JP4539687B2 - 通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システム - Google Patents
通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システム Download PDFInfo
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Description
以下、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システムの第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(A−1−1)無線通信ネットワークの構成
第1の実施形態の無線通信ネットワークは、多数のノードAを有して構成されるものである。
図2は、各ノードAの内部構成を示す内部構成図である。図2において、各ノードAは、通信タイミング計算手段1、タイミング制御信号受信手段2、タイミング制御信号送信手段3、同調判定手段4、データ通信手段5、センサ6、を少なくとも有して構成される。
次に、第1の実施形態の通信タイミング計算手段1Aの詳細な構成を図面を参照しながら説明する。
次に、第1の実施形態の自ノードにおけるタイミング制御信号の送信タイミングを計算する処理の動作について説明する。
以上のように、第1の実施形態によれば、所要位相差の設定において、1.各時点におけるキュー長の監視、2.キュー長の変化に基づく所要位相差の決定、3.所要位相差の更新に基づく位相応答関数の再構成、を行なうことによって、タイミング制御信号以外に特別な制御信号のやり取りをせずに、自身のキュー長の変化のみで所要位相差を決定し、適切な送信区間を持った通信タイミングパタンを形成することが可能となる。
次に、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システムの第2の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図5は、第2の実施形態の通信タイミング計算手段1Bの内部構成を示す構成図である。
ここで、送信時間監視手段16による送信可能区間利用率の算出方法について説明する。所要位相差がφcであり、1周期がT[s]である場合、(φc/2π)T[s]の区間が1周期での最大送信可能時間(Txtime-max)となる。そこで、送信可能区間利用率をTxRATEとすると、送信時間監視手段16は、式(1)に従って、送信可能区間利用率TxRATEを算出する。
所要位相差決定手段17は、送信時間監視手段16から送信可能区間利用率TxRATEを受け取り、この送信可能区間利用率TxRATEに基づいて、所要位相差φcを決定するものである。
次に、第2の実施形態の自ノードにおけるタイミング制御信号の送信タイミングを計算する処理の動作について説明する。
以上のように、第2の実施形態によれば、所要位相差の設定において、(1)送信時間の監視から送信可能区間利用率の算出、(2)送信可能区間利用率に基づく所要位相差の決定、(3)所要位相差の更新に基づく位相応答関数の再構成、を行なうことによって、タイミング制御信号以外に特別なやり取りをせずに、送信可能区間利用率に基づいて所要位相差φcを決定し、適切な送信区間を持った通信タイミングパタンを形成することが可能となる。
次に、本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、通信タイミング制御プログラム、ノード及び通信システムの第3の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図6は、第3の実施形態の通信タイミング計算手段1Cの内部構成を示す構成図である。
次に、第3の実施形態の自ノードにおけるタイミング制御信号の送信タイミングを計算する処理の動作について説明する。
図7は、第2の実施形態で説明した通信タイミング計算手段の構成に、第3の実施形態で説明した収束判定手段19を設けた場合の構成図である。
以上のように、第3の実施形態によれば、第1の実施形態のノード構成に収束判定手段を設けることにより、収束状態である場合にのみ、所要位相差の更新を行なうことが可能となる。これによって、タイミング形成の制御過程で所要位相差φcの更新過程が同時に進むのではなく、タイミング制御収束後に所要位相差を更新し、再びタイミング制御を行なうように動作を切り分けることが可能となり収束速度が向上する。
第1の実施形態ではキュー監視手段を備える場合を説明し、第2の実施形態では送信時間監視手段を備える場合を説明した。これらの変形実施形態として、キュー監視手段と送信時間監視手段とを共に備える構成としてもよい。
Claims (8)
- 通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに搭載され、自ノードと他ノードのデータ発信タイミングを表す位相を時間的に変化させる、予め定められた時間発展規則で変化させた自ノードの位相値が所定値になるタイミングを自ノードからのデータ発信のタイミングとして決定する通信タイミング計算手段を備えた通信タイミング制御装置において、
上記通信タイミング計算手段が、
他ノードのデータ発信タイミングを表す位相が反映されたタイミング制御信号の受信に基づき、位相応答特性を示す位相応答関数を有する上記時間発展規則に従って、自ノードの位相状態を変化させる位相応答算出部と、
自ノードのデータ信号の送信状況に基づき、自ノードが要求する送信期間に対応する所要位相差を決定する所要位相差決定部と、
他ノードからの上記タイミング制御信号に含まれる他ノードの所要位相差と、自ノードの位相値と他ノードの位相値との差を示す他ノードとの位相差とを管理する他ノード状態管理部と、
上記他ノード状態管理部からの上記他ノードとの位相差に基づき、自ノードよりも後に送信する他ノードとの位相差を自ノードの所要位相差だけ離し、自ノードよりも先に送信する他ノードとの位相差を上記他ノードの所要位相差だけ離した位相差を形成する上記位相応答関数に調整する位相応答関数調整部と、
を備え、
上記位相応答算出部が、上記位相応答関数調整部により調整された上記位相応答関数を用いた上記時間発展規則に従って位相の状態を変化させて、自ノードの位相を決定するものである
ことを特徴とする通信タイミング制御装置。 - 上記他ノード状態管理部から上記他ノードとの位相差を受け取り、所定期間に亘って上記他ノードとの位相差が収束状態であるか否かを判定する収束判定部を更に備え、
上記所要位相差決定部は、上記収束判定部により収束状態であると判定された場合のみ、自ノードの所要位相差を決定するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の通信タイミング制御装置。 - 上記所要位相差決定部が、
上記タイミング制御信号送信前及び送信可能期間終了時の送信キューのキュー長を監視するキュー監視部を有し、
上記キュー監視部からの上記タイミング制御信号送信前及び送信可能期間終了時の送信キューのキュー長の変化に応じて、自ノードの所要位相差を決定するものである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信タイミング制御装置。 - 上記所要位相差決定部が、
通信周期内における上記データ信号の送信期間に基づく送信可能区間利用率を求める送信時間監視部を有し、
上記所要位相差決定部が、上記送信時間監視部からの上記送信可能区間利用率に応じて、自ノードの所要位相差を決定するものである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の通信タイミング制御装置。 - 通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに搭載され、自ノードと他ノードのデータ発信タイミングを表す位相を時間的に変化させる、予め定められた時間発展規則で変化させた自ノードの位相値が所定値になるタイミングを自ノードからのデータ発信のタイミングとして決定する通信タイミング計算手段を備えた通信タイミング制御装置の通信タイミング方法において、
上記通信タイミング計算手段が、位相応答算出部、所要位相差決定部、他ノード状態管理部、位相応答関数調整部を備え、
上記位相応答算出部が、他ノードのデータ発信タイミングを表す位相が反映されたタイミング制御信号の受信に基づき、位相応答特性を示す位相応答関数を有する上記時間発展規則に従って、自ノードの位相状態を変化させる位相応答算出工程と、
上記所要位相差決定部が、自ノードのデータ信号の送信状況に基づき、自ノードが要求する送信期間に対応する所要位相差を決定する所要位相差決定工程と、
上記他ノード状態管理部が、他ノードからの上記タイミング制御信号に含まれる他ノードの所要位相差と、自ノードの位相値と他ノードの位相値との差を示す他ノードとの位相差とを管理する他ノード状態管理工程と、
上記位相応答関数調整部が、上記他ノード状態管理部からの上記他ノードとの位相差に基づき、自ノードよりも後に送信する他ノードとの位相差を自ノードの所要位相差だけ離し、自ノードよりも先に送信する他ノードとの位相差を上記他ノードの所要位相差だけ離した位相差を形成する上記位相応答関数に調整する位相応答関数調整工程と、
を有し、
上記位相応答算出部が、上記位相応答関数調整部により調整された上記位相応答関数を用いた上記時間発展規則に従って位相の状態を変化させて、自ノードの位相を決定することを特徴とする通信タイミング制御方法。 - 通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに搭載され、自ノードと他ノードのデータ発信タイミングを表す位相を時間的に変化させる、予め定められた時間発展規則で変化させた自ノードの位相値が所定値になるタイミングを自ノードからのデータ発信のタイミングとして決定する通信タイミング計算手段を備えた通信タイミング制御装置の通信タイミング制御プログラムにおいて、
他ノードのデータ発信タイミングを表す位相が反映されたタイミング制御信号を受信し、他ノードからの上記タイミング制御信号に含まれる他ノードの所要位相差と、自ノードの位相値と他ノードの位相値との差を示す他ノードとの位相差とを管理する他ノード状態管理部を備えるコンピュータを、
他ノードからの上記タイミング制御信号の受信に基づき、位相応答特性を示す位相応答関数を有する上記時間発展規則に従って、自ノードの位相状態を変化させる位相応答算出部、
自ノードのデータ信号の送信状況に基づき、自ノードが要求する送信期間に対応する所要位相差を決定する所要位相差決定部、
上記他ノード状態管理部からの上記他ノードとの位相差に基づき、自ノードよりも後に送信する他ノードとの位相差を自ノードの所要位相差だけ離し、自ノードよりも先に送信する他ノードとの位相差を上記他ノードの所要位相差だけ離した位相差を形成する上記位相応答関数に調整する位相応答関数調整部、
として機能させ、
上記位相応答算出部が、上記位相応答関数調整部により調整された上記位相応答関数を用いた上記時間発展規則に従って位相の状態を変化させて、自ノードの位相を決定する
ことを特徴とする通信タイミング制御プログラム。 - 通信システムを構成するノードが、請求項1〜4のいずれかに記載の通信タイミング制御装置を備えることを特徴とするノード。
- 請求項7に記載のノードを複数有して構成されることを特徴とする通信システム。
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