(57)【要約】【課題】マルチホップ通信を用いたネットワークに参加するノードから送られる優先度の高いデータを通信するための帯域を優先的に確保することができるノードを提供する。【解決手段】ノードは、複数のノード３１と、複数のノード３１を含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置３０とを備えた通信制御システムに含まれる。ノード３１は、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している場合に割り当てられる。【選択図】図６
2015213283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムに含まれるノードであって、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している場合に割り当てられる
ことを特徴とするノード。
【請求項２】
接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項１記載のノード。
【請求項３】
接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項２記載のノード。
【請求項４】
フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに当該ネットワークに参加要求する場合の参加可否が決定される
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のノード。
【請求項５】
第２のサービスに割り当てられる時間を、予め定められた契約に応じて決定される
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のノード。
【請求項６】
複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置であって、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる
ことを特徴とするマスタ装置。
【請求項７】
フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに当該ネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定する
請求項６記載のマスタ装置。
【請求項８】
第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する
請求項６または請求項７記載のマスタ装置。
【請求項９】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムであって、
前記マスタ装置は、前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる
ことを特徴とする通信制御システム。
【請求項１０】
ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項９記載の通信制御システム。
【請求項１１】
ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項１０記載の通信制御システム。
【請求項１２】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とに用いられる通信制御方法であって、
前記マスタ装置が、前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる
ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項１３】
ノードが、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項１２記載の通信制御方法。
【請求項１４】
ノードが、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項１３記載の通信制御方法。
【請求項１５】
マスタ装置が、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに当該ネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定する
請求項１２から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項１６】
マスタ装置が、第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する
請求項１２から請求項１５のうちのいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項１７】
複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うコンピュータに搭載される通信制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる処理を
実行させるための通信制御プログラム。
【請求項１８】
コンピュータに、
フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに当該ネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定する処理を実行させる
請求項１７記載の通信制御プログラム。
【請求項１９】
コンピュータに、
第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する処理を実行させる
請求項１７または請求項１８記載の通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチホップ通信に用いられるノード、マスタ装置、ならびに通信制御システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なマルチホップ通信の主目的は、例えばＡＭＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｅｔｅｒｉｎｇ  Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）サービス等の単一のサービスである場合が多い。しかし、マルチホップ通信を用いた通信制御システムは、例えばＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の通信方式が用いられて帯域が拡張された場合に、付加サービス（動画配信、インターネット閲覧等）の利用に用いられることが予想される。その際、主目的であるＡＭＩサービスの帯域を確実に確保しつつ余剰帯域を有効かつ公平に利用できる技術が必要とされる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、マスタ通信端末およびスレーブ通信端末を含む通信制御システムが記載されている。特許文献１において、マスタ通信端末は、通信端末の送信順序を登録する競合管理テーブルを備え、スレーブ通信端末からの参加要求を受信して当該スレーブ通信端末をネットワークに参加させる。
【０００４】
また、特許文献２には、無線アドホックネットワークを構成する無線通信装置が、新規のノードがアドホックネットワークに参加したことを認識することが記載されている。また、ノードが、通信範囲内の無線帯域の使用状況を計測し、無線帯域使用率がある一定値以上になったときに、ビーコン送信間隔を変更して、ビーコンによる無線消費帯域の増大やパケット衝突確率の増大を抑制することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、宅内通信アダプタと宅内通信アダプタに接続された広域通信アダプタを備えたシステムが記載されている。また、広域通信アダプタが、無線ＬＡＮ通信機能を用いてガス会社のデータセンタなどに設けたガス管理サーバとの間で信号を送受信することが記載されている。また、宅内通信アダプタ間の通信は、マルチホップ伝送として知られた多段中継伝送を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３６３７０２号公報（段落００１２）
【特許文献２】特開２００６−２８７４６３号公報（段落００３２，００３６）
【特許文献３】国際公開第２０１３／０６２１０１号（段落０２２２，０２２７，０２３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１〜３に記載されている通信制御システムは、多数のノードがマスタ通信端末に参加要求した場合に、通信帯域が十分に確保されない場合がある。例えば特許文献２では、ビーコンによる無線消費帯域やパケット衝突確率の増大の抑制に関して記載されているが、サービスに用いられるパケット通信の通信帯域の確保に関しては記載されていない。また、スレーブ通信端末に提供されるサービスが複数ある場合に、サービスに応じた帯域の割り当てを行っていない。そのため、例えば、スレーブ端末が優先度の低い付加サービスを使用することにより、ＡＭＩサービスにおける電力検針値など、優先度が高いデータを送信するための通信帯域が不十分となる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、マルチホップ通信を用いたネットワークに参加するノードから送られる優先度の高いデータを通信するための帯域を優先的に確保することができるノード、マスタ装置、ならびに通信制御システム、方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるノードは、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムに含まれるノードであって、前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している場合に割り当てられることを特徴とする。
【００１０】
本発明によるマスタ装置は、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置であって、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てることを特徴とする。
【００１１】
本発明による通信制御システムは、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムであって、マスタ装置は、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てることを特徴とする。
【００１２】
本発明による通信制御方法は、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とに用いられる通信制御方法であって、マスタ装置が、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てることを特徴とする。
【００１３】
本発明による通信制御プログラムは、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うコンピュータに搭載される通信制御プログラムであって、コンピュータに、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる処理を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチホップ通信を用いたネットワークに参加するノードから送られる優先度の高いデータを通信するための帯域を優先的に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態の通信制御システムの構成を示す説明図である。
【図２】一部の端末が使用不可能になった場合の動作を示すフローチャートである。
【図３】一部の端末が使用不可能となった場合のネットワークの状態を示す説明図である。
【図４】再計算された帯域幅によるフロー制御が行われた場合のネットワークの状態を示す説明図である。
【図５】未使用であった端末が再び使用可能となった場合の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明による通信制御システムの主要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施形態１．
以下、本発明の第１の実施形態（実施形態１）を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の通信制御システムの構成を示す説明図である。図１に示すように、本実施形態の通信制御システムは、ＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）１０と、ＧＷ１０が制御するノード１１〜１４とを備える。なお、ＧＷ１０は、本発明におけるマスタ装置に相当する。また、端末４１〜４４は、それぞれノード１１〜１４と無線または有線にて接続されている。図１に示す通信制御システムにおいて、ＧＷ１０は、ノード１１のみ通信可能であるが、ＧＷ１０は２以上のノードと通信可能であってもよい。また、図１に示す通信制御システムのネットワーク構成は、ツリー型であるが、例えばメッシュ型であってもよい。また、図１に示す例ではノードおよび端末の数は４つであるが、ノードおよび端末の数は、特に限定されない。ノード１１〜１４の間の通信として、マルチホップ通信が用いられる。
【００１７】
ＧＷ１０、およびノード１１〜１４の機能は、例えば、特定の演算処理等を行うよう設計されたハードウェア、またはプログラムに従って動作するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の情報処理装置によって実現される。また、そのプログラムは、非一時的でコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶される。
【００１８】
ＧＷ１０は、ノード１１〜１４を含むネットワークのマルチホップ通信の制御を行う。ＧＷ１０は、例えば、あるネットワークをプロトコルの異なるネットワークと接続させるための一般的なＧａｔｅｗａｙ装置である。ＧＷ１０は、ネットワークに参加しているノード、および各ノードの第２のサービスの使用状況が記録された管理テーブルを保持する。ＧＷ１０は、図１に示すネットワーク構成に対応した管理テーブルとして表１に示す管理テーブルを保持する。
【００１９】
【表１】
2015213283.tif 000003
【００２０】
また、ＧＷ１０は、以下の表２に示すようにネットワークに参加している各ノードの上位ノードを含む管理テーブルを保持していてもよい。ＧＷ１０は、各ノードの上位ノードとして、例えば各ノードが受信する電波のうち電界強度が最も強い電波を発信するノードを選択する。ＧＷ１０は、管理テーブルを用いて、各ノードのフローを動的に制御する。例えば、ノードが移動することにより、電界強度が変化した場合は、ＧＷ１０は、その変化に応じて管理テーブルの上位ノードを変更し、移動したノードに上位ノードを変更する指示を送る。
【００２１】
【表２】
2015213283.tif 000004
【００２２】
また、ＧＷ１０は、ネットワークに参加している各ノードに割り当てられた、第１のサービスに利用される帯域幅（第１のサービス帯域幅）および第２のサービスに利用される帯域幅（第２のサービス帯域幅）を記憶する。また、ＧＷ１０は、当該ネットワークにおいて利用可能な帯域幅（物理帯域幅）を記憶する。図１に示す例では、全てのノードから送られたパケットはノード１１を通過するため、ノード１１の最大帯域幅が、ネットワークにおける利用可能な物理帯域幅となる。なお、本実施形態における通信制御ネットワークにおいて時分割多重による通信が行われる場合、本実施形態の説明における「帯域幅」または「帯域」を「送信時間」に置き換えることができる。
【００２３】
第１のサービスは、優先度が高いサービスであり、例えばＡＭＩサービスである。ＡＭＩサービスでは、例えば電力、ガスまたは水道の検針値の通信が行われる。または、第１のサービスは、例えば、自動車に搭載される情報端末が利用するサービスであってもよい。その場合、第１のサービスにおける下り情報は、渋滞情報であり、上り情報は位置情報である。また、第１のサービス帯域幅は、予め定められた固定帯域幅であり、マルチホップ構築用帯域およびＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御用帯域を含む。つまり、第１のサービス帯域は、以下の式（１）のように表される。
固定帯域（第１のサービス帯域）＝検針値送付用帯域＋マルチホップ構築用帯域＋ＱｏＳ制御用帯域・・・（１）
【００２４】
第２のサービスは、第１のサービスよりも優先度が低いサービスであり、例えば動画もしくは音楽配信、またはインターネット閲覧等の付加サービスである。第２のサービス帯域幅は、契約によって定められた最低保証サービス帯域幅以上の帯域幅となる。最低保証サービス帯域幅は、本実施形態では全てのノードで同一であるが、契約に応じてノード毎に異なっていてもよい。また、ノードの利用者が第２のサービスの契約をしていない場合は、そのノードの第２のサービス帯域幅は０であってもよい。
【００２５】
ノード１１〜１４は、マルチホップによる無線通信を行うことができる通信機器である。ノード１１〜１４は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ルータ、またはＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）用の情報収集装置である。図１に示す例では、ノード１１は、ＧＷ１０、ノード１２およびノード１３と無線通信が可能な位置に配置されている。ノード１３はノード１４と無線通信が可能な位置に配置されている。
【００２６】
また、第１のサービスがＡＭＩサービスである場合、ノード１１〜１４は、例えば、スマートメーターであり、ＧＷ１０は、例えば、コンセントレーターである。その場合、ノード１１〜１４は、所定時間毎にデータ（例えば、電力検針値）をＧＷ１０に送信する。ＧＷ１０は、ノード１１〜１４からデータを収集し、ＭＤＭＳ（Ｍｅｔｅｒ  Ｄａｔａ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）に送信する。
【００２７】
端末４１〜４４は、第２のサービスの提供を受けるために用いられる端末であり、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）または携帯端末である。端末４１〜４４は、接続されたノードと通信を行うことができる。例えば端末４１は、ノード１１と通信を行うことができる。端末４２〜４４も同様である。各ノードと各端末との通信方式はどのような方式であってもよく、無線または有線のいずれであってもよい。
【００２８】
次に、ネットワークにおいて時分割多重による通信が用いられることを前提に、各サービスへの送信時間の割り当てについて説明する。ＧＷ１０は、フレームの周期から、各ノードに割り当てられた第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間（以下、第１のサービス送信時間と記載する）の合計を減算する。そして、ＧＷは、減算した時間を、第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間（以下、第２のサービス送信時間と記載する）として各ノードに割り当てる。第２のサービスに割り当てられる時間は、少なくとも予め定められた最低保証送信時間以上であって、各ノードに公平に割り当てられる。また、ＧＷ１０は、第２のサービスに割り当てる時間を、ノード毎に予め定められた契約に応じて決定し、ノード毎に異なる時間としてもよい。
【００２９】
また、ＧＷ１０は、ネットワークにおけるフレームの周期、第１のサービス送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間（以下、第２のサービス最低保証送信時間と記載する）に基づいて、新たにネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定する。
【００３０】
ＧＷ１０は、具体的には、コールアドミッション制御（ＣＡＣ：Ｃａｌｌ  Ａｄｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる制御によりネットワークに参加するノードの参加可否を決定する。第１のサービス送信時間および第２のサービス最低保証送信時間が全てのノードにおいて同じである場合、ネットワークに参加することができる最大参加ノード数は、以下の式（２）により求められる。
最大参加ノード数＝フレームの周期÷（１ノードあたりの第１のサービス送信時間＋１ノードあたりの第２のサービス最低保証送信時間）・・・（２）
【００３１】
また、第１のサービス送信時間および第２のサービス最低保証送信時間がノード毎に異なる場合、ＧＷ１０は、新たなノードがネットワークに参加する際に以下の式（３）を満足するかを確認する。ＧＷ１０は、新たなノードが参加した場合に式（３）を満足する場合は参加を許可し、満足しない場合は参加を拒否する。
フレームの周期＞Σ（１ノードあたりの第１のサービス送信時間）＋Σ（１ノードあたりの第２のサービス最低保証送信時間）・・・（３）
【００３２】
本実施形態の通信制御システムは、マルチホップ通信が行われるネットワークにおいて、重要度が高いサービスには優先的に帯域を割り当てるため、優先度が高いデータを送信するための通信帯域（送信時間）が不十分となることを防止することができる。特に、マルチホップ通信を用いたネットワークでは、ノードが移動することが多いが、本実施形態の通信制御システムによれば、新たなノードがネットワークに参加することにより既に参加しているノードの通信が妨害されない。また、本実施形態の通信制御システムは、優先度が低いサービスにも予め定められた最低保証帯域を確保するので、サービス停止を回避することができる。
【００３３】
次に、本実施形態の通信制御システムにおいて、第２のサービスが未使用になった場合の制御を説明する。図２は、一部の端末が使用不可能になった場合の動作を示すフローチャートである。図３は、一部の端末が使用不可能となった場合のネットワークの状態を示す説明図である。
【００３４】
各ノードは、下位に接続されている端末に対して定期的な接続確認を行っている。ノード１２は、端末４２からの電波を受信できなくなり端末４２が未使用であると判断する（ステップＳ１−１）。ノード１４は、端末４４からの電波を受信できなくなり端末４４が未使用であると判断する（ステップＳ１−２）。ノードが端末からの電波を受信できなくなる原因は、例えば、端末の電源がＯＦＦになった場合、機器故障、または端末の移動によりノードと端末との無線通信が不可能となる場合等である。なお、ステップＳ１−１とステップＳ１−２の順序は逆であってもよい。
【００３５】
端末からの電波を受信できない、つまり端末が未使用である場合は、第２のサービスが未使用であることを意味する。そのため、ノード１２は、第２のサービスが未使用であることを、ノード１１を介してＧＷ１０に通知する（ステップＳ２−１）。ノード１４は、第２のサービスが未使用であることを、ノード１１およびノード１３を介してＧＷ１０に通知する（ステップＳ２−２）。例えば、ノードに接続されている端末が複数ある場合、全ての端末が未使用である場合に、ノードは第２のサービスが未使用であることをＧＷ１０に通知する。
【００３６】
次に、ＧＷ１０は、管理テーブルにおけるノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「未使用」に変更した場合の各ノードに割り当てる帯域を再計算する（ステップＳ３）。次に、ＧＷ１０は、管理テーブルにおけるノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「未使用」に変更し、各ノードのフロー制御を行う（ステップＳ４）。なお、ＧＷ１０は、管理テーブルにおけるノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「未使用」に変更した後に、その管理テーブルを元に帯域を再計算してもよい。ＧＷ１０は、具体的には表１に示す管理テーブルからノード１２およびノード１４の第２のサービスの使用状況を「未使用」に変更し、表３に示す管理テーブルを保持する。
【００３７】
【表３】
2015213283.tif 000005
【００３８】
ステップＳ４におけるフロー制御を具体的に説明する。第１のサービス帯域は、固定帯域であるため、ＧＷ１０は、ノード１１〜１４に、端末４２および端末４４が未使用になる前の帯域幅と同じ帯域幅を第１のサービス帯域として割り当てる。
【００３９】
また、ＧＷ１０は、ネットワークにおいて時分割多重による通信が用いられる場合、第２のサービスの使用状況に応じて第２のサービスに利用される送信時間を割り当てる。ＧＷ１０は、具体的には、第２のサービスを使用しているノード（ノード１１およびノード１３）に対して第２のサービス送信時間を、以下の式（４）により計算する。参加ノード数は、管理テーブルに含まれるノード数である。
第２のサービス送信時間＝（フレーム周期−第１のサービス送信時間×参加ノード数）÷第２のサービス使用状況が「使用」である参加ノード数・・・（４）
【００４０】
図４は、再計算された帯域幅によるフロー制御が行われた場合のネットワークの状態を示す説明図である。ＧＷ１０は、再計算後、各ノードに、割り当てた１フレームあたりの送信時間およびフレーム内における送信タイミングを通知する。各ノードは、通知された送信時間および送信タイミングに基づいて、通信を行う。図４に示す例のように、ノード１１およびノード１３が使用できる第２のサービス帯域幅は、端末４２および端末４４が未使用になる前と比べて増加する。
【００４１】
次に、端末の電源ＯＮ等の理由により端末４２および端末４４が再び使用可能となった場合の動作を説明する。図５は、未使用であった端末が再び使用可能となった場合の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
ノード１２は、端末４２が使用可能であることを確認する（ステップＳ１１−１）。ノード１４は、端末４４が使用可能であることを確認する（ステップＳ１１−２）。端末が使用可能な状態になる原因は、例えば、端末の電源がＯＮになった場合、機器故障の復旧、または端末もしくはノードの移動により端末とノードとの無線通信が可能となった場合等である。なお、ステップＳ１１−１とステップＳ１１−２の順序は逆でもよい。
【００４３】
次に、ノード１２は、第２のサービスの使用を開始することを、ノード１１を介してＧＷ１０に通知する（ステップＳ１２−１）。ノード１４は、第２のサービスの使用を開始することを、ノード１１およびノード１３を介してＧＷ１０に通知する（ステップＳ１２−２）。
【００４４】
次に、ＧＷ１０は、ノード１２およびノード１４から上記通知を受けると、管理テーブルにおけるノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「使用」に変更した場合の帯域を再計算する（ステップＳ１３）。ＧＷ１０は、具体的には、ノード１２およびノード１４を含めて式（２）または式（３）を計算し、ノード１２およびノード１４の第２のサービスの使用が可能であるか判断する。また、ＧＷ１０は、ノード１２およびノード１４の第２のサービスの使用が可能であれば、参加ノード数をノード１２およびノード１４を含む数に変更して再び式（４）を計算する。次に、ＧＷ１０は、式（２）または式（３）の計算においてノード１２およびノード１４の第２のサービスの使用が可能である場合は、管理テーブルにおいてノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「使用」に変更する（ステップＳ１４）。つまり、管理テーブルは、表３に示す状態から表１に示す状態に戻る。なお、ＧＷ１０は、管理テーブルにおいてノード１２およびノード１４の第２のサービス使用状況を「使用」に変更した後に、その管理テーブルを元に帯域の再計算を行ってもよい。
【００４５】
ＧＷ１０は、再計算したフローに基づいてノード１１〜１４のフロー制御を行う（ステップＳ１５）。ＧＷ１０は、具体的には、ノード１１およびノード１３の第２のサービス帯域幅を、計算結果に応じて端末４２および端末４４が未使用となる前の帯域幅に戻した後、ノード１２およびノード１４の第２のサービスの通信を開始する。ノード１２およびノード１４が第２のサービスの通信を開始すると、各ノードの帯域幅は図１に示す帯域幅、つまり端末４２および端末４４が未使用となる前の帯域幅に戻る。なお、例えばノード１１〜１４以外のノードが新たにネットワークに参加することにより、各ノードの帯域幅はノード１２およびノード１４が離脱する前の帯域幅に戻らない場合もある。
【００４６】
本実施形態では、ＧＷ１０が、ノードから第２のサービスが未使用であるという通知を受けた場合に管理テーブルを更新する例を説明したが、システム管理者がＧＷ１０の管理テーブルを直接更新してもよい。例えば、ユーザが第２のサービスの契約を解除した場合に、システム管理者は、管理テーブルの第２のサービス使用状況を「未使用」に変更する。
【００４７】
本実施形態の通信制御システムは、マルチホップ通信が行われるネットワークにおいて、付加サービス（第２のサービス）が未使用となった場合に、余剰帯域の再計算を実施して管理テーブルを更新する。そのため、通信制御システムは、ダイナミックに帯域の有効利用をすることが可能であり、利用者の利便性を向上させることができる。また、通信制御システムは、付加サービスが使用可能となった場合に、余剰帯域の再計算を実施することにより、既参加ノードとの公平性を実現したダイナミックな帯域確保をすることができる。
【００４８】
次に、本発明の概要を説明する。図６は、本発明による通信制御システムの主要部の構成を示すブロック図である。本発明による通信制御システムは、主要な構成として、複数のノード３１と、複数のノード３１を含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置３０とを備える。マスタ装置３０は、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノード３１に割り当てる。
【００４９】
また、上記の各実施形態には、以下の（１）〜（５）に記載されたノード、および（６）〜（８）に記載された通信制御システムも開示されている。
【００５０】
（１）ノードは、複数のノード（例えば、ノード１１〜１４）と、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置（例えば、マスタ装置１０）とを備えた通信制御システムに含まれる。ノードは、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している場合に割り当てられる。
【００５１】
（２）ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末（例えば、端末４１〜４４）が未使用である場合に、第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知するように構成されていてもよい。
【００５２】
（３）ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、第２のサービスが未使用であると判断するように構成されていてもよい。このようなノードによれば、端末が未使用の場合は第２のサービスが未使用であるとみなすことにより、自動でダイナミックな帯域の有効利用をすることができる。
【００５３】
（４）ノードは、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求するノードの参加可否する場合の参加可否が決定されるように構成されていてもよい。このようなノードによれば、新たなノードがネットワークに参加することにより既に参加しているノードの通信が妨害されない。
【００５４】
（５）ノードは、第２のサービスに割り当てられる時間を、予め定められた契約に応じて決定されるように構成されていてもよい。このようなノードによれば、ノードの利用者が必要に応じて付加サービスに使用する帯域を変更することが可能となるため利用者の利便性が向上する。
【００５５】
（６）通信制御システムは、複数のノード（例えば、ノード１１〜１４）と、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置（例えば、マスタ装置１０）とを備える。マスタ装置は、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる。
【００５６】
（７）通信制御システムは、ノードが、当該ノードに接続されていた端末（例えば、端末４１〜４４）が未使用である場合に、第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知するように構成されていてもよい。
【００５７】
（８）通信制御システムは、ノードが、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、第２のサービスが未使用であると判断するように構成されていてもよい。このような通信制御システムによれば、端末が未使用の場合は第２のサービスが未使用であるとみなすことにより、自動でダイナミックな帯域の有効利用をすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  ＧＷ
１１〜１４，３１  ノード
３０  マスタ装置
４１〜４４  端末
【図１】
2015213283.tif 000006
【図２】
2015213283.tif 000007
【図３】
2015213283.tif 000008
【図４】
2015213283.tif 000009
【図５】
2015213283.tif 000010
【図６】
2015213283.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月5日(2015.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムに含まれるノードであって、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間が、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している場合に割り当てられ、
前記フレーム周期、前記第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および前記第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに前記ネットワークに参加要求する場合の参加可否が決定される
ことを特徴とするノード。
【請求項２】
接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項１記載のノード。
【請求項３】
接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項２記載のノード。
【請求項４】
第２のサービスに割り当てられる時間を、予め定められた契約に応じて決定される
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のノード。
【請求項５】
最低保証送信時間は、ノード毎に異なる
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のノード。
【請求項６】
複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置であって、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、
前記フレーム周期、前記第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および前記第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに前記ネットワークに参加要求する前記ノードの参加可否を決定する
ことを特徴とするマスタ装置。
【請求項７】
第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する
請求項６記載のマスタ装置。
【請求項８】
最低保証送信時間は、ノード毎に異なる
請求項６または請求項７記載のマスタ装置。
【請求項９】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムであって、
前記マスタ装置は、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、
前記フレーム周期、前記第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および前記第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに前記ネットワークに参加要求する前記ノードの参加可否を決定する
ことを特徴とする通信制御システム。
【請求項１０】
ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項９記載の通信制御システム。
【請求項１１】
ノードは、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項１０記載の通信制御システム。
【請求項１２】
最低保証送信時間は、ノード毎に異なる
請求項９から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の通信制御システム。
【請求項１３】
複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とに用いられる通信制御方法であって、
前記マスタ装置が、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、
前記フレーム周期、前記第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および前記第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに前記ネットワークに参加要求する前記ノードの参加可否を決定する
ことを特徴とする通信制御方法。
【請求項１４】
ノードが、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末が未使用である場合に、前記第２のサービスが未使用であることをマスタ装置に通知する
請求項１３記載の通信制御方法。
【請求項１５】
ノードが、当該ノードに接続されていた第２のサービスに利用される端末から電波を受信できない場合に、前記第２のサービスが未使用であると判断する
請求項１４記載の通信制御方法。
【請求項１６】
マスタ装置が、第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する
請求項１３から請求項１５のうちのいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項１７】
最低保証送信時間は、ノード毎に異なる
請求項１３から請求項１６のうちのいずれか１項に記載の通信制御方法。
【請求項１８】
複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うコンピュータに搭載される通信制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる処理と、
前記フレーム周期、前記第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および前記第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たに前記ネットワークに参加要求する前記ノードの参加可否を決定する処理とを
実行させるための通信制御プログラム。
【請求項１９】
コンピュータに、
第２のサービスに割り当てる時間を、予め定められた契約に応じて決定する処理を実行させる
請求項１８記載の通信制御プログラム。
【請求項２０】
最低保証送信時間は、ノード毎に異なる
請求項１８または請求項１９記載の通信制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によるノードは、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムに含まれるノードであって、前記ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間が、前記第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、前記第２のサービスを使用している場合に割り当てられ、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求する場合の参加可否が決定されることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によるマスタ装置は、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置であって、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明による通信制御システムは、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とを備えた通信制御システムであって、マスタ装置は、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明による通信制御方法は、複数のノードと、当該複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うマスタ装置とに用いられる通信制御方法であって、マスタ装置が、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当て、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求する前記ノードの参加可否を決定することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明による通信制御プログラムは、複数のノードを含むネットワークのマルチホップ通信のフロー制御を行うコンピュータに搭載される通信制御プログラムであって、コンピュータに、ネットワークのフレーム周期から、第１のサービスに利用される１フレームあたりの各ノードの送信時間の合計を減算した時間を、第１のサービスよりも低い優先度が設定された第２のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間として、第２のサービスを使用している各ノードに割り当てる処理と、フレーム周期、第１のサービスに利用される１フレームあたりの送信時間、および第２のサービスに利用される１フレームあたりの最低保証送信時間に基づいて、新たにネットワークに参加要求するノードの参加可否を決定する処理とを実行させることを特徴とする。