JP2003018166A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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の向上を図る。 【解決手段】データ伝送制御装置１１内の送信タイミン
グ作成部１６は、送信タイミング用パラメータ記憶部１
５に保持されている送信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１１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。
対象ネットワーク内同一時刻発生部１４は、外部時刻受
信部１３により受信されるＧＰＳ時刻信号をもとに、ネ
ットワーク内で同一となる時刻を発生する。送信データ
送出部１７は、時刻発生部１４から発生される時刻を監
視し、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ネットワーク１２への送信データ送
出を行う。

Description

【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１
２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 P
ositioning 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ΔＴｉ
ｎ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Ｔ
ｃ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ＧＰ
Ｓ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１
２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。Δ
Ｔｐ（ｉ）をノードｉの送出タイミング期間と呼び、Δ
Ｔ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Ｔｎ
ｏ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Ｔ
ｐ（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ΔＴ
ｐ（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Ｔ
ｐｍ（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Ｔ
ｐ（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。ΔＴ
ｐ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、ΔＴ
ｐ（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Ｔ
ｐ（ｉ）を、次式 Ｔｐ（ｉ）＝Ｔｎｏ＋ΣΔＴｎ＋ ΔＴｐ＊（ΣＴｐｍ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）＋ ΔＴ＊（ｉ−１） （７） 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Ｔ
ｐｍ（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 ΔＴｐ＝（ΔＴｎ−ΣＴｐｏｃ（ｉ）−Ｎ＊ΔＴ）／ΣＴｐｍ（ｉ） （９） 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Ｔｐ
ｏｃ（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ΔＴ
ｐ（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）Ｔｐｏ
ｃ（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 Ｔｐ（ｉ）＝Ｔｎｏ＋ΣΔＴｎ＋ （ΣΔＴｐ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）＋ΔＴ＊（ｉ−１） ＝Ｔｎｏ＋ΣΔＴｎ＋ ΔＴｐ＊（ΣＴｐｍ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１）＋ ΔＴ＊（ｉ−１）＋（ΣＴｐｏｃ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１） （１１） 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、（ΣＴ
ｐｏｃ（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、 Ｔｐ（ｉ）＝Ｔｎｏ＋ΣΔＴｎ＋（ΔＴｐ＋ΔＴ）＊（ｉ−１）＋ （ΣＴｐｏｃ（ｊ）｜ｊ＝１〜ｉ−１） （１４） 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４
３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Ｒ
Ｌ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

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 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、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、 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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【請求項７】 ネットワークに接続されたデータ伝送制
   御装置であって、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
   たデータ伝送制御装置で実行されるデータ送出タイミン
   グ制御方法において、 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、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。
8. 【請求項８】 ネットワークに接続されたデータ伝送制
   御装置であって、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
   たデータ伝送制御装置に、 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、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。