JP5164157B2 - Terminal device, terminal control method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムに関する。 The present invention relates to a terminal device suitable for improving packet transmission efficiency in a terminal device participating in a communication network formed ad hoc, a terminal control method, and a program for realizing these by a computer.
従来から、無線通信機器がアドホックに通信ネットワークを動的形成する技術が利用されている。 Conventionally, a technique in which a wireless communication device dynamically forms a communication network ad hoc has been used.
このような技術には、通信ネットワークに参加する複数の機器のうち１台が親機となり、その他の機器が子機となって、親機が子機を管理し、通信ネットワークに新たな機器が参加する場合は、その情報が親機に通知され、通信ネットワークから親機が抜けた場合は、残された子機のうちいずれかが親機となることで、動的に通信ネットワークの管理を行うものがある。 In such a technology, one of a plurality of devices participating in a communication network is a parent device, the other device is a child device, the parent device manages the child device, and a new device is added to the communication network. When participating, the information is notified to the base unit, and when the base unit is removed from the communication network, one of the remaining slave units becomes the base unit, and the communication network is dynamically managed. There is something to do.
たとえば、Bluetooth（商標）などで利用されるピコネット（Piconet）では、このような動的な端末管理が行われている。 For example, in a piconet used for Bluetooth (trademark) or the like, such dynamic terminal management is performed.
このような通信技術については、以下の文献に開示がされている。
ここで、特許文献１に開示の技術では、無線通信端末が、未定モード（通信ネットワークに参加していない状態に相当。）上位局モード（親機に相当。）もしくは下位局モード（子機に相当。）のいずれかのモードで動作し、動的に通信ネットワークを形成する際に、データ信号を伝送する際と制御信号を伝送する際とで、送信電力を変化させる技術が開示されている。
Here, in the technique disclosed in
また一般に、通信ネットワーク内で伝送されるパケットには、宛先や発送元などを表すヘッダ情報と、伝送すべきデータを表すデータ情報と、の両方が含まれる。そして、同じヘッダ情報を有する複数のパケットが連続して伝送されることが一般に多い。このような場合、小さいパケットを複数伝送するよりも、これらを結合した大きいパケットを１つ伝送する方が、伝送効率が高くなるのが一般的である。 In general, a packet transmitted in a communication network includes both header information indicating a destination and a sender, and data information indicating data to be transmitted. In general, a plurality of packets having the same header information are often transmitted continuously. In such a case, the transmission efficiency is generally higher when one large packet obtained by combining these is transmitted than when a plurality of small packets are transmitted.
一方、非特許文献１においては、ピコネットを前提としたＩＥＥＥ１５.３規格に基づいて、複数のデータフレームを結合するフレームアグリゲーションにより、複数のデータフレームのペイロードを結合し、等価的に一つの巨大なペイロードとして伝送することで、プリアンブルやヘッダ等のオーバーヘッドによるデータ伝送効率の劣化を低減する技術が提案されている。
On the other hand, in Non-Patent
そして、１５.３ｂＭＡＣ規格に対して、アグリゲーション機能を付加した、１５.３ｃＭＡＣを構築し、これを基礎としてＳＣ ＰＨＹ（Single Carrier PHY）からなる１５.３ｃＰＨＹを構築する技術についての研究が現在も進められている。 And, with respect to the 15.3b MAC standard, a 15.3c MAC with an aggregation function added is constructed, and research on a technology for constructing a 15.3c PHY consisting of an SC PHY (Single Carrier PHY) based on this is still ongoing. It has been.
一方で、通信ネットワークに参加する端末の数は時間とともに変化する。ここで、端末台数が多ければ多いほど、伝送におけるビット誤り率は高くなる傾向にある。 On the other hand, the number of terminals participating in the communication network changes with time. Here, the larger the number of terminals, the higher the bit error rate in transmission.
したがって、ビット誤り率が高い場合にパケットサイズをあまりにも大きくすると、再送の必要性が高くなるため、かえって伝送効率が落ちる場合もある。 Therefore, if the packet size is too large when the bit error rate is high, the necessity for retransmission increases, and the transmission efficiency may decrease.
すなわち、伝送効率が最適となるパケットのサイズは、通信ネットワークに参加する端末装置の台数に依存するものと考えられる。 That is, it is considered that the size of the packet with the optimum transmission efficiency depends on the number of terminal devices participating in the communication network.
したがって、複数のパケットを結合してパケットサイズを大きくして伝送効率をあげる一方で、通信ネットワークに参加する端末数に応じて結合されるパケットのサイズを調整し、伝送効率を向上させたい、という要望は大きい。 Therefore, while combining multiple packets to increase the packet size and increase the transmission efficiency, we want to improve the transmission efficiency by adjusting the size of the combined packet according to the number of terminals participating in the communication network There is a great demand.
この際に、通信ネットワークに参加する端末数は動的に変化することから、端末の個数を適切に各端末に知らせる技術も求められている。 At this time, since the number of terminals participating in the communication network changes dynamically, a technique for appropriately notifying each terminal of the number of terminals is also required.
本発明は、上記のような課題を解決するためのもので、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することを目的とする。 The present invention is to solve the above-described problems, and in a terminal device participating in a communication network formed ad hoc, a terminal device suitable for improving packet transmission efficiency, a terminal control method, and An object of the present invention is to provide a program for realizing these by a computer.
上記の目的を達成するため、本発明の原理にしたがい、以下の発明を開示する。 In order to achieve the above object, the following invention is disclosed in accordance with the principle of the present invention.
本発明の第１の観点に係る端末装置は、複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加し、台数記憶部、台数更新部、上限取得部、生成部、結合部、送信部、受信部、分解部、台数修正部を備え、以下のように構成する。 The terminal device according to the first aspect of the present invention is a communication network that is dynamically formed by managing any one of a plurality of terminal devices as a parent device and managing another terminal device as a child device. Participate and include a number storage unit, a number update unit, an upper limit acquisition unit, a generation unit, a combination unit, a transmission unit, a reception unit, a disassembly unit, and a number correction unit, which are configured as follows.
すなわち、台数記憶部には、当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される。 That is, the estimated value of the current number of terminal devices included in the communication network in which the terminal device participates is stored in the number storage unit.
一方、台数更新部は、当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、台数記憶部に記憶させる。 On the other hand, when the terminal device is a parent device, the number update unit changes the current number of terminal devices included in the communication network to the number storage unit as an estimated value of the number. Remember.
さらに、上限取得部は、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する。 Further, the upper limit acquisition unit acquires an upper limit packet length associated with the stored estimated number of units.
そして、生成部は、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する。 And a production | generation part produces | generates the message which should be transmitted to another terminal device.
一方、結合部は、生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に、記憶された台数の推定値を埋め込む。 On the other hand, the combining unit combines one or more messages having a common destination among the generated messages to obtain a combined packet having a length equal to or shorter than the obtained upper limit packet length, and a header portion of the combined packet The estimated number of stored units is embedded.
さらに、送信部は、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する。 Further, the transmission unit transmits the combined packet to the destination.
そして、受信部は、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する。 The receiving unit receives the combined packet addressed to the terminal device transmitted from the other terminal device.
さらに、分解部は、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る。 Further, the disassembling unit disassembles the received combined packet into one or more messages before combining to obtain one or more messages transmitted from the other terminal device.
一方、台数修正部は、当該端末装置が子機である場合、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正する。 On the other hand, when the terminal device is a slave unit, the number correcting unit corrects the estimated number of stored units based on the estimated number of units specified in the header of the received combined packet.
また、本発明の端末装置において、結合部は、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が取得された上限パケット長未満となる場合、生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機するように構成することができる。 Further, in the terminal device of the present invention, the combining unit is configured such that an elapsed time from the time when each of the one or more messages having the same destination is generated to the present is less than or equal to a predetermined threshold time, and the one or more Assuming that the messages are combined, if the combined packet length is less than the acquired upper limit packet length, the generation unit can be configured to wait until a new message is generated.
また、本発明の端末装置において、台数修正部は、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、記憶される台数の推定値を修正するように構成することができる。 Further, in the terminal device of the present invention, the number correction unit stores the average value or the weighted average of the estimated value of the number specified in the header of the received combined packet and the estimated value of the stored number. It can be configured to modify the estimated value of the number of units to be played.
また、本発明の端末装置において、当該通信ネットワークは、ピコネットであるように構成することができる。 In the terminal device of the present invention, the communication network can be configured to be a piconet.
また、本発明の端末装置において、上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、結合部は、生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとするように構成することができる。 Further, in the terminal device of the present invention, the upper limit packet length acquired by the upper limit acquisition unit is expressed by the upper limit message length and the upper limit message number, and the generation unit The message can be generated, and the combining unit can be configured to combine the number of messages up to the upper limit number of messages among the generated messages into the combined packet.
本発明のその他の観点に係る端末制御方法は、複数の端末装置のうちいずれか１台が親機となって他の端末装置を子機として管理することにより動的に形成される通信ネットワークに参加する端末装置を制御し、当該端末装置は、当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、台数更新部、上限取得部、生成部、結合部、送信部、受信部、分解部、台数修正部を備え、当該端末制御方法は、台数更新工程、上限取得工程、生成工程、結合工程、送信工程、受信工程、分解工程、台数修正工程を備え、以下のように構成する。 A terminal control method according to another aspect of the present invention provides a communication network that is dynamically formed by managing one of a plurality of terminal devices as a parent device and managing another terminal device as a child device. The terminal device that participates is controlled, and the terminal device stores an estimated value of the current number of terminal devices included in the communication network in which the terminal device participates, a number update unit, an upper limit acquisition unit, a generation Unit, combining unit, transmitting unit, receiving unit, disassembling unit, number correcting unit, the terminal control method is a number updating step, an upper limit obtaining step, a generating step, a combining step, a transmitting step, a receiving step, a disassembling step, the number of units. A correction process is provided and configured as follows.
すなわち、当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、台数更新工程では、台数更新部が、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、台数記憶部に記憶させる。 That is, when the terminal device is a parent device, when the current number of terminal devices included in the communication network changes, in the number update process, the number update unit uses the changed number as an estimated value of the number. And stored in the number storage unit.
一方、上限取得工程では、上限取得部が、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する。 On the other hand, in the upper limit acquisition step, the upper limit acquisition unit acquires an upper limit packet length associated with the stored estimated number of units.
さらに、生成工程では、生成部が、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する。 Further, in the generation step, the generation unit generates a message to be transmitted to another terminal device.
そして、結合工程では、結合部が、生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に、記憶された台数の推定値を埋め込む。 In the combining step, the combining unit combines one or more messages having a common destination among the generated messages into a combined packet having a length equal to or less than the acquired upper limit packet length, The estimated value of the stored number is embedded in the header part of the packet.
一方、送信工程では、送信部が、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する。 On the other hand, in the transmission step, the transmission unit transmits the combined packet to the destination.
さらに、受信工程では、受信部が、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する。 Further, in the receiving step, the receiving unit receives the combined packet addressed to the terminal device transmitted from another terminal device.
そして、分解工程では、分解部が、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る。 In the disassembling process, the disassembling unit disassembles the received combined packet into one or more messages before combining, and obtains one or more messages transmitted from the other terminal device.
一方、台数修正工程では、台数修正部が、当該端末装置が子機である場合、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正する。 On the other hand, in the unit correction process, the unit correction unit corrects the estimated number of stored units based on the estimated number of units specified in the header of the received combined packet when the terminal device is a slave unit. .
また、本発明の端末制御方法において、結合工程では、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が取得された上限パケット長未満となる場合、生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機するように構成することができる。 In the terminal control method of the present invention, in the combining step, the elapsed time from the time when each of the one or more messages having the same destination is generated to the present is less than or equal to a predetermined threshold time, and the one or more Assuming that these messages are combined, if the combined packet length is less than the acquired upper limit packet length, the generation unit can be configured to wait until a new message is generated.
また、本発明の端末制御方法において、台数修正工程では、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、記憶される台数の推定値を修正するように構成することができる。 Further, in the terminal control method of the present invention, in the number correction step, the average value or the weighted average of the estimated value of the number specified in the header of the received combined packet and the estimated value of the stored number The estimated number of stored units can be modified.
また、本発明の端末制御方法において、当該通信ネットワークは、ピコネットであるように構成することができる。 In the terminal control method of the present invention, the communication network can be configured to be a piconet.
また、本発明の端末制御方法において、上限取得工程にて取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、生成工程では、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、結合工程では、生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとするように構成することができる。 In the terminal control method of the present invention, the upper limit packet length acquired in the upper limit acquisition step is expressed by the upper limit message length and the upper limit message number, and in the generation step, the upper limit packet length is equal to or less than the upper limit message length. The message can be generated, and the combining step can combine the number of messages up to the maximum number of messages among the generated messages into the combined packet.
本発明のその他の観点に係るプログラムは、無線通信が可能なコンピュータ（ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む。）を、上記の端末装置の各部として機能させ、当該コンピュータに、上記の端末制御方法の各工程を実行させるように構成する。 A program according to another aspect of the present invention includes a computer capable of wireless communication (including a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) as described above. The computer is configured to execute each step of the terminal control method.
当該プログラムは、コンピュータ読取可能な情報記録媒体（コンパクトディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ディジタルビデオディスク、磁気テープ、または、半導体メモリを含む。）に記録することができる。 The program can be recorded on a computer-readable information recording medium (including a compact disk, flexible disk, hard disk, magneto-optical disk, digital video disk, magnetic tape, or semiconductor memory).
そして、上記の情報記録媒体は、コンピュータとは独立して配布、販売することができるほか、インターネット等のコンピュータ通信網を介して上記のプログラムそのものを配布、販売することができる。 The information recording medium can be distributed and sold independently of the computer, and the program itself can be distributed and sold via a computer communication network such as the Internet.
本発明によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することができる。 According to the present invention, in a terminal device participating in a communication network formed ad hoc, a terminal device suitable for improving packet transmission efficiency, a terminal control method, and a program for realizing these by a computer are provided. Can be provided.
以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下にあげる実施形態は、説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素または全要素を、これと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も、本発明の範囲に含まれる。 Embodiments of the present invention will be described below. The embodiments described below are for illustrative purposes and do not limit the scope of the present invention. Accordingly, those skilled in the art can employ embodiments in which each or all of these elements are replaced with equivalent ones, and these embodiments are also included in the scope of the present invention. .
以下では、理解を容易にするため、通信ネットワークとしてピコネットを採用するＩＥＥＥ１５.３規格を前提として、説明を行うが、その他の通信ネットワークの形式であっても、本発明の原理を適用することができる。 In the following, for ease of understanding, the description will be made on the premise of the IEEE 15.3 standard that employs a piconet as a communication network. However, the principle of the present invention can be applied to other communication network formats. it can.
ＩＥＥＥ１５.３では、複数の端末装置をノードとして考え、これらがアドホックにピコネットと呼ばれる通信ネットワークを構築する技術が定められている。 IEEE 15.3 defines a technique for considering a plurality of terminal devices as nodes and constructing a communication network called a piconet in an ad hoc manner.
図１は、形成されたピコネットの様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 1 is an explanatory view showing a state of the formed piconet. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示すように、形成されたピコネット１１は、１台のＰＮＣ（PicoNet Coordinator）１２と、３台のＤＥＶ（Device）１３の、合計４台の端末装置からなり、ＰＮＣは親機として、ＤＥＶは子機として働く。
As shown in the figure, the formed
ＰＮＣ １２は、ビーコン（Beacon）を送信し、ＤＥＶ １３は、ビーコンを受信することで、ピコネット１１内のチャネル割当てや同期等の制御を行う。
The
ピコネット１１内のノードは、ＰＮＣ １２−ＤＥＶ １３間、ＤＥＶ １３−ＤＥＶ １３間を問わず、いずれの間でもポイントツーポイントの通信を行うことができる。
Nodes in the
図２は、ビーコンによって規定されるスーパーフレームの構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of a superframe defined by a beacon. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示すように、ビーコン（Beacon）によってスーパーフレーム（Superframe）の開始が宣言される。すなわち、ＰＮＣ １２からビーコンが発せられる周期が、スーパーフレームの時間長となる。
As shown in the figure, the start of a superframe is declared by a beacon. That is, the period in which a beacon is emitted from the
スーパーフレーム内には、この他に、ＣＡＰ（Contention Access Period）と、ＣＴＡＰ（Channel Time Allocation Period）と、が配置されている。 In addition to this, a CAP (Contention Access Period) and a CTAP (Channel Time Allocation Period) are arranged in the superframe.
ＣＡＰは、ＣＳＭＡ／ＣＡ によるコンテンション型アクセス区間であり、短いデータ、コマンド等の送信に適する。 CAP is a contention type access section by CSMA / CA, and is suitable for transmission of short data, commands, and the like.
一方、ＣＴＡＰは、ＴＤＭＡによる非コンテンション型アクセス区間である。したがって、ＣＴＡＰでは長いデータを確実に送信することができ、特にストリーミング伝送等に有効である。 On the other hand, CTAP is a non-contention access section by TDMA. Therefore, CTAP can reliably transmit long data, and is particularly effective for streaming transmission or the like.
ここで、ＣＴＡは、いずれかのノード間の通信に時分割で割り当てられる通信区間である。この割り当て情報は、ＣＡＰにおいて必要なノードに通知される。特許文献１に開示される技術では、ビーコンやＣＡＰの送信電力と、ＣＴＡの送信電力と、に差を設けることで、各端末装置における電力消費を抑制することとしている。
Here, the CTA is a communication section assigned in time division to communication between any of the nodes. This allocation information is notified to necessary nodes in the CAP. In the technique disclosed in
本実施形態においては、このようなピコネットによる通信ネットワークを前提としつつ、通常のパケット（サブフレーム）をそのまま用いるか、複数結合することにより、１つの結合済パケットを作り、これを送受する。このような結合処理をアグリゲーション（Aggregation）と呼び、非特許文献１において、各種のアグリゲーション技術が提案されている。
In the present embodiment, on the premise of such a piconet communication network, an ordinary packet (subframe) is used as it is or by combining a plurality of packets to create one combined packet and transmit / receive it. Such a combination process is called aggregation, and
ＳＣ ＰＨＹについては、以下の２通りのアグリゲーション方式が提案されている。
（１）Standard Aggregation
（２）Low Latency Aggregation
For SC PHY, the following two aggregation methods have been proposed.
(1) Standard Aggregation
(2) Low Latency Aggregation
図３は、Standard Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図であり、図４は、Low Latency Aggregationによるアグリゲーションの様子を示す説明図である。以下、これらの図を参照して説明する。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of aggregation by Standard Aggregation, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing the state of aggregation by Low Latency Aggregation. Hereinafter, description will be given with reference to these drawings.
いずれの方式でも、結合済パケットには、従来のプリアンブル（Preamble）およびヘッダ（Base header(PHY header，MAC header)，HCS，Parity）の後に、アグリゲーションがされた場合にのみ定義されるＭＡＣサブヘッダ（MAC Subheader）とその付加情報（HCS，Parity）を有している。 In either method, the combined packet includes a MAC sub-header defined only when aggregation is performed after the conventional preamble (Preamble) and header (Base header (PHY header, MAC header), HCS, Parity). MAC Subheader) and additional information (HCS, Parity).
通常のパケットに含まれるペイロード（伝送すべきデータ）は、サブフレーム（Subframe）としてさらに連結され、サブヘッダ（Subheader）では、各サブフレームの情報が規定される。 Payloads (data to be transmitted) included in normal packets are further concatenated as subframes, and information of each subframe is defined in the subheader (Subheader).
ＢＬＫ−ＡＣＫ（Block Acknowledgement）ｂｉｔｍａｐフィールドは、送信元の端末装置が最後に受信した各サブフレームの受信結果を表すものであり、典型的には各々１ビット、ＵＥＰ機能が用いられた場合には、各々２ビットが利用される。 The BLK-ACK (Block Acknowledgment) bitmap field represents the reception result of each subframe received last by the terminal device of the transmission source, typically 1 bit each, when the UEP function is used. , Each uses 2 bits.
Standard aggregationとLow latency aggregationでは、サブフレームの最大結合数と最大長が異なる。後者では、より短いサブフレームを多数結合し、再送を考慮した上で伝送遅延を低減する運用形態を想定しているためである。 In Standard aggregation and Low latency aggregation, the maximum number of subframes and the maximum length are different. This is because the latter assumes an operation mode in which a number of shorter subframes are combined and the transmission delay is reduced in consideration of retransmission.
以下では、Standard aggregationを例として採用して説明するが、同様の技術をLow latency aggregationに適用することも可能である。 In the following description, Standard aggregation is used as an example, but the same technique can be applied to Low latency aggregation.
本実施形態においては、各端末装置において「現在ピコネットに参加している端末数の推定値」を管理するとともに、ＣＴＡ通信区間において、送受を行った端末装置の間でこの数値を伝達して、端末数の動的な変化に対応する。 In the present embodiment, each terminal device manages the “estimated value of the number of terminals currently participating in the piconet”, and transmits this numerical value between the terminal devices that have sent and received in the CTA communication section, Responds to dynamic changes in the number of terminals.
送信元が管理している「現在ピコネットに参加している端末数の推定値」は、各パケットで共通であるので、当該推定値は、ＰＨＹヘッダやＭＡＣヘッダなど、Ｂａｓｅヘッダに埋め込むことになる。 Since the “estimated value of the number of terminals currently participating in the piconet” managed by the transmission source is common to each packet, the estimated value is embedded in a Base header such as a PHY header or a MAC header. .
以下では、アグリゲーションを実施している際のサブフレームの伝送が失敗した場合の再送手法について説明する。 In the following, a retransmission method when transmission of a subframe when performing aggregation fails will be described.
図５は、Selective repeat方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of retransmission by the selective repeat method. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図では、送信側端末（SRC DEV）は、A，B，C，D，E，F，...の順にサブフレームを伝送しようとするが、結合できるサブフレームの個数が４個である、という状況を考えている。 In this figure, the transmitting terminal (SRC DEV) tries to transmit subframes in the order of A, B, C, D, E, F, ..., but the number of subframes that can be combined is four. I think about the situation.
最初にサブフレームA，B，C，Dを結合して受信側端末（DEST DEV）に送信する。すると、受信側端末は、Blk-ACK bitmapフィールドを用いて受信結果を返す。 First, subframes A, B, C, and D are combined and transmitted to the receiving terminal (DEST DEV). Then, the receiving terminal returns a reception result using the Blk-ACK bitmap field.
サブフレームがB，Dの部分でエラーが生じたとすると、Blk-ACK bitmapフィールドにより、その旨が通知される。双方向データ通信時においては、リバースリンクのフレームにピギーバックされて通知されるが、受信結果のみの返信が望ましい場合には、受信された結合済パケットのペイロード部分は省略し、Blk-ACK bitmapフィールドに受信結果を埋めて、その旨を通知する。 If an error occurs in subframes B and D, the fact is notified by the Blk-ACK bitmap field. In bi-directional data communication, it is notified by piggybacking on the reverse link frame, but if it is desired to return only the reception result, the payload portion of the received combined packet is omitted and the Blk-ACK bitmap is sent. The reception result is filled in the field, and notification to that effect is given.
送信側端末では、サブフレームB，Dの伝送に失敗したことがわかるため、当該サブフレームに続いて、E，Fを結合して、１つの結合済パケットとして、受信側端末に送る。 Since the transmitting side terminal knows that transmission of subframes B and D has failed, E and F are combined after the subframe and sent to the receiving side terminal as one combined packet.
図６は、Go back N方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of retransmission by the Go back N method. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示す状況は、上記の場合と同様であるが、送信側端末は、伝送に失敗した最初のサブフレームBから、順にサブフレームを結合して、B，C，D，Eからなる結合済パケットを再送する。 The situation shown in this figure is the same as in the above case, but the transmitting terminal combines subframes in order from the first subframe B that failed to be transmitted, and combines B, C, D, and E. Resend a completed packet.
図７は、Aggregated frame retransmission方式による再送の様子を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of retransmission by the Aggregated frame retransmission method. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示す状況も上記の場合と同様であるが、送信側端末は、伝送に失敗したサブフレームを含む結合済パケット全体を、再送する。 The situation shown in this figure is the same as in the above case, but the transmitting terminal retransmits the entire combined packet including the subframe for which transmission has failed.
冗長な伝送を行わなりSelective repeat方式が効率は最も高いが、受信側端末でサブフレームの順序制御が必要となる。順序制御が最も容易であるのはAggregated frame retransmission方式であり、Go back N方式は、これらの中庸を採るものである。 Redundant transmission is performed and the selective repeat method has the highest efficiency, but the receiving terminal needs to control the order of subframes. The easiest control is the Aggregated frame retransmission method, and the Go back N method takes the middle of these methods.
このように、アグリゲーションを採用する場合には、伝送方式による各種のパラメータを考慮する必要があるが、実際に端末装置を運用する段階で大きく変化するために考慮する必要があるのは、ピコネットに参加する端末装置の台数である。すなわち、伝送効率が最適となる結合済パケットの最大長は、この台数に依存するものと考えられる。 In this way, when adopting aggregation, it is necessary to consider various parameters depending on the transmission method, but it is necessary to take into account the piconet because it changes greatly when actually operating the terminal device. The number of participating terminal devices. That is, it is considered that the maximum length of the combined packet that optimizes the transmission efficiency depends on this number.
ピコネットに参加している端末装置の台数は、親機であるＰＮＣが管理しており、この情報を子機であるＤＥＶに伝達するために、もっとも簡単と思われる手法は、ビーコンに台数情報を埋め込むことである。しかしながら、ビーコンの時間長はできるだけ短いことが望ましい。 The number of terminal devices participating in the piconet is managed by the PNC, which is the base unit, and the simplest method for transmitting this information to the DEV, which is the base unit, is to display the unit number information in the beacon. Is to embed. However, it is desirable that the beacon time length be as short as possible.
また、特許文献１に開示される技術では、ビーコンやＣＡＰの送信電力と、ＣＴＡの送信電力と、に差を設けることで、各端末装置における電力消費を抑制することとしている。すなわち、ＣＴＡにおいて伝送する方が、消費電力を抑えることも可能である。
In the technique disclosed in
したがって、本実施形態では、親機から子機へ放送方式で一斉に台数情報を伝達するのではなく、いずれかの端末装置から他の端末装置へペイロードを伝送する際に、結合済パケットのヘッダ部分に、台数情報を埋め込んで、送信側端末装置が現在知得している台数の推定値を、受信側端末装置に伝送するのである。 Therefore, in this embodiment, when transmitting the payload from one terminal device to another terminal device instead of transmitting the unit number information from the master device to the slave device all at once by the broadcast method, the header of the combined packet The number information is embedded in the part, and the estimated value of the number currently known by the transmission side terminal device is transmitted to the reception side terminal device.
この手法では、端末装置の台数がリアルタイムで全端末装置で共有されることとはならず、各端末装置が知得している台数の推定値は互いに異なるものとなる。 In this method, the number of terminal devices is not shared among all terminal devices in real time, and the estimated values of the number of devices known to each terminal device are different from each other.
そこで、ピコネット内で頻繁に通信が行われる場合に、親機が通信を行う場合には、親機が管理する現在の台数を伝送し、通信を行っている端末同士の間で台数の推定値は次第に近付いていくように制御することで、ペイロードの送信効率のバランスをとるのである。以下、具体的に説明する。 Therefore, when frequent communication is performed within the piconet, if the base unit performs communication, the current number managed by the base unit is transmitted, and the estimated number of units between the communicating terminals By controlling so as to gradually approach, the transmission efficiency of the payload is balanced. This will be specifically described below.
図８は、本実施形態に係る端末装置の概要構成を示す模式図である。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the terminal device according to the present embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
本図に示すように、端末装置８０１は、台数記憶部８０２、台数更新部８０３、上限取得部８０４、生成部８０５、結合部８０６、送信部８０７、受信部８０８、分解部８０９、台数修正部８１０を備える。
As shown in the figure, the
これらの各要素は、端末装置８０１が実現される無線通信機能付きのコンピュータや各種情報処理装置において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、通信機器等が共働して実現される。
Each of these elements includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a communication device, etc. in a computer with various wireless communication functions and various information processing apparatuses in which the
ここで、台数記憶部８０２には、当該端末装置８０１が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置８０１の現在の台数の推定値が記憶される。
Here, the
当該端末装置８０１が親機（ＰＮＣ）である場合には、現在ピコネットに参加しており当該親機が管理している端末装置８０１の総数そのものが「台数の推定値」となり、子機（ＤＥＶ）である場合には、親機（ＰＮＣ）や他の子機（ＤＥＶ）から伝送された情報から「台数の推定値」を構築する。
When the
また、生成部８０５は、他の端末装置８０１が宛先として指定され、当該他の端末装置８０１へ伝送すべきメッセージ（ペイロード）を生成する。ここで行う処理は、従来のピコネット通信端末において伝送すべき各種のペイロードを生成する過程と同様であり、以下に説明する端末制御処理とは、論理的に並行に処理が行われる。
In addition, the
また、メッセージ（ペイロード）が、従来の技術における「パケット」の形態で生成されることもある。この場合には、当該パケットのヘッダからパケットの宛先を抽出し、ヘッダ内の他の情報は適宜無視する一方で、当該パケットのボディをメッセージ（ペイロード）として取り扱えば良い。 In addition, a message (payload) may be generated in the form of a “packet” in the prior art. In this case, the packet destination is extracted from the header of the packet, and other information in the header is appropriately ignored, while the body of the packet is handled as a message (payload).
図９は、本実施形態に係る端末装置にて実行される端末制御処理の制御の流れを示すフローチャートである。以下、本図を参照して説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing a control flow of terminal control processing executed by the terminal device according to the present embodiment. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
まず、自身が親機であるか子機であるかを調べる（ステップＳ９０１）。親機である場合（ステップＳ９０１；Ｙｅｓ）、自身が管理するピコネット内の端末装置８０１の総台数が変化したか否かを調べる（ステップＳ９０２）。これらのピコネット管理の具体的な処理は本処理とは論理的に並行して行われ、特許文献１や各種の公知の技術等をそのまま適用することができる。
First, it is checked whether it is a parent device or a child device (step S901). If it is a parent device (step S901; Yes), it is checked whether the total number of
台数が変化している場合（ステップＳ９０２；Ｙｅｓ）、台数更新部８０３は、台数記憶部８０２に変化後の台数を記憶させて（ステップＳ９０３）、ステップＳ９０４に進む。
If the number has changed (step S902; Yes), the
台数が変化していない場合（ステップＳ９０２；Ｎｏ）や、子機である場合（ステップＳ９０１；Ｎｏ）は、そのままステップＳ９０４に進む。 If the number has not changed (step S902; No) or if it is a slave (step S901; No), the process proceeds to step S904 as it is.
上限取得部８０４は、記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する（ステップＳ９０４）。この台数と上限パケット長との対応付けは、あらかじめ設定しておくのが典型的であるが、通信がアイドル状態となっている際に各端末装置８０１が自律的に測定を行ったり、再送の回数等からパケットの伝送の状態を調べることで、好適な対応付けを得ることとしても良い。
The upper
ついで、結合部８０６は、生成部８０５が生成した同じ宛先に送付すべきパケット（ペイロード）のうち、まだ送信していないものをサブフレームとして、先頭n個のペイロードを結合すると上限パケット長以下であるが、先頭n+1個のペイロードを結合すると上限パケット長を超えるような、結合数nを探す（ステップＳ９０５）。
Next, the combining
そのようなnが発見された場合には（ステップＳ９０５；Ｙｅｓ）、結合部８０６は、先頭n個のペイロードをサブフレームとして結合して結合済パケットを作る（ステップＳ９０６）。この際に、結合済パケットのヘッダ部分に、台数記憶部８０２に記憶されている「台数の推定値」を埋め込むこととする。
If such n is found (step S905; Yes), the combining
そして、送信部８０７は、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信し（ステップＳ９０７）、未送信のパケット（ペイロード）があれば（ステップＳ９０８；Ｙｅｓ）、ステップＳ９０５へ戻る。 Then, the transmission unit 807 transmits the combined packet to the destination (step S907). If there is an untransmitted packet (payload) (step S908; Yes), the process returns to step S905.
一方、生成部８０５が生成したパケット（ペイロード）に上記の条件を満たすnが発見できない場合（ステップＳ９０５；Ｎｏ）、当該パケット（ペイロード）のうち、最も以前に生成されたパケットの生成時刻と現在時刻との差が、所定の閾時間以下であるか否かを調べる（ステップＳ９０９）。そうでなければ（ステップＳ９０９；Ｎｏ）、当該最も以前に生成されたパケットの宛先と同じ宛先のパケットで未送信のものを結合し、ヘッダ部分には台数記憶部８０２に記憶されている「台数の推定値」を埋め込んで、結合済パケットを作り（ステップＳ９１０）、ステップＳ９０７へ進む。
On the other hand, when n satisfying the above condition cannot be found in the packet (payload) generated by the generation unit 805 (step S905; No), the generation time and the current time of the packet generated most recently among the packets (payload) It is checked whether or not the difference from the time is equal to or less than a predetermined threshold time (step S909). Otherwise (step S909; No), unsent packets of the same destination as the destination of the most recently generated packet are combined, and “number of units” stored in the
なお、ある宛先に対する未送信パケットが１つだけの場合には、「結合」の必要はない。上記のようなパケット構造を採用している場合には、結合済パケットと通常パケットとは区別をつけることができるので、そのパケットをそのまま送信することとする。以下、当該通常パケットは、「１つのパケットを結合した結合済パケット」として説明する。 When there is only one untransmitted packet for a certain destination, “combining” is not necessary. When the packet structure as described above is adopted, the combined packet and the normal packet can be distinguished, and the packet is transmitted as it is. Hereinafter, the normal packet will be described as “combined packet obtained by combining one packet”.
この場合には、宛先に対しては、台数情報が伝達されないこととなるが、この状況は、当該宛先との間の通信の頻度が低い、といえるから、台数情報が伝達されなくとも、ピコネット全体の伝送効率が大きく低下することはない、と考えられる。 In this case, the number information is not transmitted to the destination, but this situation can be said that the frequency of communication with the destination is low. Therefore, even if the number information is not transmitted, the piconet is not transmitted. It is considered that the overall transmission efficiency is not greatly reduced.
一方、最も以前に生成されたパケットの生成時刻と現在時刻との差が、所定の閾時間以下である場合（ステップＳ９０９；Ｙｅｓ）、ステップＳ９１１へ進む。 On the other hand, if the difference between the generation time of the most recently generated packet and the current time is equal to or less than the predetermined threshold time (step S909; Yes), the process proceeds to step S911.
このように、本実施形態では、未送信のパケットを宛先ごとにできるだけ結合して、伝送効率を高めるとともに、閾時間を設けることで、パケット伝送の遅延が長くなり過ぎないようにするのである。 As described above, in this embodiment, unsent packets are combined as much as possible for each destination to improve transmission efficiency and provide a threshold time so that the packet transmission delay does not become too long.
さて、可能な限り結合済パケットを生成して送信する処理（ステップＳ９０５〜ステップＳ９１０）が終わったら、受信部８０８は、他の端末装置８０１から送信された当該端末装置８０１宛の結合済パケットが到達しているか否かを調べ（ステップＳ９１１）、到達していなければ（ステップＳ９１１；Ｎｏ）、ステップＳ９０１に戻る。
When the process of generating and transmitting combined packets as much as possible (steps S905 to S910) is completed, the receiving
到達していれば（ステップＳ９１１；Ｙｅｓ）、当該結合済パケットを受信する（ステップＳ９１２）。 If it has arrived (step S911; Yes), the combined packet is received (step S912).
なお、ピコネットにおける通信の場合、ステップＳ９０７における送信、および、ステップＳ９１２における受信は、ＰＮＣによる時分割スケジューリングがなされるため、「到達しているか否か」は、現在時刻が時分割における所定の割当区間に相当するか否か、によって判断することが可能である。 In the case of communication in a piconet, the transmission in step S907 and the reception in step S912 are time-sharing scheduled by PNC. Therefore, “whether or not reached” is determined based on a predetermined allocation in time-division. It can be determined by whether or not it corresponds to a section.
そして、分解部８０９は、受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置８０１から伝送された１つ以上のサブフレームに含まれるペイロードを得る（ステップＳ９１３）。得られたペイロードには、当該他の端末装置８０１から伝送されたメッセージが含まれているから、これを他の処理単位に渡して、適宜処理を行わせることになる。
Then, the disassembling
また、受信された「結合済パケット」が、１つの通常パケットそのものである場合には、分解部８０９は、当該通常パケットをそのまま分解結果とする。
When the received “combined packet” is one normal packet itself, the disassembling
そして、当該端末装置８０１が子機であるか否かを調べ（ステップＳ９１４）、そうでない場合（ステップＳ９１４；Ｎｏ）、ステップＳ９０１に戻る。
And it is investigated whether the said
一方、当該端末装置８０１が子機である場合（ステップＳ９１４；Ｙｅｓ）、台数修正部８１０は、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、記憶される台数の推定値を修正して（ステップＳ９１５）、ステップＳ９０１に戻る。
On the other hand, when the
なお、親機による台数管理の処理（ステップＳ９０１〜ステップＳ９０３）、送信に係る処理（ステップＳ９０４〜ステップＳ９１０）、受信に係る処理（ステップＳ９１１〜ステップＳ９１５）は、それぞれ、独立して処理を行うことができるため、並行処理や割込処理などを利用して、独立に実行することとしても良い。 It should be noted that the number management process (steps S901 to S903) by the master unit, the process related to transmission (steps S904 to S910), and the process related to reception (steps S911 to S915) are performed independently. Therefore, it may be executed independently using parallel processing, interrupt processing, or the like.
修正の手法として典型的なものは、受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、現在自身が記憶している台数の推定値と、の平均もしくは重み付け平均を、新たな台数の推定値とするものである。 A typical correction method is to calculate the average or weighted average of the estimated number of units specified in the header of the received combined packet and the estimated number of units currently stored by itself. This is the estimated number of units.
このような平均の取り方を採用することで、時間方向に見ると、減衰平均をとったことになり、親機からの結合済パケットがいずれかの子機に伝送されていれば、子機の間に次第に台数情報が伝搬され、通信が頻繁に行われれば、台数の推定値はより正確になる。一方、頻度が低い場合には、台数の推定値が少々不正確であっても伝送効率に大きな低下は生じない。 By adopting such an average method, when looking in the time direction, it means that the attenuation average is taken, and if the combined packet from the parent device is transmitted to any of the child devices, If the number information is gradually propagated and communication is frequently performed, the estimated value of the number becomes more accurate. On the other hand, when the frequency is low, even if the estimated value of the number is slightly inaccurate, the transmission efficiency does not greatly decrease.
なお、台数の平均値は必ずしも整数である必要はなく、小数点以下の値を含むようなものであっても良い。この場合には、最も近い整数の台数における上限パケット長を取得しても良いし、直近の台数の上限パケット長を補間することとしても良い。 Note that the average number of units is not necessarily an integer, and may include a value after the decimal point. In this case, the upper limit packet length in the nearest integer number may be acquired, or the upper limit packet length of the latest number may be interpolated.
したがって、本実施形態によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させることができるようになる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve packet transmission efficiency in a terminal device participating in a communication network formed ad hoc.
上記実施形態では、ピコネットへの参加台数から上限パケット長という一つのパラメータを取得していたが、本実施形態では、上限パケット長を以下の２つのパラメータから構成されるものと考える点が異なる。
（１）上限メッセージ長。生成部８０５が生成するメッセージ１個当たりの最大長。メッセージの長さが上限メッセージ長を超える場合には、より上層のプロトコルにおいて、メッセージの分割や復元を行う。
（２）上限メッセージ数。結合部８０６において結合されるメッセージの最大数。上記実施形態における整数値nは、上限メッセージ数そのものであり、送信すべきメッセージが上限メッセージ数だけたまると、メッセージが結合されて送信される。
In the above embodiment, one parameter called the upper limit packet length is acquired from the number of participants in the piconet. However, in this embodiment, the upper limit packet length is considered to be composed of the following two parameters.
(1) Maximum message length. Maximum length per message generated by the
(2) Maximum number of messages. The maximum number of messages combined in the combining
すなわち、上記実施形態の「上限パケット長」は、本実施形態の「上限メッセージ数と上限メッセージ長の積」に相当する、と考えることができる。 That is, the “upper limit packet length” in the above embodiment can be considered to correspond to the “product of the upper limit message number and the upper limit message length” in the present embodiment.
本実施形態では、メッセージを結合して送信するタイミングは、ある宛先に対するメッセージが上限メッセージ数だけたまった場合、もしくは、メッセージが生成されてから所定の閾時間を経過した場合のいずれか、ということになる。 In this embodiment, the timing of combining and transmitting messages is either when the number of messages for a certain destination has reached the upper limit number of messages or when a predetermined threshold time has elapsed since the message was generated. become.
なお、より簡易な手法として、上限メッセージ長と上限メッセージ数のいずれか一方は、台数にかかわらず固定値とし、他方を台数に依存する量として、各種処理を行うこととしても良い。 As a simpler method, one of the upper limit message length and the upper limit message number may be a fixed value regardless of the number, and the other may be performed as an amount depending on the number.
発明者らの計算機シミュレーション実験によれば、端末装置８０１の台数に対して最適な上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、は、通信に用いる各種の方式と、通信に主に用いられる電波伝搬環境と、に依存することがわかっている。
According to the inventors' computer simulation experiments, the optimum upper limit message length and the upper limit number of messages for the number of
ここでは、現在のＩＥＥＥ１５.３ＰＨＹにおいて想定されている諸元に基づいて、実験を行った場合の結果を説明する。
PHY-SAP data rateは、1.728Gbps。
MIFS lengthは、2us。
SIFS lengthは、10us。
Guard timeは、3.3us。
Superframe lengthは、65536us。
Beacon payloadは、100octetを仮定。
CAP lengthは、0us。
ACKは、Blk-ACK。
Here, the results when an experiment is performed based on the specifications assumed in the current IEEE 15.3 PHY will be described.
PHY-SAP data rate is 1.728Gbps.
MIFS length is 2us.
SIFS length is 10us.
Guard time is 3.3us.
Superframe length is 65536us.
Beacon payload is assumed to be 100 octet.
CAP length is 0us.
ACK is Blk-ACK.
図１０は、各種のビット誤り率（ＢＥＲ）において、サブフレーム長（上限メッセージ長／payload size）を変化させた場合、および、サブフレーム数（上限メッセージ数／aggregation size）を変化させた場合の、伝送レート特性（MAC-SAP data rate）および伝送支援特性（Transmission delay）を示す図である。なお、再送方式としてSelective repeatを仮定している。 FIG. 10 shows a case where the subframe length (upper limit message length / payload size) is changed and the number of subframes (upper limit message number / aggregation size) is changed at various bit error rates (BER). It is a figure which shows a transmission rate characteristic (MAC-SAP data rate) and a transmission assistance characteristic (Transmission delay). Note that Selective repeat is assumed as the retransmission method.
サブフレーム長が長く設定されるほど、フレーム内におけるオーバヘッドに対するデータの割合が高まり、MAC-SAP data rateは向上するが、ビット誤り率に対して、サブフレームが誤る確率が増大する。 The longer the subframe length is set, the higher the ratio of data to overhead in the frame and the MAC-SAP data rate is improved, but the probability of erroneous subframes increases with respect to the bit error rate.
このため，本図（ａ）においては、ビット誤り率が低い場合には長いサブフレーム長のMAC-SAP data rate特性は良好であるが、ビット誤り率が高くなるとサブフレームの誤りが増加し、特性は急激に劣化する。たとえば、ビット誤り率が10-6の状況では、８Ｋｏｃｔｅｔｓのサブフレーム長を最大数（＝８）結合した場合が、最も良好である１.４ＧｂｐｓのMAC-SAP data rateを実現できるが、MAC-SAP data rateの劣化にともない、再送に伴って伝送遅延特性が劣化していることがわかる。 Therefore, in this figure (a), when the bit error rate is low, the MAC-SAP data rate characteristic of a long subframe length is good, but when the bit error rate is high, subframe errors increase. The characteristics deteriorate rapidly. For example, in the situation where the bit error rate is 10 −6 , the maximum number (= 8) of 8 octets subframe lengths can be combined to achieve the best MAC-SAP data rate of 1.4 Gbps. It can be seen that the transmission delay characteristic deteriorates with resending as the SAP data rate deteriorates.
本図（ｂ）においては、MAC-SAP data rateは、結合サブフレーム数の変化に対してほとんど変化しない。これは、結合サブフレーム数が変化してもサブフレーム長は一定のため、サブフレームの誤り率が影響されないためと考えられる。一方、伝送遅延特性については， 結合されたサブフレーム同士で再送の競合が生じるため、結合サブフレーム数が多いほど特性は劣化している。 In this figure (b), MAC-SAP data rate hardly changes with respect to the change of the number of combined subframes. This is presumably because the subframe error rate is not affected because the subframe length is constant even if the number of combined subframes changes. On the other hand, with regard to the transmission delay characteristics, retransmission conflict occurs between the combined subframes, so the characteristics deteriorate as the number of combined subframes increases.
図１１は、スーパーフレーム内のCTAPを、ピコネット内の複数DEVで多重分割して用いる場合を想定し、分割多重数に対するMAC-SAP data rate特性、および、伝送遅延特性を示す説明図である。なお、ビット誤り率は10-6を仮定している。 FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating the MAC-SAP data rate characteristic and the transmission delay characteristic with respect to the number of division multiplexing, assuming that the CTAP in the superframe is used by being multiplexed and divided by a plurality of DEVs in the piconet. The bit error rate is assumed to be 10-6 .
本図を見ると、多重分割数が増加するに従い、ほぼ分割数に反比例してMAC-SAP data rateが低下していることがわかる。これにともなって再送が増加し、伝送遅延特性も単調増加している。 As can be seen from the figure, as the number of multiple divisions increases, the MAC-SAP data rate decreases almost in inverse proportion to the number of divisions. As a result, the number of retransmissions increases, and the transmission delay characteristics also increase monotonously.
ここで、10-6というビット誤り率は，図１０に示すとおり比較的高い値であるため、図１１における状況では、サブフレーム長が長いほどMAC-SAP data rateが劣化することとなっている。 Here, since the bit error rate of 10 −6 is a relatively high value as shown in FIG. 10, in the situation in FIG. 11, the longer the subframe length, the more the MAC-SAP data rate is degraded. .
図１２は、再送方式による特性を調べたグラフである。 FIG. 12 is a graph showing characteristics of the retransmission method.
Go back N方式およびAggregated frame retransmission方式は、正常に受信されたサブフレームを再送する冗長が発生するため、Selective repeat方式に比べ、特にサブフレームの再送が頻発する状況において、MAC-SAP data rate特性が劣化することがわかる。 The Go back N method and the Aggregated frame retransmission method generate redundancy for retransmitting normally received subframes. Therefore, compared to the selective repeat method, the MAC-SAP data rate characteristics are particularly useful in situations where subframe retransmissions occur frequently. It turns out that deteriorates.
一方で、伝送遅延特性については、再送方式による差異はほとんど見られない。これは、冗長である再送サブフレームは受信側で受領されてデータ計数されることがない一方で、送信に際してはスーパーフレーム内の割当時間を占有し、冗長ではない他のサブフレームのリソースを圧迫するためと考えられる。 On the other hand, there is almost no difference between the transmission delay characteristics due to the retransmission method. This is because redundant subframes that are redundant are not received and counted on the receiving side, but during transmission, they occupy the allocated time in the superframe and press resources of other non-redundant subframes. It is thought to do.
図１３は、Aggregated frame retransmission方式について、図１０、図１１と同様の条件で特性の評価を行ったグラフである。 FIG. 13 is a graph obtained by evaluating characteristics of the aggregated frame retransmission scheme under the same conditions as in FIGS. 10 and 11.
本図を見ると、冗長なサブフレームの再送により、MAC-SAP data rate劣化の効果が表れている。また、結合サブフレーム数に応じて、冗長なサブフレーム再送の頻度が増加する。このため、結合サブフレーム数が大きいほど、MAC-SAP data rateが劣化することとなっている。 Looking at this figure, the effect of MAC-SAP data rate degradation is shown by retransmission of redundant subframes. Also, the frequency of redundant subframe retransmission increases according to the number of combined subframes. For this reason, as the number of combined subframes increases, the MAC-SAP data rate deteriorates.
このように、各種の伝送特性は、分割多重数（通信ネットワークに参加している端末装置８０１の台数）や、電波伝搬路のビット誤り率に応じて、変化する。
Thus, various transmission characteristics change according to the division multiplexing number (the number of
したがって、端末装置８０１の台数に対して上限メッセージ長や上限メッセージ数の最適値をあらかじめ設定しておくか、あるいは、実際の測定結果に応じて設定することとすれば伝送効率が向上する。
Therefore, if the optimum value of the upper limit message length and the upper limit message number is set in advance for the number of
さらに、通信ネットワークに参加している端末装置８０１の台数のみならず、現在のビット誤り率を測定し、その結果と組み合わせて上限メッセージ長や上限メッセージ数を決めることとすれば、より一層きめ細かい制御が可能となる。
Furthermore, if not only the number of
以上説明したように、本発明によれば、アドホックに形成される通信ネットワークに参加する端末装置において、パケットの伝送効率を向上させるのに好適な端末装置、端末制御方法、ならびに、これらをコンピュータにより実現するためのプログラムを提供することができる。 As described above, according to the present invention, in a terminal device that participates in a communication network formed ad hoc, a terminal device suitable for improving packet transmission efficiency, a terminal control method, and these are performed by a computer. A program for realization can be provided.
８０１ 端末装置
８０２ 台数記憶部
８０３ 台数更新部
８０４ 上限取得部
８０５ 生成部
８０６ 結合部
８０７ 送信部
８０８ 受信部
８０９ 分解部
８１０ 台数修正部
801
Claims (15)
当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新部、
前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得部、
他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成部、
前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダに前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合部、
当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信部、
他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信部、
前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解部、
当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正部
を備えることを特徴とする端末装置。 A terminal device that participates in a communication network that is dynamically formed by managing one of the plurality of terminal devices as a parent device and managing another terminal device as a child device,
A number storage unit in which an estimated value of the current number of terminal devices included in the communication network in which the terminal device participates is stored;
When the terminal device is a parent device, when the current number of terminal devices included in the communication network is changed, the number update unit that stores the changed number as the estimated value of the number in the number storage unit,
An upper limit acquisition unit that acquires an upper limit packet length associated with the stored estimated number of units;
A generator for generating a message to be transmitted to another terminal device;
Among the generated messages, one or more messages having a common destination are combined to form a combined packet having a length equal to or shorter than the acquired upper limit packet length, and the stored packet is stored in the header of the combined packet. A joint that embeds the estimated number of units,
A transmission unit for transmitting the combined packet to the destination;
A receiving unit for receiving a combined packet transmitted from another terminal device and addressed to the terminal device;
A decomposing unit for decomposing the received combined packet into one or more messages before combining to obtain one or more messages transmitted from the other terminal device;
When the terminal device is a slave unit, the terminal device includes a number correction unit that corrects the estimated value of the stored number based on the estimated value of the number specified in the header of the received combined packet. Terminal device.
前記結合部は、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ことを特徴とする端末装置。 The terminal device according to claim 1,
The combining unit assumes that the elapsed time from the time when each of the one or more messages having the same destination is generated to the present is equal to or less than a predetermined threshold time, and that the one or more messages are combined. When the combined packet length is shorter than the acquired upper limit packet length, the terminal device waits until a new message is generated by the generation unit.
前記台数修正部は、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ことを特徴とする端末装置。 The terminal device according to claim 1 or 2,
The number correction unit is configured to estimate the number of stored items by averaging or weighted average of the estimated number of units specified in the header of the received combined packet and the estimated value of the stored number. A terminal device characterized by correcting a value.
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とする端末装置。 The terminal device according to any one of claims 1 to 3,
The terminal device characterized in that the communication network is a piconet.
前記上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合部は、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ことを特徴とする端末装置。 The terminal device according to any one of claims 1 to 4,
The upper limit packet length acquired by the upper limit acquisition unit is expressed by an upper limit message length and an upper limit message number,
The generation unit generates the message so as to be equal to or less than the upper limit message length,
The combining unit combines the number of messages up to the upper limit number of messages among the generated messages into the combined packet.
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、前記台数更新部が、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新工程、
前記上限取得部が、前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得工程、
前記生成部が、他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成工程、
前記結合部が、前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダ部に前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合工程、
前記送信部が、当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信工程、
前記受信部が、他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信工程、
前記分解部が、前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解工程、
前記台数修正部が、当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正工程
を備えることを特徴とする端末制御方法。 A terminal control method for controlling a terminal device that participates in a communication network that is dynamically formed by managing one of a plurality of terminal devices as a parent device and managing another terminal device as a child device. The terminal device is a number storage unit, a number update unit, an upper limit acquisition unit, a generation unit, a combining unit, and a transmission unit in which an estimated value of the current number of terminal devices included in the communication network in which the terminal device participates is stored. , Equipped with a receiver, disassembly unit, number correction unit,
When the terminal device is a parent device, when the current number of terminal devices included in the communication network changes, the number update unit sets the changed number as the estimated value of the number in the number storage unit. Number update process to memorize,
An upper limit acquisition step in which the upper limit acquisition unit acquires an upper limit packet length associated with the stored estimated number of units;
A generating step in which the generating unit generates a message to be transmitted to another terminal device;
The combining unit combines one or more messages having a common destination among the generated messages into a combined packet having a length equal to or shorter than the acquired upper limit packet length, and a header of the combined packet A step of embedding the stored estimated number of units in a part;
A transmitting step in which the transmitting unit transmits the combined packet to the destination;
A receiving step in which the receiving unit receives a combined packet addressed to the terminal device transmitted from another terminal device;
A disassembling step in which the disassembling unit disassembles the received combined packet into one or more messages before combining to obtain one or more messages transmitted from the other terminal device;
When the terminal device is a slave unit, the number correction unit corrects the stored number estimate by the estimated number specified in the header of the received combined packet. A terminal control method comprising: a terminal control method comprising:
前記結合工程では、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ことを特徴とする端末制御方法。 The terminal control method according to claim 6, wherein
In the combining step, assuming that the elapsed time from the time when each of the one or more messages having the same destination is generated to the present is less than a predetermined threshold time, and the one or more messages are combined The terminal control method characterized by waiting until a new message is generated by the generation unit when the combined packet length is less than the acquired upper limit packet length.
前記台数修正工程では、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ことを特徴とする端末制御方法。 The terminal control method according to claim 6 or 7,
In the number correction step, the number of stored units is estimated by an average or a weighted average of the estimated number of units specified in the header of the received combined packet and the stored number of estimated values. A terminal control method characterized by correcting a value.
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とする端末制御方法。 The terminal device according to any one of claims 6 to 8,
The terminal control method, wherein the communication network is a piconet.
前記上限取得工程にて取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成工程では、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合工程では、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ことを特徴とする端末制御方法。 The terminal control method according to any one of claims 6 to 9,
The upper limit packet length acquired in the upper limit acquisition step is expressed by an upper limit message length and an upper limit message number,
In the generation step, the message is generated so as to be equal to or less than the upper limit message length,
In the combining step, a number of messages up to the maximum number of messages among the generated messages are combined to form the combined packet.
当該端末装置が参加する通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数の推定値が記憶される台数記憶部、
当該端末装置が親機である場合、当該通信ネットワークに含まれる端末装置の現在の台数が変化すると、当該変化した台数を、当該台数の推定値として、前記台数記憶部に記憶させる台数更新部、
前記記憶された台数の推定値に対応付けられる上限パケット長を取得する上限取得部、
他の端末装置へ伝送すべきメッセージを生成する生成部、
前記生成されたメッセージのうち、宛先が共通する１つ以上のメッセージを結合して、前記取得された上限パケット長以下の長さの結合済パケットとし、当該結合済パケットのヘッダに前記記憶された台数の推定値を埋め込む結合部、
当該結合済パケットを、当該宛先へ送信する送信部、
他の端末装置から送信された当該端末装置宛の結合済パケットを受信する受信部、
前記受信された結合済パケットを結合前の１つ以上のメッセージに分解して、当該他の端末装置から伝送された１つ以上のメッセージを得る分解部、
当該端末装置が子機である場合、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値により、前記記憶される台数の推定値を修正する台数修正部
として機能させることを特徴とするプログラム。 As a terminal device that participates in a communication network that is dynamically formed by managing a computer capable of wireless communication as one of a plurality of terminal devices as a parent device and managing other terminal devices as child devices A program for causing the computer to function,
A number storage unit in which an estimated value of the current number of terminal devices included in the communication network in which the terminal device participates is stored;
When the terminal device is a parent device, when the current number of terminal devices included in the communication network is changed, the number update unit that stores the changed number as the estimated value of the number in the number storage unit,
An upper limit acquisition unit that acquires an upper limit packet length associated with the stored estimated number of units;
A generator for generating a message to be transmitted to another terminal device;
Among the generated messages, one or more messages having a common destination are combined to form a combined packet having a length equal to or shorter than the acquired upper limit packet length, and the stored packet is stored in the header of the combined packet. A joint that embeds the estimated number of units,
A transmission unit for transmitting the combined packet to the destination;
A receiving unit for receiving a combined packet transmitted from another terminal device and addressed to the terminal device;
A decomposing unit for decomposing the received combined packet into one or more messages before combining to obtain one or more messages transmitted from the other terminal device;
When the terminal device is a slave unit, the terminal device functions as a unit correction unit that corrects the stored estimated number of units based on the estimated number of units specified in the header of the received combined packet. Program to do.
前記結合部が、当該宛先が共通する１つ以上のメッセージのそれぞれが生成された時刻から現在までの経過時間が所定の閾時間以下であり、当該１つ以上のメッセージを結合したと仮定すると当該結合された結果のパケット長が前記取得された上限パケット長未満となる場合、前記生成部により新たなメッセージが生成されるまで待機する
ように機能させることを特徴とするプログラム。 12. The program according to claim 11, wherein the program is executed on the computer.
Assuming that the combining unit combines the one or more messages, and the elapsed time from the time when each of the one or more messages having the same destination is generated to the present is less than or equal to a predetermined threshold time. A program for causing a function to wait until a new message is generated by the generation unit when the combined packet length is less than the acquired upper limit packet length.
前記台数修正部が、前記受信された結合済パケットのヘッダに指定される台数の推定値と、前記記憶された台数の推定値と、の、平均もしくは重み付け平均により、前記記憶される台数の推定値を修正する
ように機能させることを特徴とするプログラム。 The program according to claim 11 or 12, wherein the program is
The number correction unit is configured to estimate the number of stored units by averaging or weighted average of the estimated number of units specified in the header of the received combined packet and the estimated number of stored units. A program characterized by functioning to correct values.
当該通信ネットワークは、ピコネットである
ことを特徴とするプログラム。 A program according to any one of claims 11 to 13,
A program characterized in that the communication network is a piconet.
前記上限取得部により取得される上限パケット長は、上限メッセージ長と、上限メッセージ数と、により表現され、
前記生成部は、当該上限メッセージ長以下となるように、当該メッセージを生成し、
前記結合部は、前記生成されたメッセージのうち、当該上限メッセージ数までの個数のメッセージを結合して、当該結合済パケットとする
ように機能させることを特徴とするプログラム。 The program according to any one of claims 11 to 14, wherein the program
The upper limit packet length acquired by the upper limit acquisition unit is expressed by an upper limit message length and an upper limit message number,
The generation unit generates the message so as to be equal to or less than the upper limit message length,
The combining unit functions to combine the number of messages up to the maximum number of messages among the generated messages into the combined packet.
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