JP2017063314A - 通信装置、その制御方法、およびプログラム - Google Patents

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Abstract


【課題】効率的にサービス情報を通信する。
【解決手段】通信装置は、周期的に設定される所定の期間内において、該所定の期間に同期するための第1の信号を受信し、該通信装置が提供するサービスを判定する第1の判定手段と、前記第1の判定手段により判定された前記サービスに基づいて、前記周期的に設定される所定の期間のうち、前記サービスに関する第2の信号を送信する期間を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された期間において、前記第2の信号を送信する送信手段と、を有する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、通信装置、その制御方法、およびプログラムに関する。
他の装置が実行可能なサービスを発見するための規格としてNAN(Neighbor Awareness Networking)がWi−Fi Allianceによって規定されている(特許文献1参照)。特許文献1によれば、NANでは、1台以上の通信装置がNANクラスタと呼ばれるネットワークを形成し、参加する。そして、それらの通信装置は、定められた期間においてサービス情報を通信する。このことにより、NANクラスタ内の各通信装置は、該NANクラスタ内の他の通信装置が実行可能なサービスを発見することができる。
米国特許出願公開第2014/302787号明細書
しかしながら、NANクラスタに参加する通信装置が増加した場合に、該NANクラスタ内の全ての通信装置が定められた期間にサービス情報を通信しようとすると、この定められた期間での通信トラフィック量が急激に増加する。よって、通信環境の混雑により、これらの通信装置は正常にサービス情報を通信できない恐れがある。
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、効率的にサービス情報を通信することを目的とする。
上記目的を達成するための一手段として、本発明の通信装置は以下の構成を有する。すなわち、通信装置であって、周期的に設定される所定の期間内において、該所定の期間に同期するための第1の信号を受信する受信手段と、前記通信装置が提供するサービスを判定する第1の判定手段と、前記第1の判定手段により判定された前記サービスに基づいて、前記周期的に設定される所定の期間のうち、前記サービスに関する第2の信号を送信する期間を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された期間において、前記第2の信号を送信する送信手段と、を有する。
効率的にサービス情報を通信することが可能となる。
通信システムの構成を示す図。 通信装置の機能構成を示す図。 通信装置のハードウェア構成を示す図。 実施形態1における通信装置の動作を示すフローチャート。 実施形態1におけるDW tableを示す図。 実施形態1における通信システムのシーケンスを示す図。 実施形態2における通信装置の動作を示すフローチャート。 実施形態2における通信システムのシーケンスを示す図。
以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
[実施形態1]
実施形態1として、サービスの情報に対応する送信DWが決められている場合について説明する。サービスは、例えば、データ共有サービスやプリントサービスを含む。なお、以下では、NAN(Neighbor Awareness Networking)規格に準拠した無線LANシステムを用いた例について説明する。NANのネットワーク内では、各通信装置は、サービス情報をDiscovery Window(以降、DWと称す)と呼ばれる周期的な期間内で通信する。DWは、当該NANのネットワークに属する全ての通信装置が通信を行うために設定された所定の期間(convergeするための時間)である。また、DWのスケジュールを共有している通信装置の集合を、NANクラスタと呼ぶ。また、NANの規格では、各DWには時系列順に0から15までの番号が振られる。即ち、DW0から始まりDW15まで続き、その後は再度DW0へと戻ることが規定されている。
NANクラスタに所属する各通信装置は、Master、Non Master Sync及びNon Master Non Syncのうちの何れかの役割で動作することができる。
Masterとして動作する通信装置は、NANクラスタ内の各通信装置がDWを識別し、同期するためのビーコンであるSynchronization Beacon(以降、Sync Beaconと称す)を送信する。また、Masterとして動作する通信装置は、NANクラスタに所属していない端末に当該NANクラスタを認識させるための信号であるDiscovery Beaconを送信する。Discovery Beaconは、例えば100msごとに、DWと非同期に送信される。なお、各NANクラスタにおいて、少なくとも1台の通信装置は、Masterとして動作する。
Non Master Syncとして動作する通信装置は、Sync Beaconを送信するが、Discovery Beaconは送信しない。また、Non Master Non Syncとして動作する通信装置は、Sync BeaconもDiscovery Beaconも送信しない。
NANクラスタに参加する通信装置は、受信したSync Beaconに従って、所定周期毎のDW期間に同期し、DW期間においてサービス情報を通信する。具体的には、各通信装置は、DW期間にサービスを発見するための信号であるSubscribeメッセージや、サービスを提供していることを通知するための信号であるPublishメッセージを互いに通信する。更に、各通信装置は、DW期間にサービスに関する追加情報を交換するためのFollow−upメッセージをやりとりすることができる。なお、Publish、Subscribe、Follow−upといったメッセージを、総称してService Discovery Frame(SDF)と呼ぶ。各通信装置は、SDFをやりとりすることで、サービスの広告または検出を行うことができる。
本実施形態における通信システムのネットワーク構成例を図1に示す。NANクラスタ104が、端末101〜103から構成されている。端末101〜103は、NANの規格に則った通信を行うことが可能な通信装置である。端末101〜103はNANの規格に基づいて、周囲の無線装置およびそれらが提供するサービスを発見、提供することができる。本実施形態では、NANクラスタ104に参加している端末101〜103の各端末は、2.4 GHzの周波数帯域の6ch(2.437 GHz)で通信する。また、本実施形態では、NANクラスタ104において、512TU(Time Unit)毎に16TUのDWが設けられる。なお、1TUは、1024μsecである。各DW期間にNANクラスタ104に所属する各端末は、SDFを用いて、サービス情報を通信する。
端末101は、NANクラスタ104において、Non Master Non Syncとして動作する。端末102は、NANクラスタ104において、Masterとして動作する。端末103はNANクラスタ104において、Non Master Syncとして動作する。なお、端末101〜103の夫々が他の役割として動作してもよい。
端末101〜103の機能構成を、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態における端末101の機能構成200を示す図である。なお、端末102、端末103の機能構成は、端末101と同様である。
役割判定部201は、端末101が所属するNANクラスタ104における端末101の役割を判定する。端末101は、自身が持つMaster RankやRSSI(Received Signal Sterngth Indication)などから、自身の役割を判定できる。ここで、Master Rankは、Masterのなりやすさを決める数値であり、端末側が自由に定められるMaster Preference(0〜255)などにより決定される。RSSIは、端末101が受信する信号の強度を示すものであり、受信品質を示す値である。
確認部202は、端末101に対するサービスに関する情報を確認する。例えば、確認部202は、端末101が要求または提供するサービスの情報としてサービスの名前(service_name)を確認する。さらに、確認部202は、確認したサービスの名前を用いて、後述するDWtable(図5)に対する確認作業を行う。
決定部203は、役割判定部201による判定結果、または、確認部202による確認結果に基づいて、端末101が次に通信を行うDWのタイミング(DW0〜DW15のいずれか)を決定する。
続いて、端末101〜103のハードウェア構成を、図3を用いて説明する。図3は、端末101のハードウェア構成300を示す図である。なお、端末102、端末103のハードウェア構成は、端末101と同様である。
記憶部301は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリにより構成される。記憶部301は、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部301として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。また、記憶部301が複数のメモリ等を備えていてもよい。
制御部302は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro processing Unit)等のプロセッサにより構成される。制御部302は、記憶部301に記憶されたプログラムを実行することにより端末101全体を制御する。また、制御部302がマルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサにより端末101全体を制御するようにしてもよい。
また、制御部302は、機能部303を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部303は、端末101が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、端末101がカメラである場合、機能部303は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、端末101がプリンタである場合、機能部303は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、端末101がプロジェクタである場合、機能部303は投影部であり、投影処理を行う。機能部303が処理するデータは、記憶部301に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部306を介して他の通信装置と通信したデータであってもよい。
入力部304は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部305は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部305による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも1つを含む。なお、タッチパネルのように入力部304と出力部305の両方を1つのモジュールで実現するようにしてもよい。出力部305は、表示による出力を行う場合、例えばLCD(Liquid Crystal Display)やLED(Light Emitting Diode)により構成される。出力部305は、ユーザが視覚で認知可能な情報を出力し、各種UI(User Interface)の表示制御を行う。
通信部306は、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11シリーズに準拠した通信を行うためのチップにより構成される。通信部306は、無線通信の制御や、IP通信の制御を行う。また、通信部306はアンテナ307を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。端末101は通信部306を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他の通信装置と通信する。
次に、本実施形態における端末101〜103の動作について説明する。図4は、本実施形態における端末101の動作を示すフローチャートである。なお、端末102、端末103も、端末101と同様のフローチャートに従った処理を実行する。
本実施形態では、端末101〜103は、DW終了後に、自身のNANクラスタでの役割に応じて、次回にサービスに関する通信を行うDWを決定する。なお、図4に示すフローチャートは、端末101において、制御部302が記憶部301に記憶されている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工及び各ハードウェアの制御を実行することにより実現される。なお、図3に示すフローチャートに示すステップの一部または全部を例えばASIC等のハードウェアで実現する構成としても良い。
役割判定部201は、あるDWが終了すると、端末101が所属しているNANクラスタ104における、現在の端末101の役割を判定する(S400)。役割判定部201が、端末101の役割はNon Master Non Syncであると判定した場合(S400のYes)、確認部202は、現在、端末101が要求または提供を行うサービスを確認する(S401)。ここでは、確認部202はサービスの情報として、サービスの名前であるservice_nameを確認する。次に、確認部202は、端末101が次に通信を行うDWを確認するために、確認したservice_nameを用いて、DW tableを確認する(S402)。
図5に、本実施形態におけるDW tableの一例を示す。本実施形態におけるDW tableは、サービスの名前であるservice_nameごとに、通信を行うDW(DW0〜DW15)が関連付けられて登録されたものである。DW tableがどのように作成され、各通信装置に保持されるかについては、特定の方法に限定されない。例えば、NANクラスタに参加している通信装置が、主要なサービスに関してあらかじめDWが規定されたDW tableを保持するようにしてもよい。また、NANクラスタにおけるMasterの役割を担う通信装置が必要に応じて作成し、NANクラスタ内の他の通信装置に通達してもよい。確認部202がS402にて通信を行うDWの確認が終わると、決定部203は、確認部202により確認されたDWを、次に通信を行うDWと決定する(S403)。例えば、確認部202により確認されたservice_nameがShare_music(音楽の共有サービス)である場合、決定部203は、次に端末が通信を行うDWを、DW02と決定する。
一方、S400にて、役割判定部201が、端末101の役割がNon Master Non Sync以外であると判定した場合(S400のNo)、決定部203は、DW0〜DW15の全てでサービスに関する通信を行うことができると決定する(S404)。端末の役割がNon Master Non Sync以外であると判定された場合は、該端末がMasterもしくはon Master Syncの役割で動作していることを意味し、この場合は、全てのDWでサービスに関する通信を行うことができる。
続いて、本実施形態における端末101〜103の動作について図6を参照して説明する。図6は、端末101〜103それぞれが、NANクラスタ104での役割に応じて、次回に通信を行うDWを決定する際の処理の流れを示すシーケンス例を示す図である。ここで、図1に示すように、端末101は、Non Master Non Syncとして動作し、端末102は、Masterとして動作し、端末103は、Non Master Syncとして動作しているものとする。
図6において、端末101〜103は、通信部306等を用いてNANクラスタ104においてDW期間に関する通信を行い(S600)、DW期間の終了後に現在の役割を変更するかどうかを決める期間を持つ(S601)。役割は、各端末が持つMasterを決めるMaster Rankの数値や、通信の品質の値であるRSSIなどから決められる。ここでは、端末101が、Non Master Non Sync、端末102が、Master、端末103が、Non Master Syncの役割をそれぞれ有する。端末101の役割判定部201は、自身の役割がNon Master Non Syncであることを判定する(S602)。そして、端末101の確認部202は、自身のサービスのservice_nameの確認(S603)、および、DW tableの確認を行う(S604)。その後、端末101の決定部203は、DW tableに従い、自身が次にサービスに関する通信を行うDWの決定を行う(S605)。ここでは、確認部202は、端末101のサービスをPrinterと確認し、図5のDW tableに従い通信を行うDWをDW03であることを確認する。そして、決定部203が、通信を行うDWをDW03であることを決定する。
例えば、S605の処理が行われてから次のDWがDW02であった場合、DW02において、Masterである端末102がMasterとしてSync Beaconを送信する(S606)。端末103は、端末102から受信したSync Beaconを応答して、Non Master SyncとしてSync Beaconを送信する(S607)。一方、DW02は、端末101がサービスについて通信を行うDWではないため、端末101は、DW02ではSync Beaconの送信やサービスに関する通信を行わない。この際、端末101は通信部306を、無線通信を行わない省電力状態とする。これにより、端末101の消費電力を下げることができる。
そして、次のDWであるDW03において、DW02と同様に、端末102はMasterとしてSync Beaconを送信する(S608)。そして、端末103も端末102から受信したSync Beaconに応じて、Non Master SyncとしてSync Beaconを送信する(S609)。更に、端末101も、DW03が自身のサービスが通信を行うDWのため、Sync Beaconを送信し(S610)、必要に応じてSubscribeメッセージ、Publishメッセージを送信する。この場合、Subscribeメッセージ、Publishメッセージを送信するDWも、決定部203により決定されたDWとすることができる。
このように、本実施形態では、DW終了後に、Non Master Non SyncであるNAN端末が通信を行うDWをサービスごとに決定する。これにより、NANクラスタにおいて通信の混雑を避け、効率的にサービスの発見や通知を行うことができる。
[実施形態2]
実施形態1においては、サービスの名前とこれに対応するDWがDW tableに登録されている場合の例について説明した。しかし、サービスによっては、サービスの名前とこれに対応するDWの関係がDW tableに登録されていない場合もある。そこで、本実施形態では、端末101〜103がDW tableに規定されていないサービスに関して、通信を行うDWを決定することが可能な実施形態について説明する。なお、本実施形態は、DW tableを利用しないシステムにおいても適用可能である。ネットワーク構成(図1)、機能構成(図2)、ハードウェア構成(図3)については、実施形態1と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図7は、本実施形態における端末101の動作を示すフローチャートである。端末101は、DW tableに登録されていないサービスに関して、通信を行うDWを決定する。なお、端末102、端末103の動作は、端末101と同様である。
S700〜S701はS400〜S401と同一であるため、説明を省略する。S702において、端末101の確認部202は、確認されたservice_nameがDW tableに存在するかを確認する。端末101のサービスがDW tableに存在しないと確認された場合(S702のNo)、確認部202は、端末101のサービスの識別子であるservice_idの下位4bitを確認する(S705)。service_idとはservice_nameをハッシュ処理したものである。決定部203は、この下位4bitであらわされる数値である0〜15をDW0〜DW15に割り当て、割り当てたDWを、次に通信を行うDWを決定する(S703)。S702でYesの場合は、S403と同様である。また、S700でNoの場合は、S404と同様である(S704)。
続いて、本実施形態における端末101〜103の動作について図8を参照して説明する。図8は、DW tableに登録されていないサービスに関して、通信を行うDWを決定する場合についてのシーケンス例を示す図である。S800〜S803はS600〜S603と同一である。ただし、S803にて、端末101の確認部202は、DW tableに端末101のサービスが登録されていないことを確認した場合、自身のservice_idの下位4bitを確認する(S805)。ここではservice_nameをChatとし、そのservice_idが83であったとする。83の場合の下位4bitは0011で、3を表すため、端末101の決定部203は、Chatサービスが通信を行うDWはDW03と決定することができる(S806)。S807〜S811はS606〜S610と同一であるため、説明を省略する。
このように、本実施形態では、端末のサービスがDW tableに登録されていない場合に、service_idを元にDWを決定することにより、今後増え続けるサービスに関しても対応可能となる。これにより、通信の混雑を避け、効率的にサービスの発見や通知を行うことができる。
以上の通り、上述の実施形態によれば、サービス情報を通信する期間をサービスの種類ごとに分割し、サービス情報の通信の混雑を避け、効率的にサービスの検索や通知を実施することが可能となる。
なお、上述の実施形態では、サービスの名前もしくはサービスの識別子に基づいて、サービスに関する通信を行うDWが決定されたが、他にサービスを特定する情報に基づいて、サービスに関する通信を行うDWが決定される構成としてもよい。また、端末が複数のサービスを提供または要求する場合、上述の実施形態を各サービスに適用することが可能である。その場合、端末はいくつかのDWでサービスに関する通信を行うこととなる。また、同じDWに複数の種類のサービスに関する通信が行われることとなった場合に、いずれかの端末が、使用されていないDWを使用することや、同じ番号のDWを順に使用することを決定してもよい。
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
101、102、103 端末
104 NANクラスタ

Claims (10)

  1. 通信装置であって、
    周期的に設定される所定の期間内において、該所定の期間に同期するための第1の信号を受信する受信手段と、
    前記通信装置が提供するサービスを判定する第1の判定手段と、
    前記第1の判定手段により判定された前記サービスに基づいて、前記周期的に設定される所定の期間のうち、前記サービスに関する第2の信号を送信する期間を決定する決定手段と、
    前記決定手段により決定された期間において、前記第2の信号を送信する送信手段と、
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. 前記所定の期間は、Neighbor Awareness Networking(NAN)に規定されるDiscovery Windowであることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記サービスとして、データ共有サービスもしくはプリントサービスを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
  4. 前記第1の信号は、Neighbor Awareness Networking(NAN)に規定されるSynchronization Beaconであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5. 前記通信装置が前記第1の信号を送信する装置であるか否かを判定する第2の判定手段を更に有し、
    前記第2の判定手段により、前記通信装置が前記第1の信号を送信する装置ではないと判定された場合、前記周期的に設定される所定の期間のうち、前記決定手段により決定された期間とは異なる期間において、前記通信装置は通信を行わないことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 前記通信装置が前記第1の信号を送信する装置であると判定された場合、前記通信装置は、前記周期的に設定される所定の期間の各々において、通信を行うことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
  7. 前記第2の判定手段は、前記通信装置がNeighbor Awareness Networking(NAN)に規定されるNon Master Non Syncとして動作する装置であるかを判定することを特徴とする請求項5または6に記載の通信装置。
  8. 前記第2の信号は、Neighbor Awareness Networking(NAN)に規定されるService Discovery Frame(SDF)信号であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の通信装置。
  9. 通信装置の制御方法であって、
    周期的に設定される所定の期間内において、該所定の期間に同期するための第1の信号を受信する受信工程と、
    前記通信装置が提供するサービスを判定する判定工程と、
    判定された前記サービスに基づいて、前記周期的に設定される所定の期間のうち、前記サービスに関する第2の信号を送信する期間を決定する決定工程と、
    決定された期間において、前記第2の信号を送信する送信工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
  10. コンピュータを請求項1から8のいずれか1項に記載の通信装置として動作させるためのプログラム。
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