(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報それぞれについて、その情報を伝達することの緊急度を示す緊急指標を０と１との間の値で、かつ、全情報の緊急指標の総和が１になるように処理装置により算出する緊急指標算出部と、
上記緊急指標算出部が算出した緊急指標に基づき、複数の情報それぞれに割当てるビットのビット長を処理装置により算出するビット長算出部と、
上記ビット長算出部が算出したビット長のコードを複数の情報それぞれに処理装置により割当てるコード割当部と
を備えることを特徴とするコード割当装置。
【請求項２】
上記ビット長算出部は、Ｌ（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｑ（ｘ）），（ｘ：情報，Ｌ（ｘ）：情報ｘに割当てるビット長，ｑ（ｘ）：情報ｘの緊急指標）によりビット長を求める
ことを特徴とする請求項１記載のコード割当装置。
【請求項３】
処理装置が、複数の情報それぞれについて、その情報を伝達することの緊急度を示す緊急指標を０と１との間の値で、かつ、全情報の緊急指標の総和が１になるように算出する緊急指標算出ステップと、
処理装置が、上記緊急指標算出ステップで算出した緊急指標に基づき、複数の情報それぞれに割当てるビットのビット長を算出するビット長算出ステップと、
処理装置が、上記ビット長算出ステップで算出したビット長のコードを複数の情報それぞれに割当てるコード割当ステップと
を備えることを特徴とするコード割当方法。
【請求項４】
上記ビット長算出ステップでは、Ｌ（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｑ（ｘ）），（ｘ：情報，Ｌ（ｘ）：情報ｘに割当てるビット長，ｑ（ｘ）：情報ｘの緊急指標）によりビット長を求める
ことを特徴とする請求項３記載のコード割当方法。
【請求項５】
複数の情報それぞれについて、その情報を伝達することの緊急度を示す緊急指標を０と１との間の値で、かつ、全情報の緊急指標の総和が１になるように算出する緊急指標算出ステップと、
上記緊急指標算出ステップで算出した緊急指標に基づき、複数の情報それぞれに割当てるビットのビット長を算出するビット長算出ステップと、
上記ビット長算出ステップで算出したビット長のコードを複数の情報それぞれに割当てるコード割当ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするコード割当プログラム。
【請求項６】
上記ビット長算出ステップでは、Ｌ（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｑ（ｘ）），（ｘ：情報，Ｌ（ｘ）：情報ｘに割当てるビット長，ｑ（ｘ）：情報ｘの緊急指標）によりビット長を求める
ことを特徴とする請求項５記載のコード割当プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、例えば、高い信頼性を要求される高信頼通信において、十分な通信帯域が得られない場合に、通信帯域を節約しながら必要な情報を伝送するためのコード設計を行うコード割当装置、コード割当方法、コード割当プログラム、および、ネットワークを模擬しシミュレーションを行うシミュレーション装置、シミュレーション方法、シミュレーションプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１における方法は、伝送する情報の発生確率に基づき、よく発生する事象に短いコード、稀にしか発生しない事象に長いコードを割当てることにより、平均的に使用帯域を削減する。
【特許文献１】特開２００２−０９４５４０号公報
【非特許文献１】Ｔ．  Ｃｏｖｅｒ，  ａｎｄ  Ｊ．  Ｔｈｏｍａｓ著，「Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ」，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，１９９１年
【非特許文献２】Ｇ．  Ｗａｒｒｅｎ著，「Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｉｎ  Ｎｅｔ  Ｃｅｎｔｒｉｃ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ」０５Ｓ−ＳＩＷ−０１０，  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ，Ｓｐｒｉｎｇ  ２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
災害などの緊急時に多発する緊急情報は、非特許文献１などの従来の情報理論による帯域削減型コード設計では、長いコードを割当てられている稀に発生する情報である。しかし、災害などの緊急時こそ、通信が頻発し、通信帯域が込み合い、帯域を削減する必要がある。しかし、従来のコード化方式では、緊急情報などの稀に発生する情報に対しては長いコードが割当てられているため、災害などの緊急時に帯域の削減にはつながりづらいという課題があった。
【０００４】
また、帯域の削減などを目的としたネットワーク設計などを行うため、シミュレーションを行う場合がある。特に、複数のコンピュータをネットワーク接続して行う分散シミュレーションが行われている。従来の分散シミュレーションでシミュレーションを分散する主目的は、プロセッサにかかる負荷を分散し、大規模なシミュレーションを分散並列的に行うことにより、高速に結果を得ることであった。従って、非常に高性能なプロセッサがあったならば、敢えて分散する必要はなかった。ところが、帯域に制限のあるネットワークのシミュレーションでは、実際には狭帯域でしか接続されていない装置間を同一あるいは隣接したプロセッサで処理するため、通信路の制限が模擬できないという課題があった。
【０００５】
本発明の実施の形態は、上記の課題を解決するためになされたもので、伝送情報の発生確率の代わりに緊急指標（Ｕｒｇｅｎｃｙ  Ｉｎｄｅｘ）を使用し、稀にしか発生しない緊急度の高い情報に短いコードを割当てることにより、帯域を節約することを目的とする。
【０００６】
また、本発明の実施の形態は、上記の課題を解決するためになされたもので、物理的なネットワーク有さないシミュレーション装置において、通信帯域の制限を模擬したシミュレーションを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態にかかるコード割当装置は、複数の情報それぞれの緊急度を示す緊急指標を記憶装置に記憶する情報記憶部と、上記情報記憶部が記憶した緊急指標に基づき、複数の情報それぞれに割当てるビットのビット長を処理装置により算出するビット長算出部と、上記ビット長算出部が算出したビット長のコードを複数の情報それぞれに処理装置により割当てるコード割当部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施の形態にかかるコード割当装置によれば、ビット長算出部が緊急指標に基づき、情報に割当てられるビット長を算出するため、緊急度の高い情報に短いコードを割当てることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
まず、実施の形態にかかるコード割当装置１００のハードウェア構成について図１、図２に基づき説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態にかかるコード割当装置１００の外観の一例を示した図である。
図１において、コード割当装置１００は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）表示装置９０１、キーボード（Ｋ／Ｂ）９０２、マウス９０３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、データベース９０８、システムユニット９０９、サーバ９１０を備え、これらはケーブルで接続されている。
さらに、コード割当装置１００は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９４２、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
また、ＬＡＮ９４２、インターネット９４０には、携帯電話９５０などが接続されている。
【００１１】
図２は、実施の形態におけるコード割当装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２において、コード割当装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９１１を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０と接続されている。ＣＰＵは、処理装置の一例である。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置の一例である。
通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２等に接続されている。
また、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３などは、入力装置の一例である。
【００１２】
ここで、通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続されていても構わない。直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、コード割当装置１００は、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続され、ゲートウェイ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９２１、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３は、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００１３】
上記プログラム群９２３には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜情報」として説明するものが、「〜ファイル」として記憶されている。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。
【００１４】
また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００１５】
また、以下に述べる実施の形態を実施するプログラムは、また、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ等のその他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。
【００１６】
シミュレーション装置についての外観およびハードウェア構成の一例は、コード割当装置１００と同様である。
【００１７】
実施の形態１．
次に、実施の形態１について説明する。実施の形態１では、緊急指標を使用し、稀にしか発生しない緊急度の高い情報に短いコードを割当てるコード割当装置１００について説明する。
【００１８】
まず、コード化による通信の概念を図３に基づき説明する。図３は、（ａ）全情報を送付する場合と（ｂ）パタン番号のみを送付する場合とを表した図である。
（ａ）では、送信者１０は、受信者２０へ全情報を送信している。ここでは、送信者１０は、受信者２０へ「明日は雨だろう。」という情報を送信している。一方、（ｂ）では、送信者１０と受信者２０とは、晴れ、曇り、雨、雷という４個の情報に、それぞれ１、２、３、４の番号を割当てているパタンテーブル３０を共有する。そして、送信者１０は、受信者２０へパタン番号のみを送信している。ここでは、送信者１０は、受信者２０へパタン番号「３」という情報を送信している。「ａ」の場合に比べ、「ｂ」の場合は、帯域の使用を削減することができる。
高い信頼性を要求される高信頼通信において、十分な通信帯域が得られない場合、通信帯域を節約しながら必要な情報を伝送するためには、コード設計に工夫が必要である。そこで、伝送するネットワーク制御情報、ユーザ情報などの自由度を制限して、（ｂ）の場合のように、予め適切なパタンを作成しておき、パタンの種別のみ伝送する方法を用いる。本実施の形態では、このような場合における効果的なパタン作成の方法を説明する。つまり、どの情報をどのような番号、あるいはコードで表わせば、効果的に帯域削減ができるかということが、実施の形態１のポイントである。
【００１９】
次に、実施の形態１におけるコード割当方法の概要について図４に基づき説明する。図４は、（ａ）確率に基づくのコード化と（ｂ）緊急度に基づくコード化の概念を比較する図である。
（ａ）の確率に基づくコード化では、頻出の情報に多数のビット、すなわち狭い帯域を割当てる。一方、（ｂ）の緊急度に基づくコード化では、緊急な情報に少数のビット、すなわち狭い帯域を割当てる。確率に基づくコード化では、稀な事象に多数のビットを割当てることにより帯域削減を図っている。しかし、災害などの緊急時ほど通信帯域が込み合い、帯域を削減する必要がある。そこで、緊急度に基づくコード化では、伝送情報の発生確率の代わりに緊急指標を使用し、稀にしか発生しないが緊急時には頻発する緊急情報に短いコードを割当てることにより帯域を節約する。
【００２０】
通常、情報理論では、伝達情報の基本的な尺度として、情報ｘの発生確率ｐ（ｘ）によるエントロピーＨ１が用いられる。エントロピーＨ１は情報の不確定さの平均、または伝達される情報量の平均と解釈できる。エントロピーＨ１に基づく符号化、伝送容量の設計では、発生確率の高い事象には少ないビット数、低い事象には多いビット数を割当てる。しかし、災害、戦闘などの緊急時の通信においては、通常時には、広い帯域を使用している発生確率の低い情報であっても、緊急性の高い情報であれば、少ないビット数で用件を伝達したいという要求が発生する。そこで、情報ｘの発生確率ｐ（ｘ）の代わりに緊急指標ｑ（ｘ）を用いることにより、このような要求にこたえる設計を行う。緊急指標ｑ（ｘ）は、確率空間の性質を満たすようにΣｑ（ｘ）＝１などと定義することにより、上述したの情報理論の手法を使用できるようにする。本実施の形態では、緊急指標ｑ（ｘ）を使用する。
【００２１】
次に、実施の形態１の帯域を削減するためのコード割当について説明する。
【００２２】
まず、情報ｘの確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の機能について図５に基づき説明する。図５は、情報ｘの発生確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の機能を示す機能ブロック図である。図５において、コード割当装置１００は、確率入力部１１０、ビット長算出部１２０、コード割当部１３０、エントロピー算出部１４０、情報記憶部１５０を備える。
【００２３】
確率入力部１１０は、複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）を入力する。確率であるため、ｐ（ｘ）は０と１との間の値であり、Σｐ（ｘ）＝１である。
ビット長算出部１２０は、後述する情報記憶部１５０が記憶した発生確率ｐ（ｘ）に基づき、複数の情報ｘそれぞれに割当てるビットのビット長Ｌ１（ｘ）を処理装置により算出する。ここでは、ビット長算出部１２０は、Ｌ１（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｐ（ｘ））によりビット長Ｌ１（ｘ）を算出する。ここで、ｌｏｇの底は２であるとする。
コード割当部１３０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ１（ｘ）のコードを情報ｘに処理装置により割当てる。
エントロピー算出部１４０は、発生確率ｐ（ｘ）によるエントロピーＨ１を算出する。ここでは、エントロピー算出部１４０は、Ｈ１＝Σ（ｐ（ｘ）×Ｌ１（ｘ））によりエントロピーＨ１を算出する。
情報記憶部１５０は、確率入力部１１０が入力した、複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）を記憶装置に記憶する。また、情報記憶部１５０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ１（ｘ）、コード割当部１３０が割当てたコードなどを記憶する。
【００２４】
図６は、発生確率ｐ（ｘ）が等確率の場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。情報番号２１１は、情報ｘに振られたインデックスである。確率２１２は、複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）である。ビット長２１３は、複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）から求められたビット長Ｌ１（ｘ）である。コード例２１４は、複数の情報ｘそれぞれに対してコード割当部１３０が割当てたコードの例である。ここで、コードの例としては二進表示としている。
図７は、発生確率ｐ（ｘ）にばらつきがある場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。情報番号２２１、確率２２２、ビット長２２３、コード２２４は、それぞれ、情報番号２１１、確率２１２、ビット長２１３、コード２１４と同様である。
図６に示すように発生確率ｐ（ｘ）が等確率の場合、コード長２１３は、全ての情報に対して同一となる。一方、図７に示すように発生確率ｐ（ｘ）にばらつきがある場合、発生確率ｐ（ｘ）の高いものほどコード長は短くなる。
【００２５】
次に、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００について図８に基づき説明する。図８は、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の機能を示すブロック図である。実施の形態１にかかるコード割当装置１００は、確率入力部１１０に代え、緊急指標算出部１６０を備える。実施の形態１にかかるコード割当装置１００は、その他、ビット長算出部１２０、コード割当部１３０、エントロピー算出部１４０、情報記憶部１５０を備える。
【００２６】
緊急指標算出部１６０は、複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）を０と１との間の値で、かつ、全情報の緊急指標ｑ（ｘ）の総和が１になるように処理装置により算出する。つまり、緊急指標ｑ（ｘ）は、Σｑ（ｘ）＝１である。
ビット長算出部１２０は、情報記憶部１５０が記憶した緊急指標ｑ（ｘ）に基づき、複数の情報ｘそれぞれに割当てるビットのビット長Ｌ２（ｘ）を処理装置により算出する。ここでは、ビット長算出部１２０は、Ｌ２（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｑ（ｘ））によりビット長Ｌ２（ｘ）を算出する。ここで、ｌｏｇの底は２であるとする。
コード割当部１３０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ２（ｘ）のコードを情報ｘに処理装置により割当てる。
エントロピー算出部１４０は、緊急指標ｑ（ｘ）による緊急エントロピーＨ２を算出する。ここでは、エントロピー算出部１４０は、Ｈ２＝Σ（ｑ（ｘ）×Ｌ２（ｘ））により緊急エントロピーＨ２を算出する。
情報記憶部１５０は、緊急指標算出部１６０が算出した、複数の情報ｘそれぞれの緊急度を示す緊急指標ｑ（ｘ）を記憶装置に記憶する。また、情報記憶部１５０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ２（ｘ）、コード割当部１３０が割当てたコードなどを記憶する。
【００２７】
図９は、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）を使用した場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。情報番号２３１は、情報ｘに振られたインデックスである。緊急指標２３２は、複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）である。ビット長２３３は、複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）から求められたビット長Ｌ２（ｘ）である。コード例２３４は、複数の情報ｘそれぞれに対してコード割当部１３０が割当てたコードの例である。ここで、コードの例としては二進表示としている。
図９に示すように、緊急指標ｑ（ｘ）の値の大きい緊急度の高いものほどコード長は短くなる。
【００２８】
次に、情報ｘの発生確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作について図１０に基づき説明する。図１０は、情報ｘの発生確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、確率入力部１１０は、複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）を情報記憶部１５０へ入力する。そして、情報記憶部１５０は、入力された複数の情報ｘそれぞれの発生確率ｐ（ｘ）を記憶装置に記憶する（確率入力ステップＳ１０１）。次に、ビット長算出部１２０は、複数の情報ｘそれぞれに割当てるビットのビット長Ｌ１（ｘ）を処理装置により算出する。ビット長算出部１２０は、情報記憶部１５０が記憶した発生確率ｐ（ｘ）に基づき、Ｌ１（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｐ（ｘ））によりビット長Ｌ１（ｘ）を算出する。そして、情報記憶部１５０は、算出されたビット長Ｌ１（ｘ）を記憶装置に記憶する（ビット長算出ステップＳ１０２）。次に、コード割当部１３０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ１（ｘ）のコードを情報ｘに処理装置により割当てる。そして、情報記憶部１５０は、割当てられたコードを記憶装置に記憶する（コード割当ステップＳ１０３）。次に、エントロピー算出部１４０は、複数の情報ｘそれぞれついて、ビット長Ｌ１（ｘ）に発生確率ｐ（ｘ）をかけて和をとり、エントロピーＨ１を算出する。エントロピー算出部１４０は、Ｈ１＝Σ（ｐ（ｘ）×Ｌ１（ｘ））によりエントロピーＨ１を算出する（エントロピー算出ステップＳ１０４）。
【００３０】
次に、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作について図１１に基づき説明する。図１１は、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、緊急指標算出部１６０は、複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）を算出する。緊急指標算出部１６０は、複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）を０と１との間の値で、かつ、全情報の緊急指標ｑ（ｘ）の総和が１になるように処理装置により算出する。また、緊急指標算出部１６０は、緊急性の高い情報には大きい値を、緊急性の低い情報には小さい値を緊急指標ｑ（ｘ）として割当てる。そして、情報記憶部１５０は、算出された複数の情報ｘそれぞれの緊急指標ｑ（ｘ）を記憶装置に記憶する（緊急指標算出ステップＳ２０１）。次に、ビット長算出部１２０は、複数の情報ｘそれぞれに割当てるビットのビット長Ｌ２（ｘ）を処理装置により算出する。ビット長算出部１２０は、緊急指標算出部１６０が算出した緊急指標ｑ（ｘ）に基づき、Ｌ２（ｘ）＝−ｌｏｇ（ｑ（ｘ））によりビット長Ｌ２（ｘ）を算出する。そして、情報記憶部１５０は、算出されたビット長Ｌ２（ｘ）を記憶装置に記憶する（ビット長算出ステップ２０２）。次に、コード割当部１３０は、ビット長算出部１２０が算出したビット長Ｌ２（ｘ）のコードを情報ｘに処理装置により割当てる。そして、情報記憶部１５０は、割当てられたコードを記憶装置に記憶する（コード割当ステップＳ２０３）。エントロピー算出部１４０は、複数の情報ｘそれぞれついて、ビット長Ｌ２（ｘ）に緊急指標ｑ（ｘ）をかけて和をとり、緊急エントロピーＨ２を算出する。エントロピー算出部１４０は、Ｈ２＝Σ（ｑ（ｘ）×Ｌ２（ｘ））により緊急エントロピーＨ２を算出する（緊急エントロピー算出ステップＳ２０４）。
【００３２】
次に、確率に基づく方式と緊急指標に基づく方式との特徴について図１２に基づき説明する。図１２は、確率に基づく方式と緊急指標に基づく方式とのパラメータ比較３００を示した図である。
【００３３】
まず、確率に基づく方式で指標として使用するのは、情報ｘの発生する確率ｐ（ｘ）であり、情報ｘの起こりやすさの尺度である。一方、緊急指標に基づく方式で指標として使用するのは、情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）であり、情報ｘの緊急性の尺度である。
【００３４】
また、確率に基づく方式におけるログスケールパラメータ（ビット長）は、Ｌ１＝−ｌｏｇ２ｐ（ｘ）で表され、稀少性の指標である。つまり、確率に基づく方式におけるログスケールパラメータは、稀な情報ほど大きい。一方、緊急指標に基づく方式におけるログスケールパラメータ（ビット長）は、Ｌ２＝−ｌｏｇ２ｑ（ｘ）で表され、非緊急性の指標である。つまり、緊急指標に基づく方式におけるログスケールパラメータは、緊急でないほど大きい。
【００３５】
また、確率に基づく方式におけるエントロピーは、Ｈ１＝Σ（ｐ（ｘ）×Ｌ１（ｘ））＝−Σ（ｐ（ｘ）×ｌｏｇ２ｐ（ｘ））で表され、不確かさの平均尺度であり、確率の分散尺度である。また、確率に基づく方式におけるエントロピーは、データ圧縮において有効である。しかし、確率に基づく方式におけるエントロピーは、全ての情報が等確率（完全にランダム）で発生すると意味がなくなる。一方、緊急指標に基づく方式におけるエントロピーは、Ｈ２＝Σ（ｑ（ｘ）×Ｌ２（ｘ））＝−Σ（ｑ（ｘ）×ｌｏｇ２ｑ（ｘ））で表され、非緊急性の平均の尺度であり、緊急レベルの分散の尺度である。また、緊急指標に基づく方式におけるエントロピーは、緊急対応において有効である。しかし、緊急指標に基づく方式におけるエントロピーは、全ての情報の緊急性が同じであると意味がなくなる。
【００３６】
上記では、ビット長を算出する場合に、ｌｏｇの底を２としたが、他の数としても原理的には同様である。つまり、ｌｏｇの底を１０とすれば、１０進数での桁数が求まる。
【００３７】
実施の形態１によれば、緊急指標ｑ（ｘ）を用いることにより、災害や戦闘などの緊急通信において、通常は広い帯域を使用しても、緊急性の高い事象ほど、少ないビット数で用件を伝達したいなどの要求に答える設計を行うことができる。
また、実施の形態１によれば、緊急指標ｑ（ｘ）を、確率ｐ（ｘ）の性質を満たすように（ゼロと１の間の数、総和を１とするなど）定義することにより、確率ｐ（ｘ）を用いた場合と同様の手法によりコード化を行うことが可能である。
【００３８】
実施の形態２．
次に実施の形態２について説明する。実施の形態２では、例えば、実施の形態１で示した緊急指標などに基づくコード化方式を利用したネットワークシミュレーションについて説明する。
【００３９】
まず、ネットワークを模擬するシミュレーション装置について図１３に基づき説明する。図１３は、ネットワークにおけるノード接続図４００とネットワークを模擬するシミュレーション装置であるネットワークＭ＆Ｓ（Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）装置５００とについて示した図である。ネットワークＭ＆Ｓ装置５００は、シミュレーション装置の一例である。
【００４０】
ネットワークにおけるノード接続図４００では、ノード（送受信者）４１０のグループ（集合）であるノードグループ４２０が複数存在し、各ノードグループ４２０が相互に通信リンク４３０によって接続されている。このようなネットワークをネットワークＭ＆Ｓ装置５００によって模擬する。
【００４１】
ネットワークＭ＆Ｓ装置５００は、通信機能フェデレート５１０、通信劣化フェデレート５２０、シナリオＭ＆Ｓフェデレート５３０、ソフトウェアバス５４０、データ交換部５５０を備える。ここでは、シミュレーションモジュールのことをフェデレートともいう。
【００４２】
通信機能フェデレート５１０は、ルーティングなどの通信機能を模擬する。通信劣化フェデレート５２０は、伝播損失などの通信劣化を模擬する。シナリオＭ＆Ｓフェデレート５３０は、ノードの振舞いなどのシナリオを模擬する。ソフトウェアバス５４０は、シミュレーションモジュール間の相互接続のためのソフトウェア的なバスツールである。データ交換部５５０は、各シミュレーションモジュールとソフトウェアバスとのデータ交換を行う。
【００４３】
ここで、図１３に示すネットワークＭ＆Ｓ装置５００によって、ネットワークを模擬する場合、ネットワーク全体におけるルーティングなどの機能に注目して、通信機能フェデレート５１０を設ける。また、ネットワーク内での伝播損失などについては、通信劣化フェデレート５２０を設ける。しかし、着目していない通信劣化機能は、全く考慮されない。つまり、図１３に示すネットワークＭ＆Ｓ装置５００では、通信劣化として遅延を設定した場合、遅延以外の通信劣化は一切考慮されず、機械的に通信リンク４３０では何秒遅延するとするのみである。
また、シミュレーションを行う場合、単一のコンピュータなどにより行うため、帯域に制限のあるネットワークのシミュレーションなどにおいて、実際には狭帯域の通信リンク４３０でしか接続されていないノード４１０あるいはノードグループ４２０間を、同一あるいは隣接したプロセッサで処理することになる。そのため、シミュレーションでは、通信リンク４３０の帯域などの制限が模擬できない。したがって、図１３に示すネットワークＭ＆Ｓ装置５００によるシミュレーションでは、理想的な通信路が確保されたような結果が出てしまうことがある。つまり、実際にはネットワークを介して行われ、通信路の制限により遅延やデータ欠損などの課題が発生して失敗する可能性がある情報の授受を、成功すると理想化してしまうことがある。
【００４４】
次に、通信リンク４３０の帯域などの制限を模擬するシミュレーション装置について、図１４に基づき説明する。図１４は、ネットワークにおけるノード接続図４００と通信リンク４３０の帯域などの制限を模擬するシミュレーション装置であるネットワークＭ＆Ｓ装置６００とを示した図である。ネットワークＭ＆Ｓ装置６００は、シミュレーション装置の一例である。
【００４５】
図１４に示すネットワークにおけるノード接続図４００の構成は、図１３に示したネットワークにおけるノード接続図４００と同様である。図１４に示すネットワークにおけるノード接続図４００の通信リンク４３０は、帯域に制限がある。図１４では、通信リンク４３０の帯域の制限について、各ノードグループ４２０間を結ぶ通信リンク４３０を示す線の太さにより示している。つまり、図１４において、通信リンク４３０を示す線の太さが太いほど、広い帯域を持つことを示す。
【００４６】
帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００は、ノード模擬部６１０、シナリオＭ＆Ｓフェデレート５３０、ソフトウェアバス５４０、データ交換部５５０を備える。
【００４７】
ノード模擬部６１０は、複数のノードグループ４２０それぞれに対応し、それぞれのノードグループを処理装置により模擬する。ノード模擬部６１０は、データ交換部５５０がデータ交換するデータ量やデータ交換する頻度などのデータ交換の効率を調整し、通信リンク４３０の帯域の大小を処理装置により模擬する帯域模擬部６１１を備える。つまり、帯域模擬部６１１は、図１４において通信リンク４３０を示す線の太さが太い場所ほど、データ交換部５５０がデータ交換するデータ量を多くする、あるいは、データ交換する頻度を多くすることにより通信リンク４３０の帯域の大小を模擬する。また、ノード模擬部６１０は、上述した通信機能フェデレート５１０、通信劣化フェデレート５２０などの機能を合わせ持つ。シナリオＭ＆Ｓフェデレート５３０は、上記と同様である。ソフトウェアバス５４０は、上記と同様シミュレーションモジュール間の相互接続のため、ここでは、複数のノード模擬部６１０それぞれを処理装置により相互に接続する。データ交換部５５０は、上記同様、各シミュレーションモジュールとソフトウェアバスとのデータ交換を行うため、ここでは、各ノード模擬部６１０とソフトウェアバスとのデータ交換を処理装置により行う。
【００４８】
次に、帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００の動作について図１５に基づき説明する。図１５は、帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００の動作を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、ノード模擬部６１０は、複数のノードグループ４２０それぞれに対応し、それぞれのノードグループ４２０を模擬する（ノード模擬ステップＳ３０１）。次に、ノード模擬ステップＳ３０１でノードグループ４２０を模擬した複数のノード模擬部６１０それぞれをソフトウェアバス５４０により相互に接続する（接続ステップＳ３０２）。次に、データ交換部５５０は、複数のノード模擬部６１０とソフトウェアバス５４０とのデータ交換を行う（データ交換ステップＳ３０３）。そして、帯域模擬部６１１は、データ交換ステップＳ３０３でデータ交換する効率を調整し、通信リンク４３０の帯域の大小を模擬する（帯域模擬ステップＳ３０４）。
【００５０】
図１４に示す帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００によれば、帯域模擬部６１１が通信リンク４３０の帯域の大小を模擬する。すなわち、帯域模擬部６１１は、あるノードグループ４２０間の通信リンク４３０が広帯域の場合は、対応するノード模擬部６１０間のデータ交換を多くする、または、頻繁に行うようにする。これにより、図１４に示す帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００によれば、ネットワークの通信帯域の制限を模擬可能となる。したがって、図１４に示す帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００によれば、帯域が狭い場合には通信が行えないなどの事態がシミュレーションにより明らかになる。
【００５１】
図１４に示す帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００によるシミュレーションに合わせて緊急指標によるコード化方式を利用すると、緊急の際のシミュレーションとして、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態にかかるコード割当装置１００の外観の一例を示した図である。
【図２】実施の形態におけるコード割当装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】（ａ）全情報を送付する場合と（ｂ）パタン番号のみを送付する場合とを表した図である。
【図４】（ａ）確率に基づくのコード化と（ｂ）実施の形態１にかかるコード化の概念を比較する図である。
【図５】情報ｘの確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の機能を示す機能ブロック図である。
【図６】発生確率ｐ（ｘ）が等確率の場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。
【図７】発生確率ｐ（ｘ）にばらつきがある場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。
【図８】情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の機能を示すブロック図である。
【図９】情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）を使用した場合に情報記憶部１５０が記憶装置に記憶するデータの一例である。
【図１０】情報ｘの確率ｐ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図１１】情報ｘの緊急指標ｑ（ｘ）によるコード割当を行うコード割当装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図１２】確率に基づく方式と緊急指標に基づく方式とのパラメータ比較３００を示した図である。
【図１３】ネットワークにおけるノード接続図４００とネットワークを模擬するシミュレーション装置であるネットワークＭ＆Ｓ装置５００とについて示した図である。
【図１４】ネットワークにおけるノード接続図４００と通信リンク４３０の帯域などの制限を模擬するシミュレーション装置であるネットワークＭ＆Ｓ装置６００とを示した図である。
【図１５】帯域を模擬するネットワークＭ＆Ｓ装置６００の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０  送信者、２０  受信者、３０  パタンテーブル、１００  コード割当装置、１１０  確率入力部、１２０  ビット長算出部、１３０  コード割当部、１４０  エントロピー算出部、１５０  情報記憶部、１６０  緊急指標算出部、４００  ネットワークにおけるノード接続図、４１０  ノード、４２０  ノードグループ、４３０  通信リンク、５００  ネットワークＭ＆Ｓ装置、５１０  通信機能フェデレート、５２０  通信劣化フェデレート、５３０  シナリオＭ＆Ｓフェデレート、５４０  ソフトウェアバス、５５０  データ交換部、６００  ネットワークＭ＆Ｓ装置、６１０  ノード模擬部、６１１  帯域模擬部、９０１  ＣＲＴ表示装置、９０２  Ｋ／Ｂ、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０８  データベース、９０９  システムユニット、９１０  サーバ、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９３１  電話器、９３２  ＦＡＸ機、９４０  インターネット、９４１  ゲートウェイ、９４２  ＬＡＮ、９５０  携帯電話。
【図１】
0004589213.tif 000002
【図２】
0004589213.tif 000003
【図３】
0004589213.tif 000004
【図４】
0004589213.tif 000005
【図５】
0004589213.tif 000006
【図６】
0004589213.tif 000007
【図７】
0004589213.tif 000008
【図８】
0004589213.tif 000009
【図９】
0004589213.tif 000010
【図１０】
0004589213.tif 000011
【図１１】
0004589213.tif 000012
【図１２】
0004589213.tif 000013
【図１３】
0004589213.tif 000014
【図１４】
0004589213.tif 000015
【図１５】
0004589213.tif 000016