JP2006313955A - バス通信システム及びデータ送信のための帯域割り当て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各データ転送サイクル内で完結した帯域割り当ての調整を可能とし、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を促進できるようにする。
【解決手段】ストリーミング送信ユニットがマスタユニットに対して帯域確保の要求を行うときに、単一の帯域幅ではなく、送信するデータストリーミングのＱＯＳに対応した複数の帯域幅で帯域確保の要求を行うようにする。そして、マスタユニットが、ストリーミング送信ユニットから確保要求があった複数の帯域幅の情報をチャンネル・帯域情報管理テーブルに記憶しておき、このチャンネル・帯域情報管理テーブルを参照して、複数のストリーミング送信ユニットに対する帯域の割り当てを統合的に調整する。
【選択図】図７

Description

本発明は、シリアルバスに接続された複数の機器間で時分割多重によりデータ通信を行うバス通信システムに関し、特に、データ通信の管理を行うマスタ機器がデータ送信元となる各機器に対して使用可能な帯域の割り当てを行う技術に関する。

従来、複数の機器をシリアルバスで結んでネットワークを構築し、これら機器間で時分割多重によりデータ通信を行うバス通信システムとして、ＩＥＥＥ（Institute Electrical and Electrnics of Engineers）１３９４規格に準拠したバス通信システムが知られている。このＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したバス通信システムでは、複数の機器のうちの何れかにデータ通信の管理を行うマスタ機器としての権限を与え、複数の機器間でデータ通信を行う場合には、それに先立って、マスタ機器がデータの送信元となるデータ送信機器に対して使用可能な帯域（時分割多重なので時間を意味する）の割り当てを行うようにしているのが一般的である。

具体的には、まず、データの送信を行おうとするデータ送信機器が、マスタ機器に対してデータ送信に使用する帯域確保の要求を行う。これを受けて、マスタ機器が、データ転送サイクル内で空いている帯域を確認し、空いている帯域にデータ送信機器から要求された帯域幅でチャンネルを設定する。そして、データ送信機器は、マスタ機器から指定されたチャンネルを使用して、送信すべきデータの送信を行う。

ここで、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した従来の一般的なバス通信システムにおいては、データ送信機器がマスタ機器に対して帯域確保の要求を行うときに、送信するデータのデータ量に応じた単一の帯域幅で帯域確保の要求を行っていた。このため、マスタが帯域の割り当てを行うときに、データ転送サイクル内で空いている帯域の帯域幅がデータ送信機器から確保の要求があった帯域幅よりも小さい場合には、当該データ送信機器に対してデータ送信のための帯域を割り当てることができず、データ送信機器が送信すべきデータの送信が行えないという問題が生じる。

このような問題点に鑑み、例えば特許文献１においては、データ送信機器が一連のデータストリーミングを複数のデータ転送サイクルに分けて送信することを前提に、複数サイクル分のデータを合わせて１つのパケットとして、これを１サイクル内で送信することで、各データに付随するヘッダ部分やチャンネル間のギャップに必要とされていた分の帯域を削減し、帯域の確保を行いやすくするという技術が提案されている。
特開２００３−２２９８５７号公報

しかしながら、上述した特許文献１にて開示される従来技術では、マスタ機器が複数のデータ転送サイクルに跨って帯域割り当ての調整を行う必要があり、マスタ機器での処理が極めて煩雑なものとなるばかりか、各データ転送サイクル内で削減可能な帯域幅が限られるため、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を図る上で不十分であるという問題があった。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、各データ転送サイクル内で完結した帯域割り当ての調整を可能とし、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を促進することができるバス通信システム及びデータ通信方法を提供することを目的としている。

本発明では、前記目的を達成するために、データ送信機器がマスタ機器に対して帯域確保の要求を行うときに、単一の帯域幅ではなく、送信するデータの品質に対応した複数の帯域幅で帯域確保の要求を行うようにしている。そして、マスタ機器が、データ送信機器から確保要求があった複数の帯域幅の情報を当該データ送信機器の識別情報と対応付けてテーブル手段に記憶しておき、このテーブル手段を参照して、複数のデータ送信機器に対する帯域の割り当てを統合的に調整するようにしている。また、マスタ機器は、調整した帯域割り当ての結果を帯域確保の要求を行った各データ送信機器に通知し、データ送信機器が、マスタ機器に対して要求した複数の帯域幅のうち、マスタ機器により割り当てられた帯域幅で、当該帯域幅に対応した品質のデータの送信処理を行うようにしている。

本発明によれば、複数のデータ送信機器からの帯域確保の要求に対して、マスタ機器が、各データ送信機器が要求している複数の帯域幅の情報が記憶されたテーブル手段を参照して、各データ送信機器に対する帯域割り当てを統合的に調整するようにしているので、データ転送サイクル内で完結した帯域割り当ての調整を行うことができ、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を促進することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態として、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したバス通信システムに本発明を適用した例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［システム概要］
本発明を適用したバス通信システムの概略構成を図１に示す。この図１に示すバス通信システムでは、データ通信の管理を行うマスタとなる機器（以下、マスタユニットと呼ぶ。）を含む複数の機器がネットワークのノードとしてそれぞれ接続され、各機器間が１３９４シリアルバスで接続されて通信ネットワークを構成している。ネットワークのノードとして接続される各機器は、それぞれ、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したディジタルインターフェースを備えており、ＩＥＥＥ１３９４規格に則ったデータ通信が可能とされている。なお、ここでは、説明の便宜上、マスタユニットの他に、３つの機器（機器Ａ、機器Ｂ、機器Ｃ）がネットワークのノードとして接続され、これら機器Ａ、機器Ｂ、機器ＣがそれぞれＡＶ（Audio Visual）データ等のデータストリーミングの送信を行う（以下、これらの機器を総称する場合にはストリーミング送信ユニットと呼ぶ。）ものとして説明する。

ＩＥＥＥ１３９４規格によるデータ通信は、時間多重（Time Multiplexing）通信方式であり、図２に示すように、１２５μｓｅｃ周期のデータ転送サイクルの中で、１００μｓｅｃがＡＶデータ等のデータストリーミング転送用、２５μｓｅｃが一般コマンド転送用の帯域とされている。そして、各データ転送サイクルの最大１００μｓｅｃのデータストリーミング転送用帯域内に複数のストリーミング送信ユニットに対応した複数のチャンネルを設定し、複数のストリーミング送信ユニットが、データストリーミング転送用帯域内に任意の帯域幅で設定されたチャンネルを利用して、それぞれデータストリーミングの送信を行うことが可能とされている。なお、ここで帯域とは、データ転送サイクル内における時間を意味するものである。

以上のようなバス通信システムにおいて、データストリーミング転送用帯域内のチャンネル設定、すなわち、データストリーミング転送用帯域内でどの帯域をどのストリーミング送信ユニットに対して割り当てるかは、マスタユニットによって管理される。具体的には、データストリーミングの送信を行おうとするストリーミング送信ユニットは、データストリーミングの送信に先立ち、まず、マスタユニットに対して、データストリーミングの送信を行うための帯域確保の要求を行う。マスタユニットは、ストリーミング送信ユニットから帯域確保の要求があったときに、例えば図３に示すように、データストリーミング転送帯域内で既に他のストリーミング送信ユニット用にチャンネルが設定されている帯域を除く残りの帯域を確認する。図３は、他のストリーミング送信ユニット用に４０μｓｅｃの帯域幅でチャンネル１とチャンネル２とが既に設定されており、残りの帯域の帯域幅が２０μｓｅｃとなっている例である。マスタユニットは、この残りの帯域の帯域幅と新たにストリーミング送信ユニットから要求された帯域幅とを比較し、残りの帯域で新たに要求された帯域幅が確保できれば、その帯域幅を当該ストリーミング送信ユニット用として割り当てて、当該ストリーミング送信ユニットがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルを要求された帯域幅で設定する。そして、マスタユニットからストリーミング送信ユニットに対して、要求された帯域幅でチャンネルが設定できた旨が通知され、この通知を受けたストリーミング送信ユニットが、指定されたチャンネルを利用して、データストリーミングの送信を行う。

ここで、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠した従来の一般的なバス通信システムにおいては、ストリーミング送信ユニットがマスタユニットに対して帯域確保の要求を行うときに、送信するデータ量に応じた単一の帯域幅で帯域確保の要求を行っていた。このため、例えば図４に示すように、ストリーミング送信ユニットが要求する帯域幅が残りの帯域の帯域幅よりも大きい場合には、残りの帯域内に新たなチャンネルを設定することはできず、このことがデータストリーミング転送用帯域の効率的な利用の妨げとなっていた。

これに対して、本発明を適用したバス通信システムでは、ストリーミング送信ユニットが送信するデータストリーミングの品質（ＱＯＳ：Quality Of Service）を切替え可能とされていることを前提に、各ストリーミング送信ユニットがマスタユニットに対して帯域確保の要求を行うときに、例えば図５に示すように、送信するデータストリーミングのＱＯＳに応じた複数の帯域幅で帯域確保の要求を行うようにしている。なお、図５では、最大ＱＯＳに対応した第１の要求帯域幅、標準ＱＯＳに対応した第２の要求帯域幅、最小ＱＯＳに対応した第３の要求帯域幅の３種類の帯域幅を例示しているが、ストリーミング送信ユニットがマスタユニットに対して要求する帯域幅は２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。

そして、本発明を適用したバス通信システムでは、マスタユニットが、ストリーミング送信ユニットから確保要求があった複数の帯域幅のうちで、特に指定がある場合はその指定された帯域幅、指定がない場合は最大の帯域幅の確保が可能かどうかを確認し、その帯域幅で確保が可能であれば、その帯域幅を当該ストリーミング送信ユニットに割り当てて、データストリーミング送信のためのチャンネルを設定する。また、このとき、マスタユニットは、例えば図６に示すように、ストリーミング送信ユニットから確保要求があった複数の帯域幅を、設定したチャンネル番号やストリーミング送信ユニットの機器ＩＤと対応付けて、チャンネル・帯域情報管理テーブルとして記憶しておく。なお、図６は、ストリーミング送信ユニットである機器Ａと機器Ｂとから、それぞれ、最大ＱＯＳに対応した第１の要求帯域幅として４０μｓｅｃ、標準ＱＯＳに対応した第２の要求帯域幅として３５μｓｅｃ、最小ＱＯＳに対応した第３の要求帯域幅として２０μｓｅｃの３種類の帯域幅で帯域確保の要求があり、機器Ａがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル１、機器Ｂがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル２がそれぞれ設定できた場合におけるチャンネル・帯域情報管理テーブルの記載例である。

また、マスタユニットは、ストリーミング送信ユニットから確保要求があった複数の帯域幅のうちで、指定された帯域幅または最大の帯域幅の確保ができないときは、確保要求があった複数の帯域幅のうちで、指定された帯域幅または最大の帯域幅よりも小さい他の帯域幅での確保が可能かどうかを確認する。そして、その帯域幅での確保が可能であれば、その帯域幅を当該ストリーミング送信ユニットに割り当ててデータストリーミング送信のためのチャンネルを設定し、その情報をチャンネル・帯域情報管理テーブルに記載する。

一方、確保要求があった複数の帯域幅の全てにおいて帯域確保ができない場合には、マスタユニットは、チャンネル・帯域情報管理テーブルを参照して、例えば図７に示すように、既に設定した他のチャンネルの帯域幅をチャンネル・帯域情報管理テーブルに記載されている他の帯域幅に変更することで、帯域確保が可能となるかどうかを確認する。そして、既に設定した他のチャンネルの帯域幅を変更することで帯域確保が可能となる場合には、既に設定した他のチャンネルの帯域幅を変更して、その旨を当該チャンネルを使用するストリーミング送信ユニットに通知するとともに、新たに帯域確保の要求を行ったストリーミング送信ユニットに対してその帯域幅を割り当てて新たなチャンネルを設定し、例えば図８に示すように、その情報をチャンネル・帯域情報管理テーブルに記載する。なお、図７及び図８では、機器Ａがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル１が既に設定されている場合において、チャンネル１の帯域幅を４０μｓｅｃから３５μｓｅｃに変更することで、機器Ｃからの要求帯域幅である２２μｓｅｃの確保が可能となり、機器Ｃがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして２２μｓｅｃのチャンネル３が設定できた場合を例示している。

以上のように、本発明を適用したバス通信システムでは、ストリーミング送信ユニットが、送信するデータストリーミングのＱＯＳに応じた複数の帯域幅で帯域確保の要求を行うとともに、マスタユニットが、ストリーミング送信ユニットから確保要求のあった複数の帯域幅の情報を機器ＩＤと対応付けてチャンネル・帯域情報管理テーブルとして記憶しておき、このチャンネル・帯域情報管理テーブルを参照して複数のストリーミング送信ユニットに対する帯域割り当てを統合的に調整することによって、データストリーミング転送用帯域の効率的な利用を可能にしている。以下、このようなバス通信システムを構成するマスタユニットやストリーミング送信ユニットの詳細について、より具体的に説明する。

［マスタユニットの構成］
本発明を適用したバス通信システムにおけるマスタユニットの構成を図９に示す。このマスタユニット１００は、図９（ａ）に示すように、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１１０と、データ通信管理部１２０とを有する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース１１０は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したディジタルインターフェースであり、マスタユニット１００における１３９４シリアルバス経由でのデータ通信を制御するものである。また、データ通信管理部１２０は、本発明を適用したバス通信システムにおける各機器間でのデータ通信を管理するものであり、特にデータ通信で使用する帯域管理のための機能として、図９（ｂ）に示すように、帯域割り当て部１２１と、チャンネル・帯域情報管理テーブル１２２と、車両状態監視部１２３とを有している。

帯域割り当て部１２１は、データストリーミングの送信に使用する帯域の割り当て処理を行うものである。具体的には、帯域割り当て部１２１は、データストリーミングの送信を行おうとするストリーミング送信ユニットから複数の帯域幅で帯域確保の要求があったときに、要求された複数の帯域幅の何れかが確保可能かどうかを確認し、可能であれば、要求された帯域幅で当該ストリーミング送信ユニットがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネル設定を行う。また、帯域割り当て部１２１は、ストリーミング送信ユニットから要求された帯域幅が確保できないときは、現在のチャンネル・帯域情報管理テーブル１２２を参照して、先行して設定されている他のチャンネルの帯域幅を変更することで新たに要求されている帯域幅の確保が可能となるかどうかを確認し、可能であれば、先行して設定されている他のチャンネルの帯域幅を変更するとともに、当該ストリーミング送信ユニットがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネル設定を行う。すなわち、この帯域割り当て部１２１は、チャンネル・帯域情報管理テーブル１２２を参照しながら、複数のストリーミング送信ユニットに対する帯域の割り当てを統合的に調整する機能を有している。

チャンネル・帯域情報管理テーブル１２２は、例えば図１０に示すように、ストリーミング送信ユニットから確保要求があった複数の帯域幅と、当該ストリーミング送信ユニットに対して設定したチャンネル番号（ＩＥＥＥ１３９４では１から６３までの番号）、この設定したチャンネルの帯域幅などの情報を、当該ストリーミング送信ユニットの識別情報である機器ＩＤと対応付けて記憶するものである。ここで、帯域幅の情報は、時間或いはＢＷＵ（Band Width allocation Unit）単位で記載される（１ＢＷＵは２０ｎｓｅｃであり、１６００Ｍｂｐｓで４バイトのデータ送信に要する時間である。）。このチャンネル・帯域幅管理テーブル１２２の内容は、帯域割り当て部１２１によって新たに帯域確保及びチャンネル設定が行われる度に更新される。

なお、本実施形態のバス通信システムは、車両に搭載される車載機器を１３９４シリアルバスで結んだ車両用ネットワークへの適用を想定したものであり、この場合、ネットワークのノードとして接続される各車載機器（ストリーミング送信ユニット）は、車両の乗員に娯楽を提供するエンタテインメント系の機器（例えば、ＤＶＤプレーヤ、ハードディスクドライブ、ディジタルビデオレコーダなど）と、車両の運転を補助するための運転アシスト系の機器（例えば、リアビューカメラ、サイドビューカメラ、ブラインドコナーカメラ、フロントビューカメラなど）とに大別される。これらのうち、運転アシスト系の機器については、車両運転中には送信しているデータストリームの品質（ＱＯＳ）を一定にしておくことが望まれるため、車両運転中においては帯域幅調整の対象からは外すことが望ましい。このようにストリーミング送信ユニットとなる機器はその性質に応じて扱いが異なるので、その性質が分かるように区別しておくことが望まれ、本実施形態では、図１０に示したように、チャンネル・帯域情報管理テーブル１２２に、エンタテインメント系の機器についての情報と運転アシスト系の機器の情報とを、それぞれエリアを分けて記憶させるようにしている。

車両状態監視部１２３は、車両の状態を表す各種情報を収集して帯域調整に制限を加えるか否かの指標となるステータス情報を生成するものである。この車両状態監視部１２３が生成するステータス情報としては、例えば、「赤」のステータス情報と、「青」のステータス情報である。ここで、「青」のステータス情報は、車両の変速ギがアーパーキング（ＰＫ）状態か、停止状態かつニュートラル（Ｎ）状態である場合に生成される。それ以外の場合には、「赤」のステータス情報が生成される。この車両状態監視部１２３により生成されたステータス情報は、帯域割り当て部１２１によって参照される。帯域割り当て部１２１は、この車両状態監視部１２３によって生成されるステータス情報に基づいて、運転アシスト系の機器を帯域幅調整の対象とするか否かを決定する。

[ストリーミング送信ユニットの構成]
本発明を適用したバス通信システムにおけるストリーミング送信ユニットの構成を図１１に示す。ストリーミング送信ユニット２００は、送信するデータストリーミングの品質（ＱＯＳ）を切替え可能な機器（例えば、画像解像度可変カメラやＤＶＤプレーヤなど）である。データストリーミングとして映像を送信する機器において、ＱＯＳは解像度、フレームの数、カラー情報などの変化によって調整をすることが可能である。現在市販されている数多くの映像系の機器は、例えば解像度などを単独で調整する仕組みを持っている。

このストリーミング送信ユニット２００は、データストリーミングを送信する機能の他に、図１１（ａ）に示すように、ＩＥＥＥ１３９４インターフェース２１０と、帯域幅管理部２２０とを有する。ＩＥＥＥ１３９４インターフェース２１０は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したディジタルインターフェースであり、当該ストリーミング送信ユニット２００における１３９４シリアルバス経由でのデータ通信を制御するものである。また、帯域幅管理部２２０は、当該ストリーミング送信ユニット２００がデータストリームを送信するための帯域幅を管理するものであり、図１１（ｂ）に示すように、帯域確保要求部２２１と、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２と、帯域幅調整部２２３とを有している。

帯域確保要求部２２１は、マスタユニット１００に対して、データストリーミングの送信を行うための帯域確保の要求を行うものである。具体的には、この帯域確保要求部２２１は、当該ストリーミング送信ユニット２００がデータストリーミングの送信を行おうとするときに、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２を参照して、例えば、データストリーミングを最大ＱＯＳで送信する場合に必要となる第１の要求帯域幅、標準ＱＯＳで送信する場合に必要となる第２の要求帯域幅、最小ＱＯＳで送信する場合に必要となる第３の要求帯域幅といったように、複数の帯域幅を指定して、マスタユニット１００に対して帯域確保、すなわちチャンネル設定の要求を行う。このとき、帯域確保要求部２２１は、複数の要求帯域幅のうちで特に希望の帯域幅があるときは、その帯域幅での帯域確保を希望する旨の情報も合わせてマスタユニット１００に送る。なお、このような希望帯域幅の指定がないときには、最大の帯域幅が希望帯域幅とみなされる。

ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２は、当該ストリーミング送信ユニット２００で設定可能なＱＯＳとそれに対応した帯域幅の情報、さらには当該ストリーミング送信ユニット２００の種別や優先順位（上述したエンタテインメント系機器か運転アシスト系機器かなど）の情報を記憶するものである。これらの情報はストリーミング送信ユニット２００毎に決まる情報であるので、バス通信システムを構成する各ストリーミング送信ユニット２００に設けられたＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２に予め記憶されている。

例えばストリーミング送信ユニット２００としてカメラを用いる場合、カメラでは映像モードの切替えによりデータストリーミングのＱＯＳ、すなわち通信に必要データ転送量が変更されることになり、それに応じて複数の要求帯域幅の設定が可能となる。具体的には、例えば転送速度が４００Ｍｂｐｓの場合、データストリーミングのＱＯＳに応じて下記に示す要求帯域幅が設定され、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２に記憶されることになる。

・最大ＱＯＳ：３０ｆｐｓ，ＶＧＡ（６４０×４８０，ＹＵＶ（４：２：２）） →６４０Ｑｕａｄｌｅｔ→３０５２ＢＷＵ
・標準ＱＯＳ：３０ｆｐｓ，ＱＶＧＡ（３２０×２４０，ＹＵＶ（４：２：２）） →３２０Ｑｕａｄｌｅｔ→１１３２ＢＷＵ
・最小ＱＯＳ：１５ｆｐｓ，ＱＶＧＡ（３２０×２４０，ＹＵＶ（４：２：２）） →１６０Ｑｕａｄｌｅｔ→８１２ＢＷＵ
また、例えばストリーミング送信ユニット２００としてハードディスクレコーダを用いる場合、ハードディスクドライブでは映像モードの切替えによりデータストリーミングのＱＯＳ、すなわち通信に必要データ転送量が変更されることになり、それに応じて複数の要求帯域幅の設定が可能となる。具体的には、例えば転送速度が４００Ｍｂｐｓの場合、データストリーミングのＱＯＳに応じて下記に示す要求帯域幅が設定され、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２に記憶されることになる。

・最大ＱＯＳ：ＳＤ→５０Ｑｕａｄｌｅｔｓ→９０４ＢＷＵ
・標準ＱＯＳ：ＨＤ→１０３Ｑｕａｄｌｅｔｓ→６９２ＢＷＵ
帯域幅調整部２２３は、マスタユニット１００の帯域割り当て部１２１での処理により当該ストリーミング送信ユニット２００に割り当てられた帯域幅のチャンネルを使用して、データストリーミングの送信を行わせるものである。また、この帯域幅調整部２２３は、マスタユニット１００の帯域割り当て部１２１による帯域幅の統合的な調整によって当該ストリーミング送信ユニット２００に割り当てられた帯域幅が変更された場合には、その指示に従ってデータストリーミングの送信に使用する帯域幅を減らす（または増やす）ように再設定系列を行う。

[マスタユニットでの処理]
次に、本発明を適用したバス通信システムにおいて、マスタユニット１００により実行される帯域割り当てに関連する処理について説明する。マスタユニット１００では、帯域割り当てに関連する処理として、帯域割り当て部１２１において主に以下の５つの処理（ＭＦ１〜ＭＦ５）が行われる。

ＭＦ１：残帯域の査定処理
この残帯域の査定処理では、ストリーミング送信ユニット２００から帯域確保の要求があったときに、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内で既に他のストリーミング送信ユニット２００用にチャンネルが設定されている帯域を除く残りの帯域で、新たに確保要求があった複数の帯域幅の何れかを確保することが可能か否かが確認される。ＩＥＥＥ１３９４規格では、現在のネットワーク上で残っている帯域幅の情報が記載されるレジスタとして「AVAILABLE BW REGISTER」が定義されており、残帯域の査定処理は、この「AVAILABLE BW REGISTER」を参照・比較することによって行う。基本的に本処理では、ストリーミング送信ユニット２００から新たに確保要求があった複数の帯域幅と残帯域情報（「AVAILABLE BW REGISTER」）の値との比較行い、残帯域情報の値が、要求があった複数の帯域幅の値より大きければ残帯域が十分であることを示す値を出力し、小さければ不十分であることを示す値を出力する。

ＭＦ２：帯域幅調整性の査定処理
この帯域幅調整性の査定処理では、既に他のストリーミング送信ユニット２００がデータ送信を行うためのものとして設定されているチャンネルにおいて、帯域幅を減らせるか否かの解析が行われる。基本的に本処理では、チャンネル・帯域幅管理テーブル１２２に基づいて帯域幅を減らせるチャンネルを抽出し、帯域幅を減らせるチャンネルがあれば、そのチャンネル及びそのチャンネルを使用するストリーミング送信ユニット２００の情報を帯域調整コマンドリストとして出力する。

ＭＦ３：チャンネル・帯域割り当て処理
このチャンネル・帯域割り当て処理では、ストリーミング送信ユニット２００からの要求に従って、当該ストリーミング送信ユニット２００がデータ送信に使用するチャンネル及び帯域の設定が行われ、その旨がストリーミング送信ユニット２００に対して通知される。この処理が行われる度に、チャンネル・帯域幅管理テーブル１２２の内容は更新され、新たに設定されたチャンネルの情報や要求帯域幅の情報などが記入されることになる。

ＭＦ４：帯域割り当て否定通知処理
この帯域割り当て否定通知処理では、ストリーミング送信ユニット２００から確保要求された複数の帯域幅の何れも確保できず、チャンネル設定ができない場合に、当該ストリーミング送信ユニット２００に対して、その旨の通知が行われる。

ＭＦ５：チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理
このチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理では、帯域幅調整性の査定処理で出力された帯域調整コマンドリストに従って、残滞域を増やすためにどのチャンネルの帯域幅を減らすかが確定され、そのチャンネルを使用するストリーミング送信ユニット２００に対して、送信するデータのＱＯＳを変更して使用する帯域幅を減らすように、使用帯域の再設定が指示される。

図１２は、マスタユニット１００により実行される帯域割り当てに関連する一連の処理の流れを示すフローチャートである。マスタユニット１００は、先ず、ステップＳ１において、ネットワークのノードとして接続されている何れかのストリーミング送信ユニット２００から帯域確保の要求があるまで帯域確保の要求待ちの状態を継続し、ストリーミング送信ユニット２００から帯域確保の要求があると、ステップＳ２に進んで残帯域の査定処理（ＭＦ１）を行う。

そして、この残帯域の査定処理の結果から、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内に十分な残帯域がないと判定される場合（ステップＳ３で否定判定の場合）は、マスタユニット１００は、ステップＳ４において帯域幅の調整性の査定処理（ＭＦ２）を行う。一方、十分な残帯域があると判定される場合（ステップＳ３で肯定判定の場合）には、マスタユニット１００は、ステップＳ５においてチャンネル・帯域割り当て処理（ＭＦ３）を行って、ストリーミング送信ユニット２００からの帯域確保の要求待ちの状態（ステップＳ１）へとリターンする。

また、ステップＳ４で帯域幅の調整性の査定処理の結果から、既に設定されているチャンネルのうちで帯域幅を減らせるものがないと判定される場合（ステップＳ６で否定判定の場合）は、マスタユニット１００は、ステップＳ７において帯域割り当て否定通知（ＭＦ４）を行って、ストリーミング送信ユニット２００からの帯域確保の要求待ちの状態（ステップＳ１）へとリターンする。一方、既に設定されているチャンネルのうちで帯域幅を減らせるものがあると判定される場合（ステップＳ６で肯定判定の場合）には、マスタユニット１００は、ステップＳ８においてチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）を行って、ストリーミング送信ユニット２００からの帯域確保の要求待ちの状態（ステップＳ１）へとリターンする。

マスタユニット１００は、本発明を適用したバス通信システムが動作状態にある間、帯域割り当て部１２１が以上の処理を繰り返し行うことで、各ストリーミング送信ユニット２００がデータ通信で使用する帯域を管理する。そして、以上のようなマスタユニット１００による帯域の管理、特に帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）やチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）などの本発明に特有な処理が行われることで、本発明を適用したバス通信システムでは、データ転送サイクル内で完結した帯域割り当ての調整が可能となり、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を促進することができるといった効果が得られることになる。

ここで、帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）の詳細な処理内容について、図１３及び図１４を参照しながらより具体的に説明する。図１３は、帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）において参照されるデータ及び出力されるデータの一例を表すデータ・フローであり、図１４は、帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）における詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図１３に示すように、帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）では、例えば、マスタユニット１００自身が保有するチャンネル・帯域情報管理テーブル１２２の情報と、「AVAILABLE BW REGISTER」からの残帯域情報ＤＴ９２０と、ストリーミング送信ユニット２００が保有するＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２３の情報とが参照される。そして、既に設定されたチャンネルの中で帯域幅を減らせるチャンネルがあれば、処理の結果として、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０が出力される。また、中間的な処理の結果としては、単一帯域削減テーブルＤＴ９００と、ソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓと、多重削減テーブルＤＴ９１０と、ソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓとが生成される。

この帯域幅調整性の査定処理（ＭＦ２）では、例えば図１４に示すように、先ず、ステップＳ１０１において、ストリーミング送信ユニット２００から新たに要求された帯域幅を確保できるようにするために必要な帯域幅の増加量を計算する。この必要な帯域幅の増加量は、新たに要求されている帯域幅から現在の残帯域幅を減算することによって求められる。

次に、ステップＳ１０２において、既に設定されているチャンネルのそれぞれについて、削減可能な帯域幅を計算し、その結果を単一帯域削減テーブルＤＴ９００に格納する。なお、削減可能な帯域幅は、基本的に現時点で設定されているチャンネルの帯域幅を、チャンネル・帯域情報管理テーブル１２２に記載されている他のより小さい帯域幅へと変更した場合の削減量を示し、例えば最大ＱＯＳに対応した帯域幅を標準ＱＯＳに対応した帯域幅或いは最小ＱＯＳに対応した帯域幅へと変更した際の削減量、または標準ＱＯＳに対応した帯域幅を最小ＱＯＳに対応した帯域幅へと変更した際の削減量を表す。

次に、ステップＳ１０３において、既に設定されているチャンネルで帯域幅を削減可能なものがあったかどうかが確認され、帯域幅の削減が可能なチャンネルが１つもない場合にはステップＳ１０４に進み、帯域幅の削減が可能なチャンネルがある場合にはステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４では、帯域幅の調整性がないので、帯域割り当て否定通知処理（ＭＦ４）へと移行して、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を終了する。一方、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２で単一帯域削減テーブルＤＴ９００に格納した削減可能な帯域幅をその値が小さい方から大きい方へと順に並べて、ソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓを作成し、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で作成したソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓの中から、ステップＳ１０１で求めた必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅を探す。そして、ステップＳ１０７において、ソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓの中に、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅があったかどうかが確認され、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅があればステップＳ１０８に進み、なければステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０８では、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅のうちで、必要な帯域幅の増加量に最も近い値を選択し、その情報を用いて帯域調整コマンドリストＤＴ９３０を作成、出力して、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を終了する。なお、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅として、最大ＱＯＳに対応した帯域幅を標準ＱＯＳに対応した帯域幅に変更することで得られる帯域幅と、標準ＱＯＳに対応した帯域幅を最小ＱＯＳに対応した帯域幅に変更することで得られる帯域幅とが存在する場合には、最大ＱＯＳに対応した帯域幅を標準ＱＯＳに対応した帯域幅に変更することで得られる帯域幅の方を優先的に選択するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１０９では、単一帯域削減テーブルＤＴ９００から各チャンネル毎の削減可能な帯域幅を認識して、複数のチャンネルの削減可能な帯域幅の組み合わせを生成し、その結果を多重削減テーブルＤＴ９１０に格納する。そして、ステップＳ１１０において、ステップＳ１０９で多重削減テーブルＤＴ９１０に格納した削減可能な帯域幅の組み合わせをその値が小さい方から大きい方へと順に並べて、ソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓを作成し、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０で作成したソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓの中から、ステップＳ１０１で求めた必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅の組み合わせを探す。そして、ステップＳ１１２において、ソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓの中に、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅の組み合わせがあったかどうかが確認され、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅の組み合わせがあればステップＳ１１３に進み、なければステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１３では、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅の組み合わせのうちで、必要な帯域幅の増加量に最も近い値を選択し、その情報を用いて帯域調整コマンドリストＤＴ９３０を作成、出力して、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を終了する。一方、ステップＳ１１４では、帯域幅の調整性がないので、帯域割り当て否定通知処理（ＭＦ４）へと移行して、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を終了する。

次に、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）の詳細な処理内容について、図１５及び図１６を参照しながらより具体的に説明する。図１５は、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）において参照されるデータ及び出力されるデータの一例を表すデータ・フローであり、図１６は、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）における詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図１５に示すように、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）では、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）の結果として出力された帯域調整コマンドリストＤＴ９３０と、車両状態監視部１２３での処理により生成されたステータス情報とが参照される。そして、このチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）の結果として、帯域幅の調整が必要な各ストリーミング送信ユニット２００に対する調整コマンドが実行される。

このこのチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）では、例えば図１６に示すように、先ず、ステップＳ２０１において、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）の結果として出力された帯域調整コマンドリストＤＴ９３０に関連するストリーミング送信ユニット２００の属性を認識して、この帯域調整コマンドリストＤＴ９３０に運転アシスト系の機器に対する調整コマンドが含まれているかを判定する。そして、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０に運転アシスト系の機器に対する調整コマンドが含まれている場合はステップＳ２０２に進み、含まれていない場合にはステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０２では、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０の調整コマンド実行を指示するコマンド・カウンタを「１」に初期化する。そして、ステップＳ２０３において、車両状態監視部１２３により生成されたステータス情報を読み込み、ステップＳ２０４において、この読み込んだステータス情報が「青」のステータス情報であるか、或いは「赤」のステータス情報であるかを確認する。

ここで、読み込んだステータス情報が「赤」のステータス情報である場合（ステップＳ２０４で否定判定の場合）には、ステップＳ２０５において、帯域調整のために車両を停止させる必要がある旨を車両の乗員にアナウンスして、ステップＳ２０３へとリターンする。一方、読み込んだステータス情報が「青」のステータス情報である場合（ステップＳ２０４で肯定判定の場合）には、車両の乗員へのアナウンス中であればステップＳ２０６において、車両の乗員へのアナウンスを停止した後、ステップＳ２０７において、コマンド・カウンタに示されるアクションを行うように、調整コマンドの実行を要求する。このステップＳ２０７での処理の結果、帯域幅の調整が必要なストリーミング送信ユニット２００（ここでは運転アシスト系機器またはエンタテインメント系機器）に対する調整コマンドが実行され、ストリーミング送信ユニット２００側で、使用する帯域幅の調整が行われることになる。

次に、ステップＳ２０８において、次のアクションを行うようにコマンド・カウンタの値をインクリメントし、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０の調整コマンドが全て実行されるまで（コマンド・カウンタの値が調整コマンドの数（TOTAL_ACTIONS）＋１となるまで）、ステップＳ２０３以降の処理を繰り返す。そして、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０の調整コマンドが全て実行され、コマンド・カウンタの値が調整コマンドの数（TOTAL_ACTIONS）＋１となった段階（ステップＳ２０９で肯定判定となった段階）で、ステップＳ２１０において、帯域調整の指示が終了した旨をストリーミング送信ユニット２００に対して通知し、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）を終了する。

一方、ステップＳ２０１で帯域調整コマンドリストＤＴ９３０に運転アシスト系の機器に対するコマンドが含まれていないと判定され、ステップＳ２１１に進んだ場合には、ステップＳ２１１において、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０のコマンドを指示するコマンド・カウンタを「１」に初期化する。そして、ステップＳ２１２において、コマンド・カウンタに示されるアクションを行うように、調整コマンドの実行を要求する。このステップＳ２１２での処理の結果、帯域幅の調整が必要なストリーミング送信ユニット２００（ここではエンタテインメント系機器）に対する調整コマンドが実行され、ストリーミング送信ユニット２００側で、使用する帯域幅の調整が行われることになる。

次に、ステップＳ２１３において、次のアクションを行うようにコマンド・カウンタの値をインクリメントし、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０の調整コマンドが全て実行されるまで（コマンド・カウンタの値が調整コマンドの数＋１となるまで）、ステップＳ２１２以降の処理を繰り返す。そして、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０の調整コマンドが全て実行され、コマンド・カウンタの値が調整コマンドの数＋１となった段階（ステップＳ２１４で肯定判定となった段階）で、ステップＳ２１５において、帯域調整の指示が終了した旨をストリーミング送信ユニット２００に対して通知し、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）を終了する。

[ストリーミング送信ユニットでの処理]
次に、本発明を適用したバス通信システムにおいて、ストリーミング送信ユニット２００により実行される使用帯域の設定に関連する処理について説明する。ストリーミング送信ユニット２００では、使用帯域の設定に関連する処理として、帯域確保要求部２２１及び帯域幅調整部２２３において主に以下の４つの処理（ＳＦ１〜ＳＦ４）が行われる。

ＳＦ１：帯域確保の要求処理
この帯域確保の要求処理では、マスタユニット１００に対して、データストリーミングの送信を行うための帯域確保の要求が行われる。ここでの要求処理は、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２に基づいて行われ、例えば、データストリーミングを最大ＱＯＳで送信する場合に必要となる第１の要求帯域幅、標準ＱＯＳで送信する場合に必要となる第２の要求帯域幅、最小ＱＯＳで送信する場合に必要となる第３の要求帯域幅といったように、複数の帯域幅を指定した要求が行われる。

ＳＦ２：帯域セット処理
この帯域セット処理では、マスタユニット１００からの帯域割り当て可能通知に従って、割り当て可能な帯域幅を当該ストリーミング送信ユニット２００がデータストリーミングの送信を行うための帯域として設定する処理が行われる。

ＳＦ３：帯域幅削減処理
この帯域幅削減処理では、マスタユニット１００からの調整コマンドの実行指示に従って、データストリーミングの送信に使用する帯域の削減が行われる。具体的には、例えば帯域確保の要求処理（ＳＦ１）において最大ＱＯＳに対応した第１の帯域幅、標準ＱＯＳに対応した第２の帯域幅、最小ＱＯＳに対応した第３の帯域幅での要求を行っていた場合、帯域セット処理（ＳＦ２）において第１の帯域幅での設定を行った場合には、マスタユニット１００からの調整コマンドの実行指示に従い、第１の帯域幅が第２の帯域幅或いは第３の帯域幅へと変更され、帯域セット処理（ＳＦ２）において第２の帯域幅での設定を行った場合には、マスタユニット１００からの調整コマンドの実行指示に従い、第２の帯域幅が第３の帯域幅へと変更されることになる。

ＳＦ４：使用帯域確定処理
この使用帯域確定処理では、帯域セット処理（ＳＦ２）において設定された帯域を、当該ストリーミング送信ユニット２００がデータストリーミングの送信を行うための帯域として確定する処理が行われる。この使用帯域確定処理によって使用帯域が確定されると、この帯域及びチャンネルを使用して、当該ストリーミング送信ユニット２００によるデータストリーミングの送信が行われることになる。このとき、ストリーミング送信ユニット２００によるデータストリーミングの送信は、使用するチャンネルの帯域幅に対応したＱＯＳで行われる。すなわち、ストリーミング送信ユニット２００は、使用帯域確定処理で確定された使用帯域の帯域幅に応じて、データストリーミングのＱＯＳを適宜変更しながら当該データストリーミングの送信を行う。

図１７は、ストリーミング送信ユニット２００により実行される使用帯域の設定に関連する一連の処理の流れを示すフローチャートである。ストリーミング送信ユニット２００は、データストリーミングの送信を行おうとする際に、先ず、ステップＳ１１において、ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル２２２を参照しながら帯域確保の要求処理（ＳＦ１）を行って、マスタユニット１００からの応答待ちの状態（ステップＳ１２）に移行する。

そして、ステップＳ１２において、マスタユニット１００から何らかの応答があった場合には、ステップＳ１３に進んで、マスタユニット１００からの応答が、当該ストリーミング送信ユニット２００が確保要求した帯域の確保が可能であることを示す帯域割り当て可能通知であるか否かを判定する。ここで、マスタユニット１００からの応答が帯域割り当て可能通知である場合（ステップＳ１３で肯定判定の場合）には、次のステップＳ１４において帯域セット処理（ＳＦ２）を行って、ステップＳ１２のマスタユニット１００からの応答待ちの状態へとリターンする。

一方、マスタユニット１００からの応答が帯域割り当て可能通知でない場合（ステップＳ１３で否定判定の場合）には、ステップＳ１５において、マスタユニット１００からの応答が、既に設定している使用帯域幅の変更を促す調整コマンドの実行指示であるか否かを判定する。ここで、マスタユニット１００からの応答が調整コマンドの実行指示である場合（ステップＳ１５で肯定判定の場合）には、次のステップＳ１６において帯域幅削減処理（ＳＦ３）を行って、ステップＳ１２のマスタユニット１００からの応答待ちの状態へとリターンする。

一方、マスタユニット１００からの応答が調整コマンドの実行指示でない場合（ステップＳ１５で否定判定の場合）には、ステップＳ１７において、マスタユニット１００からの応答が、当該ストリーミング送信ユニット２００が確保要求した帯域の確保が不可能であることを示す帯域割り当て否定通知であるか否かを判定する。ここで、マスタユニット１００からの応答が帯域割り当て否定通知である場合（ステップＳ１７で肯定判定の場合）には、ステップＳ１１に戻って改めて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）を行って以降の処理を繰り返す一方、マスタユニット１００からの応答が帯域割り当て否定通知でもない場合（ステップＳ１７で否定判定の場合）には、ステップＳ１８において、マスタユニット１００からの応答に従ったその他の処理を行った上で、ステップＳ１２のマスタユニット１００からの応答待ちの状態へとリターンする。

マスタユニット１００からの応答待ちの状態は、マスタユニット１００において帯域割り当ての調整が可能な所定時間の間継続され、ステップＳ１９において所定時間が経過したと判定されると、次のステップＳ２０において、当該ストリーミング送信ユニット２００がデータストリーミングの送信を行うために使用する帯域がセット済みであるか否かを確認し、使用帯域がセット済みでない場合（ステップＳ２０で否定判定）の場合には、ステップＳ１１に戻って改めて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）を行って以降の処理を繰り返す一方、使用帯域がセット済みであれば（ステップＳ２０で肯定判定）、次のステップＳ２１において、使用帯域確定処理（ＳＦ４）を行って、使用帯域の設定に関連する一連の処理を終了する。

［システム動作］
次に、本発明を適用したバス通信システムにおける動作の概要について、具体的な例を挙げながら説明する。なお、ここでは、ストリーミング送信ユニット２００として機器Ａ、機器Ｂ、機器Ｃの３つの機器がネットワーク上に存在するものとして説明する。

ケース１：十分な残帯域がある場合の帯域割り当て
例えば図１８に示すように、ストリーミング送信ユニット２００である機器Ａにおいて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）が行われ、マスタユニット１００に対して帯域確保の要求がなされると、マスタユニット１００が、この機器Ａからの帯域確保の要求を受けて、残帯域査定処理（ＭＦ１）を行う。具体的には、機器Ａが最大ＱＯＳに対応した要求帯域幅として４０μｓｅｃ、標準ＱＯＳに対応した要求帯域幅として３５μｓｅｃ、最小ＱＯＳに対応した要求帯域幅として２０μｓｅｃの確保要求を行った場合、マスタユニット１００は、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内で既にチャンネル設定されている帯域を除く残帯域で、例えば最大ＱＯＳに対応した４０μｓｅｃの確保が可能かどうかを確認する。

ここで、確保要求されている帯域幅に対して残帯域が十分であれば、マスタユニット１００は、チャンネル・帯域割り当て処理（ＭＦ３）を行う。具体的には、例えば図１９（ａ）に示すように、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内に全くチャンネルが設定されていない場合には、残帯域は１００μｓｅｃであり、機器Ａが確保要求している最大ＱＯＳに対応した４０μｓｅｃの帯域幅の確保が十分に可能であるので、マスタユニット１００は、機器Ａに対して帯域割り当て可能通知を行うとともに、機器Ａがデータストリーミングの送信に使用するチャンネルとして４０μｓｅｃの帯域幅のチャンネルを設定する。また、これに伴って、マスタユニット１００は、図１９（ｂ）に示すように、設定したチャンネルの情報や機器Ａからの要求帯域幅の情報をチャンネル・帯域幅管理テーブル１２２に書き込む。

機器Ａ側では、帯域確保の要求処理（ＳＦ１）に対する応答として、マスタユニット１００から帯域割り当て可能通知を受信すると、帯域セット処理（ＳＦ２）を行って、確保要求した帯域幅をデータストリーミングの送信を行うための帯域として設定する。

ケース２：十分な残帯域がないが、調整が可能な場合の帯域割り当て
例えば図２０に示すように、ストリーミング送信ユニット２００である機器Ｃにおいて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）が行われ、これを受けてマスタユニット１００が残帯域査定処理（ＭＦ１）を行った結果、確保要求されている帯域幅に対して残帯域が十分でない場合には、マスタユニット１００において帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）が行われる。具体的には、例えば図２１に示すように、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内に、機器Ａがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル１、機器Ｂがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル２が既に設定されている場合においては、残帯域は２０μｓｅｃであり、機器Ｃからの帯域確保要求が最小ＱＯＳに対応した帯域幅でも２２μｓｅｃであった場合には、マスタユニット１００は残帯域が十分でないと判定して帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を行う。

帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）では、先ず、必要な帯域幅の増加量（本例では２μｓｅｃ）を計算するとともに、図２２（ａ）に示すような単一帯域削減テーブルＤＴ９００を作成する。本例では、機器Ａに割り当てられた最大ＱＯＳに対応した帯域幅４０μｓｅｃを標準ＱＯＳに対応した帯域幅３５μｓｅｃに変更することで削減可能な帯域幅５μｓｅｃ、機器Ａに割り当てられた最大ＱＯＳに対応した帯域幅４０μｓｅｃを最小ＱＯＳに対応した帯域幅２０μｓｅｃに変更することで削減可能な帯域幅２０μｓｅｃ、機器Ｂに割り当てられた最大ＱＯＳに対応した帯域幅４０μｓｅｃを標準ＱＯＳに対応した帯域幅３５μｓｅｃに変更することで削減可能な帯域幅５μｓｅｃ、機器Ｂに割り当てられた最大ＱＯＳに対応した帯域幅４０μｓｅｃを最小ＱＯＳに対応した帯域幅２０μｓｅｃに変更することで削減可能な帯域幅２０μｓｅｃが、それぞれ単一帯域削減テーブルＤＴ９００に格納される。

次に、単一帯域削減テーブルＤＴ９００に格納されている削減可能な帯域幅の情報を値が小さい順に並べ替えて、図２２（ｂ）に示すようなソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓを作成する。そして、このソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓを参照しながら、必要な帯域幅の増加量以上の削減可能な帯域幅を探し、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅のうちで、必要な帯域幅の増加量に最も近い値を選択して、図２２（ｃ）に示すような帯域調整コマンドリストＤＴ９３０を作成する。本例においては、必要な帯域幅の増加量が２μｓｅｃであるので、この処理により、例えば、機器Ａに割り当てられた最大ＱＯＳに対応した帯域幅４０μｓｅｃを標準ＱＯＳに対応した帯域幅３５μｓｅｃに変更することで削減可能な帯域幅５μｓｅｃが選択され、機器Ａに対して割り当てた帯域幅を４０μｓｅｃから３５μｓｅｃへと変更することを指示する調整コマンドが記載された帯域調整コマンドリストＤＴ９３０が作成される。

マスタユニット１００は、帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）により帯域調整コマンドリストＤＴ９３０を作成すると、チャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理（ＭＦ５）を行い、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０に記載された調整コマンドの実行を指示する。本例においては、帯域調整コマンドリストＤＴ９３０には、機器Ａに対して割り当てた帯域幅を４０μｓｅｃから３５μｓｅｃへと変更することを指示する調整コマンドが記載されているので、機器Ａに対して調整コマンドの実行が指示され、機器Ａにおいて、帯域幅削減処理（ＳＦ３）が行われる。そして、機器Ａからマスタユニット１００に対して帯域幅削減処理の終了が通知されると、マスタユニット１００は、機器Ｃに対して帯域割り当て可能通知を行うとともに、機器Ｃがデータストリーミングの送信に使用するチャンネルとして２２μｓｅｃの帯域幅のチャンネル３を設定する。また、これに伴って、マスタユニット１００は、チャンネル・帯域幅管理テーブル１２２の内容を図２３に示すように、帯域割り当ての調整を反映させたかたちに更新する。また、機器Ｃは、マスタユニット１００からの帯域割り当て可能通知を受信すると、帯域セット処理（ＳＦ２）を行って、確保された帯域幅をデータストリーミングの送信を行うための帯域として設定する。

ケース３：十分な残帯域がなく、且つ調整が不可能な場合
例えば図２４に示すように、ストリーミング送信ユニット２００である機器Ｃにおいて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）が行われ、これを受けてマスタユニット１００が残帯域査定処理（ＭＦ１）を行った結果、確保要求されている帯域幅に対して残帯域が十分でない場合には、上述したケース２と同様に、マスタユニット１００において帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）が行われる。具体的には、例えば図２５に示すように、データ転送サイクルにおけるデータストリーミング転送帯域内に、機器Ａがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル１、機器Ｂがデータストリーミングの送信を行うためのチャンネルとして４０μｓｅｃのチャンネル２が既に設定されている場合においては、残帯域は２０μｓｅｃであり、機器Ｃからの帯域確保要求が最小ＱＯＳに対応した帯域幅でも７０μｓｅｃであった場合には、マスタユニット１００は残帯域が十分でないと判定して帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）を行う。

帯域調整性の査定処理（ＭＦ２）では、上述したケース２と同様に、先ず、必要な帯域幅の増加量（本例では５０μｓｅｃ）を計算するとともに、図２６（ａ）に示すような単一帯域削減テーブルＤＴ９００、図２６（ｂ）に示すようなソートした単一削減テーブルＤＴ９００Ｓを作成する。そして、このソートした単一帯域削減テーブルＤＴ９００Ｓを参照しながら、必要な帯域幅の増加量以上の削減可能な帯域幅を探し、必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅がなければ、削減可能な帯域幅の組み合わせを求めて、図２６（ｃ）に示すような多重削減テーブルＤＴ９１０を作成する。そして、この多重削減テーブルＤＴ９１０に格納されている組み合わせによる削減可能な帯域幅を値が小さい順に並べ替えて、図２６（ｄ）に示すようなソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓを作成する。

そして、このソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓを参照しながら、必要な帯域幅の増加量以上の削減可能な帯域幅を探す。本例では、ソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓに格納されている最大の削減可能な帯域幅が４０μｓｅｃであるのに対して、必要な帯域幅の増加量が５０μｓｅｃであり、ソートした多重削減テーブルＤＴ９１０Ｓから必要な帯域幅の増加量以上の値の削減可能な帯域幅を選択することはできない。したがって、マスタユニット１００は、帯域幅の調整が不可能であると判定して、帯域割り当て否定通知処理（ＭＦ４）を行い、機器Ｃに対して、要求された帯域幅の確保ができない旨を通知する。

機器Ｃ側では、帯域確保の要求処理（ＳＦ１）に対する応答として、マスタユニット１００から帯域割り当て否定通知を受信すると、必要な場合には、改めて帯域確保の要求処理（ＳＦ１）を行う。そして、マスタユニット１００から帯域割り当て可能通知が送られた段階で帯域セット処理（ＳＦ２）を行って、設定した帯域を使用してデータストリーミングの送信を実施する。

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本発明を適用したバス通信システムでは、データストリーミングの送信を行おうとするストリーミング送信ユニット２００がマスタユニット１００に対して帯域確保の要求を行う際に、単一の帯域幅ではなく、送信するデータストリーミングのＱＯＳに応じた複数の帯域幅で帯域確保の要求を行うようにしている。そして、マスタユニット１００が、各ストリーミング送信ユニット２００が要求した複数の帯域幅の情報をチャンネル・帯域情報管理テーブル１２２に記憶させておくことで、複数のストリーミング送信ユニット２００からの帯域確保の要求に対して、このチャンネル・帯域情報管理テーブル１２２を参照しながら、各ストリーミング送信ユニット２００に対する帯域割り当てを統合的に調整するようにしている。したがって、本発明を適用したバス通信システムによれば、データ転送サイクル内で完結した帯域割り当ての調整を行うことができ、データ転送サイクル内における帯域の効率的な利用を促進することができる。

なお、以上説明したバス通信システムは本発明の具体的な一実施形態であり、本発明が以上の例に限定されるものではない。したがって、例えば、マスタユニット１００やストリーミング送信ユニット２００での細かな処理内容等については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。また、以上の説明では、マスタユニット１００による帯域割り当ての統合的な調整の例として、あるストリーミング送信ユニット２００からの帯域確保の要求に応じて既に設定されたチャンネルの帯域幅を削減することで、他のストリーミング送信ユニット２００に対して新たなチャンネル設定（帯域割り当て）を行えるようにする場合を例示したが、データ転送サイクルのデータストリーミング転送用帯域内に空きがあれば、マスタユニット１００による統合的な帯域割り当ての調整により、既に設定されたチャンネルの帯域幅を増加させることも可能である。

また、以上の例は、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したバス通信システムに本発明を適用した例であるが、本発明は、シリアルバスに接続された複数の機器間で時分割多重によりデータ通信を行うのに先立ち、データ通信の管理を行うマスタ機器がデータの送信元となるデータ送信機器に対して使用可能な帯域の割り当てを行うバス通信システムに対して広く適用可能である。

本発明を適用したバス通信システムの概略構成を示す図である。 ＩＥＥＥ１３９４規格によるデータ通信におけるデータ転送サイクルを説明する図である。 データ転送サイクルのデータストリーミング転送用帯域に４０μｓｅｃの帯域幅でチャンネル１とチャンネル２とが既に設定されており、残りの帯域の帯域幅が２０μｓｅｃとなっている例を示す図である。 図３に示した状態では２２μｓｅｃのチャンネル３の設定が行えないことを説明する図である。 ストリーミング送信ユニットがマスタユニットに対して帯域確保の要求を行う際に指定する複数の帯域幅の具体例を示す図である。 チャンネル・帯域情報管理テーブルの記載例を示す図である。 既に設定した他のチャンネルの帯域幅をチャンネル・帯域情報管理テーブルに記載されている他の帯域幅に変更することで帯域確保が可能となるかどうかを確認する様子を説明する図である。 チャンネル１の帯域幅を４０μｓｅｃから３５μｓｅｃへと変更した場合のチャンネル・帯域情報管理テーブルの記載例を示すずである。 本発明を適用したバス通信システムにおけるマスタユニットの構成を示す図であり、（ａ）はマスタユニットの全体構成を示す図、（ｂ）はデータ通信管理部の内部構成を示す図である。 チャンネル・帯域情報管理テーブルのデータ格納形式を示す図である。 本発明を適用したバス通信システムにおけるストリーミング送信ユニットの構成を示す図であり、（ａ）はストリーミング送信ユニットの全体構成を示す図、（ｂ）は帯域幅管理部の内部構成を示す図である。 マスタユニットにより実行される帯域割り当てに関連する一連の処理の流れを示すフローチャートである。 マスタユニットでの帯域幅調整性の査定処理において参照されるデータ及び出力されるデータの一例を表すデータ・フローである。 マスタユニットでの帯域幅調整性の査定処理における詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 マスタユニットでのチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理において参照されるデータ及び出力されるデータの一例を表すデータ・フローである。 マスタユニットでのチャンネル・帯域割り当て調整コーディネーション処理における詳細な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ストリーミング送信ユニットにより実行される使用帯域の設定に関連する一連の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明を適用したバス通信システムにおける動作の概要を説明する図であり、十分な残帯域がある場合の帯域割り当て（ケース１）での動作概要を示す図である。 十分な残帯域がある場合の帯域割り当て（ケース１）でのマスタユニットでの処理を説明する図であり、（ａ）は残帯域査定処理を説明する図、（ｂ）はチャンネル・帯域割り当て処理を説明する図である。 本発明を適用したバス通信システムにおける動作の概要を説明する図であり、十分な残帯域がないが、調整が可能な場合の帯域割り当て（ケース２）での動作概要を示す図である。 十分な残帯域がないが、調整が可能な場合の帯域割り当て（ケース２）でのマスタユニットによる残帯域査定処理を説明する図である。 十分な残帯域がないが、調整が可能な場合の帯域割り当て（ケース２）でのマスタユニットによる帯域調整性査定処理を説明する図であり、（ａ）は単一帯域削減テーブルの例を示す図、（ｂ）はソートした単一削減テーブルの例を示す図、（ｃ）は帯域調整コマンドリストの例を示す図である。 チャンネル・帯域幅管理テーブルの内容を、帯域割り当ての調整を反映させたかたちに更新した様子を示す図である。 本発明を適用したバス通信システムにおける動作の概要を説明する図であり、十分な残帯域がなく、且つ調整が不可能な場合（ケース３）での動作概要を示す図である。 十分な残帯域がなく、且つ調整が不可能な場合（ケース３）でのマスタユニットによる残帯域査定処理を説明する図である。 十分な残帯域がなく、且つ調整が不可能な場合（ケース３）でのマスタユニットによる帯域調整性査定処理を説明する図であり、（ａ）は単一帯域削減テーブルの例を示す図、（ｂ）はソートした単一削減テーブルの例を示す図、（ｃ）は多重削減テーブルの例を示す図、（ｄ）はソートした多重削減テーブルの例を示す図である。

符号の説明

１００ マスタユニット
１２０ データ通信管理部
１２１ 帯域割り当て部
１２２ チャンネル・帯域情報管理テーブル
１２３ 車両状態監視部
２００ ストリーミング送信ユニット
２２０ 帯域幅管理部
２２１ 帯域確保要求部
２２２ ＱＯＳ・帯域幅管理テーブル
２２３ 帯域幅調整部

Claims (4)

1. シリアルバスに接続された複数の機器間で時分割多重によりデータ通信を行うのに先立ち、データ通信の管理を行うマスタ機器がデータの送信元となるデータ送信機器に対して使用可能な帯域の割り当てを行うバス通信システムにおいて、
   前記データ送信機器が、
   送信するデータの品質に対応した複数の帯域幅で、前記マスタ機器に対して帯域確保の要求を行う帯域確保要求手段と、
   前記帯域確保要求手段で要求した複数の帯域幅のうち、前記マスタ機器により割り当てられた帯域幅で、当該帯域幅に対応した品質のデータの送信処理を行うデータ送信手段とを備え、
   前記マスタ機器が、
   前記データ送信機器から確保要求があった複数の帯域幅の情報を当該データ送信機器の識別情報と対応付けて記憶しておくテーブル手段と、
   前記テーブル手段を参照して、複数のデータ送信機器に対する帯域の割り当てを統合的に調整する帯域割り当て調整手段と、
   前記帯域割り当て調整手段で調整した帯域割り当ての結果を、帯域確保の要求を行った各データ送信機器に通知する帯域割り当て通知手段とを備えること
   を特徴とするバス通信システム。
2. 前記帯域割り当て調整手段は、先行して帯域確保の要求があったデータ送信機器に対して既に割り当てた帯域幅を当該データ送信機器が要求した複数の帯域幅のうちの他の帯域幅に変更することで、後に帯域確保の要求があった他のデータ送信機器から要求された複数の帯域幅の何れかが確保できる場合には、先行して帯域確保の要求があったデータ送信機器に対して既に割り当てた帯域幅を前記他の帯域幅に変更するとともに、後に帯域確保の要求があった他のデータ送信機器に対して、確保可能な帯域幅を割り当てること
   を特徴とする請求項１に記載のバス通信システム。
3. 前記データ送信機器として、車両に搭載されたエンタテインメント系機器と、車両に搭載された運転アシスト系機器とを含み、
   前記帯域割り当て調整手段は、車両走行中においては、エンタテインメント系機器を対象として前記帯域幅の変更を行うこと
   を特徴とする請求項２に記載のバス通信システム。
4. シリアルバスに接続された複数の機器間で時分割多重によりデータ通信を行うのに先立ち、データ通信の管理を行うマスタ機器がデータの送信元となるデータ送信機器に対して使用可能な帯域の割り当てを行う方法であって、
   前記データ送信機器が、送信するデータの品質に対応した複数の帯域幅で、前記マスタ機器に対して帯域確保の要求を行い、
   前記マスタ機器が、前記データ送信機器から確保要求があった複数の帯域幅の情報を当該データ送信機器の識別情報と対応付けてテーブル手段に記憶するとともに、当該テーブル手段を参照して、複数のデータ送信機器に対する帯域の割り当てを統合的に調整し、調整した帯域割り当ての結果を、帯域確保の要求を行った各データ送信機器に通知し、
   前記データ送信機器が、前記マスタ機器に対して要求した複数の帯域幅のうち、前記マスタ機器により割り当てられた帯域幅で、当該帯域幅に対応した品質のデータの送信処理を行うこと
   を特徴とする帯域割り当て方法。

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