JP2011055208A - 通信端末、情報伝送システムおよび伝送ルート決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避し安定したネットワークコーディング情報伝送を実現することができる通信端末を得ること。
【解決手段】ネットワークコーディングを採用するアドホックネットワークを構成する通信端末であって、アドホックネットワークの接続状態を表すトポロジィ情報に基づいてデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を求める、複雑度を示す独立リンク複雑度に基づいて、アドホックネットワーク内の独立経路のうち、符号化ルーティングに用いる独立経路の集合である独立リンク集合として含める独立経路の候補である独立経路候補を選択し、前記独立経路候補に含まれる前記独立経路を前記独立リンク集合に含めるルーティング管理部２、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークコーディングを用いて情報を伝送する通信端末、情報伝送システムおよび伝送ルート決定方法に関する。

ネットワークコーディングを用いた情報伝送では、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ間（送信端末から受信端末までの間）の各端末が、独立リンク（端末間で利用する個々の端末間のリンク通信路）を用いて情報を符号化しながらルーティング（符号化ルーティング）することにより情報伝送を行う。

また、ネットワークコーディングに基づくアドホックネットワークは、各端末が受信したメッセージ情報をまとめて符号化して複数の端末へ送信する。この際、送信端末が符号化して送信した情報は受信端末で復元できるように各端末はあらかじめ定められた自身が実行する符号化関数を用いた符号化を実行する。この方法により、従来のツリー型のルーティング経路に関わらず、電波が届くリンクを活用し、各リンク上を伝送する情報量を増大させないマルチルーティングが可能となる。その結果、狭帯域環境下であっても、ネットワーク全体として限られた通信資源を計画的に最大限活用して情報を伝送が可能となる。

ネットワークコーディングに関する従来技術としては、たとえば、下記非特許文献１では、ネットワークコーディングのアイディアの基本が示されており、数学的なモデルが述べられている。また、下記特許文献１には、下記非特許文献１に記載された数学的なモデルを無線ネットワークとして実装し、各端末が連携して符号化する技術が提案されている。

また、下記特許文献２では、ネットワークコーディングによるメッシュ型リンク集合を用いて１対Ｎ（Ｎは２以上の整数）型情報配信を行う場合に、複数の受信端末に到達する経路（一般的なTree型のルートに相当）に対して優先度を設定し、各端末が実行する符号化ルーティングでは優先度を考慮したスケジューリングを行うことにより、情報伝達の遅延を回避している技術が開示されている。

特開２００６−３１６９３号公報 特開２００８−１５４２４５号公報

R． el． Al"Network Information Flow"，pp.1204-1216，IEEE Trans． on Information Theory，Vol．46，No．4，July 2000

しかしながら、上記従来のネットワークコーディングに基づくアドホックネットワークでは、一般に、情報伝送ルートを決定する際に、トポロジィ情報に基づいて最短経路探索アルゴリズムを用いて最低リンクコストとなるルートを選択する。しかし、この最短経路探索アルゴリズムによるルート選択方法では、端末間距離が大きい、端末間に電波伝搬を妨げる障害物が存在する、電波伝搬を妨げるJammerが存在する等の理由で伝送品質の悪いリンクが含まれる場合には、符号化ルーティングの際に、特定のパケット受信に大きな遅延が発生する、という問題がある。また、この遅延の影響は他の端末の符号化ルーティングに影響するため、システムの情報伝送全体を安定して実施することができない。

また、上記非特許文献１では、ネットワークコーディングのアイディアの基本が記載されているが、ネットワーク実装や具体的な独立リンク集合決定アルゴリズムへの言及がされていない。そのため、上記のような伝送品質の悪いリンクに起因する遅延についての解決方法は述べられていない。

また、上記従来の特許文献１では、ネットワークコーディングを採用する無線通信ネットワークが開示されているが、アドホックネットワークは考慮されておらず、情報伝送時のルート検索についての言及が無い。そのため、アドホックネットワークにそのまま適用することができない。

また、上記特許文献２に記載の技術では、遅延を回避することができるが、上記のような伝送品質の悪いリンクに起因する遅延については解決することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避し安定したネットワークコーディング情報伝送を実現することができる通信端末、情報伝送システムおよび伝送ルート決定方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ネットワークコーディングを採用するアドホックネットワークを構成する通信端末であって、前記アドホックネットワークの接続状態を表すトポロジィ情報に基づいてデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を求めるルーティング管理手段と、前記アドホックネットワークの複雑度を示す独立リンク複雑度に基づいて、前記アドホックネットワーク内の前記独立経路のうち、符号化ルーティングに用いる独立経路の集合である独立リンク集合として含める独立経路の候補である独立経路候補を選択する制約設定手段と、を備え、前記ルーティング管理手段は、前記独立経路候補に含まれる前記独立経路を前記独立リンク集合に含める、ことを特徴とする。

本発明によれば、独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせに対応して最低リンクコストを定めておき、ルーティング管理手段が、最低リンクコスト以下となるリンクを除いて独立リンク集合を求めるようにしたので、伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避し安定したネットワークコーディング情報伝送を実現することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信端末の機能構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１のネットワークコーディング情報伝送の全体動作手順の一例を示す図である。 図３は、Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈの一例を示す図である。 図４は、送信端末から通信端末までのＴｒｅｅ型ルートの検索結果の一例を示す図である。 図５は、独立リンク集合の一例を示す図である。 図６は、プロアクティブ型アドホックルーティングのリンク検索処理手順の一例を示す図である。 図７は、実施の形態１のＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブルの構成例を示す図である。 図８は、実施の形態１の最低リンクコスト計算テーブル６の構成例を示す図である。 図９は、実施の形態１のリンクコスト計算テーブル５の構成例を示す図である。 図１０は、実施の形態１の独立リンク集合決定手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態２の通信端末の機能構成例を示す図である。 図１２は、実施の形態２のＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブルの構成例を示す図である。 図１３は、受信感度計算テーブルの構成例を示す図である。 図１４は、実施の形態２の独立リンク集合決定手順の一例を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態３の通信端末の機能構成例を示す図である。 図１６は、実施の形態３の符号化ルーティング動作の一例を示すチャート図である。 図１７は、タイムアウト値管理テーブルの構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる通信端末、情報伝送システムおよび伝送ルート決定方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信端末の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信端末は、アプリケーション部１と、ルーティング管理部２と、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ（ネットワークコーディング）情報伝送部３と、を備えている。また、本実施の形態の通信端末は、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ７を経由して他の通信端末と接続されている。

また、ルーティング管理部２は、Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４，リンクコスト計算テーブル５，最低リンクコスト計算テーブル６を保持している。Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３は、符号化ルーティング部３１と、送受信部３２と、独立リンク管理部３３と、符号化関数データベース３４と、で構成される。

本実施の形態の通信端末は、図１と同様の構成を有する他の通信端末と接続され、アドホックネットワークを構成している。このアドホックネットワーク内では、ネットワークコーディングを用いた情報伝送が行われる。また、本実施の形態では、プロアクティブ型ルーティングにより同一のトポロジィ情報を保持し、これに基づいて独立リンク集合を決定する。

ここで、ネットワークコーディング理論を説明する。複数の通信端末で構成されるアドホックネットワークにおいてネットワークコーディングを用いた情報伝送を行うとする。このネットワークを構成する通信端末のうちの１つを送信端末Ｔｓとし、送信端末が２つの通信端末（受信端末Ｔｄ１，Ｔｄ２とする）へ観測データを送信する例を説明する。送信端末は、ａとｂの２つに分割して観測データを送信するとし、観測データａとｂは同じ観データサイズとする。

通常のパケット情報伝送では、はじめに、送信端末Ｔｓが観測データａを受信端末Ｔｄ１までの経路と受信端末Ｔｄ２までの経路とに送信する。そして、各経路では、経路上の通信端末が観測データを中継して、最終的に受信端末Ｔｄ１と受信端末Ｔｄ２に到着する。その後、同様に、送信端末Ｔｓが観測データｂを受信端末Ｔｄ１までの経路と受信端末Ｔｄ２までの経路とに送信する。以上の手順により、受信端末Ｔｄ１と受信端末Ｔｄ２は、観測データａおよびｂを受信することができ、もとの観測データを得ることができる。

これに対して、ネットワークコーディングを用いた情報伝送では、送信端末Ｔｓは、あらかじめ定められた自身が保持する符号化関数を用いて観測データ符号化し、２つの観測データａとｂとして同時に受信端末Ｔｄ１までの経路と受信端末Ｔｄ２までの経路とに送信する。符号化したａまたはｂを受信した経路上の通信端末は、その情報を転送する。また、符号化したａとｂの両方を受信した通信端末は、符号化関数として排他的論理和（ａ ＸＯＲ ｂ）を実行して経路上の次の通信端末へ送信する。このように、２つの観測データを受信した場合にそれらの排他的論理和を実行して転送することにより、最終的に受信端末Ｔｄ１，Ｔｄ２は、観測データａおよびｂを復元することができる。

このように、通常のパケット情報伝送とネットワークコーディングを用いた情報伝送とを比較すると、通常のパケット情報伝送が観測データａとｂを２回のタイミングで送信するのに対して、ネットワークコーディングを用いた情報伝送では、１回のタイミングで送信することができる。

また、ネットワークコーディングを用いた情報伝送では、センサアドホックネットワーク上で無線にて通信可能な通信端末を把握し、その把握した情報をトポロジィ情報として保持する。このトポロジィ情報に基づいて、送信端末から受信端末までの間で使用する独立リンクの集合（独立リンク集合）を計算する。そして、その独立リンク集合に基づいて、自端末に対して、入力となる独立リンク（入力リンク）と、出力となる独立リンク（出力リンク）と、の関係を保持する。

そして、通信端末は、入力リンクから入力リンク数Ｌ個のデータを、あらかじめ定められて保持している符号化関数に基づいて符号化することにより、出力リンク数Ｍ個のデータとし、符号化後のＬ個のデータをＬ個の出力リンクに１対１に対応させて出力する。

つぎに、図１に示した通信端末の各構成要素の機能を説明する。アプリケーション部１は、各種アプリケーション処理を実行し、データを他の通信端末に送信する場合には送信データを生成し、生成したデータをＮｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３に渡し、また、自端末宛てのデータを受信した場合には、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３から受け取ったデータに対してアプリケーション処理を実施する。すなわち、送信側の通信端末のアプリケーション部１と受信側の通信端末のアプリケーション部１との間でデータの送受信を行うことになる。

ルーティング管理部２は、無線によりアドホックネットワーク上で通信可能な通信端末の情報を把握し、その情報を保持する。また、この情報に基づいて、送信端末から受信端末間で利用する独立リンク集合を計算する。また、自身に対する入力リンクと、出力リンクの関係を計算する。

Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３は、自身が送信端末の場合は、アプリケーション部１が生成した送信データを符号化ルーティングにより送信し、また、自身が中継端末の場合は、受信したデータを符号化ルーティングにより転送し、また、自身が受信端末の場合は、受信したデータを復元して、アプリケーション部１に渡す。

独立リンク管理部３２は、ルーティング管理部２が計算した自身に対する入力リンクと、出力リンクの関係を保持する。符号化関数データベース３４は、あらかじめ定められた自身が実施する符号化関数を保持する。符号化ルーティング部３１は、生成したデータ、または転送対象のデータに対して、独立リンク管理部３２が保持する入力リンクと出力リンクの関係と符号化関数データベースが保持する符号化関数とに基づいて符号化ルーティングを行う。送受信部３２は、データの送受信を行う。

Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４は、アドホックネットワークを構成する通信端末間のリンク情報（トポロジィ情報）を含むテーブルである。トポロジィ情報はプロアクティブ型アドホックルーティングの通信端末の検索（各通信端末が他の通信端末からのトポロジィ情報を取得することにより他の通信端末との接続関係を取得）により得た結果である。このテーブルの詳細は、後述する。

リンクコスト計算テーブル５は、プロアクティブ型アドホックルーティングの通信端末の検索で、リンクコストを計算するためのテーブルであり、送信性能値とリンクコストの関係を示すテーブルである。このテーブルの詳細は、後述する。

最低リンクコスト計算テーブル６は、通信端末が独立リンク集合を計算する際に、独立リンク集合複雑度と通信端末間の距離とに基づいて最低リンクコストを求めるために参照するテーブルである。このテーブルの詳細は、後述する。

つぎに、本実施の形態の動作を説明する。図２は、本実施の形態のネットワークコーディング情報伝送の全体動作手順の一例を示す図である。図２では、データの送信元の通信端末（送信端末）からデータの受信先の通信端末（受信端末）までの情報伝送の様子を示しており、送信端末から受信端末までの伝送経路上にある通信端末を中継端末としている。ｎｃ＿ｉｎｉｔ，ｎｃ＿ｏｐｅｎ（），ｎｃ＿ｓｅｎｄ（），ｎｃ＿ｃｌｏｓｅ（），ｎｖ＿ｒｅｃｖ（）は、それぞれネットワークコーディング情報伝送を行うためのＡＰＩ（Application Programming Interface）の例を示している。

ｎｃ＿ｉｎｉｔのＡＰＩを呼び出すことにより、トポロジィ情報共有処理が起動される。トポロジィ情報共有処理は、ルーティング管理部２が実施する処理であり、アドホックネットワークを構成する全ての通信端末が起動時に実行する初期化処理である。

具体的には、トポロジィ情報共有処理では、プロアクティブ型アドホックルーティングにより、各通信端末は定周期で自端末が保持するトポロジィ情報等を含む制御パケットであるＨｅｌｌｏパケットをブロードキャストにより送信する。Ｈｅｌｌｏパケットには、自身が保持するトポロジィ情報を送信することとする。そして、このＨｅｌｌｏパケットに基づいて、各通信端末のルーティング管理部２は自身に隣接する端末（隣接端末）を把握し、自身が保持するトポロジィ情報に反映する。また、新たにリンク確立が可能な隣接端末を発見し自身が保持するトポロジィ情報に変更が発生した場合は、その変更内容を示すトポロジィ変更情報をブロードキャストにより隣接端末へ通知する。この処理を繰り返すことにより、最終的に全ての端末が同一のトポロジィ情報を保持することができる。このトポロジィ情報共有処理における隣接端末とのリンクを検索する処理（リンク検索処理）の詳細は、後述する。

ｎｃ＿ｏｐｅｎ（）のＡＰＩを呼び出すことにより、符号化リンク設定処理が起動される。符号化リンク設定処理は、ルーティング管理部２が実施する処理であり、送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと独立リンク集合複雑度とを入力情報として、自身が保持するトポロジィ情報に基づいて独立リンク集合を計算し、また、中継端末および受信端末を含む他の通信端末へ入力情報（送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと符号化リンク集合複雑度）を送付するとともに、符号化ルーティングの準備を指示する。また、指示に基づいて各端末では、中継端末の符号化リンク設定処理として、送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと符号化リンク集合複雑度を入力情報として、自身が保持するトポロジィ情報に基づいて独立リンク集合を計算する。独立リンク集合複雑度は、ネットワークコーディング情報伝送を実行するメッシュ型ルートの多重性を意味する。独立リンク集合複雑度の定義は後述する。

ｎｃ＿ｓｅｎｄ（）のＡＰＩを呼び出すことにより、送信端末のＮＣ（Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ）通信処理が起動される。送信端末のＮＣ通信処理としては、自身が送信端末となりデータを送信する場合に、送信情報を指定してＮＣ通信処理の実行を各通信端末に指示する。また、中継端末では、ＮＣ通信処理として、受信したデータに対して符号化ルーティングを行う。また、ｎｃ＿ｒｅｃｖ（）のＡＰＩを呼び出すことにより、受信端末のＮＣ通信処理が起動される。受信端末のＮＣ通信処理としては、自身を宛先とするデータを復元する。ＮＣ通信処理は、符号化ルーティング部３１および送受信部３２が実施する処理である。

ｎｃ＿ｃｌｏｓｅ（）のＡＰＩを呼び出すことにより、符号化リンク解放処理が起動される。符号化リンク解放処理は、ルーティング管理部２が実施する処理である。送信端末の符号化リンク解放処理としては、符号化ルーティングの準備として符号化リンク設定処理で設定した情報を削除する。まず、送信端末が符号化リンク解放処理を行い、送信端末から他の通信端末へこの処理の実施が指示され、各通信端末が指示に基づいて符号化リンク解放処理を実施する。

つぎに、本実施の形態のネットワークコーディング情報伝送の独立リンク集合決定方法について説明する。本実施の形態では、ルーティング管理部２が、上述の符号化リンク設定処理で、独立リンク集合を決定する際に、図１に示した３種類のテーブルを用いることにより、最短経路検索に加えて符号化ルーティングにおける入力リンクの均衡化検索を実現する。

図３は、本実施の形態のＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈ（通信端末の接続関係）の一例を示す図である。ここでは、１対２通信（送信端末が１つ受信端末が２つ），独立リンク集合複雑度＝５の例を説明する。図３では、アドホックネットワークが３６の通信端末で構成される例を示している。丸で囲まれたアドレス値（ネットワークアドレス）は、それぞれ通信端末を示している。

図３で示したようなＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈにおいて、通信端末Ｔ０１ｓを送信端末とし、通信端末Ｔ１２ｄおよび通信端末Ｔ１５ｄを受信端末とする通信を仮定する。まず、このＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈに基づいて独立リンク集合を求めるために、まずDijkstra法等の最短経路検索を行うアルゴリズムを用いて、送信端末（通信端末Ｔ０１ｓ）から受信端末（通信端末Ｔ１２ｄ，Ｔ１５ｄ）までのＴｒｅｅ型ルートを検索する。

図４は、送信端末から通信端末Ｔ１２ｄまでのＴｒｅｅ型ルートの検索結果の一例を示す図である。図４のＴｒｅｅ型ルートＲ１〜Ｒ３は、それぞれ検索結果として得られたルートを示しており、送信端末と受信端末を含む経由する通信端末を示している。このような送信端末から通信端末Ｔ１２ｄまでのルートおよび送信端末から通信端末Ｔ１５ｄまでのルートの集合（ルートとして検索されたリンクのＯＲ）を独立リンク集合として定義する。図５は、このようにして得られた独立リンク集合の一例を示す図である。

また、送信端末から１つの受信端末に対して、このＴｒｅｅ型ルートを検索した結果得られた独立経路の数を、独立リンク集合複雑度と定義する。図４の例では、Ｔｒｅｅ型ルートＲ１〜Ｒ３として得られる独立経路の数が独立リンク集合複雑度となる。

１対２通信の場合、それぞれの受信端末の数分のＴｒｅｅ型ルート検索を行うため、Ｔｒｅｅ型ルート検索回数（トータルの独立経路の検索結果の数）は、この例では以下の式（１）で表すことができる。
Ｔｒｅｅ型ルート検索回数＝独立リンク集合複雑度×受信端末数 …（１）

Ｔｒｅｅ型ルート検索回数は、メッシュ型に構成されるＮＣ情報伝送の複雑さに相当する値であり、独立リンク集合複雑度または受信端末数に比例する値となる。以上のようにＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈに基づいて最短経路検索を実施することにより、独立リンク集合複雑度を求めることができる。

つぎに、本実施の形態のリンクコスト計算手順について説明する。図６は、プロアクティブ型アドホックルーティングのリンク検索処理手順の一例を示す図である。このリンク検索処理は、上述のトポロジィ情報共有処理の一部として実施する。図６では、通信端末Ｔ０１〜Ｔ０６の６つの通信端末で構成されるトポロジィの場合に、通信端末Ｔ０１と通信端末Ｔ０２の間でリンク検索処理を実施する例を示している。

まず、通信端末Ｔ０１は、プロアクティブ型アドホックルーティングの制御パケットであるＨｅｌｌｏパケットを、所定の送信周期時間でブロードキャストにより送信する（ステップＳ１０，ステップＳ１６，ステップＳ１８〜ステップＳ２０）。なお、Ｈｅｌｌｏパケットを送信する通信端末は、Ｈｅｌｌｏパケットを識別する識別子を定めておき、そのＨｅｌｌｏパケットに含めて送信するとともに、Ｈｅｌｌｏパケットの識別子とそのパケットの送信時間との対応を送信時刻情報として記録しておくこととする。

通信端末Ｔ０２は、ステップＳ１０で通信端末Ｔ１０から送信されたＨｅｌｌｏパケットを受信すると、そのＨｅｌｌｏパケットの識別子と受信時刻とを対応づけて受信時刻情報として記録する（ステップＳ１１）。また、通信端末Ｔ０２は、受信したＨｅｌｌｏパケットに対する応答パケットを送信する（ステップＳ１２）。この応答パケットには受信したＨｅｌｌｏパケットの識別子と、その応答パケットの送信時刻を含めることとし、この送信時間もＨｅｌｌｏパケットの識別子と対応づけて応答パケット送信時刻情報として記録しておく。

通信端末Ｔ０１は、通信端末Ｔ０２から応答パケットを受信すると、その応答パケットに含まれるもとのＨｅｌｌｏパケット（ステップＳ１０で送信したＨｅｌｌｏパケット）の識別子と、記録されている送信時刻情報と、に基づいてもとのＨｅｌｌｏパケットを送信した送信時刻を求め、求めた送信時刻と、応答パケットに含まれる応答パケットの送信時刻と、の差に基づいて通信端末Ｔ０１→通信端末Ｔ０２方向の送信性能値を計算する（ステップＳ１３）。送信性能値としては、通信端末Ｔ０１→通信端末Ｔ０２方向にパケットを送信した場合の遅延時間等、送信からその送信に対する応答送信までの速度に依存する値であればどのような値を用いてもよい。また、この確認パケットの送信時刻もＨｅｌｌｏパケットの識別子と対応づけて送信時刻情報として記録する。

また、通信端末Ｔ０１は、ステップＳ１２で送信された応答パケットに対する確認パケットをユニキャストにより通信端末Ｔ０１へ送信する（ステップＳ１４）。この確認パケットにも、もとのＨｅｌｌｏパケットの識別子と、確認パケットの送信時刻と、を含めることとする。

通信端末Ｔ０２は、ステップＳ１４で送信された確認パケットを受信すると、そのパケットの受信時刻と、確認パケットに含まれるＨｅｌｌｏパケットの識別子と、記録している応答パケット送信時刻情報と、に基づいてもその確認パケットに対応する応答パケットの送信時刻を求め、求めた送信時刻と、確認パケットに含まれる送信時刻と、の差に基づいて通信端末Ｔ０２→通信端末Ｔ０１方向の送信性能値を計算する（ステップＳ１５）。

以上のステップＳ１０〜ステップＳ１５の処理（リンクコスト計算処理）により、通信端末Ｔ０１は、通信端末Ｔ０２との間にリンクが存在することを把握し自身が保持するＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に登録する。また、通信端末Ｔ０１→通信端末Ｔ０２の送信性能値とリンクコスト計算テーブル５に基づいて、通信端末Ｔ０２との間のリンクのリンクコストを計算し、計算したリンクコストをＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に登録する。リンクコスト計算テーブル５については、後述する。

また、通信端末Ｔ０２も、Ｈｅｌｌｏパケットを所定の送信周期時間でブロードキャストにより送信する（ステップＳ１７、ステップＳ２１〜ステップＳ２５）。このＨｅｌｌｏパケットを受信した通信端末との間で、応答パケット，確認パケットを用いて上記と同様に送信性能値の計算が行われるが、ここではその説明は省略する。

図７は、本実施の形態のＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４の構成例を示す図である。図８は、本実施の形態の最低リンクコスト計算テーブル６の構成例を示す図である。図９は、本実施の形態のリンクコスト計算テーブル５の構成例を示す図である。

図７に示すように、Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４は、リンクごとの情報の番号を示すＮｏ．と、送信端末の識別子である送信元端末ＩＤ（Identifier）と、受信端末の識別子である宛先端末ＩＤと、送信リンクコスト（自身から送信する場合のリンクコスト）と、受信リンクコスト（自身が受信する場合のリンクコスト）と、で構成される。送信元端末ＩＤと宛先端末ＩＤの組み合わせが１つのリンクを意味しており、リンクごとに、送信リンクコストと受信リンクコストが格納されている。このＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４は、通常のプロアクティブ型アドホックルーティングにおけるトポロジィ情報に、リンクごとの送信リンクコストと受信リンクコストを追加したテーブルである。送信リンクコストと受信リンクコストは、図６を用いて説明したように、リンクコスト計算処理により、各通信端末が互いにＨｅｌｌｏパケットを用いて送信性能値を求めることにより計算する。

図８に示すように、最低リンクコスト計算テーブル６は、独立リンク集合複雑度と、平均端末間距離と、最低リンクコストと、で構成される。独立リンク集合複雑度は、送信端末がｎｃ＿ｏｐｅｎ（）による符号化リンク設定処理として、送信端末が指定する値であり、図３〜図５で説明したように、たとえば、送信端末がＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈに基づく最短経路検索の結果に基づいて求めることができる。それ以外の方法（ネットワーク構成に基づいてあらかじめ定めておくなど）により送信端末が独立リンク集合複雑度を決定するようにしてもよい。

また、平均端末間距離は、ＮＣ情報伝送を実行する時の配置状況に応じた端末間の平均距離である。この距離は、たとえば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication，Received Signal Strength Indicator）等、電波強度を用いて距離を測定する方法により算出する。また、計画的に端末を配置してアドホックネットワークを利用するような運用的の場合には、平均端末間距離は、計画に基づく機知の値となる。平均端末間距離の求め方に制約はなくどのような方法で求めてもよい。また、最低リンクコストは、独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせごとに、適切なリンクコストとなるリンクを選択するための基準であるが、最低リンクコスト決定方法については特に制約はなく、ネットワークシミュレーション等の手段によりあらかじめ求めておくこととする。一般に、平均端末間距離が同じであれば独立リンク集合複雑度が高いほど最低リンクコストは大きく、独立リンク集合複雑度が同じであれば平均端末間距離が大きいほど最低リンクコストは大きい値に設定する。

図９に示すように、リンクコスト計算テーブル５は、リンクコストと送信性能値で構成される。リンクコストと送信性能値の関係は、ネットワークシミュレーション等の方法を用いて、利用するネットワーク構成に最適な値を計算しておく。

図１０は、本実施の形態の独立リンク集合決定手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、送信端末が、ｎｃ＿ｏｐｅｎの処理を実行する際に、実施する処理である。また、ｎｃ＿ｏｐｅｎの処理により、送信端末は中継端末および受信端末を含む他の通信端末へ入力情報（符号化リンク集合複雑度）を送付するとともに、符号化ルーティングの準備を指示するが、この指示に基づいて各通信端末は同様に独立リンク集合を決定する。なお、各通信端末は、通信端末間で同一のＴｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４，最低リンクコスト計算テーブル５，リンクコスト計算テーブル６を保持しているとする。

独立リンク集合決定処理が開始されると、まず、ルーティング管理部２は、入力情報（送信端末ＩＤ、受信端末ＩＤおよび独立リンク集合複雑度）を取得する（ステップＳ３１）。入力情報の取得は、自身が送信端末の場合は、データを送信するアプリケーションから送信端末ＩＤと受信端末ＩＤを取得し、また、送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと、トポロジィ情報（Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４）とに基づいて独立リンク集合複雑度を求めることにより行う。自身が中継端末の場合は、入力情報の取得は、ｎｃ＿ｏｐｅｎの処理により送信端末から送信される入力情報を取得することにより行う。

つぎに、ルーティング管理部２は、最低リンクコスト計算テーブル６を用いて、独立リンク集合複雑度とその時の平均端末間距離に基づいて、送信端末から受信端末までの経路を構成する各リンクの最低リンクコストを求める（ステップＳ３２）。

リンクごとに、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に基づいてステップＳ３２で求めた最低リンクコストと送信リンクコストおよび受信リンクコストとを比較し、送信リンクコストまたは受信リンクコストが最低リンクコスト以下となるリンクをＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４から削除する（ステップＳ３３）。

Ｎ＝独立リンク集合複雑度とし、ループカウンタｎをｎ＝１に設定する（ステップＳ３４）。そして、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に基づいて、最短経路探索により送信端末から受信端末までのＴｒｅｅ型ルートを検索する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の検索により得られたルートを独立リンク集合のメンバとする（ステップＳ３６）。

ｎ＜Ｎであるかを判断し（ステップＳ３７）、ｎ＜Ｎである場合（ステップＳ３７ Ｙｅｓ）は、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４から、ステップＳ３５の検索により得られたルート上のリンク（送信端末と受信端末を除く）を削除し（ステップＳ３８）、ｎをインクリメントし（ステップＳ３９）、ステップＳ３５に戻る。また、ステップＳ３７でｎ＜Ｎでない場合（ステップＳ３７ Ｎｏ）は、処理を終了する。

なお、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４は以上の処理により一部のリンクが削除されるが、ｎｃ＿ｃｌｏｓｅ（）の処理で削除されたリンクをもとに戻し、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４を初期化する。

なお、本実施の形態では、リンクコスト計算テーブル６を用いて送信性能値からリンクコストを求めるようにしたが、これに限らず、たとえば、送信性能値からリンクコストを求める所定の計算式を定めておき、その計算式に基づいてリンクコストを算出するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、独立リンク集合を制約するための条件を設定するためのテーブル（条件設定テーブル）である最低リンクコスト計算テーブル６をルーティング管理部２が保持し、ルーティング管理部が最低リンクコストを求めるようにしたが、これに限らず、独立リンク集合の選択の際の条件を設定する（通信品質の期待値を制約する）制約設定手段を別途設け、制約設定手段が、最低リンクコスト計算テーブル６を保持し、上記のステップＳ３２およびステップＳ３３を実施するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、Ｈｅｌｌｏパケットの送信時刻とその応答パケットの送信時刻との差に基づいて送信性能値を求め、送信性能値に基づいて送信リンクコストを求めるようにしているが、送信性能値を介さずにＨｅｌｌｏパケットの送信時刻とその応答パケットの送信時刻との差に基づいて送信リンクコストを求めるような方法としてもよい。同様に、応答パケットの送信時刻とその確認パケットの送信時刻との差に基づいて送信性能値を求め、送信性能値に基づいて受信リンクコストを求めるようにしているが、送信性能値を介さずに応答パケットの送信時刻とその確認パケットの送信時刻との差に基づいて送信リンクコストを求めるような方法としてもよい。

以上の処理により、符号化ルーティングに用いる独立リンク集合（のメンバ）を得ることができる。ルーティング管理部２は、この独立リンク集合に基づいて自身の入力リンクと出力リンクを求め、独立リンク管理部３３が入力リンクと出力リンクを保持する。そして、符号化ルーティング部３１は、独立リンク管理部３３が保持する入力リンクと出力リンクに基づいて符号化ルーティングを実施する。

通常の最短経路探索では、比較的遠距離にあるリンクを用いた最短ホップ数のルートが選択される可能性が高い。これは情報伝送品質が悪いリンクが優先的に選択される可能性が高いことになる。

これに対し、以上のように、本実施の形態では、独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせに対応して最低リンクコストを定め、最低リンクコスト以下となるリンクを除いて独立リンク集合を求める。そのため、情報伝送品質が悪いリンクが選択される可能性を低減し、伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避し安定したＮＣ情報伝送を行うことができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明にかかる通信端末の実施の形態２の機能構成例を示す図である。図１１に示すように、本実施の形態の通信端末は、実施の形態１の通信端末のルーティング管理部２，Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３の替わりに、それぞれルーティング管理部２ａ，Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３ａを備え、受信感度制御部９を追加する以外は、実施の形態１の通信端末と同様である。

Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３ａは、実施の形態１のＮｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３から送受信部３２を削除し、受信部３５および送信部３６を備える以外は実施の形態１のＮｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３と同様である。受信部３５および送信部３６は、実施の形態の送受信部３２を受信機能部と送信機能部に分けた機能部であり、送信部３６については送受信部３２の送信機能と同様の機能を有する。また、本実施の形態のルーティング管理部２ａは、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａと、受信感度計算テーブル８を保持する。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、図１１で示した通信端末により構成されるアドホックネットワーク内で、ネットワークコーディングを用いた情報伝送が行われる。実施の形態１では、最低リンクコストを用いて独立リンク集合を選択する場合に選択対象リンクに制約を設けたが、本実施の形態では、受信感度に基づいて独立リンク集合を選択する場合の選択対象リンクに制約を設ける。

図１２は、本実施の形態のＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａの構成例を示す図である。図１２に示すように、本実施の形態のＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａは、送信端末ＩＤと受信端末ＩＤで構成され、送信端末ＩＤから受信端末ＩＤの組が１つのリンクを示している。このＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａは、プロアクティブ型アドホックルーティングによりＨｅｌｌｏパケット等を用いて各通信端末が保持する共通のトポロジィ情報である。

図１３は、受信感度計算テーブル８の構成例を示す図である。受信感度計算テーブル８は、独立リンク集合複雑度と、平均端末間距離と、受信感度と、で構成される。独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせごとに、最低限の受信感度をあらかじめ定めておき、その対応を受信感度計算テーブル８として格納しておく。この際、独立リンク集合複雑度が同じであれば平均端末間距離が大きいほど受信感度を低く、また、平均端末間距離が同じであれば独立リンク集合複雑度が大きいほど受信感度を低く設定しておく。受信感度計算テーブル８は、すべての通信端末が同一のテーブルとして保持する。

本実施の形態では、全体処理として実施の形態１の図２で説明した処理と同様の処理を実施する。ただし、本実施の形態では、実施の形態１で述べたリンクコスト計算処理は実施する必要はない。また、本実施の形態の独立リンク集合の決定方法は後述のように実施の形態１と異なる。

図１４は、本実施の形態の独立リンク集合決定手順の一例を示すフローチャートである。まず、実施の形態１と同様のステップＳ３１を実施する。そして、ループカウンタｎをｎ＝１と設定し、Ｎを独立リンク集合複雑度に設定する（ステップＳ５１）。

Ｔｏｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａと送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと、に基づいて最短経路探索により送信端末から受信端末までのルートを検索する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２の検索により得られたルートを構成するリンクについて、受信感度計算テーブル８を用いて、リンクごとの受信感度を求める（ステップＳ５３）。

つぎに、ステップＳ５２の検索により得られたルートを構成するリンクに関して、対応する通信端末の受信感度制御部９が受信部３５に対して、ステップＳ５３で求めたそのリンクに対応する受信感度を設定し、改めてプロアクティブ型アドホックルーティングによる隣接端末検索処理を実行し、ルートが成立できるかを確認する（ステップＳ５４）。

ステップＳ５４の確認によりルートが成立できたか否かを判断し（ステップＳ５５）、ルートが成立できた場合（ステップＳ５５ Ｙｅｓ）は、ステップＳ５２で検索したルートを独立リンク集合として登録する（ステップＳ５６）。つぎに、ｎ＜Ｎか否かを判断し（ステップＳ５７）、ｎ＜Ｎでないと判断した場合には、独立リンク集合に登録されたルート数が指定された独立リンク集合複雑度に達しているため処理を終了する（ステップＳ５７ Ｎｏ）。

ステップＳ５７でｎ＜Ｎであると判断した場合（ステップＳ５７ Ｙｅｓ）は、独立リンク集合に登録されたルート数が指定された独立リンク集合複雑度に達していないためＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａからステップＳ５２で検索したルートを構成するリンクを削除し（ステップＳ５８）、ｎをインクリメントし（ステップＳ５９）、ステップＳ５１へ戻る。

ステップＳ５５でルートが成立していないと判断した場合（ステップＳ５５ Ｎｏ）は、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４ａからステップＳ５２で検索したルートを構成するリンクを削除し（ステップＳ６０）、ステップＳ５２へ戻る。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

なお、本実施の形態では、独立リンク集合を制約するための条件を設定するためのテーブル（条件設定テーブル）である受信感度計算テーブル８をルーティング管理部２が保持し、ルーティング管理部が受信感度を設定するようにしたが、これに限らず、独立リンク集合の選択の際の条件を設定する制約設定手段を別途設け、制約設定手段が受信感度計算テーブル８を保持し、上記のステップＳ５３を実施するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせに対応して受信感度を定め、最短経路検索により求めたルートがその受信感度を設定した場合にルートが成立する場合に、独立リンク集合として登録するようにした。そのため、独立リンク集合複雑度と平均端末間距離の組み合わせに対応して十分なコストを有するリンクが選択されることになり、情報伝送品質が悪いリンクが選択される可能性を低減し、伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避して安定したＮＣ情報伝送を行うことができる。

実施の形態３．
図１５は、本発明にかかる通信端末の実施の形態３の機能構成例を示す図である。図１５に示すように、本実施の形態の通信端末は、実施の形態１の通信端末のルーティング管理部２，Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３の替わりに、それぞれルーティング管理部２ｂ，Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３ｂを備え、タイムアウト値制御部１１を追加する以外は、実施の形態１の通信端末と同様である。

Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３ｂは、実施の形態２のＮｅｔｏｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部３ａと同様の構成であるが、本実施の形態では、受信部３５がタイムアウト値制御部１１の指示に基づいた動作を行う。また、本実施の形態のルーティング管理部２ｂは、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４と、リンクコスト計算テーブル５と、タイムアウト値管理テーブル１０を保持する。Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４，リンクコスト計算テーブル５は、それぞれ実施の形態１のＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４，リンクコスト計算テーブル５と同様である。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、図１５で示した通信端末により構成されるアドホックネットワーク内で、ネットワークコーディングを用いた情報伝送が行われる。実施の形態１では、最低リンクコストを用いて独立リンク集合を選択する場合に選択対象リンクに制約を設けたが、本実施の形態では、受信パケットに対するタイムアウト値を設定することにより、独立リンク集合を選択する場合の選択対象リンクに制約を設ける。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、プロアクティブ型アドホックルーティングのリンク検索処理で、リンクコスト計算処理を実施することにより、リンクごとの受信リンクコストおよび送信リンクコストを求め、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に登録しておくこととする。ただし、本実施の形態では、送信リンクコストについては求めなくてもよい。

図１６は、本実施の形態の符号化ルーティング動作の一例を示すチャート図である。ここでは通信端末Ｔ２４がパケットを受信し、符号化ルーティングにより受信したパケットを転送する例について説明する。通信端末Ｔ２４の入力リンク数は３、出力リンク数は２であるとする。通信端末Ｔ２４は、また通信端末Ｔ０３，Ｔ１３，Ｔ２３からそれぞれパケットＤ０３，Ｄ１３，Ｄ２３を受信し、パケットＤ０３，Ｄ１３，Ｄ２３に対して符号化関数データベース３４に保持している符号化関数を用いて符号化を行うことによりパケットＤ１５，Ｄ２５を生成し、パケットＤ１５，Ｄ２５をそれぞれ端末Ｔ１５，Ｔ２５へ出力することとする。

符号化ルーティングでは、各通信端末は、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを送信することによりパケットを送信することとする。本実施の形態では、各通信端末は、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを受信した場合、送信元の通信端末ごとにタイムアウト値を定めておき、そのタイムアウト値以上時間が経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを同一の通信端末から受信できない場合に再送を要求することとする。タイムアウト値の設定方法については後述する。なお、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔにより送信されたデータを正常に受信できている場合には、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔはデータの再送ではなく、送信を促す要求となる。

まず、通信端末Ｔ２４は、受信部３５経由で符号化ルーティング部３１が、通信端末Ｔ０３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔによりパケットＤ０３を受信する（ステップＳ７１）。この際、受信部３５は符号化ルーティング部３１だけでなくタイムアウト値制御部１１にもＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを渡し、通信端末Ｔ２４のタイムアウト値制御部１１は、パケットの受信からの経過時間を計測する。符号化ルーティング部３１は、通信端末Ｔ０３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを受信後、通信端末Ｔ０３に対応するタイムアウト値Ｔｉｍｅ０３が経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを通信端末Ｔ０３から受信できない場合、受信部３５経由（または直接）送信部３６にＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを通信端末Ｔ０３へ送信するよう指示し、送信部３６がＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを送信する（ステップＳ７２）。

同様に、通信端末Ｔ２４は、通信端末Ｔ１３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔによりパケットＤ１３を受信する（ステップＳ７３）。通信端末Ｔ２４のタイムアウト値制御部１１は、通信端末Ｔ１３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを受信後、通信端末Ｔ１３に対応するタイムアウト値Ｔｉｍｅ１３が経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを通信端末Ｔ１３から受信できない場合、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを通信端末Ｔ１３へ送信するよう指示し、送信部３６がＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを送信する（ステップＳ７４）。

同様に、通信端末Ｔ２４は、通信端末Ｔ２３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔによりパケットＤ２３を受信する（ステップＳ７５）。通信端末Ｔ２４のタイムアウト値制御部１１は、通信端末Ｔ２３からＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを受信後、通信端末Ｔ２３に対応するタイムアウト値Ｔｉｍｅ２３が経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを通信端末Ｔ２３から受信できない場合、ＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを通信端末Ｔ２３へ送信するよう指示し、送信部３６がＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを送信する（ステップＳ７６）。

通信端末Ｔ２４は、受信したパケットＤ０３，Ｄ１３，Ｄ２３に対して符号化関数データベース３４に保持している符号化関数を用いて符号化を行うことによりパケットＤ１５，Ｄ２５を生成する（ステップＳ７７）。そして、通信端末２４は、パケットＤ１５をＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔにより端末Ｔ１５へ送信し（ステップＳ７８）、通信端末Ｔ１５が通信端末Ｔ２４に対応するタイムアウト値Ｔｉｍｅ２４を経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを端末Ｔ２４から受信しない場合にＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを通信端末Ｔ２４へ送信する（ステップＳ７９）。

同様に、通信端末２４は、パケットＤ２５をＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔにより端末Ｔ２５へ送信し（ステップＳ８０）、通信端末Ｔ２５が通信端末Ｔ２４に対応するタイムアウト値Ｔｉｍｅ２４を経過しても次のＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｑｕｅｓｔを端末Ｔ２４から受信しない場合にＮＣ＿ｓｅｎｄ＿ｒｅｐｌｙを通信端末Ｔ２４へ送信する（ステップＳ８１）。

本実施の形態では、全体処理として実施の形態１の図２で説明した処理と同様の処理を実施する。ただし、本実施の形態では、符号化ルーティングの際に上述のタイムアウト値を用いた再送を行う点と独立リンク集合の決定方法が実施の形態１と異なる。また、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、ｎｃ＿ｏｐｅｎ（）により、送信端末が送信端末ＩＤと受信端末ＩＤと独立リンク複雑度を求め、各通信端末にこれらの情報を通知することとする。

タイムアウト値は、入力端末ごとに、タイムアウト値管理テーブルを用いて独立リンク複雑度とリンクコストに対応する値を設定する。図１７は、タイムアウト値管理テーブル１０の構成例を示す図である。タイムアウト値管理テーブルは、独立リンク集合複雑度，リンクコスト，タイムアウト値で構成される。独立リンク集合複雑度とリンクコストの組み合わせごとにあらかじめ適切なタイムアウト値を決定しておき、それをタイムアウト値管理テーブルとして保持する。たとえば、リンクコストの低いリンク、また大きな独立リンク複雑度が指定されている入力パケットに対しては、タイムアウト値を短く設定しておく。このような設定を行うことにより、リンクコストの低いリンク、また大きな独立リンク複雑度については早めの再送を即すことができる。

また、本実施の形態では、ルーティング管理部２ｂが、Ｔｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４を用いて最短経路探索等により独立リンク集合を検索するが、この際、検索して得られたルートを構成するリンクについて、リンクごとにＴｏｐｏｒｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル４に基づいて受信リンクコストを求める。そして、独立リンク集合複雑度と受信リンクコストに対応するタイムアウト値を、タイムアウト値管理テーブルを用いて求め、そのリンクのタイムアウト値（そのリンクの入力元の通信端末に対応するタイムアウト値）としてタイムアウト値制御部１１に設定する。その他の独立リンク集合の決定方法は、通常の最短経路探索と同様である。

なお、本実施の形態では、独立リンク集合を制約するための条件を設定するためのテーブル（条件設定テーブル）であるタイムアウト値管理テーブル１０をルーティング管理部２ｂが保持し、ルーティング管理部２ｂがタイムアウト値を設定するようにしたが、これに限らず、独立リンク集合の選択の際の条件を設定する制約設定手段を別途設け、制約設定手段が、タイムアウト値管理テーブル１０を保持し、独立リンク集合複雑度と受信リンクコストに基づいてタイムアウト値を求め、上記のタイムアウト値の設定を実施するようにしてもよい。

以上のような処理を行うことにより、最短経路探索により検索されたルートに対して、リンクごとにタイムアウト値を設定し、図１６で説明したように設定したタイムアウト値を用いた再送要求動作を実施する。すなわち、本実施の形態では、適切な再送のためのタイムアウト値が設定されたリンクを独立リンク集合として選択することになる。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態では、リンクごとに、受信リンクコストと独立リンク集合複雑度に応じた再送のためのタイムアウト値が設定されたリンクを独立リンク集合として選択し、設定されたタイムアウト値が経過してもパケットが到着しない場合に再送を要求するようにした。そのため、情報伝送品質が悪いリンクが存在した場合にも適切に再送要求を実施することにより、伝送品質の悪いリンクに起因する遅延を回避し安定したＮＣ情報伝送を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる通信端末、情報伝送システムおよび伝送ルート決定方法
は、ネットワークコーディングを用いるアドホックネットワークに有用であり、特に、伝送品質の悪いリンクを含むネットワークに適している。

１ アプリケーション部
２，２ａ，２ｂ ルーティング管理部
３，３ａ，３ｂ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｄｉｎｇ情報伝送部
４，４ａ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｇｒａｐｈテーブル
５ リンクコスト計算テーブル
６ 最低リンクコスト計算テーブル
７ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ
８ 受信感度計算テーブル
９ 受信感度制御部
１０ タイムアウト値管理テーブル
１１ タイムアウト値制御部
３１ 符号化ルーティング部
３２ 送受信部
３３ 独立リンク管理部
３４ 符号化関数データベース
３５ 受信部
３６ 送信部

Claims (9)

1. ネットワークコーディングを採用するアドホックネットワークを構成する通信端末であって、
   前記アドホックネットワークの接続状態を表すトポロジィ情報に基づいてデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を求めるルーティング管理手段と、
   前記アドホックネットワークの複雑度を示す独立リンク複雑度に基づいて、前記アドホックネットワーク内の前記独立経路のうち、符号化ルーティングに用いる独立経路の集合である独立リンク集合として含める独立経路の候補である独立経路候補を選択する制約設定手段と、
   を備え、
   前記ルーティング管理手段は、前記独立経路候補に含まれる前記独立経路を前記独立リンク集合に含める、
   ことを特徴とする通信端末。
2. 前記ルーティング管理手段は、送信した制御パケットの送信時刻と、その制御パケットに対する応答パケットの送信時刻をその応答パケットの送信元の通信端末から取得し、取得した送信時刻と、制御パケットの送信時刻と、に基づいて自身がデータの送信側となる場合のリンクコストである送信リンクコストを求め、また、他の通信装置から制御パケットした場合にその制御パケットに対する応答パケットを送信し、その応答パケットに対する応答である確認パケットの送信時刻をその確認パケットの送信元の通信端末から取得し、取得した確認パケットの送信時刻と自身が送信した応答パケットの送信時刻と、に基づいて自身がデータの受信側となる場合のリンクコストである受信リンクコストを求め、また、前記送信リンクコストと前記受信リンクコストをリンクに対応づけて保持し、
   前記制約設定手段は、前記独立リンク複雑度に基づいて前記送信リンクコストおよび前記受信リンクコストに対する下限値を示す最低リンクコストを求め、前記ルーティング管理手段が求めた独立経路を構成するリンクに対応する送信リンクコストまたは受信リンクコストが前記最低リンクコストを下回る場合には、その独立経路を前記トポロジィ情報から削除することにより前記独立経路候補を選択し、
   前記ルーティング管理手段は、前記制約設定手段が独立経路を削除したトポロジィ情報に基づいて求めたデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を独立リンク集合に含める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
3. さらに前記通信端末間の平均距離である平均端末距離に基づいて前記最低リンクコストを求めることを特徴とする請求項２に記載の通信端末。
4. 前記制約設定手段は、前記独立リンク複雑度に基づいて受信側の通信端末が設定すべき最低受信感度を示す受信感度設定値を求め、前記ルーティング管理手段が求めた独立経路を構成するリンクの受信側の通信端末の最低受信感度を前記受信感度設定値に設定し、設定後にその独立経路を用いた通信が可能でない場合に、その独立経路を前記トポロジィ情報から削除することにより前記独立経路候補を選択し、
   前記ルーティング管理手段は、前記制約設定手段が独立経路を削除したトポロジィ情報に基づいて求めたデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を独立リンク集合に含める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
5. さらに前記通信端末間の平均距離である平均端末距離に基づいて前記受信感度設定値を求めることを特徴とする請求項４に記載の通信端末。
6. データを受信後、そのデータの送信元の通信端末との間のリンクに対応する待ち時間の上限値であるタイムアウト値を経過しても、その通信端末からデータを受信しない場合にその通信端末へデータの送信を促す送信要求を送信するタイムアウト制御手段、
   をさらに備え、
   前記制約設定手段は、前記ルーティング管理手段が求めた独立経路を構成するリンクに対して、前記独立リンク複雑度に基づいて前記タイムアウト値を設定し、前記タイムアウト値を設定後の独立経路を前記独立経路候補として選択し、
   前記ルーティング管理手段は、前記トポロジィ情報に基づいて求めたデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を独立リンク集合に含める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信端末。
7. 前記ルーティング管理手段は、他の通信装置から制御パケットした場合にその制御パケットに対する応答パケットを送信し、その応答パケットに対する応答である確認パケットの送信時刻をその確認パケットの送信元の通信端末から取得し、取得した確認パケットの送信時刻と自身が送信した応答パケットの送信時刻と、に基づいて自身がデータの受信側となる場合のリンクコストである受信リンクコストを求め、受信リンクコストをリンクに対応づけて保持し、
   前記制約設定手段は、さらに前記受信リンクコストに基づいて前記タイムアウト値を設定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信端末。
8. ネットワークコーディングを採用するアドホックネットワークとして構成される情報伝送システムであって、
   前記アドホックネットワークを構成する通信端末は、
   前記アドホックネットワークの接続状態を表すトポロジィ情報に基づいてデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を求めるルーティング管理手段と、
   前記アドホックネットワークの複雑度を示す独立リンク複雑度に基づいて、前記アドホックネットワーク内の前記独立経路のうち、符号化ルーティングに用いる独立経路の集合である独立リンク集合として含める独立経路の候補である独立経路候補を選択する制約設定手段と、
   を備え、
   前記ルーティング管理手段は、前記独立経路候補に含まれる前記独立経路を前記独立リンク集合に含める、
   ことを特徴とする情報伝送システム。
9. ネットワークコーディングを採用するアドホックネットワークを構成する通信端末における伝送ルート決定方法であって、
   前記アドホックネットワークの接続状態を表すトポロジィ情報に基づいてデータの送信元の通信端末から受信先の通信端末までの独立経路を求めるルーティング管理ステップと、
   前記アドホックネットワークの複雑度を示す独立リンク複雑度に基づいて、前記アドホックネットワーク内の前記独立経路のうち、符号化ルーティングに用いる独立経路の集合である独立リンク集合として含める独立経路の候補である独立経路候補を選択する制約設定ステップと、
   前記独立経路候補に含まれる前記独立経路を前記独立リンク集合に含める独立リンク集合設定ステップと、
   を含むことを特徴とする伝送ルート決定方法。

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