JP5006569B2

JP5006569B2 - 制御装置及びその制御方法

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Publication number: JP5006569B2
Application number: JP2006118441A
Authority: JP
Inventors: 正志浜田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: JP2007295124A

Description

本発明は、ネットワークでの通信帯域の割り当て制御に関する。

従来、サービス要求ネットワークへのノードの追加などに伴う提供サービス変更処理を実施する際に、当該ノードの追加以前のサービス要求メッセージも併せて受諾することにより、サービス要求メッセージの消失を防ぐ技術が提案されている。例えば、特許文献１参照。

また、ノード間でセッションの識別情報を共有することにより、サービスの再開時にサービス提供側ノードにおいて差分情報を送付し、適切なデータ量で最新のサービス情報に更新する技術も提案されている。例えば、特許文献２参照。
特開２００１−２３０７９３号公報特開２００５−２１６３１３号公報

しかしながら、ネットワーク上で、ある特定の通信のための帯域を予約し、一定の通信速度を保障する「ＱｏＳ」を提供する複数のサービスを同一のネットワーク上で利用する場合、ネットワークリソース情報を各サービスで共有する必要がある。また、サービスを並列に動作させる場合、同時にネットワークリソースの割り当て要求が生起した際には、適切な残存リソース判定ができない、という問題がある。更に、稼動中のサービスが他のサービスの提供開始や停止を制御する場合、サービス享受対象の全てのデバイスに対して情報を周知させなければならず、ネットワーク上の通信負荷を増加させてしまう、という問題もある。

本発明は、先に開始した通信帯域割当処理を終了するまで、次の通信帯域割当処理の開始を延期することを目的とする。

本発明は、通信装置が接続する無線セルにおける通信を制御する制御装置の制御方法であって、前記通信装置から前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求を受信した際に、他の通信装置からの前記無線セルと一部の通信路を共有するサブネットにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第１の通信帯域割当処理が終了しているか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記第１の通信帯域割当処理が終了していないと判定された場合、前記第１の通信帯域割当処理が終了するまで、前記通信装置からの前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第２の通信帯域割当処理の開始を延期するように制御する制御工程と、前記第１の通信帯域割当処理が終了した後に、前記第１の通信帯域割当処理により割り当てられた通信帯域を差し引いた残存リソースに基づいて、前記第２の通信帯域割当処理を実行する実行工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、通信装置が接続する無線セルにおける通信を制御する制御装置であって、前記通信装置から前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求を受信した際に、他の通信装置からの前記無線セルと一部の通信路を共有するサブネットにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第１の通信帯域割当処理が終了しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記第１の通信帯域割当処理が終了していないと判定された場合、前記第１の通信帯域割当処理が終了するまで、前記通信装置からの前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第２の通信帯域割当処理の開始を延期するように制御する制御手段と、前記第１の通信帯域割当処理が終了した後に、前記第１の通信帯域割当処理により割り当てられた通信帯域を差し引いた残存リソースに基づいて、前記第２の通信帯域割当処理を実行する実行手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、先に開始したサブネット単位での通信帯域割当処理が終了するまで、無線セル単位の通信帯域割当処理の開始を延期することにより、当該サブネット単位の通信帯域割り当て処理後の残存リソースに基づいて無線セル単位の通信帯域割当処理を実行することができる。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態では、通信路の通信媒体にIEEE 802.11e規格準拠のＱｏＳ無線ＬＡＮを用い、UPnP QoS規格準拠のＱｏＳミドルウェアも共にサポートしている無線ネットワークシステムを例に説明する。尚、ＱｏＳ無線ＬＡＮでは、狭域（無線セル（ＢＳＳ）単位）のリソース管理に基づくＱｏＳ制御が行われ、ＱｏＳミドルウェアでは広域（サブネット単位）のリソース管理に基づくＱｏＳ制御が行われる。

そして、機器間で広域のＱｏＳ制御による通信路の確保処理の途中、狭域のＱｏＳ制御による通信路の確保要求が発生した場合、広域のＱｏＳ制御の一処理単位が終了するまで、狭域のＱｏＳ制御による通信路の確保要求を禁止する処理を説明する。

図１は、第１の実施形態における無線ネットワークシステムの構成の一例を示す図である。１０１は無線アクセスポイントであり、狭域（ＢＢＳ単位）のリソース管理に基づくＱｏＳ制御と、広域（サブネット単位）のリソース管理に基づくＱｏＳ制御とに対応するものである。１０２はサーバ装置であり、広域（サブネット単位）のリソース管理に基づくＱｏＳ制御を行う機能を具備する。この例では、サーバ装置１０２として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を例に説明する。１０３はクライアント装置であり、広域のＱｏＳ制御と狭域のＱｏＳ制御とに対応し、無線アクセスポイント１０１と無線通信を行う無線ステーションとして機能する。この例では、クライアント装置１０３として、表示装置を例に説明するが、例えばノートＰＣなどの他の機器でも良い。１０４はクライアント装置１０３と同様に、広域及び狭域のＱｏＳ制御に対応するクライアント装置であり、この例では、動画などのコンテンツ情報を提供するコンテンツ提供装置である。１０５はクライアント装置であり、狭域のＱｏＳ制御のみに対応し、無線アクセスポイント１０１と無線通信を行う無線ステーションとして機能する。この例では、クライアント装置１０５として、表示装置を例に説明するが、例えばノートＰＣなどの他の機器でも良い。１０６はクライアント装置１０５と同様に、狭域のＱｏＳ制御のみに対応するクライアント装置であり、この例では、動画などのコンテンツ情報を提供するコンテンツ提供装置である。

図１に示す構成において、無線アクセスポイント１０１が統括する無線セル内で、表示装置１０３とコンテンツ提供装置１０４との間はＱｏＳミドルウェア制御に従ったトラフィックストリーム（ＴＳ）の設定が行われる。また、表示装置１０５とコンテンツ提供装置１０６との間はＱｏＳ無線ＬＡＮ制御に従ったＴＳの設定が行われる。

図２は、無線アクセスポイントやＰＣにおける機能レイヤの一例を示す図である。図２に示すように、大きく分類してネットワークアプリケーション機能部２００と、トランスポート制御機能部２１０と、802.11e ＱｏＳ制御機能部２２０と、通信メディア制御機能部２３０とから構成されている。

ネットワークアプリケーション機能部２００において、２０１はＡＶストリームアプリケーション、２０２はUPnP AV、２０３はUPnP ＱｏＳ制御部である。トランスポート制御機能部２１０において、２１１はUDP TCP/IP、２１２はブリッジである。

802.11e ＱｏＳ制御機能部２２０において、２２１はアドミッション制御部、２２２はリソース管理部、２２３はポリシー管理部である。通信メディア制御機能部２３０において、２３１は無線ＬＡＮ（ＭＡＣ）、２３２は無線ＬＡＮ（ＰＨＹ）、２３３は有線ＬＡＮ（ＭＡＣ）、２３４は有線ＬＡＮ（ＰＨＹ）である。ここで、ＭＡＣはMedium Access Controlの略であり、ＰＨＹはPhysical Layerの略である。

次に、表示装置１０３とコンテンツ提供装置１０４との間でＱｏＳミドルウェア制御に従ったＴＳの設定中に、表示装置１０５とコンテンツ提供装置１０６との間でＱｏＳ無線ＬＡＮ制御に従ったＴＳの設定が行われる場合を説明する。即ち、無線アクセスポイント１０１が広域のＱｏＳ制御に基づく通信帯域割当処理を開始した後に、狭域のＱｏＳ制御に基づく通信帯域割当要求が発生した場合、通信帯域割当処理が終了するまで、発生した通信帯域割当要求を待たせる処理である。

図３〜図５は、第１の実施形態におけるネットワーク上のメッセージシーケンスを示す図である。また、図６、図７は、無線アクセスポイント１０１における処理を示すフローチャートである。

まず、表示装置１０３でリモコンを用いてコンテンツ提供装置１０４の視聴コンテンツを決定し、表示装置１０３が視聴コンテンツの伝送に必要なトラフィックスペック（ＴＳＰＥＣ）を取得するためのメッセージを送信する。ここでは、ＴＳＰＥＣ取得（Getting TSPEC）メッセージ（３００、４００、５００）が無線アクセスポイント１０１を介してコンテンツ提供装置１０４へ送られる。そして、コンテンツ提供装置１０４に格納されているＴＳＰＥＣが表示装置１０３へ送信される。そして、表示装置１０３がＴＳＰＥＣを用いてコンテンツ伝送用のＴＳ確保要求（Request Traffic QoS）メッセージ（３０１、４０１、５０１）をＰＣ１０２へ送信する。そして、ＴＳ確保要求メッセージ（３０１、４０１、５０１）はＰＣ１０２のＣＤＳ（Contents Delivery Service）へ送られる。

次に、ＣＤＳが状況取得（Get QoS State）メッセージ（３０２、４０２、５０３）をＱｏＳミドルウェア制御に対応している各装置へ送信する。この例では、無線アクセスポイント１０１、表示装置１０３、コンテンツ提供装置１０４へ送信し、各装置のメディアリソースの空き状況をＴＳ確保要求メッセージに対する応答ステータスとして受信する。

ここで、状況取得メッセージを受信した無線アクセスポイント１０１は、ＱｏＳミドルウェア制御処理に加えて図６に示すフローチャートの処理を起動する。まず、無線ＱｏＳ制御によるＴＳの設定処理中であるか否かを判定する。ここでは、ＡＤＤＴＳ要求（ADDTS Req.）メッセージを受信中かを判定し（Ｓ６０１）、受信中の場合、ＡＤＤＴＳ応答（ADDTS Res.）メッセージを未送信の状態であるかを判定する（Ｓ６０２）。ここで、未送信の状態の場合、ＡＤＤＴＳ応答メッセージの送信終了を待つ。

また、設定処理中でない場合、表示装置１０５からＡＤＤＴＳ要求メッセージを受信時に、規定時間（３０６、４０６）経過後に再要求を行うように指示するためのステータスをセットする（Ｓ６０３）。これにより、表示装置１０５からＡＤＤＴＳ要求メッセージを受信した場合、TS Delay値を含むＡＤＤＴＳ応答メッセージを表示装置１０５へ送信し、表示装置１０５が規定時間の間、再要求を行わないように指示する。そして、無線アクセスポイント１０１はＡＤＤＴＳ要求メッセージの受け付けを延期する延期時間（３０３、４０３）を計時する計時タイマを起動する（Ｓ６０４）。

次に、無線アクセスポイント１０１はＰＣ１０２からコンテンツの伝送用のＴＳ確保を指示するＴＳ設定（Setup Traffic QoS）メッセージ（３０７、５０５）の受信を待つ（Ｓ６０５）。ここでは、計時タイマが満了するまで待ち（Ｓ６０６）、満了する前にメッセージの受信（図３）、或いは計時タイマの満了（図４）で、計時タイマをクリアする（Ｓ６０７）。そして、表示装置１０５がＡＤＤＴＳ要求メッセージを再要求するのを規定時間待たせるように指示するステータスをクリアし（Ｓ６０８）、この１処理単位を終了する。

尚、上述の延期時間は、ＰＣ１０２が各装置のメディアリソースの空き状況を収集すると共に、そのメディアリソースの空き状況を判断基準にコンテンツの伝送用のＴＳ確保を指示するメッセージの送信完了までに必要な時間である。また、規定時間は延期時間より更に長い時間を規定する。

一例として、以下の計算式を用いるが、Setup Traffic QoSメッセージの送信完了までに必要な時間より十分に長い時間であれば、延期時間に関しては他の計算式の適用も可能である。

（延期時間）＝（同一サブネット内の装置数）×（１装置当たりのUPnP QoS規格のＴＳ設定メッセージ交換の所用時間）＋（サーバのUPnP QoS規格のＱｏＳ管理制御処理の最大所用時間）
（規定時間）＝（延期時間）＋（保護時間）
次に、表示装置１０５からのＡＤＤＴＳ要求メッセージ（３０４、４０４、５０２）を受信した無線アクセスポイント１０１は、通常の無線ＱｏＳ制御処理に加えて図７に示すフローチャートの処理を起動する。

まず、無線アクセスポイント１０１は上述した延期時間の計時タイマが作動中であるか否かを判定する（Ｓ７０１）。ここで、作動中の場合、上述した規定時間をTS Delay値に設定したＡＤＤＴＳ応答メッセージ（３０５、４０５）を返送する（Ｓ７０６）。また、作動中でなければ、延期時間中にＡＤＤＴＳ要求メッセージ（３０４、４０４）を受信したか否かを判定する。ここで受信していなければ、通常のＴＳ割当処理に従ったＡＤＤＴＳ応答メッセージ（５０４）を返送し（Ｓ７０５）、１処理単位を終了する。

尚、計時タイマが作動中にＡＤＤＴＳ要求メッセージを受信し、更に計時タイマが満了後にＡＤＤＴＳ要求メッセージを受信した場合の処理（Ｓ７０２のＹＥＳ以降）については、第２の実施形態で詳細に説明する。

一方、表示装置１０５が無線アクセスポイント１０１からTS Delay値を含むＡＤＤＴＳ応答メッセージ（３０５、４０５）を受信すると、TS Delay値で示される間、ＡＤＤＴＳ要求メッセージの再送信を延期する。そして、TS Delay値で示される時間が満了すると、再度ＡＤＤＴＳ要求メッセージ（３０９、４０９）を無線アクセスポイント１０１に送信する。

これにより、無線アクセスポイント１０１は、再度図７に示すフローチャートの処理を起動する。そして、残存無線ネットワーク資源でＴＳの確保が可能である場合は、受諾する旨のパラメータを付加し、不可能である場合には、受諾できない旨のパラメータを付加し、通常のＴＳ割当処理に従ったＡＤＤＴＳ応答メッセージを返送する。

一方、表示装置１０５が、無線アクセスポイント１０１からＴＳ設定要求を受諾する旨のパラメータが付加されたメッセージ（３１０、４１０、５０４）を受信した場合、ＴＳ設定の成功を認識する。

上述した処理により、複数のシステムＱｏＳ制御処理に対応する無線アクセスポイント１０１が、先に起動したシステムＱｏＳ制御処理の１単位を終了するまで、後に起動したシステムＱｏＳ制御処理の開始を延期させる。これにより、同一の通信路のリソース残量を判断基準に用いる複数のシステムＱｏＳ制御を排他的に実施することで、正確な通信路のリソース管理に基づくシステムＱｏＳ制御の実施が可能となる。

［第２の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態について詳細に説明する。第２の実施形態では、表示装置１０５及びコンテンツ提供装置１０６の双方から順次ＴＳ通信路の確保処理の開始要求が生起された場合の無線アクセスポイントの処理を説明する。

第２の実施形態の無線ネットワークシステム構成は、図１に示す第１の実施形態と同様であり、その説明は省略する。

図８は、第２の実施形態におけるネットワーク上のメッセージシーケンスを示す図である。まず、第１の実施形態と同様に、表示装置１０３にて視聴コンテンツを決定し、ＰＣ１０２が表示装置１０３からＴＳ確保要求メッセージ（８０１）を受信すると、Get QoS Stateメッセージを各装置へ送信する。ここで、Get QoS Stateメッセージを受信した無線アクセスポイント１０１は、第１の実施形態と同様に、図６に示すフローチャートの処理を起動する。

そして、無線アクセスポイント１０１が表示装置１０５からＡＤＤＴＳ要求メッセージ（８０４）を受信すると、図７に示すフローチャートの処理を起動する。まず、無線アクセスポイント１０１は上述した延期時間の計時タイマが作動中であるか否かを判定する（Ｓ７０１）。この場合は、作動中であるので、上述した規定時間をTS Delay値に設定したＡＤＤＴＳ応答メッセージ（８０５）を返送し（Ｓ７０５）、１処理単位を終了する。

また、無線アクセスポイント１０１が、計時タイマの満了（８０７）後に、コンテンツ提供装置１０６からＡＤＤＴＳ要求メッセージ（８０８）を受信すると、図７に示すフローチャートの処理を起動する。まず、計時タイマは作動中でないので、Ｓ７０１ではＮＯとなり、計時タイマの作動中にＡＤＤＴＳ要求メッセージを受信済みか否かを判定する（Ｓ７０２）。ここでは、表示装置１０５から受信済みなので、ＡＤＤＴＳ応答メッセージ（８０５）で通知した規定時間が経過済みであるか否かを判定する（Ｓ７０３）。

この場合は、経過済みでないため、今回のＡＤＤＴＳ要求メッセージ（８０８）の送信元装置と、受信済みＡＤＤＴＳ要求メッセージ８０４の送信元装置が同一であるか否かを判定する（Ｓ７０４）。ここでは、コンテンツ提供装置１０６なので、上述した規定時間をTS Delay値に設定したＡＤＤＴＳ応答メッセージを返送し（Ｓ７０６）、１処理単位を終了する。

また、Ｓ７０３で規定時間以上経過済みの場合、或いはＳ７０４で同一の装置の場合は、通常のＴＳ割当処理に従ったＡＤＤＴＳ応答メッセージ（８１３）を返送し（Ｓ７０５）、１処理単位を終了する。

これにより、規定時間満了後にＴＳ通信路の確保処理で、遅延時間を含め、先に通信路確保処理の要求を行った装置から順にＴＳ通信路を付与することが可能となる。

［他の実施形態］
上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記録媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。

このプログラムコードを供給するための記録媒体として、例えばフレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、次の場合も含まれることは言うまでもない。即ち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合である。

更に、記録媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

第１の実施形態における無線ネットワークシステムの構成の一例を示す図である。無線アクセスポイントやＰＣにおける機能レイヤの一例を示す図である。、、第１の実施形態におけるネットワーク上のメッセージシーケンスを示す図である。、無線アクセスポイント１０１における処理を示すフローチャートである。第２の実施形態におけるネットワーク上のメッセージシーケンスを示す図である。

符号の説明

１０１無線アクセスポイント
１０２サーバ装置（ＰＣ）
１０３クライアント装置（表示装置）
１０４クライアント装置（コンテンツ提供装置）
１０５クライアント装置（表示装置）
１０６クライアント装置（コンテンツ提供装置）

Claims

通信装置が接続する無線セルにおける通信を制御する制御装置の制御方法であって、
前記通信装置から前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求を受信した際に、他の通信装置からの前記無線セルと一部の通信路を共有するサブネットにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第１の通信帯域割当処理が終了しているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記第１の通信帯域割当処理が終了していないと判定された場合、前記第１の通信帯域割当処理が終了するまで、前記通信装置からの前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第２の通信帯域割当処理の開始を延期するように制御する制御工程と、
前記第１の通信帯域割当処理が終了した後に、前記第１の通信帯域割当処理により割り当てられた通信帯域を差し引いた残存リソースに基づいて、前記第２の通信帯域割当処理を実行する実行工程と、
を有することを特徴とする制御装置の制御方法。
前記第１の通信帯域割当処理は、前記制御装置に接続している前記サブネットのリソースを管理する管理装置によって実行されることを特徴とする請求項１に記載の制御装置の制御方法。
前記第１の通信帯域割当処理の終了は、少なくとも前記第１の通信帯域割当処理により割り当てられた前記通信帯域の設定の指示の受信、或いは前記制御工程における前記第２の通信帯域割当処理の開始の延期時間を計時するタイマの満了であることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置の制御方法。
前記第１の通信帯域割当処理の終了は、前記管理装置からの前記通信帯域の設定の指示によって認識することを特徴とする請求項２に記載の制御装置の制御方法。
前記制御工程では、前記通信装置からの要求に対して規定時間が経過後に再要求するように指示する応答を送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の制御装置の制御方法。
前記規定時間は、前記通信帯域割当処理が終了するまでの時間よりも長い時間であることを特徴とする請求項５に記載の制御装置の制御方法。
前記制御工程では、更に別の通信装置からの通信帯域割り当て要求があった際に、前記規定時間が経過していなければ、前記規定時間の経過後に再要求するよう前記別の通信装置に指示することを特徴とする請求項５又は６に記載の制御装置の制御方法。
通信装置が接続する無線セルにおける通信を制御する制御装置であって、
前記通信装置から前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求を受信した際に、他の通信装置からの前記無線セルと一部の通信路を共有するサブネットにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第１の通信帯域割当処理が終了しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記第１の通信帯域割当処理が終了していないと判定された場合、前記第１の通信帯域割当処理が終了するまで、前記通信装置からの前記無線セルにおける通信帯域の割り当て要求に基づく第２の通信帯域割当処理の開始を延期するように制御する制御手段と、
前記第１の通信帯域割当処理が終了した後に、前記第１の通信帯域割当処理により割り当てられた通信帯域を差し引いた残存リソースに基づいて、前記第２の通信帯域割当処理を実行する実行手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
請求項１乃至７の何れか一項記載の制御装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。