CN101960908A - 中继器以及中继方法 - Google Patents

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Abstract

即使在中继器被密集地配置，互相引起无线数据包的干扰的无线网状网络中，也能以高通信品质来进行通信的中继器，在自身中继器的通信品质不满足规定的品质，且近邻节点中不包含代表节点的情况下，将在自身集群的集群内通信中使用的信道，决定为与在邻接的集群的集群内通信中使用的信道不同的信道，从而具备代表节点化决定部(605)，自身中继器成为代表节点；参加脱离通知部(607)，使不属于任何集群的近邻节点参加自身集群；以及频率信道转换部(609)，将在集群内通信中使用的信道变更为代表节点的由代表节点化决定部(605)决定的信道。

Description

中继器以及中继方法
技术领域
本发明涉及在无线网状网络系统中进行高品质传送的中继器，固定终端或移动终端连接于所述无线网状网络系统。
背景技术
作为在有线网的设置存在困难的地方上提供通信基础设施，或者作为发生自然灾害的时候确保迅速的通信网的手段，互相连接无线访问点的无线网状网络受到关注。
图1是表示一般的无线网状网络的构成的一个例子的图。
如图1所示，无线网状网络中多个终端1901和多个中继器1902连接。终端1901是具备了由无线来进行影像或声音等数据收发的功能的移动终端或者个人电脑等通信设备。中继器1902是具备了将从发送终端发送的数据中继到接收终端为止的功能的无线访问点等。
在无线网状网络中，通过经由一个以上的中继器1902进行多个终端1901之间的通信，从而实现不能直接进行无线通信的终端1901之间的通信。
但是，在无线网状网络中随着多跳(multihop)的级数增加，出现了在终端1901之间进行通信的通信量的吞吐量降低这样的课题。
也就是，在中继器1902中，将已接收的无线数据包中继到下一个中继器1902的时候，被中继的无线数据包成为干扰近邻的中继器1902的原因。这样，受干扰侧的中继器1902中发生由于无线数据包的冲突引起的丢包或者由于等候发送引起的延迟。
为此以往提出了这样的技术，两台终端(个人电脑)经由两台以上的中继器进行通信的时候，避免在中继器之间被发送的无线数据包的干扰(例如，参考专利文献1)的技术。
具体而言，如图2A所示，专利文献1所述的技术是在可以直接通信的中继器1902之间使用不同的频率信道进行无线数据包的中继的技术。例如，从图2A的左端按顺序将1ch、3ch、1ch、3ch的频率信道分配给中继器1902。因此，各中继器能够使在无线数据包的接收时使用的频率信道和在发送时使用的频率信道不同。这样，能够抑制各中继器1902与近邻的中继器1902进行通信时产生的无线数据包的干扰。
专利文献1：日本特开2006-25338号公报
可是，能够使用的频率信道的数量有限。因此，在专利文献1所述的技术中，如图2B中所示，在终端1901以及中继器1902以高密度配置的状况下，与能够使用的频率信道的数量相比中继器1902的数量太多。因此，发生能够直接通信的中继器1902之间不得不分配同样的频率信道的状况。因而，在无线数据包的路径中，连续使用同样的频率信道的地方发生无线数据包的干扰。因此，存在导致通信品质低下的课题。例如，该图右端的两台中继器1902连续被分配了3ch的频率信道。加之，其他两台中继器1902连续被分配了2ch的频率信道。因此，在这些地方，因为不能并列进行某无线数据包的接收和其他无线数据包的发送，所以导致通信品质的降低。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种中继器，即使是在中继器的配置密集，互相引起无线数据包的干扰的无线网状网络中，也能够进行高通信品质的通信。
本发明的某一情况涉及的中继器，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述中继器具备：代表节点化决定部，在自身中继器的通信品质不满足规定的品质且作为能够与自身中继器直接通信的中继器的近邻节点中不包含代表节点的情况下，将在所述自身集群的集群内通信中使用的信道决定为与邻接的集群的集群内通信中使用的信道不同的信道，从而自身中继器成为所述代表节点，所述代表节点是决定在集群内通信中使用的信道的中继器；通知部，将由所述代表节点化决定部决定的信道通知给属于所述自身集群的中继器；参加部，在自身中继器是所述代表节点的情况下，通过使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点在集群内通信中使用由所述代表节点化决定部决定的所述信道，从而使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点参加所述自身集群；以及信道变更部，将在所述集群内通信中使用的信道变更为所述代表节点的由所述代表节点化决定部决定的信道。
根据上述构成，中继器能够构筑集群，该集群由互相以相同的专用频率信道进行通信的中继器构成。集群能够作为下述假想的中继器来动作，所述假想的中继器是能够与属于其他的集群的中继器之间进行无线数据包的收发的中继器。这样，能够控制在中继器被密集地利用的无线网状网络中产生的无线数据包的干扰。从而，能够进行通信品质的下降得到抑制的高品质的多跳通信。
另外，本发明不仅作为具备这样的特征性处理部的中继器来实现，也可以作为将中继器中包含的特征性处理部为步骤的中继方法来实现。此外，还可以作为使计算机执行中继方法中包含的特征性步骤的程序来实现。并且，也可以将这样的程序记录在只读光盘(CD-ROM：Compact Disc-ReadOnly Memory)等记录介质或通过因特网等通信网络来传输。
本发明的信道控制装置，即使在中继器以高密度被配置的无线网状网络中，也能够抑制因为无线数据包的干扰引起的通信品质的降低。因此，能够实现高品质传送。
附图说明
图1是表示一般的无线网状网络的一个例子的图。
图2A是用于说明以往的课题的图。
图2B是用于说明以往的课题的图。
图3是用于说明本发明的课题解决的方法(approach)的图。
图4是表示本发明的对象的无线网状网络的构成的一个例子的图。
图5A是表示无线网状网络的一个例子的图。
图5B是用于说明用语的定义的图。
图6是表示实施方式1中的中继器的构成的方框图。
图7是表示实施方式1中的中继器的动作的流程图。
图8是说明通信品质测定处理及集群信息通知处理的时间图(timechart)。
图9是用于说明近邻节点信息的内容的图。
图10是用于说明集群信息的内容的图。
图11是用于说明近邻集群信息的内容的图。
图12是表示用于将自身中继器从通常的中继器变更为代表节点的处理的流程图。
图13是表示用于将自身中继器从代表节点返回到通常的中继器的处理的流程图。
图14是表示对集群追加新的成员节点的处理的流程图。
图15是表示删除属于集群的成员节点的处理的流程图。
图16是用于说明向集群的参加或者从集群的脱离处理(图7的S706)的时间图。
图17是用于说明使请求了从集群中脱离的成员节点脱离集群的处理的时间图。
图18A是用于说明构成集群所带来的效果的图。
图18B是用于说明构成集群所带来的效果的图。
图19是表示实施方式2中的中继器的构成的图。
图20是表示实施方式2中的中继器的动作的流程图。
图21是表示实施方式3中的中继器的构成的方框图。
图22是表示代表节点的变更动作的流程图。
图23是用于说明代表节点变更信息的内容的图。
图24是表示代表节点向成员节点通知变更了代表节点一事的动作的时间图。
图25是表示实施方式4中的中继器的构成的方框图。
图26是表示用于获得中继器的位置信息、以及与近邻节点共享彼此的位置信息的动作的流程图。
图27是用于说明集群信息的内容的图。
图28是用于说明近邻集群信息的内容的图。
图29是表示根据中继器的位置信息变更代表节点的处理的流程图。
图30是表示实施方式5中的成为代表节点的中继器的构成的方框图。
图31是表示实施方式5中的成为成员节点的中继器的构成的方框图。
图32A是用于说明本发明的适用例的图。
图32B是用于说明本发明的适用例的图。
图32C是用于说明本发明的适用例的图。
图32D是用于说明本发明的适用例的图。
具体实施方式
(实施方式1)
本发明中，如图3所示，针对中继器被密集地利用的无线网状网络，根据无线数据包的能够通信的范围，形成使用共同的频率信道的集群(cluster)。这样，将多个中继器看成是一个中继器，将在终端之间通信的无线数据包，经由属于不同的集群的中继器进行多级(多跳)中继。
进一步与邻接的集群之间分配不同的频率信道，从而抑制无线数据包的干扰。这样，在中继器被密集地配置的无线网状网络中，避免使用同样的频率信道重复中继无线数据包，抑制了无线网状网络中的通信品质的降低。
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图4是表示本发明的对象的无线网状网络的构成的一个例子的图。
如图4所示，多个终端(终端1901a以及1901b)经由一个以上的中继器(中继器1902a～1902f)以无线来连接，从而构成了无线网状网络。
中继器1902a～1902f中的每一个中继器具备多个通信接口，使用不同的频率信道能够同时进行无线数据包的发送以及接收。此外，各中继器具备路由功能，通过路由功能实现了在无线网状网络内的相互连接以及有线网之间的相互连接。在此，所谓路由功能是选择从发送终端到接收终端的经由中继器的最佳路径，传送数据的功能。路由功能可以在IP(InternetProtocol/因特网协议)数据包层实现。此外，也可以如IEEE(Institute ofElectrical and Electronic Engineers/电气和电子工程师学会)802.11s那样在数据链路层实现。例如，通过路由功能，从终端1901a向终端1902b发送的无线数据包以终端1901a、中继器1902a、中继器1902c、中继器1902d、中继器1902e、中继器1902f、终端1901b的顺序被中继。另外，也可以通过其他的路径来使无线数据包从终端1901a发送到终端1901b。
图4中终端1901a和1901b由PC(个人电脑)构成，不过终端的种类或者性能等不受限制。例如，终端可以是在固定的场所利用的具有通信功能的电视、或者可以在移动后的场所利用的便携式电话、或者车辆导航系统等。
此外，在连接终端和中继器之间以及连接中继器之间的无线网中，该媒体的种类及性能不受限制。例如，作为无线网可以采用无线LAN(LocalArea Network/局域网)、DSRC(Dedicated Short Range Communication/专用窄带通信)、便携式电话网等。同样地关于有线网，也不限制该媒体的种类以及性能。例如，作为有线网可以采用光纤、PSTN(Public SwitchedTelephone Networks/公共开关电话网)、LAN等。
图4示出的无线网状网络不仅适用于传送影像或声音，还适用于文本、静止图像、音乐、控制数据等各种各样的媒体的传送，使用的场所也不受限制。此外，对象不仅包括屋外的传送，也包括在屋内的高品质媒体传送。
此外，本发明中以无线网状网络为中心来进行说明，不过，有线和无线混在一起的网络也有同样的课题。因此，本发明不限定为无线网状网络，在有线和无线混在一起的网络上也起到同样的效果。
接着，利用图5A和图5B来说明包括本实施方式的本发明的说明中所使用的用语的定义。
图5A是表示无线网状网络的一个例子的图。图5B是表示用语的定义的表。
在图5A中，被椭圆402所包围着的中继器1902及401的集合表示在能够相互通信的范围中，处于使用同样的频率信道的关系的中继器1902以及401的集合。本发明中将该集合定义为“集群”。
此外，属于集群的中继器1902以及401定义为“成员节点”。
在各集群中存在一个以上的中继器401，该中继器401管理属于集群的成员节点的参加、脱离、以及使用的频率信道，该中继器401定义成“代表节点”。
中继器1902以及401具备两个以上的通信接口。其中的1个用于与不属于集群的中继器406，或者与属于不同的集群(留待后述的近邻集群403)的中继器1902以及401互相进行通信。此外，该接口使用已预先准备的频率信道。该频率信道定义成“集群间信道”。这个时候的通信路径用实线404来表示。
此外，在其他的通信接口中为了进行属于同样的集群内的中继器1902以及401之间的通信，使用与集群间信道不同的频率信道。该频率信道定义为“集群内信道”。这个时候的通信路径用虚线405来表示。
另外，集群内信道在邻接的集群之间使用不同的频率信道。因此，在邻接的集群之间看作是不发生因彼此的集群内信道而引起的无线数据包的干扰。
此外，在本发明中，以单跳就能直接通信的范围内存在的其他的中继器1902或者401定义为“近邻节点”。
加之，将以单跳就能与自身所属的集群的成员节点直接通信的集群403定义为“近邻集群”。
图6是表示本实施方式涉及的中继器的构成的方框图。
中继器是对从发送终端发送到接收终端的数据进行中继的装置。中继器包括：通信品质测定部601、可通信节点检测部602、集群信息交换部603、近邻代表节点检测部604、代表节点化决定部605。中继器还包括：成员节点决定部606、参加脱离通知部607、通信接口608、频率信道转换部609。
通信品质测定部601在自身中继器中是测定因无线数据包的干扰所产生的通信品质降低的值的处理部。就是说，通信品质测定部601，通过测定因无线数据包的干扰所产生的数据内的位错误的比率，从而定量性地测定通信品质的降低。此外，位错误以外，也可以使用数据包的再送次数或损失率等。
可通信节点检测部602是对以单跳能够直接通信的其他的中继器(近邻节点)进行检测的处理部。就是说，可通信节点检测部602，在与其他的中继器之间，收发为了链接或路由控制而被使用的Hello数据包、试验数据包。这样，可通信节点检测部602确定以单跳能够通信的中继器，将确定该中继器的信息记录到存储器等记忆装置。作为确定中继器的信息，使用赋予到控制数据包的中继器固有的MAC(Media Access Control/媒体访问控制)地址、或IP地址。
集群信息交换部603是与近邻节点之间进行集群信息的收发的处理部，所述集群信息包括：与中继器自身所属的集群有关的信息和与中继器直接进行通信的近邻节点有关的信息。通过集群信息交换部603被通知的集群信息包括：确定近邻节点的识别信息、确定中继器自身所属的集群的识别信息、通知中继器自身是否是集群的代表节点的信息。作为通过集群信息交换部603向近邻节点通知集群信息的方法，可举出使用专用的无线数据包通知的方法。此外，也可举出向现有的链路或路由控制中所使用的控制数据包赋予集群信息来通知的方法等。
近邻代表节点检测部604是在以单跳能够直接通信的近邻节点之中存在成为集群的代表节点的中继器时，检测该中继器的处理部。就是说，近邻代表节点检测部604接收与由可通信节点检测部602所确定的近邻节点有关的信息、以及通过集群信息交换部603从近邻节点获得的集群信息，以作为输入。近邻代表节点检测部604根据作为输入而接收的这些信息，判定在近邻节点中是否存在集群的代表节点。
代表节点化决定部605是为了形成新的集群，而决定是否将中继器自身作为代表节点的处理部。就是说，代表节点化决定部605根据由近邻代表节点检测部604进行的检测结果，判断是否满足以单跳能够直接通信的距离中不存在其他的代表节点这样的条件。此外，代表节点化决定部605根据由通信品质测定部601进行的测定结果，判断是否满足中继器自身的通信品质信息比规定的值低这样的条件。代表节点化决定部605，在满足上述两个条件时，将自己的中继器变更为代表节点，决定用于形成新的集群的集群内信道。此外，代表节点化决定部605在中继器自身是代表节点，并在集群内不存在其他的成员节点的情况下，不存在干扰的对象。因此，代表节点化决定部605解散中继器自身管理的集群，将中继器自身从代表节点变更为通常的中继器。这样，代表节点化决定部605解散集群。
此外，代表节点化决定部605，在中继器自身是代表节点，且能够通信的范围内存在其他的代表节点的情况下，能够避免多个集群密集。就是说，代表节点化决定部605，在能够通信的距离内的代表节点之间，比较彼此的成员节点数，或者通信品质，留下任一台以上的代表节点。此外，其他的代表节点返回到通常的中继器，解散自身管理的集群。作为在代表节点密集的情况下决定返回到通常的中继器的代表节点的具体的方法，可举出将属于成员节点更少的集群的代表节点返回到通常的中继器的方法。这样通过代表节点解散集群，能够减少需要进行新参加其他的集群的处理的中继器的数量。
此外还举出如下方法，比较成员节点数量之外，还比较代表节点之间的通信品质，将集群间信道的通信品质高的一方的代表节点返回到通常的中继器的方法。这样，能够对通过集群间信道的通信品质更差的地方优先地维持集群。因此，在集群内的中继器中，通过不干扰集群间信道的另外的频率信道(集群内信道)来进行通信，从而能够得到抑制通信品质降低的效果。
成员节点决定部606在中继器自身是代表节点的情况下，决定是否让不属于近邻集群的中继器参加自己所属的集群。此外，成员节点决定部606针对属于集群的成员节点，决定是否脱离集群。
参加脱离通知部607根据成员节点决定部606的决定通知以下请求，请求近邻节点参加自身集群、或者请求成员节点从自身集群脱离。
通信接口608与其他的中继器进行无线通信。在各中继器中，准备了两个以上的通信接口608，至少一个通信接口能够变更频率信道。作为通信接口608设想的是通过IEEE802.11s或Wi-Fi(注册商标)等规格化的无线LAN(Local Area Network)卡。但是，通信接口608的种类以及性能不受限制。例如，通信接口608可以采用PAN(Personal Area Network/个人区域网络)等所使用的Blue Tooth(注册商标)或者ZigBee(注册商标)。此外，通信接口608可以采用主要用于车辆间通信的DSRC(专用短程通信)。加之，通信接口608也可以是便携式电话等。
频率信道转换部609，将自身中继器内的至少一个通信接口608的频率信道变更为由代表节点化决定部605决定的频率信道，或者由近邻的代表节点所通知的频率信道。
图7是表示本实施方式涉及的中继器的动作的流程图。
本发明中以高密度配置的中继器，为了抑制相互间的无线数据包的干扰进行以下的动作，从而进行集群的构筑和频率信道(集群内信道)的分配。
就是说，中继器使用集群间信道与近邻节点互相通知控制数据包。这样，中继器获得近邻节点的识别信息，所述近邻节点是自身中继器能够以单跳进行直接通信的中继器。此外，中继器进行与各近邻节点之间的通信品质的测定，将近邻节点信息记录在存储器等，所述近邻节点信息由近邻节点的识别信息和通信品质构成(S701)。关于用于通信品质的测定的动作利用图8在后边详细说明。此外，关于在中继器内被管理的近邻节点信息的内容利用图9在后边详细说明。
接着，中继器向近邻节点通知自身所属的集群的集群信息(S702)。关于该处理，利用图8在后边详细说明。此外，关于集群信息的内容利用图10、图11在后边详细说明。
接着，中继器根据自身的通信品质和后边叙述的近邻集群信息，进行是否自己成为代表节点制作新的集群的判断，按照需要成为代表节点。此外，中继器在自身成为代表节点的情况下，进行是否返回到通常的中继器的判断，按照需要返回到通常的中继器(S703)。关于代表节点的详细的决定方法，利用图12在后边进行说明。关于用于从代表节点返回到通常的中继器的处理，利用图13在后边进行说明。
在中继器是集群的代表节点的情况下(S704中的“是”)，中继器针对近邻节点确定处于互相以单跳能够通信的关系中的中继器。中继器针对被确定的中继器指示参加集群或者脱离集群、以及集群内信道的变更(S705)。关于代表节点进行的加入到集群的中继器的详细的决定方法，利用图14在后边说明。此外，关于脱离集群的成员节点的详细的决定方法利用图15在后边说明。
在中继器不是集群的代表节点的情况下(S704中的“否”)，中继器根据来自近邻的代表节点的指示，进行参加集群或者脱离集群、以及集群内信道的变更(S706)。关于该处理的详细细节，利用图16在后边说明。
将上述处理(S701～S706)由各中继器自律分散地进行，从而在无线网状网络内能够形成这样的集群，该集群基于能够无线通信的范围使用同样的频率信道。
图8是用于说明通信品质测定处理(图7的S701)以及集群信息通知处理(图7的S702)的时间图。这个时间图表示中继器中的近邻节点的确定、通信品质的测定、以及在近邻节点之间各自所属的集群的集群信息的通知的定时。
就是说，为了与近邻节点构筑链路或决定路由，构成无线网状网络的中继器被定期地通知Hello数据包等控制数据包(S801)。另外，即使是除此之外的无线数据包，只要是在中继器之间被定期地通知的无线数据包，数据包的种类不受特别限制。
可通信节点检测部602根据MAC地址或者IP地址进行近邻节点的识别，所述地址记载在由近邻节点通知的控制数据包的包头部。此外，可通信节点检测部602将识别近邻节点的信息记录在存储器等(S802)。
通信品质测定部601为了定量地测定由近邻节点通知的无线数据包的通信品质，而测定无线数据包的位错误率。此外，通信品质测定部601将测定的位错误率包含在近邻节点信息中记录在存储器等(S803)。位错误率是指表示以下比率的值，所述比率是包含在无线数据包的数据当中，因为受到干扰或噪声等影响，位的值发生反转的比率。干扰或噪声少的环境中不产生数据的反转，所以位错误率变得低。相反在干扰或噪声大的情况下，因为受到其影响数据的反转变得多，位错误率变大。因此，通过测定位错误率，从而能够定量地测定无线数据包的通信品质的劣化。通信品质测定部601，除了测定位错误率以外，也可以测定在受干扰或噪声的影响的中继器之间的数据包的再送次数、延迟时间、跳动(jitter)、或者丢包率等，将这些作为通信品质信息来使用。
图9是表示在S802和S803中记录在中继器的存储器的近邻节点信息的一个例子的图。近邻节点信息901包括近邻节点的识别信息和通信品质。近邻节点的识别信息包括由可通信节点检测部602在S802确定的用于识别近邻节点的IP地址。通信品质包括由通信品质测定部601在S802测定的与近邻节点的通信中的位错误率的值。另外，作为识别近邻节点的信息，除了IP地址以外也可以是MAC地址、或者终端名等，只要是固有分配给中继器的值也可以是其他的信息。此外，关于通信品质也同上面说明那样，除了位错误率以外，也可以采用再送次数、延迟时间、跳动、或丢包率等值。
图8的S802以及S803的处理之后，集群信息交换部603向近邻节点通知位于自身的近邻位置的中继器的识别信息和包含识别自身所属的集群的信息的集群信息(S804)。作为集群信息交换部603进行的集群信息的通知方法，如上述的说明，可以举出向为了无线网状网络的构筑或者管理而使用的控制信号赋予集群信息来进行通知的方法。此外，也可以举出使用专用的无线数据包来通知的方法。
图10是表示集群信息的一个例子的图。
集群信息1001是集群信息交换部603向近邻节点通知的信息。集群信息1001包括发送源节点识别信息、近邻节点的识别信息、所属集群识别信息、代表节点识别信息。发送源节点识别信息是为了识别发送源的中继器的信息。近邻节点的识别信息是与近邻节点群(中继器自身以单跳能够通信的中继器群)有关的识别信息。所属集群识别信息是识别中继器所属的集群的信息。代表节点识别信息是表示由发送源节点识别信息表示的中继器自身是否是代表节点的信息。
作为发送源节点的识别信息和近邻节点的识别信息，只要是像IP地址等能够唯一地确定中继器的信息，就没有特别限制。
作为所属集群识别信息记载有在邻接的集群之间能够区分彼此的集群的信息。例如作为集群内信道所使用的频率信道的值作为集群的识别信息而使用。此外，在中继器不属于集群的情况下，记载有通知不属于任何集群的信息。例如，作为集群间信道而使用的频率信道的值作为不属于集群的信息而使用。
在代表节点识别信息为“是”的情况下，表示发送源节点识别信息所示出的中继器是代表节点，在代表节点识别信息为“否”的情况下，表示发送源节点识别信息所示出的中继器不是代表节点，是通常的中继器。
图8的S804处理之后，近邻节点也同样，根据集群信息交换部603互相通知各自所属的集群的集群信息(S805)。
集群信息交换部603将从近邻节点被通知的集群信息记录在自身的存储器等(S806)。
图11是中继器内的存储器等中记录的、由中继器自身和近邻节点的集群信息组成的近邻集群信息的一个例子的图。
近邻集群信息1101是区分了中继器自身的集群信息和各近邻节点的集群信息而进行记录的信息。近邻集群信息1101包括节点识别信息、近邻节点的识别信息、所属集群识别信息、代表节点识别信息。
节点识别信息是用于识别中继器的信息。集群信息根据节点识别信息而被识别。就是说，节点识别信息记录了图10所示的集群信息1001的发送源节点识别信息中记载的内容。近邻节点的识别信息、所属集群识别信息、以及代表节点识别信息与图10所示的集群信息1001中包含的对应的各信息是相同的内容，所以省略说明。
中继器通过边与近邻节点进行通信，边进行从S801到S806为止的处理，从而构筑图9的近邻节点信息和图11的近邻集群信息。
图12是表示在图7的S703用于将自身中继器从通常的中继器变更为代表节点的处理的流程图。该处理由不属于集群的中继器来执行。就是说，不属于集群的中继器的代表节点化决定部605，在集群信息交换部603中参考已构筑的近邻集群信息1101。这样，代表节点化决定部605在以单跳能够通信的范围内，判定是否存在其他的代表节点(S1201)。在代表节点存在的情况下(S1201中的“否”)，代表节点化决定部605重复S1201的处理。
在代表节点不存在的情况下(S1201中的“是”)，代表节点化决定部605参考由通信品质测定部601所构筑的近邻节点信息901。这样，代表节点化决定部605判定自身中继器的通信品质是否降低到规定的品质以下(S1202)。例如，在位错误率为10％以上的近邻节点存在的情况下，代表节点化决定部605判定为通信品质降低到规定的品质以下。在通信品质比规定的品质高的情况下(S1202中的“否”)返回到S1201。
在通信品质降低到规定的品质以下的情况下(S1202中的“是”)，代表节点化决定部605将自身中继器变更为代表节点。而且，代表节点化决定部605向近邻集群信息1101的代表节点识别信息记载表示自身中继器是代表节点的值(S1203)。
加之，代表节点化决定部605参考近邻集群信息1101，将没有被近邻集群所使用的频率信道作为所属集群识别信息来选择。而且，中继器将该频率信道作为集群内信道来使用(S1204)。
如上述一样，不属于集群的中继器根据代表节点化决定部605的从S1201到S1204的动作，针对通信品质大大降低的地方，分配新的集群和集群内信道。
图13是表示在图7的S703中用于将自身中继器从代表节点返回到通常的中继器的处理的流程图。这个处理由代表节点来执行。
代表节点的代表节点化决定部605参考在集群信息交换部603中构筑的近邻集群信息1101，判定是否存在成员节点(S3001)。在成员节点不存在的情况下(S3001中的“否”)，代表节点化决定部605解散集群，返回到通常的中继器(S3002)。
在成员节点存在的情况下(S3001中的“是”)，代表节点化决定部605参考在集群信息交换部603中构筑的近邻集群信息1101。这样，判定在以单跳能够通信的范围内是否存在其他的代表节点(S3003)。其他的代表节点不存在的情况下(S3003中的“否”)，返回到S3001。
在其他的代表节点存在的情况下(S3003中的“是”)，代表节点化决定部605参考由通信品质测定部601构筑的近邻节点信息901。这样，代表节点化决定部605在与其他的代表节点之间，比较彼此的成员节点数量，或者比较通信品质的值(S3004)。
与其他的代表节点所属的集群相比，成员节点数量少的情况下，或者通信品质高的情况下(S3005中的“是”)，代表节点化决定部605解散集群，返回到通常的中继器(S3002)。在比其他的代表节点所属的集群成员节点数量多或者相等的情况下，且在通信品质低或者相等的情况下(S3005中的“否”)，返回到S3001。
如上述一样，由代表节点化决定部605进行从S3001到S3005的处理。这样，代表节点在成员节点不存在的情况下，或者其他的代表节点不在能够直接通信的范围内的情况下，决定是否解散集群返回到通常的中继器。
图14是表示在图7的S705中的对集群追加新的成员节点的处理的流程图。
在本发明中被形成的集群具有这样的关系，所有中继器一定能够以单跳与属于同一个集群的其他中继器进行通信。因此，代表节点为了确定处于能够互相通信的关系的中继器，使其参加自己所属的集群，进行以下的处理。以下的处理由代表节点来执行。
首先，成为代表节点的中继器的成员节点决定部606，参考由集群信息交换部603构筑的近邻集群信息1101。这样，成员节点决定部606判定近邻节点中是否存在不属于任何集群的中继器(S1301)。在近邻中不存在不属于集群的中继器的情况下(S1301中的“否”)，成员节点决定部606重复S1301的处理。
在近邻中存在不属于集群的中继器的情况下(S1301中的“是”)，成员节点决定部606还参考近邻集群信息1101和由通信品质测定部601构筑的近邻节点信息901。这样，成员节点决定部606从不属于集群的近邻节点中按通信品质高的顺序选择1台中继器(S1302)。
在此，确定通信品质高的中继器的理由是为了使与代表节点的距离近的中继器优先地参加集群。通过看通信品质降低的程度，能够间接地确定距离近的中继器。这利用了与代表节点距离越远的中继器更容易受其他的中继器的干扰或噪声、通信品质更容易劣化的特征。
接着成员节点决定部606参考近邻集群信息1101，判定在S1302中被选择的中继器是否能够与已经属于自身集群的所有中继器直接通信(S1303)。被选择的中继器不能够与已经属于自身集群的所有中继器直接通信的情况下(S1303中的“否”)，成员节点决定部606选择下一个通信品质高的中继器(S1302)。
被选择的中继器能够与已经属于自身集群的所有中继器直接通信的情况下(S1303中的“是”)，参加脱离通知部607对被选择的中继器指示参加集群和频率信道的变更(S1304)。
通过进行上述的S1301到S1304的处理，代表节点能够使处于互相以单跳就能够直接通信的关系的中继器加入到自己所属的集群。
图15是表示在图7的S705删除属于集群的成员节点的处理的流程图。以下的处理由代表节点来执行。
代表节点的成员节点决定部606对已有的成员节点也参考近邻集群信息。这样，成员节点决定部606确定由于中继器的移动、因障碍物引起的周围的传播的变化等不能与其他所有成员节点以单跳进行通信的中继器(S1401)。另外，不能进行通信的中继器是指由近邻节点信息901被通知的通信品质不满足规定的品质的中继器。
在确定了不能与其他的所有成员节点以单跳进行通信的中继器的情况下(S1401中的“是”)，代表节点的参加脱离通知部607向被确定的中继器通知脱离集群。此外，还通知集群内信道的解除(S1402)。
通过进行上述的S1401和S1402的处理，代表节点能够使在集群内不能与其他的所有成员节点以单跳直接进行通信的中继器脱离集群。
图16是用于说明参加集群或者脱离集群的处理(图7的S706)的时间图。这个时间图表示参加集群或者脱离集群的定时。
由近邻的代表节点通知参加集群或者脱离集群、集群内信道的变更的指示(S1501)。中继器的频率信道转换部609在被通知参加集群的情况下，至少将一个通信接口转换为被指示的集群内信道。此外，在被通知脱离集群的情况下，中继器的频率信道转换部609将使用集群内信道的通信接口608的频率信道返回到集群间信道(S1502)。这样，能够避免与脱离的集群之间发生由于集群内信道引起的无线数据包的干扰。
此外，在新参加集群的情况下，中继器的集群信息交换部603将近邻集群信息1101的自身中继器的所属集群识别信息的内容，变更为新所属的集群的识别信息。在脱离集群的情况下，集群信息交换部603将近邻集群信息1101的自身中继器的所属集群识别信息的内容变更为无所属(S1503)。
加之，中继器的集群信息交换部603向代表节点以及其他的近邻节点，通知更新后的自身的集群信息1001(S1504)。
进行以上的S1501到S1504的动作。这样，被代表节点指示参加集群或者脱离集群的中继器，进行自身的通信接口608的频率信道变更和集群信息1001的变更。
图17是用于说明使进行了从集群脱离的请求的成员节点脱离集群的处理的时间图。
成员节点需要脱离集群的状况可举出，任意的中继器之间进行使用了不干扰其他的频率信道的独自的频率信道的通信的情况。这样成员节点之间的部分频率信道发生变更时，需要向代表节点通知由成员节点侧自主地脱离集群一事。
此外，成员节点自身预先知道通过移动脱离集群的情况下，从成员节点侧向代表节点请求从集群脱离。通过这些，能够实现频率信道变更的迅速化。
下面说明使进行了脱离集群的请求的成员节点从集群脱离的动作。
由成员节点向代表节点通知脱离集群的请求(S3001)。回应该通知，代表节点的集群信息交换部603从集群信息删除进行了请求的成员节点(S3002)。代表节点向进行了请求的成员节点通知从集群脱离和停止使用集群内信道(S3003)。
在接收来自代表节点的通知后，成员节点的频率信道转换部609让使用集群内信道的通信接口停止使用集群内信道(S3004)。
加之，集群信息交换部603，将近邻集群信息1101的自身中继器的所属集群识别信息的内容变更为无所属(S3005)。
通过进行以上的S3001到S3005的处理，代表节点使进行了脱离请求的成员节点从集群中脱离。
通过以上所说明的构成和动作，中继器能够构筑集群，该集群由互相以相同的专用的频率信道进行通信的中继器构成。集群作为与位于隔开的地方的其他中继器之间能够进行无线数据包的收发的虚拟性的中继器而动作。通过这些，能够实现高品质的多跳通信，该高品质的多跳通信抑制了在中继器被密集利用的无线网状网络中所产生的无线数据包的干扰引起的通信品质的下降。
图18A和图18B是用于说明构成集群，向属于集群的中继器预先分配共同的频率信道的效果的图。
本实施方式中中继器具有图6表示的构成，执行图7表示的处理。通过这些，在中继器以密集的状态被利用的无线网状网络中，将处于能够互相通信的位置关系的中继器的集合作为一个集群。此外，对属于相同集群的中继器分配相同的专用的频率信道。这样，能够避免无线数据包的干扰。此外，分配给集群内的中继器的频率信道是与属于邻接的集群的中继器不发生无线数据包的干扰的频率信道。
这样，如图18A所示，属于同样的集群的中继器之间，使用集群内信道能够以单跳相互进行通信。这个情况下，图18A的无线网状网络，可以看作是图18B表示的无线网状网络。就是说，将集群看作是与邻接的集群(或者不属于集群的中继器或终端)连接的1个网关。
图18B表示的网关，将与邻接的中继器或终端之间的无线数据包的收发能够在从各自隔开的位置上进行。因此，能够抑制在无线数据包的中继(收发)中的干扰。进一步，在无线数据包的收发的位置，比集群间信道的到达距离还远的情况下，能够避免由于集群间信道所产生的无线数据包的干扰。
图7的S705中，代表节点构筑属于集群的中继器互相根据集群内信道以单跳能够通信的集群。这是为了使属于集群的中继器群像网关一样地动作，所述网关连接邻接的集群(或者不属于集群的中继器或终端)之间。
另外，为了达到避免向集群发送的无线数据包和从集群发送来的无线数据包之间的干扰的目的，优选的是如下述一样地设定无线数据包的到达距离。就是说，设定无线数据包的到达距离时，使得根据集群内信道的无线数据包的到达距离比根据集群间信道的无线数据包的到达距离长。作为无线数据包的到达距离的设定方法可举出无线网络接口的输出功率的调整、所利用的频带的变更、数据的调制解调的方式或设定的变更等方法。
此外，在本发明的中继器中，在中继器之间的数据通信的开始之前预先被决定集群的配置和所利用的频率信道的分配。因此，在终端之间开始数据通信的时候，不需要对位于数据通信的路径上的中继器搜索不引起频率信道的干扰的频率信道分配并根据该结果进行频率信道的设定。因此，可得到能够缩短数据通信开始为止的时间这样的效果。
尤其是中继器的数量多，密集的环境下，向中继器分配的频率信道的组合多，搜索恰当的频率信道的分配需要的时间变长。因此，通过事先分配频率信道，缩短数据通信的开始为止的时间的效果变大。
(实施方式2)
下面，对本发明的实施方式2进行说明。在实施方式2中，除了频率信道的变更之外，还控制无线数据包的通信距离，抑制在相同的集群内发生的集群成员之间的无线数据包的干扰。
图19是表示实施方式2中的中继器的构成的方框图。本实施方式涉及的中继器是在图6所示的实施方式1涉及的中继器的构成之外还增加了成员数测定部1601和无线输出调整部1602的中继器。另外，如图6所示的实施方式1中的中继器同样的构成要素，赋予与图6相同的编号，省略对其的说明。
成员数测定部1601参考由集群信息交换部603获得的近邻集群信息1101，确定属于相同的集群的成员节点的数量。
无线输出调整部1602，根据成员数测定部1601调整无线输出，使得属于相同的集群内的集群数成为规定的数以下，从而控制无线数据包的通信距离。
实施方式2涉及的中继器执行的处理与实施方式1涉及的中继器执行的处理相同。但是，实施方式2涉及的中继器，还附加地执行图20所示的处理。
图20是表示实施方式2中的中继器的动作的流程图。
中继器的成员数测定部1601，通过参考由集群信息交换部603获得的近邻集群信息1101，从而判定自身是否属于集群(S1701)。
在各中继器属于集群的情况下(S1701中的“是”)，成员数测定部1601测定自身所属的集群内的成员节点的数量(S1702)。
无线输出调整部1602，判定被测定的成员节点数是不是比规定的阈值(例如10台)多(S1703)。成员节点的数量是规定的阈值以下的情况下(S1703中的“否”)，返回S1701。
成员节点的数量比规定的阈值多的情况下(S1703中的“是”)，无线输出调整部1602降低通信接口608的无线输出的值(S1704)。
此外，在中继器不属于集群的情况下(S1701中的“否”)，无线输出调整部1602使通信接口608的无线输出返回到初始值(S1705)。
根据以上的S1701到S1705的动作，能够调整集群的大小，使得所属于集群内的成员节点的数量比规定的阈值小。这样，能够抑制在属于相同的集群内的中继器之间的干扰的增加。
(实施方式3)
下面，对本发明的实施方式3进行说明。
在无线网状网络通过无线进行中继器之间的通信，所以比起有线的网络，中继器之间的通信品质根据时间或场所的变化发生很大的变动。其原因可举出，因为例如周围人的移动、窗户或门的开关等电波的遮蔽部或者反射物的位置和状态发生变化。而且，也可举出从周围的照明或微波炉等家电设备所发出的电磁波引起干扰。
因此，在通信品质变动的状况下，在各中继器之间能够直接通信的范围也发生变动。因而，按每个代表节点进行管理的集群的成员发生变化而导致集群的大小发生变化。此外，产生中继器的代表节点化，或者因为代表节点返回到通常的中继器而产生集群的生成、删除。
针对这样基于通信品质的变化的集群的大小的变化、生成或删除，在实施方式3中，集群内的代表节点比较自身的通信品质和成员节点的通信品质。比较的结果，代表节点与通信品质比该代表节点差的中继器交替代表节点的作用，交接集群的管理。根据上述，不用重新建立集群，能够提供追随性高的集群的管理的中继器，所述追随性是针对在集群的周围发生的通信品质变化的追随性。
图21是表示实施方式3中的中继器的构成的方框图。本实施方式涉及的中继器是在图6所示的实施方式1涉及的中继器的构成中加上通信品质比较部2001的中继器。另外，如图6所示的实施方式1中的中继器同样的构成要素，赋予与图6相同的编号，省略对其的说明。
通信品质比较部2001在自身是代表节点的情况下，参考近邻节点信息，将通信品质比规定的值差的近邻节点变更为新的代表节点，以取代自身。
实施方式3涉及的中继器执行的处理与实施方式1涉及的中继器执行的处理相同。但是，实施方式3涉及的中继器，还附加地执行图22所示的处理。
图22是表示代表节点的变更动作的流程图。这个处理由代表节点来执行。
代表节点的通信品质比较部2001，参考存储在通信品质测定部601的近邻节点信息901，判定是否存在通信品质比规定的品质(例如，位错误率5％)差的近邻节点(S2101)。在不存在通信品质差的近邻节点的情况下(S2101中的“否”)，通信品质比较部2001重复S2101的处理。
在存在通信品质比规定的品质差的近邻节点的情况下(S2101中的“是”)通信品质比较部2001，将存储在集群信息交换部603的近邻集群信息1101的代表节点识别信息，从“是”变更为“否”。取代之，通信品质比较部2001将在近邻节点中通信品质最差的近邻节点的代表节点识别信息，从“否”变更为“是”(S2102)。
接着，集群信息交换部603对成员节点通知代表节点变更信息，该代表节点变更信息是用于变更集群的代表节点的信息(S2103)。
在此，图23示出代表节点变更信息的一个例子。
代表节点变更信息2201是从变更前的代表节点通知给集群的成员节点的信息。代表节点变更信息2201包括变更前的代表节点识别信息、所属集群识别信息、变更后的代表节点识别信息。
变更前的代表节点识别信息是用于识别变更前的代表节点的信息。所属集群识别信息是用于识别变更前的代表节点所属的集群的信息。变更后的代表节点识别信息是用于识别变更后的代表节点的信息。
变更前的代表节点识别信息、变更后的代表节点识别信息只要是像IP地址等能够唯一地确定中继器的信息，就不受特别限制。
此外，所属集群识别信息与图10的集群信息1001中包含的所属集群识别信息是同样的内容，所以省略说明。
代表节点重复从S2101到S2103的动作。根据上述，代表节点能够将集群内的通信品质比规定的品质差的中继器中的通信品质最差的中继器变更为代表节点。
图24是表示代表节点向成员节点通知变更了代表节点一事的动作的时间图。
代表节点的集群信息交换部603对集群成员通知代表节点变更信息2201(S2301)。
成员节点接收代表节点变更信息2201。集群信息交换部603根据代表节点变更信息2201确定变更前的代表节点以及变更后的代表节点。集群信息交换部603，调换近邻集群信息1101中被确定的变更前的代表节点以及变更后的代表节点的各自对应的代表节点识别信息的值(S2302)。
由集群信息交换部603完成了近邻集群信息1101的内容的变更时，集群信息交换部603向变更前的代表节点通知近邻集群信息的变更已结束(S2303)。
通过以上的S2301到S2303的动作，对集群内的所有中继器进行代表节点的变更。
另外，针对变更前的代表节点，在一定的时间内没有从成员节点返回近邻集群信息1101的变更结束的通知的情况下，有可能对集群内的所有中继器没有正确进行代表节点的变更。因此，变更前的代表节点再次向成员节点通知代表节点变更信息2201(S2304)。
根据以上说明的构成和动作，实施方式3涉及的中继器，在各中继器中的频率信道的变更、中继器的增设或移动、或者周围的电波传播环境发生变动的情况下，对经常是通信品质的劣化比较大的地方，优先能动地分配集群和集群内信道。
(实施方式4)
其次，对本发明的实施方式4进行说明。
上述的实施方式中，作为在各集群内的成员节点之间的通信中使用的集群内信道，分配了与邻接的集群的干扰少的频率信道。此外，将这些集群内和集群之间的中继以多级(多跳)来反复进行，从而抑制了在多跳时的通信品质的降低。
然而，在便携式电话终端或者汽车的车载终端等移动终端成为中继器的无线网状网络中，移动终端成为集群的代表节点的情况下，集群自身与代表节点一起移动。
这样的集群的移动，有可能引起与作为集群内信道使用同样的频率信道的集群相邻接的状况。因此，在多跳通信中发生连续地使用同样的频率信道的路径，成为引起通信品质降低的原因。
因此，在本发明的实施方式4中，各中继器交换各自的位置信息。与此同时，代表节点配合因为移动引起的自身或者成员节点的位置的变化，与位于集群的更加中心(重心)的成员节点交替作用，交接集群的管理。通过上述，提供能够抑制集群整体进行大移动的中继器。
图25是表示实施方式4中的中继器的构成的方框图。本实施方式涉及的中继器是在图6所示的实施方式1涉及的中继器的构成中加上位置信息检测部2401和成员位置信息比较部2402的中继器。另外，与如图6所示的实施方式1中的中继器同样的构成要素，赋予与图6相同的编号，省略对其的说明。
位置信息检测部2401是获得GPS(Global Positioning System/全球定位系统)等中继器的位置信息的处理部。作为位置信息检测部2401所使用的装置，除了GPS以外、相机、RFID(Radio Frequency Identification/射频识别)标签、或者使用磁感应器等位置检测装置等只要是能够确定中继器的位置，就不受特别限制。
成员位置信息比较部2402是比较集群内的成员节点的位置关系，根据比较结果决定是否变更代表节点的处理部。
实施方式4涉及的中继器执行的处理与实施方式1涉及的中继器执行的处理相同。但是，实施方式4涉及的中继器，还附加地执行图26以及图29所示的处理。
图26是表示用于获得中继器的位置信息、以及与近邻节点共享彼此的位置信息的动作的流程图。
各中继器的位置信息检测部2401获得自身的位置信息(S2501)。
接着，集群信息交换部603利用集群信息对近邻节点通知自身的位置信息(S2502)。
在此，利用图27说明实施方式4的集群信息的内容。
集群信息2601是各中继器的集群信息交换部603对近邻节点通知的信息。集群信息2601是在图10所示的集群信息1001上还加上位置信息的信息。在集群信息2601中，发送源节点识别信息、近邻节点的识别信息、所属集群识别信息以及代表节点识别信息与图10所示的集群信息1001中包含的相应的各信息相同。因此，省略对这些的说明。
集群信息2601的位置信息包括确定中继器自身的位置的位置信息。例如，作为位置信息包括由GPS所获得的与中继器的纬度、经度以及标高有关的信息。
此外，图28是在集群信息交换部603中记录的近邻集群信息的一个例子的图。
近邻集群信息2701是区分中继器自身的集群信息和各近邻节点的集群信息来记录的信息。近邻集群信息2701是图11所示的近邻集群信息1101上还加上位置信息的信息。在近邻集群信息2701中，节点标识符、近邻节点的识别信息、所属集群识别信息以及代表节点识别信息与图11所示的近邻集群信息1101中包含的相应的各信息相同。因此，省略对这些的说明。
近邻集群信息2701的位置信息包括分别确定中继器自身的位置和近邻节点的位置的位置信息。例如，作为位置信息包括由GPS所获得的与中继器的纬度、经度以及标高有关的信息。
各中继器通过重复S2501及S2502的动作，从而共享彼此的位置信息。
图29是表示根据中继器的位置信息变更代表节点的处理的流程图。以下的处理由代表节点来执行。
代表节点的成员位置信息比较部2402，参考集群信息交换部603中存储的近邻集群信息2701。这样，根据与代表节点属于相同的集群的中继器的位置坐标，算出集群的中心(重心)坐标(S2801)。
成员位置信息比较部2402，判定代表节点自身是否与集群的中心(重心)坐标最近(S2802)。在代表节点自身与集群的中心(重心)坐标最近的情况下(S2802中的“否”)，返回到S2801。
在存在比代表节点更接近集群的中心(重心)坐标的成员节点的情况下(S2802中的“是”)，成员位置信息比较部2402，将存储在集群信息交换部603的近邻集群信息2701的代表节点识别信息从“是”变更为“否”。取代之，成员位置信息比较部2402针对在成员节点中最接近集群中心(重心)坐标的中继器的代表节点识别信息，从“否”变更为“是”(S2803)。
接着，集群信息交换部603对成员节点通知代表节点变更信息，该代表节点变更信息是用于变更集群的代表节点的信息(S2804)。
在实施方式4的代表节点变更信息的内容和代表节点变更信息的通知动作与实施方式3相同，因此省略说明。
以上通过重复进行S2801到S2804的动作，能够总是选择靠近集群的中心(重心)坐标的中继器为代表节点。这样，能够抑制伴随代表节点的移动的集群整体的位置的变化，能够避免由于集群的位置变化所产生的通信品质的降低。
(实施方式5)
接着，对本发明的实施方式5进行说明。
在上述的实施方式中，由代表节点化决定部605从传送品质差的中继器中决定了各集群的代表节点。此外，代表节点决定参加或脱离自身管理的集群的成员节点、以及决定在集群内使用的频率信道。
与此相对，在实施方式5中，配置集群的地方和使用的频率信道已预先被决定的情况下，为了削减在中继器中的电力消耗或安装成本，预先固定了成为代表节点的中继器。根据上述省略代表节点的决定处理，此外，从成为成员节点的中继器中删除作为代表节点的功能。
图30是表示实施方式5中的成为代表节点的中继器的构成的方框图。
在实施方式5中，因为预先决定了代表节点，所以在各中继器中不需要代表节点的决定以及集群内信道的变更所需的构成。此外，集群内信道事先被决定，存储在集群内信道存储部3001中。另外，对于与图6同样的构成赋予同样的编号，省略对其的详细说明。
在由成员节点决定部606决定了参加或脱离自身管理的集群的中继器时，代表节点通过参加脱离通知部607向该中继器指示参加集群或脱离集群。加之，在决定了参加集群的中继器的情况下，参加脱离通知部607至少对一个通信接口608，指示将频率信道变更为集群内信道存储部3001存储的频率信道。通过代表节点选择参加以及脱离集群的中继器的方法的详细细节，分别与利用图14以及图15说明的方法相同，所以省略对其的说明。
图31是表示实施方式5中的成为成员节点的中继器的构成的方框图。
关于与图6相同的构成，赋予同样的编号，省略对其的说明。
成为成员节点的中继器，通过可通信节点检测部602检测以单跳能够通信的近邻节点。此外，该中继器通过集群信息交换部603，在与以单跳能够通信的中继器之间，相互通知互相以单跳能够通信的近邻节点的信息，以作为集群信息。此外，代表节点请求参加或脱离集群的情况下，该中继器通过频率信道转换部609变更在通信接口608所使用的频率信道。另外，针对来自代表节点的参加以及脱离的请求选择中继器的方法的详细细节，分别与利用图16及图17说明的方法相同，所以省略对其的说明。
如上述说明，在预先决定了配置集群的地方和使用的频率信道的分配的情况下，固定成为代表节点的中继器，预先进行决定。这样，能够削减代表节点决定处理所需的电力消耗，或者因成为成员节点的中继器的构成的缩小能够削减安装成本。
图32A～图32D是用于说明本发明的适用例和其效果的图。
图32A是监控商业区或者住宅区等(城市监控器)为目的的系统。在该系统中示出了这样的例子，设置在小道上的监控摄像机1802的影像，经由无线网状网络中继到与基干网1801连接的网关1803。在图32A中，在通过商业区或住宅区等旁边的干道上设置了有线的基干网1801，小道的交叉路口配置了进行无线通信的中继器(未图示)。此外，为了监控街道或人而设置的监控摄像机1802，通过无线与最近的中继器连接。
无线网状网络针对商业区或住宅区等的小道等设置有线网存在物理上或经济上的困难的地方，只设置中继器，就能简单地提供通信基础设施。然而，根据小道的配置或监控摄像机1802的设置，有时监控摄像机1802或中继器被密集地配置。因此，在多级中继影像通信的情况下，产生无线数据包的干扰，在接收方的影像中出现劣化或延迟。
对此，通过采用本发明的中继器，配合被设置的中继器的配置，自律分散地形成集群1804。此外，在集群1804之间不会发生干扰的频率信道被分配到各中继器。根据上述，使被密集地设置的中继器群，像一个虚拟的中继器一样动作。这样，能够缓解因中继器的密集而产生的无线数据包的干扰，能够实现损失或延迟等品质劣化少、高品质影像的监控。
图32B、图32C和图32D是表示在包括能够移动的中继器的无线网状网络中的本发明的适用例子的图。
图32B是以便携式电话1810以及1812的使用区域的扩大为目的，使多个便携式电话1810以及1812中继在基站1811的圈外的便携式电话1810的声音数据或影像数据等，将这些数据通信到基站1811的例子的图。作为图32B的具体设想的场景可举出如下，使用便携式电话1810以及1812的人密集，加之基站1811的电波的死角容易发生的地下街或者百货商店等商业大楼的内部等。此外，各便携式电话1810或者1812中搭载有中继来自其他便携式电话1810或者1812的数据的功能。
图32C是表示通过车辆间通信1821或道路车间通信1822以多跳来对声音数据或影像数据等进行通信的例子的图。作为图32C的具体设想的场景可举出如下，在等待信号或堵塞的时候等，车1823的移动速度比较慢，且无数的车1823密集的状况。此外，各车1823搭载了中继来自其他车1823的数据的功能。
图32D表示在运动会等活动中许多人从各个场所同时用摄影机1831进行摄影的情况的模样，加之通过摄影机1831具备的无线通信对影像数据的中继功能，共享从不同的场所摄影的影像的模样。作为图32D的具体设想的场景可举出如下，除了运动会之外，文化节等的舞台发表、足球或棒球等比赛。
对于图32B、图32C以及图32D，适用本发明时，代表节点总是管理移动的中继器(便携式电话1810以及1812、车1823、摄影机1831)参加集群或者脱离集群。因此，伴随各中继器的移动，自律分散地进行集群的成员变更和频率信道的分配。这样，即使在能够移动的中继器被密集地利用的情况下，也能缓解无线数据包的干扰。从而，能够实现损失或延迟等品质劣化少、高品质的影像数据或声音数据的通信。
如上述说明，根据上述的实施方式，将无线网状网络中的多个中继器像一个虚拟的中继器一样进行处理。因此，能够得到避免无线数据包的干扰，抑制通信品质的降低的效果。
这样，中继器以高密度配置被利用的无线网状网络系统中，实现了影像、声音的高品质传送，能够适用于屋内的监控或城市监控、ITS(IntelligentTransport Systems/智能交通系统)等。
此外，不仅适用于影像或声音、还适用于文本、静止图像、音乐等各种各样的媒体传送，而且不仅是屋外，而且也能够在屋内进行高品质的媒体传送。此外，不仅是使用了UDP或TCP的实时的媒体传送，而且在Web或数据的下载传送这样的非实时的传送也以高品质来传送。
另外，上述的实施方式示出的中继器，可以由具备处理器、存储器、通信接口的通常的计算机来实现。将各种数据存储在存储器中，在处理器上执行用于实现中继器的各处理部的程序，从而实现中继器。
此外，可以分别对所述实施方式进行组合。
本发明能够适用于与固定终端或移动终端连接的无线网状网络系统中实现数据的高品质传送的中继器等。
符号说明
401，406，1902，1902a～f中继器
403近邻集群
601通信品质测定部
602可通信节点检测部
603集群信息交换部
604近邻代表节点检测部
605代表节点化决定部
606成员节点决定部
607参加脱离通知部
608通信接口
609频率信道转换部
901近邻节点信息
1001，2601集群信息
1101，2701近邻集群信息
1601成员数测定部
1602无线输出调整部
1801基干网
1802监控摄像机
1803网关
1804集群
1810，1812便携式电话
1811基站
1831摄影机
1901，1901a，1901b终端
2001通信品质比较部
2201代表节点变更信息
2401位置信息检测部
2402成员位置信息比较部
3001集群内信道存储部

Claims (11)

1.一种中继器，中继数据，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述中继器具备：
代表节点化决定部，在自身中继器的通信品质不满足规定的品质且作为能够与自身中继器直接通信的中继器的近邻节点中不包含代表节点的情况下，将在所述自身集群的集群内通信中使用的信道决定为与邻接的集群的集群内通信中使用的信道不同的信道，从而自身中继器成为所述代表节点，所述代表节点是决定在集群内通信中使用的信道的中继器；
通知部，将由所述代表节点化决定部决定的信道通知给属于所述自身集群的中继器；
参加部，在自身中继器是所述代表节点的情况下，通过使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点在集群内通信中使用由所述代表节点化决定部决定的所述信道，从而使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点参加所述自身集群；以及
信道变更部，将在所述集群内通信中使用的信道变更为所述代表节点的由所述代表节点化决定部决定的信道。
2.根据权利要求1所述的中继器，
所述中继器还具备脱离部，该脱离部通过使与所述自身集群内的所有中继器之间进行通信的通信品质不满足规定的品质的中继器不使用在所述自身集群的集群内通信中使用的信道，从而使与所述自身集群内的所有中继器之间进行通信的通信品质不满足规定的品质的中继器从所述自身集群脱离。
3.根据权利要求2所述的中继器，
所述脱离部，进一步，在从与所述自身集群内的中继器的通信品质不满足规定的品质的中继器接受了从所述自身集群脱离的请求的情况下，通过使与所述自身集群内的中继器的通信品质不满足规定的品质的中继器不使用在所述自身集群的集群内通信中使用的信道，从而使与所述自身集群内的中继器的通信品质不满足规定的品质的中继器从所述自身集群脱离。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的中继器，
所述中继器还具备：
中继器数测定部，测定属于所述自身集群的中继器的数量；以及
无线输出调整部，直到由所述中继器数测定部测定出的所述中继器的数量成为规定值为止，减弱通信接口的通信输出。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的中继器，
所述中继器还具备第一代表节点变更部，该第一代表节点变更部在自身中继器是所述代表节点的情况下，将自身中继器的所述代表节点的作用交替给通信品质比规定的品质差的任一个所述近邻节点。
6.根据权利要求5所述的中继器，
所述中继器还具备：
可通信节点检测部，通过与其他的中继器之间收发规定的数据，从而检测所述近邻节点；以及
通信品质测定部，测定由所述可通信节点检测部检测出的所述近邻节点的通信品质，
所述第一代表节点变更部包括：
通信品质比较部，在自身中继器是所述代表节点的情况下，通过比较由所述通信品质测定部测定出的所述近邻节点的通信品质和所述规定的品质，从而确定通信品质比所述规定的品质差的任一个所述近邻节点；以及
通知部，向属于所述自身集群的中继器通知将自身中继器的所述代表节点的作用交替给由所述通信品质比较部确定的任一个所述近邻节点一事。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的中继器，
所述中继器还具备：
位置信息检测部，检测自身中继器的位置信息；
位置信息获得部，从属于所述自身集群的中继器获得该中继器的位置信息；
重心位置算出部，利用由所述位置信息检测部检测出的自身中继器的位置信息和由所述位置信息获得部获得的属于所述自身集群的中继器的位置信息，算出所述自身集群的重心位置；以及
第二代表节点变更部，将自身中继器的所述代表节点的作用交替给通过比较由所述重心位置算出部算出的所述重心位置和由所述位置信息获得部获得的属于所述自身集群的中继器的位置信息而被确定的位于最接近所述重心位置的位置上的中继器。
8.一种中继器，中继数据，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述中继器具备：
通知部，向属于所述自身集群的中继器通知预先被规定的信道；
参加部，通过使作为位于所述自身集群周边的中继器的近邻节点中的不属于任何集群且能够以单跳与属于自身集群的所有中继器进行通信的近邻节点在集群内通信中使用所述预先被规定的信道，从而使所述不属于任何集群且能够以单跳与属于自身集群的所有中继器进行通信的近邻节点参加所述自身集群；以及
信道变更部，将在所述集群内通信中使用的信道变更为所述预先被规定的信道。
9.一种中继器，中继数据，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述中继器具备：
信道决定部，决定在所述集群内通信中使用的信道；
通知部，向属于所述自身集群的中继器通知由所述信道决定部决定的信道；
参加部，通过使作为位于所述自身集群周边的中继器的近邻节点中的不属于任何集群且能够以单跳与属于自身集群的所有中继器进行通信的近邻节点在集群内通信中使用由所述信道决定部决定的信道，从而使所述不属于任何集群且能够以单跳与属于自身集群的所有中继器进行通信的近邻节点参加所述自身集群；以及
信道变更部，将在所述集群内通信中使用的信道变更为由所述信道决定部决定的信道。
10.一种数据的中继方法，用于中继数据的中继器，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述数据的中继方法包括：
代表节点化决定步骤，在自身中继器的通信品质不满足规定的品质且作为能够与自身中继器直接通信的中继器的近邻节点中不包含代表节点的情况下，将在所述自身集群的集群内通信中使用的信道决定为与邻接的集群的集群内通信中使用的信道不同的信道，从而自身中继器成为所述代表节点，所述代表节点是决定在集群内通信中使用的信道的中继器；
通知步骤，将由所述代表节点化决定步骤决定的信道通知给属于所述自身集群的中继器；
参加步骤，在自身中继器是所述代表节点的情况下，通过使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点在集群内通信中使用由所述代表节点化决定步骤决定的所述信道，从而使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点参加所述自身集群；以及
信道变更步骤，将在所述集群内通信中使用的信道变更为所述代表节点的由所述代表节点化决定步骤决定的信道。
11.一种程序，用于中继数据的中继器，该中继器属于由多个中继器所形成的集群，所述多个中继器使用相同的用于数据通信的信道，该中继器使用与集群间通信中使用的信道不同的信道进行集群内通信，所述集群间通信是与属于与自身集群不同的集群的中继器之间进行的通信，所述集群内通信是与属于所述自身集群的中继器之间进行的通信，所述程序使计算机执行以下步骤：
代表节点化决定步骤，在自身中继器的通信品质不满足规定的品质且作为能够与自身中继器直接通信的中继器的近邻节点中不包含代表节点的情况下，将在所述自身集群的集群内通信中使用的信道决定为与邻接的集群的集群内通信中使用的信道不同的信道，从而自身中继器成为所述代表节点，所述代表节点是决定在集群内通信中使用的信道的中继器；
通知步骤，将由所述代表节点化决定步骤决定的信道通知给属于所述自身集群的中继器；
参加步骤，在自身中继器是所述代表节点的情况下，通过使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点在集群内通信中使用由所述代表节点化决定步骤决定的所述信道，从而使所述近邻节点中不属于任何集群的近邻节点参加所述自身集群；以及
信道变更步骤，将在所述集群内通信中使用的信道变更为所述代表节点的由所述代表节点化决定步骤决定的信道。
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