數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享方法以及消息交換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之間高效地交換數(shù)據(jù)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 已經(jīng)研究并開(kāi)發(fā)有使用車輛間通信在多個(gè)車輛之間共享交通信息等信息的方法。 車輛將持有的信息發(fā)送給周圍的車輛，周圍的車輛存儲(chǔ)所接收到的信息，進(jìn)而發(fā)送給周圍 的車輛。由此擴(kuò)散信息。
[0003] 并應(yīng)不限于車輛間通信，在這樣的信息共享技術(shù)中，要求高效地共享信息。例如， 希望盡可能地發(fā)送通信對(duì)方未持有的信息。然而，隨著信息設(shè)備的存儲(chǔ)容量增大，一個(gè)通信 節(jié)點(diǎn)所持有的數(shù)據(jù)的數(shù)量成為龐大的數(shù)量。如果數(shù)據(jù)的數(shù)量多，則無(wú)法簡(jiǎn)單地判斷通信對(duì) 方具備什么樣的數(shù)據(jù)、不具備什么樣的數(shù)據(jù)。
[0004] 作為檢查數(shù)據(jù)的同一性的技術(shù)，已知有布隆過(guò)濾器（Bloom Filter)(非專利文獻(xiàn) 1)。在布隆過(guò)濾器中，計(jì)算出數(shù)據(jù)的散列值，通過(guò)位單元OR運(yùn)算將所得到的散列值疊加起 來(lái)。而且，計(jì)算出檢查對(duì)象數(shù)據(jù)的散列值，只要在它的任意一位的位置處過(guò)濾器的值為〇,則 保證該數(shù)據(jù)未被登記。在布隆過(guò)濾器中，能夠（以0(1))瞬時(shí)地進(jìn)行檢查。
[0005] 因此，可以考慮將布隆過(guò)濾器用于信息共享技術(shù)來(lái)高效地?cái)U(kuò)散信息。也就是說(shuō)，可 以考慮從通信對(duì)方節(jié)點(diǎn)取得布隆過(guò)濾器的過(guò)濾器值，使用該過(guò)濾器值來(lái)選擇對(duì)方未持有的 數(shù)據(jù)并發(fā)送。然而，布隆過(guò)濾器中存在不能將登記過(guò)一次的數(shù)據(jù)刪除的限制。如果長(zhǎng)時(shí)間 地利用，則發(fā)生誤判斷（將未持有的數(shù)據(jù)判斷為持有的數(shù)據(jù)=假陽(yáng)性）的概率將慢慢上升。 這樣，對(duì)需要不斷地提供信息并將刪掉的系統(tǒng)而言，應(yīng)用布隆過(guò)濾器談不上是有效的。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 非專利文獻(xiàn)
[0008] 非專利文獻(xiàn) 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.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是考慮上述問(wèn)題而完成，本發(fā)明的目的在于提供能夠選擇通信對(duì)方未持有 的可能性高的信息來(lái)發(fā)送的數(shù)據(jù)共享技術(shù)。
[0010] 本發(fā)明的第一方式是對(duì)其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置。數(shù)據(jù)發(fā)送裝置 包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、摘要信息存儲(chǔ)單元、接收單元、選擇單元和發(fā)送單元。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中 存儲(chǔ)有多個(gè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送裝置從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)中選擇某個(gè)數(shù)據(jù)而發(fā)送給其 它節(jié)點(diǎn)。摘要信息存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)有根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)制作的摘要信息。摘 要信息是將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)分類為預(yù)定的組，關(guān)于各個(gè)組而示出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 中存儲(chǔ)有多少個(gè)數(shù)據(jù)的信息。接收單元從其它節(jié)點(diǎn)接收與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)的摘要信息。選擇單 元根據(jù)從接收單元接收到的摘要信息來(lái)選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)送單元將由選擇單元選擇的 數(shù)據(jù)發(fā)送到上述其它節(jié)點(diǎn)。
[0011] 在本方式中，優(yōu)選選擇單元在其它節(jié)點(diǎn)的摘要信息中優(yōu)先選擇數(shù)據(jù)數(shù)量少的組所 包含的數(shù)據(jù)。另外，從多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收摘要信息的情況下，將各個(gè)摘要信息所包含的每個(gè)組的 數(shù)據(jù)數(shù)量（計(jì)數(shù)器值）相加，根據(jù)相加之后的數(shù)據(jù)數(shù)量來(lái)進(jìn)行與上述同樣的判斷即可。例 如考慮設(shè)為根據(jù)能夠根據(jù)摘要信息掌握的每個(gè)組的數(shù)據(jù)數(shù)量，優(yōu)先選擇全部組的數(shù)據(jù)數(shù)量 之和與組的數(shù)據(jù)數(shù)量的差大的組，并選擇屬于所選擇的組的數(shù)據(jù)。關(guān)于從所選擇的組中選 擇消息的基準(zhǔn)，可以是任意的基準(zhǔn)。通過(guò)采用這樣的構(gòu)成，能夠選擇并發(fā)送通信對(duì)方節(jié)點(diǎn)未 持有的可能性高的數(shù)據(jù)。在此，優(yōu)先地選擇是指以高的概率選擇。也就是說(shuō)，在越是數(shù)據(jù)數(shù) 量少的組的數(shù)據(jù)越優(yōu)先選擇的情況下，沒(méi)有必要總是選擇數(shù)據(jù)數(shù)量最少的組的數(shù)據(jù)。當(dāng)然， 即使總是選擇數(shù)據(jù)數(shù)量少的組的數(shù)據(jù)也是可以的。
[0012] 在本方式中，優(yōu)選針對(duì)在緊前面的預(yù)定時(shí)間以內(nèi)通過(guò)發(fā)送單元發(fā)送過(guò)的數(shù)據(jù)，選 擇單元不將其作為上述的選擇的對(duì)象。由此，能夠避免在短期間內(nèi)重復(fù)地發(fā)送相同的數(shù)據(jù) 這樣的資源浪費(fèi)。
[0013] 本方式中的接收單元優(yōu)選從其它節(jié)點(diǎn)或用戶接收數(shù)據(jù)。而且，本方式所涉及的數(shù) 據(jù)發(fā)送裝置優(yōu)選還具備數(shù)據(jù)管理單元，該數(shù)據(jù)管理單元將接收單元所接收的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)單元并且更新摘要信息。關(guān)于摘要信息的更新，根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)求得該數(shù)據(jù)的組， 并關(guān)于所求得的組對(duì)數(shù)據(jù)數(shù)量（計(jì)數(shù)器值）加1即可?；蛘撸谒邮盏哪硞€(gè)數(shù)據(jù)包含有 組ID的情況下，將關(guān)于該組ID的數(shù)據(jù)數(shù)量加1即可。由此，總是能夠使數(shù)據(jù)發(fā)送裝置內(nèi)的 摘要信息與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元匹配。
[0014] 在本方式中，發(fā)送單元優(yōu)選將存儲(chǔ)在本節(jié)點(diǎn)的摘要信息存儲(chǔ)單元中的摘要信息 (以下也稱為本節(jié)點(diǎn)的摘要信息）發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)。由此，能夠期待從其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)本節(jié) 點(diǎn)未持有的數(shù)據(jù)。
[0015] 在本方式中，選擇單元也可以設(shè)定為不僅根據(jù)從其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送的摘要信息，還根 據(jù)本節(jié)點(diǎn)的摘要信息來(lái)選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù)。具體地，考慮將其它節(jié)點(diǎn)的摘要信息與本節(jié)點(diǎn) 的摘要信息全部相加，優(yōu)先選擇數(shù)據(jù)數(shù)量少的組的數(shù)據(jù)。作為考慮了本節(jié)點(diǎn)的摘要信息的 選擇方法，還考慮其它的方法。例如也可以將其它節(jié)點(diǎn)的摘要信息與本節(jié)點(diǎn)的摘要信息相 比較，越是其它節(jié)點(diǎn)所持有的數(shù)據(jù)數(shù)量比本節(jié)點(diǎn)所持有的數(shù)據(jù)數(shù)量少的組，越優(yōu)先選擇該 組所包含的數(shù)據(jù)。在存在多個(gè)通信對(duì)方的節(jié)點(diǎn)的情況下，針對(duì)各個(gè)組，將其它節(jié)點(diǎn)平均1臺(tái) 所持有的數(shù)據(jù)數(shù)量與本節(jié)點(diǎn)持有的數(shù)據(jù)數(shù)量相比，越是屬于差大的組的數(shù)據(jù)越優(yōu)先選擇即 可。
[0016] 考慮根據(jù)數(shù)據(jù)的散列值來(lái)決定數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)組。也就是說(shuō)，考慮本方式中的數(shù)據(jù) 管理單元將對(duì)數(shù)據(jù)應(yīng)用散列函數(shù)而得到的散列值作為該數(shù)據(jù)的組來(lái)處理。在此，作為散列 函數(shù)，考慮采用一致性高的散列函數(shù)（CRC、MD、SHA等）。此外，還考慮采用類似的數(shù)據(jù)取同 一散列值的可能性高的特殊的散列函數(shù)（LSH、GeoHash、GeoHex等）。另外，應(yīng)用于散列函 數(shù)的既可以是數(shù)據(jù)的所有部分，也可以是數(shù)據(jù)的一部分。例如，通過(guò)使用LSH，對(duì)類似的數(shù) 據(jù)分配同一散列值（組），所以優(yōu)選僅對(duì)成為類似性的判斷對(duì)象的部分應(yīng)用散列函數(shù)。同 樣地，GeoHash、GeoHex將數(shù)據(jù)中的關(guān)于位置信息的部分作為對(duì)象。通過(guò)使用一致的散列函 數(shù)，能夠判斷同一性，通過(guò)使用上述那樣的特殊的散列函數(shù)，除了同一性之外還能夠進(jìn)行考 慮了類似性的數(shù)據(jù)的選擇/發(fā)送。另外，如果僅考慮同一性，則也可以不使用散列函數(shù)而通 過(guò)隨機(jī)數(shù)來(lái)決定組。在使用了隨機(jī)數(shù)的情況下，也能獲得與使用一致性散列函數(shù)的情況相 同的效果。此外，在此所決定的組也優(yōu)選與數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)并在發(fā)送給其它節(jié)點(diǎn)時(shí)一 起發(fā)送。由此，不需要在各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組的決定。
[0017] 在本方式中，優(yōu)選數(shù)據(jù)管理單元在將接收單元所接收的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 時(shí)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的容量不足的情況下，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元?jiǎng)h除數(shù)據(jù)。此時(shí)，數(shù)據(jù)管理單元 也進(jìn)行摘要信息的更新。具體地，從所刪除的數(shù)據(jù)的組進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)數(shù)量（計(jì)數(shù)器值）減1 的處理。此外，優(yōu)選即使在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的容量有剩余的情況下，在摘要信息存儲(chǔ)單元中的 數(shù)據(jù)數(shù)量達(dá)到預(yù)定數(shù)量（上限值）以上的情況下，也從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元?jiǎng)h除屬于與所接收的 數(shù)據(jù)相同的組的消息。也就是說(shuō)，優(yōu)選在摘要信息的計(jì)數(shù)器值發(fā)生數(shù)位溢出的情況下等，也 從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元?jiǎng)h除數(shù)據(jù)。在本方式所涉及的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置中，使用各組的計(jì)數(shù)器數(shù)作為 摘要信息，所以即使從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)的刪除，也能夠保持摘要信息的匹配性。
[0018] 根據(jù)本方式所涉及的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置，能夠發(fā)送其它節(jié)點(diǎn)未持有的數(shù)據(jù)。因此，只要 能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的通信，就能夠期待全部節(jié)點(diǎn)所具備的數(shù)據(jù)都成為相同。而且，由于在所具 備的數(shù)據(jù)變?yōu)橄嗤说那闆r下，不需要進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)發(fā)送，所以停止數(shù)據(jù)的發(fā)送。作為具 體的停止條件，例如，考慮針對(duì)其它節(jié)點(diǎn)的摘要信息與本節(jié)點(diǎn)的摘要信息的全部的摘要信 息，采用各組的數(shù)據(jù)數(shù)量一致的條件。因?yàn)樵跐M足了這樣的條件的情況下，全部節(jié)點(diǎn)所持有 的數(shù)據(jù)一致的可能性高。另外，該停止條件在各節(jié)點(diǎn)所持有的數(shù)據(jù)數(shù)量足夠多的情況下為 有效的判斷基準(zhǔn)，但有時(shí)在所持有的數(shù)據(jù)數(shù)量少的情況下未必表示所持有的數(shù)據(jù)一致。因 此，在存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)數(shù)量比預(yù)定的閾值小的情況下，將"在緊前面的預(yù)定期間 內(nèi)至少發(fā)送過(guò)一次存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)"追加為停止條件。
[0019] 本發(fā)明的第二方式是包括第一方式的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)發(fā) 送裝置具有上述那樣的功能，所以存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)內(nèi)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)（數(shù)據(jù)發(fā)送裝置） 的數(shù)據(jù)被高效地發(fā)送到其它節(jié)點(diǎn)，在系統(tǒng)內(nèi)快速地?cái)U(kuò)散。因此，各節(jié)點(diǎn)所具備的數(shù)據(jù)以較短 的時(shí)間相互一致。另外，本方式所涉及的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置也可以為能夠移 動(dòng)的通信裝置。在數(shù)據(jù)發(fā)送裝置的移動(dòng)速度快的情況下，未必能夠使所有節(jié)點(diǎn)所持有的數(shù) 據(jù)一致，但是能夠優(yōu)先地發(fā)送其它節(jié)點(diǎn)未持有的數(shù)據(jù)。在此，所謂能夠移動(dòng)的通信裝置，包 括：將通信裝置安裝到能夠移動(dòng)的車輛等可移動(dòng)物體的情況、由人持有通信裝置并移動(dòng)的 情況、將通信裝置帶入車輛等可移動(dòng)物體且車輛等發(fā)生移動(dòng)的情況等。
[0020] 本發(fā)明的第二方式中，優(yōu)選構(gòu)成數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)（數(shù)據(jù)發(fā)送裝置）均既 能夠作為訪問(wèn)點(diǎn)（AP)又能夠作為站點(diǎn)（STA)發(fā)揮功能?；蛘?，優(yōu)選至少某一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠作 為訪問(wèn)點(diǎn)和站點(diǎn)這兩者發(fā)揮功能。而且，在系統(tǒng)內(nèi)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能，其它節(jié) 點(diǎn)作為站點(diǎn)發(fā)揮功能。在此，優(yōu)選作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能的節(jié)點(diǎn)具有對(duì)作為站點(diǎn)發(fā)揮功能的 節(jié)點(diǎn)分配地址的功能。優(yōu)選作為站點(diǎn)發(fā)揮功能的節(jié)點(diǎn)的發(fā)送單元在從作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能 的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送起經(jīng)過(guò)了對(duì)應(yīng)于分配給本節(jié)點(diǎn)的地址的時(shí)間之后開(kāi)始發(fā)送。由此，即使各 個(gè)節(jié)點(diǎn)采用隨機(jī)訪問(wèn)通信方式的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)分式的通信。時(shí)分通信中 不會(huì)發(fā)生通信沖突或者發(fā)生不必要的等待時(shí)間，所以能夠進(jìn)行高效的通信。
[0021] 如果實(shí)現(xiàn)上述那樣的時(shí)分通信方式，則能夠?qū)νㄐ艑?dǎo)入循環(huán)（周期）。也就是說(shuō)， 能夠?qū)⒆鳛樵L問(wèn)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送起到其它所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送為止的期間定義為一個(gè)通信周期。而 且，優(yōu)選各個(gè)節(jié)點(diǎn)的選擇單元使用在當(dāng)前的前一個(gè)通信周期從其它節(jié)點(diǎn)接收的摘要信息， 選擇要發(fā)送的數(shù)據(jù)。通過(guò)導(dǎo)入通信周期，能夠明確使用什么時(shí)刻的摘要信息。
[0022] 本發(fā)明的第三方式是上述第一和第二方式中的數(shù)據(jù)發(fā)送裝置所執(zhí)行的數(shù)據(jù)共享 方法。
[0023] 本發(fā)明的第四方式是使用上述第一至第三方式中的數(shù)據(jù)共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)的消息交 換系統(tǒng)。本方式所涉及的消息交換系統(tǒng)包括多個(gè)用戶終端、多個(gè)數(shù)據(jù)通信裝置，在多個(gè)數(shù)據(jù) 通信裝置之間交換從用戶終端輸入的消息，提供給其它用戶終端。
[0024] 本方式中的用戶終端包括：接受來(lái)自用戶的消息輸入的輸入單元、將消息發(fā)送給 數(shù)據(jù)通信裝置的發(fā)送單元、從數(shù)據(jù)通信裝置接收消息并對(duì)用戶輸出的輸出單元。
[0025] 本方式中的數(shù)據(jù)通信裝置與上述第一方式中的數(shù)據(jù)通信裝置相同。此外，本方式 中的多個(gè)數(shù)據(jù)通信裝置作為上述第二方式中的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)發(fā)揮功能。
[0026] 通過(guò)采用這樣的構(gòu)成，由用戶經(jīng)由用戶終端輸入的消息在系統(tǒng)內(nèi)被高效地交換， 較早地到達(dá)其它用戶終端。
[0027] 在本方式中，優(yōu)選多個(gè)數(shù)據(jù)通信裝置既能夠作為訪問(wèn)點(diǎn)又能夠作為站點(diǎn)發(fā)揮功 能，優(yōu)選作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能的數(shù)據(jù)通信裝置與用戶終端進(jìn)行通信。由于進(jìn)行訪問(wèn)點(diǎn)的虛 擬化、具有多個(gè)無(wú)線設(shè)備，所以數(shù)據(jù)通信裝置能夠針對(duì)其它數(shù)據(jù)通信裝置和用戶終端這兩 者作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能。
[0028] 在本方式中，優(yōu)選數(shù)據(jù)通信裝置能夠經(jīng)由因特網(wǎng)等預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器裝置進(jìn)行 通信。優(yōu)選作為站點(diǎn)發(fā)揮功能的數(shù)據(jù)通信裝置在變成能夠連接到上述預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)的情況 下，與該網(wǎng)絡(luò)連接而向服務(wù)器裝置發(fā)送消息。由于如上述所述地消息在系統(tǒng)內(nèi)被高效地?cái)U(kuò) 散，所以如果設(shè)定為只要某個(gè)數(shù)據(jù)通信裝置發(fā)現(xiàn)了向服務(wù)器裝置的連接的情況下就向服務(wù) 器裝置發(fā)送，則能夠提高從用戶終端輸入的消息被發(fā)送到服務(wù)器裝置的概率。
[0029] 在該情況下，優(yōu)選作為站點(diǎn)發(fā)揮功能的數(shù)據(jù)通信裝置在變成了能夠連接到上述預(yù) 定的網(wǎng)絡(luò)的情況下，定期地對(duì)向該網(wǎng)絡(luò)的連接和向作為訪問(wèn)點(diǎn)發(fā)揮功能的數(shù)據(jù)通信裝置的 連接進(jìn)行切換。如果這樣設(shè)定，則即使在數(shù)據(jù)通信裝置僅具有一個(gè)無(wú)線設(shè)備的情況下，也能 夠兼顧實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的消息交換和向服務(wù)器裝置的消息發(fā)送。
[0030] 在本方式中，優(yōu)選上述服務(wù)器裝置具有將從數(shù)據(jù)通信裝置發(fā)送的消息上傳到消息 發(fā)布服務(wù)器的功能。消息發(fā)布服務(wù)器具有接受消息的發(fā)布、將發(fā)布的消息對(duì)訪問(wèn)用戶進(jìn)行 顯示的功能。此時(shí)，優(yōu)選上述服務(wù)器裝置具有判斷是否是已經(jīng)由本裝置上傳到發(fā)布服務(wù)器 的消息的功能、和將未完成上傳的消息上傳到消息發(fā)布服務(wù)器的功能。通過(guò)這樣設(shè)定，能夠 防止相同的消息被重復(fù)地發(fā)布到消息發(fā)布服務(wù)器。
[0031] 本發(fā)明能夠作為具有上述單元的至少一部分的數(shù)據(jù)通信裝置、數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)、消 息交換系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，本發(fā)明能夠作為具有上述處理的至少一部分的數(shù)據(jù)發(fā)送方法來(lái) 實(shí)現(xiàn)。只要可能，上述單元和處理的每一個(gè)能夠相互組合來(lái)構(gòu)成本發(fā)明。