(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ伝送制御装置が各々ネットワークを介して他の任意のデータ伝送制御装置とのデータ伝送を行うシステムにおけるデータ伝送制御装置であって、
前記ネットワーク内で同一となる時刻を発生する時刻発生手段と、
自装置に固有の送出タイミングを生成するのに必要な送出タイミング用パラメータを記憶しておくための送出タイミング用パラメータ記憶手段と、
前記送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている前記送出タイミング用パラメータに基づいて、自装置に固有の送出タイミングのスケジュールを前記ネットワークを構成する他の全てのデータ伝送制御装置から独立に作成する送信タイミング作成手段であって、当該他の全てのデータ伝送制御装置がそれぞれ有する送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている送出タイミング用パラメータに基づいて当該他の全てのデータ伝送制御装置が独立に作成する送出タイミングと重複しない送出タイミングのスケジュールを作成する送信タイミング作成手段と、
前記時刻発生手段により発生される時刻を監視して、前記送信タイミング作成手段により作成された送出タイミングの到来を検出することで、前記ネットワークへの送信データの送出を行う送信データ送出手段と
を具備することを特徴とするデータ伝送制御装置。
【請求項２】
前記送出タイミング用パラメータは、前記ネットワークに接続されている全データ伝送制御装置の群を単位に連続的に繰り返し割り当てられる期間を示すネットワーク内送出周期パラメータ、及び前記各データ伝送制御装置間のタイミングのずれを吸収するためにデータ送出が禁止される送出タイミング余裕期間を示す送出タイミング余裕パラメータを含んでおり、
前記送信タイミング作成手段は、前記ネットワーク内送出周期パラメータの示す各期間内の、少なくとも、前記ネットワークに接続されているデータ伝送制御装置の数で決まる、他のデータ伝送制御装置と重複しない自装置用の期間のうち、前記送出タイミング余裕パラメータの示す送出タイミング余裕期間を除く期間を、自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間とすることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送制御装置。
【請求項３】
前記ネットワークに接続されている各データ伝送制御装置に固有の長さの送出タイミング期間を設定するのに必要な、比率を示す相対送出間隔倍率パラメータまたはオフセット期間を示す相対送出オフセットパラメータを記憶しておくための送出頻度優先度パラメータ記憶手段を更に具備し、
前記送信タイミング作成手段は、前記自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間に、自装置の前記相対送出間隔倍率パラメータの示す比率または前記相対送出オフセットパラメータの示すオフセット期間を反映させることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送制御装置。
【請求項４】
前記ネットワークに接続されている各データ伝送制御装置が当該ネットワークを占有可能な期間を示すネットワーク占有用パラメータを記憶しておくためのネットワーク占有用パラメータ記憶手段を更に具備し、
前記送信タイミング作成手段は、自装置の前記ネットワーク占有用パラメータの示す占有可能期間を第１の送出タイミング期間とし、当該第１の送出タイミング期間と、少なくとも、前記ネットワークに接続されているデータ伝送制御装置の数と前記送出タイミング余裕パラメータとから決定される第２の送出タイミング期間とからなる期間を、前記自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間とすることを特徴とする請求項２記載のデータ伝送制御装置。
【請求項５】
前記ネットワークの伝送負荷を計測する伝送負荷計測手段と、
前記伝送負荷計測手段の計測結果をもとに前記ネットワーク内送出周期パラメータを変更する手段と
を更に具備することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のデータ伝送制御装置。
【請求項６】
ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られるＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ時刻信号を一定時間間隔で受信する外部時刻受信手段を更に具備し、
前記時刻発生手段は、前記外部時刻受信手段で受信されたＧＰＳ時刻信号と内部クロックとをもとに前記時刻を発生することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送制御装置。
【請求項７】
複数のデータ伝送制御装置が各々ネットワークを介して他の任意のデータ伝送制御装置とのデータ伝送を行い、前記ネットワークを構成する全てのデータ伝送制御装置の各々が自装置に固有の送出タイミングを生成するのに必要な送出タイミング用パラメータを記憶しておくための送出タイミング用パラメータ記憶手段を備えたシステムにおいて、前記全てのデータ伝送制御装置の各々で実行されるデータ送出タイミング制御方法であって、
前記ネットワーク内で同一となる時刻を内部クロックのタイミングで発生するステップと、
前記送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている前記送出タイミング用パラメータに基づいて、自装置に固有の送出タイミングのスケジュールを前記ネットワークを構成する他の全てのデータ伝送制御装置から独立に作成するステップであって、当該他の全てのデータ伝送制御装置がそれぞれ有する送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている送出タイミング用パラメータに基づいて当該他の全てのデータ伝送制御装置が独立に作成する送出タイミングと重複しない送出タイミングのスケジュールを作成するステップと、
前記内部クロックのタイミングで発生される時刻を監視して、前記作成された送出タイミングの到来を検出するステップと、
前記作成された送出タイミングの到来の検出に応じて、前記ネットワークへの送信データの送出を行うステップと
を具備することを特徴とするデータ送出タイミング制御方法。
【請求項８】
複数のデータ伝送制御装置が各々ネットワークを介して他の任意のデータ伝送制御装置とのデータ伝送を行い、前記ネットワークを構成する全てのデータ伝送制御装置の各々が自装置に固有の送出タイミングを生成するのに必要な送出タイミング用パラメータを記憶しておくための送出タイミング用パラメータ記憶手段を備えたシステムにおいて、前記全てのデータ伝送制御装置の各々で実行されるプログラムであって、
前記全てのデータ伝送制御装置の各々に、
前記ネットワーク内で同一となる時刻を内部クロックのタイミングで発生するステップと、
前記送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている前記送出タイミング用パラメータに基づいて、自装置に固有の送出タイミングのスケジュールを前記ネットワークを構成する他の全てのデータ伝送制御装置から独立に作成するステップであって、当該他の全てのデータ伝送制御装置がそれぞれ有する送出タイミング用パラメータ記憶手段に記憶されている送出タイミング用パラメータに基づいて当該他の全てのデータ伝送制御装置が独立に作成する送出タイミングと重複しない送出タイミングのスケジュールを作成するステップと、
前記内部クロックのタイミングで発生される時刻を監視して、前記作成された送出タイミングの到来を検出するステップと、
前記作成された送出タイミングの到来の検出に応じて、前記ネットワークへの送信データの送出を行うステップと
を実行させるためのデータ伝送制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワーク上での送信データの衝突を回避するのに好適なデータ伝送制御装置、データ送出タイミング制御方法及びデータ伝送制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等のネットワークを介して複数のノード（ノード装置）が相互接続されたネットワークシステムにおいては、ＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）と呼ばれるアクセス方式を適用するのが一般的であった。
【０００３】
ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のネットワークシステムでは、各ノードは、ネットワーク上での送信データの衝突（collision）を防止するために、ネットワーク（の伝送路）上に送信データが存在しないことを確認した上でデータを送信する手段を有している。しかし、この手段は各ノードで独立に動作するため、複数のノードから同時にデータが送信される恐れがあり、衝突発生を回避できない場合があった。
【０００４】
そこで各ノードは、ネットワーク上での送信データの衝突が発生した場合に、再送信での再衝突を抑制するために、２のべき乗を基本とした組み合わせによる送出タイミング遅延を独立に行う手段を有している。しかし、各ノードが送出タイミングを遅延した場合、各ノードが実際に送信可能となるまでに時間を要し、ネットワークでの伝送効率が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の技術においては、各ノードが同時にデータを送信することを回避するのは困難であり、同時データ送信によりネットワーク上で送信データの衝突が発生した場合、各ノードが送出タイミング遅延を独立に行う必要があった。このため従来は、各ノードが実際に送信可能となるまでに時間を要し、ネットワークでの伝送効率が低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、ネットワーク上での送信データの衝突を回避して、衝突発生による送出タイミング遅延の発生を防止し、ネットワークの伝送効率が向上できるデータ伝送制御装置、データ送出タイミング制御方法及びデータ伝送制御プログラムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ネットワークを介して行われるデータ伝送を制御するデータ伝送制御装置において、上記ネットワーク内で同一となる時刻を発生する時刻発生手段と、自装置に固有の送出タイミングを生成するのに必要な送出タイミング用パラメータを記憶しておくための送出タイミング用パラメータ記憶手段と、この記憶手段に記憶されている送出タイミング用パラメータに基づいて、自装置に固有の、他のデータ伝送制御装置と重複しない送出タイミングのスケジュールを作成する送信タイミング作成手段と、上記時刻発生手段により発生される時刻を監視して、上記送信タイミング作成手段により作成された送出タイミングの到来を検出することで、上記ネットワークへの送信データの送出を行う送信データ送出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここでデータ伝送制御装置が他のデータ伝送制御装置とは独立に動作しながら、データ伝送の対象ネットワーク内で同一となる時刻を時刻発生手段により発生させるには、ＧＰＳ衛星から送られるＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ時刻信号を一定時間間隔で受信する外部時刻受信手段を設け、この外部時刻受信手段で受信されたＧＰＳ時刻信号と内部クロックとをもとに上記時刻が発生される構成とするとよい。
【０００９】
このような構成のデータ伝送制御装置においては、他のデータ伝送制御装置と重複しない送出タイミングのスケジュールが作成され、時刻発生手段により発生される時刻、即ちネットワーク内で同一となる時刻が、上記作成されたスケジュールで示される時刻に一致したタイミングで、送信データが送出される。
【００１０】
したがって、このような構成のデータ伝送制御装置が複数、ネットワークに接続されたネットワークシステムにおいて、当該ネットワーク上に複数のデータ伝送制御装置が同時にデータを送出すること、つまりネットワーク上での送信データの衝突が発生することを回避できる。これにより、衝突発生による送出タイミング遅延を発生させないで済む。
【００１１】
ここで、上記送出タイミング用パラメータとして、ネットワークに接続されている全データ伝送制御装置の群を単位に連続的に繰り返し割り当てられる期間を示すネットワーク内送出周期パラメータ、及び各データ伝送制御装置間のタイミングのずれを吸収するためにデータ送出が禁止される送出タイミング余裕期間を示す送出タイミング余裕パラメータを含め、ネットワーク内送出周期パラメータの示す各期間内の、少なくとも、ネットワークに接続されているデータ伝送制御装置の数で決まる、他のデータ伝送制御装置と重複しない自装置用の期間のうち、送出タイミング余裕パラメータの示す送出タイミング余裕期間を除く期間を、自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間とするとよい。
【００１２】
このような構成においては、各データ伝送制御装置間のタイミングのずれが存在する状態で、各装置が独立に動作して自装置のデータ送出タイミングのスケジュールを生成した結果、自装置用の期間が他の装置用の期間と一部重複したとしても、この自装置用の期間の中に送出タイミング余裕期間が確保されるため、各データ伝送制御装置間のタイミングのずれによる衝突発生を回避できる。
【００１３】
また本発明は、上記データ伝送制御装置に、ネットワークに接続されている各データ伝送制御装置に固有の長さの送出タイミング期間を設定するのに必要な、比率を示す相対送出間隔倍率パラメータまたはオフセット期間を示す相対送出オフセットパラメータを記憶しておくための送出頻度優先度パラメータ記憶手段を追加し、上記送信タイミング作成手段では、自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間に、自装置の上記相対送出間隔倍率パラメータの示す比率または相対送出オフセットパラメータの示すオフセット期間を反映させるようにしたことをも特徴とする。
【００１４】
このような構成においては、各データ伝送制御装置毎に、自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間に、自装置に固有の相対送出間隔倍率パラメータの示す比率または相対送出オフセットパラメータの示すオフセット期間を反映させることで、各データ伝送制御装置毎に固有の送出タイミング期間を設定できる。これにより、上述の衝突回避を実現するだけでなく、各データ伝送制御装置がデータ送出可能な送出タイミング期間に優先度を持たせること、つまり各データ伝送制御装置の送出頻度に優先度を持たせることが可能となり、ネットワーク内送出周期パラメータの示す限られた期間を各データ伝送制御装置に有効に割り当て、伝送効率の一層の効率化が図れる。
【００１５】
また本発明は、上記データ伝送制御装置に、ネットワークに接続されている各データ伝送制御装置が当該ネットワークを占有可能な期間を示すネットワーク占有用パラメータを記憶しておくためのネットワーク占有用パラメータ記憶手段を追加し、上記送信タイミング作成手段では、自装置の上記ネットワーク占有用パラメータの示す占有可能期間を第１の送出タイミング期間とし、当該第１の送出タイミング期間と、少なくとも、ネットワークに接続されているデータ伝送制御装置の数と上記送出タイミング余裕パラメータとから決定される第２の送出タイミング期間とからなる期間を、自装置からのデータ送出が可能な送出タイミング期間とすることをも特徴とする
このような構成においては、各データ伝送制御装置毎に、ネットワーク占有用パラメータに従って自装置がネットワークを占有可能な第１の送出タイミング期間を確保することにより、各装置では、少なくとも、ネットワークに接続されているデータ伝送制御装置の数と上記送出タイミング余裕パラメータとから決定される第２の送出タイミング期間に上記第１の送出タイミング期間（ネットワーク占有可能期間）を加えた期間、排他的にデータ送出できる。
【００１６】
また本発明は、上記データ伝送制御装置に、ネットワークの伝送負荷を計測する伝送負荷計測手段と、この伝送負荷計測手段の計測結果をもとに上記ネットワーク内送出周期パラメータを変更する手段とを追加したことをも特徴とする。
【００１７】
このような構成においては、ネットワークの伝送負荷を計測することで、その伝送負荷から、ネットワークでの衝突回避を制約条件とした送出タイミング期間の不足または過多が判定可能であるため、計測された伝送負荷に基づいてネットワーク内送出周期パラメータを変更することで、即ち当該パラメータの示すネットワーク内送出周期（全データ伝送制御装置の群を単位に連続的に繰り返し割り当てられる期間）を変更することで、衝突発生回避を制約条件とした必要十分な送出タイミング期間の自動調整が図れる。つまり、上述の衝突回避、更には送出タイミング期間（送信頻度）の優先度付けを実現するだけでなく、送出タイミング調整の自動化が実現可能となる。
【００１８】
なお、以上のデータ伝送制御装置に係る本発明は、当該装置で実行される方法（データ送出タイミング制御方法）に係る発明としても、当該装置に、当該方法で適用される各手順を実行させるための（或いはコンピュータを当該発明に相当する各手段として機能させるための、或いはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラム（データ伝送制御プログラム）に係る発明としても成立する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１において、ＬＡＮ等のネットワーク１２には、データ伝送制御機能を有するノードとしてのデータ伝送制御装置１１が複数台（Ｎ台）接続されている。データ伝送制御装置１１は、例えば、パーソナルコンピュータ等、通信機能を有する機器に実装されたネットワークインタフェースであり、ＲＯＭ等の不揮発性メモリに格納された、或いは機器本体側からダウンロードされた制御プログラム（図示せず）に従って動作する。各データ伝送制御装置１１の内部構成は同一である。したがって、図１では１つのデータ伝送制御装置１１についてのみ内部構成を示し、他のデータ伝送制御装置１１の内部構成は省略してある。
【００２２】
データ伝送制御装置１１は、外部時刻受信部１３、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４、送出タイミング用パラメータ記憶部１５、送出タイミング作成部１６及び送信データ送出部１７を備えている。
【００２３】
外部時刻受信部１３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られる信号（ＧＰＳ信号）に含まれているＧＰＳ時刻信号Ｔｇを受信（抽出）する。
【００２４】
対象ネットワーク内同一時刻発生部１４は、データ伝送の対象となるネットワーク１２内で同一となる時刻Ｔｃを、外部時刻受信部１３により受信されたＧＰＳ時刻信号Ｔｇ及び装置内クロックＴｉｎに基づいて生成する。即ち対象ネットワーク内同一時刻発生部１４は、時刻Ｔｃを、ＧＰＳ時刻信号Ｔｇ及び装置内クロック（の周期）Ｔｉｎとから、Ｔｉｎの精度がΔＴｉｎとして、次式
Ｔｃ＝Ｔｇ＋ΣＴｉｎ                （１）
に従って生成する。ここで、ΣＴｉｎはＧＰＳ時刻信号Ｔｇの受信時から現時点までのＴｉｎの総和、つまり装置内クロックの数で決まる経過時間を示す。したがって上記（１）式は、ＧＰＳ時刻信号Ｔｇを初期値とするＴｃに、装置内クロックのタイミング毎に時間Ｔｉｎを加算して最新の時刻Ｔｃを算出する処理を繰り返すことを示す。
【００２５】
さて、上記（１）式に従う時刻Ｔｃの生成は、各データ伝送制御装置１１で独立に行われることから、時間の経過と共に、各データ伝送制御装置１１間でＴｃの値がずれてくる可能性がある。そこで本実施形態では、ΣΔＴｉｎの精度が後述する送出タイミング余裕ΔＴを越えない周期で、外部時刻受信部１３がＧＰＳ時刻信号Ｔｇを定期的に受信して、その都度対象ネットワーク内同一時刻発生部１４にてＴｃを最新のＴｇに更新して、再び上記（１）式に従う時刻Ｔｃの生成を繰り返すようにしている。このようにすることで、各データ伝送制御装置１１が独立に生成するＴｃを、一定の精度の範囲内で同一に維持することができる。
【００２６】
なお、各データ伝送制御装置１１内の外部時刻受信部１３にて装置内クロックのタイミングでＧＰＳ時刻信号Ｔｇを受信し、そのＴｇをＴｃとしてもよい。この場合、外部時刻受信部１３の負担が大きくなるものの、各データ伝送制御装置１１のＴｃをΔＴｉｎの範囲内で同一に維持することができる。
【００２７】
送出タイミング用パラメータ記憶部１５は、前記ΔＴｉｎ及びΔＴと、後述するＮ、Ｔｎｏ及びΔＴｎの各パラメータを予め記憶（保持）しておくためのもので、例えばメモリ上に確保された特定記憶領域である。この送出タイミング用パラメータ記憶部１５に保持されているパラメータが、利用者の指定により外部から入力されたパラメータ、または可搬型の記憶媒体等からデータ伝送制御装置１１内に読み込まれたパラメータ、またはＲＯＭ等を用いてデータ伝送制御装置１１内に予め用意されているパラメータもしくはデータ伝送制御装置１１内で生成されたパラメータであっても構わない。送出タイミング用パラメータ記憶部１５に保持されている各パラメータのうち、ΔＴｉｎは対象ネットワーク内同一時刻発生部１４から参照される。また、ΔＴ、Ｎ、Ｔｎｏ及びΔＴｎは、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４により生成されるＴｃと共に、送出タイミング作成部１６から参照される。
【００２８】
送出タイミング作成部１６は、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４により生成されるＴｃと、送出タイミング用パラメータ記憶部１５に保持されている各種パラメータに基づいて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）及び送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を生成する。
【００２９】
以下、本実施形態で適用される上記各パラメータと送出タイミング作成部１６の動作の詳細とについて、図２を適宜参照して説明する。
まず、Ｎはネットワーク１２に接続されているデータ伝送制御装置１１の数、即ちノードの数を示す。Ｎ台のノードを区別するため、それぞれ第１ノード（ノード１）〜第Ｎノード（ノードＮ）と呼ぶ。
【００３０】
ΔＴｎは、ノード１〜ノードＮのＮ台のノードを単位に連続的に繰り返し割り当てられる期間を示す。このΔＴｎの期間をＮ個の期間に分割し、それぞれノード１〜ノードＮ用に割り当てる。つまり本実施形態では、ネットワーク１２を時間的にΔＴｎを単位に分割すると共に、各ΔＴｎをＮ分割（ここではＮ等分）し、そのＮ分割された各期間を該当するノードのデータ送出用に割り当てるようにしている。そこで、ΔＴｎをネットワーク内送出周期と呼ぶ。
【００３１】
さて本実施形態では、上記ノード１〜ノードＮ用の期間を、該当するノード自身が他のノードとは独立に管理する構成となっている。したがって、各ノード間のタイミングのずれにより、隣接するノード（ここでは、論理的に隣接するノード、具体的にはノード番号が１つ異なるノード）の間で対応するノード用の期間が一部重複する可能性がある。この場合、ノード１〜ノードＮ用の各期間の全体を当該ノード１〜ノードＮがデータ送出可能な期間として割り当てると、ネットワーク１２上で送信データの衝突が発生する恐れがある。そこで、隣接するノード間で対応するノード用の期間が一部重複しても、送信データの衝突が発生するのを回避するために、ΔＴｎをＮ分割した各ノードｉ（ｉ＝１〜Ｎ）用の期間を、データ送出が許される期間ΔＴｐ（ｉ）と、各ノード間のタイミングのずれを吸収するためにデータ送出が禁止される期間ΔＴとに分けて管理する。ΔＴｐ（ｉ）をノードｉの送出タイミング期間と呼び、ΔＴを送出タイミング余裕と呼ぶ。
【００３２】
Ｔｎｏはネットワークにおける最初のネットワーク内送出周期ΔＴｎの開始時刻を示す。このＴｎｏをネットワーク内送出開始時刻と呼ぶ。
【００３３】
送出タイミング作成部１６は、対応するデータ伝送制御装置１１がノードｉ（第ｉのノード）（ｉは１〜Ｎ）であるものとすると、各ノードに共通の基準のデータ送出期間を示す基準送出タイミング期間ΔＴｐを、次式
ΔＴｐ＝ΔＴｎ／Ｎ−ΔＴ                                    （２）
により算出する。このΔＴｐを予め送出タイミング用パラメータ記憶部１５に保持しておくことも可能である。
【００３４】
本実施形態では、ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）は、図２に示すように基準送出タイミング期間ΔＴｐに一致する。即ち
ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ                                        （３）
である。
【００３５】
そこで送出タイミング作成部１６は、上記ΔＴｐを用いて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）を、次式
Ｔｐ（ｉ）＝Ｔｎｏ＋ΣΔＴｎ＋（ΔＴｐ＋ΔＴ）＊（ｉ−１）  （４）
により算出する。
【００３６】
ここで、各ノードｉの送出タイミングが存在するか否かを検証する。今、ノード数Ｎ＝１００、ネットワーク内送出周期ΔＴｎ＝１００ｍｓとする。この場合、各ノードｉ用の期間は１ｍｓとなることから、送出タイミング余裕ΔＴ＜１ｍｓであれば、基準送出タイミング期間ΔＴｐ＞０、つまり送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）＞０となり、各ノードｉの送出タイミングが存在し得ることとなる。また、１ｍｓ＞ΔＴ＞ΔＴｉｎとすることは可能である。よって各ノードｉの送出タイミングが存在する。
【００３７】
送出タイミング作成部１６は、上記Ｔｐ（ｉ）及びΔＴｐ（＝ΔＴｐ（ｉ））の算出を、各ネットワーク内送出周期ΔＴｎについて実行する。即ち送出タイミング作成部１６は、対応するノードｉの送出タイミングのスケジューリングを行う。このＴｐ（ｉ）の算出時期は、少なくとも、そのＴｐ（ｉ）の示す送出タイミング開始時刻が実際に到来する前に設定される必要がある。なお、ΔＴｐ（＝ΔＴｐ（ｉ））は全てのネットワーク内送出周期ΔＴｎに共通であることから、一度算出するだけでよい。
【００３８】
送出タイミング作成部１６で生成されたノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）及び送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）は、時刻Ｔｐ（ｉ）が実際に到来する前に送信データ送出部１７に出力される。送信データ送出部１７は、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４により装置内クロックＴｉｎのタイミングで生成出力される時刻Ｔｃを監視している。そして送信データ送出部１７は、時刻Ｔｃが送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）に一致したタイミングで、つまり時刻Ｔｐ（ｉ）が実際に到来した時点で、その時刻Ｔｐ（ｉ）から時刻Ｔｐ（ｉ）＋ΔＴｐ（ｉ）までの期間ΔＴｐ（ｉ）だけ、送信データＤをネットワーク１２上に送出する。その他の期間はデータ送出を待機する。
【００３９】
［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）が全てのノードｉに共通であった。しかし、送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）は、各ノードｉが扱う送信データ量や各ノードｉのデータ送信の緊急性などを考慮して、各ノードｉ毎に固有の期間とした方が好ましい。つまり、各ノードｉの送出頻度に優先度を持たせるように、各ノードｉ毎に固有の送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）が設定される構成とした方がよい。
【００４０】
そこで、各ノードの送出頻度に優先度を持たせることを可能とした本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図３は本発明の第２の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
図３に示すデータ伝送制御装置２１の特徴は、図１中のデータ伝送制御装置１１と同様の構成に対して送出頻度優先度パラメータ記憶部２２を追加した点と、図１中の送出タイミング作成部１６に代えて送出タイミング作成部２６が用いられている点にある。
【００４２】
送出頻度優先度パラメータ記憶部２２は、各ノードｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）の比率を表すパラメータＴｐｍ（ｉ）を予め記憶しておくためのもので、例えばメモリ上に確保された特定記憶領域である。このパラメータＴｐｍ（ｉ）を相対送出間隔倍率と呼ぶ。各ノードｉの相対送出間隔倍率Ｔｐｍ（ｉ）は、以下に述べるように各ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を算出するのに用いられる。
【００４３】
送出タイミング作成部２６は、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４により生成されるＴｃと、送出タイミング用パラメータ記憶部１５及び送出頻度優先度パラメータ記憶部２２に保持されている各種パラメータに基づいて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）及び送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を生成する。
【００４４】
以下、送出タイミング作成部２６の動作の詳細について、図４を適宜参照して説明する。
送出タイミング作成部２６は、各ノードに共通の基準のデータ送出期間を示す基準送出タイミング期間ΔＴｐを、次式
ΔＴｐ＝（ΔＴｎ−Ｎ＊ΔＴ）／ΣＴｐｍ（ｉ）                （５）
により算出する。ここで、ΣＴｐｍ（ｉ）は、全ノードｉ（ｉ＝１〜Ｎ）のＴｐｍ（ｉ）の総和、即ちＴｐｍ（１）＋Ｔｐｍ（２）＋…＋Ｔｐｍ（Ｎ）を示す。ΔＴｐは、単位倍率当たりの送出タイミング期間を表す。各ノードｉのＴｐｍ（ｉ）が全て１の場合が、前記第１の実施形態におけるΔＴｐに相当する。
【００４５】
送出タイミング作成部２６は、上記ΔＴｐと、対応するノードｉのＴｐｍ（ｉ）とから、当該ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を、次式
ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ＊Ｔｐｍ（ｉ）                          （６）
により算出する。
【００４６】
明らかなように、ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）は当該ノードｉの相対送出間隔倍率Ｔｐｍ（ｉ）に比例する。したがって、限られたネットワーク内送出周期ΔＴｎの中で、Ｔｐｍ（ｉ）の値が大きいノードｉほど優先的に、十分な長さの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）が割り当てられる。この点で、ΔＴｐ（ｉ）が各ノードに共通の前記第１の実施形態とは異なる。
【００４７】
送出タイミング作成部２６は、ΔＴｐ（ｉ）を用いて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）を、次式
0003793049.tif 000002
により算出する。ここで、（ΣＴｐｍ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）は、ノード１〜ノードｉ−１までの各ノードｊ（ｊ＝１〜ｉ−１）のＴｐｍ（ｊ）の総和、即ちＴｐｍ（１）＋…＋Ｔｐｍ（ｉ−１）を示す。
【００４８】
このように本実施形態においては、衝突回避を実現するだけでなく、各ノード毎に固有の送出タイミング期間を設定することで、各ノードの送出頻度に優先度を持たせることもできる
なお、本実施形態では、各ノードの送出頻度に優先度を持たせるためのパラメータ（送出頻度優先度パラメータ）として、各ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）の比率を表す相対送出間隔倍率Ｔｐｍ（ｉ）を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、基準送出タイミング期間ΔＴｐに対するプラスまたはマイナスの符号付きのオフセット（相対送出オフセット）Ｔｐｏｆｆ（ｉ）（ここで、ΣＴｐｏｆｆ（ｉ）、即ち全ノードｉ（ｉ＝１〜Ｎ）のＴｐｏｆｆ（ｉ）の総和は０とする）を適用することも可能である。この場合、ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を、次式
ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ＋Ｔｐｏｆｆ（ｉ）                      （８）
により算出すればよい。ここで、ΔＴｐ（基準送出タイミング期間）には、前記第１の実施形態と同様にΔＴｐ＝ΔＴｎ／Ｎ−ΔＴを用いる。各ノードｉのＴｐｏｆｆ（ｉ）が全て０の場合が、前記第１の実施形態におけるΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐに相当する。
【００４９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。
【００５０】
図５は本発明の第３の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図３と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
図５に示すデータ伝送制御装置３１の特徴は、各ノードｉ毎に、ネットワーク１２を占有可能な当該ノードｉに固有の時間帯を持たせるために、図３中のデータ伝送制御装置２１と同様の構成に対してネットワーク占有用パラメータ記憶部３２を追加した点と、図３中の送出タイミング作成部２６に代えて送出タイミング作成部３６が用いられている点にある。
【００５２】
ネットワーク占有用パラメータ記憶部３２は、各ノードｉに予め割り当てられている、当該ノードｉがネットワーク１２を占有可能な期間を示すパラメータＴｐｏｃ（ｉ）を予め記憶しておくためのもので、例えばメモリ上に確保された特定記憶領域である。このパラメータＴｐｏｃ（ｉ）を占有時間帯と呼ぶ。各ノードｉの占有時間帯Ｔｐｏｃ（ｉ）は、送出頻度優先度パラメータ記憶部２２に保持されている相対送出間隔倍率Ｔｐｍ（ｉ）と共に、以下に述べるように各ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を算出するのに用いられる。
【００５３】
送出タイミング作成部３６は、対象ネットワーク内同一時刻発生部１４により生成されるＴｃと、送出タイミング用パラメータ記憶部１５、送出頻度優先度パラメータ記憶部２２及びネットワーク占有用パラメータ記憶部３２に保持されている各種パラメータに基づいて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）及び送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を生成する。
【００５４】
以下、送出タイミング作成部３６の動作の詳細について、図６を適宜参照して説明する。
送出タイミング作成部３６は、各ノードに共通の基準のデータ送出期間を示す基準送出タイミング期間ΔＴｐを、次式
0003793049.tif 000003
により算出する。ここで、ΣＴｐｏｃ（ｉ）は、全ノードｉ（ｉ＝１〜Ｎ）のＴｐｏｃ（ｉ）の総和、即ちＴｐｏｃ（１）＋Ｔｐｏｃ（２）＋…＋Ｔｐｏｃ（Ｎ）を示す。ΔＴｐは、単位倍率当たりの送出タイミング期間を表す。各ノードｉのＴｐｏｃ（ｉ）が全て０の場合が、前記第２の実施形態におけるΔＴｐに相当する。
【００５５】
送出タイミング作成部３６は、上記ΔＴｐと、対応するノードｉのＴｐｍ（ｉ）及びＴｐｏｃ（ｉ）とから、当該ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）を、次式
ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ＊Ｔｐｍ（ｉ）＋Ｔｐｏｃ（ｉ）        （１０）
により算出する。
【００５６】
明らかなように、ノードｉの送出タイミング期間ΔＴｐ（ｉ）は、当該ノードｉの相対送出間隔倍率Ｔｐｍ（ｉ）に比例する期間（第２の送出タイミング期間）ΔＴｐ＊Ｔｐｍ（ｉ）と当該ノードｉに割り当てられた占有時間帯（第１の送出タイミング期間）Ｔｐｏｃ（ｉ）との和である。
【００５７】
送出タイミング作成部３６は、ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ＊Ｔｐｍ（ｉ）＋Ｔｐｏｃ（ｉ）を用いて、ノードｉの送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）を、次式
0003793049.tif 000004
により算出する。ここで、（ΣΔＴｐ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）は、ノード１〜ノードｉ−１までの各ノードｊ（ｊ＝１〜ｉ−１）のΔＴｐ（ｊ）の総和、即ちΔＴｐ（１）＋…＋ΔＴｐ（ｉ−１）を示す。同様に、（ΣＴｐｏｃ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）は、ノード１〜ノードｉ−１までの各ノードｊ（ｊ＝１〜ｉ−１）のＴｐｏｃ（ｊ）の総和、即ちＴｐｏｃ（１）＋…＋Ｔｐｏｃ（ｉ−１）を示す。
【００５８】
このように本実施形態においては、衝突回避を実現するだけでなく、各ノードが固有のネットワーク占有時間を加えて排他的にデータ送出することもできる。
【００５９】
なお、本実施形態では、図３中のデータ伝送制御装置２１と同様の構成に対してネットワーク占有用パラメータ記憶部３２を追加した場合について説明したが、図１中のデータ伝送制御装置１１と同様の構成に対してネットワーク占有用パラメータ記憶部３２を追加するようにしても構わない。これは、上記第２の実施形態で各ノードｉのＴｐｍ（ｉ）が全て１の場合に相当する。したがって、ΔＴｐを
ΔＴｐ＝（ΔＴｎ−ΣＴｐｏｃ（ｉ））／Ｎ−ΔＴ            （１２）
とすると共に、ΔＴｐ（ｉ）を
ΔＴｐ（ｉ）＝ΔＴｐ＋Ｔｐｏｃ（ｉ）                      （１３）
とすればよい。
【００６０】
また、送出タイミング開始時刻Ｔｐ（ｉ）を、
0003793049.tif 000005
とすればよい。
【００６１】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について図面を参照して説明する。
【００６２】
図７は本発明の第４の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図５と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６３】
図７に示すデータ伝送制御装置４１の特徴は、ネットワーク１２の伝送負荷に応じてΔＴｎを変更するために、図５中のデータ伝送制御装置３１と同様の構成に対して伝送負荷計測部４２及び伝送負荷記憶部４３を追加した点と、図５中の送出タイミング作成部３６に代えて送出タイミング作成部４６が用いられている点にある。
【００６４】
伝送負荷計測部４２はネットワーク１２における伝送負荷Ｌを計測する。ここでは、ネットワーク１２上に送信データが存在するか否かを一定時間間隔で検出し、その検出結果を伝送負荷Ｌの計測結果としている。伝送負荷計測部４２により一定時間間隔で計測された伝送負荷Ｌは伝送負荷ＲＬとして伝送負荷記憶部４３に記憶される。この伝送負荷記憶部４３に記憶されている伝送負荷ＲＬは、自動的に或いはユーザからの指示により、表示器（図示せず）の表示画面に表示される。
【００６５】
送出タイミング作成部４６は、伝送負荷記憶部４３に記憶されている、例えば１ネットワーク内送出周期ΔＴｎの期間に計測された伝送負荷ＲＬのログに基づいて、以下に述べるように伝送負荷余裕または伝送負荷過多を判断し、その判断結果に応じてΔＴｎを自動調整する。
【００６６】
まず送出タイミング作成部４６は、１ネットワーク内送出周期ΔＴｎの期間に一定時間間隔で計測されて伝送負荷記憶部４３に記憶されている伝送負荷ＲＬのログのうち、伝送負荷が存在しないことを示す伝送負荷ＲＬの累積値（総数）から、伝送負荷が存在しない時間積算値ΔＴｚを求める。
【００６７】
次に送出タイミング作成部４６は
ΔＴｚ＞余裕闇値
であるか否かを判定する。もし、ΔＴｚ＞余裕闇値であるならば、送出タイミング作成部４６はネットワーク内送出周期ΔＴｎに時間的な余裕がある（送出タイミング期間過多である）ものとして、
ΔＴｎ＝ΔＴｎ−ΔＴｚ＊余裕更新倍率
により、ΔＴｎを短くなる方向に更新する。
【００６８】
これに対し、ΔＴｚ≦余裕闇値であるならば、送出タイミング作成部４６は
ΔＴｚ＜危険閾値
であるか否かを判定する。もし、ΔＴｚ＜危険閾値であるならば、送出タイミング作成部４６はネットワーク内送出周期ΔＴｎに時間的な余裕がない（送出タイミング期間不足である）ものとして、
ΔＴｎ＝ΔＴｎ＋（危険閾値−ΔＴｚ）＊危険更新倍率
により、ΔＴｎを長くなる方向に更新する。
【００６９】
このように本実施形態においては、伝送負荷を計測してネットワーク内送出周期ΔＴｎ（送出タイミング期間）の時間間隔不足、または時間間隔過多を判定し、その判定結果に応じて当該ΔＴｎを送出タイミング用パラメータ記憶部１５に保持されている時間間隔（標準の時間間隔）から変更するようにした。しかも、この変更量をΔＴｎ内で伝送が存在しない時間の積算値ΔＴｚに応じて決定するようにしたので、衝突発生回避を制約条件とした必要十分な送出タイミングの調整を自動化できる。
【００７０】
ΔＴｎを変更した後の送出タイミング作成部４６の動作は、図５中の送出タイミング作成部３６と同様である。
【００７１】
以上に述べた実施形態では、図５中のデータ伝送制御装置３１と同様の構成に対して伝送負荷計測部４２及び伝送負荷記憶部４３を追加した場合について説明したがこれに限るものではない。例えば、図１中のデータ伝送制御装置１１と同様の構成または図３中のデータ伝送制御装置２１と同様の構成に対して伝送負荷計測部４２及び伝送負荷記憶部４３を追加するようにしても構わない。
【００７２】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、各データ伝送制御装置が他のデータ伝送制御装置と重複しない送出タイミングのスケジュールを独立して作成する一方、ネットワーク内で同一となる時刻を発生し、この発生された時刻が、上記作成されたスケジュールで示される時刻に一致したタイミングでデータ送出が行われる構成としたので、ネットワーク上での送信データの衝突を回避でき、これにより衝突発生による送出タイミング遅延の発生を防止し、ネットワークの伝送効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１中の送出タイミング作成部１６による送出タイミング生成を説明するための図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図。
【図４】図３中の送出タイミング作成部２６による送出タイミング生成を説明するための図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】図５中の送出タイミング作成部３６による送出タイミング生成を説明するための図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るネットワークシステムのシステム構成及び同システムに適用されるデータ伝送制御装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１…データ伝送制御装置
１２…ネットワーク
１３…外部時刻受信部
１４…対象ネットワーク内同一時刻発生部
１５…送出タイミング用パラメータ記憶部
１６，２６，３６，４６…送出タイミング作成部
１７…送信データ送出部
２２…送出頻度優先度パラメータ記憶部
３２…ネットワーク占有用パラメータ記憶部
４２…伝送負荷計測部
４３…伝送負荷記憶部
【図１】
0003793049.tif 000006
【図２】
0003793049.tif 000007
【図３】
0003793049.tif 000008
【図４】
0003793049.tif 000009
【図５】
0003793049.tif 000010
【図６】
0003793049.tif 000011
【図７】
0003793049.tif 000012