JP2006304055A - 無線ネットワークシステム、その無線端末およびその動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アドホック無線通信の無線端末の消費電力を低減する。
【解決手段】 第１無線端末１０１が経路情報を更新する構成制御処理を他の無線端末に行わせる構成制御起動命令５２をブロードキャスト送信し、第２無線端末１０４は、第１の期間Ｔ１の受信待機状態とアイドル状態とを所定周期Ｔで繰り返すよう間欠駆動され、構成制御起動命令を受信すると、第１の期間より長い第２の期間Ｔ２の間、他の無線端末からの受信を待機する連続待機状態になって構成制御処理を実行して経路情報を更新し、第２の期間を過ぎた後に第１無線端末を含む他の無線端末から構成制御起動命令を受信するのを待って、次の構成制御処理を実行する、無線ネットワークシステム１００。
【選択図】 図６

Description

本発明は、無線ネットワークシステム方式に関する。特に、無線端末間でネットワークの経路情報を交換し、この情報により経路制御を行なう無線ネットワークシステム、無線端末および無線ネットワークシステムの動作方法に関する。

従来、無線端末において消費電力を削減するために、間欠駆動が行われている。これは、無線信号が受信するのを待ち受ける受信待機状態が他の処理と比較して多くの電流を消費してしまうことに着目したものである。この間欠駆動方式においては、短い時間無線信号の有無を監視し、それ以外の時間は無線信号の受信待機を行なわないという動作を一定終周期で繰り返す。図７〜９を用いて間欠駆動方式をさらに説明する。

図７は、無線端末の間欠駆動動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。間欠駆動動作をおこなう無線機には、アイドル状態と受信待機状態との二つの状態がある。アイドル状態は、消費電力ができるだけ小さくなくなるように、必要最低限の処理動作を行なっている状態をいう。ここで必要最低限の処理動作とは、データ無線端末やセンサなどの無線機に接続される外部接続機器間との通信インタフェースの監視処理の動作である。また、受信待機状態は、所望する無線信号の有無を監視している状態である。アイドル状態と受信待機状態は交互に切り替えられる。ここで、受信待機状態において無線信号を検出した場合には、さらに無線受信処理を継続し、受信したデータの解析を行なうこととなる。

間欠駆動方式においては、受信待機状態とアイドル状態とが切り替えられる切替周期を周期Ｔとし、そのうちの受信待機状態にされている時間を時間Ｔ１とすると、時間Ｔ１を周期Ｔに対して小さくすると、無線端末の動作時間全体に占める受信待機状態の時間が短くなり、無線端末の消費電力が小さくなる。

次に、この間欠駆動を行ってデータ伝送を行なう場合の一般的な無線データ構造について説明する。図８は、無線データの時間的な構成の一例を示す説明図である。図９は、間欠駆動動作中の無線端末が起動用信号を検出し、受信処理を継続してデータを得る処理動作を示すタイミングチャートである。図８に示したように、無線データは起動用信号と伝送されるデータちからなる。ここで、起動用信号は、欠駆動動作をしている無線端末に無線信号を検出させる為に必要な信号であり、間欠駆動周期Ｔより長い時間Ａの間連続する信号である必要がある。さらに図９に示すように、間欠駆動周期Ｔよりも長い起動用信号を伝送データに付加することにより、間欠駆動においても確実に無線信号を検出できる。そして起動用信号を検出した無線端末は、続く伝送データを受信することができることとなる。

特許文献１には、アドホック無線ネットワークシステムが記載されている。
特開２０００−１３３７６号

特許文献１に開示されているようなアドホック無線ネットワークにおいて上記間欠駆動方式を適用すると、以下の問題点が生ずる。

アドホック無線ネットワークシステムにおいては、そこに含まれる各無線端末は、ネットワーク内の経路情報(以下、「構成情報」という)を管理するため、自無線端末の存在を周囲に知らしめる存在通知パケットを一定周期で送信し、また他の無線端末からの存在通知パケットを受信することにより、各無線端末が構成情報を更新する処理(以下、「構成制御処理」という)を行なっている。

しかし、前述のように、間欠駆動方式において通信を行ないたい場合には、この存在通知パケットにも起動用信号を付加しなければならない。すなわち、アドホック無線ネットワークにおいて上記間欠駆動方式を適用すると、構成制御処理が行なわれるたびに起動用信号を各々の無線端末が送信することとなり、ネットワーク内の無線トラフィックが増大して通信信頼性が低下してしまう。

同様に、無線端末が他の無線端末に対してデータパケットを中継伝送したい場合にも、起動用信号をデータパケットに付加しなければならい。したがって、アドホック無線ネットワークにおいて上記間欠駆動方式を適用すると、中継伝送においては、無線トラフィックが増大してしまうばかりでなく、伝送遅延が発生してしまい、通信品質の劣化を招く。

本発明においては、ネットワーク内の各無線端末は、構成制御処理を一定周期で自発的に行うことはない。構成制御処理は、複数の無線端末のいずれかからの明示の命令によって行われる。本発明は、無線ネットワークシステムとして、無線端末として、また、無線ネットワークシステムの動作方法として実現される。

すなわち、本発明においては、第１無線端末と第２無線端末とを少なくとも含む複数の無線端末を備える無線ネットワークシステムであって、第１無線端末は、ネットワークの経路情報を更新する構成制御処理を他の無線端末に行わせる構成制御起動命令をブロードキャスト送信するものであり、第２無線端末は、第１無線端末を含む他の無線端末からの受信を第１の期間待機する状態と受信を待機しないアイドル状態とを繰り返すよう間欠駆動され、間欠駆動における第１の期間内に構成制御起動命令を受信すると、第１の期間より長い第２の期間の間、他の無線端末からの受信を待機する連続待機状態になって、第１無線端末からの構成制御起動命令に応じて構成制御処理を実行して経路情報を更新し、第２の期間を過ぎた後に第１無線端末を含む他の無線端末から構成制御起動命令を受信するのを待って、次の構成制御処理を実行するものである、無線ネットワークシステムが提供される。

第１無線端末、第２無線端末とは、データ通信を行いうる任意の無線端末である。変調方法や通信に使用する帯域などは特には問わない。また、消費電力を削減する効果がある本発明は、特にバッテリーにより駆動をする無線端末など、電力に制約のある無線端末について特に有効である。第１無線端末および第２無線端末との区別は、構成制御起動命令を送信する無線端末を第１無線端末とよび、その命令を受信して構成制御処理を行う無線端末を第２無線端末と呼ぶ。

構成制御処理とは、ネットワークの経路情報を更新する処理であり、アドホック無線ネットワークにおいて、ある無線端末が周囲の通信可能な無線端末の情報を経路として取得する処理を言う。例えば、周囲の通信可能な無線端末と互いに情報を交換して、各無線端末が直接通信可能な無線端末を特定するＩＤのテーブルを取得する処理などを一般にさす。構成制御起動命令とは、他の無線端末に対して構成制御処理を行うことを指令する命令である。

ブロードキャスト送信とは、受信相手の無線端末を指定せずに行う送信を広くさす。このため、複数の受信相手の無線端末がその受信可能な範囲内にあれば、同じ信号を受信してその送信された命令に応じた動作をすることができる。

受信を待機する状態（受信待機状態）とは、無線端末のＲＦ部にアンテナから入力された信号をいつでもデコードしうる様にＲＦ部がされている状態である。アイドル状態とは、無線端末のＲＦ部にアンテナから入力された信号はデコードできないが、無線端末がすぐに受信待機状態になるようにスタンバイされている状態である。間欠駆動の所定周期とは、例えば数ミリ秒から数分を単位とする時間である。

連続待機状態とは、受信待機状態が間欠駆動されているときの期間（第１の期間）より長い期間（第２の期間）保たれている状態を言う。第２無線端末は、自ら構成制御処理を行わず、第１無線端末を含む他の無線端末、すなわち、第２無線端末以外の端末から構成制御起動命令を受信するのを待つ様にされている。第２無線端末は、第２の期間を過ぎた後にその構成制御起動命令を受信して次の構成制御処理を実行する。

また、本発明においては、無線により他の無線端末と送信および受信を実行可能な送受信手段と、送受信手段に接続され、送受信手段の動作を制御可能な制御手段とを備えてなる、複数の無線端末による無線ネットワークシステムに用いる無線端末であって、第１の期間だけ受信待機する状態と第１の期間の経過後のアイドル状態とを繰り返すよう間欠駆動されており、ネットワーク内の経路情報を更新する構成制御処理を行うための構成制御起動命令を受信すると第１の期間より長い第２の期間の間連続待機状態になって構成制御処理を実行する無線端末に対して、制御手段が、構成制御起動命令をブロードキャスト送信するよう送受信手段を制御するものである、無線端末が提供される。

さらには、本発明においては、無線により他の無線端末と送信および受信を実行可能な送受信手段と、送受信手段に接続され、送受信手段の動作を制御可能な制御手段とを備えてなる、複数の無線端末による無線ネットワークシステムに用いる無線端末であって、制御手段は、第１の期間だけ受信待機して第１の期間の経過後にアイドル状態となる動作を繰り返す間欠駆動をするよう送受信手段を制御し、送受信手段が間欠駆動されている第１の期間内に、ネットワークの経路情報を更新する構成制御処理を行うための構成制御起動命令を送受信手段を介して他の無線端末から受信すると、第１の期間より長い第２の期間の間他の無線端末からの受信を連続して待機して、構成制御起動命令に応じた構成制御処理を実行して経路情報を更新するよう送受信手段を制御し、第２の期間を過ぎた後に他の無線端末からの構成制御起動命令の受信を待って、次の構成制御処理をさらに実行するよう送受信手段を制御するものである、無線端末が提供される。

本発明においては、第１無線端末と第２無線端末とを少なくとも含む複数の無線端末を備える無線ネットワークシステムの動作方法であって、第１無線端末を含む他の無線端末からの受信を第１の期間待機するサブステップと、第１の期間の経過後に受信を待機しないアイドル状態となるサブステップとを第２無線端末が繰り返す間欠駆動ステップと、経路情報を更新する構成制御処理を他の無線端末に行わせる構成制御起動命令を、第１無線端末がブロードキャスト送信するステップと、間欠駆動ステップの第１の期間中に構成制御起動命令を第２無線端末が受信すると、第１の期間より長い第２の期間の間、第２無線端末が、他の無線端末からの受信を待機する連続待機状態となるステップと、第２無線端末が、構成制御起動命令に応じて構成制御処理を実行して経路情報を更新する構成制御実行ステップと、次いで、第２の期間を過ぎた後に第１無線端末を含む他の無線端末から構成制御起動命令をさらに受信するのを待って、第２無線端末が次の構成制御処理を実行する構成制御実行ステップとを含んでなる動作方法が提供される。

本発明の構成により、間欠駆動方式をアドホック無線ネットワークに適用しても、無線端末の電力が増大することが防止できる。すなわち、本発明の構成をとることにより、一旦間欠駆動を中断させるために、受信待機状態を連続させておいてから通信処理を行なうことが出来るようになり、無線トラフィックを抑えた、信頼性の高い通信が可能となる。

以下に、図面を参照して、アドホック無線ネットワークにおける間欠駆動方式および通信制御法の実施形態について説明する。
まず、本発明が対象とするアドホック無線ネットワークについて説明する。アドホック無線ネットワークにおいては、無線ネットワークシステムが、無線データ通信を行なう複数の無線端末によって構成される。これら無線端末はいずれも直接又は他の１以上の無線端末を介する中継通信が可能に構成されている。また、アドホック無線ネットワークにおいては、データパケットを中継伝送する場合に各無線端末が管理する構成情報を利用することにより、経路制御を無線端末独自に行なうことにより、無線ネットワークにおいて直接通信可能な端末をそれぞれの無線端末が有していることができる。

図１を参照して、本発明の実施の形態における無線端末の構成について説明する。図１は、本発明に用いられる第１無線端末１０および第２無線端末２０の構成を示すブロック構成図である。これらの無線端末は、アンテナ２ａを有する送受信部２と、制御部４と記憶部６から構成される。送受信部２は、機能的には、無線送信部と無線受信部により構成される。この制御部４は、プロセッサ等からなる中央制御部、その処理に用いられるメモリー、タイミングやクロックを生成する時間計測部により構成される。また、記憶部６は、論理的に識別しうる複数の記憶素子によって構成される。通信の変調方式や制御方式、コーディング方式等は本発明では特に限定されないが、例えば、パケットにより通信を行うパケット通信方式などを用いることができる。本発明においては、第１無線端末と第２無線端末が用いられる。第１無線端末は、後述する図２の無線端末１０１などであり、第２無線端末は、図２の無線端末１０２、１０３、１０４などである。

アドホック無線ネットワークおよびそれ以外の無線ネットワークにおける構成情報の管理法については、様々なものが提唱されている。そのうちの典型的な例である、一旦決められた普遍の構成情報に従って各無線端末が経路制御を行なう場合には、周辺環境の変化などにより情報の変更の必要性が発生した場合に構成情報が更新されないという問題がある。そのため、特に通信路の特性が周辺環境の変化による影響を受けやすいアドホック無線ネットワークにおいては、他の典型的な構成情報の管理法のひとつである、各無線端末が周期的に構成情報を更新する方法がより適切であると考えられる。従って、以降、特許文献１に開示されているように、自無線端末の存在を周囲に知らしめる存在通知パケットを一定周期で送信し、これらを受信することで構成情報を更新するような構成制御処理を行なう場合を想定して、従来のアドホック無線ネットワークの形態を説明し、続けて、本発明の実施の態様を説明する。

図１０は、従来のアドホック無線ネットワークシステム５００における無線端末間での構成情報の伝達の態様を示す説明図である。図１０において、無線端末５０１は、存在通知パケットを送信する。この存在通知パケットは、送信パワー、受信感度、障害物の有無などの通信条件により定まる到達エリア内でのみ受信可能である。その到達エリア５２１内にある無線端末５０２、５０３、５０４は、無線端末５０１からの存在通知パケットを受信すると、無線端末５０１と通信が可能であると判断する。無線端末５０７および５１２も独自に存在通知パケットを送信しており、無線端末５０７からの存在通知パケットの到達エリア５２７内にある無線端末５０８、５０９、５１０は、無線端末５０７と通信が可能であると判断し、無線端末５１２からの存在通知パケットの到達エリア５３２内にある無線端末５１０、５１３は、無線端末５１２と通信が可能であると判断する。各無線端末は、これらの存在パケットによる経路情報に基づいて構成制御処理を行う。この構成制御処理においては、無線端末５０１、５０７、５１２は一定の周期で存在通知パケットを送信している。このため、この構成制御処理においては、常に最新の周辺環境を反映した最適な構成情報を獲得することができる。

図１１は、従来の間欠駆動をアドホック無線ネットワークシステム５００に適用した場合の通信トラフィックの様子を説明する説明図である。前述したように、アドホック無線ネットワークシステム５００では、定期的に構成情報を更新する。したがって、図１１に示したように、間欠駆動をアドホック無線ネットワークに適用した場合にも、アドホック無線ネットワークシステム５００においては、構成情報が定期的に更新される。これを実現するために、従来のアドホック無線ネットワークシステム５００の各無線端末は、一定周期で存在通知パケットを送受信して構成制御処理を行なっている。この動作をするアドホック無線ネットワークシステム５００に間欠駆動を適用した場合には、存在通知パケットにも図８に示したような起動用信号を付加しなければならない。したがって、存在通知パケットが送信された場合のネットワーク内の無線トラフィックは、間欠駆動を用いない場合と比較して格段に増大することになる。従って、図１１のアドホック無線ネットワークシステム５００内において、例えば無線端末５０６、無線端末５０５、無線端末５０７という経路によって中継伝送通信が行なわれている場合には、その中継伝送の通信に対して、無線端末５０１からの存在通知パケットが無線端末５０２において干渉を生じさせてしまうといった状況が生じる確率が高くなり、通信の信頼性が悪くなる。

また、伝送データを中継伝送する場合においては、通信遅延の問題も発生することが予想される。図１２は、複数の無線端末５０５、５０２、および５０８を経由する中継伝送により、直接通信できない無線端末５０６と無線端末５０７とが通信をする場合における通信の経路を説明する説明図であり、図１３は、従来のアドホック無線ネットワークシステムにおいて中継通信を行う場合の無線端末５０６等の中継タイミングを示すタイミングチャートであり、図１４は、従来のアドホック無線ネットワークシステムにおいて間欠駆動を適用して中継通信を行う場合の無線端末５０６等の中継タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、図１２に示したように、無線端末５０６が他の無線端末（無線端末５０５、５０２、５０８および５０７）を経由して、無線端末５０９に対して伝送データを送る場合を想定している。図１４に示したように、従来の間欠駆動をアドホック無線ネットワークシステム５００において適用した場合においては、間欠駆動のための起動用信号があるために、図１３に示した間欠駆動を行わない中継通信における伝送タイミングと比べて、中継のたびに起動用信号が付加され、伝送遅延が大幅に増大する。

本発明の実施の形態においては、間欠駆動方式をアドホック無線ネットワークに適用した場合おける上記問題点を以下の手法によって解決する。
本発明の実施の形態においては、ネットワーク内の各無線端末は、構成制御処理を一定周期で自発的に行うことはない。本発明の実施の形態のアドホック無線ネットワークシステムにおいては、ネットワーク内の特定無線端末（第１無線端末）が、ネットワーク内の別の無線端末（第２無線端末）に対して、中継通信処理を行わせる中継通信起動命令（例えば、ポーリング信号）をブロードキャスト通信により不特定の無線端末に送信する。そして、その中継通信起動命令を受信した他の無線端末は、それまでの間欠駆動を中断して、一定時間受信待機状態（連続待機状態）となる。そしてその連続待機状態の期間を利用して、ネットワークシステムは、複数の無線端末を中継するデータ通信処理（中継通信処理）を行なう。また、中継通信処理より前に、特定無線端末から構成制御起動命令を受け取り、経路情報を取得する構成制御処理を実行することができる。

ここで、特定無線端末は、あらかじめ中継通信処理において構成制御処理を制御するための無線端末として他と区別して決められている場合や、ある無線端末が、その無線端末に接続した外部機器からの命令によって特定無線端末として機能する場合などが有り得る。これらのいずれが用いられるかは、本実施の形態の無線ネットワークシステムが適用されるアプリケーションに適するよう適宜決定することができる。またブロードキャスト通信におけるポーリング信号や中継通信の方法としては、例えばフラッディング方式を適用したり、本出願者がすでに出願済みの特開２００３−８５９１号公報に開示されるブロードキャスト通信方式を適用したりすることが可能である。ここで、フラッディング方式は、特定無線端末からブロードキャスト送信される構成制御起動命令を別の無線端末が受け取ると、受け取った無線端末が同様の構成制御起動命令をさらにブロードキャスト送信して行く処理である。これにより、ネットワークにある無線通信無線端末に構成制御起動命令が行き渡る。また、上記出願の発明は、構成情報を管理しているテーブル（経路維持テーブル）を備えているものであり、無線端末がその経路維持テーブルを参照して自らの周囲の無線端末との通信経路が確立されうるかどうかを判断して中継通信に用いる。なお、例えば、構成情報が未だ得られていない最初の状態においてはフラッディング方式を適用してから一旦構成情報が得られた後は、上記出願の構成情報のテーブルを参照するように組み合わせて用いることもできる。

ここで、無線端末が間欠駆動しているときには、所定の期間（第１の期間）だけ、受信待機状態の時間になり、その他の時間はアイドル状態になっている。そして、連続待機状態は、その第１の期間より長い期間（第２の期間）維持され、その後再び間欠駆動状態に戻る。このときに、この無線ネットワークに属するすべての無線端末が連続待機状態になるためには、間欠駆動されている無線端末を連続待機状態に移行させる必要があるため、起動用信号を伴うパケットを用いる必要がある。したがって、すべての無線端末が連続待機状態に移行するには一定の時間を要する。そこで、このタイムラグがあっても、すべての無線端末が同時に連続待機状態になることができるように、この第２の期間が設定されることができる。この第２の期間は、例えば、構成制御処理を行う各無線端末の記憶部に記憶されていたり、あるいは、構成制御起動命令を送信する無線端末がその命令とともにブロードキャスト送信して、それに応じて各無線端末が定めても良い。この場合、状況に応じて適切な第２の期間が設定される効果がある。

図２〜５は、ブロードキャスト通信としてフラッディング方式を採用した本実施の形態のアドホック無線ネットワークシステム１００の各無線端末の状態の変化の様子を示す説明図である。各無線端末は、間欠駆動されている場合には四角のシンボルにより示されており、連続待機状態であるときには丸のシンボルにより示されている。特定無線端末（第１無線端末）は、ここでは、無線端末１０１である。無線端末１０１が中継通信処理の起動命令をブロードキャスト通信すると（図２）、そのパケットの到達範囲１２１にあってパケットを実際に受信した他の無線端末（無線端末１０２、１０３、１０４、第２無線端末）は、間欠駆動を中断して連続待機状態に移行する（図３）。次に、これらの無線端末がさらにブロードキャスト通信を行ない、それらのパケットの到達範囲１２２、１２３、１２４にあってパケットを実際に受信した無線端末（無線端末１０５、１０６、１０８、１１０、１１１）は、間欠駆動を中断して連続待機状態に移行する（図４）。このようにして、ネットワーク内のすべての無線端末が間欠駆動を中断し、連続待機状態に移行することとなる（図５）。

このように特定無線端末が制御を行ってネットワーク内の各無線端末を連続待機状態に移行させることにより、アドホック無線ネットワークシステムに間欠駆動を単純に用いた場合に必要となる通信毎の起動用信号は不要となり、無線トラフィックを抑えた状態での構成制御処理および中継通信処理が可能となる。

さらに、本実施の形態においては、中継通信処理または構成制御処理を行ない、中継通信を行ったり構成情報を更新したりした後、再び間欠駆動状態に戻る。ここで、再び間欠駆動状態に戻るタイミングとしては、事前に一定時間経過後に構成制御状態から間欠駆動状態に遷移するように各無線端末にその期間のデータを記憶させておく態様や、本構成制御の起動命令パケット内に、間欠駆動を中断させる時間を指定する情報を組み込んでおき、これを受信した無線端末はこの時間中は間欠駆動を中断し、構成制御処理を行なう態様などが考えられる。これらは、本実施の形態を適用するアプリケーションにより最適な態様を採用することができる。

同様に、ネットワーク内のある無線端末がネットワーク内の他の無線端末に対してデータパケットを中継伝送する場合には、まず、送信を始める無線端末が中継通信の起動命令をネットワーク内の他のすべての無線端末に対してブロードキャスト通信により送信する。次に、その起動命令を受信した他の無線端末は、間欠駆動を中断し、受信待機状態に移行する。そしてこの状態で目的の中継伝送を行なう。この場合には、送信を始める無線端末が第１無線端末となり、第１無線端末のブロードキャスト送信を受信しうる他の無線端末（パケット到達エリア内の他の無線端末等）が、第２無線端末となる。

また、中継伝送をする前に、その時点でのネットワークの経路情報を得て適切に中継伝送を行うために、例えば、送信を始める無線端末が構成制御起動命令とともに中継通信起動命令をブロードキャスト送信してもよい。これにより、各無線端末が最新の経路情報にもとづいて中継通信処理を実行することができる。また、構成制御起動命令と中継通信起動命令とを同時またはほぼ同時に送信することができるので、これらの命令を別々に送信するのに比べて、間欠駆動されている他の無線端末を連続待機状態にするためのオーバーヘッドが短くなる。

次に、図６を参照して、本発明の実施の形態の無線端末の動作を説明する。図６は、本発明の実施の形態の無線端末の動作を示すタイミングチャートである。図示したのは、図２〜５において無線端末１０１、無線端末１０４、無線端末１１１の動作である。無線端末１０１は第１無線端末として動作し、無線端末１０４および１１１は第２無線端末として動作する。図６は、前半の構成制御処理段階と、後半の中継通信処理の段階に大別される。

まず、構成制御処理の段階においては、無線端末１０１のパケットの到達エリア内１０３（図２）にある無線端末１０４は、最初は間欠駆動されている。また、このとき無線端末１１１も間欠駆動されている。そして、無線端末１０１が構成制御起動命令５２を送信する。これは、図２の状況と同じである。構成制御起動命令５２は、間欠駆動されている無線端末の受信待機状態のタイミングで受信されることができるよう、例えば起動用信号（図８）と同様の信号が付加等されて、間欠駆動の周期Ｔより長い信号にされている。

そして、無線端末１０４が構成制御起動信号５２を受信すると、無線端末１０４は連続待機状態になる。そして、無線端末１０４も、構成制御起動信号５４を送信する。無線端末１０１のパケット到達エリアの外にある無線端末１１１は、無線端末１０４からの構成制御起動信号５４を受信して、連続待機状態になる。これは、図３に示した状況と同じである。なお、無線端末１０４は、例えば、直前の状態が間欠駆動状態であるときに他の無線端末から構成制御起動信号５２を受信すると、それに応じて自らも構成制御起動信号５４を送信するように構成され、直前の状態が連続待機状態であるときには、他の無線端末から構成制御起動信号５２を受信しても、構成制御起動信号５４を送信しないように構成されていることができる。そして、直接通信可能な無線端末１０１と１０４とが経路情報を設定するためのパケット６２を交換し、直接通信可能な無線端末１０４と１１１とが経路情報を設定するためのパケット６４を交換する。これにより、無線端末１０１と無線端末１０４とは互いに通信可能であるという経路情報を得ることができ、無線端末１０４は、さらに無線端末１１１とも通信可能であるという更新された経路情報を得て、構成制御処理を行うことができる。

ここで、無線端末１０４は次に構成制御処理を行うのは、他の無線端末から構成制御起動命令を受信した場合である。ここで、構成制御起動命令を送信する無線端末は、常に同じ無線端末である場合には限定されない。

次に、中継通信処理の段階について説明する。中継通信起動命令は、本発明においては、第２無線端末が連続待機状態にあるときに送受信される場合と、第２無線端末が間欠駆動されている時に送受信される場合との二つの場合がある。第２無線端末は、連続待機状態にある時に中継通信起動命令を受け取ると、その連続待機状態のままデータパケットを中継する動作をする。この場合の中継動作は、経路情報の交換におけるパケットの交換の代わりに、ある無線機から受信したパケットを別の無線機に伝送してゆく動作である。このとき、間欠駆動状態にならないよう連続待機状態が維持される。一方、第２無線端末が間欠駆動されている時には、中継通信起動命令には連続起動命令を付加して送信される。これは、第２無線端末が間欠駆動状態から連続待機状態になるために必要眺めである。これにより、第２無線端末は、連続待機状態になり、その後中継すべきデータパケットの転送を行う。図６には、間欠駆動されている第２無線端末が、連続起動命令７２ａに続けて中継通信起動命令７２を受信する場合を示している。無線端末１０１から中継通信起動命令７２が送信され、無線端末１０４がそれを受信すると、無線端末１０４は連続起動命令７２ａを受信した場合と同様に連続待機状態になる。無線端末１０４は、さらに、連続起動命令７４ａを有する中継通信起動命令７４を送信し、無線端末１１１は、これを受信すると連続待機状態になる。中継するデータパケット８２は、無線端末１０１から無線端末１０４に伝送されてデータ内容が同一のデータパケット８４として、無線端末１０４から直ちに無線端末１１１に伝送される。なお、ここで、中継通信は、構成制御起動命令を送信する第１無線端末（無線端末１０１）を出発点に行われることは必ずしも必要ではなく、ネットワークに含まれる複数の無線端末のうち、いずれから行われてもよい。

さらに、図６を用いて、経路情報の更新のタイミングについて説明する。少なくとも一度構成制御が行われた後は、ネットワーク内の無線端末の構成や無線通信環境が変化せず、同じ経路情報が使用可能である場合には、再度構成制御処理を行う必要はない。したがって、一度構成制御処理が行われた後、無線端末がある期間Ｔ２（第２の期間）だけ連続待機状態になってから再び間欠駆動状態になっても、次に中継通信等をするために必ず構成制御処理を行う必要があるというわけではない。したがって、一度構成制御を行った後に、第２の期間より長い所定の期間（第３の期間Ｔ３）以上経過してから、次の構成制御を行うようにすることができる。この第３の期間Ｔ３は、本実施の形態の無線ネットワークシステムが用いられるアプリケーション、特に、どの程度の頻度でネットワーク内の無線端末の組み合わせや無線通信環境が変化するかに応じて、適宜定めることができる。例えば、無線端末１０１が最初に構成制御起動命令を発してから、他の無線端末のうち間欠駆動状態になる無線端末（例えば、図６の無線端末１０４）が間欠駆動状態になるまでの時間とすることができる。このため、例えば、構成制御起動命令をブロードキャスト送信した無線端末（第１無線端末）が、第３の期間Ｔ３以上経過した後に次の構成制御起動命令を送信するようにされていたり、その構成制御処理を実行した無線端末（第２無線端末）が構成制御起動命令を受信して次の構成制御処理を実行するようにされていることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形、変更および組合わせが可能である。

図１は、本発明に用いられる第１無線端末１０および第２無線端末２０の構成を示すブロック構成図である。 図２は、ブロードキャスト通信としてフラッディング方式を採用した本実施の形態のアドホック無線ネットワークシステム１００の各無線端末の状態の変化の様子を示す説明図である。 図３は、図２の次の段階のアドホック無線ネットワークシステムの様子を示す説明図である。 図４は、図３の次の段階のアドホック無線ネットワークシステムの様子を示す説明図である。 図５は、図４の次の段階のアドホック無線ネットワークシステムの様子を示す説明図である。 図６は、本発明の実施の形態の無線端末の動作を示すタイミングチャートである。 図７は、無線端末の間欠駆動動作の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図８は、無線データの時間的な構成の一例を示す説明図である。 図９は、間欠駆動動作中の無線端末が起動用信号を検出し、受信処理を継続してデータを得る処理動作を示すタイミングチャートである。 図１０は、従来のアドホック無線ネットワークシステム５００における無線端末間での構成情報の伝達の態様を示す説明図である。 図１１は、従来の間欠駆動をアドホック無線ネットワークシステム５００に適用した場合の通信トラフィックの様子を説明する説明図である。 図１２は、複数の無線端末を経由する中継伝送により、直接通信できない二つの無線端末が通信をする場合における通信の経路を説明する説明図である。 図１３は、従来のアドホック無線ネットワークシステムにおいて中継通信を行う場合の無線端末の中継タイミングを示すタイミングチャートである。 図１４は、従来のアドホック無線ネットワークシステムにおいて間欠駆動を適用して中継通信を行う場合の無線端末の中継タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ 第１無線端末
２０ 第２無線端末
５２、５４ 構成制御起動命令
６２、６４ パケット
７２、７４ 中継通信起動命令
８２、８４ データパケット
１０１〜１０５、１１１ 無線端末
１２１、１２２ 到達範囲
５００ アドホック無線ネットワークシステム
５０１〜５１０、５１２ 無線端末
５２１、５２７、５３２ 到達エリア
Ｔ 間欠駆動周期
Ｔ１ 第１の期間
Ｔ２ 第２の期間
Ｔ３ 第３の期間

Claims (9)

1. 第１無線端末と第２無線端末とを少なくとも含む複数の無線端末を備える無線ネットワークシステムであって、
   前記第１無線端末は、ネットワークの経路情報を更新する構成制御処理を他の無線端末に行わせる構成制御起動命令をブロードキャスト送信するものであり、
   前記第２無線端末は、前記第１無線端末を含む他の無線端末からの受信を第１の期間待機する状態と受信を待機しないアイドル状態とを繰り返すよう間欠駆動され、該間欠駆動における該第１の期間内に前記構成制御起動命令を受信すると、該第１の期間より長い第２の期間の間、他の無線端末からの受信を待機する連続待機状態になって、前記第１無線端末からの該構成制御起動命令に応じて構成制御処理を実行して経路情報を更新し、前記第２の期間を過ぎた後に前記第１無線端末を含む他の無線端末から構成制御起動命令を受信するのを待って、次の構成制御処理を実行するものである、無線ネットワークシステム。
2. 前記複数の無線端末のいずれかが、中継通信処理を他の無線端末に行わせる中継通信起動命令を前記第２の期間内にブロードキャスト送信して、中継されるべきデータパケットを送信するものであり、
   前記第２無線端末は、前記構成制御処理を実行した後に前記中継通信起動命令を受信すると、前記連続待機状態を維持しながら、前記データパケットの中継通信処理を経路情報に従って前記複数の無線端末の少なくともいずれかと実行するものである、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記第１無線端末は、前記構成制御起動命令をブロードキャスト送信してから前記第２の期間より長い第３の期間が経過した後に、次の構成制御起動命令をブロードキャスト送信するものである、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記第２無線端末は、前記構成制御起動命令を受信した後に、経路情報を更新する構成制御処理を受信した無線端末に行わせる構成制御起動命令をさらにブロードキャスト送信するものである、請求項１または２に記載の無線ネットワークシステム。
5. 前記第２無線端末は、更新した経路情報を経路維持テーブルに格納するものであり、前記中継通信処理を実行する際に、該経路維持テーブルに基づいて通信すべき隣接無線端末を決定するものである、請求項４に記載の無線ネットワークシステム。
6. 前記第１無線端末は、前記第２の期間を設定する期間設定命令を前記構成制御起動命令とともにブロードキャスト送信し、
   前記第２無線端末は、前記期間設定命令により前記第２の期間を定めるものである、請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
7. 無線により他の無線端末と送信および受信を実行可能な送受信手段と、
   該送受信手段に接続され、該送受信手段の動作を制御可能な制御手段と
   を備えてなる、複数の無線端末による無線ネットワークシステムに用いる無線端末であって、
   第１の期間だけ受信待機する状態と該第１の期間の経過後のアイドル状態とを繰り返すよう間欠駆動されており、ネットワーク内の経路情報を更新する構成制御処理を行うための構成制御起動命令を受信すると前記第１の期間より長い第２の期間の間連続待機状態になって該構成制御処理を実行する無線端末に対して、前記制御手段が、該構成制御起動命令をブロードキャスト送信するよう前記送受信手段を制御するものである、無線端末。
8. 無線により他の無線端末と送信および受信を実行可能な送受信手段と、
   該送受信手段に接続され、該送受信手段の動作を制御可能な制御手段と
   を備えてなる、複数の無線端末による無線ネットワークシステムに用いる無線端末であって、
   前記制御手段は、第１の期間だけ受信待機して該第１の期間の経過後にアイドル状態となる動作を繰り返す間欠駆動をするよう前記送受信手段を制御し、前記送受信手段が間欠駆動されている該第１の期間内に、ネットワークの経路情報を更新する構成制御処理を行うための構成制御起動命令を前記送受信手段を介して他の無線端末から受信すると、前記第１の期間より長い第２の期間の間他の無線端末からの受信を連続して待機して、該構成制御起動命令に応じた構成制御処理を実行して経路情報を更新するよう前記送受信手段を制御し、前記第２の期間を過ぎた後に他の無線端末からの構成制御起動命令の受信を待って、次の構成制御処理をさらに実行するよう前記送受信手段を制御するものである、無線端末。
9. 第１無線端末と第２無線端末とを少なくとも含む複数の無線端末を備える無線ネットワークシステムの動作方法であって、
   前記第１無線端末を含む他の無線端末からの受信を第１の期間待機するサブステップと、該第１の期間の経過後に受信を待機しないアイドル状態となるサブステップとを前記第２無線端末が繰り返す間欠駆動ステップと、
   経路情報を更新する構成制御処理を他の無線端末に行わせる構成制御起動命令を、前記第１無線端末がブロードキャスト送信するステップと、
   前記間欠駆動ステップの前記第１の期間中に前記構成制御起動命令を前記第２無線端末が受信すると、前記第１の期間より長い第２の期間の間、前記第２無線端末が、他の無線端末からの受信を待機する連続待機状態となるステップと、
   前記第２無線端末が、該構成制御起動命令に応じて構成制御処理を実行して経路情報を更新する構成制御実行ステップと、
   次いで、前記第２の期間を過ぎた後に前記第１無線端末を含む他の無線端末から構成制御起動命令をさらに受信するのを待って、前記第２無線端末が次の構成制御処理を実行する構成制御実行ステップと
   を含んでなる動作方法。

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