JP2005123781A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 私有の通信端末又はアクセス・ポイントが、他人の通信のために中継機として提供することによりマルチホップ通信を円滑に運用する。
【解決手段】 各ユーザは、自分の端末の機能やリソースを他人の通信のために中継機として提供する際に、提供した分に応じてポイントが加算され、特典が得られることで、私有の端末又はアクセス・ポイントをマルチホップ通信に提供し易くなる。また、マルチホップの中継端末として私有の端末やアクセス・ポイントを提供する人が増えることで、本発明に係る無線通信システムのサービス・エリアを増やすことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の無線局間で相互に通信を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、マルチホップ伝送を行なう無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

さらに詳しくは、本発明は、私有の通信端末又はアクセス・ポイントが他人の通信のために中継機として提供することによりマルチホップ通信を円滑に運用する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、混信などの余干渉の増加を防ぎながら、私有のアクセス・ポイントを利用してマルチホップ通信を実現する無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。

有線方式によるＬＡＮ配線からユーザを解放するシステムとして、無線ＬＡＮが注目されている。無線ＬＡＮによれば、オフィスなどの作業空間において、有線ケーブルの大半を省略することができるので、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）などの通信端末を比較的容易に移動させることができる。

近年では、無線ＬＡＮシステムの高速化、低価格化に伴い、その需要が著しく増加してきている。特に最近では、人の身の回りに存在する複数の電子機器間で小規模な無線ネットワークを構築して情報通信を行なうために、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）の導入が検討されている。例えば、２．４ＧＨｚ帯や、５ＧＨｚ帯など、監督官庁の免許が不要な周波数帯域を利用して、異なった無線通信システム並びに無線通信装置が規定されている。

また、無線ネットワークでは、各端末の通信範囲が電波の届く距離に限定されている。このため、通信相手が自己の通信範囲に収容されているとは限らず、ネットワークの利用効率が落ちるという問題がある。そこで、多数の端末をアクセス・ポイントの介在なしに相互に接続するという、「マルチホップ通信」が有力であると思料される。

マルチホップ方式により端末間で通信を行なう場合、例えば、送信元の端末は自己の通信範囲でパケットをブロードキャストする。以下、パケットを受信できた他の端末はさらに自己の通信範囲で受信パケットを再ブロードキャストするという動作を、すべての端末が受信するまで繰り返し実行する（例えば、特許文献１を参照のこと）。

また、小規模無線データ・ネットワークでのトラフィック・ルーティングに関して提案がなされている（例えば、特許文献２を参照のこと）。この場合、無線ネットワークのノードで、ルート識別子とルート更新メッセージが添付された受信データを中継する際に、受信メッセージ・データに添付されたルート更新メッセージに基づいてルート・テーブルを更新し、ルート・テーブルに基づく近傍ノードを選択し、更新されたルート・テーブルに基づいてルート識別子とルート更新メッセージを置き換え、置き換えられたルート識別氏と置き換えられた更新メッセージを添付したメッセージ・データを近傍ノードに転送する。

マルチホップ方式によれば、送信元の通信局は、近隣に存在する周辺局を経由して通信を行なうことで、遠距離の受信局と直接通信する場合に比し送信電力が低減し、且つ、遠距離の通信局又はアクセス・ポイントとの通信が可能となる。

ここで、私有の通信端末又はアクセス・ポイントは、マルチホップの際に中継機として使用される際に、他人のために自分の機器や電力を提供しなければならないという問題がある。すなわち、機器リソースの提供に伴う見返りやその他の取り決めがないため、中継機として提供することに抵抗があると思料される。特に無線端末の場合、バッテリ寿命の制限などから、中継機として提供しようと思うユーザ数は少ないものと考えられる。この結果、他人の私有端末を中継してマルチホップ通信を行なう通信システムの端末数が少なくなり、マルチホップ通信システムの普及が困難になるという事態に陥る。

一方、無線ＬＡＮの普及により、自宅に無線ＬＡＮのアクセス・ポイントを設置するユーザが増加している。例えば、集合住宅では、近隣の居室に複数の無線アクセス・ポイントが設置されるという状況が想定される。無線ＬＡＮの普及がさらに進むと、チャネル不足や帯域制限などの問題が生じる恐れがある。また、他人の私有のアクセス・ポイントにハッキングし、ただでその機能を利用するなどの不正行為も発生している。

米国特許第５，７４０，３６３号明細書 特表２００２−５１２４７９号公報

本発明の目的は、マルチホップ伝送を好適に行なうことができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、私有の通信端末又はアクセス・ポイントが他人の通信のために中継機として提供することによりマルチホップ通信を円滑に運用することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、混信などの余干渉の増加を防ぎながら、私有のアクセス・ポイントを利用してマルチホップ通信を実現することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。

本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数の通信局からなり、周辺局からの通信時に互いに自局を中継機として使用させることによりマルチホップ通信を行なう無線通信システムであって、
中継機として使用を許可する１以上の通信局を経由して、送信元通信局と受信先通信局間のマルチホップ通信路を形成する通信路形成手段と、
前記のマルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した各通信局がマルチホップ通信の期間中に提供した機器リソースを計測する提供リソース計測手段と、
前記提供リソース計測手段による計測結果に基づいて、各通信局のポイントを管理するポイント管理手段と、
を具備することを特徴とする無線通信システムである。

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。

ここで、各通信局は、自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備えるようにしてもよい。すなわち、自局の通信状況や、バッテリ残量、その他の装置状況を考慮して動作モードを自律的に判断することができる。

また、各通信局は、自局を中継機として使用を許可する際に、画一的に機器リソースを提供するのではなく、中継機としての提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその他の機器リソースの使用を示す指示値を指定し、中継機が許容する範囲でデータ転送を行なうようにしてもよい。

また、例えば、複数の無線ネットワークが共存する通信環境下では、各無線ネットワークのアクセス・ポイントとして動作する通信局が中継機としての使用を許可するようにしてもよい。このような場合、通信局は、マルチホップ方式によりアクセス・ポイントに接続するとともに、このアクセス・ポイント経由でインターネット接続サービスを利用することができる。

本発明に係るマルチホップ通信方式では、送信元通信局は周辺局に対し送信要求し、送信元通信局と受信先通信局間に介在する各通信局は送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうとともに中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求し、受信先通信局は送信要求に対し受信許可を返し、送信元通信局は受信許可を得たことに応答して送信を開始する。

そして、前記通信路形成手段は、送信元通信局と受信先通信局間で、中継許可及び受信許可を得た経路においてマルチホップ通信路を形成する。

このとき、各通信局は中継許可並びに受信許可を返す際に送信速度を併せて通知し、前記通信路形成手段は、マルチホップ通信路上の最低レートに通信レートを設定するようにしてもよい。

そして、前記提供リソース計測手段は、マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した通信局毎の取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を計測し、前記ポイント管理手段は、該指示値に応じたポイントを各通信局に与えるようにする。

通信局が持つポイントを、当該通信局のユーザに対する通信料金の割引料、プレゼント又はプレゼント応募のためのポイント加算、他ユーザの通信局を中継機として使用する権利に還元するようにしても良い。例えば、前記ポイント管理手段は、送信元通信局が所有するポイントとデータ送信時に中継に使用したポイントを相殺するようにしてもよい。

したがって、本発明に係る無線通信システムによれば、各ユーザは、自分の端末の機能やリソースを他人の通信のために中継機として提供する際に、提供した分に応じてポイントが加算され、特典が得られることで、私有の端末又はアクセス・ポイントをマルチホップ通信に提供し易くなる。また、マルチホップの中継端末として私有の端末やアクセス・ポイントを提供する人が増えることで、本発明に係る無線通信システムのサービス・エリアを増やすことができる。

また、本発明の第２の側面は、マルチホップ通信環境下で通信局として動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備え、
送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうステップと、
中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求するステップと、
自局がマルチホップ通信の中継機として使用されているときに、取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を計測するステップと、
該指示値に応じたポイントを獲得するステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。

本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・システム上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータ・システムにインストールすることによってコンピュータ・システム上では協働的作用が発揮され、無線通信装置として動作する。このような無線通信装置を複数起動してマルチホップ方式の無線ネットワークを構築することによって、本発明の第１の側面に係る無線通信システムと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、私有の通信端末又はアクセス・ポイントが他人の通信のために中継機として提供することによりマルチホップ通信を円滑に運用することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

また、本発明によれば、混信などの余干渉の増加を防ぎながら、私有のアクセス・ポイントを利用してマルチホップ通信を実現することができる、優れた無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、無線通信管理装置及び無線通信管理方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。

本発明によれば、自分の端末の機能を他人の通信のために中継機として提供する際に、提供した分に応じてポイントが加算され、特典が得られることで、私有の端末又はアクセス・ポイントをマルチホップ通信に提供し易くなる。

また、本発明によれば、マルチホップの中継端末として私有の端末やアクセス・ポイントを提供する人が増えることで、本発明に係るマルチホップ方式の無線通信システムのサービス・エリアを増やすことができる

集合住宅などで無線ＬＡＮのアクセス・ポイントを使用する際に、本発明のマルチホップ通信を用いることで、混信などの余干渉の増加を防ぐとともに、私有のアクセス・ポイント提供者にとってもポイント増といった利益が得られる。

また、本発明によれば、他の端末からマルチホップの要求があった際に、端末の状況に応じて利用の許可を与えることで、いざ自分が利用する際にバッテリ不足で送信できない等の不具合の発生を防ぐことができる。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。

図１には、本発明の一実施形態に係るマルチホップ方式の無線通信ネットワークの構成を模式的に示している。

同図において、移動端末Ａがインターネットへのアクセスなどの通信を行なう場合について考察してみる。但し、マルチホップに対応する各通信局は、自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備えているものとする。

移動端末Ａは、まず自分が通信可能な隣接局又はアクセス・ポイントを探索する。ここで、通信可能な公衆のアクセス・ポイントが発見された場合には、そのアクセス・ポイントと通信を開始する。

一方、移動端末Ａにとって通信可能な公衆のアクセス・ポイントがない場合には、マルチホップ可能な隣接局に対して中継要求を出す。

中継要求を受け取った通信局は、自局の通信状況や、バッテリ残量、所有者の要望などに応じて、中継許可又は拒否の信号を返す。中継許可の場合は、許可する通信速度や時間、通信容量などの情報を併せて送信する。

なお、中継する機器は、所有者が異なる通信端末だけではなく、所有者が異なる私有のアクセス・ポイントでもあってもよい。図中で、アクセス・ポイント１及び移動端末Ｂ’は中継を拒否した機器である。

中継を許可した移動端末Ｂは、移動端末Ａと同じように、通信可能な端末又はアクセス・ポイントを探索する。このように次々とマルチホップを行ない、中継を許可した端末を経由して、アクセス・ポイント２に接続する。

ここで、移動端末Ａの利用者がアクセス・ポイント２のインターネット接続サービスの加入者であれば、認証を行ない、インターネット接続の利用を開始する。一方、移動端末Ａの利用者がサービスの加入者でない場合には、移動端末の利用者Ａとアクセス・ポイント２のインターネット接続サービス２の事業者間で一時利用の契約を締結することによって、インターネット接続の利用を開始することが可能となる。利用料金の支払いには、例えば電子マネーやクレジット・カードなどを用いる。但し、決済方法自体は本発明の要旨に直接関連しないので、ここでは説明しない。

中継を許可した端末（図１中では移動端末Ｂ、Ｃ、並びにアクセス・ポイント２が私有の場合はこれも含まれる）に対しては、中継した情報量や、通信時間、帯域、端末のバッテリ使用量などに応じたポイント（同図中の端末利用ポイント）が加算される。獲得ポイント数は、端末乃至はネットワーク上のサーバに保存される。そして、獲得したポイントは、ユーザに対する通信料金の割引やプレゼントなどの応募のためのポイント、他人の端末を中継機として用いる権利などに利用される。なお、中継した端末には、接続料などの料金の支払いは発生しないものとする。

このように、マルチホップの際に中継機となった端末乃至は私有のアクセス・ポイントに対し、中継時の機器リソースの使用量に応じたポイントを加算し、そのポイントによって中継機として提供した端末の利用者に特典が得られるようにすることで、中継機として端末を提供し易い通信異環境を構築することができる。また、他人の私有のアクセス・ポイントを有効に利用することができる。

図２には、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおける、データ送信要求からデータ送信開始までの流れを示している。

同図に示す例では、送信ノードＡが受信ノードＣにデータを送信するものとする。まず、送信ノードＡは、通信可能な範囲に存在する端末を検出すると、送信要求を出す。送信要求には、中継機としての使用条件（例えば、ポイント情報など）を付加してもよい。

ここで、送信要求を受け取った中継ノードＢ’は、所有者の設定により中継拒否モードとなっているため、中継拒否を返す。送信要求を受け取った中継ノードは、送信要求に付加されている使用条件なども検討し、中継の許可に見合うかどうかを判断するようにしてもよい。

次に、送信ノードＡは、続いて検出された中継ノードＢに送信要求を試みる。ここで、中継ノードＢは中継許可モードとなっているため、中継許可を返す。このとき、中継ノードＢは、送信速度なども併せて通知する。そして、送信ノードＡは、中継許可の受信に応答して送信要求を止め、受信許可を受けるまで待機する。

中継を許可した中継ノードＢは、新たに通信可能な範囲に存在する端末を検出し、送信要求を出す。ここで、受信ノードＣが検出されたとすると、ノードＣに対して送信要求が行なわれる。そして、許可を受けると、再度中継して送信ノードＡに渡す。

受信許可を受け取った送信ノードＡは、中継ノードＢに対してデータ送信を開始する。なお、通信レートは、すべてのパスの最低レートとなる。

図３には、マルチホップ通信時に各通信局においてデータ転送に応じてポイントが加算される仕組みを示している。

同図に示す例では、送信ノードＡが中継ノードＢ並びに中継ノードＣを経由して受信ノードＤにデータを送信する場合を示している。転送に伴う各中継ノードに対するポイント数の管理は、各端末で自立的に行なうようにしてもよいが、同図に示す例ではサーバＥが一元的に管理するものとする。

通信端末を検出し、通信経路が確定すると、送信ノードＡは、データ送信を開始する。中継ノードＢ及び中継ノードＣは、転送データ量を各自で逐次的に計測しながら、データを転送する。

送信ノードＡからデータ送信終了の通知を受け、データの送信が終了すると、
送信ノードＡ、中継ノードＢ及び中継ノードＣ、受信ノードＤは、サーバＥに対して扱ったデータ量を通知する。

サーバＥは、各ノードが扱ったデータ量を検証する。そして、不備がなければ各ノードのポイント数を更新する。なお、送信ノードＡが、自己が保持しているポイントを使って送信を行なった場合は、送信ノードＡのポイント数も送信データ量に応じて減算される。

最後に、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおいて、送信元通信局から受信先通信局へ接続するための処理手順について説明する。

まず、送信元又は中継機となる通信局は、通信可能機器の検出を行なう。ついで、検出された通信可能機器が通信相手かどうか判別する。ここで、通信相手でなければ転送可能な機器かどうか判別する。

通信可能機器が転送（すなわち中継）を拒否された場合は、通信可能機器の検出に戻る。また、通信可能機器に転送可能な（すなわち中継を許可する）場合には、さらに当該機器がアクセス・ポイントかどうか判別する。アクセス・ポイントでなければ、次なる転送機器を探すため、転送する機器が通信可能機器の検出を繰り返し行なう。

ここで、通信可能機器がアクセス・ポイントに接続できた場合、送信元となるユーザがそのアクセス・ポイントを運営する無線通信サービスの契約ユーザであるかどうか判別する。契約ユーザでなければ、新たにインターネット・サービス・プロバイダと一時利用契約を締結し、通信を開始する。なお、アクセス・ポイントの一時利用であるため、クレジット・カードや電子マネーなどの簡素で一時的な決済方法によりサービス使用料の決済を行なう。

このように、契約外のユーザが一時利用できるようにすることで、街頭のアクセス・ポイントだけでなく、他人が所有する家庭内のアクセス・ポイントにも、転送許可が得られれば利用できることになる。

図４には、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおいて、中継機を順次探索して送信元通信局から受信先通信局に至る経路を確立するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、主体を送信ノードとする（ステップＳ１）。送信ノードは、通信可能機器を探索し（ステップＳ２）、検出された機器が希望する通信相手であるかどうかを判別する（ステップＳ３）。

検出された通信可能機器が希望する通信相手である場合には、経路を確立して。本処理ルーチン全体を終了する（ステップＳ８）。

一方、通信相手でなかった場合には、さらに当該通信機器がマルチホップ対応端末か否かをチェックする（ステップＳ４）。そして、マルチホップ端末であった場合には、その端末に転送要求を通知する（ステップＳ５）。このとき、転送要求とともに、送信ノードが希望する通信量や、その転送によって転送端末にもたらされるポイント数などの使用条件も併せて通知する。

転送要求を受信したマルチホップ端末は、得られた情報から転送すなわち中継の許可又は拒否を通知する（ステップＳ６）。例えば、マルチホップ端末は、転送要求に付加されている使用条件を考慮して、中継の許可に見合うかどうかに基づいて転送の許可又は拒否を決定するようにしてもよい。さらに、マルチホップ端末は、許可できる通信量やポイント数があれば、逆に送信ノード側にそれらの値を通知し、両者が交渉（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）することによって、通信量やポイント数を決定するようにしてもよい。

交渉などによってマルチホップ端末による転送が可能となった場合には、主体を転送先ノードに移す（ステップＳ７）。そして、ステップＳ２に戻り、受信ノードに到達するまでマルチホップ端末による通信相手の探索処理を順次繰り返していく。

本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークでは、通信局は、アクセス・ポイントまでマルチホップ転送により接続し、接続先のアクセス・ポイントを経由してインターネット接続サービスを利用することが可能となる（前述）。図５には、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおいて、中継機を順次探索して送信元通信局からアクセス・ポイントに至る経路を確立するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、主体を送信ノードとする（ステップＳ１１）。送信ノードは、通信可能機器を探索し（ステップＳ１２）、検出された機器がアクセス・ポイントであるかどうかを判別する（ステップＳ１３）。

検出された通信可能機器がアクセス・ポイントであった場合には、送信ノードが契約ユーザか否かをチェックする（ステップＳ１８）。そして、契約ユーザであれば、所定の認証を経て、アクセス・ポイントとの接続を行なう（ステップＳ２０）。

ここで、送信ノードが契約ユーザでない場合には、新たにインターネット・サービス・プロバイダと一時利用契約を締結し（ステップＳ１９）、アクセス・ポイントとの接続を行なう（ステップＳ２０）。なお、アクセス・ポイントの一時利用であるため、クレジット・カードや電子マネーなどの簡素で一時的な決済方法によりサービス使用料の決済を行なう。

また、ステップＳ１３において、検出された通信可能機器がアクセス・ポイントでなかった場合には、次いで、当該機器がマルチホップ対応端末か否かをチェックする（ステップＳ１４）。そして、マルチホップ端末であった場合には、その端末に転送要求を通知する（ステップＳ１５）。このとき、転送要求とともに、送信ノードが希望する通信量や、その転送によって転送端末にもたらされるポイント数などの使用条件も併せて通知する。

転送要求を受信したマルチホップ端末は、得られた情報から転送すなわち中継の許可又は拒否を通知する（ステップＳ１６）。例えば、マルチホップ端末は、転送要求に付加されている使用条件を考慮して、中継の許可に見合うかどうかに基づいて転送の許可又は拒否を決定するようにしてもよい。さらに、マルチホップ端末は、許可できる通信量やポイント数があれば、逆に送信ノード側にそれらの値を通知し、両者が交渉（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）することによって、通信量やポイント数を決定するようにしてもよい。

交渉などによってマルチホップ端末による転送が可能となった場合には、主体を転送先ノードに移す（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１２に戻り、受信ノードに到達するまでマルチホップ端末によるアクセス・ポイントの探索処理を順次繰り返していく。

図４並びに図５に示したような、無線ネットワークにおける経路の探索処理は、例えば、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ） ＷＧで検討されているＡＯＤＶ（Ａｄ−ｈｏｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）プロトコルを基に、拡張を行なうことで実装することができる。

あるノードでデータ送信要求が発生し、該当する経路が経路テーブルに存在しない場合は、経路発見プロセスに入る。AODVプロトコルでは、経路発見は次の手順で行なわれる。

（１）送信元は経路要求メッセージ（Ｒｏｕｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＲＲＥＱ）をブロードキャストする。

（２）ＲＲＥＱメッセージを受け取ったノードは、当該メッセージの送信元までの逆向きの経路を設定し、自分が受信先でない限り、再ブロードキャストする。

（３）ＲＲＥＱメッセージを受け取った受信先は、送信元に対して経路応答メッセージ（Ｒｏｕｔｅ Ｒｅｐｌｙ：ＲＲＥＰ）をユニキャストで送信する。

（４）ＲＲＥＰメッセージを受け取ったノードは、当該メッセージの送信元（データの受信先）までの逆向きの経路を設定し、自分がＲＲＥＱの送信元でない限り、転送する。

（５）ＲＲＥＱメッセージの送信元がＲＲＥＰメッセージを受け取ると、経路発見プロセスは完了する。

図６には、本発明にＡＯＤＶプロトコルを適用した場合の、拡張されたＰＲＥＱメッセージ・ヘッダの構造を示している。図示の通り、メッセージ・ヘッダには、希望する通信量（ビットレートや使用帯域幅など）と提供できるポイント数（又はビット当たりのポイント数）が追加されている。あるいは、中継機としての使用条件に関するこれら以外の情報を追加してもよい。これらの情報を基に、ＲＲＥＰメッセージを受け取ったノードは転送の許可若しくは拒否を決定する。

但し、図６に示したパケット構造に関しては、上述のＭＡＮＥＴは一例に過ぎず、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。また、送信ノードと中継機間での交渉のために用いられる大域情報やポイント情報など使用条件は、図示のパケットではなく、ＭＡＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ＤＬＣ（Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、あるいはＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層などの他の通信プロトコル層におけるパケットに付加することも可能である。

［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

図１は、本発明の一実施形態に係るマルチホップ方式の無線通信ネットワークの構成を模式的に示した図である。 図２は、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおける、データ送信要求からデータ送信開始までの流れを示したシーケンス図である。 図３は、マルチホップ通信時に各通信局においてデータ転送に応じてポイントが加算される仕組みを示したシーケンス図である。 図４は、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおいて、中継機を順次探索して送信元通信局から受信先通信局に至る経路を確立するための処理手順を示したフローチャートである。 図５は、本発明に係るマルチホップ方式の無線ネットワークにおいて、中継機を順次探索して送信元通信局からアクセス・ポイントに至る経路を確立するための処理手順を示したフローチャートである。 図６は、本発明にＡＯＤＶプロトコルを適用した場合の、拡張されたＰＲＥＱメッセージ・ヘッダの構造を示した図である。

Claims (26)

1. 複数の通信局からなり、周辺局からの通信時に互いに自局を中継機として使用させることによりマルチホップ通信を行なう無線通信システムであって、
   中継機として使用を許可する１以上の通信局を経由して、送信元通信局と受信先通信局間のマルチホップ通信路を形成する通信路形成手段と、
   前記のマルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した各通信局がマルチホップ通信の期間中に提供した機器リソースを計測する提供リソース計測手段と、
   前記提供リソース計測手段による計測結果に基づいて、各通信局のポイントを管理するポイント管理手段と、
   を具備することを特徴とする無線通信システム。
2. 各通信局は、自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 各通信局は、自局を中継機として使用を許可する際に、中継機としての提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその他の機器リソースの使用を示す指示値を指定することができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
4. 複数の無線ネットワークが共存する通信環境下で、各無線ネットワークのアクセス・ポイントとして動作する通信局が中継機としての使用を許可する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 送信元通信局は周辺局に対し送信要求し、送信元通信局と受信先通信局間に介在する各通信局は送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうとともに中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求し、受信先通信局は送信要求に対し受信許可を返し、送信元通信局は受信許可を得たことに応答して送信を開始し、
   前記通信路形成手段は、送信元通信局と受信先通信局間で、中継許可及び受信許可を得た経路においてマルチホップ通信路を形成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. 各通信局は中継許可並びに受信許可を返す際に送信速度を併せて通知し、
   前記通信路形成手段は、マルチホップ通信路上の最低レートに通信レートを設定する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記提供リソース計測手段は、マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した通信局毎の取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を取得し、
   前記ポイント管理手段は、該指示値に応じたポイントを各通信局に与える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記ポイント管理手段は、送信元通信局が所有するポイントとデータ送信時に中継に使用したポイントを相殺する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
9. 通信局が持つポイントを、当該通信局のユーザに対する通信料金の割引料、プレゼント又はプレゼント応募のためのポイント加算、他ユーザの通信局を中継機として使用する権利に還元する手段をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
10. マルチホップ通信環境下で動作する無線通信装置であって、
    データ送信時には、周辺局に対し送信要求し、受信許可を得たことに応答して送信を開始する、
    ことを特徴とする無線通信装置。
11. マルチホップ通信路上の最低レートに通信レートを設定してデータ送信を行なう、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
12. マルチホップ通信環境下で動作する無線通信装置であって、
    自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備え、
    前記の動作モードに応じて送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうとともに、中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求する、
    ことを特徴とする無線通信装置。
13. 自局をマルチホップ通信の中継機として使用を許可する際に、中継機としての提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその他の機器リソースの使用を示す指示値を指定する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
14. 自局がマルチホップ通信の中継機として使用されているときに、取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を計測し、該指示値に応じたポイントを獲得する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信装置。
15. マルチホップ通信環境下で通信局として動作するための無線通信方法であって、
    データ送信時において、周辺局に対し送信要求するステップと、
    受信許可を得たことに応答して送信を開始するステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信方法。
16. マルチホップ通信路上の最低レートに通信レートを設定してデータ送信を行なう、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信方法。
17. マルチホップ通信環境下で通信局として動作するための無線通信方法であって、
    自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備え、
    前記の動作モードに応じて送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうステップと、
    中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求するステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信方法。
18. 前記の応答を行なうステップでは、自局をマルチホップ通信の中継機として使用を許可する際に、中継機としての提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその他の機器リソースの使用を示す指示値を指定する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の無線通信方法。
19. 自局がマルチホップ通信の中継機として使用されているときに、取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を計測するステップと、
    該指示値に応じたポイントを獲得するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の無線通信方法。
20. マルチホップ通信環境下で各通信局の動作を管理する無線通信管理装置であって、
    マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した各通信局がマルチホップ通信の期間中に提供した機器リソースを取得する提供リソース取得手段と、
    前記提供リソース計測手段による計測結果に基づいて、各通信局のポイントを管理するポイント管理手段と、
    を具備することを特徴とする無線通信管理装置。
21. 前記提供リソース取得手段は、マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した通信局毎の取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を取得し、
    前記ポイント管理手段は、該指示値に応じたポイントを各通信局に与える、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信管理装置。
22. 通信局が持つポイントを、当該通信局のユーザに対する通信料金の割引料、プレゼント又はプレゼント応募のためのポイント加算、他ユーザの通信局を中継機として使用する権利に還元する手段をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の無線通信管理装置。
23. マルチホップ通信環境下で各通信局の動作を管理する無線通信管理方法であって、
    マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した各通信局がマルチホップ通信の期間中に提供した機器リソースを取得する提供リソース取得ステップと、
    前記提供リソース計測ステップにおける計測結果に基づいて、各通信局のポイントを管理するポイント管理ステップと、
    を具備することを特徴とする無線通信管理方法。
24. 前記提供リソース取得ステップでは、マルチホップ通信路上で中継機として使用を許可した通信局毎の取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を取得し、
    前記ポイント管理ステップでは、該指示値に応じたポイントを各通信局に与える、
    ことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信管理方法。
25. 通信局が持つポイントを、当該通信局のユーザに対する通信料金の割引料、プレゼント又はプレゼント応募のためのポイント加算、他ユーザの通信局を中継機として使用する権利に還元するステップをさらに備える、
    ことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信管理方法。
26. マルチホップ通信環境下で通信局として動作するための処理をコンピュータ・システム上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、
    自局を中継機として使用することを許可する中継許可モードと、自局を中継機として使用することを拒否する中継拒否モードを備え、
    前記の動作モードに応じて送信要求に対し中継許可又は中継拒否の応答を行なうステップと、
    中継を許可するときにはさらに周辺局に対し送信要求するステップと、
    自局がマルチホップ通信の中継機として使用されているときに、取り扱ったデータ量、提供時間、使用帯域、回数、電力使用量又はその機器リソース使用の指示値を計測するステップと、
    該指示値に応じたポイントを獲得するステップと、
    を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラム。
    

Images