JP3878813B2 - Node network system, node, and wireless network - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、端末装置から送信されたパケットを各ノードを経由してゲートウェイに転送するノードネットワークシステム、ノード、及び無線ネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、従来の無線ネットワークシステムを示す図である。ここでは、１からｎまでの各ノードが無線回線により縦列に接続されている。ノードｎには、バックボーンネットワーク１５０が接続されており、このノードｎがゲートウェイである。各ノードは、端末装置１５１ａ〜１５１ｆと無線によりパケットを送受信する。図１５に示すように、ネットワーク内の各ノードからゲートウェイ間のすべての回線容量は、一定値Ａに設定されている。すなわち、中継トラヒック量に関わらず、どのノードの回線容量も一定値Ａとなるように設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各ノードが端末装置からデータを受信し、そのデータをパケットとしてゲートウェイまで転送するようなノードネットワークである場合は、ノードとノードとの間の各区間における中継トラヒック量が大きく変化する。このため、トラヒックの少ない区間では、回線容量を余分に設定することとなり、回線使用率が低下してしまう。また、ノードネットワーク全体における総回線容量も大きくなるため、多大な無線リソースが必要となる。さらに、ある区間にトラヒックが集中すると、パケット転送遅延時間が大きくなりすぎるという問題もある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、端末装置からゲートウェイまでのパケット転送時間を許容値以下に抑え、かつネットワーク全体における総回線容量を軽減することができるノードネットワークシステム、ノード、及び無線ネットワークを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るノードネットワークシステムは、端末装置と無線通信を行う複数のノードと、前記ノードのいずれか一つに接続されたバックボーンネットワークとを有し、前記各ノードが無線回線により接続され、前記端末装置と前記バックボーンネットワークとの間でパケットの送受信を行うノードネットワークシステムにおいて、前記各ノードは、端末装置及び他のノードから受信したパケットを別の他のノードに転送する転送手段と、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する転送時間測定手段と、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に基づいて、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を配分する転送時間配分手段と、前記測定された時間が、前記配分された許容値と等しくなるようにノード間の無線回線の容量を設定する容量設定手段とを備える構成を採る。
【０００６】
また、前記各ノードは、前記端末装置及び他のノードから受信したパケットを格納する格納手段と、前記格納手段に格納されたデータ量を測定する格納データ量測定手段とを更に備え、前記転送時間測定手段は、前記測定されたデータ量、及び既に設定されている回線容量に基づいて、前記受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する構成を採っても良い。
【０００７】
また、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を均等に配分する構成を採っても良い。
【０００８】
また、前記バックボーンネットワークに接続されたノードは、受信したパケットに付加されている中継数に関する情報から、中継数の最大値を抽出する最大中継数抽出手段と、前記抽出された中継数の最大値をすべてのノードに通知する最大値通知手段とを備え、前記バックボーンネットワークに接続されたノード以外のノードは、端末装置から受信したパケットに中継数を付加する中継数付加手段と、他のノードへ転送するパケットの中継数に１を加算する加算手段と、前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された中継数の最大値を検出する中継数検出手段とを備え、前記転送時間配分手段は、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値を、前記検出した中継数の最大値で除算し、除算して得られた許容値を前記各ノードに対して配分する構成を採っても良い。
【０００９】
また、前記各ノードは、他のノードとの間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率を算出する比率算出手段を更に備え、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を前記算出されたデータ量の比率に応じて配分する構成を採っても良い。
【００１０】
また、前記バックボーンネットワークに接続されたノードは、各ノードから通知された単位時間あたりのデータ量を検出するデータ量検出手段と、前記検出されたすべてのデータ量を加算し、データ量の総合値を算出する総合値算出手段と、前記算出された総合値をすべてのノードに通知する総合値通知手段とを備え、前記バックボーンネットワークに接続されたノード以外のノードは、他のノードとの間で送受信される単位時間あたりの送受信データ量を測定する送受信データ量測定手段と、前記測定された送受信データ量を前記バックボーンネットワークに接続されたノードに通知する送受信データ量通知手段と、前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された前記総合値を検出する総合値検出手段とを備え、前記比率算出手段は、前記測定された送受信データ量を、前記検出した総合値で除算して比率を算出し、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に前記比率を乗算して得られた許容値を配分する構成を採っても良い。
【００１１】
本発明に係るノードは、端末装置及び他のノードから受信したパケットを別の他のノードに転送する転送手段と、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する転送時間測定手段と、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に基づいて、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を配分する転送時間配分手段と、前記測定された時間が、前記配分された許容値と等しくなるようにノード間の無線回線の容量を設定する容量設定手段とを備える構成を採る。
【００１２】
また、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を均等に配分する構成を採っても良い。
【００１３】
また、端末装置から受信したパケットに中継数を付加する中継数付加手段と、他のノードへ転送するパケットの中継数に１を加算する加算手段と、前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された中継数の最大値を検出する中継数検出手段とを備え、前記転送時間配分手段は、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値を、前記検出した中継数の最大値で除算し、除算して得られた許容値を前記各ノードに対して配分する構成を採っても良い。
【００１４】
また、他のノードとの間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率を算出する比率算出手段を更に備え、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を前記算出されたデータ量の比率に応じて配分する構成を採っても良い。
【００１５】
また、他のノードとの間で送受信される単位時間あたりの送受信データ量を測定する送受信データ量測定手段と、前記測定された送受信データ量を前記バックボーンネットワークに接続されたノードに通知する送受信データ量通知手段と、前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された前記総合値を検出する総合値検出手段とを備え、前記比率算出手段は、前記測定された送受信データ量を、前記検出した総合値で除算して比率を算出し、前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に前記比率を乗算して得られた許容値を配分する構成を採っても良い。
【００１８】
本発明に係る無線ネットワークは、請求項７から請求項１１のいずれかに記載のノードを備えた構成を採る。
【００１９】
本発明によれば、各ノードで独立に全許容時間を均等配分又は比率配分することができる。また、各ノード、ノード間のデータ量に応じて回線容量を設定することができる。これにより、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るノードネットワークシステムの構成を示す図である。このノードネットワークシステムは、端末装置１５１ａ〜１５１ｆとの間で信号の送受信を行う複数のノード１〜ｎで構成されている。ノードｎは、ゲートウェイであり、バックボーンネットワーク１５０に接続されている。各ノードの間、及びノードとゲートウェイとの間は、無線回線により縦列に接続されており、ノードの間、及びノードからゲートウェイ間の信号の送受は、パケットにより行われる。ここで、各ノードは、端末装置１５１ａ〜１５１ｆからの信号と他のノードから受信した信号を他のノードに転送する機能を有し、端末装置１５１ａ〜１５１ｆからの信号をゲートウェイまで転送する。
【００２１】
図２は、ノードｉの構成を示すブロック図である。ノードｉ−１からのパケットは、アンテナ１００を介して受信部２で受信される。また、端末装置１５１ａ〜１５１ｆからのパケットは、アンテナ１０を介して受信部３で受信される。受信部２及び受信部３で受信されたパケットは、バッファ部４に一旦蓄積される。その後、パケットは、送信部８においてノードｉ＋１との間で所定の回線容量を設定された無線回線により、アンテナ９を介してノードｉ＋１へ転送される。また、バッファ部４を介してノードｉ＋１にパケットの転送が終了するまでに生じる転送遅延時間（以下、「転送終了時間」という。）は、遅延検出部５で検出される。回線容量制御部７は、遅延検出部５で検出された転送終了時間と、許容時間配分部６によって各ノードに対して配分されたノード間の転送終了時間の許容値（以下、「配分時間」という。）とに基づいて、送信部８で設定する無線回線の容量を制御する。
【００２２】
図３は、実施の形態１に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノード又は端末装置からパケットを受信した際（ステップＣ１）、許容時間配分部６では、所要の配分時間を決定し（ステップＣ２）、回線容量制御部７へ通知する。遅延検出部５では、転送終了時間を測定し（ステップＣ３）、回線容量制御部７に通知する。回線容量制御部７では、遅延検出部５から通知された転送終了時間と、許容時間配分部６とから通知された配分時間とを比較する（ステップＣ４）。比較の結果、両者が等しければ、ステップＣ７へ移行し、両者が等しくなければ、転送終了時間が配分時間に等しくなるような回線容量を再び算出して（ステップＣ５）、算出した回線容量を送信部８へ通知する。送信部８では、回線容量制御部７から通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＣ６）、設定された容量の無線回線をノードｉ＋１の受信部との間で確立し、パケットを送信すると共に、パケットの受信を待つ（ステップＣ７）。
【００２３】
このように、実施の形態１によれば、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００２４】
（実施の形態２）
実施の形態２では、他のノードに受信したパケットの転送が終了するまでの時間を測定する方法を提供する。図４は、実施の形態２に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノード又は端末装置からパケットを受信した際（ステップＳ１）、許容時間配分部６では、所要の配分時間を決定し（ステップＳ２）、回線容量制御部７へ通知する。遅延検出部５では、バッファ部４内の蓄積データ量を測定し（ステップＳ３）、送信部８に既に設定されている回線容量に基づいて測定した量のデータの転送が終了するまでの時間を算出することによって転送終了時間を検出する（ステップＳ４）。その後、遅延検出部５は、上記転送終了時間を回線容量制御部７に通知する。回線容量制御部７では、遅延検出部５から通知された転送終了時間と許容時間配分部６から通知された配分時間を比較する（ステップＳ５）。両者が等しければ、ステップＳ８へ移行し、両者が等しくなければ、転送終了時間が配分時間と等しくなるような回線容量を再び算出し（ステップＳ６）、送信部８へ通知する。送信部８では、回線容量制御部７より通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＳ７）、設定された容量を有する無線回線をノードｉ＋１の受信部との間で確立し、パケットを送信する。
【００２５】
このように、実施の形態２によれば、転送終了時間を容易に測定することができ、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００２６】
（実施の形態３）
実施の形態３では、全許容時間を各ノードに均等に配分する。図５は、実施の形態３に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノード又は端末装置からパケットを受信した際（ステップＴ１）、許容時間配分部６では、全許容時間を各ノードに均等に配分した時間を配分時間として決定し（ステップＴ２）、回線容量制御部７へ通知する。遅延検出部５では、転送終了時間を測定し（ステップＴ３）、回線容量制御部７へ通知する。回線容量制御部７は、遅延検出部５から通知された転送終了時間と、許容時間配分部６から通知された配分時間とを比較する（ステップＴ４）。比較の結果、両者が等しい場合は、ステップＴ７へ移行し、両者が等しくない場合は、転送終了時間が配分時間と等しくなるような回線容量を再び算出し（ステップＴ５）、送信部８へ通知する。送信部８では、回線容量制御部７から通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＴ６）、設定された容量を有する無線回線をノードｉ＋１の受信部との間で確立し、パケットを送信する。
【００２７】
このように、実施の形態３によれば、各ノードで独立に全許容時間を均等配分することができ、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００２８】
（実施の形態４）
実施の形態４では、全許容時間を、各ノード間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率に応じて配分する。図６は、実施の形態４に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノード又は端末装置からパケットを受信した際（ステップＳＴ１）、許容時間配分部６は、全許容時間を各ノード間における単位時間あたりのデータ量の比率に応じて配分した時間を配分時間として決定し（ステップＳＴ２）、回線容量制御部７へ通知する。遅延検出部５は、転送終了時間を測定し（ステップＳＴ３）、回線容量制御部７へ通知する。回線容量制御部７は、遅延検出部５から通知された転送終了時間と、許容時間配分部６から通知された配分時間とを比較する（ステップＳＴ４）。比較の結果、両者が等しい場合は、ステップＳＴ７へ移行し、両者が等しくない場合は、転送終了時間が配分時間と等しくなるような回線容量を再び算出し（ステップＳＴ５）、送信部８へ通知する。送信部８では、回線容量制御部７から通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＳＴ６）、設定された容量を有する無線回線をノードｉ＋１の受信部との間で確立し、パケットを送信する。
【００２９】
このように、実施の形態４によれば、各ノードで独立にデータ量に応じて全許容時間を配分することができ、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００３０】
（実施の形態５）
実施の形態５は、全許容時間を各ノードに均等に分配する方法を提供する。図７は、実施の形態５に係るノードｉの構成を示すブロック図である。図７に示すように、ノードｉでは、ノードｉ−１から送信されたパケットがアンテナ７００を介して送受信部７０１で受信され、送受信分離部７０２でバッファ部７０３に送信されて一旦蓄積される。また、端末装置から送信されたパケットは、アンテナ７０４を介して受信部７０５で受信され、情報付記部７０６でパケットに中継数情報（初期値：０）を付記された後、バッファ部７０３に一旦蓄積される。バッファ部７０３に蓄積されたパケットは、中継数増加部７０７でパケットに付記されている中継数に１が加算され、送信分離部７０８から送受信部７０９に送信される。その後、パケットは、送受信部７０９においてノードｉ＋１との間で所定の回線容量を設定された無線回線により、アンテナ７１０を介してノードｉ＋１へ転送される。また、転送遅延時間は、遅延検出部７１１で検出される。回線容量制御部７１２へ通知される配分時間は、全許容時間と、最大中継数情報検出部７１３でゲートウェイが送信した制御パケットから検出された最大中継数情報とに基づいて許容時間配分部７１４が決定する。回線容量制御部７１２は、遅延検出部７１１で検出された転送終了時間と、許容時間配分部７１４で決定された配分時間とに基づいて、送受信部７０９で設定する無線回線の容量を制御する。
【００３１】
図８は、実施の形態５に係るゲートウェイｎの構成を示すブロック図である。ゲートウェイｎは、バックボーンネットワーク８００に接続されている。ノードｎ−１から送信されたパケットは、アンテナ８０１を介して送受信部８０２で受信され、送受信分離部８０３から中継数情報検出部８０４に送信される。パケットは、中継数情報検出部８０４で受信パケットに付記されている中継数情報が検出された後、送受信分離部８０５からバックボーンネットワーク８００に転送される。また、中継数情報検出部８０４では、検出した中継数情報を最大中継数通知部８０６へ通知する。最大中継数通知部８０６では、中継数情報検出部８０４から通知された中継数の最大値を検出し、その値を最大中継数情報として制御パケットに付記する。制御パケットは、送受信部８０２からアンテナ８０１を介してノードｎ−１に転送される。
【００３２】
図９は、実施の形態５に係るノードの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノードｉは、ノードｉ＋１からゲートウェイｎが送信した制御パケットを受信した場合（ステップＸ１）、最大中継数情報検出部７１３は、制御パケットに付記されている最大中継数情報を検出し（ステップＸ２）、許容時間配分部７１４に通知する。許容時間配分部７１４は、最大中継数情報検出部７１３から通知された最大中継数で全許容時間を除算して得られた時間を配分時間として決定し、回線容量制御部７１２へ通知する（ステップＸ８）。また、端末装置からパケットを受信した場合（ステップＸ６）、情報付記部７０６は、受信パケットに中継数情報（初期値：０）を付記して送信し（ステップＸ７）、パケットはバッファ部７０３に蓄積される（ステップＸ５）。また、ノードｉ−１からパケットを受信した場合（ステップＸ４）、受信パケットは同様にバッファ部７０３に蓄積される（ステップＸ５）。
【００３３】
遅延検出部７１１は、バッファ部７０３内の蓄積データ量を測定し（ステップＸ９）、送受信部７０９に既に設定されている回線容量に基づいて、測定した蓄積データ量の転送がすべて終了するまでの時間を算出することにより転送終了時間を検出し（ステップＸ１０）、回線容量制御部７１２に通知する。回線容量制御部７１２は、遅延検出部７１１から通知された転送終了時間と、許容時間配分部７１４から通知された配分時間とを比較する（ステップＸ１１）。比較の結果、両者が等しい場合は、ステップＸ１４へ移行し、両者が等しくない場合は、転送終了時間が配分時間と等しくなるように回線容量を再び算出し（ステップＸ１２）、送受信部７０９へ通知する。
【００３４】
一方、バッファ部７０３に蓄積されたパケットは、中継数増加部７０７で中継数に１が加算され（ステップＸ１４）、送受信部７０９へ送信される。
【００３５】
送受信部７０９は、回線容量制御部７１２から通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＸ１３）、設定された容量を有する無線回線をノードｉ＋１の送受信部との間で確立し、パケットをノードｉ＋１へ転送する。ここでパケットに付記された中継数情報は、各ノードで中継される毎に中継数に１が加算され、最終的にゲートウェイに転送される。
【００３６】
図１０は、実施の形態５に係るゲートウェイｎの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ゲートウェイｎがノードｎ−１からパケットを受信した場合（ステップＹ１）、中継数情報検出部８０４は、受信パケットに付記されている中継数を検出し（ステップＹ２）、最大中継数通知部８０６へ通知する。最大中継数通知部８０６は、全ノードから中継数情報を検出したかどうかを判断し（ステップＹ３）、全ノードから中継数情報を検出していない場合は、ステップＹ７へ移行する。全ノードから中継数情報を検出した場合は、検出した中継数の最大値を求め（ステップＹ４）、最大中継数情報として制御パケットに付記し（ステップＹ５）、制御パケットを全ノードに送信し（ステップＹ６）、パケットの受信を待機する（ステップＹ７）。
【００３７】
このように、実施の形態５によれば、全ノードの数に基づいて全許容時間を均等配分することができ、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００３８】
（実施の形態６）
実施の形態６は、全許容時間を各ノード間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率に応じて配分する方法を提供する。図１１は、実施の形態６に係るノードｉの構成を示すブロック図である。図１１に示すように、ノードｉでは、ノードｉ−１から送信されたパケットがアンテナ９００を介して送受信部９０１で受信され、送受信分離部９０２でバッファ部９０３に送信されて一旦蓄積される。また、端末装置から送信されたパケットは、アンテナ９０４を介して受信部９０５で受信され、情報付記部９０６でデータ量検出部９０７から通知された送信データ量情報を付記された後、バッファ部９０３に一旦蓄積される。バッファ部９０３に蓄積されたパケットは、データ量検出部９０７で単位時間あたりの送信データ量を測定され、送受信分離部９０８から送受信部９０９に送信される。その後、パケットは、送受信部９０９においてノードｉ＋１との間で所定の回線容量を設定された無線回線により、アンテナ９１０を介してノードｉ＋１へ転送される。
【００３９】
また、転送遅延時間は、遅延検出部９１１で検出される。全ノード送信データ量情報検出部９１２では、ゲートウェイが送信した制御パケットから全ノード送信データ量情報である送信データ量の全ノードの総和値を検出し、許容時間配分部９１３へ通知する。許容時間配分部９１３は、全ノード送信データ量情報検出部９１２から通知された送信データ量の全ノードの総和値と、データ量検出部９０７から通知された送信データ量と、全許容時間に基づいて配分時間を決定する。回線容量制御部９１４は、遅延検出部９１１で検出された転送終了時間と、許容時間配分部９１３で算出された配分時間とに基づいて、送受信部９０９で設定する無線回線の容量を制御する。
【００４０】
図１２は、実施の形態６に係るゲートウェイｎの構成を示すブロック図である。ゲートウェイｎは、バックボーンネットワーク８００に接続されている。ノードｎ−１から送信されたパケットは、アンテナ９５０を介して送受信部９５１で受信され、送受信分離部９５２から送信データ量情報検出部９５３へ送信される。パケットは、送信データ量情報検出部９５３で受信パケットに付記されている送信データ量情報が検出された後、送受信分離部９５４からバックボーンネットワーク８００に転送される。また、送信データ量情報検出部９５３では、検出した送信データ量情報を全ノード送信データ量通知部９５５へ通知する。全ノード送信データ量通知部９５５では、送信データ量情報検出部９５３から通知された送信データ量から送信データ量の全ノードの総和を算出し、その値を全ノード送信データ量情報として制御パケットに付記する。制御パケットは、送受信部９５１からアンテナ９５０を介してノードｎ−１に転送される。
【００４１】
図１３は、実施の形態６に係るノードの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ノードｉは、ノードｉ＋１からゲートウェイｎが送信した制御パケットを受信した場合（ステップＺ１）、全ノード送信データ量情報検出部９１２は、ゲートウェイが送信した制御パケットに付記されている全ノード送信データ量情報から送信データ量の全ノードの総和値を検出し（ステップＺ２）、許容時間配分部９１３に通知する。許容時間配分部９１３は、データ量検出部９０７から通知された送信データ量を、全ノード送信データ量情報検出部９１２から通知された送信データ量の全ノードの総和値で除算し（ステップＺ９）、回線容量制御部９１４へ通知する。また、端末装置からパケットを受信した場合（ステップＺ６）、情報付記部９０６は、受信部９０５から受信したパケットにデータ量検出部９０７から通知された送信データ量（ステップＺ７）を送信データ量情報として付記し（ステップＺ８）、バッファ部９０３に蓄積する。また、ノードｉ−１からパケットを受信した場合（ステップＺ４）、受信パケットは同様にバッファ部９０３に蓄積される（ステップＺ５）。
【００４２】
遅延検出部９１１は、バッファ部９０３内の蓄積データ量を測定し（ステップＺ１１）、送受信部９０９に既に設定されている回線容量に基づいて、測定した蓄積データ量の転送がすべて終了するまでの時間を算出することにより転送終了時間を検出し（ステップＺ１２）、回線容量制御部９１４に通知する。回線容量制御部９１４は、遅延検出部９１１から通知された転送終了時間と、許容時間配分部９１３から通知された配分時間とを比較する（ステップＺ１３）。比較の結果、両者が等しい場合は、ステップＺ１６へ移行し、両者が等しくない場合は、転送終了時間が配分時間と等しくなるように回線容量を再び算出し（ステップＺ１４）、送受信部９０９へ通知する。
【００４３】
一方、バッファ部９０３に蓄積されたパケットは、データ量検出部９０７により、単位時間あたりの送信データ量が検出され、送受信分離部９０８、送受信部９０９へ送信される。また、データ量検出部９０７は、測定した単位時間あたりの送信データ量を情報付記部９０６に通知する。送受信部９０９は、回線容量制御部９１４から通知された回線容量を送信回線容量として再び設定し（ステップＺ１５）、設定された回線容量を有する無線回線をノードｉ＋１の送受信部との間で確立し、パケットをノードｉ＋１へ転送する。ここでパケットに付記された送信データ量情報は、最終的にゲートウェイに転送される。
【００４４】
図１４は、実施の形態６に係るゲートウェイｎの回線容量設定動作を示すフローチャートである。ゲートウェイｎがノードｎ−１からパケットを受信した場合（ステップＷ１）、送信データ量情報検出部９５３は、受信パケットに付記されている各ノードの送信データ量情報を検出し（ステップＷ２）、全ノード送信データ量通知部９５５へ通知する。全ノード送信データ量通知部９５５は、全ノードから送信データ量を検出したかどうかを判断し（ステップＷ３）、全ノードから送信データ量情報を検出していない場合は、ステップＷ７へ移行する。全ノードから送信データ量を検出した場合は、送信データ量の全ノードの総和を算出し（ステップＷ４）、算出された値を全ノード送信データ量情報として制御パケットに付記し（ステップＷ５）、制御パケットを全ノードに送信し（ステップＷ６）、パケットの受信を待機する（ステップＷ７）。
【００４５】
このように、実施の形態６によれば、全ノードの送信データ量に基づいて全許容時間を配分することができ、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るノードネットワークシステムは、端末装置と無線通信を行う複数のノードと、前記ノードのいずれか一つに接続されたバックボーンネットワークとを有し、前記各ノードが無線回線により接続され、前記端末装置と前記バックボーンネットワークとの間でパケットの送受信を行うノードネットワークシステムにおいて、前記各ノードは、端末装置及び他のノードから受信したパケットを別の他のノードに転送する転送手段と、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する転送時間測定手段と、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に基づいて、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を配分する転送時間配分手段と、前記測定された時間が、前記配分された許容値と等しくなるようにノード間の無線回線の容量を設定する容量設定手段とを備える構成を採る。
【００４７】
本発明によれば、各ノードで独立に全許容時間を均等配分又は比率配分することができる。また、各ノード、ノード間のデータ量に応じて回線容量を設定することができる。これにより、ネットワーク内のノードからゲートウェイまでのパケット転送時間を全許容時間以下に抑え得る回線容量を設定することができる。また、ノード間のデータ量に応じた回線容量を設定するため、全体の回線容量の軽減を図ることが可能となり、その結果、無線リソースの軽減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るノードネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】ノードｉの構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態３に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態４に係るノードネットワークシステムの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態５に係るノードｉの構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態５に係るゲートウェイｎの構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態５に係るノードの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態５に係るゲートウェイｎの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態６に係るノードｉの構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態６に係るゲートウェイｎの構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態６に係るノードの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態６に係るゲートウェイｎの回線容量設定動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来の無線ネットワークシステムを示す図である。
【符号の説明】
１〜ｎ…ノード、１００…アンテナ、２…受信部、３…受信部、４…バッファ部、５…遅延検出部、６…許容時間配分部、７…回線容量制御部、８…送信部、９…アンテナ、１０…アンテナ、１５０…バックボーンネットワーク、１５１ａ〜１５１ｆ…端末装置、７００…アンテナ、７０１…送受信部、７０２…送受信分離部、７０３…バッファ部、７０４…アンテナ、７０５… 受信部、７０６…情報付記部、７０７…中継数増加部、７０８…送信分離部、７０９…送受信部、７１０…アンテナ、７１１…遅延検出部、７１２…回線容量制御部、７１３…最大中継数情報検出部、７１４…許容時間配分部、８００…バックボーンネットワーク、８０１…アンテナ、８０２…送受信部、８０３…送受信分離部、８０４…中継数情報検出部、８０５…送受信分離部、８０６…最大中継数通知部、９００…アンテナ、９０１…送受信部、９０２…送受信分離部、９０３…バッファ部、９０４…アンテナ、９０５…受信部、９０６…情報付記部、９０７…データ量検出部、９０８…送受信分離部、９０９…送受信部、９１０…アンテナ、９１１…遅延検出部、９１２…全ノード送信データ量情報検出部、９１３…許容時間配分部、９１４…回線容量制御部、９５０…アンテナ、９５１…送受信部、９５２…送受信分離部、９５３…送信データ量情報検出部、９５４…送受信分離部、９５５…全ノード送信データ量通知部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a node network system for transferring a packet transmitted from a terminal device to a gateway via each node, a node, and Wireless network About.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 is a diagram illustrating a conventional wireless network system. Here, each node from 1 to n is connected in a column by a wireless line. A backbone network 150 is connected to the node n, and this node n is a gateway. Each node transmits and receives a packet wirelessly with the terminal apparatuses 151a to 151f. As shown in FIG. 15, all line capacities between each node and the gateway in the network are set to a constant value A. That is, the line capacity of any node is set to a constant value A regardless of the amount of relay traffic.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a node network in which each node receives data from a terminal device and transfers the data as a packet to the gateway, the amount of relay traffic in each section between the nodes greatly changes. For this reason, in a section with little traffic, an extra line capacity is set, and the line usage rate decreases. In addition, since the total line capacity of the entire node network increases, a large amount of radio resources are required. Furthermore, when traffic is concentrated in a certain section, there is a problem that the packet transfer delay time becomes too long.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, a node network system capable of suppressing the packet transfer time from the terminal device to the gateway to be equal to or less than an allowable value, and reducing the total line capacity in the entire network, node, And wireless networks The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a node network system according to the present invention includes a plurality of nodes that perform wireless communication with a terminal device, and a backbone network connected to any one of the nodes, and each of the nodes In a node network system in which packets are transmitted and received between the terminal device and the backbone network, each node receives packets received from the terminal device and other nodes to another node. Forwarding means for forwarding, forwarding time measuring means for measuring the time required to forward the received packet to another node, and until a packet transmitted from the terminal device arrives at a node connected to the backbone network Packets received for each node based on an allowable time required for Transfer time distribution means for allocating an allowable value of time required for transfer to another node, and setting the capacity of the radio line between the nodes so that the measured time becomes equal to the allocated allowable value A configuration including capacity setting means is adopted.
[0006]
Each of the nodes further comprises storage means for storing packets received from the terminal device and other nodes, and stored data amount measuring means for measuring the amount of data stored in the storage means, and the transfer time The measuring means may be configured to measure the time required to transfer the received packet to another node based on the measured data amount and the already set line capacity.
[0007]
In addition, the transfer time distribution unit may be configured to evenly distribute the allowable time required for transferring the received packet to another node to each of the nodes.
[0008]
Further, the node connected to the backbone network includes a maximum number of relays extracting means for extracting the maximum number of relays from information on the number of relays added to the received packet, and the maximum value of the extracted relays Maximum value notifying means for notifying all nodes, and a node other than the node connected to the backbone network includes a relay number adding means for adding a relay number to a packet received from a terminal device, and other nodes. Adding means for adding 1 to the number of relays of the packet to be transferred; and relay number detecting means for detecting the maximum number of relays notified from a node connected to the backbone network, the transfer time distribution means, Allowance of time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network. The value, divided by the maximum value of the detected number of relays, the allowable value obtained by dividing may be adopted a configuration in which distributed to the each node.
[0009]
In addition, each node further includes a ratio calculation unit that calculates a ratio of a data amount per unit time transmitted / received to / from another node, and the transfer time distribution unit receives the received data from each node. A configuration may be adopted in which an allowable value of time required to transfer a packet to another node is distributed according to the calculated ratio of the data amount.
[0010]
Further, the node connected to the backbone network adds a data amount detection means for detecting a data amount per unit time notified from each node, and adds all the detected data amounts, thereby obtaining a total value of the data amount And a total value notifying means for notifying all the nodes of the calculated total value, and nodes other than the nodes connected to the backbone network are connected with other nodes. Transmission / reception data amount measurement means for measuring the amount of transmission / reception data per unit time transmitted / received, transmission / reception data amount notification means for notifying the measured transmission / reception data amount to a node connected to the backbone network, and the backbone network A total value detecting means for detecting the total value notified from a connected node, and the ratio The calculation means calculates the ratio by dividing the measured transmission / reception data amount by the detected total value, and the transfer time distribution means sends a packet transmitted from the terminal device to each node. A configuration may be adopted in which an allowable value obtained by multiplying the allowable value of the time required to arrive at a node connected to the backbone network by the ratio is distributed.
[0011]
The node according to the present invention includes a transfer means for transferring a packet received from a terminal device and another node to another node, and a transfer time measurement for measuring a time required to transfer the received packet to another node. And the packet transmitted from the terminal device to each node based on the allowable time required for the packet transmitted from the terminal device to arrive at the node connected to the backbone network. Transfer time distribution means for allocating an allowable value for the time required for the transmission, and capacity setting means for setting the capacity of the radio line between the nodes so that the measured time becomes equal to the allocated allowable value. Take the configuration.
[0012]
In addition, the transfer time distribution unit may be configured to evenly distribute the allowable time required for transferring the received packet to another node to each of the nodes.
[0013]
In addition, the relay number adding means for adding the number of relays to the packet received from the terminal device, the adding means for adding 1 to the number of relays of the packet transferred to other nodes, and the node connected to the backbone network are notified. Relay number detecting means for detecting a maximum value of the number of relays, wherein the transfer time distribution means allows time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network. A configuration may be adopted in which a value is divided by the maximum value of the detected number of relays, and an allowable value obtained by the division is distributed to each node.
[0014]
Further, the apparatus further comprises ratio calculation means for calculating a ratio of the amount of data per unit time transmitted / received to / from another node, wherein the transfer time distribution means sends the received packet to the other node A configuration may be adopted in which an allowable value of the time required for transfer to the network is distributed according to the ratio of the calculated data amount.
[0015]
Also, transmission / reception data amount measuring means for measuring the amount of transmission / reception data per unit time transmitted / received to / from another node, and transmission / reception data notifying the measured transmission / reception data amount to a node connected to the backbone network An amount notification means; and a total value detection means for detecting the total value notified from a node connected to the backbone network, wherein the ratio calculation means is configured to detect the measured total amount of transmitted and received data. The transfer time distribution means calculates the ratio by dividing by the value, and the transfer time distribution means allows the time required for the packet transmitted from the terminal device to arrive at the node connected to the backbone network. Alternatively, a configuration may be adopted in which an allowable value obtained by multiplying the ratio is allocated.
[0018]
A wireless network according to the present invention is a node according to any one of claims 7 to 11. With Take the configuration.
[0019]
According to the present invention, the total allowable time can be equally distributed or proportionately independently at each node. Also, the line capacity can be set according to the amount of data between the nodes and the nodes. Thereby, it is possible to set a line capacity that can suppress the packet transfer time from the node to the gateway in the network to be less than the total allowable time. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a node network system according to Embodiment 1 of the present invention. This node network system includes a plurality of nodes 1 to n that transmit and receive signals to and from the terminal devices 151a to 151f. Node n is a gateway and is connected to the backbone network 150. Between each node and between the node and the gateway are connected in cascade by a wireless line, and transmission and reception of signals between the nodes and between the nodes and the gateway are performed by packets. Here, each node has a function of transferring signals from the terminal devices 151a to 151f and signals received from other nodes to other nodes, and transfers signals from the terminal devices 151a to 151f to the gateway.
[0021]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the node i. The packet from the node i-1 is received by the receiving unit 2 via the antenna 100. Packets from the terminal devices 151 a to 151 f are received by the receiving unit 3 via the antenna 10. Packets received by the receiving unit 2 and the receiving unit 3 are temporarily stored in the buffer unit 4. Thereafter, the packet is transferred to the node i + 1 via the antenna 9 by a radio line having a predetermined line capacity set with the node i + 1 in the transmission unit 8. Further, a delay detection unit 5 detects a transfer delay time (hereinafter referred to as “transfer end time”) generated until the packet transfer to the node i + 1 through the buffer unit 4 is completed. The line capacity control unit 7 determines the transfer end time detected by the delay detection unit 5 and the allowable value of the transfer end time between the nodes distributed to each node by the allowable time distribution unit 6 (hereinafter, “distribution time”). Based on the above, the capacity of the wireless line set by the transmission unit 8 is controlled.
[0022]
FIG. 3 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the first embodiment. When a packet is received from a node or a terminal device (step C1), the allowable time distribution unit 6 determines a required distribution time (step C2) and notifies the line capacity control unit 7 of it. The delay detection unit 5 measures the transfer end time (step C3) and notifies the line capacity control unit 7 of it. The line capacity control unit 7 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 5 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 6 (step C4). As a result of comparison, if they are equal, the process proceeds to step C7. If they are not equal, the line capacity is calculated again so that the transfer end time is equal to the allocation time (step C5), and the calculated line capacity is transmitted. Notification to the unit 8. In the transmission unit 8, the line capacity notified from the line capacity control unit 7 is set again as the transmission line capacity (step C6), a wireless line having the set capacity is established with the reception unit of the node i + 1, and the packet And waits for reception of a packet (step C7).
[0023]
As described above, according to the first embodiment, it is possible to set the line capacity capable of suppressing the packet transfer time from the node in the network to the gateway to the total allowable time or less. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0024]
(Embodiment 2)
Embodiment 2 provides a method for measuring the time until transfer of a received packet to another node is completed. FIG. 4 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the second embodiment. When a packet is received from a node or a terminal device (step S1), the allowable time distribution unit 6 determines a required distribution time (step S2) and notifies the line capacity control unit 7 of it. The delay detection unit 5 measures the amount of data stored in the buffer unit 4 (step S3), and determines the time until transfer of the measured amount of data based on the line capacity already set in the transmission unit 8 is completed. The transfer end time is detected by calculation (step S4). Thereafter, the delay detection unit 5 notifies the line capacity control unit 7 of the transfer end time. The line capacity control unit 7 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 5 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 6 (step S5). If they are equal, the process proceeds to step S8. If they are not equal, the line capacity is calculated again such that the transfer end time is equal to the allocation time (step S6), and the transmission unit 8 is notified. In the transmission unit 8, the line capacity notified from the line capacity control unit 7 is set again as the transmission line capacity (step S7), and a wireless line having the set capacity is established with the reception unit of the node i + 1. Send the packet.
[0025]
As described above, according to the second embodiment, it is possible to easily measure the transfer end time, and to set the line capacity that can suppress the packet transfer time from the node in the network to the gateway within the total allowable time. it can. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0026]
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the total allowable time is evenly distributed to each node. FIG. 5 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the third embodiment. When a packet is received from a node or a terminal device (step T1), the allowable time distribution unit 6 determines the time that all the allowable time is evenly distributed to each node as the distribution time (step T2), and the line capacity control unit 7 To notify. The delay detection unit 5 measures the transfer end time (step T3) and notifies the line capacity control unit 7 of it. The line capacity control unit 7 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 5 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 6 (step T4). As a result of the comparison, if the two are equal, the process proceeds to step T7. If the both are not equal, the line capacity is calculated again so that the transfer end time is equal to the allocation time (step T5) and notified to the transmitting unit 8. To do. In the transmission unit 8, the line capacity notified from the line capacity control unit 7 is set again as the transmission line capacity (step T6), and a wireless line having the set capacity is established with the reception unit of the node i + 1. Send the packet.
[0027]
As described above, according to the third embodiment, the total allowable time can be equally distributed independently at each node, and the line capacity that can suppress the packet transfer time from the node to the gateway in the network to be equal to or less than the total allowable time. Can be set. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0028]
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, the total allowable time is distributed according to the ratio of the data amount per unit time transmitted / received between the nodes. FIG. 6 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the fourth embodiment. When a packet is received from a node or a terminal device (step ST1), the allowable time distribution unit 6 determines the distribution time as the distribution time of the total allowable time according to the ratio of the data amount per unit time between the nodes. (Step ST2), the line capacity control unit 7 is notified. The delay detection unit 5 measures the transfer end time (step ST3) and notifies the line capacity control unit 7 of it. The line capacity control unit 7 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 5 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 6 (step ST4). As a result of the comparison, if the two are equal, the process proceeds to step ST7. If the both are not equal, the line capacity is calculated again so that the transfer end time is equal to the allocation time (step ST5), and the transmission unit 8 is notified. To do. In the transmission unit 8, the line capacity notified from the line capacity control unit 7 is set again as the transmission line capacity (step ST6), and a wireless line having the set capacity is established with the reception unit of the node i + 1. Send the packet.
[0029]
As described above, according to the fourth embodiment, the total allowable time can be allocated according to the amount of data independently at each node, and the packet transfer time from the node in the network to the gateway is suppressed to the total allowable time or less. The line capacity to be obtained can be set. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0030]
(Embodiment 5)
Embodiment 5 provides a method for evenly distributing the total allowable time to each node. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the node i according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 7, in node i, the packet transmitted from node i-1 is received by transmission / reception unit 701 via antenna 700, transmitted to buffer unit 703 by transmission / reception separation unit 702, and temporarily accumulated. The packet transmitted from the terminal device is received by the receiving unit 705 via the antenna 704, and the relay number information (initial value: 0) is appended to the packet by the information appending unit 706, and then temporarily stored in the buffer unit 703. Accumulated. The packet accumulated in the buffer unit 703 is added with 1 to the number of relays added to the packet by the relay number increasing unit 707 and transmitted from the transmission separating unit 708 to the transmitting / receiving unit 709. Thereafter, the packet is transferred to the node i + 1 via the antenna 710 by a wireless line having a predetermined line capacity set with the node i + 1 in the transmission / reception unit 709. Further, the transfer delay time is detected by the delay detection unit 711. The distribution time notified to the line capacity control unit 712 is determined by the allowable time distribution unit 714 based on the total allowable time and the maximum relay number information detected from the control packet transmitted from the gateway by the maximum relay number information detection unit 713. decide. The line capacity control unit 712 controls the capacity of the radio line set by the transmission / reception unit 709 based on the transfer end time detected by the delay detection unit 711 and the distribution time determined by the allowable time distribution unit 714.
[0031]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the gateway n according to the fifth embodiment. The gateway n is connected to the backbone network 800. The packet transmitted from the node n−1 is received by the transmission / reception unit 802 via the antenna 801, and transmitted from the transmission / reception separation unit 803 to the relay number information detection unit 804. The packet is transferred from the transmission / reception separating unit 805 to the backbone network 800 after the relay number information added to the received packet is detected by the relay number information detecting unit 804. Also, the relay number information detection unit 804 notifies the detected relay number information to the maximum relay number notification unit 806. The maximum relay number notification unit 806 detects the maximum value of the relay number notified from the relay number information detection unit 804 and appends the value to the control packet as the maximum relay number information. The control packet is transferred from the transmission / reception unit 802 to the node n−1 via the antenna 801.
[0032]
FIG. 9 is a flowchart showing the line capacity setting operation of the node according to the fifth embodiment. When the node i receives the control packet transmitted from the gateway n from the node i + 1 (step X1), the maximum relay number information detection unit 713 detects the maximum relay number information added to the control packet (step X2). The allowable time distribution unit 714 is notified. The allowable time distribution unit 714 determines the time obtained by dividing the total allowable time by the maximum number of relays notified from the maximum relay number information detection unit 713 as the distribution time, and notifies the line capacity control unit 712 (step). X8). When a packet is received from the terminal device (step X6), the information appending unit 706 appends the relay number information (initial value: 0) to the received packet and transmits it (step X7), and the packet is sent to the buffer unit 703. Accumulated (step X5). When a packet is received from the node i-1 (step X4), the received packet is similarly stored in the buffer unit 703 (step X5).
[0033]
The delay detection unit 711 measures the amount of accumulated data in the buffer unit 703 (step X9), and based on the line capacity already set in the transmission / reception unit 709, the transfer of the measured accumulated data amount is completed. By calculating the time, the transfer end time is detected (step X10) and notified to the line capacity control unit 712. The line capacity control unit 712 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 711 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 714 (step X11). As a result of comparison, if both are equal, the process proceeds to step X14. If both are not equal, the line capacity is calculated again so that the transfer end time is equal to the allocated time (step X12), and the transmission / reception unit 709 is notified. To do.
[0034]
On the other hand, packets accumulated in the buffer unit 703 are incremented by 1 in the relay number increasing unit 707 (step X14) and transmitted to the transmitting / receiving unit 709.
[0035]
The transmission / reception unit 709 again sets the line capacity notified from the line capacity control unit 712 as the transmission line capacity (step X13), establishes a wireless line having the set capacity with the transmission / reception unit of the node i + 1, Transfer the packet to node i + 1. Here, the relay number information added to the packet is incremented by 1 every time it is relayed by each node, and finally transferred to the gateway.
[0036]
FIG. 10 is a flowchart showing the line capacity setting operation of the gateway n according to the fifth embodiment. When the gateway n receives a packet from the node n-1 (step Y1), the relay number information detection unit 804 detects the relay number appended to the received packet (step Y2), and the maximum relay number notification unit 806 Notice. The maximum relay number notification unit 806 determines whether relay number information has been detected from all nodes (step Y3). If relay number information has not been detected from all nodes, the process proceeds to step Y7. When the relay number information is detected from all nodes, the maximum value of the detected relay number is obtained (step Y4), added to the control packet as the maximum relay number information (step Y5), and the control packet is transmitted to all nodes ( Step Y6) waits for reception of a packet (step Y7).
[0037]
As described above, according to the fifth embodiment, the total allowable time can be evenly distributed based on the number of all nodes, and the packet transfer time from the node in the network to the gateway can be suppressed to the total allowable time or less. The capacity can be set. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0038]
(Embodiment 6)
The sixth embodiment provides a method of allocating the total allowable time according to the ratio of the data amount per unit time transmitted / received between the nodes. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of node i according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 11, in node i, the packet transmitted from node i-1 is received by transmission / reception unit 901 via antenna 900, transmitted to buffer unit 903 by transmission / reception separation unit 902, and temporarily accumulated. The packet transmitted from the terminal device is received by the receiving unit 905 via the antenna 904, and the transmission data amount information notified from the data amount detecting unit 907 is added by the information adding unit 906, and then the buffer unit 903. Once accumulated. The amount of transmission data per unit time of the packets accumulated in the buffer unit 903 is measured by the data amount detection unit 907 and transmitted from the transmission / reception separation unit 908 to the transmission / reception unit 909. Thereafter, the packet is transferred to the node i + 1 via the antenna 910 via a wireless line having a predetermined line capacity set with the node i + 1 in the transmission / reception unit 909.
[0039]
The transfer delay time is detected by the delay detection unit 911. The all-node transmission data amount information detection unit 912 detects the total value of all nodes of the transmission data amount, which is all-node transmission data amount information, from the control packet transmitted by the gateway, and notifies the allowable time distribution unit 913. The allowable time distribution unit 913 is based on the total value of all the transmission data amounts notified from the all-node transmission data amount information detection unit 912, the transmission data amount notified from the data amount detection unit 907, and the total allowable time. To determine the allocation time. The line capacity control unit 914 controls the capacity of the radio line set by the transmission / reception unit 909 based on the transfer end time detected by the delay detection unit 911 and the distribution time calculated by the allowable time distribution unit 913.
[0040]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the gateway n according to the sixth embodiment. The gateway n is connected to the backbone network 800. The packet transmitted from the node n−1 is received by the transmission / reception unit 951 via the antenna 950 and transmitted from the transmission / reception separation unit 952 to the transmission data amount information detection unit 953. The packet is transferred from the transmission / reception separation unit 954 to the backbone network 800 after the transmission data amount information added to the reception packet is detected by the transmission data amount information detection unit 953. Further, the transmission data amount information detection unit 953 notifies the detected transmission data amount information to the all node transmission data amount notification unit 955. The total node transmission data amount notifying unit 955 calculates the sum of all the transmission data amounts from the transmission data amount notified from the transmission data amount information detecting unit 953, and uses the value as the total node transmission data amount information in the control packet. Appendices. The control packet is transferred from the transmission / reception unit 951 to the node n−1 via the antenna 950.
[0041]
FIG. 13 is a flowchart showing the line capacity setting operation of the node according to the sixth embodiment. When the node i receives the control packet transmitted from the gateway n from the node i + 1 (step Z1), the all-node transmission data amount information detecting unit 912 displays the total node transmission data amount appended to the control packet transmitted from the gateway. The total value of all nodes of the transmission data amount is detected from the information (step Z2) and notified to the allowable time distribution unit 913. The allowable time distribution unit 913 divides the transmission data amount notified from the data amount detection unit 907 by the total value of all nodes of the transmission data amount notified from the all-node transmission data amount information detection unit 912 (step Z9). And notifies the line capacity control unit 914. When a packet is received from the terminal device (step Z6), the information appending unit 906 displays the transmission data amount (step Z7) notified from the data amount detection unit 907 to the packet received from the reception unit 905. (Step Z8) and stored in the buffer unit 903. When a packet is received from the node i-1 (step Z4), the received packet is similarly stored in the buffer unit 903 (step Z5).
[0042]
The delay detection unit 911 measures the amount of accumulated data in the buffer unit 903 (step Z11), and based on the line capacity already set in the transmission / reception unit 909, the transfer of the measured accumulated data amount is completed. The transfer end time is detected by calculating the time (step Z12) and notified to the line capacity control unit 914. The line capacity control unit 914 compares the transfer end time notified from the delay detection unit 911 with the distribution time notified from the allowable time distribution unit 913 (step Z13). As a result of comparison, if both are equal, the process proceeds to step Z16. If both are not equal, the line capacity is calculated again so that the transfer end time is equal to the allocation time (step Z14), and the transmission / reception unit 909 is notified. To do.
[0043]
On the other hand, for the packets stored in the buffer unit 903, the data amount detection unit 907 detects the transmission data amount per unit time, and is transmitted to the transmission / reception separation unit 908 and the transmission / reception unit 909. Further, the data amount detection unit 907 notifies the information appending unit 906 of the measured transmission data amount per unit time. The transmission / reception unit 909 again sets the line capacity notified from the line capacity control unit 914 as the transmission line capacity (step Z15), and establishes a wireless line having the set line capacity with the transmission / reception unit of the node i + 1. , Forward the packet to node i + 1. Here, the transmission data amount information attached to the packet is finally transferred to the gateway.
[0044]
FIG. 14 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the gateway n according to the sixth embodiment. When the gateway n receives a packet from the node n-1 (step W1), the transmission data amount information detection unit 953 detects transmission data amount information of each node appended to the reception packet (step W2). The node transmission data amount notification unit 955 is notified. The all-node transmission data amount notifying unit 955 determines whether or not the transmission data amount has been detected from all the nodes (step W3). If the transmission data amount information has not been detected from all the nodes, the process proceeds to step W7. When the transmission data amount is detected from all nodes, the sum of all transmission data amounts is calculated (step W4), and the calculated value is appended to the control packet as all node transmission data amount information (step W5). The control packet is transmitted to all nodes (step W6), and reception of the packet is waited (step W7).
[0045]
As described above, according to the sixth embodiment, the total allowable time can be allocated based on the transmission data amount of all the nodes, and the packet transfer time from the node in the network to the gateway can be suppressed to the total allowable time or less. Line capacity can be set. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, the node network system according to the present invention includes a plurality of nodes that perform wireless communication with a terminal device, and a backbone network connected to any one of the nodes, and each of the nodes is wireless. In a node network system that is connected by a line and transmits and receives packets between the terminal device and the backbone network, each node forwards packets received from the terminal device and other nodes to another node. Transfer means, transfer time measurement means for measuring the time required to transfer a received packet to another node, and a packet transmitted from the terminal device are required to arrive at a node connected to the backbone network Based on the time tolerance, for each node, the received packet A transfer time distribution means for allocating an allowable value of time required for transfer to a node, and a capacity for setting a capacity of a radio line between nodes so that the measured time becomes equal to the allocated allowable value A configuration including setting means is employed.
[0047]
According to the present invention, the total allowable time can be equally distributed or proportionately independently at each node. Also, the line capacity can be set according to the amount of data between the nodes and the nodes. Thereby, it is possible to set a line capacity that can suppress the packet transfer time from the node to the gateway in the network to be less than the total allowable time. Further, since the line capacity corresponding to the data amount between the nodes is set, it is possible to reduce the entire line capacity, and as a result, it is possible to reduce the radio resources.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a node network system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a node i.
FIG. 3 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the second embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the third embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the node network system according to the fourth embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a node i according to the fifth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a gateway n according to the fifth embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a line capacity setting operation of a node according to the fifth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a line capacity setting operation of gateway n according to the fifth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a node i according to the sixth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a gateway n according to the sixth embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing a line capacity setting operation of a node according to the sixth embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing a line capacity setting operation of the gateway n according to the sixth embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a conventional wireless network system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-n ... Node, 100 ... Antenna, 2 ... Reception part, 3 ... Reception part, 4 ... Buffer part, 5 ... Delay detection part, 6 ... Allowable time distribution part, 7 ... Line capacity control part, 8 ... Transmission part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Antenna, 10 ... Antenna, 150 ... Backbone network, 151a-151f ... Terminal device, 700 ... Antenna, 701 ... Transmission / reception part, 702 ... Transmission / reception separation part, 703 ... Buffer part, 704 ... Antenna, 705 ... Reception part, 706 ... information appending part, 707 ... relay number increasing part, 708 ... transmission separating part, 709 ... transmitting / receiving part, 710 ... antenna, 711 ... delay detecting part, 712 ... line capacity control part, 713 ... maximum relay number information detecting part, 714 ... allowable time distribution unit, 800 ... backbone network, 801 ... antenna, 802 ... transmission / reception unit, 803 ... transmission / reception separation unit, 804 ... relay number information detection unit, 80 DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Transmission / reception separation part, 806 ... Maximum relay number notification part, 900 ... Antenna, 901 ... Transmission / reception part, 902 ... Transmission / reception separation part, 903 ... Buffer part, 904 ... Antenna, 905 ... Reception part, 906 ... Information adding part, 907 Data amount detection unit, 908 ... Transmission / reception separation unit, 909 ... Transmission / reception unit, 910 ... Antenna, 911 ... Delay detection unit, 912 ... All node transmission data amount information detection unit, 913 ... Allowable time distribution unit, 914 ... Line capacity control 950 ... antenna, 951 ... transmission / reception unit, 952 ... transmission / reception separation unit, 953 ... transmission data amount information detection unit, 954 ... transmission / reception separation unit, 955 ... all node transmission data amount notification unit.

Claims (12)

端末装置と無線通信を行う複数のノードと、前記ノードのいずれか一つに接続されたバックボーンネットワークとを有し、前記各ノードが無線回線により接続され、前記端末装置と前記バックボーンネットワークとの間でパケットの送受信を行うノードネットワークシステムにおいて、
前記各ノードは、
端末装置及び他のノードから受信したパケットを別の他のノードに転送する転送手段と、
受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する転送時間測定手段と、
端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に基づいて、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を配分する転送時間配分手段と、
前記測定された時間が、前記配分された許容値と等しくなるようにノード間の無線回線の容量を設定する容量設定手段とを備えることを特徴とするノードネットワークシステム。A plurality of nodes that perform wireless communication with the terminal device, and a backbone network connected to any one of the nodes, wherein each of the nodes is connected by a wireless line, and between the terminal device and the backbone network In a node network system that transmits and receives packets at
Each of the nodes
Transfer means for transferring a packet received from a terminal device and another node to another node;
A transfer time measuring means for measuring the time required to transfer the received packet to another node;
It is necessary for each node to forward a received packet to another node based on an allowable value of time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network. A transfer time distribution means for allocating time tolerances;
A node network system comprising: capacity setting means for setting a capacity of a radio line between nodes so that the measured time becomes equal to the allocated allowable value. 前記各ノードは、
前記端末装置及び他のノードから受信したパケットを格納する格納手段と、
前記格納手段に格納されたデータ量を測定する格納データ量測定手段とを更に備え、
前記転送時間測定手段は、前記測定されたデータ量、及び既に設定されている回線容量に基づいて、前記受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定することを特徴とする請求項１記載のノードネットワークシステム。Each of the nodes
Storage means for storing packets received from the terminal device and other nodes;
Storing data amount measuring means for measuring the amount of data stored in the storage means,
The transfer time measuring means measures the time required to transfer the received packet to another node based on the measured data amount and the already set line capacity. The node network system according to Item 1. 前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を均等に配分することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノードネットワークシステム。  3. The node according to claim 1, wherein said transfer time distribution means distributes equally an allowable value of time required for transferring a received packet to another node to each of said nodes. Network system. 前記バックボーンネットワークに接続されたノードは、
受信したパケットに付加されている中継数に関する情報から、中継数の最大値を抽出する最大中継数抽出手段と、
前記抽出された中継数の最大値をすべてのノードに通知する最大値通知手段とを備え、
前記バックボーンネットワークに接続されたノード以外のノードは、
端末装置から受信したパケットに中継数を付加する中継数付加手段と、
他のノードへ転送するパケットの中継数に１を加算する加算手段と、
前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された中継数の最大値を検出する中継数検出手段とを備え、
前記転送時間配分手段は、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値を、前記検出した中継数の最大値で除算し、除算して得られた許容値を前記各ノードに対して配分することを特徴とする請求項３記載のノードネットワークシステム。Nodes connected to the backbone network are:
Maximum number of relays extracting means for extracting the maximum number of relays from information on the number of relays added to the received packet;
Maximum value notifying means for notifying all nodes of the extracted maximum number of relays,
Nodes other than the nodes connected to the backbone network are
Relay number adding means for adding the relay number to the packet received from the terminal device;
Adding means for adding 1 to the number of relayed packets to be transferred to another node;
Relay number detecting means for detecting the maximum value of the number of relays notified from a node connected to the backbone network,
The transfer time distribution means divides the allowable value of the time required for the packet transmitted from the terminal device to arrive at the node connected to the backbone network by the maximum value of the detected number of relays. 4. The node network system according to claim 3, wherein the permissible value obtained in this way is distributed to each of the nodes. 前記各ノードは、
他のノードとの間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率を算出する比率算出手段を更に備え、
前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を前記算出されたデータ量の比率に応じて配分することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のノードネットワークシステム。Each of the nodes
It further comprises a ratio calculating means for calculating the ratio of the amount of data per unit time transmitted / received to / from another node,
The transfer time distribution unit distributes to each of the nodes an allowable value of a time required to transfer a received packet to another node according to the ratio of the calculated data amount. The node network system according to claim 1 or 2. 前記バックボーンネットワークに接続されたノードは、
各ノードから通知された単位時間あたりのデータ量を検出するデータ量検出手段と、
前記検出されたすべてのデータ量を加算し、データ量の総合値を算出する総合値算出手段と、
前記算出された総合値をすべてのノードに通知する総合値通知手段とを備え、
前記バックボーンネットワークに接続されたノード以外のノードは、
他のノードとの間で送受信される単位時間あたりの送受信データ量を測定する送受信データ量測定手段と、
前記測定された送受信データ量を前記バックボーンネットワークに接続されたノードに通知する送受信データ量通知手段と、
前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された前記総合値を検出する総合値検出手段とを備え、
前記比率算出手段は、前記測定された送受信データ量を、前記検出した総合値で除算して比率を算出し、
前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に前記比率を乗算して得られた許容値を配分することを特徴とする請求項５記載のノードネットワークシステム。Nodes connected to the backbone network are:
A data amount detecting means for detecting a data amount per unit time notified from each node;
A total value calculating means for adding all the detected data amounts and calculating a total value of the data amounts;
A total value notification means for notifying all the nodes of the calculated total value;
Nodes other than the nodes connected to the backbone network are
A transmission / reception data amount measuring means for measuring a transmission / reception data amount per unit time transmitted / received to / from another node;
A transmission / reception data amount notification means for notifying the measured transmission / reception data amount to a node connected to the backbone network;
A total value detecting means for detecting the total value notified from a node connected to the backbone network,
The ratio calculation means calculates the ratio by dividing the measured transmission / reception data amount by the detected total value,
The transfer time distribution means is obtained by multiplying the permissible value of the time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network by the ratio for each node. 6. The node network system according to claim 5, wherein an allowable value is allocated. 端末装置及び他のノードから受信したパケットを別の他のノードに転送する転送手段と、
受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間を測定する転送時間測定手段と、
端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に基づいて、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を配分する転送時間配分手段と、
前記測定された時間が、前記配分された許容値と等しくなるようにノード間の無線回線の容量を設定する容量設定手段とを備えることを特徴とするノード。Transfer means for transferring a packet received from a terminal device and another node to another node;
A transfer time measuring means for measuring the time required to transfer the received packet to another node;
It is necessary for each node to forward a received packet to another node based on an allowable value of time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network. A transfer time distribution means for allocating time tolerances;
A node comprising: capacity setting means for setting a capacity of a radio line between nodes so that the measured time becomes equal to the allocated allowable value. 前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を均等に配分することを特徴とする請求項７記載のノード。  The node according to claim 7, wherein the transfer time distribution unit distributes to each of the nodes equally an allowable value of time required to transfer a received packet to another node. 端末装置から受信したパケットに中継数を付加する中継数付加手段と、
他のノードへ転送するパケットの中継数に１を加算する加算手段と、
前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された中継数の最大値を検出する中継数検出手段とを備え、
前記転送時間配分手段は、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値を、
前記検出した中継数の最大値で除算し、除算して得られた許容値を前記各ノードに対して配分することを特徴とする請求項８記載のノード。Relay number adding means for adding the relay number to the packet received from the terminal device;
Adding means for adding 1 to the number of relayed packets to be transferred to another node;
Relay number detecting means for detecting the maximum value of the number of relays notified from a node connected to the backbone network,
The transfer time allocating means sets an allowable value of a time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network,
9. The node according to claim 8, wherein the node is divided by the maximum value of the detected number of relays, and an allowable value obtained by the division is distributed to each of the nodes. 他のノードとの間で送受信される単位時間あたりのデータ量の比率を算出する比率算出手段を更に備え、
前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、受信したパケットを他のノードへ転送するために要する時間の許容値を前記算出されたデータ量の比率に応じて配分することを特徴とする請求項７記載のノード。It further comprises a ratio calculating means for calculating the ratio of the amount of data per unit time transmitted / received to / from another node,
The transfer time distribution unit distributes to each of the nodes an allowable value of a time required to transfer a received packet to another node according to the ratio of the calculated data amount. Item 8. The node according to item 7. 他のノードとの間で送受信される単位時間あたりの送受信データ量を測定する送受信データ量測定手段と、
前記測定された送受信データ量を前記バックボーンネットワークに接続されたノードに通知する送受信データ量通知手段と、
前記バックボーンネットワークに接続されたノードから通知された前記総合値を検出する総合値検出手段とを備え、
前記比率算出手段は、前記測定された送受信データ量を、前記検出した総合値で除算して比率を算出し、
前記転送時間配分手段は、前記各ノードに対し、端末装置から送信されたパケットが、前記バックボーンネットワークに接続されたノードに到着するまでに要する時間の許容値に前記比率を乗算して得られた許容値を配分することを特徴とする請求項１０記載のノード。A transmission / reception data amount measuring means for measuring a transmission / reception data amount per unit time transmitted / received to / from another node;
A transmission / reception data amount notification means for notifying the measured transmission / reception data amount to a node connected to the backbone network;
A total value detecting means for detecting the total value notified from a node connected to the backbone network,
The ratio calculation means calculates the ratio by dividing the measured transmission / reception data amount by the detected total value,
The transfer time distribution means is obtained by multiplying the permissible value of the time required for a packet transmitted from a terminal device to arrive at a node connected to the backbone network by the ratio for each node. 11. The node according to claim 10, wherein an allowable value is allocated. 請求項７から請求項１１のいずれかに記載のノードを備えた無線ネットワーク。 A wireless network comprising the node according to any one of claims 7 to 11.
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