JP5870806B2 - ブロードキャストパケット転送方法、通信ユニット、およびブロードキャストパケット転送プログラム - Google Patents
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Description
また、ブロードキャスト転送の方法を工夫した他の従来技術として、次のものがある。データパケットを受信し、自身が前記受信されたデータパケットを所定のノードに伝送する中継者であるか否かを判断する判断部を有する。さらに、前記データパケットを受信したノードが伝送した管理パケットに含まれた第1の中継者シーケンス番号と、自身のネイバーテーブルに格納された第2の中継者シーケンス番号とを比較する比較部を具備する。前記比較部の比較結果によって、前記ノードに対するデータパケットの再伝送可否を決定する制御部を備える(例えば特許文献2に記載の技術)。
開示する技術の例として、下記先行技術文献が存在する。
また、複数ユニットの送信タイミングが重複することをあらかじめ予測し、送信タイミングをずらすことで、無線干渉/輻輳を低減することが可能となる。
図1は、本実施形態が適用される検針システムのネットワーク構成例を示す図である。一般家庭や工場などの電気メータの検針計量器に接続される通信ユニット101が、相互にアドホックネットワークである無線ネットワーク103によって接続される。アドホックネットワークは、障害発生時にも相互の通信ユニット101が接続できる隣接する通信ユニット101を探しながら相互に接続を維持するように動作する、自立分散型のネットワークである。これらの通信ユニット101のうち所定のユニットは、ゲートウェイユニット(GW:GateWay。以下単に「GW」と呼ぶ)102として動作する。このGW102は、アドホックネットワーク外のLAN(ローカルエリアネットワーク)またはWAN(ワイドエリアネットワーク)などの外部ネットワーク105と接続されている。そして、GW102は、外部ネットワーク105に例えば有線で接続されるサーバ104と各通信ユニット101との間のデータ通信を中継する。このとき、GW102は、外部ネットワーク105の通信プロトコル、例えばIP(インターネットプロトコル)と、アドホックネットワークである無線ネットワーク103の通信プロトコルとの間で、パケットデータの通信フォーマットの変換も行う。
各通信ユニット101が収集した検針計量値(センサ情報)は、各通信ユニット101からGW102に定期的(例えば30分ごと)に送信されるパケット(以下このパケットを「定例パケット」と呼ぶ)で通知される。
まず、各通信ユニット101は、定期的に(例えば30分に1回)、GW102に向けて定例パケットを送信している。そして、各通信ユニット101は、ファームウェアの更新直前に他の通信ユニット101の定例パケットを転送した実績が有る場合は、自身がブロードキャスト転送を行うべき中継ユニットと判定する。逆に、転送実績が無い場合には、通信ユニット101は、自身がブロードキャスト転送を行わない末端の通信ユニットであると判定する。図3の例では、A、B、C、D、E、F、G、H、G、I、J、K、L、M、およびNの各通信ユニット101が、自身が中継ユニットであるとそれぞれ判定する。
GW102または中継ユニットは、ファームウェアの更新直前まで受信していた定例パケットから生成した経路情報により、自身と1ホップで通信する隣接中継ユニット(GW102の場合には「GW隣接中継ユニット」と呼ぶ)を抽出する。最初は、GW102が処理を実行する。図4は、GW102が定例パケットから生成している経路情報の例を示す図である。この例は、図3に示される無線ネットワーク103の構成例に対応するものである。図3の例では、無線ネットワーク103は28台の通信ユニット101を備える。これに対応して、GW102は、図4の経路情報を示す表データの縦方向に、28台分の通信ユニット101に対応する経路情報番号1〜28の各経路情報が登録されている。例えば、経路情報番号1には、GW102を宛先(Dst:Destination)として、GW102からホップ(hop)1の距離にある通信ユニットAから定例パケットが受信されて、Aまでの経路が認識されていることが示されている。経路情報番号2には、GW102を宛先として、通信ユニットAを経由して、GW102からホップ2の距離にある通信ユニットOから定例パケットが受信されて、Oまでの経路が認識されていることが示されている。経路情報番号7には、GW102を宛先として、通信ユニットE、D、Aの順に経由して、GW102からホップ4の距離にある通信ユニットPから定例パケットが受信されて、Pまでの経路が認識されていることが示されている。図4に示される経路情報の表において、他の通信ユニット101からの定例パケットを中継する通信ユニット101すなわち中継ユニットは、必ず2個以上登録されていることがわかる。そこで、GW102は、例えば図4の経路情報において、自身から1ホップの距離すなわちhop1として登録されている通信ユニット101のうち、重複して出現するユニットを、GW隣接中継ユニットとして抽出する。図3および図4の例では、A、B、およびCの3つの通信ユニット101が、GW隣接中継ユニットとして抽出される。
GW102または中継ユニットは、例えば図4の経路情報において、処理手順1にて抽出した隣接中継ユニットの配下で重複して出現する通信ユニット101、すなわち中継ユニットの数をカウントする。最初は、GW102が処理を実行し、図3および図4の例では、以下の各通信ユニット101がカウントされる。
・GW隣接中継ユニットAの配下:D、Eの2ユニット
・GW隣接中継ユニットBの配下:F、G、Hの3ユニット
・GW隣接中継ユニットCの配下:I、J、K、L、M、Nの6ユニット
・合計:11ユニット
GW102または中継ユニットは、説明の簡略化のために、遅延時間単位を通信ユニット101間のパケットの伝搬遅延時間と対応してるとしてもよい。
・配信順序1のGW隣接中継ユニットAに通知する遅延時間=0msec
と決定される。
・配信順序2のGW隣接中継ユニットBに通知する遅延時間=3×Nmsec
と決定される。続いて、GW102の送信タイミング分散制御部02は、処理手順2で算出した2番目の配信順序のGW隣接中継ユニットBおよびその配下の中継ユニットF、G、Hの数=4を上述の遅延時間単位Nmsecに乗算した遅延時間=4×Nmsecを算出する。GW102は、3番目の配信順序のGW隣接中継ユニットCに通知する遅延時間を、2番目の配信順序のGW隣接中継ユニットBに対して決定した遅延時間=3×Nmsecに、上記算出した遅延時間=4×Nmsecを加算したものとする。すなわち、
・配信順序3のGW隣接中継ユニットCに通知する遅延時間=7×Nmsec
と決定される。
・配信順序1のGW隣接中継ユニットAに通知する遅延時間=0msec
・配信順序2のGW隣接中継ユニットBに通知する遅延時間=3×Nmsec
・配信順序3のGW隣接中継ユニットCに通知する遅延時間=7×Nmsec
配信間隔=(全GW隣接中継ユニット数+配下の全中継ユニット数+1)×Nmsec
配信間隔=(全GW隣接中継ユニット数+配下の全中継ユニット数+1)×Nmsec
=(3+11+1)×Nmsec=15×Nmsec
処理手順3により遅延時間の情報を通知された各隣接中継ユニットは、自身に対する新たな隣接中継ユニットに対して、上述の処理手順1、2、および3を、末端の中継ユニットまで、再帰的に繰り返し実行する。最初は、GW102に対するGW隣接中継ユニットが、これらの処理を実行し、以下その配下の中継ユニットが再帰的に処理手順1、2,および3を繰り返し実行する。
・隣接中継ユニットGの配下:中継ユニット無し
・隣接中継ユニットHの配下:中継ユニット無し
・合計で0ユニット
・配信順序1の隣接中継ユニットGに通知する遅延時間=0msec
・配信順序2の隣接中継ユニットHに通知する遅延時間=1×Nmsec
(配信順序1のGに対する1台分の遅延時間のみ)
GW102は、処理手順3で決定された配信間隔で、複数のブロードキャストパケットをGW隣接中継ユニットおよびその他の隣接通信ユニット101に順次ブロードキャストして送信する。
処理手順5によるGW102からのブロードキャスト配信を受信した隣接中継ユニットは、以下の制御を実行する。受信したブロードキャストパケットを、処理手順3でGW102から通知された遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、自身に対する隣接中継ユニットおよび他の隣接通信ユニット101にブロードキャスト配信する。
処理手順6の再帰処理として、処理手順6により中継ユニットからブロードキャスト配信を受信したその中継ユニットに対する隣接中継ユニットは、以下の制御を実行する。受信したブロードキャストパケットを、処理手順3でGW102から通知された遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、自身に対する隣接中継ユニットおよび他の隣接通信ユニット101にブロードキャスト配信する。
各通信ユニット101は、定例パケット送信期間(例えば毎時30分〜35分、00分〜05分等と設定できる)は、ブロードキャストパケットの配信を停止する。
[処理手順9]
GW102は、いずれかの通信ユニット101が通知した定例パケットから生成される経路情報に変化があれば、処理手順1から処理手順3を再度実行する。これにより、各GW隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットにおいて、処理手順4が実行される。この結果、無線ネットワーク103上の全ての中継ユニットの送信タイミング(遅延時間)が更新される。
GW102は、各通信ユニット101から定例パケットを受信することにより、通信ユニット101のそれぞれにおけるブロードキャストパケットの受信状況を検知する。GW102は、ブロードキャストパケットの受信ロスがある通信ユニット101の近隣の、ブロードキャストパケットを受信済みの通信ユニット101に、ブロードキャストパケットの補完指示を送信する。
GW102から処理手順10による補完指示を受信した通信ユニット101は、受信した補完指示が示す受信ロスがある通信ユニット101と通信して不足情報を問い合わせることにより、不足ブロックを送信し受信ロスを解消する。
遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される。通信ユニットBには、
・遅延時間=(Aの遅延時間:0)+(Aと配下の中継ユニット数:3×N)
=3N(遅延値=3)
が通知される。通信ユニットCには、
・遅延時間=(Bの遅延時間:3N)+(Bと配下の中継ユニット数:4×N)
=7N(遅延値=7)
が通知される。ここで、遅延値とは、遅延時間をNで除算した値である。遅延時間の通知時には、通信付加の軽減のために、Nが除算されて通知される。受信側では、Nを再び乗算すれば、遅延時間が再生される。
・隣接中継ユニットDの配下:Eの1ユニット
・合計:1ユニット
通信ユニットDに、
・遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される(処理手順3)。
・隣接中継ユニットEの配下:中継ユニット無し
・合計:0ユニット
通信ユニットEに、
・遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される(処理手順3)。
・隣接中継ユニットEの配下:中継ユニット無し
・合計:0ユニット
通信ユニットEに、
・遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される(処理手順3)。
・隣接中継ユニットFの配下:G、Hの2ユニット
・合計:2ユニット
通信ユニットFに、
・遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される(処理手順3)。
・隣接中継ユニットGの配下:中継ユニット無し
・隣接中継ユニットHの配下:中継ユニット無し
・合計:0ユニット
遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される。通信ユニットHには、
・遅延時間=(Gの遅延時間:0)+(Gと配下の中継ユニット数:1×N)
=1N(遅延値=1)
が通知される。
・隣接中継ユニットIの配下:J、K、L、M、Nの5ユニット
・合計:5ユニット
・遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される(処理手順3)。
・隣接中継ユニットJの配下:K、L、M、N
・合計:4ユニット
遅延時間=0msecの情報(遅延値=0)
が通知される。
GW102は、前述の処理手順3により、
(全GW隣接中継ユニット数+配下の全中継ユニット数+1)×Nmsec
=(3+11+1)×Nmsec=15×Nmsec
として、配信間隔=15Nmsecを計算している。
ステップS906の判定がYESになると、ステップS908で受信ロス検出/補完処理が実行される。
まず、図9のステップS901と同様に、現在の時間帯が各通信ユニット101からの定例パケットを受信するための時間帯であるか否かが判定され(ステップS1001)、時間帯になるまでこの判定が繰り返される。
次に、上述の不足リストが確認されることにより、受信率が100%でない通信ユニット101があるか否かが判定される(ステップS1004)。
ステップS1004の判定がYESならば、受信率が100%でない通信ユニット101について、その通信ユニット101の近隣の受信率が100%の通信ユニット101に、その受信率が100%でない通信ユニット101に対するブロードキャストパケットの補完指示が送信される(ステップS1005)。
ステップS1005の処理の後、図10のフローチャートで示される制御動作を終了する。
ステップS1102の判定がYESならば、対象ユニットへ、不足しているファームブロックが送信される(ステップS1103)。
その後、図11の制御動作を終了する。
まず、いずれかのイベントが受信したか否かの判定を繰り返す判定待機処理が実行される(ステップS1201)。
ステップS1203の判定がYESならば、前述の中継ユニットフラグがONされる(ステップS1204)。
次に、受信された定例パケットが、隣接中継ユニットに転送される(ステップS1205)。
その後、図12の制御動作を終了する。
その後、図12の制御動作を終了する。
ステップS1208の判定がNOならば、図12の制御動作を終了する。
ステップS1208の判定がYESならば、経路情報を参照することにより、配下に中継ユニットが複数存在するか否かが判定される(ステップS1209)。
ステップS1209の判定がYESならば、ステップS1210の処理として、以下の処理が実行される。まず、隣接中継ユニットが抽出された後、それらの配信順序が決定される。そして、その配信順序に沿って、各配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間が算出される。この処理の詳細は、前述した処理手順4にて説明した通りである。
その後、図12の制御動作を終了する。
ステップS1211の判定がNOならば、図12の制御動作を終了する。
ステップS1211の判定がYESならば、自身の通信ユニット101に対して通知されている遅延時間が0より大きいか否かが判定される(ステップS1212)。
ステップS1215の処理は、図7の受信ロス解消部706の機能を実現する。
図13(a)は、例えば前述した各通信ユニット101からGW102に通知される定例パケット等の基本フォーマット例である。「宛先アドレス」フィールドには、宛先となるユニットのアドレスが格納される。定例パケットの場合は、「宛先アドレス」フィールドには、GW102のアドレスが格納される。「送信元アドレス」フィールドには、送信元となった通信ユニット101またはGW102のアドレスが格納される。「データ長」フィールドには、「データ部」フィールドのデータ長(バイト数)が格納される。「HOP数制御」フィールドには、ホップ数に応じて転送を制限したいような場合に例えばホップ数の上限値が格納される。「パケット種別」フィールドには、そのパケットの種別を示す値が格納される。「データ部」フィールドには、転送されるべきデータが格納される。定例パケットの場合は、例えば検針計量値データである。上述の「データ部」フィールド以外の各フィールドはヘッダ部を構成する。
・GW隣接中継ユニットAの配下:D、Cの2ユニット
・GW隣接中継ユニットEの配下:無し
・GW隣接中継ユニットBの配下:G、J、H、I、Oの5ユニット
・GW隣接中継ユニットSの配下:Uの1ユニット
・合計:8ユニット
*配信順序は、任意に定め、ここではA→E→B→Sと定める。
*遅延値の通知
・Aへ通知する遅延値=0、遅延時間=0msec
・Eへ通知する遅延値=3、遅延時間=3×100msec
・Bへ通知する遅延値=4、遅延時間=4×100msec
・Sへ通知する遅延値=10、遅延時間=10×100msec
*配信間隔=(GW隣接中継ユニット数+配下の中継ユニット数+1)×Nmsec
=(4+8+1)*100msec=13×100msec=1.3秒
最初の伝搬遅延時間100msec+遅延値10×100msec
=11×100msec
となる。さらに、GW隣接中継ユニットSの隣接中継ユニットUがブロードキャストパケットの送信を開始するのは、
Sの送信開始時刻+伝搬遅延時間100msec+遅延時間0
=11×100msec+100msec=12×100msec
となる。この最初のブロードキャストパケットが末端の通信ユニットVおよびWに到達するのは、
Uの送信開始時刻+伝搬遅延時間100msec
=12×100msec+100msec=13×100msec
となる。
図16に示されるコンピュータは、CPU1601、メモリ1602、入力装置1603、出力装置1604、外部記憶装置1605、可搬記録媒体1609が挿入される可搬記録媒体駆動装置1606、及び通信インタフェース1607を有し、これらがバス1608によって相互に接続された構成を有する。同図に示される構成は上記システムを実現できるコンピュータの一例であり、そのようなコンピュータはこの構成に限定されるものではない。
可搬記録媒体駆動装置1606は、光ディスクやSDRAM、コンパクトフラッシュ(登録商標)等の可搬記録媒体1609を収容するもので、外部記憶装置1605の補助の役割を有する。
(付記1)
複数の通信ユニットによって形成される無線ネットワークにおけるブロードキャストパケットの転送方法であって、
外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットと前記通信ユニットのそれぞれにおいて前記ゲートウェイユニットから順に、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、
一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、
前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、
前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する、
ことを実行し、
前記ゲートウェイユニットにおいて、前記算出したユニット数を基に、複数パケットからなる前記ブロードキャストパケットの配信間隔を決定し、前記配信間隔で前記複数のブロードキャストパケットを他の前記通信ユニットにブロードキャストして送信する、
ことを備えることを特徴とするブロードキャストパケット転送方法。
(付記2)
前記中継ユニットにおいて、自身が受信した前記ブロードキャストパケットを、自身に対して通知された前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送することを順次実行することを備えることを特徴とする付記1に記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記3)
前記ゲートウェイユニットにおいて、前記通信ユニットからの定期的なパケット通知により前記通信ユニットの経路情報が変更された場合には、前記変更された経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットの抽出と、前記配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間の決定を修正し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する、
ことを備えることを特徴とする付記1または2のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記4)
他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定することをさらに備える、
ことを備えることを特徴とする付記1に記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記5)
前記通信ユニットにおいて、前記所定時間ごとに自身が前記中継ユニットであることを示す中継ユニットフラグをクリアし、前記他の通信ユニットに関するパケットを転送したときに前記中継ユニットフラグをセットすることにより、自身が前記中継ユニットであるか否かを自律的に判定する、
ことを特徴とする付記4に記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記6)
前記他の通信ユニットに関するパケットの転送時に、前記転送するパケットの送信元および宛先の通信ユニットに関する情報を収集することにより、自身と他の通信ユニットとの通信接続の状況を示す経路情報を生成し、
前記経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットを抽出し、
前記経路情報に基づいて、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出する、
ことを備えることを特徴とする付記4または5のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記7)
前記他の通信ユニットに関するパケットは、前記通信ユニットのそれぞれから外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットを宛先として定期的に通知されるパケットである、
ことを特徴とする付記4ないし6のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記8)
前記通信ユニットのそれぞれにおいて、前記ブロードキャストパケットの受信率を前記定例パケットを用いて前記ゲートウェイユニットに通知することを備え、
前記ゲートウェイユニットにおいて、
前記定例パケットを受信することにより、前記通信ユニットのそれぞれにおける前記ブロードキャストパケットの受信状況を検知し、
前記ブロードキャストパケットの受信ロスがある通信ユニットの近隣の前記ブロードキャストパケットを受信済みの通信ユニットに、前記受信ロスがある通信ユニットに対する前記ブロードキャストパケットの補完指示を送信する、
ことを備え、
前記通信ユニットにおいて、前記補完指示を受信した場合に、前記受信した補完指示が示す前記受信ロスがある通信ユニットと通信することにより、前記受信ロスを解消することを備える、
ことを特徴とする付記1ないし7のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記9)
前記遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定し、
前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定し、
2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する、
ことを備えることを特徴とする付記1ないし8のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。
(付記10)
無線ネットワークを構成しブロードキャストパケットを転送する機能を有する通信ユニットであって、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する送信タイミング分散制御部と、
前記隣接中継ユニットと異なる隣接中継ユニットから前記ブロードキャストパケットを受信し、前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送するブロードキャスト分散転送部と、
を備えることを特徴とする通信ユニット。
(付記11)
他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定する中継ユニット自律判定部をさらに備える、
ことを特徴とする付記10に記載の通信ユニット。
(付記12)
前記中継ユニット自律判定部は、前記所定時間ごとに自身が前記中継ユニットであることを示す中継ユニットフラグをクリアし、前記他の通信ユニットに関するパケットを転送したときに前記中継ユニットフラグをセットすることにより、自身が前記中継ユニットであるか否かを自律的に判定する、
ことを特徴とする付記11に記載の通信ユニット。
(付記13)
前記中継ユニットと判定した場合に、前記他の通信ユニットに関するパケットの転送時に、前記転送するパケットの送信元および宛先の通信ユニットに関する情報を収集することにより、自身と他の通信ユニットとの通信接続の状況を示す経路情報を生成する経路情報生成部をさらに備え、
前記送信タイミング分散制御部は、前記経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットを抽出し、前記経路情報に基づいて、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出する、
ことを特徴とする付記11または12のいずれかに記載の通信ユニット。
(付記14)
前記他の通信ユニットに関するパケットは、前記通信ユニットのそれぞれから外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットを宛先として定期的に通知されるパケットである、
ことを特徴とする付記11ないし13のいずれかに記載の通信ユニット。
(付記15)
前記ゲートウェイユニットを構成する通信ユニットであって、
前記定例パケットを受信することにより、前記通信ユニットのそれぞれにおける前記ブロードキャストパケットの受信状況を検知する受信状況検知部と、
前記ブロードキャストパケットの受信ロスがある通信ユニットの近隣の前記ブロードキャストパケットを受信済みの通信ユニットに、前記受信ロスがある通信ユニットに対する前記ブロードキャストパケットの補完指示を送信する補完指示送信部と、
を備えることを特徴とする付記10ないし114のいずれかに記載の通信ユニット。
(付記16)
前記ゲートウェイユニット以外の通信ユニットであって、
前記ブロードキャストパケットの受信率を前記定例パケットを用いて前記ゲートウェイユニットに通知する受信率通知部と、
前記ゲートウェイユニットから前記補完指示を受信した場合に、前記受信した補完指示が示す前記受信ロスがある通信ユニットと通信することにより、前記受信ロスを解消する受信ロス解消部と、
を備えることを特徴とする付記15に記載の通信ユニット。
(付記17)
前記送信タイミング分散制御部は、前記遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定し、前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定し、2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する、
ことを特徴とする付記10ないし116のいずれかに記載の通信ユニット。
(付記18)
無線ネットワークを構成しブロードキャストパケットを転送する機能を有する通信ユニットのプロセッサに、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する機能と、
前記隣接中継ユニットと異なる隣接中継ユニットから前記ブロードキャストパケットを受信し、前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送する機能と、
を実行させるためのプログラム。
(付記19)
前記通信ユニットのプロセッサに、
他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定する機能をさらに実行させるための付記19に記載のプログラム。
(付記20)
前記通信ユニットのプロセッサに、前記所定時間ごとに自身が前記中継ユニットであることを示す中継ユニットフラグをクリアし、前記他の通信ユニットに関するパケットを転送したときに前記中継ユニットフラグをセットすることにより、自身が前記中継ユニットであるか否かを自律的に判定する機能を実行させるための付記19のいずれかに記載のプログラム。
(付記21)
前記通信ユニットのプロセッサに、
前記他の通信ユニットに関するパケットの転送時に、前記転送するパケットの送信元および宛先の通信ユニットに関する情報を収集することにより、自身と他の通信ユニットとの通信接続の状況を示す経路情報を生成する機能と、
前記経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットを抽出する機能と、
前記経路情報に基づいて、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出する機能と、
を実行させるための付記19または20のいずれかに記載のプログラム。
(付記22)
前記他の通信ユニットに関するパケットは、前記通信ユニットのそれぞれから外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットを宛先として定期的に通知されるパケットである、
ことを特徴とする付記19ないし21のいずれかに記載のプログラム。
(付記23)
前記ゲートウェイユニットを構成する通信ユニットのプロセッサに、
前記定例パケットを受信することにより、前記通信ユニットのそれぞれにおける前記ブロードキャストパケットの受信状況を検知する機能と、
前記ブロードキャストパケットの受信ロスがある通信ユニットの近隣の前記ブロードキャストパケットを受信済みの通信ユニットに、前記受信ロスがある通信ユニットに対する前記ブロードキャストパケットの補完指示を送信する機能と、
を実行させるための付記18ないし22のいずれかに記載のプログラム。
(付記24)
前記ゲートウェイユニット以外の通信ユニットのプロセッサに、
前記ブロードキャストパケットの受信率を前記定例パケットを用いて前記ゲートウェイユニットに通知する機能と、
前記補完指示を受信した場合に、前記受信した補完指示が示す前記受信ロスがある通信ユニットと通信することにより、前記受信ロスを解消する機能と、
を実行させるための付記23に記載のプログラム。
(付記25)
前記通信ユニットのプロセッサに、前記中継ユニットと判定した場合に、
前記遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定する機能と、
前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定する機能と、
2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する機能と、
を実行させるための付記18ないし24のいずれかに記載のプログラム。
102 GW(ゲートウェイ)
103 無線ネットワーク
104 サーバ
105 外部ネットワーク
700 検針管理部
701 中継ユニット自律判定部
702 送信タイミング分散制御部
703 ブロードキャスト分散転送部
704 経路情報生成部
705 受信率通知部
706 受信ロス解消部
707 無線送受信制御部
708 アンテナ
709 検針計量器インタフェース
710 検針計量器
800 GW管理部
801 受信状況検知部
802 補完指示送信部
803 有線送受信制御部
Claims (8)
- 複数の通信ユニットによって形成される無線ネットワークにおけるブロードキャストパケットの転送方法であって、
前記通信ユニットのそれぞれにおいて、他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定し、
外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットと前記通信ユニットのそれぞれにおいて前記ゲートウェイユニットから順に、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、
一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、
前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、
前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知し、
前記配信順序に対応する遅延時間の決定では、
遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定し、
前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定し、
2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する、
ことを特徴とするブロードキャストパケット転送方法。 - 前記中継ユニットにおいて、自身が受信した前記ブロードキャストパケットを、自身に対して通知された前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送することを順次実行することを備えることを特徴とする請求項1に記載のブロードキャストパケット転送方法。
- 前記ゲートウェイユニットにおいて、前記通信ユニットからの定期的なパケット通知により前記通信ユニットの経路情報が変更された場合には、前記変更された経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットの抽出と、前記配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間の決定を修正し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する、
ことを備えることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。 - 前記他の通信ユニットに関するパケットの転送時に、前記転送するパケットの送信元および宛先の通信ユニットに関する情報を収集することにより、自身と他の通信ユニットとの通信接続の状況を示す経路情報を生成し、
前記経路情報に基づいて、前記隣接中継ユニットを抽出し、
前記経路情報に基づいて、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出する、
ことを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。 - 前記他の通信ユニットに関するパケットは、前記通信ユニットのそれぞれから外部のネットワークとの通信を仲介する通信ユニットであるゲートウェイユニットを宛先として定期的に通知される定例パケットである、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。 - 前記通信ユニットのそれぞれにおいて、前記ブロードキャストパケットの受信率を前記ゲートウェイユニットに通知することを備え、
前記ゲートウェイユニットにおいて、
前記通知に基づいて、前記通信ユニットのそれぞれにおける前記ブロードキャストパケットの受信状況を検知し、
前記ブロードキャストパケットの受信ロスがある通信ユニットの近隣の前記ブロードキャストパケットを受信済みの通信ユニットに、前記受信ロスがある通信ユニットに対する前記ブロードキャストパケットの補完指示を送信する、
ことを備え、
前記通信ユニットにおいて、前記補完指示を受信した場合に、前記受信した補完指示が示す前記受信ロスがある通信ユニットと通信することにより、前記受信ロスを解消することを備える、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のブロードキャストパケット転送方法。 - 無線ネットワークを構成しブロードキャストパケットを転送する通信ユニットであって、
他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定する中継ユニット自律判定部と、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する送信タイミング分散制御部と、
前記隣接中継ユニットと異なる隣接中継ユニットから前記ブロードキャストパケットを受信し、前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送するブロードキャスト分散転送部と、
を備え、
前記送信タイミング分散制御部は、遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定し、前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定し、2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する、
ことを特徴とする通信ユニット。 - 無線ネットワークを構成しブロードキャストパケットを転送する機能を有する通信ユニットのプロセッサに、
他の通信ユニットに関するパケットを転送した実績があるか否かを所定期間ごとに判定することにより、自身が他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットであるか否かを自律的に判定する機能と、
自身と1ホップで通信し他の通信ユニットにパケットを転送する中継ユニットを隣接中継ユニットとして抽出し、一つ以上の前記隣接中継ユニットおよびそれらの配下の中継ユニットの数を算出し、前記算出したユニット数を基に、前記隣接中継ユニットに前記ブロードキャストパケットを配信する配信順序と前記配信順序に対応する遅延時間を決定し、前記決定した遅延時間の情報を前記隣接中継ユニットに通知する機能と、
前記隣接中継ユニットと異なる隣接中継ユニットから前記ブロードキャストパケットを受信し、前記遅延時間の情報に対応する遅延時間だけ遅延させて、他の前記通信ユニットにブロードキャストして転送する機能と、
を実行させ、
前記配信順序に対応する遅延時間の決定では、
遅延時間単位を前記通信ユニット間のパケットの伝搬遅延時間に基づいて決定し、
前記配信順序に沿って、1番目の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間をゼロに決定し、
2番目以降の配信順序の隣接中継ユニットへの遅延時間を、直前の配信順序の隣接中継ユニットに対して決定した遅延時間に、前記直前の配信順序の隣接中継ユニットおよびその配下の中継ユニットの数を前記遅延時間単位に乗算して得た遅延時間を加算して得た時間として決定する、
プログラム。
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