JP6405692B2 - 送信装置、送信装置の制御方法、送信プログラム及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、送信装置の制御方法、送信プログラム及び通信システムに関し、例えば、所定時間内の送信時間に制限がかけられている通信システムに適用し得るものである。

例えば、センサネットワークを構成するノードは、省電力通信を行うようになされている。省電力通信の代表的な方法として受信ノードが間欠動作する方法があり、例えば、ＣＳＬ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）は、この受信ノードの間欠動作方法を採用している通信規格である（非特許文献１参照）。

ＣＳＬでは、ＣＳＬ受信周期（ＣＳＬＰｅｒｉｏｄ、以下「受信周期」とも呼ぶ）、最大ＣＳＬ期間（ＣＳＬＭａｘＰｅｒｉｏｄ、以下「最大受信周期」とも呼ぶ）、起動時間を各ノードに予め設定しておく。最大受信周期は、送信ノード側から見ればウェークアップ信号パケットの繰り返し送信時間となっている。また、起動時間は、受信ノードがウェークアップしている受信待機時間になっている。

データを送信しようとする送信ノードＳは、まず、非同期送信モードでデータの送信動作を実行する。非同期送信モードの動作は、以下のようなものである。ウェークアップ信号パケットを最大受信周期の間、受信ノードＲに向けて繰り返し送信する。ウェークアップ信号パケットにはデータ信号パケット送信までの残り時間を表すランデブー時刻（ＲＺＴｉｍｅ）を記述する。ウェークアップ信号パケットを１最大受信周期送信し終われば、引き続きデータ信号パケットをノードＲに送信する。

ノードＲは、１受信周期の内、起動時間だけ受信待機状態となり、それ以外の時間は受信動作を行わないスリープ状態となっている。ノードＲが受信待機状態においてノードＳからのウェークアップ信号パケットを受信すれば、その信号中のランデブー時刻を取得する。そして、ランデブー時刻の直前までスリープした後起動し（受信待機状態）、ノードＳからのデータ信号パケットを受信する。

ノードＲは、データ信号パケットを受信すれば受信応答信号ＡＣＫをノードＳに返送する。ＡＣＫには受信周期と、受信タイミングのずれを表すフェーズ（ＣＳＬＰｈａｓｅ）を挿入する。

ノードＳは、ノードＲから受信応答信号ＡＣＫを受信しなければデータの再送を行う。ノードＳは、再び受信応答信号ＡＣＫを受信しなければ、さらに再送を行う。ノードＳは、ノードＲから受信応答信号ＡＣＫを受信するまで、この再送処理を予め設定した最大再送回数まで繰り返し行う。

ノードＳは、ノードＲから受信応答信号ＡＣＫを受信しなければ、次のデータ送信時も再び非同期モードでノードＲに対しウェークアップ信号パケットを繰り返し送信した後に、データ送信を行う。

ノードＳは、ノードＲから受信応答信号ＡＣＫを受信すれば同期送信モードになる。ノードＳは、受信応答信号ＡＣＫ中の受信周期、フェーズを保持しノードＲとの同期の補正を行う。そして、ノードＳは、ノードＲへの次のデータ送信時に、補正後の送信タイミングで送信を行う。

ここで、ネットワークまたは使用無線周波数によっては所定時間当りの送信量に制限が設けられていることがある。

例えば、非特許文献２の規格では、ノードの送信時間は、直近３６００秒の内、３５９．６秒以内であることと規定されている。この場合、データ信号パケット、ウェークアップ信号パケット等の同一ノードから送信されるパケットの送信時間の合計が３５９．６秒内であれば、ノードＳは、パケットを送信できる。３５９．６秒を超えていれば、ノードＳは、送信停止状態となる。ノードＳは、送信停止後、直近３６００秒のパケット送信時間の合計が３５９．６秒内に下がれば送信を再開する。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅ ５．１．１１．１章 ９２０ＭＨｚ帯テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８

送受信ノード間で同期が取られていないと、ウェークアップ信号パケットの送信回数が増える。また、データの再送を行うとさらに送信回数が増える。送信時間に制限がある場合、このようなパケットの送信が繰り返されることで、ノードは、データ送信に制限がかかりやすくなる。その結果、ノードが送信停止されてしまい、送信しようとするデータが廃棄され又は送信遅延が大きくなるという問題が起きる。

送信制限がかかると、同一ノードから送信するＣＳＬモード以外で送信する制御パケットや、データについても送信できなくなるという問題がある。

そのため、ノードの送信時間に制限がある場合において、送信時間が制限値に達することを極力抑えることができる送信装置、送信装置の制御方法、送信プログラム及び通信システムが望まれている。

第１の本発明は、対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置において、パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、（１）上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理する送信許容量管理手段と、（２）送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する送信可否判定手段と、（３）実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復する送信許容量更新手段とを備え、（４）上記送信可否判定手段は、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定することを特徴とする。

第２の本発明は、対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置の制御方法において、パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、（１）送信許容量管理手段が、上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理し、（２）送信可否判定手段が、送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定し、（３）送信許容量更新手段が、実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復させ、（４）上記送信可否判定手段が、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定することを特徴とする。

第３の本発明の送信プログラムは、対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置に搭載されるコンピュータを、パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、（１）上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理する送信許容量管理手段と、（２）送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する送信可否判定手段と、（３）実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復する送信許容量更新手段として機能させ、（４）上記送信可否判定手段は、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定することを特徴とする。

第４の本発明は、受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置と、受信周期毎に間欠的に生じる起動時間の間だけスリープ状態から受信待機状態に変化して、上記送信装置が、ウェークアップパケットに続いて送信したデータ信号パケットを受信し、データ信号パケットの受信時に受信応答信号パケットを対向する上記送信装置に返信する上記受信装置とを有する通信システムにおいて、上記送信装置として、第１の本発明の送信装置を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、送信しようとするパケット群を送信属性で規定された優先度に対応する送信許容量で管理し、送信しようとするパケットサイズの総和と上記優先度に対応する送信許容量とで比較し、送信判定を行うことで、低い優先度に属する送信パケットによる送信量を減少させることが可能となり、全体として送信装置の送信時間が制限値に達することを抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る送信量制御部１７における送信判定の説明図である。 第１の実施形態に係る送信量制御部１７における優先度毎の判定基準のパラメータを示す図である。 第１の実施形態の無線通信装置（送信ノード１０Ｓ）の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の無線通信装置（送信ノード１０Ｓ）の単位時間毎の優先度の残り送信容量の遷移を示す図である。 第２の実施形態の無線通信装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態の無線通信装置（送信ノード１０Ｓ）の動作を示すフローチャートである。

（Ａ）第１の実施形態
以下に、本発明による送信装置、送信装置の制御方法、送信プログラム及び通信システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、送信ノード若しくは受信ノードとなる、第１の実施形態の無線送信装置を含む無線通信装置（以下、第１の実施形態の無線通信装置と呼ぶ）の構成を示すブロック図である。

第１の実施形態の無線通信装置は、ＲＦ受信部やＲＦ送信部を除いた部分をハードウェアで構成することも可能であり、また、ＣＰＵが実行するソフトウェア（無線通信プログラム）とＣＰＵとで実現することも可能であるが、いずれの実現方法を採用した場合であっても、機能的には図１で表すことができる。

ＲＦ受信部１１は、ウェークアップ信号パケット（以下、ウェークアップ信号と呼ぶ）やデータ信号パケット（以下、データ信号と呼ぶ）や受信応答信号パケット（以下、受信応答信号と呼ぶ）等の無線パケットを受信するものである。

データ解析部１２は、受信した無線パケットや、その無線パケットに挿入されているデータを解析し、適宜、解析結果を制御部１３に与えるものである。データ解析部１２は、受信した無線パケットが自ノード宛であるか否かを解析する。また、データ解析部１２は、自ノード宛である場合には、無線パケットがウェークアップ信号、データ信号、受信応答信号など、どのような種類のパケットかを解析し、パケット種類に応じて、受信した無線パケットから必要な情報を取り出し、パケット種類や取り出した情報等を制御部１３へ与えるものである。

制御部１３は、データ信号、制御信号（ウェークアップ信号や受信応答信号等）を送受信するための制御を行うものである。制御部１３は、データ信号や制御信号を受信する毎に、受信タイミング制御部１４に通知する。さらに、制御部１３は、必要に応じて、受信情報を送信タイミング制御部１６に入力する。

制御部１３は、送信データがある場合は、データ生成部１５にデータと付加情報（宛先等）を渡し、ＣＳＬ送信モードならば送信タイミング制御部１６に、それ以外は送信量制御部１７に送信データがあることを通知する。

受信タイミング制御部１４は、ＲＦ受信部１１をオンオフ制御するためのタイミングを決定するものである。データ生成部１５は、送信データにヘッダ等を付加してデータ信号を生成してＲＦ送信部１８に渡すものである。送信タイミング制御部１６は、ＣＳＬ送信モードでのデータ送信用の送信タイミングを決定するものである。送信量制御部１７は、送信方法やデータタイプを参照し、送信パケットサイズが残り送信容量以内であるか否かを調べ、残り送信容量以内であれば、送信許可をＲＦ送信部に渡すものである。

ＲＦ送信部１８は、生成されたデータ信号やウェークアップ信号や受信応答信号を、送信量制御部１７からの命令タイミングで無線送信するものである。

第１の実施形態の無線通信システムは、図示は省略するが、図１に示す構成を有する無線通信装置１０を複数台配置したものであり、任意の２つの無線通信装置１０、１０間で無線通信を行うものである。

図２は、送信量制御部１７における送信判定の説明図である。

送信量制御部１７は、送信パケット毎に優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３までの３つの判定基準を持つ。この例では、優先度は、送信パケットの種類と送信方法によって区別され、例えば、制御信号は優先度Ｐ１、データ信号は優先度Ｐ２、ＣＳＬ送信モードのウェークアップ信号やデータ再送信号は優先度Ｐ３とする。優先度の区別の仕方はこの例に限定されない。また、優先度の数は３に限定されず、２以上であれば良い。さらに、パケットの種類の数だけでなく、宛先毎に判定基準をさらに設けるようにしても良い。

優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３までの各判定基準優先度は、それぞれ初期送信容量を持つ。この判定基準優先度は、各優先度に対応するパケットを送信する毎に該当優先度の残り送信容量を減少させる。無線通信装置は、送信パケットサイズが残り送信容量より小さければ、パケットを送信することができる。

高優先度の残り送信容量は、低優先度の残り送信容量を含有している。つまり、高優先度の残り送信容量は存在し、低優先度の残り送信容量が０になることはある。しかし、逆に、低優先度の残り送信容量は存在し、高優先度の残り送信容量が０になることはない。図２では、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３の関係では、優先度Ｐ１は高優先度、優先度Ｐ２又はＰ３は低優先度と言える。優先度Ｐ２とＰ３の関係では、優先度Ｐ２は高優先度、優先度Ｐ３は低優先度と言える。

また、各優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３の残り送信容量は、単位時間毎に平均送信数だけ残り送信容量を増加させる。ただし、残り送信容量の最大値は、初期送信容量とする。詳しい動作は、後述する動作の項目において、さらに説明する。

図３は、送信量制御部１７における優先度毎の判定基準のパラメータを示す図である。

初期送信容量は、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３の順に小さくなっていくように初期送信容量を割り当てる。優先度Ｐ１の初期送信容量は、送信量の制限値を基に割り当てる。例えば、非特許文献２の技術を適用しようとすれば、優先度Ｐ１の初期送信容量は、３５９．６秒となる。

図３の例では、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３についてそれぞれ１０００００バイト、１００００バイト、７００バイトの初期送信容量を割り当てている。

割り当てるバイト数は、任意であるが、上記の例では、優先度Ｐ１が最もバイト数が大きく、優先度Ｐ３が最もバイト数が小さい値が割り当てられている。

この意味は、低優先度である優先度Ｐ３は、送信バイト数が大きいＣＳＬ通信の優先度であるため、この優先度の初期送信容量に低いバイト数を割り当てることにより、ＣＳＬ通信による回線の輻輳を抑え、ＣＳＬ通信による送信時間を減少させるためである。

平均送信数は、上記同様に送信量の制限値を基に割り当てる。例えば、非特許文献２の技術を適用しようとすれば、送信時間は、１０秒毎に１秒送信時間が割り当てられる。図３では、平均送信数は、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３まで同一の３０バイト ／秒としている。

残り送信容量は、初期値としては初期送信容量であり、送信バイト数毎に減少する。例えば、優先度Ｐ１の残り送信容量は、優先度Ｐ１で１０００バイトのパケットを送信すると、９９０００バイトとなる。優先度Ｐ２で１０００バイトのパケットを送信すると 、優先度Ｐ１と優先度Ｐ２の残り送信容量を１０００バイト減少させる。優先度Ｐ３で１００バイト送信すると、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３までの残り送信容量を１００バイトずつ減少させる。

以上は、リーキーバケットアルゴリズムを基にした送信制御である。この他の送信制御を用いても良い。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の無線通信装置１０の送信に関連する動作を、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、無線通信装置を適宜「ノード」と呼ぶこととする。

なお、受信側のノード（以下、符号１０Ｒを用いる）のデータ受信動作は、従来の無線通信装置のデータ受信動作と同様である。また、送信側のノード（以下、符号１０Ｓを用いる）における送信量を制御する点が従来と異なっており、以下、この動作を中心的に説明する。

（Ａ−２−１）送信を制御する動作
図４は、送信ノード１０Ｓの送信量に基づき送信を制御するフローチャートである。

制御部１３は、パケット送信要求があるかを確認し、当該送信要求があれば、データ生成を行うステップＳ１０２の処理を実行し、送信要求パケットが存在しなければ、ステップＳ１０８の処理を実行する（Ｓ１０１）。

送信量制御部１７は、送信要求パケットが、ウェークアップ信号、制御信号、データ信号の何れであるかを判定する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２の処理は、ＣＳＬ送信モードならば、送信タイミング制御部１６で送信タイミングになるまで待った後、送信量制御部１７に通知し、実行する。それ以外のパケットの種類の場合には、この処理は、制御部１３から送信量制御部１７について通知後、実行する。

送信量制御部１７は、送信しようとするパケットサイズと残り送信容量を比較し、残り送信容量より送信パケットサイズの方が小さいならば、送信可と判定し、ステップＳ１０６の処理を実行し、送信パケットサイズの方が大きいならば、送信不可と判定し、ステップＳ１０４の処理を実行する（Ｓ１０３）。

上記の比較は、実際に無線送信したバイト数で計算するため、送信パケットサイズは、ペイロード以外に、ヘッダ等の付加情報も含める。

ＣＳＬモード送信の場合には、送信パケットサイズは、送信データサイズだけでなく、ウェークアップ信号の合計サイズも含める。例えば、１００バイトのデータ信号と、３０バイトのウェークアップ信号を最大１０回送信するとしたならば、送信パケットサイズは、合計４００バイトとなる。送信ノード１０Ｓは、当該合計バイト数より、送信可能バイト数が大きければ、データを送信できる。

なお、上記送信パケットサイズの計算は、予め計算するのではなく、送信する毎にその都度、計算しても良い。

優先度が低い場合について、送信しようとしているパケットサイズが残り送信容量を下回っているならば、送信ノード１０Ｓは、送信方法を変更する（Ｓ１０４）。変更後以降は、送信ノード１０Ｓは、該当優先度の適用を一時的に停止し、一つ上の優先度を適用する。優先度Ｐ１の場合、又は送信方法の変更が行えない場合には、ステップＳ１０４の処理をスキップする。受信ノード１０Ｒから受信応答信号ＡＣＫを受信しないことによる、再送パケットの送信については最大送信回数を減らすか、又は再送を行わないようにする。ウェークアップ信号については、送信回数を減少するように設定する。この設定は、同期通信時のウェークアップ信号の送信回数、又は送信時間の設定値を変更することで行う。

同期通信時に受信ノード１０Ｒから受信応答信号ＡＣＫが返らなくてもそのノードとは非同期通信に遷移せず、同期通信のままにしておく。そして、複数回連続してＡＣＫが返らなかった時のみ非同期通信に遷移することでもウェークアップ信号の送信回数を減少させることができる。

送信方法の通常送信モードへの戻し方については特に限定しない。例えば、元の優先度での残り送信容量が初期送信容量に達したら元の送信方法に戻すようにしても良い。

送信量制御部１７は、送信しようとしているパケットが再送パケットやウェークアップ信号のように連続送信パケットであるか否かを判定し、連続送信パケットではない場合には、ステップＳ１０８の処理を実行する（Ｓ１０５）。なお、連続送信パケットであっても、最大再送回数より多い場合についてもステップＳ１０８の処理を実行し、連続送信パケットで、かつ最大再送回数以下であればステップＳ１０６の処理を実行する（Ｓ１０５）。

ＲＦ送信部１０８は、該当パケットが送信可能と判定すれば、パケットを送信する（Ｓ１０６）。

送信量制御部１０７は、受信ノード１０Ｒにパケットを送信したならば、残り送信容量から送信バイト数を減算する（Ｓ１０７）。なお、実際に送信したパケットサイズでカウントするため、再送を行えばその回数分差し引くことになる。

パケットの送信の有無に関わらず所定の時間になれば、送信量制御部１０７は、残り送信容量に平均送信数を加算する（Ｓ１０８）。ただし、初期送信容量を超えたならば、残り送信容量は、初期送信容量を残り送信容量とする。

（Ａ−２−２）残り送信容量の変化の具体例
次に、優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３の判定基準に基づいてパケットを送信した送信ノード１０Ｓについて、各優先度の残り送信容量の変化を図５を用いて説明する。

図５は、単位時間毎の優先度Ｐ１〜優先度Ｐ３の残り送信容量である。

なお、送信条件は、送信パケットサイズ１００バイト、ウェークアップ信号サイズ３０バイト、ウェークアップ信号の最大送信回数１０回とする。初期送信容量、平均送信数は、図３に記載の値を適用するものとする。この値を適用することにより、残り送信容量は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・と経過する毎に３０バイト加算するものとする。

時刻Ｔ１において、優先度Ｐ１の残り送信容量より送信パケットサイズの方が下回っているので、送信ノード１０Ｓは、優先度Ｐ１のパケットを送信できる。

時刻Ｔ１において、優先度Ｐ１のパケットを１００バイト送信したら、優先度Ｐ１の残り送信容量は、１００バイト減算後、３０バイト加算するので、時刻Ｔ２において、９９９３０バイトとなる。優先度Ｐ２、優先度Ｐ３の残り送信容量については、時刻Ｔ1での値が送信可能バイト数となっているため加算せず、それぞれ、１００００バイト、７００バイトを時刻Ｔ２での値とする。

時刻Ｔ２において、ＣＳＬ送信モード（優先度Ｐ３）でパケットを送信しようとすると、合計４００バイト必要である。送信パケットサイズが優先度Ｐ３の残り送信容量の７００バイトより小さいので、送信ノード１０Ｓは、優先度Ｐ３のデータを送信できる。

パケットの送信を行うと、時刻Ｔ３において、優先度Ｐ３の残り送信容量は、４００バイト減算後３０バイト加算し、３３０バイトとなる。優先度Ｐ１、優先度Ｐ２の残り送信容量についても、送信パケットサイズ４００バイトを減算後、３０バイト加算する。

送信ノード１０Ｓは、時刻Ｔ３において、優先度Ｐ３のデータを送信しようとすると、送信パケットサイズの合計４００バイトより残り送信容量の方が小さいため送信不可状態である。送信パケットサイズは、ウェークアップ信号の送信回数を１回に減少させると、合計１３０バイトとなる。

送信ノード１０Ｓは、ウェークアップ信号の送信回数の減少後、優先度Ｐ２の判定基準を使用すれば、送信サイズの方が小さいため送信可能となる。

上記条件でパケットの送信を行うと、時刻Ｔ４において、優先度Ｐ１、Ｐ２の残り送信容量は、送信パケットサイズの合計１３０バイト減算後、３０バイトを加算する。優先度Ｐ３の残り送信容量についても、３０バイト加算する。

時刻Ｔ３において、４００バイトのデータを優先度Ｐ３で送信しようとする場合には、データのみで超えるので、送信ノード１０Ｓは、送信を停止するものとする。

時刻Ｔ４において、ＣＳＬ送信モード（優先度Ｐ３）でパケットを送信しようとしても、優先度Ｐ３の残り送信容量が送信可能バイト数に達していないので、送信ノード１０Ｓは、再びウェークアップ信号の送信回数１回の送信として、優先度Ｐ２で判定を行い、パケットを送信する。

このようにして、ＣＳＬのパケットが頻発して残り送信容量を消費し尽くす前に、ＣＳＬの総送信パケットサイズが小さくなるような送信方法に変えるような制御を行い、残り送信容量の減少を遅らせるようにする。

なお、元から優先度Ｐ１やＰ２に割り当てられたパケットは、残り送信容量が多いので、ＣＳＬの影響を特に受けることなくパケットの送信を行える。

この実施形態では、残り送信容量から送信パケット分だけ減算して、送信量を管理する例を示したが、これとは逆に、パケットを送信する度に、残り送信容量を加算し、残り送信容量が初期送信容量に達したら送信不可にする様な管理をしても良い。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、ＣＳＬ通信は低い優先度の判定基準を適用したことにより、送信量が設定値に達すると、ＣＳＬのウェークアップ信号の連続送信数や再送数を減少させる等の送信方法を変更し、かつ高い優先度の判定基準を適用させることで、ノードの送信時間が制限値に達する確率を減少させることができるという効果が得られる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による送信装置、送信装置の制御方法、送信プログラム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説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図６は、送信ノード若しくは受信ノードとなる、第２の実施形態の無線送信装置を含む無線通信装置（以下、第２の実施形態の無線通信装置と呼ぶ）の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

図６において、無線通信装置１０Ａは、ＲＦ受信部１１、データ解析部１２、制御部１３、受信タイミング制御部１４、データ生成部１５、送信タイミング制御部１６、送信量制御部１７及びＲＦ送信部１８に加え、送信制限通知部１９を有する。

第２の実施形態の無線通信装置の構成は、第１の実施形態の無線通信装置の構成に送信制限通知部１９を追加したものである。

送信制限通知部１９は、送信バイト数が設定値に達した、又は設定値以下に下がった時に周囲のノードに通知し、データ受信方法の変更を指示するものである。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の無線通信装置１０Ａの送信に関連する動作を、図面を参照しながら説明する。

図７は、第２の実施形態での送信ノード１０Ｓの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３は、第１の実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と特に変わらないので、その説明を省略する。以降は、ステップＳ２０４の処理から説明を行う。

送信ノード１０Ｓは、送信しようとしているパケットサイズが該当優先度の残り送信容量を上回っているならば、送信制限通知信号を受信ノード１０Ｒに対し送信する（Ｓ２０４）。

送信制限通知信号は、送信元アドレス、送信先アドレス、制限または制限解除の識別子を含む情報を最低含んでいれば良い。

また、優先度がＰ１又はプロトコル変更ができない場合は、ステップＳ２０４の処理は実行しない。

送信ノード１０Ｓは、送信プロトコルの変更が可能かどうかを判定する（Ｓ２０５）。例えば、送信ノード１０Ｓは、送信制限通知信号に対し受信ノード１０Ｒから受信応答信号ＡＣＫが返送されれば、送信プロトコルの変更可能と判断する。

送信ノード１０Ｓは、送信プロトコルの変更が可能と判定すれば、送信方法を変更し、一つ上の優先度を適用するように変更する（Ｓ２０６）。

例えば、送信パケットの送信は、元がＣＳＬ通信で行っていた場合は、通常のデータ通信プロトコルでデータ送信を行う。つまり、受信ノード１０Ｒは常に受信待機しておき、送信ノード１０Ｓは、ウェークアップ信号を送信せず、データ送信を行う。

送信方法の変更後のプロトコルは、上記例に限らず、送信ノード１０Ｓの送信データ量を削減できる他のプロトコルに変更しても良い。例えば、受信ノード１０Ｒがウェークアップ信号を受信後、受信応答信号ＡＣＫを送信ノード１０Ｓに返送し、その後、送信ノード１０Ｓが受信応答信号ＡＣＫを受信すれば、送信ノード１０Ｓは、ウェークアップ信号の送信を停止し、データを送信する様にしても良い。

ステップＳ２０７〜ステップＳ２０９までは、第１の実施形態のステップＳ１０６〜ステップＳ１０８と同様の処理であるので、その説明を省略する。

送信ノード１０Ｓは、送信方法を変更し、優先度Ｐ２の判定基準を適用するように変更した後、優先度Ｐ３の残り送信容量が初期送信容量に復帰しているかを判定する（Ｓ２１０）。判定の結果、復帰していなければステップＳ２０１の処理に戻る。

判定の結果、復帰していれば、送信ノード１０Ｓは、送信制限通知信号を周囲のノードに送信する（Ｓ２０４）。この場合の送信制限通知信号は、制限を解除し元のプロトコルに戻しパケットを受信する旨の信号である。

送信ノード１０Ｓは、送信プロトコルの変更が可能か否か判定し、変更が可能と判定すれば、送信方法を元の送信方法に戻す（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。ここでは、ステップＳ２０１の送信パケットの有無のチェックをしていないため、ステップＳ２０７とステップＳ２０８の処理をスキップし、その後の処理を行う。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、ＣＳＬ通信による送信量が設定値に達したならば、送信ノードは、受信ノードに通知を行い、送信パケットサイズを減少できるＣＳＬとは異なる通信プロトコルに変更し、高優先度の判定基準を適用することで、第１の実施形態に比べさらに送信量の上限値に達しにくくなり、ノードの送信時間が制限値に達する確率をさらに減少させることができるという効果が得られる。

（Ｃ）他の実施形態
第１及び第２の実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

上記各実施形態では、無線通信装置がデータ信号の送信構成も受信構成も備えるものを示したが、受信専用の無線通信装置や送信専用の無線通信装置を構築しても良い。

上記説明では、センサネットワークを構成するノードに言及したが、本発明による無線通信装置の用途は、センサネットワークに限定されるものではない。

上記説明では、本発明を無線通信装置に適用した例を示したが、有線通信装置に適用しても良い。

１０、１０Ａ…無線通信装置、１１…ＲＦ受信部、１２…データ解析部、１３…制御部、１４…受信タイミング制御部、１５…データ生成部、１６…送信タイミング制御部、１７…送信量制御部１７、１８…ＲＦ送信部、１９…送信制限通知部１９。

Claims (5)

1. 対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置において、
   パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、
   上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理する送信許容量管理手段と、
   送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する送信可否判定手段と、
   実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復する送信許容量更新手段とを備え、
   上記送信可否判定手段は、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する
   ことを特徴とする送信装置。
2. 上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、対抗する受信装置に少なくても送信制限に関する情報を含む送信制限通知信号を送信する送信制限通知部をさらに備え、
   上記送信可否判定手段は、送信制限通知信号の送信後、所定の条件により、通信プロトコルを変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置の制御方法において、
   パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、
   送信許容量管理手段が、上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理し、
   送信可否判定手段が、送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定し、
   送信許容量更新手段が、実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復させ、
   上記送信可否判定手段が、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する
   ことを特徴とする送信装置の制御方法。
4. 対向する受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置に搭載されるコンピュータを、
   パケット群の種別や送信方法等の送信属性で規定された優先度が予め設定されており、
   上記優先度に属するパケット群を送信する度に値が変化する上記優先度に対応する１又は２以上の送信許容量を管理する送信許容量管理手段と、
   送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和と送信しようとするパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を比較し、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する送信可否判定手段と、
   実際に送信したパケット群でのパケットサイズの総和に応じて、送信したパケット群が属する上記優先度に対応する送信許容量を計算すると共に、まとまった時間毎に上記優先度に対応する送信許容量を所定値回復する送信許容量更新手段として機能させ、
   上記送信可否判定手段は、上記優先度に対応する送信許容量が送信しようとするパケット群でのパケットサイズの総和を下回ると、上記送信属性の変更を行い、別の優先度の送信許容量により、送信しようとするパケット群の送信可否を判定する
   ことを特徴とする送信プログラム。
5. 受信装置の受信待機状態に合わせて、１種又は２種以上のパケットを含むパケット群を送信する送信装置と、受信周期毎に間欠的に生じる起動時間の間だけスリープ状態から受信待機状態に変化して、上記送信装置が、ウェークアップパケットに続いて送信したデータ信号パケットを受信し、データ信号パケットの受信時に受信応答信号パケットを対向する上記送信装置に返信する上記受信装置とを有する通信システムにおいて、
   上記送信装置として、請求項１又は２に記載の送信装置を適用したことを特徴とする通信システム。

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