JP2020156014A - Control device, communication system including the same, program, and computer-readable recording medium on which program is recorded - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、制御装置、それを備えた通信システム、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。 The present invention relates to a control device, a communication system including the control device, a program, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
従来、低速で移動する膨大な数の移動体に対して、地図データ等の大容量な情報のやり取りを遅滞なく効率的に行う階層型ネットワークが知られている(非特許文献1,2)。
Conventionally, a hierarchical network has been known that efficiently exchanges a large amount of information such as map data with a huge number of moving bodies moving at a low speed without delay (Non-Patent
この階層型ネットワークは、情報サーバと、制御サーバと、基地局(またはAP:Access Point)と、複数の移動体とを備える。複数の移動体は、クラスタを構成する。そして、複数の移動体のうちの1つの移動体は、クラスタヘッドであり、それ以外の移動体は、クラスタメンバである。 This hierarchical network includes an information server, a control server, a base station (or AP: Access Point), and a plurality of mobile units. Multiple moving objects form a cluster. Then, one of the plurality of moving bodies is a cluster head, and the other moving bodies are cluster members.
情報サーバは、複数の移動体がダウンロードするデータを保持する。複数の移動体が情報サーバからダウンロードするデータは、相互に同じである。 The information server holds data downloaded by a plurality of moving objects. The data downloaded by multiple mobiles from the information server is the same for each other.
制御サーバは、クラスタ内における無線通信で用いるチャネルを割り当てる。より具体的には、制御サーバは、クラスタヘッドの移動体から、クラスタに含まれる移動体数を含むクラスタ情報を受信し、そのクラスタ情報を用いて、チャネルごとの移動体の個数が均一化されるように、クラスタにチャネルを割り当てる。そして、制御サーバは、割り当てたチャネルを示す情報を、それぞれ対応するクラスタヘッドの移動体に送信する。例えば、使用可能なチャネル数が10個であり、同程度の個数の移動体を含むクラスタが20個存在する場合、制御サーバは、各チャネルを使用する移動体の個数がより均等になるように、2個のクラスタごとに、1個のチャネルを割り当てる。 The control server allocates channels for wireless communication within the cluster. More specifically, the control server receives cluster information including the number of mobile bodies included in the cluster from the mobile bodies of the cluster head, and uses the cluster information to equalize the number of mobile bodies for each channel. Assign channels to the cluster so that. Then, the control server transmits information indicating the assigned channels to the moving bodies of the corresponding cluster heads. For example, if the number of available channels is 10 and there are 20 clusters containing similar numbers of mobiles, the control server will ensure that the number of mobiles using each channel is more even. , Assign one channel for every two clusters.
クラスタヘッドの移動体は、制御サーバによって割り当てられたチャネルを基地局(またはAP)を介して制御サーバから受信し、その受信したチャネルを用いてクラスタ内のクラスタメンバの移動体と無線通信を行う。 The cluster head mobile unit receives the channel assigned by the control server from the control server via the base station (or AP), and wirelessly communicates with the cluster member mobile unit in the cluster using the received channel. ..
クラスタヘッドの移動体は、基地局(またはAP)を介して情報サーバからデータをダウンロードし、そのダウンロードしたデータを制御サーバから受信したチャネルを用いてクラスタメンバの移動体へ送信する。そして、クラスタメンバの各移動体は、クラスタヘッドの移動体からデータを受信する。 The cluster head mobile body downloads data from the information server via the base station (or AP), and transmits the downloaded data to the cluster member mobile body using the channel received from the control server. Then, each moving body of the cluster member receives data from the moving body of the cluster head.
このように、非特許文献1,2に開示された階層型ネットワークは、クラスタヘッドの移動体が情報サーバからデータをダウンロードするための広域の無線通信と、クラスタヘッドの移動体とクラスタメンバの移動体との間でデータの送受信を行う近域の無線通信とを行うネットワークである。
In this way, the hierarchical network disclosed in
しかし、非特許文献1,2に開示されたクラスタの構成方法では、クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を多くすることは困難である。
However, it is difficult to increase the number of cluster members accommodated in the cluster by the cluster configuration method disclosed in
そこで、この発明の実施の形態によれば、クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を増加させるように制御する制御装置を提供する。 Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is provided a control device that controls so as to increase the number of cluster members accommodated in the cluster.
また、この発明の実施の形態によれば、クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を増加させるように制御する制御装置を備える通信システムを提供する。 Further, according to the embodiment of the present invention, there is provided a communication system including a control device for controlling so as to increase the number of cluster members accommodated in the cluster.
更に、この発明の実施の形態によれば、クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を増加させる制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。 Further, according to an embodiment of the present invention, there is provided a program for causing a computer to perform control for increasing the number of cluster members accommodated in the cluster.
更に、この発明の実施の形態によれば、クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を増加させる制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。 Further, according to an embodiment of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute control for increasing the number of cluster members accommodated in the cluster is recorded.
(構成1)
この発明の実施の形態によれば、制御装置は、複数の移動体からクラスタヘッドを選択し、その選択したクラスタヘッドがクラスタを構成するようにクラスタヘッドを定期的に制御する制御装置であって、演算手段と、選択手段と、制御手段とを備える。演算手段は、クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で収容個数を除算して候補クラスタヘッドにおけるクラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の候補クラスタヘッドについて実行する。選択手段は、複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する。制御手段は、クラスタを構成するように、選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する。
(Structure 1)
According to the embodiment of the present invention, the control device is a control device that selects a cluster head from a plurality of moving bodies and periodically controls the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster. , A calculation means, a selection means, and a control means. The calculation means calculates the number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head, which is a candidate for the cluster head, and is the first amount of wireless resources that the candidate cluster head can use for wireless communication with the base station. The first arithmetic process for calculating the accommodation efficiency of the cluster members in the candidate cluster heads by dividing the number of accommodations is executed for the plurality of candidate cluster heads. The selection means detects the maximum accommodating efficiency from the plurality of accommodating efficiencies calculated for the plurality of candidate cluster heads, and selects the candidate cluster head having the detected maximum accommodating efficiency as the cluster head. The control means controls the candidate cluster heads selected by the selection means so as to form a cluster.
(構成2)
構成1において、1つのチャネルにおいて空いている無線リソース量を候補クラスタヘッドがクラスタメンバとの無線通信に利用可能な最大無線リソース量とする。演算手段は、クラスタメンバが取得するデータのデータ容量を候補クラスタヘッドとクラスタメンバとの通信レートで除算して第2の無線リソース量を演算する第2の演算処理を複数のクラスタメンバについて実行し、複数のクラスタメンバについて演算された複数の第2の無線リソース量に基づいて、総和が最大無線リソース量よりも小さくなる第2の無線リソース量の個数を収容個数として演算する。
(Structure 2)
In
(構成3)
構成2において、演算手段は、1つのクラスタメンバについて第2の演算処理を実行して第2の無線リソース量を演算すると、その演算した第2の無線リソース量を最大無線リソース量から減算した減算結果が正であるとき収容個数のカウント値を“1”だけ増加させる処理を繰り返し実行し、減算結果が零以下になったときの収容個数のカウント値を収容個数として演算する。
(Structure 3)
In the
(構成4)
構成2または構成3において、制御装置は、探索手段を更に備える。探索手段は、複数のチャネルの各々について空いている無線リソース量を探索する。演算手段は、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数の空いている無線リソース量から選択された1つの空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 4)
In
(構成5)
構成4において、演算手段は、複数の空いている無線リソース量のうち、最大の空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 5)
In the configuration 4, the calculation means calculates the number of accommodations by using the maximum free radio resource amount as the maximum radio resource amount among the plurality of free radio resource amounts.
(構成6)
構成4において、演算手段は、複数の空いている無線リソース量から任意に選択された1つの空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 6)
In the configuration 4, the calculation means calculates the number of accommodations by using one free radio resource amount arbitrarily selected from the plurality of free radio resource amounts as the maximum radio resource amount.
(構成7)
構成1から構成6のいずれかにおいて、演算手段は、候補クラスタヘッドの位置を中心とし、第1の半径を有する円の面積によってクラスタを構成する複数の移動体の各々がダウンロードするデータのデータ容量を表し、候補クラスタヘッドの位置を中心とし、第1の半径の整数倍である第2の半径を有する円の面積によって候補クラスタヘッドが情報サーバからダウンロードするデータの総データ容量を表したとき、総データ容量を候補クラスタヘッドと基地局との通信レートで除算して第1の無線リソース量を演算する。
(Structure 7)
In any of the
(構成8)
また、この発明の実施の形態によれば、通信システムは、構成1から構成7のいずれかに記載の制御装置と、クラスタを構成する複数の移動体と、複数の移動体がダウンロードするデータを保持する情報サーバとを備える。複数の移動体は、クラスタヘッドとクラスタメンバとを含む。クラスタヘッドは、候補クラスタヘッドからなり、制御装置による制御に従ってクラスタを構成する。クラスタメンバは、クラスタヘッドと無線通信を行う。そして、クラスタヘッドは、クラスタヘッドおよびクラスタメンバのデータを情報サーバからダウンロードし、クラスタメンバのデータをクラスタメンバへ送信する。
(Structure 8)
Further, according to the embodiment of the present invention, the communication system receives the control device according to any one of the
(構成9)
更に、この発明の実施の形態によれば、プログラムは、複数の移動体からクラスタヘッドを選択し、その選択したクラスタヘッドがクラスタを構成するようにクラスタヘッドの定期的な制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
演算手段が、クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で収容個数を除算して候補クラスタヘッドにおけるクラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の候補クラスタヘッドについて実行する第1のステップと、
選択手段が、複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する第2のステップと、
制御手段が、クラスタを構成するように選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する第3のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
(Structure 9)
Further, according to an embodiment of the present invention, the program selects a cluster head from a plurality of moving bodies and causes a computer to periodically control the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster. Program for
The calculation means calculates the number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head, which is a candidate for the cluster head, and the amount of the first radio resource that the candidate cluster head can use for wireless communication with the base station. The first step of executing the first arithmetic processing for calculating the accommodation efficiency of the cluster members in the candidate cluster heads by dividing the number of accommodations for a plurality of candidate cluster heads, and
A second step in which the selection means detects the maximum accommodation efficiency from the plurality of accommodation efficiencies calculated for the plurality of candidate cluster heads and selects the candidate cluster head having the detected maximum accommodation efficiency as the cluster head.
The control means is a program for causing the computer to perform a third step of controlling the candidate cluster heads selected by the selection means to form a cluster.
(構成10)
構成9において、1つのチャネルにおいて空いている無線リソース量を候補クラスタヘッドがクラスタメンバとの無線通信に利用可能な最大無線リソース量とする。演算手段は、第1のステップにおいて、クラスタメンバが取得するデータのデータ容量を候補クラスタヘッドとクラスタメンバとの通信レートで除算して第2の無線リソース量を演算する第2の演算処理を複数のクラスタメンバについて実行し、複数のクラスタメンバについて演算された複数の第2の無線リソース量に基づいて、総和が最大無線リソース量よりも小さくなる第2の無線リソース量の個数を収容個数として演算する。
(Structure 10)
In configuration 9, the amount of free radio resources in one channel is set as the maximum amount of radio resources that the candidate cluster head can use for wireless communication with the cluster members. In the first step, the calculation means performs a plurality of second calculation processes for calculating the amount of the second radio resource by dividing the data capacity of the data acquired by the cluster member by the communication rate between the candidate cluster head and the cluster member. Based on the plurality of second radio resource amounts calculated for the plurality of cluster members, the number of the second radio resource amounts whose sum is smaller than the maximum radio resource amount is calculated as the accommodated number. To do.
(構成11)
構成10において、演算手段は、第1のステップにおいて、1つのクラスタメンバについて第2の演算処理を実行して第2の無線リソース量を演算すると、その演算した第2の無線リソース量を最大無線リソース量から減算した減算結果が正であるとき収容個数のカウント値を“1”だけ増加させる処理を繰り返し実行し、減算結果が零以下になったときの収容個数のカウント値を収容個数として演算する。
(Structure 11)
In the
(構成12)
構成10または構成11において、プログラムは、探索手段が、複数のチャネルの各々について空いている無線リソース量を探索する第4のステップを更にコンピュータに実行させる。そして、演算手段は、第1のステップにおいて、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数の空いている無線リソース量から選択された1つの空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 12)
In
(構成13)
構成12において、演算手段は、第1のステップにおいて、複数の空いている無線リソース量のうち、最大の空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 13)
In the
(構成14)
構成12において、演算手段は、第1のステップにおいて、複数の空いている無線リソース量から任意に選択された1つの空いている無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容個数を演算する。
(Structure 14)
In the
(構成15)
構成9から構成14のいずれかにおいて、演算手段は、第1のステップにおいて、候補クラスタヘッドの位置を中心とし、第1の半径を有する円の面積によってクラスタを構成する複数の移動体の各々がダウンロードするデータのデータ容量を表し、候補クラスタヘッドの位置を中心とし、第1の半径の整数倍である第2の半径を有する円の面積によって候補クラスタヘッドが情報サーバからダウンロードするデータの総データ容量を表したとき、総データ容量を候補クラスタヘッドと基地局との通信レートで除算して第1の無線リソース量を演算する。
(Structure 15)
In any of configurations 9 through 14, the computing means in the first step is that each of the plurality of moving objects forming the cluster by the area of a circle centered on the position of the candidate cluster head and having a first radius. Represents the data capacity of the data to be downloaded, centered on the position of the candidate cluster head, and the total data of the data downloaded by the candidate cluster head from the information server by the area of the circle having the second radius which is an integral multiple of the first radius. When the capacity is expressed, the total data capacity is divided by the communication rate between the candidate cluster head and the base station to calculate the first radio resource amount.
(構成16)
更に、この発明の実施の形態によれば、記録媒体は、構成9から構成15のいずれかに記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
(Structure 16)
Further, according to an embodiment of the present invention, the recording medium is a computer-readable recording medium on which the program according to any one of configurations 9 to 15 is recorded.
クラスタに収容されるクラスタメンバの個数を増加できる。 The number of cluster members accommodated in the cluster can be increased.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description is not repeated.
図1は、この発明の実施の形態による通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による通信システム100は、移動体1〜10と、AP20と、LTE(Long Time Evolution)基地局30と、ネットワーク40と、制御装置50と、情報サーバ60とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the
移動体1〜10の各々は、自律的に移動するものであればよく、例えば、電動車いす等のモビリティであってもよく、エンターテインメントロボットおよび運搬ロボット等であってもよい。
Each of the moving
移動体1〜10は、後述する方法によって、クラスタヘッドとクラスタメンバとからなるクラスタを構成する。そして、クラスタヘッドは、クラスタヘッドおよびクラスタメンバのデータをAP20(またはLTE基地局30)を介して情報サーバ60からダウンロードし、クラスタメンバのデータをクラスタメンバへ送信する。
The moving
また、クラスタを構成しない移動体(移動体1〜10のうちのいずれか)は、自己のデータをAP20(またはLTE基地局30)を介して情報サーバ60からダウンロードする。
Further, the mobile body (any of the
AP20は、移動体1〜10と制御装置50または情報サーバ60との間の通信を仲介する。LTE基地局30は、移動体1〜10と制御装置50または情報サーバ60との間の通信を仲介する。
The
制御装置50は、後述する方法によって、クラスタヘッドCHの候補である候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体1〜10のうちの一部の移動体)からクラスタヘッドを選択し、その選択したクラスタヘッドがクラスタを構成するように制御する。
The
情報サーバ60は、移動体1〜10がそれぞれダウンロードするデータD1〜D10を保持する。データD1〜D10の各々は、例えば、地図データである。そして、データD1〜D10は、同一のデータ容量DCを有する。
The
図2は、図1に示す制御装置50の概略図である。図2を参照して、制御装置50は、通信手段501と、制御手段502と、選択手段503と、演算手段504と、探索手段505と、データベース506とを備える。
FIG. 2 is a schematic view of the
通信手段501は、AP20(またはLTE基地局30)およびネットワーク40を介して移動体1〜10からHelloパケットを受信し、その受信したHelloパケットを制御手段502へ出力する。
The communication means 501 receives the Hello packet from the
また、通信手段501は、制御情報IF_CTLを制御手段502から受け、その受けた制御情報IF_CTLを、クラスタヘッドとして選択された移動体(移動体1〜10のいずれか)にネットワーク40およびAP20(またはLTE基地局30)を介して送信する。
Further, the communication means 501 receives the control information IF_CTL from the control means 502, and receives the received control information IF_CTL to the mobile body (any of the
制御手段502は、Helloパケットを通信手段501から受け、その受けたHelloパケットから移動体の識別子Addi(i=1〜n)、位置[xi,yi]、受信信号強度RSSI1、受信信号強度RSSI2および接続数N_CN_iを検出する。ここで、受信信号強度RSSI1は、基地局(AP20またはLTE基地局30)と候補クラスタヘッドCH_CADとの間の受信信号強度であり、受信信号強度RSSI2は、候補クラスタヘッドCH_CADと候補クラスタメンバCM_CADとの間の受信信号強度であり、接続数N_CN_iは、各移動体が自己と無線リンクで接続される移動体の個数である。
Control means 502 receives a Hello packet from the
制御手段502は、識別子Addi、位置[xi,yi]、受信信号強度RSSIiおよび接続数N_CN_iを検出すると、識別子Addi、位置[xi,yi]、受信信号強度RSSI1、受信信号強度RSSI2および接続数N_CN_iを相互に対応付けてデータベース506に格納する。
Control means 502, the identifier Add i, the position [x i, y i], when detecting the received signal strength RSSIi and connections N_CN_i identifier Add i, the position [x i, y i], the received signal strength RSSI1, the received signal The strength RSSI2 and the number of connections N_CN_i are associated with each other and stored in the
制御手段502は、タイマーを内蔵しており、タイマーを参照して、1つの移動体がクラスタヘッドCHとしてクラスタ内に収容可能なクラスタメンバCMの個数N_husを、候補クラスタヘッドCH_CADとAP20(またはLTE基地局30)との間の無線リソース量で除算した収容効率EFF_husを複数の候補クラスタヘッドCH_CADについて演算するように定期的に演算手段504を制御する。 The control means 502 has a built-in timer, and with reference to the timer, the number N_hus of cluster member CMs that one moving body can accommodate in the cluster as the cluster head CH is determined by the candidate cluster heads CH_CAD and AP20 (or LTE). The calculation means 504 is periodically controlled so that the accommodation efficiency EFF_hus divided by the amount of radio resources between the base station 30) and the base station 30) is calculated for the plurality of candidate cluster heads CH_CAD.
制御手段502は、最大の収容効率EFF_hus_maxと、クラスタヘッドCHとして選択された候補クラスタヘッドCH_CAD_Sの識別子Addi_CH_Sと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られるときのチャネルCHN_maxと、候補クラスタヘッドCH_CAD_Sに収容される複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CM_Sとを選択手段503から受けると、識別子Addi_CH_Sを有する候補クラスタヘッドCH_CAD_SがクラスタヘッドCHとして選択されたことを示す選択情報IF_CHを生成する。そして、制御手段502は、選択情報IF_CHと、チャネルCHN_maxと、複数の識別子Addi_CM_Sとを含む制御情報IF_CTLを生成し、その生成した制御情報IF_CTLと識別子Addi_CH_Sとを通信手段501へ出力し、制御情報IF_CTLを識別子Addi_CH_Sの移動体へ送信するように通信手段501を制御する。
Control means 502, and maximum accommodation efficiency EFF_hus_max, the identifier Add i _CH_S candidate cluster head CH_CAD_S selected as the cluster head CH, the channel CHN_max when the maximum of the accommodation efficiency EFF_hus_max is obtained, housed in the candidate cluster head CH_CAD_S When the plurality of identifiers Add i _CM_S of the plurality of candidate cluster members CM_CAD are received from the selection means 503, the selection information IF_CH indicating that the candidate cluster head CH_CAD_S having the identifier Add i _CH_S is selected as the cluster head CH is generated. To do. Then, the
選択手段503は、複数の収容効率EFF_husと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数の候補クラスタヘッドCH_CADの複数の識別子Addi_CHと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CMと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数のチャネルCHN_maxとを演算手段504から受け、その受けた複数の収容効率EFF_husから最大の収容効率EFF_husを選択する。そして、選択手段503は、最大の収容効率EFF_husと、最大の収容効率EFF_husに対応する識別子Addi_CH_Sと、最大の収容効率EFF_husに対応する複数の識別子Addi_CM_Sと、最大の収容効率EFF_husに対応するチャネルCHN_maxとを制御手段502へ出力する。
Selection means 503, a plurality of candidate cluster members respectively corresponding a plurality of accommodation efficiency EFF_hus, a plurality of identifiers Add i _CH plurality of candidate cluster head CH_CAD corresponding to the plurality of accommodation efficiency EFF_hus, a plurality of accommodation efficiency EFF_hus a plurality of identifiers Add i _CM of CM_CAD, receiving a plurality of channels CHN_max corresponding to the plurality of accommodation efficiency EFF_hus from the
演算手段504は、制御手段502からの制御に従って、後述する方法によって収容効率EFF_husを複数の候補クラスタヘッドCH_CADについて演算する。そして、演算手段504は、複数の収容効率EFF_husと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数の候補クラスタヘッドCH_CADの複数の識別子Addi_CHと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CMと、複数の収容効率EFF_husにそれぞれ対応する複数のチャネルCHN_maxとを選択手段503へ出力する。
The calculation means 504 calculates the accommodation efficiency EFF_hus for the plurality of candidate cluster heads CH_CAD according to the method described later according to the control from the control means 502. The
探索手段505は、複数のチャネルCHN1〜CHNq(qは、2以上の整数)の各々について、利用可能な無線リソース量(=空いている無線リソース量)を探索し、その探索した利用可能な無線リソース量をチャネルCHNqに対応付けてデータベース506に格納する。この場合、探索手段505は、1つのチャネルの観測時間に対する空いている時間の総和の比を利用可能な無線リソース量として探索する。なお、探索手段505は、この利用可能な無線リソース量の探索を定期的に行い、その探索結果をデータベース506に格納する。
The search means 505 searches for the amount of available radio resources (= the amount of free radio resources) for each of the plurality of channels CHN1 to CHNq (q is an integer of 2 or more), and the searched available radios. The resource amount is stored in the
データベース506は、受信信号強度と通信レートとの対応表、チャネルと、利用可能な無線リソース量との対応表、および移動体の識別子と、移動体の位置と、移動体の受信信号強度と、移動体の接続数との対応表を格納する。
The
図3は、受信信号強度と通信レートとの対応関係を示す対応表の概略図である。図3を参照して、対応表TBL1は、受信信号強度と通信レートとを含む。受信信号強度および通信レートは、相互に対応付けられる。 FIG. 3 is a schematic diagram of a correspondence table showing the correspondence relationship between the received signal strength and the communication rate. With reference to FIG. 3, the correspondence table TBL1 includes the received signal strength and the communication rate. Received signal strength and communication rate are associated with each other.
−82[dBm]未満の受信信号強度は、6[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−82[dBm]以上−81[dBm]未満の受信信号強度は、9[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−81[dBm]以上−79[dBm]未満の受信信号強度は、12[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−79[dBm]以上−77[dBm]未満の受信信号強度は、18[Mbps]の通信レートに対応付けられる。また、−77[dBm]以上−74[dBm]未満の受信信号強度は、24[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−74[dBm]以上−70[dBm]未満の受信信号強度は、36[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−70[dBm]以上−66[dBm]未満の受信信号強度は、48[Mbps]の通信レートに対応付けられ、−66[dBm]以上の受信信号強度は、54[Mbps]の通信レートに対応付けられる。 A received signal strength of less than -82 [dBm] is associated with a communication rate of 6 [Mbps], and a received signal strength of -82 [dBm] or more and less than -81 [dBm] is associated with a communication rate of 9 [Mbps]. The received signal strength of -81 [dBm] or more and less than -79 [dBm] is associated with the communication rate of 12 [Mbps], and the received signal strength of -79 [dBm] or more and less than -77 [dBm]. Is associated with a communication rate of 18 [Mbps]. Further, the received signal strength of -77 [dBm] or more and less than -74 [dBm] is associated with the communication rate of 24 [Mbps], and the received signal strength of -74 [dBm] or more and less than -70 [dBm] is A received signal strength of -70 [dBm] or more and less than -66 [dBm] associated with a communication rate of 36 [Mbps] is associated with a communication rate of 48 [Mbps] and received at -66 [dBm] or more. The signal strength is associated with a communication rate of 54 [Mbps].
なお、一般的に、対応表TBL1における受信信号強度と通信レートとの対応関係は、無線システム毎に異なるので、例えば、LTEと無線LAN(Local Area Network)では、それぞれ、異なる対応表を用いてもよい。 In general, the correspondence between the received signal strength and the communication rate in the correspondence table TBL1 is different for each wireless system. Therefore, for example, LTE and wireless LAN (Local Area Network) use different correspondence tables. May be good.
図4は、チャネルと利用可能な無線リソース量ACORとの対応関係を示す対応表の概略図である。 FIG. 4 is a schematic diagram of a correspondence table showing the correspondence between the channel and the available radio resource amount ACOR.
図4を参照して、対応表TBL2は、チャネルと、利用可能な無線リソース量ACORとを含む。チャネルおよび無線リソース量ACORは、相互に対応付けられる。チャネルCHN1〜CHNqは、それぞれ、0.9,0.8,0.6,・・・,0.5の無線リソース量ACORに対応付けられる。そして、チャネルCHN1〜CHNqは、例えば、利用可能な無線リソース量ACORの大きい順に対応表TBL2に格納される。 With reference to FIG. 4, correspondence table TBL2 includes channels and available radio resource amount ACOR. Channel and radio resource volume ACORs are associated with each other. Channels CHN1 to CHNq are associated with radio resource amounts ACOR of 0.9, 0.8, 0.6, ..., 0.5, respectively. Then, the channels CHN1 to CHNq are stored in the correspondence table TBL2 in descending order of the available radio resource amount ACOR, for example.
図5は、移動体1〜10の識別子、位置、受信信号強度および接続数の対応関係を示す対応表の概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a correspondence table showing the correspondence between the identifiers, positions, received signal strengths, and the number of connections of the moving
図5を参照して、対応表TBL3は、移動体1〜10の識別子、位置、受信信号強度1、受信信号強度2および接続数を含む。識別子、位置、受信信号強度1、受信信号強度2および接続数は、相互に対応付けられる。
With reference to FIG. 5, correspondence table TBL3 includes identifiers, positions, received
識別子は、移動体のIPアドレスAddiからなり、位置は、例えば、x−y座標[xi,yi]によって表される。受信信号強度1は、AP20(またはLTE基地局30)と移動体mとの間の受信品郷強度RSSIAP−m_iからなり、受信信号強度2は、移動体miと移動体mjとの間の受信信号強度RSSImi−mj_iからなる。なお、jは、接続数N_CN_iに等しい。従って、図5においては、各識別子Addiに対して1つの受信信号強度RSSImi−mj_iが格納されているが、実際には、各識別子Addiに対してj(jは、1≦j≦N_CN_iを満たす整数)個の受信信号強度が格納されている。接続数N_CN_iは、1つの移動体と無線リンクを有する移動体の個数からなる。
Identifier consists IP address Add i of the mobile, the position is, for example, x-y coordinate [x i, y i] is represented by. The received
図6は、この発明の実施の形態におけるデータ容量を説明するための概略図である。図6を参照して、候補クラスタヘッドCH_CADの位置を中心とし、中心から半径r(例えば、10m)の円CIR1は、候補クラスタヘッドCH_CADおよびクラスタメンバCMの各々のデータを表すものとする。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the data capacity in the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6, a circle CIR1 centered on the position of the candidate cluster head CH_CAD and having a radius r (for example, 10 m) from the center represents data of each of the candidate cluster head CH_CAD and the cluster member CM.
そして、位置が円CIR1の内部および円CIRの円周上にあるクラスタメンバCMを候補クラスタヘッドCH_CADに近接する近接移動体とする。この発明の実施の形態においては、クラスタは、クラスタヘッドCHと、クラスタヘッドCHの近接移動体とによって構成される。 Then, the cluster member CM whose position is inside the circle CIR1 and on the circumference of the circle CIR is set as a proximity moving body close to the candidate cluster head CH_CAD. In the embodiment of the present invention, the cluster is composed of a cluster head CH and a proximity moving body of the cluster head CH.
クラスタメンバCMの位置が円CIR1の円周上に存在するとき、そのクラスタメンバCMのデータは、円CIR2によって表される。また、クラスタメンバCMの位置が円CIR1の内部に存在するとき、そのクラスタメンバCMのデータは、円CIR3によって表される。 When the position of the cluster member CM exists on the circumference of the circle CIR1, the data of the cluster member CM is represented by the circle CIR2. Further, when the position of the cluster member CM exists inside the circle CIR1, the data of the cluster member CM is represented by the circle CIR3.
ここで、候補クラスタヘッドCH_CADの位置を中心とし、半径2r(=20m)の円CIR_totalを想定すると、クラスタメンバCMのデータを表す円は、必ず、円CIR_totalによって表される領域内に存在する。クラスタメンバCMの位置は、円CIR1によって表される領域内に存在するからである。 Here, assuming a circle CIR_total with a radius of 2r (= 20 m) centered on the position of the candidate cluster head CH_CAD, the circle representing the data of the cluster member CM always exists in the region represented by the circle CIR_total. This is because the position of the cluster member CM exists in the region represented by the circle CIR1.
1つのデータのデータ容量Dcは、円CIR1の面積によって表されるので、円CIR_totalによって表されるデータのデータ容量は、(4πr2/πr2)×Dc=4Dcである。 Since the data capacity Dc of one data is represented by the area of the circle CIR1, the data capacity of the data represented by the circle CIR_total is (4πr 2 / πr 2 ) × Dc = 4Dc.
クラスタヘッドCH(=クラスタヘッドCHとして選択された候補クラスタヘッドCH_CAD)は、自己のデータとクラスタメンバCMのデータとを情報サーバ60からダウンロードする。この場合、クラスタヘッドCH(=クラスタヘッドCHとして選択された候補クラスタヘッドCH_CAD)は、円CIR_totalによって表されるデータ容量4Dcのデータを情報サーバ60からダウンロードする。
The cluster head CH (= candidate cluster head CH_CAD selected as the cluster head CH) downloads its own data and the data of the cluster member CM from the
なお、この発明の実施の形態においては、円CIR_totalは、円CIR1の半径rの2倍に限らず、一般的には、円CIR1の半径rの整数倍であればよい。 In the embodiment of the present invention, the circle CIR_total is not limited to twice the radius r of the circle CIR1, but generally may be an integral multiple of the radius r of the circle CIR1.
図7は、クラスタヘッドを選択する方法を説明するための図である。図7を参照して、制御手段502は、データベース506に格納された対応表TBL3を参照して、各移動体1〜10の位置[xi,yi]に基づいて、移動体1〜10の分布状態を認識する。そして、制御手段502は、対応表TBL3の接続数N_CN_iに基づいて、閾値以上の接続数N_CN_i’を有する移動体を候補クラスタヘッドCH_CADとして抽出する。その結果、図7に示す候補クラスタヘッドCH_CADの集合SET_CH、および候補クラスタメンバCM_CADの集合SET_CMが得られる。集合SET_CMは、候補クラスタヘッドCH_CAD以外の移動体からなる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of selecting a cluster head. Referring to FIG. 7, the
図7に示す例では、移動体2,6,9を候補クラスタヘッドCH_CADとして選択し、移動体1,3,4,5,7,8,10を候補クラスタメンバCM_CADとして選択する。
In the example shown in FIG. 7, the moving
そして、制御手段502は、候補クラスタヘッドCH_CAD(=移動体2,6,9)の識別子Add2,Add6,Add9と、候補クラスタメンバCM_CAD(=移動体1,3,4,5,7,8,10)の識別子Add1,Add3,Add4,Add5,Add7,Add8,Add10とを演算手段504へ出力する。この場合、制御手段502は、対応表TBL2を参照して、利用可能な無線リソース量ACORが最大であるチャネルに対応する無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容効率EFF_husを計算するように演算手段504を制御する。なお、制御手段502は、対応表TBL2を参照して、任意のチャネルを選択し、その選択したチャネに対応する無線リソース量を最大無線リソース量として用いて収容効率EFF_husを計算するように演算手段504を制御してもよい。また、制御手段502は、実際に収容効率EFF_husを計算する際に、他の候補クラスタヘッドCH_CADを候補クラスタメンバCMに含めてもよい。
Then, the control means 502 includes the identifiers Add 2 , Add 6 , and Ad 9 of the candidate cluster head CH_CAD (= mobile bodies 2 , 6 , 9) and the candidate cluster member CM_CAD (=
演算手段504は、候補クラスタヘッドCH_CAD(=移動体2,6,9)の識別子Add2,Add6,Add9と、候補クラスタメンバCM_CAD(=移動体1,3,4,5,7,8,10)の識別子Add1,Add3,Add4,Add5,Add7,Add8,Add10とを制御手段502から受ける。
The calculation means 504 includes identifiers of candidate cluster head CH_CAD (= mobile bodies 2 , 6 , 9 ), Add 2 , Add 6 , and Add 9 , and candidate cluster member CM_CAD (=
そして、演算手段504は、対応表TBL2を参照して、利用可能な無線リソース量が最大であるチャネルCHN1に対応する無線リソース量(=0.9)を選択し、その選択した無線リソース量(=0.9)をA_COR_initialに設定する。 Then, the calculation means 504 refers to the correspondence table TBL2, selects the radio resource amount (= 0.9) corresponding to the channel CHN1 having the maximum available radio resource amount, and selects the selected radio resource amount (= 0.9). = 0.9) is set to A_COR_initial.
また、演算手段504は、対応表TBL3を参照して、移動体2と、移動体1,3,4,5,7,8,10との間の受信信号強度RSSI2−1,RSSI2−3,RSSI2−4,RSSI2−5,RSSI2−7,RSSI2−8,RSSI2−10を検出し、その後、対応表TBL1を参照して、その検出した受信信号強度RSSI2−1,RSSI2−3,RSSI2−4,RSSI2−5,RSSI2−7,RSSI2−8,RSSI2−10にそれぞれ対応する通信レートR1,R3,R4,R5,R7,R8,R10を検出する。そして、演算手段504は、通信レートR1,R3,R4,R5,R7,R8,R10を、それぞれ、移動体2と移動体1,3,4,5,7,8,10との間の通信レートRCH_CAD(2)−CM_CAD(1),RCH_CAD(2)−CM_CAD(3),RCH_CAD(2)−CM_CAD(4),RCH_CAD(2)−CM_CAD(5),RCH_CAD(2)−CM_CAD(7)RCH_CAD(2)−CM_CAD(8)RCH_CAD(2)−CM_CAD(10)に設定する。
Further, the calculation means 504 refers to the correspondence table TBL3, and the received signal strength between the moving
その後、演算手段504は、1つのデータのデータ容量Dc、通信レートRCH_CAD(2)−CM_CAD(1)およびデータをダウンロードする周期長Tdを次式に代入して候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)と候補クラスタメンバCM_CAD(移動体1)との間の無線リソース量COR(1)を算出する。
After that, the calculation means 504 substitutes the data capacity Dc of one data, the communication rate R CH_CAD (2) -CM_CAD (1), and the cycle length Td for downloading the data into the following equation, and substitutes the candidate cluster head CH_CAD (
式(1)の右辺の分母は、通信レートRCH_CAD(2)−CM_CAD(1)に周期長Tdを乗算したものであり、[bit]の単位を有する。また、データDcも[bit]の単位を有するので、式(1)の無線リソース量COR(k)は、無次元の単位である。 The denominator on the right side of the equation (1) is the communication rate R CH_CAD (2) -CM_CAD (1) multiplied by the cycle length Td, and has a unit of [bit]. Further, since the data Dc also has a unit of [bit], the radio resource amount COR (k) of the equation (1) is a dimensionless unit.
そして、演算手段504は、無線リソース量COR(1)を次式のCOR(k)に代入して全体の無線リソース量CM_COR_totalを演算する。 Then, the calculation means 504 substitutes the radio resource amount COR (1) into the COR (k) of the following equation to calculate the total radio resource amount CM_COR_total.
なお、全体の無線リソース量CM_COR_totalを最初に演算するとき、式(2)の右辺のCM_COR_totalは、“0”に設定されている。 When the total amount of radio resources CM_COR_total is first calculated, CM_COR_total on the right side of the equation (2) is set to "0".
引き続いて、演算手段504は、演算した全体の無線リソース量CM_COR_totalを次式に代入して利用可能な無線リソース量A_CORを演算する。 Subsequently, the calculation means 504 calculates the available radio resource amount A_COR by substituting the calculated total radio resource amount CM_COR_total into the following equation.
式(3)のA_COR_initialは、上述したように、対応表TBL2の利用可能な無線リソース量からなるので、無次元の単位である。そして、全体の無線リソース量CM_COR_totalは、無線リソース量COT(k)を加算したものであり、無線リソース量COR(k)は、上述したように、無次元の単位である。従って、利用可能な無線リソース量A_CORは、無次元の単位である。 As described above, A_COR_initial of the formula (3) is a dimensionless unit because it consists of the amount of radio resources available in the correspondence table TBL2. The total radio resource amount CM_COR_total is the sum of the radio resource amount COT (k), and the radio resource amount COR (k) is a dimensionless unit as described above. Therefore, the available radio resource amount A_COR is a dimensionless unit.
そうすると、演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きいか否かを判定する。そして、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きいと判定されたとき、演算手段504は、候補クラスタメンバCM_CADの収容個数N_husを“1”だけインクリメントする。 Then, the calculation means 504 determines whether or not the available radio resource amount A_COR is larger than zero. Then, when it is determined that the available radio resource amount A_COR is larger than zero, the calculation means 504 increments the accommodation number N_hus of the candidate cluster member CM_CAD by "1".
その後、演算手段504は、データ容量Dc、移動体2と移動体3との間の通信レートRCH_CAD(2)−CM_CAD(3)、および周期長Tdを式(1)に代入して候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)と候補クラスタメンバCM_CAD(移動体3)との間の無線リソース量COR(3)を算出する。
After that, the calculation means 504 substitutes the data capacity Dc, the communication rate R CH_CAD (2) -CM_CAD (3) between the moving
そして、演算手段504は、無線リソース量COR(3)を式(2)に代入して全体の無線リソース量CM_COR_totalを演算する。この場合、全体の無線リソース量CM_COR_totalは、無線リソース量COR(1)と無線リソース量COR(3)との総和になっている。 Then, the calculation means 504 substitutes the radio resource amount COR (3) into the equation (2) to calculate the total radio resource amount CM_COR_total. In this case, the total radio resource amount CM_COR_total is the sum of the radio resource amount COR (1) and the radio resource amount COR (3).
引き続いて、演算手段504は、演算した全体の無線リソース量CM_COR_totalを式(3)に代入して利用可能な無線リソース量A_CORを演算する。 Subsequently, the calculation means 504 calculates the available radio resource amount A_COR by substituting the calculated total radio resource amount CM_COR_total into the equation (3).
そうすると、演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きいか否かを判定し、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きいと判定されたとき、収容個数N_husを“1”だけインクリメントする。 Then, the calculation means 504 determines whether or not the available radio resource amount A_COR is larger than zero, and when it is determined that the available radio resource amount A_COR is larger than zero, the accommodation number N_hus is set to "1". "Increment only.
演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きくなくなるまで(即ち、利用可能な無線リソース量A_CORが零以下になるまで)、上記の動作を繰り返し実行する。そして、演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きくなくなったとき(即ち、利用可能な無線リソース量A_CORが零以下になったとき)のN_husのカウント値を候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)が収容可能な収容個数とする。 The calculation means 504 repeatedly executes the above operation until the available radio resource amount A_COR becomes less than zero (that is, until the available radio resource amount A_COR becomes zero or less). Then, the calculation means 504 sets the count value of N_hus when the available radio resource amount A_COR is no more than zero (that is, when the available radio resource amount A_COR becomes zero or less) as the candidate cluster head CH_CAD. The number of units that can be accommodated by (moving body 2).
演算手段504は、候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)が収容可能な収容個数N_husを演算すると、対応表TBL3を参照して、AP20(またはLTE基地局30)と候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)との間の受信信号強度RSSIAP−m_2を検出し、対応表TBL1を参照して、受信信号強度RSSIAP−m_2に対応する通信レートRAP−2を検出する。そして、演算手段504は、通信レートRAP−2をAP20(またはLTE基地局30)と候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)との間の通信レートRAP−CH_CAD(2)に設定する。
When the calculation means 504 calculates the accommodation number N_hus that can be accommodated by the candidate cluster head CH_CAD (mobile body 2), the calculation means 504 refers to the correspondence table TBL3 and refers to the AP20 (or LTE base station 30) and the candidate cluster head CH_CAD (
そうすると、演算手段504は、情報サーバ60からダウンロードするデータのデータ容量4Dcを通信レートRAP−CH_CAD(2)で除算してAP20(またはLTE基地局30)と候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)との間の無線リソース量CORAP−CH_CAD(2)を演算する。そして、演算手段504は、収容個数N_husを無線リソース量CORAP−CH_CAD(2)で除算して候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体2)の収容効率EFF_hus(2)を演算する。
Then, the calculation means 504 divides the data capacity 4Dc of the data downloaded from the
演算手段504は、上述した動作を繰り返し実行し、候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体6)の収容効率EFF_hus(6)および候補クラスタヘッドCH_CAD(移動体9)の収容効率EFF_hus(9)を演算する。 The calculation means 504 repeatedly executes the above-described operation to calculate the accommodation efficiency EFF_hus (6) of the candidate cluster head CH_CAD (moving body 6) and the accommodation efficiency EFF_hus (9) of the candidate cluster head CH_CAD (moving body 9).
そして、演算手段504は、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)と、識別子Add2,Add6,Add9と、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)が得られたときのチャネルCHN_EFF_hus(2),CHN6_EFF_hus(6),CHN9_EFF_hus(9)と、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)が得られたときの候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CMとを選択手段503へ出力する。
Then, the calculation means 504 includes the accommodation efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus (9), the identifiers Add 2 , Add 6 , Add 9, and the accommodating efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus ( Channels CHN_EFF_hus (2), CHN6_EFF_hus (6), CHN9_EFF_hus (9) when 9) was obtained, and candidate cluster members when the accommodation efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus (9) were obtained. outputting a plurality of identifiers Add i _CM of CM_CAD the selecting
選択手段503は、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)と、識別子Add2,Add6,Add9と、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)が得られたときのチャネルCHN_EFF_hus(2),CHN6_EFF_hus(6),CHN9_EFF_hus(9)と、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)が得られたときの候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CMとを演算手段504から受ける。そして、選択手段503は、収容効率EFF_hus(2),EFF_hus(6),EFF_hus(9)のうち、最大の収容効率EFF_hus_maxを選択し、その選択した最大の収容効率EFF_hus_maxと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られる候補クラスタヘッドCH_CAD_Sの識別子Addi_CH_Sと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られるときのチャネルCHN_maxと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られるときの複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CM_Sとを制御手段502へ出力する。
The selection means 503 includes accommodation efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus (9), identifiers Add 2 , Add 6 , Add 9 , and accommodation efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus (9). CHN_EFF_hus (2), CHN6_EFF_hus (6), CHN9_EFF_hus (9) and candidate cluster members CM_CAD when the accommodating efficiencies EFF_hus (2), EFF_hus (6), EFF_hus (9) were obtained. receiving a plurality of identifiers Add i _CM from the
制御手段502は、最大の収容効率EFF_hus_maxと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られる候補クラスタヘッドCH_CAD_Sの識別子Addi_CH_Sと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られるときのチャネルCHN_maxと、最大の収容効率EFF_hus_maxが得られるときの複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子Addi_CM_Sとを選択手段503から受ける。 Control means 502, and maximum accommodation efficiency EFF_hus_max, a channel CHN_max when the maximum accommodation efficiency EFF_hus_max identifier in the candidate cluster head CH_CAD_S which is obtained Add i _CH_S, the maximum accommodation efficiency EFF_hus_max obtained, the maximum accommodation efficiency EFF_hus_max receives from a plurality of candidate cluster members CM_CAD multiple identifiers Add i _CM_S and the selection means 503 when obtained.
そして、制御手段502は、識別子Addi_CH_Sを有する移動体をクラスタヘッドCHとし、上述した制御情報IF_CTLを生成し、その生成した制御情報IF_CTLを、識別子Addi_CH_Sを有する移動体へ通信手段501を介して送信する。この場合、制御情報IF_CTLは、例えば、移動体6へ送信されたとする。
Then, the
移動体6は、制御情報IF_CTLを受信し、その受信した制御情報IF_CTLに基づいて、クラスタヘッド宣言DEC_CHを生成して複数の識別子Addi_CM_Sをそれぞれ有する移動体へ送信する。この場合、移動体6は、クラスタヘッド宣言DEC_CHを移動体1,3,7,10へ送信したものとする。
移動体1,3,7,10は、移動体6からクラスタヘッド宣言DEC_CHを受信して移動体6がクラスタヘッドCHであることを認識する。そして、移動体1,3,7,10の各々は、クラスタメンバCMであることを示すクラスタメンバ情報IF_CMを生成して他の移動体(移動体1,3,6,7,10のうちの他の移動体)へ送信する。クラスタメンバ情報IF_CMを受信した移動体は、移動体1,3,7,10がクラスタメンバCMであることを認識する。これによって、クラスタヘッド(=移動体6)とクラスタメンバ(=移動体1,3,7,10)とからなるクラスタが構成される。
The moving
図8は、収容個数N_husの好ましい演算方法を説明するための図である。図8の(a)を参照して、候補クラスタヘッドである移動体2と、候補クラスタメンバである移動体1,3,4,5,7,8,10との間の無線リソース量COR(1),COR(3),COR(4),COR(5),COR(7),COR(8),COR(10)は、それぞれ、0.3,0.5,0.2,0.7,0.4,0.6,0.1であるとする。また、式(3)におけるA_COR_initialは、0.9であるとする。
FIG. 8 is a diagram for explaining a preferable calculation method of the accommodation number N_hus. With reference to FIG. 8A, the amount of radio resources COR between the
この場合、移動体1、移動体3、移動体4、移動体5、移動体7、移動体8および10の順番に無線リソース量COR(1),COR(3),COR(4),COR(5),COR(7),COR(8),COR(10)を式(2)に代入して全体の無線リソース量CM_COR_totalを演算し、その演算した全体の無線リソース量CM_COR_totalを式(3)に代入して利用可能な無線リソース量A_CORを算出すると、移動体1の無線リソース量(=0.3)、移動体3の無線リソース量(=0.5)および移動体4の無線リソース量(0.2)を式(2)によって加算した時点で、全体の無線リソース量CM_COR_totalが“1.0”となり、A_COR_initial(=0.9)よりも大きくなる。つまり、移動体1の無線リソース量(=0.3)、移動体3の無線リソース量(=0.5)および移動体4の無線リソース量(0.2)を加算した時点で、式(3)によって演算される利用可能な無線リソース量A_CORが負(−0.1)になり、収容個数N_husは、“2”になる。
In this case, the amount of radio resources COR (1), COR (3), COR (4), COR in the order of moving
一方、図8の(b)に示すように、無線リソース量COR(k)を昇順に配列した場合、移動体10の無線リソース量(=0.1)、移動体4の無線リソース量(=0.2)、移動体1の無線リソース量(=0.3)および移動体7の無線リソース量(0.4)を加算した時点で、全体の無線リソース量CM_COR_totalが“1.0”になり、利用可能な無線リソース量A_CORが負(−0.1)になる。その結果、収容個数N_husは、“3”になる。 On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the radio resource amount COR (k) is arranged in ascending order, the radio resource amount of the mobile body 10 (= 0.1) and the radio resource amount of the mobile body 4 (=). 0.2), the total amount of radio resources CM_COR_total becomes "1.0" when the amount of radio resources of the mobile body 1 (= 0.3) and the amount of radio resources of the mobile body 7 (0.4) are added. Therefore, the amount of available radio resources A_COR becomes negative (-0.1). As a result, the number of accommodations N_hus becomes "3".
このように、無線リソース量COR(k)を昇順に配列して収容個数N_husをカウントする方が収容個数N_husを増加させることができる。従って、この発明の実施の形態においては、演算手段504は、好ましくは、無線リソース量COR(k)を昇順に配列して収容個数N_husをカウントする。 In this way, the accommodation number N_hus can be increased by arranging the radio resource amount COR (k) in ascending order and counting the accommodation number N_hus. Therefore, in the embodiment of the present invention, the arithmetic means 504 preferably arranges the radio resource amount COR (k) in ascending order and counts the number of accommodated N_hus.
図9は、図1に示す移動体1の概略図である。図9を参照して、移動体1は、通信手段11と、クラスタ構成手段12と、データ取得手段13とを備える。
FIG. 9 is a schematic view of the moving
通信手段11は、無線モジュール111,112を含む。無線モジュール111は、AP20(またはLTE基地局30)を介して制御装置50または情報サーバ60と通信を行う広域の無線モジュールである。無線モジュール112は、クラスタ内で無線通信を行う近域の無線モジュールである。
The communication means 11 includes
無線モジュール111は、AP20(またはLTE基地局30)を介して制御装置50から制御情報IF_CTLを受信し、その受信した制御情報IF_CTLをクラスタ構成手段12へ出力する。
The wireless module 111 receives the control information IF_CTL from the
また、無線モジュール111は、AP20(またはLTE基地局30)からパケットを受信すると、パケットを受信したときの受信信号強度RSSIBSを検出し、その検出した受信信号強度RSSIBSをクラスタ構成手段12へ出力する。
Further, when the wireless module 111 receives a packet from the AP 20 (or LTE base station 30), it detects the received signal strength RSSI BS at the time of receiving the packet, and transfers the detected received signal strength RSSI BS to the
更に、無線モジュール111は、移動体1の識別子Add1、位置[x1,y1]、受信信号強度RSSI1および接続数N_CN_1を含むHelloパケットをクラスタ構成手段12から受け、その受けたHelloパケットをAP20(またはLTE基地局30)を介して制御装置50へ送信する。
Further, the radio module 111 receives a Hello packet including the identifier Add 1 , the position [x 1 , y 1 ] of the
更に、無線モジュール111は、移動体1がクラスタヘッドCHであるとき、AP20(またはLTE基地局30)からデータを受信し、その受信したデータをデータ取得手段13へ出力する。
Further, when the
更に、無線モジュール111は、移動体1がクラスタを構成していない移動体であるとき、AP20(またはLTE基地局30)からデータを受信し、その受信したデータをデータ取得手段13へ出力する。
Further, when the
更に、無線モジュール111は、移動体1の位置[xi,yi]、識別子Addi、受信信号強度RSSIiおよび接続数N_CN_iを含むHelloパケットをクラスタ構成手段12から受け、その受けたHelloパケットをAP20(またはLTE基地局30)を介して制御装置50へ送信する。
Furthermore, the wireless module 111, the position of the moving body 1 [x i, y i] , identifier Add i, receives a Hello packet that includes the received signal strength RSSIi and connections N_CN_i from the
無線モジュール112は、移動体1がクラスタを構成する前、他の移動体からビーコンを受信し、ビーコンを受信したときの受信信号強度RSSIBCを検出する。そして、無線モジュール112は、ビーコンおよび受信信号強度RSSIBCをクラスタ構成手段12へ出力する。無線モジュール112は、移動体1の識別子を含むビーコンをクラスタ構成手段12から受けると、その受けたビーコンを他の移動体へ送信する。
The
また、無線モジュール112は、移動体1がクラスタを構成するとき、チャネルCHN_maxをクラスタ構成手段12から受ける。そして、無線モジュール112は、クラスタヘッド宣言DEC_CHをクラスタ構成手段12から受けると、その受けたクラスタヘッド宣言DEC_CHをチャネルCHN_maxで他の移動体へ送信する。
Further, the
更に、無線モジュール112は、クラスタヘッド宣言DEC_CHをチャネルCHN_maxで他の移動体から受信すると、その受信したクラスタヘッド宣言DEC_CHをクラスタ構成手段12へ出力する。無線モジュール112は、クラスタメンバ情報IF_CMをチャネルCHN_maxで他の移動体から受信すると、その受信したクラスタメンバ情報IF_CMをクラスタ構成手段12へ出力する。無線モジュール112は、クラスタメンバ情報IF_CM(移動体1がクラスタメンバであることを示す情報)をクラスタ構成手段12から受けると、その受けたクラスタメンバ情報IF_CMをチャネルCHN_maxで他の移動体へ送信する。
Further, when the
更に、無線モジュール112は、移動体1のデータ以外のデータをデータ取得手段13から受けると、その受けたデータをチャネルCHN_maxで他の移動体へ送信する。
Further, when the
更に、無線モジュール112は、移動体1がクラスタメンバCMであるとき、移動体1のデータをチャネルCHN_maxでクラスタヘッドCHの移動体から受信し、その受信したデータをデータ取得手段13へ出力する。
Further, when the
クラスタ構成手段12は、無線モジュール112からビーコンおよび受信信号強度RSSIBC(=図5の対応表TBL3に含まれる受信信号強度RSSImi−mj_i)を受ける。そして、クラスタ構成手段12は、受信信号強度RSSIBCが閾値以上であるか否かを判定し、受信信号強度RSSIBCが閾値よりも小さいとき、受信信号強度RSSIBCを有するビーコンを破棄する。
The cluster configuration means 12 receives the beacon and the received signal strength RSSI BC (= received signal strength RSSI mi- mj_i included in the correspondence table TBL3 of FIG. 5) from the
一方、クラスタ構成手段12は、受信信号強度RSSIBCが閾値以上であるとき、その受けたビーコンに含まれる識別子Addi、位置[xi,yi]および受信信号強度RSSIBCを検出する。クラスタ構成手段12は、この処理を無線モジュール112から受けた全てのビーコンについて行い、閾値以上の受信信号強度RSSIBCを有するビーコンの個数をカウントして接続数N_CN_iを得る。
On the other hand, the cluster configuration means 12, when the received signal strength RSSI BC is equal to or greater than the threshold, the received identifier Add i contained in the beacon, to detect the position [x i, y i] and the received signal strength RSSI BC. The cluster configuration means 12 performs this process for all beacons received from the
また、クラスタ構成手段12は、無線モジュール111から受信信号強度RSSIBS(=図5の対応表TBL3に含まれる受信信号強度RSSIAP−m_i)を受ける。
Further, the
更に、クラスタ構成手段12は、例えば、GPS(Global Positioning System)によって移動体1の位置[x1,y1]を検出する。
Further, the
そうすると、クラスタ構成手段12は、移動体1の位置[xi,yi]、識別子Addi、受信信号強度RSSImi−mj_i、受信信号強度RSSIAP−m_iおよび接続数N_CN_iを含むHelloパケットを生成し、その生成したHelloパケットを無線モジュール111へ出力する。 Then, the cluster configuration means 12, the position of the moving body 1 [x i, y i] , identifier Add i, the received signal strength RSSI mi-mj _i, Hello packet that includes the received signal strength RSSI AP-m _i and connections N_CN_i Is generated, and the generated Hello packet is output to the radio module 111.
クラスタ構成手段12は、制御情報IF_CTLを無線モジュール111から受けると、制御情報IF_CTLから選択情報IF_CH、チャネルCHN_max、複数の識別子Addi_CM_Sを検出する。そして、クラスタ構成手段12は、チャネルCHN_maxを無線モジュール112へ出力する。
また、クラスタ構成手段12は、選択情報IF_CHに基づいて、クラスタヘッド宣言DEC_CHを生成し、その生成したクラスタヘッド宣言DEC_CHを無線モジュール112を介して複数の識別子Addi_CM_Sをそれぞれ有する複数の移動体へ送信する。そして、クラスタ構成手段12は、選択情報IF_CHをデータ取得手段13へ出力する。
Also, the cluster configuration means 12 based on the selection information IF_CH, generates a cluster head declaration DEC_CH, a plurality of moving bodies each having a plurality of identifiers Add i _CM_S cluster head declaration DEC_CH that the generated via the
更に、クラスタ構成手段12は、他の移動体から受信したクラスタヘッド宣言DEC_CHを無線モジュール112から受けると、クラスタメンバ情報IF_CMを生成してデータ取得手段13および無線モジュール112へ出力する。
Further, when the cluster configuration means 12 receives the cluster head declaration DEC_CH received from another mobile body from the
データ取得手段13は、クラスタ構成手段12から受けた選択情報IF_CHに基づいて移動体1がクラスタヘッドCHであることを認識する。そして、データ取得手段13は、クラスタヘッドCHおよびクラスタメンバCMのデータの取得要求を無線モジュール111を介して情報サーバ60へ送信する。
The data acquisition means 13 recognizes that the moving
また、データ取得手段13は、クラスタ構成手段12から受けたクラスタメンバ情報IF_CMに基づいて移動体1がクラスタメンバCMであることを認識する。そして、データ取得手段13は、移動体1のデータの取得要求を無線モジュール112を介してクラスタヘッドCHの移動体へ送信する。
Further, the data acquisition means 13 recognizes that the moving
データ取得手段13は、無線モジュール111からクラスタヘッドCHおよびクラスタメンバCMのデータを受けると、移動体1のデータを取り出して移動体1のデータを取得する。そして、データ取得手段13は、他の移動体のデータを無線モジュール112へ出力する。
When the data acquisition means 13 receives the data of the cluster head CH and the cluster member CM from the wireless module 111, the data acquisition means 13 extracts the data of the
なお、図1に示す移動体2〜10の各々は、図9に示す移動体1の構成と同じ構成からなる。
Each of the moving
図10は、図1に示す通信システム100の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the
図10を参照して、通信システム100の動作が開始されると、制御装置50は、内蔵したタイマーによって周期Tが到来したか否かを判定する(ステップS1)。そして、制御装置50は、周期Tが到来したと判定したとき、収容効率EFF_husが最大である候補クラスタヘッドCH_CADを選択し、その選択した候補クラスタヘッドCH_CADがクラスタを構成するように制御する(ステップS2)。
With reference to FIG. 10, when the operation of the
移動体1〜10のうち、選択された候補クラスタヘッドCH_CADは、制御装置50からの制御に従ってクラスタを構成する(ステップS3)。
The selected candidate cluster heads CH_CAD among the moving
そして、クラスタヘッドCHは、無線モジュール(広域)111によって、AP20(またはLTE基地局30)およびネットワーク40を介して情報サーバ60へアクセスし、情報サーバ60から自己のデータおよびクラスタメンバCMのデータをダウンロードする(ステップS4)。即ち、クラスタヘッドCHは、無線モジュール(広域)111によってデータを情報サーバ60からダウンロードする。
Then, the cluster head CH accesses the
その後、クラスタヘッドCHは、ダウンロードしたデータから自己のデータを取得するとともに、無線モジュール(近域)112によって、クラスタメンバCMのデータをチャネルCHN_maxでクラスタメンバCMへ送信する(ステップS5)。即ち、クラスタヘッドCHは、無線モジュール(近域)112によってデータをクラスタメンバCMへ送信する。 After that, the cluster head CH acquires its own data from the downloaded data, and transmits the data of the cluster member CM to the cluster member CM on the channel CHN_max by the wireless module (near area) 112 (step S5). That is, the cluster head CH transmits data to the cluster member CM by the wireless module (near range) 112.
このように、クラスタヘッドCHおよびクラスタメンバCMは、無線モジュール(広域)111と無線モジュール(近域)112とを用いた階層型ネットワークによってデータを取得する。 In this way, the cluster head CH and the cluster member CM acquire data by a hierarchical network using the wireless module (wide area) 111 and the wireless module (near area) 112.
そして、ステップS5の後、一連の動作は、ステップS1へ移行し、上述したステップS1〜ステップS5が繰り返し実行される。その結果、クラスタヘッドCHの選択、選択されたクラスタヘッドCHによるクラスタの構成、および情報サーバ60からのデータのダウンロードが周期的に行われる。
Then, after step S5, the series of operations shifts to step S1, and the above-mentioned steps S1 to S5 are repeatedly executed. As a result, the cluster head CH is selected, the cluster is configured by the selected cluster head CH, and the data is downloaded from the
図11は、図10のステップS2の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図11を参照して、図10のステップS1において、周期Tが到来したと判定されたとき、制御装置50の演算手段504は、候補クラスタヘッドCH_CADの収容効率EFF_husを演算し(ステップS21)、その演算した収容効率EFF_husを選択手段503へ出力する。
FIG. 11 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S2 of FIG. With reference to FIG. 11, when it is determined in step S1 of FIG. 10 that the period T has arrived, the calculation means 504 of the
選択手段503は、収容効率EFF_husを演算手段504から受け、その受けた収容効率EFF_husをランク付けする(ステップS22)。そして、選択手段503は、収容効率が最大である候補クラスタヘッドCH_CADを選択し(ステップS23)、その選択した候補クラスタヘッドCH_CADを制御手段502へ出力する。 The selection means 503 receives the accommodation efficiency EFF_hus from the calculation means 504, and ranks the received accommodation efficiency EFF_hus (step S22). Then, the selection means 503 selects the candidate cluster head CH_CAD having the maximum accommodation efficiency (step S23), and outputs the selected candidate cluster head CH_CAD to the control means 502.
制御手段502は、選択された候補クラスタヘッドCH_CAD_Sを選択手段503から受け、その受けた候補クラスタヘッドCH_CAD_Sがクラスタを構成するように候補クラスタヘッドCH_CAD_Sを制御する(ステップS24)。 The control means 502 receives the selected candidate cluster head CH_CAD_S from the selection means 503, and controls the candidate cluster head CH_CAD_S so that the received candidate cluster head CH_CAD_S constitutes a cluster (step S24).
そして、制御手段502は、クラスタ化の対象となる候補クラスタヘッドCH_CADおよび候補クラスタメンバCM_CADの集合を更新する(ステップS25)。 Then, the control means 502 updates the set of the candidate cluster head CH_CAD and the candidate cluster member CM_CAD to be clustered (step S25).
そうすると、制御手段502は、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了したか否かを判定する(ステップS26)。制御手段502は、移動体1〜10の全てがクラスタ化されたとき、または利用可能な無線リソース量A_CORが零以下になったとき、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了すると判定し、移動体1〜10の全てがクラスタ化されていないとき、または利用可能な無線リソース量A_CORが零よりも大きいとき、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了しないと判定する。
Then, the control means 502 determines whether or not the selection of the candidate cluster head CH_CAD is completed (step S26). The control means 502 determines that the selection of the candidate cluster head CH_CAD is completed when all of the
ステップS26において、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了しないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS21へ移行し、ステップS26において、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了すると判定されるまで、ステップS21〜ステップS26が繰り返し実行される。そして、ステップS26において、候補クラスタヘッドCH_CADの選択を終了すると判定されると、一連の動作は、図10のステップS3へ移行する。 When it is determined in step S26 that the selection of the candidate cluster head CH_CAD is not completed, the series of operations proceeds to step S21 until it is determined in step S26 that the selection of the candidate cluster head CH_CAD is not completed. ~ Step S26 is repeatedly executed. Then, when it is determined in step S26 that the selection of the candidate cluster head CH_CAD is completed, the series of operations shifts to step S3 of FIG.
図12は、図11のステップS21の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S21 of FIG.
図12を参照して、図10のステップS1において、周期Tが到来したと判定されたとき、制御装置50の演算手段504は、h=1を設定する(ステップS211)。なお、h=1〜Hであり、Hは、候補クラスタヘッドCH_CADの総数である。
With reference to FIG. 12, when it is determined in step S1 of FIG. 10 that the period T has arrived, the calculation means 504 of the
ステップS211の後、演算手段50は、データ容量Dc、データのダウンロード周期長Td、近接移動体の個数N_CNおよび候補クラスタヘッドCH_CADと候補クラスタメンバCM_CADとの間の通信レートRCH_CAD−CM_CADを受け付ける(ステップS212)。
After step S211 the
そして、演算手段504は、対応表TBL2から利用可能な最大の無線リソース量を検出し、その検出した利用可能な最大の無線リソース量に対応するチャネルCHNをチャネルCHN_maxとして決定し、利用可能な最大の無線リソース量をA_COR_initialに設定する。即ち、演算手段504は、チャネルCHN_maxを決定するとともに、A_COR_initial=利用可能な最大の無線リソース量を設定する(ステップS213)。なお、ステップS213においては、演算手段504は、対応表TBL2の任意のチャネルCHNqをチャネルCHN_maxとして決定し、任意のチャネルCHNqに対応する利用可能な無線リソース量をA_COR_initialに設定してもよい。 Then, the calculation means 504 detects the maximum available radio resource amount from the correspondence table TBL2, determines the channel CHN corresponding to the detected maximum available radio resource amount as the channel CHN_max, and determines the maximum available radio resource amount. Set the amount of radio resources in A_COR_initial. That is, the calculation means 504 determines the channel CHN_max and sets A_COR_initial = maximum available radio resource amount (step S213). In step S213, the calculation means 504 may determine any channel CHNq in the correspondence table TBL2 as channel CHN_max, and set the amount of available radio resources corresponding to any channel CHNq to A_COR_initial.
その後、演算手段504は、収容個数N_hus=0を設定し(ステップS214)、全体の無線リソース量CM_COR_total=0を設定し(ステップS215)、k=1を設定する(ステップS216)。なお、k=1〜Kであり、Kは、候補クラスタメンバCM_CADの総数である。 After that, the calculation means 504 sets the accommodation number N_hus = 0 (step S214), sets the total radio resource amount CM_COR_total = 0 (step S215), and sets k = 1 (step S216). In addition, k = 1 to K, where K is the total number of candidate cluster members CM_CAD.
ステップS216の後、演算手段504は、COR(k)=Dc/(RCH_CAD−CM_CAD(k)・Td)を演算する(ステップS217)。 After step S216, the calculation means 504 calculates COR (k) = Dc / (R CH_CAD-CM_CAD (k) · Td) (step S217).
そして、演算手段504は、全体の無線リソース量CM_COR_totalにステップS217で演算した無線リソース量COR(k)を加算し、その加算結果を全体の無線リソース量CM_COR_totalとする(ステップS218)。 Then, the calculation means 504 adds the radio resource amount COR (k) calculated in step S217 to the total radio resource amount CM_COR_total, and sets the addition result as the total radio resource amount CM_COR_total (step S218).
その後、演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORを式(3)によって演算する(ステップS219)。 After that, the calculation means 504 calculates the available radio resource amount A_COR by the equation (3) (step S219).
そうすると、演算手段504は、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)よりも大きいか否かを判定する(ステップS220)。 Then, the calculation means 504 determines whether or not the available radio resource amount A_COR is larger than zero (= 0) (step S220).
ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)よりも大きいと判定されたとき、演算手段504は、収容個数N_husを“1”だけインクリメントする(ステップS221)。そして、演算手段504は、k=k+1を設定する(ステップS222)。 When it is determined in step S220 that the available radio resource amount A_COR is larger than zero (= 0), the calculation means 504 increments the accommodation number N_hus by "1" (step S221). Then, the calculation means 504 sets k = k + 1 (step S222).
その後、一連の動作は、ステップS217へ移行し、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)以下であると判定されるまで、ステップS217〜ステップS222が繰り返し実行される。 After that, the series of operations proceeds to step S217, and steps S217 to S222 are repeatedly executed until it is determined in step S220 that the available radio resource amount A_COR is zero (= 0) or less.
そして、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)以下であると判定されると、演算手段504は、基地局(AP20またはLTE基地局30)と候補クラスタヘッドCH_CADとの間の無線リソース量で収容個数N_husを除算して収容効率EFF_husを演算する(ステップS223)。 Then, in step S220, when it is determined that the available radio resource amount A_COR is zero (= 0) or less, the arithmetic means 504 sets the base station (AP20 or LTE base station 30) and the candidate cluster head CH_CAD. The accommodation efficiency EFF_hus is calculated by dividing the accommodation number N_hus by the amount of radio resources in between (step S223).
その後、演算手段504は、h=Hであるか否かを判定する(ステップS224)。ステップS224において、h=Hでないと判定されたとき、演算手段504は、h=h+1を設定する(ステップS225)。そして、一連の動作は、ステップS212へ移行し、ステップS224において、h=Hであると判定されるまで、ステップS212〜ステップS225が繰り返し実行される。そして、ステップS224において、h=Hであると判定されると、一連の動作は、図11のステップS22へ移行する。 After that, the calculation means 504 determines whether or not h = H (step S224). When it is determined in step S224 that h = H, the calculation means 504 sets h = h + 1 (step S225). Then, the series of operations proceeds to step S212, and steps S212 to S225 are repeatedly executed until it is determined in step S224 that h = H. Then, when it is determined in step S224 that h = H, the series of operations shifts to step S22 in FIG.
ステップS217〜ステップS222は、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)以下になるまで、収容個数N_husをカウントアップするステップである。そして、ステップS220において、1個目の候補クラスタメンバCM_CAD(1)の無線リソース量COR(1)からk+1個目の候補クラスタメンバCM_CAD(k+1)の無線リソース量COR(k+1)までの総和(=CM_COR_total)がA_COR_initialから減算されたときの利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)以下であると判定されたとき、1個目の候補クラスタメンバCM_CAD(1)の無線リソース量COR(1)からk個目の候補クラスタメンバCM_CAD(k)の無線リソース量COR(k)までの総和(=CM_COR_total)がA_COR_initialから減算されたときの収容個数N_husが、1つの候補クラスタヘッドCH_CADが収容可能な最終的な収容個数N_husになる。 Steps S217 to S222 are steps in which the number of accommodated N_hus is counted up until the available radio resource amount A_COR becomes zero (= 0) or less. Then, in step S220, the sum (=) from the radio resource amount COR (1) of the first candidate cluster member CM_CAD (1) to the radio resource amount COR (k + 1) of the k + 1th candidate cluster member CM_CAD (k + 1). When it is determined that the available radio resource amount A_COR when CM_COR_total) is subtracted from A_COR_intial is zero (= 0) or less, the radio resource amount COR (1) of the first candidate cluster member CM_CAD (1). ) To the kth candidate cluster member CM_CAD (k) to the radio resource amount COR (k) (= CM_COR_total) is subtracted from A_COR_intial, the number N_hus that can be accommodated can be accommodated by one candidate cluster head CH_CAD. The final capacity is N_hus.
なお、ステップS217〜ステップS222を繰り返し実行するとき、好ましくは、図8の(b)に示すように、無線リソース量COR(k)を昇順に配列してステップS217〜ステップS222を繰り返し実行する。これによって、最終的な収容個数N_husを増加でき、より多くの候補クラスタメンバCM_CADをクラスタメンバCMとしてクラスタに収容できる。 When steps S217 to S222 are repeatedly executed, preferably, as shown in FIG. 8B, the radio resource amount COR (k) is arranged in ascending order and steps S217 to S222 are repeatedly executed. As a result, the final number of accommodated N_hus can be increased, and more candidate cluster member CM_CAD can be accommodated in the cluster as a cluster member CM.
そして、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)以下であると判定されるまで、ステップS217〜ステップS222を繰り返し実行することは、クラスタヘッドCHの候補である候補クラスタヘッドCH_CADが収容可能なクラスタメンバCMの個数である収容個数N_husを演算することに相当する。 Then, in step S220, repeating steps S217 to S222 until it is determined that the available radio resource amount A_COR is zero (= 0) or less is a candidate cluster head that is a candidate for the cluster head CH. It corresponds to calculating the accommodating number N_hus, which is the number of cluster member CMs accommodating by CH_CAD.
また、ステップS224において、h=Hであると判定されるまで、ステップS223を繰り返し実行することは、候補クラスタヘッドCH_CADが基地局(AP20またはLTE基地局30)との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量(図12のステップS223の「AP−CH_CAD間の無線リソース量」)で収容個数N_husを除算して候補クラスタヘッドCH_CADにおけるクラスタメンバCMの収容効率EFF_husを演算する第1の演算処理を複数の候補クラスタヘッド(H個の候補クラスタヘッドCH_CAD)について実行することに相当する。 Further, in step S224, repeating step S223 until it is determined that h = H means that the candidate cluster head CH_CAD can be used for wireless communication with the base station (AP20 or LTE base station 30). The first calculation for calculating the accommodation efficiency EFF_hus of the cluster member CM in the candidate cluster head CH_CAD by dividing the accommodation number N_hus by the radio resource amount of 1 (“radio resource amount between AP and CH_CAD” in step S223 of FIG. 12). This corresponds to executing the process for a plurality of candidate cluster heads (H candidate cluster heads CH_CAD).
更に、ステップS213において、A_COR_initial=利用可能な最大の無線リソース量を設定することは、「1つのチャネルにおいて空いている無線リソース量(=図4の利用可能な無線リソース量)を候補クラスタヘッドCH_CADがクラスタメンバCMとの無線通信に利用可能な最大無線リソース量とする」ことに相当する。 Further, in step S213, setting A_COR_initial = the maximum amount of available radio resources means that "the amount of free radio resources in one channel (= the amount of available radio resources in FIG. 4) is a candidate cluster head CH_CAD. Is the maximum amount of wireless resources that can be used for wireless communication with the cluster member CM. "
更に、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)よりも大きくないと判定されるまで、ステップS217を繰り返し実行することは、クラスタメンバ(=候補クラスタメンバCM_CAD)が取得するデータのデータ容量Dcを候補クラスタヘッドとクラスタメンバ(=候補クラスタメンバCM_CAD)との通信レートで除算して第2の無線リソース量COR(k)を演算する第2の演算処理を複数のクラスタメンバ(=複数の候補クラスタメンバCM_CAD)について実行することに相当する。 Further, in step S220, the cluster member (= candidate cluster member CM_CAD) acquires that the cluster member (= candidate cluster member CM_CAD) repeatedly executes step S217 until it is determined that the available radio resource amount A_COR is not larger than zero (= 0). A plurality of cluster members perform a second arithmetic process for calculating the second radio resource amount COR (k) by dividing the data capacity Dc of the data by the communication rate between the candidate cluster head and the cluster member (= candidate cluster member CM_CAD). (= Multiple candidate cluster members CM_CAD) is equivalent to execution.
更に、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)よりも大きくないと判定されるまで、ステップS221を繰り返し実行することは、複数のクラスタメンバ(=複数の候補クラスタメンバCM_CAD)について演算された複数の第2の無線リソース量(=複数のCOR(k))に基づいて、総和CM_COR_totalが最大無線リソース量A_COR_initialよりも小さくなる第2の無線リソース量COR(k)の個数を収容個数N_husとして演算することに相当する。 Further, in step S220, repeating step S221 until it is determined that the available radio resource amount A_COR is not larger than zero (= 0) may be a plurality of cluster members (= a plurality of candidate cluster members CM_CAD). The number of second radio resource amounts COR (k) in which the sum total CM_COR_total is smaller than the maximum radio resource amount A_COR_initial based on the plurality of second radio resource amounts (= plurality of COR (k)) calculated for). Is calculated as the number of accommodated N_hus.
更に、ステップS220において、利用可能な無線リソース量A_CORが零(=0)よりも大きくないと判定されるまで、ステップS220,S221を繰り返し実行することは、1つのクラスタメンバについて第2の演算処理を実行して第2の無線リソース量COR(k)を演算すると、その演算した第2の無線リソース量COR(k)を最大無線リソース量A_COR_initialから減算した減算結果A_CORが正であるとき収容個数N_husのカウント値を“1”だけ増加させる処理を繰り返し実行し、減算結果A_CORが零以下になったときの収容個数N_husのカウント値を収容個数として演算することに相当する。 Further, repeating steps S220 and S221 until it is determined in step S220 that the amount of available radio resources A_COR is not greater than zero (= 0) is a second arithmetic process for one cluster member. Is executed to calculate the second radio resource amount COR (k), and the calculated second radio resource amount COR (k) is subtracted from the maximum radio resource amount A_COR_initial. When the subtraction result A_COR is positive, the number of accommodations is accommodated. It corresponds to repeatedly executing the process of increasing the count value of N_hus by "1" and calculating the count value of the number of N_hus accommodated when the subtraction result A_COR becomes zero or less as the number of accommodated items.
図13は、図10のステップS3の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S3 of FIG.
図13を参照して、図10のステップS2の後、クラスタヘッドCHとして選択された候補クラスタヘッドCH_CAD_Sが、制御情報IF_CTLを制御装置50から受信する(ステップS31)。 With reference to FIG. 13, after step S2 of FIG. 10, the candidate cluster head CH_CAD_S selected as the cluster head CH receives the control information IF_CTL from the control device 50 (step S31).
そして、候補クラスタヘッドCH_CAD_Sが、制御情報IF_CTLから選択情報IF_CH、チャネルCHN_maxおよび複数の識別子Addi(=候補クラスタヘッドCH_CAD_Sがクラスタヘッドとして選択されたときの複数の候補クラスタメンバCM_CADの複数の識別子)を検出する(ステップS32)。 The candidate cluster head CH_CAD_S is, (a plurality of identifiers of a plurality of candidate cluster members CM_CAD when = candidate cluster head CH_CAD_S is selected as the cluster head) control information selected from IF_CTL information IF_CH, channel CHN_max and a plurality of identifiers Add i Is detected (step S32).
その後、候補クラスタヘッドCH_CAD_Sが、選択情報IF_CHに基づいてクラスタヘッド宣言DEC_CHを生成し(ステップS33)、その生成したクラスタヘッド宣言DEC_CHをチャネルCHN_maxで候補クラスタメンバCM_CAD_S(=候補クラスタヘッドCH_CAD_Sがクラスタヘッドとして選択されたときの複数の候補クラスタメンバCM_CAD)へ送信する(ステップS34)。 After that, the candidate cluster head CH_CAD_S generates the cluster head declaration DEC_CH based on the selection information IF_CH (step S33), and the generated cluster head declaration DEC_CH is used as the candidate cluster member CM_CAD_S (= candidate cluster head CH_CAD_S is the cluster head) on the channel CHN_max. Is transmitted to a plurality of candidate cluster members CM_CAD) when selected as (step S34).
引き続いて、候補クラスタメンバCM_CAD_S(=候補クラスタヘッドCH_CAD_Sがクラスタヘッドとして選択されたときの複数の候補クラスタメンバCM_CAD)が、クラスタヘッド宣言DEC_CHをチャネルCHN_maxで受信する(ステップS35)。 Subsequently, the candidate cluster member CM_CAD_S (= a plurality of candidate cluster member CM_CAD when the candidate cluster head CH_CAD_S is selected as the cluster head) receives the cluster head declaration DEC_CH on the channel CHN_max (step S35).
そして、候補クラスタメンバCM_CAD_S(=候補クラスタヘッドCH_CAD_Sがクラスタヘッドとして選択されたときの複数の候補クラスタメンバCM_CAD)が、クラスタメンバ情報IF_CMを生成し、その生成したクラスタメンバ情報IF_CMをチャネルCHN_maxで候補クラスタヘッドCH_CAD_Sへ送信する(ステップS36)。 Then, the candidate cluster member CM_CAD_S (= a plurality of candidate cluster member CM_CAD when the candidate cluster head CH_CAD_S is selected as the cluster head) generates the cluster member information IF_CM, and the generated cluster member information IF_CM is a candidate in the channel CHN_max. It is transmitted to the cluster head CH_CAD_S (step S36).
そうすると、候補クラスタヘッドCH_CAD_Sが、クラスタメンバ情報IF_CMをチャネルCHN_maxで受信する(ステップS37)。これによって、クラスタが構成され、一連の動作は、図10のステップS4へ移行する。 Then, the candidate cluster head CH_CAD_S receives the cluster member information IF_CM on the channel CHN_max (step S37). As a result, a cluster is formed, and the series of operations shifts to step S4 of FIG.
図14は、図10のステップS4の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart for explaining the detailed operation of step S4 of FIG.
図14を参照して、図10のステップS3の後、クラスタメンバCMが、データの取得要求をチャネルCHN_maxでクラスタヘッドCHへ送信する(ステップS41)。 With reference to FIG. 14, after step S3 of FIG. 10, the cluster member CM transmits a data acquisition request to the cluster head CH on the channel CHN_max (step S41).
そして、クラスタヘッドCHが、データの取得要求をチャネルCHN_maxで受信する(ステップS42)。 Then, the cluster head CH receives the data acquisition request on the channel CHN_max (step S42).
そうすると、クラスタヘッドCHが、基地局(AP20またはLTE基地局30)を介して情報サーバ60へアクセスし、情報サーバ60からクラスタヘッドCHおよびクラスタメンバCMのデータをダウンロードする(ステップS43)。その後、一連の動作は、図10のステップS5へ移行する。
Then, the cluster head CH accesses the
この発明の実施の形態においては、制御装置50の動作は、ソフトウェアによって実現されてもよい。この場合、制御装置50は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を備える。そして、ROMは、図11に示すフローチャート(図12に示すフローチャートを含む)の各ステップからなるプログラムProg_Aを記憶する。
In the embodiment of the present invention, the operation of the
CPUは、ROMからプログラムProg_Aを読み出し、その読み出したプログラムProg_Aを実行して、収容効率EFF_husが最大になるように候補クラスタヘッドCH_CADからクラスタヘッドCHを選択し、その選択したクラスタヘッドCHがクラスタを構成するように制御する。RAMは、無線リソース量COR(k)、全体の無線リソース量CM_COR_total、最大の無線リソース量A_COR_initial、収容個数N_husおよび収容効率EFF_husを一時的に記憶する。 The CPU reads the program Prog_A from the ROM, executes the read program Prog_A, selects the cluster head CH from the candidate cluster head CH_CAD so that the accommodation efficiency EFF_hus is maximized, and the selected cluster head CH sets the cluster. Control to configure. The RAM temporarily stores the radio resource amount COR (k), the total radio resource amount CM_COR_total, the maximum radio resource amount A_COR_initial, the number of accommodations N_hus, and the accommodation efficiency EFF_hus.
また、プログラムProg_Aは、CD,DVD等の記録媒体に記録されて流通してもよい。プログラムProg_Aを記録した記録媒体がコンピュータに装着されると、コンピュータは、記録媒体からプログラムProg_Aを読み出して実行し、収容効率EFF_husが最大になるように候補クラスタヘッドCH_CADからクラスタヘッドCHを選択し、その選択したクラスタヘッドCHがクラスタを構成するように制御する。 Further, the program Prog_A may be recorded on a recording medium such as a CD or DVD and distributed. When the recording medium on which the program Prog_A is recorded is attached to the computer, the computer reads and executes the program Prog_A from the recording medium, selects the cluster head CH from the candidate cluster head CH_CAD so as to maximize the accommodation efficiency EFF_hus, and selects the cluster head CH from the candidate cluster head CH_CAD. The selected cluster head CH is controlled to form a cluster.
従って、プログラムProg_Aを記録した記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 Therefore, the recording medium on which the program Prog_A is recorded is a computer-readable recording medium.
なお、この発明の実施の形態においては、以下に説明する方法によって、候補クラスタヘッドCH_CADのデータと、候補クラスタメンバCM_CADのデータとの総データ容量D_totalを算出してもよい。 In the embodiment of the present invention, the total data capacity D_total of the data of the candidate cluster head CH_CAD and the data of the candidate cluster member CM_CAD may be calculated by the method described below.
図15は、総データ容量D_totalを求める方法を説明するための図である。図15を参照して、データD_CH,D_CMの各々を示す円の半径をrとし、データD_CHの中心を点Aとし、データD_CH,D_CMの交点を点B,Cとする。角∠BACをθとする。円弧BC、辺ABおよび辺ACによって形成される扇型の面積SFSは、次式によって表される。 FIG. 15 is a diagram for explaining a method of obtaining the total data capacity D_total. With reference to FIG. 15, the radius of the circle indicating each of the data D_CH and D_CM is r, the center of the data D_CH is the point A, and the intersection of the data D_CH and D_CM is the points B and C. Let the angle ∠BAC be θ. Arc BC, the area S FS fan-shaped formed by the sides AB and side AC is expressed by the following equation.
そして、点Aから線分BCへ下ろした垂線の長さhは、次式によって表される。 Then, the length h of the perpendicular line drawn from the point A to the line segment BC is expressed by the following equation.
線分BCと点Aからの垂線との交点を点Dとすると、線分CDの長さは、rsin(θ/2)によって表されるので、点A,点Cおよび点Dを頂点とする三角形の面積STG1は、次式によって表される。 Assuming that the intersection of the line segment BC and the perpendicular line from the point A is the point D, the length of the line segment CD is represented by rsin (θ / 2), so that the points A, C, and D are the vertices. The area STG1 of the triangle is expressed by the following equation.
そうすると、点A、点Bおよび点Cを頂点とする三角形の面積STGは、次式によって表される。 Then, the area STG of the triangle having the points A, B, and C as vertices is expressed by the following equation.
その結果、線分BCおよび円弧BCによって囲まれた部分の面積SARCは、SFS−STGに等しいので、次式によって表される。 As a result, the area S ARC of the portion surrounded by the line segment BC and the arc BC is equal to S FS -S TG, represented by the following equation.
よって、データD_CHとデータD_CMとの重複部分の面積SDUPは、2×SARCであるので、次式によって表される。 Therefore, the area S DUP of the overlapped portion of the data D_CH and data D_CM is because it is 2 × S ARC, represented by the following equation.
データD_CH,D_CMの各々のデータ容量は、Dcであるので、データD_CHとデータD_CMとの重複部分のデータ容量DDUPは、次式によって表される。 Since each data capacity of the data D_CH and D_CM is Dc, the data capacity D DUP of the overlapping portion between the data D_CH and the data D_CM is expressed by the following equation.
2つのデータD_CH,D_CMをまとめて情報サーバ60からダウンロードするときのトータルのデータ容量D_totalは、2つのデータD_CH,D_CMのデータ容量の和2×DcからデータD_CHとデータD_CMとの重複部分のデータ容量DDUPを差し引いたものである。従って、総データ容量D_totalは、次式によって表される。
The total data capacity D_total when the two data D_CH and D_CM are collectively downloaded from the
図6に示すように、クラスタヘッドCHのデータ(円CIR1によって表される)は、クラスタメンバCMのデータ(円CIR2または円CIR3によって表される)と一部が重複する。従って、クラスタヘッドCHのデータとクラスタメンバCMのデータとの総数をm(mは、2以上の整数)個とすると、m個のデータの総データ容量D_total(m)は、次式によって表される。 As shown in FIG. 6, the data of the cluster head CH (represented by the circle CIR1) partially overlaps with the data of the cluster member CM (represented by the circle CIR2 or the circle CIR3). Therefore, assuming that the total number of data in the cluster head CH and data in the cluster member CM is m (m is an integer of 2 or more), the total data capacity D_total (m) of m data is expressed by the following equation. To.
クラスタヘッドCHのデータとm−1個のクラスタメンバCMのm−1個のデータとの重複部分は、m−1個であり、1つのDDUP(p)は、1つの重複部分のデータ容量を表すので、m×DCからm−1個の重複部分のデータ容量の総和を減算することによって、総データ容量D_total(m)が得られる。 The overlapping portion of the data of the cluster head CH and the m-1 data of the m-1 cluster member CM is m-1, and one D DUP (p) is the data capacity of one overlapping portion. since representative of, by subtracting the sum of the data capacity of the m-1 pieces of the overlapped portion from the m × D C, the total data capacity D_total (m) is obtained.
クラスタヘッドCHの位置およびクラスタメンバCMの位置からクラスタヘッドCHとクラスタメンバCMとの距離(=2h)を算出し、距離(=2h)からhを算出し、hおよび半径r(=既知(例えば、10m))から余弦定理(cos(θ/2)=h/r)を用いて角度θを算出できるので、総データ容量D_total(m)を算出できる。そして、2つのデータD_CH,D_CMの重複部分が大きくなれば、式(12)のDDUP(p)が大きくなるので、総データ容量D_total(m)は、小さくなる。一方、2つのデータD_CH,D_CMの重複部分が小さくなれば、式(12)のDDUP(p)が小さくなるので、総データ容量D_total(m)は、大きくなる。 The distance (= 2h) between the cluster head CH and the cluster member CM is calculated from the position of the cluster head CH and the position of the cluster member CM, h is calculated from the distance (= 2h), and h and the radius r (= known (for example, for example)). Since the angle θ can be calculated from the cosine theorem (cos (θ / 2) = h / r) from 10m)), the total data capacity D_total (m) can be calculated. Then, if the overlapping portion of the two data D_CH and D_CM becomes large, the D DUP (p) of the equation (12) becomes large, so that the total data capacity D_total (m) becomes small. On the other hand, if the overlapping portion of the two data D_CH and D_CM becomes smaller, the D DUP (p) of the equation (12) becomes smaller, so that the total data capacity D_total (m) becomes larger.
図16は、総データ容量D_totalを求める別の方法を説明するための図である。図16を参照して、2つのデータD_CH,D_CMの配置領域にメッシュを設け、2つのデータD_CH,D_CMが配置されたメッシュ(斜線で表されるメッシュ)の総面積を求める。そして、D_total=Dc×(総面積)/πr2によって総データ容量D_totalを求めてもよい。 FIG. 16 is a diagram for explaining another method for obtaining the total data capacity D_total. With reference to FIG. 16, a mesh is provided in the arrangement area of the two data D_CH and D_CM, and the total area of the mesh (the mesh represented by the diagonal line) in which the two data D_CH and D_CM are arranged is obtained. Then, the total data capacity D_total may be obtained by D_total = Dc × (total area) / πr 2 .
この場合、2つのデータD_CH,D_CMの重複部分が大きくなれば、総面積が小さくなるので、総データ容量D_totalは、小さくなる。一方、2つのデータD_CH,D_CMの重複部分が小さくなれば、総面積が大きくなるので、総データ容量D_totalは、大きくなる。従って、図16に示す方法によってm個のデータの総データ容量D_total(m)を算出してもよい。
図15または図16に示す方法によって算出された総データ容量D_total(m)は、図12のステップS223における「AP−CH_CAD間の無線リソース量」を算出するために用いられる。そして、「AP−CH_CAD間の無線リソース量」は、総データ容量D_total(m)をAP−CH_CAD間の通信レートRAP−CH_CADで除算することによって算出される。
In this case, if the overlapping portion of the two data D_CH and D_CM becomes large, the total area becomes small, so that the total data capacity D_total becomes small. On the other hand, if the overlapping portion of the two data D_CH and D_CM becomes smaller, the total area becomes larger, so that the total data capacity D_total becomes larger. Therefore, the total data capacity D_total (m) of m pieces of data may be calculated by the method shown in FIG.
The total data capacity D_total (m) calculated by the method shown in FIG. 15 or FIG. 16 is used to calculate the “amount of radio resources between AP and CH_CAD” in step S223 of FIG. Then, the "amount of radio resources between AP and CH_CAD" is calculated by dividing the total data capacity D_total (m) by the communication rate R AP-CH_CAD between AP and CH_CAD .
上述した実施の形態によれば、この発明の実施の形態による制御装置は、複数の移動体からクラスタヘッドを選択し、その選択したクラスタヘッドがクラスタを構成するようにクラスタヘッドを定期的に制御する制御装置であって、
クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で前記収容個数を除算して候補クラスタヘッドにおけるクラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の候補クラスタヘッドについて実行する演算手段と、
複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する選択手段と、
クラスタを構成するように選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する制御手段とを備えていればよい。
According to the above-described embodiment, the control device according to the embodiment of the present invention selects a cluster head from a plurality of moving bodies, and periodically controls the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster. It is a control device that
The number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head, which is a candidate for the cluster head, is calculated, and the number of accommodations is calculated by the amount of the first radio resource that the candidate cluster head can use for wireless communication with the base station. An arithmetic means for executing the first arithmetic processing for calculating the accommodation efficiency of cluster members in the candidate cluster heads for a plurality of candidate cluster heads by dividing them.
A selection means for detecting the maximum accommodating efficiency from a plurality of accommodating efficiencies calculated for a plurality of candidate cluster heads and selecting the candidate cluster head having the detected maximum accommodating efficiency as a cluster head.
It suffices to provide a control means for controlling the candidate cluster heads selected by the selection means so as to form a cluster.
また、この発明の実施の形態による通信システムは、この発明の実施の形態による制御装置と、クラスタを構成する複数の移動体と、複数の移動体がダウンロードするデータを保持する情報サーバとを備え、
複数の移動体は、
候補クラスタヘッドからなり、制御装置による制御に従ってクラスタを構成するクラスタヘッドと、クラスタヘッドと無線通信を行うクラスタメンバとを含み、
クラスタヘッドは、クラスタヘッドおよびクラスタメンバのデータを情報サーバからダウンロードし、クラスタメンバのデータをクラスタメンバへ送信すればよい。
Further, the communication system according to the embodiment of the present invention includes a control device according to the embodiment of the present invention, a plurality of mobile bodies constituting a cluster, and an information server that holds data downloaded by the plurality of mobile bodies. ,
Multiple moving objects
It consists of candidate cluster heads and includes cluster heads that form a cluster under the control of a control device and cluster members that perform wireless communication with the cluster heads.
The cluster head may download the data of the cluster head and the cluster member from the information server and send the data of the cluster member to the cluster member.
更に、この発明の実施の形態によるプログラムは、複数の移動体からクラスタヘッドを選択し、その選択したクラスタヘッドがクラスタを構成するようにクラスタヘッドの定期的な制御をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
演算手段が、クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で収容個数を除算して候補クラスタヘッドにおけるクラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の候補クラスタヘッドについて実行する第1のステップと、
選択手段が、複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する第2のステップと、
制御手段が、クラスタを構成するように選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する第3のステップとをコンピュータに実行させればよい。
Further, the program according to the embodiment of the present invention is a program for selecting a cluster head from a plurality of moving bodies and causing a computer to periodically control the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster. And
The calculation means calculates the number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head, which is a candidate for the cluster head, and the amount of the first radio resource that the candidate cluster head can use for wireless communication with the base station. The first step of executing the first arithmetic processing for calculating the accommodation efficiency of the cluster members in the candidate cluster heads by dividing the number of accommodations for a plurality of candidate cluster heads, and
A second step in which the selection means detects the maximum accommodation efficiency from the plurality of accommodation efficiencies calculated for the plurality of candidate cluster heads and selects the candidate cluster head having the detected maximum accommodation efficiency as the cluster head.
The control means may cause the computer to perform a third step of controlling the candidate cluster heads selected by the selection means to form a cluster.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
この発明は、制御装置、それを備えた通信システム、プログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用される。 The present invention applies to control devices, communication systems equipped with them, programs and computer-readable recording media on which programs are recorded.
1〜10 移動体、11,501 通信手段、12 クラスタ構成手段、13 データ取得手段、20 AP、30 LTE基地局、40 ネットワーク、50 制御装置、60 情報サーバ、100 通信システム、111 無線モジュール(広域)112 無線モジュール(近域)、502 制御手段、503 選択手段、504 演算手段、505 探索手段、506 データベース。 1-10 mobiles, 11,501 communication means, 12 cluster configuration means, 13 data acquisition means, 20 APs, 30 LTE base stations, 40 networks, 50 controllers, 60 information servers, 100 communication systems, 111 wireless modules (wide area) ) 112 wireless module (near range), 502 control means, 503 selection means, 504 arithmetic means, 505 search means, 506 database.
Claims (16)
前記クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、前記候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で前記収容個数を除算して前記候補クラスタヘッドにおける前記クラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の前記候補クラスタヘッドについて実行する演算手段と、
前記複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する選択手段と、
クラスタを構成するように前記選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する制御手段とを備える制御装置。 A control device that selects a cluster head from a plurality of moving bodies and periodically controls the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster.
The number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head, which is a candidate for the cluster head, is calculated, and the amount of the first radio resource that the candidate cluster head can use for wireless communication with the base station is used to accommodate the candidate cluster head. A calculation means for executing a first calculation process for calculating the accommodation efficiency of the cluster members in the candidate cluster heads by dividing the number of the candidate cluster heads for the plurality of candidate cluster heads.
A selection means for detecting the maximum accommodating efficiency from a plurality of accommodating efficiencies calculated for the plurality of candidate cluster heads and selecting the candidate cluster head having the detected maximum accommodating efficiency as a cluster head.
A control device including a control means for controlling a candidate cluster head selected by the selection means so as to form a cluster.
前記演算手段は、前記クラスタメンバが取得するデータのデータ容量を前記候補クラスタヘッドと前記クラスタメンバとの通信レートで除算して第2の無線リソース量を演算する第2の演算処理を複数のクラスタメンバについて実行し、前記複数のクラスタメンバについて演算された複数の第2の無線リソース量に基づいて、総和が前記最大無線リソース量よりも小さくなる前記第2の無線リソース量の個数を前記収容個数として演算する、請求項1に記載の制御装置。 The amount of wireless resources available in one channel is defined as the maximum amount of wireless resources that the candidate cluster head can use for wireless communication with the cluster members.
The calculation means performs a second calculation process for calculating the amount of the second radio resource by dividing the data capacity of the data acquired by the cluster member by the communication rate between the candidate cluster head and the cluster member. The number of the second radio resources whose sum is smaller than the maximum radio resource amount based on the plurality of second radio resource amounts calculated for the members and calculated for the plurality of cluster members is the number of accommodated numbers. The control device according to claim 1, wherein the control device is calculated as.
前記演算手段は、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数の空いている無線リソース量から選択された1つの前記空いている無線リソース量を前記最大無線リソース量として用いて前記収容個数を演算する、請求項2または請求項3に記載の制御装置。 Further equipped with a search means for searching for the amount of free radio resources for each of a plurality of channels.
The calculation means calculates the number of accommodations by using one free radio resource amount selected from a plurality of free radio resource amounts corresponding to the plurality of channels as the maximum radio resource amount. The control device according to claim 2 or 3.
クラスタを構成する複数の移動体と、
前記複数の移動体がダウンロードするデータを保持する情報サーバとを備え、
前記複数の移動体は、
前記候補クラスタヘッドからなり、前記制御装置による制御に従ってクラスタを構成するクラスタヘッドと、
前記クラスタヘッドと無線通信を行うクラスタメンバとを含み、
前記クラスタヘッドは、前記クラスタヘッドおよび前記クラスタメンバのデータを前記情報サーバからダウンロードし、前記クラスタメンバのデータを前記クラスタメンバへ送信する、通信システム。 The control device according to any one of claims 1 to 7.
Multiple moving objects that make up a cluster,
It is provided with an information server that holds data downloaded by the plurality of moving objects.
The plurality of moving bodies
A cluster head composed of the candidate cluster heads and forming a cluster under the control of the control device,
Including the cluster head and a cluster member that performs wireless communication
The cluster head is a communication system that downloads data of the cluster head and the cluster member from the information server and transmits the data of the cluster member to the cluster member.
演算手段が、前記クラスタヘッドの候補である候補クラスタヘッドが収容可能なクラスタメンバの個数である収容個数を演算し、前記候補クラスタヘッドが基地局との無線通信に使用可能な第1の無線リソース量で前記収容個数を除算して前記候補クラスタヘッドにおける前記クラスタメンバの収容効率を演算する第1の演算処理を複数の前記候補クラスタヘッドについて実行する第1のステップと、
選択手段が、前記複数の候補クラスタヘッドについて演算された複数の収容効率から最大の収容効率を検出し、その検出した最大の収容効率を有する候補クラスタヘッドをクラスタヘッドとして選択する第2のステップと、
制御手段が、クラスタを構成するように前記選択手段によって選択された候補クラスタヘッドを制御する第3のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for selecting a cluster head from a plurality of moving bodies and causing a computer to periodically control the cluster head so that the selected cluster head constitutes a cluster.
The computing means calculates the number of cluster members that can be accommodated by the candidate cluster head that is a candidate for the cluster head, and the candidate cluster head is a first wireless resource that can be used for wireless communication with the base station. A first step of executing a first arithmetic process for calculating the accommodation efficiency of the cluster members in the candidate cluster head by dividing the number of accommodations by the quantity for the plurality of candidate cluster heads.
The second step is that the selection means detects the maximum accommodating efficiency from the plurality of accommodating efficiencies calculated for the plurality of candidate cluster heads, and selects the candidate cluster head having the detected maximum accommodating efficiency as the cluster head. ,
A program for causing a computer to perform a third step in which the control means controls a candidate cluster head selected by the selection means to form a cluster.
前記演算手段は、前記第1のステップにおいて、前記クラスタメンバが取得するデータのデータ容量を前記候補クラスタヘッドと前記クラスタメンバとの通信レートで除算して第2の無線リソース量を演算する第2の演算処理を複数のクラスタメンバについて実行し、前記複数のクラスタメンバについて演算された複数の第2の無線リソース量に基づいて、総和が前記最大無線リソース量よりも小さくなる前記第2の無線リソース量の個数を前記収容個数として演算する、請求項9に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The amount of wireless resources available in one channel is defined as the maximum amount of wireless resources that the candidate cluster head can use for wireless communication with the cluster members.
In the first step, the calculation means divides the data capacity of the data acquired by the cluster member by the communication rate between the candidate cluster head and the cluster member to calculate the amount of the second radio resource. Is executed for a plurality of cluster members, and the total sum is smaller than the maximum radio resource amount based on the plurality of second radio resource amounts calculated for the plurality of cluster members. The program for causing the computer according to claim 9, which calculates the number of quantities as the accommodation quantity.
前記演算手段は、前記第1のステップにおいて、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数の空いている無線リソース量から選択された1つの前記空いている無線リソース量を前記最大無線リソース量として用いて前記収容個数を演算する、請求項10または請求項11に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 The search means causes the computer to further perform a fourth step of searching for the amount of free radio resources for each of the plurality of channels.
In the first step, the calculation means uses one free radio resource amount selected from a plurality of free radio resource amounts corresponding to the plurality of channels as the maximum radio resource amount. The program for causing the computer according to claim 10 or 11, to calculate the number of stored pieces.
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