JP2007166043A - 通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】起動時に、データ送信のタイムスロットを確保するまでの時間を短縮することができ、データ送信に利用できる時間を長く設定でき、データ転送の効率をさらに向上させることができるようにする。
【解決手段】本発明の通信タイミング制御装置は、他ノードから受信したタイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードが送信するタイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからのタイミング信号の受信タイミングに基づいて、データ信号の送信タイムスロットを決定する通信タイミング制御を行なう通信タイミング制御手段と、通信タイミング制御手段による通信タイミング制御の実行を、各ノードに割り当てられた所定の起動順位に基づく実行タイミングで起動させる起動制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムに関し、特に、複数のノードでなる通信システムにおける各ノードのデータ送信タイミングを制御する装置及び方法に関する。

例えば、センサネットワークや無線ＬＡＮ（Local Area Network）のような無線通信ネットワークでの各ノードのデータ送信タイミングを決定する方法として、例えば、各自ノードが自律的に送信タイミングを決定するＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance）がある（非特許文献１参照）。

しかし、ＣＳＭＡ／ＣＡではトラフィックが多くなるほど、オーバヘッドが大きくなり通信効率が低下してしまう。そこで、特許文献１に開示されているような、アクセス制御での簡素化した衝突回避機能を用いて、通信効率を向上させる技術が提案されている。

特許文献１には、ネットワークを構成する複数のノードが、自律的にデータ送信に係るタイムスロットを決定する通信タイミング制御技術が開示されている。

各ノードは、通信タイミング信号（インパルス信号）をほぼ周期的に送信すると共に、また周囲のノードから通信タイミング信号を受信し、自ノードの送信タイミングの調整を行なう。ネットワークにおいて、データ信号を送信しようとするノードは、自ノードからの通信タイミング信号を送信してから、他ノードが通信タイミング信号を送信する直前までデータ信号を送信することができる。

なお、通信タイミング制御を開始後、データを送信するのに必要なタイムスロットが自ノードに割り当てられればデータ送信を開始することができる。

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 特開２００５−９４６６３号公報

ところで、特許文献１に開示された通信タイミング制御技術を採用すると、各ノードは、通信タイミングを開始してからデータを送信するのに必要なタイムスロットが自ノードに割り当てられるまで、データ信号の送信を停止している。

そのため、起動時に、データ送信のタイムスロットを確保するまでの時間（これを収束時間という）を短縮することができ、データ送信に利用できる時間を長く設定でき、データ転送の効率をさらに向上させることができる通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムが求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の通信タイミング制御装置は、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通信タイミング制御装置において、（１）他ノードから受信したタイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードが送信するタイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからのタイミング信号の受信タイミングに基づいて、データ信号の送信タイムスロットを決定する通信タイミング制御を行なう通信タイミング制御手段と、（２）通信タイミング制御手段による通信タイミング制御の実行を、各ノードに割り当てられた所定の起動順位に基づく実行タイミングで起動させる起動制御手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の通信タイミング制御方法は、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通信タイミング制御装置の通信タイミング方法において、（１）通信タイミング制御手段が、他ノードから受信したタイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードが送信するタイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからのタイミング信号の受信タイミングに基づいて、データ信号の送信タイムスロットを決定する通信タイミング制御を行なう通信タイミング制御工程と、（２）制御手段が、通信タイミング制御手段による通信タイミング制御の実行を、各ノードに割り当てられた所定の起動順位に基づく実行タイミングで起動させる起動制御工程とを有することを特徴とする。

第３の本発明のノードは、第１の本発明の通信タイミング制御装置を有することを特徴とする。

第４の本発明の通信システムは、第３の本発明のノードを複数有して構成されることを特徴とする。

本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムによれば、起動時に、データ送信のタイムスロットを確保するまでの時間を短縮することができ、データ送信に利用できる時間を長く設定でき、データ転送の効率をさらに向上させることができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムの実施形態を図面を参照して説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）通信タイミング制御装置
図２は、本実施形態に係る通信システム（ネットワーク）を構成する複数のノードの配置例を示す。図２は、９台のノード１〜９でなる通信システムであり、各ノード１〜９が有する内部構成は同じであるものとする。

図２において、矢印はノード間で直接データ信号を送受信できることを表わしている。つまり、例えば、ノード１は、自ノードも含めてノード２及び４の３ノード間でデータ信号を送受信することができる位置にある。同様に、ノード２は４ノード間、ノード５は５ノード間でデータ信号の送受信を行なうことができる位置にある。

また、各ノードによる通信タイミング信号（インパルス信号）の送受信は、データ信号の到達距離の２倍の距離範囲のノードとも行なっているとする。例えば、ノード１は、自ノードを含めノード２、３、４、５及び７の６ノード間で通信タイミングを取り合っている。同様に、ノード２は、ノード１、３、４、５、６及び８との７ノード間で、ノード５については全９ノード間で通信タイミングを取り合っているものとする。

図１は、各ノード１〜９が搭載する通信タイミング制御装置１０Ａの内部構成を示す機能ブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ａは、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、近傍ノード数測定手段１４、起動時間設定手段１５、データ通信手段１６、を少なくとも有して構成される。

通信タイミング信号受信手段１１は、近傍のノードＮ（例えば、そのノードの発信電波が届く範囲に存在する他のノード）が送信した通信タイミング信号（インパルス信号）を受信するものである。

ここで、通信タイミング信号（インパルス信号）は、データ送信に係るタイミング信号として、近傍のノードと授受しあうものであり、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。

また、本実施形態では、通信タイミング信号受信手段１１は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形成形したもの、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に与える。

通信タイミング計算手段１２は、通信タイミング信号受信手段１１から与えられた通信タイミング信号（インパルス信号）に基づいて、自ノードの通信タイミングを規定する位相信号を形成し、自ノードの通信タイミング信号の送信タイミングとデータ送信タイミングを決定するものである。なお、通信タイミング計算手段１２の構成例の詳細については後述する。

通信タイミング信号送信手段１３は、通信タイミング計算手段１２が決定したタイミングで通信タイミング信号（インパルス信号）をネットワークに送信するものである。

データ通信手段１６は、通信タイミング計算手段１２が決定したデータ通信タイミングでデータ信号を送信するものである。また、データ通信手段１６は、ネットワークから到来したデータ信号を受信するものである。

近傍ノード数測定手段１４は、通信タイミング計算手段１２が直接通信タイミングを取り合っているノード数を測定し、その測定したノード数を近傍ノード数として保持するものである。また、近傍ノード数測定手段１４は、保持している近傍ノード数を起動時間設定手段１５に与えるものである。

ここで、近傍ノード数測定手段１４における近傍ノード数の保持の方法について説明する。

例えば、近傍ノード数測定手段１４は、受信した通信タイミング信号（インパルス信号）に付与されている送信元アドレスに基づいて受信ノードを検出し、受信ノードリスト１４ａを作成する。このとき、送信元アドレスに基づいて受信ノードリスト１４ａへの重複登録がないように、受信ノードリスト１４ａを作成する。そして、近傍ノード数測定手段１４は、受信ノードリスト１４ａにリストアップされているノード数を近傍ノード数として測定する。

また、近傍ノード数測定手段１４は、近傍ノード数が時間経過により変動し得るものであるため、予め定めておいた時間内に受信した通信タイミング信号について測定するものとする。

なお、通信タイミング計算手段で同様の機能を持っているならば、近傍ノード数測定手段１４を設置する必要はない。

起動時間設定手段１５は、通信タイミング計算手段１２の動作を監視しており、再起動する通信タイミング計算手段１２の通信タイミング制御を開始する起動時間を決定するものである。

これにより、通信タイミング計算手段１２による通信タイミング制御に基づいて、次の再起動時の通信タイミング制御の起動時間を設定しておくことができる。

また、起動時間設定手段１５は、通信タイミング計算手段１２の通信タイミング制御が再起動する際（例えば、通信タイミング計算手段１２から開始要求を受けると）、設定した起動時間に従って開始信号を通信タイミング計算手段１２に与えて、再起動させる。

本実施形態において、起動時間設定手段１５は、起動待機時間設定テーブル１５ａを参照し、近傍ノード数測定手段１４が測定した近傍ノード数に基づく所定の優先度を決定し、その優先度に応じた待機時間を設けることで、通信タイミング計算手段１２の通信タイミング制御を開始する時間を決定する。

起動時間設定手段１５は、例えば、近傍ノード数が多いノードほど、待機時間を少なくし、通信タイミング制御を早めに起動させるように設定する。優先度による通信タイミング開始の違いは、例えば、１優先度下がるごとに１フレーム周期に相当する時間だけ開始を遅らせるようにする。

（Ａ−１−２）通信タイミング計算手段の構成の詳細説明
通信タイミング信号受信手段１１は、近傍のノードＮ（例えば、そのノードの発信電波が届く範囲に存在する他のノード）が送信した通信タイミング信号（インパルス信号）を受信するものである。

ここで、通信タイミング信号（インパルス信号）は、データ送信に係るタイミング信号として、近傍のノードと授受しあうものであり、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。

また、本実施形態では、通信タイミング信号受信手段１１は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形成形したもの、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に与える。

通信タイミング計算手段１２は、通信タイミング信号受信手段１１から与えられた通信タイミング信号（インパルス信号）に基づいて、自ノードの通信タイミングを規定する位相信号を形成し、自ノードの通信タイミング信号の送信タイミングとデータ送信タイミングを決定するものである。

ここで、自ノードをノード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、自ノードの状態変数信号と見ることもできる。

（１）式は、通信タイミング信号受信手段１１から与えられた信号に基づいて、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わしている式である。（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）を表わしており、右辺第２項が非線形変化分を表わしている。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（ｋは１〜Ｎまでとする）から受信したインパルス信号を表わしている。

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る式である。

近傍のノードＮ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Ｎ間におけるインパルス信号の送信タイミング等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Ｎ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）に陥ってしまう減少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るようにしてもよい。また、関数σ（ｔ）の定数項πに代えて、π以外の定数λ（０＜λ＜２π）を用いてもよく、この場合、近傍ノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうとする機能をする。

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３及び図４を用いて詳述する。なお、図３及び図４に示す状態変化は、通信タイミング信号送信手段１３の機能も関係している。

図３及び図４は、ある１つのノードに着目したときに、着目ノード（自ノード）と近傍ノード（他ノード）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３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３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つの質点は相互に逆相になろうとし、仮に、図３（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３（ｂ）に示す状態（過渡状態）を経て、図３（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）とする回転をしている。ここで、ノード間でインパルス信号の送受信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（例えば０）のときに出力インパルス信号を発信するとした場合、互いのノードにおける発信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。

また、図４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。

通信タイミング計算手段１２は、得られた位相信号θｉ（ｔ）に基づいて、喜寿運インパルス信号の送信タイミングを定めて、通信タイミング信号送信手段１３に指示する。すなわち、位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相α（０≦α＜２π）になると、基準インパルス信号の送信を指示する。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３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からの出力インパルス信号の送信タイミングと、ノードｊからの出力インパルス信号の送信タイミングとはπだけずれている。

また、通信タイミング計算手段１２は、自ノードや１又は複数の近傍ノードの間で行なわれる基準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３（ｂ）、図４（ｂ）参照）あるいは「定常状態」（図３（ｃ）、図４（ｃ）参照）のいずれの状態にあるかを判定するものである。通信タイミング計算手段１２は、インパルス信号（基準インパルス信号及び応答インパルス信号）の受信タイミング及び基準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。なお、この実施形態の場合には、通信タイミング計算手段１２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）を利用する。

通信タイミング計算手段１２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なう。

（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。ここでは、上記の観測を行った結果、得られる位相信号の値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）△１＝β１，△２＝β２−β１，…，△Ｎ＝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）の周期単位に行ない、相前後する周期における位相差△の変化量（差分）γ１＝△１（τ+１）−△１（τ），γ２＝△２（τ+１）−△２（τ），…，γＮ＝△Ｎ（τ+１）−△Ｎ（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周期に亘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。

通信タイミング計算手段１２は、同調判定結果が「定常状態」を示す場合に、位相信号θｉ（ｔ）の周期毎に、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に基づいて、当該ノードＮからの送信時間（タイムスロット）を定めて、データ通信信号１６に指示する。

タイムスロットは、例えば、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、基準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１０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。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、本発明の通信タイミング制御装置１０Ａの動作を図面を参照しながら説明する。

以下では、まず通信タイミング制御装置１０Ａにおける近傍ノード数の測定処理を図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、近傍ノード数の測定処理を示すフローチャートである。

まず、他のノードから通信タイミング信号（インパルス信号）が到来してくると、通信タイミング信号は、通信タイミング信号受信手段１１に受信され（Ｆ１０１）、通信タイミング計算手段１２に与えられる。

そして、通信タイミング信号が通信タイミング計算手段１２に与えられると、通信タイミング計算手段１２において、所定の通信タイミング制御処理が行なわれる。

また、近傍ノード数測定手段１４では、受信した通信タイミング信号に付与されている送信元アドレスが抽出され（Ｆ１０２）、その送信元アドレスが受信ノードリスト１４ａに存在しているか否かが判断される（Ｆ１０３）。これにより、自ノードと直接通信タイミング制御を取り合っているノード数を測定することができる。

ここで、図６は、受信ノードリスト１４ａの構成例を示す。図６に示すように、受信ノードリスト１４ａは、「ノードの送信元アドレス」と「最終受信時刻」とを有して構成されており、近傍ノード数測定手段１４は、受信した通信タイミング信号の送信元アドレスに基づいて受信ノードリスト１４ａを参照することで、受信ノードを確認することができる。

受信ノードリスト１４ａに受信した通信タイミング信号の送信元アドレスが存在している場合、受信ノードリスト１４ａに登録されている当該送信元アドレスの最終受信時刻を、当該通信タイミング信号の受信時刻に更新する（Ｆ１０４）。

また、受信ノードリスト１４ａに受信した通信タイミング信号の送信元アドレスが存在していない場合、当該送信元アドレスを受信ノードリスト１４ａに追加する（Ｆ１０５）と共に、当該通信タイミング信号の受診時刻を最終受信時刻として記録する（Ｆ１０６）。

また、近傍ノード数測定手段１４により受信ノードリスト１４ａに登録されている各ノードの最終受信時刻が確認され、予め定められた所定時間以上更新されていないノードが受信ノードリスト１４ａに登録されているか否かが判断される（Ｆ１０７）。

そして、最終受信時刻が所定時間以上更新されていないノードが受信ノードリスト１４ａに登録されている場合、当該ノードは自ノードとの間で通信タイミング制御を停止しているものであると判断し、当該ノードの送信元アドレス及び最終受信時刻を受信ノードリスト１４ａから削除する（Ｆ１０８）。

また、最終受信時刻の記録・更新が所定時間未満である場合、Ｆ１０１に戻り、処理を繰り返す。

以上のようにして、自ノードが通信タイミング制御を取り合っているノード数を測定し、保持することができる。

次に、起動時間設定手段１５による起動時間の設定処理を図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、通信タイミング計算手段１２において、送信するデータがなくなり、通信タイミング制御を行なわなくなると、起動時間設定手段１５がそのことを検出し、次に通信タイミング制御を開始させる起動時間の設定処理が行なわれる。

このとき、起動時間設定手段１５は、近傍ノード数測定手段１４の受信ノードリスト１４ａから近傍ノード数を取得し（Ｆ２０１）、起動待機時間設定テーブル１５ａを参照して、近傍ノード数に対応する優先度を決定する（Ｆ２０２）。

また、起動時間設定手段１５は、起動待機時間設定テーブル１５ａを参照し、優先度に従った起動待機時間を設定し、通信タイミング制御を開始させる起動時間を設定し、保持しておく（Ｆ２０３）。

ここで、図８は、起動待機時間設定テーブル１５ａの構成例を示す。図８に示すように、起動待機時間設定テーブル１５ａは、「近傍ノード数」、「優先度」、「待機時間」とがそれぞれ対応付けられて構成されており、「優先度」及び「待機時間」は、自ノードも含めた通信タイミング制御を取り合っているノード数に応じて設定されている。

図８において、本実施形態では、「近傍ノード数：９以上」である場合は、「優先度：１」、「待機時間：０」とし、「近傍ノード数：７〜８」である場合は、「優先度：２」、「待機時間：１フレーム周期」とし、「近傍ノード数：６以下」である場合は、「優先度：３」、「待機時間：２フレーム周期」とする。なお、フレーム周期は、通信タイミング計算手段１２における通信タイミングを規定する位相信号θｉ（ｔ）の周期に相当する。

例えば、図２において、ノード１〜９の全ノードがデータ送信を行なっているものとする。

そうすると、例えば、ノード１においては、通信タイミング制御を取り合っている近傍ノード数が自ノード１も含めて６ノードであるため、「優先度：３」であり「待機時間：２フレーム周期」を保持しておく。

また、例えば、ノード２においては、通信タイミング制御を取り合っている近傍ノード数が自ノード２も含めて７ノードであるため、「優先度：２」がであり「待機時間：１フレーム周期」を保持し、例えば、ノード５においては、通信タイミング制御を取り合っている近傍ノード数が自ノード５も含めて９ノードであるため、「優先度：１」であり「待機時間：０周期」を保持しておく。

そして、通信タイミング制御を起動しようとする際、通信タイミング計算手段１２が起動時間設定手段１５に対して開始要求を与えると、起動時間設定手段１５が、保持している待機時間後に、通信タイミング計算手段１２に起動信号を与える。これにより、起動信号を受けた通信タイミング計算手段１２が、通信タイミング制御を開始するようにする。

このように、各ノード１〜９が、起動時間設定手段１５により決定された優先度に相当する待機時間以上待った後に、通信タイミング制御信号の送信を開始することは、次に示すように、各ノード１〜９間で調和の取れたデータ送信のタイムスロットを形成することができ、データ通信効率を向上させることができる。

図９は、本実施形態のように、ノードの追加毎の直接影響を受ける起動中のノードを表わしたイメージ図である。

上述したように、ノード５は、「待機時間：０」であるから、通信制御開始後すぐに通信タイミング信号の送信を開始する。

次に、ノード２、４、６及び８はそれぞれ、「待機時間：１フレーム周期」であるから、最初の通信制御開始から１フレーム周期期間経過後に通信タイミング信号の送信を開始する。

このとき、ノード２、４、６及び８は、ちょうど１フレーム周期期間経過後に送信開始するのではなく、第２段階開始から第３段階までの間で通信タイミングを送信していく。このようにすることで、ノード２、４、６及び８が同時に送信開始することによるデータ信号の衝突を回避することができる。

ここで、最初の通信制御開始段階から１フレーム周期期間経過後の各ノード１〜９間の通信タイミング制御の開始状態を第２段階といい、この状態を図９（Ａ）に示す。

図９（Ａ）の第２段階においては、最初に通信制御開始をしたノード５と、次に通信制御開始したノード２、４、６及び８との間で、通信タイミング制御を取り合うことができ、この場合、図１０に示すようなタイムスロットを割り当てたとする。

その後、ノード１、３、７及び９は、「待機時間：２フレーム周期」であるから、最初の通信制御開始から２フレーム周期期間経過後に通信タイミング信号の送信を開始する。この最初の通信制御開始から２フレーム周期期間経過後の各ノード１〜９間の通信タイミング制御の開始状態を第３段階といい、この状態を図９（Ｂ）に示す。

図９（Ｂ）の第３段階においては、ノード１、３、７及び９は、近傍ノード数が少ないので、送信開始してすぐにデータ送信のタイムスロットを確保できる可能性が高い。

例えば、図１０に示すタイムスロット構成例において、ノード１は、ノード６やノード８と通信タイミングを取り合わないので、空きタイムスロットと見え、図１０のノード６又はノード８のタイムスロット位置で、通信タイミング信号の送信を開始すれば、近傍ノードであるノード４及び５との間の通信タイミングに変化を与えず、通信タイミング信号の送信開始を行なうことができる。

その他のノード３、７及び９についても、自ノードと空きタイムスロットと見える位置で通信タイミングを行なうことで、既に起動しているノードの通信タイミング調整に影響与えずに済む。

ここで、近傍ノード数が少ないノードから順に通信タイミングの送信開始をした場合の例と、本実施形態の場合とを比較する。

もし、近傍ノード数の少ないノードから通信タイミングを開始したとすると、図１１に示すようになる。

図１１（Ａ）の第２段階において、最初に通信制御を開始したノード１、３、７及び９と、次に通信制御を開始したノード２、４、６及び８との間で、通信タイミング制御を取り合い、図１２に示すようなタイムスロットを割り当てたとする。

なお、図１２において、横軸は時間軸であり、縦はタイムスロットの重なりを示しており、例えば、ノード１とノード８の通信タイミングの位置は同じであることを示す。

その後、図１１（Ｂ）の第３段階において、ノード５が通信制御を開始する際、図１２に示すように、ノード２、４、６及び８のタイムスロットが決まっており、どのようにノード５のタイムスロットを割り当てようとしても、ノード２、４、６及び８のいずれかのタイムスロットと重なるので、通信タイミング調整が必要となり、再度一時的にデータ送信を停止する必要がでてくる。

このように、近傍ノード数が多い程どのタイミングで通信タイミング信号を送信開始してもデータ送信に必要なタイムスロット幅をすぐには確保できない可能性が高くなる。

そこで、本実施形態のように、近傍ノード数が多いノードから通信制御を開始することで、通信タイミング調整を行なわずに済み、通信効率を向上させることができる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、各ノード毎に、直接通信タイミングを取り合っているノード数を測定し、ノード数が少ないノードほど起動開始時間を遅くするようにすることで、通信タイミング調整時、直接周囲のノードに影響のないノードほど開始を待ち、近傍ノードの通信タイミングを見てから自ノードの通信タイミングを開始することで既に開始しているノードのタイミングを変化させなくて済むようになる。

このように、ノードがネットワークに追加することによるタイミング調整の影響が少なくなるので、収束時間を短くすることができデータ送信を効率よく行なうことができるようになるという効果が得られる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、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て説明する。

本実施形態は、各ノードの通信タイミング制御装置が、自ノードに割り当てたタイムスロット幅の違いに応じて待機時間を設定し、通信タイミング制御を開始させる点に特徴がある。

そのため、第１の実施形態のように、各ノードの通信タイミング計算手段１２が均等なタイムスロットを割り当てる場合にも適用できるが、ノード毎に割り当てるタイムスロット幅が異なる（すなわち、タイムスロット幅が不均等な）システムへの適用が特に効果的である。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図１３は、第２の実施形態の各ノード１〜９が搭載する通信タイミング制御装置１０Ｂの内部構成を示す機能ブロック図である。なお、本実施形態のノードの配置構成は図２で説明した構成に相当するので詳細な説明は省略する。

図１３に示すように、第２の実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｂは、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、タイムスロット幅保持手段２１、起動時間設定手段１５、データ通信手段１６、を少なくとも有する。

第１の実施形態の構成の近傍ノード数測定手段１４の代わりにタイムスロット幅保持手段２１を備える点と、タイムスロット幅保持手段２１としたことによる起動時間設定手段１４の機能が、本実施形態は第１の実施形態と異なる。そこで、以下では、これら第１の実施形態と異なる点について詳細に説明する。

タイムスロット幅保持手段２１は、通信タイミング計算手段１２により求められた、自ノードに割り当てられたデータ送信のタイムスロット幅を計測し、そのタイムスロット幅を保持するものである。

ここで、タイムスロット幅保持手段２１が保持する情報は、自ノードに割り当てられたタイムスロット幅を特定することができれば、種々の情報を適用することができる。

例えば、タイムスロット幅保持手段２１は、自ノードのタイムスロットに係る時間幅そのものとしてもよいし、また、タイムスロット幅を計測するために予め定められた基準タイムスロット幅を「１」としたときに、基準タイムスロット幅に対する自ノードのタイムスロット幅の大きさとしてもよい。また、タイムスロット幅保持手段２１は、通信タイミング計算手段１２の位相信号の位相周期において、自ノードのタイムスロットが占める割合としてもよい。

起動時間設定手段１５は、第１の実施形態と同様に、通信タイミング制御中に次の起動時の待機時間を設定しておき、通信タイミング計算手段１２から開始要求が与えられてから、待機時間後に通信タイミング計算手段１２に起動信号を与え、通信タイミング制御を開始させるものである。

また、起動時間設定手段１５は、タイムスロット幅保持手段２１が保持している自ノードに割り当てられているタイムスロット幅に応じて、優先度を判定し、その優先度に基づく待機時間を設定し、起動時間を設定するものである。

ここで、起動時間設定手段１５は、例えば、起動待機時間設定テーブル１５ｂを有し、起動時間設定テーブル１５ｂを参照して、優先度及び待機時間を判定する。

図１４は、起動待機時間設定テーブル１５ｂの構成例を示す。図１４に示すように、起動待機時間設定テーブル１５ｂは、「自ノードのタイムスロット幅」、「優先度」及び「待機時間」とがそれぞれ対応付けられて構成されており、「優先度」及び「待機時間」は、自ノードのタイムスロット幅に応じて設定される。

図１４においては、「自ノードのタイムスロット幅」は、基準タイムスロット幅を「１」としたときの自ノードのタイムスロット幅の大きさとする。

例えば、図１４では、「自ノードタイムスロット幅：３」の場合を「優先度：１」、「待機時間：０」とし、「自ノードタイムスロット幅：２」の場合を「優先度：２」、「待機時間：１フレーム周期」とし、「自ノードタイムスロット幅：１」の場合を「優先度：３」、「待機時間：２フレーム周期」とした。

なお、起動時間設定手段１５は、実際に割り当てられているタイムスロット幅に応じた優先度、待機時間を設定することに限定されず、例えば、平均送信データ量に応じて優先度、待機時間を決定するようにしてもよい。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｂにおける起動時間の設定処理を、図１５を参照して説明する。

まず、通信タイミング計算手段１２によりデータ送信のタイムスロットが求められると、自ノードのタイムスロット幅が、タイムスロット幅保持手段２１により計測され、保持される。

起動時間設定手段１５は、通信タイミング制御がなされている間に、タイムスロット幅保持手段２１に保持されている自ノードのタイムスロット幅を取得し（Ｆ３０１）、起動待機時間設定テーブル１５ｂを参照して、タイムスロット幅に対応する優先度を決定する（Ｆ３０２）。

また、起動時間設定手段１５は、起動待機時間設定テーブル１５ｂを参照し、優先度に従った起動待機時間を設定し、通信タイミング制御を開始させる起動時間を設定し、保持しておく（Ｆ３０３）。

例えば、自ノードのタイムスロット幅が「３」ならば「待機時間は０」と設定され、タイムスロット幅が「２」ならば「待機時間は１」と設定され、タイムスロット幅が「１」ならば「待機時間は２」と設定される。

なお、ノード間の通信タイミング制御の開始動作は、第１の実施形態と同様に、優先度が高いノードから開始するので、この動作の詳細な説明は省略する。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態で説明した効果と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、タイムスロット幅を多く取りたいノードを後に追加すると、タイムスロット幅の小さいノードを追加したときに比べ既に起動しているノードのタイムスロット幅の変動最が大きくなる可能性が大きい。

そこで、本実施例では自ノードのデータ送信量の履歴を参照し、データ送信量が多くタイムスロットを多く割り当てる必要があるノードほど通信タイミング制御の開始を早くするようにしている。タイムスロット幅が小さくてよい新規ノードを後から追加するので、既に起動している周囲のノードの通信タイミングの変動幅が小さく、収束時間を短くすることができるという効果が得られる。

（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムの第３の実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態は、各ノードの通信タイミング制御装置が、データ信号の宛先ノードまでのルーティング情報に基づいて待機時間を設定し、通信タイミング制御を開始させる点に特徴がある。

そのため、例えば、センサネットワークのように、データ信号が、ある宛先ノードまで１方向に集中的に伝達されるネットワークに適用されて効果的である。

（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図１６は、第３の実施形態の各ノードが搭載する通信タイミング制御装置１０Ｃの内部構成を示す機能ブロック図である。

図１６において、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｃは、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、ルーティング情報保持手段３１、起動時間設定手段１５、データ通信手段１６、を少なくとも有する。

第１の実施形態の構成の近傍ノード数測定手段１４の代わりにルーティング情報保持手段３１を備える点と、ルーティングテーブル保持手段３１としたことによる起動時間設定手段１４の機能が、本実施形態は第１の実施形態と異なる。そこで、以下では、これら第１の実施形態と異なる点について詳細に説明する。

ルーティング情報保持手段３１は、送信データ信号の送信元ノードから送信先ノードまでのルーティング情報を保持するものである。

ここで、送信データ信号のルーティング情報の取得方法は、種々の方法を適用することができるが、例えば、ＡＯＤＶ（Ad Hoc On-Demand Distance Vector）を適用することができる。勿論、ネットワークの各ノードが送信データのルーティング情報を共有することができれば、これ以外に、例えば、ＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）等を採用してもよい。

また、ルーティング情報保持手段３１が保持するルーティング情報は、少なくとも送信データ信号の送信先ノードまでのホップ数を含む情報とする。

勿論、これ以外に、例えば、次ホップ先（例えば、自ノードのネットワークインフェース先）、有効期間、シーケンス番号などを保持してもよい。

起動時間設定手段１５は、ルーティング情報保持手段３１が保持する送信データ信号のルーティング情報に基づいて、送信先ノードまでの経路における自ノードの位置を判断し、自ノードから送信先ノードのホップ数に対応する待機時間を設定し、起動時間を設定するものである。

（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
次に、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｃにおける起動時間の設定処理を説明する。

以下では、図１７に示すようなノードが配置されて構成されるネットワークにおいて、ノード１を送信先ノードとする送信データを、ノード２及びノード３が転送する場合を例に挙げて説明する。

まず、通信タイミング計算手段１２によりデータ送信のタイムスロットが求められ、送信データ信号のルーティング情報が、所定のルーティング方法により、与えられると、ルーティング情報保持手段３１は、当該送信データ信号のルーティング情報を保持する。

起動時間設定手段１５は、通信タイミング制御がなされている間に、ルーティング情報保持手段３１が保持している、当該送信データ信号のルーティング情報に基づいて、送信先ノードまでの残りのホップ数を確認し（Ｆ４０１）、起動待機時間設定テーブル１５ｃを参照して、送信先ノードまでのホップ数に対応する優先度を決定する（Ｆ４０２）。ここで、送信先ノードまでのルートが複数ルートある場合は、それぞれの残りホップ数の平均化して保持してもよいし、それら複数の残りのホップ数のうち最小のホップ数を保持してもよい。

また、起動時間設定手段１５は、起動待機時間設定テーブル１５ｃを参照し、優先度に従った起動待機時間を設定し、通信タイミング制御を開始させる起動時間を設定し、保持しておく（Ｆ４０３）。

例えば、図１７において、ノード３においては、送信先ノードであるノード１までのホップ数は「２ホップ」であるため、「優先度：２」であり、「待機時間：１フレーム周期」となる。

また例えば、ノード２においては、送信先ノードであるノード１までのホップ数は「１ホップ」であるため、「優先度：１」であり、「待機時間：０」となる。

このように、ルーティング情報保持手段３１が保持するルーティング情報に基づいて、送信先ノードまでのホップ数が少ないノードについて、優先度を高くし、通信タイミング制御の開始を早く行なうようにする。

なお、ノード間の通信タイミング制御の開始動作は、第１の実施形態と同様に、優先度が高いノードから開始するので、この動作の詳細な説明は省略する。

（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態によれば、ルーティング情報に基づいて、送信先ノード側に近いほど優先して通信タイミング制御の開始時間を早くすることで、例えば、一定の方向にデータが流れる場合、受信側ほどデータ量が多くなるので、通信タイミング制御の起動時、データ撮が多く周囲のノードに影響のあるノードほど優先するようになるので、第２実施例までと同様の効果が得られる。

また、データ量の変動が大きくタイムスロット幅をデータ量に応じて割り当てにくくてもノード間の開始優先度を決定できる効果がさらに得られる。

（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムの第４の実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態は、各ノードの通信タイミング制御装置が、新規ノード追加を検出し、この場合に、第１〜第３の実施形態で説明した処理により、通信タイミング制御を再起動させる場合を説明する。

（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
図２０は、本実施形態の各ノードが搭載する通信タイミング制御装置の内部構成を示す機能ブロック図である。

図２０において、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｄは、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、近傍ノード数測定手段１４、起動時間設定手段１５、データ通信手段１６、ノード追加判定手段４１、を少なくとも有する。

本実施形態は、ノード追加判定手段４１を新たに設けた点が、第１の実施形態と異なる点であり、以下では、ノード追加判定手段４１を設けたことによる新たな機能構成を詳細に説明し、既に説明した機能構成の説明については省略する。

図２０では、第１の実施形態の構成に、ノード追加判定手段４１を設けた場合を示すが、第２及び第３の実施形態の構成に、ノード追加判定手段４１を設けてもよい。

ノード追加判定手段４１は、ネットワークに新規に追加されたノードから送信される信号の受信を検知し、新規ノードの追加を判定するものである。また、ノード追加判定手段４１は、新規ノード追加を判定すると、その旨を通信タイミング計算手段１２に通知するものである。

ここで、ノード追加判定手段４１が新規ノードを検知する方法は、通信タイミング制御を取り合っていない新規のノードが最初に送信する信号（これを特に、通信開始信号という）を検知することによる。なお、この通信開始信号は、通信タイミング信号送信手段１３が、データ送信を開始する際に最初に通信タイミング信号であってもよい。

通信タイミング計算手段１２は、ノード追加判定手段４１から新規ノード追加を判定した旨の通知を受け取ると、通信タイミング制御を一時的に停止し、一時停止後、再度通信タイミング制御を再起動させるようにする。

（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
次に、本実施形態の通信タイミング制御装置１０Ｄにおける通信タイミング制御を再起動させる処理について図２１のシーケンスを参照して説明する。

まず、新規ノードが追加される前は、各ノードは、近傍ノード間で通信タイミング信号を授受し合い、通信タイミング制御を行なっている（Ｓ５０１）。

この間、起動時間設定手段１５は、第１〜第３の実施形態で説明したように、次の起動時の待機時間を設定し、待機時間後に通信タイミングを開始させる。

その後、通信タイミング制御を取り合っていない新規ノードがデータ送信を開始しようとすると、新規ノードは、通信タイミング信号送信手段１３から通信開始信号を送信する（Ｓ５０２）。

新規ノードが送信した通信開始信号がノードに到来すると、通信タイミング信号受信手段１１が通信開始信号を受信し、ノード追加判定手段４１が、通信開始信号に基づいて、通信タイミング制御を取り合っていないノードからの信号であると判定する（Ｓ５０３）。

このとき、例えば、通信開始信号に含まれている送信元アドレスに基づいて、当該信号が通信タイミング制御を取り合っているノードであるか否かを判定するようにしてもよい。

ノードにおいて、新規ノードが追加されたことを判定されると、当該ノードは、受信した通信開始信号を他のノードに対して転送する（Ｓ５０４）。これにより、近傍ノードに対して、通信タイミング制御を取り合っていない新規ノードが追加されたことを通知することができる。

また、ノード追加判定手段４１により、新規ノードの追加であると判定されると、通信タイミング計算手段１２は、通信タイミング制御を一時的に停止し、その後、通信タイミング制御を、第１〜第３の実施形態で説明した処理により、再起動する（Ｓ５０５）。

なお、各ノードが、同一の新規ノードの通信開始信号を複数のルートを経由して受信した場合、再停止せず、転送も行なわないようにできる。

また、新規にデータ送信を開始しようとするノードは、必ず通信開始信号を送信するようにしなくてもよい。例えば、自ノードと直接通信タイミングを取り合っている近傍ノード数が少ない場合や、又は送信データ量が少ない場合は、通信開始信号を送信せず周囲のノードが再起動しなくするようにしてもよい。

（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、新規ノードが通信タイミング制御を開始したならば、全ノードが通信タイミング制御を停止後、優先度の高いノードから再開して、データ信号の送信順を再構成するようにしているので、第１〜第３の実施形態で説明した効果が得られる。

また、本実施形態によれば、通信を開始する１ノードは、近傍ノード数が多かったり、データ送信最が多いことによる近傍ノードの通信タイミングの変動を引き起こしにくくなることができるという効果がさらに得られる。

（Ｅ）他の実施形態
優先度の決定方法は、第１〜第４の実施形態で説明した方法に限定されるものではない。例えば、予め、あるノードを最優先ノードとして決定しておき、その最優先ノードから近いノードほど優先するようにしてもよい。

また、上述した第１〜第４の実施形態で説明したそれぞれの通信タイミング制御装置を有するノードが、複合的に存在するネットワークとしてもよい。

上述した第１〜第４の実施形態では、例えば、図２、図９、図１１、図１７において、図示する全てのノードがデータ送信を行なうものとして説明したが、一部のノードのみが、通信タイミング制御を行ない、データ送信する場合にも適用できる。

上述した第１〜第４の実施形態で説明した通信タイミング制御装置のハードウェア構成はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等から構成され、ＣＰＵが処理プログラムを実行することにより、上述した機能を実現することができる。また、通信タイミング制御装置の機能をハードウェアとして実現するものであってもよい。

上述した近傍ノード数測定手段１４、タイムスロット幅保持手段２１やノード追加判定手段４１は、必要に応じて、通信タイミング計算手段１２及び又は通信タイミング信号受信手段１１等とハードウェア上の構成を同一にしてもよい。

上述した第２の実施形態において、タイムスロット幅保持手段２１は、データ通信手段１６から送信データ信号の送信データ量情報を保持するようにしてもよい。

本発明は、無線通信路の場合に限られるものではなく、有線通信路、又は、有線通信路と無線通信路とが結合された通信路にも適用できる。

第１の実施形態の通信タイミング制御装置の内部構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のネットワーク構成を示す構成図である。 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（１）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（２）である。 第１の実施形態の近傍ノード数測定処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態の受信ノードリストの構成例を説明する説明図である。 第１の実施形態の起動時間設定処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態の起動待機時間設定テーブルの構成例を説明する説明図である。 第１の実施形態の通信タイミング制御を開始する様子を説明するイメージ図である（１）。 第１の実施形態の形成されるタイムスロットを説明する説明図である（１）。 第１の実施形態の通信タイミング制御を開始する様子を説明するイメージ図である（２）。 第１の実施形態の形成されるタイムスロットを説明する説明図である（２）。 第２の実施形態の通信タイミング制御装置の内部構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の起動待機時間設定テーブルの構成例を説明する説明図である。 第２の実施形態の起動時間設定処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態の通信タイミング制御装置の内部構成を示すブロック図である。 第３の実施形態のネットワーク構成を示す構成図である。 第３の実施形態の起動待機時間設定テーブルの構成例を説明する説明図である。 第３の実施形態の起動時間設定処理を示すフローチャートである。 第４の実施形態の通信タイミング制御装置の内部構成を示すブロック図である。 第４の実施形態の起動時間設定処理を示すシーケンスである。

符号の説明

１〜９…ノード、１０Ａ〜１０Ｄ…通信タイミング制御装置、１１…通信タイミング信号受信手段、１２…通信タイミング計算手段、１３…通信タイミング信号送信手段、１６…データ通信手段、１４…近傍ノード数測定手段、１５…起動時間設定手段、１７…タイムスロット幅保持手段、３１…ルーティング情報保持手段、４１…ノード追加判定手段。

Claims (10)

1. 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通信タイミング制御装置において、
   他ノードから受信したタイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードが送信するタイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからのタイミング信号の受信タイミングに基づいて、データ信号の送信タイムスロットを決定する通信タイミング制御を行なう通信タイミング制御手段と、
   上記通信タイミング制御手段による上記通信タイミング制御の実行を、各ノードに割り当てられた所定の起動順位に基づく実行タイミングで起動させる起動制御手段と
   を備えることを特徴とする通信タイミング制御装置。
2. 上記起動制御手段は、上記通信タイミング制御手段による上記通信タイミング制御の実行中に、次に実行させる上記通信タイミング制御の再起動タイミングを決定しておくことを特徴とする請求項１に記載の通信タイミング制御装置。
3. 上記起動制御手段は、
   上記通信タイミング制御手段による上記通信タイミング制御処理及び又はデータ信号の送受信処理で利用される所定情報に基づいて、自ノードが上記通信タイミング制御を実行させるための起動順位を決定する起動順位決定部と、
   決定された上記起動順位に基づいて、上記通信タイミング制御手段に実行させる上記通信タイミング制御の実行タイミングを設定する実行タイミング設定部と
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信タイミング制御装置。
4. 上記起動順位決定部は、自ノードと上記送信タイムスロットを取り合っている他ノード数情報に基づいて上記起動順位を決定することを特徴とする請求項３に記載の通信タイミング制御装置。
5. 上記起動順位決定部が、自ノードが送信する送信データ信号のデータ量情報に基づいて上記起動順位を決定することを特徴とする請求項３に記載の通信タイミング制御装置。
6. 上記起動順位決定部が、自ノードを経由する転送データ信号のルーティング情報に基づいて上記起動順位を決定することを特徴とする請求項３に記載の通信タイミング制御装置。
7. 上記起動制御手段は、自ノードと上記送信タイムスロットを取り合っている他ノード数の変化を検知したときに、上記通信タイミング制御手段による上記通信タイミング制御を停止させるノード数検知部を備え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タイミング制御装置。
8. 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通信タイミング制御装置の通信タイミング方法において、
   通信タイミング制御手段が、他ノードから受信したタイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードが送信するタイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからのタイミング信号の受信タイミングに基づいて、データ信号の送信タイムスロットを決定する通信タイミング制御を行なう通信タイミング制御工程と、
   制御手段が、上記通信タイミング制御手段による上記通信タイミング制御の実行を、各ノードに割り当てられた所定の起動順位に基づく実行タイミングで起動させる起動制御工程と
   を有することを特徴とする通信タイミング制御方法。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の通信タイミング制御装置を有することを特徴とするノード。
10. 請求項９に記載のノードを複数有することを特徴とする通信システム。
    

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