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情報処理装置および方法、プログラム、並びに通信方法 コモンズ

国内特許コード P110004859
整理番号 08-033JP00
掲載日 2011年8月18日
出願番号 特願2008-286881
公開番号 特開2010-114766
登録番号 特許第5177416号
出願日 平成20年11月7日(2008.11.7)
公開日 平成22年5月20日(2010.5.20)
登録日 平成25年1月18日(2013.1.18)
発明者
  • 田中 久陽
  • 菊地 正隆
  • 木村 崇之
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 情報処理装置および方法、プログラム、並びに通信方法 コモンズ
発明の概要

【課題】通信の衝突による通信成功率の低下を抑制することができるようにする。
【解決手段】送信予約受信部401がデータ送信予約ビーコンを受信すると、制御情報受信部402は、所定期間データ送信予約ビーコンや存在通知ビーコンを受け付ける。それらの制御情報が受信されると、制御情報送信部403は、送信権を設定し、送信権通知ビーコンやスリープ命令ビーコンを他の端末101に送信し、伝送データを送信する端末を1台の送信端末に限定する。伝送データ受信部404は、その優先送信端末より送信される伝送データを受信する。本発明は、例えば、通信装置に適用することができる。
【選択図】図7

従来技術、競合技術の概要


従来、環境測定等のためのセンサを搭載した無線端末からなるセンサネットワークがある。一般的に、このようなセンサネットワークの各端末は、センサにより情報を収集するとともに、情報伝送の中継局として動作し、他の端末より伝送されてきた命令や情報を受信し、それをさらに他の端末に送信する。また、自分自身のセンサで収集した情報も他の端末に送信する。



図1はその情報伝送の様子を示す図である。まず、ある端末A(ルート)が、全ての他の端末に対して、センサにより収集された情報を要求するリクエストパケットを送信する。実際には、このリクエストパケットは、端末Aから近隣の端末(通信可能範囲内に存在する端末)に送信される。このリクエストパケットを受信した他の端末は、送信元の端末以外の近隣の端末(通信可能範囲内に存在する、リクエストパケットを送信した端末以外の端末)に送信する。そのリクエストパケットを受信した他の端末は、同様に、そのリクエストパケットをさらに他の端末に伝送する。以上のような伝送が繰り返され、リクエストパケットは、図1Aに示されるように各端末を介して全端末に伝送される。リクエストパケットを受信した各端末は、センシングを開始し、収集した情報を保持し、図1Bに示されるように、その情報を、リクエストパケットとは逆方向に、各端末を介して端末Aに伝送する。



このような情報伝送を行うセンサネットワークにおいて、各端末は、一般的に、外部電源を利用せずバッテリ等により動作し、例えば数年等といった長期間駆動するように設計される。上述したような情報伝送のための通信においては電力が消費されるので、端末は、長寿命化(省電力化)を目的として、その通信の頻度を必要最小限とし、また通信を行わない期間は各端末をスリープ状態とする間欠通信制御(省電力間欠通信制御)を行うように設計される。



近年、このセンサネットワークにおける間欠通信の制御方法が様々に考えられてきた。例えば、全端末の保持するローカル時刻を同期させる(グローバルな同期を行う)方法が考えられた(例えば、非特許文献1)。また、グローバルな同期を排除し、ローカルな同期による制御方法が考えられた(例えば、非特許文献2参照)。さらに、受信端末からの働きかけにより通信を始動する制御方法が考えられた(例えば、非特許文献3、特許文献1、および特許文献2参照)。また、外部信号を用いた制御方法が考えられた(例えば、特許文献3参照)。




【非特許文献1】W. Ye, J. Heidemann, and D. Estrin, "An Energy-Efficient MAC Protocol for Wireless Sensor Networks," In Proceedings of the 21st International Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies (INFOCOM), Vol. 3, pp. 1567 - 1576, New York, NY, USA,June 2002.

【非特許文献2】中村 新治, 関根 理敏, 瀬崎 薫, "センサネットワークにおける間欠通信を考慮した同期制御に関する一検討," 電子情報通信学会技術研究報告, NS2005-211, pp. 213 - 216, Feb. 2006.

【非特許文献3】畠内 孝明, 四蔵 達之, 木代 辰巳, 福山 良和, "メッシュネットワークの周辺ノード数と通信路マージンに関する検討," 電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集, 2007 信学ソ大(通信), B-21-22, pp. 424, Sep. 2007.

【特許文献1】特開2008-103896号公報

【特許文献2】特開2008-103897号公報

【特許文献3】特開2008-99075号公報

産業上の利用分野


本発明は、情報処理装置および方法、プログラム、並びに通信方法に関し、特に、通信の衝突による通信成功率の低下を抑制することができるようにした情報処理装置および方法、プログラム、並びに通信方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の端末間で伝送データを送受信するネットワークにおいて、送信部および受信部を備え、前記端末として動作する情報処理装置であって、
他の端末として動作する他の情報処理装置より送信される、情報送信の予約を要求する制御情報である送信予約を、前記受信部を介して受信する第1の送信予約受信手段と、
前記第1の送信予約受信手段により前記送信予約が受信されてから所定期間、他の情報処理装置より送信される所定の制御情報を、前記受信部を介して受信する制御情報受信手段と、
前記制御情報受信手段により前記制御情報が受信された場合、前記制御情報の送信元である前記他の情報処理装置に対して前記他の情報処理装置の動作を制御する制御情報を前記送信部より送信することにより、前記送信元のうち、前記伝送データを送信する端末として選択した以外の前記他の情報処理装置の動作状態を、消費電力の小さいスリープ状態に移行させる制御情報送信手段と、
前記伝送データを送信する端末として選択した前記他の情報処理装置より送信される前記伝送データを、前記受信部を介して受信する伝送データ受信手段と
を備える情報処理装置。

【請求項2】
前記制御情報受信手段は、
前記第1の送信予約受信手段により前記送信予約が受信されてから所定期間、前記送信予約を、前記受信部を介して受信する第2の送信予約受信手段と、
前記第1の送信予約受信手段により前記送信予約が受信されてから所定期間、前記他の情報処理装置の存在を通知する制御情報である存在通知を、前記受信部を介して受信する存在通知受信手段と
を備え、
前記制御情報送信手段は、
前記送信元の中から前記伝送データを送信する端末を選択することにより、前記伝送データの送信を許可する送信権の設定を行う送信権設定手段と、
前記送信元に対して、前記送信権設定手段により設定された前記送信権を通知する送信権通知を、前記送信部より送信する送信権送信手段と、
前記送信権設定手段により設定された前記送信権が付与されていない前記他の情報処理装置に対して、前記制御情報として、前記動作状態を前記スリープ状態に移行させるスリープ命令を、前記送信部より送信するスリープ命令送信手段と
を備える請求項1に記載の情報処理装置。

【請求項3】
前記第1の送信予約受信手段により前記送信予約が受信されてから所定の第1の期間、前記第2の送信予約手段が前記送信予約を受け付け、前記送信予約が受信された場合、前記送信権設定手段が前記送信権の設定を行い、送信権送信手段が前記送信権通知を送信し、
前記第1の期間が終了してから所定の第2の期間、前記第2の送信予約受信手段が前記送信予約を受け付けるとともに、前記存在通知受信手段が前記存在通知を受け付け、前記送信予約または前記存在通知が受信された場合、前記スリープ命令送信手段が前記スリープ命令を送信する
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項4】
前記送信権設定手段は、前記第1の送信予約受信手段または前記第2の送信予約受信手段により受信された前記送信予約に含まれる、前記送信予約の送信元に前記送信権が付与されなかった回数を示す履歴情報に基づいて、過去に前記送信権が付与されなかった回数が最大の前記他の情報処理装置に前記送信権を付与するように設定を行う
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項5】
前記送信権設定手段は、最初に前記送信予約を送信した前記他の情報処理装置に前記送信権を付与するように設定を行う
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項6】
前記送信権設定手段は、前記他の情報処理装置の優先度を求め、前記優先度が最も高い前記他の情報処理装置に前記送信権を付与するように設定を行う
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項7】
前記送信権送信手段は、前記送信権通知の送信タイミングを設定するタイミング設定手段を備え、前記タイミング設定手段により設定された前記送信タイミングにおいて前記送信権通知を送信する
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項8】
前記スリープ命令送信手段は、前記スリープ命令の送信タイミングを設定するタイミング設定手段を備え、前記タイミング設定手段により設定された前記送信タイミングにおいて前記スリープ命令を送信する
請求項2に記載の情報処理装置。

【請求項9】
前記情報処理装置の存在を他の情報処理装置に通知する存在通知を、前記送信部より送信する存在通知送信手段をさらに備え
前記第1の送信予約受信手段は、前記存在通知送信手段により送信された前記存在通知に応じて前記他の情報処理装置より送信される前記送信予約を受信する
請求項1に記載の情報処理装置。

【請求項10】
前記存在通知送信手段は、前記存在通知の送信タイミングを設定するタイミング設定手段を備え、前記タイミング設定手段により設定された前記送信タイミングにおいて前記存在通知を送信する
請求項9に記載の情報処理装置。

【請求項11】
他の端末として動作する他の情報処理装置より送信される、前記情報処理装置の動作状態を前記スリープ状態に移行させるスリープ命令を、前記受信部を介して受信するスリープ命令受信手段と、
前記スリープ命令受信手段により前記スリープ命令が受信された場合、前記情報処理端末の動作状態を前記スリープ状態に移行させるスリープ制御手段と
をさらに備える請求項1に記載の情報処理装置。

【請求項12】
所定時刻に、前記情報処理装置の動作状態を、前記スリープ状態と通常動作時のアクティブ状態とで切り替える切替手段をさらに備え、
前記第1の送信予約受信手段は、前記動作状態がアクティブ状態であるとき、前記送信予約の受信を行い、
前記切替手段は、前記伝送データ受信手段による前記伝送データの受信が終了すると、前記動作状態を前記スリープ状態に移行させる
請求項1に記載の情報処理装置。

【請求項13】
前記他の情報処理装置の存在を通知する制御情報である存在通知を、前記受信部を介して受信する存在通知受信手段と、
前記存在通知受信手段により受信された前記存在通知の送信元に対して、前記送信予約を、前記送信部より送信する送信予約送信手段と、
前記伝送データの送信を許可する送信権を通知する送信権通知を、前記受信部を介して受信する送信権受信手段と、
前記送信権受信手段により、前記他の情報処理装置に対して前記送信権を付与することを通知する前記送信権通知を受信しなかった場合、前記伝送データを前記送信部より送信する伝送データ送信手段と、
前記送信権受信手段により、前記他の情報処理装置に対して前記送信権を付与することを通知する前記送信権通知を受信した場合、前記情報処理装置の動作状態を前記スリープ状態に移行させるスリープ制御手段と
をさらに備える請求項1に記載の情報処理装置。

【請求項14】
所定時刻に、前記情報処理装置の動作状態を、前記スリープ状態と通常動作時のアクティブ状態とで切り替える切替手段と、
前記切替手段が、前記動作状態を前記スリープ状態から前記アクティブ状態に移行する際、前記伝送データを保持しているか否かを確認する確認手段と
をさらに備える
請求項13に記載の情報処理装置。

【請求項15】
前記送信予約送信手段は、前記送信予約の送信タイミングを設定するタイミング設定手段を備え、前記タイミング設定手段により設定された前記送信タイミングにおいて前記送信予約を送信する
請求項13に記載の情報処理装置。

【請求項16】
複数の端末間で伝送データを送受信するネットワークにおいて、送信部および受信部を備え、前記端末として動作する情報処理装置の情報処理方法であって、
前記情報処理装置が、
他の端末として動作する他の情報処理装置より送信される、情報送信の予約を要求する制御情報である送信予約を、前記受信部を介して受信し、
前記送信予約が受信されてから所定期間、他の情報処理装置より送信される所定の制御情報を、前記受信部を介して受信し、
前記制御情報が受信された場合、前記制御情報の送信元である前記他の情報処理装置に対して前記他の情報処理装置の動作を制御する制御情報を前記送信部より送信することにより、前記送信元のうち、前記伝送データを送信する端末として選択した以外の前記他の情報処理装置の動作状態を、消費電力の小さいスリープ状態に移行させ、
前記伝送データを送信する端末として選択した前記他の情報処理装置より送信される前記伝送データを、前記受信部を介して受信する
ステップを含む情報処理方法。

【請求項17】
複数の端末間で伝送データを送受信するネットワークにおいて、送信部および受信部を備え、前記端末として動作する情報処理装置の情報処理方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記情報処理方法は、
他の端末として動作する他の情報処理装置より送信される、情報送信の予約を要求する制御情報である送信予約を、前記受信部を介して受信し、
前記送信予約が受信されてから所定期間、他の情報処理装置より送信される所定の制御情報を、前記受信部を介して受信し、
前記制御情報が受信された場合、前記制御情報の送信元である前記他の情報処理装置に対して前記他の情報処理装置の動作を制御する制御情報を前記送信部より送信することにより、前記送信元のうち、前記伝送データを送信する端末として選択した以外の前記他の情報処理装置の動作状態を、消費電力の小さいスリープ状態に移行させ、
前記伝送データを送信する端末として選択した前記他の情報処理装置より送信される前記伝送データを、前記受信部を介して受信する
プログラム。

【請求項18】
送信部および受信部を有し、消費電力の大きいアクティブ状態と、消費電力の小さいスリープ状態とを交互に切り替え、前記アクティブ状態のときだけ通信を行う間欠通信を行う制御端末と、
前記送信部、前記受信部、および、測定対象を測定した測定結果であるセンサデータを取得するセンサ部を有し、前記間欠通信を行う複数のセンサ端末と
を有するセンサネットワークによるデータ伝送方法であって、
全ての前記センサ端末に対して前記センサデータを要求するリクエストパケットをフラッディング方式により送信する第1の工程として、
制御端末が、
通信可能範囲内の前記センサ端末に対して前記リクエストパケットを送信し、
各センサ端末が、
通信可能範囲内の、前記リクエストパケットの送信元の端末、および、前記送信元の端末より送信される前記リクエストパケットを受信する他のセンサ端末を除く、他のセンサ端末に対して、制御信号を送信して前記スリープ状態に移行させ、
前記スリープ状態に移行された前記他のセンサ端末が前記スリープ状態にある間に、前記送信元の端末より前記リクエストパケットを受信し、
前記リクエストパケットに含まれる、前記リクエストパケットの伝送経路を示す、前記リクエストパケットを送受信した端末の識別情報のリストからなる履歴情報を記憶し、
前記リクエストパケットの前記履歴情報に、自分自身の識別情報を履歴として付加し、
前記通信可能範囲内の、前記リクエストパケットの送信元の端末以外の他のセンサ端末に対して前記リクエストパケットを送信し、
所定の期間、前記間欠通信を休止して待機し、
前記制御端末が、前記リクエストパケットに対する応答としての前記センサデータを収集する第2の工程として、
各センサ端末が、
前記所定の期間終了後、前記センサ部により前記センサデータを取得し、
前記間欠通信を再開し、記憶している前記履歴情報に基づいて、前記リクエストパケットの伝送経路の逆順における次の端末に対して、取得した前記センサデータを送信し、
前記通信可能範囲内の、前記センサデータの送信元のセンサ端末、および、前記送信元のセンサ端末より送信される前記センサデータを受信する他の端末を除く、他の端末に対して、前記制御信号を送信して前記スリープ状態に移行させ、
前記スリープ状態に移行された前記他の端末が前記スリープ状態にある間に、前記送信元のセンサ端末より前記センサデータを受信し、
記憶している前記履歴情報に基づいて、前記リクエストパケットの伝送経路の逆順における次の端末に対して、受信した前記センサデータをさらに送信し、
前記制御端末が、
前記通信可能範囲内の、前記センサデータの送信元のセンサ端末以外の他のセンサ端末に対して、前記制御信号を送信して前記スリープ状態に移行させ、
前記スリープ状態に移行された前記他の端末が前記スリープ状態にある間に、前記送信元のセンサ端末より前記センサデータを受信する
ステップを含むデータ伝送方法。

【請求項19】
前記第2の工程において、
各センサ端末が、
前記センサデータの送信を行う前に、自分自身が前記ネットワークの末端であるか否かを判断し、
前記通信可能範囲内に、前記リクエストパケットの送信先の他のセンサ端末の存在が確認できず、かつ、記憶している前記履歴情報の変更が所定期間行われなかった場合、自分自身を前記センサネットワークの末端の前記センサ端末であると判断し、
記憶している前記履歴情報に基づいて、前記リクエストパケットの伝送経路の逆順における次の端末に対して、前記センサデータを送信する
ステップをさらに含む請求項18に記載のデータ伝送方法。

【請求項20】
前記第1の工程において、
各センサ端末が、
互いに異なる伝送経路で送信された複数の前記リクエストパケットを受信し、
各リクエストパケットに含まれるそれぞれの履歴情報を記憶し、
前記第2の工程において、
各センサ端末が、
記憶している前記履歴情報に基づいて、端末間の通信状況を把握し、適切な伝送経路を判断し、適切な前記履歴情報を選択し、選択された前記履歴情報において前記リクエストパケットの伝送経路の逆順における次の端末に対して、前記センサデータを送信する
ステップをさらに含む請求項18に記載のデータ伝送方法。
産業区分
  • 伝送方式
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008286881thum.jpg
出願権利状態 権利存続中


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