JP2018014666A - 通信診断システム、通信ノード、通信診断方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ること。
【解決手段】診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備え、無線通信ネットワークの一の通信フローに属する通信ノードは、該通信フローに属する通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定部を備え、診断ノードは、該通信フローに属する各通信ノードの診断測定部の測定結果に基づいて、該通信フローにおける通信状態の診断を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信診断システム、通信ノード、通信診断方法、及びコンピュータプログラムに関する。

複数の通信ノードから構成される通信ネットワークにおける障害検出技術として、例えば特許文献１や非特許文献１に記載される技術が知られている。特許文献１に記載される従来技術１では、ネットワークシミュレーションにより推定されたネットワークパフォーマンスの推定値と、ネットワークの観察されたネットワークパフォーマンスの値との差を用いて障害の診断を行っている。非特許文献１に記載される従来技術２では、ネットワークトモグラフィによる劣化箇所推定であり、複数個所で同時に劣化が発生する確率よりも一箇所のみで劣化が発生している確率の方が高いことに基づく、劣化パスの重複性によって劣化箇所を推定している。

特開２００５−２２３９０６号公報

近江貴晴、"ネットワークトモグラフィを実現する新たなアルゴリズム"、［平成２８年６月２３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.nttcom.co.jp/special/innovator/first/iv3/＞

しかし、上述した従来技術１では、ネットワーク運用時の対象となる障害名やネットワークパフォーマンスの実測値と推定値の算出方法が開示されていないので、適用が難しい可能性があった。また、従来技術２では、もし複数箇所で同時に劣化が発生した場合には、劣化箇所の推定精度が大きく低下する可能性があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ることができる通信診断システム、通信ノード、通信診断方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

（１）本発明の一態様は、診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備え、前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する前記通信ノードは、前記通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定部を備え、前記診断ノードは、前記通信フローに属する各前記通信ノードの前記診断測定部の測定結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、通信診断システムである。

（２）本発明の一態様は、診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの一の通信フローを構成する通信ノードである送信元ノード、宛先ノード及び中継ノードとを備え、前記宛先ノードは、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記中継ノードに、送信時刻を含む診断パケットを送信する第１診断パケット送信部を備え、前記中継ノードは、前記通信フローにおける１ホップ前記宛先ノード側の前記通信ノードから診断パケットを受信する診断パケット受信部と、前記診断パケット受信部が受信した診断パケットである受信診断パケットに含まれる送信時刻と、当該受信診断パケットの受信時刻と、当該受信診断パケットのパケットサイズとを使用して、受信診断パケット送信速度を算出する送信速度算出部と、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度と、当該算出した受信診断パケット送信速度と前記受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度との大小関係を表す速度情報と、送信時刻とを含む診断パケットを、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記通信ノードに送信する第２診断パケット送信部と、前記受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度及び速度情報と、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度とに基づいて、当該受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度が極小値であるか否かを判断する極小判断部と、を備え、前記送信元ノードは、前記診断パケット受信部と、前記送信速度算出部と、前記極小判断部と、を備え、前記診断ノードは、各前記極小判断部の極小値の判断結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、通信診断システムである。
（３）本発明の一態様は、上記（２）の通信診断システムにおいて、前記中継ノード及び前記送信元ノードは、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、前記無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度を測定する測定部と、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度と前記測定部が測定したパケット送信速度とを使用して補正送信速度を算出する速度補正部と、を備え、前記第２診断パケット送信部及び前記極小判断部は、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度の代わりに、前記速度補正部が算出した補正送信速度を使用する、通信診断システムである。

（４）本発明の一態様は、診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備え、前記通信ノードのうち、前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する宛先ノードは、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、前記無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度を測定する測定部と、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の中継ノードに、前記測定部が測定したパケット送信速度を含む診断パケットを送信する第３診断パケット送信部と、を備え、前記通信ノードのうち、前記通信フローに属する中継ノードは、前記測定部と、前記通信フローにおける１ホップ前記宛先ノード側の前記通信ノードから診断パケットを受信する診断パケット受信部と、自ノードの前記測定部が測定したパケット送信速度と、当該測定したパケット送信速度と自ノードの前記診断パケット受信部が受信した診断パケットである受信診断パケットに含まれるパケット送信速度との大小関係を表す速度情報とを含む診断パケットを、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記通信ノードに送信する第４診断パケット送信部と、前記受信診断パケットに含まれるパケット送信速度及び速度情報と、自ノードの前記測定部が測定したパケット送信速度とに基づいて、当該受信診断パケットに含まれるパケット送信速度が極大値であるか否かを判断する極大判断部と、を備え、前記通信ノードのうち、前記通信フローに属する送信元ノードは、前記測定部と、前記診断パケット受信部と、前記極大判断部と、を備え、
前記診断ノードは、各前記極大判断部の極大値の判断結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、通信診断システムである。

（５）本発明の一態様は、複数の通信ノードを備えるマルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの前記通信ノードにおいて、前記無線通信ネットワークにおいて自通信ノードが属する通信フローと同じ通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定部、を備える通信ノードである。

（６）本発明の一態様は、診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備える通信診断システムの通信診断方法であって、前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する前記通信ノードが、前記通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定ステップと、前記診断ノードが、前記通信フローに属する各前記通信ノードの前記診断測定ステップの測定結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う診断ステップと、を含む通信診断方法である。

（７）本発明の一態様は、複数の通信ノードを備えるマルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの前記通信ノードのコンピュータに、前記無線通信ネットワークにおいて自通信ノードが属する通信フローと同じ通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定機能、を実現させるためのコンピュータプログラムである。

本発明によれば、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ることができるという効果が得られる。

第１実施形態に係る通信診断システム１の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る通信ノードＮの構成例を示す図である。 第１実施形態に係る宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る診断ノードＥの制御部１２の構成例を示す図である。 第１実施形態に係る通信診断方法の例を示すシーケンス図である。 第２実施形態に係る宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。 第２実施形態に係る通信診断方法の例を示すシーケンス図である。 第３実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。 第３実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。以下に説明する各実施形態では、無線通信ネットワークの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのＭＡＣ層のプロトコルを適用する無線通信ネットワークを挙げる。また、ルーティング方式の一例として、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）を適用する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る通信診断システム１の構成例を示す図である。図１において、通信診断システム１は、診断ノードＥと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードＮとを備える。図１の例では、７個の通信ノードＮ＿Ｓ１、Ｎ＿Ｒ１〜Ｒ５及びＮ＿Ｄ１が、一の通信フローＦ１を構成している。また、７個の通信ノードＮ＿Ｓ２、Ｎ＿Ｒ６〜Ｒ１０及びＮ＿Ｄ２が、一の通信フローＦ２を構成している。通信フローＦ１において、通信ノードＮ＿Ｓ１が送信元ノードであり、通信ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ５が中継ノードであり、通信ノードＮ＿Ｄ１が宛先ノードである。通信フローＦ２において、通信ノードＮ＿Ｓ２が送信元ノードであり、通信ノードＮ＿Ｒ６〜Ｒ１０が中継ノードであり、通信ノードＮ＿Ｄ２が宛先ノードである。

なお、通信ノードＮ＿Ｓ１〜Ｓ２、Ｎ＿Ｒ１〜Ｒ１０及びＮ＿Ｄ１〜Ｄ２を特に区別しないときは通信ノードＮと称する。また、送信元ノードＮ＿Ｓ１〜Ｓ２を特に区別しないときは送信元ノードＮ＿Ｓと称する。また、中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ１０を特に区別しないときは中継ノードＮ＿Ｒと称する。また、宛先ノードＮ＿Ｄ１〜Ｄ２を特に区別しないときは宛先ノードＮ＿Ｄと称する。また、通信フローＦ１〜Ｆ２を特に区別しないときは通信フローＦと称する。

診断ノードＥと各通信ノードＮとは、オンライン又はオフラインでデータを交換する。

図２は、本実施形態に係る通信ノードＮの構成例を示す図である。なお、図２の構成例は診断ノードＥにも適用できる。図２において、通信ノードＮは、無線通信部１１と制御部１２とを備える。無線通信部１１は、無線により他の通信ノードＮと通信を行う。制御部１２は、通信ノードＮの各部を制御する。制御部１２は、ハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）等により構成され、制御部１２の機能を実現するためのコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。

図３、図４及び図５は、本実施形態に係る通信ノードＮに係る制御部１２の構成例を示す図である。図３は、本実施形態に係る宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２の構成例を示す図である。図４は、本実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。図５は、本実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。

図３において、宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２は、第１診断パケット送信部２１を備える。第１診断パケット送信部２１は、自宛先ノードＮ＿Ｄが属する一の通信フローＦにおける１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒに、診断パケットを送信する。第１診断パケット送信部２１が送信する診断パケットは送信時刻を含む。この送信時刻は、第１診断パケット送信部２１が診断パケットを送信する時刻である。

図４において、中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２は、診断パケット受信部３１と、送信速度算出部３２と、第２診断パケット送信部３３と、極小判断部３４とを備える。図４に示される制御部１２は診断測定部に対応する。診断パケット受信部３１は、自中継ノードＮ＿Ｒが属する一の通信フローＦにおける１ホップ宛先ノード側の通信ノードＮから診断パケットを受信する。診断パケット受信部３１が受信した診断パケットを受信診断パケットと称する。

送信速度算出部３２は、受信診断パケットに含まれる送信時刻ｔ＿ｓと当該受信診断パケットの受信時刻ｔ＿ｒと当該受信診断パケットのパケットサイズｐ＿ｓｉｚｅとを使用して、次式により、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓを算出する。受信時刻ｔ＿ｒは、診断パケット受信部３１が受信診断パケットを受信した時刻である。
Ｖ＿ｐｓ＝「ｐ＿ｓｉｚｅ／（ｔ＿ｒ−ｔ＿ｓ）」

第２診断パケット送信部３３は、自中継ノードＮ＿Ｒが属する一の通信フローＦにおける１ホップ送信元ノード側の通信ノードＮに、診断パケットを送信する。第２診断パケット送信部３３が送信する診断パケットは、速度情報ｉ＿ｖと、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓと、送信時刻とを含む。この送信時刻は、第２診断パケット送信部３３が診断パケットを送信する時刻である。速度情報ｉ＿ｖは、受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃと、当該受信診断パケットに関して送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓとの大小関係を表す情報である。

本実施形態では、
（条件ａ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃ＞Ｖ＿ｐｓ」である場合に、速度情報ｉ＿ｖは「Ｄｏｗｎ（下降）」であり、
（条件ａ−２）「Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃ≦Ｖ＿ｐｓ」である場合に、速度情報ｉ＿ｖは「ＮｏｔＤｏｗｎ（非下降）」である。
なお、受信診断パケットが受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃを含んでいない場合には、第２診断パケット送信部３３は、自己が送信する診断パケットに速度情報ｉ＿ｖを含めない。

極小判断部３４は、受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃ及び速度情報ｉ＿ｖ＿ｒｅｃと、当該受信診断パケットに関して送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓとに基づいて、当該受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃが極小値であるか否かを判断する。

本実施形態では、
（条件ｂ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃ＜Ｖ＿ｐｓ」且つ速度情報ｉ＿ｖ＿ｒｅｃが「Ｄｏｗｎ（下降）」である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃが極小値であると判断し、
（条件ｂ−２）上記条件ｂ−１以外である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃが極小値ではないと判断する。
なお、速度情報ｉ＿ｖ＿ｒｅｃは、受信診断パケットを送信した中継ノードＮ＿Ｒの第２診断パケット送信部３３が上記条件ａ−１、ａ−２により生成した速度情報ｉ＿ｖである。また、受信診断パケットが受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃを含んでいない場合及び受信診断パケットが速度情報ｉ＿ｖ＿ｒｅｃを含んでいない場合には、極小判断部３４は、極小値の判断処理を実行しない。

中継ノードＮ＿Ｒは、極小判断部３４が極小値であると判断した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃと、自中継ノードＮ＿Ｒが属する通信フローＦの識別情報（フローＩＤ）と、自中継ノードＮ＿Ｒの識別情報（ノードＩＤ）とを診断ノードＥに報告する。

図５において、送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２は、診断パケット受信部３１と、送信速度算出部３２と、極小判断部３４とを備える。これら診断パケット受信部３１、送信速度算出部３２及び極小判断部３４は、上記図４に示す中継ノードＮ＿Ｒの各部３１、３２及び３４と同じである。図５に示される制御部１２は診断測定部に対応する。送信元ノードＮ＿Ｓは、極小判断部３４が極小値であると判断した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿ｒｅｃと、自送信元ノードＮ＿Ｓが属する通信フローＦのフローＩＤと、自送信元ノードＮ＿ＳのノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

図６は、診断ノードＥの制御部１２の構成例を示す図である。図６において、診断ノードＥの制御部１２は、診断部４１を備える。診断部４１は、各通信ノードＮの極小判断部３４の極小値の判断結果に基づいて、一の通信フローＦにおける通信状態の診断を行う。

次に図７を参照して本実施形態に係る通信診断システム１の動作を説明する。図７は、本実施形態に係る通信診断方法の例を示すシーケンス図である。図７には、説明の便宜上の一例として、図１に示す通信フローＦ１に係る構成を図示している。以下、通信フローＦ１を診断対象にした場合を例に挙げて説明する。通信フローＦ１において、送信元ノードはＮ＿Ｓ１であり、中継ノードはＮ＿Ｒ１〜Ｒ５であり、宛先ノードはＮ＿Ｄ１である。図７の処理は、例えばネットワーク運用者からの指示によって開始される。

（ステップＳ１）宛先ノードＮ＿Ｄ１の第１診断パケット送信部２１は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ５に、診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を送信する。第１診断パケット送信部２１は、例えば所定の間隔で、診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を繰り返し送信する。第１診断パケット送信部２１は、該送信する診断パケットＰａｃ＿Ｄ１に送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｄ１を含める。送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｄ１は、宛先ノードＮ＿Ｄ１の第１診断パケット送信部２１が診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を送信する時刻である。

診断パケットＰａｃ＿Ｄ１は、宛先ノードＮ＿Ｄ１の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ５の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ５の診断パケット受信部３１は、宛先ノードＮ＿Ｄ１から送信された診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部３１が受信した診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を受信診断パケットＰａｃ＿Ｄ１と称する。

（ステップＳ２）中継ノードＮ＿Ｒ５の送信速度算出部３２は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｄ１に含まれる送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｄ１と受信診断パケットＰａｃ＿Ｄ１の受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｄ１と受信診断パケットＰａｃ＿Ｄ１のパケットサイズｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｄ１とを使用して、次式により、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１を算出する。受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｄ１は、診断パケット受信部３１が受信診断パケットＰａｃ＿Ｄ１を受信した時刻である。
Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１＝「ｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｄ１／（ｔ＿ｒ＿Ｄ１−ｔ＿ｓ＿Ｄ１）」

（ステップＳ３）中継ノードＮ＿Ｒ５の第２診断パケット送信部３３は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ４に、診断パケットＰａｃ＿Ｒ５を送信する。第２診断パケット送信部３３は、該送信する診断パケットＰａｃ＿Ｒ５に、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１と、送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ５とを含める。送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ５は、第２診断パケット送信部３３が診断パケットＰａｃ＿Ｒ５を送信する時刻である。

診断パケットＰａｃ＿Ｒ５は、中継ノードＮ＿Ｒ５の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ４の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ４の診断パケット受信部３１は、中継ノードＮ＿Ｒ５から送信された診断パケットＰａｃ＿Ｒ５を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部３１が受信した診断パケットＰａｃ＿Ｒ５を受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５と称する。

（ステップＳ４）中継ノードＮ＿Ｒ４の送信速度算出部３２は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５に含まれる送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ５と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５の受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ５と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５のパケットサイズｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ５とを使用して、次式により、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５を算出する。受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ５は、診断パケット受信部３１が受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５を受信した時刻である。
Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５＝「ｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ５／（ｔ＿ｒ＿Ｒ５−ｔ＿ｓ＿Ｒ５）」

（ステップＳ５）中継ノードＮ＿Ｒ４の第２診断パケット送信部３３は、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４を生成する。速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ５に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５との大小関係を表す情報である。本実施形態では、
（条件ａ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１＞Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５」である場合に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４は「Ｄｏｗｎ（下降）」であり、
（条件ａ−２）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｄ１≦Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５」である場合に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４は「ＮｏｔＤｏｗｎ（非下降）」である。

（ステップＳ６）中継ノードＮ＿Ｒ４の第２診断パケット送信部３３は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ３に、診断パケットＰａｃ＿Ｒ４を送信する。第２診断パケット送信部３３は、該送信する診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５と、送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ４とを含める。送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ４は、第２診断パケット送信部３３が診断パケットＰａｃ＿Ｒ４を送信する時刻である。

診断パケットＰａｃ＿Ｒ４は、中継ノードＮ＿Ｒ４の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ３の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ３の診断パケット受信部３１は、中継ノードＮ＿Ｒ４から送信された診断パケットＰａｃ＿Ｒ４を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部３１が受信した診断パケットＰａｃ＿Ｒ４を受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４と称する。

（ステップＳ７）中継ノードＮ＿Ｒ３の送信速度算出部３２は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に含まれる送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ４と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４の受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ４と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４のパケットサイズｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ４とを使用して、次式により、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４を算出する。受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ４は、診断パケット受信部３１が受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４を受信した時刻である。
Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４＝「ｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ４／（ｔ＿ｒ＿Ｒ４−ｔ＿ｓ＿Ｒ４）」

（ステップＳ８）中継ノードＮ＿Ｒ３の第２診断パケット送信部３３は、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ３を生成する。速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ３は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４との大小関係を表す情報である。本実施形態では、
（条件ａ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５＞Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４」である場合に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ３は「Ｄｏｗｎ（下降）」であり、
（条件ａ−２）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５≦Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４」である場合に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ３は「ＮｏｔＤｏｗｎ（非下降）」である。

（ステップＳ９）中継ノードＮ＿Ｒ３の第２診断パケット送信部３３は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ２に、診断パケットＰａｃ＿Ｒ３を送信する。第２診断パケット送信部３３は、該送信する診断パケットＰａｃ＿Ｒ３に、速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ３と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４と、送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ３とを含める。送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ３は、第２診断パケット送信部３３が診断パケットＰａｃ＿Ｒ３を送信する時刻である。

診断パケットＰａｃ＿Ｒ３は、中継ノードＮ＿Ｒ３の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ２の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ２の診断パケット受信部３１は、中継ノードＮ＿Ｒ３から送信された診断パケットＰａｃ＿Ｒ３を無線通信部１１により受信する。

（ステップＳ１０）中継ノードＮ＿Ｒ３の極小判断部３４は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に含まれる速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４と、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４とに基づいて、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ４に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５が極小値であるか否かを判断する。本実施形態では、
（条件ｂ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５＜Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ４」且つ速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ４が「Ｄｏｗｎ（下降）」である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５が極小値であると判断し、
（条件ｂ−２）上記条件ｂ−１以外である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５が極小値ではないと判断する。

中継ノードＮ＿Ｒ３は、極小判断部３４が受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５を極小値であると判断した場合には、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５と、通信フローＦ１のフローＩＤと、自中継ノードＮ＿Ｒ３のノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

次いで、中継ノードＮ＿Ｒ２及び中継ノードＮ＿Ｒ１において、中継ノードＮ＿Ｒ３と同様に、ステップＳ７〜Ｓ１０が実行される。次いで、送信元ノードＮ＿Ｓ１の診断パケット受信部３１は、中継ノードＮ＿Ｒ１から送信された診断パケットＰａｃ＿Ｒ１を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部３１が受信した診断パケットＰａｃ＿Ｒ１を受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１と称する。受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１は、中継ノードＮ＿Ｒ１の第２診断パケット送信部３３が生成した速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ１と、中継ノードＮ＿Ｒ１の送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２と、送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ１とを含む。送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ１は、中継ノードＮ＿Ｒ１の第２診断パケット送信部３３が診断パケットＰａｃ＿Ｒ１を送信した時刻である。

（ステップＳ１１）送信元ノードＮ＿Ｓ１の送信速度算出部３２は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１に含まれる送信時刻ｔ＿ｓ＿Ｒ１と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１の受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ１と受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１のパケットサイズｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ１とを使用して、次式により、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ１を算出する。受信時刻ｔ＿ｒ＿Ｒ１は、診断パケット受信部３１が受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１を受信した時刻である。
Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ１＝「ｐ＿ｓｉｚｅ＿Ｒ１／（ｔ＿ｒ＿Ｒ１−ｔ＿ｓ＿Ｒ１）」

（ステップＳ１２）送信元ノードＮ＿Ｓ１の極小判断部３４は、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１に含まれる速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ１と、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２と、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ１とに基づいて、受信診断パケットＰａｃ＿Ｒ１に含まれる受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２が極小値であるか否かを判断する。本実施形態では、
（条件ｂ−１）「Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２＜Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ１」且つ速度情報ｉ＿ｖ＿Ｒ１が「Ｄｏｗｎ（下降）」である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２が極小値であると判断し、
（条件ｂ−２）上記条件ｂ−１以外である場合に、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２が極小値ではないと判断する。

送信元ノードＮ＿Ｓ１は、極小判断部３４が受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２を極小値であると判断した場合には、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ２と、通信フローＦ１のフローＩＤと、自送信元ノードＮ＿Ｓ１のノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

診断ノードＥの診断部４１は、中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ３及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告に基づいて、通信フローＦ１における通信状態の診断を行う。中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ３及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告は、オンラインで、定期的に例えば１秒毎に行われる。また、中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ３及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告は、極小値であると判断された受信診断パケット送信速度（極小送信速度と称する）と、通信フローＦ１のフローＩＤと、報告元の通信ノードＮのノードＩＤとを含む。なお、該報告がオフラインで行われる場合には、該報告に、報告元の通信ノードＮが極小値であると判断した日時も含める。

診断部４１は、定期的に例えば１秒毎に、通信フローＦ１に関する報告に含まれる極小送信速度を比較する。診断部４１は、該比較の結果に基づいて最小の極小送信速度を選択する。診断部４１は、該選択した最小の極小送信速度を、通信フローＦ１における最小のパケット送信速度であると判断する。また、該選択した最小の極小送信速度を報告した報告元の通信ノードＮに基づいて、通信フローＦ１における最小のパケット送信速度である区間を判断する。例えば、最小の極小送信速度を報告した報告元が中継ノードＮ＿Ｒ３である場合には、最小の極小送信速度は受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓ＿Ｒ５であり、通信フローＦ１における最小のパケット送信速度である区間は中継ノードＮ＿Ｒ５と中継ノードＮ＿Ｒ４間である。

本実施形態によれば、一の通信フローにおける最小のパケット送信速度、及び、該最小のパケット送信速度である区間を判断できる。これにより、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ることができるという効果が得られる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態を説明する。第２実施形態において、通信診断システム１、通信ノードＮ及び診断ノードＥは、上記図１、図２及び図６の構成例を適用する。図８、図９及び図１０は、第２実施形態に係る通信ノードＮに係る制御部１２の構成例を示す図である。図８は、第２実施形態に係る宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２の構成例を示す図である。図９は、第２実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。図１０は、第２実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。

図８において、宛先ノードＮ＿Ｄの制御部１２は、測定部５１と第３診断パケット送信部５２とを備える。測定部５１は、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、自ノードが属する無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度（Packet Injection Ratio：ＰＩＲ［パケット数／秒］）を測定する。測定部５１は、自ノード宛てのパケットと自ノード以外の通信ノードＮ宛てのパケットの両方を、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出する。ＰＩＲは、次式により算出される。
ＰＩＲ＝１／ＰＩＩ
但し、ＰＩＩはパケット送信間隔（Packet Injection Interval［秒］）である。

第３診断パケット送信部５２は、自宛先ノードＮ＿Ｄが属する一の通信フローＦにおける１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒに、診断パケットを送信する。第３診断パケット送信部５２が送信する診断パケットは、測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲを含む。

図９において、中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２は、測定部５１と、診断パケット受信部６１と、第４診断パケット送信部６２と、極大判断部６３とを備える。測定部５１は、上記図８に示す宛先ノードＮ＿Ｄの測定部５１と同じである。図９に示される制御部１２は診断測定部に対応する。

診断パケット受信部６１は、自中継ノードＮ＿Ｒが属する一の通信フローＦにおける１ホップ宛先ノード側の通信ノードＮから診断パケットを受信する。診断パケット受信部６１が受信した診断パケットを受信診断パケットと称する。

第４診断パケット送信部６２は、自中継ノードＮ＿Ｒが属する一の通信フローＦにおける１ホップ送信元ノード側の通信ノードＮに、診断パケットを送信する。第４診断パケット送信部６２が送信する診断パケットは、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲと、速度情報ｉ２＿ｖとを含む。速度情報ｉ２＿ｖは、自ノードの診断パケット受信部６１が受信した受信診断パケットに含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃと、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲとの大小関係を表す情報である。

本実施形態では、
（条件ｃ−１）「ＰＩＲ＞ＰＩＲ＿ｒｅｃ」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖは「Ｕｐ（上昇）」であり、
（条件ｃ−２）「ＰＩＲ≦ＰＩＲ＿ｒｅｃ」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖは「ＮｏｔＵｐ（非上昇）」である。

極大判断部６３は、自ノードの診断パケット受信部６１が受信した受信診断パケットに含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃ及び速度情報ｉ２＿ｖ＿ｒｅｃと、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲとに基づいて、当該受信診断パケットに含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃが極大値であるか否かを判断する。

本実施形態では、
（条件ｄ−１）「ＰＩＲ＜ＰＩＲ＿ｒｅｃ」且つ速度情報ｉ２＿ｖ＿ｒｅｃが「Ｕｐ（上昇）」である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃが極大値であると判断し、
（条件ｄ−２）上記条件ｄ−１以外である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃが極大値ではないと判断する。
なお、速度情報ｉ２＿ｖ＿ｒｅｃは、受信診断パケットを送信した中継ノードＮ＿Ｒの第４診断パケット送信部６２が上記条件ｃ−１、ｃ−２により生成した速度情報ｉ２＿ｖである。また、受信診断パケットが速度情報ｉ２＿ｖ＿ｒｅｃを含んでいない場合には、極大判断部６３は、極大値の判断処理を実行しない。

中継ノードＮ＿Ｒは、極大判断部６３が極大値であると判断したパケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃと、自中継ノードＮ＿Ｒが属する通信フローＦのフローＩＤと、自中継ノードＮ＿ＲのノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

図１０において、送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２は、測定部５１と、診断パケット受信部６１と、極大判断部６３とを備える。測定部５１は、上記図８に示す宛先ノードＮ＿Ｄの測定部５１と同じである。診断パケット受信部６１及び極大判断部６３は、上記図９に示す中継ノードＮ＿Ｒの各部６１及び６３と同じである。図１０に示される制御部１２は診断測定部に対応する。送信元ノードＮ＿Ｓは、極大判断部６３が極大値であると判断した受信診断パケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃと、当該受信診断パケット送信速度ＰＩＲ＿ｒｅｃが属する通信フローＦのフローＩＤと、自送信元ノードＮ＿ＳのノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

次に図１１を参照して第２実施形態に係る通信診断システム１の動作を説明する。図１１は、第２実施形態に係る通信診断方法の例を示すシーケンス図である。図１１には、説明の便宜上の一例として、図１に示す通信フローＦ１に係る構成を図示している。以下、通信フローＦ１を診断対象にした場合を例に挙げて説明する。通信フローＦ１にいて、送信元ノードはＮ＿Ｓ１であり、中継ノードはＮ＿Ｒ１〜Ｒ５であり、宛先ノードはＮ＿Ｄ１である。図１１の処理は、例えばネットワーク運用者からの指示によって開始される。

（ステップＳ２１）宛先ノードＮ＿Ｄ１の測定部５１は、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、自ノードが属する無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｄ１を測定する。この測定結果のパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｄ１は、図１の無線通信ネットワークの全ての通信フローＦ１及びＦ２に含まれるパケットのうち、宛先ノードＮ＿Ｄ１が受信した該無線通信ネットワークの無線信号により検出した全てのパケットを対象にしたパケット送信速度である。

（ステップＳ２２）宛先ノードＮ＿Ｄ１の第３診断パケット送信部５２は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ５に、診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１を送信する。第３診断パケット送信部５２は、該送信する診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１にパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｄ１を含める。

宛先ノードＮ＿Ｄ１は、上記ステップＳ２１のパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｄ１の測定と、上記ステップＳ２２の診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１の送信とを、例えば所定の間隔で繰り返し実行する。

診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１は、宛先ノードＮ＿Ｄ１の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ５の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ５の診断パケット受信部６１は、宛先ノードＮ＿Ｄ１から送信された診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部６１が受信した診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１を受信診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１と称する。

（ステップＳ２３）中継ノードＮ＿Ｒ５の測定部５１は、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、自ノードが属する無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５を測定する。この測定結果のパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５は、図１の無線通信ネットワークの全ての通信フローＦ１及びＦ２に含まれるパケットのうち、中継ノードＮ＿Ｒ５が受信した該無線通信ネットワークの無線信号により検出した全てのパケットを対象にしたパケット送信速度である。

（ステップＳ２４）中継ノードＮ＿Ｒ５の第４診断パケット送信部６２は、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５を生成する。速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５は、受信診断パケットＰａｃ２＿Ｄ１に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｄ１と、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５との大小関係を表す情報である。本実施形態では、
（条件ｃ−１）「ＰＩＲ＿Ｒ５＞ＰＩＲ＿Ｄ１」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５は「Ｕｐ（上昇）」であり、
（条件ｃ−２）「ＰＩＲ＿５≦ＰＩＲ＿Ｄ１」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５は「ＮｏｔＵｐ（非上昇）」である。

（ステップＳ２５）中継ノードＮ＿Ｒ５の第４診断パケット送信部６２は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ４に、診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５を送信する。第４診断パケット送信部６２は、該送信する診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５に、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５と、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５とを含める。

診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５は、中継ノードＮ＿Ｒ５の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ４の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ４の診断パケット受信部６１は、中継ノードＮ＿Ｒ５から送信された診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部６１が受信した診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５を受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５と称する。

（ステップＳ２６）中継ノードＮ＿Ｒ４の測定部５１は、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、自ノードが属する無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ４を測定する。この測定結果のパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ４は、図１の無線通信ネットワークの全ての通信フローＦ１及びＦ２に含まれるパケットのうち、中継ノードＮ＿Ｒ４が受信した該無線通信ネットワークの無線信号により検出した全てのパケットを対象にしたパケット送信速度である。

（ステップＳ２７）中継ノードＮ＿Ｒ４の第４診断パケット送信部６２は、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ４を生成する。速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ４は、受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５と、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ４との大小関係を表す情報である。本実施形態では、
（条件ｃ−１）「ＰＩＲ＿Ｒ４＞ＰＩＲ＿Ｒ５」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ４は「Ｕｐ（上昇）」であり、
（条件ｃ−２）「ＰＩＲ＿４≦ＰＩＲ＿Ｒ５」である場合に、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ４は「ＮｏｔＵｐ（非上昇）」である。

（ステップＳ２８）中継ノードＮ＿Ｒ４の第４診断パケット送信部６２は、通信フローＦ１における１ホップ送信元ノード側の中継ノードＮ＿Ｒ３に、診断パケットＰａｃ２＿Ｒ４を送信する。第４診断パケット送信部６２は、該送信する診断パケットＰａｃ２＿Ｒ４に、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ４と、速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ４とを含める。

診断パケットＰａｃ２＿Ｒ４は、中継ノードＮ＿Ｒ４の無線通信部１１により送信され、中継ノードＮ＿Ｒ３の無線通信部１１により受信される。中継ノードＮ＿Ｒ３の診断パケット受信部６１は、中継ノードＮ＿Ｒ４から送信された診断パケットＰａｃ２＿Ｒ４を無線通信部１１により受信する。

（ステップＳ２９）中継ノードＮ＿Ｒ４の極大判断部６３は、受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５及び速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５と、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ４とに基づいて、当該受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ５に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５が極大値であるか否かを判断する。本実施形態では、
（条件ｄ−１）「ＰＩＲ＿Ｒ４＜ＰＩＲ＿Ｒ５」且つ速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ５が「Ｕｐ（上昇）」である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５が極大値であると判断し、
（条件ｄ−２）上記条件ｄ−１以外である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５が極大値ではないと判断する。

中継ノードＮ＿Ｒ４は、極大判断部６３がパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５を極大値であると判断した場合には、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ５と、通信フローＦ１のフローＩＤと、自中継ノードＮ＿Ｒ４のノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

次いで、中継ノードＮ＿Ｒ３、中継ノードＮ＿Ｒ２及び中継ノードＮ＿Ｒ１において、中継ノードＮ＿Ｒ４と同様に、ステップＳ２６〜Ｓ２９が実行される。次いで、送信元ノードＮ＿Ｓ１の診断パケット受信部６１は、中継ノードＮ＿Ｒ１から送信された診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１を無線通信部１１により受信する。該診断パケット受信部３１が受信した診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１を受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１と称する。受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１は、中継ノードＮ＿Ｒ１の測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１と、中継ノードＮ＿Ｒ１の第４診断パケット送信部６２が生成した速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ１とを含む。

（ステップＳ３０）送信元ノードＮ＿Ｓ１の測定部５１は、自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、自ノードが属する無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｓ１を測定する。この測定結果のパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｓ１は、図１の無線通信ネットワークの全ての通信フローＦ１及びＦ２に含まれるパケットのうち、送信元ノードＮ＿Ｓ１が受信した該無線通信ネットワークの無線信号により検出した全てのパケットを対象にしたパケット送信速度である。

（ステップＳ３１）送信元ノードＮ＿Ｓ１の極大判断部６３は、受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１及び速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ１と、自ノードの測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｓ１とに基づいて、当該受信診断パケットＰａｃ２＿Ｒ１に含まれるパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１が極大値であるか否かを判断する。本実施形態では、
（条件ｄ−１）「ＰＩＲ＿Ｓ１＜ＰＩＲ＿Ｒ１」且つ速度情報ｉ２＿ｖ＿Ｒ１が「Ｕｐ（上昇）」である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１が極大値であると判断し、
（条件ｄ−２）上記条件ｄ−１以外である場合に、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１が極大値ではないと判断する。

送信元ノードＮ＿Ｓ１は、極大判断部６３がパケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１を極大値であると判断した場合には、パケット送信速度ＰＩＲ＿Ｒ１と、通信フローＦ１のフローＩＤと、自送信元ノードＮ＿Ｓ１のノードＩＤとを診断ノードＥに報告する。

診断ノードＥの診断部４１は、中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ４及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告に基づいて、通信フローＦ１における通信状態の診断を行う。中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ４及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告は、オンラインで、定期的に例えば１秒毎に行われる。また、中継ノードＮ＿Ｒ１〜Ｒ４及び送信元ノードＮ＿Ｓ１からの報告は、極大値であると判断されたパケット送信速度（極大送信速度と称する）と、通信フローＦ１のフローＩＤと、報告元の通信ノードＮのノードＩＤとを含む。なお、該報告がオフラインで行われる場合には、該報告に、報告元の通信ノードＮが極大値であると判断した日時も含める。

診断部４１は、通信フローＦ１に関する報告に含まれる極大送信速度を蓄積する。診断部４１は、蓄積された極大送信速度群の中から最大値（最大極大送信速度ＰＩＲ＿ｍａｘと称する）を選択する。診断部４１は、通信フローＦ１における上限の速度（上限速度Ｆ１＿ｍａｘと称する）と最大極大送信速度ＰＩＲ＿ｍａｘとの差「Ｆ１＿ｍａｘ−ＰＩＲ＿ｍａｘ」を計算する。診断部４１は、該差「Ｆ１＿ｍａｘ−ＰＩＲ＿ｍａｘ」が通信フローＦ１における通信可能な最大速度であると判断する。

第２実施形態によれば、一の通信フローにおける通信可能な最大速度を判断できる。これにより、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ることができるという効果が得られる。

［第３実施形態］
次に第３実施形態を説明する。第３実施形態は、上述の第１実施形態の変形例である。第３実施形態において、通信診断システム１、通信ノードＮ、宛先ノードＮ＿Ｄ及び診断ノードＥは、上記図１、図２、図３及び図６の構成例を適用する。図１２は、第３実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２の構成例を示す図である。図１３は、第３実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２の構成例を示す図である。

図１２において、中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２は、診断パケット受信部３１と、送信速度算出部３２と、第２診断パケット送信部３３と、極小判断部３４と、測定部５１と、速度補正部７１とを備える。本実施形態に係る中継ノードＮ＿Ｒの制御部１２は、図４に示す第１実施形態の構成に対してさらに測定部５１と速度補正部７１とを備える。診断パケット受信部３１、送信速度算出部３２、第２診断パケット送信部３３及び極小判断部３４は、上述した第１実施形態と同じである。測定部５１は、上述した第２実施形態と同じである。

速度補正部７１は、次式により、補正送信速度Ｖ＿ｐｓｈを算出する。
Ｖ＿ｐｓｈ＝「Ｖ＿ｐｓ＋（Ｆ＿ｍａｘ−ＰＩＲ）」／２
但し、Ｖ＿ｐｓは送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度である。ＰＩＲは測定部５１が測定したパケット送信速度である。Ｆ＿ｍａｘは、中継ノードＮ＿Ｒが属する通信フローＦにおける上限の速度（上限速度）である。

第３実施形態において、中継ノードＮ＿Ｒの第２診断パケット送信部３３及び極小判断部３４は、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓの代わりに、速度補正部７１が算出した補正送信速度Ｖ＿ｐｓｈを使用する。この点が上述した第１実施形態と異なる。

図１３において、送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２は、診断パケット受信部３１と、送信速度算出部３２と、極小判断部３４と、測定部５１と、速度補正部７１とを備える。本実施形態に係る送信元ノードＮ＿Ｓの制御部１２は、図５に示す第１実施形態の構成に対してさらに測定部５１と速度補正部７１とを備える。診断パケット受信部３１、送信速度算出部３２及び極小判断部３４は、上述した第１実施形態と同じである。測定部５１は、上述した第２実施形態と同じである。速度補正部７１は、上記図１２に示す中継ノードＮ＿Ｒの速度補正部７１と同じである。

第３実施形態において、送信元ノードＮ＿Ｓの極小判断部３４は、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓの代わりに、速度補正部７１が算出した補正送信速度Ｖ＿ｐｓｈを使用する。この点が上述した第１実施形態と異なる。

第３実施形態によれば、送信速度算出部３２が算出した受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓと測定部５１が測定したパケット送信速度ＰＩＲとを使用して補正送信速度Ｖ＿ｐｓｈを算出し、該補正送信速度Ｖ＿ｐｓｈに基づいて、一の通信フローにおける最小のパケット送信速度、及び、該最小のパケット送信速度である区間を判断できる。これにより、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおける通信状態の診断能力の向上を図ることができるという効果が得られる。

診断パケットのパケットサイズが測定に十分な長さに足りない場合、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓにある程度の誤差が生じる可能性がある。このため、第３実施形態では、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓと「上限速度Ｆ＿ｍａｘ−パケット送信速度ＰＩＲ」の平均値を、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓの代わりに使用する。これにより、受信診断パケット送信速度Ｖ＿ｐｓの補正を行う。

なお、上述した各実施形態において、診断パケットとして、例えば、ＣＴＳ（Clear To Send）パケットやＡＣＫパケットなどを利用してもよい。

また、通信ノードＮはＩｏＴ（Internet of Things）に利用される通信ノードであってもよい。例えば、通信ノードＮの制御部１２は、ＩｏＴ向けのフレームワークの一例として知られる「AllJoyn」を利用して構成されてもよい。上述した各実施形態によれば、ＩｏＴを実現するマルチホップ通信方式の無線通信ネットワークにおいて、故障等の通信状態の診断能力の向上を図ることができる。これにより、当該無線通信ネットワークの保守運用における負担の軽減に寄与することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

例えば、上述した実施形態では、無線通信ネットワークシステムの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのＭＡＣ層のプロトコルを適用する無線通信ネットワークを挙げたが、それ以外の無線ノードを含む無線通信ネットワークシステムに適用してもよい。

また、上述した実施形態は、例えば、被災地、テーマパーク、展示会場などにおいて、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを活用したテレビ電話等の通信サービスに適用できる。これにより、既存の無線通信ネットワークの基地局にかかるトラフィック負荷を軽減することができ、ネットワーク運用者のネットワークコストの削減に寄与できる。また、ビル等のビデオ監視システム、ファクトリーオートメーション／制御システム等にも適用できる。

また、上述した通信ノードＮの機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…通信診断システム、１１…無線通信部、１２…制御部、２１…第１診断パケット送信部、３１…診断パケット受信部、３２…送信速度算出部、３３…第２診断パケット送信部、３４…極小判断部、４１…診断部、５１…測定部、５２…第３診断パケット送信部、６１…診断パケット受信部、６２…第４診断パケット送信部、６３…極大判断部、７１…速度補正部、Ｅ…診断ノード、Ｎ…通信ノード

Claims (7)

1. 診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備え、
   前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する前記通信ノードは、前記通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定部を備え、
   前記診断ノードは、前記通信フローに属する各前記通信ノードの前記診断測定部の測定結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、
   通信診断システム。
2. 診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの一の通信フローを構成する通信ノードである送信元ノード、宛先ノード及び中継ノードとを備え、
   前記宛先ノードは、
   前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記中継ノードに、送信時刻を含む診断パケットを送信する第１診断パケット送信部を備え、
   前記中継ノードは、
   前記通信フローにおける１ホップ前記宛先ノード側の前記通信ノードから診断パケットを受信する診断パケット受信部と、
   前記診断パケット受信部が受信した診断パケットである受信診断パケットに含まれる送信時刻と、当該受信診断パケットの受信時刻と、当該受信診断パケットのパケットサイズとを使用して、受信診断パケット送信速度を算出する送信速度算出部と、
   前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度と、当該算出した受信診断パケット送信速度と前記受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度との大小関係を表す速度情報と、送信時刻とを含む診断パケットを、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記通信ノードに送信する第２診断パケット送信部と、
   前記受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度及び速度情報と、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度とに基づいて、当該受信診断パケットに含まれる受信診断パケット送信速度が極小値であるか否かを判断する極小判断部と、を備え、
   前記送信元ノードは、前記診断パケット受信部と、前記送信速度算出部と、前記極小判断部と、を備え、
   前記診断ノードは、各前記極小判断部の極小値の判断結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、
   通信診断システム。
3. 前記中継ノード及び前記送信元ノードは、
   自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、前記無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度を測定する測定部と、
   前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度と前記測定部が測定したパケット送信速度とを使用して補正送信速度を算出する速度補正部と、を備え、
   前記第２診断パケット送信部及び前記極小判断部は、前記送信速度算出部が算出した受信診断パケット送信速度の代わりに、前記速度補正部が算出した補正送信速度を使用する、
   請求項２に記載の通信診断システム。
4. 診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備え、
   前記通信ノードのうち、前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する宛先ノードは、
   自ノードのアンテナを介して受信した無線信号により検出するパケットに基づいて、前記無線通信ネットワークにおけるパケット送信速度を測定する測定部と、
   前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の中継ノードに、前記測定部が測定したパケット送信速度を含む診断パケットを送信する第３診断パケット送信部と、を備え、
   前記通信ノードのうち、前記通信フローに属する中継ノードは、
   前記測定部と、
   前記通信フローにおける１ホップ前記宛先ノード側の前記通信ノードから診断パケットを受信する診断パケット受信部と、
   自ノードの前記測定部が測定したパケット送信速度と、当該測定したパケット送信速度と自ノードの前記診断パケット受信部が受信した診断パケットである受信診断パケットに含まれるパケット送信速度との大小関係を表す速度情報とを含む診断パケットを、前記通信フローにおける１ホップ前記送信元ノード側の前記通信ノードに送信する第４診断パケット送信部と、
   前記受信診断パケットに含まれるパケット送信速度及び速度情報と、自ノードの前記測定部が測定したパケット送信速度とに基づいて、当該受信診断パケットに含まれるパケット送信速度が極大値であるか否かを判断する極大判断部と、を備え、
   前記通信ノードのうち、前記通信フローに属する送信元ノードは、前記測定部と、前記診断パケット受信部と、前記極大判断部と、を備え、
   前記診断ノードは、各前記極大判断部の極大値の判断結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う、
   通信診断システム。
5. 複数の通信ノードを備えるマルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの前記通信ノードにおいて、
   前記無線通信ネットワークにおいて自通信ノードが属する通信フローと同じ通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定部、
   を備える通信ノード。
6. 診断ノードと、マルチホップ通信方式の無線通信ネットワークを構成する複数の通信ノードとを備える通信診断システムの通信診断方法であって、
   前記無線通信ネットワークの一の通信フローに属する前記通信ノードが、前記通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定ステップと、
   前記診断ノードが、前記通信フローに属する各前記通信ノードの前記診断測定ステップの測定結果に基づいて、前記通信フローにおける通信状態の診断を行う診断ステップと、
   を含む通信診断方法。
7. 複数の通信ノードを備えるマルチホップ通信方式の無線通信ネットワークの前記通信ノードのコンピュータに、
   前記無線通信ネットワークにおいて自通信ノードが属する通信フローと同じ通信フローに属する前記通信ノード間の通信速度の極小値若しくは極大値又は極小値及び極大値の両方を測定する診断測定機能、
   を実現させるためのコンピュータプログラム。

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