JP2014158224A - 無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 経路構築時の制御パケットのトラフィック量を軽減できる、通信品質が良好な経路を構築できる無線通信装置を提供する。
【解決手段】 無線通信装置は、当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する。制御パケットは転送されないので、トラフィックを抑制できる。周辺の複数の無線通信装置から制御パケットを受信すると、受信電力情報に基づいた適切な経路構築が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラムに関し、例えば、複数の車載無線機間で通信を行なう車両ネットワークシステムに適用し得るものである。

２つ車両の車載無線機間の車々間無線通信より、多くの車載無線機が通信に介在する車両ネットワークシステムでは、車両により目的地やルートがまちまちであって、ネットワークを構成する車載無線機が時間と共に変化するため、自律分散型のアドホックネットワークシステムを適用し得る。自律分散型のアドホックネットワークシステムの場合、制御局に相当する無線通信装置が存在しないため、各無線通信装置が自律的に近傍の無線通信装置と通信を行う。ある送信元の無線通信装置が宛先の無線通信装置と通信を行う際には、他の無線通信装置を中継装置として利用するマルチホップで通信することが多くなる。このようなマルチホップ無線通信では、各無線通信装置が、ルーチングのための情報をどのように収集して管理し、宛先の無線通信装置にパケットが届くようにどのようにルーチングするかが重要となる。

経路構築方法として、従来、ＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）ルーチングプロトコルが提案されている（非特許文献１参照）。図１５は、ＡＯＤＶルーチングプロトコルの説明図である。

送信すべきデータパケットが与えられた送信元の無線通信装置（以下、ノードと呼ぶこともある）Ｔ１は、宛先ノードＴ４への経路情報（経路エントリ）を持たない場合には、ＲＲＥＱ（Ｒｏｕｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ：経路要求）パケットをブロードキャストする。ＲＲＥＱパケットの生成元アドレスには送信元ノードＴ１のアドレスが挿入され、ＲＲＥＱパケットの宛先アドレスには宛先ノードＴ４のアドレスが挿入される。ＲＲＥＱパケットはホップ数のフィールドも有している。

ＲＲＥＱパケットを受信した各ノードは、自己が宛先ノードか否かを判別し、宛先ノードでない場合には、ＲＲＥＱパケットを再ブロードキャストすると共に、逆方向の経路エントリの作成動作を行う。同一のＲＲＥＱパケットを異なるノードから受信した場合には、ＲＲＥＱパケットのホップ数が最小の直近のノードであって最も早くＲＲＥＱパケットを受信できた直近のノードを経路エントリに含めることとする。例えば、ノードＴ２が、ノードＴ１をＲＲＥＱパケットの直近ノードと定めた場合には、逆方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＱパケットの生成元ノードＴ１を宛先とするパケット（ＲＲＥＱパケットやＲＲＥＰパケットなどの制御パケットや、データパケット）をノードＴ１に送信させる情報を記述する。また例えば、ノードＴ３が、ノードＴ２をＲＲＥＱパケットの直近ノードと定めた場合には、逆方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＱパケットの生成元ノードＴ１を宛先とするパケットをノードＴ２に送信させる情報を記述する。

ＲＲＥＱパケットを受信した宛先ノードＴ４は、逆方向の経路エントリの作成動作を行った後、ＲＲＥＰ（Ｒｏｕｔｅ Ｒｅｐｌｙ：経路応答）パケットを生成し、逆方向の経路エントリに従ったノードに送信する。宛先ノードＴ４が、ノードＴ３をＲＲＥＱパケットの直近ノードと定めた場合には、逆方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＱパケットの生成元ノードＴ１を宛先とするパケットをノードＴ３に送信させる情報を記述し、これにより、生成したＲＲＥＰパケットをノードＴ３に送信する。

ＲＲＥＰパケットを受信した各ノードは、自己が宛先ノードか否かを判別し、宛先ノードでない場合には、ＲＲＥＰパケットの流れから見た順方向の経路エントリを完成させると共に、逆方向の経路エントリも生成し、また、順方向の経路エントリに従った次のノードにＲＲＥＰパケットを送信する。例えば、ノードＴ３がＲＲＥＰパケットを受信した場合には、順方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＰパケットの宛先ノードＴ１を宛先とするノードＴ４からのパケットをノードＴ２に送信させる情報を記述すると共に、逆方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＰパケットの生成元ノードＴ４を宛先とするノードＴ２からのパケットをノードＴ４に送信させる情報を記述し、ＲＲＥＰパケットをノードＴ２に転送させる。また例えば、ノードＴ２がＲＲＥＰパケットを受信した場合には、順方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＰパケットの宛先ノードＴ１を宛先とするノードＴ３からのパケットをノードＴ１に送信させる情報を記述すると共に、逆方向の経路エントリの情報として、ＲＲＥＰパケットの生成元ノードＴ４を宛先とするノードＴ１からのパケットをノードＴ３に送信させる情報を記述し、ＲＲＥＰパケットをノードＴ１に転送させる。

ＲＲＥＰパケットを受信した宛先ノードＴ１は、直近の送信ノードがノードＴ２であることに基づいて、ＲＲＥＰパケットの生成元ノードＴ４を宛先とするパケットをノードＴ２に送信させる経路エントリの情報を記述する。

以上のようにして、ＲＲＥＱパケットの生成元ノードＴ１と、それに応じたＲＲＥＰパケットの生成元ノードＴ４とをエンドツーエンド（Ｅｎｄ−ｔｏ一Ｅｎｄ）とする経路が構築される。

ＲＦＣ３５６１

しかしながら、ＡＯＤＶルーチングプロトコルの場合、経路構築のためにネットワーク内を流れる制御パケットのトラフィックが多いという課題を有する。上述した図１５のように、データパケットの送信元ノードＴ１から宛先ノードＴ４までに３ホップだけ要する場合、経路に介在するノードに着目しても３回のＲＲＥＱパケットの送信（ブロードキャスト）が必要であり、ブロードキャストのため、経路に介在しないノードもＲＲＥＱパケットの送信を行う。また、ＲＲＥＱパケットに応じたＲＲＥＰパケットの送信も３回実行される。ホップ数が３ホップより多い場合には、さらにトラフィック量は増大する。

また、ＡＯＤＶルーチングプロトコルの場合、データパケットの送信元ノードは、宛先ノードと直接送信を行う直近の中継ノードとの対情報が得られるだけであり、データパケットの送信元ノードは、経路を選択することはできない。同様に、ＡＯＤＶルーチングプロトコルによって構築された経路は、各ノードについて１種類であり、それ以外の経路を選択できない。例えば、ノード間部分経路の通信品質が悪くても、ＡＯＤＶルーチングプロトコルに従っていれば経路に組み込まれ、実際のデータ通信では通信エラーが頻出することもあり得る。

そのため、経路構築時の制御パケットのトラフィック量を軽減でき、かつ、通信品質が良好な経路を構築できる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラムが望まれている。

第１の本発明は、アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置において、当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段を有することを特徴とする。

第２の本発明の無線通信プログラムは、アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置に搭載されるコンピュータを、当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段として機能させることを特徴とする。

第３の本発明は、アドホックネットワーク構成の無線通信システムにおいて、アドホックネットワークの構成要素となる無線通信装置として、第１の本発明の無線通信装置を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、経路構築時の制御パケットのトラフィック量を軽減でき、かつ、通信品質が良好な経路を構築できる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラムを提供することができる。

第１の実施形態の無線通信装置の詳細構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の無線通信システムにおける無線端末の配置例を示す説明図である。 第１の実施形態の無線通信装置が送信する制御パケットに挿入されているリンク別受信電力情報の例を示す説明図である。 第１の実施形態の無線通信装置が１ホップ若しくは２ホップで通信可能な周辺装置に係るリンク別受信電力情報を取得する方法の説明図である。 第１の実施形態の各無線端末が制御パケットを数回だけブロードキャストすることにより、受信した無線端末が接続経路を拡張できることの説明図である。 第１の実施形態の無線通信システムにおける受信電力値とリンクコストとの関係を示す説明図である。 第１の実施形態の無線通信システムにおける受信電力値とリンクコストとの関係に応じて、制御パケットに挿入するリンク別受信電力情報を制限する方法の説明図である。 第１の実施形態の無線端末が適用する、各経路のエンドツーエンドの総コストの算出方法を説明するための図面である。 第１の実施形態の無線端末におけるネットワーク制御部によるパケット送信時の処理の流れを示すフローチャートである。 第１の実施形態の無線端末におけるネットワーク制御部によるパケット受信時の処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施形態における制御パケットの構成を示す説明図である。 第２の実施形態における周辺端末監視部１０８が管理している周辺端末情報の構成を示す説明図である。 第２の実施形態の周辺端末監視部における周辺端末情報の記述例の説明図である。 ＡＯＤＶルーチングプロトコルの説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態の無線通信システムは、無線マルチホップネットワークであり、制御局に相当する無線通信装置が存在せず、各無線通信装置が自律的に近傍の無線通信装置と通信を行う無線アドホックネットワークである。また、第１の実施形態の各無線通信装置は、車載装置のような位置が頻繁に変化する装置を意図している。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、第１の実施形態の無線通信システムを構成する無線通信装置（以下、無線端末と呼ぶ）の概略構成を示すブロック図であり、図１は、無線端末の詳細構成を示すブロック図である。

図２において、複数（図２では４個を取り立てて示している）の無線端末１００−ａ〜１００−ｄによって、無線アドホックネットワーク１０が構成されている。

各無線端末１００−ａ〜１００−ｄはそれぞれ、無指向性のアンテナ１０１−ａ〜１０１−ｄ、ＰＨＹ（物理）層送受信部１０２−ａ〜１０２−ｄ、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）層送受信部１０３−ａ〜１０３−ｄ、ネットワーク制御部１０４−ａ〜１０４−ｄを有する。ＰＨＹ層送受信部１０２（１０２−ａ〜１０２−ｄ）は、図１に示すように、ＰＨＹ層送信部１０２ＡとＰＨＹ層受信部１０２Ｂとからなる。ＭＡＣ層送受信部１０３（１０３−ａ〜１０３−ｄ）も、図１に示すように、ＭＡＣ層送信部１０３ＡとＭＡＣ層受信部１０３Ｂとからなる。

無指向性アンテナ１０１（１０１−ａ〜１０１−ｄ）、ＰＨＹ層送受信部１０２、ＭＡＣ層送受信部１０３は、従来の自律分散型通信方式（例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式）に従うものと同様であり、その詳細説明は省略する。なお、第１の実施形態の場合、ＭＡＣ層受信部１０３Ｂからネットワーク制御部１０４へは、受信パケットを分解して得た受信情報だけでなく、受信電力の情報（例えば、ＲＳＳＩ値）も受信情報の一種として与えられるようになされている。

ネットワーク制御部１０４（１０４−ａ〜１０４−ｄ）は、ネットワーク層の処理（例えば、経路選択）を行うものである。ネットワーク制御部１０４は、例えば、専用の集積回路のようにハードウェア的に構成することもできれば、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム（実施形態の無線通信プログラム）のようにソフトウェア的に構成することもでき、いずれの構成方法を採用した場合でも、機能的には、図１で表すことができる。

ネットワーク制御部１０４は、図１に示すように、送信情報バッファ１０５Ａ、受信情報バッファ１０５Ｂ、制御パケット生成部１０６、マルチホップ制御部１０７、周辺端末監視部１０８及び自端末情報部１０９を有する。なお、ネットワーク制御部１０４に関連して、ＧＰＳ受信部１１１や上位層処理部１１２などが設けられている。

送信情報バッファ１０５Ａは、送信情報を一時的に蓄えておくバッファであり、受信情報バッファ１０５Ｂは、受信情報を一時的に蓄えておくバッファである。送信情報として、例えば、上位層処理部１１２から出力されたアプリケーションデータ、制御パケット生成部１０６が生成した制御パケット、各種のパケットに挿入するマルチホップ制御部１０７から出力された経路情報、各種のパケットに挿入する自端末情報部１０９から出力された自端末情報などを挙げることができる。受信情報として、例えば、上位層処理部１１２に与えるアプリケーションデータ、マルチホップ制御部１０７に与える中継すべき情報、自端末情報部１０９に与える受信した宛先ノードが自端末かを照合させるための情報、周辺端末監視部１０８に与える周辺に存在する無線端末を把握できるようにする制御パケット若しくはそれに挿入されている情報などを挙げることができる。

制御パケット生成部１０６は、経路の構築に適用される制御パケットを生成して送信情報バッファ１０５Ａに与えるものである。図１では、送信情報バッファ１０５Ａで制御パケットの全ての情報が完備させるようなイメージで記載しているが、マルチホップ制御部１０７や自端末情報部１０９から必要な情報を制御パケット生成部１０６に与えて制御パケット生成部１０６が全ての情報を完備した制御パケットを送信情報バッファ１０５Ａに与えるようにしても良い。

制御パケット生成部１０６は、例えば、定期的に、周辺端末監視部１０８の管理情報が更新されたとき、送信しようとするアプリケーションデータが生じたときなどに、制御パケットを生成するものである。制御パケットの送信元アドレスには、当該無線端末１００のネットワーク上の識別情報（ＩＤ）が挿入され、宛先アドレスには、ブロードキャストを表すアドレス値が挿入される。すなわち、第１の実施形態の制御パケットはブロードキャストされるものであり、上述したＲＲＥＰパケットのような宛先ノードが定まっているものではない。第１の実施形態の場合、制御パケットを受信した無線端末が受信した制御パケットをさらに転送することはない。制御パケットで伝えようとする内容は、後述するように、周辺の無線端末と、その無線端末をリンクの一方のノードとするリンクを介してパケットを授受した際の受信電力に係る情報との対情報（以下、リンク別受信電力情報と呼ぶこともある）である。

マルチホップ制御部１０７は、マルチホップ通信を実行できるように制御するものである。すなわち、マルチホップ制御部１０７は、自端末情報部１０９における当該無線端末１００の情報（自端末情報）や周辺端末監視部１１０における情報（例えばリンク別受信電力情報）などから、マルチホップ通信を行なうか否か、どの経路でマルチホップ通信を行うかなどを判断するものである。

周辺端末監視部１０８は、受信した制御パケットから周辺の無線端末に係る情報を収集し、管理する部分である。管理情報は、例えば、ネットワークの構成（ノード、リンク）の情報であり、また、リンクを介してパケットを授受した際の受信電力情報であり、情報の更新時刻も適宜付与される。受信電力情報は、受信電力値であっても良く、経路を評価する際に適用できるように受信電力値を変換したリンクコストであっても良く、受信電力値及びリンクコストの双方であっても良い。周辺端末監視部１０８が、各リンクについて受信電力値及びリンクコストの双方を管理する場合であっても、制御パケットのデータ量を抑えるため、制御パケットには、受信電力値又はリンクコストの一方だけを挿入するようにしても良い。

自端末情報部１０９は、当該無線端末１００に関する情報（例えば、ネットワーク上のアドレスや位置情報など）を保持しているものである。自端末情報部１０９は、位置情報については、ＧＰＳ受信部１１１から取得し、随時、更新する。位置情報は、例えば、制御パケットやアプリケーションパケット（データパケットとも呼ばれる）や位置情報を交換するための専用の位置情報交換パケットに挿入する。

図１において、破線で示している信号の流れに関係する部分が、経路情報（例えば、リンク別受信電力情報など）の収集や経路の構築に関する部分であり、これらの部分が第１の実施形態の特徴に関係する部分である。経路情報の収集や経路の構築に関する機能については、後述する動作説明の項で明らかにする。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）における経路構築動作を説明する。

図３は、第１の実施形態の無線通信システムにおける無線端末の配置例を示している。図３は、端末番号ＩＤ１の無線端末１００−１（図３では「１００−」を省略して記載している）を着目無線端末とし、着目無線端末１００−１から１ホップ若しくは２ホップで通信可能な無線端末１００−２〜１００−１２、１００−２０〜１００−２２を示している。図３は、ホップ数による接続イメージを示しており、無線端末間の物理的な距離を示していない。両端に矢印が付いた線は、両端の無線端末間でリンクを張れること（通信可能であること）を表している。

着目無線端末１００−１は、無線端末１００−２〜１００−５、１００−２０とは１ホップで通信可能であり、無線端末１００−９とは無線端末１００−２経由で２ホップで通信可能であり、無線端末１００−７、１００−１１とは無線端末１００−３経由で２ホップで通信可能であり、無線端末１００−６、１００−１２とは無線端末１００−４経由で２ホップで通信可能であり、無線端末１００−８、１００−１０とは無線端末１００−５経由で２ホップで通信可能であり、無線端末１００−２１、１００−２２とは無線端末１００−２０経由で２ホップで通信可能である。

図４は、制御パケットに挿入されているリンク別受信電力情報の例を示している。

図４（Ａ）は、図３における無線端末１００−２が送信元の制御パケットに挿入されているリンク別受信電力情報の例を示している。無線端末１００−２が、無線端末１００−１及び１００−９からの初期の制御パケット（リンク別受信電力情報を含まない制御パケットをいう）を受信した後に生成した図４（Ａ）に示す制御パケットには、無線端末１００−２とリンクを張れる無線端末１００−１、１００−９のＩＤ１、ＩＤ９と、そのリンクを介した通信での受信電力情報Ｐ１・２、Ｐ２・９との対情報でなるリンク別受信電力情報が挿入される。ここで、符号「ＰＸ・Ｙ」は、無線端末１００−Ｘ及び１００−Ｙ間のリンクの受信電力情報を表している。

ここで、受信電力情報として、当該無線端末若しくは他の無線端末のＭＡＣ受信部１０３Ｂが得た受信電力値（例えば、−７０ｄＢｍの数値）をそのまま挿入しても良く、情報量削減のために、受信電力値が属するレベル（段階）の値を挿入しても良く、経路を評価する際の処理を簡便にするために、受信電力値を変換して得た、経路を評価するコストを計算するためのリンク毎のリンクコスト値を挿入しても良い。

図４（Ａ）は、無線端末１００−２を一方の端末としているリンクに係るリンク別受信電力情報だけを含むため、経路のグループを区別するための区切り情報（図４（Ｂ）参照）は含まれていない。

図４（Ｂ）は、図３における無線端末１００−３が送信元の制御パケットに挿入されているリンク別受信電力情報の例を示している。図４（Ｂ）は、無線端末１００−３が周辺の無線端末からの制御パケットを受信し、その周辺端末監視部１０８に多くのリンク別受信電力情報が蓄積されている状態で生成した制御パケットに挿入されているリンク別受信電力情報の例を示している。図４（Ｂ）の符号ＰＡＲは、リンク別受信電力情報の区切り情報を表しており、区切り情報ＰＡＲに続いて、ある無線端末に係るリンク別受信電力情報が記述されている。図４（Ｂ）の例では、最初の区切り情報ＰＡＲに続いては無線端末１００−３に係るリンク別受信電力情報が記述され、２番目の区切り情報ＰＡＲに続いては無線端末１００−２０に係るリンク別受信電力情報が記述されている。

ここで、全ての箇所の区切り情報ＰＡＲが単に区切りを表す同一のものであっても良く、逆に、続くリンク別受信電力情報に関連する無線端末の情報（例えばＩＤ）を盛り込んでいるものであっても良い。後者の場合であれば、最初の区切り情報ＰＡＲに無線端末１００−３のＩＤ３が挿入され、２番目の区切り情報ＰＡＲに無線端末１００−２０のＩＤ２０が挿入される。

２番目の区切り情報ＰＡＲに続く無線端末１００−２０に係るリンク別受信電力情報を無線端末１００−３が得た方法は、例えば、２種類あり得る。第１は、無線端末１００−１からの制御パケットに挿入されており、それから取出して得た。第２は、無線端末１００−３が無線端末１００−２０からの制御パケットを１ホップで受信でき、受信した制御パケットから取出して得た。

図５は、ある無線端末（図５では自端末と表記）が、１ホップ若しくは２ホップで通信可能な周辺無線端末に係るリンク別受信電力情報を取得する方法の説明図である。

自端末（例えば、端末１００−１）は、１ホップで通信可能な周辺無線端末（例えば、無線端末１００−２）とのリンクの受信電力値は、その周辺無線端末が送信した制御パケットを受信した際の受信電力値をＭＡＣ受信部１０３Ｂから取得することで得、また、制御パケットの送信元アドレスから送信端末のＩＤを取得する。

自端末（例えば、端末１００−１）は、１ホップで通信可能な周辺無線端末（例えば、無線端末１００−２）と２ホップで通信可能な周辺無線端末（例えば、無線端末１００−９）との間のリンクに係るリンク別受信電力情報を、１ホップで通信可能な周辺無線端末からの制御パケットから抽出して得る。自端末から見て１ホップで通信可能な周辺無線端末が、２ホップで通信可能な周辺無線端末との間のリンクに係るリンク別受信電力情報を得る方法は、自端末が１ホップで通信可能な周辺無線端末とのリンクに係るリンク別受信電力情報を得る方法と同様である。

上述した各種の図面を用いて、ネットワークの接続関係の把握方法を説明する。無線端末１００−３が、図３に示すように、無線端末１００−１、１００−７及び１００−１１と通信可能である場合において、図４（Ｂ）に示すようなリンク別受信電力情報を含む制御パケットをブロードキャストし、その制御パケット（の最初の区切り情報ＰＡＲに続く一連の情報）を無線端末１００−１が受信することにより、無線端末１００−１は、無線端末１００−３との間で、受信電力がＰ１・３（となる通信品質）で通信可能であること、無線端末１００−３には無線端末１００−７と１００−１１とが繋がっており、受信電力がそれぞれ、Ｐ３・７とＰ３・１１（となる通信品質）で通信可能であることを認識することができる。

各無線端末が、制御パケットを数回だけブロードキャストすることにより、受信した無線端末側は、接続経路を拡張することができる。図６を用いて、接続経路の拡張について説明する。図６は、上述した図１５の場合と同様に、無線端末１００−ａは無線端末１００−ｂと１ホップで通信可能であり、無線端末１００−ｂは無線端末１００−ｂ及び１００−ｃと１ホップで通信可能であり、無線端末１００−ｃは無線端末１００−ｄと１ホップで通信可能である。制御端末１００−ａ又は１００−ｄが１番目に制御パケットをブロードキャストし、制御端末１００−ｄ又は１００−ａが２番目に制御パケットをブロードキャストしたとする。

図６（Ａ）は、制御端末１００−ｃが３番目に制御パケットをブロードキャストし、制御端末１００−ｂが４番目に制御パケットをブロードキャストした場合を示している。この場合には、図６（Ａ）に示すように、制御端末１００−ｂからの制御パケットに、無線端末１００−ｃが取得した周辺端末情報も含まれているため、無線端末１００−ａは、制御端末１００−ｂからの制御パケットを受信したときに、無線端末１００−ｄに至るまでの経路と、経路上の各リンクでの受信電力情報とを得ることができる。

一方、図６（Ｂ）は、制御端末１００−ｂが３番目に制御パケットをブロードキャストし、制御端末１００−ｃが４番目に制御パケットをブロードキャストした場合を示している。この場合には、制御端末１００−ｂからの図６（Ｂ）にＰＫ１で示す１回目の制御パケットには、無線端末１００−ｃが取得した周辺端末情報も含まれていないため、無線端末１００−ａは、制御端末１００−ｂからの制御パケットを受信しても、無線端末１００−ｄに至るまでの経路と、経路上の各リンクでの受信電力情報とを得ることができず、単に、無線端末１００−ａは、制御端末１００−ｂからの１回目の制御パケットを受信したときに、無線端末１００−ｂと１ホップで通信し得ることと、無線端末１００−ｂとのリンクでの受信電力情報とを得ることができる。制御端末１００−ｂが、２回目の制御パケットＰＫ２を送信するまでには、制御端末１００−ｃがブロードキャストした制御パケットを受信できているので、制御端末１００−ｂからの２回目の制御パケットＰＫ２には、無線端末１００−ｃが取得した周辺端末情報も含まれている。そのため、無線端末１００−ａは、制御端末１００−ｂからの２回目の制御パケットを受信したときに、無線端末１００−ｄに至るまでの経路と、経路上の各リンクでの受信電力情報とを得ることができる。

以上のように、各無線端末からの制御パケットのブロードキャストの順序によって多少の時間ずれがあるものの、各無線端末が、制御パケットを数回だけブロードキャストすることにより、受信した無線端末側は、接続経路を拡張することができる。

従来のＡＯＤＶルーチングプロトコルの場合、無線端末Ｔ１が無線端末Ｔ４までの経路を取得するために、ＲＲＥＱパケットが３回ブロードキャストされ、ＲＲＥＰパケットが３回送信されるので、制御パケット（ＲＲＥＱパケット及びＲＲＥＰパケット）の送信回数は計６回必要となる。一方、第１の実施形態の場合、各無線端末の制御パケットの送信タイミングによっては、無線端末１００−ａ〜１００−ｄが自律的にそれぞれ１回ずつ制御パケットを送信することにより、無線端末１００−ａが無線端末１００−ｄに至るまでの経路を取得することができる。このように、第１の実施形態の場合、経路上に沿った制御パケットの転送（中継）が不要であるため、従来のＡＯＤＶルーチングプロトコルより経路情報の取得のためのトラフィック量を削減することができる。

上述した図３は、着目無線端末１００−１から見て２ホップまでの周辺無線端末を図示しているが、着目無線端末１００−１（の周辺端末監視部１０８）が取得する経路情報に係る周辺無線端末は、着目無線端末１００−１から２ホップまでのものに限定されるものでないことは勿論である。制御パケットの受信により経路情報の拡張可能であれば、拡張された経路情報が許容する最大ホップ数の無線端末も管理する周辺無線端末に含めるようにしても良い。

ここで、制御パケットに含める情報は、制御パケットの生成元の無線端末が取得した周辺端末情報の全ての情報であっても良く、また、取得した周辺端末情報の一部の情報であっても良い。

後者の一例は、以下の通りである。制御パケットの生成元の無線端末から３ホップまでは、無線端末のＩＤと受信電力とを記載し、４ホップ以上の無線端末に関してはＩＤのみを記述し、受信電力情報を記述しないようにしても良い。第１の実施形態の場合、制御パケットは中継されないため、遠くの無線端末（ノード）の情報を取得できることは、その経路上に介在する無線端末の制御パケットの生成、送信が順に行われたことによる。そのため、遠くの無線端末に関する経路情報はさほど最新性を失われないが、受信電力情報は、経路の通信状態の変化に従って、ＭＡＣ受信部１０３Ｂが測定したときのものと異なっている可能性もある。そのため、４ホップ以上の無線端末に関しては、受信電力情報を記述しないようにしても良い。例えば、制御パケットの生成元の無線端末が、図３の無線端末１００−１１の場合において、無線端末１００−１１が、無線端末１００−６や無線端末１００−１２へ至る経路に関しても周辺端末情報を得ていたとする。この場合、無線端末１００−１１は、無線端末１００−１１及び１００−３間のリンク、無線端末１００−３及び１００−１間のリンク、無線端末１００−１及び１００−４間のリンクについては受信電力情報を含めるが、無線端末１００−４及び１００−６間のリンク、無線端末１００−４及び１００−１２間のリンクについては受信電力情報を含めないで、無線端末１００−４が、無線端末１００−６、１００−１２と通信可能であることを制御パケットに含める。

各無線端末１００の周辺端末監視部１０８は、その時点で認識している、周辺の各無線端末への接続経路と、その要素となる各リンクの受信電力情報とを、周辺端末情報として適宜更新しながら管理する。

周辺端末情報のデータ構成は任意である。例えば、図４（Ｂ）に示す区切り情報間に挟まれているような、ある無線端末から見て、１ホップで通信可能な全ての無線端末とその間のリンクに係る受信電力情報との対情報を、全ての無線端末について記述するようなデータ構成とすることができる。このようにした場合には、制御パケットに周辺端末情報を盛り込む際、周辺端末監視部１０８で管理している情報のデータ構成を変更することなく、制御パケット生成部１０６に与えることができる。また例えば、メッシュネットワークの構成と、そのノード間のリンクのコストなどを記述する既存のデータ構成を適用することができる。図３の無線端末１００−２１が、無線端末１００−２０を介して無線端末１００−１と通信可能であると共に、無線端末１００−５を介して無線端末１００−１と通信可能であるように、また、図３の無線端末１００−７が、無線端末１００−３を介して無線端末１００−１と通信可能であると共に、無線端末１００−１と直接通信可能であるように、この実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）は、一般的には、メッシュ状ネットワークとなることが多い。

周辺端末情報のデータ構成として、例えば、リンクの両端の無線端末ＩＤと、受信電力情報との対情報を、複数のリンクについて記述したリンクテーブルを適用することができる。この場合において、リンクテーブルに対情報を記述する最大記述数は、制限がなくても良く、所定数に制限されていても良い。

リンクテーブルの最大記述数が所定数に制限されている場合において、収集して得た対情報が所定数を超える場合には、以下の観点で、所定数に制限するようにすれば良い。

第１に、自無線端末からのホップ数に関係なく、リンクコストの低いものから所定数を選定する制限方法を挙げることができる。

第２に、リンクコスト（若しくはその段階）とホップ数の組み合わせ毎に、優先度を付与するテーブルを設けておき、優先度の高い方から所定数を選定する制限方法を挙げることができる。

リンクテーブルの最大記述数が所定数に制限されている場合は、当然に、制御パケットに挿入される、無線端末ＩＤと受信電力情報との対情報の数も限定されるものとなる。なお、リンクテーブルの最大記述数が制限されていない場合であっても、制御パケットに挿入される無線端末ＩＤと受信電力情報との対情報の数を、上述した２つの制限の観点のいずれかに従って制限するようにしても良い。

図７は、第１の実施形態における受信電力値とリンクコストとの関係を示す説明図である。図７は、第１の実施形態の無線通信システムの適用システムが車両間ネットワークのような場合を意図している。

受信電力値が高い程、通信品質は高いが、一方、受信電力値が高いリンクを選択していくと、エンドツーエンド間の通信でのホップ数は多くなる。受信電力値が受信感度に近付くことは、概ねリンク両端の無線端末間の通信距離が遠くなっており、エンドツーエンド間の通信でのホップ数を少なくできるが、一方、各リンクでの通信品質は低下する。そのため、図７（Ａ）に示すように、受信電力値がある大きな値ＴＨＡ以上の範囲や、受信電力値がある小さな値（受信感度よりは大きい）ＴＨＢ以下の範囲ではリストコストを最大値ＬＣｍａｘとし、値ＴＨＡから値ＴＨＢまでの範囲では、リンクコストを下向きの放物線（最小値をＬＣｍｉｎとしている）のようにして設定し、リストコストに応じて経路を選択した際に、受信電力をある程度確保しつつ、ホップ数をできるだけ少なくなるようなことを意図した。

リストコストを変動させる受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内の設定の一例を説明する。例えば、５．８ＧＨｚ帯の場合、送信電力が１０ｄＢｍで、１０数ｍ離れると、受信電力値は約−６０ｄＢｍ（アンテナ利得、ケーブル損失分は未考慮）程度であり、受信感度が例えば−９０ｄＢｍであると、受信電力変動を考慮した場合には、−６０ｄＢｍから−８０ｄＢｍを受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢとすれば良い。この例の場合であれば、受信電力値が−７０ｄＢｍでリンクコストが一番低くなる。

図７（Ａ）では、リンクコスト値の放物線を滑らかな曲線で描いているが、これに代え、リンクコスト値の放物線を近似した数段のレベル値の曲線（階段状の曲線）とするようにしても良い。図７（Ａ）では、所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内の中間で、リンクコストが一番低く設定しているが、適用するアプリケーション（の用途、目的など）によって、リンクコストの特性曲線を変えるようにしても良い。例えば、音声のようなリアルタイム性を要求し、ベストエフォート型の場合には、図７（Ｂ）の破線曲線のように、リンクコストが一番低い位置を受信感度側にして、ホップ数を少なくすることに重みをおくようにしても良い。また、通信の信頼性を重視する場合には、図７（Ｂ）の実線曲線のように、リンクコストが一番低い位置を、図７（Ａ）の場合より受信電力値が高い方に設定して、ホップ数より通信品質に重みをおくようにしても良い。

なお、第１の実施形態の無線通信システムの適用システムがセンサネットワークのような場合では、受信電力値が大きな値でもそれなりのリンクコストを設定するようにしても良い。すなわち、第１の実施形態の無線通信システムの適用システム（用途）に応じて、受信電力値とリンクコストとの関係を設定するようにすれば良い。

上記では、周辺端末監視部１００−８に記述されている周辺端末情報（リンク別受信電力情報）を全て制御パケットに挿入したり、周辺端末監視部１−８に記述されている４ホップ以上の周辺無線端末については受信電力情報を含めないで周辺端末監視部１−８に記述されている他の情報を制御パケットに挿入したりする場合を示したが、受信電力値とリンクコストとの関係に応じて、制御パケットに挿入するリンク別受信電力情報を制限するようにしても良い。

図８は、このような制限方法の説明図であり、無線端末の符号及び接続関係は、上述した図３に対応している。また、図８は、無線端末１００−１が自端末である場合を示している。図８において、横軸は、各リンクにおける受信電力値（言い換えると、対応するリストコスト値）を示しており、縦軸は、着目無線端末１００−１からのホップ数を表している。

例えば、無線端末１００−４は、自無線端末１００−１から１ホップで通信可能な端末であって、自無線端末１００−１は、無線端末１００−４を介して無線端末１００−６、１００−１２と２ホップで通信可能であり、さらに、自無線端末１００−１は、無線端末１００−４、１００−６を順次介して無線端末１００−１５（図３では省略されている）と３ホップで通信可能である。自無線端末１００−１から無線端末１００−４へのリンクや、自無線端末１００−１から見て無線端末１００−４より下流に位置するリンクは全て、受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内に入っている。このような経路に係る無線端末と受信電力情報は全て制御パケットに挿入される。

例えば、無線端末１００−５は、自無線端末１００−１から１ホップで通信可能な端末であって、自無線端末１００−１は、無線端末１００−５を介して無線端末１００−８、１００−１０、１００−２１と２ホップで通信可能である。自無線端末１００−１から無線端末１００−５へのリンクや、無線端末１００−５から無線端末１００−８、１００−１０へのリンクは、受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内に入っている。一方、無線端末１００−５から無線端末１００−２１へのリンクは、受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ外である。そのため、自無線端末１００−１の制御パケット生成部１０６は、端末ＩＤ５及び受信電力値Ｐ１・５、端末ＩＤ８及び受信電力値Ｐ５・８、端末ＩＤ１０及び受信電力値Ｐ５・１０を制御パケットに挿入し、端末ＩＤ２１及び受信電力値Ｐ５・２１を制御パケットに挿入しない。

図３に示すように、無線端末１００−７へは、自無線端末１００−１から１ホップで通信可能であると共に、無線端末１００−３を介して２ホップで通信可能である。無線端末１００−１から無線端末１００−３へのリンクは、受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ外であり、自無線端末１００−１の制御パケット生成部１０６は、端末ＩＤ３及び受信電力値Ｐ１・３は制御パケットに挿入しない。無線端末１００−３及び無線端末１００−７間のリンクの受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内であることを自無線端末１００−１の周辺端末監視部１０８が取得していても、自無線端末１００−１が、無線端末１００−３とのリンクを通信経路に利用しないので、端末ＩＤ７及び受信電力値Ｐ３・７が生成される制御パケットに挿入されることはない。一方、無線端末１００−１から無線端末１００−７へのリンクは、受信電力値が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ内であるので、自無線端末１００−１の制御パケット生成部１０６は、端末ＩＤ７及び受信電力値Ｐ１・７を制御パケットに挿入する。

なお、以上では、制御パケットに挿入するリンク別受信電力情報を制限する一例として無線端末１００−３周辺のことに言及したが、上述した図４（Ｂ）は、この言及内容と無関係に記述したものである。

無線端末１００−１３は、自無線端末１００−１から４ホップ（又は４ホップ以上）で通信可能である。図８では、３ホップまでの経路を省略しているが、４ホップのいずれかのリンクで受信電力が受信電力の所定範囲ＴＨＡ〜ＴＨＢ外である場合には、無線端末１００−１３の端末ＩＤと、直前ホップの無線端末から無線端末１００−１３へのリンクの受信電力情報を、制御パケットに挿入しない。

受信電力値とリンクコストとの関係に応じて、制御パケットに挿入する周辺端末情報（リンク別受信電力情報）を制限するルールは、上述したものに限定されず、他のルールを適用するようにしても良い（後述する「他の実施形態」で他のルール例を説明している）。また、制御パケットに挿入する周辺端末情報のデータ量が所定量を超えたときだけ、図８を用いて説明した制限ルールを適用するようにしても良い。

アプリケーションデータに係るアプリケーションパケットを送出する必要が生じたとき、マルチホップ制御部１０７は、周辺端末監視部１０８で管理されている周辺端末情報に基づいて、当該無線端末から宛先無線端末への経路を決定する。この際、経路の候補が複数生じたときには、各経路のエンドツーエンドの総コスト（評価値）を算出し、総コストが最も小さい経路候補をアプリケーションパケットの経路に決定する。また、経路候補が１つであっても、エンドツーエンドの総コスト（評価値）を算出し、総コストが閾値より大きい場合には現時点での送信を見送り、周辺端末状況が変化するのを待ち受けるようにしても良い。

図９は、総コストの算出方法を説明するための図面である。図９は、送信元無線端末が１００−ａで、無線端末１００−ｂ、１００−ｃを経由して、宛先無線端末１００−ｄに至る経路候補を表しており、送信元無線端末１００−ａからの３つのリンクにおける受信電力値とリンクコストとをそれぞれ、Ｐ_１〜Ｐ_３、ＬＣ_１〜ＬＣ_３で表している。送信元無線端末から宛先無線端末に至るある経路候補におけるリンク数をｎとした場合、図９の場合と同様に、送信元無線端末からのｎ個のリンクにおける受信電力値とリンクコストとをそれぞれ、Ｐ_１〜Ｐ_ｎ、ＬＣ_１〜ＬＣ_ｎで表すこととする。

総コストの算出方法は、受信電力値に基づいた方法であっても良く、上述した図７のように、受信電力値を変換したリンクコストに基づいた方法であっても良い。

（１）式及び（２）式はそれぞれ、受信電力値に基づいた算出方法の例を示している。（１）式におけるＰは、最小のリンクコスト値ＬＣｍｉｎをとる受信電力値である（図７の説明で用いた、所定範囲−６０ｄＢｍ〜−８０ｄＢｍの場合、Ｐは−７０ｄＢｍである）。（１）式は、各リンクの受信電力値Ｐ_ｉと、リンクコストを最小とする受信電力値Ｐとの偏差の絶対値の総和を総コストとすることを表している。（１）式に代え、偏差の２乗の総和を総コストとするようにしても良く、偏差の絶対値の平均や、偏差の２乗の平均を総コストとするようにしても良い。（２）式は、各リンクの受信電力値Ｐ_ｉの平均値を総コストとすることを表している。

（３）式及び（４）式はそれぞれ、受信電力値を変換したリンクコストに基づいた算出方法の例を示している。（３）式におけるＬＣｍｉｎは、最小のリンクコスト値である（図７参照）。（３）式は、各リンクのリンクコストＬＣ_ｉと、最小のリンクコストＬＣｍｉｎとの偏差の絶対値の総和を総コストとすることを表している。（３）式に代え、偏差の２乗の総和を総コストとするようにしても良く、偏差の絶対値の平均や、偏差の２乗の平均を総コストとするようにしても良い。（４）式は、各リンクのリンクコストＬＣ_ｉの平均値を総コストとすることを表している。

なお、制御パケットの生成元の無線端末から３ホップまでは、無線端末のＩＤと受信電力情報とを記載し、４ホップ以上の無線端末に関してはＩＤのみを記述し、受信電力情報を記述しないようにするという変形例が適用される場合には、受信電力値やリンクコストが未知のリンクを経路候補に含むことがある。このような経路候補の総コストは、例えば、以下のように算出すれば良い。

第１は、受信電力値やリンクコストが得られていないリンクについては、予め定められているデフォルトの受信電力値やリンクコストを適用して総コストを計算する。

第２は、受信電力値やリンクコストが既知のリンクを介して到達できる最も遠い位置の無線端末（ここでは、算出補助無線端末と呼ぶ）に対して、その算出補助無線端末から宛先無線端末までの総コスト若しくは偏差の絶対値の総和の算出を依頼し、返信された値を適用して、自無線端末から宛先端末までの経路候補の総コストを算出する。

以上のように、アプリケーションパケットの送信元無線端末は、各リンクの受信電力情報（受信電力値若しくはリンクコスト）に基づいて経路候補の総コストを算出でき、これにより、宛先無線端末までの最適な経路を定めることができる。

ここで、送信元無線端末が、決定した最適な経路に介在して中継すべき無線端末の情報をアプリケーションデータのヘッダに挿入して送信するようにしても良く、また、送信元無線端末が中継無線端末の情報を挿入することなく、最適な経路の次の無線端末へアプリケーションパケットを送信するようにしても良い。後者の場合であれば、宛先無線端末以外の無線端末でアプリケーションパケットを受信した中継を行う無線端末が、自己から無線端末までの最適な経路を決定し、次の無線端末へアプリケーションパケットを転送する。

図１０は、ネットワーク制御部１０４によるパケット送信時の処理の流れを示すフローチャートである。

ネットワーク制御部１０４は、上述した制御パケットを生成して送信するタイミングになったか否か、パケット送信するアプリケーションデータが生じたか否かを監視しており（Ｓ１０１、Ｓ１０２）、制御パケットを生成して送信するタイミングになったときには、若しくは、パケット送信するアプリケーションデータが生じたときには、パケットの送信動作を行う（Ｓ１０３）。

パケットの送信動作において、送信パケットが制御パケットの場合には、宛先アドレスはブロードキャストを表す値となり、また、制御パケットに挿入される周辺端末情報の決定なども実行される。また、パケットの送信動作において、送信パケットがアプリケーションパケットの場合には、宛先無線端末までの上述した決定動作も実行される。

図１１は、ネットワーク制御部１０４によるパケット受信時の処理の流れを示すフローチャートである。

ネットワーク制御部１０４は、制御パケット若しくはアプリケーションパケットが到来するのを待ち受けている（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。

制御パケットが到来したときには、ネットワーク制御部１０４（の周辺端末監視部１０８）は、その制御パケットに挿入されている情報に基づいて、周辺端末状況の監視を見直す（Ｓ２０３）。制御パケットに受信電力値が挿入されている場合であれば、この監視処理で、受信電力値をリンクコストに変換することを行う。また、周辺端末情報の更新も、この監視処理の中で行う。

一方、アプリケーションパケットが到来したときには、ネットワーク制御部１０４は、そのアプリケーションパケットの宛先無線端末が自無線端末であるか否かを確認する（Ｓ２０４）。アプリケーションパケットの宛先無線端末が自無線端末であれば、ネットワーク制御部１０４は、アプリケーションパケットに含まれているアプリケーションデータを上位層処理部１１２に与える（Ｓ２０７）。

これに対して、アプリケーションパケットの宛先無線端末が自無線端末でない場合には、ネットワーク制御部１０４は、受信したアプリケーションパケットの中継処理が必要か否かを判別する（Ｓ２０５）。アプリケーションパケットに中継処理する無線端末の情報が記述されている無線通信システムの場合には、その記述に従って、中継処理するか決定する。また、アプリケーションパケットに中継処理する無線端末の情報が記述されていない無線通信システムの場合には、ネットワーク制御部１０４は、周辺端末情報などに基づいた宛先無線端末への経路認定により、自無線端末が中継処理するか否かを決定する。

受信したアプリケーションパケットの中継処理が必要でなければ、ネットワーク制御部１０４は、受信したアプリケーションパケットを廃棄し（Ｓ２０８）、受信したアプリケーションパケットの中継処理が必要でなければ、ネットワーク制御部１０４は、中継送信処理を実行し（Ｓ２０６）、パケットの待ち受け状態に戻る。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
上記第１の実施形態によれば、各無線端末が、転送不要な制御パケットに管理している周辺端末情報を挿入してブロードキャストすることにより、各無線端末が周辺端末情報を拡張して取得できるようにしたので、経路構築のために授受する経路制御用のパケットのトラフィック量を抑制することができる。

また、上記第１の実施形態によれば、各無線端末が管理する周辺端末情報に、無線端末間のリンクを介した授受時の受信電力情報（受信電力値、受信電力値段階、リンクコスト、若しくは、リンクコスト段階）を含めるようにしたので、アプリケーションパケットの送信元無線端末は、宛先無線端末への経路若しくは経路候補の評価値（総コスト）を算出することができ、その結果、最適な経路を推定することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による無線通信装置、無線通信システム及び無線通信プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第２の実施形態の無線通信装置（無線端末）１００の詳細構成も上述した図１で表すことができる。

第２の実施形態は、無線端末１００がブロードキャスト送信する制御パケットの構成や、周辺端末監視部１０８が管理している周辺端末情報の構成が、第１の実施形態のものと異なっている。

図１２は、第２の実施形態における制御パケットの構成を示す説明図である。

第２の実施形態における制御パケットは、図１２（Ａ）に示すように、自端末から到達可能な端末までのホップ数を規定すると共に、制御パケット内の区切りを表すフラグＦ１、Ｆ２、…を含んでいる。第１フラグＦ１は、１ホップで到達可能な無線端末に係る情報がこの後に続くことを表し、第２フラグＦ２は、２ホップで到達可能な無線端末に係る情報がこの後に続くことを表し、第３フラグＦ３以降も同様である。

制御パケットに挿入される単位情報は、図１２（Ｂ）に示すように、最終宛先の無線端末のＩＤと、中継する無線端末のＩＤと、受信電力値又は変換された受信電力段階又はリンクコスト（個別のリンクコストであっても良く総リンクコストであっても良い）が該当する受信電力情報でなる。中継する無線端末のＩＤのフィールドには、最初に中継する無線端末のＩＤだけを記述するようにしても良く、また、中継する全ての無線端末のＩＤを記述するようにしても良い。なお、１ホップで到達可能な無線端末に係る単位情報では、中継する無線端末のＩＤのフィールドは省略するようにしても良い。省略しない場合には、中継端末がない旨を表すデータが記述される。受信電力情報は、宛先端末までのホップ数に応じて、異なる種類の情報を盛り込むようにしても良い。例えば、１ホップの宛先端末に係る単位情報の受信電力情報には受信電力値を記述し、２ホップ以上の宛先端末に係る単位情報の受信電力情報には総リンクコストを記述するようにしても良い。

図１２（Ｃ）は、上述した図３における無線端末１００−１が自端末（制御パケットの送信元）の場合に、第１フラグＦ１と第２フラグＦ２との間に記述される１ホップで到達可能な無線端末に係る情報の例であり、この例では中継する無線端末のＩＤのフィールドは省略されている。ここでも、上述したように「Ｐｘ・ｙ」は無線端末１００−ｘ及び１００−ｙ間のリンクの受信電力情報を表している。

図１２（Ｄ）は、上述した図３における無線端末１００−１が自端末（制御パケットの送信元）の場合に、第２フラグＦ２と第３フラグＦ３との間に記述される２ホップで到達可能な無線端末に係る情報の例である。図１２（Ｄ）にいおける「ＩＤ７，ＩＤ３，Ｐ１・７」は、１つの単位情報であり、最終宛先端末が無線端末１００−７で、無線端末１００−３が中継端末で、自端末１００−１と最終宛先の無線端末１００−７との間の総リンクコスト（他のパラメータであっても良い）がＰ１・７であることが記述されている。

第２の実施形態の場合、このような制御パケットをブロードキャストすることにより、受信した無線端末は、各無線端末までのホップ数（自己が中継端末となっているものを除けば、記述から把握できるホップ数＋１）を容易に捉えることができる。受信電力情報として総リンクコストが記述されている場合であれば、受信した無線端末は、各無線端末までの総リンクコストを容易に算出することができる。すなわち、今回の受信時の受信電力値から求めたリンクコストを、制御パケットに記述されているリンクコストに加算することで、宛先端末までの総リンクコストを算出することができる。

図１２は、どのようなホップ数で到達可能な無線端末に係る情報を制御パケットに含める場合を示したが、制御パケットのデータ量を抑えるため、制御パケットに盛り込む無線端末のホップ数を制限するようにしても良い。例えば、制御パケットには、ホップ数が２以下の無線端末を最終宛先とする単位情報だけを含めるようにしても良い。

図１３は、第２の実施形態における周辺端末監視部１０８が管理している周辺端末情報の構成を示す説明図である。

第２の実施形態の場合、周辺端末監視部１０８は、周辺の無線端末ごとのレコードで周辺無線端末を管理する。１レコードは、周辺無線端末（その無線端末を宛先とすることを考慮している）のＩＤと、その周辺無線端末を宛先とした場合にパケットを最初に送信する中継無線端末のＩＤと、受信電力情報と、レコードの直近の更新時刻とを有する。ホップ数のフィールドを有していても良く、ホップ数ごと、レコードを固めて記述するようにしても良い。制御パケットと同様に、周辺無線端末のフィールドには、受信電力値又は変換された受信電力段階又はリンクコスト（個別のリンクコストであっても良く総リンクコストであっても良い）。

図１４は、第２の実施形態の周辺端末監視部１０８における周辺端末情報の記述例の説明図である。

今、図１４（Ａ）に示すように、８台の無線端末１００−３１〜１００−３８が直線上に配置されているとする。また、制御パケットには、ホップ数が２以下の無線端末を最終宛先とする単位情報だけが含められているとする。

図１４（Ｂ）は、このような場合における無線端末１００−３２の周辺端末監視部１０８における周辺端末情報を示している。無線端末１００−３２には、１ホップで通信可能な無線端末１００−３１と１００−３３とがブロードキャストした制御パケットだけが届く。無線端末１００−３３がブロードキャストした制御パケットに含まれている２ホップの無線端末の単位情報の中には、無線端末１００−３５の情報を含む。従って、無線端末１００−３２の周辺端末監視部１０８における周辺端末情報には、無線端末１００−３１、１００−３３〜１００−３５の情報が記述され、無線端末１００−３６〜１００−３８の情報は記述されない。

図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）の端末配置の場合における無線端末１００−３６の周辺端末監視部１０８における周辺端末情報を示している。詳述は避けるが、無線端末１００−３６の周辺端末監視部１０８における周辺端末情報には、無線端末１００−３７、１００−３８、１００−３３〜１００−３５の情報が記述され、無線端末１００−３１、１００−３２の情報は記述されない。

このように記述されていない無線端末については、宛先端末としないようにしても良いが、以下のようにすることが好ましい。すなわち、第２の実施形態の制御パケットで経路を把握できない無線端末に対しては、既存の経路探索方法（例えば、ＡＯＤＶルーチングプロトコル）を適用して経路を構築するようにすれば良い。

既存の経路探索方法を併用する一例を以下に説明する。自端末が立ち上がった場合など、経路を当初構築する際には、既存の経路探索方法を適用して構築する。その後は、ホップ数がＮ以下の無線端末を最終宛先とする単位情報だけが含められている制御パケットをブロードキャスト通信で授受し合い、近傍の周辺無線端末への経路だけを見直し、制御パケットで定められない経路に関しては、既存の経路探索方法で構築した経路を尊重する（なお、後者の無線端末についても、制御パケットで好適と定めた無線端末を中継端末とするような変更を加えても良い）。

第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

（Ｃ)他の実施形態
上記各実施形態の説明においても種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。

上記実施形態では、経路若しくは経路候補を評価する評価値が、値が小さいほど評価が高いコスト（リンクコスト、総コスト）であるものを示したが、値が大きいほど評価が高くなるパラメータを導入するようにしても良い。

上記実施形態では、無線端末間の物理距離について言及しなかったが、物理距離も経路選択に反映させるようにしても良い。例えば、制御パケットには、周辺の無線端末の位置情報を挿入してブロードキャストすることにより、各無線端末で周辺の無線端末の位置情報も管理する。自無線端末の位置情報は、ＧＰＳ受信部１１１から取得できるので、自無線端末と周辺無線端末との物理的な距離を算出することができる。物理的な距離が属する段階に応じて、受信電力値をリンクコストに変換する変換テーブル（図７参照）を用意しておき、受信電力値をリンクコストに変換する際に、物理的な距離を反映させるようにしても良い。

上記実施形態は、車両ネットワークシステムに適用することを意図してなされたものであるが、本発明の無線通信システムの適用対象は車両ネットワークシステムに限定されるものではない。例えば、船に搭載された無線端末のネットワークシステムに本発明の技術思想を適用することができる。また例えば、無線端末は移動、可搬可能なものに限定されず、ネットワークを構成する全て若しくは一部の無線端末が固定位置のものであっても良い。

上記実施形態では、無指向性アンテナ１０１、ＰＨＹ層送受信部１０２、ＭＡＣ層送受信部１０３がＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従う例を説明したが、制御パケットの衝突回避方法はＣＳＭＡ／ＣＡ方式に限定されるものではない。

１００…無線端末（無線通信装置）、
１０１…無指向性アンテナ、
１０２…ＰＨＹ（物理）層送受信部、１０２Ａ…ＰＨＹ層送信部、１０２Ｂ…ＰＨＹ層受信部、
１０３…ＭＡＣ（媒体アクセス制御）層送受信部、１０３Ａ…ＭＡＣ層送信部、１０３Ｂ…ＭＡＣ層受信部、
１０４…ネットワーク制御部、１０５Ａ…送信情報バッファ、１０５Ｂ…受信情報バッファ、１０６…制御パケット生成部、１０７…マルチホップ制御部、１０８…周辺端末監視部、１０９…自端末情報部。

第１の本発明は、アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置において、当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段と、周辺に存在する無線通信装置の情報と、周辺に存在する無線通信装置を一方のノードとするリンクに係る受信電力情報、若しくは、周辺に存在する無線通信装置に至るまでの全てのリンクの受信電力情報を反映させた受信電力情報とを含む情報を管理する周辺端末情報管理手段とを有し、当該無線通信装置から他の無線通信装置までの経路を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報から得ると共に、取得した経路の評価値を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報に基づいて算出することを特徴とする。

第２の本発明の無線通信プログラムは、アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置に搭載されるコンピュータを、当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段と、周辺に存在する無線通信装置の情報と、周辺に存在する無線通信装置を一方のノードとするリンクに係る受信電力情報、若しくは、周辺に存在する無線通信装置に至るまでの全てのリンクの受信電力情報を反映させた受信電力情報とを含む情報を管理する周辺端末情報管理手段と、当該無線通信装置から他の無線通信装置までの経路を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報から得ると共に、取得した経路の評価値を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報に基づいて算出する手段として機能させることを特徴とする。

Claims (9)

1. アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置において、
   当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 周辺に存在する無線通信装置の情報と、周辺に存在する無線通信装置を一方のノードとするリンクに係る受信電力情報、若しくは、周辺に存在する無線通信装置に至るまでの全てのリンクの受信電力情報を反映させた受信電力情報とを含む情報を管理する周辺端末情報管理手段と、
   周辺に存在する無線通信装置が送信した制御パケットを受信し、受信した制御パケットに含まれている情報に応じて、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報を更新する周辺端末情報更新手段と
   をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 上記制御パケット生成・送信手段は、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報から、当該無線通信装置から２ホップ以上で通信が可能な周辺の無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置を一方のノードとするリンクに係る受信電力情報、若しくは、その無線通信装置に至るまでの全てのリンクの受信電力情報を反映させた受信電力情報との組情報を得て、送信する制御パケットに含めることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 当該無線通信装置から他の無線通信装置までの経路を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報から得ると共に、取得した経路の評価値を、上記周辺端末情報管理手段が管理する情報に基づいて算出することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信装置。
5. 上記制御パケット生成・送信手段は、上記制御パケットに、当該無線通信装置からのホップ数とリンクの評価の組み合わせで定まる優先度が高いものから予め定められている最大記述数以下の周辺無線通信装置に係る情報を記述することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 上記制御パケット生成・送信手段は、上記制御パケットに、当該無線通信装置からのホップ数に関係なく、リンクの評価が高いものから予め定められている最大記述数以下の周辺無線通信装置に係る情報を記述することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
7. 上記制御パケットに情報を盛り込む周辺の無線通信装置の最大ホップ数が定められていると共に、
   上記制御パケットを用いない他種類の制御パケットで他の無線通信装置との経路情報を得る経路情報取得手段をさらに備え、
   上記周辺端末情報管理手段は、上記制御パケットによっては経路を構築できない他の無線通信装置については、経路情報取得手段が構築した経路情報を管理する
   ことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
8. アドホックネットワークシステムの構成要素となる無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
   当該無線通信装置と１ホップで通信が可能な無線通信装置の識別情報と、その無線通信装置とのリンクを介した通信時の受信電力に応じた受信電力情報との対情報を少なくとも含む中継不要な制御パケットを、間欠的にブロードキャスト送信する制御パケット生成・送信手段として機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
9. アドホックネットワーク構成の無線通信システムにおいて、
   アドホックネットワークの構成要素となる無線通信装置として、請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。

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