JP2011238987A - 通信システム、制御ノード装置、ノード装置、通信方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 所定の通信フレームに同期して通信を行う通信システムは、制御ノード、通信ネットワークに参加済みの既存ノード、新たに参加する新規ノードを備える。制御ノードは、各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成して、通信フレームの第1の時間領域に送出する。既存ノードは、通信領域割当情報を受信すると中継する。新規ノードは、通信領域割当情報を解析して通信タイミングを判定して、通信フレームの第2の時間領域に、通信ネットワークへのアクセス要求を送出する。既存ノードは、アクセス要求を受信すると、当該アクセス要求を中継し、制御ノードは、アクセス要求を受信した場合に新規ノードを参加させるか判定し、参加させる場合は、通信領域割当情報を更新する。
【選択図】 図1
Description
複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期して通信を行う通信システムであって、
前記通信ネットワークにおける通信を制御する制御ノードと、1以上のノードと、
を備え、
前記制御ノードは、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成手段と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出手段と、
前記通信ネットワークに新たに参加する新規ノードの前記通信ネットワークへのアクセス要求を受信した場合に前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定手段と、
前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新手段と、
を備え、
前記ノードは、
前記通信ネットワークに既に参加している場合に、前記通信領域割当情報を受信した場合に当該通信領域割当情報を前記第1の時間領域において送出して中継し、前記アクセス要求を受信した場合に当該アクセス要求を中継する中継手段と、
前記通信ネットワークに新たに参加する場合に、受信した前記通信領域割当情報を解析して前記通信フレームにおいて定められている通信タイミングを判定する判定手段と、
前記判定結果に基づき、前記通信フレームの前記ノードで競合して使用される第2の時間領域において、前記通信ネットワークへのアクセス要求を送出する送出手段と、
を備える。
図1は本実施形態における無線通信システムのネットワークの構成例を表す図である。図1に示すように、通信ネットワークは、複数のノードによって形成される。本構成は5.1CHサラウンドシステムの構成をとっており、データソースからの音響データを各ノードに無線伝送している。
次に各ノードの構成について図2、図3を用いて説明する。図2は、制御ノード100の内部構成を示したブロック図である。
図3は、ノード1〜5(101〜105)の内部構成を示したブロック図である。300はノード1〜5(101〜105)内の全体の動作を制御する制御部である。制御部300はCPU等により実現される。305は送受信処理のタイミングを生成するためのタイマ部である。送受信タイミングは無線通信により受信した通信領域割当情報317によって決定される。310はノード1〜5(101〜105)のプログラムや不揮発性のパラメータを格納するためのROM(読み出し専用メモリ)である。
次に通信フレームの構成について図4を用いて説明する。図4(a)は本実施形態の無線通信システムにおける通信フレームであるスーパーフレーム400の構成を示す図である。スーパーフレーム400は固定長であり、繰り返し周期で送信される。スーパーフレーム400は、予約タイムスロット領域410と競合アクセス領域420、の2つの時分割領域を含んでいる。
次に図5を用いて本実施形態における全体動作の概要をスーパーフレーム構成の遷移と共に説明する。全体動作の詳細は図6A、図6Bを参照して後述する。この例ではノード1〜4(101〜104)が既存ノードであり、ノード1〜3(101〜103)は制御ノード100と直接通信ができるが、ノード4(104)は制御ノード100と直接通信ができない。以下、ノード5(105)が新規ノードとしてネットワークに参加する際の動作について説明する。なお、ノード5(105)は、制御ノード100及びノード1、2(101、102)とは直接通信できないが、ノード3、4(103、104)とは直接通信できる場所に存在する。
次に、本実施形態における全体動作の流れを図6A、図6Bのシーケンス図を用いて説明する。ここでも図5と同様に、ノード1〜4(101〜104)が既存ノードであり、ノード5(105)が新規ノードとしてネットワークに参加する際の全体動作について例示的に説明する。
以上が、ノード5が新規にネットワークに参加する際のシーケンスである。
次に各ノードの個別の制御動作について図7〜9を用いて説明する。
図7は新規ノードの制御動作を示している。まず新規ノードはS700において、スーパーフレーム内のタイムスロットのサーチを行う。そしてS705でタイムスロット内の通信領域割当情報の取得に成功したかどうかを判断する。成功した場合(S705でYES)には、S710に分岐し、失敗した場合(S705でNO)にはS700に戻り再度サーチを行う。S710では、受信に成功した通信領域割当情報を解析し、スーパーフレーム内のタイムスロットの配置及び競合アクセス領域の配置を特定する。すなわち、S710では、通信領域割当情報に基づいて通信フレームにおいて定められている通信タイミングを判定する。
○スーパーフレーム処理
図8は既存ノードの制御動作を示している。図8の(a)はn番目のスーパーフレームの制御動作を示しており、既存ノードはこの制御動作をスーパーフレーム単位で繰り返し行う。まずS800にて、予約タイムスロット領域のタイムスロット送受信処理を行う。この動作の詳細については図8の(b)を用いて後述する。次にS820にて、S800のタイムスロット送受信処理で、通信領域割当情報の取得に成功したかどうかを判断する。
次に図8の(b)を用いてタイムスロット送受信処理について説明する。まずS801にて(n−1)番目のスーパーフレームで取得したn番目の通信領域割当情報の読み込みを行う。次にS802にてタイムスロット単位の送受信処理を行うためのタイマを起動する。このタイマは予測タイムスロットを構成する各タイムスロットの時間区間を計時すると満了する。S803ではタイマが満了したかどうかを判定し、満了していない場合(S803でNO)には、S803に戻り、満了した場合(S803でYES)にはS804に分岐し、タイマをリセットする。
次に、図8の(c)を用いて競合アクセス領域送受信処理について説明する。まずS841にてタイムスロット送受信処理によって受信した通信領域割当情報に基づいて特定される競合アクセス領域をモニタする。そしてS842にて新規ノードから送信されるアクセス要求が含まれているかどうかを判定する。アクセス要求が含まれない場合(S842でNO)には、競合アクセス領域の送受信処理を終了する。アクセス要求が含まれている場合(S842でYES)には、S843にて受信した通信領域割当情報に、アクセス要求を送信しているノードのタイムスロットの割当があるかどうかを判定する。割当がある場合(S843でYES)には、既に制御ノードが新規ノードのアクセス要求を受信し、ネットワークに追加する処理を完了したと判断できるので、アクセス要求の中継を行わず競合アクセス領域の送受信処理を終了する。割当がない場合(S843でNO)には、次の(n+1)番目のスーパーフレームでアクセス要求の中継を行うために、S844にて自身のパケット内の制御データにアクセス要求を格納し、保持する。
図9はn番目のスーパーフレームにおける制御ノードの制御動作を示しており、この制御動作をスーパーフレーム単位で繰り返し行う。まず、S900にて、前回の(n−1)番目のスーパーフレーム処理時に決定したn番目スーパーフレームの通信領域割当情報を、現スーパーフレームの通信領域割当情報として設定する。次に、S905にて、ノードリストに基づき次スーパーフレームの通信領域割当情報を生成し、保持する。次に、S910にて、決定された予約タイムスロット領域に基づいて、競合アクセス領域の割当を決定する。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (9)
- 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期して通信を行う通信システムであって、
前記通信ネットワークにおける通信を制御する制御ノードと、1以上のノードと、
を備え、
前記制御ノードは、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成手段と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出手段と、
前記通信ネットワークに新たに参加する新規ノードの前記通信ネットワークへのアクセス要求を受信した場合に前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定手段と、
前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新手段と、
を備え、
前記ノードは、
前記通信ネットワークに既に参加している場合に、前記通信領域割当情報を受信した場合に当該通信領域割当情報を前記第1の時間領域において送出して中継し、前記アクセス要求を受信した場合に当該アクセス要求を中継する中継手段と、
前記通信ネットワークに新たに参加する場合に、受信した前記通信領域割当情報を解析して前記通信フレームにおいて定められている通信タイミングを判定する判定手段と、
前記判定結果に基づき、前記通信フレームの前記ノードで競合して使用される第2の時間領域において、前記通信ネットワークへのアクセス要求を送出する送出手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記第1の時間領域においては、前記通信ネットワークを形成するノードごとに、ノードがデータを送出する区間が定められており、
前記制御ノード、及び、前記通信ネットワークに参加しているノードは、それぞれ前記第1の時間領域において当該ノードに割り当てられた区間において、データを送出する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記制御ノードの更新手段は、前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記第1の時間領域に追加して当該第1の時間領域を拡大するように、前記通信領域割当情報を更新することを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
- 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期して通信を行う通信システムであって、
前記通信ネットワークにおける通信を制御する制御ノードと、
前記制御ノードの制御に従って前記通信ネットワークに既に参加している1以上の既存ノードと
を備え、
前記制御ノードは、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成手段と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出手段と
を備え、
前記既存ノードは、
前記通信領域割当情報を受信すると、当該通信領域割当情報を前記第1の時間領域において送出して中継する手段と、
前記通信領域割当情報を受信した前記通信ネットワークに参加していない新規ノードから前記通信ネットワークへのアクセス要求を前記通信フレームの第2の時間領域に受信した場合、当該アクセス要求を中継する手段と
を備え、
前記制御ノードは、
前記アクセス要求を受信した場合に前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定手段と、
前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新手段と
を更に備えることを特徴とする通信システム。 - 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期した通信を制御する制御ノード装置であって、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成手段と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出手段と、
前記通信領域割当情報を受信した前記通信ネットワークに参加していない新規ノードから前記通信フレームの第2の時間領域において送出され、前記通信ネットワークに既に参加している既存ノードを経由して、前記通信ネットワークへのアクセス要求を受信した場合に、当該新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定手段と、
前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする制御ノード装置。 - 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、制御ノード装置の制御に従って所定の通信フレームに同期して通信を行うノード装置であって、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を、前記制御ノード装置または他のノード装置から受信した場合に、当該通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出して中継する手段と、
前記通信領域割当情報を受信した新規ノードから前記通信ネットワークへのアクセス要求を前記通信フレームの第2の時間領域に受信した場合、当該アクセス要求を中継する手段と
を備えることを特徴とするノード装置。 - 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期して通信を行う、前記通信ネットワークにおける通信を制御する制御ノードと、前記制御ノードの制御に従って通信する1以上のノードと、を備えた通信システムにおける通信方法であって、
前記制御ノードが、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成工程と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出工程と、
前記通信ネットワークに新たに参加する新規ノードの前記通信ネットワークへのアクセス要求を受信した場合に前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定工程と、
前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新工程と、を実行し、
前記ノードは、
前記通信ネットワークに既に参加している場合に、前記通信領域割当情報を受信した場合に当該通信領域割当情報を前記第1の時間領域において送出して中継し、前記アクセス要求を受信した場合に当該アクセス要求を中継する中継工程と、
前記通信ネットワークに新たに参加する場合に、受信した前記通信領域割当情報を解析して前記通信フレームにおいて定められている通信タイミングを判定する判定工程と、
前記判定結果に基づき、前記通信フレームの前記ノードで競合して使用される第2の時間領域において、前記通信ネットワークへのアクセス要求を送出する送出工程と、
を実行することを特徴とする通信方法。 - 複数のノードが形成する通信ネットワークにおいて、所定の通信フレームに同期して通信を行う、前記通信ネットワークにおける通信を制御する制御ノードと、前記制御ノードの制御に従って前記通信ネットワークに既に参加している1以上の既存ノードとを備えた通信システムにおける通信方法であって、
前記制御ノードが、
前記通信フレームにおける各ノードの通信タイミングを示す通信領域割当情報を生成する生成工程と、
前記通信領域割当情報を前記通信フレームの第1の時間領域において送出する送出工程と、
前記既存ノードが、
前記通信領域割当情報を受信すると、当該通信領域割当情報を前記第1の時間領域において送出して中継する工程と、
前記通信領域割当情報を受信した新規ノードから前記通信ネットワークへのアクセス要求を前記通信フレームの第2の時間領域に受信した場合、当該アクセス要求を中継する工程と、
前記制御ノードが、
前記アクセス要求を受信した場合に前記新規ノードを前記通信ネットワークに参加させるか否かを判定する判定工程と、
前記通信ネットワークに参加させると判定した場合に、前記新規ノードがデータを送出するための区間を前記通信フレーム内に新たに設けるために、前記通信領域割当情報を更新する更新工程と
を有することを特徴とする通信方法。 - コンピュータを、請求項5に記載の制御ノード装置、又は、請求項6項に記載のノード装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
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