算出する。ここで、τは、位相信号θｉ（ｔ）のある周期を示しており、τ＋１は、位相信号θｉ（ｔ）のその次の周期を示している。

（Ｄ）上述の変化量γが、いずれも微小パラメータ（閾値）εよりも小さい場合、すなわち、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εの場合に、「定常状態」であると判定する。

なお、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εという条件がＭ周期にわたって満足される場合を定常状態と判定するようにしても良い。Ｍの値を大きくするほど、より安定性の高い状態で「定常状態」と判定できる。また、一部の受信インパルス信号に基づいて、「定常状態」の判定を行っても構わない。

同調判定手段１４は、位相信号θｉ（ｔ）の周期毎に、判定結果を示す同調判定信号と、インパルス信号の受信タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βの最小値β１をスロット信号としてデータ信号通信手段１５に出力する。

データ信号通信手段１５は、内部のデータ信号送信手段１５Ａとデータ信号受信手段１５Ｂを備えている。データ信号送信手段１５Ａがデータ信号の送信を行い、データ信号受信手段１５Ｂがデータ信号の受信を行う。これらの手段１５Ａ、１５Ｂを備えることにより、データ信号通信手段１５は、他ノードからのデータを受信すると共に、自己が送信元となるデータや、自己が中継するデータを送信することができる。

データ信号通信手段１５は、データ送信を、同調判定信号が「定常状態」を示すときに、後述するタイムスロット（システムなどが割り当てた固定的な時間区間ではないが、「タイムスロット」という用語を用いる）で行ない、同調判定信号が「過渡状態」を示すときには送信動作を停止する。

タイムスロットは、位相信号θｉ（ｔ）がδ１≦θｉ（ｔ）≦β１−δ２である期間である。タイムスロットの開始点（そのときの位相信号の値をδ１とする）は、インパルス信号の送信が終了したタイミングであり、タイムスロットの終了点（そのときの位相信号の値をβ１−δ２とする）は、位相信号の周期毎の最初の受信インパルス信号のタイミングより多少のオフセット分δ２だけ前のタイミングとしている。δ１やδ２は、当該ノードの近傍の無線空間で、インパルス信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）と、データ信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）とが同時に存在しないことを補償するためのごく短い時間に対応する位相幅である。

例えば、図１１（Ｃ）に示すような「定常状態」の場合、ノードｉは、位相θｉが０からインパルス信号を送信し始め、位相θｉがδ１になる前に、インパルス信号の送信を終了させておき、位相θｉがδ１からデータ信号を送信し始め、位相θｉがβ１−δ２になると（但しβ１≒π）、データ信号の送信を終了させ、それ以降、位相θｉが再び０になるまで、インパルス信号の送信もデータ信号の送信も停止させる。他方のノードｊも、位相θｊに基づいて同様な動作を実行するが、位相θｉと位相θｊとがほぼπだけずれているので、送信動作が競合してデータ信号などが衝突することはない。ノード数が３以上の場合も同様に動作し、送信動作が競合することはない。

上述のように、固有角振動数パラメータωは、例えば、通信システム（ネットワーク）全体で同一の値に統一することとしている。固有角振動数ωが統一されていると、各ノードで不規則にばらついている場合に比べ、定常状態に入りやすく、逆に、固有角振動数ωが統一されていないと、異常なインパルス信号を送信するノードも多くなり、定常状態に入り難い。

上述したインパルス信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、インパルス信号送信手段１３、同調判定手段１４及びデータ信号通信手段１５の機能により、割り当てられたタイムスロットを見直すために（タイムスロットの幅をできるだけ均等にするために）、タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７が設けられている。タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７は、図示しない見直し起動スイッチが操作された場合に機能するようにしても良く、外部からの操作を待たずに、常に機能するものであっても良い。

タイムスロット幅計測手段１６は、当該ノードが受信するインパルス信号の受信間隔を計測するものである。また、タイムスロット幅計測手段１６は、１周期（自ノードのインパルス信号の送信間隔）での受信インパルス数を計測し、自ノードとインパルス信号の送受信可能なノード数を調べるものである。さらに、タイムスロット幅計測手段１６は、自ノードに割り当てられたタイムスロット幅及び周期から、割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うか否かを判定するものである。

角速度変更手段１７は、タイムスロット幅計測手段１６が割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うと判定したときに、通信タイミング計算手段１２に対して、位相変更を要求することで、インパルス信号の送信タイミングをずらす機能を担っている。

タイムスロット幅計測手段１６および角速度変更手段１７の機能を、図１３（Ａ）〜（Ｄ）を用いてさらに詳細に説明する。
図１３（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、図１０に示すようなノード配置の場合において、ノードＮ１、ノードＮ２から見た各ノードのタイムスロットの割当てを示している。ノードＮ１から見ると、半径Ｒ（実線円の半径）内にノードが４個（ノードＮ１も含む）あり、ノードＮ２から見ると、ノードが１２個（ノードＮ２も含む）あり、それぞれ、１周期が４分割（図１３（Ａ））、又は、１２分割（図１３（Ｂ））され、タイムスロットが割り振られる。

図１３において「Ｎ１」から「Ｎ１２」を付与したタイムスロットは、それぞれ、図１０のノードＮ１からノードＮ１２に割り当てられたタイムスロットを表している。ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ９は同様なノードであるのに拘わらず、近傍ノードの相互作用の影響を受け、図１３（Ａ）に示すように、割り当てられたタイムスロットの幅に大きな相違を有している。このような割当てのアンバランスを少しでも是正するために（割り当てられたタイムスロットを見直すために）、当該タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７が設けられ、タイムスロットの再割り当てがなされる。

タイムスロットの再割当ての動作は、（Ｓ１）タイムスロット幅拡張必要性の判定、（Ｓ２）位相シフト制御、という２段階でなされる。

（Ｓ１）タイムスロット幅拡張必要性の判定
各ノードのタイムスロット幅計測手段１６は、自インパルス信号を送信してから次に自インパルス信号を送信するまでの１周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号の受信可能範囲のノード数を調べる。例えば、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、図１３（Ａ）における＜１＞のタイミングで、自インパルス信号を送信してから、次に自インパルス信号を送信するまでの１周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号のカバーエリア内のノード数を調べる。これにより、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、ノード数「４」を得る。また、各ノードのタイムスロット幅計測手段１６は、自インパルス信号を送信してから、他ノードからのインパルス信号を受信するまでの時間を計測する。これにより、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、図１３（Ａ）における＜１＞と＜２＞の間の時間、＜１＞と＜３＞の間の時間、＜１＞と＜９＞の間の時間を計測し、これら計測時間を整理することにより、各タイムスロットの割当て時間が得られる。

以上のようにして１周期分を計測すると、角速度変更手段１７は、自ノードのタイムスロット割当て幅が均等に割り当てられた場合に比べて、少ないか否かを判定する。例えば、「２π／ノード数−自ノードのタイムスロット幅」（ここでは差分であるが、比であっても良い）という値が、予め定められている閾値以下ならば、位相シフト制御を行うと判定する。図１３（Ａ）の例の場合、ノードＮ１のタイムスロット幅が均等に割り当てた場合に比べて小さいので、角速度変更手段１７によって、位相シフト制御を行うと判定される。

なお、位相シフト制御を行うか否かの判定基準は、これに限定されない。例えば、以下のような条件（ＰＡ）や条件（ＰＢ）が成り立つならば、位相シフト制御を行うようにしても良く、また、複数の条件が満たされる場合に、位相シフト制御を行うようにしても良い。

条件（ＰＡ）：自ノードに割り当てられたタイムスロット幅＜最大タイムスロット幅／２
条件（ＰＢ）：自インパルス信号の前後のタイムスロットの合計＜最大タイムスロット幅
（Ｓ２）位相シフト制御
角速度変更手段１７は、自ノードのタイムスロットの終了を規定するインパルス信号を受信したとき（図１３（Ａ）の＜２＞）の位相θｉ（ｔ）を保持し、次に後続するインパルス信号を受信した時点（図１３（Ａ）の＜３＞）の位相θｉ（ｔ＋１）との位相差を調べ、位相差θｉ（ｔ＋１）−θｉ（ｔ）を保持する。さらに、角速度変更手段１７は、次のインパルス信号を受信した時点（図１３（Ａ）の＜９＞）の位相差θｉ（ｔ＋２）−θｉ（ｔ＋１）を調べ、この位相差が大きければ、インパルス信号の位相θｉ（ｔ＋１）及び位相差θｉ（ｔ＋２）−θｉ（ｔ＋１）を保持する。このような動作を、再び自インパルス信号を送信する段階まで繰り返す。そして、保持している位相＋（位相差の１／２）の位置まで、自ノードのインパルス信号の送信位相を変化させる。ノードＮ１から見ると、ノードＮ３に割り当てられたタイムスロットが最も大きいので（保持している位相差から分かる）、図１４（Ａ）に示すように、この位置に当該ノードＮ１の位相をシフトし、インパルス信号の送信を開始する。

図１３（Ｃ）および（Ｄ）は、位相シフト制御を行なった時点でのノードＮ１、ノードＮ２のそれぞれから見たタイムスロット幅である。ノードＮ１は、前後のノードの影響でタイムスロット幅が小さかったのが、割り当て幅が増加する。このとき、図１４上では、図１４（Ａ）に示す状態から図１４（Ｂ）に示す状態に遷移する。

位相シフト先は単純に最大タイムスロットの範囲内の位相に限定されず、これ以外でも良い。例えば、連続するタイムスロット（次のタイムスロット）が最も大きい位置に移動するようにしても良い。

実際には、この例のように、ノードの配置状況などによって、タイムスロットを各ノードに完全に均等に割り当てる（同じ時間幅のタイムスロットを各ノードに割り当てる）ことが難しい場合も少なくないが、以下では、説明を簡単にするため、定常状態では、基本的に各ノードに均等な時間幅のタイムスロットが割り当てられているものとする。

前記位相決定手段１８は、タイムスロットの１周期上で、いずれの位相位置に、自ノードＡのタイムスロットを設定するかを決定するものである。

具体的には、図２の例の場合、図４に示すタイムスロットＢＴＳ、ＣＴＳ、ＤＴＳ、ＥＴＳ、ＦＴＳの５タイムスロットによって、タイムスロットの１周期（２π）が規定される。上述したように、タイムスロット幅計測手段１６等の機能により、これら５タイムスロットの幅は、ほぼ均等なものとなっている。

ここで、タイムスロットＢＴＳは、ノードＢのタイムスロットで、タイムスロットＢＴＳの期間中、ノードＢがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。

同様に、タイムスロットＣＴＳはノードＣのタイムスロットで、タイムスロットＣＴＳの期間中、ノードＣがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＤＴＳはノードＤのタイムスロットで、タイムスロットＤＴＳの期間中、ノードＤがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＥＴＳはノードＥのタイムスロットで、タイムスロットＥＴＳの期間中、ノードＥがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＦＴＳはノードＦのタイムスロットで、タイムスロットＦＴＳの期間中、ノードＦがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。

なお、上述したように図２に示す位置に前記ノードＡが出現した場合、前記１周期上のいずれかの位相位置に、当該ノードＡが送信権を持つノードＡのタイムスロットＡＴＳが出現することになる。

受信権はすべてのノードＡ〜Ｆが常に持っているため、いずれかのノード（例えば、Ｆ）が送信した信号（データ信号）は、直ちにカバーエリア内の他ノード（例えば、Ａ）に受信されるが、受信したデータ信号を当該他ノード（例えば、Ａ）が中継のために送信するには、当該他ノードのタイムスロット（例えば、ＡＴＳ）が到来するまで待たなければならないため、待ち時間が発生する。

例えば、ノードＡのタイムスロットＡＴＳを図４上でＥとＦの中間（すなわち、タイムスロットＥＴＳの次）に設定するものとすると、ノードＣが送信するデータ信号ＤＣをノードＡが中継して、ノードＥまで届ける時間（待ち時間の総和）は、ノードＣが当該データ信号ＤＣをノードＡに送信してノードＡが中継のために送信開始するまでの時間（待ち時間）であるタイムスロットＣＴＳ、ＤＴＳ、ＥＴＳの合計（３タイムスロットの時間幅）と、ノードＡが当該データ信号ＤＣをノードＥに送信してノードＥが中継のために送信開始（ノードＥの次にも、ノードが存在するものと仮定）するまでの時間（待ち時間）であるタイムスロットＡＴＳ、ＦＴＳ、ＢＴＳ、ＣＴＳ、ＤＴＳの合計（５タイムスロット）を加算して得られる８タイムスロット（＝８／６・２π）となる。当該８タイムスロットが待ち時間の総和である。

この点、タイムスロットＡＴＳを、図４上でＦとＢの中間や、ＢとＣの中間に設定したときも、ノードＣが送信するデータ信号ＤＣをノードＡが中継して、ノードＥまで届ける場合の待ち時間の総和は、８タイムスロット（＝８／６・２π）なる。

これに対し、タイムスロットＡＴＳをＣとＤの中間に設定した場合、ノードＣが送信するデータ信号ＤＣをノードＡが中継して、ノードＥまで届ける時間（待ち時間の総和）は、ノードＣが当該データ信号ＤＣをノードＡに送信してノードＡが中継のために送信開始するまでの時間（待ち時間）であるタイムスロットＣＴＳと、ノードＡが当該データ信号ＤＣをノードＥに送信してノードＥが中継のために送信開始するまでの時間（待ち時間）であるタイムスロットＡＴＳ、ＤＴＳを加算して得られる３タイムスロット（＝３／６・２π）となる。

タイムスロットＡＴＳをＤとＥの中間に設定した場合も、待ち時間の総和は、３タイムスロット（＝３／６・２π）となる。

したがって、データ信号ＤＣだけを考慮すると、タイムスロットＡＴＳは、ＣとＤの中間またはＤとＥの中間の位相位置に設定したとき、待ち時間の総和（すなわち、送信による遅延時間）は、最も短くなるが、他のデータ信号ＤＥや、ＤＦも考慮すると、待ち時間の短縮の観点で、ＣとＤの中間の位相位置に設定することがより望ましい。すなわち、待ち時間の観点で、ＣとＤの中間がタイムスロットＡＴＳを設定するのに適した位相位置であるといえる。

ＣとＤの中間は、データ量が１００のデータ信号ＤＣと、データ量が５０のデータ信号ＤＢが重ねて送受されている位相位置であり、合計の１５０は、１周期上で最大のデータ量である。このようにデータ量が最大の位相位置にタイムスロットＡＴＳを設定することにより、一般的なケースでも、待ち時間の総和を短縮することができる。

このように、適した位相位置へのタイムスロットＡＴＳの設定は、ノードＡが図２に示す位置に出現したときに行うことができるほか、すでにノードＡが出現して各データ信号の中継を実行しているときにも実行することが可能である。データ信号の中継を実行しているときであっても、データ信号の送信元や送信先のノードなどの条件が変動すれば、タイムスロットＡＴＳの適した位相位置も変動し得るからである。

受信量計測手段１９は、データ信号受信手段１５Ｂで受信した各データ信号について送信元および送信先ごとにデータ量を計測するものである。データ量の値は実測によるほか、使用する通信プロトコルが宛先にデータ量を通知する仕様である場合などには、その通知内容から取得することもできる。

当該受信量計測手段１９が取得した各データ信号のデータ量の値は、送信元および送信先ごとに整理して受信量格納手段２０に格納する。

当該受信量格納手段２０は例えば図３に示す構成および格納内容を持つものであってよい。前記位相決定手段１８が自ノードＡのタイムスロットＡＴＳを設定する位相位置を決定するとき、当該受信量格納手段２０の格納内容を利用する。

以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
上述したように、タイムスロット幅計測手段１６，角速度変更手段１７、通信タイミング計算手段１２，同調判定手段１４の機能によって、基本的に、前記定常状態では、インパルス信号のカバーエリア内に存在する各ノードについて、ほぼ均等な時間幅のタイムスロットが割り当てられる。したがって、図２に示す例で、ノードＡ〜Ｆが相互に他ノードのインパルス信号のカバーエリア内に位置しているものとし、ノードＡのみが存在しないケースでは、タイムスロットの１周期は例えば、図４に示すものとなる。

この状態でノードＡが出現すると、上述したように、定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが６個の場合における新たな定常状態を再形成する。

ここで重要な点は、出現したノードＡは、図４に示した１周期上で、どの位相位置に自身のタイムスロットＡＴＳを設定するかを自由に選べることである。タイムスロットＡＴＳを設定する前の状態でも、ノードＡはカバーエリア内の他ノードＢ〜Ｆが送信しているインパルス信号およびデータ信号を受信することができる。この状態では、他ノードＢ〜ＦはノードＡの存在を認識していないか、認識していても無視して、それ以前と同様にインパルス信号およびデータ信号の送信を実行している。タイムスロットＡＴＳが設定されていない以上、いずれの他ノードもノードＡに宛ててデータ信号を送信することはないが、ノードＡはカバーエリア内の他ノードが送信したデータ信号を傍受（受信）することができ、この傍受によって各データ信号の送信先および送信元の情報や、データ量の値を取得することができる。

このとき、データ信号ＤＣ、ＤＥ、ＤＦを受信するのは、ノードＡ内のデータ信号受信手段１５Ｂであり、送信元および送信先ごとのデータ信号ＤＣ、ＤＥ、ＤＦのデータ量は受信量計測手段１９によって取得され、受信量格納手段２０に格納される。これにより、例えば、図３に示す格納内容が得られる。

図３は、送信元がノードＣで送信先がノードＥのデータ信号ＤＣのデータ量が１００であり、送信元がノードＥで送信先がノードＤのデータ信号ＤＥのデータ量が５０であり、送信元がノードＦで送信先がノードＢのデータ信号ＤＦのデータ量が２０であることを示している。

このような格納内容は、前記位相決定手段１８がタイムスロットＡＴＳの適した位相位置を決定するために利用される。

すでに説明したように、この位相位置は、図４に示す１周期上で、合計のデータ量が最大の１５０となるＣとＤの中間に設定される。

具体的には、ノードＡがＣとＤの中間の位相位置で、自身のインパルス信号（インパルス信号の位相位置が、ほぼタイムスロットＡＴＳの開始点に対応）を送信することによって、自身が追加されたことと、自身のタイムスロットをこの位相位置に設定することを、近傍の他ノードに伝えることができる。

これにより、定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが６個の新たな定常状態を再形成する。この１周期におけるタイムスロットの配列では、タイムスロットＣＴＳの次にタイムスロットＡＴＳが入るため、ＢＴＳ、ＣＴＳ、ＡＴＳ、ＤＴＳ、ＥＴＳ、ＦＴＳの順番に周期的なタイムスロットが循環する。

近傍の６つのノードＡ〜Ｆが送信するインパルス信号の時間差が安定してきたことをノードＡ〜Ｆ内の同調判定手段１４が検出することによって、６つのノードＡ〜Ｆはほぼ同時に、なおかつ自律的に、新たな定常状態が再形成されたことを認識できるので、図２に示すように、ノードＡの中継を利用してデータ信号ＤＣ、ＤＥ、ＤＦの送信を行うようになる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、対等分散型の環境で、ノード（Ａ）が中継するデータ信号の転送に関する待ち時間の総和の合計（中継前後の遅延時間）を小さくし、スループットを高めることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
構成上、本実施形態が第１の実施形態と相違するのは、ノードＡ〜Ｆの内部構成に関する点に限られる。

本実施形態のノードＡの内部構成は例えば図５に示す通りである。その他のノードＢ〜Ｆの内部構成もこれと同じである。

図５において、当該ノードＡは、インパルス信号受信手段１１と、通信タイミング計算手段１２と、インパルス信号送信手段１３と、同調判定手段１４と、データ信号通信手段１５と、タイムスロット幅計測手段１６と、角速度変更手段１７と、位相決定手段１８と、受信量格納手段３０と、遅延量計測手段３１とを備えている。

このうち図１と同じ符号を付与した各構成要素１１〜１８の機能は基本的に第１の実施形態と同じなので、その詳しい説明は省略する。

ただし、位相決定手段１８は、第１の実施形態とは異なる方法で前記タイムスロットＡＴＳを設定する位相位置を決定する。この決定に際しては、遅延量計測手段３１が計測する遅延量を用いる。

遅延量計測手段３１は、ノードＡが中継する全データ信号について、データ量で重み付けした遅延量の合計を算出して位相決定手段１８に提供する。

提供を受けた当該位相決定手段１８は、この遅延量の合計が最も小さくなる位相位置にタイムスロットＡＴＳを設定するものと決定する。

５つのタイムスロットによって構成される図４の１周期に、ノードＡのタイムスロットであるＡＴＳが追加されたあとの１周期は、例えば、図６（Ａ）に示すものとなる。図６（Ａ）の場合、タイムスロットＡＴＳ（図６上で、ＡとＢのあいだの期間）はノードＦのタイムスロットであるＦＴＳ（図６上で、ＦとＡのあいだの期間）の次の位相位置Ｐ１に設定されている。この図６（Ａ）の状態における、データ量で重み付けした遅延量の算出は次のように実行する。

データ量が１００のデータ信号ＤＣは図２に示すように、Ｃ→Ａ→Ｅの経路で転送される。当該データ信号ＤＣは、ノードＣが送信した直後にノードＡによって受信されるものの、Ｄ、Ｅ、Ｆのタイムスロットの経過を待ち、さらにノードＡのタイムスロットＡＴＳで送信されるため、結局、ＡＴＳも含め４タイムスロットが必要となる。

同様に、データ量が５０のデータ信号ＤＥは、Ｅ→Ａ→Ｄの経路で転送され、ノードＥが送信してノードＡに受信されたあと、Ｆのタイムスロットが経過したあと、ＡのタイムスロットＡＴＳで送信されるため、ＡＴＳも含め、２タイムスロットを必要とし、データ量が２０のデータ信号ＤＦは、Ｆ→Ａ→Ｂの経路で転送され、ノードＦが送信してノードＡに受信された直後のＡのタイムスロットＡＴＳでノードＢに送信されるため、結局、ＡＴＳの１タイムスロットのみを必要とする。

したがって、データ量で重み付けした遅延量は、５７０（＝１００×４＋５０×２＋２０×１）となる。

ノードＡのタイムスロットＡＴＳの位置を図６（Ａ）上の位相位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５などに変更した各ケースについて、これと同様なデータ量で重み付けした遅延量を算出すると、ＣとＤの中間の位相位置Ｐ３にタイムスロットＡＴＳが位置するとき、最小の遅延量３３０（＝１００×２＋５０×１＋２０×４）が得られる。

この場合、タイムスロットＡＴＳを位相位置Ｐ３に設定することによって、タイムスロットの１周期が図６（Ｂ）に示す状態になると、ノードＡが中継するデータ信号の転送に関する待ち時間の総和の合計を最も小さくすることができる。

（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態とは別の方法で、別の観点により、中継に伴う遅延時間の短縮をはかることができ、スループットを高めることができる。

（Ｃ）第３の実施形態
以下では、本実施形態が第１、第２の実施形態と相違する点についてのみ説明する。

本実施形態が第１の実施形態と相違するのは、位相決定手段１８、受信量計測手段１９，および受信量格納手段２０に関連する部分に限られる。

（Ｃ−１）第３の実施形態の構成および動作
本実施形態において、ノードＡは、図８に示すように、データ信号の送信先ごとに分けられた複数のバッファから構成されるバッファセットＳＴ１を備えている。各バッファには、ノードＡが中継するデータ信号が、送信先別に一時的に蓄積される。

図示の状態では、送信先別のバッファはＢＢ、ＢＤ、ＢＥの３つであるが、中継の状況に応じて、バッファの数が増減し得ることは当然である。

バッファは先入れ先出しタイプの一時記憶手段であるため、データ信号受信手段１５Ｂが近傍の他ノードから受信したデータ信号を受信した順番にバッファセットＳＴ１に供給する。バッファセットＳＴ１とデータ信号受信手段１５Ｂの中間には、各データ信号の送信先を解釈し、解釈結果に応じて、該当するバッファにデータ信号の蓄積を行うための振分機能（図示せず）が存在する。各バッファＢＢ〜ＢＥから読み出されたデータ信号は、読み出された順番に、前記データ信号送信手段１５Ａに供給され、当該データ信号送信手段１５Ａから無線送信される。ただし、バッファＢＢ〜ＢＥからデータ信号を読み出して無線送信することができるのは、ノードＡ自身のタイムスロットであるタイムスロットＡＴＳの期間内に制限される。これに対し、データ信号の受信は、近傍の他ノードＢ〜Ｆがデータ信号を送信しないノードＡのタイムスロットＡＴＳ以外の期間、いつでも行える。

読み出しの速度より書き込みの速度のほうが速ければ、各バッファＢＢ〜ＢＥ内に蓄積されるデータ信号（待ち行列）の量が増加（待ち行列が伸長）していく。

各バッファＢＢ〜ＢＥに対して、同じ閾値ＴＨ１が設定されており、いずれかのバッファ（ここでは、ＢＥとする）内の待ち行列の長さ（蓄積されたデータ量に対応）が当該閾値ＴＨ１を越えると、位相決定手段１８は、バッファセットＳＴ１からそのバッファＢＥを示す識別情報（バッファ識別情報）を受け取る。

位相決定手段１８は、当該バッファＢＥに蓄積されているデータ信号の送信先のノードのタイムスロットの直前に、自ノードＡのタイムスロットＡＴＳの位相位置を遷移させることを決定する。この決定に際し、位相決定手段１８は、バッファ識別情報と各タイムスロットの対応関係さえ把握していれば、複雑な計算を行うことなく、このバッファ識別情報をもとに、当該バッファＢＥに蓄積されているデータ信号の送信先にあたるノードのタイムスロットの直前に、自ノードＡのタイムスロットＡＴＳの位相位置を設定させることを決定できる。バッファＢＥに蓄積されているデータ信号ＣＥの送信先のノードはＥであるから、このケースでは、タイムスロットＡＴＳを、ノードＥのタイムスロットであるＥＴＳの直前に設定させることになる。

ノードＥが最終的な宛先ではなく、ノードＥが行う中継により、ノードＥの先のノード（例えば、Ｇ）に当該データ信号ＣＥを届けるケースを前提とすると、タイムスロットＥＴＳの直前にタイムスロットＡＴＳを設定すれば、タイムスロットＡＴＳの経過後、他のタイムスロットをあいだに置くことなく、直ちに、タイムスロットＥＴＳが開始されるため、データ信号ＤＣがノードＧまで到達するのに要する待ち時間が短縮される。

なお、待ち行列の長さが閾値ＴＨ１を越えたバッファが複数存在する場合には、待ち行列が最も長いデータ信号の送信先であるノードのタイムスロットの直前の位相位置に、タイムスロットＡＴＳを設定するとよい。

タイムスロットＡＴＳが到来して、ノードＡが各バッファＢＢ〜ＢＥに蓄積しているデータ信号の送信を開始するまでに、いずれのバッファでも待ち行列の長さが閾値ＴＨ１を越えなければ、タイムスロットＡＴＳの位相位置はすでに設定されている位置に維持する。

（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１、第２の実施形態とは別の方法で、別の観点により、中継に伴う遅延時間の短縮をはかることができ、スループットを高めることができる。

加えて、本実施形態では、新たにタイムスロット（ＡＴＳ）を設定すべき位相位置を、複雑な計算を行うことなく決定できるため、処理量が少なく効率的である。

（Ｄ）第４の実施形態
以下では、本実施形態が第１〜第３の実施形態と相違する点についてのみ説明する。

本実施形態が第１の実施形態と相違するのは、位相決定手段１８、受信量計測手段１９，および受信量格納手段２０に関連する部分と、データ信号のフォーマットに関連する部分に限られる。

（Ｄ−１）第４の実施形態の構成および動作
本実施形態において、各データ信号には、そのヘッダなどにデータタイプを示すデータタイプ情報が記述されている。ここで、データタイプは、そのデータ信号のリアルタイム性の高さを示し、少なくとも、データ信号を中継する各ノード（ここでは、Ａとする）は、中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いか否かを当該データタイプ情報から判定できる必要がある。

リアルタイム性の高いデータ信号には様々なものがあり得るが、例えば、ＩＰ電話による会話音声を伝える音声データなどに対応するデータ信号もその１つである。会話は、動的に生成された音声データのやり取りによって成立するものであるため、会話を行うユーザからみると、遅延の発生は、極めて重大な品質劣化に直結することが多い。

リアルタイム性の低いデータ信号にも様々なものがあり得るが、例えば、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）によって転送されるファイルなどは、遅延が問題となることの少ないデータ信号である。ＦＴＰでは、遅延よりも、むしろ、１ビットの誤りも混入しない通信品質の高さが重要になることが多い。

本実施形態のノードＡは、第１の実施形態で図３に示した受信量格納手段２０の替わりに、図９に示した受信量格納手段４０を備えている。

図９において、ＴＰ１とＴＰ２は前記データタイプ情報を示している。タイプＴＰ１は中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いことを示すデータタイプ情報に対応する。逆に、タイプＴＰ２は中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより低いことを示すデータタイプ情報に対応する。

図９中で、３０，７０，５０などの数値は、送信元および送信先ごとの、各データタイプ情報のデータ量を示している。

ノードＡ内のデータ信号受信手段１５Ｂが、各データ信号を受信したとき、その送信先、送信元とともに、データタイプ情報を読み取って、受信量格納手段４０に格納する。

本実施形態では、データタイプ情報としてＴＰ２が記述されたデータ信号のみが受信されている場合、ノードＡのタイムスロットＡＴＳの位相位置は変更しないが、データタイプ情報としてＴＰ１が記述されたデータ信号が受信された場合には、必要ならばタイムスロットＡＴＳの位相位置の変更を行う。

受信量格納手段４０が例えば図９に示す格納内容となっている場合には、データタイプＴＰ１のデータ量が最も多い５０の送信先であるノードＤのタイムスロットＤＴＳの直前の位相位置に、タイムスロットＡＴＳを設定するように位相位置の変更を行う。

これにより、タイムスロットＡＴＳでノードＡからノードＤへデータ信号ＤＥが送信されたあと、あいだに他のタイムスロットを置くことなく、ノードＤのタイムスロットＤＴＳが到来するため、ノードＤは直ちにデータ信号ＤＥを次のノード（例えば、Ｇ）へ送信することができ、リアルタイム性の高い通信を実現することができる。

（Ｄ−２）第４の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１、第２の実施形態とは別の方法で、別の観点により、中継に伴う遅延時間の短縮をはかることができ、スループットを高めることができる。

特に、リアルタイム性の高いデータ信号を優先して中継時間の短縮を実現することができる。

（Ｅ）他の実施形態
なお、上記第３の実施形態では、各バッファＢＢ〜ＢＥに対して同じ閾値ＴＨ１を適用したが、適用する閾値は、バッファごとに異なるものとしてもよい。

また、上記第１〜第４の実施形態の特徴は、相互に矛盾しない限り、任意の組み合わせで複合することができる。

例えば、第３の実施形態の特徴と第４の実施形態の特徴を組み合わせ、リアルタイム性の高いデータタイプＴＰ１のデータ信号のみを、送信先別にバッファＢＢ〜ＢＥに振り分けて蓄積するようにしてもよい。

また、受信量格納手段の構成は図３，図７，図９に図示したものから変更できる可能性がある。例えば、図９では、送信元のノードが何であるかを格納しないようにしてもよい。

以上の説明では、主としてハードウエア的に本発明を実現したが、本発明は、ソフトウエア的に実現することが可能である。

第１の実施形態で使用するノードの内部構成例を示す概略図である。 第１の実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。 第１の実施形態で使用するノードが備える受信量格納手段の構成および格納内容の一例を示す概略図である。 第１の実施形態にかかる通信システムにおけるタイムスロットの１周期の一例を示す概略図である。 第２の実施形態で使用する中継器の主要部の構成例である。 第２の実施形態におけるタイムスロットの変更例を示す概略図である。 第２の実施形態で使用するノードが備える受信量格納手段の構成および格納内容の一例を示す概略図である。 第３の実施形態で使用するノードが備えるバッファの構成例を示す概略図である。 第４の実施形態で使用するノードが備える受信量格納手段の構成および格納内容の一例を示す概略図である。 第１の実施形態にかかる通信システムにおける、もう１つの全体構成例（ノードの配置例）を示す概略図である。 第１の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。 第１の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。 第１の実施形態の位相シフト前後のタイムスロット幅の変化例を示す説明図である。 第１の実施形態の位相シフト前後の位相信号の内容を示す説明図である。

符号の説明

１０…通信システム、１１…インパルス信号受信手段、１２…通信タイミング計算手段、１３…インパルス信号送信手段、１４…同調判定手段、１５…データ信号通信手段、１５Ａ…データ信号送信手段、１５Ｂ…データ信号受信手段、１６…タイムスロット幅計測手段、１７…角速度変更手段、１８…位相決定手段、１９…受信量計測手段、２０…受信量格納手段、Ａ〜Ｊ、Ｎ１〜Ｎ１６…ノード、ＤＣ、ＤＥ、ＤＦ…データ信号。

Claims (9)

1. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
   他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
   当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
   自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
   他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
   前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードと受信している他ノードの組について、送信している他ノードのタイムスロットから受信している他ノードのタイムスロットまでの時間幅を求め、各時間幅に対応する各組のあいだで送受されているデータ量の合計が多い位相位置に自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御する第１のタイミング制御部とを備えたさせることを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
2. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
   他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
   当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
   自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
   他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
   前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードのタイムスロットから自ノードのタイムスロットまでの時間幅をもとに特定した位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御する第２のタイミング制御部とを備えたことを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
3. 請求項２の伝送媒体アクセス制御装置において、
   前記第２のタイミング制御部は、
   前記近傍の他ノードから送信され自ノードで中継するデータ信号のデータ量を求め、当該データ量と、対応する前記時間幅の値との積の総和が最も小さくなる位相位置に自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
4. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
   他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
   当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
   自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
   他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
   他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、前記データ受信部が受信したデータ信号の宛先ごとに分類して各データ信号を一時記憶する分類一時記憶部と、
   第３のタイミング制御部とを備え、
   当該第３のタイミング制御部は、前記分類一時記憶部における宛先ごとのデータ信号の記憶量を計測し、いずれかのデータ信号について計測結果が所定の閾値を越えた場合、そのデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
5. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
   他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
   当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
   自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
   他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
   他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、中継するデータ信号に予め付与され、中継のリアルタイム性に関する要求水準の高さを示すデータタイプ情報を検査する第４のタイミング制御部とを備え、
   当該第４のタイミング制御部は、検査の結果、中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いデータタイプ情報が付与されたデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
6. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
   状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
   タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
   データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
   データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
   第１のタイミング制御部が、前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードと受信している他ノードの組について、送信している他ノードのタイムスロットから受信している他ノードのタイムスロットまでの時間幅を求め、各時間幅に対応する各組のあいだで送受されているデータ量の合計が多い位相位置に自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。
7. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
   状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
   タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
   データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
   データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
   第２のタイミング制御部が、前記状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号およびデータ信号をもとに、前記タイムスロットの１周期上において、その時点でデータ信号を送信している他ノードのタイムスロットから自ノードのタイムスロットまでの時間幅をもとに特定した位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。
8. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
   状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
   タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
   データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
   データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
   分類一時記憶部が、他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、前記データ受信部が受信したデータ信号の宛先ごとに分類して各データ信号を一時記憶し、
   第３のタイミング制御部が、当該分類一時記憶部における宛先ごとのデータ信号の記憶量を計測し、いずれかのデータ信号について計測結果が所定の閾値を越えた場合、そのデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。
9. 周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
   状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
   タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
   データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
   データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
   第４のタイミング制御部が、他ノードが前記近傍に位置するため、自ノードでデータ信号を中継する場合、中継するデータ信号に予め付与され、中継のリアルタイム性に関する要求水準の高さを示すデータタイプ情報を検査し、検査の結果、中継のリアルタイム性に関する要求水準が所定レベルより高いデータタイプ情報が付与されたデータ信号の宛先である他ノードのタイムスロットの直前の位相位置に、自ノードのタイムスロットを設定するように、前記タイミング決定部を制御することを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。

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