JP2013168883A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際の通信負荷の増大を抑制することができるようにする。
【解決手段】グループ決定部５０では、グループＩＤ生成部５２によって、自端末のグループ内の各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤのビットパターンを用いて、自グループのグループＩＤを生成する。関数ｈ（ｘ）により、データＩＤをランダムパターンに変換し、関数ｇ（ｘ、ｙ）により、ランダムパターンを用いて、生成した自グループＩＤのビットパターンを含む各グループのビットパターンに処理を加える。評価部５４によって、処理が加えられた各グループのビットパターンを評価して、エリアデータを割り当てる移動端末のグループを決定する。
【選択図】図２１

Description

この発明は、移動端末に係り、特に、エリアに関するデータを移動端末群で分散して記憶する移動端末に関する。

従来から、ＭＡＮＥＴ環境への適応を目標としたＤＨＴ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｈａｓｈ Ｔａｂｌｅ）の一つとして、ＭＡＤＰａｓｔｒｙが知られている（非特許文献１）。ＭＡＤＰａｓｔｒｙでは、ルーティングテーブルの肥大化、維持コストを抑えるために、複数のグループに分割して管理を行っている。Ｐａｓｔｒｙと呼ばれるＤＨＴに基づいた手法で、アドホックルーティングプロトコルにはＡＯＤＶを用いている。

また、ＭＡＤＰａｓｔｒｙに参加する移動体は必ず、どこかのグループに属している。各グループのマスターはグループのビーコンを発信し、グループマスター以外の移動体は受信したビーコンのホップ数が最も少ないグループに属する。また、各移動体はグループへのルーティングテーブルと同一グループの移動体リストを持ち、これらを用いてルーティングを行っている。

Ｔｈｏｍａｓ Ｚａｈｎ ａｎｄ Ｊｏｃｈｅｎ Ｓｃｈｉｌｌｅｒ，"Ａ ＤＨＴ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ＦＯＲ ｐｒａｃｔｉｃａｂｌｙ ｓｉｚｅｄ ＭＡＮＥＴｓ" ｉｎ ＡＳＷＮ， Ｊｕｎｅ ２００５

上記のＭＡＤＰａｓｔｒｙでは、位置情報を用いてグループに分けて管理しているが、グループＩＤにグループ内ノードの情報が反映されていないため、ノードのグループが切り替わるタイミングでノードは全データを入れ替える必要があり、通信負荷が大きくなってしまう、という問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際の通信負荷の増大を抑制することができる移動端末を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る移動端末は、本発明に係る移動端末によれば、予め定められたエリアに関連するエリアデータを、移動端末群の各移動端末に対応するノードの集合に対して分散して割り当てることにより、前記エリアデータを前記移動端末群の各移動端末で分散して記憶するためのデータ分散記憶システムにおける移動端末であって、周辺の移動端末と無線通信を行うための通信手段と、前記エリアを分割した分割エリア内に存在する移動端末のグループを示すグループＩＤであって、前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを用いて定められるビットパターンで表わされるグループＩＤを前記エリアの各分割エリアについて取得すると共に、自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを取得するＩＤ取得手段と、周辺の移動端末から、前記通信手段により前記エリアデータを受信した場合に、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤを用いて、自端末が存在する前記分割エリアに対応する前記グループＩＤを生成すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記生成したグループＩＤを含む各分割エリアに対応する各グループＩＤのビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各グループＩＤのビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記移動端末のグループを決定するグループ決定手段と、前記グループ決定手段によって決定された前記グループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループである場合、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々をビットパターンに変換すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記ノードを決定するノード決定手段と、前記自端末のノードに割り当てられた前記エリアデータを記憶する記憶手段と、前記グループ決定手段によって決定されたグループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループでない場合、及び前記ノード決定手段によって決定されたノードが、自端末のノードでない場合、前記受信した前記エリアデータを他の移動端末へ転送するように前記通信手段を制御する転送制御手段と、を含んで構成されている。

本発明の移動端末によれば、ＩＤ取得手段によって、前記エリアを分割した分割エリア内に存在する移動端末のグループを示すグループＩＤであって、前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを用いて定められるビットパターンで表わされるグループＩＤを前記エリアの各分割エリアについて取得すると共に、自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを取得する。

そして、グループ決定手段によって、周辺の移動端末から、前記通信手段により前記エリアデータを受信した場合に、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤを用いて、自端末が存在する前記分割エリアに対応する前記グループＩＤを生成すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記生成したグループＩＤを含む各分割エリアに対応する各グループＩＤのビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各グループＩＤのビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記移動端末のグループを決定する。ノード決定手段によって、前記グループ決定手段によって決定された前記グループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループである場合、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々をビットパターンに変換すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記ノードを決定する。

そして、転送制御手段によって、前記グループ決定手段によって決定されたグループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループでない場合、及び前記ノード決定手段によって決定されたノードが、自端末のノードでない場合、前記受信した前記エリアデータを他の移動端末へ転送するように前記通信手段を制御する。

このように、グループ内のノードＩＤを用いて定められるグループＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定すると共に、グループ内のノードＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるノードを決定することにより、移動端末のノードが所属するグループが切り替わっても、当該ノードにエリアデータが割り当てられる可能性があるため、移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際の通信負荷の増大を抑制することができる。

本発明に係るグループＩＤのビットパターンを、ノードＩＤに応じて１以上である所定数のビットを１にしたビットパターンを、対応する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤについて足し合わせて求めるようにすることができる。これによって、エリアデータを移動端末群で安定して分散記憶することができる。

本発明に係るグループ決定手段は、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤをビットパターンに変換し、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤのビットパターンを足し合わせることにより、自端末が存在する前記分割エリアに対応する前記グループＩＤのビットパターンを生成するようにすることができる。

本発明に係るグループ決定手段は、前記ランダムパターンを用いて、前記生成したグループＩＤのビットパターンを含む各分割エリアに対応する各グループＩＤのビットパターンを並び替えるように処理を加え、前記ノード決定手段は、前記ランダムパターンを用いて、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンを並び替えるように処理を加えるようにすることができる。

本発明に係る前記ＩＤ取得手段は、自端末が存在する前記分割エリアに隣接する前記分割エリアの各々について、前記隣接する分割エリア内に存在する前記グループを経由してルーティング可能な前記グループのグループＩＤのビットパターンを足し合わせたビットパターンを取得すると共に、自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤを取得し、前記グループ決定手段は、前記ＩＤ取得手段によって取得した前記隣接する分割エリアの各々に対する前記グループＩＤのビットパターンを足し合わせたビットパターンと、前記生成したグループＩＤとの各々に処理を加え、前記処理が加えられたビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記移動端末のグループを決定するようにすることができる。これによって、取得するグループＩＤのビットパターンのデータ量を削減することができる。

以上説明したように、本発明の移動端末によれば、グループ内のノードＩＤを用いて定められるグループＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定すると共に、グループ内のノードＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるノードを決定することにより、移動端末のノードが所属するグループが切り替わっても、当該ノードにエリアデータが割り当てられる可能性があるため、移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際の通信負荷の増大を抑制することができる、という効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る移動端末の構成を示すブロック図である。 ノードのハッシュ値とデータのハッシュ値との対応関係を示す図である。 交差点エリア内に入った移動端末に対してデータが割り当てられている様子を示す図である。 エリアから離脱する移動端末が、他の移動端末にエリアデータを渡す様子を示すイメージ図である。 単層のＤＨＴにおけるルーティング情報の通信を示す図である。 ２階層のＤＨＴにおけるルーティング情報の通信を示す図である。 グループＩＤの構成を説明するための図である。 グループの構成を説明するための図である。 グループが存在しない参考例におけるルーティングテーブルを説明するための図である。 グループが存在しない参考例におけるルーティング情報を説明するための図である。 グループ内ルーティングテーブル及びグループ間ルーティングテーブルを説明するための図である。 グループ間ルーティング情報を説明するための図である。 グループ内ルーティング情報を説明するための図である。 隣接グループとビットパターンを交換する様子を示す図である。 隣接グループにグループ間ルーティング情報を送信する様子を示す図である。 グループ間ルーティング情報を送信していない初期状態を示す図である。 グループ間ルーティング情報を１回送信した状態を示す図である。 グループ間ルーティング情報を２回送信した状態を示す図である。 グループ間ルーティング情報を３回送信した状態を示す図である。 グループ間ルーティング情報を４回送信した状態を示す図である。 グループ決定部の構成を示す図である。 グループのビットパターンの並び替えを行う様子を示す図である。 ノード決定部の構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末における参加時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末における参加中処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるグループ間移動時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるデータ転送処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるグループ内ルーティング情報受信時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるグループ間ルーティング情報受信時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるデータ受信時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る移動端末におけるグループ間ルーティング情報受け渡し処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。 ノードＩＤのＢＦ及びグループＩＤのＢＦを説明するための図である。 参考例におけるＢＦの動作を説明するための図である。 グループＩＤのＢＦを生成する方法を説明するための図である。 グループ決定部の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本発明を適用した移動端末を車両に搭載し、複数の移動端末の間で無線通信を行って、データを分散して記憶するデータ分散記憶システムを例に説明する。

図１に示すように、第１の実施の形態に係るデータ分散記憶システムの移動端末１０は、自端末を搭載している車両に設けられ、かつ、自端末の位置を測定するためのＧＰＳ１２と、周辺の他の移動端末１０と無線通信を行うためのデータ通信部１４と、ＧＰＳ１２によって測定された自端末の位置に基づいて、周辺の複数の移動端末１０を含む移動端末群でのデータの分散管理を行うコンピュータ１６とを備えている。

データ通信部１４は、無線アドホック通信を行って、周辺の他の移動端末１０と通信を行い、アドホックルーティングによってエリア内にネットワークを形成する。なお、アドホックルーティングのプロトコルは任意である。データ通信部１４は、送信データとして、ＧＰＳ１２によって計測した自端末の位置情報を含むデータを送信する。

コンピュータ１６は、移動端末１０全体の制御を司るＣＰＵ、後述する参加時処理ルーチン、参加中処理ルーチン、グループ内ルーティング情報受信時処理ルーチン、グループ間ルーティング情報受信時処理ルーチン、データ受信時処理ルーチン、及びグループ間ルーティング情報受け渡し処理ルーチンのプログラム等を記憶した記憶媒体としてのＲＯＭ、ワークエリアとしてデータを一時格納するＲＡＭ、及びこれらを接続するバスを含んで構成されている。このような構成の場合には、各構成要素の機能を実現するためのプログラムをＲＯＭに記憶しておき、これをＣＰＵが実行することによって、各機能が実現されるようにする。

このコンピュータ１６をハードウエアとソフトウエアとに基づいて定まる機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、上記図１に示すように、各交差点エリアの位置情報及び後述する分割エリアの位置情報を含む道路地図データを記憶する地図データベース２０と、ＧＰＳ１２によって計測された自端末の位置を取得する共に、地図データベース２０から自車両の直近の交差点エリアの位置情報及び分割エリアの位置情報を取得する位置取得部２２と、位置取得部２２によって取得された自端末位置と交差点エリアの中心位置との距離、及び分割エリアの中心位置との距離に基づいて、後述するグループ内ルーティングテーブル管理部２６及びグループ間ルーティングテーブル管理部３０を制御する制御部２４と、グループ内のルーティングを行うためのグループ内ルーティングテーブルを管理するグループ内ルーティングテーブル管理部２６と、グループ内ルーティングテーブルを記憶するグループ内ルーティングテーブル記憶部２８と、グループ間のルーティングを行うためのグループ間ルーティングテーブルを管理するグループ間ルーティングテーブル管理部３０と、グループ間ルーティングテーブルを記憶するグループ間ルーティングテーブル記憶部３２と、ＤＨＴに従ってデータ分散管理を行うデータ管理部３４と、自端末に対して割り当てられたエリアデータを記憶するデータ記憶部３６と、グループ内ルーティング情報を生成すると共に、グループ間ルーティングテーブルに基づいてグループ間ルーティング情報を生成するルーティング情報生成部３８とを備えている。なお、グループ内ルーティングテーブル管理部２６及びグループ間ルーティングテーブル管理部３０がＩＤ取得手段の一例である。また、データ管理部３４が、グループ決定手段、ノード決定手段、転送制御手段の一例であり、ＤＨＴデータ記憶部３６が、記憶手段の一例である。

ここで、本実施の形態に係るデータ分散管理を行う原理について説明する。

本実施の形態では、移動体が無線通信を行う環境下で、位置に依存した情報（エリアデータ）を、特定のエリア（例えば、交差点）内の複数の移動端末によって維持し、分散管理する。エリアから離脱する移動端末は、エリア内の他の移動端末にデータを転送することで、エリア内へ情報を維持する。データの分散管理を、ＤＨＴを用いて実現する。

ＤＨＴ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｈａｓｈ Ｔａｂｌｅ）とは、分散環境でデータを管理する手法の１つであり、ハッシュテーブルを用いてデータを管理する手法である。また、ハッシュテーブルは、キーとデータの組を格納し、キーに対応するデータをすばやく参照するためのデータ構造である。

ＤＨＴの例としては、Ｃｈｏｒｄ、Ｐａｓｔｒｙ、Ｋａｄｅｍｌｉａなどが挙げられ、ＤＨＴの応用例としては、Ｄｙｎａｍｏ、Ｃａｓｓａｎｄｒａ、Ｋａｉなどがある。

ＤＨＴを用いることにより、データ管理負荷をノードに対して均等に分散でき、エリアデータを誰が持つか、サーバ無しで一意に決定でき、データのキーが分かれば正確な目的地がわからなくてもルーティング可能である。ただし、ルーティングテーブルが正しく構成されていることが条件である。また、ＤＨＴを無線通信環境で応用することで、特定エリアに仮想分散データベースを実現することができる。

ここで、Ｃｈｏｒｄを用いたデータ分散管理について説明する。各移動端末の持つ固有のＩＤとデータの持つ固有のＩＤとをそれぞれ、ハッシュ関数を用いてハッシュ値にする。移動端末（ノード）とデータとは、図２のように対応付けられ、データは、自身のハッシュ値より大きいハッシュ値を持つ移動端末（ノード）の中で、最小のハッシュ値を持つ移動端末（ノード）に保存される。

また、自端末位置と交差点位置との距離が、所定値以内であれば、参加処理を行う。参加処理では、自端末ＥのＩＤのハッシュ値ｆ（Ｅ）を計算して、自端末のノードを追加する。これによって、図３に示すように、自端末のノードに割り当てられるエリアデータが、他の移動端末Ａから送信され、自端末が当該エリアデータを受け取る。なお、図３の例では、他の移動端末Ｄを介して、他の移動端末Ａからのエリアデータを自端末Ｅが受け取っている。

また、自端末位置と交差点位置との距離が、所定値より大きくなると、離脱処理を行う。離脱処理では、自端末のノードを削除する。これによって、図４に示すように、自端末（図４のＧ参照）のノードに割り当てられていたエリアデータが、他の移動端末Ｄへ送信される。なお、図４の例では、他の移動端末Ｆを介して、自端末Ｇから他の移動端末Ｄへエリアデータが送信されている。

ここで、図５に示すような階層化されていないＤＨＴでは、データを正しく管理するために、エリア内の全ノードＩＤを知る必要がある。そのため、ＤＨＴのルーティングテーブルを維持するための通信が多くなる。そこで、本実施の形態では、ルーティングテーブル維持通信を抑制するために、図６のような２階層ＤＨＴを用いる。２階層ＤＨＴでは、データを管理するために複数のノードで構成されるグループという単位を追加する。ＤＨＴを階層化する場合、データはまずどのグループで管理するかが決定され、その後グループ内のどのノードがデータを管理するかが決定される。各ノードは所属するグループ内の全ノードＩＤと情報保持エリア内のグループＩＤを知っていればルーティング可能であるためルーティングテーブルの維持コストを抑制できる。

しかし、グループ間をノードが移動すると、移動前のグループで管理していたデータを他ノードに送信し、移動後のグループで管理するデータを他ノードから受信する必要があるため、多くのデータ通信が発生する。上記図６の例ではノードがグループＢからグループＣに移動するときに、グループＢで管理していたデータをグループＢ内の他ノードに送信し、グループＣで新たに管理するデータをグループＣ内の他ノードから受信する。

そこで、本実施の形態では、グループ内のノードＩＤを用いてグループＩＤを変更する２階層ＤＨＴを採用する。すなわち、図７に示すように、グループＩＤをグループ内のノードＩＤのＯＲ演算によって構成することで、グループとノードのＩＤの間で関連付けを行う。これによって、各ノードは全ノードＩＤを知る必要が無いため、ルーティングテーブル管理通信を低く抑えることが可能となる。また、グループ間をノードが移動する際に、ノードが管理しているデータが移動後のグループに所属する可能性があるように、グループＩＤが適切に変更されるため、グループ間を移動しても、同じノードに対して同じデータ割り当てられる可能性があり、データ通信の発生を抑えられる。

次に、グループ構成の具体例を図８に示す。情報保持エリア（交差点エリア）は位置情報を用いて複数の分割エリアに分割され、ノードのグループが、分割エリアの中心座標と範囲（ｘ座標、ｙ座標、範囲）によって定義される。例えば、グループＡが（１５０、３００、１００）で定義され、グループＢが（３００、３００、１００）で定義され、グループＣが（４５０、３００、１００）で定義される。

また、グループ（分割エリア）のサイズは、同一グループのノードが１ホップで通信可能なサイズを想定している。

グループＩＤは可変であり、内部ノードによって構成される。上記図８の例では、グループＩＤのサイズは１０ｂｉｔで、グループ内に存在するノードＩＤの各々からビットパターンに１を書き込む位置を決定している。グループＡでは内部ノードＩＤの各々が１、２、３であり、１〜３ビットに１の書き込みを行うので、グループＩＤは”０００００００１１１”となっている。

制御部２４は、位置取得部２２によって取得された自端末位置と分割エリアの中心位置との距離に基づいて、自端末が所属するグループ（自端末が存在する分割エリア）を判断する。また、制御部２４は、所属するグループの変化により、グループ間の移動を判断する。

また、制御部２４は、位置取得部２２によって取得された自端末位置と交差点エリアの中心位置との距離が、所定の範囲内であれば、制御部２４は、ＤＨＴへの参加を判断する。制御部２４は、位置取得部２２によって取得された自端末位置と交差点エリアの中心位置との距離が、所定の範囲より大きくなると、ＤＨＴからの離脱を判断する。

次に、ルーティングテーブル及びルーティング情報について説明する。

まず、参考例として、グループが存在しない場合のルーティングテーブルの具体例を図９に示す。ルーティングテーブルは、自端末が直接通信可能なノードから提供されたルーティング情報に基づいて生成され、自端末が直接通信可能なノードのノードＩＤ及びビットパターンから構成される。

次に、参考例として、グループが存在しない場合のルーティング情報の具体例について図１０を用いて説明する。ルーティング情報は送信先・送信元ノードＩＤとビットパターンによって構成されている。ビットパターンは、ルーティングテーブルの中でノードＩＤが送信先ノードＩＤでないビットパターンをＯＲ演算すると共に、送信元ノードＩＤによって決定されたビットを１にしたビット列である。

上記図１０の例では、ノード４がノード５に対してルーティング情報を送信する。その場合、ノード４のルーティングテーブルの中で、ノードＩＤが５以外のビットパターンをＯＲ演算し、さらに送信元ノードＩＤが４なので右から４ビット目に１を書き込んだものをビットパターンとする。作成したビットパターンに送信先ノードＩＤ（５）と送信元ノードＩＤ（４）を付加して、ノード５に対して送信する。

ビットパターンの具体例にはシンプルなものを用いたが、これ以外にもＢＦを用いる手法などが考えられる。

次に、本実施の形態におけるルーティングテーブル（グループ化したときのルーティングテーブル）の具体例について説明する。グループ内ルーティングテーブル及びグループ間ルーティングテーブルの具体例を図１１に示す。各ノードはグループ間とグループ内の２つのルーティングテーブルを保持する。グループ間ルーティングテーブルは同一グループのノードの間では共通であり、隣接するグループとのデータのやりとりに用いる。グループ間ルーティングテーブルの行数は隣接するグループの数と一致し（グループＡやＣは１、グループＢは２）、各行は隣接するグループの位置情報とビットパターンという項目を持つ。隣接グループ位置情報は、上記図１１の例ではＡ、Ｂ、Ｃと書かれているが、実際には（ｘ座標、ｙ座標、範囲）である。以下、グループ位置情報の表記については同様である。グループ間ルーティングテーブルのビットパターンについては後述する。

グループ内ルーティングテーブルは同一グループ内でのデータのやりとりに用いる。同一グループの全ノードのＩＤがグループ内ルーティングテーブルに登録される。

グループ内ルーティングテーブル記憶部２８は、上述したように、同一グループに所属する全ノードのノードＩＤからなるグループ内ルーティングテーブルを記憶する。グループ間ルーティングテーブル記憶部３２は、隣接グループ毎の隣接グループ位置情報及びビットパターンからなるグループ間ルーティングテーブルを記憶する。

また、本実施の形態におけるグループ間ルーティング情報の具体例について図１２を用いて説明する。

グループ間ルーティング情報は、送信先グループの位置情報と送信元グループの位置情報とビットパターンとによって構成される。

上記図１２のようにグループＢのノードからグループＡのノードへグループ間ルーティング情報を送信する例を考える。送信先グループ位置情報はＡで送信元グループ位置情報はＢである。ビットパターンは、グループＢで保持するグループ間ルーティングテーブルの中で隣接グループ位置情報がＡではないビットパターンと自グループのグループＩＤ（自グループ内の各ノードＩＤをＯＲ演算したもの）とをＯＲ演算して構成する。

このとき、グループ間ルーティング情報は、同一グループのノードの間で共通であるため、グループ間ルーティング情報を送信するときに、１対１で送信する以外にも、１対多のブロードキャストでルーティング情報を伝える手法も考えられる。

このように、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２は、上述したように、隣接グループ位置情報と、当該隣接グループを経由してルーティング可能なグループのグループＩＤのＯＲ演算により求まるビットパターンとからなるグループ間ルーティングテーブルを記憶する。

また、ルーティング情報生成部３８は、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルに基づいて、送信先グループ位置情報以外の隣接グループ位置情報のビットパターンと、自グループのグループＩＤ（自グループ内の各ノードＩＤをＯＲ演算したもの）とをＯＲ演算したビットパターン、送信先グループ位置情報、及び送信元グループ位置情報（自グループのグループ位置情報）からなるグループ間ルーティング情報を生成し、隣接する送信先グループに対してデータ通信部１４により送信する。

また、グループ間ルーティングテーブル管理部３０は、データ通信部１４により他の移動端末１０からブロードキャストされたグループ間ルーティング情報を受信すると、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルを更新する。

また、本実施の形態におけるグループ内ルーティング情報の具体例について、図１３を用いて説明する。

グループ内ルーティングテーブルを維持するためのグループ内ルーティング情報は、自端末が所属するグループの位置情報と自端末のノードＩＤとから構成され、グループ内のノードに対してブロードキャストされる。例えば、ノード３ならば、グループＡ内のノード１、２に対してグループ位置情報＝Ａ、ノードＩＤ＝３というグループ内ルーティング情報が送信されるようにブロードキャストされる。

また、ノードがグループ間を移動する場合は、移動前と移動後のグループそれぞれに、新たに所属するグループ位置情報と自ノードＩＤをブロードキャストすることで、グループ内ルーティングテーブルを更新させる。例えば、ノード５がグループＢからＣへ移動する場合、ノード４、６、７、８、９に対して、グループ位置情報＝Ｃ、ノードＩＤ＝５というグループ内ルーティング情報が送信されるようにブロードキャストされる。グループ内ルーティング情報を受け取ることで、ノード４、６ではグループ内ルーティングテーブルからノード５の情報が削除され、ノード７、８、９では、グループ内ルーティングテーブルにノード５の情報が追加される。

このように、制御部２４がグループ間の移動を判断すると、ルーティング情報生成部３８は、移動後のグループ位置情報と自ノードＩＤとからなるグループ内ルーティング情報を生成し、データ通信部１４によりブロードキャストする。このとき、グループ内ルーティングテーブル管理部２６は、移動後のグループ内の移動端末１０から、データ通信部１４によりグループ内ルーティングテーブルを受信し、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に格納する。また、グループ間ルーティングテーブル管理部３０は、移動後のグループ内の移動端末１０から、データ通信部１４によりグループ間ルーティングテーブルを受信し、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に格納する。

また、制御部２４がＤＨＴへの新たな参加を判断した場合には、グループ内ルーティングテーブル管理部２６は、所属するグループ内の移動端末１０から、データ通信部１４によりグループ内ルーティングテーブルを受信し、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に格納する。また、グループ間ルーティングテーブル管理部３０は、所属するグループ内の移動端末１０から、データ通信部１４によりグループ間ルーティングテーブルを受信し、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に格納する。ルーティング情報生成部３８は、所属するグループ位置情報と自ノードＩＤとからなるグループ内ルーティング情報を生成し、データ通信部１４によりブロードキャストする。

また、制御部２４がＤＨＴからの離脱を判断した場合には、ルーティング情報生成部３８は、離脱後のグループ位置情報（＝ＮＵＬＬ）と自ノードＩＤとからなるグループ内ルーティング情報を生成し、データ通信部１４によりブロードキャストする。このとき、グループ内ルーティングテーブル管理部２６は、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８の内容を消去する。また、グループ間ルーティングテーブル管理部３０は、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２の内容を消去する。

次に、グループ間ルーティング情報の交換方法について説明する。

本実施の形態では、図１４に示すように、位置情報を考慮して、ルーティング可能なグループのグループＩＤを足し合わせたビットパターンを、隣接グループと交換することにより、ＤＨＴのデータのルーティングを可能とする。

例えば、図１５のような状況を考える。グループＤに存在するノードがデータを管理する場合、グループＣまたはグループＥのノードに当該データを転送するか、自グループで管理するかが判断できれば、どのグループでデータを管理するか詳細に知る必要はない。そのため、グループＤのノードは、グループＤ内のノードＩＤとグループＣのＩＤ、それ以外のグループのＩＤのＯＲ（Ａ∪Ｂ∪Ｅ∪Ｆ∪Ｇ∪Ｈ∪Ｉ）を所有していれば、データのルーティングが可能である。

そこで、図１６から図２０のように、隣接グループＸに、グループ間ルーティング情報を送信するときには、グループ間ルーティングテーブルの中で、隣接グループＸ以外の隣接グループに対するビットパターンと、自グループＩＤのビットパターンとのＯＲ演算を行い、それを含むグループ間ルーティング情報を隣接グループＸに送信する。なお、図１６は初期状態を示し、図１７は、グループ間ルーティング情報の送信が１回行われた状態を示す。また、図１８は、グループ間ルーティング情報の送信が２回行われた状態を示し、図１９は、グループ間ルーティング情報の送信が３回行われた状態を示し、図２０は、グループ間ルーティング情報の送信が４回行われた状態を示す。

上記のようなグループ間ルーティング情報の交換手法を用いることで、隣接グループに対して自グループを経由することで到着可能（ルーティング可能）な全グループＩＤを伝えることができる。つまり、各隣接グループとグループ間ルーティング情報のビットパターンを交換するだけで、情報保持エリア全体のグループ情報を入手することができる。

また、ＤＨＴへの参加中に、データ通信部１４によりエリアデータを受信すると、データ管理部３４は、エリアデータのデータＩＤと、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されているグループ内ルーティングテーブルから得られる同一グループの各ノードＩＤと、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルから得られる各隣接グループのビットパターン（ルーティング可能なグループのグループＩＤを足し合わせたもの）とに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定し、決定されたグループが自グループである場合には、エリアデータを割り当てるノードＩＤを決定する。

ここで、グループＩＤとデータＩＤのハッシュ値から、データを管理するグループを決定し、その後、各ノードＩＤとデータＩＤのハッシュ値とから、データを管理するノードを決定する手法ではデータはグループ間には均等に分散されるものの、グループ内のノード間では均等に分散されない。これはデータを管理するグループを決定するときに、グループＩＤを数値として評価するため、グループＩＤを示すビットパターンの上位ビットの書き込みに影響されてデータを管理するグループが決定されるからである。

そのグループ内でデータを管理するノードを決定しても、上位ビットに書き込みを行ったノードに多くのデータが割り当てられる。また、グループＩＤを示すビットパターンの上位ビットに書き込みを行ったノードは、グループ間を移動しても、それによってグループＩＤが大きく変化するため、移動先で同一のデータを管理する可能性が高いものの、グループＩＤを示すビットパターンの上位ビットに書き込みを行っていないノードでは、グループ間の移動時に、データ通信が発生する可能性が高い。

そこで、本実施の形態では、グループ間移動時に全ノードがデータ通信を抑制でき、かつグループ内でデータ分布が均一になるデータ管理手法を提案する。

以下に、エリアデータを割り当てるノードが所属するグループの決定方法について説明する。

データ管理部３４は、図２１に示すグループ決定部５０を備えており、グループ決定部５０は、２階層のＤＨＴに従って、どのグループでデータを管理するか決定する。このときに、グループＩＤを、グループ内のノードＩＤのＯＲ演算によって構成することで、グループとノードのＩＤの間で関連付けを行う。

まず、同一グループ内の各ノードに対する関数ｆ（ｘ）により、同一グループ内のノードＩＤを引数としてビットパターンに変換して出力する。例えば、関数ｆ（ｘ）は、ハッシュ関数を用いて、ノードＩＤのハッシュ値を導き、そのハッシュ値を用いてビット列のどこか１ビットを１にしたビットパターンを出力する。もしくは、関数ｆ（ｘ）は、直接ノードＩＤから１にするビット数ビットの位置を決定する（例えば、ハッシュ値もしくはノードＩＤが３ならビットパターンの３ビット目を書き込む）ようにしてもよい。それ以外にも、関数ｆ（ｘ）は、ハッシュ関数から導かれたハッシュ値をそのままビットパターンとして出力してもよい。

次に、グループＩＤ生成部５２は、ＯＲ演算を用いて、各関数ｆ（ｘ）から出力されたビットパターン（ビット列）を足し合わせて、自グループのグループＩＤを示すビットパターンを生成する。ＯＲ演算による足し合わせを行う場合、関数ｆ（ｘ）で生成するビットパターンはハッシュ値よりも、ノードＩＤやノードＩＤのハッシュ値を用いてビットパターンのどこか１ビットに書き込む手法を用いることが好ましい。

また、関数ｈ（ｘ）により、データＩＤを引数としてランダムパターンを生成して出力する。例えば、関数ｈ（ｘ）で導かれるランダムパターンは、データＩＤのハッシュ値から導かれる置換パターンである（具体的には、全てのビットの並び替えの順番が決定するまで、データＩＤからハッシュ値を生成し、まだ順番が決定していないビット数で割るという操作を繰り返してランダムパターンを生成する）。

また、自グループ及び隣接グループの各々に対する関数ｇ（ｘ、ｙ）により、ランダムパターンを用いて、図２２に示すように、自グループのグループＩＤを示すビットパターン、及び各隣接グループのビットパターンのビットの並び替えを行い、並び替えられたビットパターンを各々出力する。

評価部５４は、関数ｇ（ｘ、ｙ）から出力されたビットパターンから、どのグループのビットパターンがエリアデータを管理するのに適しているのかを決定する評価関数を持ち、決定されたビットパターンのグループを出力する。例えば、上記図２２の例のように、ビットパターンを数値として評価して最も数値が大きいビットパターンのグループが、エリアデータが割り当てられるグループとして決定される。なお、隣接グループのビットパターンは、隣接グループを経由してルーティング可能なグループＩＤをＯＲ演算したものであるため、評価部５４によって出力されたグループが、隣接グループである場合には、隣接グループを経由してルーティング可能なグループの何れかが、エリアデータを管理するのに適しているグループとなる。

次に、エリアデータを割り当てるノードの決定方法について説明する。

データ管理部３４は、図２３に示すノード決定部６０を備えており、ノード決定部６０は、グループ決定部５０により決定されたグループが、自グループである場合に、自グループ内のどのノードでデータを管理するか決定する。

まず、同一グループ内の各ノードに対する関数ｆ（ｘ）により、グループ決定部５０と同様に、同一グループ内のノードＩＤを引数としてビットパターンに変換して出力する。

また、関数ｈ（ｘ）により、グループ決定部５０と同様に、データＩＤを引数としてランダムパターンを生成して出力する。

また、各ノードＩＤに対する関数ｇ（ｘ、ｙ）により、グループ決定部５０と同様に、関数ｈ（ｘ）から出力されたランダムパターンを用いて、グループＩＤを示すビットパターンのビットの並び替えを行い、並び替えられたビットパターンを出力する。

評価部６２は、各関数ｇ（ｘ、ｙ）から出力されたビットパターンから、どのノードがエリアデータを管理するのに適しているのかを決定する評価関数を持ち、決定されたノードＩＤを出力する。例えば、ビットパターンを数値として評価して最も数値が大きいビットパターンに対応するノードＩＤが、エリアデータが割り当てられるノードのノードＩＤとして決定される。

データ管理部３４は、エリアデータを受信すると、グループ決定部５０及びノード決定部６０により、エリアデータを割り当てるグループ又はグループ及びノードＩＤを決定し、決定されたノードＩＤが、自ノードＩＤである場合には、受信したエリアデータを、ＤＨＴデータ記憶部３６に格納する。データ管理部３４は、決定されたグループが、隣接グループである場合には、決定された隣接グループに対して、データ通信部１４によりエリアデータを転送する。また、データ管理部３４は、決定されたグループが、自グループであり、かつ、決定されたノードＩＤが、自ノードＩＤでない場合には、決定されたノードＩＤが示す自グループ内のノードに対して、データ通信部１４によりエリアデータを転送する。

次に、本実施の形態に係る移動端末１０の作用について説明する。移動端末１０を搭載した車両の走行中に、ＤＨＴへ参加していない場合には、コンピュータ１６において、図２４に示す参加時処理ルーチンが実行される。

まず、ステップ１００において、ＤＨＴへの参加を示す変数ＡＩｎに、初期値Ｆａｌｓｅを設定し、ステップ１０２において、ＧＰＳ１２から自車両の位置を取得すると共に、自車両の直近にある交差点エリアの位置情報（予め求められた情報保持エリアの中心位置及び範囲）及び当該交差点エリアの分割エリアの位置情報（予め求められたグループの中心位置及び範囲）を、地図データベース２０から取得する。

そして、ステップ１０４において、上記ステップ１０２で取得した自車両の位置と交差点エリアの中心位置との距離とが、交差点エリアの範囲内であるか否かに基づいて、交差点エリア内に存在するか否かを判定し、交差点エリア内に存在する場合には、ＡＩｎにＴｒｕｅを設定し、一方、交差点エリア内に存在しない場合には、ＡＩｎにＦａｌｓｅを設定する。

次のステップ１０６では、変数ＡＩｎがＴｒｕｅであるか否かを判定する。変数ＡＩｎがＦａｌｓｅであれば、上記ステップ１０２へ戻るが、変数ＡＩｎがＴｒｕｅであれば、ＤＨＴへ参加すると判断し、ステップ１０８へ進む。

ステップ１０８では、上記ステップ１０２で取得した自車両の位置と各分割エリアの中心位置との距離とに基づいて、自端末が所属するグループを特定し、同一グループ内に存在する周辺の移動端末１０とデータ通信を行い、グループ内ルーティングテーブル及びグループ間ルーティングテーブルを、当該周辺の移動端末１０から受信して取得し、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８及びグループ間ルーティングテーブル記憶部３２に格納する。

そして、ステップ１１０において、上記ステップ１０８で特定した自端末が所属するグループの位置情報をＧ＿Ｌｏｃに設定し、自端末のノードＩＤをＮ＿ＩＤに設定する。次のステップ１１２では、Ｇ＿Ｌｏｃのグループ内の移動端末１０に送信するように、グループ内ルーティング情報（Ｎ＿ＩＤとＧ＿Ｌｏｃ）をブロードキャストし、参加中処理へ移行する。

次に、コンピュータ１６によって実行される参加中処理ルーチンについて図２５を用いて説明する。

ステップ１２０において、ＧＰＳ１２から自車両の位置を取得すると共に、自車両の直近にある交差点エリアの位置情報及び当該交差点エリアの各分割エリアの位置情報を、地図データベース２０から取得する。

そして、ステップ１２２において、上記ステップ１２０で取得した自車両の位置と交差点エリアの中心位置との距離が、交差点エリアの範囲内であるか否かに基づいて、交差点エリア内に存在するか否かを判定し、交差点エリア内に存在する場合には、ＡＩｎにＴｒｕｅを設定し、一方、交差点エリア内に存在しない場合には、ＡＩｎにＦａｌｓｅを設定する。また、上記ステップ１２０で取得した自車両の位置と各分割エリアの中心位置との距離とに基づいて、自端末が所属するグループを特定し、特定した自端末が所属するグループの位置情報をＧ＿Ｌｏｃに設定する。

次のステップ１２４では、Ｇ＿Ｌｏｃが変化したか否かを判定する。Ｇ＿Ｌｏｃが変化していない場合には、上記ステップ１２０へ戻るが、Ｇ＿Ｌｏｃが変化した場合には、グループ間移動があったと判断し、ステップ１２６へ移行する。

ステップ１２６では、変化前のＧ＿Ｌｏｃを、Ｇ＿Ｌｏｃ０に設定する。そして、ステップ１２８において、上記ステップ１２２で設定したＧ＿Ｌｏｃ及び上記ステップ１２６で設定したＧ＿Ｌｏｃ０を用いて、グループ間移動時処理を行う。

次のステップ１３０では、変数ＡＩｎが、Ｆａｌｓｅであるか否かを判定する。ＡＩｎがＴｒｕｅであれば、ＤＨＴへ参加中であると判断し、上記ステップ１２０へ戻る。一方、ＡＩｎがＦａｌｓｅであれば、ＤＨＴから離脱したと判断し、ステップ１３２において、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８及びグループ間ルーティングテーブル記憶部３２の内容をクリアし、参加時処理へ移行する。

このように、参加中処理ルーチンが実行されることにより、自端末の位置情報と交差点エリア位置情報とグループ位置情報からＡＩｎとＧ＿Ｌｏｃが周期的に更新される。また、自端末のノードがグループ間を移動することでＧ＿Ｌｏｃが変化すると、グループ間移動時の処理を行う。ＡＩｎがＦａｌｓｅの場合、エリアから離脱するため、現在所持しているグループ間ルーティングテーブルとグループ内ルーティングテーブルがクリアされる。

上記ステップ１２８は、図２６に示すグループ間移動時処理ルーチンにより実現される。

ステップ１４０において、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８及びグループ間ルーティングテーブル記憶部３２の内容をクリアする。そして、ステップ１４２において、変数ＡＩｎが、Ｔｒｕｅであるか否かを判定する。ＡＩｎがＴｒｕｅであれば、交差点エリア内に存在する（ＤＨＴへ参加中である）と判断し、ステップ１４４において、Ｇ＿Ｌｏｃのグループ内に存在する周辺の移動端末１０とデータ通信を行い、グループ内ルーティングテーブル及びグループ間ルーティングテーブルを、当該周辺の移動端末１０から受信して取得し、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８及びグループ間ルーティングテーブル記憶部３２に格納する。ステップ１４６では、Ｇ＿Ｌｏｃのグループ内の移動端末１０及びＧ＿Ｌｏｃ０のグループ内の移動端末１０に送信するように、グループ内ルーティング情報（Ｎ＿ＩＤとＧ＿Ｌｏｃ）をブロードキャストする。

一方、ＡＩｎがＦａｌｓｅであれば、自端末のノードがエリア外に存在する（ＤＨＴから離脱した）と判断し、ステップ１４８において、Ｇ＿Ｌｏｃ０のグループ内の移動端末１０に送信するように、グループ内ルーティング情報（Ｎ＿ＩＤとＧ＿Ｌｏｃ（＝ＮＵＬＬ））をブロードキャストする。

そして、ステップ１５０では、自端末のＤＨＴデータ記憶部３６に格納されているエリアデータのデータＩＤ（ｎ個）を、Ｄａｔａ＿ＩＤ[ｎ]に設定する。ステップ１５２では、上記ステップ１５０で設定されたＤａｔａ＿ＩＤ[ｎ]を用いて、データ転送処理を行って、グループ間移動時処理ルーチンを終了する。データ転送処理では、現在自端末が管理しているエリアデータの管理者が変更されていないか判断し、変更されている場合には、当該エリアデータを転送し、また、交差点エリアの外に出る場合には全エリアデータを転送する。

上記ステップ１５２の処理は、図２７に示すデータ転送処理ルーチンにより実現される。

まず、ステップ１６０では、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されている、現在所属するグループ内の全ノードＩＤに基づいて、グループＩＤ（ビットパターン）を生成し、Ｇ＿ＩＤに設定する。そして、ステップ１６２において、自端末が保持するエリアデータを識別するための変数ｉを初期値１に設定する。

ステップ１６４では、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されている各隣接グループに対するグループ間ルーティング情報のビットパターンと、Ｇ＿ＩＤと、ｉ番目のエリアデータのデータＩＤ（Ｄａｔａ＿ＩＤ[ｉ]）とに基づいて、ｉ番目のエリアデータが割り当てられるグループを決定する。決定されたグループが自グループである場合には、変数Ｇｏ＿ｊにＴｒｕｅを設定し、一方、決定されたグループが自グループでない場合には、変数Ｇｏ＿ｊにＦａｌｓｅを設定する。

そして、ステップ１６６において、変数Ｇｏ＿ｊがＴｒｕｅであるか否かを判定する。Ｇｏ＿ｊがＦａｌｓｅである場合、自ノードが所属するグループに割り当てられないと判断し、ステップ１６８において、上記ステップ１６４で決定された隣接グループに所属する移動端末１０へ、ｉ番目のエリアデータを転送し、ステップ１７６へ移行する。

一方、Ｇｏ＿ｊがＴｒｕｅである場合、自ノードが所属するグループに割り当てられると判断し、ステップ１７０において、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されている各ノードＩＤと、Ｎ＿ＩＤと、ｉ番目のエリアデータのデータＩＤ（Ｄａｔａ＿ＩＤ[ｉ]）とに基づいて、ｉ番目のエリアデータが割り当てられるノードを決定する。決定されたノードが自ノードである場合には、変数Ｇｉ＿ｊにＴｒｕｅを設定し、一方、決定されたノードが自ノードでない場合には、変数Ｇｉ＿ｊにＦａｌｓｅを設定する。

そして、ステップ１７２において、変数Ｇｉ＿ｊがＴｒｕｅであるか否かを判定する。Ｇｉ＿ｊがＦａｌｓｅである場合、自ノードに割り当てられないと判断し、ステップ１７６において、上記ステップ１７０で決定されたノードの移動端末１０へ、ｉ番目のエリアデータを転送し、ステップ１７６へ移行する。

一方、Ｇｉ＿ｊがＴｒｕｅである場合、ｉ番目のエリアデータを、ＤＨＴデータ記憶部３６にそのまま格納しておき、ステップ１７６へ移行する。

ステップ１７６では、変数ｉを１インクリメントする。そして、ステップ１７８において、変数ｉが、保持しているエリアデータの数を示すｎ以下であるか否かを判定し、変数ｉがｎ以下であれば、上記ステップ１６４へ戻るが、一方、変数ｉがｎより大きい場合には、データ転送処理ルーチンを終了する。

次に、データ通信部１４によって他の移動端末１０からグループ内ルーティング情報を受信すると、コンピュータ１６によって、図２８に示すグループ内ルーティング情報受信時処理ルーチンが実行される。

ステップ１８０において、受信したグループ内ルーティング情報から、ノード（移動端末）のＩＤ及びグループ位置情報を取り出し、取り出したノードＩＤをＲＴ＿Ｎ＿ＩＤに設定し、取り出したグループ位置情報をＲＴ＿Ｇ＿Ｌｏｃに設定する。

次のステップ１８２では、自端末が所属するグループの位置情報をＧ＿Ｌｏｃに設定する。ステップ１８４では、ＲＴ＿Ｇ＿ＬｏｃとＧ＿Ｌｏｃとが一致するか否かを判定する。ＲＴ＿Ｇ＿ＬｏｃとＧ＿Ｌｏｃとが一致する場合には、ステップ１８６において、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されているグループ内ルーティングテーブルに、ＲＴ＿Ｎ＿ＩＤが登録されていなければ、ＲＴ＿Ｎ＿ＩＤを追加登録して、グループ内ルーティング情報受信時処理ルーチンを終了する。一方、ＲＴ＿Ｇ＿ＬｏｃとＧ＿Ｌｏｃとが一致しない場合には、ステップ１８８において、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されているグループ内ルーティングテーブルに、ＲＴ＿Ｎ＿ＩＤが登録されていれば、ＲＴ＿Ｎ＿ＩＤを削除して、グループ内ルーティング情報受信時処理ルーチンを終了する。

また、データ通信部１４によって他の移動端末１０からグループ間ルーティング情報を受信すると、コンピュータ１６によって、図２９に示すグループ間ルーティング情報受信時処理ルーチンが実行される。

ステップ１９０において、受信したグループ間ルーティング情報から、送信先グループの位置情報、送信元グループの位置情報、及びビットパターンを取り出し、取り出した送信元グループの位置情報をＲＴ＿Ｇ＿Ｓｒｃに設定し、取り出した送信先グループの位置情報をＲＴ＿Ｇ＿Ｄｓｔに設定し、取り出したビットパターンを、ＲＴ＿Ｂｉｔに設定する。

次のステップ１９２では、自端末が所属するグループの位置情報をＧ＿Ｌｏｃに設定する。ステップ１９４では、ＲＴ＿Ｇ＿ＤｓｔとＧ＿Ｌｏｃとが一致するか否かを判定する。ＲＴ＿Ｇ＿ＤｓｔとＧ＿Ｌｏｃとが一致する場合には、ステップ１９６において、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルの隣接グループ位置情報がＲＴ＿Ｇ＿Ｓｒｃである行のビットパターンをＲＴ＿Ｂｉｔで更新し、あるいは隣接グループ位置情報としてＲＴ＿Ｇ＿Ｓｒｃが登録されていなければ、隣接グループ位置情報がＲＴ＿Ｇ＿Ｓｒｃであり、ビットパターンがＲＴ＿Ｂｉｔである行を追加登録して、グループ間ルーティング情報受信時処理ルーチンを終了する。一方、ＲＴ＿Ｇ＿ＤｓｔとＧ＿Ｌｏｃとが一致しない場合には、グループ間ルーティング情報受信時処理ルーチンを終了する。

また、移動端末１０が、データ通信部１４によって他の移動端末１０から送信されたエリアデータを受信した場合には、コンピュータ１６によって、図３０に示すデータ受信時処理ルーチンを実行する。

まず、ステップ２００において、受信したデータから、データのＩＤを取り出し、Ｄａｔａ＿ＩＤ［１］に、取り出したデータＩＤを設定する。次のステップ２０２では、上記ステップ２００で設定したＤａｔａ＿ＩＤ［１］を用いて、上記図２７で説明したデータ転送処理ルーチンを実行し、データ受信時処理ルーチンを終了する。これによって、エリアデータを自ノードで保持するか、他のノードに転送するかが判断される。

また、移動端末１０がＤＨＴへ参加しているときに、コンピュータ１６において、図３１に示すグループ間ルーティング情報受け渡し処理ルーチンが周期的に実行される。

まず、ステップ２１０において、現在自端末が所属するグループの位置情報をＧ＿Ｌｏｃに設定する。また、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルを用いて、現在隣接するグループの位置情報（ｍ個の中心座標）をＡ＿Ｌｏｃ［ｍ］に設定すると共に、同一グループ内の各ノードから送信されたデータに含まれる位置情報を用いて、同一グループのノードＩＤ及び現在の位置情報（ｎ個）をＧＮ＿Ｌｏｃ[ｎ]に設定し、自端末のノードＩＤをＮ＿ＩＤに設定する。

そして、ステップ２１２において、隣接グループを識別するための変数ｉを初期値０に設定し、ステップ２１４で、自グループのノードの位置情報ＧＮ＿Ｌｏｃの中で、隣接グループの位置情報Ａ＿Ｌｏｃ［ｉ］に最も近いノードのノードＩＤを決定し、決定されたノードＩＤをＮｅａｒ＿ＩＤに設定する。

次のステップ２１６では、Ｎｅａｒ＿ＩＤとＮ＿ＩＤとが一致するか否かを判定する。Ｎｅａｒ＿ＩＤとＮ＿ＩＤとが一致する場合には、ステップ２１８において、グループ間ルーティング情報を生成する。このとき、送信元グループ位置情報をＧ＿Ｌｏｃとし、送信先グループ位置情報をＡ＿Ｌｏｃ［ｉ］とする。また、グループ間ルーティングテーブルにおいて、グループ間ルーティング情報の隣接グループ位置情報がＡ＿Ｌｏｃ［ｉ］でない全てのビットパターンと、自グループのグループＩＤを示すビットパターン（グループ内ルーティングテーブルから得られる自グループ内のノードＩＤのビットパターンを足し合わせたもの）とのＯＲ演算により構成されるビットパターンを、グループ間ルーティング情報のビットパターンとする。

そして、ステップ２２０では、上記ステップ２１８で生成したグループ間ルーティング情報をデータ通信部１４により送信する。

一方、Ｎｅａｒ＿ＩＤとＮ＿ＩＤとが一致しない場合には、ステップ２２２へ移行する。

ステップ２２２では、変数ｉを１インクリメントし、ステップ２２４において、変数ｉが、隣接グループの数を示すｍ未満であるか否かを判定する。変数ｉがｍ未満であれば、上記ステップ２１４へ戻る。一方、変数ｉがｍ以上であれば、グループ間ルーティング情報受け渡し処理ルーチンを終了する。

上記のように、各種処理ルーチンが各移動端末１０で実行されると、交差点エリアに関連するエリアデータが、交差点エリア内の移動端末群で分散して記憶される。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る移動端末によれば、グループ内のノードＩＤを用いて生成されるグループＩＤのビットパターン及びデータＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定すると共に、グループ内のノードＩＤのビットパターン及びデータＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるノードを決定することにより、移動端末のノードが所属するグループが切り替わっても、当該ノードにエリアデータが割り当てられる可能性があるため、移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際のデータ通信負荷の増大を抑制することができる。

また、各グループＩＤのビットパターンはグループ内のノードＩＤのビットパターンの足し合わせである。そのため、ノードを何個追加してもグループＩＤのビットパターンの通信量は増加しないため、ＤＨＴの全ノードＩＤを知る場合と比べて、データ通信量を抑えることができる。

また、ノードがグループ間を移動すると、グループＩＤのビットパターンが変化し、その変化に応じて、データを管理するグループが、移動後のグループに変更される可能性が高い。以上より、ノードがグループを移動しても同じデータを所有する可能性がありデータ通信を抑制することができる。このように、ＤＨＴのルーティングテーブルを管理するための通信の増大とＤＨＴを維持するためのデータ通信の増大とを抑制することができる。

次に、第２の実施の形態に係る移動端末について説明する。なお、第２の実施の形態に係る移動端末は、第１の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態では、図３２に示すように、ノードＩＤ及びグループＩＤを示すビットパターンをＢＦ（Ｂｌｏｏｍ Ｆｉｌｔｅｒ）にしている点が、第１の実施の形態と異なっている。

ここで、ＢＦについて説明する。ＢＦとは要素が集合の一部であるかを調べるために用いられる固定長ビットパターンのデータ構造である。参考例として図３３に動作例を示す。図３３では、ノードＡが作成したＢＦをノードＢで参照し、ノードＡとＢの所有データの差を判定している。ｇ（Ｘ）、ｆ（Ｘ）はハッシュ関数であり、ＢＦでのビットへの１の書き込みはハッシュ関数によって導いた値に基づいて行われる。本実施の形態では、ハッシュ関数によって導いた値をビットパターンの長さで割り、その剰余を用いてＢＦでの１を書き込むビットの位置を決定する。図３３では、ビットパターンの長さが１３なので、ｆ（Ｘ）＝１ｍｏｄ１３、ｇ（Ｘ）＝８ｍｏｄ１３のビットに１を書き込む。図３３ではビットパターンの長さが１３だが、実際には衝突を回避するためにもっと長いビットパターンを使用する。

ＢＦの初期状態は全て０のビットパターンで、ノードＡはハッシュ関数を用いてデータＸ、Ｙ、Ｚを所有していることをＢＦに書き込む。ノードＢはノードＡの所有データを書き込んだＢＦを受信すると、自身の所有しているデータからハッシュ関数を用いて特定のビットを参照し、そのビットが全て１ならばデータを所有していると判断し、そうでないなら所有していないと判断する。上記図３３の例では、ｆ（Ｑ）＝１ｍｏｄ１３、ｇ（Ｑ）＝３ｍｏｄ１３のビットを参照すると１と０であるためノードＡはＱを所有していないと判断できる。同様にｆ（Ｗ）＝６ｍｏｄ１３、ｇ（Ｗ）＝８ｍｏｄ１３のビットは、０と１なのでノードＡはＷを所有していない。ｆ（Ｚ）＝８ｍｏｄ１３、ｇ（Ｚ）１２ｍｏｄ１３のビットは１と１なので、ノードＡはＺを所有していると判断できる。

また、ＢＦには偽陽性による誤検出の問題はあるものの、ハッシュ関数の種類やビットパターンのサイズの調整により、偽陽性による誤検出の発生を十分低く抑えることが可能である。また、ＢＦは固定長のメモリ消費でビット演算が使用可能であるため、一定サイズのグループＩＤに複数のノード情報を書き込み、かつＢＦを用いた素早いルーティング処理が可能となる。

また、本実施の形態におけるＢＦを用いたグループＩＤの構成を図３４に示す。グループＩＤはＢＦであり、同一グループ内に存在するノードＩＤを示すＢＦを足し合わせたものである。このグループＩＤとノードＩＤを用いてＤＨＴを管理する。

グループ間ルーティングテーブル記憶部３２は、隣接グループ位置情報と、当該隣接グループを経由してルーティング可能なグループのグループＩＤを示すＢＦのＯＲ演算により求まるＢＦとからなるグループ間ルーティングテーブルを記憶する。

データ管理部３４は、エリアデータのデータＩＤと、グループ内ルーティングテーブル記憶部２８に記憶されているグループ内ルーティングテーブルから得られる同一グループの各ノードＩＤと、グループ間ルーティングテーブル記憶部３２に記憶されているグループ間ルーティングテーブルから得られる各隣接グループのＢＦとに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定し、決定されたグループが自グループである場合には、エリアデータを割り当てるノードＩＤを決定する。

データ管理部３４は、図３５に示すグループ決定部２５０を備えており、グループ決定部２５０は、２階層のＤＨＴに従って、どのグループでデータを管理するか決定する。

まず、同一グループ内の各ノードに対する関数ｆ（ｘ）により、同一グループ内のノードＩＤを引数として、１以上の所定個のビットを１にしたＢＦに変換して出力する。

次に、グループＩＤ生成部２５２は、ＯＲ演算を用いて、関数ｆ（ｘ）から出力されたＢＦを足し合わせて、自グループのグループＩＤを示すＢＦを生成する。

また、関数ｈ（ｘ）により、データＩＤを引数としてランダムパターンを生成して出力する。

また、自グループ及び隣接グループの各々に対する関数ｇ（ｘ、ｙ）により、ランダムパターンを用いて、上記図３４に示すように、自グループのグループＩＤを示すＢＦ、及び各隣接グループのＢＦのビットの並び替えを行い、並び替えられたＢＦを各々出力する。

評価部２５４は、各関数ｇ（ｘ、ｙ）から出力されたＢＦから、どのグループのＢＦがエリアデータを管理するのに適しているのかを決定する評価関数を持ち、決定されたＢＦのグループを出力する。例えば、上記図３４の例のように、ＢＦを数値として評価して最も数値が大きいＢＦのグループが、エリアデータが割り当てられるグループとして決定される。

また、データ管理部３４は、第１の実施の形態で説明したノード決定部６０と同様の構成を備えており、グループ決定部５０により決定されたグループが、自グループである場合に、自グループ内の各ノードＩＤのＢＦとデータＩＤとに基づいて、自グループ内のどのノードでデータを管理するか決定する。

なお、第２の実施の形態に係る移動端末の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る移動端末によれば、グループ内のノードＩＤのＢＦを用いて生成されるグループＩＤのＢＦ、及びデータＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるグループを決定すると共に、グループ内のノードＩＤのＢＦ及びデータＩＤに基づいて、エリアデータを割り当てるノードを決定することにより、移動端末のノードが所属するグループが切り替わっても、当該ノードにエリアデータが割り当てられる可能性があるため、移動端末のノードが所属するグループが切り替わる際のデータ通信負荷の増大を抑制することができる。

各ノードがビットパターン中の１ビットにＩＤ情報を埋める方式を用いる場合、ＤＨＴに参加できるノード数がビットパターンの長さに依存してしまう。これに対し、ビットパターンにハッシュ値を用いる場合、ＯＲ演算を行ってランダムパターンでビットパターンの並び替えを行っても、データが分散しない可能性が高い。そこで、本実施の形態では、上記図３２に示すように、ノードＩＤについて、ＢＦを用いて数ビットのビットパターンの書き込みを行うことによって、ＤＨＴに参加できるノード数を増加させつつ、データを分散させることが可能になる。

なお、上記の第１の実施の形態〜第２の実施の形態において、グループ間ルーティングテーブルには、隣接グループの各々に対する、グループ間ルーティング情報が登録されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、グループ間ルーティングテーブルには、交差点エリア内の全てのグループについて、グループ位置情報及びグループＩＤを示すビットパターン又はＢＦからなるグループ間ルーティング情報が登録されていてもよい。この場合には、グループ決定部の入力として、全てのグループＩＤのビットパターン又はＢＦを用いて、エリアデータを管理するグループを決定するようにすればよく、エリアデータを管理するグループを知ることができる。

また、交差点エリア内の移動端末群で、データ分散記憶システムを実現する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、交差点エリア内に、固定端末を設け、交差点エリア内の移動端末群と固定端末とで、データ分散記憶システムを実現するようにしてもよい。この場合には、エリア内に移動端末が存在しない場合であっても、エリア内にエリアデータを維持することができる。

また、交差点エリアの基準位置として、交差点エリアの中心位置を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、交差点内の他の所定位置を、交差点エリアの基準位置として用いてもよい。

また、仮想分散データベースを実現するエリアが、交差点である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他の所定エリアで、仮想分散データベースを実現するようにしてもよい。

１０ 移動端末
１２ ＧＰＳ
１４ データ通信部
１６ コンピュータ
２０ 地図データベース
２２ 位置取得部
２４ 制御部
２６ グループ内ルーティングテーブル管理部
２８ グループ内ルーティングテーブル記憶部
３０ グループ間ルーティングテーブル管理部
３２ グループ間ルーティングテーブル記憶部
３４ データ管理部
３６ ＤＨＴデータ記憶部
３８ ルーティング情報生成部
５０、２５０ グループ決定部
５２、２５２ グループＩＤ生成部
５４、６２、２５４ 評価部
６０ ノード決定部

Claims (5)

1. 予め定められたエリアに関連するエリアデータを、移動端末群の各移動端末に対応するノードの集合に対して分散して割り当てることにより、前記エリアデータを前記移動端末群の各移動端末で分散して記憶するためのデータ分散記憶システムにおける移動端末であって、
   周辺の移動端末と無線通信を行うための通信手段と、
   前記エリアを分割した分割エリア内に存在する移動端末のグループを示すグループＩＤであって、前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを用いて定められるビットパターンで表わされるグループＩＤを前記エリアの各分割エリアについて取得すると共に、自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末を示すノードＩＤを取得するＩＤ取得手段と、
   周辺の移動端末から、前記通信手段により前記エリアデータを受信した場合に、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤを用いて、自端末が存在する前記分割エリアに対応する前記グループＩＤを生成すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記生成したグループＩＤを含む各分割エリアに対応する各グループＩＤのビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各グループＩＤのビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記移動端末のグループを決定するグループ決定手段と、
   前記グループ決定手段によって決定された前記グループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループである場合、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々をビットパターンに変換すると共に、前記受信したエリアデータのデータＩＤを所定の関数を用いてランダムパターンに変換し、前記ランダムパターンを用いて、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンに処理を加え、前記処理が加えられた各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記ノードを決定するノード決定手段と、
   前記自端末のノードに割り当てられた前記エリアデータを記憶する記憶手段と、
   前記グループ決定手段によって決定されたグループが、自端末が存在する前記分割エリアに対応するグループでない場合、及び前記ノード決定手段によって決定されたノードが、自端末のノードでない場合、前記受信した前記エリアデータを他の移動端末へ転送するように前記通信手段を制御する転送制御手段と、
   を含む移動端末。
2. 前記グループＩＤのビットパターンを、ノードＩＤに応じて１以上である所定数のビットを１にしたビットパターンを、対応する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤについて足し合わせて求めた請求項１記載の移動端末。
3. 前記グループ決定手段は、前記ＩＤ取得手段によって取得した自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤをビットパターンに変換し、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤのビットパターンを足し合わせることにより、自端末が存在する前記分割エリアに対応する前記グループＩＤのビットパターンを生成する請求項１又は２記載の移動端末。
4. 前記グループ決定手段は、前記ランダムパターンを用いて、前記生成したグループＩＤのビットパターンを含む各分割エリアに対応する各グループＩＤのビットパターンを並び替えるように処理を加え、
   前記ノード決定手段は、前記ランダムパターンを用いて、前記変換した各移動端末のノードＩＤ及び自端末のノードＩＤの各々のビットパターンを並び替えるように処理を加える請求項１〜請求項３の何れか１項記載の移動端末。
5. 前記ＩＤ取得手段は、自端末が存在する前記分割エリアに隣接する前記分割エリアの各々について、前記隣接する分割エリア内に存在する前記グループを経由してルーティング可能な前記グループのグループＩＤのビットパターンを足し合わせたビットパターンを取得すると共に、自端末が存在する前記分割エリア内に存在する各移動端末のノードＩＤを取得し、
   前記グループ決定手段は、前記ＩＤ取得手段によって取得した前記隣接する分割エリアの各々に対する前記グループＩＤのビットパターンを足し合わせたビットパターンと、前記生成したグループＩＤとの各々に処理を加え、前記処理が加えられたビットパターンを評価して、前記エリアデータを割り当てる前記移動端末のグループを決定する請求項１〜請求項４の何れか１項記載の移動端末。