JP2009206624A - 間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 間欠受信の効果を落とすことなく、データ伝送の遅延を低下することができる間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、一定間隔ごとにデータ受信待機を行う任意の受信側通信装置に対して、任意の送信元通信装置から受信したデータを送信可能であり、上記一定間隔ごとにデータ受信待機を行う間欠動作通信装置に関する。そして、間欠動作通信装置は、１又は複数の受信側通信装置を、当該間欠動作通信装置がデータ受信待機するタイミングの基準となる基準通信装置として選択する手段といずれかの基準通信装置の動作に応じたタイミングに、当該間欠動作通信装置のデータ受信待機するタイミングを変更する手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法に関し、例えば、空間に分散配置された多数の無線通信ノードが、無線を利用して相互にデータ通信を行うセンサネットワークなどの通信システムに適用し得るものである。

複数の無線通信ノードが、無線を利用して相互にデータ通信を行う場合において、消費電力の節約のために定期的に使用しないデバイスの電源をオフにするような間欠動作を行いながらも通信を行う方法が研究、開発されており、間欠動作をしながら通信を行う方式として非特許文献１に示すものがある。

図８は、非特許文献１に記載の通信方法について説明した説明図である。

非特許文献１に示された方法では周期的に短い時間だけ無線デバイスの電源をＯＮにして受信待機を行い、それ以外の時には無線デバイスの電源をＯＦＦにすることで、省電力化を図っている。以下では定期的な受信待機のタイミングをスニッフタイミングと呼ぶ。このような間欠受信による省電力動作を行っている無線ノードにデータパケットを送信するためには、短い時間の受信待機の時にあわせてパケットを送信する必要があるが、外部のノードからそのタイミングを知ることは困難であるため、送信パケットが発生したときには起動要求のパケットを連続して送信する。起動要求を連続して送信することで、いずれ送信先のノードの受信待機のタイミングに起動要求のパケットを送信することが出来る。この時、受信側のノードは起動要求に対して、起動応答を返すことで送信側のノードに自己が受信待機になったことを伝える。送信側のノードは起動応答を受け取った後にデータパケットを送信することで正しく送信することが可能となる。この方式は省電力リスニングと呼ばれており、非常にシンプルな方法であるが省電力効果が期待できる。
Ｅｎ−Ｙｉ Ａ. Ｌｉｎ，Ｊａｎ Ｍ. Ｒａｂａｅｙ，Ａｄａｍ Ｗｏｌｉｓｚ，"Ｐｏｗｅｒ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｒｅｎｄｅｚ−Ｖｏｕｓ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｆｏｒ Ｄｅｎｓｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，ＩＥＥＥ ｌｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ２００４，Ｊｕｎｅ ２００４

しかしながら、非特許文献１の方法では、動作周期Ｔで動作していた場合に、各ノードのスニッフタイミングがランダムに決定した場合には、任意のあるノードにパケットを送信する時の起動要求パケットの連続送信時間は、平均するとＴ／２となる。つまりパケットを中継するときには１ホップあたり平均Ｔ／２の遅延が発生する。省電力化を図るためには、ある程度の長さの動作周期Ｔが必要であるが、動作周期を長くするとその分だけ遅延が増加してしまうため、遅延の制約がある場合には動作周期を長くすることが出来なくなり、省電力効果を十分に発揮できないという問題がある。

そのため、間欠受信の効果を落とすことなく、データ伝送の遅延を低下することができる間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法が望まれている。

第１の本発明の間欠動作通信装置は、（１）一定間隔ごとにデータ受信待機を行う任意の受信側通信装置に対して、任意の送信元通信装置から受信したデータを送信可能であり、上記一定間隔ごとにデータ受信待機を行う間欠動作通信装置において、（２）１又は複数の上記受信側通信装置を、当該間欠動作通信装置がデータ受信待機するタイミングの基準となる基準通信装置として選択する基準通信装置選択手段と（３）いずれかの上記基準通信装置の動作に応じたタイミングに、当該間欠動作通信装置のデータ受信待機するタイミングを変更する受信待機タイミング変更手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明の通信システムは、（１）一定間隔ごとにデータ受信待機を行う、１又は複数の受信側通信装置と、（２）第１の本発明の間欠動作通信装置と、（３）上記間欠動作通信装置にデータ送信を行う、１又は複数の送信元通信装置とを有することを特徴とする。

第３の本発明の通信方法は、（１）一定間隔ごとにデータ受信待機を行う任意の受信側通信装置に対して、任意の送信元通信装置から受信したデータを送信可能であり、上記一定間隔ごとにデータ受信待機を行う間欠動作通信装置における通信方法において、（２）基準通信装置決定手段、受信待機タイミング変更手段を有し、（３）上記基準通信装置選択手段は、１又は複数の上記受信側通信装置を、上記間欠動作通信装置がデータ受信待機するタイミングを変更する基準となる基準通信装置として選択し、（４）上記受信待機タイミング変更手段は、いずれかの上記基準通信装置の動作に応じたタイミングに、上記間欠動作通信装置のデータ受信待機するタイミングを変更することを特徴とする。

本発明によれば、間欠受信の効果を落とすことなく、データ伝送の遅延を低下することができる間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法を実現できる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態の間欠動作通信装置は、ノードである。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、この実施形態の通信システム１の全体構成を示した図である。

図１は、この実施形態のノードの内部の機能的構成を示すブロック図である。

図２において、通信システム１には、少なくとも９つのノード１０（１０−１〜１０−９）が配置されているものとする。それぞれのノード１０−１〜１０−９は、同様の構成を有し、間欠動作をしながら無線通信を行うノードであるものとする。また、ノード（実施形態の間欠動作通信装置）は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、他の通信装置と通信をするためのインターフェースを有する装置（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、間欠動作プログラム等をインストールすることにより構築されるものであり、機能的には上述の図１のように示すことができる。

通信システム１では、ノード１０−１〜１０−９のネットワークトポロジ（接続形態）が、図２に示すようにツリー状になるように接続しているものとする。図２においては、ツリーの最上位に、ノード１０−１が配置されている。さらに、ノード１０−１の配下にノード１０−２、ノード１０−２の配下にノード１０−３、ノード１０−３の配下にノード１０−４が配置されている。

それぞれのノード１０（１０−１〜１０−９）は、受信パケット判定手段１１（１１−１〜１１−９）、送信バッファ１２（１２−１〜１２−９）、送信動作制御手段１３（１３−１〜１３−９）、スリープ動作制御手段１４（１４−１〜１４−９）、パケット送信手段１５（１５−１〜１５−９）、低遅延化ルート決定手段１６（１６−１〜１６−９）を有している。

受信パケット判定手段１１は、他のノード１０から与えられた受信パケットのうち、省電力通信に係る制御パケットを送信動作制御手段１３に与え、それ以外のデータパケットを、当該ノード１０における上位の処理（例えば、アプリケーションや中継処理）に与える。受信パケット判定手段１１における制御パケットには、起動要求パケットと起動応答パケットがある。起動要求パケットは、送信先ノードがスリープ状態であるのを起動させアクティブ状態に移行することを促すパケットであり、例えば、パケットが起動要求パケットであることを示すＩＤや起動要求の送信先、送信元ノードアドレスなどの情報が設定されたパケットである。起動応答パケットは、当該ノード１０が起動要求パケットを受け取り、アクティブ状態に移行したことを送信元に応答するパケットであり、パケットが起動応答であることを示すＩＤや起動応答の送信先、送信元アドレスなどの情報が設定されたパケットである。

送信バッファ１２は、当該ノード１０における上位の処理（例えばアプリケーションや中継処理）からデータパケットを受け取り、データパケットをバッファリングする。そして、送信動作制御手段１３の要求に応じてバッファリングしたデータパケットを、送信動作制御手段１３に与える。

送信動作制御手段１３は、受信パケット判定手段１１から起動要求の制御パケットを受け取ると起動要求パケットに対する応答として、パケット送信手段１５に、その起動要求の制御パケットの送信元に対して起動応答のパケット送信をさせる。また、送信動作制御手段１３は、受信パケット判定手段１１から起動応答の制御パケットを受け取った場合には、送信バッファ１２からデータパケットを取り出し、パケット送信手段１５に与えて、送信先のノード１０にデータパケットを送信させる。そして、起動応答のパケットを受け取った場合には、その起動応答パケットの送信元アドレスと、後述する低遅延化ルート決定手段１６が指定する低遅延化する送信先アドレスとを比較する。起動応答パケットの送信元アドレスと、低遅延化する送信先アドレスが同じであった場合には次回のスニッフタイミングの時刻をＴｒ＋Ｔ−Δｔとしてスリープ動作制御手段１４に通知する。ここで、Ｔｒは現在のタイマー値、Ｔは定期的なスニッフ動作の周期、Δｔは、例えば、当該ノード１０において、受信待機を開始してから、他のノード１０からデータを受信し、受信したノードをさらに別のノードに転送するための起動要求パケットを送信までの時間としても良い。また、Δｔは、例えば、数回分の起動要求パケット、起動応答パケット、データパケット、Ａｃｋ（確認応答）などを送信するのに十分な時間必要である。

上述のようにして、送信動作制御手段１３は、当該ノード１０のスニッフタイミングを、送信先ノードにおけるスニッフタイミングのΔｔ秒前に設定する。

また、送信動作制御手段１３は、送信バッファ１２にデータパケットが蓄積されている場合には、当該ノード１０のスニッフタイミングの後まで待機し、パケット送信手段１５に起動要求の制御パケットを送る。起動要求パケットは一度起動要求を送り始めたら、起動応答を受信するか、一定時間が経過し処理がタイムアウトするまでパケット送信手段１５を介して連続して起動要求を送り続ける。ここで、起動要求パケットの連続送信処理がタイムアウトした場合はランダム時間だけ待ってから再び起動要求パケットの送信を行うなどのバックオフ処理を行うようにしても良い。

スリープ動作制御手段１４は周期Ｔごとに１回、無線デバイスの電源をＯＮにし受信待機状態にし、それ以外では無線デバイスの電源をＯＦＦ、もしくはＯＦＦに準じる低消費電力動作状態にする動作を繰り返す処理を行う。（例えば１０００ｍｓに一回４ｍｓ受信待機を行うなど）ここで、送信動作制御手段１３からスニッフタイミングの制御を受けると次回の受信待機を行うタイミングを送信動作制御手段１３の指定する時間に変更する。また、スリープ動作制御手段１４は、パケット送信手段１５がパケットを送信する際には起動要求を受け取り、パケットが送信できるように無線デバイスの電源をＯＮにする。

パケット送信手段１５は、送信動作制御手段１３から受け取ったパケットを無線通信デバイスから送信する。ここでパケットを送信する際にはスリープ動作制御手段１４に無線デバイスの電源をＯＮにするように起動要求を送ることで、パケット送信時にはスリープ動作と関係なくパケットが送信できる。

低遅延化ルート決定手段低遅延化ルート決定手段１６は、マルチホップ通信を行うための経路決定手段の情報をもとに低遅延化する送信先を決定する。例えば、ＺｉｇＢｅｅなどで用いられているクラスタツリールーチングと呼ばれる方法では、各ノードは唯一の親ノードを持つため、この親ノードを低遅延化する送信先として選択するようにしても良い。この実施形態の低遅延化ルート決定手段１６では、上述の図２に示す、ツリー構造のネットワークにおいて当該ノード１０の一つ上位に位置する親のノード１０に係る情報を低遅延化する送信先と決定し、ツリーの上位のノードヘの転送経路を低遅延化ルートと選ぶようにしているものとする。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の通信システム１の動作（この実施形態の通信方法）を説明する。

まず、ノード１０−３からノード１０−２にパケットを送信する場合の動作を説明した後に、ノード１０−４から、ノード１０−３、１０−２を中継してノード１０−１までパケットを送信する場合の動作について説明する。

図３は、２つのノード１０−２、１０−３間でデータを送受信する場合の動作の例を説明したタイミングチャートである。図３では、ノード１０−３からノード１０−２にパケットを送信する場合の動作について説明している。

ノード１０−３において、送信するデータパケットが発生（例えば、ノード１０−４からノード１０−１へ向けて送出されたパケットを受信）すると、送信バッファ１２−３にデータパケットが蓄積される。送信動作制御手段１３−３では、送信バッファ１２−３にデータパケットが蓄積されていることと、自装置（ノード１０−３）のスニッフタイミングが過ぎるのを確認してパケット送信手段１５にデータパケットの中継送信先のノード１０−２に対して起動要求の制御パケットを送信させる。ノード１０−２から、起動要求のパケットに対する起動応答が返答されるか、処理がタイムアウトするまで繰り返し送信し続ける。一方、このときノード１０−２では、スリープ動作制御手段１４−２に基づいて無線機の周期的なスリープ動作が行われている。スリープ動作制御手段１４−２に基づいて定期的におとずれる受信待機の状態になると、ノード１０−３から連続送信されている起動要求の制御パケットを受信することができる。（Ｓ１０１）。

次に、ノード１０−２では、受信パケット判定手段１１−２により、ノード１０−３から与えられた起動要求のパケットが、送信動作制御手段１３−２に与えられる。そして、ノード１０−２では、送信動作制御手段１３−２により、パケット送信手段１５−２が制御され、ノード１０−３からの起動要求に対する起動応答パケットがノード１０−３に向けて送信される（Ｓ１０２）。

次に、ノード１０−３は、ノード１０−２から起動応答パケットを受信し、起動要求パケットの連続送信を停止しノード１０−２に対してデータパケットを送信し、データパケット送信処理を完了する（Ｓ１０３）。この例ではデータパケットのみを送信しているが、この後パケット受信完了を示す確認応答（ＡＣＫ）を返送してもよい、また、送信するデータパケットが複数パケットであってもよい。

一方、上述のステップＳ１０２において、ノード１０−２からの起動応答パケットを受信したノード１０−３では、低遅延化ルート決定手段１６−３により、上位の処理に基づいて低遅延化するルートが決定される。ここでは、ノード１０−２はノード１０−３の親ノードの関係にあるものとし、ノード１０−３の低遅延化ルート決定手段１６−３では、低遅延化する送信先アドレスが、親ノードであるノード１０−２と決定されるものとする。そして、決定した低遅延化する送信先アドレスと起動応答の送信元アドレスが比較される。ここでは、送信動作制御手段１３−３では、低遅延化ルート決定手段１６−３で決定された低遅延化する送信先アドレスと、上述のステップＳ１０２における起動応答の送信元アドレスは、いずれもノード１０−２のアドレスで一致する。よって、送信動作制御手段１３−３では、ノード１０−２に対する送信を低遅延化するために、上述した次回スニッフタイミング計算方法に基づき、次回スニッフタイミングをＴｒ＋Ｔ−Δｔとなるようにスリープ動作制御手段１４に対してスニッフタイミングの制御を要求する。

上述のように、ノード１０−３において次回のスニッフタイミングを設定すると、例えば、再びノード１０−４からノード１０−１に向けて送出されたパケットが、ノード１０−３に与えられた場合には、ノード１０−３のスニッフタイミングからΔｔ秒後にノード１０−２のスニッフタイミングが発生することになる。

図４は、送信元のノード１０−４から、２つのノード１０−３、１０−２を中継して送信先のノード１０−１までパケットを伝送する動作の例について説明したタイミングチャートである。図４ではノード１０−４から、ノード１０−３、１０−２を中継してノード１０−１までパケットを送信する場合の動作について説明している。

各ノード１０−１〜１０−４がパケットを中継するごとに、上述の図３の説明と同様の動作を行うことで、ノード１０−２〜１０−４のそれぞれのスニッフタイミングは、それぞれの親ノードのスニッフタイミングよりΔｔだけ早く設定され、図４に示すように、ノード１０−１〜１０−４におけるスニッフタイミングが階段状に形成され、ノード１０−４で発生したパケットは１ホップあたり約Δｔだけの遅延で送信されることになる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

従来の方法（特許文献１参照）では、パケットをマルチホップで中継する際に従来は送信先ノードのスニッフタイミングになるまでの長い期間にわたって起動要求パケットを送信する必要があったが、この実施形態では、特定のノード１０（低遅延化ルート決定手段１６が、低遅延化経路の送信先として選択したノード）に送信する場合はΔｔの期間だけ、起動要求のパケットを送信先ノード送信すれば、送信先ノードのスニッフタイミングとなるように、当該ノード１０のスニッフタイミングを制御しているために、上述の図４の例に示すように中継にかかる遅延を大幅に小さくすることができる。例えば、従来のネットワークでは、上述の図４に示す例のように、ノード１０−４からノード１０−１までパケットをマルチホップで中継送信する場合には、１ホップあたり平均Ｔ／２かかっていたものが、Δｔだけですむことになる。

また、送信先のノード１０へ起動要求パケットを連続送信している時間も短くすることが可能となるため、省電力効果も期待できる。例えば、上述の図２のようにツリー状のネットワークにおいて上り方向のトラフィック（例えば、ノード１０−４からノード１０−１へ向かうトラフィック）を考えた場合は、各ノード１０の送信先は１つに決定することが容易であるため、非常に高い効果が期待できる。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態の間欠動作通信装置は、ノードである。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、この実施形態の通信システム２の全体構成を示した図である。

図６は、この実施形態のノードの内部の機能的構成を示すブロック図であり、上述した図１との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

通信システム２では、すくなくとも５つのノード２０（２０−１〜２０−５）が配置されているものとする。それぞれのノード２０−１〜２０−５は、それぞれ第１の実施形態のノード１０とほぼ同様の構成を有するが、後述する複数回スニッフ制御手段１７を設けた点などが異なっている。

通信システム２では、それぞれのノード２０（２０−１〜２０−５）が、図５に示すようにツリー状になるように接続しているものとする。図５においては、ツリーの上位に、ノード２０−１が配置され、ノード１０−１の配下にノード１０−２〜１０−５が接続されているものとする。

ノード２０（２０−１〜２０−５）は、受信パケット判定手段１１（１１−１〜１１−５）、送信バッファ１２（１２−１〜１２−５）、送信動作制御手段１３Ａ（１３Ａ−１〜１３Ａ−５）、スリープ動作制御手段１４Ａ（１４Ａ−１〜１４Ａ−５）、パケット送信手段１５（１５−１〜１５−５）、低遅延化ルート決定手段１６（１６−１〜１６−５）、複数回スニッフ制御手段２７（７−１〜７−５）を有している。受信パケット判定手段１１、送信バッファ１２、パケット送信手段１５、低遅延化ルート決定手段１６については、それぞれ第１の実施形態のものであるので説明を省略する。

複数回スニッフ制御手段２７は、例えば、過去のトラフィック量などに基づいて、スニッフする頻度を決定し、送信動作制御手段１３Ａ及びスリープ動作制御手段１４Ａを制御するものである。

複数回スニッフ制御手段２７は、過去のトラフィックに係る履歴情報、例えば、過去τ秒間の受信パケット数を記録する。そして、この過去τ秒間の受信パケット数をトリガーとして受信パケット数が多くなればなるほど、周期Ｔあたりのスニッフ回数を増やすように動作する。逆に受信パケット数が少なくなれば、スニッフ回数を減らす。ここで、周期Ｔあたりの最小スニッフ回数は１回となるようにしておき、例えば、もともとあるスニッフタイミングを識別するＩＤをスニッフ０とし、増やしたスニッフタイミングにはスニッフ１、スニッフ２とする。そして、１周期（周期Ｔ）の間に複数回のスニッフを行う場合は、どのスニッフＩＤの時にどのノード２０からの起動要求に返答するかの対応表を持つことで、明示的に負荷分散できる。

例えば、通信システム２において、ノード２０−１では、自装置にパケットを送信してくる可能性のあるノードがノード２０−２、２０−３への応答はスニッフ０で受信し、ノード２０−４、２０−５とそれ以外のノードはスニッフ１で受信するなどの関係を決定して、決定したリスト（以下、「ノードリスト」という）を送信動作制御手段１３Ａに通知しておくことで、送信動作制御手段１３Ａはこの対応に合わせて動作する。この対応関係の決定としては、各スニッフＩＤに割り当てられるノード数が均等になるようにランダムに決定する方法としても良いし、各ノードの過去のトラフィックの発生状況を保存しておき、各スニッフＩＤに割り当てられるノードのトラフィックが均等になるように割り当てる方法でも良いし、予め手動で設定する方法でも良い。

送信動作制御手段１３Ａは、起動要求の制御パケットを受け取った時には、まずスリープ動作制御手段１４Ａから通知されるスニッフＩＤから現在のスニッフＩＤの時に起動要求に返答するか否かを、複数回スニッフ制御手段１７から通知されたノードリストに基づいて決定する。このスニッフＩＤとノードの対応は複数回スニッフ制御手段１７から通知される。そして、起動要求の送信元が現在のスニッフＩＤで起動応答を返答するノードであれば起動応答の返答をパケット送信手段１５を介して行い、対応関係に当てはまらなければなにもしない。

スリープ動作制御手段１４Ａは、動作周期Ｔ秒間に複数回スニッフ制御手段１７から通知されるスニッフ回数分だけ、スニッフを行う。ここで最小のスニッフ１回の時のスニッフＩＤは０として、スニッフ回数が増えるごとに、１、２、３と各スニッフタイミングにＩＤを付与する。そして、スニッフタイミングがやってくるたびに送信動作制御手段１３ＡにスニッフＩＤを伝える。スニッフタイミングの制御でタイミングを制御するのはスニッフ０に固定して、その他のスニッフタイミングは０に連動して周期Ｔをスニッフ回数で均等に分割するタイミングとしたり、もしくはｎをスニッフＩＤとした時に、スニッフ（ｎ）はスニッフ（ｎ−１）のｘ秒後となるタイミングとするなどして、異なるスニッフＩＤが同じスニッフタイミングにならないように調整するようにしても良い。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム２の動作（この実施形態の通信方法）を説明する。

複数回スニッフ制御手段１７において、スニッフ回数が１と決定された場合の動作は、第１の実施形態と同じ動作となるため説明を省略する。

ノード２０−１が過去τ秒間で受信パケットしたパケット数が多くなり、複数回スニッフ制御手段１７によってスニッフ回数が２以上となると、スリープ動作制御手段１４Ａに、スニッフ回数を通知する。スニッフ回数が２であったとすると、送信動作制御手段１３Ａにスニッフ０で応答するノード（例えば、ノード２０−２、２０−３）スニッフ１のＩＤで応答するノード（例えば、ノード２０−４、２０−５、それ以外のノード）と対応関係を伝える。スリープ動作制御手段１４Ａはスニッフ回数が２回となったことの通知をうけ、新しくスニッフ１のスニッフタイミングのスケジュールを生成し、１周期（周期Ｔ）に２回のスニッフを行う。

ここで、例えば、ノード２０−２がノード２０−１に対してデータパケットを送る時には、ノード２０−２が起動要求の制御パケットをノード２０−１に連続送信した場合、ノード２０−１がスニッフタイミングとなると起動要求の制御パケットを受信する。このノード２０−１が、起動要求の制御パケットを受信すると、スリープ動作制御手段１４ＡはスニッフＩＤを送信動作制御手段１３Ａに伝えているため、制御パケットの送信元と複数回スニッフ制御手段１７から通知されたスニッフＩＤとノードの対応関係から受信した起動要求に対して起動応答を返信すべきかを判断できる。対応関係に当てはまらなければ、起動要求を無視し、対応関係に当てはまれば起動応答パケットを送信する。対応関係に当てはまらず無視した場合にも次回以降のスニッフタイミングで起動応答のパケットを送信することになる。上述のようにして、起動応答を受け取ったノード２０−２はデータパケットをノード２０−１に送信し、パケット送信を完了する。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の実施形態のノード１０では、１周期（周期Ｔ）ごとに一度のスニッフでは１ノードからしかデータパケットを受け取ることができないため、同周期に２つのノードから受信することは不可能であり、最悪の場合２つのノードの同時送信によって衝突が発生し、キャリアセンスによって衝突が回避できても、どちらかのノードからの受信は次の周期に後回しにする必要がなってしまうため、その分だけ遅延が増大するという問題があった。しかし、この実施形態のノード２０では、トラフィックの発生頻度に応じて、１周期（周期Ｔ）あたりのスニッフの回数を増やすことによって、１周期（周期Ｔ）に２ノード以上からのパケットを受信することが可能となり、負荷分散や低遅延化することができる。

（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による間欠動作通信装置、通信システム及び通信方法の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。なお、この実施形態の間欠動作通信装置は、ノードである。

（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図７は、この実施形態のノードの全体構成を示すブロック図である。

図示は省略しているが、この実施形態の通信システムは、図７に示すノード３０を複数配置したものである。

この実施形態のノード３０は、受信パケット判定手段１１、送信バッファ１２、送信動作制御手段１３、スリープ動作制御手段１４、パケット送信手段１５送信履歴管理手段１８を有している。この実施形態のノード３０は、第１の実施形態のノード１０の低遅延化ルート決定手段１６が、送信履歴管理手段１８に置き換わっているだけであるため、送信履歴管理手段１８以外の構成の説明は省略する。

送信履歴管理手段１８は、過去のトラフィックに係る履歴情報、例えば、過去τ秒の間に送信したパケットの送信先と送信回数やプライオリティなど記録しておく。その結果をもとに、パケット送信回数の多い送信先とプライオリティが高いパケットを送信している送信先がより上位に来るように重み付けして評価し、最も評価の高いノードのアドレスを低遅延化する送信先アドレスとして送信動作制御手段１３に伝える。

（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
この実施形態では、上述の送信履歴管理手段１８の動作に基づいて低遅延化する送信先アドレスを決定することが異なる点を除いて第１の実施形態と同じであるため、詳しい動作（この実施形態の通信方法）の説明は省略する。

（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
この実施形態によれば、ノード３０では、過去のトラフィックに係る履歴情報に基づき、送信回数やプライオリティから低遅延化する転送先を決定することができる。これにより、第１の実施形態では、ネットワークの転送経路情報など、上位の処理によって低遅延化するルートを決定する必要があったものが、それらの情報を有さない状態においても合理的に低遅延化するルートを決定することができる。

（Ｄ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｄ−１）第１の実施形態において、低遅延化ルート決定手段１６では、低遅延化する送信先のノード１０を予め設定しておくようにしても良い。また、低遅延化ルート決定手段１６では、他のノード１０にデータを送信する都度に低遅延化する送信先のノード１０を更新するようにしても良いし、一定時間ごとに定期的に更新するようにしてもよく、その更新するタイミングは限定されないものである。また、低遅延化ルート決定手段１６が、低遅延化する送信先のノード１０の数は一つでもよいし複数であっても良い。

（Ｄ−２）上記の第１、第２、第３の実施形態のノードのうち、複数種類のノードを組み合わせて通信システムを構成しても良いし、上記の各実施形態のノードの以外のノードを混在させて通信システムを構成しても良い。

第１の実施形態に係るノード（間欠動作通信装置）の内部の機能的構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る通信システムの全体構成の例を示した説明図である。 第１の実施形態に係る、２つのノード間でデータを送受信する場合の動作の例を説明したタイミングチャートである。 第１の実施形態に係る送信元のノードから、２つのノードを中継して送信先のまでパケットを伝送する動作の例について説明したタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る通信システムの全体構成の例を示した説明図である。 第２の実施形態に係るノード（間欠動作通信装置）の内部の機能的構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係るノード（間欠動作通信装置）の内部の機能的構成を示すブロック図である。 従来の間欠動作通信方法におけるトラフィック発生時の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…通信システム、１０，１０−１〜１０−９…ノード、１１，１１−１〜１１−９…受信パケット判定手段、１２，１２−１〜１２−９…送信バッファ、１３，１３−１〜１３−９…送信動作制御手段、１４，１４−１〜１４−９…スリープ動作制御手段、１５，１５−１〜１５−９…パケット送信手段、１６，１６−１〜１６−９…低遅延化ルート決定手段、１７，１７−１〜１７−９…複数回スニッフ制御手段。

Claims (10)

1. 一定間隔ごとにデータ受信待機を行う任意の受信側通信装置に対して、任意の送信元通信装置から受信したデータを送信可能であり、上記一定間隔ごとにデータ受信待機を行う間欠動作通信装置において、
   １又は複数の上記受信側通信装置を、当該間欠動作通信装置がデータ受信待機するタイミングの基準となる基準通信装置として選択する基準通信装置選択手段と
   いずれかの上記基準通信装置の動作に応じたタイミングに、当該間欠動作通信装置のデータ受信待機するタイミングを変更する受信待機タイミング変更手段と
   を有することを特徴とする間欠動作通信装置。
2. いずれかの上記基準通信装置から応答信号を受信したタイミング、又は、いずれかの上記基準通信装置にデータ送信を行ったタイミングに基づいて、その基準通信装置がデータ受信待機を行うタイミングを推定する受信待機タイミング推定手段をさらに有し、
   上記受信待機タイミング変更手段は、上記受信待機タイミング推定手段が推定したタイミングから一定時間ずらしたタイミングで、当該間欠動作通信装置をデータ受信待機させること
   を特徴とする請求項１に記載の間欠動作通信装置。
3. 上記基準通信装置決定手段は、当該間欠動作通信装置、上記受信側通信装置及び上記送信側通信装置を有する通信システムにおけるネットワークトポロジに応じて、上記基準通信装置を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の間欠動作通信装置。
4. 上記基準通信装置決定手段は、上記ネットワークトポロジがツリー構造である場合には、当該間欠動作通信装置の親ノードに該当する上記受信側通信装置を、上記基準通信装置として決定することを特徴とする請求項３に記載の間欠動作通信装置。
5. 上記基準通信装置決定手段は、過去に当該間欠動作通信装置がデータ送信した履歴に係る情報に基づいて、上記基準通信装置を決定することを特徴とする請求項１に記載の間欠動作通信装置。
6. 当該間欠動作通信装置がデータ送信した履歴に係る情報に基づいて、上記一定間隔の間に当該間欠動作通信装置がデータ受信待機を行う頻度を変動させる受信待機頻度変動手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の間欠動作通信装置。
7. 上記受信待機頻度変動手段により、上記一定間隔の間に複数のタイミングで当該間欠動作通信装置に受信待機させる場合には、それぞれの受信待機タイミングごとに対応する対応送信側通信装置を決定する対応関係決定手段と、
   それぞれの受信待機タイミングにおいて、上記対応関係決定手段により決定された対応送信側通信装置から送信されたデータのみを、当該間欠動作通信装置に受信させる受信限定手段
   をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の間欠動作通信装置。
8. 上記対応関係決定手段は、過去に当該間欠動作通信装置がデータを送受信した履歴に係る情報に基づいて、それぞれの受信待機タイミングごとに対応する対応送信側通信装置を決定することを特徴とする請求項７に記載の間欠動作通信装置。
9. 一定間隔ごとにデータ受信待機を行う、１又は複数の受信側通信装置と、
   請求項１〜８のいずれかに記載の間欠動作通信装置と、
   上記間欠動作通信装置にデータ送信を行う、１又は複数の送信元通信装置と
   を有することを特徴とする通信システム。
10. 一定間隔ごとにデータ受信待機を行う任意の受信側通信装置に対して、任意の送信元通信装置から受信したデータを送信可能であり、上記一定間隔ごとにデータ受信待機を行う間欠動作通信装置における通信方法において、
    基準通信装置決定手段、受信待機タイミング変更手段を有し、
    上記基準通信装置選択手段は、１又は複数の上記受信側通信装置を、上記間欠動作通信装置がデータ受信待機するタイミングを変更する基準となる基準通信装置として選択し、
    上記受信待機タイミング変更手段は、いずれかの上記基準通信装置の動作に応じたタイミングに、上記間欠動作通信装置のデータ受信待機するタイミングを変更する
    ことを特徴とする通信方法。

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