JP2007124128A - 自律分散型無線システム - Google Patents

Abstract

【課題】自律分散型無線ネットワークにおいて、通信トラフィックの増大を抑制する。
【解決手段】移動端末装置Ａから移動端末装置Ｃに通信パケットを送信するに際して、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅは、通信パケットを受信したときに、この通信パケットを転送するまでの待機時間を設定する。待機時間は、通信パケットの受信電界強度が小さい場合ほど短くなるように、設定される。そして、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅは、待機時間内に同一の通信パケットを再び受信したときは待機中の通信パケットの転送を中止し、同一の通信パケットを再び受信することなく待機時間が経過したときは通信エリア内の複数の他の移動端末装置に対して待機中の通信パケットを転送する。移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅは、他の移動端末装置が通信パケットの中継を行った場合には中継パケットの送信を行わなくなるので、通信トラフィックが低減される。
【選択図】図１

Description

この発明は、自律分散型無線ネットワーク（アドホックネットワーク）を構築するためのシステムに関する。

従来より、移動端末装置どうしの通信を他の移動端末装置で中継するネットワークが知られており、自律分散型無線ネットワーク或いはアドホック・ネットワークと称されている。自律分散型無線ネットワークでは、基地局やアクセスポイントを介さずに、移動端末装置間のデータ通信を行うことができる。このため、特定の限られたエリア内に安価な無線通信ネットワークを構築する手段として期待されている。自律分散型無線ネットワークは、例えば車両間のデータ通信等に利用することができる。

自律分散型無線ネットワークでは、送信端末装置や受信端末装置だけでなく、中継装置も移動体である。このため、端末装置間の通信状態の変動が非常に激しくなる。したがって、自律分散型無線ネットワークでは、端末装置間の通信状態が変動しても通信の信頼性を確保できるような中継技術が必要になる。自律分散型無線ネットワークにおいて通信パケットを中継する技術としては、例えば下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特許文献１の技術では、移動端末装置間の通信信頼性の診断を随時行い、その時々の通信品質に応じて中継ルートを自動的に切り換える（特許文献１の例えば段落００７０〜００７５参照）。すなわち、特許文献１の技術によれば、信頼性の高い中継ルートに適宜切り替えることにより、端末装置の移動に伴う通信信頼性の低下を防止している。

一方、特許文献２の技術では、ブロードキャスト通信によって通信パケットの中継を行う。ブロードキャスト通信では、送信端末装置（或いは送信を行う中継装置）から、電波到達エリア内のすべての移動端末装置に対して、データが送信される。そして、かかるデータを受信した移動端末装置が、さらに、該移動端末装置の電波到達エリアに位置するすべての移動端末装置に、データを転送する。但し、各移動端末装置は、受信した通信パケットをすべて転送（すなわち中継）するのではなく、既に転送した通信パケットの再転送や、送信端末装置よりも近距離或いは同距離（ここでいう距離は中継する移動端末装置の台数である）にある隣接移動端末装置への転送は行わない。すべての受信移動端末装置に対して通信パケットを転送していたのでは、ネットワークに属する移動端末装置の台数増加に伴って通信トラフィックが指数関数的に増大してしまうからである（特許文献２の例えば段落００３３、００３４参照）。このように、特許文献２の技術では、多数の経路を経てパケット通信を行うことにより、端末装置の移動に伴う通信信頼性の低下を防止している。
特開２０００−１３３７６号公報 特開２００３−８５９１号公報

上述の特許文献１の技術は、中継ルートの切り換えを行うために移動端末装置の制御が複雑になるとともに、通信信頼性の診断を行うための通信パケットが通信トラフィックを増大させるという欠点を有している。また、特許文献１の技術には、所定の基準を満たす中継ルートが存在しない場合には、パケット通信を行うことができないという欠点もある。

一方、特許文献２の技術は、通信パケットに距離情報を付加する必要があるため、移動端末装置の制御が複雑になり、通信トラフィックも増大し易いという欠点がある。

この発明の課題は、移動端末装置の制御が簡単で、通信トラフィックを増大させることがなしに、信頼性の高い通信を行うことができる自律分散型無線ネットワークを提供することにある。

（１）第１の発明は、移動端末装置どうしの通信を他の移動端末装置で中継する自律分散型無線システムに関する。

そして、移動端末装置が、通信データを受信したときに通信データを転送するまでの待機時間を設定する手段と、待機時間内に通信データを再び受信したときは通信データの転送を中止して通信データを再び受信することなく待機時間が経過したときは通信エリア内の複数の他の移動端末装置に対して通信データを転送する手段とを備える。

（２）第２の発明は、移動端末装置どうしの通信を他の移動端末装置で中継する自律分散型無線システムに関する。

そして、移動端末装置が、その移動端末装置の現在位置を取得する手段と、現在位置の地図情報を取得する手段と、現在位置および地図情報を用いて現在位置が道路交差点内であるか否かを判断する手段と、現在位置が道路交差点内であると判断された場合にのみ通信データを中継する手段とを備える。

（１）第１の発明によれば、移動端末装置が、通信データを受信するたびに待機時間を設定し、この待機時間内に同じ通信データを受信しなかったときのみ転送を行うこととしたので、簡単な制御によって、通信トラフィックの増大を抑制することができる。また、距離情報を送信する必要がなく、この点でも通信トラフィックの増大を抑制することが可能である。さらに、複数の他の移動端末装置に通信パケットを転送するので、中継ルートの診断や切り替えが不要であり、この点でも制御が簡単である。

（２）第２の発明によれば、移動端末装置が交差点内に位置しているときにのみ中継を行うので、道路沿いに障害物が有るような場合に、通信トラフィックを増大させることなく、通信データの中継を行うことができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。

第１の実施形態
まず、この発明の第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。

図１は、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。図１に示した自律分散型無線ネットワーク１００は、５台の移動端末装置Ａ〜Ｅを備えている。各移動端末装置Ａ〜Ｅは独自に移動するためこれらの移動端末装置Ａ〜Ｅの位置関係は逐次変化し、図１はある時点での位置関係を示しているにすぎない。移動端末装置Ａは、電波到達エリア１１０内のすべての他の移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅに対して通信パケットを送信し、且つ、電波到達エリア１１０内のすべての他の移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅから通信パケットを受信する。同様に、他の移動端末装置Ｂ〜Ｅも、その移動端末装置の電波到達エリア内に存在するすべての他の移動端末装置に対して通信パケットを送信し、且つ、その電波到達エリア内のすべての他の移動端末装置から通信パケットを受信する。

図２は、移動端末装置Ａの要部構成を概略的に示すブロック図である。なお、他の移動端末装置Ｂ〜Ｅの構成も、移動端末装置Ａと同様である。

図２に示したように、移動端末装置Ａは、送信制御部２０１と、受信制御部２０２と、中継部２０３と、制御部２０４とを備えている。

送信制御部２０１は、制御部２０４から入力した通信パケットを、他の移動端末装置に、無線で送信する。加えて、送信制御部２０１は、中継部２０３から入力した通信パケットを、他の移動端末装置に、無線で転送（すなわち中継）する。送信制御部２０１から送信された通信パケット（送信パケットおよび中継パケット）は、上述したように、電波到達エリア１１０内のすべての他の移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅに到達する。

受信制御部２０２は、他の移動端末装置から、通信パケットを受信する。そして、受信制御部２０２は、この通信パケットを、制御部２０４および中継部２０３に送る。加えて、受信制御部２０２は、この通信パケットに係る受信電界強度を測定して、中継部２０３に提供する。さらに、受信制御部２０２は、既に送信制御部２０１から送信された通信パケットと同一の通信パケットを受信した場合には、かかる受信パケットをそのまま廃棄する。

中継部２０３は、受信制御部２０２から通信パケットを受け取ると、かかる通信パケットを転送するまでの待機時間を決定する。この実施形態では、受信制御部２０２が測定した受信電界強度を用いて、この待機時間を決定する。待機時間は、かかる受信電界強度が小さい場合ほど、短い時間に設定される。すなわち、この実施形態では、通信パケットを送信した移動端末装置から移動端末装置Ａまでの距離が長い場合（長いと予想される場合）ほど、待機時間は短くなる。そして、中継部２０３は、この待機時間が経過するまで、通信パケットを転送せずに、待機する。ここで、待機時間内に、この待機に係る通信パケットと同一の通信パケットを再び受信制御部２０２から受け取った場合（すなわち、かかる通信パケットと同一の通信パケットを受信制御部２０２が受信した場合）、中継部２０３は、これらの通信パケットを、転送することなく、廃棄する。一方、同一の通信パケットを再受信することなしに待機時間が経過したとき、中継部２０３は、この通信パケットを送信制御部２０１に送る。

制御部２０４は、移動端末装置Ａ内の他の回路から受け取ったデータから通信パケットを組み立てて送信制御部２０１に送るとともに、受信制御部２０２から受け取った通信パケットからデータ列を再生して他の回路に送る。

次に、移動端末装置Ａ〜Ｅの中継動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。

移動端末装置の中継部２０３は、受信制御部２０２から通信パケットを受信すると（図３のステップＳ３０１参照）、この通信パケットの宛先を判断する（図３のステップＳ３０２参照）。そして、受信制御部２０２は、この宛先が当該移動端末装置自身である場合には、制御部２０４によって処理されるべき通信パケットであると判断して、その通信パケットを廃棄し（図３のステップＳ３０３参照）、受信待ち状態に戻る。一方、宛先が他の移動端末装置である場合、中継部２０３は、転送処理を行うべき通信パケットであると判断する。ここでは、移動端末装置Ａから移動端末装置Ｃ宛てに送信された通信パケットが受信されたので、この通信パケットは、中継部２０３で処理される。

中継部２０３は、次に、この通信パケットの受信電界強度を受信制御部２０２から受け取り、さらに、この受信電界強度に基づいて待機時間Ｔを決定する（図３のステップＳ３０４参照）。上述のように、待機時間Ｔは、受信電界強度が小さい場合ほど、短く設定される。待機時間Ｔの決定方法は任意であるが、例えば、受信電界強度−待機時間の関係を示すテーブル或いは演算式等を移動端末装置内に予め格納しておけばよい。

続いて、中継部２０３は、通信パケットが受信制御部２０２によって再度受信されたか否かをチェックする（図３のステップＳ３０５参照）。そして、通信パケットが再度受信された場合、中継部２０３は、この転送処理を中止して、これらの通信パケット（最初に受信された通信パケットおよび再度受信された通信パケット）を廃棄する（図３のステップＳ３０３参照）。

ステップＳ３０５で通信パケットの再受信がされていなかった場合、中継部２０３は、待機時間が経過したか否かをチェックする（図３のステップＳ３０６参照）。待機時間Ｔが経過していない場合、中継部２０３は、ステップＳ３０５に戻る。一方、ステップＳ３０６で待機時間Ｔが経過していた場合、中継部２０３は、通信パケットを送信制御部２０１に送る（図３のステップＳ３０７参照）。

送信制御部２０１は、中継部２０３から通信パケットを受け取ると、この通信パケットを無線送信する。

次に、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク１００全体の中継動作について、移動端末装置Ａから移動端末装置Ｃに通信パケットを送信する場合を例に採り、図４および図５を用いて説明する。

図４は、各移動端末装置Ａ〜Ｅと通信が可能な移動端末装置を示す表である。上述のように、各移動端末装置Ａ〜Ｅは、電波到達エリア内の他の移動端末装置と通信パケットの送受信を行うことができる。以下の説明では、図４に示したように、移動端末装置Ａは移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅとパケット通信が可能な状態（すなわち、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅが移動端末装置Ａの電波到達エリア内に位置している状態）であり、移動端末装置Ｂは移動端末装置Ａ，Ｃ，Ｄとパケット通信が可能な状態であり、移動端末装置Ｃは移動端末装置Ｂとパケット通信が可能な状態であり、移動端末装置Ｄは移動端末装置Ａ，Ｂとパケット通信が可能な状態であり、且つ、移動端末装置Ｅは移動端末装置Ａとパケット通信が可能な状態であるとする。図４から解るように、移動端末装置Ａの電波到達エリア内に位置しているのは、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅのみであり、移動端末装置Ｃは位置していない。このため、移動端末装置Ａから移動端末装置Ｃに通信パケットを送信するためには、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅのいずれか１台以上にパケット通信を中継させる必要がある。

図５は、自律分散型無線ネットワーク１００の中継動作を説明するためのタイムチャートである。

まず、移動端末装置Ａから、通信パケットＰ１が送信される。ここで、移動端末装置Ａの電波到達エリア１１０内には、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅが位置している（図１、図４参照）。したがって、通信パケットＰ１は、これらの移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅに到達する（図５参照）。一方、移動端末装置Ｃは、移動端末装置Ａの電波到達エリア外に位置しているので、通信パケットＰ１は到達しない。

移動端末装置Ｂは、通信パケットＰ１を受信すると、上述のようにして、待機時間Ｔｂを設定する（図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０４参照）。同様にして、移動端末装置Ｄ，Ｅは、通信パケットＰ１を受信すると、待機時間Ｔｄ，Ｔｅを設定する。

上述のように、待機時間は、受信電界強度が小さい場合ほど、短い時間に設定される。また、受信電界強度は、概ね、通信パケットＰ１を送信した移動端末装置Ａからの距離が長い移動端末装置ほど、小さくなる。このため、待機時間は、移動端末装置Ａから離れた移動端末装置ほど、短くなる。これにより、移動端末装置Ａから離れた移動端末装置が中継を行う確率が高くなるので、中継点を減らして通信トラフィックを低減することが可能になる。この実施形態では、移動端末装置Ｂ，Ｄ，Ｅのうち、移動端末装置Ａから最も離れているのは移動端末装置Ｅであり、二番目に離れているのは移動端末装置Ｂであり、最も近いのは移動端末装置Ｄである（図１参照）。この場合、設定された各待機時間の関係は、Ｔｄ＞Ｔｂ＞Ｔｅとなる。したがって、移動端末装置Ｅが、最も早く待機時間を終了する。

移動端末装置Ｅは、待機時間Ｔｅが終了すると、受信した通信パケットＰ１を、中継パケットＰ２として送信する。ここで、移動端末装置Ｅと通信することができるのは、移動端末装置Ａのみである（図４参照）。したがって、中継パケットＰ２は、移動端末装置Ａのみに到達し、移動端末装置Ｂ，Ｃ，Ｄには到達しない。移動端末装置Ａは、受信した中継パケットＰ２は通信パケットＰ１と同一であると判断して、そのまま廃棄する。

続いて、移動端末装置Ｂが、待機時間Ｔｂの終了後に、受信通信パケットＰ１を、中継パケットＰ３として送信する。ここで、移動端末装置Ｂと通信することができるのは、移動端末装置Ａ，Ｃ，Ｄである（図４参照）。したがって、中継パケットＰ３は、移動端末装置Ａ，Ｃ，Ｄに到達する。

移動端末装置Ａは、受信した中継パケットＰ３が通信パケットＰ１と同一であると判断して、そのまま廃棄する。また、移動端末装置Ｄは、中継パケットＰ３が待機中の通信パケットＰ１と同一であると判断して、通信パケットＰ１および中継パケットＰ３を廃棄するとともに、転送処理を中止する。一方、移動端末装置Ｃでは、受信制御部２０２（図２参照）が、中継パケットＰ３を自分宛であると判断して、この中継パケットＰ３を制御部２０４に送る。

このように、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク１００では、各移動端末装置Ａ〜Ｅが通信パケットを受信したときに待機時間を設定し、この待機時間内に同じ通信データを受信しなかったときのみ転送（中継）を行うこととした。換言すれば、この実施形態では、各移動端末装置の中継処理に対して、受信電界強度に応じた優先順位を設定することとした。したがって、この実施形態によれば、いずれかの移動端末装置Ａ〜Ｅが中継を行った通信パケットを他の移動端末装置が重複して中継することを防止でき、これにより、通信トラフィックの増大を抑えることができる。例えば、上述の動作例において、移動端末装置Ａ，Ｂ，Ｅは、通信パケットの送信（中継を含む）を、１回ずつ実行する。これに対して、移動端末装置Ｄは、通信パケットＰ１の待機時間内に中継パケットＰ３を受信するので、この通信パケットＰ１の中継を中止する。すなわち、この実施形態では、転送に待機時間を設けることにより、受信移動端末装置Ｃを除く四台の移動端末装置Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅのうち、１台の移動端末装置Ｄの送信を中止させることができる。したがって、通信トラフィックは、従来の自律分散型無線ネットワーク（既に中継した通信パケットと同一の通信パケットを中継しないように構成されているが、待機時間を設けていない自律分散型無線ネットワーク）と比較して、３／４になる。この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク１００と従来の自律分散型無線ネットワークとの通信トラフィックの差は、移動端末装置の台数が多い場合ほど顕著となる。

図６のグラフは、移動端末装置の台数と通信トラフィックとの関係をシミュレーションした結果を示している。図６において、横軸は送信・中継を行う移動端末装置の台数、縦軸は送信・中継される通信パケット数である。また、図６において、αはこの実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク１００のシミュレーション結果、βは従来の自律分散型無線ネットワークのシミュレーション結果である。

図６から解るように、従来の自律分散型無線ネットワークβでは、移動端末装置の台数が増加するにしたがって、通信パケット数は指数関数的に増加する。これに対して、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク１００では、移動端末装置の台数が増加しても、通信パケット数は増加しない。

以上説明したような理由により、この実施形態によれば、自律分散型無線ネットワークの通信トラフィックを低減することが可能である。

また、この実施形態では、通信ルートの切り換えや、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がないので、上述の特許文献１、２の技術と比較して、移動端末装置の制御が簡単であるとともに、システムへの適用が容易である。加えて、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がないことにより、通信パケットのパケット長を短くすることができるので、通信トラフィックをさらに低減することが可能である。

さらに、この実施形態によれば、受信電界強度を用いて待機時間を決定するので、通信パケットの衝突を発生し難くすることができる。なぜなら、送信（中継を含む）を行う移動端末装置から複数の移動端末装置までの距離が同一である場合でも、受信電界強度が完全に一致することは稀であり、これにより、受信側の各移動端末装置に待機時間のランダム性を持たせることができるからである。

上述のように、この実施形態では、受信電界強度が小さい場合ほど待機時間を短くするので、通信パケットを送信する移動端末装置の電波到達エリア内の他の移動端末装置のうち、その送信移動端末装置から遠い移動端末装置ほど、当該通信パケットの中継を行う確率が高くなる。このため、この実施形態によれば、中継点を減らすことができ、この点でも通信トラフィックを低減することが可能である。

第２の実施形態
次に、この発明の第２の実施形態について、図７および図８を用いて説明する。

図７は、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。図７に示したように、道路７０１と道路７０２とは、交差点７０３で交わっている。そして、道路７０１，７０２沿いには、それぞれ、建築物等の通信障害物７１１，７１２，７１３，７１４が存在している。この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク７００は、移動端末装置Ａ〜Ｄを備えている。移動端末装置Ａ〜Ｄは、例えば車載型の移動端末装置であり、それぞれ道路７０１，７０２上を移動する。

図８は、移動端末装置Ａの要部構成を概略的に示すブロック図である。なお、他の移動端末装置Ｂ，Ｃ，Ｄの構成も、移動端末装置Ａと同様である。

図８に示したように、移動端末装置Ａは、位置情報取得部８０１と、地図情報取得部８０２と、交差点検出部８０３と、無線通信部８０４とを備えている。

位置情報取得部８０１は、移動端末装置Ａ〜Ｄの現在位置を取得する。位置情報取得部８０１としては、例えば、一般のカーナビゲーションシステムの同様の、ＧＰＳ(Global Positioning System) や位置補完用ジャイロを用いて現在位置を取得するシステムを利用することができる。この現在位置は、地図情報取得部８０２および交差点検出部８０３に送られる。

地図情報取得部８０２は、例えば内部メモリ（図示せず）等に、地図データを保存している。そして、地図情報取得部８０２は、位置情報取得部８０１から受け取った現在位置に対応する地図データを、かかる内部メモリ等から読み出す。この地図データは、交差点検出部８０３に送られる。

交差点検出部８０３は、現在位置および地図データを用いて、移動端末装置Ａの現在位置が道路交差点内であるか否かを判断する。この判断結果は、無線通信部８０４に送られる。

無線通信部８０４は、通信パケットの送受信および中継を行う。ここで、無線通信部８０４は、現在位置が道路交差点内であると判断された場合には他の移動端末装置から受信した通信パケットの中継を行うが、現在位置が道路交差点外であると判断された場合にはこのような中継を行わない。

次に、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの中継動作について、移動端末装置Ａから移動端末装置Ｂに通信パケットを送信する場合を例に採って説明する。

まず、移動端末装置Ａから、通信パケットＰ１が送信される。図７に示したように、移動端末装置Ａは、障害物７１１のために移動端末装置Ｂと直接通信することはできないが、移動端末装置Ｃ，Ｄと通信することは可能である。したがって、通信パケットＰ１は、移動端末装置Ｃ，Ｄにのみ到達する。

移動端末装置Ｄは、通信パケットＰ１を受信すると、位置情報取得部８０１（図７参照）を用いて、移動端末装置Ｄ自身の現在位置を取得する。そして、移動端末装置Ｄの交差点検出部８０３が、この現在位置を受け取るとともに、地図情報取得部８０２から地図データを読み出す。そして、かかる交差点検出部８０３は、これら現在位置および地図データから、移動端末装置Ｄ自身が交差点７０３内に位置していないと判断する。この判断結果は、無線通信部８０４に送られる。その結果、移動端末装置Ｄの無線通信部８０４は、通信パケットＰ１を転送せずに廃棄する。

一方、移動端末装置Ｃは、通信パケットＰ１を受信したとき、移動端末装置Ｄと同様にして、この移動端末装置Ｃが交差点７０３内に位置しているか否かを判断する。図７に示したように、移動端末装置Ｃは、交差点７０３内に位置している。このため、移動端末装置Ｃの無線通信部８０４は、受信した通信パケットＰ１を、中継パケットＰ２として送信する。この中継パケットＰ２は、移動端末装置Ａ，Ｂ，Ｄに到達する。

移動端末装置Ａ，Ｄは、中継パケットＰ２が既に処理（移動端末装置Ａの場合は送信処理、移動端末装置Ｄの場合は中継の中止処理）した通信パケットＰ１と同一であると判断して、かかる中継パケットＰ２を廃棄する。

一方、移動端末装置Ｂは、中継パケットＰ２の宛先が移動端末装置Ｂ自身であると判断されると、この中継パケットＰ２の受信処理を行う。

このように、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク７００では、各移動端末装置が、交差点内に位置しているときにのみ通信パケットを中継することとした。例えば、上述の動作説明例では、移動端末装置Ｄは、交差点７０３内に位置していないので、中継処理を行わない。したがって、この実施形態によれば、受信側の移動端末装置Ｂと通信できない移動端末装置Ｄが無駄な通信パケット送信を行うことが無い分だけ、通信トラフィックの増大を抑えることができる。

また、この実施形態では、通信ルートの切り換えや、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がなく、さらには一般のカーナビゲーションシステムを流用して構成することができるので、上述の特許文献１、２の技術と比較して、移動端末装置の制御が簡単であるとともに、システムへの適用が容易である。加えて、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がないので、通信トラフィックをさらに低減することが可能である。

第３の実施形態
次に、この発明の第３の実施形態について、図９および図１０を用いて説明する。

図９は、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。図９において、図７と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図７の場合と同じものを示している。この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク９００は、移動端末装置Ａ〜Ｅを備えており、交差点７０３内には２台の移動端末装置Ｃ，Ｅが位置している。

図１０は、移動端末装置Ａの要部構成を概略的に示すブロック図である。なお、他の移動端末装置Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの構成も、移動端末装置Ａと同様である。図１０において、図２、図８と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図２、図８と同じものを示している。

図１０に示したように、移動端末Ａは、交差点検出部１００１と中継部１００２とを備えている。

交差点検出部１００１は、位置情報取得部８０１から現在位置を受け取るとともに、地図情報取得部８０２から地図データを受け取る。そして、交差点検出部１００１は、かかる現在位置および地図データから、移動端末装置Ａが交差点７０３内であるか否かを判断するとともに、交差点７０３の中心点と移動端末装置Ａとの距離Ｌａを判定する。

中継部１００２は、受信制御部２０２から通信パケットを受け取ると、かかる通信パケットを転送するまでの待機時間を決定する。この実施形態では、交差点７０３の中心点と移動端末装置Ａとの距離Ｌａを用いて、待機時間を決定する。待機時間は、かかる距離Ｌａが小さい場合ほど、短い時間に設定される。すなわち、この実施形態では、交差点７０３の中心点に近い移動端末装置ほど、待機時間は短くなる。移動端末装置Ａが交差点７０３内に位置している場合、中継部１００２は、この待機時間が経過するまで、通信パケットを転送せずに、待機する。そして、待機時間内に、この待機に係る通信パケットと同一の通信パケットを再び受信制御部２０２から受け取った場合、中継部１００２は、これらの通信パケットを転送することなく廃棄する。一方、同一の通信パケットを再受信することなしに待機時間が経過したとき、中継部１００２は、この通信パケットを送信制御部２０１に送る。また、移動端末装置Ａが交差点７０３内に位置していないと交差点検出部１００１に判断された場合、中継部１００２は、中継処理を直ちに中止して、通信パケットを廃棄する。

次に、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの中継動作について、移動端末装置Ａから移動端末装置Ｂに通信パケットを送信する場合を例に採って説明する。

まず、移動端末装置Ａから、通信パケットＰ１が送信される。図９に示したように、移動端末装置Ａは、障害物７１１のために移動端末装置Ｂと直接通信することはできないが、移動端末装置Ｃ，Ｄ，Ｅと通信することは可能である。したがって、通信パケットＰ１は、移動端末装置Ｃ，Ｄ，Ｅにのみ到達する。

移動端末装置Ｄは、通信パケットＰ１を受信すると、位置情報取得部８０１を用いて、移動端末装置Ｄ自身の現在位置を取得する。そして、移動端末装置Ｄの交差点検出部１００１が、この現在位置を受け取るとともに、地図情報取得部８０２から地図データを読み出す。そして、かかる交差点検出部１００１は、これら現在位置および地図データから、移動端末装置Ｄ自身が交差点７０３内に位置していないと判断する。この判断結果は、中継部１００２に送られる。その結果、移動端末装置Ｄは、通信パケットＰ１を転送せずに廃棄する。

移動端末装置Ｃは、通信パケットＰ１を受信したとき、移動端末装置Ｄと同様にして、この移動端末装置Ｃが交差点７０３内に位置しているか否かを判断する。図７に示したように、移動端末装置Ｃは、交差点７０３内に位置している。この場合、交差点検出部１００１は、中継部１００２に、この判断結果と、交差点７０３の中心点と移動端末装置Ｃとの距離Ｌｃと送る。中継部１００２は、この距離Ｌｃを用いて、待機時間Ｔｃを設定する。同様に、移動端末装置Ｅも、交差点７０３の中心点と移動端末装置Ｃとの距離Ｌｅを用いて、待機時間Ｔｅを設定する。

上述のように、待機時間は、交差点７０３の中心点と移動端末装置との距離が小さい場合ほど、短い時間に設定される。この実施形態では、交差点７０３内に位置する移動端末装置Ｃ，Ｅのうち、移動端末装置Ｅの方が、交差点７０３の中心点に近い。したがって、、設定された各待機時間の関係は、Ｔｃ＞Ｔｅとなる。したがって、移動端末装置Ｅの方が、待機時間を早く終了する。

移動端末装置Ｅは、待機時間Ｔｅが終了すると、受信した通信パケットＰ１を、中継パケットＰ２として送信する。この中継パケットＰ２は、移動端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに到達する。

移動端末装置Ａは、受信した中継パケットＰ２が通信パケットＰ１と同一であると判断して、そのまま廃棄する。また、移動端末装置Ｄも、中継パケットＰ３を、既に中継収支処理を行った通信パケットＰ１と同一であると判断して、廃棄する。さらに、移動端末装置Ｃは、中継パケットＰ２が待機中の通信パケットＰ１と同一であると判断し、第１の実施形態と同様にして、通信パケットＰ１および中継パケットＰ２を廃棄するとともに、転送処理を中止する。

一方、移動端末装置Ｂは、中継パケットＰ２の宛先が移動端末装置Ｂ自身であると判断されると、この中継パケットＰ２を受信する。

このように、この実施形態に係る自律分散型無線ネットワーク９００では、各移動端末装置が、交差点内に位置しており且つ同一の通信パケットを受信すること無く待機時間が経過したときにのみ通信パケットを中継することとした。したがって、この実施形態によれば、交差点７０３内に複数の移動端末装置が位置しているときでも、無駄な通信パケットの中継を防いで、通信トラフィックの増大を抑えることができる。

また、この実施形態では、通信ルートの切り換えや、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がなく、さらには一般のカーナビゲーションシステムを流用して構成することができるので、上述の特許文献１、２の技術と比較して、移動端末装置の制御が簡単であるとともに、システムへの適用が容易である。加えて、通信パケットへの距離情報等の格納を行う必要がないので、通信トラフィックをさらに低減することが可能である。

第１の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。 第１の実施形態に係る移動端末装置の要部構成を概略的に示すブロック図である。 第１の実施形態に係る移動端末装置の動作を説明するためのフローチャートである。 第１の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの動作を説明するための表である。 第１の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの動作を説明するためのタイムチャートである。 第１の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの通信トラフィックを説明するためのグラフである。 第２の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。 第２の実施形態に係る移動端末装置の要部構成を概略的に示すブロック図である。 第３の実施形態に係る自律分散型無線ネットワークの全体構成を示す概念図である。 第３の実施形態に係る移動端末装置の要部構成を概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１００ 自律分散型無線ネットワーク
１１０ 電波到達エリア
２０１ 送信制御部
２０２ 受信制御部
２０３，１００２ 中継部
２０４ 制御部
７０１，７０２ 道路
７０３ 交差点
７１１〜７１４ 通信障害物
８０１ 位置情報取得部
８０２ 地図情報取得部
８０３，１００１ 交差点検出部
８０４ 無線通信部

Claims (5)

1. 移動端末装置どうしの通信を他の移動端末装置で中継する自律分散型無線システムであって、
   前記移動端末装置が、
   通信データを受信したときに、該通信データを転送するまでの待機時間を設定する手段と、
   該待機時間内に該通信データを再び受信したときは該通信データの転送を中止し、該通信データを再び受信することなく前記待機時間が経過したときは通信エリア内の複数の他の前記移動端末装置に対して該通信データを転送する手段と、
   を備えることを特徴とする自律分散型無線システム。
2. 前記移動端末装置が、前記通信データの受信電波強度が弱い場合ほど前記待機時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の自律分散型無線システム。
3. 移動端末装置どうしの通信を他の移動端末装置で中継する自律分散型無線システムであって、
   前記移動端末装置が、
   該移動端末装置の現在位置を取得する手段と、
   該現在位置の地図情報を取得する手段と、
   前記現在位置および前記地図情報を用いて前記現在位置が道路交差点内であるか否かを判断する手段と、
   前記現在位置が道路交差点内であると判断された場合にのみ通信データを中継する手段と、
   を備えることを特徴とする自律分散型無線システム。
4. 前記移動端末装置が、
   前記通信データを受信したときに、該通信データを転送するまでの待機時間を設定する手段と、
   該待機時間内に該通信データを再び受信したときは該通信データの転送を中止し、該通信データを再び受信することなく前記待機時間が経過したときは通信エリア内の複数の他の前記移動端末装置に対して該通信データを転送する手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の自律分散型無線システム。
5. 前記移動端末装置が、前記道路交差点の中心からの距離が短い場合ほど前記待機時間を短くすることを特徴とする請求項４に記載の自律分散型無線システム。

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