JP2006074617A - 通信制御装置、通信制御方法、ノード及び通信システム - Google Patents
通信制御装置、通信制御方法、ノード及び通信システム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 通信システムを構成する各ノードには通信制御装置が設けられ、通信制御装置は、自ノードの位相の状態に基づいて自ノードからのデータ発信のタイミングを決定する通信タイミング計算手段を備える。通信タイミング計算手段は、近傍ノードの位相が反映された近傍ノードからの状態変数信号の受信に基づき、予め定められている時間発展規則に従って自ノードの位相の状態を変化させる位相算出部と、自ノードと近傍ノードとの位相差を観測し、その位相差に基づいて、自ノードからのデータ発信のタイミングと近傍ノードからのデータ発信タイミングとの衝突率を算出する衝突率算出部と、衝突率に応じたストレス値を時間的に蓄積し、蓄積ストレス値に応じて、上述の時間発展規則にランダムな大きさの位相シフトを生起させるストレス応答関数値生成部とを有する。
【選択図】 図1
Description
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
以下、本発明による通信制御装置、通信制御方法、ノード及び通信システムの第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この第1の実施形態は、例えば、センサネットワークやアドホックネットワーク等のように、空間に分散配置された多数のノードが、相互に無線でデータをやり取りするシステムを想定している。
各ノードは、図2の機能ブロック図に示す詳細構成を有している。図2において、ノード10は、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、データ通信手段15及びセンサ16を有する。なお、通信制御装置としては、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及び同調判定手段14が構成要素となっている。
図1は、通信タイミング計算手段12の詳細構成を示すブロック図である。図1において、通信タイミング計算手段12は、位相算出部21、衝突率算出部22、蓄積ストレス算出部23及びストレス応答関数値算出部24を有する。
Δθij>π のときに E=2π−Δθij …(3)
従って、関数ξ(Si(t))は、蓄積されたストレス値Si(t)に対する応答特性を表現する関数である。以下では、この関数ξ(Si(t))をストレス応答関数と呼ぶ。
(ア−1) 各ノードがデータの発信を行うために最低限必要なタイムスロットの大きさWminに対応する位相幅をφcとする。位相幅φcは、Wminと固有振動数パラメータωiの積(φc=Wmin・ωi)として算出することができる。また、Wminは、用途等に応じて決まる定数パラメータである。
自ノード(ノードi)において、時刻tにデータ発信の衝突が生起しているか否かを表す関数として、関数xi(t)を(4)式に示すように定義する。
(S1)1周期単位に衝突が生起したか否かを観測する。但し、1周期内に衝突が複数回生起した場合においても、衝突の有無だけを問題にするものとし、カウントを1とする。
(7)式の定義式を用いて衝突率を算出する場合においても、(6)式の場合と同様に、衝突率が1を超える場合が発生し得る。衝突率が1を超える場合は、1として扱うものとする。また、上記の衝突率の定義では、一例として、1周期内における複数回の衝突を考慮しない形態(衝突の有無だけを問題にする形態)を示したが、これを考慮する形態を用いることも可能である。
第1の実施形態によれば、集中管理ノードが存在しなくても、インパルス信号を授受し合うことを通じて、各ノードが近傍ノードと相互作用して、自律分散的にタイムスロットの割り当てを決定して通信を実行することができる。
次に、本発明による通信制御装置、通信制御方法、ノード及び通信システムの第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
第1の実施形態では、各ノードが、相互に出力インパルス信号Sout11を送受信する形態について説明した。その際、出力インパルス信号Sout11は、ノード間における相互作用(互いの位相状態に影響を与える働き)を実現する手段として用いられていた。
(ステップ3)次の(a)又は(b)の場合は、自ノードが出力位相信号Sout31の発信に使用する周波数帯域を、確率Pでシフトさせ、確率1−Pでそのままとする。ここで、確率Pは実験的に決定する定数パラメータである。上記の使用する帯域のシフトは、その時点で未使用の帯域の中からランダムに選択して実行する。
(b) 自ノードが出力位相信号Sout31の発信に使用している周波数帯域の番号と、近傍ノードから入力位相信号Sin31を正常に受信できない帯域の番号とが一致する場合
(ステップ4)自ノードにおいて、入力位相信号Sin31の受信に失敗した周波数帯域が存在せず、かつ、受信した全ての入力位相信号Sin31に、混信帯域を示す番号が付加されていない場合は、近傍ノード間において、それぞれが異なる周波数帯域を使用して出力位相信号Sout31の送受信を行うことに成功したと判定する。以下では、この状態を安定相互作用状態と呼ぶ。
次に、第2の実施形態における通信タイミング計算手段34の詳細構成と機能とについて説明する。
第2の実施形態によれば、集中管理ノードが存在しなくても、連続的な位相信号を授受し合うことを通じて、各ノードが近傍ノードと相互作用して、自律分散的にタイムスロットの割り当てを決定して通信を実行することができる。
上記各実施形態の説明においても変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
Claims (12)
- 通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに搭載される、内部で変化させる位相の状態に基づいて自ノードからのデータ発信のタイミングを決定する通信タイミング計算手段を備えた通信制御装置であって、
上記通信タイミング計算手段は、
近傍ノードのデータ発信のタイミングを表す位相が反映された近傍ノードからの状態変数信号の受信に基づき、予め定められている時間発展規則に従って自ノードの位相の状態を変化させる位相算出部と、
自ノードと近傍ノードとの位相差を観測し、その位相差に基づいて、自ノードからのデータ発信のタイミングと近傍ノードからのデータ発信タイミングとの衝突率を算出する衝突率算出部と、
衝突率に応じたストレス値を時間的に蓄積し、蓄積されたストレス値に応じて、上記位相算出部が用いている時間発展規則にランダムな大きさの位相シフトを生起させるストレス応答関数値生成部とを備える
ことを特徴とする通信制御装置。 - 上記位相算出部が用いる上記時間発展規則は、自ノードと近傍ノードとの相対位相差が衝突回避に必要な位相幅以下の場合に、近傍ノードの位相に対して、自ノードの位相を、斥力が働く方向に変化させる力学的特性を有する位相応答関数を用いていることを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。
- 上記衝突率算出部は、一定時間内における累積衝突量を観測し、それを最大累積衝突量で規格化した値を衝突率として、衝突率を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の通信制御装置。
- 上記ストレス応答関数値生成部は、衝突率が高いほど、大きなストレス値を示すような特性を備える関数に基づいてストレス値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の通信制御装置。
- 上記ストレス応答関数値生成部は、蓄積する時間区間を、前回、蓄積されたストレス値に応じてランダムな位相シフトを実行した時刻から現在の時刻までとすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の通信制御装置。
- 上記ストレス応答関数値生成部は、一定時間間隔ごとに、蓄積されたストレス値を評価し、その評価値に基づく確率で時間発展規則においてランダムな大きさの位相シフトを生起させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の通信制御装置。
- 自ノードの位相により決まったタイミングで離散的に状態変数信号としてのインパルス信号を送信すると共に、近傍ノードが送信したインパルス信号を受信し、上記位相算出部が、その近傍ノードの位相を利用可能とするインパルス信号通信手段を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の通信制御装置。
- 自ノードの位相を反映させた状態変数信号としての連続的な位相信号を持続的に送信すると共に、近傍ノードが送信した位相信号を受信し、上記位相算出部が、その近傍ノードの位相を利用可能とする位相信号通信手段を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の通信制御装置。
- 位相信号とデータ信号とは異なる周波数帯域を使用して通信すると共に、位相信号発信用の周波数帯域は整数個の帯域に細分化され、
近傍ノードとの間で、初期動作として位相信号を授受し合い、各ノードが利用する位相信号発信用の周波数帯域を調停する位相信号周波数帯域調停手段を有する
ことを特徴とする請求項8に記載の通信制御装置。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の通信制御装置を有することを特徴とするノード。
- 請求項10に記載のノードを複数分散配置して有することを特徴とする通信システム。
- 通信システムを構成する複数のノードのそれぞれが実行する、内部で変化させる位相の状態に基づいて自ノードからのデータ発信のタイミングを決定する通信タイミング計算工程を含む通信制御方法であって、
上記通信タイミング計算工程は、
近傍ノードのデータ発信のタイミングを表す位相が反映された近傍ノードからの状態変数信号の受信に基づき、予め定められている時間発展規則に従って自ノードの位相の状態を変化させる位相算出サブ工程と、
自ノードと近傍ノードとの位相差を観測し、その位相差に基づいて、自ノードからのデータ発信のタイミングと近傍ノードからのデータ発信タイミングとの衝突率を算出する衝突率算出サブ工程と、
衝突率に応じたストレス値を時間的に蓄積し、蓄積されたストレス値に応じて、上記位相算出サブ工程が用いている時間発展規則にランダムな大きさの位相シフトを生起させるストレス応答関数値生成サブ工程とを含む
ことを特徴とする通信制御方法。
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US6721331B1 (en) * | 1999-12-15 | 2004-04-13 | At&T Corp. | Method and apparatus for decentralized prioritized scheduling in a CSMA/CA wireless system |
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JP2009017479A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | 通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システム |
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