JP2008219499A - リソース制御装置および携帯端末装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の異なるＰＡＮが同一のチャネルを利用しＰＡＮ内で通信する場合において、異なるＰＡＮに属する通信装置間の干渉が無く通信を実施可能なリソースの割り当てを可能とすることを目的とする。
【解決手段】通信部２０１は、他リソース制御装置よりリソース使用要求を受信する。記憶部２０３は、自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する。制御部２０２は、通信部２０１で受信したリソース使用要求を送信した他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する。通信部２０１は、制御部２０２で決定したリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを他リソース制御装置へ送信する。制御部２０２は、決定したリソースの使用量に基づいて記憶部２０３に記憶したリソースの使用量を更新する。
【選択図】図２
【解決手段】通信部２０１は、他リソース制御装置よりリソース使用要求を受信する。記憶部２０３は、自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する。制御部２０２は、通信部２０１で受信したリソース使用要求を送信した他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する。通信部２０１は、制御部２０２で決定したリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを他リソース制御装置へ送信する。制御部２０２は、決定したリソースの使用量に基づいて記憶部２０３に記憶したリソースの使用量を更新する。
【選択図】図２
Description
本発明は、通信可能な範囲に存在する通信装置との通信に使用するリソースを制御するリソース制御装置および携帯端末装置に関する。
無線チャネルは限られたリソースであり、１つのチャネルでは一時点で１つの通信装置のみデータを送信できることが知られている。従って、１つのチャネルを複数の通信装置で利用する場合、通信装置ごとに使用可能な時間を割り当てる仕組みが必要である。また、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）は、通信装置がデータを送信する前に、他の通信装置が同一チャネルにデータを送信していないことを確認する技術である。非特許文献１および非特許文献２はＣＳＭＡに基づいた技術である。非特許文献１によると、通信装置はそれぞれ独立したスケジュールで起動および停止を行っており、通信装置がデータを送信する場合は、受信先通信装置の停止期間よりわずかに長いプリアンブルをデータパケットに先行して送信する。受信先通信装置は起動中にプリアンブルが検出されれば、受信先通信装置はデータを受信するために起動し続ける。また、非特許文献２によると、ネットワーク内の通信装置は、起動、データ送信、停止を周期的に実行しており、通信を実施する通信装置同士でスケジュール情報を交換し通信を実施している。
J. Polastre, J. Hill, and D. Culler, "Versatile low power media access for wireless sensor networks," In Proceedings of The Second ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys), pages 95-107, November 2004. W. Ye, J. S. Heidemann, and D. Estrin, "An energy-efficient MAC protocol for wireless sensor networks," In Proceedings of INFOCOM, pages 1567-1576, June 2002.
J. Polastre, J. Hill, and D. Culler, "Versatile low power media access for wireless sensor networks," In Proceedings of The Second ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys), pages 95-107, November 2004. W. Ye, J. S. Heidemann, and D. Estrin, "An energy-efficient MAC protocol for wireless sensor networks," In Proceedings of INFOCOM, pages 1567-1576, June 2002.
非特許文献１および２の技術は、送信する１つの通信装置と、受信する１つの通信装置の組み合わせに対して使用可能な時間（以下、リソースと記す）を割り当るように設計されている。ＰＡＮ（Personal Area Network）と呼ばれる通信装置のグループでは、ＰＡＮ内の通信装置同士でのみ通信し、他のＰＡＮに属する通信装置とは通信しないが、従来のリソース割り当て方法では、他の通信装置を考慮しないため、他のＰＡＮに属する通信装置同士で干渉を起こす可能性が考えられる。
本発明は、複数の異なるＰＡＮが同一のチャネルを利用しＰＡＮ内で通信する場合において、異なるＰＡＮに属する通信装置間の干渉が無く通信を実施可能なリソースの割り当てを可能とすることを目的とする。
本発明は、通信可能な範囲に存在する通信装置との通信に使用するリソースを制御するリソース制御装置において、他リソース制御装置よりリソース使用要求を受信する使用要求受信手段と、自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する記憶手段と、前記他リソース制御装置からの前記リソース使用要求を前記使用要求受信手段で受信した場合に、前記他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する決定手段と、前記決定手段で決定した前記使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置へ送信するメッセージ送信手段と、前記決定手段で決定した前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、を備えたことを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、前記他リソース制御装置と干渉しているか否か判定する干渉判定手段と、前記干渉判定手段により、干渉していると判定した場合、主となる前記リソース制御装置を判定するリソース制御装置判定手段と、前記リソース制御装置判定手段で、主となるリソース制御装置が前記他リソース制御装置であると判定された場合、前記リソース使用要求を前記他リソース制御装置へ送信する使用要求送信手段と、自リソース制御装置に割り当てられるリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置から受信するメッセージ受信手段を備え、前記更新手段は、前記メッセージ受信手段で受信した前記使用許可メッセージに含まれる前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新することを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、前記他リソース制御装置が、同一通信範囲に存在するか否か判断する通信範囲判断手段を備え、前記通信範囲判断手段で前記他リソース制御装置が同一通信範囲に存在しないと判断された場合、前記更新手段は、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新することを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、通信可能な範囲に存在する通信装置との通信に使用するリソースを制御するリソース制御装置において、自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する記憶手段と、他リソース制御装置がリソースを使用しているか否か判定するリソース判定手段と、前記リソース判定手段で前記他リソース制御装置がリソースを使用していると判定された場合、前記他リソース制御装置に対して、リソース使用要求を送信する使用要求送信手段と、自リソース制御装置に割り当てられるリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置から受信するメッセージ受信手段と、
前記メッセージ受信手段で受信した前記使用許可メッセージに基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、を備えたことを特徴とするリソース制御装置である。
前記メッセージ受信手段で受信した前記使用許可メッセージに基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、を備えたことを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、他リソース制御装置と干渉しているか否か判定する干渉判定手段と、前記干渉判定手段により、干渉していると判定した場合、主となる前記リソース制御装置を判定するリソース制御装置判定手段と、前記リソース制御装置判定手段で、前記主となるリソース制御装置が自身のリソース制御装置であると判定した場合、前記他リソース制御装置より前記リソース使用要求を受信する使用要求受信手段と、前記他リソース制御装置からの前記リソース使用要求を前記使用要求受信手段で受信した場合に、前記他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する決定手段と、前記決定手段で決定した前記使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置へ送信するメッセージ送信手段と、前記決定手段で決定した前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、を備えたことを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、前記通信装置からの通信要求に応じて、前記他リソース制御装置に対して、前記リソース使用要求を送信するか否かを判定する使用要求判定手段を備え、前記使用要求送信手段は、前記使用要求判定手段で前記リソース使用要求を送信すると決定した場合、前記他リソース制御装置に対して、前記リソース使用要求を送信することを特徴とするリソース制御装置である。
また、本発明は、リソース制御装置を備えたことを特徴とする、携帯端末装置である。
本発明によれば、複数の異なるＰＡＮが同一のチャネルを利用しＰＡＮ内で通信する場合において、異なるＰＡＮに属する通信装置間の干渉が無く通信を実施可能なリソースの割り当てが可能となるという効果を得られる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態によるシステムの構成を示している構成図である。ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃ、ＰＡＮ−Ｄはそれぞれ独立したＰＡＮであり、通信範囲が重なり合って存在している。また、各ＰＡＮ内にはＰＡＮ間でリソースを制御するリソース制御装置を備えた携帯電話１０１とＰＡＮ内の携帯電話１０１と通信する子ノードとしてセンサー１０２が存在する。また、図１にはＰＡＮが４つ存在するが、これよりもＰＡＮが多い場合、もしくは少ない場合もある。
図２は本発明の一実施形態によるリソース制御装置および携帯電話のブロック図を示している。通信部２０１は、アンテナ２０６を介して、他のリソース制御装置に対しビーコンメッセージ、リソース使用要求、使用許可メッセージ、および使用不可メッセージを送信する。また、他のリソース制御装置よりビーコンメッセージ、リソース使用要求、使用許可メッセージ、および使用不可メッセージを受信する。制御部２０２は、他のリソース制御装置にリソースを割り当て可能か否か判定し、割り当て可能な場合には、他のリソース制御装置に対するリソースの割当量（使用量）を決定する。また、他のリソース制御装置と干渉しているか否か判定する。また、他のリソース制御装置に割り当てたリソースが使用されているか否か判定する。また、他のリソース制御装置がチャネルを使用しているか否か判定する。記憶部２０３は、情報管理テーブルを記憶する。また、自身、もしくは情報管理テーブルに含まれる他のリソース制御装置における、タイムスロットの長さ、アクティブ期間の割合、および、アクティブ期間の開始時刻を記憶する。情報管理テーブルは、リソース制御装置が管理している他のリソース制御装置が属しているＰＡＮの名前を保管している。また、表記の例として、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置の情報管理テーブルに、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置が含まれている場合、「Ａ：Ｂ」と記す。他のリソース制御装置に対して新たにリソースを割り当てる場合には、制御部２０２は、他のリソース制御装置に対するリソースの割当量に基づいて、情報管理テーブルの内容（特にアクティブ期間の割合）を更新する。表示部２０４は、文字および画像を表示する。操作部２０５は、携帯端末装置を操作するための外部入力を受け付ける。
次に通信の際のリソース割り当て手順について、図３〜図１８を適宜参照して説明を行う。１タイムスロットの長さをＴとし、タイムスロット内で１つのＰＡＮが使用可能な期間をアクティブ期間とする。タイムスロットの長さは、チャネルを最初に使用するＰＡＮのリソース制御装置が決定する。１タイムスロット内でのアクティブ期間の割合をＲとすると、アクティブ期間はＲ×Ｔとなる。また、アクティブ期間の開始時刻をＳとする。リソース制御装置は１タイムスロットの長さＴ、アクティブ期間の割合Ｒ、およびアクティブ期間の開始時刻Ｓをビーコンメッセージとして他のリソース制御装置に対して定期的にブロードキャストを行っている。
ＰＡＮ内で新規に通信する場合、はじめにＰＡＮ内のリソース制御装置はランダムに通信で使用するチャネルを選択し、選択したチャネルのスキャンを実施する。スキャンを実施し、他のＰＡＮが選択したチャネルを使用していない場合、そのチャネルを独占使用する。他のＰＡＮが既に使用している場合、使用しているＰＡＮのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する。一方、リソース使用要求を受信したＰＡＮのリソース制御装置は、自分が使用しているアクティブ期間を他のリソース制御装置に割り当て可能か否か判定する。自分が使用しているアクティブ期間が、任意に設定可能な最小限値より小さい場合は割り当て不可能となる。割り当て可能な場合、自分が使用しているアクティブ期間の後半を、リソース使用要求を送信したＰＡＮのリソース制御装置に対して割り当てると決定し、使用許可メッセージを送信する。使用許可メッセージには割り当てられたアクティブ期間の開始時刻、アクティブ期間の割合、および１タイムスロットの長さが含まれる。割り当て不可能な場合、リソース使用要求を出したＰＡＮのリソース制御装置に対して使用不可メッセージを送信する。使用不可メッセージを受信したリソース制御装置は、ランダムに再度チャネルをスキャンし、スキャンした時点で使用しているＰＡＮのリソース制御装置に対し、再度リソース使用要求を送信する。リソース制御装置は、管理テーブルを保管しており、管理テーブル内に自身が管理しているリソース制御装置が属しているＰＡＮ名を記憶している。
（動作例１）本動作例では、どのＰＡＮも使用していないチャネルを使用してＰＡＮ−Ａ内で通信を開始し、続いてＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−Ａの通信領域内でＰＡＮ−Ａと同一チャネルを使用し通信を開始する。続いて、ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂの通信領域外に移動する。続いてＰＡＮ−ＢがＰＡＮ−Ａの通信領域外に移動する。以下、このような例を説明する。
はじめに、どのＰＡＮも使用していないチャネルを使用してＰＡＮ−Ａ内で通信を開始する例を説明する。ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置は、ランダムに使用するチャネルを決定する。続いて、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置は選択したチャネルのスキャンを実施する。現時点ではどのＰＡＮも選択したチャネルを使用していないため、ＰＡＮ−Ａがタイムスロットの長さを決定し、タイムスロット全体を独占する（図３）。この時点のタイムスロットの長さはＴである。情報管理テーブルは「Ａ（先頭）：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１、開始時刻はＴＡである。
続いて、ＰＡＮ−ＢがＰＡＮ−Ａの通信範囲に入り、ランダムに使用するチャネルを決定した結果、ＰＡＮ−Ａと同一のチャネルを使用してＰＡＮ−Ｂ内での通信を行う場合について説明する。ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置は使用するチャネルをランダムに決定し、決定したチャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でＰＡＮ−Ａがチャネルを使用していることを検知したので、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置はＰＡＮ−Ａのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する。ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置はリソース使用要求を受信後、ＰＡＮ−ＢにＰＡＮ−Ａが使用しているアクティブ期間の半分を割り当て可能か否か判定する。本動作例では割り当て可能であるので、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置は、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置に対し、使用許可メッセージを送信し、ＰＡＮ−Ａで使用しているアクティブ期間の後半を割り当てる（図４）。この時点での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｂ」「Ｂ：Ａ（先頭）」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。
続いて、ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂの通信範囲入り、ランダムに使用するチャネルを決定した結果、ＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂと同一のチャネルを使用してＰＡＮ−Ｃ内での通信を行う場合について説明する。ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置は使用するチャネルをランダムに決定し、チャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でチャネルを使用しているのはＰＡＮ−Ｂであることを検知したので、ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置はＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する。ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置はリソース使用要求を受け取り後、ＰＡＮ−ＣにＰＡＮ−Ｂが使用しているアクティブ期間の半分を割り当て可能か否か判定する。本動作例では割り当て可能であるので、ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置に対し、使用許可メッセージを送信し、ＰＡＮ−Ｂで使用しているアクティブ期間の後半を割り当てる（図５）。この時点での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｂ」「Ｂ：Ａ（先頭）,Ｃ」「Ｃ：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。
続いて、ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂの通信範囲外に移動した場合について説明する。ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂの通信範囲外に移動すると、ＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置では、ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置が発信する電波（ビーコンメッセージ）の出力が弱くなったことを認識し、ＰＡＮ−Ｃが離脱したと認識する。また、ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間はＰＡＮ−Ｂが管理していたので、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置は情報管理テーブルを書き換え、ＰＡＮ−Ｃに割り当てていたアクティブ期間を再度使用する（図６）。この時点での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｂ」「Ｂ：Ａ（先頭）」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−ＡはＰＡＮ−Ｃを管理していないので、ＰＡＮ−Ａの変更はない。
一方、ＰＡＮ−ＣがＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂの通信範囲外に移動した時点（図７）での情報管理テーブルは「Ｃ：φ」であり、ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。その後、ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置は、ＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置が発信する電波（ビーコンメッセージ）の出力が弱くなったことを認識し、ＰＡＮ−ＡおよびＰＡＮ−Ｂが離脱したと認識し、ＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置は情報管理テーブルを書き換え、タイムスロットを独占する（図８）。この時点での情報管理テーブルは「Ｃ：φ」である。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１、開始時刻はＴＡである。
続いて、ＰＡＮ−ＢがＰＡＮ−Ａの通信範囲外に移動した場合について説明する。ＰＡＮ−ＢがＰＡＮ−Ａの通信範囲外に移動すると、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置では、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置が発信する電波（ビーコンメッセージ）の出力が弱くなったことを認識し、ＰＡＮ−Ｂが離脱したと認識する。また、ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間はＰＡＮ−Ａが管理していたので、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置は情報管理テーブルを書き換え、ＰＡＮ−Ｂに割り当てていたアクティブ期間を再度使用する（図９）。この時点での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１、開始時刻はＴＡである。
一方、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置は、ＰＡＮ−Ａのリソース制御装置が発信する電波（ビーコンメッセージ）の出力が弱くなったことを認識し、ＰＡＮ−Ａが離脱したと認識し、ＰＡＮ−Ｂのリソース制御装置は情報管理テーブルを書き換え、タイムスロットを独占する（図１０）。この時点での情報管理テーブルは、「Ｂ（先頭）：φ」である。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１、開始時刻はＴＡである。
上記の手順により、同一のチャネルを使用するＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃが同一通信範囲に存在する環境においても、各ＰＡＮ内のリソース制御装置により、ＰＡＮごとにリソースを割り当てることが可能となる。
（動作例２）次に、異なる通信範囲で同一のチャネルを使用しているＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組とＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組が、同一通信範囲で出会った場合について説明する。同一のチャネルを使用している、ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組とＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組が同一通信範囲に入ると、干渉が起こり、データの送信が失敗する。リソース制御装置は、データ送信が連続して失敗した場合干渉が発生していると判定する。続いて各ＰＡＮのリソース制御装置は、ビーコンメッセージに含まれるタイムスロットの長さを比較する。リソース制御装置は、干渉が発生したと判定した場合、タイムスロットの長さが長い組のＰＡＮのリソース制御装置が、タイムスロットの長さが短い組のＰＡＮのリソース制御装置に対し、自身のＰＡＮが使用可能なアクティブ期間にリソース使用要求を送信する。タイムスロットの長さが同一の場合は、タイムスロット番号が大きいＰＡＮの組が、タイムスロット番号が小さい組のＰＡＮに対しリソース使用要求を送信する。タイムスロット番号は、最初にチャネルを使用するＰＡＮの制御装置がランダムで生成する。
本動作例では、ＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組の方が、ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組よりもタイムスロットの長さが長いとする（図１１）。そのため、ＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組が、ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組に対しリソース使用要求を出す。ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃでのタイムスロットの長さはＴ、ＰＡＮ−Ｄ、ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆでのタイムスロットの長さはＴ´とすると、出会う前の情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｂ」「Ｂ：Ａ（先頭）,Ｃ」「Ｃ：φ」「Ｄ（先頭）：Ｅ」「Ｅ：Ｄ（先頭）,Ｆ」「Ｆ：φ」であり、ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＤである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＤ＋（１／２）Ｔ´である。ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＤ＋（３／４）Ｔ´である。
はじめに、ＰＡＮ−Ｄのリソース制御装置が、チャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でチャネルを使用しているのはＰＡＮ−Ａであることを検知したので、ＰＡＮ−Ｄのリソース制御装置はＰＡＮ−Ａのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する（図１２）。リソース要求を送信した後の動作は、動作例１での動作と同様である。この状態での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｄ」「Ｂ：Ａ（先頭）,Ｃ」「Ｃ：φ」「Ｄ：Ａ（先頭）」である。ビーコンを聞いた後は、「Ａ（先頭）：Ｄ」「Ｂ：Ｃ」「Ｃ：φ」「Ｄ：Ａ（先頭）,Ｂ」となる。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。
続いて、ＰＡＮ−Ｅのリソース制御装置が、チャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でチャネルを使用しているのはＰＡＮ−Ｃであることを検知したので、ＰＡＮ−Ｅのリソース制御装置はＰＡＮ−Ｃのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する（図１３）。リソース要求を送信した後の動作は、動作例１での動作と同様である。この状態での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｄ」「Ｂ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｄ：Ａ（先頭）,Ｂ」「Ｅ：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（７／８）Ｔである。
続いて、ＰＡＮ−Ｆのリソース制御装置が、チャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でチャネルを使用しているのはＰＡＮ−Ａであることを検知したので、ＰＡＮ−Ｆのリソース制御装置はＰＡＮ−Ａのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する（図１４）。リソース要求を送信した後の動作は、動作例１での動作と同様である。この状態での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｆ」「Ｂ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｄ：Ａ（先頭）,Ｂ」「Ｅ：φ」「Ｆ：Ａ（先頭）」である。ビーコンを聞いた後は、「Ａ（先頭）：Ｆ」「Ｂ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｄ：Ｂ」「Ｅ：φ」「Ｆ：Ａ（先頭）,Ｄ」となる。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ´である。ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ´＋（１／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ´＋（１／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ´＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ´＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ´＋（７／８）Ｔである。
上記の手順により、別の場所で同一のチャネルを使用しているＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組とＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組が同一の場所で出会った場合に起こる干渉についても各ＰＡＮ内のリソース制御装置により、ＰＡＮごとにリソースを割り当てることが可能となる。
（動作例３）次に、ＰＡＮ内の子ノードが周期的にデータを送信する要件がある場合のリソース割り当て手順について説明する。子ノードとしてセンサーが考えられるが、センサーには周期的にデータを送信する要件がある場合がある。本動作例では、この周期的なデータの送信要件を満たすことができるようにＰＡＮに対してアクティブ期間を割り当てる例を説明する。
本動作例では、同一のチャネルを使用しているＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃ、ＰＡＮ−Ｄ、ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆが同一通信範囲に存在している（図１５）。情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｂ」「Ｂ：Ａ（先頭）,Ｄ」「Ｄ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｅ：Ｆ」「Ｆ：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／２、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（５／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／１６、開始時刻はＴＡ＋（７／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の割合は１／１６、開始時刻はＴＡ＋（１５／１６）Ｔである。
続いて、ＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃ、ＰＡＮ−Ｄ、ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆが存在している通信範囲内にＰＡＮ−Ｇが入り、ＰＡＮ内の通信を行う。ＰＡＮ−Ｇのリソース制御装置はランダムに使用するチャネルを決定し、決定したチャネルのスキャンを実施する。スキャンした時点でチャネルを使用しているのはＰＡＮ−Ａであることを検知したので、ＰＡＮ−Ｇのリソース制御装置はＰＡＮ−Ａのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する（図１６）。リソース使用要求を送信した後の動作は、動作例１での動作と同様である。この状態での情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｇ」「Ｇ：Ｂ,Ａ（先頭）」「Ｂ：Ｄ」「Ｄ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｅ：Ｆ」「Ｆ：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｇのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（５／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／１６、開始時刻はＴＡ＋（７／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の割合は１／１６、開始時刻はＴＡ＋（１５／１６）Ｔである。
ＰＡＮ−Ｇに割り当てられたアクティブ期間は（１／４）Ｔである。例えば、ＰＡＮ−Ｇに所属する子ノード（センサー）が（３／５）Ｔごとにデータを送信する要件があるとする。子ノードの送信要件（以下、送信周期条件と記す）を満たすことができない場合、ＰＡＮ内のリソース制御装置は、周期的に訪れる子ノードの送信時にリソースを使用しているＰＡＮのリソース制御装置に対し、リソース使用要求を送信する必要がある。送信不可能な時間＞送信周期条件となる場合、子ノードの送信周期条件を満たすために、再度リソース使用要求を送信する必要がある。送信不可能な時間＝タイムスロットの長さ−アクティブ期間であるので、ＰＡＮ−Ｇでの送信不可能な時間は（３／４）Ｔとなり、送信周期条件（３／５）Ｔより送信不可能な時間（３／４）Ｔが大きいため、次に送信する時間を含むアクティブ期間を確保する必要がある。（３／５）Ｔの送信周期条件を満たすために次に送信する時刻は次の式で求められ、「次に送信する時刻」＝｛（「現アクティブ期間の中間時刻＋送信要件」）ｍｏｄ タイムスロットの長さ｝＝｛（（３／８）Ｔ＋（３／５）Ｔ）ｍｏｄ Ｔ＝（３９／４０）Ｔとなる。よってＰＡＮ−Ｇが追加で使用したい時間は（３９／４０）Ｔとなる（図１７）
続いて、ＰＡＮ−Ｇのリソース制御装置は、（次に送信する時刻とアクティブ期間の中間時刻の間隔）＞送信周期条件であるか否か確認する。送信周期条件のほうが小さい場合、送信周期条件を満たすために、再度リソース使用要求を送信する。本実施形態では、「次に送信する時刻とアクティブ期間の中間時刻の間隔」は（２／５）Ｔ、送信周期条件は（３／５）Ｔであるので、再度のリソース使用要求は必要ない。
一方、リソース使用要求を受信したＰＡＮは、要求された時刻が自分のアクティブ期間の後半に入っている場合、後半のアクティブ期間を、リソース使用要求を送信したＰＡＮのリソース制御装置に対し割り当てる。要求された時刻が自分のアクティブ期間の前半に入っている場合、前半のアクティブ期間を、リソース使用要求を送信したＰＡＮのリソース制御装置に対し割り当てる。本動作例では、ＰＡＮ−Ｇが要求した時刻（３９／４０）Ｔは、ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の後半のため、ＰＡＮ−Ｆのリソース制御装置はＰＡＮ−Ｇのリソース制御装置に対し、ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の後半を割り当てる（図１８）。この時点の情報管理テーブルは、「Ａ（先頭）：Ｇ」「Ｇ：Ｂ,Ａ（先頭）」「Ｂ：Ｄ」「Ｄ：Ｃ」「Ｃ：Ｅ」「Ｅ：Ｆ」「Ｆ：Ｇ２」「Ｇ２：φ」である。ＰＡＮ−Ａのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡである。ＰＡＮ−Ｇのアクティブ期間の割合は１／４、開始時刻はＴＡ＋（１／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｂのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（１／２）Ｔである。ＰＡＮ−Ｄのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（５／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｃのアクティブ期間の割合は１／８、開始時刻はＴＡ＋（３／４）Ｔである。ＰＡＮ−Ｅのアクティブ期間の割合は１／１６、開始時刻はＴＡ＋（７／８）Ｔである。ＰＡＮ−Ｆのアクティブ期間の割合は１／３２、開始時刻はＴＡ＋（１５／１６）Ｔである。ＰＡＮ−Ｇのアクティブ期間の割合は１／３２、開始時刻はＴＡ＋（３１／３２）Ｔである。
上記の手順により、ＰＡＮ内の子ノードが周期的にデータを送信する要件を満たすことができるように、ＰＡＮに対してアクティブ期間を割り当てることが可能となる。
上述したように、本実施形態によると、同一のチャネルを使用するＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃが存在する環境においても、各ＰＡＮ内のリソース制御装置により、ＰＡＮごとにリソースを割り当てることが可能となる。また、別の場所で同一のチャネルを使用しているＰＡＮ−Ａ、ＰＡＮ−Ｂ、ＰＡＮ−Ｃの組とＰＡＮ−Ｄ，ＰＡＮ−Ｅ、ＰＡＮ−Ｆの組が同一の場所で出会った場合に起こる干渉についても各ＰＡＮ内のリソース制御装置により、ＰＡＮごとにリソースを割り当てることが可能となる。また、ＰＡＮ内の子ノードが周期的にデータを送信する要件を満たすことができるように、ＰＡＮに対してアクティブ期間を割り当てることが可能となる。よって複数の異なるＰＡＮが同一のチャネルを利用する場合において、異なるＰＡＮに属する通信装置間の干渉が無く通信を実施可能なリソースの割り当てを可能とするリソース制御装置を提供することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１０１・・・携帯電話（携帯端末装置）、１０２・・・センサー、２０１・・・通信部、２０２・・・制御部、２０３・・・記憶部、２０４・・・表示部、２０５・・・操作部、２０６・・・アンテナ
Claims (7)
- 通信可能な範囲に存在する通信装置との通信に使用するリソースを制御するリソース制御装置において、
他リソース制御装置よりリソース使用要求を受信する使用要求受信手段と、
自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する記憶手段と、
前記他リソース制御装置からの前記リソース使用要求を前記使用要求受信手段で受信した場合に、前記他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した前記使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置へ送信するメッセージ送信手段と、
前記決定手段で決定した前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、
を備えたことを特徴とするリソース制御装置。 - 前記他リソース制御装置と干渉しているか否か判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段により、干渉していると判定した場合、主となる前記リソース制御装置を判定するリソース制御装置判定手段と、
前記リソース制御装置判定手段で、主となるリソース制御装置が前記他リソース制御装置であると判定された場合、前記リソース使用要求を前記他リソース制御装置へ送信する使用要求送信手段と、
自リソース制御装置に割り当てられるリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置から受信するメッセージ受信手段と、を備え、
前記更新手段は、前記メッセージ受信手段で受信した前記使用許可メッセージに含まれる前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新することを特徴とする請求項１に記載のリソース制御装置。 - 前記他リソース制御装置が、同一通信範囲に存在するか否か判断する通信範囲判断手段を備え、
前記通信範囲判断手段で前記他リソース制御装置が同一通信範囲に存在しないと判断された場合、前記更新手段は、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリソース制御装置。 - 通信可能な範囲に存在する通信装置との通信に使用するリソースを制御するリソース制御装置において、
自リソース制御装置が使用しているリソースの使用量を記憶する記憶手段と、
他リソース制御装置がリソースを使用しているか否か判定するリソース判定手段と、
前記リソース判定手段で前記他リソース制御装置がリソースを使用していると判定された場合、前記他リソース制御装置に対して、リソース使用要求を送信する使用要求送信手段と、
自リソース制御装置に割り当てられるリソースの使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置から受信するメッセージ受信手段と、
前記メッセージ受信手段で受信した前記使用許可メッセージに基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新する更新手段と、
を備えたことを特徴とするリソース制御装置。 - 他リソース制御装置と干渉しているか否か判定する干渉判定手段と、
前記干渉判定手段により、干渉していると判定した場合、主となる前記リソース制御装置を判定するリソース制御装置判定手段と、
前記リソース制御装置判定手段で、前記主となるリソース制御装置が自身のリソース制御装置であると判定した場合、前記他リソース制御装置より前記リソース使用要求を受信する使用要求受信手段と、
前記他リソース制御装置からの前記リソース使用要求を前記使用要求受信手段で受信した場合に、前記他リソース制御装置に割り当てるリソースの使用量を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定した前記使用量を含んだ使用許可メッセージを前記他リソース制御装置へ送信するメッセージ送信手段と、を備え、
前記更新手段は、前記決定手段で決定した前記使用量に基づいて、前記記憶手段に記憶した前記使用量を更新することを特徴とする請求項４に記載のリソース制御装置。 - 前記通信装置からの通信要求に応じて、前記他リソース制御装置に対して、前記リソース使用要求を送信するか否かを判定する使用要求判定手段を備え、
前記使用要求送信手段は、前記使用要求判定手段で前記リソース使用要求を送信すると決定した場合、前記他リソース制御装置に対して、前記リソース使用要求を送信することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のリソース制御装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載のリソース制御装置を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007054508A JP2008219499A (ja) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | リソース制御装置および携帯端末装置 |
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| JP2008219499A true JP2008219499A (ja) | 2008-09-18 |
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| JP2007054508A Pending JP2008219499A (ja) | 2007-03-05 | 2007-03-05 | リソース制御装置および携帯端末装置 |
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| JP (1) | JP2008219499A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003143644A (ja) * | 2001-05-08 | 2003-05-16 | Sony Corp | 無線通信システム、無線通信制御装置及び無線通信制御方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2003258812A (ja) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sony Corp | 無線通信システム、無線通信装置及び方法、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2004040645A (ja) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Sony Corp | 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム |
-
2007
- 2007-03-05 JP JP2007054508A patent/JP2008219499A/ja active Pending
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