JPWO2003034776A1 - アドホックなネットワークにおけるコンポーネントを統合したサービス提供システムに使用する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信が可能な端末とアドホックなネットワークを構成できる通信可能なデバイスのサービス提供システムに関する。
背景技術
従来のインターネット技術では、URI(Universal Resource Identifier)あるいはURL(Universal Resource Locator)などを使用したWorld Wide Web(WWW)はFile Transfer Protocol(FTP)といった、予めリソースの位置やサービス(機能やデータ提供などの総称を以下サービスと定義する)が固定されたアクセス方法が主であった。そのため、端末同士が直接通する事によってローカルなネットワークを形成し、個々の端末の機能を統合してユーザに所定のサービスを提供するアドホックなネットワークでは、場所場所によって、異なる端末がおかれているため、ユーザが物理的にどのような端末の近くにいるのかがサーバからは分からないことが起こり、ユーザにどのようなサービスが利用可能か分からない状況では、提供可能なサービスを特定することが難しかった。
そして、アドホックなネットワークにおいては、基本的に無線通信が可能な携帯型端末を使用するために、使用できるリソースが限られている。そのようなリソースが限られた携帯型端末では1つの携帯型端末が全てのサービスを持つことが不可能であるため、デバイス自体は単機能を持ち、それらを複数組み合わせて統合的なサービスを提供することが要求されている。
従来の通信(特に無線通信)が可能な端末をアドホックなネットワークに接続するときには、ユーザや各デバイスは、ユーザにどのようなサービスが提供できるのか分からなかった。サービスの発見手法にはIP(Internet Protocol)でのSLP(Service Location Protocol)やBluetoothのSDP(Service Discovery Protocol)がある。しかし、SLPは、URIあるいはURLという位置情報を基に、リソースの発見を行うため、アドホックなネットワークには適用できにくい。また、SDPは、その機能を表す大まかなクラス(プロファイル)を検出することを目的としているため、リソース単体単位での細かいサービスの提供ができない。そして、複数の機能を組み合わせて、1つの大きなサービスを提供するためには、リソース単体単位での細かいサービス提供が必要になる。この場合、リソース単体単位での細かい小さなサービス(機能)を組み合わせることで、1つの大きなサービスを提供することが必要となる。
発明の開示
本発明の課題は、各端末が有する各サービスを組み合わせて、ユーザに一定の統合されたサービスを提供可能とする装置を提供することである。
本発明のシステムに使用する情報端末は、有線あるは無線でネットワークを構成する1以上のデバイスが提供する機能を統合して所定のサービスを受けるために使用される、該1以上のデバイスに有線あるいは無線で接続された情報端末であって、該1以上のデバイスが有する、所定の機能を実行するコンポーネントの提供可能サービスに関する情報を、各デバイスから受け取る情報収集手段と、該収集された情報から、該1以上のデバイスを組み合わせて受けることのできるサービスを検出するサービス検出手段と、該検出されたサービスに基づいて、該サービスの提供に含まれるデバイスにサービスの実行を指示する手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、サービスの指示手段であるInitiatorからユーザが指示を出すことによって、場所場所によって異なる構成をなすアドホックなネットワークについても所望のサービスを容易に受けることができる。これは、Initiatorが、当該ユーザの居る場所にあるデバイスのコンポーネントと通信し、コンポーネントから提供可能サービスについての情報である目録を取得し、これに基づいて、利用可能なサービスを検出することによる。
発明を実施するための最良の形態
図1は、本実施形態のシステム構成の概念図である。また、図2は、本実施形態のシステムを構成する端末の概念構成を示す図である。
本実施形態では、図1に示すように通信機能(特に無線通信機能)を持つ複数のデバイスがアドホックなネットワークを形成している。それぞれのデバイスは図2のように小さなサービス(機能)をコンポーネントとして提供する。単一のコンポーネントだけでは十分なサービスを提供できないため、複数のコンポーネントを組み合わせることにより、1つのサービスを提供する。
デバイスの中には、ユーザが管理を行うInitiatorというデバイスが存在する。そのInitiatorは、ユーザとのユーザインターフェースの役割をする。しかし、Initiatorは必ずしもユーザインターフェースを持つ必要はなく、アドホックネットワーク内にユーザインターフェースとなるデバイス(表示デバイスとユーザ入力デバイス)が存在すればよい。しかし、通常はInitiatorがユーザインターフェースを持つ。そこで、以降Initiatorがユーザインターフェースを持つと仮定する。Initiatorはユーザからの要求を受け取って、個々のコンポーネントに機能提供を要求し、個々のコンポーネントの機能を連結したサービスをユーザに提供する。そして、サービスの変更が必要なとき、サービスが完了するとき等にはユーザに通知を行う。そのため、Initiatorはアドホックネットワークの中で、必ず必要なデバイスとなる。したがって、Initiatorは複数のコンポーネントをどのように組み合わせるかの判断を行ったり、各コンポーネントに要求を送ったりする中心的な役割を果たす。
Initiatorの持つ機能は、以下の通りである。
・ユーザインターフェースを提供する機能
・コンポーネントから機能を発見する機能
・機能を組み合わせるために機能間連係のグラフを生成する機能
・コンポーネントに要求を送信する機能
・コンポーネントからイベントを受け取る機能
コンポーネントはデバイス中に複数存在する。コンポーネントが持っている機能は下記の通りである。
・コンポーネントが持っている機能を提示する機能
・Initiatorからの指令を受ける機能、Initiatorにイベントを通知する機能
・他のコンポーネントからのデータを受信する機能
・他のコンポーネントにデータを送信する機能
・ステータスを送受信する機能を持つ。
ここで、ステータスとは、コンポーネントがサービスを行うために必要な状態をオブジェクトにまとめたもとのである。
図3及び図4は、アドホックネットワークの具体例を示した図である。
図3では、家庭内や喫茶店などにおいて、家電相当の製品を操作する場合を示している。Initiatorとしては、ユーザの有する携帯電話が設定され、ビデオカメラ、CDプレーヤー、テレビ、スピーカなどのコンポーネントを操作して、例えば、お気に入りの音楽をかけたり、お気に入りの番組をテレビに映し出させたりする。スピーカは、CDプレーヤーやテレビなどと協同して、音声を出力する。また、ビデオカメラは、テレビとスピーカと協同して、ビデオカメラで撮影した画像と音声をそれぞれテレビ及びスピーカに出力させるように使用することが可能である。
図4は、携帯電話同士での情報のやりとりを示した図である。
図4に示されるように、携帯電話同士は、基地局を介すことなく、互いに通信し、その中の1つがInitiatorとなる。いずれの携帯電話も、後述する機能を有していれば、Initiatorとなることができる。また、Initiator以外の携帯電話は、個々のサービスを提供するコンポーネントとなる。なお、携帯電話のユーザの中には、アドホックネットワークに自分の携帯電話が取り込まれるのを嫌う人が居るので、携帯電話は、Initiatorからのサービス要求に対してサービスの提供を拒否することができるように構成することが好ましい。
「サービスの発見」
図5は、Initiatorが使用可能なサービスを調べる様子を概念的に示した図である。
アドホックネットワーク内での統合したサービスを行うために、図5のように、Initiatorは、各コンポーネントからそのコンポーネントが提供できる機能を記述した目録を受け取る。Initiatorは、アドホックネットワーク内の全てのコンポーネントから、その目録を受け取る。
図6は、目録の収録情報を示す図である。
図6のように目録には、下記の情報が記述されている。
・そのコンポーネントが提供できる機能のクラス(コンポーネントが持つ機能の属するクラス)
・受信可能なデータのクラス(コンポーネントが入力するデータストリームのクラス)
・そのコンポーネントが加工した送信可能なデータのクラス(コンポーネントが出力するデータストリームのクラス)
・そのコンポーネントが他のコンポーネントにステータスを渡したり、他のコンポーネントからステータスを受け取ったりするためのポート(ステータスを送受信するポート)
図7は、コンポーネント間の接続と、目録の記載内容との関係を説明する図である。
Initiatorは、図7のように、コンポーネントAの送信可能なデータのクラス(=αとする)とコンポーネントBの受信可能なデータのクラス(=βとする)が一致またはβのクラス階層をさかのぼることでαと一致する場合には、接続可能であるとして、Initiator内のコンポーネントを識別する情報に印を付ける。このように、全てのデバイスのコンポーネントに対して、同様の処理をすることによって、各コンポーネント間の接続可能な組を抽出し、接続可能なブランチ(コンポーネント間の接続関係)を作成することで、図8のようなグラフを作成する。このとき、コンポーネントの存在の仕方によっては、グラフにループができる。そこで、図9のようにブランチを作成するときに同一ブランチを通るようなループが見つかると、そのブランチを削除してループが生じないようにする。
図8及び図9は、Initiatorが検出するコンポーネント間の接続関係を概念的に示すグラフを説明する図である。
例えば、図8において、コンポーネント1で再生される音声をコンポーネント4で出力する場合を考える。まず、Initiatorは、目録に含まれているコンポーネント1とコンポーネント2のサービスのクラスを調べた結果、コンポーネント1とコンポーネント2が共に、PCMで音声を通信可能であることが分かると、コンポーネント1と2をPCMのフォーマットで通信することに決定する。同様に、コンポーネント1と3は、MP3での通信が可能なので、MP3での通信を決定する。また、コンポーネント3とコンポーネント2との間は、PCMで通信することを決定する。このとき、コンポーネント3は、MP3音源をPCM音源に変換する機能を有しているものとする。そして、コンポーネント2とコンポーネント4がMDのフォーマットで音声を通信することを決定する。
これにより、例えば、CDプレーヤーなどであるコンポーネント1から、スピーカなどであるコンポーネント4までの経路が検出され、CDの再生が可能であることがInitiatorのユーザに通知される。なお、コンポーネント1からコンポーネント2と3のどちらの経路を使うかは、後述する経路選択の優先順位に基づいて決定される。
図9は、経路検出のときにループ上になってしまう経路を検出、削除する処理の概念を説明する図である。
図9においては、コンポーネント1から、コンポーネント2、3と経路を辿ると、コンポーネント3において、可能な経路が2つ出てくる。すなわち、コンポーネント3からコンポーネント4と5に進む経路である。コンポーネント5に進む経路は、例えば、音声再生におけるスピーカのような経路が終了するコンポーネントに至っているので問題はないが、コンポーネント4の場合、この接続先を探すと、コンポーネント2となってしまう。従って、コンポーネント2、3、4によって、不要な経路のループが生じてしまう。従って、コンポーネント4の接続先として、既にブランチを持っているコンポーネント2のようなコンポーネントに至る場合には、そのブランチは生成せず、また、コンポーネント3から4へのブランチも削除するようにする。
図10は、Initiatorが行う、コンポーネントとコンポーネントとの間にブランチを形成する場合の処理を説明する図である。
コンポーネントAの目録には、サービスとして、音声が設定されており、音声クラスの下の階層には、PCM音声サービスが設定されているとする。また、コンポーネントBの目録には、音声クラス、その下位にPCM音声、更にその下位にMP3音声がサービスとして設定されているとする。
まず、Initiatorは、コンポーネントAの目録から「出力するデータストリームのクラス(α)」を取り出す。ここで、クラス情報にはクラス階層の情報も含まれている。また、コンポーネントBの目録から「入力するデータストリームのクラス(β)」を取り出す。ここでも、クラス情報には、クラス階層の情報も含まれている。
次に、βのクラス階層(例えば、MP3音声>PCM音声>音声)を階層の深い順からαのクラス階層(例えば、PCM音声>音声)に一致するかを試みる。すると、図10の例では、βの最初のクラス(MP3音声)とαのクラス階層(PCM音声)を比較するが、一致しないことが分かる。次に、βの次のクラス階層(PCM音声)とαのクラス階層(PCM音声)を比較する。ここで、一致が見られる。そこで、クラス階層が一致した時点でブランチ(コンポーネントAとコンポーネントBの接続関係)を作成する。
図11は、Initiatorによるグラフの作成フローチャートである。
まず、ステップS1において、入力クラスのないコンポーネントを列挙する。すなわち、アドホックネットワークにおいて、受け入れるべき入力データの形式がないコンポーネントを列挙する。次に、そのコンポーネントの出力クラスに対応する入力クラスを持ったコンポーネントを検索する。このとき、複数のコンポーネントが対応する場合には、複数のコンポーネントの識別情報にマークを付ける。そして、ステップS3において、スタック形式で、ブランチを形成する。ステップS4では、ブランチの接続先のコンポーネントが出力クラスのないコンポーネントであるか否かを判断する。すなわち、アドホックネットワークの通信データを他のコンポーネントに出力することのできないコンポーネントであるか否かを判断する。
ステップS4の判断がYESの場合には、ステップS8において、ブランチの作成が終了したとして、ステップS6に進む。ステップS4の判断がNOの場合には、ステップS5において、ブランチが既に検索したコンポーネントに接続しているか否かを判断する。
ステップS5の判断がNOの場合には、ステップS9において、処理対象を今ブランチ接続先となっているコンポーネントに移動し、次のブランチを作成するために、ステップS2に進む。ステップS5の判断がYESの場合には、ステップS6において、ステップS2において、マークを付けたコンポーネントまでスタック上に存在するブランチを削除し、ステップS7において、マークが付いたコンポーネントに他へのブランチの候補があるか否かを判断する。ステップS7の判断がYESの場合には、ステップS10に進んで、最初のコンポーネントに戻ったか否かを判断する。ステップS10の判断がNOの場合には、今まで削除した経路では、別の経路が見つからないので、ステップS6に戻って、ブランチを更にさかのぼって削除し、マークの付いたコンポーネントまで戻る。ステップS10の判断がYESの場合には、ステップS11に進んで、次の入力クラスのないコンポーネントへ移動し、ステップS2に戻る。ステップS7の判断がNOの場合にも、ステップS2に戻って、処理を繰り返す。
図12及び図13は、ブランチ作成の様子を図示した図である。
図12に示す場合を想定する。ここでは、コンポーネントを数字の1〜5で表し、入出力クラスの関係をアルファベットA〜Cで表す。このときのスタックの様子が図13である。
まず、最初の入力クラスのないコンポーネントをスタックに追加する。次に、コンポーネント1に接続するコンポーネント2をスタックに追加する。更に、コンポーネント2に接続するコンポーネント3を追加する。コンポーネント3は複数の出力先を持つので、マークをする。更に、コンポーネント3に接続するコンポーネント4を追加する。更に、コンポーネント4に接続するコンポーネント2を追加する。しかし、コンポーネント2は、既にパス上(スタック)に存在するので、マークのあるコンポーネント3まで削除する。そして、コンポーネント3は、別の出力先候補であるコンポーネント5に接続するので、コンポーネント5をスタックに追加する。最後に、コンポーネント5は、出力クラスを持っていないので、ここでパスの生成が完了する。
図14は、複数のパス(ブランチのつながりであり、図13のスタック)が検出された場合に、優先順位を付けて、経路(パス)を選択する処理を説明する図である。
図14においては、丸の中の数字はコンポーネントの階層の深さを示し、矢印の数字は、ブランチの階層の深さをそれぞれ示す。
まず、全ての経路(パス)について以下を計算する。
コンポーネントのクラス階層の深さをni、ブランチのクラス階層の深さをbiとした場合、
αΣ1/bi+βΣ1/ni ・・・(1)
そして、(1)式の計算結果の小さいものから優先順位を高く設定する。なお、過去に既に類似のパスが選択されていた場合には、その優先順位を高くする。
例えば、図14の例の場合、α=1、β=1とすると、上を通る経路の場合、(1/3+1/2+1/4+1/1)+(1/2+1/1+1/2)=4.08、
一方、下を通る経路の場合、(1/3+1/1+1/3+1/1)+(1/1+1/3+1/2)=4.5
となり、上のパスの値のほうが小さいので、上のパスの優先順位を高くする。
「サービスの提供」
図15は、サービス一覧の表示例である。
Initiatorは、図14で説明したように、生成したグラフから、コンポーネントのクラス及び入出力データクラスの重みが大きいもの(クラス階層が深い、継承しているクラスが多い)から、そして、全パス長が短いものから、高い優先順位を付け、図15のようにパスをユーザに提供可能なサービスとして提示する。
また、一般にアドホックネットワークであっても、ユーザが個人的に使用する場合には同一なサービスを選択する可能性が高い。そこで、過去に似たようなサービス(パス)を選択していれば、そのサービスをユーザに提示する時に優先順位を高くする。こうすることで、ユーザの利便性が向上する。
ユーザは、Initiatorが提示したサービスから自分の欲するサービスを選択し、Initiatorに伝達する。Initiatorは、選択されたパスにどのコンポーネントが存在するのかを知っているので、選択されたサービスに基づいて、そのパス上に存在するコンポーネントにInitiatorから要求を送信する。
図16は、サービス提供に当たってのコンポーネントの動作を概略説明する図である。
Initiatorから要求を受けたコンポーネントは、図16のように自分が持っている機能を使用して入力データを入力し、データを加工して新しく出力データとして出力する。
図17は、前述のパスの検索処理に先立って、各コンポーネントからInitiatorが受け取る目録の例を示した図である。
目録の内容は、コンポーネントの種類によって異なる。例えば、CDプレーヤーの場合が図17に示されている。コンポーネントのクラスとしては、音声出力の下位に、音楽演奏、その下位に、CDプレーヤーがもたれている。入力クラスはない。出力のクラスは、音声の下位に、PCM音声が設定されている。すなわち、アドホックネットワークにおいて、このCDプレーヤーは、PCM音声によって再生した音楽を送信することになる。また、後述するステータスとしては、曲情報や演奏時間などがもたれる。
図18は、コンポーネントがInitiatorへ目録を送信する場合の処理フローを示す図である。
まず、ステップS15において、Initiatorから目録要求を受け付ける。そして、ステップS16において、予めコンポーネント内に設けられている情報を目録としてInitiatorに送付する。
図19は、サービス開始の処理を示すフロー図である。
まず、ステップS20において、Initiatorからサービス開始要求を受け取る。このとき、Initiatorからは、上流及び下流のコンポーネントの情報も含めて受け取る。そして、ステップS21において、当該コンポーネントより上流にあるコンポーネントのデータを受け入れる。そして、ステップS22において、当該コンポーネントより下流にあるコンポーネントにデータを送信する。
図20は、Initiatorが持つ、グラフのデータフォーマットの例を示す図である。
前述したように、Initiatorは、サービスを提供するために、各コンポーネントを接続するグラフを作成するが、これは、図20のように、コンポーネント名、機能クラス、入力クラス、出力クラスを登録するテーブルによって保持される。図20の場合、CDプレーヤーが音声をPCM音声で送信し、スピーカがPCM音声を受け取って、出力する構成となっていることが分かる。
「サービスの遷移」
アドホックネットワークは、デバイスが自由に結合したり分離したりすることができることが特徴である。そのため、サービスを提供していたデバイスが分離したり、新たにサービスを提供可能なデバイスが結合したりする。
図21〜図23は、コンポーネントがアドホックネットワークから分離・合流した場合の動作の概念を示す図である。
図21のようにサービスを提供していたコンポーネントを持つデバイスがアドホックネットワークから分離するとき、そのサービスを代替できるコンポーネントがアドホックネットワーク内に存在すれば、そのデバイスが持っていたコンポーネントは、ステータスというオブジェクトを、代替するコンポーネントに渡す。ステータスとは、そのサービスを遂行するために必要な情報を持つオブジェクトのことである。そうすることで、代替コンポーネントを使用したサービスの継続が可能となる。
そのような代替コンポーネントが存在しない場合には、コンポーネントは分離することをInitiatorに通知することによって、ユーザに代替サービスを選択するように通知することができる。
ステータスをコンポーネント間で直接伝達することも可能であるが、アドホックネットワークでは分離するコンポーネントはそのような通知ができないことが多い。そこで、図22のように各コンポーネントは定期的にInitiatorにステータスを渡す。そうすることで、分離するコンポーネントがそのステータスを他のコンポーネントに渡すことができない条件でも、Initiatorが代理としてステータスを渡すことで、サービスの復旧が可能になる。このときも、ユーザが代替サービスを選択するように通知することができる。
また、新しいデバイスが入ってきたときには、そのデバイスのコンポーネントはInitiatorに新しくアドホックネットワークに入ってきたことを通知する。Initiatorは、現在のサービスを継続したまま、グラフの再構成をする。もし、現在のデバイスよりも優先順位の高いサービスが提供できる場合には、ユーザにサービスの変更ができることを通知する。ユーザが新しいサービスを選択した場合には、そのサービスに切り替える。このとき、切り替えた先のコンポーネントが切り替える前のコンポーネントのステータスを受け取ることが可能ならば、図23にように切替え前のコンポーネントは切替え後のコンポーネントにステータスを渡す。ユーザは新しいサービスが利用できる場合であっても、必ずしも新しいサービスを選択する必要はない。
図24は、ステータスの受け渡し処理を説明する図である。
まず、Initiatorがステータスを受け取るコンポーネントにステータスを受け取るように指示を出す(1)。次に、ステータスを受け取るコンポーネントはステータスを受け入れるように待機する(2)。Initiatorがステータスを出すコンポーネントにステータスを受け取るコンポーネントのアドレスとともにステータスを出すように指示を出す(3)。ステータスを出すコンポーネントは、ステータスを受け取るコンポーネントのアドレスに対してステータスを送信する(4)。そして、ステータスを受け取るコンポーネントは、ステータスを受け取ると自分の状態をステータスに合わせて変更する(5)。
図25は、ステータスの移動処理のフロー図である。
まず、ステップS25において、ステータス移動の要求を受ける。ステップS26においては、ステータス受け入れ通知を受け取ったか否かを判断する。ステップS26の判断がYESの場合には、ステップS29において、ステータスを受け入れる準備をする。そして、ステップS30において、ステータスを受信して、コンポーネントの状態を変更する。ステップS26の判断がNOの場合には、ステップS27において、ステータスを送信する準備をする。そして、ステップS28において、自分の状態をステータスとして表現し、新しいコンポーネントにステータスを送付する。
ステータスの情報としては、コンポーネントの種類によって異なるが、例えば、CDプレーヤー等の音楽発信コンポーネントの場合、以下の情報を持つ。
・曲名(曲のID)
・経過時間
このようにアドホックネットワークのコンポーネント統合システムを用いることにより下記の利点が生じる。
・いつでもどこでも、同じサービスを利用したいという要求がある。例えば、どこでも音楽鑑賞をしたいと言うとき、在宅時には、CDプレーヤーとスピーカを使用して音楽を聴き、外出時にはポータブルMDプレーヤーまたは携帯電話音楽配信システムとヘッドフォンを使用して聴くということが考えられる。本実施形態を利用すると、在宅時にはCDプレーヤーとスピーカとそれを操作するリモコンや携帯電話など(Initiator)がアドホックネットワークを構成し、サービスを提供し、外出するときにCDプレーヤーはMDプレーヤーまたは携帯電話音楽配信システムに曲名と経過時間と言ったステータスを渡し、スピーカはヘッドフォンに音量というステータスを渡すことで、継続した音楽鑑賞が可能となる。このときには、MDプレーヤー、携帯電話音楽配信システム、ヘッドフォン、携帯電話などでアドホックネットワークを構成しており、その中で継続したサービスを提供することになる。
アドホックネットワークは、動的に構成されるネットワークであるため、有線・無線の区別無く適用できる。しかし、ここでは簡略化のためにアドホックネットワークを構成するデバイスは、基本的に無線通信機能を備えていると仮定する。無線通信機能を持たない場合は、別の無線通信機能を持ったデバイスに接続されており、無線通信機能を持たないデバイスへの指示は接続された無線通信機能を持ったデバイス経由で通知される。
Initiatorも情報管理できればよいと言う規定だけ備えていればよいが、ここでは、ユーザインターフェースを備えた携帯電話、PDA、ノートPCなどがInitiatorになるとする。ユーザの操作を他のデバイスのコンポーネントに要求する機能、ユーザにイベントを知らせる機能が必要となる。
以下、携帯電話をInitiatorの代表として扱う。
Initiatorである携帯電話は、その近隣に存在するデバイスとIEEE802.11(無線LAN)やBluetoothといった無線リンクを通じてアドホックネットワークを構成する。アドホックネットワークを構成したデバイスとInitiatorは互いに情報交換が可能となる。
図26は、Initiatorと各コンポーネントとの間の目録のやりとりを示すシーケンス図である。また、図27は、Initiatorが目録を受け取ってから経路(パス)の決定及びサービスの実行を行う処理を示すフロー図である。
図26のように、Initiatorは各デバイスに存在するコンポーネントに対して、「コンポーネントサービス要求」を送信する。「コンポーネントサービス要求」を受け取ったコンポーネントは自分の機能クラス、入出力データクラスを記述した「コンポーネントサービス応答」という「目録」をInitiatorに返す。アドホックネットワークを構成する全てのデバイスから、「コンポーネントサービス返答」を受け取ったInitiatorは、その目録に記された入出力データクラスを用いる。
そして、図27のように、ステップS40において、2つのコンポーネントに接続しているブランチを比較し、ステップS41において、Initiator内では出力データクラスと入力データクラスの関係が図7のように一致すれば、サービスクラスのブランチを張る(ステップS42)。なお、一致しない場合には、ブランチを張らずに、つぎのブランチを探す。そして、全てのコンポーネント間にブランチを張り終えると(ステップS43)、この中でブランチを構成する入出力クラスのクラス階層の重み付けが大きいもの、パス長が短いものを持つグラフのパスの優先順位を高くすることで、ユーザにどのサービスが利用可能か優先順位を付けて示す(ステップS44)。そして、ユーザが指定したサービスのパスを決定し(ステップS45)、そのパス上に存在するコンポーネント全てに「コンポーネントサービス開始」を通知する(ステップS46)。
図28は、本実施形態の動作をより具体的に示した図である。
図28のように「CDプレーヤー」コンポーネントクラスが「PCM音声」データ出力を行い、「スピーカ」コンポーネントクラスが「PCM音声」データ入力を行うという情報が有れば、同じ「PCM音声」データの入出力を持つ「CDプレーヤー」コンポーネントと「スピーカ」コンポーネントをブランチでつないだサービスグラフを作成する。
このように、アドホックネットワーク内に存在する全てのコンポーネントをブランチで接続したサービスグラフを作成する。例えば、この場合「CDプレーヤーが音楽を再生して、スピーカで音声出力をする」というサービスを構成できる。ユーザがサービスを選択すると、Initiatorは選択したパス上に存在するコンポーネントに「コンポーネントサービス開始」要求を出す。これによって、この例の場合は、「CDプレーヤーが音楽を再生」し、「スピーカが音声出力」をする。
図29〜図31は、アドホックネットワークの構成が変更になった場合の動作を示す図である。
そして、アドホックネットワークの構成が変更になったときには、図29のようにアドホックネットワークに結合または分離したコンポーネントがInitiatorに「コンポーネント加入通知」または「コンポーネント脱退通知」を送信することで、Initiatorはアドホックネットワークが変更になったことを知る。そして、その通知を受け取ったInitiatorはサービスが継続できるならば、今までサービスをしていたコンポーネントに「ステータス移動通知」を出す。それ以外にも、図30のようにステータス情報を送信していたコンポーネントが一定時間ステータスを送信してこなければ、タイムアウトとみなして、そのコンポーネントはアドホックネットワーク外に出たと想定する。この場合も、サービスが継続できる場合には、Initiatorが新しいコンポーネントに「ステータス受け入れ通知」を出す。そして、Initiatorがステータスを新しいコンポーネントに渡す。サービスを提供していたパスのうち、新しくパスに入るコンポーネントには、「コンポーネントサービス開始」を出し、今までと同じコンポーネントには「経路変更通知」を出す。また、アドホックネットワークからデバイスが突然脱退することも考え得るため、コンポーネントは定期的にInitiatorにステータスを渡す。デバイスが突然脱退したときにサービスが継続可能なコンポーネントが存在すれば、Initiatorはそのコンポーネントに「ステータス受け入れ通知」を出して、ステータスを渡す。例えば、図31のように「PCM音声」データ出力を持つデバイスとして、「CDプレーヤー」コンポーネントと「ポータブルMDプレーヤー」コンポーネントと「MP3−PCM音声データ変換アダプタ」コンポーネントが存在し、「MP3音声」データ出力を持つ「携帯電話音楽配信サーバ」コンポーネントが存在する。そして、「PCM音声」データ入力を持つデバイスとして「スピーカ」コンポーネントと「ヘッドフォン」コンポーネントが存在する場合を考える。優先順位の高かった「CDプレーヤー」コンポーネントから「スピーカ」コンポーネントへのパスがなくなる場合を考える。例えば、在宅状態から外出状態に移行する場合である。この場合、「CDプレーヤー」コンポーネントと「スピーカ」コンポーネントはアドホックネットワークから分離することになり、Initiatorは両方から「コンポーネント脱退通知」を受け取る。このとき、コンポーネントが同じクラスから派生している場合は、ステータス情報が移動できる。「CDプレーヤー」コンポーネントから「携帯電話音楽配信サーバ」コンポーネントへ「曲情報(曲名、曲IDなど)」と「経過時間」というステータス情報を送信することができる。
また、同様に「スピーカ」コンポーネントから「ヘッドフォン」コンポーネントへ「音量情報」というステータス情報を送信できる。これにより、図31のように「CDプレーヤー」→「スピーカ」というパスで構成されていたサービスが、「携帯電話音楽配信サーバ」→「MP3−PCM音声データ変換アダプタ」→「ヘッドフォン」というパスで構成されたサービスへサービスを継続したまま移行できる。
図32〜図45は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図である。
図32に示すように、アドホックネットワークが、コンポーネントとしてのCDプレーヤー、ポータブルMDプレーヤー、携帯電話音楽配信サーバ、MP3−PCM音声データ変換アダプタ、スピーカ、ヘッドフォンと、Initiatorからなるとする。
図33に示すように、Initiatorは、最初サービスの提供を受ける前、各コンポーネントに目録を要求する。図34〜図39は、それぞれCDプレーヤー、ポータブルMDプレーヤー、携帯電話音楽配信サーバ、MP3−PCM音声データ変換アダプタ、スピーカ、ヘッドフォンの目録の例である。
そして、Initiatorは、図40のようなグラフを目録を基に作成する。ここで、例えば、CDプレーヤーは入力クラスのないコンポーネントなので、そこから探索を開始する。次のMP3−PCM音声データ変換アダプタに対しては、例えば、CDプレーヤーの出力クラスであるPCM音声のクラスにさかのぼっても、MP3音声のクラスに対応しないので、CDプレーヤーからMP3−PCM音声データ変換アダプタには、ブランチを作成できない。次のスピーカは出力クラスのないコンポーネントなので、そこで完結し、1つのパスが生成できる。
ここで、各パスについて優先順位を決める。ここでは、前述の(1)式において、α=1、β=2とする。なお、クラス階層の深さは、図10で示されている通りとする。
CDプレーヤー→スピーカ
優先付け重み=1×(1/3+1/2)+2×(1/2)=1.83
CDプレーヤー→ヘッドフォン
優先付け重み=1×(1/3+1/2)+2×(1/2)=1.83
MDプレーヤー→スピーカ
優先付け重み=1×(1/3+1/2)+2×(1/2)=1.83
MDプレーヤー→ヘッドフォン
優先付け重み=1×(1/3+1/2)+2×(1/2)=1.83
携帯電話音楽配信サービス→MP3−PCM音声データ変換アダプタ→スピーカ
優先付け重み=1×(1/3+1/2+1/2)+2×(1/3+1/2)=3.00
携帯電話音楽配信サービス→MP3−PCM音声データ変換アダプタ→ヘッドフォン
優先付け重み=1×(1/3+1/2+1/2)+2×(1/3+1/2)=3.00
となる。過去に選択したことのあるパス(CDプレーヤー→スピーカ、携帯電話音楽配信サービス→MP3−PCM音声データ変換アダプタ→ヘッドフォン)に関しては優先付けの重み付けを−1とすると、全部の優先付け重みは以下の用になる。
CDプレーヤー→スピーカ
優先付け重み=0.83
CDプレーヤー→ヘッドフォン
優先付け重み=1.83
MDプレーヤー→スピーカ
優先付け重み=1.83
MDプレーヤー→ヘッドフォン
優先付け重み=1.83
携帯電話音楽配信サービス→MP3−PCM音声データ変換アダプタ→スピーカ
優先付け重み=3.00
携帯電話音楽配信サービス→MP3−PCM音声データ変換アダプタ→ヘッドフォン
優先付け重み=2.00
優先付け重みの小さいものの優先順位を高くすると、図41のようなサービス一覧が得られる。
図41において、ユーザが<01>CDプレーヤ→スピーカを選択すると、Initiatorは、CDプレーヤーとスピーカに「コンポーネントサービス開始」を通知することによって、サービスを開始させる。
図42〜図45は、図31のステータス移動について説明する図である。
ここでは、CDプレーヤー、ポータブルMDプレーヤー、スピーカがアドホックネットワークから脱退する情報を考える。
Initiatorは、CDプレーヤー、ポータブルMDプレーヤー、スピーカからコンポーネント脱退通知を受け取る(図42参照)。
このとき、Initiatorは、CDプレーヤーとスピーカが現在サービスを提供しているパス上に存在することを知っているので、新しくパスを生成し直す必要がある。今度は、コンポーネントが3つしかないので、以前取得した目録から、クラス階層を比較して、携帯電話音楽配信サーバはMP3音声により、MP3−PCM音声データ変換アダプタにしかつなげず、MP3−PCM音声データ変換アダプタはPCM音声によりヘッドフォンにしかつなげないことが分かる(図43参照)。このとき、サービス一覧は図44のようになる。
なお、CDプレーヤーと同じクラスから派生している携帯電話音楽配信サーバへCDプレーヤーからステータス(曲情報、経過時間)を渡すことができる。同様に、スピーカと同じクラスから派生しているヘッドフォンへスピーカからステータス(音量)を渡すことができる。この手順はInitiatorが指定する(図45参照)。
以上のように、本実施形態によれば、音楽演奏においては、図28のように単体の機能を持ったコンポーネントを組み合わせることで1つのサービスを提供することを可能にする。また、図31のようにステータス情報を移行させることで、サービスを連続的に利用できる。
図46は、本実施形態をPIM情報管理システムに適用した例である。
近年、1つのデバイスが複数の機能を持つようになった。例えば、携帯電話、PDA、ノートPCといったデバイスがPIM(Personal Information Manager)といった住所録やスケジュール帳を持つようになった。しかし、これは重複した機能であり、互いに同期させる必要があった。そのため、手動で何度も書き換えたり、自動的に同期するための同期機構を複数持ったりする必要があった。本実施形態を使用すると、PIMのコンポーネントは1つでよくなり、PIMのコンポーネントを使用するコンポーネントは、PIMを読み書きするインターフェースを持つだけで良くなる。
PIM情報を持つコンポーネントを1つ持っておくことにより、重複したデータ管理をしなくても済む。図46のように、PIM情報を扱うコンポーネントが複数存在していても、1つの「PIM情報管理」コンポーネントがデータの一貫性を保持することができる。PDAの「電子メール」コンポーネントは宛て先を「PIM情報管理」コンポーネントに問い合わせる。
また、携帯電話の「電話帳」コンポーネントは相手先電話番号を「PIM情報管理」コンポーネントに問い合わせる。ノートPCの「スケジュール帳」コンポーネントは、スケジュール上誰かに会う必要がある時に、会う場所や会う人の情報を「位置情報変換アダプタ」や「人物情報変換アダプタ」を経由して、「PIM情報管理」コンポーネントに問い合わせる。これにより、情報管理を一元化可能となり、従来の複数の情報を管理する煩雑さから解放される。
図47は、本実施形態のInitiatorやコンポーネントを有するデバイスの機能をプログラムで実現しようとした場合に要求されるハードウェア環境を説明する図である。
バス10に接続されたCPU11は、ハードディスクなどの記憶装置17あるいは、フロッピーディスク、CD−ROM、DVD、MOなどからなる可搬記録媒体19に格納された当該プログラムをバス10を介して、(可搬記録媒体19の場合には、読み取り装置18とバス10を介して)RAM13にコピーし、実行する。
ROM12は、BIOSなどの基本プログラムが格納され、CPU11が、キーボード、マウス、テンプレート、ディスプレイなどからなる入出力装置20からのユーザからの指示を入力可能にしたり、演算結果を出力可能とする。また、読み取り装置18や、記憶装置17などの制御も可能にする。また、当該プログラムをROM12に記憶して、図47の情報装置を本実施形態のInitiatorやコンポーネントを有するデバイス専用機として使用しても良い。
通信インターフェース14は、ネットワーク15を介して、情報提供者16と通信し、当該プログラムをダウンロードして、CPU11が実行可能な状態とする、あるいは、ネットワーク環境下で当該プログラムを実行することを可能とするものである。
産業上の利用可能性
本発明を利用すれば、重複した多数の機能を持ったデバイスを複数持つ必要がなくなり、単一の機能を持ったコンポーネントを組み合わせることで複雑なサービスを提供できる。また、ステータス情報を移動できるためユーザに対して連続したサービスを提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本実施形態のシステム構成の概念図である。
図2は、本実施形態のシステムを構成する端末の概念構成を示す図である。
図3は、アドホックネットワークの具体例を示した図(その1)である。
図4は、アドホックネットワークの具体例を示した図(その2)である。
図5は、Initiatorが使用可能なサービスを調べる様子を概念的に示した図である。
図6は、目録の収録情報を示す図である。
図7は、コンポーネント間の接続と、目録の記載内容との関係を説明する図である。
図8は、Initiatorが検出するコンポーネント間の接続関係を概念的に示すグラフを説明する図(その1)である。
図9は、Initiatorが検出するコンポーネント間の接続関係を概念的に示すグラフを説明する図(その2)である。
図10は、Initiatorが行う、コンポーネントとコンポーネントとの間にブランチを形成する場合の処理を説明する図である。
図11は、Initiatorによるグラフの作成フローチャートである。
図12は、ブランチ作成の様子を図示した図(その1)である。
図13は、ブランチ作成の様子を図示した図(その2)である。
図14は、複数のパス(ブランチのつながりであり、図13のスタック)が検出された場合に、優先順位を付けて、経路(パス)を選択する処理を説明する図である。
図15は、サービス一覧の表示例である。
図16は、サービス提供に当たってのコンポーネントの動作を概略説明する図である。
図17は、前述のパスの検索処理に先立って、各コンポーネントからInitiatorが受け取る目録の例を示した図である。
図18は、コンポーネントがInitiatorへ目録を送信する場合の処理フローを示す図である。
図19は、サービス開始の処理を示すフロー図である。
図20は、Initiatorが持つ、グラフのデータフォーマットの例を示す図である。
図21は、コンポーネントがアドホックネットワークから分離・合流した場合の動作の概念を示す図(その1)である。
図22は、コンポーネントがアドホックネットワークから分離・合流した場合の動作の概念を示す図(その2)である。
図23は、コンポーネントがアドホックネットワークから分離・合流した場合の動作の概念を示す図(その3)である。
図24は、ステータスの受け渡し処理を説明する図である。
図25は、ステータスの移動処理のフロー図である。
図26は、Initiatorと各コンポーネントとの間の目録のやりとりを示すシーケンス図である。
図27は、Initiatorが目録を受け取ってから経路(パス)の決定及びサービスの実行を行う処理を示すフロー図である。
図28は、本実施形態の動作をより具体的に示した図である。
図29は、アドホックネットワークの構成が変更になった場合の動作を示す図(その1)である。
図30は、アドホックネットワークの構成が変更になった場合の動作を示す図(その2)である。
図31は、アドホックネットワークの構成が変更になった場合の動作を示す図(その3)である。
図32は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その1)である。
図33は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その2)である。
図34は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その3)である。
図35は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その4)である。
図36は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その5)である。
図37は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その6)である。
図38は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その7)である。
図39は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その8)である。
図40は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その9)である。
図41は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その10)である。
図42は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その11)である。
図43は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その12)である。
図44は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その13)である。
図45は、図28及び図31の場合の具体的動作を説明する図(その14)である。
図46は、本実施形態をPIM情報管理システムに適用した例である。
図47は、本実施形態のInitiatorやコンポーネントを有するデバイスの機能をプログラムで実現しようとした場合に要求されるハードウェア環境を説明する図である。
Claims (17)
- 有線あるは無線でネットワークを構成する1以上のデバイスが提供する機能を統合して所定のサービスを受けるために使用される、該1以上のデバイスに有線あるいは無線で接続された情報端末であって、
該1以上のデバイスが有する、所定の機能を実行するコンポーネントの提供可能サービスに関する情報を、各デバイスから受け取る情報収集手段と、
該収集された情報から、該1以上のデバイスを組み合わせて受けることのできるサービスを検出するサービス検出手段と、
該検出されたサービスに基づいて、該サービスの提供に含まれるデバイスにサービスの実行を指示するサービス指示手段と、
を備えることを特徴とする情報端末。 - 前記収集される情報は、各デバイスの機能を実現するコンポーネントの入出力仕様をクラスとして定義したものであることを特徴とする請求項1に記載の情報端末。
- 前記サービス検出手段が検出した、提供可能なサービスに含まれるデバイス間を接続する複数の経路について、前記クラスの階層の深さに基づいて、優先順位を付けることを特徴とする請求項2に記載の情報端末。
- 前記サービス検出手段が検出した、提供可能なサービスに含まれるデバイス間を接続する複数の経路について、過去に使用したサービスの経路の優先順位を高く設定することを特徴とする請求項2に記載の情報装置。
- 前記ネットワークからデバイスが離脱する場合、該デバイスと同等の機能を提供可能な別のデバイスを代わりに用いて、サービスの提供を継続することを特徴とする請求項1に記載の情報装置。
- 前記ネットワークにデバイスが合流する場合、該デバイスが提供可能なサービスを検出し、同等なサービスを提供可能なデバイスの組み合わせが複数有る場合には、1つを選択してサービスを提供することを特徴とする請求項1に記載の情報装置。
- 前記デバイスの離脱、合流に際しては、現在提供しているサービスにおいて、該デバイスがサービスを継続するために必要な情報をステータス情報として該デバイスあるいは、該デバイスの代わりをするデバイスに通知することを特徴とする請求項5あるいは6に記載の情報装置。
- 前記1以上のデバイスは、サービスの提供時において、前記情報装置に自身の動作状態を示すステータス情報を定期的に送信することを特徴とする請求項1に記載の情報装置。
- 該ステータス情報は、前記ネットワークへデバイスが合流/離脱する場合にも、継続してサービスを提供可能とするための情報として使用されることを特徴とする請求項8に記載の情報装置。
- 前記サービスは音楽再生サービスであることを特徴とする請求項1に記載の情報装置。
- 前記デバイスには、PIM等のアドレスやスケジュールデータを管理するデバイスが含まれ、前記サービスは、アドレスやスケジュールの管理を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報装置。
- 複数のデバイスがネットワークによって接続され、所定のサービスを提供するネットワークに使用されるデバイスであって、
他のデバイスと通信する通信手段と、
要求に応じて、自デバイスの機能を記述した目録を送信する手段と、
指示に従って、所定の機能を提供する機能提供手段と、
を備えることを特徴とするデバイス。 - 前記機能提供手段は、データフォーマットの変換を行うことを特徴とする請求項12に記載のデバイス。
- サービスの提供中の自身の状態を他のデバイスに送信可能であることを特徴とする請求項12に記載のデバイス。
- 有線あるは無線でネットワークを構成する1以上のデバイスが提供する機能を統合して所定のサービスを受けるために行う処理方法であって、
該1以上のデバイスが有する、所定の機能を実行するコンポーネントの提供可能サービスに関する情報を、各デバイスから受け取る情報収集ステップと、
該収集された情報から、該1以上のデバイスを組み合わせて受けることのできるサービスを検出するサービス検出ステップと、
該検出されたサービスに基づいて、該サービスの提供に含まれるデバイスにサービスの実行を指示するサービス指示ステップと、
を備えることを特徴とする処理方法。 - 有線あるは無線でネットワークを構成する1以上のデバイスが提供する機能を統合して所定のサービスを受けるために行う処理方法であって、
該1以上のデバイスが有する、所定の機能を実行するコンポーネントの提供可能サービスに関する情報を、各デバイスから受け取る情報収集ステップと、
該収集された情報から、該1以上のデバイスを組み合わせて受けることのできるサービスを検出するサービス検出ステップと、
該検出されたサービスに基づいて、該サービスの提供に含まれるデバイスにサービスの実行を指示するサービス指示ステップと、
を備えることを特徴とする処理方法を情報装置に実現させるプログラムを格納した、情報装置読み取り可能な記録媒体。 - 有線あるは無線でネットワークを構成する1以上のデバイスが提供する機能を統合して所定のサービスを受けるために行う処理方法であって、
該1以上のデバイスが有する、所定の機能を実行するコンポーネントの提供可能サービスに関する情報を、各デバイスから受け取る情報収集ステップと、
該収集された情報から、該1以上のデバイスを組み合わせて受けることのできるサービスを検出するサービス検出ステップと、
該検出されたサービスに基づいて、該サービスの提供に含まれるデバイスにサービスの実行を指示するサービス指示ステップと、
を備えることを特徴とする処理方法を情報装置に実現させるプログラム。
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A521 | Request for written amendment filed |
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