数据发送装置、数据共享系统、数据共享方法以及消息交换系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在多个通信节点之间高效地交换数据的技术。
【背景技术】
[0002] 已经研究并开发有使用车辆间通信在多个车辆之间共享交通信息等信息的方法。 车辆将持有的信息发送给周围的车辆，周围的车辆存储所接收到的信息，进而发送给周围 的车辆。由此扩散信息。
[0003] 并应不限于车辆间通信，在这样的信息共享技术中，要求高效地共享信息。例如， 希望尽可能地发送通信对方未持有的信息。然而，随着信息设备的存储容量增大，一个通信 节点所持有的数据的数量成为庞大的数量。如果数据的数量多，则无法简单地判断通信对 方具备什么样的数据、不具备什么样的数据。
[0004] 作为检查数据的同一性的技术，已知有布隆过滤器（Bloom Filter)(非专利文献 1)。在布隆过滤器中，计算出数据的散列值，通过位单元OR运算将所得到的散列值叠加起 来。而且，计算出检查对象数据的散列值，只要在它的任意一位的位置处过滤器的值为〇,则 保证该数据未被登记。在布隆过滤器中，能够（以0(1))瞬时地进行检查。
[0005] 因此，可以考虑将布隆过滤器用于信息共享技术来高效地扩散信息。也就是说，可 以考虑从通信对方节点取得布隆过滤器的过滤器值，使用该过滤器值来选择对方未持有的 数据并发送。然而，布隆过滤器中存在不能将登记过一次的数据删除的限制。如果长时间 地利用，则发生误判断（将未持有的数据判断为持有的数据=假阳性）的概率将慢慢上升。 这样，对需要不断地提供信息并将删掉的系统而言，应用布隆过滤器谈不上是有效的。
[0006] 现有技术文献
[0007] 非专利文献
[0008] 非专利文献 1 :Β· H. Bloom, "Space/time Trade-offs in Hash Coding with Allowable Errors^jCommunications of the ACM(CACM1970), vol. 13, No. 7, pp. 422-426, J uly 1970.
【发明内容】
[0009] 本发明是考虑上述问题而完成，本发明的目的在于提供能够选择通信对方未持有 的可能性高的信息来发送的数据共享技术。
[0010] 本发明的第一方式是对其它节点进行数据的发送的数据发送装置。数据发送装置 包括：数据存储单元、摘要信息存储单元、接收单元、选择单元和发送单元。数据存储单元中 存储有多个数据。数据发送装置从存储在数据存储单元的数据中选择某个数据而发送给其 它节点。摘要信息存储单元中存储有根据存储在数据存储单元的数据制作的摘要信息。摘 要信息是将存储在数据存储单元的数据分类为预定的组，关于各个组而示出数据存储单元 中存储有多少个数据的信息。接收单元从其它节点接收与该节点相关的摘要信息。选择单 元根据从接收单元接收到的摘要信息来选择要发送的数据。发送单元将由选择单元选择的 数据发送到上述其它节点。
[0011] 在本方式中，优选选择单元在其它节点的摘要信息中优先选择数据数量少的组所 包含的数据。另外，从多个节点接收摘要信息的情况下，将各个摘要信息所包含的每个组的 数据数量（计数器值）相加，根据相加之后的数据数量来进行与上述同样的判断即可。例 如考虑设为根据能够根据摘要信息掌握的每个组的数据数量，优先选择全部组的数据数量 之和与组的数据数量的差大的组，并选择属于所选择的组的数据。关于从所选择的组中选 择消息的基准，可以是任意的基准。通过采用这样的构成，能够选择并发送通信对方节点未 持有的可能性高的数据。在此，优先地选择是指以高的概率选择。也就是说，在越是数据数 量少的组的数据越优先选择的情况下，没有必要总是选择数据数量最少的组的数据。当然， 即使总是选择数据数量少的组的数据也是可以的。
[0012] 在本方式中，优选针对在紧前面的预定时间以内通过发送单元发送过的数据，选 择单元不将其作为上述的选择的对象。由此，能够避免在短期间内重复地发送相同的数据 这样的资源浪费。
[0013] 本方式中的接收单元优选从其它节点或用户接收数据。而且，本方式所涉及的数 据发送装置优选还具备数据管理单元，该数据管理单元将接收单元所接收的数据存储到数 据存储单元并且更新摘要信息。关于摘要信息的更新，根据所接收的数据求得该数据的组， 并关于所求得的组对数据数量（计数器值）加1即可。或者，在所接收的某个数据包含有 组ID的情况下，将关于该组ID的数据数量加1即可。由此，总是能够使数据发送装置内的 摘要信息与数据存储单元匹配。
[0014] 在本方式中，发送单元优选将存储在本节点的摘要信息存储单元中的摘要信息 (以下也称为本节点的摘要信息）发送给其它节点。由此，能够期待从其它节点发送来本节 点未持有的数据。
[0015] 在本方式中，选择单元也可以设定为不仅根据从其它节点发送的摘要信息，还根 据本节点的摘要信息来选择要发送的数据。具体地，考虑将其它节点的摘要信息与本节点 的摘要信息全部相加，优先选择数据数量少的组的数据。作为考虑了本节点的摘要信息的 选择方法，还考虑其它的方法。例如也可以将其它节点的摘要信息与本节点的摘要信息相 比较，越是其它节点所持有的数据数量比本节点所持有的数据数量少的组，越优先选择该 组所包含的数据。在存在多个通信对方的节点的情况下，针对各个组，将其它节点平均1台 所持有的数据数量与本节点持有的数据数量相比，越是属于差大的组的数据越优先选择即 可。
[0016] 考虑根据数据的散列值来决定数据属于哪个组。也就是说，考虑本方式中的数据 管理单元将对数据应用散列函数而得到的散列值作为该数据的组来处理。在此，作为散列 函数，考虑采用一致性高的散列函数（CRC、MD、SHA等）。此外，还考虑采用类似的数据取同 一散列值的可能性高的特殊的散列函数（LSH、GeoHash、GeoHex等）。另外，应用于散列函 数的既可以是数据的所有部分，也可以是数据的一部分。例如，通过使用LSH，对类似的数 据分配同一散列值（组），所以优选仅对成为类似性的判断对象的部分应用散列函数。同 样地，GeoHash、GeoHex将数据中的关于位置信息的部分作为对象。通过使用一致的散列函 数，能够判断同一性，通过使用上述那样的特殊的散列函数，除了同一性之外还能够进行考 虑了类似性的数据的选择/发送。另外，如果仅考虑同一性，则也可以不使用散列函数而通 过随机数来决定组。在使用了随机数的情况下，也能获得与使用一致性散列函数的情况相 同的效果。此外，在此所决定的组也优选与数据建立关联地存储并在发送给其它节点时一 起发送。由此，不需要在各个节点进行组的决定。
[0017] 在本方式中，优选数据管理单元在将接收单元所接收的数据存储到数据存储单元 时，在数据存储单元的容量不足的情况下，从数据存储单元删除数据。此时，数据管理单元 也进行摘要信息的更新。具体地，从所删除的数据的组进行对数据数量（计数器值）减1 的处理。此外，优选即使在数据存储单元的容量有剩余的情况下，在摘要信息存储单元中的 数据数量达到预定数量（上限值）以上的情况下，也从数据存储单元删除属于与所接收的 数据相同的组的消息。也就是说，优选在摘要信息的计数器值发生数位溢出的情况下等，也 从数据存储单元删除数据。在本方式所涉及的数据发送装置中，使用各组的计数器数作为 摘要信息，所以即使从数据存储单元进行数据的删除，也能够保持摘要信息的匹配性。
[0018] 根据本方式所涉及的数据发送装置，能够发送其它节点未持有的数据。因此，只要 能够进行长时间的通信，就能够期待全部节点所具备的数据都成为相同。而且，由于在所具 备的数据变为相同了的情况下，不需要进行更多的数据发送，所以停止数据的发送。作为具 体的停止条件，例如，考虑针对其它节点的摘要信息与本节点的摘要信息的全部的摘要信 息，采用各组的数据数量一致的条件。因为在满足了这样的条件的情况下，全部节点所持有 的数据一致的可能性高。另外，该停止条件在各节点所持有的数据数量足够多的情况下为 有效的判断基准，但有时在所持有的数据数量少的情况下未必表示所持有的数据一致。因 此，在存储于数据存储单元的数据数量比预定的阈值小的情况下，将"在紧前面的预定期间 内至少发送过一次存储在数据存储单元内的数据"追加为停止条件。
[0019] 本发明的第二方式是包括第一方式的数据发送装置的数据共享系统。由于数据发 送装置具有上述那样的功能，所以存储于数据共享系统内的某一个节点（数据发送装置） 的数据被高效地发送到其它节点，在系统内快速地扩散。因此，各节点所具备的数据以较短 的时间相互一致。另外，本方式所涉及的数据共享系统中的数据发送装置也可以为能够移 动的通信装置。在数据发送装置的移动速度快的情况下，未必能够使所有节点所持有的数 据一致，但是能够优先地发送其它节点未持有的数据。在此，所谓能够移动的通信装置，包 括：将通信装置安装到能够移动的车辆等可移动物体的情况、由人持有通信装置并移动的 情况、将通信装置带入车辆等可移动物体且车辆等发生移动的情况等。
[0020] 本发明的第二方式中，优选构成数据共享系统的各个节点（数据发送装置）均既 能够作为访问点（AP)又能够作为站点（STA)发挥功能。或者，优选至少某一个节点能够作 为访问点和站点这两者发挥功能。而且，在系统内，一个节点作为访问点发挥功能，其它节 点作为站点发挥功能。在此，优选作为访问点发挥功能的节点具有对作为站点发挥功能的 节点分配地址的功能。优选作为站点发挥功能的节点的发送单元在从作为访问点发挥功能 的节点进行发送起经过了对应于分配给本节点的地址的时间之后开始发送。由此，即使各 个节点采用随机访问通信方式的情况下，也可以实现系统内的时分式的通信。时分通信中 不会发生通信冲突或者发生不必要的等待时间，所以能够进行高效的通信。
[0021] 如果实现上述那样的时分通信方式，则能够对通信导入循环（周期）。也就是说， 能够将作为访问点的节点发送起到其它所有节点发送为止的期间定义为一个通信周期。而 且，优选各个节点的选择单元使用在当前的前一个通信周期从其它节点接收的摘要信息， 选择要发送的数据。通过导入通信周期，能够明确使用什么时刻的摘要信息。
[0022] 本发明的第三方式是上述第一和第二方式中的数据发送装置所执行的数据共享 方法。
[0023] 本发明的第四方式是使用上述第一至第三方式中的数据共享技术实现的消息交 换系统。本方式所涉及的消息交换系统包括多个用户终端、多个数据通信装置，在多个数据 通信装置之间交换从用户终端输入的消息，提供给其它用户终端。
[0024] 本方式中的用户终端包括：接受来自用户的消息输入的输入单元、将消息发送给 数据通信装置的发送单元、从数据通信装置接收消息并对用户输出的输出单元。
[0025] 本方式中的数据通信装置与上述第一方式中的数据通信装置相同。此外，本方式 中的多个数据通信装置作为上述第二方式中的数据共享系统发挥功能。
[0026] 通过采用这样的构成，由用户经由用户终端输入的消息在系统内被高效地交换， 较早地到达其它用户终端。
[0027] 在本方式中，优选多个数据通信装置既能够作为访问点又能够作为站点发挥功 能，优选作为访问点发挥功能的数据通信装置与用户终端进行通信。由于进行访问点的虚 拟化、具有多个无线设备，所以数据通信装置能够针对其它数据通信装置和用户终端这两 者作为访问点发挥功能。
[0028] 在本方式中，优选数据通信装置能够经由因特网等预定的网络与服务器装置进行 通信。优选作为站点发挥功能的数据通信装置在变成能够连接到上述预定的网络的情况 下，与该网络连接而向服务器装置发送消息。由于如上述所述地消息在系统内被高效地扩 散，所以如果设定为只要某个数据通信装置发现了向服务器装置的连接的情况下就向服务 器装置发送，则能够提高从用户终端输入的消息被发送到服务器装置的概率。
[0029] 在该情况下，优选作为站点发挥功能的数据通信装置在变成了能够连接到上述预 定的网络的情况下，定期地对向该网络的连接和向作为访问点发挥功能的数据通信装置的 连接进行切换。如果这样设定，则即使在数据通信装置仅具有一个无线设备的情况下，也能 够兼顾实现系统内的消息交换和向服务器装置的消息发送。
[0030] 在本方式中，优选上述服务器装置具有将从数据通信装置发送的消息上传到消息 发布服务器的功能。消息发布服务器具有接受消息的发布、将发布的消息对访问用户进行 显示的功能。此时，优选上述服务器装置具有判断是否是已经由本装置上传到发布服务器 的消息的功能、和将未完成上传的消息上传到消息发布服务器的功能。通过这样设定，能够 防止相同的消息被重复地发布到消息发布服务器。
[0031] 本发明能够作为具有上述单元的至少一部分的数据通信装置、数据共享系统、消 息交换系统来实现。此外，本发明能够作为具有上述处理的至少一部分的数据发送方法来 实现。只要可能，上述单元和处理的每一个能够相互组合来构成本发明。