JP2009055511A - 移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける移動端末位置管理方法、中継移動端末、中継固定局及びプログラム - Google Patents

移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける移動端末位置管理方法、中継移動端末、中継固定局及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】接続履歴からMT位置管理テーブル(MLT)を作成し、かつDTN環境でこのMLTを固定局(ST)−移動端末間(MT)で交換する。
【解決手段】固定局と移動端末は、優先度の高い固定局をn個記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを有している。移動端末が、過去N回の接続から、優先度の高い固定局をn個選択して、自身の位置レコードを作成する。移動端末が固定局に接続したとき、移動端末が自身のMT位置管理テーブルを固定局に送信し、固定局が該MT位置管理テーブルと自身のMT位置管理テーブルとを比較することにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する、および移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定する。固定局が判定された位置レコードを移動端末に送信し、移動端末が位置レコードにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する。
【選択図】図1

Description

本発明は、移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける移動端末位置管理方法、中継移動端末、中継固定局及びプログラムに関する。
既存のIPネットワークにおけるデータ伝送は、送信元(Source)から宛先(Destination)までのEnd-to-Endにて実時間内で応答可能な通信経路が確立できないと通信を行えない。
このような環境下でも中継ノードが一時的にストレージにデータを保持し(Store)、他ノードとの接続が確立できたタイミングでデータ転送(Forwarding)を行うStore-and-Forward方式によって、最終的に送信元から宛先までデータ転送を実現するDelay
Tolerant Network(DTN)技術がある。
このDTN技術の応用として、固定局(以下ST)間のデータ転送において、移動端末(以下MT)のストレージとその物理移動を利用する方式がある。さらに本方式ではMTとSTとの接続履歴を利用して、STからMTへコピーするデータを選択することで、MTのストレージへの不要なコピーを制限している。
また、非特許文献1では、上記方法の拡張として、DTN環境下でもデータの送信先を地理的に解決するために、接続履歴によるMTの位置管理方式を提案している。本方式ではSTがMTとの接続履歴からMT位置管理テーブル(以下、MLT:MT Location management Table)を作成し、これをMTによって周辺のSTへ配信することで、ST間で同テーブルを共有し、メッセージの宛先移動端末からそれに対応する宛先固定局を解決している。
特許文献1では中央センター−クライアント等の2つ以上のシステムがネットワークで接続された環境でのデータ同期において、データをレコードに分割して、更新されたレコードのみを送信することで送信量を減らす方式を記述したものである。
特開昭59−94155号公報 "端末の物理移動を利用した非常時メッセージ交換方式の提案"南川, 森川, 太田, 西山, Dicomo 2006 シンポジウム論文集1巻 pp249--252
しかしながら、非特許文献1で提案したMLTの配信では、接続履歴からMLTを作成する手順を具体的に指定していないという課題がある。さらに、接続履歴をそのままMLTとして使用すると、MTとSTが接続する度にMLTが更新されることになり、ST間で同テーブルの同期をとるために、移動端末は(自身を含めた)各移動端末のMT位置管理テーブルを常時保持したままとなる。これによりMTの限られたストレージが占有されるという課題もある。
また、特許文献1では、実時間での双方向通信が可能なシステムでのデータ交換を前提としており、特許文献1の送信量を減らす方式は、End-to-Endでの実時間送受信確認が困難なDTN環境でのデータ交換では利用できない。
したがって、本発明は、接続履歴から非特許文献1で使用されるMLTを作成し、かつDTN環境で、このMLTをMT−ST間で交換することが可能な移動端末位置管理方法、中継移動端末、中継固定局及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を実現するため本発明による方法は、固定局と通信する移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける移動端末位置管理方法において、前記固定局と前記移動端末は、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを有しており、前記移動端末が、過去N回(Nは正の整数)の接続から、優先度の高い固定局をn個選択して、自身の位置レコードを作成する第1のステップと、前記移動端末が前記固定局に接続したとき、前記移動端末が自身のMT位置管理テーブルを前記固定局に送信し、前記固定局が該MT位置管理テーブルと自身のMT位置管理テーブルとを比較することにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する、および前記移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定する第2のステップと、前記固定局が前記判定された位置レコードを前記移動端末に送信し、前記移動端末が該位置レコードにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する第3のステップと、を有する。
また、前記MT位置管理テーブルの位置レコードは、更新時間が設定されていることも好ましい。
また、前記更新時間は、前記第1のステップで前記位置レコードが作成されたときの時間であることも好ましい。
また、前記MT位置管理テーブルの位置レコードは、生存時間が設定されており、前記移動端末は、該生存時間を超え、かつ自身の位置レコードでない位置レコードを削除する第4のステップをさらに有していることも好ましい。
また、前記第2のステップで前記固定局のMT位置管理テーブルの位置レコードが、前記移動端末のMT位置管理テーブルの位置レコードによって更新される場合、前記固定局の位置レコードの生存時間が一定時間延長されることも好ましい。
上記目的を実現するため本発明による固定局は、移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける固定局において、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを蓄積するMT位置管理テーブル蓄積手段と、前記MT位置管理テーブルから、接続された移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定するデータ送信判定手段と、前記移動端末へ前記位置レコードを含むデータを送信する、または、前記移動端末からデータを受信するデータ送受信手段と、前記移動端末からMT位置管理テーブルを受信するMT位置管理テーブル受信手段と、前記移動端末から受信したMT位置管理テーブルにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する更新処理手段とを有する。
また、前記MT位置管理テーブルの更新時間並びに生存時間を設定する、および該生存時間を延長する生存時間管理手段をさらに有することも好ましい。
上記目的を実現するため本発明による移動端末は、上記に記載の固定局と通信する移動端末であって、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを蓄積するMT位置管理テーブル蓄積手段と、前記移動端末が前記固定局に接続する毎に更新する接続履歴を蓄積する接続履歴蓄積手段と、前記接続履歴から、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)選択して、自身の位置レコード作成する、および前記固定局から送信される位置レコードにより前記MT位置管理テーブルを更新するMT位置管理テーブル生成更新手段と、前記移動端末が前記固定局に接続した際に、前記固定局へ前記MT位置管理テーブルを送信するMT位置管理テーブル送信手段とを有する。
また、前記MT位置管理テーブル生成更新手段は、生存時間を超え、かつ自身の位置レコードでない位置レコードを削除する機能をさらに有することも好ましい。
上記目的を実現するため本発明によるプログラムは、上記に記載の手段により固定局を機能させる。
上記目的を実現するため本発明によるプログラムは、上記に記載の手段により移動端末を機能させる。
MLT作成機能とMLT更新機能によって、MLTをMT毎に分割し、レコード毎に更新時間、生存時間を設定することで、送信の必要性の高い位置レコードのみをMTへコピーするといった制御が可能となり、MTストレージのMLTによる使用量を低減することが可能となる。
また、MLT生存時間設定・管理機能によって生存時間を設定することで、送受信確認の困難なDTN環境においても、ST間でMLTの同期を取るために、常時MTのストレージを占有させなくてすむ。
また、MLT生存時間の延長機能によって、各MT位置レコードの配布の必要性を判定することが可能である。具体的には、ST側にて更新されたあるMTの位置レコードは生存時間が延長されることで、結果として今後、同レコードが周辺のSTに配布される可能性がさらに高くなる。一方、ST側にて更新の必要性のない位置レコードは、既にSTが持っているレコードであり、周辺へも配布されている可能性が高いため、生存時間を延長させず周辺への配布の必要性を低減させることができる。
本発明を実施するための最良の形態の移動端末位置管理方法について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態では、固定局(ST)、移動端末(MT)は、MT位置管理テーブル(MLT)に関して以下の機能を有する。
(1)MLT作成機能(MT)
(2)MLT更新機能(MT、ST)
(3)MLT生存時間設定・管理機能(MT、ST)
(4)MLT生存時間の延長機能(ST)
各機能の詳細を、以下に説明する。
(1)MLT作成機能
MTのみが有する機能である。MTはSTとの接続履歴データを保持しておき、そのうち、過去N回(Nは正の整数)の接続から、自身が優先的に接続する固定局を順にn個(nは正の整数)選択し、自身の位置レコードを作成する。MLTは、この位置レコードを行として持つ。図1は、本実施形態におけるMLTの一例を示す。本図では、n=5になっており、MTは最大5個のSTを宛先候補STとして有している。この宛先候補STは優先度の高い順に整列して記述されている。この優先度の例として、接続頻度がある。なお、最初、自身の情報しか持たないため、MLTは自身の位置レコードのみから構成されている。
MTがSTに接続したとき、MTは接続履歴データを更新し、更新したデータから自身の仮位置レコードを作成し、既に持っているMLT内の自身の位置レコードと比較する。変更がある場合は仮位置レコードを上書きし、同レコードの更新時間欄に現在日時を記入する。
(2)MLT更新機能
MTとSTが有する機能である。MTがSTに接続したとき、転送データ交換セッション前に、MLTの送付が行われる。MTは自身の保持するMLTをSTに送信する。STは受け取ったMLTの各MTの位置レコードと、自身が保持するMLTを比較する。STが有していない位置レコードがあった場合は、このデータを挿入し、さらに接続MTから受け取ったレコードの更新時間が新しい場合は、このデータを上書きする。一方、ST側の更新時間が新しい場合は、ST側の位置レコードをMTへ送信する。また、MTが有していない位置レコードをSTが有していた場合、この位置レコードもMTへ送信する。
MTはSTから送付されるMLTの更新分(更新されるMTの位置レコード)を受け取り、自身が保持するMLT内のデータを上書きする。
(3)MLT生存時間設定・管理機能
MTとSTが有する機能である。MLTの各MTの位置レコードは、生存時間を記述する列を有する。この生存時間は、MT内で位置レコードが生成・更新されたタイミング、或いは生成・更新後、最初にSTにコピーされるタイミングから、予め設定された時間として記述される。図1の例では、生存時間として日時時刻が記述されているが、生存時間は日時時刻である必要はなく、例えば、更新時間からの経過時間として記述することも可能である。
MTは内部に時刻計測機能を保持しており、生存時間を経過した位置レコードを削除する。またMTに時刻計測機能が無い場合には、MTがSTに接続したとき、MTがMLTの全レコードをSTに送付し、STが上記の判断を行って、その結果をMTに送付し、MTがMTのストレージから同レコードを削除する。但し、ここでMT自身に関する位置レコードの場合は、削除せずにMT内に保持しておく。
また、MT−ST接続時において、上記のMLT更新手順でSTからMTにSTの保持するMLTをコピーする際に、現在時刻が生存時間を越えたレコードに関しては、MTへコピーを行わない。
なお、ST−MT間での位置レコードの更新時間比較にて両データの更新時間が同じであっても、生存時間欄を比較して、生存時間に相違があった場合には、生存時間が長い方を他方へ上書きすることとする。
(4)MLT生存時間の延長機能
STのみが有する機能である。STは、MLT更新手順のMLT更新セッション(制御データ送信セッション)において、ST側の位置レコードが接続MTの位置レコードによって更新される場合に、そのレコードの生存時間を延長する。その手順は更新されたレコードの生存時間を、現在時刻から予め設定された時間後に変更して保存し、さらに接続MT側の該当位置レコードも更新された本レコードで上書きする。
ここで、設定される生存時間、及び延長される時間の長さは、MTのST間を往来する時間に比べ、十分長いものとする。
このように作成されたMLTを使用して、STは接続されたMTにデータを送信するかどうかを判断する。この判断として、例えば、
(A)データの宛先STが接続されたMTの宛先候補STに含まれる。
(B)自分より宛先STに近いSTが接続されたMTの宛先STに含まれる。
を使用することができる。
図1の例で、(A)の判断では、MT001が接続した場合、データの宛先がST001、ST002、ST003のいずれかを含むデータはMT001に転送される。
以下に、MLT更新機能、MLT生存時間設定・管理機能、及びMLT生存時間の延長機能の具体例を以下に示す。図2は、接続前及び接続後のMT及びSTのMLTを示す。
本実施例は、MTであるMT001が、STであるST002に接続し、MT001のMLT_A0、ST002のMLT_B0がそれぞれ、MLT_A1、MLT_B1に更新される。この時、MLTの各MTの位置レコードは以下のように処理される。
(1)MT003に関する位置レコードが、MLT_A0側にのみ存在する場合、ST側にMLT_A0のデータをコピーする。生存時間は現在時刻T00から一定時間(α)加算された時間としてMLT_B1に記録される。これに合わせて、MLT_A1側の位置レコードの生存時間も同じ時間(T00+α)へ延長される。
(2)MLT_B0のMT004に関する位置レコードの更新時間が、MLT_A0のそれより新しく、かつ生存時間が現在時刻よりも新しい場合(t41<T41 and T00<T41)、MLT_B0側の位置レコードをMLT_A0へ上書きする。この時の生存時間は、MLT_B0側の値T42となる。
(3)MT006に関する位置レコードが、MLT_B0側にのみ存在し、かつその更新時間が現在時刻よりも新しい場合(T61>T00)は、MLT_B0側の位置レコードをMLT_A0側へコピーする。生存時間はMLT_B0側の値T62となる。
(4)MLT_B0のMT007に関する位置レコードの更新時間が、MLT_A0のそれより新しく、かつ生存時間が現在時刻よる古い場合(t71<T71 and T72<T00)、MLT_A0側からMT007に関する位置レコードを削除する。
(5)MLT_A0のMT001に関する位置レコードの更新時間が、MLT_B0のそれより新しい場合(t11>T11)、MLT_A0側の位置レコードをMLT_B0へ上書きする。更新時間はt11となり、生存時間は現在時刻T00から一定時間(α)加算された時間としてMLT_B1に記録される。MLT_A0側に関してはMT001は自身の位置レコードであるため、生存時間が存在せず、永久にMT001内に保持するものとする。
図3は位置レコードの更新・生存時間延長プロセスのフローチャートを示す。本図は、同じMTに関する位置レコードが、MTおよびSTの両方に存在する場合、位置レコードを比較して更新する際の処理を示している。本図のなかで、r1、R1はそれぞれMT、STの位置レコードを示し、t11、T11はそれぞれMT、STの位置レコードの更新時間を示し、t12、T12はそれぞれMT、STの位置レコードの生存時間を示す。
図4は、本発明における中継移動端末及び中継固定局の機能構成図である。
中継固定局1は、データ送信判定部11と、データ送受信部12と、転送用データ蓄積部13と、MT位置管理テーブル蓄積部14と、更新処理部15と、生存時間管理部16と、MT位置管理テーブル受信部17とを有する。これら機能構成部は、中継固定局に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムによっても実現できる。
データ送信判定部11は、移動端末が接続した際に、送信すべきデータの宛先端末と接続可能性の高い宛先基地局を、接続移動端末の移動範囲に含むか又は近いか否かを判定する。また、この時蓄積されているMLTの中から、接続移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定する。
データ送受信部12は、データ送信判定部11の判定結果が真である場合、接続移動端末へデータを送信する。また、接続移動端末からデータを受信する。受信されたデータは、転送用データ蓄積部13に蓄積される。データ送信判定部11の判定結果に従い、接続移動端末に送信する必要のある位置レコードを送信する。また、生存時間管理部16から受け取った結果を送信する。
MT位置管理テーブル蓄積部14は、MLTを蓄積する。
更新処理部15は、MLT更新機能を実現し、接続移動端末から受信したMLTとMT位置管理テーブル蓄積部14内に蓄積されているMLTを比較して、MT位置管理テーブル蓄積部14内のMLTを更新する。
生存時間管理部16は、MLT生存時間設定・管理機能及びMLT生存時間の延長機能を実現する。接続移動端末から受信したMLTと現在時刻を基に、生存時間の設定、延長を行う。また、時刻計測機能が無いMTのため、生存時間の判定を行いその結果をデータ送受信部12に渡す機能も有する。
MT位置管理テーブル受信部17は、移動端末が中継固定局に接続した際に、移動端末からMLTを受信する。このMLTは、MT位置管理テーブル蓄積部14へ通知され、MLTが更新される。
中継移動端末2は、転送データ選択部21と、データ送受信部22と、転送用データ蓄積部23と、MT位置管理テーブル蓄積部24と、MT位置管理テーブル生成更新部25と、接続履歴蓄積部26と、MT位置管理テーブル送信部27とを有する。これら機能構成部は、中継移動端末に搭載されたコンピュータによって実行されるプログラムによっても実現できる。
転送データ選択部21は、固定局と接続した際に、その固定局に送信するデータを判定する。
データ送受信部22は、転送データ選択部21によって判定されたデータを、接続した固定局へ送信する。また、固定局からデータを受信する。受信されたデータは、転送データ蓄積部23またはMT位置管理テーブル蓄積部24に蓄積される。
MT位置管理テーブル蓄積部24は、MLTを蓄積する。
MT位置管理テーブル生成更新部25は、MLT作成機能、MLT更新機能及びMLT生存時間設定・管理機能を実現する。接続履歴蓄積部26からの情報によりMLTを作成し、データ送受信部22から受信される固定局のMLTからMLTを更新し、さらに現在時刻、または固定局からの情報により生存時間が経過した位置レコードを削除する。
接続履歴蓄積部26は、移動端末が固定局に接続する毎に、その固定局を示すIDを蓄積する。
MT位置管理テーブル送信部27は、移動端末が中継固定局に接続した際に、固定局へMLTを送信する。
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
本実施形態におけるMLTの一例を示す。 接続前及び接続後のMT及びSTのMLTを示す。 MLTの更新・生存時間延長プロセスのフローチャートを示す。 本発明における中継移動端末及び中継固定局の機能構成図である。
符号の説明
1 中継固定局
11 データ送信判定部
12 データ送受信部
13 転送用データ蓄積部
14 MT位置管理テーブル蓄積部
15 更新処理部
16 生存時間管理部
17 MT位置管理テーブル受信部
2 中継移動端末
21 転送データ選択部
22 データ送受信部
23 転送用データ蓄積部
24 MT位置管理テーブル蓄積部
25 MT位置管理テーブル生成更新部
26 接続履歴蓄積部
27 MT位置管理テーブル送信部

Claims (11)

  1. 固定局と通信する移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける移動端末位置管理方法において、
    前記固定局と前記移動端末は、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを有しており、
    前記移動端末が、過去N回(Nは正の整数)の接続から、優先度の高い固定局をn個選択して、自身の位置レコードを作成する第1のステップと、
    前記移動端末が前記固定局に接続したとき、前記移動端末が自身のMT位置管理テーブルを前記固定局に送信し、前記固定局が該MT位置管理テーブルと自身のMT位置管理テーブルとを比較することにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する、および前記移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定する第2のステップと、
    前記固定局が前記判定された位置レコードを前記移動端末に送信し、前記移動端末が該位置レコードにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する第3のステップと、
    を有することを特徴とする移動端末位置管理方法。
  2. 前記MT位置管理テーブルの位置レコードは、更新時間が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の移動端末位置管理方法。
  3. 前記更新時間は、前記第1のステップで前記位置レコードが作成されたときの時間であることを特徴とする請求項2に記載の移動端末位置管理方法。
  4. 前記MT位置管理テーブルの位置レコードは、生存時間が設定されており、前記移動端末は、該生存時間を超え、かつ自身の位置レコードでない位置レコードを削除する第4のステップをさらに有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の移動端末位置管理方法。
  5. 前記第2のステップで前記固定局のMT位置管理テーブルの位置レコードが、前記移動端末のMT位置管理テーブルの位置レコードによって更新される場合、前記固定局の位置レコードの生存時間が一定時間延長されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 移動端末を媒体としてデータを転送するネットワークにおける固定局において、
    優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを蓄積するMT位置管理テーブル蓄積手段と、
    前記MT位置管理テーブルから、接続された移動端末に送信する必要のある位置レコードを判定するデータ送信判定手段と、
    前記移動端末へ前記位置レコードを含むデータを送信する、または、前記移動端末からデータを受信するデータ送受信手段と、
    前記移動端末からMT位置管理テーブルを受信するMT位置管理テーブル受信手段と、
    前記移動端末から受信したMT位置管理テーブルにより、自身のMT位置管理テーブルを更新する更新処理手段と、
    を有することを特徴とする固定局。
  7. 前記MT位置管理テーブルの更新時間並びに生存時間を設定する、および該生存時間を延長する生存時間管理手段をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の固定局。
  8. 請求項6または7に記載の固定局と通信する移動端末であって、
    優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)記述した位置レコードを移動端末毎に持つMT位置管理テーブルを蓄積するMT位置管理テーブル蓄積手段と、
    前記移動端末が前記固定局に接続する毎に更新する接続履歴を蓄積する接続履歴蓄積手段と、
    前記接続履歴から、優先度の高い固定局をn個(nは正の整数)選択して、自身の位置レコード作成する、および前記固定局から送信される位置レコードにより前記MT位置管理テーブルを更新するMT位置管理テーブル生成更新手段と、
    前記移動端末が前記固定局に接続した際に、前記固定局へ前記MT位置管理テーブルを送信するMT位置管理テーブル送信手段と、
    を有することを特徴とする移動端末。
  9. 前記MT位置管理テーブル生成更新手段は、生存時間を超え、かつ自身の位置レコードでない位置レコードを削除する機能をさらに有することを特徴とする請求項8に記載の移動端末。
  10. 前記固定局におけるプログラムとして、
    請求項6または7に記載の手段により固定局を機能させることを特徴とするプログラム。
  11. 前記移動端末におけるプログラムとして、
    請求項8または9に記載の手段により移動端末を機能させることを特徴とするプログラム。
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