WO2023243605A1 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

通信システム及び通信方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023243605A1
WO2023243605A1 PCT/JP2023/021747 JP2023021747W WO2023243605A1 WO 2023243605 A1 WO2023243605 A1 WO 2023243605A1 JP 2023021747 W JP2023021747 W JP 2023021747W WO 2023243605 A1 WO2023243605 A1 WO 2023243605A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor data
freshness
edge
communication system
determined
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/021747
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮介 野地
魁人 船引
惇史 成宮
Original Assignee
エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 filed Critical エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社
Publication of WO2023243605A1 publication Critical patent/WO2023243605A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/302—Route determination based on requested QoS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a communication method.
  • a processing application on an edge or center system server (center server) is designed to process the sensor data.
  • the edge is a platform provided between a device and a center server or cloud.
  • edge and center servers have been a desire for edge and center servers to process only freshness sensor data to be processed.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a communication system and a communication method that allow edge and center servers to process only freshness sensor data to be processed. do.
  • the communication system of the present invention includes an edge device that includes a device that stamps a transmission time on sensor data and transmits the data, and a first processing application that processes the sensor data. and a center server having a second processing application that processes the sensor data, the communication system comprising: a center server having a second processing application that processes the sensor data; a determination unit that determines the freshness of the sensor data based on the freshness of the sensor data; a distribution unit that distributes the transmission destination of the sensor data to the edge or the center server according to the freshness of the sensor data; A transmitting unit configured to transmit the sensor data to a destination.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a communication system in an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the edge endpoint shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the data structure of sensor data with time.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the determination rule.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the determination rule.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the determination rule.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the data structure of the distribution destination information.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of communication processing according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a computer that executes a program.
  • the communication system is designed so that devices installed in various locations transmit sensor data, and a processing application at the edge or a processing application at a server in the center system (center server) processes the sensor data.
  • the edge is a platform provided between a device and a center server or cloud.
  • a network (NW) edge infrastructure is provided between the edge and the center server, and the freshness of sensor data is determined on the NW edge infrastructure. Then, in the NW edge infrastructure, the destination of the sensor data is assigned to the edge or the center server depending on the freshness of the sensor data. This allows the edge and center servers to process only freshness sensor data to be processed.
  • NW network
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a communication system in an embodiment.
  • the communication system 1 includes, for example, a device 2, an edge 4, and a center server 5 of a center system.
  • the communication system 1 has a NW edge infrastructure 3 between an edge 4 and a center server 5.
  • the numbers of devices 2, edges 4, and center servers 5 of the center system are merely examples, and are not limited to the numbers shown in FIG. For example, there are multiple devices 2, and each device 2 updates multiple sensor data in real time.
  • the device 2 stamps the transmission time on the sensor data including the detection result by the sensor (not shown), and transmits the timed sensor data Ds to the NW edge base 3 together with the position information of the device 2.
  • the stamping position of the transmission time for the sensor data is set in advance at a predetermined position.
  • the device 2 stamps the transmission time at a predetermined position of the sensor data.
  • the sensor may be an imaging device, a radar, or a position detection device.
  • the sensor data includes detection results such as vibration, acceleration, temperature, humidity, moisture content, wind speed, amount of sunlight, and amount of sunlight, as well as images, videos, radar detection results, and position detection information.
  • the NW edge platform 3 is a base provided between the edge 4 and the center server 5.
  • the NW edge infrastructure 3 has an edge endpoint 10 and a Broker 20.
  • the edge endpoint 10 determines the freshness of the timed sensor data Ds based on the transmission time stamped on the timed sensor data Ds, and determines the destination of the sensor data according to the freshness of the timed sensor data Ds.
  • the data is distributed to the edge 4 or center server 5.
  • the edge endpoint 10 determines that freshness is high when the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds at the edge endpoint 10 is less than a predetermined threshold. and transmits the sensor data Ds with time to the edge 4.
  • the edge endpoint 10 determines that freshness is low when the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds at the edge endpoint 10 is greater than or equal to a predetermined threshold. Then, the sensor data Ds with time is transmitted to the center server 5.
  • the edge endpoint 10 is, for example, an L7 load balancer.
  • the Broker 20 is a relay server and has a queue 21 that stores data to be sent to the edge 4 and a queue 22 that stores data to be sent to the center server 5.
  • the Broker 20 stores the sensor data Ds with time assigned to the edge 4 by the edge endpoint 10 in the queue 21 and then transmits it to the edge 4.
  • the Broker 20 stores the time-stamped sensor data Ds distributed to the center server 5 by the edge endpoint 10 in the queue 22, and then transmits it to the center server 5.
  • the NW edge infrastructure 3 may have a configuration in which the proxy directly distributes the timed sensor data Ds to the edge 4 and the center server 5 without using the queues 21 and 22.
  • the processing applications 41 and 51 of the edge 4 and the center server 5 may acquire the sensor data Ds with time of the queues 21 and 22.
  • the edge 4 is a processing device located logically or physically closer to the device 2 than the center server 5.
  • the edge 4 has a processing application 41 (first processing application), and performs predetermined processing on the timed sensor data Ds.
  • the edge 4 is generally required to reflect processing results quickly, and processes data with higher freshness than the center server 5.
  • the center server 5 has a processing application 51 (second processing application), and performs predetermined processing on the timed sensor data Ds.
  • the center server 5 is generally a server that has more computing resources than the edge 4.
  • the center server 5 processes data with lower freshness than the edge 4.
  • the center server 5 may determine the type of the sensor data Ds with time and select the sensor data Ds with time to be processed.
  • the center server 5 may be a so-called cloud.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the edge endpoint 10 shown in FIG. 1.
  • the edge endpoint 10 includes a communication section 11 (reception section, transmission section), a storage section 12, and a control section 13.
  • the communication unit 11 communicates with other devices wirelessly or by wire.
  • the communication unit 11 is a communication interface that transmits and receives various information to and from other devices connected via a network or the like.
  • the communication unit 11 receives timed sensor data Ds transmitted from the device 2, for example.
  • the storage unit 12 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an optical disk. Note that the storage unit 12 may be a data-rewritable semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a flash memory, or an NVSRAM (Non Volatile Static Random Access Memory).
  • the storage unit 12 stores a processing program for operating the edge endpoint 10 and various information used in executing the processing program.
  • the storage unit 12 includes a sensor data group 121 , stamp position information 122 , determination rules 123 , freshness determination results 124 , and distribution destination information 125 .
  • the sensor data group 121 is timed sensor data Ds received from the device 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the data structure of the sensor data Ds with time.
  • the transmission time is stamped by the device 2 at a predetermined position in the first unit section.
  • the sensor data Ds with time may be stamped with a transmission time by the device 2 at a predetermined position in the header section.
  • the stamp position information 122 is information indicating the stamp position of the transmission time in the timed sensor data Ds.
  • the stamping position of the transmission time is set in advance by, for example, a protocol used between the device 2 and the edge endpoint 10, and is registered in the edge endpoint 10 as stamping position information 122.
  • the determination rule 123 is a determination rule used when the freshness determination unit 1314 determines the level of freshness of the time-touched sensor data Ds. 4 to 6 are diagrams showing examples of the determination rule 123.
  • a delay time threshold (first threshold) used in determining data freshness is set according to the type of time-touched sensor data Ds.
  • the delay time is the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds at the edge endpoint 10 (time at the edge endpoint 10).
  • the first threshold value is set to 10 msec.
  • the delay time is less than 10 msec, the freshness is determined to be high, and when the delay time is 10 msec or more, the freshness is determined to be low.
  • the first threshold value is set to 1 msec.
  • a delay time threshold (second threshold) is determined depending on the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge endpoint 10 that has received the time-stamped sensor data Ds.
  • second threshold is determined depending on the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge endpoint 10 that has received the time-stamped sensor data Ds.
  • the second threshold is set to 30 msec.
  • the delay time is less than 30 msec, the freshness is determined to be high, and when the delay time is 30 msec or more, the freshness is determined to be low.
  • the second threshold value is set to 1 msec.
  • the second threshold value may be set according to not only the positional relationship between the device 2 and the edge endpoint 10 but also the geographical situation. For example, when there is a mountain range between the edge end point 10 and the edge end point 10, the second threshold value may be set longer than when there is no mountain range.
  • a delay time threshold may be set according to the congestion degree of the transmission network of the time-touched sensor data Ds. For example, a case will be explained in which the sensor data Ds with time is transmitted to the edge endpoint 10 via a wireless network. As illustrated in FIG. 6, when the congestion degree of the access point (AP) for wireless communication is higher than the predetermined congestion degree, the third threshold value is set to 30 msec. When the delay time is less than 30 msec, the freshness is determined to be high, and when the delay time is 30 msec or more, the freshness is determined to be low. Further, when the congestion degree of the AP for wireless communication is lower than the predetermined congestion degree, the third threshold value is set to 1 msec.
  • the freshness determination result 124 is the freshness determination result determined by the freshness determination unit 1314 (described later) with respect to the sensor data Ds with time.
  • the freshness determination result 124 is based on the type of sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge end point 10, and/or the sensor data Ds with time.
  • the information is stored in association with the congestion level of the transmission network.
  • the distribution destination information 125 is information indicating the distribution destination of the timed sensor data Ds.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the data structure of the distribution destination information 125. As shown in FIG. 7, in the distribution destination information 125, the distribution destination of the sensor data Ds with high freshness is set to the edge 4, and the distribution destination of the sensor data Ds with high freshness with time is set to the center server 5. is set to .
  • the control unit 13 controls the entire edge endpoint 10.
  • the control unit 13 is, for example, an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit), or an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the control unit 13 has an internal memory for storing programs and control data that define various processing procedures, and executes each process using the internal memory. Further, the control unit 13 functions as various processing units by running various programs.
  • the control unit 13 includes a determination unit 131, a distribution unit 132, and an update unit 133.
  • the determination unit 131 determines the freshness of the timed sensor data Ds based on the transmission time stamped on the timed sensor data Ds received by the communication unit 11.
  • the determining unit 131 includes a type determining unit 1311, a position determining unit 1312, a crowding level determining unit 1313, and a freshness determining unit 1314.
  • the type determination unit 1311 determines the type of the timed sensor data Ds.
  • the type determination unit 1311 determines whether the type of the timed sensor data Ds is, for example, an image (video ), three-dimensional data, an image, or data that is lightweight compared to three-dimensional data.
  • the position determination unit 1312 determines the positional relationship and/or geographical relationship between the device 2 that transmitted the timed sensor data Ds and the edge end point 10 based on the location information of the device 2 added to the timed sensor data Ds. Assess the situation.
  • the position determination unit 1312 refers to map data and the like, maps the position information of the edge end point 10 acquired in advance and the position information of the device 2 given to the sensor data Ds with time on a map, and determines the location of the device. 2 and the edge endpoint 10 and/or the geographical situation.
  • the congestion degree determination unit 1313 determines the congestion degree of the transmission network of the time-touched sensor data Ds.
  • sensor data Ds with time is normally transmitted using a wireless network, if the network is extremely busy, data transmission will be delayed overall. For this reason, the congestion degree determination unit 1313 uses, for example, a model that has already learned the congestion degree of the transmission network of the time-tagged sensor data Ds, and uses a model that has already learned the congestion degree of the transmission network of the time-tagged sensor data Ds received by the communication unit 11 to determine the congestion level of the transmission network that transmitted the time-tagged sensor data Ds. Determine the degree of congestion.
  • the model is constructed using a neural network or the like, and is a model that learns the degree of congestion using past transmission network communication conditions as training data.
  • the freshness determination unit 1314 determines the freshness of the timed sensor data Ds based on the transmission time stamped on the timed sensor data Ds.
  • the freshness determination unit 1314 determines the freshness of the sensor data by comparing the difference between the transmission time stamped on the time-stamped sensor data Ds and the reception time of the sensor data with a predetermined threshold.
  • the freshness determination unit 1314 determines whether the difference (delay time) between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds in the communication unit 11 is less than a threshold (first threshold). In a certain case, it is determined that the freshness is high, and in a case where the freshness is equal to or higher than a threshold value, it is determined that the freshness is low.
  • the threshold value is a first threshold value corresponding to the type of the time-stamped sensor data Ds determined by the type determination unit 1311, and a positional relationship between the device 2 and the edge end point 10 determined by the position determination unit 1312. And/or a second threshold value corresponding to the geographical situation and/or a third threshold value corresponding to the congestion degree of the sensor data transmission network determined by the congestion degree determination unit 1313 is used.
  • the freshness determination unit 1314 determines the level of freshness of the timed sensor data Ds using, for example, the determination rules illustrated in FIGS. 4 to 6.
  • the freshness determination unit 1314 adopts the determination result of any one of the type determination unit 1311, the position determination unit 1312, and the congestion degree determination unit 1313 according to a preset priority order, and sets a threshold value corresponding to the determination result. use.
  • the freshness determination unit 1314 may use, as the threshold, the threshold with the longest time among the thresholds according to the determination results of the type determination unit 1311, the position determination unit 1312, and the congestion level determination unit 1313.
  • a weighted sum of each threshold may be used. The weight of each threshold value is set, for example, corresponding to the type, location, and degree of congestion, respectively.
  • the freshness determination unit 1314 may use, as the threshold, a value obtained by applying each weighted threshold to a predetermined arithmetic expression, instead of using the weighted sum of each threshold.
  • the freshness determination unit 1314 also determines the type of sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge end point 10, and the degree of congestion of the transmission network of sensor data Ds with time. Accordingly, the freshness of the sensor data Ds with time may be determined using a model that has already learned the level of freshness.
  • the model is configured by a neural network or the like, and is based on the type of sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge endpoint 10, and the congestion of the transmission network of sensor data Ds with time. This is a model that learns the degree of freshness by using each state of the degree of freshness and the degree of freshness of the sensor data with time received in each state as training data.
  • the distribution unit 132 distributes the destination of the timed sensor data Ds to the edge 4 or the center server 5 according to the freshness of the timed sensor data Ds.
  • the distribution unit 132 distributes the transmission destination of the timed sensor data Ds to the edge 4 or the center server 5, for example, according to the distribution destination information 125 illustrated in FIG.
  • the allocating unit 132 allocates the destination of the time-tagged sensor data Ds determined to have high freshness by the freshness determining unit 1314 to the edge 4, puts it in the queue 21, and causes it to be transmitted.
  • the allocating unit 132 allocates to the center server 5 the destination of the time-tagged sensor data Ds determined to be of low freshness by the freshness determining unit 1314, places it in the queue 22, and causes the data to be transmitted.
  • the updating unit 133 accumulates the freshness determination result of the time-tagged sensor data Ds by the determining unit 131 as the freshness determination result 124.
  • the updating unit 133 associates the type of the sensor data Ds with time, the position of the device 2, and/or the congestion degree of the transmission network of the sensor data Ds with time, and the freshness determination result, and stores the result as a freshness determination result 124. do.
  • the updating unit 133 updates the threshold value based on the accumulated freshness determination results 124.
  • the updating unit 133 may update the determination rule 123 based on the accumulated freshness determination results 124.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of communication processing according to the embodiment.
  • step S1 when the timed sensor data Ds to which the location information of the device 2 is attached is transmitted from the device 2 to the edge endpoint 10 (step S1), the edge endpoint 10 The type of data Ds is determined (step S2).
  • the edge endpoint 10 determines the positional relationship and/or geographical relationship between the device 2 that transmitted the timed sensor data Ds and the edge endpoint 10 based on the location information of the device 2 added to the timed sensor data Ds. The situation is determined (step S3). The edge endpoint 10 determines the degree of congestion of the transmission network for the timed sensor data Ds (step S4).
  • the edge end point 10 determines the freshness of the timed sensor data Ds based on at least the transmission time stamped on the timed sensor data Ds (step S5).
  • the edge endpoint 10 determines, for example, the type of sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geography between the device 2 that transmitted the sensor data Ds with time and the edge endpoint 10 determined in steps S2 to S4.
  • the degree of freshness of the timed sensor data is determined by comparing the delay time with a threshold value based on the current situation and/or the degree of congestion of the transmission network for the timed sensor data Ds.
  • step S6 When the edge end point 10 determines in step S5 that the freshness of the timed sensor data Ds is high (step S6: high), the edge endpoint 10 distributes this timed sensor data Ds to the edge 4 (step S7) and sends the timed sensor data Ds to the edge 4. Transmit (step S8). At the edge 4, the processing application 41 processes the sensor data Ds with time (step S9).
  • step S6 determines in step S5 that the freshness of the sensor data Ds with time is low (step S6: low), it distributes the sensor data Ds with time to the center server 5 (step S10), It is transmitted to the center server 5 (step S11). In the center server 5, the processing application 51 processes the sensor data Ds with time (step S12).
  • the edge endpoint 10 determines the freshness of the timed sensor data Ds transmitted from the device 2, and determines the destination of the timed sensor data Ds according to the freshness of the timed sensor data Ds. It is distributed and transmitted to the edge 4 or center server 5. Specifically, the edge endpoint 10 distributes the time-tagged sensor data Ds determined to have high freshness to the edge 4, and distributes the time-tagged sensor data Ds determined to have low freshness to the center server 5.
  • the edge 4 processes only time-tagged sensor data Ds with high freshness, processing results for the time-tagged sensor data Ds can be quickly reflected, and the compute resources of the edge 4 can be used efficiently. Can be done.
  • the center server 5, which has more computing resources than the edge 4 only sends the sensor data Ds with time, which is less fresh, it determines the necessity of processing the sensor data Ds with time, and determines the necessity of processing the sensor data Ds with time. can be processed.
  • the stamping position of the transmission time in the timed sensor data Ds is set in advance. For this reason, the edge end point 10 can easily extract the transmission time from the timed sensor data Ds, and can quickly determine the freshness of the timed sensor data Ds.
  • the edge endpoint 10 also determines the type of sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge endpoint 10, and/or the congestion of the transmission network for sensor data Ds with time.
  • the freshness of the sensor data Ds with time is determined based on the degree. Therefore, since the edge endpoint 10 determines the freshness of the time-touched sensor data Ds from multiple angles, it can appropriately distribute the data to either the edge 4 or the center server 5.
  • the freshness determination result by the edge endpoint 10 is based on the type of the sensor data Ds with time, the positional relationship and/or geographical situation between the device 2 and the edge endpoint 10, and/or the sensor data Ds with time.
  • the information is stored in association with the degree of congestion of the transmission network.
  • the edge endpoint 10 uses a queue for storing data to be sent to the edge 4, stores sensor data Ds with time with low freshness in this queue, and the processing amount of the edge 4 is less than a predetermined amount.
  • the edge 4 may process the sensor data Ds with time stored in the queue. Therefore, the edge endpoint 10 may distribute the time-stamped sensor data Ds determined to have low freshness to the center server 5 or a queue that stores data to be transmitted to the edge 4.
  • only one threshold value is provided to determine the freshness of the timed sensor data Ds, but a plurality of threshold values may be provided to determine the freshness in stages. For example, a first threshold value and a second threshold value larger than the first threshold value may be provided, and the freshness determination may be made in three levels: high, standard, and low.
  • the freshness determination unit 1314 selects the timed sensor data Ds when the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds is less than a first threshold. It is determined that the freshness of the data Ds is high. The freshness determination unit 1314 determines the time when the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds is less than a second threshold and greater than or equal to the first threshold. It is determined that the freshness of the attached sensor data Ds is standard.
  • the freshness determination unit 1314 determines the freshness of the timed sensor data Ds when the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds is greater than or equal to a second threshold. It is determined to be low.
  • the distribution unit 132 distributes the destination of the time-tagged sensor data Ds determined to have high freshness by the freshness determination unit 1314 to the first edge that is physically or logically closest to the distribution unit 132.
  • the sorting unit 132 distributes the time-tagged sensor data Ds whose freshness is determined to be standard by the freshness determining unit 1314 to a second edge adjacent to the first edge or within a predetermined range of the first edge. It is distributed to the third edge located at .
  • the third edge is an edge whose physical or logical distance from the first edge is within a predetermined range of the first edge.
  • the predetermined range is set according to the communication state, the positional relationship between edges, and the geographical situation.
  • the distribution unit 132 distributes the destinations of the time-tagged sensor data Ds determined to be low in freshness by the freshness determination unit 1314 to the center server 5 or the queue for storing data to be transmitted to the edge 4.
  • the edge end point 10 executes the freshness determination of the sensor data Ds with time, but the edge 4 or the center server 5 determines the freshness of the sensor data Ds with time. You may do so.
  • the edge 4 or the center server 5 sets the difference between the transmission time stamped on the timed sensor data Ds and the reception time of the timed sensor data Ds received by the edge 4 or the center server 5 as a delay time. All you have to do is determine the freshness.
  • each component of each device shown in the drawings is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as shown in the drawings.
  • the specific form of distributing and integrating each device is not limited to what is shown in the diagram, and all or part of the devices can be functionally or physically distributed or integrated in arbitrary units depending on various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
  • all or any part of each processing function performed by each device is realized by a CPU or GPU (Graphics Processing Unit) and a program that is analyzed and executed by the CPU or GPU, or by a wired It can be implemented as hardware based on logic.
  • program Furthermore, it is also possible to create a program in which the processes executed by each device of the communication system 1 described in the above embodiment are written in a computer-executable language. For example, it is also possible to create a program in which the processes to be executed by each device of the communication system 1 in the embodiment are written in a computer-executable language. In this case, when the computer executes the program, the same effects as in the above embodiment can be obtained. Furthermore, the same processing as in the above embodiments may be realized by recording such a program on a computer-readable recording medium and having the computer read and execute the program recorded on this recording medium.
  • FIG. 9 is a diagram showing a computer that executes the program.
  • the computer 1000 includes, for example, a memory 1010, a CPU 1020, a hard disk drive interface 1030, a disk drive interface 1040, a serial port interface 1050, a video adapter 1060, and a network interface 1070. However, each of these parts is connected by a bus 1080.
  • the memory 1010 includes a ROM (Read Only Memory) 1011 and a RAM 1012, as illustrated in FIG.
  • the ROM 1011 stores, for example, a boot program such as BIOS (Basic Input Output System).
  • BIOS Basic Input Output System
  • Hard disk drive interface 1030 is connected to hard disk drive 1090, as illustrated in FIG.
  • Disk drive interface 1040 is connected to disk drive 1100.
  • Serial port interface 1050 is connected to, for example, mouse 1110 and keyboard 1120.
  • Video adapter 1060 is connected to display 1130, for example.
  • the hard disk drive 1090 stores, for example, an OS (Operating System) 1091, an application program 1092, a program module 1093, and program data 1094. That is, the above program is stored, for example, in the hard disk drive 1090 as a program module in which commands to be executed by the computer 1000 are written.
  • OS Operating System
  • the various data described in the above embodiments are stored as program data in, for example, the memory 1010 or the hard disk drive 1090.
  • the CPU 1020 reads out the program module 1093 and program data 1094 stored in the memory 1010 and the hard disk drive 1090 to the RAM 1012 as necessary, and executes various processing procedures.
  • program module 1093 and program data 1094 related to the program are not limited to being stored in the hard disk drive 1090, but may be stored in a removable storage medium, for example, and read by the CPU 1020 via a disk drive or the like.
  • the program module 1093 and program data 1094 related to the program are stored in another computer connected via a network (LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), etc.), and are transmitted via the network interface 1070. It may be read by the CPU 1020.
  • LAN Local Area Network
  • WAN Wide Area Network
  • Communication system 2 Device 3 NW edge infrastructure 4 Edge 5 Center server 10 Edge endpoint 11 Communication unit 12 Storage unit 13 Control unit 20 Broker 21, 22 Queue 41, 51 Processing application 121 Sensor data group 122 Stamping position information 123 Judgment rule 124 Freshness judgment result 125 Distribution destination information 131 Judgment section 132 Sorting section 133 Update section 1311 Type judgment section 1312 Position judgment section 1313 Congestion degree judgment Section 1314 Freshness Judgment Section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

通信システム（１）は、センサデータに送信時刻を打刻して送信するデバイス（２）と、センサデータを処理する処理アプリケーション（４１）を有するエッジ（４）と、センサデータを処理する処理アプリケーション（５１）を有するセンタサーバ（５）と、を有する通信システムであって、デバイス（２）から送信されたセンサデータを受信し、センサデータに打刻された送信時刻を基に、センサデータの鮮度を判定する判定部と、センサデータの鮮度に応じて、センサデータの送信先を、エッジ（４）またはセンタサーバ（５）に振り分ける振り分け部と、振り分け部が振り分けた送信先にセンサデータを送信する送信部と、を有する。

Description

通信システム及び通信方法
　本発明は、通信システム及び通信方法に関する。
　車載制御システム、監視システム等の各種システムでは、例えば、各地に設けられたデバイスがセンサデータを送信し、エッジまたはセンタシステムのサーバ（センタサーバ）の処理アプリケーションがセンサデータを処理するよう設計されている。エッジは、デバイスとセンタサーバ或いはクラウドとの中間に設けられた基盤である。
特開２０２０－１１９０９０号公報 特許第６８８６８７４号公報
　例えば、エッジでセンサデータの処理をするようなユースケースの場合、処理結果を迅速に反映することが求められているため、エッジでは、鮮度の低いセンサデータが役に立たないことが多い。また、エッジで鮮度の低いセンサデータを処理した場合、役に立たないデータ処理のためにエッジのコンピュートリソースを利用するという無駄が生じてしまう。
　このため、エッジ及びセンタサーバでは、処理対象となる鮮度のセンサデータのみを処理したいという要望があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、エッジ及びセンタサーバにおいて、処理対象となる鮮度のセンサデータのみを処理可能とすることができる通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の通信システムは、センサデータに送信時刻を打刻して送信するデバイスと、前記センサデータを処理する第１の処理アプリケーションを有するエッジと、前記センサデータを処理する第２の処理アプリケーションを有するセンタサーバと、を有する通信システムであって、前記デバイスから送信されたセンサデータを受信し、前記センサデータに打刻された送信時刻を基に、前記センサデータの鮮度を判定する判定部と、前記センサデータの鮮度に応じて、前記センサデータの送信先を、前記エッジまたは前記センタサーバに振り分ける振り分け部と、前記振り分け部が振り分けた送信先に前記センサデータを送信する送信部と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、エッジ及びセンタサーバにおいて、処理対象となる鮮度のセンサデータのみを処理可能とすることができる。
図１は、実施の形態における通信システムの構成を説明する図である。 図２は、図１に示すエッジエンドポイントの構成の一例を示すブロック図である。 図３は、時刻付きセンサデータのデータ構成の一例を示す図である。 図４は、判定ルールの一例を示す図である。 図５は、判定ルールの一例を示す図である。 図６は、判定ルールの一例を示す図である。 図７は、振り分け先情報のデータ構成の一例を示す図である。 図８は、実施の形態に係る通信処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
　以下に、本願に係る通信システム及び通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本願に係る通信システム及び通信方法が限定されるものではない。
　以下の実施の形態では、実施の形態における通信システム及び通信方法における処理の流れを順に説明し、最後に実施の形態による効果を説明する。
［実施の形態］
　まず、実施の形態について説明する。実施の形態では、デバイスから送信されたセンサデータを、エッジまたはセンタサーバにおいて処理する通信システムを例として説明する。
　実施の形態に係る通信システムでは、各地に設けられたデバイスがセンサデータを送信し、エッジの処理アプリケーションまたはセンタシステムのサーバ（センタサーバ）の処理アプリケーションがセンサデータを処理するよう設計されている。エッジは、デバイスとセンタサーバ或いはクラウドとの中間に設けられた基盤である。
　実施の形態に係る通信システムでは、エッジ及びセンタサーバとの間に、ネットワーク（ＮＷ）エッジ基盤を設け、ＮＷエッジ基盤において、センサデータの鮮度を判定する。そして、ＮＷエッジ基盤では、センサデータの鮮度に応じて、センサデータの送信先を、エッジまたはセンタサーバに振り分ける。これによって、エッジ及びセンタサーバでは、処理対象となる鮮度のセンサデータのみを処理可能とすることができる。
［通信システム］
　次に、通信システムについて説明する。図１は、実施の形態における通信システムの構成を説明する図である。
　図１に示すように、実施の形態に係る通信システム１は、例えば、デバイス２と、エッジ４と、センタシステムのセンタサーバ５とを有する。通信システム１は、エッジ４とセンタサーバ５との間に、ＮＷエッジ基盤３を有する。デバイス２と、エッジ４と、センタシステムのセンタサーバ５との数は一例であり、図１に示す数に限定するものではない。例えば、デバイス２は複数あり、各デバイス２は、リアルタイムで複数のセンサデータをアップデートする。
　デバイス２は、センサ（不図示）による検出結果を含むセンサデータに、送信時刻を打刻し、時刻付きセンサデータＤｓを、デバイス２の位置情報とともに、ＮＷエッジ基盤３に送信する。センサデータに対する送信時刻の打刻位置は、予め所定の位置に設定されている。デバイス２は、センサデータの所定の位置に送信時刻を打刻する。センサは、振動、加速度、温度、湿度、水分量、風速、日照量、日照量等を検出する各種センサのほか、撮像装置、レーダ、位置検出装置であってもよい。センサデータは、振動、加速度、温度、湿度、水分量、風速、日照量、日照量等の検出結果のほか、画像、映像、レーダ検出結果、位置検出情報である。
　ＮＷエッジ基盤３は、エッジ４とセンタサーバ５との間に設けられた拠点である。ＮＷエッジ基盤３は、エッジエンドポイント１０及びBroker２０を有する。
　エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻を基に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定し、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度に応じて、センサデータの送信先をエッジ４またはセンタサーバ５に振り分ける。
　エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻とエッジエンドポイント１０における時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分が、所定の閾値未満である場合に鮮度が高いと判定し、時刻付きセンサデータＤｓをエッジ４に送信する。エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻とエッジエンドポイント１０における時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分が、所定の閾値以上である場合に鮮度が低いと判定し、時刻付きセンサデータＤｓをセンタサーバ５に送信する。エッジエンドポイント１０は、例えば、Ｌ７ロードバランサである。
　Broker２０は、中継サーバであり、エッジ４に送信するデータを保管するキュー２１と、センタサーバ５に送信するデータを保管するキュー２２とを有する。Broker２０は、エッジエンドポイント１０によってエッジ４に振り分けられた時刻付きセンサデータＤｓをキュー２１に保管後、エッジ４に送信する。Broker２０は、エッジエンドポイント１０によってセンタサーバ５に振り分けられた時刻付きセンサデータＤｓをキュー２２に保管後、センタサーバ５に送信する。なお、ＮＷエッジ基盤３は、キュー２１，２２を用いず、Proxyが直接エッジ４とセンタサーバ５とに時刻付きセンサデータＤｓを振り分ける構成であってもよい。また、エッジ４及びセンタサーバ５の処理アプリケーション４１，５１が、キュー２１，２２の時刻付きセンサデータＤｓを取得してもよい。
　エッジ４は、センタサーバ５と比して、デバイス２と、論理的または物理的に近い位置に設けられた処理装置である。エッジ４は、処理アプリケーション４１（第１の処理アプリケーション）を有し、時刻付きセンサデータＤｓに対して所定の処理を行う。エッジ４には、一般的に処理結果を迅速に反映することが求められており、センタサーバ５と比して、鮮度が高いデータの処理を行う。
　センタサーバ５は、処理アプリケーション５１（第２の処理アプリケーション）を有し、時刻付きセンサデータＤｓに対して所定の処理を行う。センタサーバ５は、一般的にエッジ４と比して、コンピュートリソースが豊富なサーバである。センタサーバ５は、エッジ４と比して、鮮度が低いデータを処理する。センタサーバ５は、時刻付きセンサデータＤｓの種別等を判定し、処理対象となる時刻付きセンサデータＤｓを選別して処理を行ってもよい。センタサーバ５は、いわゆるクラウドであってもよい。
［エッジエンドポイント］
　次に、エッジエンドポイント１０の構成について説明する。図２は、図１に示すエッジエンドポイント１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、エッジエンドポイント１０は、通信部１１（受信部、送信部）、記憶部１２及び制御部１３を有する。
　通信部１１は、無線または有線にて他の装置との間で通信を行う。通信部１１は、ネットワーク等を介して接続された他の装置との間で、各種情報を送受信する通信インタフェースである。通信部１１は、例えば、デバイス２から送信された時刻付きセンサデータＤｓを受信する。
　記憶部１２は、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）、光ディスク等の記憶装置である。なお、記憶部１２は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non　Volatile　Static　Random　Access　Memory）等のデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。記憶部１２は、エッジエンドポイント１０を動作させる処理プログラムや、処理プログラムの実行で用いられる各種情報を記憶する。記憶部１２は、センサデータ群１２１、打刻位置情報１２２、判定ルール１２３、鮮度判定結果１２４及び振り分け先情報１２５を有する。
　センサデータ群１２１は、デバイス２から受信した時刻付きセンサデータＤｓである。図３は、時刻付きセンサデータＤｓのデータ構成の一例を示す図である。時刻付きセンサデータＤｓは、例えば、先頭のＵｎｉｔ部の所定位置にデバイス２によって送信時刻が打刻される。また、時刻付きセンサデータＤｓは、ヘッダ部の所定位置にデバイス２によって送信時刻が打刻されてもよい。
　打刻位置情報１２２は、時刻付きセンサデータＤｓにおける送信時刻の打刻位置を示す情報である。送信時刻の打刻位置は、例えば、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間で使用されるプロトコルによって予め設定され、打刻位置情報１２２としてエッジエンドポイント１０に登録される。
　判定ルール１２３は、鮮度判定部１３１４が時刻付きセンサデータＤｓの鮮度の高低を判定する際に使用される判定ルールである。図４～図６は、判定ルール１２３の一例を示す図である。
　判定ルール１２３では、時刻付きセンサデータＤｓの種別に応じて、データ鮮度の判定の際に使用する遅延時間の閾値（第１の閾値）が設定される。遅延時間は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と、時刻付きセンサデータＤｓのエッジエンドポイント１０における受信時刻（エッジエンドポイント１０の時刻）との差分である。
　図４に例示するように、時刻付きセンサデータＤｓの種別が、比較的データ量が多い画像（映像を含む）、３次元データである場合、第１の閾値は10msecに設定される。そして、遅延時間が、10msec未満の場合には、鮮度が高いとされ、10msec以上の場合には鮮度が低いとされる。また、時刻付きセンサデータＤｓの種別が、画像または３次元データと比して軽量であるデータである場合、第１の閾値は1msecに設定される。
　また、判定ルール１２３では、デバイス２と、時刻付きセンサデータＤｓを受信したエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況に応じて、遅延時間の閾値（第２の閾値）が設定される。例えば、北海道地区及び東北地方地区のデバイス２に対応するエッジエンドポイント１０が、東北地方に設置されている場合を例に説明する。
　図５に例示するように、デバイス２の位置が北海道である場合、第２の閾値は30msecに設定される。そして、遅延時間が、30msec未満の場合には、鮮度が高いとされ、30msec以上の場合には鮮度が低いとされる。また、デバイス２の位置が東北地方である場合、第２の閾値は1msecに設定される。さらに、判定ルール１２３では、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係に限らず、地理的状況に応じて、第２の閾値が設定されてもよい。例えば、エッジエンドポイント１０との間に山脈がある場合には、山脈がない場合と比して、第２の閾値を長くしてもよい。
　また、判定ルール１２３では、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度に応じて遅延時間の閾値（第３の閾値）が設定されてもよい。例えば、時刻付きセンサデータＤｓが、無線網を介してエッジエンドポイント１０に送信される場合を例に説明する。図６に例示するように、無線通信用のアクセスポイント（ＡＰ）の混雑度が所定の混雑度より高い場合、第３の閾値は30msecに設定される。そして、遅延時間が、30msec未満の場合には、鮮度が高いとされ、30msec以上の場合には鮮度が低いとされる。また、無線通信用のＡＰの混雑度が所定の混雑度より低い場合、第３の閾値は1msecに設定される。
　鮮度判定結果１２４は、時刻付きセンサデータＤｓに対し、鮮度判定部１３１４（後述）が判定した鮮度判定結果である。例えば、鮮度判定結果１２４は、鮮度判定結果が、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び／または、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度にそれぞれ対応付けられて蓄積される。
　振り分け先情報１２５は、時刻付きセンサデータＤｓの振り分け先を示す情報である。図７は、振り分け先情報１２５のデータ構成の一例を示す図である。図７に示すように、振り分け先情報１２５では、鮮度が高い時刻付きセンサデータＤｓの振り分け先は、エッジ４に設定されており、鮮度が高い時刻付きセンサデータＤｓの振り分け先は、センタサーバ５に設定されている。
　制御部１３は、エッジエンドポイント１０全体を制御する。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路である。また、制御部１３は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、内部メモリを用いて各処理を実行する。また、制御部１３は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。制御部１３は、判定部１３１、振り分け部１３２及び更新部１３３を有する。
　判定部１３１は、通信部１１が受信した時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻を基に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定する。判定部１３１は、種別判定部１３１１、位置判定部１３１２、混雑度判定部１３１３及び鮮度判定部１３１４を有する。
　種別判定部１３１１は、時刻付きセンサデータＤｓの種別を判定する。種別判定部１３１１は、送信元のデバイス２の識別情報、デバイス２の種別、時刻付きセンサデータＤｓに含まれるデータの内容等を基に、時刻付きセンサデータＤｓの種別が、例えば、画像（映像を含む）、３次元データ、画像または３次元データと比して軽量であるデータのいずれであるかを判定する。
　位置判定部１３１２は、時刻付きセンサデータＤｓに付与されたデバイス２の位置情報を基に、時刻付きセンサデータＤｓを送信したデバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況を判定する。位置判定部１３１２は、地図データ等を参照し、予め取得されたエッジエンドポイント１０の位置情報と、時刻付きセンサデータＤｓに付与されたデバイス２の位置情報とを地図上にマッピングして、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況を判定する。
　混雑度判定部１３１３は、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度を判定する。時刻付きセンサデータＤｓが通常無線網を使って送信される場合、非常に混雑している場合には、全体的にデータ送信が遅延してしまう。このため、混雑度判定部１３１３は、例えば、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度を学習済みであるモデルを用いて、通信部１１が受信した時刻付きセンサデータＤｓを送信した送信網の混雑度を判定する。モデルは、ニューラルネットワーク等によって構成され、過去の送信網の通信状態を教師データとして、混雑度を学習したモデルである。
　鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻を基に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定する。鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻とセンサデータの受信時刻との差分と、所定の閾値とを比して、センサデータの鮮度を判定する。鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と、通信部１１における時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分（遅延時間）が、閾値（第１の閾値）未満である場合に鮮度が高いと判定し、閾値以上である場合に鮮度が低いと判定する。
　この際、閾値として、種別判定部１３１１によって判定された時刻付きセンサデータＤｓの種別に対応する第１の閾値、位置判定部１３１２によって判定されたデバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況に対応する第２の閾値、及び／または、混雑度判定部１３１３によって判定されたセンサデータの送信網の混雑度に対応する第３の閾値が使用される。鮮度判定部１３１４は、例えば、図４～図６に例示した判定ルールを用いて、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度の高低を判定する。
　鮮度判定部１３１４は、予め設定された優先順位に応じて、種別判定部１３１１、位置判定部１３１２及び混雑度判定部１３１３のいずれか一つの判定結果を採用し、その判定結果に対応する閾値を使用する。或いは、鮮度判定部１３１４は、閾値として、種別判定部１３１１、位置判定部１３１２及び混雑度判定部１３１３の判定結果に応じた各閾値のうち、最も時間が長い閾値を使用してもよいし、各閾値の重み付け和を使用してもよい。各閾値の重みは、例えば、種別、位置及び混雑度にそれぞれ対応して設定される。また、鮮度判定部１３１４は、各閾値の重み付け和に限らず、重み付け後の各閾値を所定の演算式に適用した値を、閾値として使用してもよい。
　また、鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度に応じて鮮度の高低を学習済みであるモデルを用いて、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定してもよい。モデルは、ニューラルネットワーク等によって構成され、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度の各状態と、各状態において受信した時刻付きセンサデータの鮮度の高低とを教師データとして、鮮度の高低を学習したモデルである。
　振り分け部１３２は、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度に応じて、時刻付きセンサデータＤｓの送信先を、エッジ４またはセンタサーバ５に振り分ける。振り分け部１３２は、例えば、図７に例示する振り分け先情報１２５にしたがって、時刻付きセンサデータＤｓの送信先を、エッジ４またはセンタサーバ５に振り分ける。
　振り分け部１３２は、鮮度判定部１３１４によって鮮度が高いと判定された時刻付きセンサデータＤｓの送信先をエッジ４に振り分け、キュー２１に入れて、送信させる。振り分け部１３２は、鮮度判定部１３１４によって鮮度が低いと判定された時刻付きセンサデータＤｓの送信先をセンタサーバ５に振り分け、キュー２２に入れて、送信させる。
　更新部１３３は、判定部１３１による時刻付きセンサデータＤｓの鮮度の判定結果を鮮度判定結果１２４として蓄積する。更新部１３３は、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２の位置、及び／または、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度と、鮮度判定結果とを対応付けて、鮮度判定結果１２４として蓄積する。更新部１３３は、蓄積した鮮度判定結果１２４を基に、閾値を更新する。更新部１３３は、蓄積した鮮度判定結果１２４を基に、判定ルール１２３を更新してもよい。
［通信処理の処理手順］
　図８は、実施の形態に係る通信処理の処理手順を示すフローチャートである。
　図８に示すように、デバイス２から、デバイス２の位置情報が付与された時刻付きセンサデータＤｓがエッジエンドポイント１０に送信されると（ステップＳ１）、エッジエンドポイント１０は、この時刻付きセンサデータＤｓの種別を判定する（ステップＳ２）。
　エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓに付与されたデバイス２の位置情報を基に、時刻付きセンサデータＤｓを送信したデバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況を判定する（ステップＳ３）。エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度を判定する（ステップＳ４）。
　エッジエンドポイント１０は、少なくとも、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻を基に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定する（ステップＳ５）。エッジエンドポイント１０は、例えば、ステップＳ２～ステップＳ４において判定した、時刻付きセンサデータＤｓの種別、時刻付きセンサデータＤｓを送信したデバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び／または、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度に基づく閾値と、遅延時間とを比較することによって、時刻付きセンサデータの鮮度の高低を判定する。
　エッジエンドポイント１０は、ステップＳ５において時刻付きセンサデータＤｓの鮮度が高いと判定した場合（ステップＳ６：高い）、この時刻付きセンサデータＤｓを、エッジ４に振り分けて（ステップＳ７）、エッジ４に送信する（ステップＳ８）。エッジ４では、処理アプリケーション４１によって、時刻付きセンサデータＤｓの処理が実行される（ステップＳ９）。
　一方、エッジエンドポイント１０は、ステップＳ５において時刻付きセンサデータＤｓの鮮度が低いと判定した場合（ステップＳ６：低い）、この時刻付きセンサデータＤｓを、センタサーバ５に振り分けて（ステップＳ１０）、センタサーバ５に送信する（ステップＳ１１）。センタサーバ５では、処理アプリケーション５１によって、時刻付きセンサデータＤｓの処理が実行される（ステップＳ１２）。
［実施の形態の効果］
　エッジでセンサデータの処理をするようなユースケースの場合、処理結果を迅速に反映することが求められているため、エッジでは、鮮度の高いセンサデータのみを処理したいという要望があった。
　本実施の形態では、エッジエンドポイント１０において、デバイス２から送信された時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定し、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度に応じて、時刻付きセンサデータＤｓの送信先を、エッジ４またはセンタサーバ５に振り分けて送信する。具体的には、エッジエンドポイント１０は、鮮度が高いと判定した時刻付きセンサデータＤｓをエッジ４に振り分け、鮮度が低いと判定した時刻付きセンサデータＤｓをセンタサーバ５に振り分ける。
　このため、エッジ４では、鮮度が高い時刻付きセンサデータＤｓのみを処理するため、時刻付きセンサデータＤｓに対する処理結果を迅速に反映することができ、エッジ４のコンピュートリソースを効率的に利用することができる。また、エッジ４と比してコンピュートリソースが豊富なセンタサーバ５では、鮮度が低い時刻付きセンサデータＤｓのみが送信されるため、この時刻付きセンサデータＤｓに対する処理の必要性を判別して、適切に処理を行うことができる。
　また、時刻付きセンサデータＤｓにおける送信時刻の打刻位置は予め設定されている。このため、エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓから送信時刻を容易に抽出することができ、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を迅速に判定することできる。
　また、エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び／または、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度を基に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定する。したがって、エッジエンドポイント１０は、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を多角的に判定するため、エッジ４またはセンタサーバ５のいずれかへの振り分けを適切に実行することができる。
　さらに、エッジエンドポイント１０による鮮度判定結果は、時刻付きセンサデータＤｓの種別、デバイス２とエッジエンドポイント１０との間の位置関係及び／または地理的状況、及び／または、時刻付きセンサデータＤｓの送信網の混雑度にそれぞれ対応付けられて蓄積される。このように蓄積された鮮度判定結果１２４を解析することによって、エッジエンドポイント１０が使用する各種判定ルールを適宜更新することができるほか、各デバイス２に対する制御も最適化することができる。
　なお、本実施の形態に係る通信システム１では、時刻付きセンサデータＤｓを、エッジ４とセンタサーバ５とのいずれかに振り分けた例を説明したが、これに限らない。例えば、エッジエンドポイント１０は、エッジ４に送信するデータを保管するキューを用いて、鮮度が低い時刻付きセンサデータＤｓを、このキューに保存しておき、エッジ４の処理量が所定量より少なくなったときに、キューに保存した時刻付きセンサデータＤｓをエッジ４に処理させてもよい。したがって、エッジエンドポイント１０は、鮮度が低いと判定した時刻付きセンサデータＤｓを、センタサーバ５、または、エッジ４に送信するデータを保管するキューに振り分けてもよい。
　また、本実施の形態に係る通信システム１では、閾値を１つのみ設けて、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度を判定したが、閾値を複数設けて、段階的に鮮度を判定してもよい。例えば、第１の閾値と、第１の閾値よりも大きい第２の閾値とを設け、鮮度判定を、高い、標準、低いの３段階で判定してもよい。
　具体的には、鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分が、第１の閾値未満である場合に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度が高いと判定する。鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分が、第２の閾値未満であり第１の閾値以上である場合に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度が標準であると判定する。鮮度判定部１３１４は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分が、第２の閾値以上である場合に、時刻付きセンサデータＤｓの鮮度が低いと判定する。
　そして、振り分け部１３２は、鮮度判定部１３１４によって鮮度が高いと判定された時刻付きセンサデータＤｓの送信先を、振り分け部１３２と物理的または論理的に最も近い第１のエッジに振り分ける。
　また、振り分け部１３２は、鮮度判定部１３１４によって鮮度が標準であると判定された時刻付きセンサデータＤｓを、第１のエッジと隣接する第２のエッジ、または、第１のエッジの所定範囲内に位置する第３のエッジに振り分ける。第３のエッジは、第１のエッジとの間の物理的または論理的な距離が、第１のエッジの所定範囲内に位置するエッジである。所定範囲は、通信状態や、エッジ間の位置関係、地理的状況に応じて設定される。また、振り分け部１３２は、鮮度判定部１３１４によって鮮度が低いと判定された時刻付きセンサデータＤｓの送信先を、センタサーバ５、または、エッジ４に送信するデータを保管するキューに振り分ける。
　また、本実施の形態に係る通信システム１では、エッジエンドポイント１０が時刻付きセンサデータＤｓの鮮度判定を実行した場合について説明したが、エッジ４やセンタサーバ５が時刻付きセンサデータＤｓの鮮度判定を行ってもよい。この際、エッジ４またはセンタサーバ５は、時刻付きセンサデータＤｓに打刻された送信時刻と、エッジ４またはセンタサーバ５が受信した時刻付きセンサデータＤｓの受信時刻との差分を遅延時間として、鮮度判定を行えばよい。
［システム構成等］
　また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）及び当該ＣＰＵやＧＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
　また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
［プログラム］
　また、上記実施の形態において説明した通信システム１の各装置が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。例えば、実施の形態における通信システム１の各装置が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。
　図９は、プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図９に例示するように、コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有し、これらの各部はバス１０８０によって接続される。
　メモリ１０１０は、図９に例示するように、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０１１及びＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、図９に例示するように、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。
　ここで、図９に例示するように、ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating　System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、上記の、プログラムは、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュールとして、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。
　また、上記実施形態で説明した各種データは、プログラムデータとして、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出し、各種処理手順を実行する。
　なお、プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限られず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ（Local　Area　Network）、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。
　上記の実施形態やその変形は、本願が開示する技術に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　１　通信システム
　２　デバイス
　３　ＮＷエッジ基盤
　４　エッジ
　５　センタサーバ
　１０　エッジエンドポイント
　１１　通信部
　１２　記憶部
　１３　制御部
　２０　Broker
　２１，２２　キュー
　４１，５１　処理アプリケーション
　１２１　センサデータ群
　１２２　打刻位置情報
　１２３　判定ルール
　１２４　鮮度判定結果
　１２５　振り分け先情報
　１３１　判定部
　１３２　振り分け部
　１３３　更新部
　１３１１　種別判定部
　１３１２　位置判定部
　１３１３　混雑度判定部
　１３１４　鮮度判定部

Claims (10)

  1. 　センサデータに送信時刻を打刻して送信するデバイスと、前記センサデータを処理する第１の処理アプリケーションを有するエッジと、前記センサデータを処理する第２の処理アプリケーションを有するセンタサーバと、を有する通信システムであって、
    　前記デバイスから送信されたセンサデータを受信し、前記センサデータに打刻された送信時刻を基に、前記センサデータの鮮度を判定する判定部と、
    　前記センサデータの鮮度に応じて、前記センサデータの送信先を、前記エッジまたは前記センタサーバに振り分ける振り分け部と、
    　前記振り分け部が振り分けた送信先に前記センサデータを送信する送信部と、
    　を有することを特徴とする通信システム。
  2. 　前記判定部は、前記センサデータに打刻された送信時刻と前記センサデータの受信時刻との差分と、所定の閾値とを比して、前記センサデータの鮮度を判定することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記判定部は、前記センサデータに打刻された送信時刻と前記センサデータの受信時刻との差分が、第１の閾値未満である場合に鮮度が高いと判定し、前記第１の閾値以上である場合に鮮度が低いと判定し、
    　前記振り分け部は、前記判定部によって鮮度が高いと判定された前記センサデータの送信先を前記エッジに振り分け、前記判定部によって鮮度が低いと判定された前記センサデータの送信先を、前記センタサーバ、または、前記エッジに送信するデータを保管するキューに振り分けることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  4. 　前記エッジは、複数設けられ、
    　前記判定部は、前記センサデータに打刻された送信時刻と前記センサデータの受信時刻との差分が、第１の閾値未満である場合に鮮度が高いと判定し、前記第１の閾値より大きい第２の閾値未満であり前記第１の閾値以上である場合に鮮度が標準であると判定し、前記第２の閾値以上である場合に鮮度が低いと判定し、
    　前記振り分け部は、前記判定部によって鮮度が高いと判定された前記センサデータの送信先を、前記振り分け部と最も近い第１の前記エッジに振り分け、前記判定部によって鮮度が標準であると判定された前記センサデータの送信先を、前記第１のエッジと隣接する第２の前記エッジ、または、前記第１のエッジの所定範囲内に位置する第３のエッジに振り分け、前記判定部によって鮮度が低いと判定された前記センサデータの送信先を、前記センタサーバ、または、前記エッジに送信するデータを保管するキューに振り分けることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  5. 　前記閾値は、前記センサデータの種別に応じて設定され、
    　前記判定部は、前記センサデータの種別を判定し、判定した前記センサデータの種別に対応する前記閾値を基に、前記センサデータの鮮度を判定することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  6. 　前記閾値は、前記デバイスと前記判定部との間の位置関係及び／または地理的状況に応じて設定され、
    　前記判定部は、前記デバイスと前記判定部との間の位置関係及び／または地理的状況を判定し、判定した前記デバイスと前記判定部との間の位置関係及び／または地理的状況に対応する前記閾値を基に、前記センサデータの鮮度を判定することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  7. 　前記閾値は、前記センサデータの送信網の混雑度に応じて設定され、
    　前記判定部は、前記センサデータの送信網の混雑度を判定し、前記センサデータの送信網の混雑度に対応する前記閾値を基に、前記センサデータの鮮度を判定することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  8. 　前記判定部によるセンサデータの鮮度の判定結果を蓄積し、蓄積した判定結果を基に前記閾値を更新する更新部を
    　さらに有することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  9. 　前記通信システムは、
    　前記エッジ及び前記センタサーバとの間に設けられたネットワークエッジ基盤
    　を有し、
    　前記ネットワークエッジ基盤は、
    　前記判定部と、前記振り分け部と、前記送信部とを有するエッジエンドポイント
    　を有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  10. 　センサデータに送信時刻を打刻して送信するデバイスと、前記センサデータを処理する第１の処理アプリケーションを有するエッジと、前記センサデータを処理する第２の処理アプリケーションを有するセンタサーバと、を有する通信システムが実行する通信方法であって、
    　前記デバイスから送信されたセンサデータを受信し、前記センサデータに打刻された送信時刻を基に、前記センサデータの鮮度を判定する工程と、
    　前記センサデータの鮮度に応じて、前記センサデータの送信先を、前記エッジまたは前記センタサーバに振り分ける工程と、
    　前記振り分ける工程において振り分けられた送信先に前記センサデータを送信する工程と、
    　を含んだことを特徴とする通信方法。
PCT/JP2023/021747 2022-06-13 2023-06-12 通信システム及び通信方法 WO2023243605A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022094862A JP2023181627A (ja) 2022-06-13 2022-06-13 通信システム及び通信方法
JP2022-094862 2022-06-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023243605A1 true WO2023243605A1 (ja) 2023-12-21

Family

ID=89191257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/021747 WO2023243605A1 (ja) 2022-06-13 2023-06-12 通信システム及び通信方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2023181627A (ja)
WO (1) WO2023243605A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161359A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 横河電機株式会社 中継装置
WO2021260839A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 日本電信電話株式会社 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019161359A (ja) * 2018-03-09 2019-09-19 横河電機株式会社 中継装置
WO2021260839A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 日本電信電話株式会社 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
歌原 省吾 ほか, ＤＴＮを用いた被災情報配信システムにおける配信情報鮮度を考慮した優先データ中継手法に関する研究, 情報処理学会 研究報告 マルチメディア通信と分散処理 (DPS) 2020-DPS-182 [online], 05 March 2020, pp. 1-6 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023181627A (ja) 2023-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106716971B (zh) 管理经过分类的网络流
EP3571589B1 (en) Hardware implemented load balancing
WO2017066936A1 (en) Mobile edge compute dynamic acceleration assignment
CN113055308B (zh) 带宽调度方法、流量传输方法及相关产品
EP4234060A1 (en) Service processing method and apparatus, and storage medium
CN108776934A (zh) 分布式数据计算方法、装置、计算机设备及可读存储介质
EP3253027A1 (en) Resource allocation method and apparatus for virtual machines
CN111756791A (zh) 用于加速的功能即服务的网络设备负载平衡器的技术
US10963309B2 (en) Network interface controller-based scheduling of processing tasks in a distributed computing system
CN111432247B (zh) 流量调度方法、装置、服务器及存储介质
WO2021023042A1 (zh) 边缘计算服务器的寻找方法及相关设备
CN106716368B (zh) 用于应用的网络分类
KR102053596B1 (ko) Sdn 기반의 동적 네트워크 트래픽 분석을 통한 네트워크 슬라이싱 방법 및 장치
US10733022B2 (en) Method of managing dedicated processing resources, server system and computer program product
CN108604193A (zh) 异构系统、计算任务分配方法及装置
CN109617806B (zh) 一种数据流量调度方法及装置
JP2018110387A (ja) リアルタイムライブ環境でのバッファに基づく帯域幅測定および適応的データ送信のための方法およびシステム
KR101226177B1 (ko) 멀티 프로세서 환경에서 효율적인 데이터 전송을 위한 방법및 시스템
CN101867580B (zh) 一种分配网络流量的方法及装置
Kochetkova et al. Analyzing the effectiveness of dynamic network slicing procedure in 5G network by queuing and simulation models
WO2023243605A1 (ja) 通信システム及び通信方法
EP3872624A1 (en) Information processing device, information processing system, and information processing method
CN113868808A (zh) 一种道路网络临近检测时延优化方法、装置和系统
CN115766737A (zh) 负载均衡方法和装置、电子设备
CN115426221A (zh) 一种物联网网关装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23823895

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1