JP2015222877A - アクセスポイント - Google Patents
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Abstract
Description
アクセスポイント24は、アクセスポイント22及びアクセスポイント23から送信されたRREQを受信する(ステップS44)。アクセスポイント24は、受信した各RREQに基づいて、通信に利用するアクセスポイントを選択する(ステップS45)。例えば、アクセスポイント24は、RREQのヘッダ部分に格納されているAirtimeの値が小さいRREQの送信元であるアクセスポイントを、通信に利用するアクセスポイントに選択する。なお、図17では、アクセスポイント22が通信に利用するアクセスポイントに選択された場合を例に説明する。
アクセスポイント24は、アクセスポイント22から送信された送信データを受信し、受信した送信データの応答としてAck(受信確認信号)をアクセスポイント22に送信する(ステップS50)。
アクセスポイント21は、アクセスポイント22から送信されたAckが受信すると、連続した送信データがあるか否か確認する(ステップS52)。連続した送信データがある場合(ステップS52−YES)、アクセスポイント21はステップS48の処理で利用した経路と同じ経路を利用して再度送信データを送信する(ステップS48)。
一方、連続した送信データがない場合(ステップS52−NO)、アクセスポイント21は送信データが発生するまで待機する。
アクセスポイント30は、アクセスポイント29から送信されたRREQを受信する(ステップS61)。アクセスポイント30は、受信したRREQのヘッダ部分に格納されているホップ数の値を更新する(ステップS62)。アクセスポイント30は、更新したRREQをブロードキャストする(ステップS63)。
アクセスポイント31は、アクセスポイント28から送信された送信データを受信し、受信した送信データの応答としてAck(受信確認信号)をアクセスポイント28に送信する(ステップS70)。
アクセスポイント27は、アクセスポイント28から送信されたAckが受信すると、連続した送信データがあるか否か確認する(ステップS72)。連続した送信データがある場合(ステップS72−YES)、アクセスポイント27はステップS68の処理で利用した経路と同じ経路を利用して再度送信データを送信する(ステップS68)。
一方、連続した送信データがない場合(ステップS72−NO)、アクセスポイント27は送信データが発生するまで待機する。
本発明におけるアクセスポイントの理解のため、まずアクセスポイントの概要について説明する。アクセスポイントには、発電部(発電電力源)及び蓄電池が接続される。発電部は、風力発電機、地力発電機、太陽光発電機に代表される自然エネルギー発電機である。以下の説明では、発電部が太陽光発電機である場合を例に説明する。発電部は、太陽光発電により太陽光を電力に変換する。発電部は、変換した電力を蓄電池に充電する。また、発電部は、電力の給電量に関する情報(以下、「電力供給情報」という。)をアクセスポイントに通知する。電力供給情報には、蓄電池に給電された電力の給電量が含まれる。蓄電池は、発電部によって発電された電力を蓄積し、蓄積された電力をアクセスポイント10に供給する。このように、アクセスポイント10は、蓄電池に蓄積された電力を利用して動作する。
なお、以下に示す各実施形態では、アクセスポイント間の通信を、IEEE802.11s規格に準じて行う場合を例にして説明する。
図1は、本発明の第1実施形態におけるアクセスポイント10の機能構成を表す概略ブロック図である。なお、アクセスポイント10には、発電部41及び蓄電池42が接続される。
アクセスポイント10は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)やメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、アクセスポイント10は、アンテナ101、無線通信処理部102、制御部103、蓄電池残量検知部104、算出部105、電力供給部106を備える装置として機能する。なお、アクセスポイント10の各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
無線通信処理部102は、アンテナ101を介して無線通信を行い、他のアクセスポイント10とメッシュネットワーク構成により接続する。無線通信処理部102は、例えば他のアクセスポイント10から送信されたRREQ(制御メッセージ)を受信する。
算出部105は、制御部103によって取得されたメトリックの値(ホップ数の値)と、蓄電池残量検知部104によって検知された蓄電池残量と、電力上限値とに基づいて、RREQのヘッダ部分に格納されているメトリックの値を更新するための値(以下、「更新値」という。)を算出する。
電力供給部106は、蓄電池42に蓄積された電力を各機能部に供給する。なお、図の簡略化のため、電力供給部106からアクセスポイント10の各機能部に接続されるデータ線を省略している。
図2(A)はRREQヘッダの具体例を表し、図2(B)はRREPヘッダの具体例を表す。
RREQヘッダは、図2(A)に示されるように、タイプ、J、R、G、D、U、予約済み及びホップ数の各値を格納するためのフィールドで構成される。各実施形態では、算出部105によって算出された更新値がホップ数のフィールド(破線で示したフィールド)に格納される。
RREPヘッダは、図2(B)に示されるように、タイプ、R、A、予約済み、Prefix及びホップ数の各値を格納するためのフィールドで構成される。各実施形態では、算出部105によって算出された更新値がホップ数のフィールドに格納される。
無線通信処理部102は、他のアクセスポイント10から送信されたRREQを受信する(ステップS101)。無線通信処理部102は、受信したRREQを制御部103に出力する。制御部103は、出力されたRREQのヘッダ部分からホップ数の値を取得する(ステップS102)。制御部103は、取得したホップ数の値を算出部105に出力する。
算出部105は、算出した更新値を制御部103に出力する。制御部103は、受信されたRREQのヘッダ部分のホップ数の値を更新値で更新する(ステップS105)。例えば、制御部103は、RREQのヘッダのホップ数のフィールドに格納されている値を、算出部105によって算出された更新値で上書きすることによって更新する。無線通信処理部102は、制御部103によって更新されたRREQをブロードキャストする(ステップS106)。
RREQのヘッダのホップ数のフィールドには、メトリックとしてホップ数の代わりにAirtimeの値が格納されてもよい。このように構成される場合、制御部103は、無線通信処理部102によって受信されたRREQのヘッダ部分からAirtimeの値を取得し、取得したAirtimeの値を算出部105に出力する。そして、算出部105は、上記式1に基づいて更新値を算出する。
図4は、本発明の第2実施形態におけるアクセスポイント10aの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、アクセスポイント10aには、発電部41及び蓄電池42が接続される。
アクセスポイント10aは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、アクセスポイント10aは、アンテナ101、無線通信処理部102、制御部103、蓄電池残量検知部104、算出部105a、電力供給部106、テーブル記憶部107を備える装置として機能する。なお、アクセスポイント10aの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
算出部105aは、ホップ数の値と、残量ランク分けテーブルと、上限値とに基づいて更新値を算出する。
残量ランク分けテーブルは、蓄電池の残量に応じたランクに関する情報を表すレコード50を複数有する。レコード50は、ランク、蓄電池残量及び係数の各値を有する。ランクの値は、重みづけとして利用される値を一意に識別するための情報を表す。蓄電池残量の値は、同じレコード50のランクとして識別されるための条件となる蓄電池残量の割合を表す。係数の値は、同じレコード50のランクである場合に更新値の算出に重みづけとして利用される係数を表す。
ステップS103までの処理が終了すると、算出部105aはホップ数の値と、蓄電池残量と、テーブル記憶部107に記憶されている残量ランク分けテーブルと、電力上限値とに基づいて更新値を算出する(ステップS201)。具体的には、まず算出部105aは、テーブル記憶部107に記憶されている残量ランク分けテーブルを読み出す。次に、算出部105aは、読み出した残量ランク分けテーブルに登録されているレコード50のうち、蓄電池残量と電力上限値とに基づいて算出される蓄電池残量の割合に対応するレコード50を選択する。そして、算出部105aは、選択したレコード50の係数の項目に記録されている値と、ホップ数の値とを乗算することによって更新値を算出する。なお、蓄電池残量の割合は、蓄電池残量を電力上限値で除算することによって算出される。その後、ステップS105以降の処理が実行される。
第2実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
図7は、本発明の第3実施形態におけるアクセスポイント10bの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、アクセスポイント10bには、発電部41及び蓄電池42が接続される。
アクセスポイント10bは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、アクセスポイント10bは、アンテナ101、無線通信処理部102、制御部103b、蓄電池残量検知部104、算出部105b、電力供給部106、テーブル記憶部107b、通信状況監視部108を備える装置として機能する。なお、アクセスポイント10bの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
通信状況監視部108は、無線通信処理部102を監視して通信状況を把握する。通信状況監視部108は、把握した通信状況を示す通信情報を制御部103bに通知する。通信状況には、例えば伝送速度やトラフィックなどが含まれる。
算出部105bは、Activityレベルの情報と、テーブル記憶部107bに記憶されているActivityレベルランク分けテーブルと、ホップ数の値と、電力上限値とに基づいて更新値を算出する。
図8(A)はActivityレベルテーブルの具体例を表し、図8(B)はActivityレベルランク分けテーブルの具体例を表す。なお、図8(A)におけるActivityレベルテーブルは、Activityレベルがトラフィックによって定義される場合の一例を示すテーブルである。
ステップS102までの処理が終了すると、通信状況監視部108は定期的に無線通信処理部102を監視して通信状況を把握する(ステップS301)。通信状況監視部108は、把握した通信状況を示す通信情報を制御部103bに通知する。制御部103bは、テーブル記憶部107bに記憶されているActivityレベルテーブルと、通信情報とに基づいて自装置のActivityレベルを検知する(ステップS302)。具体的には、まず制御部103bは、テーブル記憶部107bに記憶されているActivityレベルテーブルを読み出す。次に、制御部103bは、読み出したActivityレベルテーブルに登録されているレコード51を参照し、ユーザにより予め設定されたパターンと、通信情報により特定されるトラフィックとに基づいて自装置のActivityレベルを検知する。制御部103bは、検知したActivityレベルの情報を算出部105bに通知する。
第3実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
本実施形態においては、トラフィックによってActivityレベルを決定する場合について示したが、制御部103bは蓄電池残量によってActivityレベルを決定してもよい。このように構成される場合、図10に示すActivityレベルテーブルが用いられる。
図10は、Activityレベルが蓄電池残量によって定義される場合のActivityレベルテーブルの一例を示す図である。
図11は、本発明の第4実施形態におけるアクセスポイント10cの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、アクセスポイント10cには、発電部41及び蓄電池42が接続される。
アクセスポイント10cは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、アクセスポイント10cは、アンテナ101、無線通信処理部102、制御部103、蓄電池残量検知部104c、算出部105c、電力供給部106、枯渇時間予測部109を備える装置として機能する。なお、アクセスポイント10cの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
算出部105cは、枯渇時間予測部109によって予測された、蓄電池42の電力が枯渇(不足)するまでの時間(以下、「枯渇予測時間」という。)と、ホップ数の値とに基づいて更新値を算出する。
ステップS103までの処理が終了すると、枯渇時間予測部109は蓄電池残量検知部104cにより検知された蓄電池残量と電力供給情報とに基づいて枯渇予測時間を予測する(ステップS401)。枯渇時間予測部109は、予測した枯渇予測時間を算出部105cに通知する。算出部105cは、枯渇予測時間と、ホップ数の値とに基づいて更新値を算出する(ステップS402)。更新値は、例えば以下の式2に基づいて算出される。
まず枯渇時間予測部109は、一定期間の間に取得された電力供給情報から蓄電池42に供給された電力の最大値、つまり、蓄電池42に供給された電力の給電量の最大値(以下、「最大給電量」という。)を把握する。さらに、枯渇時間予測部109は、一定期間の間に取得された蓄電池残量から電力の消費量の最小値(以下、「最小消費量」という。)を把握する。このように把握した最大給電量及び最小消費量を、枯渇時間予測部109は予め記憶する。そして、枯渇時間予測部109は、蓄電池42から新たに蓄電池残量が通知されると、通知された蓄電池残量と、記憶している最大給電量及び最小消費量とに基づいて枯渇予測時間の上限値を予測する。
その後、ステップS105以降の処理が実行される。
第4実施形態は、第1実施形態と同様に変形されてもよい。
図13は、本発明の第5実施形態におけるアクセスポイント10dの機能構成を表す概略ブロック図である。なお、アクセスポイント10dには、発電部41及び蓄電池42が接続される。
アクセスポイント10dは、バスで接続されたCPUやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、アクセスポイント10dは、アンテナ101、無線通信処理部102、制御部103d、蓄電池残量検知部104d、算出部105d、電力供給部106、テーブル記憶部107dを備える装置として機能する。なお、アクセスポイント10dの各機能の全て又は一部は、ASICやPLDやFPGA等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
算出部105dは、制御部103によって取得されたメトリックの値(Airtimeの値)と、蓄電池残量と、電力上限値とに基づいて更新値を算出する。
図14(A)は遷移レベルテーブルの具体例を表し、図14(B)は伝送速度決定テーブルの具体例を表す。
遷移レベルテーブルは、遷移レベルに関する情報を表すレコード54を複数有する。レコード54は、蓄電池残量及び遷移レベルの各値を有する。蓄電池残量の値は、蓄電池残量の割合を表す。遷移レベルの値は、同じレコード54の蓄電池残量の場合に遷移させる伝送レベルを表す。
図14(A)に示される例では、遷移レベルテーブルには複数の蓄電池残量が登録されている。これらの蓄電池残量は、“0〜10”、“11〜30”、“31〜40”、“41〜50”、“51〜100”である。図14(A)において、遷移レベルテーブルの最上段に登録されているレコード54は、蓄電池残量の値が“0〜10”、遷移レベルの値が“伝送レベル0へ”である。すなわち、蓄電池42の残量が“0〜10%”である場合には、遷移させる伝送レベルが“伝送レベル0”であることが表されている。
図14(B)に示される例では、伝送速度決定テーブルには複数の伝送レベルが登録されている。これらの伝送レベルは、“0”、“1”、“2”、“3”である。図14(B)において、伝送速度決定テーブルの最上段に登録されているレコード55は、伝送レベルの値が“0”、伝送速度の値が“54”である。すなわち、伝送レベル“0”と判定された場合には、遷移させる伝送速度が“54Mbps”であることが表されている。
蓄電池残量検知部104dは、蓄電池42の蓄電池残量を検知する(ステップS501)。蓄電池残量検知部104dは、検知した蓄電池残量の情報を制御部103dに通知する。制御部103dは、通知された蓄電池残量に基づいて伝送速度を制御する(ステップS502)。具体的には、まず制御部103dは、テーブル記憶部107dに記憶されている遷移レベルテーブルを読み出す。次に、制御部103dは、読み出した遷移レベルテーブルに登録されているレコード54のうち、ステップS501の処理で取得した蓄電池残量の割合に対応するレコード54を選択する。そして、制御部103dは、選択したレコード54の遷移レベルの項目に記録されている値を取得する。
Claims (7)
- 発電電力源と蓄電池とに接続され、前記発電電力源から前記蓄電池に給電された電力を利用して動作するアクセスポイントであって、
前記蓄電池の残量を検知する蓄電池残量検知部と、
前記蓄電池の残量と、他のアクセスポイントから受信された制御メッセージに含まれるメトリックの値とに基づいて、前記メトリックの値を更新するための更新値を算出する算出部と、
前記更新値を用いて前記制御メッセージに含まれるメトリックの値を更新する制御部と、
更新後のメトリックの値を含む前記制御メッセージを他のアクセスポイントに送信する通信部と、
を備えるアクセスポイント。 - 前記算出部は、前記メトリックの値に、前記蓄電池の残量と前記蓄電池に蓄積できる電力の上限値とを用いて前記更新値を算出する、請求項1に記載のアクセスポイント。
- 前記蓄電池の残量の割合に応じて前記更新値を算出する際の重みづけに利用する係数の情報を記憶する記憶部をさらに備え、
前記算出部は、前記メトリックの値に、検知された前記蓄電池の残量の割合に応じた係数を乗算することによって前記更新値を算出する、請求項1に記載のアクセスポイント。 - 前記通信部による通信状況を監視する通信状況監視部と、信号の受信が可能な時間が段階的に異なる複数のモード毎に前記更新値を算出する際の重みづけに利用する係数の情報を記憶する記憶部とをさらに備え、
前記制御部は、複数の前記モードの中から、自装置のモードを前記通信状況より得られるトラフィックに基づいて決定し、
前記算出部は、前記メトリックの値に、決定した自装置のモードに応じた係数を乗算することによって前記更新値を算出する、請求項1に記載のアクセスポイント。 - 前記蓄電池に蓄積された電力が枯渇するまでの枯渇時間を予測する枯渇時間予測部をさらに備え、
前記算出部は、前記メトリックの値に、前記枯渇時間と前記枯渇時間の上限値とを用いて前記更新値を算出する、請求項1に記載のアクセスポイント。 - 前記蓄電池残量検知部は、前記発電電力源から前記蓄電池に給電された電力の給電量に関する電力供給情報をさらに取得し、
前記枯渇時間予測部は、一定期間の間に取得された前記蓄電池の残量から所定の期間における電力の消費量と、一定期間の間に取得された前記電力供給情報から所定の期間において蓄電池に供給された電力の給電量とを予め記憶しており、新たに前記蓄電池の残量が通知されると、新たに通知された前記蓄電池の残量と、電力の消費量と、電力の給電量とに基づいて前記枯渇時間を予測する、請求項5に記載のアクセスポイント。 - 前記制御部は、前記蓄電池の残量に応じて他のアクセスポイントとの間の伝送速度を制御する、請求項1に記載のアクセスポイント。
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