JP5328561B2 - 通信システムの制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システムの制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラムに関する。

近年、ホームシアター等において、映像信号と音声信号とを含むストリームデータの伝送を無線通信により実現する技術が開発されている。ホームシアターは複数のスピーカ、ディスプレイ、及び付随する通信端末とそれらを統括する制御局とを含み、高品質な映像や音楽を途切れなく、また伝送遅延等の揺らぎなく再生できる技術を要求する。映像出力装置から映像再生装置にストリームデータを伝送する際に、単一の通信パスでは障害物による遮断の影響を回避することが困難である。そこで、複数の通信パスを用いてストリームデータを冗長に送信する技術が提案されている。特許文献１では、制御局から所定周期（フレーム）毎に送信されるデータを各通信端末が複数のタイムスロットを用いて中継伝送することで、送信データの信頼性を向上させている。

さらに、ストリームデータを優先データと非優先データとに二分割して、それぞれのデータを送信する技術が提案されている。特許文献２および特許文献３には、優先データを高いチャネル符号化率を用いて送信し、非優先データを低いチャネル符号化率を用いて送信する技術が提案されている。非特許文献１には、変調クラスを使い分けることなく優先データと非優先データを同時送信した後に、優先データのみの再送を行う方法が提案されている。

特開２００９−４９９３２号公報 特開２００２−２０４２７３号公報 特表２００５−５１２４１８号公報

WirelessHD Specification. Version.1.0 Overview (http://www.wirelesshd.org/WirelessHD_Full_Overview_071009.pdf)

特許文献１のような冗長伝送方式では、データの信頼性が向上する一方、多くの通信帯域を使用することになる。従って、より好適な通信方式として、冗長伝送による信頼性を維持しつつ、通信効率を向上することが望まれる。

本発明は、通信パスの冗長度を確保しつつ、帯域を効率的に利用してデータを通信することが可能な通信システムを提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明に係る制御装置は、送信ノードから受信ノードに向かう複数の通信パスを用いてデータを冗長化して送信する通信システムの制御装置であって、フレームごとの送信データを取得する取得手段と、前記送信データを複数の部分データに分割し、該複数の部分データのそれぞれに優先度を設定する設定手段と、前記部分データと前記通信パスとの組み合わせごとに、該通信パスを用いて該部分データを送信した場合の所要タイムスロット数を算出する算出手段と、前記優先度と前記所要タイムスロット数とに基づいて、前記組み合わせの中から、前記フレームにおける送信データを送信するために用いられる一つ以上の組み合わせを選択する選択手段と、前記選択された一つ以上の組み合わせに基づいて、前記フレームのそれぞれのタイムスロットで送信される部分データと該送信に用いる通信パスとを規定するアクセス管理情報を決定する決定手段と、前記アクセス管理情報を前記通信システムに含まれる各ノードに通知する通知手段とを備え、前記選択手段は前記一つ以上の組み合わせを、前記部分データの優先度が高い順に選択し、前記部分データの優先度が等しい場合に、前記所要タイムスロット数が少ない順に選択することを特徴とする。

上記手段により、通信パスの冗長度を確保しつつ、帯域を効率的に利用してデータを通信することが可能な通信システムが提供される。

第１の実施形態の例示的な通信システム１００を説明する図。 実施形態の例示的な送信ノード１０１を説明する図。 実施形態の例示的な受信ノード１０２を説明する図。 実施形態の通信システム１００の例示的な動作を説明する図。 実施形態の通信システム１００の例示的な動作を説明する図。 実施形態の例示的な各種情報を説明する図。 第２の実施形態の例示的な通信システム７００を説明する図。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
〔通信システム１００の構成〕
図１を用いて、本実施形態における通信システム１００の構成の一例を説明する。通信システム１００は、送信ノード１０１、受信ノード１０２、および中継ノード１０３を含む。送信ノード１０１は、通信システム１００を制御する制御装置１０４を有する。本実施形態では制御装置１０４は送信ノード１０１に含まれる場合を扱うが、制御装置１０４は通信システム１００内の他のノードに含まれてもよい。

通信システム１００の各ノードは、通信リンクＡ１１１、通信リンクＢ１１２、通信リンクＣ１１３、および通信リンクＤ１１４で接続される。通信リンクＡ１１１は送信ノード１０１と受信ノード１０２とを直接に接続する。通信リンクＢ１１２は送信ノード１０１と受信ノード１０２とを反射物体１０５を利用して接続する。通信リンクＣ１１３は送信ノード１０１と中継ノード１０３とを直接に接続し、通信リンクＤ１１４は中継ノード１０３と受信ノード１０２とを直接に接続する。本実施形態では、通信リンクは無線接続である場合を扱うが、通信リンクの一部または全部が有線接続であってもよい。

本実施形態では、送信ノード１０１は受信ノード１０２に向けて、制御信号と映像信号や音声信号とを含むストリームデータを送信する。その際に、送信ノード１０１は受信ノード１０２に向かう複数の通信パスを用いて同一のデータを冗長化して送信する。送信ノード１０１は、通信リンクＡ１１１を用いる直達パス１２１、通信リンクＢ１１２を用いる反射パス１２２、および通信リンクＣ１１３と通信リンクＤ１１４とを用いる中継パス１２３の三つの通信パスを用いて受信ノード１０２にデータを送信する。通信パスの本数は三つに限られず、二つ以上であればいくつでもよい。各ノードはアンテナの指向性を制御することが可能であり、本実施形態では、送信ノード１０１は一時点においていずれか一つの通信パスのみを用いてデータを送信できるものとする。

送信ノード１０１は、要求されるデータレートに応じてストリームデータをフレーム単位の送信データに分割する。その後に、送信ノード１０１は、各フレームの送信データを複数の部分データに分割して、時分割で送信する。送信ノード１０１は、それぞれの部分データに優先度を付与する。部分データの個数に制限はないが、説明の簡単のために、本実施形態では高い優先度が付与される優先データと低い優先度が付与される非優先データとの二つに分割する場合を扱う。例えば、ストリームデータのＭＳＢを優先データとし、ＬＳＢを非優先データとする。各フレームにおけるデータの送信の際に、制御装置１０４は、フレームに含まれる複数のタイムスロットのそれぞれについて、送信する部分データの種類とその送信に用いる通信パスとの組み合わせを決定する。送信ノード１０１は、各フレームにおいて、指定された冗長度を満たすように優先データを複数の通信パスで冗長化して送信する。送信ノード１０１は、冗長度を満たすように優先データを送信しても、なおもフレームのタイムスロットに空きがある場合に、非優先データを冗長化して送信する。受信ノード１０２は、受信した部分データに基づいてストリームデータを復元する。

本実施形態において、通信システム１００におけるストリームデータの伝送では、一次変調としてＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、および１６ＱＡＭが用いられ、二次変調としてＯＦＤＭ通信方式が用いられる。ＢＰＳＫを変調方式として用いた場合のデータ多重度を１とすると、ＱＰＳＫを用いた場合のデータ多重度は２であり、１６ＱＡＭを用いた場合のデータ多重度は４である。したがって、あるデータを１６ＱＡＭで送信した場合に一つのタイムスロットが必要になるとすると、ＱＰＳＫを用いた場合は二つのタイムスロットが必要となり、ＢＰＳＫを用いた場合は四つのタイムスロットが必要となる。しかしながら、データ多重度が高くなるほど、１ビットのエネルギに対する雑音電力スペクトル密度比であるＥｂ／Ｎ０も増加する傾向にある。従って、データ多重度が高い変調方式ほど、通信リンクに要求される品質も高くなる。通信リンクに要求される品質には例えばビットエラー率が含まれる。

本実施形態では、優先データと非優先データとは同じデータサイズであるとし、各フレームにおいて１６ＱＡＭを用いて優先データを送信する場合に必要となるタイムスロット数は１であるとする。各フレームは８個のタイムスロットを有しているとする。

〔送信ノード１０１のブロック図〕
図２を用いて本実施形態における送信ノード１０１のブロック図の一例を説明する。送信ノード１０１は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、無線通信部２０３、アンテナ２０４、入出力インタフェース２０５、タイミング制御部２０６、品質測定部２０７、および制御装置１０４を含む。

ＣＰＵ２０１は送信ノード１０１全体の制御を司る。メモリ２０２は送信ノード１０１で用いられるデータやコンピュータプログラム、後述する各種のテーブルなどを記憶する。無線通信部２０３は送信するデータを無線信号に変調して、アンテナ２０４を介して宛先のノードに送信する。アンテナ２０４は複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナであり、各アンテナ素子への位相と振幅の重み付けを調整することで、所望の方向に指向性を向けることができる。入出力インタフェース２０５は、外部装置、例えば映像出力機器から送信ノード１０１に対して入力されたストリームデータ２２０を取得して、ストリームデータ２２０をメモリ２０２に書き込む。タイミング制御部２０６は、通信システム１００に含まれる他のノードと協働して、タイムスロットのタイミングの同期をとる。タイムスロットのタイミングとは、通信システム１００内の各ノードが各タイムスロットでデータを送信するタイミングである。品質測定部２０７は、通信システム１００に含まれる他のノードと協働して、通信リンクの品質を測定する。

制御装置１０４は、取得部２１０、設定部２１１、算出部２１２、選択部２１３、決定部２１４、および通知部２１５を含む。制御装置１０４は、送信ノード１０１のＣＰＵ２０１およびメモリ２０２を共用するが、制御装置１０４が独立したＣＰＵおよびメモリを有してもよい。取得部２１０はメモリ２０２に書き込まれたストリームデータ２２０を読み出す。これに替えて、取得部２１０は入出力インタフェース２０５から直接にストリームデータ２２０を取得してもよい。設定部２１１は、ストリームデータ２２０をデータレートに基づいて各フレームで送信すべきデータに分割する。さらに、設定部２１１は、各フレームで送信すべきデータを２以上の部分データに分割する。設定部２１１は、それぞれの部分データに対して優先度を設定する。前述の通り、本実施形態では、各フレームで送信すべきデータは優先データと非優先データとに分割され、これらが部分データとなる。設定部２１１は、優先データと非優先データとを再度メモリ２０２に書き込む。算出部２１２は、優先データおよび非優先データをそれぞれの通信パスで送信した場合に必要となるタイムスロット数を算出する。以下、必要となるタイムスロット数を所要タイムスロット数と呼ぶ。所要タイムスロット数を算出するために、算出部２１２は、各通信リンクの品質を参照して、その通信リンクで用いる変調クラスを決定する。変調クラスには、変調方式とチャネル符号化率とが含まれる。選択部２１３は、タイムスロットのそれぞれに対して、送信される部分データの種類とこの送信に用いられる通信パスとの組み合わせにタイムスロットを割り当てる。決定部２１４は、選択部２１３により選択された組み合わせに基づいて、各タイムスロットで送信する部分データと、この送信に用いられる通信パスとを決定する。決定部２１４は、決定した内容をアクセス管理情報としてメモリ２０２に書き込む。アクセス管理情報の詳細は後述する。通知部２１５は、無線通信部２０３を介して、通信システム１００に含まれる他のノードにアクセス管理情報を通知する。

〔受信ノード１０２のブロック図〕
図３を用いて本実施形態における受信ノード１０２のブロック図を説明する。受信ノード１０２は、ＣＰＵ３０１、メモリ３０２、無線通信部３０３、アンテナ３０４、最尤復号部３０５、データ復号部３０６、入出力インタフェース３０７、タイミング制御部３０８、および品質測定部３０９を備える。

ＣＰＵ３０１は受信ノード１０２全体の制御を司る。メモリ３０２は受信ノード１０２で用いられるデータやコンピュータプログラムなどを記憶する。無線通信部３０３はアンテナ３０４を介して受信した無線信号を部分データに復調してメモリ３０２に書き込む。アンテナ３０４は複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナであり、各アンテナ素子への位相と振幅の重み付けを調整することで、所望の方向に指向性を向けることができる。最尤復号部３０５は、複数の通信パスを介して受信した部分データをメモリ３０２から読み出して、部分データごとに最尤復号する。最尤復号は、複数の通信パスから受信した同一種類の複数の部分データのうち、最も信頼性の高いデータを選出するか、多数決判定をすることによって行われる。受信ノード１０２は、部分データの種類ごとに最尤復号部３０５を備えてもよい。データ復号部３０６は、最尤復号された部分データを連結して、各フレームのストリームデータ３１０を復号する。入出力インタフェース３０７は、外部装置、例えば映像再生機器に対してストリームデータ３１０を出力する。タイミング制御部３０８は、通信システム１００に含まれる他のノードと協働して、タイムスロットのタイミングの同期をとる。品質測定部３０９は、通信システム１００に含まれる他のノードと協働して、通信リンクの品質を測定する。

中継ノード１０３は、ＣＰＵ、メモリ、無線通信部、アンテナ、タイミング制御部、および品質測定部を備えるが、各要素の機能は送信ノード１０１及び受信ノード１０２に含まれる要素と同様のため、説明を省略する。

〔通信システム１００の動作〕
図４から図６を用いて通信システム１００の動作の一例を説明する。図４に示されるフローチャートは各ノードのＣＰＵかそれぞれのメモリに書き込まれたコンピュータプログラムを実行することによって処理される。

Ｓ４０１ａ〜Ｓ４０１ｃで、制御装置１０４からの指示に従って、各ノードはトレーニングを実施する。トレーニングとは、通信システム１００内の各ノードが通信リンクを検出して、各通信リンク間でデータの送受信を行うためにアンテナ方向などの通信に必要な情報を生成し、その情報を全ノードで共有することをいう。この全ノードで共有される情報をトポロジ情報６００とよぶ。

図６を用いてトポロジ情報６００の一例を説明する。トポロジ情報６００では、通信リンク６０１、送信元ノード６０２、送信先ノード６０３、アンテナ方向６０４、およびリンク品質６０５が関連付けられて記憶される。トレーニングを行うことで、通信システム１００内の通信リンク６０１が検出される。簡単のために、トポロジ情報６００には、説明に必要な通信リンクＡ１１１〜通信リンクＤ１１４のみを記載する。通信リンク６０１は有向であるとし、データを送信する側の送信元ノード６０２とデータを受信する側の送信先ノード６０３とが関連付けられる。アンテナ方向６０４は、通信リンク６０１でデータを送受信する場合の両ノードのアンテナの指向性の方向を表す。例えば、通信リンクＡ１１１の場合は、直接にデータが送受信されるので、送信ノード１０１と受信ノード１０２とはどちらも相手ノードにアンテナを向ける。通信リンクＢ１１２の場合は、反射物体１０５を経由して送受信されるので、送信ノード１０１と受信ノード１０２とはどちらも反射物体１０５にアンテナを向ける。リンク品質６０５は、通信リンク６０１の品質を表す。リンク品質６０５は、各ノードの品質測定部によって測定され、本実施形態では、「高」、「中」、「低」の３段階に分類される。例えば、品質測定部は、受信データの信号強度、ビットエラー率、およびフレームエラー率の少なくともいずれかを用いて決定する。

Ｓ４０２で、取得部２１０はストリームデータ２２０を取得する。取得部２１０は、例えば、フレームごとにストリームデータ２２０を取得する。取得部２１０はさらに、ユーザやストリームデータ２２０を生成したアプリケーションから、通信パスの冗長度を取得してもよい。通信パスの冗長度とは、ストリームデータ２２０を送信する際に期待される通信パスの本数である。例えば、通信パスの冗長度が３である場合に、ストリームデータ２２０は３種類の異なる通信パスを用いて送信されることが期待される。

Ｓ４０３で、設定部２１１はストリームデータ２２０を分割して部分データを生成し、各部分データに優先度を設定する。前述の通り、本実施形態では、設定部２１１は２種類の部分データを生成し、一方に高い優先度を設定し、他方に低い優先度を設定する。高い優先度が設定された部分データを優先データと呼び、低い優先度が設定された部分データを非優先データと呼ぶ。設定部２１１は２種類以上の部分データを生成してもよく、異なる種類の部分データに同一の優先度を設定してもよい。

Ｓ４０４で、算出部２１２は通信パスの候補を決定する。算出部２１２はＳ４０１で作成したトポロジ情報６００の通信リンク６０１に基づいて、送信ノード１０１から受信ノード１０２への通信パスを決定する。前述の通り、直達パス１２１、反射パス１２２、および中継パス１２３の三つの通信パスが候補として決定される。ここで、算出部２１２は、経由するノード数の上限や、リンク品質の下限に基づいて通信パスをフィルタリングしてもよい。

Ｓ４０５で、算出部２１２はリンク品質６０５に基づいて各通信パスで用いられる変調クラスを決定する。前述の通り、変調クラスには変調方式とチャネル符号化率との少なくとも何れかが含まれる。リンク品質６０５が「高」、「中」、「低」である通信リンク６０１を用いて、それぞれ、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫでデータを送受信できるとする。また、リンク品質６０５に基づいて、チャネル符号化率が設定されてもよい。

Ｓ４０６で、算出部２１２は部分データの種類と通信パスの種類との組み合わせごとに所要タイムスロット数を算出する。以下、部分データの種類と通信パスの種類との組み合わせを単に組み合わせと呼ぶ。まず、算出部２１２はすべての組み合わせを図６に示す組み合わせ情報６１０として列挙する。組み合わせ情報６１０において、部分データ・タイプ６１１は部分データの種類を表し、通信パス・タイプ６１２は通信パスの種類を表し、所要タイムスロット数６１３は各組み合わせで要するタイムスロット数を表す。部分データは２種類であり、通信パスは３種類であるため、６個のエントリが組み合わせ情報６１０に含まれる。そして、算出部２１２はそれぞれの組み合わせに対して、所要タイムスロット数６１３を算出する。例えば、直達パス１２１を使用して優先データを送信する場合には、通信リンクＡ１１１のリンク品質６０５が「高」であるため、１６ＱＡＭでデータが送信される。したがって、この組み合わせの所要タイムスロット数６１３は１となる。別の例として、中継パス１２３を用いて非優先データを送信する場合には、通信リンクＣ１１３のために１個のタイムスロットを必要とし、通信リンクＤ１１４のために１個のタイムスロットを必要とするため、所要タイムスロット数６１３は２となる。

Ｓ４０７で、選択部２１３は、部分データの優先度と通信パスの所要タイムスロット数６１３に基づいて、一つのフレームで送信する部分データとその送信に用いる通信パスとを選択する。Ｓ４０７の詳細については後述する。

Ｓ４０８で、決定部２１４は、選択された組み合わせに基づいてアクセス管理情報６２０を生成する。アクセス管理情報６２０とは、図６に示すような、フレーム（例えば、Ｓｕｐｅｒ ｆｒａｍｅ）の各タイムスロットで送信されるデータに関する情報である。タイムスロット番号６２１は、フレーム内のタイムスロットの時系列の順番を表す。前述の通り、本実施形態では、一つのフレームに８個のタイムスロットが含まれるとする。送信元ノード６２２は、各タイムスロットでデータの送信を行うノードを表し、通信リンク６２３は、そのデータの送信に用いられる通信リンクを表す。送信元ノード６２２と通信リンク６２３とが定まれば、トポロジ情報６００を参照して送信先ノードも定まる。変調方式６２４と符号化率６２５とはそれぞれ、各タイムスロットでデータの送信を行う際に使用する変調方式とチャネル符号化率とを表す。部分データ・タイプ６２６は、各タイムスロットで送信される部分データの種類を表す。

Ｓ４０９ａ〜Ｓ４０９ｃで、通知部２１５はアクセス管理情報６２０を各ノードに通知し、各ノードはアクセス管理情報６２０を受信する。Ｓ４１０ａ〜Ｓ４１０ｃで、各ノードはアクセス管理情報６２０に基づいて、部分データの送受信を行う。例えば、１番目のタイムスロットでは、送信ノード１０１は受信ノード１０２に向けて、通信リンクＡ１１１を介して優先データを送信する。この送信では、変調方式として１６ＱＡＭが用いられ、チャネル符号化率は３／４に設定される。通信リンクＡ１１１が用いられるため、送信に先立って、送信ノード１０１と受信ノード１０２とは、トポロジ情報６００のアンテナ方向６０４に従って、アンテナをノード方向に向ける。受信ノード１０２は、受信した部分データをアクセス管理情報６２０の変調方式６２４と符号化率６２５とに基づいて復調して、メモリ３０２に書き込む。

Ｓ４１１で、受信ノード１０２は受信した部分データからストリームデータ３１０を復元する。アクセス管理情報６２０に従って、受信ノード１０２は３個の優先データと２個の非優先データとを受信することになる。そこで、優先データと非優先データとのそれぞれに対して、最尤復号部３０５は最尤復号を行って、１個の優先データと１個の非優先データとを選択する。そして、データ復号部３０６は、この優先データと非優先データとを連結してストリームデータ３１０を復元する。

続いて、図５を用いて、Ｓ４０７の詳細について説明する。Ｓ５０１で、選択部２１３は組み合わせ情報６１０から組み合わせを一つ選択する。この選択は、第１に、優先度の高い部分データを有する組み合わせが優先され、第２に、所要タイムスロット数が少ない組み合わせが優先される。言い換えると、優先度の高い部分データを有する組み合わせの中で、最も所要タイムスロット数が少ない組み合わせが選択される。本実施形態では、まず、優先データを直達パス１２１で送信する組み合わせが選択される。

優先度と所要タイムスロット数との両方が等しい組み合わせ同士の場合、選択部２１３はどちらを選んでもかまわない。例えば、選択部２１３は、この組み合わせ同士のうち、経由する中継ノード１０３の数が少ない方の組み合わせを選んでもよい。こうすることで、中継ノード１０３の故障による送信エラーのリスクを軽減することが出来る。または、選択部２１３は、この組み合わせ同士のうち、通信パスの品質が高い方の組み合わせを選んでもよい。通信パスの品質は、当該通信パスに含まれる通信リンクのリンク品質６０５で規定される。中継パス１２３のように、複数の通信リンクを含む場合には、このうちの最低のリンク品質６０５を通信パスの品質とする。通信パスの品質を考慮に入れることにより、タイムスロットの割り当てをより適切に行うことが出来る。

Ｓ５０２で、選択部２１３は、選択された組み合わせにタイムスロットを割り当てた場合に、割り当て済みのタイムスロット数の合計が許容タイムスロット数を超過するか否かを判定する。許容タイムスロット数とは、一つのフレームでデータの送信に使用できるタイムスロット数であり、本実施形態では８個である。超過する場合（Ｓ５０２で「ＹＥＳ」）に、処理は終了する。超過しない場合（Ｓ５０２で「ＮＯ」）に、処理はＳ５０３に移行する。

Ｓ５０３で、選択部２１３は、選択された組み合わせにタイムスロットを割り当てる。タイムスロットが割り当てられた組み合わせは、フレームのいずれかのタイムスロットでデータが送信される。選択部２１３は、タイムスロットが割り当てられた組み合わせを組み合わせ情報６１０から削除する。こうすることで、タイムスロットが割り当てられた組み合わせがＳ５０１で再び選択されることを防ぐ。選択部２１３は、タイムスロットが割り当てられた組み合わせの優先度を最低値に変更することで、再び選択されることを防いでもよい。この場合には、元の優先度を一時的に退避しておくとよい。

Ｓ４０２において取得部２１０が通信パスの冗長度を取得している場合であり、同一種類の部分データを含む選択済みの組み合わせが当該冗長度に到達した場合に、選択部２１３はこの種類の部分データを含む組み合わせを組み合わせ情報６１０から削除する。こうすることで、各部分データに対して、指定された冗長度を超える数の通信パスにタイムスロットを割り当てることがなくなり、より多くの種類の部分データが送信される。

Ｓ５０４で、選択部２１３は、まだ選択されていない組み合わせが残っているか否かを判定する。残っている場合（Ｓ５０４において「ＹＥＳ」）に、処理はＳ５０１に戻り、さらに組み合わせを選択する。残っていない場合（Ｓ５０４において「ＮＯ」）に、処理は終了する。処理の終了の際に、選択部２１３は、例えば、優先度を変更していた場合には、退避していた元の値に戻してもよい。

本実施形態では、通信パスの冗長度を確保しつつ、通信リンク品質を考慮した最適なタイムスロットの割り当てが可能となる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ノードの有するアンテナの指向性を狭指向性とし、一時点で使用できる通信パスの数が一つである場合を扱った。本実施形態では、アンテナを広指向性とし、一時点で複数の通信パスを使用できる場合を扱う。この場合には、第１の通信パスで部分データを送信することにより、第２の通信パスの少なくとも一部分における当該部分データの送信を省略できる場合がある。第１の実施形態と重複する部分については説明を省略して、本実施形態特有に部分を説明する。

図７に本実施形態における通信システム７００の一例を示す。送信ノード１０１は、アンテナ２０４の各アンテナ素子の重み付けを制御して指向性を広指向性にすることにより、領域７０１で示す方向に同時にデータを送信できる。その結果、送信ノード１０１は、通信リンクＡ１１１と通信リンクＣ１１３との両方に同時にデータを送信できる。その結果、例えば、あるタイムスロットで送信ノード１０１から受信ノード１０２へ直達パス１２１を用いて優先データを送った場合に、それ以降のタイムスロットでは、送信ノード１０１から中継ノード１０３へ優先データを送る必要がなくなる。

そこで、図５に示すＳ５０３において、選択部２１３は、直達パス１２１を用いて優先データを送信する組み合わせを選択した場合に、中継パス１２３を用いて優先データを送信する組み合わせの所要タイムスロット数６１３を減算する。減算する値は、送信が省略されるタイムスロット数である。すなわち、通信リンクＣ１１３を用いて優先データを送信するのに要するタイムスロット数である。

一部の部分データの送信を省略した場合に、図４に示すＳ４０８で、決定部２１４は当該省略を考慮に入れてアクセス管理情報６２０を作成する。上述の場合には、決定部２１４は、直達パス１２１を用いて優先データが送信された後に、中継パス１２３を用いて優先データが送信されるように、タイムスロットの順番を規定する。

本実施形態では、アンテナが広指向性を有する場合であっても、本発明を適用することが可能となる。

＜他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (9)

1. 送信ノードから受信ノードに向かう複数の通信パスを用いてデータを冗長化して送信する通信システムの制御装置であって、
   フレームごとの送信データを取得する取得手段と、
   前記送信データを複数の部分データに分割し、該複数の部分データのそれぞれに優先度を設定する設定手段と、
   前記部分データと前記通信パスとの組み合わせごとに、該通信パスを用いて該部分データを送信した場合の所要タイムスロット数を算出する算出手段と、
   前記優先度と前記所要タイムスロット数とに基づいて、前記組み合わせの中から、前記フレームにおける送信データを送信するために用いられる一つ以上の組み合わせを選択する選択手段と、
   前記選択された一つ以上の組み合わせに基づいて、前記フレームのそれぞれのタイムスロットで送信される部分データと該送信に用いる通信パスとを規定するアクセス管理情報を決定する決定手段と、
   前記アクセス管理情報を前記通信システムに含まれる各ノードに通知する通知手段と
   を備え、
   前記選択手段は前記一つ以上の組み合わせを、
   前記部分データの優先度が高い順に選択し、
   前記部分データの優先度が等しい場合に、前記所要タイムスロット数が少ない順に選択する
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記取得手段は、前記送信データの送信に要求される通信パスの冗長度をさらに取得し、
   前記選択手段は、同じ部分データを含む前記組み合わせの個数が前記冗長度に到達した場合に、該部分データを含む前記組み合わせをこれ以上は選択しない
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記選択手段は、前記組み合わせをさらに選択した場合に前記所要タイムスロット数の合計が前記フレームのタイムスロット数を超過するときに、前記一つ以上の組み合わせの選択を終了することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記算出手段は、前記通信パスで使用される変調方式とチャネル符号化率との少なくとも何れかを含む変調クラスに基づいて前記所要タイムスロット数を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記算出手段は、前記通信システムの各ノードにおいて受信したデータの信号強度とビットエラー率とフレームエラー率との少なくとも何れかを含む前記通信パスの品質に基づいて前記変調クラスを決定することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記選択手段は、前記部分データの優先度が等しく且つ前記所要タイムスロット数が等しい場合に、通信リンク品質が高い順に前記一つ以上の組み合わせを選択することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 第１の通信パスで前記部分データを送信することにより、第２の通信パスの少なくとも一部分における該部分データの送信を省略できる場合であって、前記選択手段が該第１の通信パスと当該部分データとの組み合わせを選択した場合に、
   前記選択手段は、該少なくとも一部分を用いて該部分データを送信するのに要するタイムスロット数を、該第２の通信パスを用いて該部分データを送信した場合の所要タイムスロット数から減算することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 送信ノードから受信ノードに向かう複数の通信パスを用いてデータを冗長化して送信する通信システムの制御方法であって、
   取得手段が、フレームごとの送信データを取得する取得工程と、
   設定手段が、前記送信データを複数の部分データに分割し、該複数の部分データのそれぞれに優先度を設定する設定工程と、
   算出手段が、前記部分データと前記通信パスとの組み合わせごとに、該通信パスを用いて該部分データを送信した場合の所要タイムスロット数を算出する算出工程と、
   選択手段が、前記優先度と前記所要タイムスロット数とに基づいて、前記組み合わせの中から、前記フレームにおける送信データを送信するために用いられる一つ以上の組み合わせを選択する選択工程と、
   決定手段が、前記選択された一つ以上の組み合わせに基づいて、前記フレームのそれぞれのタイムスロットで送信される部分データと該送信に用いる通信パスとを規定するアクセス管理情報を決定する決定工程と、
   通知手段が、前記アクセス管理情報を前記通信システムに含まれる各ノードに通知する通知工程と
   を備え、
   前記選択工程において、前記一つ以上の組み合わせは、
   前記部分データの優先度が高い順に選択され、
   前記部分データの優先度が等しい場合に、前記所要タイムスロット数が少ない順に選択される
   ことを特徴とする制御方法。
9. コンピュータを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置として機能させるためのコンピュータプログラム。

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