(57)【要約】【課題】端末の密集地でのトラヒック集中を回避すること。【解決手段】複数の端末１と、端末１からのデータを収集するデータ収集手段２と、端末１及びデータ収集手段２と連絡し情報を伝達する通信ネットワーク３とを備えたネットワーク管理システムであって、周囲の端末１の地理的分布密度に基づいてデータ送信確率を決定し、これに基づき端末１からのデータ送信を制御する。端末１は、周囲の端末１の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定する。また、端末１は、前記検出した端末１の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末１に宣言する信号を発する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信機能を有する複数の端末と、前記端末からのデータを収集するデータ収集手段と、前記端末及びデータ収集手段と連絡し情報を伝達する通信ネットワークとを備え、周囲の端末の地理的分布密度に基づいてデータ送信確率を決定し、これに基づき前記端末からのデータ送信を制御することを特徴とするネットワーク管理システム。
【請求項２】
前記端末は、周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定すること
を特徴とする請求項１記載のネットワーク管理システム。
【請求項３】
前記端末は、外部からパラメータを受け、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供すること
を特徴とする請求項２記載のネットワーク管理システム。
【請求項４】
前記端末は、前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発すること
を特徴とする請求項２または３記載のネットワーク管理システム。
【請求項５】
無線通信機能を有する複数の端末を含む通信ネットワーク内の端末におけるデータ送信確率の決定方法であって、周囲の端末の地理的分布密度に基づいてデータ送信確率を決定すること
を特徴とするデータ送信確率の決定方法。
【請求項６】
前記端末において周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定すること
を特徴とする請求項５記載のデータ送信確率の決定方法。
【請求項７】
前記端末が外部からパラメータを受け、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供すること
を特徴とする請求項６記載のデータ送信確率の決定方法。
【請求項８】
前記端末は前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発すること
を特徴とする請求項６または７記載のデータ送信確率の決定方法。
【請求項９】
通信ネットワーク内に複数備えられる無線通信機能を有する端末であって、前記通信ネットワーク内の周囲の端末から供給された地理的分布密度に基づきデータ送信確率を決定し、これに基づき前記端末からのデータ送信を制御することを特徴とする端末。
【請求項１０】
前記周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定することを特徴とする請求項９記載の端末。
【請求項１１】
パラメータが供給され、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供することを特徴とする請求項１０記載の端末。
【請求項１２】
前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発することを特徴とする請求項１０または１１記載の端末。
【請求項１３】
請求項５から８のいずれか1項に記載のデータ送信確率の決定方法をコンピュータによって実行するプログラム。
【請求項１４】
請求項５から８のいずれか1項に記載のデータ送信確率の決定方法をコンピュータによって実行するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ取得技術のうちネットワークトラヒックの集中を防止する方法のうち端末の確率的なデータ送信を用いることでデータ量を制御する端末におけるデータ送信確率の決定する方法及びこれを備えたネットワーク管理システム及びこれに含まれる端末におけるデータ送信確率の決定方法とこれを実行するプログラム、記録媒体並びに端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の端末を大量にばらまいてデータを収集する場合のトラヒック制御手段としては確率的にデータ送信するか否かを決定してトラヒック量を削減する手段がある。そのデータ送信の確率の決定手法としては、全ての端末に同一の確率をあらかじめ定めておく方法や全端末を複数の集団に分割してその集団に属する端末の数に反比例するように各端末に送信確率を設定するという方法がある。
【０００３】
前者の方法は自身の周囲に密集している端末の状態はデータ送信確率に反映されず、全体のデータ送信量は制限することができるが全ての端末が同確率でデータを送信するため単位面積あたりの設置端末（以下、端末分布密度）に偏りがある場合には地域的なデータ分布の監視において密集地では余分にデータを収集してしまい疎な領域では欲しいデータが収集できないという問題が生じる。
【０００４】
後者の方法はあくまでも集合単位での平均化が行われるに留まっており、端末が属している集合での端末分布密度は確率に反映される。しかしながら、端末の周囲には他の端末が密集していて他のクラスタ集合に属している場合には実際の端末分布密度が端末のデータ送信確率に反映されないという問題点が生じる。
【０００５】
そこで、特許文献１（特開平９−９３６４６）に開示された移動体通信システムは基地局が移動局からのトラヒックを検出してその情報を移動局に配信し、その後、移動局がその情報に基づき自身のデータ送信確率を決定するようにしている。すなわち、この方法は一つの基地局と通信する移動局を一集団と考え、その集団に属する移動局全てに基地局におけるトラヒック情報を配信し移動局はその情報から自身のデータ送信確率を決定している。しかしながら、このことは前記集団の各移動局が全て同一のトラヒック制限を課せられることになる。このように、本通信システムにおいては、ある集合内でデータ送信確率が管理されてしまった場合、隣り合う集合各々のトラヒックの関係は考慮されないため各集合のトラヒックの集中が起こることになる。
【０００６】
一方、データのトラヒックを減らすために確率ｐをあらかじめ定めておきその確率を各端末に適用してデータを送信する頻度を減らす方法が非特許文献１において開示されている。しかしながら、この方法は全ての端末が同様の確率でデータを送信する関係上端末の分布に疎密があった場合には疎の領域におけるデータが取得しがたいという問題が生じる。また、この方法を改良したものとしてクラスタヘッドという集団の代表を定めてクラスタ集合という集団を形成し、このクラスタ集合に属するクラスタの数に応じてそのクラスタ内の各端末に同一のデータ送信確率を設定する方法が同文献に開示されているが、この方法は、特許文献１の通信システムと同様な確率決定形態となっているので、結局のところ先に述べた当該システムと同じ問題点を有する。
【特許文献１】特開平９−９３６４６号公報（段落番号（００１６）〜（００２３）及び図３）
【非特許文献１】Ｃ．Ｊａｉｋａｅｏ，Ｃ．Ｓｒｉｓａｔｈａｐｏｒｎｈａｔ，Ｃ．Ｓｈｅｎ，“Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＩＣＣ２００１，ｖｏｌ．５，ｐｐ．１６２７−１６３２，Ｊｕｎｅ２００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたもので、データ送信確率の設定により端末の分布領域において端末分布密度が低い領域のデータ送信頻度が減ってしまいその領域からのデータの到達がある場合とない場合のように分かれてしまうような地域的なデータ分布の監視に支障をきたす点を解決しつつ、端末の密集地でのトラヒック集中を回避することを可能とした端末のデータ送信確率決定法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】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明のネットワーク管理システム及びこれに含まれる端末におけるデータ送信確率の決定方法とこれを実行する端末は、通信ネットワーク内の端末が同一ネットワーク内における他の端末の地理的分布密度に応じてデータを送信する確率を決定することで、端末密集地でのトラヒック集中の回避を可能としている。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明であるネットワーク管理システムは、無線通信機能を有する複数の端末と、前記端末からのデータを収集するデータ収集手段と、前記端末及びデータ収集手段と連絡し情報を伝達する通信ネットワークとを備え、周囲の端末の地理的分布密度に基づいてデータ送信確率を決定し、これに基づき前記端末からのデータ送信を制御している。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のネットワーク管理システムにおいて、前記端末が、周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定している。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のネットワーク管理システムにおいて、前記端末が、外部からパラメータを受け、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供している。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載のネットワーク管理システムにおいて、前記端末は、前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発している。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、無線通信機能を有する複数の端末を含む通信ネットワーク内の端末におけるデータ送信確率の決定方法であって、周囲の端末の地理的分布密度に基づいてデータ送信確率を決定している。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のデータ送信確率の決定方法において、前記端末において周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定している。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のデータ送信確率の決定方法において、前記端末が外部からパラメータを受け、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供している。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項６または７記載のデータ送信確率の決定方法において、前記端末は前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発している。
【００１７】
さらに、請求項９記載の発明は、通信ネットワーク内に複数備えられる無線通信機能を有する端末であって、前記通信ネットワーク内の周囲の端末から供給された地理的分布密度に基づきデータ送信確率を決定し、これに基づき前記端末からのデータ送信を制御している。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の端末において、前記周囲の端末の密集度を検出し、この値を演算処理してデータ送信確率を決定している。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の端末において、パラメータが供給され、このパラメータを前記データ送信確率決定のための演算処理に供している。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１記載の端末において、前記検出した端末の密集度と予め保持した端末密度限界との比較結果に基づきデータ送信の代表となることを周囲の端末に宣言する信号を発している。
【００２１】
以上の発明において、周辺の端末の密集度ｍはｍ＝（ｎ＋１）／（πｒ2）（ｎ：周辺端末数，ｒ：電波到達半径）の演算によって得ている。端末においてはｎ及びｒがパラメータとして前記演算に供される。この演算によって得られたｍは予め端末内に保持されている周辺端末密度限界Ｎと比較され、この比較結果に基づきデータ送信確率を決定している。そして、この決定結果に基づくデータ送信制御によって、大量の無駄なデータの収集を抑えられると共に必要なデータ量は収集することが可能になる。
【００２２】
特に、請求項４、８及び１２記載の発明のように前記比較結果に基づき端末がデータ送信の代表となることを宣言する信号を周囲の端末に発し、そしてデータを送信する端末を周辺端末密度限界以下の数の端末に固定することで、センサ素子を備えた無線通信機能を有する端末からデータを収集する場合などでは端末ごとのセンサ素子の違いによるデータの誤差を小さくしながら大量の無駄なデータの収集を抑えられると共に必要なデータ量を収集することが可能になる。
【００２３】
尚、本発明のデータ送信確率の決定方法はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録すること、ネットワークを通して提供することも可能である。前記記録媒体としては、例えばフレキシブルディスクや、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバルディスク等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２４】
したがって、本発明のネットワーク管理システム及びこれに含まれる端末におけるデータ送信確率の決定方法とこれを実行するプログラム、記録媒体並びに端末によれば、端末のデータ送信確率の設定によりある一定以上の密度で端末が分布している領域におけるトラヒックの集中を回避することを可能とすると共に端末が疎に分布している領域においてはデータ収集の頻度が少なくなってしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は本発明のネットワーク管理システムの実施形態を示した概略図である。
【００２７】
本実施形態のネットワーク管理システムは、無電通信機能を有する複数の端末１と、各々の端末１からデータを収集するデータ収集手段２とを備える。端末１と収集手段２は通信ネットワーク３を介して連絡されている。通信ネットワーク３は無線のみで構成しても良いし、また無線と有線とを組み合わせて構成しても良い。尚、端末１はデータを中継するマルチホップの形態でも良いしシングルホップの形態でも良い。
【００２８】
端末１は、通信ネットワーク３における他の端末１の密集度を検出し、この値を演算処理して自身のデータ送信確率を算出する。
【００２９】
図２は前記端末の概略構成図である。図示された端末１０は、メッセージ処理部１１と、データ送信部１２と、データ受信部１３と、周辺端末数カウンタ１４と、確率処理部１５と、データ格納部１６とを備える。データ送信部１２とデータ受信部１３は必ずしも端末１０内部に備える必要はなく外部接続でもよい。したがって、図２においてはデータ送信部１２とデータ受信部１３を点線で囲んだ（図３においても同様）。尚、図２においては端末部内でのデータ処理の流れを矢印によって示した。
【００３０】
また、図３は通信ネットワーク３において白身のデータ送信確率を決定しようとしている端末２０（以下、確率決定側端末２０と称する）と同ネットワーク内に存在する他の端末３０（以下、周辺端末３０と称する）との間におけるデータ処理の流れを説明した概略説明図である。確率決定側端末２０と周辺端末３０は端末１０と同様の構成である。本図においても、端末２０，３０部内でのデータ処理の流れを矢印によって示した。
【００３１】
図４に示したフローチャート及び図３を参照しながら確率決定側端末２０によってデータ送信確率を算出する手順について説明する。
【００３２】
ステップ１では、確率決定側端末２０がメッセージ処理部２１から返信要求メッセージをデータ送信部２２に送りデータ送信部２２は周囲の端末に向けて発信する。
【００３３】
ステップ２では、確率決定側端末２０の電波到達範囲内（通信ネットワーク３内）に存在する周辺端末３０はデータ受信部３３で確率決定側端末２０からの返信要求メッセージを受信しメッセージ処理部３１を介し、返信応答メッセージをデータ送信部３２に送り、データ送信部３２はそのメッセージを確率決定側端末２０に送信する。
【００３４】
ステップ３では、確率決定側端末２０はデータ受信部２３で周辺端末３０からの返信応答メッセージを受取り、メッセージ処理部２１を介して周辺端末数カウンタ２４に送る。
【００３５】
ステップ４では、全ての電波到達範囲内（通信ネットワーク３内）に存在する端末からステップ１〜ステップ３の手順で送信応答メッセージが送られ確率決定側端末２０の周囲の周辺端末数ｎがカウントされる。
【００３６】
ステップ５では、周辺端末数ｎが周辺端末数カウンタ２４から確率処理部２５に供される。周辺端末数ｎは、確率決定側端末２０のデータ送信確率を算出する演算式のパラメータの一つとして演算に供される。この演算結果は確率処理部２５若しくはデータ格納部２６において保持される。
【００３７】
ステップ６では、データ格納部２６からデータが確率処理部２５に供される。そして、前記保持されている確率でデータがデータ送信部２２に送られるか否かが判断される。
【００３８】
以上これらの手順が通信ネットワーク３内の全ての端末１で実行されることで、各々の端末１におけるデータ送信確率が算出される。
【００３９】
また、端末２０は、返信応答メッセージの発信に関しては、複数の返信要求メッセージに対する返信応答メッセージをまとめて一度に送信する機能も有する。
【００４０】
次に、確率処理部においてデータ送信確率を決定する具体的な方法について説明する。
【００４１】
図５はデータ送信確率を決定する方法（方法１）とその手順をフローチャートで示したものである。
【００４２】
先ず、確率処理部２５は、周辺端末数ｎと電波強度Pのパラメータによって決まる電波到達半径ｒをｍ＝（ｎ＋１）／（πｒ2）の演算に供して周辺端末密度ｍを算出する（ステップ５１）。端末２０内のデータ格納部２６には周辺端末密度限界Ｎが格納されている。次いで、確率処理部２５はNとｍを比較して（ステップ５２）、自身のデータ送信確率ｐを以下のように決定する。
【００４３】
１）Ｎ≧ｍである場合
データ送信確率ｐはｐ＝１と決定し（ステップ５３）、このとき、端末２０は必ずデータを送信する。
【００４４】
２）Ｎ＜ｍである場合
データ送信確率ｐはｐ＝Ｎ／ｍと決定し（ステップ５４）、このとき、端末２０はデータを送信するか否かを前記確率Ｎ／ｍに基づき判断する。
【００４５】
これらの手順が通信ネットワーク３内の他の端末１で実行されることで、各々の端末１におけるデータ送信確率が算出される。
【００４６】
以上のデータ送信確率の決定法によって通信ネットワーク３における全ての端末１において周辺端末密度ｍが周辺端末密度限界Ｎより大きい領域のデータ送信確率が設定され、この領域からのデータの送信が抑制される。また、周辺端末密度ｍが周辺端末密度限界Ｎ以下の領域では全ての端末１からデータを取得できるようになる。
【００４７】
また、図６はデータ送信確率を決定する他の方法（方法２）とその手順をフローチャートで示したものである。
【００４８】
ここでの確率処理部２５は、端末２０自身がデータ送信の代表となる旨の代表宣言メッセージを発信する機能と、端末２０以外の端末から送信されてきた代表宣言メッセージの個数をカウントする機能とを有する。
【００４９】
先ず、確率処理部２５は、周辺端末数ｎと電波強度Ｐのパラメータによって決まる電波到達半径ｒをｍ＝（ｎ＋１）／（πｒ2）の演算に供して周辺端末密度ｍを算出する（ステップ６１）。端末２０内のデータ格納部２６には周辺端末密度限界Ｎが格納されている。次いで、Nとｍを比較して（ステップ６２）、データ送信確率ｐを以下のように決定する。
【００５０】
１）Ｎ≧ｍである場合
データ送信確率ｐはｐ＝１と決定する（ステップ６３）。
【００５１】
２）Ｎ＜ｍである場合
端末２０自身がデータ送信の代表となる旨の代表宣言メッセージを周辺の端末に送信する（ステップ６４）。ここで、既に他の端末からＮ×πｒ2個以上の前記代表宣言メッセージを受信しているか否かの判断がなされる（ステップ６５）。そして、以下のようにデータ送信確率ｐを決定する。
【００５２】
ａ）既に周辺の端末からＮ×πｒ2個以上の前記代表宣言メッセージを受け取っていると判断された場合、データ送信確率ｐはｐ＝０と決定する（ステップ６６）。
【００５３】
ｂ）周辺の端末からＮ×πｒ2個以上の前記代表宣言メッセージを受け取っていないと判断された場合、データ送信確率ｐはｐ＝１と決定する（ステップ６７）。
【００５４】
これらの手順が通信ネットワーク３内の他の端末１で実行されることで、各々の端末１におけるデータ送信確率が算出される。
【００５５】
以上のデータ送信確率の決定法によって通信ネットワーク３における全ての端末１において周辺端末密度ｍが周辺端末度限界Ｎより大きい領域のデータ送信確率が設定され、この領域からのデータの送信が抑制される。また、周辺端末密度ｍが周辺端末密度限界Ｎ以下の領域では全ての端末１からデータを取得できるようになる。さらに、常に同じ端末１からのデータ送信が行われるようになり、センサ素子を備えた無線通信機能を有する端末からデータを収集する場合などには端末１ごとのセンサ素子の違いによるデータの誤差を抑えることが可能となる。
【００５６】
以上の実施形態で述べたデータ送信確率の決定方法は、図２〜図６で示した処理工程をコンピュータのプログラムで構成し、このプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラム、あるいは、コンピュータにその処理の工程の実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取りできる記録媒体、例えば、フレキシブルディスクや、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、前記プログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを介して提供することも可能である。
【００５７】
そして、これら記録媒体からコンピュータに前記のプログラムをインストールすることにより、あるいはネットワークからダウンロードしてコンピュータに前記のプログラムをインストールすることにより、本発明を実施することが可能となる。但し、コンピュータへのインストールはコンピュータ単位であり、装置やシステムが複数あることなどでインストールの対象となるコンピュータが複数ある場合には、当該プログラムは必要な処理部分毎にインストールされることは当然である。この場合、当該プログラムはコンピュータ対応に記録媒体に記録するか、またはネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のネットワーク管理システムの実施形態を示した概略図。
【図２】本発明における端末の概略構成図。
【図３】本発明における端末間の通信の流れを説明した説明図。
【図４】本発明の通信ネットワークにおけるデータ処理を示したフローチャート。
【図５】確率処理部におけるデータ送信確率決定手順（方法１）を示したフローチャート。
【図６】確率処理部におけるデータ送信確率決定手順（方法２）を示したフローチャート。
【符号の説明】
【００５９】
１，１０…端末
２…データ収集手段
３…通信ネットワーク
１１，２１，３１…メッセージ処理部
１２，２２，３２…データ送信部
１３．２３，３３…データ受信部
１４，２４，３４…周辺端末数カウンタ
１５，２５，３５…確率処理部
１６，２６，３６…データ格納部
２０…確率決定側端末
３０…周辺端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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