JP2016025463A - 無線通信システムにおける通信方法、無線通信システム、無線接続提供装置、および無線通信装置 - Google Patents
無線通信システムにおける通信方法、無線通信システム、無線接続提供装置、および無線通信装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】無線接続提供装置(無線LANアクセスポイント)と無線通信装置(無線LANクライアント)とから構成される無線通信システムにおける通信方法であって、前記無線接続提供装置が、必要とされる情報を特定する購読情報を取得し、自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する。前記無線通信装置が、前記制御フレームを受信し、前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であると特定されている情報を、当該無線通信装置が保持しているか否かを判断し、前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する。例えば、購読情報はビーコンフレームのESSIDに格納することができる。
【選択図】図4
Description
無線接続を提供する無線接続提供装置と、前記無線接続提供装置と無線通信可能な無線通信装置とから構成される無線通信システムにおける通信方法であって、
前記無線接続提供装置が、必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得ステップと、
前記無線接続提供装置が、自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信ステップと、
前記無線通信装置が、前記制御フレームを受信する、制御フレーム受信ステップと、
前記無線通信装置が、前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であると特定されている情報を、当該無線通信装置が保持しているか否かを判断する、判断ステップと、
前記無線通信装置が、前記判断ステップにおいて前記無線通信装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信ステップと、
を含む、ことを特徴とする。
通知することができる。
なお、本明細書において「制御フレーム」とは、データフレーム以外のフレームのことを指す。例えば、無線LANにおける管理フレームは本明細書における制御フレームに相当する。
装置は、前記制御フレームに含める購読情報を周期的に変更する、ことも好ましい。例えば、無線LANであれば、仮想APの技術を用いて、ESSIDを周期的に変更したビーコンを送信することができる。
無線接続を提供する無線接続提供装置と、前記無線接続提供装置と無線通信可能な無線通信装置とから構成される無線通信システムであって、
前記無線接続提供装置は、
必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得手段と、
自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信手段と、
を有し、
前記無線通信装置は、
前記制御フレームを受信する、制御フレーム受信手段と、
前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であるとされている情報を、当該無線通信装置が保持しているか否かを判断する、判断手段と、
前記判断手段によって前記無線通信装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信手段と、
を有する、ことを特徴とする無線通信システムである。
必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得手段と、
自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信手段と、
を有する、無線接続提供装置である。
無線接続を提供する無線接続提供装置から、当該無線接続装置の存在を通知する制御フレームであって、必要とされる情報を特定する購読情報が含まれる制御フレームを受信する、制御フレーム受信手段と、
前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であるとされている情報を、自装置が保持しているか否かを判断する、判断手段と、
前記判断手段によって自装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線
接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信手段と、
を有する、無線通信装置である。
<概要>
図1(A)は、本発明の第1の実施形態にかかる無線通信システムの概要を示す図である。無線通信システムは、車両10、無線基地局20、データベースサーバ30から構成され、出版−購読型(Publisher/Subscriber)通信モデルを用いて通信を行う。本実施形態においては、車両10が出版者(Publisher)でありデータベースサーバ30が購読者
(Subscriber)であり、車両10内のセンサ等で取得した情報を、非同期にデータベースサーバ30へ送信することを想定する。なお、図1においては、車両10、無線基地局20、データベースサーバ30はそれぞれ1つしか示されていないが、本実施形態における無線通信システムは、これらの要素を複数含んでもよい。
情報(Sub)を発行する。情報の特定方法は特に限定されない。例えば、情報の名称や識
別子、情報のカテゴリ、情報の生成場所や生成時刻などによって特定することができる。データベースサーバ30から発行された購読情報は、無線通信システム内を流通し、無線基地局20および車両10へ送信される。
以下、車両10、無線基地局20、およびデータベースサーバ30の構成について説明する。
図2(A)に車両10のハードウェア構成を示す。車両10は、マイクロプロセッサユニット(MPU)などから構成される演算処理部12、RAMやROMなどから構成される記憶部13、無線基地局20との無線通信を行うための無線通信インタフェース14、車両内のセンサ16からセンサ情報をセンサ情報取得部15などから構成される車載端末11を備える。無線通信インタフェース14は、本実施形態では、無線LAN(IEEE
802.11シリーズ)を通信方式として採用する。車両10は、無線LANクライアントとして機能する。センサ16は、任意のセンサであってよく、例えば、位置情報、速度情報、ワイパーのオンオフ、電池情報、電源情報、タイヤの空気圧、運転者の生体情報などの情報を取得するものである。センサ16は、車両10に備え付けられたものである必要はなく、運転者が所有するウェアラブル端末や携帯端末などであってもよい。
11が、無線基地局20(無線接続提供装置)と無線通信可能な無線通信装置に相当する。
図4および図5を参照して、本実施形態にかかる無線通信システムにおける通信処理について、より詳細に説明する。図4は、本実施形態における通信処理の流れの例を示す図である。図5は、購読情報および出版情報のデータフォーマットを示す図である。
(1) /itc/movie/_v1/_c2/
(2) /itc/lon35.685456/lat139.753878/time1353252/
ここで、(1)は情報の識別子を表す例であり、(2)は情報の生成場所および生成時刻を表す例である。(2)において生成場所として一つの地点(1組の緯度・経度)のみを示しているが、例えば、2つの地点を指定して矩形領域を特定してもよいし、1つの地点と半径を指定して円領域を特定してもよい。
また、属性情報502をXML形式で表現してもよい。例えば、次のような表現を採用することが考えられる。
(3) <sub DataType=Speed>
(4) <sub Source=A Genre=Sports>
ここで、(3)は情報のジャンル(種類)を表す例であり、(4)は情報の生成者とジャンルを表す例である。
本実施形態によれば、無線LANアクセスポイントのビーコンフレームに購読情報を含めて送信しているので、車載端末11はビーコンフレームを受信するだけで、購読情報に対応する情報を自装置が保有しているか否かを判断できる。すなわち、無線基地局20と無線接続をして上位層プロトコルによって購読情報を取得しなくてもよくなり、購読情報に対応する情報を保持していない場合には、無線接続の確立処理を省略することができる。これは、車載端末11において無駄な処理を省けるので効果的であり、また、無線基地局20においても無駄な接続が確立されないため効率的な通信が実現できる。
第1の実施形態では、車両10(車載端末11)が最も末端の通信ノードである。本実施形態では、車載端末11が、さらに無線基地局(無線LANアクセスポイント)としての機能を有し、無線基地局20と同様に購読情報の配信を行う。すなわち、車載端末11が購読情報を格納したビーコンフレームを送信して、例えば、路側の構造物等に設置されたセンサノード(第2の無線通信装置)から出版情報を取得するという構成を採用する。
、振動や応力などを定期的に検出する固定型センサノードである。センサノード40は、第1の実施形態における車載端末と同様の構成を有し、車載端末11から送信されるビーコンに含まれる購読情報において要求されている情報を、自装置が保持しているかを判断する。そして、購読情報によって要求されている情報を自装置が持っていると判断した場合に、車載端末11との無線接続を確立して、センサ情報を出版情報として送信する。
上記の説明は、本発明を例示的に説明するものであり、本発明はその技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、以下のような変形例を採用することが考えられる。
の購読情報を列挙すると、ESSIDフィールドの制約上、全ての購読情報を格納できない場合がある。そこで、複数の購読情報のハッシュ値のビットごとの論理和(OR)をとって、その演算結果をESSIDフィールドに格納すればよい。すなわち、ブルームフィルタ(Bloom Filter)を用いて複数の購読情報のハッシュ値を表現すればよい。ブルームフィルタを用いることで、少ない容量で購読情報を表現できる。
複数の必要な情報の属性情報から作成したブルームフィルタを用いると、車載端末11は、自装置が保持している情報が必要とされている可能性があるかないかが判別できる。より具体的には、自装置が保持している情報の属性情報のハッシュ値がブルームフィルタと一致する(ブルームフィルタとのANDをとって変化しない)場合には、この情報は必要とされている可能性があることが分かり、一致しない場合には、この情報は確実に必要とされていないことが分かる。ブルームフィルタでは、偽陽性(この例では必要とされていない情報を必要であると判断すること)が生じる可能性はあるが、偽陰性(この例では必要な情報を必要とされていないと判断すること)は生じない。したがって、複数の必要な情報の属性情報をブルームフィルタで表現した購読情報を用いることで、偽陽性による不要な接続が生じる可能性はあるが、必要な情報が送信されない事態は回避できる。
一方、複数の不必要な情報の属性情報から作成したブルームフィルタを用いると、車載端末11は、自装置が保持している情報が不必要な可能性があるかないかが判別できる。より具体的には、自装置が保持している情報の属性情報のハッシュ値がブルームフィルタと一致する場合には、この情報は不必要な可能性があることが分かり、一致しない場合には、この情報は必要とされていることが分かる。この例では、本来必要とされている情報が必要とされていないと判断(偽陽性)してしまい、送信されない可能性があるが、不必要な情報を誤って必要と判断(偽陰性)することはない。したがって、複数の不必要な情報の属性情報をブルームフィルタで表現した購読情報を用いることで、偽陽性によって必要な情報が送信されない可能性はあるが、必要な情報を保有していないのに無線接続を確立する事態を回避できる。
ビーコンフレームを介した購読情報の送信では、必要情報あるいは不必要情報についての属性を一部しか送信できず、簡略化された購読情報が送信されている場合がある。そこで、無線接続確立後に上位層プロトコルを用いて完全な購読情報を再送信することで、必要あるいは不必要とされている情報をより適確に特定することができる。また、上述したように複数の購読情報をブルームフィルタによってまとめて送信する場合にも、購読情報を改めて取得することで、必要とされている情報を適確に特定することができる。
。
Jianchen, Jiachen, et al. "Copss: An efficient content oriented publish/subscribe system." Architectures for Networking and Communications Systems (ANCS), 2011 Seventh ACM/IEEE Symposium on. IEEE, 2011.
このようなPub/Subメッセージングサービスに対しても本発明は適用可能である。
例えば、Blutooth Low Energy (LE)のアドバタイズデータ(Advertising Channel PDU)のペイロードには、37オクテットのデータを格納できる。
ここに購読情報を格納することで、購読情報を送信可能である。Bluetooth LEを採用したiBeacon(登録商標)に対応する機器に本発明を適用できる。
14 無線通信インタフェース,15 センサ情報取得部, 16 センサ
101 無線LANクライアント部,102 購読情報抽出部,103 判断部,
104 Pub/Subミドルウェア,105 センサ情報記憶部
20 無線基地局,22 演算処理部,23 記憶部,
24 無線通信インタフェース,25 通信インタフェース
201 Pub/Subミドルウェア,202 ビーコン生成部,
203 無線LANアクセスポイント部
30 データベースサーバ
40 センサノード
Claims (15)
- 無線接続を提供する無線接続提供装置と、前記無線接続提供装置と無線通信可能な無線通信装置とから構成される無線通信システムにおける通信方法であって、
前記無線接続提供装置が、必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得ステップと、
前記無線接続提供装置が、自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信ステップと、
前記無線通信装置が、前記制御フレームを受信する、制御フレーム受信ステップと、
前記無線通信装置が、前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であると特定されている情報を、当該無線通信装置が保持しているか否かを判断する、判断ステップと、
前記無線通信装置が、前記判断ステップにおいて前記無線通信装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信ステップと、
を含む、ことを特徴とする通信方法。 - 前記無線接続提供装置と前記無線通信装置の間の無線通信方式は、無線LANであり、
前記制御フレーム送信ステップにおいて、前記無線接続提供装置は、ビーコンのESSIDに前記購読情報を含めて送信する、
請求項1に記載の通信方法。 - 前記無線接続提供装置と前記無線通信装置の間の接続は、Hotspot 2.0規格に準拠した手順で確立されるものであり、
前記制御フレーム送信ステップにおいて、前記無線接続提供装置は、ANQP Responseの中のOperator Friendly Nameに前記購読情報を含めて送信する、
請求項1に記載の通信方法。 - 前記購読情報取得ステップでは、前記無線接続提供装置が、データベースサーバから前記購読情報を受信し、
前記無線接続提供装置が、前記無線通信装置から送信された前記情報を、前記データベースサーバへ送信する第2の情報送信ステップを、更に含む、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の通信方法。 - 前記無線接続提供装置は、前記無線通信装置から送信された情報を蓄積し、所定のタイミングで一括してこれらの情報を前記データベースサーバへ送信する、
請求項4に記載の通信方法。 - 前記無線通信装置は、
無線接続を提供する機能を有し、
前記制御フレーム受信ステップにおいて受信した制御フレームに含まれる前記購読情報を、自装置が提供する無線接続の制御フレームに含めて送信し、
前記購読情報によって必要とされている情報を第2の無線通信装置から受信して、前記無線接続提供装置へ送信する、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の通信方法。 - 前記購読情報には、必要とされる情報の属性を表す属性情報が含まれる、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の通信方法。 - 前記購読情報には、不必要な情報の属性を表す属性情報が含まれる、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の通信方法。 - 前記購読情報には、前記属性情報がハッシュ値として含まれる、
請求項7または8に記載の通信方法。 - 前記購読情報には、複数の属性情報のハッシュ値の論理和が含まれる、
請求項7または8に記載の通信方法。 - 前記購読情報取得ステップにおいて、前記無線接続提供装置は、それぞれ異なる複数の購読情報を取得し、
前記制御フレーム送信ステップでは、前記無線接続提供装置は、前記制御フレームに含める購読情報を周期的に変更する、
請求項1〜10のいずれか1項に記載の通信方法。 - 前記購読情報には、情報要求元の公開鍵が含まれ、
前記情報送信ステップでは、前記無線通信装置は、前記情報を、前記購読情報に含まれる前記公開鍵を用いて暗号化してから送信する、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の通信方法。 - 無線接続を提供する無線接続提供装置と、前記無線接続提供装置と無線通信可能な無線通信装置とから構成される無線通信システムであって、
前記無線接続提供装置は、
必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得手段と、
自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信手段と、
を有し、
前記無線通信装置は、
前記制御フレームを受信する、制御フレーム受信手段と、
前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であるとされている情報を、当該無線通信装置が保持しているか否かを判断する、判断手段と、
前記判断手段によって前記無線通信装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信手段と、
を有する、ことを特徴とする無線通信システム。 - 必要とされる情報を特定する購読情報を取得する、購読情報取得手段と、
自装置の存在を周囲に通知する制御フレームに前記購読情報を含めて送信する、制御フレーム送信手段と、
を有する、無線接続提供装置。 - 無線接続を提供する無線接続提供装置から、当該無線接続提供装置の存在を通知する制御フレームであって、必要とされる情報を特定する購読情報が含まれる制御フレームを受信する、制御フレーム受信手段と、
前記制御フレームに含まれる前記購読情報によって必要であるとされている情報を、自装置が保持しているか否かを判断する、判断手段と、
前記判断手段によって自装置が前記情報を保持していると判断された場合に、前記無線接続提供装置との接続を確立して、前記情報を送信する、情報送信手段と、
を有する、無線通信装置。
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