JP4877989B2 - Network design method, network design support apparatus, and network design support program - Google Patents
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Description
本発明は、複数の通信装置を配置し、通信装置間を無線または有線で接続する通信ネットワークの設計方法に関するものであり、特に、通信ネットワーク内に、所望の通信を妨害する通信装置が含まれている場合のネットワーク設計方法、当該ネットワーク設計方法を実現するためのネットワーク設計支援装置およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to a method for designing a communication network in which a plurality of communication devices are arranged and wirelessly or wiredly connected to each other, and particularly includes a communication device that interferes with desired communication in the communication network. In particular, the present invention relates to a network design method, a network design support apparatus and a program for realizing the network design method.
通信ネットワークの設計において、通信装置をノード、通信装置間をリンクとしたネットワークモデルが一般に広く使用されている。この際、ネットワーク内のノードの接続性を評価する方法として、たとえば、下記非特許文献1がある。また、通信ネットワーク設計の背景となる一般的な方法を説明したものとして、下記非特許文献2がある。また、リンクの接続確率を使用してネットワークの性質を表現する数学的なモデルを説明したものとして、下記非特許文献3がある。
In designing a communication network, a network model in which communication devices are nodes and communication devices are links is generally used. At this time, as a method for evaluating the connectivity of the nodes in the network, for example, there is the following
また、多数の通信装置によるセンサーネットワークまたはアドホックネットワークにおいて、妨害または干渉を考慮したネットワーク設計方法として、下記特許文献1および下記特許文献2がある。なお、これら特許文献1,2には、少数のキーパラメータにより妨害の存在するネットワークを模擬する、単純なモデルによるネットワーク設計については特定されていない。一方、多ノードからの干渉を考慮してネットワークの性質を表現する数学的なモデルを説明したものとして、下記非特許文献4がある。なお、ここでは、妨害ノードが考慮されていない。
Moreover, in the sensor network or ad hoc network by many communication apparatuses, there exist the following
ここで、従来のネットワーク設計方法の一例について説明する。従来のネットワーク設計は、たとえば、「トポロジーモデル設定」,「ランダムモデル試行」,「高接続条件出力」、の3つのステップで行われる。「トポロジーモデル設定」では、通信装置を示す複数のノード、通信路を示すリンクの候補、および各ノードのうちの発信ノード、を設定する。「ランダムモデル試行」では、リンク候補のうちから適当なリンクをランダムに選択してそれを有効なリンクとしたモデルを設定し、所定の手順で複数回にわたって試行する。「ランダムモデル試行」では、多数のランダムモデルを設定して試行を行う。「高接続条件出力」では、試行結果に基づき高接続条件を出力する。 Here, an example of a conventional network design method will be described. Conventional network design is performed, for example, in three steps: “topology model setting”, “random model trial”, and “high connection condition output”. In “topology model setting”, a plurality of nodes indicating communication devices, link candidates indicating communication paths, and a transmission node among the nodes are set. In the “random model trial”, an appropriate link is randomly selected from link candidates and a model in which the link is used as an effective link is set, and a trial is performed a plurality of times in a predetermined procedure. In the “random model trial”, trials are performed by setting a large number of random models. “High connection condition output” outputs a high connection condition based on the trial result.
しかしながら、上記従来のネットワーク設計方法においては、「トポロジーモデル設定」および処理量の大きな「ランダムモデル試行」を、個々のネットワークの事例毎に繰り返し実行する必要があるため、全体の処理量が増大する、という問題があった。特に、ネットワークモデルにおいて、ノードの数およびリンク候補の数が増大傾向にある場合には、増大に伴って処理量が大きくなる。 However, in the above conventional network design method, it is necessary to repeatedly execute “topology model setting” and “random model trial” with a large processing amount for each case of each network, so that the entire processing amount increases. There was a problem. In particular, in the network model, when the number of nodes and the number of link candidates tend to increase, the processing amount increases with the increase.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多数の通信装置によるセンサーネットワークまたはアドホックネットワーク等の通信ネットワークにおいて、高接続条件の出力を単純な処理で実現可能なネットワーク設計方法、ネットワーク設計支援装置およびプログラムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a communication network such as a sensor network or an ad hoc network by a large number of communication devices, a network design method and a network design capable of realizing output of high connection conditions by simple processing An object is to obtain a support device and a program.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるネットワーク設計方法は、通信装置を示す複数のノードおよび通信路を示す複数のリンク候補から構成されるトポロジーモデルを設定するトポロジー設定ステップと、リンク候補のうちから適当なリンクをランダムに選択してそれを有効なリンクとしたネットワークモデルを生成し、所定の手順で複数回にわたって試行するランダムモデル試行ステップと、を実行し、その実行結果に基づき高接続条件を出力するネットワーク設定方法であって、所望の通信を行う必要ノードによる通信に悪影響を与える妨害ノードが含まれたネットワークモデルにおける、前記試行結果に基づいて、ネットワークの接続性(低接続および高接続)を判断するための、必要ノードの密度Mの臨界値、干渉の荷重係数Kkの臨界値、妨害ノードの密度Mb(Mの関数)の臨界値、および妨害の荷重係数Kbの臨界値、を決定する臨界値決定ステップと、必要ノードの密度M、干渉の荷重係数Kk、妨害ノードの密度Mb、および妨害の荷重係数Kb、をキーパラメータとし、前記各臨界値を用いてネットワークの接続性判断を行う接続性判断ステップと、を含み、前記ランダムモデル試行ステップおよび前記臨界値決定ステップについては、トポロジーモデル設定ステップ実行時にのみ行い、個々のネットワーク事例における接続性判断は、前記各パラメータと前記各臨界値との大小比較にて行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a network design method according to the present invention sets a topology model configured from a plurality of nodes indicating communication devices and a plurality of link candidates indicating communication paths. And a random model trial step in which an appropriate link is randomly selected from link candidates to generate a network model using the link as a valid link, and a plurality of trials are performed in a predetermined procedure. A network setting method for outputting a high connection condition based on an execution result, the network connection based on the trial result in a network model including a disturbing node that adversely affects communication by a necessary node for performing desired communication Criticality of the required node density M to determine performance (low connection and high connection) A critical value determining step for determining a critical value of the interference load factor Kk, a critical value of the disturbing node density Mb (function of M), and a critical value of the disturbing load factor Kb; A connectivity determination step of determining network connectivity using each of the critical values, with the load factor Kk of the node, the density Mb of the disturbing node, and the disturbing load factor Kb as key parameters, and the random model trial The step and the critical value determining step are performed only at the time of executing the topology model setting step, and the connectivity determination in each network case is performed by comparing the respective parameters with the respective critical values.
この発明によれば、多数の通信装置によるセンサーネットワークまたはアドホックネットワーク等の通信ネットワークにおいて、高接続条件の出力を単純な処理で実現することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, in a communication network such as a sensor network or an ad hoc network using a large number of communication devices, an effect is achieved that an output of a high connection condition can be realized by a simple process.
以下に、本発明にかかるネットワーク設計方法およびネットワーク設計支援装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a network design method and a network design support apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
本実施の形態におけるネットワーク設計方法は、たとえば、特定範囲内に多数の通信装置を配置したセンサーネットワーク、基地局等の固定設備を持たず移動無線通信装置間の相互中継によりネットワークを構築するアドホックネットワークなど、通信装置間を無線または有線で接続するすべての通信ネットワークに適用可能である。 The network design method in the present embodiment is, for example, a sensor network in which a large number of communication devices are arranged in a specific range, an ad hoc network that does not have a fixed facility such as a base station, and constructs a network by mutual relay between mobile radio communication devices The present invention is applicable to all communication networks in which communication devices are connected wirelessly or by wire.
図1は、ネットワークトポロジーモデルの一例を示す図である。図1において、ネットワークモデル10は、通信装置を示すたとえば10個のノード1(ノード1Sおよびノード1Tを含む)を含み、各ノード1は、無線または有線の通信路を示すリンク(図示の実線および点線に相当)により接続可能である。また、実線で示される2はリンクであり、点線で示される2Cは設定可能なリンクを表すリンク候補である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network topology model. In FIG. 1, a
図2は、ネットワーク内に妨害ノードが含まれる場合のネットワークトポロジーモデルの一例を示す図である。このネットワークモデル10は、所望の通信を行うノード1として、ノード1S,ノード1T,ノード1U,ノード1V,ノード1Wを備え、さらに、上記所望の通信に悪影響を与える妨害ノード3として、妨害ノード3A,妨害ノード3Bが含まれた構成である。ここで、本実施の形態では、妨害ノード3と区別するため、上記ノード1を必要ノード1と表現する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a network topology model when a disturbing node is included in the network. The
たとえば、ノード1Sがノード1Tを中継点としてノード1Uと通信を行う場合(ノード1Vおよびノード1Wがノード1S,1T,1Uの通信にかかわっていない場合を想定する)、妨害ノード3Aおよび妨害ノード3Bは、電波を発してノード1S,1T,1Uの通信に悪影響を与える。一方で、ノード1Vおよびノード1Wにおいて発する電波がノード1S,1T,1Uの通信に悪影響を及ぼす可能性があるが、これは干渉であり、上記妨害とは区別する。本実施の形態では、一例として、妨害だけでなく干渉をも考慮したネットワーク設計方法について説明する。
For example, when the
図2において、ネットワークモデル10を単位面積とすると、必要ノード1の密度Mは5であり、妨害ノード3の密度Mbは2である。また、妨害ノード3の密度Mbは、必要ノード1の密度Mの増加に伴って増加する関数であり、本実施の形態では、たとえば、比例関係にあるものとする。したがって、本実施の形態では、密度Mbを「Mb=M×0.4」と表すことができる。
In FIG. 2, when the
本実施の形態のネットワーク設計方法においては、ノード間を接続するリンク候補2Cが与えられた場合、ノード1Sとリンク2により接続されている他の必要ノード1の、全体のノード数に対する割合、を判断し、これを一定値以上とするように通信ネットワークを構築する。
In the network design method of the present embodiment, when a link candidate 2C for connecting nodes is given, the ratio of the other
たとえば、図1においては、必要ノード1が10個であり(ノード1S,1Tを含む)、ノード間を接続するリンク候補2Cが23本であり(リンク2を含む)、そして、ノード1Sには3個のノード1Tが接続されている。したがって、ノード1Sに接続されている他の必要ノード1の全ノード数に対する割合は、「3/10=0.3」となる。なお、ノード1S自身を含めると、上記割合は「4/10=0.4」となる。本実施の形態では、ノード数が多い場合を対象としているため、上記ノード1Sを含めた場合の割合と含めない場合の割合はほぼ等しいとみなすことができる。すなわち、本実施の形態では、上記割合の計算に、ノード1Sを含めることとしてもよいし、含めないこととしてもよい。
For example, in FIG. 1, there are 10 necessary nodes 1 (including
本実施の形態では、ノード1Sから発信される情報を他の必要ノード1に広く伝えるために、リンク候補2Cのなかから適当なリンクを選択して有効なリンク2とし、上記割合を一定値以上とする。すなわち、本実施の形態では、通信帯域,通信装置などが限られているなかで、より多くの必要ノード1とノード1Sを接続できるように、リンク候補2Cのなかから効率的にリンク2を選択する。
In the present embodiment, in order to widely transmit information transmitted from the
つづいて、本実施の形態のネットワーク設定方法を実現するために必要なパラメータについて説明する。 Next, parameters necessary for realizing the network setting method of the present embodiment will be described.
本実施の形態では、必要ノード1の密度M、妨害ノード3の密度Mb(Mの関数)、ノイズにおける妨害の荷重係数Kb、干渉の荷重係数Kk、をキーパラメータとして、信号対ノイズ比を計算する。そして、この比が特定値を超えるとネットワーク内のノードの接続状況が密となり、特定値以下の場合に疎となる、という性質を利用して、ネットワーク設計を行う。また、ある受信ノード(必要ノード1)が別の送信ノード(必要ノード1)からの送信信号を受信する場合、送信信号の減衰Lは、送受信ノード間の距離Dの増加に伴って増加する。本実施の形態では、距離Dと減衰Lの既知の関係を用いて所定のしきい値を求め、そのしきい値に基づいてキーパラメータを調整する。
In this embodiment, the signal-to-noise ratio is calculated using the density M of the required
たとえば、受信ノード1が別の送信ノード1からの送信信号を受信する場合、受信ノード1の受信信号は、送信ノード1の送信電力が減衰した信号となる。したがって、受信信号は、次式(1)で表わすことができる。
受信信号 = 送信ノードの送信電力P×減衰L …(1)
For example, when the
Received signal = Transmission power P of transmission node × Attenuation L (1)
また、2個の必要ノード1間の通信に及ぼす悪影響をノイズと呼ぶ。ノイズは妨害と干渉と背景雑音の重み付け加算とする。妨害の荷重係数をKbとし、干渉の荷重係数をKkとすると、ノイズは、次式(2)のように表すことができる。
ノイズ = 妨害+干渉+背景雑音
=Kb×Σ(送信電力P×減衰L)+Kk×Σ(送信電力P×減衰L)
+背景雑音 …(2)
An adverse effect on communication between the two
Noise = interference + interference + background noise
= Kb × Σ (transmission power P × attenuation L) + Kk × Σ (transmission power P × attenuation L)
+ Background noise (2)
妨害は、個々の妨害ノード3が送信する信号PがLだけ減衰して受信ノードに到達したものの和(Mb数分の和)である。干渉も同様に、受信ノード1以外の必要ノード1の送信電力PがLだけ減衰したものの和である(M数分の和)。なお、妨害と干渉の送信電力Pと減衰Lは、それぞれ異なる値としてもよいが、ここでは、説明の便宜上、同じ値としている。
The jamming is the sum of the signals P transmitted by the individual jamming nodes 3 that have attenuated by L and arrived at the receiving node (sum of Mb numbers). Similarly, the interference is the sum of the transmission powers P of the
したがって、受信ノード1では、受信信号とノイズの比が上記しきい値を超えた場合に、送信ノード1からの送信信号を受信することができる。これを式で表わすと次式(3)のようになる。
(送信ノードの送信電力P×減衰L)/ノイズ > しきい値 …(3)
Therefore, the
(Transmission node transmission power P × attenuation L) / noise> threshold value (3)
図3は、本実施の形態のネットワーク設計方法を示すフローチャートである。本実施の形態のネットワーク設計では、トポロジーモデル設定(ステップS1),ランダムモデル試行(ステップS2),臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)決定(ステップS3),臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)による接続性判断(ステップS4),高接続条件出力(ステップS5)、の各ステップを順に実行する。 FIG. 3 is a flowchart showing the network design method of the present embodiment. In the network design of the present embodiment, topology model setting (step S1), random model trial (step S2), critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) are determined (step S3), critical values The steps of connectivity determination (step S4) and high connection condition output (step S5) based on (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) are sequentially executed.
ステップS1の「トポロジーモデル設定」では、たとえば、図1に示すように、ノード1,リンク候補2Cを設定し、さらに、発信ノード1Sを設定する。ステップS2の「ランダムモデル試行」では、図1のリンク候補2Cのうちから適当なリンクをランダムに選択して有効なリンク2としたネットワークモデルを設定し、複数回にわたって試行する。ランダムモデル試行では、多数のネットワークモデルを設定して試行を行うため、計算機処理量が大きくなる。図4は、ステップS2の「ランダムモデル試行」手順を示すフローチャートである。
In “topology model setting” in step S1, for example, as shown in FIG. 1,
ここで上記図4に示す「ランダムモデル試行」手順を図面にしたがって説明する。まず、ステップS101では、リンク候補中から適当なリンクを選択し、その結果をデータメモリの「ランダムモデル接続情報」領域に記憶する。つぎに、ステップS102では、ノードSと接続している他ノードの割合を求める。つぎに、ステップS103では、この割合が一定値以上か否かを判定し、たとえば、一定値以上の場合(ステップS103,Yes)はステップS104の処理に移行する。一方、一定値に達しない場合(ステップS,No)は、ステップS105に移行し、条件を変化して試行し、その後、ステップS101に戻る。また、ステップS104では、複数事例にわたって試行が終わっているか否かを確認し、複数事例試行済の場合(ステップS104,Yes)は「ランダムモデル試行」に関する処理を終了する。一方、同一条件で他の例を試行する場合(ステップS104,No)は、ステップS106に移行し、他の例を試行し、その後、ステップS101に戻る。 Here, the “random model trial” procedure shown in FIG. 4 will be described with reference to the drawings. First, in step S101, an appropriate link is selected from the link candidates, and the result is stored in the “random model connection information” area of the data memory. Next, in step S102, the ratio of other nodes connected to the node S is obtained. Next, in step S103, it is determined whether or not the ratio is equal to or greater than a certain value. For example, if the ratio is equal to or greater than a certain value (Yes in step S103), the process proceeds to step S104. On the other hand, when it does not reach a certain value (step S, No), the process proceeds to step S105, the condition is changed and an attempt is made, and then the process returns to step S101. Further, in step S104, it is confirmed whether or not the trial has been completed over a plurality of cases, and when the plurality of cases have been tried (step S104, Yes), the processing related to the “random model trial” is terminated. On the other hand, when another example is tried under the same conditions (step S104, No), the process proceeds to step S106, another example is tried, and then the process returns to step S101.
つぎに、ステップS3の「臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)決定」では、ランダムモデル試行の結果に基づいて臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)を決定する。 Next, in the “determination of critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0)” in step S3, critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2) are determined based on the results of random model trials. , Kk0).
つぎに、ステップS4の「臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)による接続性判断」の処理について説明する。 Next, the processing of “connectivity determination based on critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0)” in step S4 will be described.
図5は、ステップS4の「臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)による接続性判断」の処理を示すフローチャートである。ここでは、4個のパラメータMb,Kb,M,Kkおよび6個の臨界値Mb1,Mb2,Kb0,M1,M2,Kk0を用いる。これらのパラメータは全てを同時に変化させるわけではなく、同時に変化させるのは1個のみで、他は固定する。この状態で、それぞれのパラメータと臨界値との関係がどのようになっているかを判断する。具体的には、妨害ノード3の密度Mbが(Mb1≦Mb≦Mb2)となっているか、妨害の荷重係数Kbが(Kb≦Kb0)となっているか、必要ノード1の密度Mが(M1≦M≦M2)となっているか、干渉の荷重係数Kkが(Kk≦Kk0)となっているか、を判断する。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing of “connectivity determination based on critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0)” in step S4. Here, four parameters Mb, Kb, M, Kk and six critical values Mb1, Mb2, Kb0, M1, M2, Kk0 are used. These parameters do not change all at the same time, only one is changed at a time and the others are fixed. In this state, it is determined how the relationship between each parameter and the critical value is. Specifically, the density Mb of the disturbing node 3 is (Mb1 ≦ Mb ≦ Mb2), the disturbing load coefficient Kb is (Kb ≦ Kb0), or the density M of the required
ここで、妨害の荷重係数Kbの判断(Kb≦Kb0)の意味を、図6および図7を用いて説明する。図6は、妨害ノード3の密度Mbと妨害の荷重係数Kbの関係を模式的に示す図であり、図7は、妨害の荷重係数KbとノードS1の接続状況(接続性)の関係を模式的に示す図である。図6において、下側の部分は、ネットワークモデル10全体としてノード1間が多く接続された状態(高接続状態)、上側の部分は、ノード1間があまり接続されていない状態(低接続状態)を示している。たとえば、図6の横軸の妨害ノード3の密度Mbを固定して縦軸の妨害の荷重係数Kbのみを増加すると、下側部分では高接続となるが、上側部分では低接続となる。これらの状態は、妨害を考慮する重み付け(荷重)の増加により、ノード間の接続が低下することを表している。これは、図7において、横軸の妨害の荷重係数Kbを増加させたとき、Kbが臨界値Kb0より小さいときは高接続となるが、Kb0を超えると低接続となることに対応している。
Here, the meaning of the determination of the disturbance load coefficient Kb (Kb ≦ Kb0) will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram schematically showing the relationship between the density Mb of the disturbing node 3 and the disturbing load coefficient Kb, and FIG. 7 is a diagram schematically showing the relationship between the disturbing load coefficient Kb and the connection state (connectivity) of the node S1. FIG. In FIG. 6, the lower part is a state in which a large number of
つぎに、妨害ノード3の密度Mbの判断(Mb1≦Mb≦Mb2)、および妨害の荷重係数Kbの判断(Kb≦Kb0)の意味を、図6および図8を用いて説明する。図8は、妨害ノード3の密度MbとノードS1の接続状況(接続性)の関係を模式的に示す図である。図6において、縦軸の妨害の荷重係数Kbを固定して横軸の妨害ノード3の密度Mbのみを増加すると、低接続から一旦高接続に移行し、その後、妨害ノード3の密度Mbがさらに増加すると再度低接続に移行する。これは、妨害ノード3の密度Mbが小さいときは、必要ノード1の密度Mも小さいので、ネットワークモデル10内のノード1は接続性が低いことを表している。また、その後に妨害ノード3の密度Mbと必要ノード1の密度Mが増加すると、必要ノード間の接続性が確保され、接続性が高くなることを表している。そして、さらに妨害ノード3の密度Mbと必要ノード1の密度Mが増加すると、妨害の影響が強くなって接続性が低下することを表している。このような傾向は、妨害ノード3の密度Mbが必要ノード1の密度Mの増加に伴って増加する(図2では「Mb=M×0.4」)ために発生する。これは、図8において、横軸の妨害ノード3の密度Mbを増加させた場合に、Mbが臨界値Mb1より小さいときは低接続となるが、臨界値Mb1を超えると一旦高接続となり、さらに臨界値Mb2を超えると低接続となることに対応する。
Next, the meaning of the density Mb of the disturbing node 3 (Mb1 ≦ Mb ≦ Mb2) and the meaning of the disturbing load coefficient Kb (Kb ≦ Kb0) will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a diagram schematically showing the relationship between the density Mb of the disturbing node 3 and the connection status (connectivity) of the node S1. In FIG. 6, when the disturbance load factor Kb on the vertical axis is fixed and only the density Mb of the disturbance node 3 on the horizontal axis is increased, the low connection is temporarily changed to the high connection, and then the density Mb of the disturbance node 3 is further increased. If it increases, it shifts to a low connection again. This means that when the density Mb of the disturbing node 3 is small, the density M of the
このように、上記では、妨害に関するパラメータである妨害の荷重係数Kb,妨害ノード3の密度Mbの判断の意味について記述したが、干渉の荷重係数Kkの判断(Kk≦Kk0),必要ノード1の密度Mの判断(M1≦M≦M2)についても同様に説明可能である。
Thus, in the above description, the meaning of judgment of the disturbance load coefficient Kb and the density Mb of the disturbance node 3 which are parameters relating to disturbance has been described. However, the determination of the interference load coefficient Kk (Kk ≦ Kk0) and the
つぎに、上記接続性判断を前提として、図5の処理を説明する。まず、ステップS11では、干渉の影響を表わすパラメータ(M,Kk)を固定し、妨害の影響を考慮して2系統(ステップS13,ステップS14)の処理に移行する。一方、ステップS12では、妨害の影響を表わすパラメータ(Mb,Kb)を固定し、干渉の影響を考慮して2系統(ステップS15,ステップS16)の処理に移行する。 Next, the processing of FIG. 5 will be described on the premise of the connectivity determination. First, in step S11, parameters (M, Kk) representing the influence of interference are fixed, and the processing proceeds to two systems (step S13, step S14) in consideration of the influence of interference. On the other hand, in step S12, parameters (Mb, Kb) representing the influence of interference are fixed, and the process proceeds to processing of two systems (step S15, step S16) in consideration of the influence of interference.
ステップS13では、妨害ノード3の密度Mbを固定し、妨害の荷重係数Kbを変化させる。そして、ステップS17において、各事例における妨害の荷重係数Kbと荷重係数の臨界値(臨界荷重係数)Kb0を比較し、「Kb≦Kb0」の場合には接続性が高いと判断し(ステップS22)、「Kb>Kb0」の場合には接続性が低いと判断する(ステップS21)。 In step S13, the density Mb of the disturbing node 3 is fixed, and the disturbing load coefficient Kb is changed. Then, in step S17, the disturbance load coefficient Kb in each case is compared with the critical value (critical load coefficient) Kb0 of the load coefficient, and when “Kb ≦ Kb0”, it is determined that the connectivity is high (step S22). When “Kb> Kb0”, it is determined that the connectivity is low (step S21).
ステップS14では、妨害の荷重係数Kbを固定し、妨害ノード3の密度Mbを変化させる。そして、ステップS18において、各事例における妨害ノード3の密度Mbと密度の臨界値(臨界密度)Mb1およびMb2とを比較し、「Mb1≦Mb≦Mb2」の場合には接続性が高いと判断し(ステップS22)、Mbがそれ以外の場合には接続性が低いと判断する(ステップS21)。 In step S14, the disturbance load coefficient Kb is fixed, and the density Mb of the disturbance node 3 is changed. In step S18, the density Mb of the disturbing node 3 in each case is compared with the critical density values (critical density) Mb1 and Mb2, and if “Mb1 ≦ Mb ≦ Mb2”, it is determined that the connectivity is high. (Step S22) When Mb is other than that, it is determined that the connectivity is low (Step S21).
ステップS15では、干渉ノード1の密度Mを固定し、干渉の荷重係数Kkを変化させる。そして、ステップS19において、各事例における干渉の荷重係数Kkと臨界荷重係数Kk0を比較し、「Kk≦Kk0」の場合には接続性が高いと判断し(ステップS22)、「Kk>Kk0」の場合には接続性が低いと判断する(ステップS21)。
In step S15, the density M of the
ステップS16では、干渉の荷重係数Kkを固定し、干渉ノード1の密度Mを変化させる。そして、ステップS20において、各事例における干渉ノード1の密度Mと臨界密度M1およびM2とを比較し、「M1≦M≦M2」の場合には接続性が高いと判断し(ステップS22)、Mがそれ以外の場合には接続性が低いと判断する(ステップS21)。
In step S16, the interference load coefficient Kk is fixed, and the density M of the
したがって、図3に示すステップS5の「高接続条件出力」では、上記判断結果に基づいて高接続条件を出力する。 Therefore, in the “high connection condition output” of step S5 shown in FIG. 3, the high connection condition is output based on the determination result.
このように、本実施の形態のネットワーク設計方法では、トポロジーモデル設定(ステップS1)の後に、一度ランダムモデル試行(ステップS2)を行い、その結果に基づいて各パラメータのしきい値である臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)を決定し(ステップS3)、個々のネットワークの事例では、パラメータ(Mb,Kb),(M,Kk)と臨界値(Mb1,Mb2,Kb0),(M1,M2,Kk0)との大小比較で接続性を判断する(ステップS4)。このように、本実施の形態では、ネットワークモデルの接続性、すなわち、ノード1Sに接続しているノード1の割合の高さに相当する通常は「トポロジーモデル」,「ランダムモデル試行」を繰り返し実行した結果として得られる特性を、パラメータ(Mb,Kb)および(M,Kk)で表現することとした。これにより、「ランダムモデル試行」および「臨界値決定」は「トポロジーモデル設定」時にのみ行い、個々のネットワーク事例評価については、しきい値(Mb1,Mb2,Kb0),(M1,M2,Kk0)との単純な大小比較で接続性判断を行うこととした。
As described above, in the network design method of the present embodiment, after the topology model setting (step S1), the random model trial (step S2) is performed once, and the threshold value that is the threshold value of each parameter based on the result. (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) are determined (step S3). In the case of individual networks, parameters (Mb, Kb), (M, Kk) and critical values (Mb1, Mb2, The connectivity is determined by comparing the size with (Kb0), (M1, M2, Kk0) (step S4). As described above, in this embodiment, the network model connectivity, that is, the “topological model” and “random model trial”, which are usually equivalent to the height of the ratio of the
つづいて、図3に示すネットワーク設計方法を実現するネットワーク設計支援装置100について説明する。図9は、ネットワーク設計支援装置100の構成例を示す図であり、このネットワーク設計支援装置100は、トポロジーモデル設定部101とランダムモデル試行部102と臨界値決定部103と臨界値記憶部104と設計条件入力部105と対象ネットワーク接続係数導出部106と設計条件評価部107と出力部108とを備えている。
Next, the network
トポロジーモデル設定部101は、図3の「トポロジーモデル設定(ステップS1)」を実行し、たとえば、図1に示したネットワークモデルを設定する。
The topology
ランダムモデル試行部102は、図3の「ランダムモデル試行(ステップS2)」を実行する。たとえば、ネットワークモデルに含まれる複数のノードが、接続可能な他のノードとランダムに接続すると仮定した場合に、リンク候補のうちの少なくともいずれか一つが有効になり、少なくとも二つのノード間にリンクが設定されているネットワークモデルを、複数の接続パラメータに対して生成する。
The random
臨界値決定部103は、図3の「臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)決定(ステップS3)」を実行する。また、臨界値決定部103は、接続判定部111と(Mb1,Mb2,Kb0)抽出部112と(M1,M2,Kk0)抽出部113とを備えている。接続判定部111は、ランダムモデル試行部102により複数の接続パラメータに対して生成されたネットワークモデル単位に、ネットワークモデルを解析し、ネットワークモデル内でリンクを介して接続されているノードの数を判定する。接続判定部111の判定は、ノード1Sとリンクにより接続されているノードの個数であってもよいし、ノード1Sとリンクにより接続されているノードの、ノード総数に対する割合であってもよい。(Mb1,Mb2,Kb0)抽出部112は、複数の接続パラメータの大小関係の順序に対応させて、接続判定部111により判定されたノード数の変化状況を解析し、変化状況の解析結果に基づいてネットワーク設計の設計条件を評価する際のしきい値となる臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)を抽出する。(M1,M2,Kk0)抽出部113は、複数の接続パラメータの大小関係の順序に対応させて、接続判定部111により判定されたノード数の変化状況を解析し、変化状況の解析結果に基づいてネットワーク設計の設計条件を評価する際のしきい値となる(M1,M2,Kk0)を抽出する。なお、接続判定部111と(Mb1,Mb2,Kb0)抽出部112と(M1,M2,Kk0)抽出部113の処理の詳細は後述する。そして、臨界値記憶部104は、臨界値決定部103により決定されたパラメータを記憶する。
The critical value determination unit 103 executes “critical value (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) determination (step S3)” of FIG. The critical value determination unit 103 includes a
設計条件入力部105は、図3の「(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)による接続性判断(ステップS4)」の対象となるネットワークの設計条件を入力する。 The design condition input unit 105 inputs a design condition of a network that is a target of “connectivity determination by (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0)” in FIG. 3 (step S4).
対象ネットワーク接続係数導出部106は、設計条件入力部105により入力されたネットワークの設計条件に基づいて、対象ネットワークの接続パラメータMb,Kb,M,Kkを導出する。
The target network connection
設計条件評価部107は、図3の「(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)による接続性判断(ステップS4)」を実行し、臨界値記憶部104に記憶されているMb1,Mb2,Kb0,M1,M2,Kk0と、対象ネットワーク接続係数導出部106により導出された対象ネットワークのパラメータMb,Kb,M,Kkと、を比較し、その比較結果に基づいて対象ネットワークの設計条件の評価を行う。
The design condition evaluation unit 107 performs “connectivity determination based on (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0)” (step S4) in FIG. 3, and Mb1 stored in the critical value storage unit 104 , Mb2, Kb0, M1, M2, Kk0 are compared with the parameters Mb, Kb, M, Kk of the target network derived by the target network connection
出力部108は、図3の「高接続条件出力(ステップS5)」を実行し、上記評価結果を出力する。
The
つづいて、本実施の形態における臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)の求め方について説明する。本実施の形態では、図3に示す「ランダムモデル試行(ステップS2)」において図4に示す各ステップの処理を行い、さらに、図3に示す「臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)決定(ステップS3)」において、臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)を決定している。これらの手順を図10〜図14,図6〜図8において詳述している。図12は、図10および図11のステップS31の「ノードSと他ノードの接続判定」手順を詳述している。図13は、図12のステップS41,S42、S43、S44の「ノードの情報を作成」する手順を詳述している。また、図14は、図13のステップS51の「ノードiとノードjの接続判定」手順を詳述している。 Next, how to obtain the critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the processing of each step shown in FIG. 4 is performed in the “random model trial (step S2)” shown in FIG. 3, and further, “critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1) shown in FIG. , M2, Kk0) determination (step S3) ", the critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0) are determined. These procedures are described in detail in FIGS. 10 to 14 and FIGS. FIG. 12 details the procedure of “determination of connection between node S and another node” in step S31 of FIGS. FIG. 13 details the procedure of “create node information” in steps S41, S42, S43, and S44 of FIG. FIG. 14 details the procedure of “determination of connection between node i and node j” in step S51 of FIG.
臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)のうち、臨界荷重Kb0の求め方を示しているのが図10である。臨界荷重Kb0を求める際には、まず、ステップS31において、ノードSと他ノードの接続判定を行う。この結果をデータメモリの「ノードSと他ノードの接続状況」領域に書き込む。ステップS32では、臨界荷重Kb0の数種の値について試行済みか否かを判断し、試行済みの場合(Yes)は、ステップS34において、データメモリの「ノードSと他ノードの接続状況」領域を参照し、前後で接続状況が大きく減少するKbの値をKb0とする(図7参照)。一方、試行済みでない場合(No)は、ステップS33において、妨害の荷重係数Kbの次の候補を設定し、試行済み(Yes)と判定されるまでステップS31〜S33を繰り返し実行する。ステップS34では、たとえば、図7に示すように、前後で接続状況が大きく変化する妨害の荷重係数のあたりに臨界値Kb0を設定する。 Of the critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0), FIG. 10 shows how to obtain the critical load Kb0. When determining the critical load Kb0, first, in step S31, the connection determination between the node S and another node is performed. This result is written in the “connection state between node S and other nodes” area of the data memory. In step S32, it is determined whether or not several kinds of values of the critical load Kb0 have been tried. If the trial has been done (Yes), the “connection status between node S and other nodes” area of the data memory is set in step S34. Referring to FIG. 7, the value of Kb at which the connection state greatly decreases before and after is defined as Kb0 (see FIG. 7). On the other hand, if it has not been tried (No), in step S33, the next candidate for the disturbance load coefficient Kb is set, and steps S31 to S33 are repeatedly executed until it is determined that the trial has been completed (Yes). In step S34, for example, as shown in FIG. 7, a critical value Kb0 is set around the disturbance load coefficient in which the connection state largely changes before and after.
臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)のうち、臨界密度Mb1,Mb2の求め方を示しているのが図11である。臨界密度Mb1,Mb2を求める際には、まず、図11のステップS31において、ノードSと他ノードの接続判定を行う。この判定結果をデータメモリの「ノードSと他ノードの接続状況」領域に書き込む。ステップS35では、臨界密度Mb1,Mb2について試行済みか否かを判断し、試行済みの場合(Yes)は、データメモリの「ノードSと他ノードの接続状況」領域を参照し、前後で接続状況が大きく増加するMbの値をMb1とし、大きく減少するMbの値をMb2とする。一方、試行済みでない場合(No)は、ステップS36において、妨害ノード3の密度Mbの次の候補を設定し、試行済み(Yes)と判定されるまでステップS31,S35,S36を繰り返し実行する。ステップS37では、図8に示すように、前後で接続状況が大きく増加するMbの値をMb1と設定し、大きく減少するMbの値をMb2と設定する。 Of the critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0), FIG. 11 shows how to obtain the critical densities Mb1, Mb2. When determining the critical densities Mb1 and Mb2, first, in step S31 of FIG. 11, the connection determination between the node S and another node is performed. This determination result is written in the “connection status between node S and other nodes” area of the data memory. In step S35, it is determined whether or not the critical densities Mb1 and Mb2 have been tried. If they have been tried (Yes), refer to the “connection status between the node S and other nodes” area of the data memory and check the connection status before and after. The value of Mb that greatly increases is Mb1, and the value of Mb that greatly decreases is Mb2. On the other hand, if it has not been tried (No), in step S36, the next candidate of the density Mb of the disturbing node 3 is set, and steps S31, S35, and S36 are repeatedly executed until it is determined that the trial has been completed (Yes). In step S37, as shown in FIG. 8, the value of Mb that greatly increases the connection status before and after is set as Mb1, and the value of Mb that greatly decreases is set as Mb2.
なお、臨界値(Mb1,Mb2,Kb0)および(M1,M2,Kk0)のうち、臨界荷重係数Kk0は、図10および図7に従って、臨界荷重係数Kb0と同様に求めることができる。また、臨界密度M1,M2は、図11および図8に従って、臨界密度Mb1,Mb2と同様に求めることができる。 Of the critical values (Mb1, Mb2, Kb0) and (M1, M2, Kk0), the critical load coefficient Kk0 can be obtained in the same manner as the critical load coefficient Kb0 according to FIG. 10 and FIG. The critical densities M1 and M2 can be obtained in the same manner as the critical densities Mb1 and Mb2 according to FIGS.
つづいて、図10および図11の「ノードSと他ノードの接続判定(ステップS31)」手順について説明する。図12は、図10および図11の「ノードSと他ノードの接続判定(ステップS31)」手順を示すフローチャートである。 Next, the procedure of “determination of connection between node S and other nodes (step S31)” in FIGS. 10 and 11 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of “determination of connection between node S and other node (step S31)” in FIGS.
まず、ステップS41では、ノードSと直接接続するノードの情報を作成し、データメモリの「直接接続情報」領域に書き込む。ステップS42では、ノードSと中継1回で接続するノードの情報を作成し、データメモリの「1ホップ接続情報」領域に書き込む。ステップS43〜S44では、ノードSと中継2回で接続するノードの情報〜ノードSと中継N回で接続するノードの情報、を作成する。そして、全ノードを網羅した段階で(ステップS45)、「ノードSと他ノードの接続判定」手順を終了する。 First, in step S41, information on a node directly connected to the node S is created and written in the “direct connection information” area of the data memory. In step S42, information on the node connected to node S in one relay is created and written in the “1-hop connection information” area of the data memory. In steps S43 to S44, information on a node connected to node S in two relays to information on a node connected to node S in N relays is created. Then, when all the nodes are covered (step S45), the “connection determination between the node S and another node” procedure is terminated.
つづいて、図13を用いて、図12の「ノードの情報を作成」する手順について説明する。まず、ステップS51では、ノードiとノードjの接続判定を行い、その判定結果をデータメモリの「Rホップ接続情報追記」領域に書き込む。ステップS52では、ネットワーク内の全ノードをノードjとして判定済か否かを判断し、YesならばステップS54に移行する。一方で、NoならばステップS53に移行し、ノードjの次候補を割り当て、ステップS52にてYesになるまでステップS51〜S53を繰り返し実行する。ステップS54では、ノードSと中継R−1回で接続する全ノードをノードiとして判定済か否かを判断し、Yesならば終了する。一方で、NoならばステップS55に移行し、ノードiの次候補を割り当て、ステップS54にてYesになるまでステップS51〜S55を繰り返し実行する。 Next, a procedure for “creating node information” in FIG. 12 will be described with reference to FIG. First, in step S51, the connection determination between the node i and the node j is performed, and the determination result is written in the “R-hop connection information addition” area of the data memory. In step S52, it is determined whether or not all the nodes in the network have been determined as nodes j. If Yes, the process proceeds to step S54. On the other hand, if it is No, it will transfer to step S53, the next candidate of the node j will be allocated, and step S51-S53 will be repeatedly performed until it becomes Yes in step S52. In step S54, it is determined whether or not all nodes connected to the node S in the relay R-1 times are determined as the node i. If Yes, the process ends. On the other hand, if it is No, it will transfer to step S55, the next candidate of the node i will be allocated, and step S51-S55 will be repeatedly performed until it becomes Yes in step S54.
つづいて、次に、図14を用いて、図13の「ノードiとノードjの接続判定」手順について説明する。ステップS61では、データメモリの「トポロジーモデルノード間接続情報」領域を参照して、ノードiとノードjの接続状況の判定を行い、その判定結果をデータメモリの「Rホップ接続情報追記」領域に書き込む。なお、データメモリの「トポロジーモデルノード間接続情報」領域は、図4の「ランダムモデル接続情報」領域である。 Next, the “connection determination between node i and node j” procedure in FIG. 13 will be described with reference to FIG. In step S61, the “topology model inter-node connection information” area of the data memory is referred to, the connection status between the node i and the node j is determined, and the determination result is stored in the “add R hop connection information” area of the data memory. Write. The “topology model node connection information” area of the data memory is the “random model connection information” area of FIG.
つづいて、パラメータ(Mb,Kb),(M,Kk)の決め方について説明する。まず、ノード間の距離Dと減衰Lの関係について記述する。図15は、ノード1Sの周辺を模式的に示す図である。ノード1Sから距離Dのところで、ノード1Sから発した送信信号の減衰がLとなる範囲を示している。距離Dが大きくなってノード1Sから離れるほど減衰Lは進行し、範囲30AではL=1、範囲30BではL=0.1、範囲30CではL=0.01となっている。
Next, how to determine the parameters (Mb, Kb) and (M, Kk) will be described. First, the relationship between the distance D between nodes and the attenuation L will be described. FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the periphery of the
また、図16は、距離Dと減衰Lの関係を模式的に示す図である。減衰Lを距離Dとの関数で表わすとき、多くの場合は距離Dが0のとき減衰Lが無限大となり、距離Dの増加に伴って減衰Lは進行する。なお、距離Dの増加に伴って減衰Lは進行するが、ゼロにはならない。しかし、アルゴリズム遂行の都合は、距離Dの最小値Dnと最大値Dxを定め、距離DがD<Dnのとき、DはDnとし減衰LをLnとし、距離Dが最大値Dxとなった場合には、減衰Lをゼロとする。なお、図17は、距離Dの増加に伴って減衰Lが進行する場合の具体例を示す図である。減衰Lは、Dの3乗に反比例することとして描かれたものである。減衰Lが距離Dのべき乗に反比例するという関係は、一般に広く使用されている(例えば奥村善久、進士昌明監修「移動通信の基礎」電子情報通信学会編)。 FIG. 16 is a diagram schematically showing the relationship between the distance D and the attenuation L. When the attenuation L is expressed as a function of the distance D, in many cases, the attenuation L becomes infinite when the distance D is 0, and the attenuation L progresses as the distance D increases. Note that the attenuation L progresses as the distance D increases, but does not become zero. However, for convenience of algorithm execution, the minimum value Dn and the maximum value Dx of the distance D are determined. When the distance D is D <Dn, D is Dn, the attenuation L is Ln, and the distance D is the maximum value Dx. The attenuation L is set to zero. FIG. 17 is a diagram illustrating a specific example of the case where the attenuation L progresses as the distance D increases. The attenuation L is depicted as being inversely proportional to the cube of D. The relationship that the attenuation L is inversely proportional to the power of the distance D is generally used widely (for example, edited by Yoshihisa Okumura and Masaaki Shinji, “Basics of Mobile Communication” edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers).
以上のように、本実施の形態においては、ノード間の接続係数(パラメータ)であるMb,Kb,M,Kkをキーパラメータとしてネットワークモデルを設計することとした。これにより、高接続条件の出力を単純な処理により実現することができる。 As described above, in this embodiment, the network model is designed using Mb, Kb, M, and Kk, which are connection coefficients (parameters) between nodes, as key parameters. Thereby, the output of a high connection condition can be realized by a simple process.
なお、本実施の形態では、ノード設計の基準となるノードSを固定とした場合について説明したが、これを固定せず、一般化した場合であっても同様のネットワーク設計方法を適用することができる。また、本実施の形態では、距離Dから減衰Lを求める際に、減衰Lは距離Dの3乗に比例するとしたが、別の関係式に基づいて減衰Lを設定することとしてもよい。また、本実施の形態では、必要ノード1による干渉を考慮したネットワーク設計について説明したが、干渉を考慮せずに、妨害のみを考慮してネットワーク設計を行うこととしてもよい。
In the present embodiment, the case where the node S as a node design reference is fixed has been described. However, the same network design method may be applied even when the node S is not fixed and generalized. it can. In this embodiment, when the attenuation L is obtained from the distance D, the attenuation L is proportional to the cube of the distance D. However, the attenuation L may be set based on another relational expression. Further, in the present embodiment, the network design considering the interference caused by the
以上のように、本発明にかかるネットワーク設計方法は、複数の通信装置を配置し、通信装置間を無線または有線で接続する通信ネットワークの設計方法として有用であり、特に、通信ネットワーク内に所望の通信を妨害する通信装置が含まれている場合のネットワーク設計に適している。 As described above, the network design method according to the present invention is useful as a design method for a communication network in which a plurality of communication devices are arranged and the communication devices are connected wirelessly or by wire. Suitable for network design when communication devices that interfere with communication are included.
1 ノード(必要ノード)
1S,1T,1U,1V,1W ノード
2 リンク
2C リンク候補
3,3A,3B 妨害ノード
100 ネットワーク設計支援装置
101 トポロジーモデル設定部
102 ランダムモデル試行部
103 臨界値決定部
104 臨界値記憶部
105 設計条件入力部
106 対象ネットワーク接続係数導出部
107 設計条件評価部
108 出力部
111 接続判定部
112 (Mb1,Mb2,Kb0)抽出部
113 (M1,M2,Kk0)抽出部
1 node (required node)
1S, 1T, 1U, 1V,
Claims (6)
所望の通信を行う必要ノードによる通信に悪影響を与える妨害ノードが含まれたネットワークモデルにおける、前記試行結果に基づいて、ネットワークの接続性(低接続および高接続)を判断するための、必要ノードの密度Mの臨界値、干渉の荷重係数Kkの臨界値、妨害ノードの密度Mb(Mの関数)の臨界値、および妨害の荷重係数Kbの臨界値、を決定する臨界値決定ステップと、
必要ノードの密度M、干渉の荷重係数Kk、妨害ノードの密度Mb、および妨害の荷重係数Kb、をキーパラメータとし、前記各臨界値を用いてネットワークの接続性判断を行う接続性判断ステップと、
を含み、
前記ランダムモデル試行ステップおよび前記臨界値決定ステップについては、トポロジーモデル設定ステップ実行時にのみ行い、個々のネットワーク事例における接続性判断は、前記各パラメータと前記各臨界値との大小比較にて行うことを特徴とするネットワーク設計方法。 A topology setting step for setting a topology model composed of a plurality of nodes indicating communication devices and a plurality of link candidates indicating communication paths, and selecting an appropriate link from the link candidates at random and making it an effective link A network setting method for generating a network model, performing a random model trial step for performing a plurality of times in a predetermined procedure, and outputting a high connection condition based on the execution result,
In a network model including a disturbing node that adversely affects communication by a necessary node that performs desired communication, a necessary node for determining network connectivity (low connection and high connection) based on the trial result A critical value determining step for determining a critical value of density M, a critical value of interference load factor Kk, a critical value of disturbing node density Mb (a function of M), and a critical value of disturbing load factor Kb;
A connectivity determination step of determining network connectivity using each critical value, with the required node density M, the interference load factor Kk, the disturbing node density Mb, and the disturbing load factor Kb as key parameters;
Including
The random model trial step and the critical value determination step are performed only at the time of executing the topology model setting step, and the connectivity determination in each network case is performed by comparing the respective parameters with the respective critical values. A characteristic network design method.
妨害の荷重係数Kbの増加(密度Mb固定)に伴って接続状況が高接続状態から低接続状態となる規則性に基づいて、接続状況が最も急激に減少するときのKbの値を、前記Kbの臨界値Kb0とし、
妨害ノードの密度Mbの増加(荷重係数Kb固定)に伴って接続状態が低接続状態から一旦高接続状態となり再度低接続状態となる規則性に基づいて、接続状況が最も急激に増加するMbの値を、前記Mbの臨界値Mb1とし、最も急激に減少するMbの値を、前記Mbの臨界値Mb2とし、
干渉の荷重係数Kkの増加(密度M固定)に伴って接続状況が高接続状態から低接続状態となる規則性に基づいて、接続状況が最も急激に減少するKkの値を、前記Kkの臨界値Kk0とし、
必要ノードの密度Mの増加(荷重係数Kk固定)に伴って接続状態が低接続状態から一旦高接続状態となり再度低接続状態となる規則性に基づいて、接続状況が最も急激に増加するMの値を、前記Mの臨界値M1とし、最も急激に減少するMの値を、前記Mの臨界値M2とすることを特徴とする請求項1または2に記載のネットワーク設計方法。 In the critical value determining step,
Based on the regularity in which the connection state changes from the high connection state to the low connection state with the increase of the disturbance load coefficient Kb (fixed density Mb), the value of Kb when the connection state decreases most rapidly is expressed as Kb. The critical value Kb0 of
Based on the regularity that the connection state temporarily changes from the low connection state to the high connection state and then goes to the low connection state again as the density Mb of the disturbing node increases (load coefficient Kb is fixed), the connection state increases most rapidly. The value is the critical value Mb1 of the Mb, the value of Mb that decreases most rapidly is the critical value Mb2 of the Mb,
Based on the regularity that the connection state changes from the high connection state to the low connection state as the interference load factor Kk increases (fixed density M), the value of Kk at which the connection state decreases most rapidly is determined as the critical value of Kk. With value Kk0,
Based on the regularity that the connection state temporarily changes from the low connection state to the high connection state and becomes the low connection state again as the required node density M increases (load coefficient Kk is fixed), the connection state increases most rapidly. 3. The network design method according to claim 1, wherein a value is the critical value M1 of the M, and a value of M that decreases most rapidly is the critical value M2 of the M.
干渉の影響を表わすパラメータM、Kkおよび妨害ノードの密度Mbを固定し、妨害の荷重係数Kbを変化させ、当該変化させた妨害の荷重係数Kbと前記臨界値Kb0とを比較し、「Kb≦Kb0」の場合には接続性が高いと判断し、「Kb>Kb0」の場合には接続性が低いと判断し、
干渉の影響を表わすパラメータM、Kkおよび妨害の荷重係数Kbを固定し、妨害ノードの密度Mbを変化させ、当該変化させた妨害ノードの密度Mbと前記臨界値Mb1およびMb2とを比較し、「Mb1≦Mb≦Mb2」の場合には接続性が高いと判断し、Mbがそれ以外の場合には接続性が低いと判断し、
妨害の影響を表わすパラメータMb、Kbおよび干渉ノードの密度Mを固定し、干渉の荷重係数Kkを変化させ、当該変化させた干渉の荷重係数Kkと前記臨界値Kk0とを比較し、「Kk≦Kk0」の場合には接続性が高いと判断し、「Kk>Kk0」の場合には接続性が低いと判断し、
妨害の影響を表わすパラメータMb、Kbおよび干渉の荷重係数Kkを固定し、干渉ノードの密度Mを変化させ、当該変化させた干渉ノードの密度Mと臨界値M1およびM2とを比較し、「M1≦M≦M2」の場合には接続性が高いと判断し、Mがそれ以外の場合には接続性が低いと判断することを特徴とする請求項3に記載のネットワーク設計方法。 In the connectivity determination step,
The parameters M and Kk representing the influence of interference and the density Mb of the disturbing node are fixed, the disturbing load coefficient Kb is changed, the changed disturbing load coefficient Kb is compared with the critical value Kb0, and “Kb ≦ In the case of “Kb0”, it is determined that the connectivity is high, and in the case of “Kb> Kb0”, it is determined that the connectivity is low,
The parameters M and Kk representing the influence of interference and the disturbance load coefficient Kb are fixed, the density Mb of the disturbance node is changed, and the changed density Mb of the disturbance node is compared with the critical values Mb1 and Mb2. When Mb1 ≦ Mb ≦ Mb2 ”, it is determined that the connectivity is high, and when Mb is other than that, the connectivity is determined to be low.
The parameters Mb and Kb representing the influence of interference and the density M of the interference node are fixed, the interference load coefficient Kk is changed, the changed interference load coefficient Kk is compared with the critical value Kk0, and “Kk ≦ In the case of “Kk0”, it is determined that the connectivity is high, and in the case of “Kk> Kk0”, it is determined that the connectivity is low,
The parameters Mb and Kb representing the influence of the interference and the interference load coefficient Kk are fixed, the density M of the interference node is changed, and the changed density M of the interference node is compared with the critical values M1 and M2. 4. The network design method according to claim 3, wherein if ≦ M ≦ M2, it is determined that the connectivity is high, and if M is otherwise, it is determined that the connectivity is low.
さらに、
所望の通信を行う必要ノードによる通信に悪影響を与える妨害ノードが含まれたネットワークモデルにおける、前記試行結果に基づいて、ネットワークの接続性(低接続および高接続)を判断するための、必要ノードの密度Mの臨界値、干渉の荷重係数Kkの臨界値、妨害ノードの密度Mb(Mの関数)の臨界値、および妨害の荷重係数Kbの臨界値、を決定する臨界値決定部と、
必要ノードの密度M、干渉の荷重係数Kk、妨害ノードの密度Mb、および妨害の荷重係数Kb、をキーパラメータとし、前記各臨界値を用いてネットワークの接続性判断を行う接続性判断部と、
を備え、
前記ランダムモデル試行部および前記臨界値決定部の処理については、トポロジーモデル設定時にのみ行い、個々のネットワーク事例における接続性判断は、前記各パラメータと前記各臨界値との大小比較にて行うことを特徴とするネットワーク設計支援装置。 A topology setting unit that sets a topology model configured by a plurality of nodes indicating communication devices and a plurality of link candidates indicating communication paths, and selecting an appropriate link from the link candidates at random and making it an effective link A network model support unit that generates a network model and outputs a high connection condition based on a result of the trial.
further,
In a network model including a disturbing node that adversely affects communication by a necessary node that performs desired communication, a necessary node for determining network connectivity (low connection and high connection) based on the trial result A critical value determination unit for determining a critical value of density M, a critical value of interference load coefficient Kk, a critical value of density Mb (function of M) of the disturbing node, and a critical value of disturbing load coefficient Kb;
A connectivity determination unit that performs network connectivity determination using each critical value, using the required node density M, the interference load factor Kk, the disturbing node density Mb, and the disturbing load factor Kb as key parameters;
With
The processing of the random model trial unit and the critical value determination unit is performed only at the time of setting the topology model, and the connectivity determination in each network case is performed by comparing each parameter with each critical value. A featured network design support device.
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