JP4863069B2 - データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム - Google Patents
データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4863069B2 JP4863069B2 JP2006279760A JP2006279760A JP4863069B2 JP 4863069 B2 JP4863069 B2 JP 4863069B2 JP 2006279760 A JP2006279760 A JP 2006279760A JP 2006279760 A JP2006279760 A JP 2006279760A JP 4863069 B2 JP4863069 B2 JP 4863069B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- data transmission
- reception
- node
- event
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Communication Control (AREA)
Description
かかるシステム全体の可用時間の長期化に対する問題点として、アイドルリスニングと衝突による再送が挙げられる。
以下に、PS方式について詳しく説明する。PS方式では、セットアップステップと転送ステップの二つのフェイズが存在する。
図1に、ソースノードが基地局へデータをマルチホップさせる場合に、各ノードが保持しているリストの様子を示す。このリストの各要素の左側のアルファベット(T,R)は送信(T)または受信(R)を示し、また右側の記号は通信開始時刻を示している。例えば、リストの要素にT,tT0とある場合、データの収集開始時刻からtT0秒後に送信(Transmit)するということを意味している。
第1の問題は、PS方式のシステムは精度の高い時刻同期を行う必要があるという実装上の問題で、仮に外界からの干渉や同期のずれによってデータ送信に失敗した場合、他のデータ送信と衝突する可能性があるというものである。
前記セットアップステップが、RF回路をON状態にするステップと、自ノードのデータ送受信および周辺の他ノードのデータ送受信に関して、正常に通信が行われた場合に各データ送受信のイベントを時系列リストとして記憶するステップと、前記時系列リストに同一の送信元ノードと送信先ノードのイベントが存在した場合に、前記時系列リストから該イベントを削除し、前記時系列リストの最後にイベントとして記憶するステップとを備え、
前記転送ステップが、データ収集開始時にRF回路をOFF状態にするステップと、前記時系列リストに基づいて、データ受信のイベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ受信を行い、受信完了後すぐにRF回路をOFFにするステップと、前記時系列リストの最後に記憶されているデータ送信のイベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ集約してデータ送信を行い、送信完了後すぐにRF回路をOFFにするステップとを備える構成されたことを特徴とするデータ送信スケジューリング方法である。
RTS/CTS交換するメディアアクセス制御方式であれば、例えばIEEE802.11準拠のネットワークなど様々なネットワークシステムに対して、本発明のデータ送信スケジューリング方式が適用できる。
ヘッダ集約して1回データ送信を行うことで、低消費電力化を図り、システムの可用時間の向上を図るのである。
なお、本発明のデータ送信スケジューリング方法の転送ステップにおけるデータ集約は、何らかの圧縮アルゴリズムを適用してデータ集約することも可能である。
本発明のデータ送信スケジューリング方法では、送信エラー時に再送するため、時系列リストにあるデータ受信イベント全てが完了していない場合においても、一定時間待機してデータ送信することにしたものである。
RF回路と、前記RF回路のON/OFF制御手段と、データ送受信のイベントを記憶する手段と、受信データをデータ集約して送信する手段とを備え、
前記データ送受信のイベントを記憶する手段は、自ノードのデータ送受信および周辺の他ノードのデータ送受信に関して、正常に通信が行われた場合に各データ送受信のイベントを時系列リストとして記憶し、
前記時系列リストに同一の送信元ノードと送信先ノードのイベントが存在した場合に、前記時系列リストから該イベントを削除し、前記時系列リストの最後にイベントとして記憶するものであり、
前記RF回路のON/OFF制御手段は、
前記時系列リストに基づいてデータ受信イベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ受信完了後すぐにRF回路をOFFにし、また、
前記時系列リストに基づいてデータ送信イベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ送信完了後すぐにRF回路をOFFにするものであることを特徴とするセンサネットワークシステムである。
エラーとなった送信データを再送でき、イベントの遅れやイベント発生間隔の変化に柔軟に対応できるからである。
本発明のデータ送信スケジューリング方法では、例えば、Directed Diffusion を簡略化したTiny Diffusionに沿ってデータを収集する。Tiny Diffusionは、interestと呼ばれるパケットをネットワーク全体にフラッディングし、各ノードはinterestパケットに対応したデータを基地局に向けて送信する。
なお、経路決定方法については、基地局への経路(各センサノードから見れば次ホップ)が決定できるものであればよく、経路決定アルゴリズムを自由に選定し本発明のデータ送信スケジューリング方法に用いることが可能である。本発明のデータ送信スケジューリング方法は、特にTiny Diffusionに限定されるものではない。その実施例としてTiny Diffusionを適用するものである。
以下に本発明のデータ送信スケジューリング方法での手順を説明する。
ここで、interestパケットは基地局から送信ノードまでの最小ホップ数の情報を有する。1つ目のinterestパケットを受信したノードは、自身のホップ数情報をinterestパケットのホップ数+1の値に更新し、周辺ノードへフォワードする。そして2つ目以降のinterestパケットを受信したノードは、自分の記憶しているホップ数がinterestパケットのホップ数+1よりも大きい場合、自身のホップ数を更新し周辺ノードへフォワードする。このとき、受信ノードは最小ホップのinterestパケットを送信したノードのアドレスを記憶しておく。また最小のホップ数が更新されない場合は、そのinterestパケットはフォワードされない。
ここで自ノードより基地局に近いノードとは、先ほど記憶した最小ホップで届いたinterestパケットの送信ノード中で一番早くinterestパケットの届いたノードとする。また自ノードより基地局から遠くにあるノードからのデータを中継する場合にも、自分のセンシングしたデータの送信先と同じノードへ送る。
そこで本発明のデータ送信スケジューリング方法は、帯域を確保するために、従来のLPL方式にRTS/CTS交換の機能を加えたものを用いている。RTS/CTSを受信した周辺ノードは、RTS/CTSに含まれている時間分だけスリープ状態となる。これによりオーバーヒアリングの問題を回避することができ、消費電力も削減される。図3にLPL方式にRTS/CTS交換機能を加えた場合のデータ送受信の動作タイミングチャーチを示す。
先ず、図4の左上に示される1番ノードから図4の右の3番ノードに対して、データが送信される。これにより1番ノードの時系列リストには、「S−1−3−tT0」(1番ノードが3番ノードに対しデータ収集開始からtT0秒後にデータ送信したこと)が記憶される。これと同時に、3番ノードの時系列リストには、「E−1−3−tR0」(3番ノードが1番ノードからtR0秒後にデータ受信したこと)が記憶される。また、周辺ノードの2番ノードの時系列リストには、「C−1−3−tT0」(1番ノードが3番ノードに対しデータ収集開始からtT0秒後にデータ送信したというCTSパケットを受信したこと)が記憶される。
同様に、データ収集開始からtT1秒後、tT2秒後、tT3秒後、tT4秒後と、RTS/CTSパケットのやりとり、若しくはデータ送受信が行われ、各ノードの時系列リストに記憶されている。セットアップステップでは、各ノードの時系列リストにおいて、同一の送信元ノードと送信先ノードのイベントが存在した場合は、時系列リストから該イベントを削除し、時系列リストの最後にイベントとして記憶するように編集する。
次に、転送ステップについて説明する。転送ステップでは、セットアップステップで構成された時系列リストに基づいて各ノードが送信する。まず時系列リストの先頭に自ノードの送信があるノードがデータ送信を行う。データ通信の際に、送受信ノードがRTS/CTS交換するので、RTS/CTSを受信した周辺ノードは自分のリストを更新する。 そして更新された時系列リストの次の要素が自ノードの送信である場合、受信したRTS/CTSによるスリープの後すぐに自データの送信準備(RTS/CTS交換)を開始する。
しかしセンサネットワークでは、実際のセンシングしたデータのサイズは小さく、ペイロードサイズとヘッダサイズはほとんど変わらないことが多いことが想定されるため、本発明のデータ送信スケジューリング方法は有用であるといえる。
Claims (7)
- 定期情報収集型アプリケーションに対応したセンサネットワークシステムにおける各センサノードのデータ送信スケジューリング方法であって、各センサノードが自ノードの送受信イベントに加えて周辺の他ノードの送受信イベントを学習するセットアップステップと、周囲の送受信イベントの進行をトレースし、自ノードの送信タイミングを決定し、データ集約してデータを送信する転送ステップからなり、
前記セットアップステップが、
RF回路をON状態にするステップと;
自ノードのデータ送受信および周辺の他ノードのデータ送受信に関して、正常に通信が行われた場合に各データ送受信のイベントを時系列リストとして記憶するステップと;
前記時系列リストに同一の送信元ノードと送信先ノードのイベントが存在した場合に、前記時系列リストから該イベントを削除し、前記時系列リストの最後にイベントとして記憶するステップと;
を備え、
前記転送ステップが、
データ収集開始時にRF回路をOFF状態にするステップと;
前記時系列リストに基づいて、データ受信のイベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ受信を行い、受信完了後すぐにRF回路をOFFにするステップと;
前記時系列リストの最後に記憶されているデータ送信のイベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ集約してデータ送信を行い、送信完了後すぐにRF回路をOFFにするステップと;
を備えたことを特徴とするデータ送信スケジューリング方法。 - 前記セットアップステップおよび転送ステップにおけるデータ送受信の前に、RTS(Request To Send)/CTS(Clear To Send)交換を用いて帯域を確保するステップを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載のデータ送信スケジューリング方法。
- 前記セットアップステップにおいて、各センサノードは、周期的にRF回路をON状態にするステップと、データ送信する際は周期長のプリアンブル信号データを送信するステップとを更に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ送信スケジューリング方法。
- 前記転送ステップにおけるデータ集約が、ヘッダ集約であることを特徴とする請求項1に記載のデータ送信スケジューリング方法。
- 前記転送ステップのデータ送信において、前記時系列リストに記憶されたデータ送信イベント時刻になっても時系列リストにあるデータ受信イベント全てが完了していない場合に、所定時間経過後にデータ集約してデータ送信することを特徴とする請求項1に記載のデータ送信スケジューリング方法。
- 定期情報収集型アプリケーションに対応したセンサネットワークシステムにおける各センサノードにおいて、
RF回路と、前記RF回路のON/OFF制御手段と、データ送受信のイベントを記憶する手段と、受信データをデータ集約して送信する手段とを備え、
前記データ送受信のイベントを記憶する手段は、自ノードのデータ送受信および周辺の他ノードのデータ送受信に関して、正常に通信が行われた場合に各データ送受信のイベントを時系列リストとして記憶し、
前記時系列リストに同一の送信元ノードと送信先ノードのイベントが存在した場合に、前記時系列リストから該イベントを削除し、前記時系列リストの最後にイベントとして記憶するものであり、
前記RF回路のON/OFF制御手段は、
前記時系列リストに基づいてデータ受信イベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ受信完了後すぐにRF回路をOFFにし、また、
前記時系列リストに基づいてデータ送信イベント時刻直前にRF回路をON状態にし、データ送信完了後すぐにRF回路をOFFにするものであることを特徴とするセンサネットワークシステム。 - RTS/CTS交換手段を更に備え、前記データ送受信の前に、RTS/CTS交換を用いて帯域を確保することを特徴とする請求項6に記載のセンサネットワークシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006279760A JP4863069B2 (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006279760A JP4863069B2 (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008099074A JP2008099074A (ja) | 2008-04-24 |
JP4863069B2 true JP4863069B2 (ja) | 2012-01-25 |
Family
ID=39381432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006279760A Expired - Fee Related JP4863069B2 (ja) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4863069B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5562124B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2014-07-30 | 三菱電機株式会社 | 通信装置及び通信方法及びプログラム |
JP5885242B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2016-03-15 | 日本電気通信システム株式会社 | センサノード、センサノード制御方法、及び、センサノード制御プログラム |
CN105723750B (zh) | 2013-11-15 | 2019-04-23 | 富士通株式会社 | 系统、通信节点、以及判断方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005217548A (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-11 | Nec Corp | 無線通信方法、無線通信システム、及び無線端末 |
JP2005348186A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Nec Engineering Ltd | 無線センサの起動方法 |
JP4419697B2 (ja) * | 2004-06-15 | 2010-02-24 | 日本電気株式会社 | パケット転送方法及び記録媒体 |
KR100800997B1 (ko) * | 2005-10-13 | 2008-02-11 | 삼성전자주식회사 | 통신 스케쥴링 장치 및 방법 |
-
2006
- 2006-10-13 JP JP2006279760A patent/JP4863069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008099074A (ja) | 2008-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2460385B1 (en) | Low latency mesh network | |
CN108235403B (zh) | 能量收集传感器网络、能量收集节点及方法 | |
Kredo II et al. | Medium access control in wireless sensor networks | |
Kim et al. | Optimal anycast technique for delay-sensitive energy-constrained asynchronous sensor networks | |
Chirdchoo et al. | Aloha-based MAC protocols with collision avoidance for underwater acoustic networks | |
KR101032724B1 (ko) | 무선 멀티 홉 네트워크를 위한 방법 | |
US8767696B2 (en) | System and method for media access control for a duty cycle network | |
Peng et al. | COPE-MAC: A contention-based medium access control protocol with parallel reservation for underwater acoustic networks | |
JP2004336779A (ja) | 高エネルギー効率アドホック・ネットワーク用の適応型スリーピングおよびウェイクアップ・プロトコル | |
JP2008537871A (ja) | 衝突回避プロトコルを有する無線通信システム | |
JP4863069B2 (ja) | データ送信スケジューリング方法およびそれを用いたセンサネットワークシステム | |
US8300756B2 (en) | Intermittent operative communication apparatus adaptively controlling the timing of waiting data reception and a method therefor | |
KR101135517B1 (ko) | 무선 센서 네트워크의 에너지 효율 향상방법 | |
JP2008312059A (ja) | アドホックネットワーク構成方法及びノード装置 | |
Yomo et al. | Distributed MAC protocol for physical layer network coding | |
Ahn et al. | A multipoint relay selection method for reliable broadcast in ad hoc networks | |
CN115696254A (zh) | 一种无线传感器网络的大数据传输方法 | |
CN104104605A (zh) | 下行路由获取及维护方法和装置 | |
Kim | A TDMA-based MAC between gateway and devices in M2M networks | |
JPWO2012046318A1 (ja) | 無線局、通信システムおよび通信方法 | |
Do-Duy et al. | Interference-aware relay assignment scheme for multi-hop wireless networks | |
JP4975427B2 (ja) | 無線通信装置及び無線通信方法 | |
Demirbas et al. | Robcast: A singlehop reliable broadcast protocol forwireless sensor networks | |
JP7480102B2 (ja) | 通信システム、ノード、通信方法及びプログラム | |
JP2009212954A (ja) | 無線ネットワークシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111021 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111026 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141118 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |