JP4229151B2 - Communication control apparatus and method, and node - Google Patents

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Description

本発明は、通信制御装置及び方法、およびノードに関し、例えば、センサネットワークやアドホックネットワークやLAN(Local Area Network)に接続された複数の機器から構成されるシステム等のように、空間に分散配置された多数のノードや移動体に設置されたノードが、相互にデータ通信を行なう場合において、電波干渉等による通信データの衝突を回避する方法に適用し得る。   The present invention relates to a communication control apparatus and method, and a node, for example, distributed in a space such as a system composed of a plurality of devices connected to a sensor network, an ad hoc network, or a LAN (Local Area Network). In addition, when a large number of nodes or nodes installed in a mobile body perform data communication with each other, the present invention can be applied to a method for avoiding communication data collision due to radio wave interference or the like.

特許文献1〜7には、例えば、センサネットワークやアドホックネットワークやLAN等の複数の機器から構成されるシステム等において、空間に分散配置された多数のノードや移動体に設置されたノードが、相互にデータ通信を行なう場合に、自律分散的にタイムスロットの割当を行なうことによって、電波干渉等による通信データの衝突を回避する通信制御装置及び通信制御方法に関する技術が記載されている。   In Patent Documents 1 to 7, for example, in a system composed of a plurality of devices such as a sensor network, an ad hoc network, and a LAN, a large number of nodes distributed in a space and nodes installed in a moving body are mutually connected. In the data communication, a technology relating to a communication control apparatus and a communication control method for avoiding a collision of communication data due to radio wave interference or the like by assigning time slots autonomously and distributedly is described.

特許文献1〜7に記載の通信制御装置及び方法は、各ノードが近傍ノードとの間で、周期的にインパルス信号(自ノードのデータの発信タイミングを示す制御信号)を送受信することによって、通信タイミングの相互調整を行なう。これにより、インパルス信号の到達範囲(以後、相互作用範囲と呼ぶ)内のノード間で、1周期(インパルス信号の発信周期)をほほ均等に分割するタイムスロット割当を実現する。   In the communication control devices and methods described in Patent Documents 1 to 7, each node periodically communicates with neighboring nodes by transmitting and receiving impulse signals (control signals indicating the transmission timing of data of the own node). Perform mutual adjustment of timing. This realizes time slot allocation that divides one period (impulse signal transmission period) almost evenly between nodes in the impulse signal reachable range (hereinafter referred to as the interaction range).

また、特許文献8には、特許文献1〜7に記載の通信制御装置及び方法を用いる際に、ノードの省電力化を図る技術が記載されている。この特許文献8に記載の方法は、上記の1周期間において、データ信号を送受信するタイムスロット以外の時間区間を識別し、データ通信手段を休止状態(電源をOFF)にする。これにより、データ信号の受信を行なわない時間区間であるにも関わらず、データ通信手段が受信待ち状態になって、電力を無駄に消費することが回避される。   Patent Document 8 describes a technique for reducing power consumption of a node when using the communication control apparatuses and methods described in Patent Documents 1 to 7. In the method described in Patent Document 8, a time interval other than the time slot for transmitting and receiving a data signal is identified during the above-described period, and the data communication unit is put into a dormant state (power is turned off). As a result, it is possible to avoid wasteful consumption of power due to the data communication means being in a reception waiting state in spite of the time interval in which no data signal is received.

特開2005−94663号公報JP 2005-94663 A 特開2006−74617号公報JP 2006-74617 A 特開2006−74619号公報JP 2006-74619 A 特開2006−157438号公報JP 2006-157438 A 特開2006−157441号公報JP 2006-157441 A 特開2006−211585号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-211585 特開2006−211564号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-211564 特開2005−347951号公報JP 2005-347951 A

上述した特許文献8に記載の技術は、管理ノードによる通信タイミングの指示がなくても受信側ノードの受信部の電源をオフにすることができる点で有効であるが、ノードの通信動作の更なる省電化が強く望まれている。   The technique described in Patent Document 8 described above is effective in that the power of the receiving unit of the receiving side node can be turned off without an instruction of the communication timing from the management node. There is a strong demand for energy saving.

例えば、上述した特許文献1〜8に記載の従来の通信制御装置は、トラヒックがまったく発生していない期間が存在する場合でも、インパルス信号やデータ信号の送受信に関する動作を行なっている。そのため、データ信号の送受信を行なわないにも関わらず、データ通信手段が受信待ち状態になると共に、インパルス信号の送受信が継続的に実行される。   For example, the conventional communication control devices described in Patent Documents 1 to 8 described above perform operations related to transmission and reception of impulse signals and data signals even when there is a period in which no traffic occurs. Therefore, although the data signal is not transmitted / received, the data communication means enters the reception waiting state and the impulse signal is continuously transmitted / received.

したがって、信号送受信部(特許文献1〜7に記載のデータ通信手段、インパルス信号送信手段、及びインパルス信号受信手段に相当するもの)について、電力を無駄に消費する事態が発生するという問題がある。   Therefore, there is a problem that a situation in which power is wasted is generated in the signal transmission / reception unit (corresponding to the data communication unit, the impulse signal transmission unit, and the impulse signal reception unit described in Patent Documents 1 to 7).

特に、トラヒックが時間的に不規則に変動する状況下では、トラヒックの発生していない状態が、いつ、どれくらいの期間生じるか、事前に知ることはできないため、信号送受信部の電力消費の問題が顕在化する。   In particular, in situations where traffic fluctuates irregularly in time, it is impossible to know in advance when and how long a state in which traffic has not occurred will occur. Realize.

そのため、通信システム(ネットワーク)におけるトラヒックの発生を事前に知ることができ、そのトラヒック状態に応じて送受信動作を活動させ、不要な状態には送受信動作を休止させることにより、信号送受信部の省電化を実現する通信制御装置及び方法、およびこの通信制御装置を有するノードが求められている。   Therefore, the occurrence of traffic in the communication system (network) can be known in advance, the transmission / reception operation is activated according to the traffic state, and the transmission / reception operation is suspended in an unnecessary state, thereby reducing the power consumption of the signal transmission / reception unit. There is a need for a communication control apparatus and method for realizing the above, and a node having the communication control apparatus.

かかる課題を解決するために、第1の本発明の通信制御装置は、通信システムを構成する複数のノードのうち、発信元ノードが目標ノード宛に発信したデータ信号を中継する中継ノードに搭載される通信制御装置において、(1)1又は複数の近傍ノードが送信した各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を受信する制御信号受信手段と、(2)各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に基づき、所定の時間発展規則に従って自ノードのデータ発信タイミングを決定する通信タイミング計算手段と、(3)各近傍ノードのデータ発信タイミングと自ノードのデータ発信タイミングとに基づいて、各近傍ノード及び自ノード間のデータ発信タイミングの相互調整状態を判定する同調判定手段と、(4)予め設定された自ノードから目標ノードまでにデータ信号を到達させるために要する到達コスト情報を記憶する到達コスト情報記憶手段と、(5)各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に含まれている各近傍ノードの到達コスト情報と自ノードの到達コスト情報に基づいて、自ノードがデータ信号の中継に寄与するノードであるか否かを判定するトラヒック判定手段と、(6)トラヒック判定手段による判定結果と同調判定手段による判定結果に基づいて、自ノードのデータ信号と制御信号との送信動作及び受信動作を休止状態にするか否かを決定する送受信休止状態決定手段と、(7)少なくとも自ノードの到達コスト情報及びトラヒック判定手段の判定結果を、自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付与する制御信号形成手段と、(8)制御信号形成手段により形成された自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を送信する制御信号送信手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve such a problem, the communication control device according to the first aspect of the present invention is mounted on a relay node that relays a data signal transmitted from a source node to a target node among a plurality of nodes constituting the communication system. (1) control signal receiving means for receiving a control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node transmitted by one or a plurality of neighboring nodes; and (2) indicating the data transmission timing of each neighboring node. Communication timing calculation means for determining the data transmission timing of the own node according to a predetermined time development rule based on the control signal, and (3) each neighborhood based on the data transmission timing of each neighboring node and the data transmission timing of the own node Tuning determination means for determining the mutual adjustment state of the data transmission timing between the node and the own node; (4) preset Arrival cost information storage means for storing arrival cost information required to reach the data signal from the node to the target node; and (5) each neighboring node included in the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node. Based on the arrival cost information and the arrival cost information of the own node, traffic determination means for determining whether or not the own node is a node contributing to relay of the data signal, and (6) determination result and synchronization determination by the traffic determination means A transmission / reception sleep state determining means for determining whether or not the transmission operation and the reception operation of the data signal and the control signal of the own node are put into a sleep state based on the determination result by the means; A control signal generator that gives the determination result of the information and traffic determination means to the control signal indicating the data transmission timing of the own node When, characterized in that it comprises a control signal transmitting means for transmitting a control signal indicating a data transmission timing of the own node formed by (8) control signal forming means.

第2の本発明のノードは、第1の本発明の通信制御装置を有するノードである。   The node according to the second aspect of the present invention is a node having the communication control apparatus according to the first aspect of the present invention.

第3の本発明の通信制御方法は、通信システムを構成する複数のノードのうち、発信元ノードが目標ノード宛に発信したデータ信号を中継する中継ノードに搭載される通信制御装置による通信制御方法において、(1)予め設定された自ノードから上記目標ノードまでにデータ信号を到達させるために要する到達コスト情報を記憶する到達コスト情報記憶手段を備え、(2)制御信号受信手段が、1又は複数の近傍ノードが送信した各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を受信する制御信号受信工程と、(3)通信タイミング計算手段が、各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に基づき、所定の時間発展規則に従って自ノードのデータ発信タイミングを決定する通信タイミング計算工程と、(4)同調判定手段が、各近傍ノードのデータ発信タイミングと自ノードのデータ発信タイミングとに基づいて、各近傍ノード及び自ノード間のデータ発信タイミングの相互調整状態を判定する同調判定工程と、(5)トラヒック判定手段が、各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に含まれている各近傍ノードの到達コスト情報と自ノードの到達コスト情報に基づいて、自ノードがデータ信号の中継に寄与するノードであるか否かを判定するトラヒック判定工程と、(6)送受信休止状態決定手段が、トラヒック判定手段による判定結果と同調判定手段による判定結果に基づいて、自ノードのデータ信号と制御信号との送信動作及び受信動作を休止状態にするか否かを決定する送受信休止状態決定工程と、(7)制御信号形成手段が、少なくとも自ノードの到達コスト情報及びトラヒック判定手段の判定結果を、自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付与する制御信号形成工程と、(8)制御信号送信手段が、制御信号形成手段により形成された自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を送信する制御信号送信工程とを有することを特徴とする。   A communication control method according to a third aspect of the present invention is a communication control method by a communication control device mounted on a relay node that relays a data signal transmitted from a source node to a target node among a plurality of nodes constituting the communication system. (1) provided with arrival cost information storage means for storing arrival cost information required for the data signal to reach from the preset node to the target node, and (2) the control signal reception means is 1 or A control signal receiving step for receiving a control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node transmitted by a plurality of neighboring nodes; and (3) a communication timing calculation means based on the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node, A communication timing calculation step for determining the data transmission timing of the own node in accordance with a predetermined time development rule; and (4) synchronization determination means. A synchronization determination step of determining a mutual adjustment state of data transmission timing between each neighboring node and the own node based on the data transmission timing of each neighboring node and the data transmission timing of the own node; and (5) a traffic determination means Whether or not the own node is a node contributing to the relay of the data signal based on the arrival cost information of each neighboring node and the arrival cost information of the own node included in the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node And (6) a transmission / reception suspension state determination unit, based on the determination result by the traffic determination unit and the determination result by the tuning determination unit, the transmission operation and reception of the data signal and the control signal of the own node A transmission / reception hibernation state determination step for determining whether or not to put the operation into a hibernation state, and (7) at least a control signal forming means, A control signal forming step of adding the arrival cost information of the node and the determination result of the traffic determining means to a control signal indicating the data transmission timing of the own node; and (8) the control signal transmitting means is formed by the control signal forming means. And a control signal transmission step of transmitting a control signal indicating the data transmission timing of the own node.

本発明によれば、通信システム(ネットワーク)におけるトラヒックの発生を事前に知ることができ、そのトラヒック状態に応じて送受信動作を活動させ、不要な状態には送受信動作を休止させることにより、信号送受信部の省電化を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to know in advance the occurrence of traffic in a communication system (network), activate a transmission / reception operation in accordance with the traffic state, and pause a transmission / reception operation in an unnecessary state, thereby transmitting / receiving signals. Can save electricity.

(A)第1の実施形態
以下では、本発明の通信制御装置及び方法、およびノードの第1の実施形態を図面を参照しながら説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a communication control device and method and a node according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態は、各ノードで観測されたセンサデータをマルチホップでシンクノードに転送することによってデータ収集を行なうセンサネットワークにおいて、各ノードが備える通信制御装置に、本発明の通信制御装置及び方法を適用する場合を説明する。   In a sensor network that collects data by transferring sensor data observed at each node to a sink node in a multi-hop manner, the first embodiment includes the communication control device of the present invention, A case where the method is applied will be described.

第1の実施形態は、後述するトラヒック決定手段及び送受信部休止手段を備えることにより、ネットワーク上にトラヒックが生じたか否かに応じて各ノードが自律的に信号送受信部の休止制御を実行する点に特徴がある。   The first embodiment includes a traffic determination unit and a transmission / reception unit suspension unit, which will be described later, so that each node autonomously executes suspension control of the signal transmission / reception unit depending on whether or not traffic has occurred on the network. There is a feature.

(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態に係るノードの内部構成を示すブロック図である。図1に示すように、第1の実施形態のノードは、インパルス信号受信手段11、通信タイミング計算手段12、インパルス信号送信手段13、同調判定手段14、データ通信手段15、センサ16、トラヒック決定手段17、送受信部休止手段18、を少なくとも有して構成される。
(A-1) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a node according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the node of the first embodiment includes an impulse signal receiving means 11, a communication timing calculating means 12, an impulse signal transmitting means 13, a tuning determining means 14, a data communication means 15, a sensor 16, and a traffic determining means. 17 and at least transmission / reception unit pause means 18.

インパルス信号受信手段11は、近傍ノード(例えば、そのノードの発信電波が届く範囲に存在する他のノード)が発信した出力インパルス信号を入力インパルス信号として受信し、その受信したインパルス信号を、通信タイミング計算手段12、同調判定手段14及びトラヒック決定手段17に与えるものである。また、インパルス信号受信手段11は、送受信部休止手段18から入力インパルス信号の受信を休止する旨の指示を受けて、所定の休止期間の間、他ノードからの入力インパルス信号の受信を休止するものである。   The impulse signal receiving means 11 receives an output impulse signal transmitted from a nearby node (for example, another node existing in a range where the transmitted radio wave of the node reaches) as an input impulse signal, and uses the received impulse signal as a communication timing. This is given to the calculation means 12, the tuning determination means 14 and the traffic determination means 17. Further, the impulse signal receiving means 11 receives an instruction to pause reception of the input impulse signal from the transmission / reception unit pause means 18 and pauses reception of the input impulse signal from another node for a predetermined pause period. It is.

ここで、インパルス信号はタイミング信号として授受されるものであり、例えば、ガウス分布形状等のインパルス形状を有するものである。受信インパルス信号は、入力インパルス信号を波形整形したものでも良く、信号を再生成したものであっても良い。   Here, the impulse signal is transmitted and received as a timing signal, and has an impulse shape such as a Gaussian distribution shape, for example. The received impulse signal may be a waveform-shaped input impulse signal or a signal regenerated.

通信タイミング計算手段12は、インパルス信号受信手段11が受信した受信インパルス信号に基づいて、当該ノードでの通信タイミングを規定する位相信号を形成し、この通信タイミングを示す位相信号を、インパルス信号送信手段13、同調判定手段14、データ通信手段15、トラヒック決定手段17及び送受信部休止手段18に与えるものである。なお、受信インパルス信号がない場合であっても、通信タイミング計算手段12は位相信号を形成して出力するものとする。   Based on the received impulse signal received by the impulse signal receiving unit 11, the communication timing calculating unit 12 forms a phase signal that defines the communication timing at the node, and the phase signal indicating the communication timing is converted into an impulse signal transmitting unit. 13, tuning determination means 14, data communication means 15, traffic determination means 17, and transmission / reception unit suspension means 18. Even when there is no received impulse signal, the communication timing calculation means 12 forms and outputs a phase signal.

ここで、当該ノードiの位相信号の時刻tでの位相値をθ(t)とすると、通信タイミング計算手段12は、受信インパルス信号に基づいて、位相信号(=θi(t))を非線形振動リズムで変化させるものである。 Here, assuming that the phase value of the phase signal of the node i at time t is θ i (t), the communication timing calculation unit 12 nonlinearly converts the phase signal (= θi (t)) based on the received impulse signal. It is changed by vibration rhythm.

この位相信号の変化は、近傍のノード同士が逆相(振動の位相が反転位相)又は他の位相になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノード間における出力インパルス信号の発信タイミングなどが衝突しないように、適当な時間関係(時間差)を形成させようとしている。   This change in phase signal is a result of realizing a non-linear characteristic in which neighboring nodes are opposite in phase (vibration phase is inverted) or other phase, and trying to avoid collision using that characteristic. It is. That is, an appropriate time relationship (time difference) is to be formed so that the transmission timing of the output impulse signal between neighboring nodes does not collide.

また、第1の実施形態の通信タイミング計算手段12による位相信号の形成方法は、仮想的な位相モデルを用いる方法であり、受信インパルス信号を受信する際、近傍ノードに対する仮想的な位相状態を生成し、この近傍ノードに対する仮想的な位相状態を用いた連続的な相互作用を擬似的に計算して、算出するものとする。   In addition, the method of forming a phase signal by the communication timing calculation unit 12 of the first embodiment is a method using a virtual phase model, and generates a virtual phase state for neighboring nodes when receiving a received impulse signal. Then, it is assumed that a continuous interaction using a virtual phase state with respect to this neighboring node is simulated and calculated.

なお、この通信タイミング計算手段12による位相信号の形成方法については、特許文献5に記載されている技術を適用することができ、ここでの詳細な説明は省略する。   Note that the technique described in Patent Document 5 can be applied to the method of forming the phase signal by the communication timing calculation means 12, and detailed description thereof is omitted here.

インパルス信号送信手段13は、通信タイミング計算手段12からの位相信号に基づいて、出力インパルス信号を送信するものである。すなわち、インパルス信号送信手段13は、位相信号が所定の位相α(0≦α<2π)になると、出力インパルス信号を送信する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α=0にシステム全体で統一されているとして説明する。なお、例えば、ノードiとノードjとの間で定常状態となっている場合には、相互の位相信号は位相πだけずれているので、α=0とシステム全体で統一したとすると、ノードiからの出力インパルス信号の送信タイミングとノードjからの出力インパルス信号の送信タイミングとは、πだけずれていることとなる。   The impulse signal transmission unit 13 transmits an output impulse signal based on the phase signal from the communication timing calculation unit 12. That is, the impulse signal transmission means 13 transmits the output impulse signal when the phase signal reaches a predetermined phase α (0 ≦ α <2π). Here, it is preferable that the predetermined phase α is previously unified in the entire system. In the following description, it is assumed that α = 0 is unified throughout the system. For example, when the steady state is established between the node i and the node j, the mutual phase signals are shifted by the phase π. Therefore, assuming that α = 0 and the entire system are unified, the node i The transmission timing of the output impulse signal from the node j and the transmission timing of the output impulse signal from the node j are shifted by π.

また、インパルス信号送信手段13は、送受信部休止手段18から出力インパルス信号の送信を休止する旨の指示を受けて、所定の休止期間の間、出力インパルス信号の送信を休止するものである。   Further, the impulse signal transmission unit 13 is configured to suspend transmission of the output impulse signal for a predetermined suspension period in response to an instruction from the transmission / reception unit suspension unit 18 to suspend transmission of the output impulse signal.

同調判定手段14は、インパルス信号受信手段11からの受信インパルス信号と通信タイミング計算手段12からの位相信号とに基づいて、自ノードや1又は複数の近傍ノードの間で行なわれる出力インパルス信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」であるか又は「定常状態」であるか否かを判定するものである。つまり、同調判定手段14は、受信インパルス信号(他ノードの出力インパルス信号に対応する)及び出力インパルス信号の発生タイミングを観測し、インパルス信号を授受し合う複数のノードの発生タイミング間の時間差が時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定し、複数のノードの発生タイミング間の時間差が時間的に安定していない場合「過度状態」であると判定する。   The tuning determination unit 14 transmits an output impulse signal performed between the own node and one or a plurality of neighboring nodes based on the received impulse signal from the impulse signal receiving unit 11 and the phase signal from the communication timing calculation unit 12. It is determined whether the mutual adjustment of the timing is “transient state” or “steady state”. That is, the tuning determination unit 14 observes the generation timing of the received impulse signal (corresponding to the output impulse signal of another node) and the output impulse signal, and the time difference between the generation timings of a plurality of nodes that exchange the impulse signal is time. If the time difference between the generation timings of the plurality of nodes is not temporally stable, it is determined that the state is “excessive”.

なお、この実施形態の場合には、同調判定手段14には、自ノードからの出力インパルス信号の発生タイミングを捉えるための信号として、出力インパルス信号に代えて、位相信号が入力されている。   In this embodiment, a phase signal is input to the tuning determination unit 14 as a signal for capturing the generation timing of the output impulse signal from the own node instead of the output impulse signal.

同調判定手段14は、例えば、以下の(a)〜(d)のような処理を実行して同調判定を行なう。   The tuning determination unit 14 performs the tuning determination by executing the following processes (a) to (d), for example.

(a)受信インパルス信号の発生タイミングにおける位相信号の値βを、位相信号の1周期に亘って観測する。ここでは、上記の観測を行った結果、得られる位相信号の値βをそれぞれ、β,β,…,β(0<β<β<…<β<2π)とする。 (A) The value β of the phase signal at the generation timing of the received impulse signal is observed over one period of the phase signal. Here, as a result of the above observation, the values β of the phase signals obtained are assumed to be β 1 , β 2 ,..., Β N (0 <β 12 <... Β N <2π), respectively.

(b)観測された位相信号の値βに基づいて、隣接値間の差(位相差)△1=β,△2=β−β,…,△N=β−β(N−1)を算出する。 (B) Based on the observed value β of the phase signal, the difference between adjacent values (phase difference) Δ1 = β 1 , Δ2 = β 2 −β 1 ,..., ΔN = β N −β (N -1) is calculated.

(c)上記(a)及び(b)の処理を位相信号の周期単位に行い、相前後する周期における位相差△の変化量(差分)γ=△1(τ+1)−△1(τ),γ=△2(τ+1)−△2(τ),…,γ=△N(τ+1)−△N(τ)を算出する。ここで、τは、位相信号のある周期を示しており、τ+1は、位相信号のその次の周期を示している。 (C) The processes (a) and (b) are performed in units of phase of the phase signal, and the amount of change (difference) γ 1 = Δ1 (τ + 1) −Δ1 ( τ), γ 2 = Δ2 (τ + 1) −Δ2 (τ),..., γ N = ΔN (τ + 1) −ΔN (τ) are calculated. Here, τ indicates a certain period of the phase signal, and τ + 1 indicates the next period of the phase signal.

(d)上述の変化量γが、いずれも微小パラメータ(閾値)εよりも小さい場合、すなわち、γ<ε,γ<ε,…,γ<εの場合に、「定常状態」であると判定する。 (D) above variation gamma is, if either less than a minute parameter (threshold) epsilon, i.e., γ 1 <ε, γ 2 <ε, ..., in the case of gamma N <epsilon, at "steady state" Judge that there is.

なお、γ<ε,γ<ε,…,γ<εという条件がM周期にわたって満足される場合を定常状態と判定するようにしても良い。Mの値を大きくするほど、より安定性の高い状態で「定常状態」と判定できる。また、一部の受信インパルス信号に基づいて、「定常状態」の判定を行っても構わない。 Note that a steady state may be determined when the conditions of γ 1 <ε, γ 2 <ε,..., Γ N <ε are satisfied over M cycles. As the value of M is increased, it is possible to determine “steady state” in a more stable state. Further, the “steady state” may be determined based on a part of the received impulse signals.

同調判定手段14は、位相信号の周期毎に、判定結果を示す同調判定信号を、送受信部休止手段18及びデータ通信手段15に与えるものである。また、同調判定手段14は、位相信号の周期毎に、受信インパルス信号の発生タイミングにおける位相信号の値βの最小値βをスロット信号としてデータ通信手段15に出力するものである。 The tuning determination unit 14 provides a tuning determination signal indicating a determination result to the transmission / reception unit pause unit 18 and the data communication unit 15 for each period of the phase signal. Moreover, steady-state decision unit 14, for each period of the phase signal, which is the minimum value beta 1 of the values of the phase signal beta in the generation timing of the received impulse signal and outputs the data communication unit 15 as a slot signal.

なお、最小値βをスロット信号として出力するようにしたのは、上述したように、α=0としていることと関係しており、αの値の選定によっては、スロット信号に適用するβの値は変化する。 Note that the output of the minimum value β 1 as a slot signal is related to α = 0 as described above. Depending on the selection of the value of α, the β value applied to the slot signal may be The value changes.

当該ノード10は、他のノードから受信したデータを中継して送信する機能と、自己を送信元とするデータ送信機能とを有している。   The node 10 has a function of relaying and transmitting data received from other nodes, and a data transmission function using itself as a transmission source.

当該ノードが他ノードから受信したデータを中継して送信する機能を実行する場合、データ通信手段15は、他ノードからのデータ信号(入力データ信号)を受信し、出力データ信号として送信するものである。   When the node performs a function of relaying and transmitting data received from another node, the data communication means 15 receives a data signal (input data signal) from the other node and transmits it as an output data signal. is there.

また、当該ノードが自ノードを送信元としてデータ送信機能を実行する場合、センサ16は、例えば、音や振動の強度、化学物質の濃度、温度など、物理的又は化学的な環境情報を検知して観測データをデータ通信手段15に出力するものである。そして、データ通信手段15は、センサ16からの観測データを出力信号として他ノードに送信するものである。   In addition, when the node performs the data transmission function with its own node as the transmission source, the sensor 16 detects physical or chemical environmental information such as the intensity of sound or vibration, the concentration of the chemical substance, and the temperature. The observation data is output to the data communication means 15. And the data communication means 15 transmits the observation data from the sensor 16 to an other node as an output signal.

データ通信手段15は、出力データ信号の送信について、同調判定手段14からの同調判定信号が「定常状態」を示す場合には後述するタイムスロット(システムなどが割り当てた固定的な時間区間ではないが、「タイムスロット」という用語を用いる)で行ない、同調判定信号が「過渡状態」を示す場合には送信動作を停止している。なお、出力データ信号は、出力インパルス信号と同一周波数帯で送信周波数とするものであっても良い。   When the tuning determination signal from the tuning determination unit 14 indicates “steady state” for transmission of the output data signal, the data communication unit 15 is not a time slot described later (although it is not a fixed time interval assigned by the system or the like). , The term “time slot” is used), and the transmission operation is stopped when the tuning determination signal indicates “transient state”. Note that the output data signal may have a transmission frequency in the same frequency band as the output impulse signal.

また、データ通信手段15は、送受信部休止手段18からのデータ信号の送信及び受信を休止する旨の指示を受けて、所定の休止期間の間、データ信号の送信及び受信を休止するものである。   Further, the data communication means 15 suspends transmission and reception of data signals for a predetermined pause period in response to an instruction to pause transmission and reception of data signals from the transmission / reception unit suspension means 18. .

ここで、タイムスロットは、位相信号の位相θ(t)がδ≦θ(t)≦β−δである期間である。タイムスロットの開始点(そのときの位相信号の値をδとする)は、出力インパルス信号の送信が終了したタイミングであり、タイムスロットの終了点(そのときの位相信号の値をβ−δとする)は、位相信号の周期毎の最初の受信インパルス信号のタイミングより多少のオフセット分δだけ前のタイミングとしている。δやδは、当該ノード10の近傍の無線空間で、インパルス信号(送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む)と、データ信号(送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む)とが同時に存在しないことを補償するためのごく短い時間に対応する位相幅である。δ1及びδ2は、例えば、ノード10の設置状況下で実験的に決定することができる。 Here, the time slot is a period in which the phase θ i (t) of the phase signal is δ 1 ≦ θ i (t) ≦ β 1 −δ 2 . The start point of the time slot (the value of the phase signal at that time is δ 1 ) is the timing at which the transmission of the output impulse signal is completed, and the end point of the time slot (the value of the phase signal at that time is β 1 − (δ 2 ) is a timing that is slightly offset by δ 2 before the timing of the first received impulse signal for each period of the phase signal. δ 1 and δ 2 are an impulse signal (including both the case where the transmission source is the own node and the case of the other node) and the data signal (when the transmission source is the own node) in the wireless space near the node 10. Phase width corresponding to a very short time to compensate for the absence of both at the same time. For example, δ1 and δ2 can be determined experimentally under the installation state of the node 10.

トラヒック決定手段17は、インパル信号受信手段11から受け取った受信インパルス信号、又はセンサ16から受け取った観測データに基づいて、ネットワーク上にトラヒックが発生したことを判断するものであり、その判断結果に応じて、少なくとも「トラヒックの有無」を識別する識別情報をインパルス信号に付加し、そのインパルス信号を送受信部休止手段18に与えるものである。   The traffic determining means 17 determines that traffic has occurred on the network based on the received impulse signal received from the impulse signal receiving means 11 or the observation data received from the sensor 16, and according to the determination result. Thus, at least identification information for identifying “the presence or absence of traffic” is added to the impulse signal, and the impulse signal is given to the transmission / reception unit pause means 18.

ここで、トラヒック決定手段17は、センサ16から観測データを受け取ったときには、自ノード10がトラヒックの発生源となるノードであるものと判断し、インパルス信号受信手段11から受信インパルス信号を受け取ったときには、他ノードがトラヒックの発生源であると判断する。   Here, when the traffic determination means 17 receives the observation data from the sensor 16, it determines that the own node 10 is a node that is a traffic generation source, and receives the reception impulse signal from the impulse signal reception means 11. It is determined that the other node is a traffic generation source.

自ノード10がトラヒックの発生源である(すなわちセンサデータの発信元として機能する)場合、トラヒック決定手段17は、発信元となるため「トラヒックあり」とする識別情報と、自ノードXからシンクノードまでのホップ数Nhop(X)を示す情報とを、インパルス信号に付加するものである。   When the own node 10 is a traffic generation source (that is, functions as a source of sensor data), the traffic determining means 17 becomes identification information indicating that “there is traffic” since it becomes the source, and the own node X to the sink node The information indicating the number of hops Nhop (X) up to is added to the impulse signal.

ここで、各ノードには、「自ノードから目標ノードまでデータ信号を到達させるのに要するコスト」がコスト記憶手段17aに予め設定されており、第1の実施形態では、この「自ノードから目標ノードまでデータ信号を到達させるのに要するコスト」として、自ノードからシンクノードまでのホップ数Nhop(X)として説明する。   Here, in each node, the “cost required to reach the data signal from the own node to the target node” is preset in the cost storage means 17a. In the first embodiment, this “from the own node to the target node” is set. The “cost required to reach the data signal to the node” will be described as the number of hops Nhop (X) from the own node to the sink node.

この自ノードからシンクノードまでのホップ数Nhop(X)の設定方法は、種々の方法を適用することができるが、例えば、シンクノードがインパルス信号又はインパルス信号と同等の信号(インパルス信号等という)を発信し、インパルス信号等をノード間でマルチホップ転送する。そして、各ノードが、転送回数をカウントし、各ノードに到達するまでのホップ数を観測し、各ノードで観測したホップ数が最小値となるものを、自ノードからシンクノードまでのホップ数Nhop(X)として設定する。   Various methods can be applied as a method for setting the number of hops Nhop (X) from the own node to the sink node. For example, the sink node is an impulse signal or a signal equivalent to an impulse signal (referred to as an impulse signal or the like). And impulse signals and the like are transferred between nodes in a multi-hop manner. Then, each node counts the number of transfers, observes the number of hops until it reaches each node, and determines the number of hops from its own node to the sink node that is the minimum number of hops observed at each node. Set as (X).

また、他ノードがトラヒック発信源である場合、トラヒック決定手段17は、インパルス信号受信手段11からの受信インパルス信号に付加されている「トラヒックの有無」の識別情報と、発信元ノードXからシンクノードまでのホップ数Nhop(X)を示す情報とに基づいて、自ノードにおけるトラヒックの有無を決定する(すなわち、自ノードがデータ信号の転送をする必要があるノードであるか否かを決定する)と共に、出力インパルス信号として出力するインパルス信号に付加するトラフィックの有無を決定するものである。   Further, when the other node is a traffic transmission source, the traffic determination unit 17 includes the identification information of “the presence / absence of traffic” added to the received impulse signal from the impulse signal reception unit 11 and the source node X to the sink node. Based on the information indicating the number of hops Nhop (X) up to, the presence / absence of traffic in the own node is determined (that is, whether the own node is a node that needs to transfer a data signal). At the same time, the presence or absence of traffic to be added to the impulse signal output as the output impulse signal is determined.

このトラフィック決定手段17による自ノードにおけるトラヒックの有無及びインパルス信号に付加するトラフィックの有無の決定方法の詳細については後述する。   Details of a method for determining the presence / absence of traffic in the own node and the presence / absence of traffic added to the impulse signal by the traffic determination means 17 will be described later.

なお、トラヒック決定手段17は、通信タイミング計算手段12から受け取った位相信号に基づく出力インパルス信号の発信周期を1周期とし、この1周期の期間内に受信した受信インパルス信号に基づいて判断するものとする。   The traffic determining means 17 determines that the transmission period of the output impulse signal based on the phase signal received from the communication timing calculating means 12 is one period, and makes a determination based on the received impulse signal received within the period of this one period. To do.

送受信部休止手段18は、トラヒック決定手段17から「自ノードにおけるトラヒックの有無」の決定結果を受け取ると共に、同調判定手段14から同調判定信号を受け取り、この「自ノードにおけるトラヒックの有無」の決定結果及び同調判定信号に基づいて、所定の条件を満たしているか否かを判断するものである。   The transmission / reception unit suspension unit 18 receives the determination result of “the presence / absence of traffic in its own node” from the traffic determination unit 17 and also receives the tuning determination signal from the tuning determination unit 14 and determines the determination result of “the presence / absence of traffic in its own node”. Based on the tuning determination signal, it is determined whether or not a predetermined condition is satisfied.

そして、所定の条件を満たしている状態が所定期間持続した場合、送受信部休止手段18は、活動状態から休止状態へ遷移することを示す情報をインパルス信号に付加してインパルス信号送信手段13に与える。   When the state satisfying the predetermined condition lasts for a predetermined period, the transmission / reception unit suspension unit 18 adds information indicating that the state transitions from the active state to the suspension state to the impulse signal and provides the impulse signal transmission unit 13 with the information. .

また、送受信部休止手段18は、インパルス信号送信手段13からインパルス信号の送信後、インパルス信号及びデータ信号の送信及び受信を休止する旨の指示を、インパルス信号受信手段11、インパルス信号送信手段13及びデータ通信手段12に対して行なうものである。   Further, the transmission / reception unit pause means 18 sends an instruction to pause the transmission and reception of the impulse signal and the data signal after transmission of the impulse signal from the impulse signal transmission means 13, the impulse signal reception means 11, the impulse signal transmission means 13, and This is performed for the data communication means 12.

(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態に係るノードにおける通信制御処理の動作を図面を参照しながら詳細に説明する。
(A-2) Operation of First Embodiment Next, the operation of the communication control process in the node according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

図2は、空間に配置されたノード集合により構成されるセンサネットワークの全体的なイメージを示す構成図である。図2において、丸い点はそれぞれノード(センサノード)を表し、ノードを取り囲む点線の円は、その円の中心に位置するノードが発信するインパルス信号の到達範囲(すなわち相互作用範囲)を表す。また、図2において、ノードAが、データ信号の発信元ノードであり、シンクノードSに向けてデータ信号を送信するものとし、ノードBがノードAからのデータ信号を転送するノードとする。   FIG. 2 is a configuration diagram showing an overall image of a sensor network configured by a set of nodes arranged in a space. In FIG. 2, each round point represents a node (sensor node), and a dotted circle surrounding the node represents an arrival range (that is, an interaction range) of an impulse signal transmitted from a node located at the center of the circle. In FIG. 2, node A is a data signal source node, which transmits a data signal toward sink node S, and node B is a node that transfers a data signal from node A.

以下では、説明の便宜上、トラヒック発生源のノードとしては、ノードA以外に存在しないものとして説明する。   In the following description, for convenience of explanation, it is assumed that there is no node other than the node A as a traffic generation source node.

まず、データ信号の発信元であり、トラヒック発生源であるノードAにおける動作について、図1及び図3を参照しながら説明する。   First, the operation of the node A, which is a data signal source and a traffic generation source, will be described with reference to FIGS.

ノードAにおいて、ノードAのセンサ16が環境情報を観測すると、その観測データを含むデータ信号を発信するための通信タイミングを規定する位相信号が形成され、その位相信号に基づく出力インパルス信号が出力される。   In the node A, when the sensor 16 of the node A observes the environmental information, a phase signal that defines a communication timing for transmitting a data signal including the observed data is formed, and an output impulse signal based on the phase signal is output. The

このとき、ノードAでは、図1及び図3に示すように、環境情報を観測したノードAのセンサ16から観測データがノードAのトラヒック決定手段17に与えられる(S11)。   At this time, in the node A, as shown in FIGS. 1 and 3, the observation data is given to the traffic determination means 17 of the node A from the sensor 16 of the node A that observed the environmental information (S11).

そして、観測データがノードAのトラヒック決定手段17に与えられると、トラヒック決定手段17は、トラヒックの識別情報として「トラヒックあり」を示す識別情報と自ノードAからシンクノードSまでのホップ数Hhop(A)とを、自ノードAが発信するインパルス信号に付加し(S12)、インパルス信号を送受信部休止手段18に与える。   When the observation data is given to the traffic determination means 17 of the node A, the traffic determination means 17 identifies the identification information indicating “there is traffic” as the traffic identification information and the number of hops Hhop from the own node A to the sink node S ( A) is added to the impulse signal transmitted by the node A (S12), and the impulse signal is given to the transmission / reception unit pause means 18.

送受信部休止手段18は、当該インパルス信号に「トラヒックあり」を示す識別情報が付加されているから、データ信号及びインパルス信号の送信及び受信動作を活動状態とし、トラヒック決定手段17から受け取ったインパルス信号をインパルス信号送信手段13に与え、出力インパルス信号として出力させる。   The transmission / reception unit pause unit 18 adds the identification information indicating “with traffic” to the impulse signal, so that the transmission and reception operations of the data signal and the impulse signal are activated, and the impulse signal received from the traffic determination unit 17 Is supplied to the impulse signal transmitting means 13 and output as an output impulse signal.

ここで、トラヒック発生源であるノードAは、トラヒックの発生が持続している期間、継続的に各インパルス信号に「トラヒックあり」を示す識別情報を付加して出力するが、トラヒックの発生が停止若しくは終了した場合には各インパルス信号に「トラヒックなし」を示す識別情報を付加して出力するようにする。   Here, the node A which is a traffic generation source continuously adds and outputs identification information indicating “there is traffic” to each impulse signal for a period during which the generation of the traffic continues, but the generation of the traffic stops. Alternatively, when the processing is completed, identification information indicating “no traffic” is added to each impulse signal and output.

次に、トラヒック発生源であるノードAが出力した出力インパル信号を受信したノードBの動作について図1、図4及び図5を参照して説明する。   Next, the operation of the node B that has received the output impulse signal output from the node A, which is a traffic generation source, will be described with reference to FIG. 1, FIG. 4, and FIG.

ノードBは、自ノードの相互作用範囲内に存在するすべての他ノードが出力するインパルス信号を受信する。また、ノードBは、自ノードが発信するインパルス信号の発信周期を1周期とする期間の間に受信したすべてのインパルス信号に付加された情報に基づいて、自ノードBにおけるトラヒックの有無及び出力インパル信号に付加するトラヒックの有無を決定する。   The node B receives the impulse signal output from all the other nodes existing within the interaction range of the own node. Further, the node B determines the presence / absence of traffic in the node B and the output impulse based on the information added to all the impulse signals received during the period in which the transmission period of the impulse signal transmitted by the node is one cycle. The presence or absence of traffic to be added to the signal is determined.

なお、以下では、説明の便宜上、ノードBは、ノードA以外の他ノードからは「トラヒックなし」を示す識別情報が付加されたインパルス信号を受信するものと仮定する。   In the following, for convenience of explanation, it is assumed that the node B receives an impulse signal to which identification information indicating “no traffic” is added from other nodes other than the node A.

まず、ノードBにおいて、他ノードから出力されたインパルス信号がインパルス信号受信手段により受信されると、受信インパルス信号がトラヒック決定手段17に与えられる(S21)。   First, when the impulse signal output from the other node is received by the impulse signal receiving means at the node B, the received impulse signal is given to the traffic determining means 17 (S21).

トラヒック決定手段17に受信インパルス信号が与えられると、トラヒック決定手段17は、受信インパルス信号に付加されているトラヒックの識別情報を抽出し(S22)、そのトラヒックの識別情報が「トラヒックあり」を示す識別情報であるか否かを判断する(S23)。   When the received impulse signal is given to the traffic determining means 17, the traffic determining means 17 extracts the traffic identification information added to the received impulse signal (S22), and the traffic identification information indicates “with traffic”. It is determined whether it is identification information (S23).

このとき、「トラヒックあり」を示す識別情報である場合、トラヒック決定手段17は、受信インパルス信号に付加されている「発信元ノードAからシンクノードSまでのホップ数Nhop(A)」を抽出し(S24)、この「発信元ノードAからシンクノードSまでのホップ数Nhop(A)」と「自ノードBからシンクノードSまでのホップ数Nhop(B)」とを比較する(S25)。   At this time, when the identification information indicates “with traffic”, the traffic determination unit 17 extracts “the number of hops Nhop (A) from the source node A to the sink node S” added to the received impulse signal. (S24) The “hop count Nhop (A) from the source node A to the sink node S” is compared with the “hop count Nhop (B) from the own node B to the sink node S” (S25).

そして、「Nhop(B)≦Nhop(A)」である場合、トラヒック決定手段17は、自ノードBはノードAからのデータ信号を転送する必要があるノードであると判断し、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を「トラヒックあり」と決定する(S26)。   When “Nhop (B) ≦ Nhop (A)”, the traffic determining unit 17 determines that the node B is a node that needs to transfer the data signal from the node A, The presence / absence of traffic is determined to be “with traffic” (S26).

一方、「Nhop(B)>Nhop(A)」である場合、トラヒック決定手段17は、自ノードBはノードAからのデータ信号を転送する必要がないノードであると判断し、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を「トラヒックなし」と決定する(S26)。   On the other hand, when “Nhop (B)> Nhop (A)”, the traffic determination unit 17 determines that the node B is a node that does not need to transfer the data signal from the node A, The presence / absence of traffic is determined to be “no traffic” (S26).

なお、S23において、受信した受信インパルス信号がすべて「トラヒックなし」を示す識別情報を付加するものである場合、トラヒック決定手段17は、自ノードBはノードAからのデータ信号を転送する必要がないノードであると判断し、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を「トラヒックなし」と決定する(S26)。   In S23, when all received received impulse signals are added with identification information indicating "no traffic", the traffic determining means 17 does not require the node B to transfer the data signal from the node A. It is determined that the node is a node, and “the presence / absence of traffic in the own node” is determined as “no traffic” (S26).

S26に示す「自ノードにおけるトラヒックの有無」の決定に係る処理は、上述したように、ノードBのインパルス信号の発信周期を1周期とする期間内に受信した受信インパルス信号に付加される情報に基づいて行なわれる。   As described above, the process related to the determination of “presence / absence of traffic in the own node” shown in S26 is performed on the information added to the received impulse signal received within the period in which the transmission period of the impulse signal of the node B is one period. Based on.

そして、例えば、受信した受信インパルス信号に「トラヒックあり」を示す識別情報が付加されたものを複数受信した場合(すなわち、ノードA以外の他ノードからも「トラヒックあり」を示す識別情報を付加したインパルス信号を受信した場合)、次のようにして、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を決定する。   For example, when a plurality of received impulse signals to which identification information indicating “with traffic” is added are received (that is, identification information indicating “with traffic” is added from other nodes than node A). When an impulse signal is received), “the presence / absence of traffic in the own node” is determined as follows.

この場合、1周期間内に受信した「トラヒックあり」を示す識別情報が付加された複数のインパルス信号のうち、いずれか1個でも「Nhop(B)≦Nhop(A)」を満足するインパルス信号があるとき、トラヒック決定手段17は、自ノードBはノードAからのデータ信号を転送する必要があるノードであると判断し、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を「トラヒックあり」と決定する。   In this case, an impulse signal satisfying “Nhop (B) ≦ Nhop (A)” at least one of a plurality of impulse signals to which identification information indicating “with traffic” is added within one period. When there is a traffic, the traffic determining means 17 determines that the own node B is a node that needs to transfer the data signal from the node A, and determines “the presence / absence of traffic in the own node” as “with traffic”.

一方、1周期間内に受信した「トラヒックあり」を示す識別情報が付加された複数のインパルス信号のうち、すべて「Nhop(B)>Nhop(A)」を満足するインパルス信号であるとき、トラヒック決定手段17は、自ノードBはノードAからのデータ信号を転送する必要がないノードであると判断し、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を「トラヒックなし」と決定する。   On the other hand, when the impulse signals satisfying “Nhop (B)> Nhop (A)” among the plurality of impulse signals to which identification information indicating “with traffic” is received within one period, The determining unit 17 determines that the own node B is a node that does not need to transfer the data signal from the node A, and determines that “the presence / absence of traffic in the own node” is “no traffic”.

S26において、「自ノードBにおけるトラヒックの有無」の決定を行なうと、続いて、トラヒック決定手段17は、ノードBが出力する「インパルス信号に付加するトラヒック識別情報の別」を決定する(S27)。   When the determination of “the presence / absence of traffic in its own node B” is made in S26, the traffic determination means 17 determines “the distinction of the traffic identification information added to the impulse signal” output by the node B (S27). .

このとき、1周期間内で受信した「トラヒックあり」を示す識別情報が付加されたインパルス信号のうち、いずれか1個でも「Nhop(B)<Nhop(A)」を満足するインパルス信号がある場合、トラヒック決定手段17は、「インパルス信号に付加するトラヒック識別情報」として「トラヒックあり」を示す識別情報を決定する。   At this time, any one of the impulse signals added with the identification information indicating “with traffic” received within one period satisfies “Nhop (B) <Nhop (A)”. In this case, the traffic determining unit 17 determines identification information indicating “with traffic” as “traffic identification information to be added to the impulse signal”.

一方、1周期間内で受信した「トラヒックあり」を示す識別情報が付加されたインパルス信号のうち、すべて「Nhop(B)≧Nhop(A)」を満足するインパルス信号である場合、トラヒック決定手段17は、「インパルス信号に付加するトラヒック識別情報」として「トラヒックなし」を示す識別情報を決定する。   On the other hand, when all of the impulse signals to which the identification information indicating “with traffic” is received within one period are all satisfying “Nhop (B) ≧ Nhop (A)”, the traffic determining means 17 determines identification information indicating “no traffic” as “traffic identification information to be added to the impulse signal”.

ここで、「自ノードにおけるトラヒックの有無」を決定する場合と「インパルス信号に付加するトラヒック識別情報の別」を決定する場合とで、「Nhop(B)=Nhop(A)」のときの取り扱いが異なる点に注意されたい。   Here, when "Nhop (B) = Nhop (A)" is determined when "the presence / absence of traffic in the own node" is determined and when "different traffic identification information added to the impulse signal" is determined. Please note that is different.

このような違いを設ける理由は、「自ノードから目標ノードまで信号を到達させるのに要するコスト」が等しいノード間で「トラヒックあり」の情報が次々に転送されていき、その影響がトラヒック発生源のノードAとシンクノードS(目標ノード)との間以外の空間領域に存在するノードにも及ぶことを阻止するためである。すなわち、空間的に適切な範囲に位置するノードだけが活動状態を維持し、それ以外のノードは休止状態になる形態を構成させるためである。   The reason for providing such a difference is that information on “with traffic” is transferred one after another between nodes having the same “cost required to reach the signal from the local node to the target node”, and the influence is caused by the source of traffic. This is to prevent a node existing in a spatial region other than between the node A and the sink node S (target node). That is, only nodes located in a spatially appropriate range maintain an active state, and other nodes are configured to be in a dormant state.

このようにして、ノードBのトラヒック決定手段17は、「トラヒックの有無を示す識別情報」と「自ノードからシンクノードまでのホップ数Nhop(B)」とをインパルス信号に付加して発信する。   In this way, the traffic determining means 17 of the node B adds the “identification information indicating the presence / absence of traffic” and the “hop count Nhop (B) from the own node to the sink node” to the impulse signal for transmission.

ノードBから「トラヒックあり」を示す識別情報が付加されたインパルス信号を受信したノードYは、ノードBと同様の動作を実行し、その後の各ノードも次々と同様の動作を実行することにより、トラヒック発生源のノードAとシンクノードSとの間に、「トラヒックの有無」の決定結果が「トラヒックあり」であるとするノードのクラスタが形成される。   The node Y that has received the impulse signal to which the identification information indicating “with traffic” is added from the node B performs the same operation as the node B, and the subsequent nodes also perform the same operation one after another. Between the node A and the sink node S of the traffic generation source, a cluster of nodes whose determination result of “the presence / absence of traffic” is “with traffic” is formed.

続いて、あるノードの送受信休止手段18における動作について、図1及び図5を参照しながら詳細に説明する。   Next, the operation of the transmission / reception suspension unit 18 of a certain node will be described in detail with reference to FIGS.

あるノードの送受信部休止手段18は、同調判定手段14からの同調判定信号及びトラヒック決定手段17による「自ノードにおけるトラヒックの有無」の決定結果に基づいて、当該ノードにおけるデータ信号とインパルス信号の送信及び受信動作を活動状態にするか又は休止状態にするかを判断する。   Based on the tuning determination signal from the tuning determination unit 14 and the determination result of “the presence / absence of traffic in the own node” by the traffic determination unit 17, the transmission / reception unit suspension unit 18 of a certain node transmits the data signal and the impulse signal at the node. And determining whether the reception operation is to be activated or to be in a dormant state.

このとき、まず、送受信部休止手段18は、以下の条件A及び条件Bを共に満足する状態であるか否かを判定するし、条件A及び条件Bを共に満足する状態がMntr周期間持続したか否かを判断する(S31〜S33)。   At this time, first, the transmission / reception unit pause unit 18 determines whether or not both of the following conditions A and B are satisfied, and the state that satisfies both the conditions A and B continues for the Mntr period. It is judged (S31-S33).

(条件A) 同調判定手段14の判定結果が「定常状態」であること。すなわち、発信タイミングの相互調整が収束していること(S32)。   (Condition A) The determination result of the tuning determination means 14 is “steady state”. That is, the mutual adjustment of the transmission timing has converged (S32).

(条件B) トラヒック決定手段17による「自ノードにおけるトラヒックの有無」の決定結果が「トラヒックなし」であること(S33)。   (Condition B) The determination result of “the presence / absence of traffic in the own node” by the traffic determination means 17 is “no traffic” (S33).

そして、条件A及び条件Bを共に満足する状態がMntr周期間持続した場合、送受信部休止手段18は、休止状態に遷移することを示す情報をインパルス信号に付加して発信する(S34)。   When the state satisfying both the condition A and the condition B continues for the Mntr period, the transmission / reception unit pause unit 18 adds information indicating transition to the pause state to the impulse signal and transmits it (S34).

また、休止状態に遷移することを示す情報を付加したインパルス信号を発信した後、送受信部休止手段18は、Mslp周期間、インパルス信号とデータ信号の送信及び受信動作を停止するよう、インパルス信号受信手段11、インパルス信号送信手段13及びデータ通信手段15に対して指示する(S35)。   In addition, after transmitting an impulse signal to which information indicating a transition to the dormant state is transmitted, the transmission / reception unit pause unit 18 receives the impulse signal so as to stop transmission and reception of the impulse signal and the data signal during the Mslp period. Instruction is given to the means 11, the impulse signal transmitting means 13 and the data communication means 15 (S35).

そうすると、このMslp周期期間、インパルス信号受信手段11及びインパルス信号送信手段13はインパルス信号の送信及び受信を休止し、データ通信手段15はデータ信号の送信及び受信を休止することとなる。   Then, during this Mslp period, the impulse signal receiving means 11 and the impulse signal transmitting means 13 pause the transmission and reception of the impulse signal, and the data communication means 15 pauses the transmission and reception of the data signal.

ただし、上記のMntr周期間内に、他ノードから休止状態に遷移することを示す情報が付加されたインパルス信号を、一般に複数受信した場合は、その最も先行する受信タイミングを起点としたMslp周期経過後に活動状態に復帰する。上記のMntr及びMslpは、定数パラメータであり、実験的にその値を決定することができるものである。   However, when a plurality of impulse signals to which information indicating transition to a dormant state from other nodes is added are generally received within the above Mntr period, the Mslp period elapses starting from the earliest reception timing. It will return to activity later. The above Mntr and Mslp are constant parameters, and their values can be determined experimentally.

このようにして、休止状態に遷移したノードが休止状態から再度活動状態に復帰すると、当該ノードは、再度、上記条件A及び条件Bを満足するか否かの判定を開始し、以後、同様の動作を実行する。   In this way, when the node that has transitioned to the dormant state returns from the dormant state to the active state again, the node again starts to determine whether or not the above conditions A and B are satisfied. Perform the action.

ここで、第1の実施形態の通信タイミング計算手段12は、仮想的な位相モデルを用いる方法で位相信号を形成するものであり、特許文献5に記載の通信タイミング計算手段を適用するものである。通信タイミング計算手段12が計算する仮想的な位相モデルは、W周期(Wは定数パラメータ)動作すると消滅する形態をとる。   Here, the communication timing calculation means 12 of the first embodiment forms a phase signal by a method using a virtual phase model, and applies the communication timing calculation means described in Patent Document 5. . The virtual phase model calculated by the communication timing calculation means 12 takes a form that disappears when operating in the W cycle (W is a constant parameter).

この定数パラメータWの値の設定について説明する。例えば、自ノードが活動状態であっても、休止状態になる他ノードが存在すれば、自ノードは、その休止状態のノードから、Mslp周期間、インパルス信号を受信しない。また例えば、自ノードが休止状態の場合は、自ノードのインパルス信号の受信も休止しているから、他ノードからのインパルス信号をすべて受信できなくなる。   The setting of the value of the constant parameter W will be described. For example, even if the node is active, if there is another node that is in a dormant state, the node does not receive an impulse signal for the Mslp period from the node in the dormant state. Further, for example, when the own node is in a dormant state, the reception of the impulse signal of the own node is also stopped, so that it is impossible to receive all the impulse signals from other nodes.

したがって、通信タイミング計算手段12における定数パラメータWは、少なくとも「W>Mslp」を満足する値とする必要がある。   Therefore, the constant parameter W in the communication timing calculation unit 12 needs to be a value satisfying at least “W> Mslp”.

しかし、実際には、自ノードが活動状態から休止状態に遷移する場合など、他ノードのインパルス信号がMslp周期よりも、もっと長い期間受信できない状態が発生し得るため、一般に、定数パラメータWは「W>K×Mslp」を満足する値とすることが望ましい。ここで、Kは定数を表す。定数パラメータWの具体的な値は実験的に決定する。   However, in practice, the constant parameter W is generally set to “because a state in which the impulse signal of another node cannot be received for a longer period than the Mslp period, such as when the own node transitions from an active state to a dormant state. It is desirable that the value satisfies “W> K × Mslp”. Here, K represents a constant. The specific value of the constant parameter W is determined experimentally.

以上のように、センサネットワークを構成する各ノードが上述した動作を実行することにより、図2に示すノード集合においては、データ信号とインパルス信号との送信及び受信動作について活動状態とするノードと休止状態とするノードとを部分領域によって分かけた形態を形成することができる。   As described above, each node constituting the sensor network executes the above-described operation, so that in the node set shown in FIG. 2, the node that is active for the transmission and reception operations of the data signal and the impulse signal is suspended. It is possible to form a state in which nodes to be in a state are divided by partial regions.

すなわち、トラヒック発生源のノードAとシンクノードSとの間には、「トラヒックの有無」の決定結果が「トラヒックあり」であるノードのクラスタが形成されるため、この部分領域のノードは、ノードAでトラヒックが発生し続ける限り、活動状態を維持することになる。   That is, between the traffic generation source node A and the sink node S, a cluster of nodes whose determination result of “the presence / absence of traffic” is “with traffic” is formed. As long as A continues to generate traffic, it will remain active.

逆に、この部分領域以外のノードは、ノードA以外にトラヒックを発生するノードが存在しなければ、一旦、休止状態になり、Mslp周期後に、活動状態に復帰する。以後、同様の動作を繰り返す。   On the other hand, if there is no node that generates traffic other than node A, the nodes other than this partial area temporarily enter a dormant state and return to the active state after the Mslp period. Thereafter, the same operation is repeated.

以上のように、トラヒックの発生が時間的、空間的に局在している状況に対応した形で、データ信号の転送を行なう部分領域のノードが、必要な時間だけ活動状態になり、それ以外は休止状態となる形態が実現される。   As described above, in response to the situation where traffic is localized temporally and spatially, the nodes in the partial area where data signals are transferred become active only for the necessary time. A mode of entering a dormant state is realized.

第1の実施形態では、相互作用範囲内のノード間で通信タイミングの相互調整が達成された状態で、活動状態から休止状態に遷移するため、その後、活動状態に復帰した際に、通信タイミングを微調整するだけで、衝突の発生しないデータ通信を行なうことができるという特徴を有する。この通信タイミングの微調整は、ノード間でインパルス信号を送受信することにより達成される。したがって、活動状態に復帰した際に、トラヒックの発生が確認されると、比較的低遅延でシンクノードにデータを転送することが可能である。   In the first embodiment, since the mutual adjustment of the communication timing between the nodes within the interaction range is achieved, the transition from the active state to the dormant state is performed, and then the communication timing is changed when returning to the active state. It has a feature that data communication without collision can be performed only by fine adjustment. This fine adjustment of the communication timing is achieved by transmitting and receiving impulse signals between nodes. Therefore, when the occurrence of traffic is confirmed when returning to the active state, data can be transferred to the sink node with a relatively low delay.

また、トラヒックが発生し続ける限り、関係する部分領域のノードは活動状態を維持し、トラヒックの発生が一定期間停止すると休止状態になるため、トラヒックが時間的に不規則に発生する状況に対応して、ノードの省電力化を図ることが可能である。   In addition, as long as traffic continues to occur, the nodes in the related partial areas remain active, and when the generation of traffic stops for a certain period of time, the node enters a dormant state, which corresponds to a situation in which traffic occurs irregularly in time. Thus, it is possible to reduce the power consumption of the node.

(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態によれば、複数のノードがインパルス信号を送受信することによって自律分散的にタイムスロット割当の相互調整を行ラデータ通信方法において、トラヒック決定手段及び送受信部休止手段を新たに付加することにより、ネットワーク上にトラヒックが発生したか否かに応じて、各ノードが自律的に信号送受信部の休止制御を実行することができる。
(A-3) Effects of First Embodiment As described above, according to the first embodiment, mutual adjustment of time slot allocation is performed autonomously and distributedly by a plurality of nodes transmitting and receiving impulse signals. In the communication method, by newly adding traffic determining means and transmission / reception unit suspension means, each node autonomously executes suspension control of the signal transmission / reception unit depending on whether or not traffic has occurred on the network. Can do.

これにより、ネットワークにおけるトラヒックの発生が時間的、空間的に局在している状況に対応した形で、データ信号の転送を行なう必要がある部分領域のノードが、必要な時間だけ活動状態になり、それ以外は休止状態となる形態が実現される。したがって、第1の実施形態によれば、トラヒックが時間的に不規則に発生する状況に対応して、ノードの省電力化を図ることが可能である。   As a result, nodes in the partial area where data signals need to be transferred become active for the required time in a manner corresponding to the situation where traffic generation in the network is localized in time and space. Other than that, the form which becomes a dormant state is realized. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to reduce the power consumption of the node in response to a situation where traffic occurs irregularly in time.

(B)他の実施形態
(B−1)本発明では、ノード間において送受信するインパルス信号の実現形態は、特定のタイミングを伝え合うことが可能であれば、特に制約はないことに注意されたい。インパルス信号の最も簡単な実現形態の例として、ガウス分布や矩形等の関数形状を有する単一パルスが挙げられる。しかし、インパルス信号は必ずしも単一パルスである必要はなく、複数のパルスを用いて一つの意味を成すインパルス信号を構成する形態であっても構わない。例えば、特定のビットパターンに対応するパルス列を一つのインパルス信号として扱う形態である。こうした形態は、多くのノイズが存在する環境において単一パルスでは信号識別が困難な場合に有効である。本発明の実施形態で説明したインパルス信号の示す意味は、特定のタイミングを示す信号ということを概念的に表すものであり、その実現形態は種々の形態が存在する。
(B) Other Embodiments (B-1) In the present invention, it should be noted that the implementation form of the impulse signal transmitted / received between the nodes is not particularly limited as long as a specific timing can be transmitted. . An example of the simplest implementation of an impulse signal is a single pulse having a function shape such as a Gaussian distribution or a rectangle. However, the impulse signal does not necessarily have to be a single pulse, and a form in which an impulse signal having one meaning is formed using a plurality of pulses may be used. For example, a pulse train corresponding to a specific bit pattern is handled as one impulse signal. Such a form is effective when it is difficult to identify a signal with a single pulse in an environment where a lot of noise exists. The meaning of the impulse signal described in the embodiment of the present invention conceptually represents a signal indicating a specific timing, and there are various forms of its implementation.

(B−2)上記のインパルス信号(特定のタイミングを示す信号)にノード識別番号というある種のデータを付加した信号をインパルス信号として適用してもよい。特定のタイミングを示す信号にある種のデータを付加した信号も、その実現形態は、種々の形態が存在することに注意されたい。 (B-2) A signal obtained by adding a certain type of data called a node identification number to the impulse signal (a signal indicating a specific timing) may be applied as the impulse signal. It should be noted that there are various forms of realizing a signal obtained by adding certain data to a signal indicating a specific timing.

また、通信タイミング計算手段12は、種々の方式により位相信号を形成するものを適用することができる。   Moreover, the communication timing calculation means 12 can apply what forms a phase signal by various systems.

(B−3)第1の実施形態では、空間に分散配置された多数のノードが、相互に無線でデータをやり取りするシステムを想定して説明した。しかし、本発明の利用形態は、無線通信を行なうシステムに限定されない。空間に分散配置された多数のノードが、相互に有線でデータをやり取りするシステムに適用することも可能である。例えば、イーサーネット(登録商標)などのように有線接続されたLANシステムに適用することも可能である。また、同様に有線接続されたセンサやアクチュエータ、あるいはサーバなど、異なる種類のノードが混在するネットワークに適用することも可能である。無論、有線接続されたノードと、無線接続されたノードが混在するネットワークに適用することも可能である。 (B-3) The first embodiment has been described assuming a system in which a large number of nodes distributed in space exchange data with each other wirelessly. However, the usage form of the present invention is not limited to a system that performs wireless communication. It can also be applied to a system in which a large number of nodes distributed in space exchange data with each other by wire. For example, the present invention can be applied to a LAN system connected by wire such as Ethernet (registered trademark). Similarly, the present invention can be applied to a network in which different types of nodes are mixed, such as sensors, actuators, and servers connected in a wired manner. Of course, the present invention can be applied to a network in which nodes connected by wire and nodes connected wirelessly are mixed.

さらに、本発明は、インターネット上で、各ルータが相互に異なるタイミングでルーティングテーブルを交換するための通信プロトコルとして利用することができる。ここで、ルータとは、ネットワーク上を流れる情報の行き先を振り分ける(通信経路選択)機能を有する中継機器のことである。また、ルーティングテーブルとは、情報の行き先を振り分ける際に参照される通信経路選択規則である。効率的な通信を実現するためには、ネットワーク上における変更や局所的なトラフィックの変化等に応じて、逐次、ルーティングテーブルを更新する必要がある。このため、ネットワーク上に存在する多数のルータは、相互に一定の時間間隔でルーティングテーブルの交換を行っている。しかし、文献「Floyd,S.,and Jacobson,V.,“The Synchronization of Periodic Routing Messages”, IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.2 No.2, pp.122-136, April 1994.」に開示されるように、各ルータがそれぞれ独立にルーティングテーブルを発信しているにもかかわらず、ルータ相互の発信が次第に同期(衝突)する現象が発生することが分かっている。文献では、ルーティングテーブルの交換に用いられる通信プロトコルに対して、各ノードの処理周期にランダムな変動性を与えることによって、この問題に対処する方法を提案し、一定の効果が得られることを示している。しかし、上記文献に開示される方法は、基本的にランダム性のみに依存した方法であるため、その効果は十分ではない。   Furthermore, the present invention can be used as a communication protocol for exchanging routing tables at different timings on the Internet. Here, the router is a relay device having a function of distributing the destination of information flowing on the network (communication path selection). The routing table is a communication route selection rule that is referred to when allocating information destinations. In order to realize efficient communication, it is necessary to update the routing table sequentially according to changes on the network, local traffic changes, and the like. For this reason, a large number of routers existing on the network exchange routing tables with each other at regular time intervals. However, it is disclosed in the document “Floyd, S., and Jacobson, V.,“ The Synchronization of Periodic Routing Messages ”, IEEE / ACM Transactions on Networking, Vol.2 No.2, pp.122-136, April 1994.” As described above, it has been found that although each router transmits a routing table independently, a phenomenon occurs in which the routers gradually synchronize (collision). The literature proposes a method to deal with this problem by giving random variability to the processing cycle of each node for the communication protocol used for exchanging routing tables, and shows that a certain effect can be obtained. ing. However, since the method disclosed in the above document is basically a method that depends only on randomness, its effect is not sufficient.

それに対して、本発明を上記の問題に適用すると、近傍のルータ間において、ルーティングテーブルを発信するタイムスロットを自律的に相互調整することが可能である。従って、各ルータの発信は、相互に異なるタイミングとなり、上記文献に開示される方法に比べて高い効果を得ることができる。   On the other hand, when the present invention is applied to the above problem, it is possible to autonomously mutually adjust the time slots for transmitting the routing table between neighboring routers. Therefore, the transmissions of the routers have different timings, and a high effect can be obtained as compared with the method disclosed in the above document.

以上、説明したように、本発明は無線系、有線系を問わず、あらゆるネットワークに存在する発信データの衝突や同期の問題に適用可能であり、適応性と安定性を兼ね備えた効率的なデータ通信を実現する通信プロトコルとして利用することが可能である。   As described above, the present invention is applicable to the problem of collision and synchronization of outgoing data existing in any network regardless of wireless system or wired system, and is efficient data having both adaptability and stability. It can be used as a communication protocol for realizing communication.

(B−4)通信タイミング情報(実施形態での位相信号)の取得制御についてそのタイミング情報を通信にどのような利用するかは問われない。例えば、各ノードからのデータ信号の送信周波数が異なる場合であれば、タイムスロットを設定することなく通信を行なうようにしても良く、この場合であっても、データ通信の始期を通信タイミング情報から定めるようにすれば良い。 (B-4) As for acquisition control of communication timing information (phase signal in the embodiment), it does not matter how the timing information is used for communication. For example, if the transmission frequency of the data signal from each node is different, communication may be performed without setting a time slot. Even in this case, the start of data communication can be determined from the communication timing information. It should be determined.

(B−5)第1の実施形態で説明したノードが実現する機能は、ソフトウェアとして実現することができるものであるが、同様の動作を行なう回路構成をとることができれば、ハードウェアとしてノードが実装するものとしてもよい。 (B-5) The function realized by the node described in the first embodiment can be realized as software. However, if a circuit configuration that performs the same operation can be taken, the node can be used as hardware. It may be implemented.

第1の実施形態のノードの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the node of 1st Embodiment. 第1の実施形態のセンサネットワークの構成を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the structure of the sensor network of 1st Embodiment. 第1の実施形態のトラヒック発生源のノードのトラヒック決定手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the traffic determination means of the node of the traffic generation source of 1st Embodiment. 第1の実施形態の中継ノードのトラヒック決定手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the traffic determination means of the relay node of 1st Embodiment. 第1の実施形態のノードの送受信部休止手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the transmission / reception part pause | pause part of the node of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…ノード、11…インパルス信号受信手段、12…通信タイミング計算手段、13…インパルス信号送信手段、14…同調判定手段、15…データ通信手段、16…センサ、17…トラヒック決定手段、18…送受信部休止手段。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Node, 11 ... Impulse signal reception means, 12 ... Communication timing calculation means, 13 ... Impulse signal transmission means, 14 ... Tuning determination means, 15 ... Data communication means, 16 ... Sensor, 17 ... Traffic determination means, 18 ... Transmission / reception Club suspension means.

Claims (6)

通信システムを構成する複数のノードのうち、発信元ノードが目標ノード宛に発信したデータ信号を中継する中継ノードに搭載される通信制御装置において、
1又は複数の近傍ノードが送信した各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を受信する制御信号受信手段と、
上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に基づき、所定の時間発展規則に従って自ノードのデータ発信タイミングを決定する通信タイミング計算手段と、
上記各近傍ノードのデータ発信タイミングと上記自ノードのデータ発信タイミングとに基づいて、上記各近傍ノード及び自ノード間のデータ発信タイミングの相互調整状態を判定する同調判定手段と、
予め設定された自ノードから上記目標ノードまでにデータ信号を到達させるために要する到達コスト情報を記憶する到達コスト情報記憶手段と、
上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に含まれている各近傍ノードの到達コスト情報と上記自ノードの到達コスト情報に基づいて、自ノードがデータ信号の中継に寄与するノードであるか否かを判定するトラヒック判定手段と、
上記トラヒック判定手段による判定結果と上記同調判定手段による判定結果に基づいて、自ノードのデータ信号と制御信号との送信動作及び受信動作を休止状態にするか否かを決定する送受信休止状態決定手段と、
少なくとも自ノードの到達コスト情報及び上記トラヒック判定手段の判定結果を、自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付与する制御信号形成手段と、
上記制御信号形成手段により形成された上記自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を送信する制御信号送信手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
In a communication control device mounted on a relay node that relays a data signal transmitted from a source node to a target node among a plurality of nodes constituting a communication system,
Control signal receiving means for receiving a control signal indicating data transmission timing of each neighboring node transmitted by one or more neighboring nodes;
Communication timing calculation means for determining the data transmission timing of the own node according to a predetermined time development rule based on the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node,
Tuning determination means for determining a mutual adjustment state of the data transmission timing between each of the neighboring nodes and the own node based on the data transmission timing of each of the neighboring nodes and the data transmission timing of the own node;
Arrival cost information storage means for storing arrival cost information required to reach a data signal from the preset node to the target node;
Whether the own node contributes to relay of the data signal based on the arrival cost information of each neighboring node included in the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node and the arrival cost information of the own node Traffic determination means for determining whether or not,
Based on the determination result by the traffic determination means and the determination result by the tuning determination means, a transmission / reception sleep state determination means for determining whether or not the transmission operation and the reception operation of the data signal and the control signal of the own node are to be suspended. When,
Control signal forming means for providing at least the arrival cost information of the own node and the determination result of the traffic determination means to a control signal indicating the data transmission timing of the own node;
And a control signal transmitting means for transmitting a control signal indicating the data transmission timing of the own node formed by the control signal forming means.
上記トラヒック判定手段が、制御信号の送信周期期間内に受信した上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号のうち、いずれかの近傍ノードの到達コスト情報が自ノードの到達コスト情報以下である場合には、自ノードがデータ信号の中継に寄与するノードであることと判定し、いずれの近傍ノードの到達コスト情報が自ノードの到達コスト情報より大きい場合には、自ノードがデータ信号の中継には寄与しないノードであると判定することを特徴とする請求項2に記載の通信制御装置。   Among the control signals indicating the data transmission timing of each of the neighboring nodes received by the traffic determination means within the transmission period of the control signal, the arrival cost information of any neighboring node is less than or equal to the arrival cost information of the own node. In this case, it is determined that the own node is a node that contributes to the relay of the data signal. If the arrival cost information of any neighboring node is larger than the arrival cost information of the own node, the own node relays the data signal. The communication control apparatus according to claim 2, wherein the communication control apparatus determines that the node does not contribute to the node. 上記トラヒック判定手段が、制御信号の送信周期期間内に受信した上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号のうち、いずれかの近傍ノードの到達コスト情報が自ノードの到達コスト情報未満である場合には、トラヒックがあることを示す識別情報を自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付加させるようにし、いずれの近傍ノードの到達コスト情報が自ノードの到達コスト情報以上である場合には、トラヒックがないことを示す識別情報を自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付加させるようにすることを特徴とする請求項1又は2に記載の通信制御装置。   Among the control signals indicating the data transmission timing of each of the neighboring nodes received by the traffic determination means within the control signal transmission cycle period, the arrival cost information of any neighboring node is less than the arrival cost information of the own node. In this case, identification information indicating that there is traffic is added to the control signal indicating the data transmission timing of the own node, and when the arrival cost information of any neighboring node is equal to or higher than the arrival cost information of the own node 3. The communication control apparatus according to claim 1, wherein identification information indicating that there is no traffic is added to a control signal indicating data transmission timing of the own node. 上記送受信休止状態決定手段は、上記同調判定手段の判定結果が定常状態とするものであり、かつ、上記トラヒック判定手段の判定結果が自ノードがデータ信号の中継に寄与しないノードであるとするものであるとする状態が所定期間継続する場合、所定期間だけ休止状態にすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の通信制御装置。   The transmission / reception pause state determination means is such that the determination result of the tuning determination means is a steady state, and the determination result of the traffic determination means is a node whose own node does not contribute to relay of the data signal. The communication control device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the state of being continuous is continued for a predetermined period, the communication control apparatus is put into a dormant state for a predetermined period. 請求項1〜4のいずれかに記載の通信制御装置を有することを特徴とするノード。   A node comprising the communication control device according to claim 1. 通信システムを構成する複数のノードのうち、発信元ノードが目標ノード宛に発信したデータ信号を中継する中継ノードに搭載される通信制御装置による通信制御方法において、
予め設定された自ノードから上記目標ノードまでにデータ信号を到達させるために要する到達コスト情報を記憶する到達コスト情報記憶手段を備え、
制御信号受信手段が、1又は複数の近傍ノードが送信した各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を受信する制御信号受信工程と、
通信タイミング計算手段が、上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に基づき、所定の時間発展規則に従って自ノードのデータ発信タイミングを決定する通信タイミング計算工程と、
同調判定手段が、上記各近傍ノードのデータ発信タイミングと上記自ノードのデータ発信タイミングとに基づいて、上記各近傍ノード及び自ノード間のデータ発信タイミングの相互調整状態を判定する同調判定工程と、
トラヒック判定手段が、上記各近傍ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に含まれている各近傍ノードの到達コスト情報と上記自ノードの到達コスト情報に基づいて、自ノードがデータ信号の中継に寄与するノードであるか否かを判定するトラヒック判定工程と、
送受信休止状態決定手段が、上記トラヒック判定手段による判定結果と上記同調判定手段による判定結果に基づいて、自ノードのデータ信号と制御信号との送信動作及び受信動作を休止状態にするか否かを決定する送受信休止状態決定工程と、
制御信号形成手段が、少なくとも自ノードの到達コスト情報及び上記トラヒック判定手段の判定結果を、自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号に付与する制御信号形成工程と、
制御信号送信手段が、上記制御信号形成手段により形成された上記自ノードのデータ発信タイミングを示す制御信号を送信する制御信号送信工程と
を有することを特徴とする通信制御方法。

In a communication control method by a communication control device mounted on a relay node that relays a data signal transmitted from a source node to a target node among a plurality of nodes constituting a communication system,
An arrival cost information storage means for storing arrival cost information required to reach a data signal from the preset own node to the target node;
A control signal receiving step for receiving a control signal indicating a data transmission timing of each neighboring node transmitted by one or a plurality of neighboring nodes;
A communication timing calculation step in which the communication timing calculation means determines the data transmission timing of the own node according to a predetermined time development rule based on the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node;
Tuning determination means for determining a mutual adjustment state of the data transmission timing between each neighboring node and the own node based on the data transmission timing of each neighboring node and the data transmission timing of the own node;
The traffic determination means contributes to relaying the data signal based on the arrival cost information of each neighboring node and the arrival cost information of the own node included in the control signal indicating the data transmission timing of each neighboring node. A traffic determination step of determining whether or not the node is
Whether the transmission / reception pause state determining means sets the transmission operation and the reception operation of the data signal and the control signal of the own node based on the determination result by the traffic determination means and the determination result by the tuning determination means. A transmission / reception hibernation state determination step to determine;
A control signal forming step in which the control signal forming means gives at least the arrival cost information of the own node and the determination result of the traffic determining means to the control signal indicating the data transmission timing of the own node;
A control signal transmitting step comprising: a control signal transmitting step for transmitting a control signal indicating a data transmission timing of the own node formed by the control signal forming unit.

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