JP6276088B2 - 通信管理装置、通信管理装置の制御方法及び制御プログラム - Google Patents
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[1]第1実施形態
図1は、実施形態の無線伝送システムを含むネットワークシステムの概要構成図である。
ここで、無線ノード22A〜22Fは、それぞれ通信管理装置として機能している。
図2は、第1実施形態の無線ノードの概要構成図である。
無線ノード22A〜22Fは、同様の構成であるので、以下の説明においては、無線ノード22Bを例として説明する。
無線ノード22Bは、大別すると、監視・制御対象(図2の例の場合、スイッチ24及びランプ25を図示)LDの制御を行う制御装置部30と、通信を行う通信装置部40と、を備えている。
制御装置部30は、制御処理部31と、有線MAC(Memory Access Controller)部32と、有線PHY(PHYsical layer)部33と、メモリ制御部34と、メモリバンク部35と、を備えている。
有線PHY部33は、物理層のデータ送受に使用される。
メモリバンク部35は、コモンメモリ方式が想定され、無線ノード22A〜22F毎のデータ(情報)を更新可能に記憶するメモリバンクA〜Fを備えている。
通信装置部40は、有線PHY(PHYsical layer)部41と、伝送処理部42と、符号化/復号化処理部43と、転送処理部44と、無線PHY部45と、メモリ制御部46と、符号化メモリ47と、送受信メモリ48と、アンテナ部ANTと、を備えている。
符号化/復号化処理部43は、図3に示すように符号候補の中から符号探索を行い、出現回数が最小又は最大となるような符号化に適する符号データEDを決定する。なお、この処理は、伝送処理部42で行っても良いし、符号データは予め決定(単一、辞書データ)されたものでも良い。
そして、符号化/復号化処理部43で符号化された符号化データは、符号化メモリ47に保存される。
また、送受信を行うデータを実データから符号化データに変更するだけで、ハードウェア及び通信プロトコル等の変更を伴わないので、既存の制御装置部の変更を必要としない、汎用的に利用可能な無線伝送システムを提供することができる。
図4は、第2実施形態の無線ノードの概要構成図である。
本第2実施形態が、図2の第1実形態と異なる点は、通信装置部40Aにおいて、有線伝送路CNを介して伝送されているデータに基づいて、通信を行っている無線ノード(本実施形態では、無線ノード22A〜22F)を識別するノード識別部51を備えている点と、送受信メモリ48に代えて、各無線ノード22A〜22Fのそれぞれに対応する送受信メモリ48A〜48Fを備えた点と、各無線ノード22A〜22Fのそれぞれに対応する符号データAA〜FFを備えた点である。
上記構成において、送受信メモリ48A〜48Fは、メモリバンク部35のメモリバンクA〜Fと同様のサイズとされている。
これによりノード識別部51によりノードを識別し、制御装置部30のメモリバンク部35と同様の形式で送受信メモリ48へ保存することができる。これにより、符号データEDを無線ノード22A〜22F毎のデータに最適化することが可能となる。
換言すれば、同一の無線ノードにおいては、同様のデータを転送する可能性が高いため、より符号化の効率(データ圧縮率あるいはデータ削減率)も高くなるのである。
図5は、第2実施形態における符号化の説明図である。
図5に示すように、図2の第1実施形態における符号化では、送受信メモリ48しかなく(送受信メモリが一つ)、符号データも一つであったため、最悪の場合、有線伝送路CNのデータ受信毎に毎回符号データが変化する可能性が高く、符号化の効率が悪くなる虞があった。
図5の場合と比較して、図6に示す第2実施形態における符号化では、各無線ノード22A〜22Fに接続されている監視・制御対象LDとなる機器に応じて、制御タイミングなどが無線ノード22A〜22F毎に異なる。このため、無線ノード毎に有線伝送路CNを流れているデータである有線伝送データの共通部分が異なっている。
したがって、符号化を行った場合に、符号化の効率(データ圧縮率あるいはデータ削減率)が向上し、より短時間で通信が行える。
図7は、第3実施形態の無線ノードの概要構成図である。
本第3実施形態が、図2の第1実形態と異なる点は、通信装置部40Bにおいて、有線伝送路CNを介して伝送されているデータに基づいて、通信を行っている無線ノード(本実施形態では、無線ノード22A〜無線ノード22F)を識別するノード識別部51を備えている点と、送受信メモリ48に代えて、各無線ノード22A〜22Fのそれぞれに対応する前回の送受信データを符号化して記憶する前回送受信メモリ48BA〜48BFを有する第1送受信メモリ48BMを備えた点と、各無線ノード22A〜22Fのそれぞれに対応する今回の送受信データを符号化して記憶する今回送受信メモリ48NA〜48NFを有する第2送受信メモリ48NMを備えた点と、伝送処理部42と符号化/復号化処理部43との間のデータのやりとりを前回の送受信データを符号化したデータと、今回の送受信データを符号化したデータと、の差分データDDとする点である。
図8に示すように、第2実施形態の場合と比較して、前回のデータと今回のデータが変化していない場合には、差分データDDの符号データが無線ノード間において一意で決定することができ、符号データを探索する必要がなく共通の符号データで効率良く処理することができる。
ところで、無線伝送路AN上で送受するデータは差分データDDとなることから、無線伝送システム11の起動時やデータの更新が停止した際に、無線伝送路AN上の受信側において更新の際に差分のベースとなるデータが判らなくなる可能性がある。
そこで、図9に示すように、起動検知・タイマ61を備えることにより、起動時では、差分データではなく全データを、またタイマにより定周期で全データを送ることにより、送受するデータの確実性を向上することができる。
また、図10に示すように、符号化/復号化処理部43において、複数の符号化アルゴリズムを用い、実体的に複数の符号化/復号化処理部43−1〜43−Nの処理結果を処理効果判定部65において、元の受信データと比較し、符号化されたデータが圧縮効果(符号化効果)の高いものを選択してデータ転送を行うようにすることも可能である。
このように構成することにより更に効率的な無線伝送が可能となる。
上記各実施形態における符号化/復号化処理部43、43−1〜43−Nは、データの圧縮に重点をおきデータ伝送の低遅延化を図るものであった。
図11は、第4実施形態の符号化/復号化処理部の機能構成図である。
以上の説明のように、各実施形態によれば、無線通信の安定性を確保しつつ、通信遅延が一定時間内となるように通信経路を構築することが可能となる。
図12は、実施形態の変形例の説明図である。
図12に示すように有線伝送路CN上の複数のデータフレームを、無線伝送路AN上の1つのデータフレームに統合することにより、無線伝送路ANにおけるオーバヘッドを解消し、伝送処理を効率化するように構成することも可能である。
また、本実施形態の通信管理装置の制御プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
11 無線伝送システム
12 上位ネットワーク
21 管理システム
22A〜22F 無線ノード(通信管理装置)
24 スイッチ
25 ランプ
30 制御装置部
31 制御処理部
32 有線MAC部
33 有線PHY部
34 メモリ制御部
35 メモリバンク部
40、40A、40B 通信装置部
41 有線PHY部
42 伝送処理部
43、43A 符号化/復号化処理部
43A1 圧縮符号化・復号化処理部
43B 符号化・復号化処理部
44 転送処理部
45 無線PHY部
46 メモリ制御部
47 符号化メモリ
48 送受信メモリ
48A 送受信メモリ
48BA 前回送受信メモリ
48BM 第1送受信メモリ
48NA 今回送受信メモリ
48NM 第2送受信メモリ
51 ノード識別部
61 起動検知・タイマ
65 処理効果判定部
AN 無線伝送路
CN 有線伝送路
DD 差分データ
ED 符号データ
LD 監視・制御対象
Claims (7)
- 他の通信管理装置と無線伝送路を介して接続され、有線伝送路あるいは前記無線伝送路を介して受信した受信データを他の通信管理装置と通信可能な無線伝送路に転送する際に前記受信データの圧縮符号化を行って符号化データとするとともに、前記無線伝送路から受信した符号化データを前記有線伝送路に転送する際に当該符号化データの復号化を行って送信データとする符号化/復号化処理部と、
自己に割り当てられた監視・制御対象を当該通信管理装置に対応する前記受信データに基づいて制御する制御装置部と、
符号化データを記憶する符号化データ記憶部と、
前記受信データ及び前記送信データを記憶する送受信データ記憶部と、を備え、
前記送受信データ記憶部は、自己及び前記他の通信管理装置に対応する前記受信データ及び前記送信データを、前記通信管理装置毎に割り当てられた複数のメモリバンク構成を採り、前回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第1送受信データ記憶部と、
前記複数のメモリバンク構成を採り、今回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第2送受信データ記憶部を備え、
前記符号化/復号化処理部は、第1送受信データ記憶部に記憶したデータと、当該データに対応する前記第2送受信データ記憶部に記憶したデータとの差分である差分データの符号化を行う、
ことを特徴とする通信管理装置。 - 起動時及び一定周期毎に通知するタイマを備え、
前記符号化/復号化処理部は、前記タイマの通知があった場合に前記差分データの符号化に代えて、元のデータの符号化を行う、
請求項1記載の通信管理装置。 - 前記符号化/復号化処理部は、複数種類の符号化/復号化処理が可能であり、前記複数種類の符号化/復号化処理の結果を比較して、圧縮効果の高い符号化/復号化処理を選択する、
請求項2記載の通信管理装置。 - 前記符号化/復号化処理部は、圧縮を目的とした符号化・復号化処理の機能に加えて、エラー訂正を目的とした符号化・復号化処理機能を備えた、
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の通信管理装置。 - 前記有線伝送路を伝送する複数のデータフレームを、前記無線伝送路上の一つのデータフレームに統合する転送処理部を備える、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の通信管理装置。 - 他の通信管理装置と無線伝送路を介して接続され、有線伝送路あるいは前記無線伝送路を介して受信した受信データであって、自己に割り当てられた監視・制御対象を当該通信管理装置に対応する前記受信データに基づいて制御する制御装置部と、符号化データを記憶する符号化データ記憶部と、前記受信データ及び前記送信データを記憶するとともに、自己及び前記他の通信管理装置に対応する前記受信データ及び前記送信データを、前記通信管理装置毎に割り当てられた複数のメモリバンク構成を採り、前回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第1送受信データ記憶部と、前記複数のメモリバンク構成を採り、今回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第2送受信データ記憶部を有する送受信データ記憶部と、を備えた通信管理装置で実行される通信管理装置の制御方法であって、
前記受信データを他の通信管理装置と通信可能な無線伝送路に転送する際に第1送受信データ記憶部に記憶したデータと、当該データに対応する前記第2送受信データ記憶部に記憶したデータとの差分である差分データの符号化を行い、前記受信データの圧縮符号化を行って前記符号化データとする過程と、
前記無線伝送路から受信した符号化データを前記有線伝送路に転送する際に当該符号化データの復号化を行って送信データとする過程と、
を備えた通信管理装置の制御方法。 - 他の通信管理装置と無線伝送路を介して接続され、有線伝送路あるいは前記無線伝送路を介して受信した受信データであって、自己に割り当てられた監視・制御対象を当該通信管理装置に対応する前記受信データに基づいて制御する制御装置部と、符号化データを記憶する符号化データ記憶部と、前記受信データ及び前記送信データを記憶するとともに、自己及び前記他の通信管理装置に対応する前記受信データ及び前記送信データを、前記通信管理装置毎に割り当てられた複数のメモリバンク構成を採り、前回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第1送受信データ記憶部と、前記複数のメモリバンク構成を採り、今回の前記受信データ及び前記送信データを記憶する第2送受信データ記憶部を有する送受信データ記憶部と、を備えた通信管理装置コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記受信データを他の通信管理装置と通信可能な無線伝送路に転送する際に第1送受信データ記憶部に記憶したデータと、当該データに対応する前記第2送受信データ記憶部に記憶したデータとの差分である差分データの符号化を行い、前記受信データの圧縮符号化を行って前記符号化データとする符号化手段と、
前記無線伝送路から受信した符号化データを前記有線伝送路に転送する際に当該符号化データの復号化を行って送信データとする復号化手段と、
して機能させる制御プログラム。
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