JP2008047984A - 中継方法およびそれを利用した中継装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パケット到達率に影響を与えずに、トラヒック量を低減すること。
【解決手段】受信部３０は、送信元の無線装置１０から報知された信号であって、無線装置１０の位置を示すパケット信号が含まれた信号を受信する。中継処理部３８は、受信部３０によって無線装置から報知された信号を受信してから、距離検出部３６によって検出された距離に比例して設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行する。中継処理部３８は、遅延時間が経過する前に、受信部３０によって受信したパケット信号と同一のパケット信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線技術に関し、特に無線中継する中継方法およびそれを利用した中継装置に関する。

近年、ユビキタスネットワークを実現する無線通信システムとして、アドホックシステムが注目されている。アドホックシステムにおいては、端末装置などが中継装置となり、他の端末装置間の通信を中継する。しかしながら、無線による中継においては、送信元から送信先に至る区間において、複数の無線通信経路が形成される場合があり、これにより、無線リソースが圧迫されていた。従来、このような課題に対し、送信元から送信先に至る区間に存在する複数の通信エリアのそれぞれにおいて、中継装置を固定とすることによって、無線通信経路の増加を抑制し、通信エリア内の無線リソースを節約していた（たとえば、非特許文献１、２参照）。また、送信元から送信先に至る区間に存在する端末装置が、自己の位置情報により、中継処理を実行すべきか否かを判断することによって、中継処理を制限し、無線リソースを節約していた（たとえば、非特許文献３参照）。
Ｋ．Ｍａｓｅ、Ｙ．Ｗａｄａ、Ｎ．Ｍｏｒｉ、Ｋ．Ｎａｋａｎｏ、ａｎｄ Ｍ．Ｓｅｎｇｏｋｕ、「Ｆｌｏｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅｓ Ｆｏｒ Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．ｅ８５−ｂ、Ｎｏ．３、Ｍａｒ．２００２、ｐ．６０５−６１３ Ｔ．Ｃｌａｕｓｅｎ ａｎｄ Ｐ．Ｊａｃｑｕｅｔ、「Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」、ＲＦＣ ３６２６ Ｙ．Ｋｉｔａｇｉｓｈｉ、Ｈ．Ｕｅｈａｒａ、Ａ．Ｙａｍａｍｏｔｏ、Ｍ．Ｙｏｋｏｙａｍａ ａｎｄ Ｈ．Ｉｔｏ、「Ｐａｃｋｅｔ Ｒｅｌａｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｈｅｍｅ Ｂａｓｅｄ Ｏｎ Ｐｒｉｏｒｉｔｙ Ｒｅｇｉｏｎｓ Ｉｎ Ｍｕｌｔｉｈｏｐ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．ｊ８５−ｂ、Ｎｏ．１２、Ｄｅｃ．２００２、ｐ．２１１９−２１２８

一般的に、アドホックシステムにおいては、使用される無線リソースを低減しつつ、パケット到達率を向上させることが望ましい。しかしながら、これらはトレードオフの関係にあるため、両立させることは難しかった。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用される無線リソースを低減しつつ、パケット到達率を向上させることができる中継方法およびそれを利用した中継装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の中継装置は、所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置であって、当該中継装置の位置を取得する位置取得部と、無線装置から報知された信号であって、無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信する受信部と、受信部によって受信された信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継するための中継装置が位置すべき理想中継地点を導出する理想中継地点導出部と、理想中継地点導出部によって導出された理想中継地点と、位置取得部によって取得された当該中継装置の位置との間の距離を検出する距離検出部と、受信部によって無線装置から報知された信号を受信してから、距離検出部によって検出された距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行する中継処理部と、を備える。中継処理部は、遅延時間が経過する前に、受信部が信号を再び受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止する。

この態様によると、遅延時間が経過する前に、受信部が信号を再び受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することによって、トラヒック量が低減され、無線リソースを節約できる。

また、受信部において受信した信号には、無線装置を識別する識別情報が含まれており、中継処理部は、遅延時間が経過する前に、受信部によって受信した信号に含まれた識別情報と同一の識別情報が含まれた信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止してもよい。この場合、遅延時間が経過する前に、受信部によって受信した信号に含まれた識別情報と同一の識別情報が含まれた信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することによって、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。

受信部によって受信された信号に含まれた位置情報と、位置取得部によって取得された当該中継装置の位置とにもとづいて、無線装置を中心として規定された複数の領域のうち、当該中継装置の属する領域を導出する領域導出部をさらに備えてもよい。中継処理部は、受信部によって受信された信号を中継する際に、領域導出部によって導出された領域が示された領域情報を信号に含め、遅延時間が経過する前に、領域導出部によって導出された領域と同じ領域を示す領域情報が含まれた信号を別の中継装置から受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止してもよい。この場合、遅延時間が経過する前に、領域導出部によって導出された領域と同じ領域を示す領域情報が含まれた信号を別の中継装置から受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を実行しないことによって、トラヒック量がより低減され、無線リソースを節約できる。

本発明の別の態様の中継装置は、所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置である。当該中継装置の位置を取得する位置取得部と、無線装置から報知された信号であって、無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信する受信部と、受信部によって受信された信号に含まれた位置情報と、位置取得部によって取得された当該中継装置の位置とにもとづいて、無線装置を中心として規定された複数の領域のうち、当該中継装置の属する領域を導出する領域導出部と、受信部によって受信された信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継する中継装置が位置すべき理想中継地点を検出する理想中継地点導出部と、理想中継地点導出部によって検出された理想中継地点と、位置取得部によって取得された当該中継装置の位置との間の距離を検出する距離検出部と、受信部によって受信された信号にもとづいて、当該中継装置の周囲に存在する他の中継装置の単位面積あたりの数を推定する密度推定部と、受信部によって無線装置から報知された信号を受信してから、距離検出部によって検出された距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、その信号の中継処理を実行する中継処理部と、を備える。中継処理部は、密度推定部によって推定された他の中継装置の単位面積あたりの数に応じて、遅延時間が経過する前に、受信部が信号を再び受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止する第１中継処理と、遅延時間が経過する前に受信部によって受信した信号に含まれた領域情報と領域導出部によって導出された領域とが同じ領域を示す場合に遅延時間が経過した後の中継処理を中止する第２中継処理と、のいずれかを実行する。

この態様によると、他の中継装置の単位面積あたりの数に応じて、中継処理を切替えることによって、通信環境に適応した制御が可能となるため、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。

中継処理部は、密度推定部によって取得された他の中継装置の単位面積あたりの数が所定のしきい値より低い場合に第１中継処理を実行し、所定のしきい値より高い場合に第２中継処理を実行してもよい。この場合、他の中継装置の単位面積あたりの数に応じて、中継処理を切替えることによって、通信環境に適応した制御が可能となるため、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。

受信部は、無線装置から報知された信号であって、その無線装置と理想中継地点との距離が含まれた信号を受信し、密度推定部は、受信部によって受信された信号に含まれる距離をもとに、他の中継装置の単位面積あたりの数を推定してもよい。密度推定部によって推定される端末密度は、距離検出部によって検出された距離が長いほど低く、距離が短いほど高くなってもよい。この場合、受信部によって受信された信号に含まれる距離をもとに、他の中継装置の単位面積あたりの数を推定することによって、処理量を増大することなく、他の中継装置の単位面積あたりの数を推定できる。

本発明のさらに別の態様は、所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置の中継方法である。この方法は、中継装置の位置を取得するステップと、無線装置から報知された信号であって、無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信するステップと、信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継するための中継装置が位置すべき理想中継地点を導出するステップと、理想中継地点と中継装置の位置との間の距離を検出するステップと、無線装置から報知された信号を受信してから、距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行するステップと、を含む。実行するステップは、遅延時間が経過する前に、無線装置から再び信号を受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、パケット到達率に影響を与えずに、無線リソースを低減できる。

本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施形態は、アドホックシステムに関する。本実施形態にかかるアドホックシステムは、複数の無線装置を含み、それぞれの無線装置は、他の無線装置の信号を中継する中継装置としての機能を有する。「中継」とは、受信した信号を実質的にそのまま送信することを含み、また、受信した信号に任意の信号処理を施した後に送信することを含む。このような態様により、それぞれの無線装置は、離れた場所に存在する無線装置との間においても、通信を実行できることとなる。

無線装置間における通信の中継方式として、パケットフラッディングとよばれる方式がある。パケットフラッディングとは、ネットワークを構成する全ての無線装置に情報を伝達する通信方式である。アドホックネットワークにおいて、パケットフラッディングはリアクティブルーチング方式でのルートリクエストパケット送信で使用される他、アドレス自動割当におけるＤＡＤ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）や、ＭｏｂｉｌｅＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）でのサブネット移行検知など、通信ルート形成のための制御パケットの伝達で多用される。なお、以下において、パケットには、制御信号だけでなく、データ信号も含まれる。

通常のパケットフラッディングにおいては、送信元の無線装置は、送信先の無線装置との間で通信を実行する際、中継装置となるべき無線装置を指定せずに、パケット信号を報知する（以下、「ピュアフラッディング」と表記する。）。ここで、「報知」とは、送信先を特定せずに送信することを含む。報知されたパケット信号は、送信元の無線装置から所定の範囲内に位置する無線装置によって中継され、送信先の無線装置に到達されるまで、中継が繰り返される。

ここで、送信元の無線装置から所定の範囲内に位置する無線装置が複数存在する場合、中継局となるべき無線装置の指定がないため、報知された信号を受信したそれぞれの無線装置が中継処理を実行することとなる。そうすると、所定の範囲内に位置する無線装置の数に応じて、トラヒック量が増大することとなる。このように、ピュアフラッディングは限られた無線資源を多く消費し、無線帯域を圧迫する。特に端末密度が高い場合にはいわゆるブロードキャストストーム問題を引き起こすことが知られており、アドホックネットワークを構築する上で、効率的なパケットフラッディング方式の検討は、重要な課題である。

アドホックネットワークにおける他のパケットフラッディング方式として、クラスタ方式、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｒｅｌａｙ）、位置情報利用方式などが知られている。クラスタ方式とは、クラスタヘッドと呼ばれる通信エリア内で唯一の端末およびゲートウェイと呼ばれる複数のクラスタに属する端末のみがパケットを中継するフラッディング方式である。これにより無線帯域の消費を抑えたフラッディングを実行することができるが、クラスタヘッドおよびゲートウェイを決定するためには、各局が定期的にパケットを隣接局に通知する必要がある。また、局の移動速度が速い場合には、クラスタヘッドの変更が頻繁に生じ、新たなクラスタヘッド決定にはコントロールパケットの送信が必要となるため、パケットフラッディング以外のオーバヘッドも大きい。

ＭＰＲ方式は、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ。ＲＦＣ３６２６参照）で使用されるパケットフラッディング方式である。この方式は、中継局となるべき無線装置を送信パケットにより指定することによって、中継局数を制限することにより消費無線帯域の低減を図っている。ＭＰＲでは、各局が隣接局リストを含んだＨｅｌｌｏパケットを定期的に送信する必要がある。したがってクラスタ方式同様、端末の移動速度が速く、端末密度が高い場合にはパケットに含まれる隣接局情報も多くなるため、Ｈｅｌｌｏパケットによるオーバヘッドが大きくなる。

位置情報を利用したフラッディング方式として、送信端末からの距離に応じたゾーンを設定し、ゾーンごとに中継遅延時間を設定している。送信端末から距離が離れたゾーンほど中継遅延を短くし、遅延時間の期間に他の端末が中継したパケットを受信したときには、パケット送信を停止することにより消費無線帯域の低減を図っている。端末の移動速度によらず、端末密度が高い状態でも少ない中継回数でパケットフラッディングを実施することができる。一方、端末密度が高い状態では、同一のゾーンに存在する複数の端末によって中継されるため、パケット到達率は、ピュアフラッディングと同等となるが、端末密度が少ない状態では、ピュアフラッディングより劣ることとなる。

このような位置情報を利用する方式では、クラスタ方式やＭＰＲで必要となる、フラッディング実施のための周期ビーコンを使用する必要がない。また、端末の密度や移動速度による影響が少ないため、少ないパケット中継数でパケットフラッディングを実現することが可能となる。また、端末同士の具体的な位置関係を利用すれば、更なる低オーバヘッドでパケットフラッディングを実施することが可能となる。

そこで、本発明の実施形態においては、通信エリアを複数のセクタに分割し、各セクタ内で１つの局のみにパケット中継を許可することとした。これにより、セクタの数に応じて中継局数が増加するため、パケット到達率を向上できる。さらに、中継局数はセクタ数以上には増えないため、通信のオーバヘッドの低減が図れ、トラヒック量の増加を抑制できる。

図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態にかかるアドホックシステム１００の構成例を模式的に示す図である。図１（ａ）は、送信元となる無線装置１０と、その第１通信可能範囲１１０を示す図である。無線装置１０は、理想的な状態において、破線で示す半径ｒ０の円である第１通信可能範囲１１０の内側に存在する他の無線装置１０との間で通信を実行できる。

無線装置１０は、まず、自己の位置を中心として、第１通信可能範囲１１０をｎ個の領域に分割する。さらに、無線装置１０は、各領域につき、理想中継地点を決定する。図１（ａ）においては、ｎ＝３としているため、第１通信可能範囲１１０における領域は、第１通信領域１１２と第２通信領域１１４と第３通信領域１１６の３つに分割されている。また、無線装置１０は、各領域につき、第１理想中継地点１４２、第２理想中継地点１４４、第３理想中継地点１４６を決定する。なお、それぞれの領域の分割の態様は、図示するように、３つの領域のそれぞれが扇形状となるように形成されてもよい。また、それぞれの領域が形成される方向は、一定であってもよい。たとえば、第１通信領域１１２は、第１通信領域１１２を形成する扇形の弧の中心が図面の情報に向くように形成されてもよい。また、領域に関する数、方向は、固定としてもよい。また、領域に関する数、方向などの情報は、それぞれの無線装置１０において、お互いに知っていてもよい。

図１（ａ）では、無線装置１０を中心として、距離ｒ１、角度θ＝０°、１２０°、２４０°の位置を第１理想中継地点１４２、第２理想中継地点１４４、第３理想中継地点１４６とした。ここでは、無線装置１０を中心としたときにおける第１理想中継地点１４２の存在する場所をθ＝０とした。また、理想中継地点は、第１通信可能範囲１１０の内側に存在するとして図示したが、第１通信可能範囲１１０の円周上に設定してもよい。すなわち、ｒ１の値は、ｒ０と等しくてもよい。また、理想中継地点は、ｒ１とθではなく、ｒ１と領域を示すＩＤの組合わせによって定義されてもよい。この場合、各領域の有する弧の中間地点と無線装置１０とを結ぶ線上に理想中継地点が存在するとしてもよい。第１通信領域１１２内に所望の送信先の無線装置が存在しない場合、第１通信領域１１２内の別の無線装置が中継局となることによって、第１通信領域１１２の中心に位置する無線装置１０は、所望の送信先の無線装置との間の通信が実行できる。

図１（ｂ）は、複数の無線装置１０を含むアドホックシステム１００を示す。アドホックシステム１００は、無線装置１０で代表される第１無線装置１０ａ〜第５無線装置１０ｅを含む。図１（ｂ）においては、送信元の第１無線装置１０ａは第１地点２０に位置しており、送信先の第５無線装置１０ｅは第５地点２８に位置していることを示している。第２地点２２〜第４地点２６は、中継局となりうる第２無線装置１０ｂ〜第４無線装置１０ｄのそれぞれが存在する位置を示す。また、第１無線装置１０ａ、第２無線装置１０ｂ、第４無線装置１０ｄは、それぞれ破線で示した第１通信可能範囲１１０、第２通信可能範囲１２０、第３通信可能範囲１３０内に存在する無線装置１０と通信を実行できる。ここで、第２地点２２は、第１地点２０に存在する第１無線装置１０ａに対する理想中継地点であり、また、第３地点２４と第４地点２６は、第２地点２２に存在する第２無線装置１０ｂに対する理想中継地点であると仮定する。

第１無線装置１０ａが第５無線装置１０ｅとの間で通信を実行する場合、まず、第１無線装置１０ａは、第１通信可能範囲１１０を第１通信領域１１２〜第３通信領域１１６の３つの領域（以下、「セクタ」とも表記する。）に分割する。さらに、無線装置１０は、理想中継地点に関する情報を含めたパケット信号を報知する。報知されたパケット信号は、第２地点２２に位置する第２無線装置１０ｂのほか、第１通信可能範囲１１０内に存在する図示しない無線装置１０によって受信される。ここで、第１通信領域１１２においては、理想中継地点である第２地点２２に存在する第２無線装置１０ｂのみがパケット信号の中継処理を実行することにより、トラヒック量が抑制される。なお、他の通信領域である第２通信領域１１４、第３通信領域１１６については説明を省略した。

具体的に説明する。送信元の無線装置１０からパケット信号を受信したそれぞれの無線装置１０は、理想中継地点との距離を算出する。それぞれの無線装置１０は、報知されたパケット信号を受信してから、算出した遅延時間が経過した後に、中継処理を実行する。ここで、報知されたパケット信号を受信してから、算出した遅延時間が経過する前に、同一のパケット信号を他の無線装置１０から受信した場合、その無線装置１０は、中継処理を実行しない。このような処理により、理想中継地点に近い位置に存在する端末のみがパケットを中継することとなり、アドホックシステム１００上のトラヒック量を低減できる。

第２地点２２に位置する第２無線装置１０ｂは、パケット信号の中継に先立ち、図示するごとく、第２通信可能範囲１２０を３つの領域に分割する。図１（ｂ）に図示した３つの領域の分割の態様は、送信元の第１地点２０に位置する無線装置１０とは反転するように分割している。反転するか否かは、パケット信号に含まれる中継回数を示す情報にもとづいて判定される。図１（ｂ）においては、中継回数が奇数のときは反転し、偶数のときは反転しない場合について示している。

報知されたパケット信号は、第３無線装置１０ｃ、第４無線装置１０ｄのほか、第２通信可能範囲１２０内に存在する図示しない無線装置１０によって受信される。第３無線装置１０ｃ、第４無線装置１０ｄがそれぞれ位置する第３地点２４と第４地点２６は、双方とも第２無線装置１０ｂに対する理想中継地点であるため、それぞれに位置する第３無線装置１０ｃ、第４無線装置１０ｄがパケット信号の中継処理を実行してもよい。なお、第５無線装置１０ｅは、第３無線装置１０ｃの通信可能範囲内に存在しないため、第５地点２８に位置する第５無線装置１０ｅにパケット信号２００を到達させるためには、他の無線装置１０による中継処理が必要となる。

具体例を用いて説明する。図１（ｃ）は、本発明の実施形態にかかるアドホックシステム１００の構成例を示す図である。アドホックシステム１００は、第１無線装置１０ａ〜第５無線装置１０ｅを含み、それぞれの無線装置１０は図示する場所に位置しているものとする。第１無線装置１０ａは、自己の位置する場所を中心として、３つの分割された領域を第１通信領域１１２〜第３通信領域１１６と定義し、それらの理想中継地点は、第１理想中継地点１４２〜第３理想中継地点１４６とする。

第２無線装置１０ｂ〜第４無線装置１０ｄは、第１無線装置１０ａの第１通信可能範囲１１０の内側に位置し、それぞれ、第１通信領域１１２〜第３通信領域１１６に属している。また、第５無線装置１０ｅは、第１通信可能範囲１１０の外側に位置している。したがって、第１無線装置１０ａは、第２無線装置１０ｂ〜第４無線装置１０ｄの少なくとも１つを介して、第５無線装置１０ｅとの間で通信を実行することとなる。ここでは、送信元の第１無線装置１０ａを中心として規定された複数の領域に存在する無線装置１０のうちの１台の無線装置１０のみが中継する場合について説明する。

まず、第２無線装置１０ｂ〜第４無線装置１０ｄと、それぞれが位置する通信領域の理想中継地点との距離が導出される。ここで、図示するごとく、第２無線装置１０ｂと第１理想中継地点１４２との距離は３つの中で最も長く、第４無線装置１０ｄと第３理想中継地点１４６との距離が最も短い。したがって、第４無線装置１０ｄのみが第１無線装置１０ａから報知された信号を第５無線装置１０ｅに中継するために報知する。他の無線装置１０における理想中継地点との距離は、第４無線装置１０ｄにおける理想中継地点との距離よりも長いため、第４無線装置１０ｄよりも長い遅延時間が設定される。第２無線装置１０ｂ、第３無線装置１０ｃ、第４無線装置１０ｄのそれぞれは、互いの無線装置を中心とした通信可能範囲内に存在するものと仮定する。そうすると、遅延時間が経過する前に、第２無線装置１０ｂと第３無線装置１０ｃのそれぞれは、第４無線装置１０ｄが報知した信号を受信することとなり、これを契機として、中継処理が中断される。このような態様により、中継局となる無線装置１０の数を制限でき、トラフィック量を低減できることとなる。

図１（ａ）〜（ｃ）においては、領域を３つに分割するとして説明したが、３以外の個数に分割してもよい。図１（ｄ）は、領域を４つに分割する場合のアドホックシステム１００を示す図である。図示するごとく、第１地点２０に位置する無線装置１０は、第２地点２２、第３地点２４に位置する無線装置１０が中継局となることにより、第４地点２６に位置する無線装置１０との間で通信を実行できる。以下においては、説明の便宜上、セクタの分割数、および、セクタの分割の態様は、あらかじめ各無線装置１０に設定されているものとする。

図２は、本発明の実施形態にかかる無線装置１０の構成例を示す図である。無線装置１０は、受信部３０と、理想中継地点導出部３２と、位置取得部３４と、距離検出部３６と、中継処理部３８と、領域導出部４０とを含む。

受信部３０は、他の無線装置１０から報知されたパケット信号を受信する。受信したパケット信号には、送信元の無線装置１０を識別する識別情報や送信元の無線装置１０の位置を示す領域情報などが含まれる。図３は、図２の無線装置１０が受信するパケット信号２００の構成例を示す図である。パケット信号２００は、送信元局ＩＤ２０２と、シーケンス番号２０４と、緯度情報２０６と、経度情報２０８と、距離情報２１０と、ホップ数２１２と、セクタＩＤ２１４とを含む。

送信元局ＩＤ２０２は、無線装置１０ごとに割り振られた識別番号などの識別情報であって、送信元の無線装置１０の識別情報を示す。シーケンス番号２０４は、受信したパケット信号２００に割り振られたシーケンス番号である。経度情報２０８と緯度情報２０６は、パケット信号２００を送信した無線装置１０の位置情報を示す。

距離情報２１０は、パケット信号２００を報知した無線装置１０と理想中継地点との位置関係を示す距離情報などを含む。この距離は、報知した無線装置１０において測定された理想中継地点との距離となる。なお、ここでの理想中継地点とは、報知した無線装置１０に対する理想中継地点ではなく、報知した無線装置１０を中継局とし、その中継局に対して報知した無線装置１０を送信局とした場合において、その中継局に対する理想中継地点をいう。たとえば、第１無線装置１０ａが第２無線装置１０ｂにパケット信号２００報知し、第２無線装置１０ｂは受信したパケット信号２００を第３無線装置１０ｃに報知する場合、第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａに対する理想中継地点との距離を距離情報２１０として、第３無線装置１０ｃに報知することとなる。なお、第１無線装置１０ａがパケット信号２００の送信元の無線装置１０である場合、パケット信号２００に含まれる距離情報２１０は０となる。

ホップ数２１２は、受信したパケット信号２００の現在の中継回数を示す。ホップ数２１２は、パケット信号２００を受信した無線装置１０におけるセクタの分割の態様を決定するために用いられてもよい。また、ホップ数２１２は、ある一定数以上中継されたパケットを破棄する目的で使用されてもよい。セクタＩＤ２１４は、パケット信号２００を報知した無線装置１０が位置している領域を示す識別情報を含む。

図２に戻る。位置取得部３４は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）通信衛星から、現在地に関する情報を取得するためのいわゆる航法メッセージを取得する。さらに、位置取得部３４は、取得した航法メッセージから、当該無線装置１０の位置情報を取得する。位置情報は、たとえば、経度情報ｘ１、緯度情報ｙ１から構成されてもよい。領域導出部４０は、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれた無線装置１０の位置を示す情報と、位置取得部３４によって取得された当該無線装置１０の位置情報とにもとづいて、送信元の無線装置１０を中心とした複数の領域のうち、当該無線装置１０の属する領域を導出する。

図１（ａ）を用いて、具体例に説明する。図示するごとく、通信領域は、第１通信領域１１２〜第３通信領域１１６の３つの領域に分割されている。また、ここでは、パケット信号２００に含まれる送信元の経度情報２０８をｘ０、緯度情報２０６をｙ０とする。また、中継局となりうる無線装置１０の経度情報２０８、緯度情報２０６を（ｘ１、ｙ１）とする。ここで、式（１）が「１」を返すとき、中継局となりうる無線装置１０は、第１通信領域１１２に位置すると推定できる。なお、式中の「ＡＮＤ」は論理積を表す演算子を示し、「ＯＲ」は論理和を表す演算子を示すものとする。また、ｆ（ｇ（ｘ０，ｘ１，ｙ０，ｙ１））は、ｘ０，ｘ１，ｙ０，ｙ１が不等式ｇ（ｘ０，ｘ１，ｙ０，ｙ１）を満たす場合は「１」を返し、不等式ｇ（ｘ０，ｘ１，ｙ０，ｙ１）を満たさない場合は「０」を返す関数であるとする。

また、式（２）が「１」を返すとき、中継局となりうる無線装置１０は、第２通信領域１１４に位置すると推定できる。

また、式（３）が「１」を返すとき、中継局となりうる無線装置１０は、第３通信領域１１６に位置すると推定できる。

理想中継地点導出部３２は、領域導出部４０によって導出された領域と、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれた位置情報（ｘ０、ｙ０）と、あらかじめ設定された送信元の無線装置１０と理想中継地点との距離ｒとにもとづいて、中継局となるべき無線装置１０が位置すべき理想中継地点（ｘ２、ｙ２）を導出する。図１（ａ）を用いて、具体例に説明する。領域導出部４０によって導出された領域が第１通信領域１１２である場合、理想中継地点は、式（４）を用いて導出される。

また、領域導出部４０によって導出された領域が第２通信領域１１４もしくは第３通信領域１１６である場合、理想中継地点は、式（５）もしくは式（６）を用いて導出される。

距離検出部３６は、理想中継地点導出部３２によって導出された理想中継地点と、位置取得部３４によって取得された当該中継装置の位置との間の距離Ｌを検出する。具体的には、式（７）により、距離Ｌが検出される。ただし、ｘ２’、ｙ２’は、領域導出部４０により導出された領域における理想中継地点の位置情報（ｘ２、ｙ２）を示す。

中継処理部３８は、まず、距離検出部３６によって検出された距離Ｌに比例した遅延時間を導出する。つぎに、中継処理部３８は、受信部３０によって送信元の無線装置１０から報知されたパケット信号２００を受信してから、距離検出部３６によって検出された距離に比例して設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行する。ただし、遅延時間が経過する前において、受信部３０によって受信したパケット信号２００と同一内容の信号が受信された場合、中継処理部３８は、遅延時間が経過した後であっても、中継処理を実行しない。

具体的に説明する。図４は、図２の中継処理部３８の構成例を示す図である。中継処理部３８は、遅延時間導出部４２と、比較部４４と、遅延制御部４６と、中継制御部４８とを含む。遅延時間導出部４２は、距離検出部３６によって検出された距離Ｌに比例した遅延時間を導出する。「距離Ｌに比例した遅延時間を導出」とは、距離Ｌが長くなるほど、遅延時間が長くなるように導出することを含む。

比較部４４は、領域導出部４０によって導出された当該無線装置１０の領域と、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれるセクタＩＤ２１４で示された領域とを比較する。また、比較部４４は、受信部３０によって受信されたパケット信号２００と、その後に受信されたパケット信号２００に含まれたそれぞれの送信元局ＩＤ２０２同士とシーケンス番号２０４同士を比較する。

遅延制御部４６は、遅延時間導出部４２で遅延時間が導出されたことを契機として、受信したパケット信号２００を中継するまでの時間を制御する。具体的には、遅延制御部４６は、時間を制御するためのカウンタの値を遅延時間に設定し、単位時間が経過するたびに減じていく。カウンタの値が０になった場合、遅延制御部４６は、中継処理を実行すべき旨を中継制御部４８に通知する。ここで、カウンタが０になる前に、比較部４４によって、セクタＩＤ２１４と送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４が一致していることが確認された場合、遅延制御部４６は、カウンタの制御を停止するとともに、中継制御部４８に対し、中継処理を停止すべき旨を通知する。

中継制御部４８は、遅延制御部４６によって中継処理を実行すべき旨の通知を受けた場合、受信部３０によって受信したパケット信号２００の中継処理を実行する。中継処理は、パケット信号２００に含まれる情報の書き換え処理と、書き換えられたパケット信号２００を報知する処理とを含む。書き換え処理は、パケット信号２００に含まれる情報のうち、送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４以外の緯度情報２０６〜セクタＩＤ２１４を対象として、自己の無線装置１０にかかる情報を書き込む処理である。具体的には、緯度情報２０６と経度情報２０８は、位置取得部３４、領域導出部４０により取得された位置情報が書き込まれる。また、距離情報２１０は、理想中継地点導出部３２により導出された、パケット信号２００を受信した無線装置１０とその無線装置１０における理想中継地点との距離が書き込まれる。また、ホップ数２１２は、受信したパケット信号２００に含まれたホップ数２１２に１を加えた値が書き込まれる。また、セクタＩＤ２１４は、領域導出部４０により導出された領域情報が書き込まれる。なお、この書き換え処理は、中継処理を実行すべき旨の通知を受ける前に、実行されてもよい。この場合、中継制御部４８は、中継処理を実行すべき旨の通知を受けた後に、パケット信号２００を報知する処理を実行すればよいため、遅延なく中継処理を完了できる。

一方、遅延制御部４６によって中継処理を停止すべき旨の通知を受けた場合、中継制御部４８は、中継処理を停止する。このような態様をとることによって、送信元の無線装置１０の通信エリアにおいて中継処理を実行する無線装置１０は、セクタ数だけ存在することとなり、パケット到達率を向上できる。

なお、比較部４４によって、送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４とセクタＩＤ２１４がそれぞれ一致していることが確認されたことを契機として、中継処理の実行の有無を判定する（以下、「方式１」と表記する。）として説明した。しかしながら、これにかぎらず、送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４のみが一致していることが確認されたことを契機として、中継処理の実行の有無を判定する（以下、「方式２」と表記する。）。なお、方式２においては、送信元局ＩＤ２０２が一致していることのみを条件として、中継処理の実行の有無を判定してもよい。この場合、送信元の無線装置１０の通信エリアにおいて中継処理を実行する無線装置１０の台数は、セクタ数以下となる場合が多い。このため、方式２は、方式１に比べ、トラヒック量が低減されることとなる。

上述したこれらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

上述した構成例の有効性をシミュレーションにより評価した。図５は、図１のアドホックシステム１００におけるトラヒック量を示すグラフである。縦軸はトラヒック量、横軸は通信エリア内に存在する無線装置１０の平均台数を示す。図中の比較対象とは、ピュアフラディングの場合を示す。また、図中のＳＢＦ（Ａ−Ｂ）におけるＡとは、方式１、方式２の別を示す。また、Ｂとは、セクタ数を示す。また、ＳＢＦとは、ＳｅｃｔｏｒＢａｓｅｄＦｌｏｏｄｉｎｇの略を示し、本発明の実施形態にかかる中継方式の便宜的な名称を示す。なお、シミュレーション条件は、以下のとおりとした。
シミュレーションエリア ５００ｍ×５００ｍ
無線装置１０の台数 １２〜１６００
移動速度 最大２．２ｍ／ｓ
無線通信方式 ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ
通信可能距離ｒ０ １００ｍ
伝送速度 ２Ｍｂｐｓ
データパケット長 ６４ｂｙｔｅ
パケット発生間隔 平均１ｓ
最大遅延時間 ３５０ｍｓ
シミュレーション時間 ５００ｓ

図示するごとく、いずれの方式においても無線装置１０の台数が多いほどトラヒック量が増加する結果となった。図５において比較対象としたピュアフラッディングは、無線装置１０の台数にほぼ比例して、右肩上がりに、トラヒック量が増加している。また、他の方式は、セクタ数を少なくするほど、比較対象に比べ、トラヒック量の増加が抑制されることを示している。とくに、無線装置１０の台数が数１０台以上となった場合、台数の増加にかかわらず、トラヒック量がほとんど増加しないことを示している。

ＳＢＦ（２−Ｂ）は、ＳＢＦ（１−Ｂ）と比べ、無線装置１０の台数の増加に伴うトラヒック量の増加をさらに抑制できており、通信エリアあたり最大５のトラヒック量に抑えることができている。以上より、ＳＢＦは、比較対象としたピュアフラッディングに比べ、低トラヒック量で中継処理を実行できる。また、エリア内の無線装置１０の台数が増加するほど、トラヒック量の低減効果を大きくできる。

図６は、図１（ｃ）のアドホックシステム１００の動作例を示すシーケンス図である。ここでは、第１無線装置１０ａが第５無線装置１０ｅとの間で通信を実行する場合におけるＳＢＦ（２−３）の処理について説明する。まず、第１無線装置１０ａは、第５無線装置１０ｅに送信すべきパケット信号２００を報知する（Ｓ１０〜Ｓ１４）。

第２無線装置１０ｂは、第１無線装置１０ａによって報知されたパケット信号２００を受信する（Ｓ１６）。第２無線装置１０ｂは、受信したパケット信号２００に含まれる情報にもとづいて、当該第２無線装置１０ｂの属する第１通信領域１１２における第１理想中継地点１４２の位置を導出し、第１理想中継地点１４２との距離を取得する。さらに、第２無線装置１０ｂは、取得した距離に比例した遅延時間を導出する（Ｓ１８）。ここで第２無線装置１０ｂは、遅延時間が経過するまで、受信したパケット信号２００の中継処理を待機する。

つぎに、第２無線装置１０ｂは、第４無線装置１０ｄから報知されたパケット信号２００を受信する（Ｓ２０）。ここで、第２無線装置１０ｂは、Ｓ２０において受信したパケット信号２００と、Ｓ１６において受信したパケット信号２００とを比較する。ここでは、双方のパケット信号２００に含まれた送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４はそれぞれ同一となる。さらに、Ｓ２０における受信は、Ｓ１８において導出された遅延時間が経過する前である。したがって、第２無線装置１０ｂは、Ｓ１６において受信したパケット信号２００の中継処理を中止する（Ｓ２２）。

同様に、第３無線装置１０ｃは、第１無線装置１０ａによって報知されたパケット信号２００を受信し（Ｓ２４）、受信したパケット信号２００に含まれる情報にもとづいて、遅延時間を導出し（Ｓ２６）、遅延時間が経過するまで、受信したパケット信号２００の中継処理を待機する。つぎに、第３無線装置１０ｃは、第４無線装置１０ｄから報知されたパケット信号２００を受信する（Ｓ２８）。ここで、第３無線装置１０ｃは、Ｓ２４において受信したパケット信号２００と、Ｓ２８において受信したパケット信号２００とを比較する。ここでは、双方のパケット信号２００に含まれた送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４はそれぞれ同一となる。さらに、Ｓ２８における受信は、Ｓ２４において導出された遅延時間が経過する前である。したがって、第３無線装置１０ｃは、Ｓ２４において受信したパケット信号２００の中継処理を中止する（Ｓ３０）。

第４無線装置１０ｄは、第１無線装置１０ａによって報知されたパケット信号２００を受信する（Ｓ３２）。第４無線装置１０ｄは、受信したパケット信号２００に含まれる情報にもとづいて、当該第４無線装置１０ｄの属する第３通信領域１１６における第３理想中継地点１４６の位置を導出し、第３理想中継地点１４６との距離を取得する。さらに、第４無線装置１０ｄは、取得した距離に比例した遅延時間を導出する（Ｓ３４）。ここで導出される遅延時間は、前述した第２無線装置１０ｂ、第３無線装置１０ｃにおいて導出された遅延時間より短い。したがって、Ｓ３４において導出した遅延時間が経過する前の段階において、第４無線装置１０ｄは、他の無線装置からのパケット信号２００を受信することはない。

第４無線装置１０ｄは、遅延時間が経過するまで、受信したパケット信号２００の中継処理を待機する。遅延時間が経過した後、第４無線装置１０ｄは、受信したパケット信号２００の中継処理を実行する（Ｓ３６）。第４無線装置１０ｄは、受信したパケット信号２００に含まれていた位置情報、セクタＩＤ２１４などを当該第４無線装置１０ｄに関する情報に書き変えた後、パケット信号２００を報知する（Ｓ４０〜Ｓ４４）。報知されたパケット信号２００は、第５無線装置１０ｅによって受信される（Ｓ３８）。なお、報知されるパケット信号２００に含まれた送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４は書き換えないため、Ｓ３２において受信したパケット信号２００に含まれたそれぞれの情報と同一となる。

なお、ＳＢＦ（１−３）を適用した場合、それぞれのセクタには、１台の無線装置１０しか存在しないため、それぞれの無線装置１０は、受信したパケット信号２００の中継処理を実行することとなる。

つぎに、中継局となりうる個々の無線装置１０の動作について説明する。図７は、図１の無線装置１０の動作例を示すフローチャートである。この処理は、送信元の無線装置１０から報知されたパケット信号２００を受信したことを契機として実行されてもよい。

無線装置１０は、受信したパケット信号２００に含まれた情報にもとづいて遅延時間を取得する（Ｓ５０）。つぎに、無線装置１０は、さらにパケット信号２００を受信したか否かを判定する（Ｓ５２）。受信していない場合（Ｓ５２のＮ）、無線装置１０は、Ｓ５８の処理に移る。受信した場合（Ｓ５２のＹ）、無線装置１０は、送信元の無線装置１０から受信したパケット信号２００と、Ｓ５２で受信したパケット信号２００とを比較する（Ｓ５６）。比較する対象は、ＳＢＦ（１−Ｂ）の場合、送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４とセクタＩＤ２１４であり、ＳＢＦ（２−Ｂ）の場合、送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４となる。

それぞれのパケット信号２００が同一である場合（Ｓ５６のＹ）、中継処理を中止する（Ｓ６２）。それぞれのパケット信号２００の一部が一致しなかった場合（Ｓ５６のＮ）、または、さらにパケット信号２００を受信しなかった場合（Ｓ５２のＮ）、無線装置１０は、Ｓ５０において導出した遅延時間が経過しているか否かを確認する（Ｓ５８）。遅延時間を経過していた場合（Ｓ５８のＹ）、無線装置１０は、送信元の無線装置１０から報知されたパケット信号２００の中継処理を実行する（Ｓ６０）。遅延時間が経過していなかった場合（Ｓ５８のＮ）、無線装置１０は、中継処理を待機し（Ｓ５４）、Ｓ５２以降の処理に移る。

本実施形態によれば、受信部３０によって受信したパケット信号２００と同一のパケット信号２００が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を実行しないことによって、トラヒック量が低減でき、無線リソースを節約できる。また、遅延時間が経過する前に、受信部３０によって受信した信号に含まれた送信元局ＩＤ２０２と同一の送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４が含まれたパケット信号２００が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止するとともに、最も遅延時間の小さい無線装置１０のみが中継局となることによって、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。また、遅延時間が経過する前に、領域導出部４０によって導出された領域と同じ領域を示すセクタＩＤ２１４が含まれた信号を別の無線装置１０から受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止するとともに、最も遅延時間の小さい無線装置１０を中心とした通信エリア内においては、その無線装置１０のみを中継局とすることによって、中継局数を限定できる。また、トラヒック量がより低減され、無線リソースを節約できる。

次に、本発明の実施形態の変形例を示す。まず概要を述べる。本発明の実施形態の変形例は、実施形態と同様にアドホックシステム１００に関する。本変形例における無線装置１０は、図２、図４に示した構成と同様の構成をとる。本発明の実施形態との違いは、中継処理部３８が、パケット信号２００に含まれた距離情報２１０をもとに、中継局となる無線装置１０の周囲の他の無線装置１０の台数の密度（以下、「台数密度」と表記する。）を推定する密度推定部を含む点、および、推定された他の無線装置１０の台数密度に応じて、比較部４４が方式１と方式２とピュアフラッディングとを切替える点である。なお、前述した実施形態と共通する部分については同一の符号を付して説明を簡略化する。

一般的に、ピュアフラッディングは、トラヒック量は多くなるものの、中継局となる無線装置１０が無数に存在するため、パケット到達率は高くなる。一方、前述した実施形態のＳＢＦ１，２においては、トラヒック量は低減できるものの、ピュアフラッディングに比べ中継局となりうる無線装置１０の台数が少ないため、パケット到達率は、ピュアフラッディングよりも悪くなる場合がある。

図８（ａ）は、本発明の実施形態の変形例にかかる無線装置１０のパケット到達率を示すグラフである。シミュレーション条件は、図５における条件と同等とする。図８（ａ）に図示するごとく、ＳＢＦ（２−Ｂ）の方式は、送信元の無線装置１０を中心とした通信エリア内の無線装置１０の台数が２５以下の場合、ピュアフラッディングに比べて、セクタ数Ｂに関わらずパケット到達率が大きく低下する。これは、台数密度が低い領域ではパケット信号の中継局数を抑えられることによって、最終的に受信すべき無線装置１０までパケット信号が到達できなかった割合が高くなったことを示している。また、ＳＢＦ（１−Ｂ）では、通信エリア内の無線装置１０の台数密度が６以下の場合、セクタ数Ｂにより多少の違いがあるものの、ピュアフラッディングに比べてパケット到達率が落ちている。

これらの測定結果より、通信エリア内の無線装置１０の台数密度が概ね２５以上の環境ではＳＢＦ（２−Ｂ）方式、無線装置１０の台数密度が概ね６〜２５の環境ではＳＢＦ（１−Ｂ）方式、無線装置１０の台数が概ね６以下の環境ではピュアフラッディングに通信方式を切り替えることができれば、トラヒック量の増加を抑えつつ、高いパケット到達率を実現することが可能となる。なお、ＳＢＦ（１−Ｂ）方式、ＳＢＦ（２−Ｂ）方式ともセクタ数Ｂの変化によってパケット到達率はそれほど変わらないこと、またセクタ数Ｂが少ないほどトラヒック量が少ないことを鑑み、Ｂ＝３としたときのＳＢＦ（１−３）方式、ＳＢＦ（２−３）方式、フラッディング方式を適応的に切替えることが望ましい。

本変形例においては、通信エリア内の他の無線装置１０の台数密度の推定には、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれた送信元の無線装置１０と理想中継地点との距離を示す距離情報２１０を用いる。無線装置１０は、理想中継地点の位置に依存されずに移動しうるものであるが、それにもかかわらず、理想中継地点との距離が短い場合、送信元の無線装置１０の周囲の台数密度が高い確率が高いといえ、一方、距離が長いほど台数密度が低い確率が高いといえるからである。ここでは、送信元の無線装置１０の周囲の台数密度を、中継局としての無線装置１０の周囲の台数密度として用いることとしている。以下においては、通信エリア内の台数密度が２５あるいは６のときの、理想中継地点からの距離を調べるために、理想中継ポイントからの距離と、１台の無線装置１０あたりの占有面積との関係を算出した。

図８（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例にかかる理想中継地点と通信エリア内の無線装置１０の占有率との関係を示すグラフである。ＳＢＦ（２−３）方式でパケット到達率が劣化し始める「通信エリア内の台数密度＝２５」は、３セクタを想定すると約１／８セクタに１つの無線装置１０が存在することになり、無線装置１台あたりのセクタの占有面積は０．１２５となる。同図より、占有面積０．１２５のときは、理想中継地点から距離は３０ｍとなり、当該距離内に１つの無線装置１０が存在することになる。

同様に、ＳＢＦ（１−Ｂ）でパケット到達率が劣化し始める「通信エリア内の台数密度＝６」は、理想中継地点から６０ｍ以内に１つの端末が存在することになる。したがって、理想中継地点からの距離が６０ｍ以上のときにはピュアフラッディングに、３０ｍから６０ｍのときにはＳＢＦ（１−Ｂ）通信方式に、３０ｍ以下のときにはＳＢＦ（２−Ｂ）通信方式にそれぞれ切り替えることによって、高いパケット到達率を実現しながらパケット送信数を大きく低減するフラッディング方式が実現できることとなる。

以上説明したように、本変形例においては、ＳＢＦ１とＳＢＦ２とピュアフラッディングを切替えることによって、どのような通信環境においても適応させることとした。これにより、定常的に、パケット到達率を向上しつつ、トラヒック量の増加を抑制できる。以下、本変形例の構成例、動作例について順に説明する。

本変形例における中継処理部３８は、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれる送信元の無線装置１０と理想中継地点との距離を示す距離情報２１０に応じて、遅延時間が経過する前に受信部３０によって受信した信号に含まれた送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４と、それぞれ同一の送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４が含まれた信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止するＳＢＦ（２−Ｂ）と、遅延時間が経過する前に領域導出部４０によって導出された領域と同じ領域を示すセクタＩＤ２１４が含まれたパケット信号２００を別の無線装置１０から受信した場合であって、受信部３０によって受信した信号に含まれた送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４と、それぞれ同一の送信元局ＩＤ２０２、シーケンス番号２０４が含まれた信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止するＳＢＦ（１−Ｂ）と、を切替える。

密度推定部は、受信部３０によって受信されたパケット信号２００に含まれる距離情報２１０をもとに、周囲の単位面積あたりの数を推定する。推定される台数密度は、距離情報２１０に示された距離が長いほど低く、距離が短いほど高くしてもよい。この場合、中継処理部３８の比較部４４は、推定された無線装置１０の台数密度に応じて、ＳＢＦ（１−Ｂ）とＳＢＦ（２−Ｂ）とを切替える。比較部４４は、ＳＢＦ（１−Ｂ）とＳＢＦ（２−Ｂ）にピュアフラッディングを加えた３つの方式をそれぞれ切替えてもよい。切替え処理は、予め設定されたしきい値と密度推定部によって取得された無線装置１０の台数とを比較することによって実行される。

図９は、本発明の実施形態の変形例にかかる無線装置１０の動作例を示す図である。この処理は、中継局となりうる無線装置１０が送信元の無線装置１０から報知されたパケット信号２００を受信したことを契機として実行されてもよい。なお、第１しきい値、第２しきい値は双方とも正の整数であり、第１しきい値は第２しきい値より小さい値が設定されているものとする。

無線装置１０は、受信したパケット信号２００に含まれた情報にもとづいて、遅延時間と通信エリア内の他の無線装置１０の台数密度を取得する（Ｓ７０）。つぎに、無線装置１０は、取得した他の無線装置１０の台数密度と第１しきい値とを比較する（Ｓ７２）。他の無線装置１０の台数密度が第１しきい値未満である場合（Ｓ７２のＹ）、無線装置１０は、ピュアフラッディング方式に基づいて、中継処理を実行する（Ｓ７４）。他の無線装置１０の台数密度が第１しきい値以上である場合（Ｓ７２のＮ）、Ｓ７６以降の処理に移る。

ここで、無線装置１０は、さらにパケット信号２００を受信したか否かを判定する（Ｓ７６）。受信していない場合（Ｓ７６のＮ）、無線装置１０は、Ｓ８４の処理に移る。受信した場合（Ｓ７６のＹ）、無線装置１０は、推定した他の無線装置１０の台数密度と第２しきい値とを比較する（Ｓ７８）。台数密度が第２しきい値未満である場合（Ｓ７８のＹ）、ＳＢＦ（１−Ｂ）に基づく中継処理を実行するために、Ｓ７０とＳ７６でそれぞれ受信したパケット信号２００に含まれた送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４をそれぞれ比較する（Ｓ８０）。また、Ｓ７６で受信したパケット信号２００に含まれたセクタＩＤ２１４と領域導出部４０で導出された領域とを比較する（Ｓ８０）。一方、台数密度が第２しきい値以上である場合（Ｓ７８のＮ）、ＳＢＦ（２−Ｂ）に基づく中継処理を実行するために、Ｓ７０とＳ７６でそれぞれ受信したパケット信号２００に含まれた送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４をそれぞれ比較する（Ｓ９２）。

Ｓ８０もしくはＳ９２の比較において、比較対象のすべてが一致している場合（Ｓ８２のＹ）、無線装置１０は中継処理を中止する（Ｓ８６）。一致していない場合（Ｓ８２のＮ）、または、さらにパケット信号２００を受信していない場合（Ｓ７６のＮ）、無線装置１０は、Ｓ７０において導出した遅延時間が経過しているか否かを確認する（Ｓ８４）。ここで、遅延時間を経過していた場合（Ｓ８４のＹ）、無線装置１０は、送信元の無線装置１０から報知されたパケット信号２００の中継処理を実行する（Ｓ７４）。一方、遅延時間が経過していなかった場合（Ｓ８４のＮ）、無線装置１０は、中継処理を待機し（Ｓ８８）、Ｓ７６以降の処理を繰り返す。

本変形例によれば、通信エリア内の無線装置１０の台数に応じて、中継処理を切替えることによって、通信環境に適応した制御が可能となるため、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。また、距離検出部３６によって検出された距離に応じて、中継処理を切替えることによって、通信環境に適応した制御が可能となるため、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。また、密度推定部によって推定された他の中継装置の単位面積あたりの数が所定のしきい値より低い場合に第１中継処理を実行し、所定のしきい値より高い場合に第２中継処理を実行することによって、通信環境に適応した制御が可能となるため、パケット到達率に影響を与えずに無線リソースを節約できる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施形態においては、セクタ数、および、セクタの分割の態様は、あらかじめ無線装置１０に設定されているとして説明した。しかしながらこれにかぎらず、セクタ数は、無線装置１０ごとに異なってもよい。セクタの分割の態様は、無線装置１０ごとに異なってもよい。また、通信経路の状態や、中継するパケット信号２００の種別によって、適宜、切替えられてもよい。このような態様により、通信環境の変化に追従でき、トラヒック量を低減できる。また、ＳＢＦ（２−Ｂ）の場合における比較部４４の比較対象を送信元局ＩＤ２０２とシーケンス番号２０４として説明したが、送信元局ＩＤ２０２のみを比較対象としてもよい。また、本変形例においては、通信エリア内の他の無線装置１０の台数密度を理想中継地点との距離に応じて推定するとして説明したが、任意の通信装置から通信エリア内の無線装置１０の台数密度を取得してもよい。

本発明の実施形態にかかるアドホックシステムの構成例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態にかかるアドホックシステムの構成例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態にかかるアドホックシステムの構成例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態にかかるアドホックシステムの構成例を模式的に示す図である。 本発明の実施形態にかかる無線装置の構成例を示す図である。 図２の無線装置が受信するパケット信号の構成例を示す図である。 図２の中継処理部の構成例を示す図である。 図５は、図１のアドホックシステムにおけるトラヒック量を示すグラフである。 図１（ｃ）のアドホックシステムの動作例を示すシーケンス図である。 図１の無線装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例にかかる無線装置のパケット到達率を示すグラフである。 本発明の実施形態の変形例にかかる理想中継地点と通信エリア内の無線装置の占有率との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態の変形例にかかる無線装置の動作例を示す図である。

符号の説明

１０ 無線装置、 ３０ 受信部、 ３２ 理想中継地点導出部、 ３４ 位置取得部、 ３６ 距離検出部、 ３８ 中継処理部、 ４０ 領域導出部、 ４２ 遅延時間導出部、 ４４ 比較部、 ４６ 遅延制御部、 ４８ 中継制御部、 １００ アドホックシステム、 ２００ パケット信号、 ２０２ 送信元局ＩＤ、 ２０４ シーケンス番号、 ２０６ 緯度情報、 ２０８ 経度情報、 ２１０ 距離情報、 ２１２ ホップ数、 ２１４ セクタＩＤ。

Claims (7)

1. 所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置であって、
   当該中継装置の位置を取得する位置取得部と、
   無線装置から報知された信号であって、前記無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継するための中継装置が位置すべき理想中継地点を導出する理想中継地点導出部と、
   前記理想中継地点導出部によって導出された理想中継地点と、前記位置取得部によって取得された当該中継装置の位置との間の距離を検出する距離検出部と、
   前記受信部によって無線装置から報知された信号を受信してから、前記距離検出部によって検出された距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行する中継処理部と、を備え、
   前記中継処理部は、前記遅延時間が経過する前に、前記受信部が信号を再び受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することを特徴とする中継装置。
2. 前記受信部において受信した信号には、無線装置を識別する識別情報が含まれており、
   前記中継処理部は、前記遅延時間が経過する前に、前記受信部によって受信した信号に含まれた識別情報と同一の識別情報が含まれた信号が受信された場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記受信部によって受信された信号に含まれた位置情報と、前記位置取得部によって取得された当該中継装置の位置とにもとづいて、前記無線装置を中心として規定された複数の領域のうち、当該中継装置の属する領域を導出する領域導出部をさらに備え、
   前記中継処理部は、前記受信部によって受信された信号を中継する際に、前記領域導出部によって導出された領域が示された領域情報を信号に含め、前記遅延時間が経過する前に、前記領域導出部によって導出された領域と同じ領域を示す領域情報が含まれた信号を別の中継装置から受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
4. 所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置であって、
   当該中継装置の位置を取得する位置取得部と、
   無線装置から報知された信号であって、無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された信号に含まれた位置情報と、前記位置取得部によって取得された当該中継装置の位置とにもとづいて、無線装置を中心として規定された複数の領域のうち、当該中継装置の属する領域を導出する領域導出部と、
   前記受信部によって受信された信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継する中継装置が位置すべき理想中継地点を検出する理想中継地点導出部と、
   前記理想中継地点導出部によって検出された理想中継地点と、前記位置取得部によって取得された当該中継装置の位置との間の距離を検出する距離検出部と、
   前記受信部によって受信された信号にもとづいて、周囲に存在する単位面積あたりの他の中継装置の数を推定する密度推定部と、
   前記受信部によって無線装置から報知された信号を受信してから、前記距離検出部によって検出された距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、その信号の中継処理を実行する中継処理部と、を備え、
   前記中継処理部は、前記密度推定部によって推定された他の中継装置の単位面積あたりの数に応じて、前記遅延時間が経過する前に、前記受信部が信号を再び受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止する第１中継処理と、前記遅延時間が経過する前に前記受信部によって受信した信号に含まれた領域情報と前記領域導出部によって導出された領域とが同じ領域を示す場合に前記遅延時間が経過した後の中継処理を中止する第２中継処理と、のいずれかを実行することを特徴とする中継装置。
5. 前記中継処理部は、前記密度推定部によって取得された他の中継装置の単位面積あたりの数が所定のしきい値より低い場合に前記第１中継処理を実行し、所定のしきい値より高い場合に前記第２中継処理を実行することを特徴とする請求項４に記載の中継装置。
6. 前記受信部は、無線装置から報知された信号であって、その無線装置と理想中継地点との距離が含まれた信号を受信し、
   前記密度推定部は、前記受信部によって受信された信号に含まれる距離をもとに、他の中継装置の単位面積あたりの数を推定することを特徴とする請求項４に記載の中継装置。
7. 所定の無線装置から報知された信号を中継する中継装置の中継方法であって、
   当該中継装置の位置を取得するステップと、
   無線装置から報知された信号であって、前記無線装置の位置を示す位置情報が含まれた信号を受信するステップと、
   前記信号に含まれた位置情報にもとづいて、無線装置から報知された信号を中継するための中継装置が位置すべき理想中継地点を導出するステップと、
   前記理想中継地点と前記中継装置の位置との間の距離を検出するステップと、
   無線装置から報知された信号を受信してから、前記距離をもとに設定された遅延時間が経過した後に、中継処理を実行するステップと、を含み、
   前記実行するステップは、前記遅延時間が経過する前に、無線装置から再び信号を受信した場合、遅延時間が経過した後の中継処理を中止することを特徴とする中継方法。

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