JP4182985B2 - Communication timing control device, communication timing control method, node, and communication system - Google Patents
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Description
本発明は通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムに関し、例えば、時分割型無線ネットワークシステムに適用し得るものである。 The present invention relates to a communication timing control device, a communication timing control method, a node, and a communication system, and can be applied to, for example, a time division wireless network system.
ネットワークに配備された複数のノード間で通信タイミング信号（インパルス信号）を授受し合い、それに基づいて、送信データ信号の衝突が発生しないように、各ノードが自己のタイムスロットを自律的に制御、決定する方法が提案されている（特許文献１参照）。ここで、各ノードは、通信タイミング信号をほぼ周期的に送信する。また、周囲のノードからの通信タイミング信号を受信し、自ノードの通信タイミング信号の送信タイミングを調整する。 Each node autonomously controls its own time slot so that transmission data signal collision does not occur based on the communication timing signal (impulse signal) exchanged between multiple nodes deployed in the network. A determination method has been proposed (see Patent Document 1). Here, each node transmits a communication timing signal almost periodically. Also, communication timing signals from surrounding nodes are received, and the transmission timing of the communication timing signal of the own node is adjusted.
ネットワークにデータ信号を送信しようとするノードは、自ノードが通信タイミング信号を送信してから、次の順番の他ノードが通信タイミング信号を送信する直前まで（この期間が当該ノードのタイムスロットとなる）データ信号を送信することができる。 A node that intends to transmit a data signal to a network until the node in the next order transmits a communication timing signal after the node transmits the communication timing signal (this period is the time slot of the node) ) A data signal can be transmitted.
ここで、各ノードの通信タイミング信号の送信タイミングが概ね等間隔でずれた定常状態に至る前の過渡状態では、各ノードは、データ送信を停止して通信タイミングの調整を行う。そして、定常状態において、各ノードは、自タイムスロット内でデータ送信を行う。定常状態であるか否かの判定は、例えば、通信タイミング信号の送出が先行するノードと後続するノードとの通信タイミング時間差が十分に確保されていることや、ノード毎の通信タイミング信号の受信周期の変動が小さいことなどを条件に行っている。
しかしながら、従来の方法では、各ノードが、定常状態で、自ノードに割り当てられたタイムスロットの全期間でデータ信号を送信していたような場合（言い換えると、タイムスロットでデータ信号を最大限送信した場合）、近接する位置のノードが、多少でもタイミング調整を行うと、一方のノードからのデータ信号と、他方のノードからの通信タイミング信号などとが衝突して、一方のノードは他方のノードのタイミング調整を検知できず、その後も信号の衝突が起きる可能性がある。言い換えると、一方のノードがタイミング調整を行っても、信号衝突によって、他方のノードがそのタイミング調整を検知できずに無反応で、相互調整（相互作用）が機能しない可能性がある。 However, in the conventional method, when each node is transmitting a data signal in the entire period of the time slot assigned to itself in a steady state (in other words, transmitting the data signal to the maximum in the time slot) If the adjacent nodes adjust timing to some extent, the data signal from one node collides with the communication timing signal from the other node, and one node is the other node. The timing adjustment cannot be detected, and signal collision may occur after that. In other words, even if one node performs timing adjustment, there is a possibility that due to signal collision, the other node cannot detect the timing adjustment and does not react, and mutual adjustment (interaction) does not function.
各ノードが自己のタイムスロットを自律的に制御、決定する従来方法では、定常状態になっても、相互作用のために、通信タイミング信号の送出タイミングを僅かに変化させることがあり、上述のような不都合が生じることもあり得る。 In the conventional method in which each node autonomously controls and determines its own time slot, the transmission timing of the communication timing signal may be slightly changed due to the interaction even in a steady state. Inconvenience may occur.
自ノードのタイムスロットと、その前後をタイムスロットとしている前後のノードの通信タイミングとの間に、マージン範囲（マージン区間）を設けて、マージン範囲ではデータ信号の送信を行わないようにすれば、近接する通信タイミング位置のノードがタイミング調整を行っても、調整がマージン範囲内であれば衝突を回避することができる。 If a margin range (margin section) is provided between the time slot of the own node and the communication timing of the preceding and following nodes that use the time slot before and after that as a time slot, data transmission is not performed in the margin range. Even if a node at an adjacent communication timing position performs timing adjustment, collision can be avoided if the adjustment is within the margin range.
しかし、信号の衝突が発生しないようにとマージン範囲を多く取ると、データ通信の効率が低下する。 However, if a large margin range is set so that signal collision does not occur, the efficiency of data communication decreases.
そのため、定常状態から過渡状態への変化が必要なときでも、できるだけ信号の衝突を回避しながら通信効率を挙げることができる通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムが望まれている。 Therefore, there is a demand for a communication timing control device, a communication timing control method, a node, and a communication system that can increase communication efficiency while avoiding signal collision as much as possible even when a change from a steady state to a transient state is necessary. .
第１の本発明は、通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに設けられている通信タイミング制御装置であって、他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードからの通信タイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングに基づいて、自ノードからデータ信号を送信するタイムスロットを決定し、近傍ノードの通信タイミングの変動量に基づいて、通信システムの定常状態、過渡状態を判定する通信タイミング制御装置において、（１）定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定する過渡状態強制移行有無判定手段と、（２）上記過渡状態強制移行有無判定手段が、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定したときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動する通信タイミング位置移動手段とを有し、（３）上記過渡状態強制移行有無判定手段は、自ノードからの通信タイミング信号と、上記近傍ノードのデータ信号又は通信タイミング信号との衝突可能性の判定を行い、衝突可能性があるときに、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定するものであって、自ノードが送信タイミングを調整しても、近傍ノードからの通信タイミング信号の受信周期が一定なときに、衝突可能性があると判定することを特徴とする。また、第２の本発明は、通信システムを構成する複数のノードのそれぞれに設けられている通信タイミング制御装置であって、他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードからの通信タイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングに基づいて、自ノードからデータ信号を送信するタイムスロットを決定し、近傍ノードの通信タイミングの変動量に基づいて、通信システムの定常状態、過渡状態を判定する通信タイミング制御装置において、（１）定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定する過渡状態強制移行有無判定手段と、（２）上記過渡状態強制移行有無判定手段が、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定したときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動する通信タイミング位置移動手段とを有し、（３）上記通信タイミング位置移動手段が移動して移行した過渡状態においても、自ノードから、期間を限定して、データ信号を送信させるデータ送信期間限定手段をさらに有することを特徴とする。 1st this invention is the communication timing control apparatus provided in each of the some node which comprises a communication system, Comprising: The communication from an own node is utilized using the reception timing of the communication timing signal from another node. The transmission timing of the timing signal is determined, and based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, the time slot for transmitting the data signal from the own node is determined, and the variation amount of the communication timing of the neighboring node is determined. In the communication timing control device for determining the steady state and the transient state of the communication system based on the above, (1) in the steady state, the transitional state forced transition for determining whether or not it is necessary to make the neighboring node recognize the transient state Presence / absence determination means, and (2) the transient state forced transition presence / absence determination means recognizes a transient state in a nearby node. When it is determined that there is a need to, the timing position of the neighboring nodes can detect a communication timing signal from its own node, have a communication timing position moving means for moving the transmission timing from the local node, (3 ) The transient state forced transition presence / absence judging means judges the possibility of collision between the communication timing signal from the own node and the data signal or communication timing signal of the neighboring node, and when there is a possibility of collision, the neighboring node It is determined that there is a need to recognize a transient state, and even if the own node adjusts the transmission timing, there is a possibility of collision when the reception period of the communication timing signal from the neighboring node is constant It is characterized by determining . The second aspect of the present invention is a communication timing control device provided in each of a plurality of nodes constituting a communication system, using a reception timing of a communication timing signal from another node, The communication timing signal transmission timing is determined, and based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, the time slot for transmitting the data signal from the own node is determined, and the communication timing fluctuation of the neighboring node is determined. In the communication timing control device that determines the steady state and the transient state of the communication system based on the amount, (1) the transient state that determines whether or not it is necessary to make a neighboring node recognize the transient state in the steady state A forced transition presence / absence determining means, and (2) the transient state forced transition presence / absence determining means is in a transient state at a neighboring node. Communication timing position moving means for moving the transmission timing from the own node to a timing position at which the neighboring node can detect the communication timing signal from the own node when it is determined that the node needs to be recognized; 3) It is characterized by further comprising a data transmission period limiting means for transmitting a data signal by limiting the period from the own node even in the transitional state in which the communication timing position moving means has moved and shifted.
第３の本発明は、通信システムを構成する複数のノードのそれぞれが実行する通信タイミング制御方法であって、他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードからの通信タイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングに基づいて、自ノードからデータ信号を送信するタイムスロットを決定し、近傍ノードの通信タイミングの変動量に基づいて、通信システムの定常状態、過渡状態を判定する通信タイミング制御方法において、過渡状態強制移行有無判定手段と通信タイミング位置移動手段とを備え、（１）上記過渡状態強制移行有無判定手段は、定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定し、（２）上記通信タイミング位置移動手段は、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動すると共に、（３）上記過渡状態強制移行有無判定手段は、自ノードからの通信タイミング信号と、上記近傍ノードのデータ信号又は通信タイミング信号との衝突可能性の判定を行い、衝突可能性があるときに、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定し、また、自ノードが送信タイミングを調整しても、近傍ノードからの通信タイミング信号の受信周期が一定なときに、衝突可能性があると判定することを特徴とする。第４の本発明は、通信システムを構成する複数のノードのそれぞれが実行する通信タイミング制御方法であって、他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングを利用して、自ノードからの通信タイミング信号の送信タイミングを決定し、この送信タイミング及び他ノードからの通信タイミング信号の受信タイミングに基づいて、自ノードからデータ信号を送信するタイムスロットを決定し、近傍ノードの通信タイミングの変動量に基づいて、通信システムの定常状態、過渡状態を判定する通信タイミング制御方法において、過渡状態強制移行有無判定手段と通信タイミング位置移動手段とデータ送信期間限定手段とを備え、（１）上記過渡状態強制移行有無判定手段は、定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定し、（２）上記通信タイミング位置移動手段は、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動し、（３）上記データ送信期間限定手段は、上記通信タイミング位置移動手段が移動して移行した過渡状態においても、自ノードから、期間を限定して、データ信号を送信させることを特徴とする。 The third of the present invention is a communication timing control method, each of the plurality of nodes constituting the communication system is performed, by using the reception timing of the communication timing signal from another node, the communication timing signal from the local node Based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, determine the time slot for transmitting the data signal from the own node, and based on the fluctuation amount of the communication timing of the neighboring node. The communication timing control method for determining the steady state and the transient state of the communication system includes a transient state forced transition presence / absence determining unit and a communication timing position moving unit. (1) The transient state forced transition presence / absence determining unit includes a steady state At this time, it is determined whether or not there is a need to make a neighboring node recognize a transient state, and (2 The communication timing position moving means, when there is a need to recognize the transients neighboring nodes, the timing position of the neighboring nodes can detect a communication timing signal from the own node, to move the transmission timing from the local node (3) The transient state forced transition presence / absence judging means judges the possibility of collision between the communication timing signal from the own node and the data signal or communication timing signal of the neighboring node, and there is a possibility of collision. In addition, it is determined that there is a need to make the neighboring node recognize that it is in a transient state, and there is a possibility of collision when the reception timing of the communication timing signal from the neighboring node is constant even if the own node adjusts the transmission timing It is judged that there exists . A fourth aspect of the present invention is a communication timing control method executed by each of a plurality of nodes constituting a communication system, using a reception timing of a communication timing signal from another node, and a communication timing signal from the own node Based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, determine the time slot for transmitting the data signal from the own node, and based on the fluctuation amount of the communication timing of the neighboring node. A communication timing control method for determining a steady state and a transient state of a communication system, comprising: a transient state forced transition presence / absence determining means, a communication timing position moving means, and a data transmission period limiting means; When the judgment means is in a steady state, there is a need to make a neighboring node recognize a transient state. (2) When the communication timing position moving means needs to make a neighboring node recognize a transient state, the neighboring node can detect a communication timing signal from the own node. (3) The data transmission period limiting means limits the period from the own node even in the transitional state in which the communication timing position moving means has moved and shifted, A data signal is transmitted.
第５の本発明のノードは、第１又は第２の本発明の通信タイミング制御装置を備えることを特徴とする。 A node according to a fifth aspect of the present invention includes the communication timing control device according to the first or second aspect of the present invention.
第６の本発明の通信システムは、第５の本発明のノードを複数配置して有することを特徴とする。 A communication system according to a sixth aspect of the present invention includes a plurality of nodes according to the fifth aspect of the present invention.
本発明の通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード及び通信システムによれば、定常状態から過渡状態への変化が必要なときでも、できるだけ信号の衝突を回避しながら通信効率を挙げることができる。 According to the communication timing control device, the communication timing control method, the node, and the communication system of the present invention, it is possible to increase communication efficiency while avoiding signal collision as much as possible even when a change from a steady state to a transient state is necessary. .
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード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) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a communication timing control device, a communication timing control method, a node, and a communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１実施形態のノード１０の内部構成を示すブロック図である。第１の実施形態の通信システムは、図１に示す内部構成を有する複数のノードが分散配置されたものである。
(A-1) Configuration of the First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the
図１において、第１実施形態のノード１０は、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、同調判定手段１４、データ通信手段１５、衝突判定手段１６及び通信タイミング位置移動手段１７を有する。
In FIG. 1, a
なお、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、同調判定手段１４、衝突判定手段１６及び通信タイミング位置移動手段１７でなる部分が、通信タイミング制御装置を構成している。
The communication timing
なお、通信タイミング信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、通信タイミング信号送信手段１３、同調判定手段１４及びデータ通信手段１５は、特許文献１に記載のノードのものと同様の機能を担っているものである。
The communication timing
通信タイミング信号受信手段１１は、近傍のノード（当該ノードの発信電波が届く範囲に存在する他のノード）が送信した通信タイミング信号を受信するものである。
The communication timing
通信タイミング計算手段１２は、通信タイミング信号受信手段１１から与えられた信号に基づき、当該ノードでの通信タイミングを規定する位相信号を形成するものである。ここで、当該ノードをノードｉとし、その位相信号の時刻ｔでの位相値をθｉ（ｔ）とすると、通信タイミング計算手段１２は、（１）式に示すような変化分ずつ位相信号θｉ（ｔ）を変化させる。なお、（１）式は、非線形振動をモデル化した式であるが、他の非線形振動をモデル化した式を適用することも可能である。また、位相信号θｉ（ｔ）は、当該ノードの状態変数信号と見ることができる。
（１）式は、通信タイミング信号受信手段１１から与えられた信号に応じて、自ノードｉの位相信号θｉ（ｔ）の非線形振動のリズムを変化させる規則を表している。（１）式において、右辺第１項ω（固有角振動数パラメータ）は、各ノードが備える基本的な変化リズム（「自己の動作状態を遷移させる基本速度」に対応する）を表しており、右辺第２項が非線形変化分を表している。ここで、ωの値は例えばシステム全体で同一値に統一している。関数Ｐｋ（ｔ）は、近傍ノードｋ（ｋは１〜Ｎまでとする）から受信した通信タイミング信号を表しており、関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））は、他ノードからの通信タイミング信号の受信に応じて自己の基本的なリズムを変化させる応答特性を表現する位相応答関数であり、例えば、（２）式に従っている。
Expression (1) represents a rule for changing the rhythm of nonlinear vibration of the phase signal θi (t) of the own node i in accordance with the signal given from the communication timing
（２）式は、時刻ｔにおける位相信号θｉ（ｔ）の逆相にランダムノイズを重畳させた位相値の正弦波で位相応答関数を定めていることを表している。 Expression (2) represents that the phase response function is defined by a sine wave having a phase value in which random noise is superimposed on the opposite phase of the phase signal θi (t) at time t.
近傍のノード同士が逆相（振動の位相が反転位相）になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノード間における通信タイミング信号の送信タイミングなどが衝突しないように、各ノードの位相信号の値が同じ値になるタイミングに、適当な時間関係（時間差）が形成させようとしている。 Non-linear characteristics in which neighboring nodes are in opposite phases (vibration phase is inverted phase) are realized, and collision avoidance is attempted using the characteristics. That is, an appropriate time relationship (time difference) is to be formed at the timing when the phase signal value of each node becomes the same value so that the transmission timing of the communication timing signal between neighboring nodes does not collide.
（２）式において、関数σ（ｔ）を表現する定数項π［ｒａｄ］は、近傍のノード同士が逆相になろうとする非線形特性の働きをし、ランダムノイズ関数φ（ｔ）は、その非線形特性にランダムな変動性を与える働きをする（関数φ（ｔ）は、例えば、平均値が０のガウス分布に従う）。ここで、上記非線形特性にランダムな変動性を与えているのは、システムが目的とする安定状態（最適解）に到達せず、別の安定状態（局所解）に陥ってしまう現象に対処するためである。 In the equation (2), the constant term π [rad] representing the function σ (t) functions as a non-linear characteristic in which neighboring nodes are out of phase with each other, and the random noise function φ (t) It functions to give random variability to the nonlinear characteristic (the function φ (t) follows, for example, a Gaussian distribution with an average value of 0). Here, the reason why random variability is given to the non-linear characteristic is to deal with a phenomenon that the system does not reach the target stable state (optimal solution) and falls into another stable state (local solution). Because.
なお、（２）式では、位相応答関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））の最も簡単な例としてｓｉｎ関数を用いる形態を示したが、位相応答関数として他の関数を用いても良い。また、関数σ（ｔ）の定数項πに代え、π以外の定数λ（０＜λ＜２π）を用いても良く、この場合、近傍のノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうと機能する。 In the equation (2), the form using the sine function is shown as the simplest example of the phase response function R (θi (t), σ (t)), but other functions may be used as the phase response function. good. Further, instead of the constant term π of the function σ (t), a constant λ other than π (0 <λ <2π) may be used. In this case, neighboring nodes are not in antiphase but in different phases. Function.
通信タイミング計算手段１２の上述した機能の意味合いを、図２を用いて詳述する。なお、図２に示す状態変化は、通信タイミング信号送信手段１３の機能も関係している。 The meaning of the above-described function of the communication timing calculation means 12 will be described in detail with reference to FIG. The state change shown in FIG. 2 also relates to the function of the communication timing signal transmission unit 13.
図２は、ある１つのノードｉに着目したときに、着目ノード（自ノード）と近傍のノード（他ノード）ｊとの間に形成される関係、すなわち、それぞれの非線形振動リズム間の位相関係が時間的に変化していく様子を示している。 FIG. 2 shows a relationship formed between a target node (own node) and a neighboring node (other node) j when attention is paid to a certain node i, that is, a phase relationship between the respective nonlinear vibration rhythms. Shows how the changes over time.
図２は、着目ノードｉに対して近傍ノードｊが１個存在する場合である。図２において、円上を回転する２つの質点の運動は、着目ノードと近傍ノードに対応する非線形振動リズムを表しており、質点の円上の角度がその時刻での位相信号の値を表している。質点の回転運動を縦軸あるいは横軸に射影した点の運動が非線形振動リズムに対応する。（１）式及び（２）式に基づく動作により、２つの質点には相互に逆相になろうとし、仮に、図２（ａ）に示すように初期状態で２つの質点の位相が近くても、時間経過と共に、図２（ｂ）に示す状態（過渡状態）を経て、図２（ｃ）に示すような２つの質点の位相差がほぼπである定常状態に変化していく。 FIG. 2 shows a case where there is one neighboring node j for the node of interest i. In FIG. 2, the motion of two mass points rotating on a circle represents the nonlinear vibration rhythm corresponding to the node of interest and the neighboring nodes, and the angle of the mass point on the circle represents the value of the phase signal at that time. Yes. The motion of the point where the rotational motion of the mass point is projected on the vertical or horizontal axis corresponds to the nonlinear vibration rhythm. By the operation based on the formulas (1) and (2), the two mass points try to be in opposite phases to each other. As shown in FIG. 2 (a), the phases of the two mass points are close to each other in the initial state. However, with the passage of time, the state (transient state) shown in FIG. 2B changes to a steady state in which the phase difference between the two mass points is approximately π as shown in FIG. 2C.
２つの質点は、それぞれ固有角振動数パラメータωを基本的な角速度（自己の動作状態を遷移させる基本速度に相当）として回転している。ここで、ノード間で通信タイミング信号の授受に基づく相互作用が生じると、これらの質点は、それぞれ角速度を変化（緩急）させ、結果的に、適当な位相関係を維持する定常状態に到達する。この動作は、２つの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係を形成するものと見ることができる。定常状態では、後述するように、それぞれのノードが所定の位相α（例えばα＝０）のときに通信タイミング信号を送信するとした場合、互いのノードにおける送信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。 Each of the two mass points rotates with the natural angular frequency parameter ω as a basic angular velocity (corresponding to a basic velocity for transitioning its own operation state). Here, when an interaction based on transmission / reception of a communication timing signal occurs between nodes, these mass points change (slow and steep) angular velocities, respectively, and eventually reach a steady state in which an appropriate phase relationship is maintained. This operation can be regarded as forming a stable phase relationship by repelling each other while the two mass points rotate. In the steady state, as will be described later, when each node transmits a communication timing signal when a predetermined phase α (for example, α = 0), the transmission timing in each node forms an appropriate time relationship. Will be.
上述の安定な位相関係（定常状態）の形成は、近傍ノード数の変化に対して非常に適応的（柔軟）な性質を持つ。例えば、今、着目ノードに対して近傍ノードが１個存在し、安定な位相関係（定常状態）が形成されているときに、近傍ノードが１個追加されたとする。定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが２個の場合における新たな定常状態を再形成する。また、近傍ノードが削除された場合や故障等により機能しなくなった場合においても、同様に適応的な動作をする。 The formation of the above-described stable phase relationship (steady state) has a very adaptive (flexible) property with respect to changes in the number of neighboring nodes. For example, it is assumed that one neighboring node is added when there is one neighboring node with respect to the node of interest and a stable phase relationship (steady state) is formed. The steady state once collapses, but after passing through the transient state, a new steady state in the case where there are two neighboring nodes is reformed. In addition, when a neighboring node is deleted or does not function due to a failure or the like, an adaptive operation is performed in the same manner.
通信タイミング計算手段１２は、得られた位相信号θｉ（ｔ）に基づいて、通信タイミング信号の送信タイミングを定めて、通信タイミング信号送信手段１３に指示する。すなわち、位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相α（０≦α＜２π）になると、通信タイミング信号の送信を指示する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α＝０にシステム全体で統一されているとして説明する。図２の例で言えば、ノードｉとノードｊとでは、定常状態で相互の位相信号θｉ（ｔ）及びθｊ（ｔ）がπだけずれているので、α＝０にシステム全体で統一しても、ノードｉからの通信タイミング信号の送信タイミングと、ノードｊからの通信タイミング信号の送信タイミングとはπだけずれる。 The communication timing calculation unit 12 determines the transmission timing of the communication timing signal based on the obtained phase signal θi (t) and instructs the communication timing signal transmission unit 13. That is, when the phase signal θi (t) reaches a predetermined phase α (0 ≦ α <2π), the transmission of the communication timing signal is instructed. Here, it is preferable that the predetermined phase α is previously unified in the entire system. In the following description, it is assumed that α = 0 is unified throughout the system. In the example of FIG. 2, since the phase signals θi (t) and θj (t) in the steady state are shifted by π at the node i and the node j, the entire system is unified to α = 0. However, the transmission timing of the communication timing signal from the node i and the transmission timing of the communication timing signal from the node j are shifted by π.
通信タイミング信号送信手段１３は、通信タイミング信号を、通信タイミング計算手段１２からの位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相αになったときに送信するものである。 The communication timing signal transmission unit 13 transmits a communication timing signal when the phase signal θi (t) from the communication timing calculation unit 12 reaches a predetermined phase α.
同調判定手段１４は、自ノードや１又は複数の近傍ノードの間で行われる通信タイミング信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」（図２（ｂ）参照）あるいは「定常状態」（図２（ｃ）参照）のいずれの状態にあるかを判定するものである（同調判定を行う）。同調判定手段１４は、通信タイミング信号の受信タイミング及び通信タイミング信号の自ノードからの送信タイミングを観測し、通信タイミング信号を授受し合う複数のノードの送信タイミング間の時間差が十分であって時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定する。同調判定手段１４は、自ノードからの通信タイミング信号の送信タイミングを捉えるための信号として、位相信号θｉ（ｔ）を利用する。
The
同調判定手段１４は、同調判定結果が「定常状態」を示す場合に、位相信号θｉ（ｔ）の周期毎に、当該ノードからのタイムスロットを定めてデータ通信手段１５に指示する。
When the tuning determination result indicates “steady state”, the
データ通信手段１５は、同調判定手段１４から通達されたタイムスロット内で、ネットワークにデータ信号を送信し、また、当該ノードのタイムスロット期間外で、ネットワークから到来したデータ信号を受信する機能を担っている。なお、図１では、データ信号の出力元であると共に、受信データ信号の供給先である情報処理構成を省略している。
The data communication unit 15 has a function of transmitting a data signal to the network within the time slot notified from the
第１の実施形態で新たに設けられた衝突判定手段１６は、自ノードが送信する信号が、自ノードの通信タイミングに先行する他ノード又は後続する他ノードが送信する信号と衝突する可能性があるか否かを判定する機能を持っている。
In the
一般に、無線通信では、信号の衝突を検知することができない（どの信号とどの信号とが衝突したかを弁別することができない）。そのため、衝突判定手段１６は、通信タイミング信号受信手段１１からの他ノードの通信タイミング信号の受信タイミングと、通信タイミング計算手段１２が計算した自ノードの位相信号に基づいて、自ノードが通信タイミングの調整を行っても、先行する他ノード又は後続する他ノードが通信タイミングの調整を行わなければ、自ノードとその他ノードからの信号が衝突しているというようにして衝突可能性を判定する。判定の具体的方法については、動作の項で明らかにする。
In general, in wireless communication, it is impossible to detect a collision of signals (it is impossible to distinguish which signal and which signal collide). For this reason, the
第１の実施形態で新たに設けられた通信タイミング位置移動手段１７は、先行する他ノード又は後続する他ノードが、自ノードから発信した通信タイミング信号を受信することができるタイミング位置を決定し、その位置に、自ノードの送信タイミング（位相信号）を移動する機能を担っている。 The communication timing position moving means 17 newly provided in the first embodiment determines the timing position at which the preceding other node or the succeeding other node can receive the communication timing signal transmitted from the own node, It has the function of moving the transmission timing (phase signal) of its own node to that position.
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のノードの動作を説明する。特に、衝突判定手段１６及び通信タイミング位置移動手段１７の動作を中心に説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the node of the first embodiment will be described. In particular, the operation of the
以下、図３に示すように、４個のノードＮ１〜Ｎ４があり、各ノードＮ１、…、Ｎ４が送信した信号は他のノードに届く場合を例にし、ノードＮ２が、周囲の３ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４と通信タイミングを取りながら、データ通信を行う場合の動作を説明する。 In the following, as shown in FIG. 3, there are four nodes N1 to N4, and the signal transmitted by each node N1,..., N4 reaches another node as an example. , N3, N4 The operation when performing data communication while taking communication timing will be described.
図４は、第１の実施形態のノードにおける通信タイミングの制御動作を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating a communication timing control operation in the node according to the first embodiment.
ノードＮ２が、周囲ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４から通信タイミング信号、データ信号を受信し、自ノードからも通信タイミング信号を送信する段階から説明する。また、通信タイミングの順番は、現状、Ｎ１−Ｎ２−Ｎ３−Ｎ４−Ｎ１であるとして説明する。 A description will be given from the stage where the node N2 receives the communication timing signal and the data signal from the surrounding nodes N1, N3, and N4 and transmits the communication timing signal also from its own node. The order of the communication timing will be described as being N1-N2-N3-N4-N1 at present.
［ステップＳ１］
衝突判定手段１６において、通信タイミングが先行する他ノードＮ１と自ノードＮ２との通信タイミングの時間差（通信タイミング差）、自ノードＮ２の通信タイミングの送信周期情報を用いて信号の衝突可能性の判定を行う。ここで、自ノードＮ２の通信タイミングの送信周期を短縮させて先行ノードＮ１の通信タイミングに近付けても、先行ノードＮ１が、自ノードＮ２との通信タイミング差を開くような相互作用を起こさない場合には衝突と判定する。従って、衝突と判定するためには、過去の周期の履歴をとっておくことを要する。
[Step S1]
In the collision determination means 16, determination of the possibility of signal collision using the time difference (communication timing difference) between the communication timings of the other node N1 and the own node N2 preceded by the communication timing and the transmission cycle information of the communication timing of the own node N2. I do. Here, even if the transmission cycle of the communication timing of the own node N2 is shortened to approach the communication timing of the preceding node N1, the preceding node N1 does not cause an interaction that opens a communication timing difference with the own node N2. It is determined that there is a collision. Therefore, in order to determine a collision, it is necessary to keep a history of past cycles.
信号の衝突とは、データ信号同士の衝突、通信タイミング信号とデータ信号との衝突、通信タイミング信号同士の衝突のいずれの態様も含む概念である。 The signal collision is a concept including any aspect of collision between data signals, collision between a communication timing signal and a data signal, and collision between communication timing signals.
［ステップＳ２］
衝突判定手段１６が衝突と判定したならば、定常状態での送信周期から定まる時刻から、通信タイミング位置移動手段１７の機能によって変動を与えた時刻に、通信タイミング信号送信手段１３は通信タイミング信号を送信する。定常状態での周期に、通信タイミング位置移動手段１７に予め設定しておいた周期の変化量閾値εよりも、大きな周期の変化量を加えた通信タイミングで送信し、先行する他ノードＮ１が過渡状態と認識できるようにする。
[Step S2]
If the
ここで、周期の変化量閾値εは、同調判定手段１４が、定常状態を維持しているか、定常状態から外れたかを判断する際の閾値に対応しているものである。
Here, the period variation threshold ε corresponds to the threshold used when the
［ステップＳ３］
同調判定手段１４は、自ノードＮ２との通信範囲にある他ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４と通信タイミングの調整が完了したかを判定する。
[Step S3]
The
［ステップＳ４］
過渡状態では、近傍ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４のタイミングが大幅に変更している可能性があるので、衝突回避するためにデータ信号の送信を停止する。
[Step S4]
In the transient state, there is a possibility that the timings of the neighboring nodes N1, N3, and N4 have changed significantly, so the transmission of the data signal is stopped in order to avoid a collision.
［ステップＳ５］
定常状態になっていれば、データ通信手段１５は、データ通信を行う。
[Step S5]
If it is in a steady state, the data communication means 15 performs data communication.
［ステップＳ６］
続けて送信するデータがあれば、上述したステップＳ１に戻り、近傍ノードと送信タイミングを調整しながらデータ信号を送信する。
[Step S6]
If there is data to be continuously transmitted, the process returns to step S1 described above, and a data signal is transmitted while adjusting the transmission timing with the neighboring nodes.
次に、図３の４ノードＮ１〜Ｎ４が通信タイミングの制御を行い、図５（ａ）に示すようなタイムスロットの割り当てがあった場合から、動作例を説明する。なお、図４において、符号ＣＮ１〜ＣＮ４はそれぞれ、ノードＮ１〜Ｎ４の通信タイミング信号の送信を表し、符号ＤＮ１〜ＤＮ４はそれぞれ、ノードＮ１〜Ｎ４のデータ信号の送信を表している。また、各ノードＮ１、…、Ｎ４は、自タイムスロット幅で送信可能な最大限のデータ信号を送信しているとする。 Next, an example of operation will be described from the case where the four nodes N1 to N4 in FIG. 3 control the communication timing and there are time slot assignments as shown in FIG. In FIG. 4, symbols CN1 to CN4 represent transmission of communication timing signals of nodes N1 to N4, respectively, and symbols DN1 to DN4 represent transmission of data signals of nodes N1 to N4, respectively. Also, it is assumed that each node N1,..., N4 transmits the maximum data signal that can be transmitted in its own time slot width.
このような状態において、ノードＮ２が通信タイミングの調整を行い、図５（ｂ）に示すように、ノードＮ１の通信タイミング信号ＣＮ１とノードＮ２の通信タイミング信号ＣＮ２との間隔が狭まったとする。言い換えると、ノードＮ２の通信タイミング信号ＣＮ２が、ノードＮ１の通信タイミング信号ＣＮ１に接近したとする。 In this state, it is assumed that the node N2 adjusts the communication timing and the interval between the communication timing signal CN1 of the node N1 and the communication timing signal CN2 of the node N2 is narrowed as shown in FIG. In other words, it is assumed that the communication timing signal CN2 of the node N2 approaches the communication timing signal CN1 of the node N1.
ノードＮ２がタイミング調整を行っても、先行するノードＮ１がタイミング調整を行っていないために、ノードＮ２においては、信号が衝突すると判定する（Ｓ１）。 Even if the node N2 performs timing adjustment, since the preceding node N1 does not perform timing adjustment, it is determined that signals collide at the node N2 (S1).
そのため、ノードＮ２は、図５（ｃ）に示すように、１周期後の通信タイミング信号を送信する際には、今までの流れからノードＮ１が検知できると推測する送信タイミングから、さらに周期の変化量閾値ε以上遅らせたタイミングで、通信タイミング信号ＣＮ２を送信する（Ｓ２）。 Therefore, as illustrated in FIG. 5C, when the node N2 transmits a communication timing signal after one cycle, the node N2 further determines the cycle from the transmission timing that the node N1 can detect from the current flow. The communication timing signal CN2 is transmitted at a timing delayed by the change amount threshold ε or more (S2).
他ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４は、通信タイミング信号ＣＮ２が、前回より、周期の変化量閾値ε以上、調整されていることにより、過渡状態と判定する。また、ノードＮ２も、自身がタイミング調整を行ったことにより、過渡状態になる（図５（ｄ）；Ｓ３）。 The other nodes N1, N3, and N4 determine that the communication timing signal CN2 is in a transient state because the communication timing signal CN2 has been adjusted from the previous time by a period change amount threshold value ε or more. In addition, the node N2 is also in a transitional state due to its own timing adjustment (FIG. 5 (d); S3).
ノードＮ１〜Ｎ３は、データ信号の送信を一時停止する。なお、このような場合においても、自己のタイムスロットに変化が少ないノードＮ４は、継続してデータ信号の送信を行うようにしても良く、ノードＮ４も、データ信号の送信を停止するようにしても良い。 The nodes N1 to N3 temporarily stop transmission of data signals. Even in such a case, the node N4 with little change in its own time slot may continuously transmit the data signal, and the node N4 also stops transmitting the data signal. Also good.
ノードＮ２は、ノードＮ１に接近するようにタイミング調整を行い、通信タイミング信号ＣＮ２を送信する（ステップＳ４）。ノードＮ１は、ステップＳ４の段階にあり、データ送信を停止しているので、ノードＮ１とノードＮ２の通信タイミング信号が接近しても信号の衝突は起こらない。 The node N2 adjusts the timing so as to approach the node N1, and transmits the communication timing signal CN2 (step S4). Since the node N1 is in the stage of step S4 and has stopped data transmission, no signal collision occurs even if the communication timing signals of the node N1 and the node N2 approach each other.
定常状態になると、全ノードＮ１〜Ｎ４がデータ送信を再開する（図５（ｅ）；Ｓ５）。 When the steady state is reached, all nodes N1 to N4 resume data transmission (FIG. 5 (e); S5).
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
上記第１の実施形態によれば、衝突する可能性のある通信タイミング差になっても先行する他ノードのタイミングが変動しない場合、先行ノードの通信タイミングと逆方向に自ノードの通信タイミングをずらし、先行する他ノードが過渡状態と認識し得るようにして、先行する他ノードからのデータ送信を停止させるようにしたので、先行する他ノードがタイムスロットの全期間を使ってデータ信号を送信していたとしても、通信タイミングの相互調整を行うことができる状態にすることができる。
(A-3) Effect of First Embodiment According to the first embodiment, if the timing of the preceding other node does not vary even when there is a communication timing difference that may cause a collision, the communication of the preceding node does not occur. Since the communication timing of the own node is shifted in the opposite direction to the timing so that the preceding other node can recognize the transient state, the data transmission from the preceding other node is stopped. Even if the data signal is transmitted using the entire period of the slot, the communication timing can be adjusted mutually.
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード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詳述する。
(B) Second Embodiment Next, a communication timing control device, a communication timing control method, a node, and a communication system according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図６は、第２の実施形態のノード１０Ａの内部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、対応部分には同一符号を付して示している。 FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of the node 10A according to the second embodiment, in which the same or corresponding parts as those in FIG. 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
第２の実施形態のノード１０Ａは、上述した第１の実施形態のノード１０の内部構成に加えて、タイミング移動先保持手段１８を有している。タイミング移動先保持手段１８は、衝突判定時の通信タイミングの移動先を定めるための補助情報（後述する通信タイミング差）を保持する機能を担っている。
The node 10A according to the second embodiment includes a timing movement
以下、第２の実施形態の通信システムの動作を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, the operation of the communication system according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
各ノードは、他ノードからの通信タイミング信号を受信する毎に、タイミング移動先保持手段１８に、自ノードの通信タイミング信号の送信時点を基準とした通信タイミング差を保持する。
Each time each node receives a communication timing signal from another node, the timing movement
そして、上述したステップＳ４（図４参照）での通信タイミングの調整では、このタイミング移動先保持手段１８に保持している通信タイミング差に先行する位置に、通信タイミング信号の送信タイミングを移動することを行う。 In the communication timing adjustment in step S4 (see FIG. 4) described above, the transmission timing of the communication timing signal is moved to a position preceding the communication timing difference held in the timing movement destination holding means 18. I do.
例えば、図７（ａ）に示すように、ノードＮ２は、他ノードＮ１、Ｎ３、Ｎ４の通信タイミング信号を受信する毎に、自ノードＮ２との通信タイミング差θＣＮ１、θＣＮ２、θＣＮ３をタイミング移動先保持手段１８で保持しておく。通信タイミング差θＣＮ１は、ノードＮ１から通信タイミング信号を受信したときの通信タイミング差を表している。 For example, as illustrated in FIG. 7A, every time the node N2 receives the communication timing signals of the other nodes N1, N3, and N4, the timing shift destination is the communication timing difference θCN1, θCN2, and θCN3 with the node N2 itself. It is held by the holding means 18. The communication timing difference θCN1 represents a communication timing difference when a communication timing signal is received from the node N1.
ノードＮ２が、先行するノードＮ１との信号が衝突すると判定すると、タイミング位相先保持手段１８に保持している通信タイミング差θＣＮ１に先行する位置に、通信タイミングを移動し、次の周期では、この位置で通信タイミング信号ＣＮ２の送信を行う（図７（ｂ））。ノードＮ１は、ノードＮ２が自身に先行する位置に通信タイミングを挿入したため、ノードＮ２の通信タイミング信号ＣＮ２と自ノードＮ１の通信タイミング信号ＣＮ１の間隔を広がるように通信タイミングの調整を行う。 When the node N2 determines that the signal with the preceding node N1 collides, the communication timing is moved to a position preceding the communication timing difference θCN1 held in the timing phase destination holding means 18, and in the next cycle, The communication timing signal CN2 is transmitted at the position (FIG. 7B). The node N1 adjusts the communication timing so that the interval between the communication timing signal CN2 of the node N2 and the communication timing signal CN1 of the node N1 is widened because the node N2 has inserted the communication timing at a position preceding itself.
図７（ｃ）に示すようにノード間の通信タイミング差がバランス良く（例えば等間隔になると）なって安定すると、定常状態となり、全てのノードがデータ送信を再開する。図７（ｃ）に示すような定常状態では、ノードＮ２の先行ノードはノードＮ４となるので、ノードＮ２は、ノードＮ４との衝突判定を行うことになる。 As shown in FIG. 7C, when the communication timing difference between the nodes becomes stable (for example, at equal intervals) and becomes stable, a steady state is reached and all nodes resume data transmission. In the steady state as shown in FIG. 7C, since the preceding node of the node N2 is the node N4, the node N2 performs a collision determination with the node N4.
なお、通信タイミング位置を移動しても、先行ノード又は後続ノードが通信タイミングを調整しない場合にはさらに通信タイミングを移動する。 Even if the communication timing position is moved, if the preceding node or the subsequent node does not adjust the communication timing, the communication timing is further moved.
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、先行するノードよりさらに前で通信タイミングを取るようにしたので、新規ノードが通信タイミングを開始したのと同様の作用があり、近傍ノードを確実に過渡状態に遷移させることができるという効果を奏する。 According to the second embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, since the communication timing is taken before the preceding node, the same action as when the new node starts the communication timing. There is an effect that the neighboring nodes can be reliably transitioned to the transient state.
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による通信タイミング制御装置、通信タイミング制御方法、ノード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詳述する。
(C) Third Embodiment Next, a second embodiment of the communication timing control device, the communication timing control method, the node, and the communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図８は、第３の実施形態のノード１０Ｂの内部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、対応部分には同一符号を付して示している。 FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the node 10B of the third embodiment, and the same reference numerals are given to the same and corresponding parts as in FIG. 1 according to the first embodiment.
第３の実施形態のノード１０Ｂは、上述した第１の実施形態のノード１０の内部構成に加えて、データ送信幅計算手段１９を有している。データ送信幅計算手段１９は、自ノードのタイムスロット内でデータ送信に割り当てる時間を計算する機能を担っている。
The node 10B according to the third embodiment includes a data transmission
以下、第３の実施形態の通信システムの動作を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, the operation of the communication system according to the third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.
上述したステップＳ３（図４参照）で過渡状態と判定された後の動作が、第１の実施形態と異なっている。第１の実施形態では、過渡状態では、データ信号の送信を停止するようにしていたが、第３の実施形態では、信号の衝突が起きない範囲で送信を行おうとしたものである。 The operation after the transition state is determined in step S3 (see FIG. 4) described above is different from that in the first embodiment. In the first embodiment, the transmission of the data signal is stopped in the transient state. However, in the third embodiment, the transmission is attempted in a range where no signal collision occurs.
最大通信タイミング調整幅ε２を設定し、１フレーム周期では、それ以内でタイミングを調整することとした。ここで、最大通信タイミング調整幅ε２は、例えば、第１の実施形態で言及した「周期の変化量閾値ε」より大きい。 The maximum communication timing adjustment width ε2 is set and the timing is adjusted within one frame period. Here, the maximum communication timing adjustment width ε2 is larger than, for example, the “cycle variation threshold ε” referred to in the first embodiment.
そして、過渡状態では、「データ送信幅＝タイムスロット幅−最大通信タイミング調整幅ε２」の範囲内でデータ送信をする。データ送信幅計算手段１９は、このようなデータ信号を送信し得るデータ送信幅を計算する。
In the transient state, data is transmitted within the range of “data transmission width = time slot width−maximum communication timing
衝突判定したノードＮ２の通信タイミング位置の移動後は、図９（ａ）に示すような通信タイミングとなる。そして、ノードＮ２、Ｎ３はそれぞれ、タイムスロット幅から最大通信タイミング調整幅ε２より短い間、データ送信を行う。 After the movement of the communication timing position of the node N2 determined to have a collision, the communication timing is as shown in FIG. Each of the nodes N2 and N3 transmits data while being shorter than the maximum communication timing adjustment width ε2 from the time slot width.
１周期以降では、ノードＮ１も、相互作用により、前周期でのタイムスロット幅から最大通信タイミング調整幅ε２だけ短い期間、データ送信を行う。 In one cycle and thereafter, the node N1 also performs data transmission by the interaction for a period shorter than the time slot width in the previous cycle by the maximum communication timing adjustment width ε2.
以上のように、過渡状態の間は、タイムスロット幅を狭めてデータ送信を行い、定常状態になれば、タイムスロット内でデータ送信を行う。データ送信幅計算手段１９は、例えば、定常状態では機能を停止させておく。 As described above, during the transient state, data transmission is performed with the time slot width narrowed. When the steady state is reached, data transmission is performed within the time slot. The data transmission width calculation means 19 stops the function in a steady state, for example.
第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、過渡状態でも、データ送信幅計算手段で計算したデータ送信幅の範囲でデータ信号の送信を行うようにしたので、信号の衝突を起こさないようにしながら、通信効率を、第１の実施形態より、高めることができるという効果を奏する。 According to the third embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the data signal is transmitted within the range of the data transmission width calculated by the data transmission width calculation means even in the transient state. There is an effect that the communication efficiency can be improved as compared with the first embodiment while preventing the collision of signals.
（Ｄ）他の実施形態
上記各実施形態は、特許文献１に記載の従来技術を前提としたものであってが、特許文献１に記載の従来技術ではなく、通信タイミング信号を授受し合うことに基づいた相互作用により周期的にタイムスロットを自律的に割り当てる、その他の技術に対して適用できることは勿論である。
(D) Other Embodiments Each of the above embodiments is based on the prior art described in
また、上記各実施形態では、自ノードの通信タイミングの調整によって過渡状態への移行が必要になった場合を示したが、これに限らず、何らかの原因で、周囲ノードを過渡状態に遷移させたいときにも、本発明の技術思想を適用することができる。 In each of the above embodiments, the transition to the transient state is required due to the adjustment of the communication timing of the own node. However, the present invention is not limited to this, and it is desired to cause the surrounding node to transition to the transient state for some reason. Sometimes, the technical idea of the present invention can be applied.
１０、１０Ａ、１０Ｂ…ノード、１１…通信タイミング信号受信手段、１２…通信タイミング計算手段、１３…通信タイミング信号送信手段、１４…同調判定手段、１５…データ通信手段、１６…衝突判定手段、１７…通信タイミング位置移動手段、１８…タイミング移動先保持手段、１９…データ送信幅計算手段。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定する過渡状態強制移行有無判定手段と、
上記過渡状態強制移行有無判定手段が、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定したときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動する通信タイミング位置移動手段とを有し、
上記過渡状態強制移行有無判定手段は、自ノードからの通信タイミング信号と、上記近傍ノードのデータ信号又は通信タイミング信号との衝突可能性の判定を行い、衝突可能性があるときに、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定するものであって、自ノードが送信タイミングを調整しても、近傍ノードからの通信タイミング信号の受信周期が一定なときに、衝突可能性があると判定する
ことを特徴とする通信タイミング制御装置。 A communication timing control device provided in each of a plurality of nodes constituting a communication system, which determines the transmission timing of a communication timing signal from its own node using the reception timing of a communication timing signal from another node Then, based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, the time slot for transmitting the data signal from the own node is determined, and the steady state of the communication system is determined based on the fluctuation amount of the communication timing of the neighboring node. In the communication timing control device for determining the state and the transient state,
A transient state forced transition presence / absence determining means for determining whether or not there is a need to make a neighboring node recognize a transient state in a steady state;
When the above-mentioned transient state forced transition presence / absence determining means determines that there is a need to make a neighboring node recognize a transient state, the neighboring node has a timing position where the communication timing signal from the own node can be detected. have a communication timing position moving means for moving the transmission timing,
The transient state forced transition presence / absence judging means judges the possibility of collision between the communication timing signal from the own node and the data signal or communication timing signal of the neighboring node. It is determined that there is a need to recognize a transient state, and even if the own node adjusts the transmission timing, there is a possibility of collision when the reception period of the communication timing signal from the neighboring node is constant A communication timing control device characterized by determining .
定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定する過渡状態強制移行有無判定手段と、
上記過渡状態強制移行有無判定手段が、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定したときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動する通信タイミング位置移動手段とを有し、
上記通信タイミング位置移動手段が移動して移行した過渡状態においても、自ノードから、期間を限定して、データ信号を送信させるデータ送信期間限定手段をさらに有する
ことを特徴とする通信タイミング制御装置。 A communication timing control device provided in each of a plurality of nodes constituting a communication system, which determines the transmission timing of a communication timing signal from its own node using the reception timing of a communication timing signal from another node Then, based on the transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, the time slot for transmitting the data signal from the own node is determined, and the steady state of the communication system is determined based on the fluctuation amount of the communication timing of the neighboring node. In the communication timing control device for determining the state and the transient state,
A transient state forced transition presence / absence determining means for determining whether or not there is a need to make a neighboring node recognize a transient state in a steady state;
When the above-mentioned transient state forced transition presence / absence determining means determines that there is a need to make a neighboring node recognize a transient state, the neighboring node has a timing position where the communication timing signal from the own node can be detected. Communication timing position moving means for moving the transmission timing,
A communication timing control device, further comprising a data transmission period limiting unit that transmits a data signal by limiting a period from the own node even in a transitional state in which the communication timing position moving unit moves and shifts.
過渡状態強制移行有無判定手段と通信タイミング位置移動手段とを備え、
上記過渡状態強制移行有無判定手段は、定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定し、
上記通信タイミング位置移動手段は、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動すると共に、
上記過渡状態強制移行有無判定手段は、自ノードからの通信タイミング信号と、上記近傍ノードのデータ信号又は通信タイミング信号との衝突可能性の判定を行い、衝突可能性があるときに、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があると判定し、また、自ノードが送信タイミングを調整しても、近傍ノードからの通信タイミング信号の受信周期が一定なときに、衝突可能性があると判定する
ことを特徴とする通信タイミング制御方法。 A communication timing control method executed by each of a plurality of nodes constituting a communication system, using a reception timing of a communication timing signal from another node, determining a transmission timing of a communication timing signal from the own node, Based on this transmission timing and the reception timing of the communication timing signal from the other node, determine the time slot for transmitting the data signal from the own node, and based on the fluctuation amount of the communication timing of the neighboring node, the steady state of the communication system, In the communication timing control method for determining the transient state,
A transient state forced transition presence determination means and a communication timing position movement means,
The transient state forced transition presence / absence determining means determines whether or not there is a need to make a neighboring node recognize a transient state in a steady state,
The communication timing position moving means moves a transmission timing from the own node to a timing position where the neighboring node can detect a communication timing signal from the own node when the neighboring node needs to recognize a transient state. With
The transient state forced transition presence / absence judging means judges the possibility of collision between the communication timing signal from the own node and the data signal or communication timing signal of the neighboring node. It is determined that there is a need to recognize it as a transient state, and it is determined that there is a possibility of collision when the reception timing of the communication timing signal from the neighboring node is constant even if the own node adjusts the transmission timing. A communication timing control method characterized by the above.
過渡状態強制移行有無判定手段と通信タイミング位置移動手段とデータ送信期間限定手段とを備え、A transient state forced transition presence / absence determining means, a communication timing position moving means, and a data transmission period limiting means,
上記過渡状態強制移行有無判定手段は、定常状態のとき、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるか否かを判定し、The transient state forced transition presence / absence determining means determines whether or not there is a need to make a neighboring node recognize a transient state in a steady state,
上記通信タイミング位置移動手段は、近傍ノードに過渡状態と認識させる必要性があるときに、その近傍ノードが自ノードからの通信タイミング信号を検知できるタイミング位置に、自ノードからの送信タイミングを移動し、The communication timing position moving means moves the transmission timing from the own node to a timing position where the neighboring node can detect the communication timing signal from the own node when the neighboring node needs to be recognized as a transient state. ,
上記データ送信期間限定手段は、上記通信タイミング位置移動手段が移動して移行した過渡状態においても、自ノードから、期間を限定して、データ信号を送信させるThe data transmission period limiting means allows the data signal to be transmitted with a limited period from the own node even in a transitional state in which the communication timing position moving means has moved and shifted.
ことを特徴とする通信タイミング制御方法。A communication timing control method characterized by the above.
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