JP2018139393A - 無線通信装置、無線基地局装置、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動する無線通信装置を用いてネットワークを構成する際に、効率的な通信を行う無線通信システムを提供する。【解決手段】 本発明は、複数の無線通信装置と、無線基地局装置とを備える無線通信システムに関する。そして、本発明の無線基地局装置は、経路生成用パケットを送信する手段を有する。そして、無線通信装置は、経路生成用パケットを受信する手段と、経路生成用パケットを取得した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定する手段と、経路生成用パケットを取得した場合当該経路生成用パケットを転送する手段と、自装置の移動状況を検知する手段と、検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理する手段とを有する。【選択図】 図１

Description

この発明は、無線通信装置、無線基地局装置、無線通信システム、及び無線通信方法に関し、例えば、固定された無線通信装置（以下、「基地局」又は「無線基地局装置」とも呼ぶ）と、人間など移動体に取り付けた無線通信装置（以下、単に「移動局」とも呼ぶ）によって構成される無線通信システムに関する。

従来、移動局により構成されるネットワークにおいては、過去に決定した通信経路が移動局の移動に伴って使用できなくなるために、様々な解決方法が考えられてきた。

従来の移動局により構成されたネットワークを構成する技術として、ＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）がある（非特許文献１参照）。ＡＯＤＶでは、移動局の通信の直前に、通信元から経路を生成するためのパケットをネットワーク全体に送り、通信相手が返答を返すことで経路を生成している。

また、従来ＡＯＤＶ以外にも、移動局で構成されたネットワークにおいて通信経路を生成する技術としては、通信の有無によらず定期的に経路を生成する方法や、経路を作らずにデータをネットワーク全体に流すことで通信を実現する方法などが提案されている。

ＩＥＴＦ ＲＦＣ３５６１ "Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ （ＡＯＤＶ） Ｒｏｕｔｉｎｇ"

しかしながら、従来の移動局により構成されたネットワークにおいて通信経路を生成する技術では、ネットワーク全体への通知が必要となっており、ネットワークに参加する移動局の数及び密度の増大に伴って通信所要時間が増加したり、流れるパケットの総量が増加するなどの問題があった。また、従来の移動局により構成されたネットワークでは、移動の激しい移動局が存在する場合、事前に生成した通信経路が途切れてしまう可能性が増加し、通信効率が低下する問題があった。

以上のような問題に鑑みて、移動する無線通信装置を用いてネットワークを構成する際に、効率的な通信を行うことができる無線通信装置、無線基地局装置、無線通信システム、及び無線通信方法が望まれている。

第１の本発明は、無線通信装置において、（１）無線によりパケットを送受信する無線通信装置側パケット送受信手段と、（２）前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信する経路生成用パケット受信手段と、（３）前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定する通信経路決定手段と、（４）前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送する経路生成用パケット転送手段と、（５）自装置の移動状況を検知する移動認識手段と、（６）前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理する経路生成用パケット管理手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、複数の無線通信装置を備える無線通信システムを構成する無線基地局装置において、（１）無線によりパケットを送受信する無線基地局装置側パケット送受信手段と、（２）前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して経路生成用パケットを送信する経路生成用パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第３の本発明は、複数の無線通信装置と、無線基地局装置とを備える無線通信システムにおいて、それぞれの前記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。

第４の本発明は、第無線基地局装置と、複数の無線通信装置とを備える無線通信システムの通信方法において、（１）前記無線基地局装置は、無線基地局装置側パケット送受信手段、及び経路生成用パケット送信手段を有し、（２）それぞれの前記無線通信装置は、無線通信装置側パケット送受信手段、経路生成用パケット受信手段、通信経路決定手段、経路生成用パケット転送手段、移動認識手段、及び経路生成用パケット管理手段を有し、（３）前記無線基地局装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、（４）前記経路生成用パケット送信手段は、前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して経路生成用パケットを送信し、（５）前記無線通信装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、（６）前記経路生成用パケット受信手段は、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信し、（７）前記通信経路決定手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定し、（８）前記経路生成用パケット転送手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送し、（９）前記移動認識手段は、自装置の移動状況を検知し、（１０）前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理することを特徴とする。

本発明によれば、移動する無線通信装置を用いてネットワークを構成する際に、効率的な通信を行う無線通信システムを提供することができる。

実施形態に係る移動局（無線通信装置）の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムの構成例について示したブロック図である。 実施形態に係る基地局（無線基地局装置）の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムにおけるノード間の接続状況の変化について示した説明図（その１）である。 実施形態に係る無線通信システムにおけるノード間の接続状況の変化について示した説明図（その２）である。 実施形態に係る無線通信システムにおけるノード間の接続状況の変化について示した説明図（その３）である。 実施形態に係る無線通信システムにおけるノード間の接続状況の変化について示した説明図（その４）である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信プログラム、無線通信システム、及び無線通信方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の無線通信装置を移動局に適用した例について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態の無線通信システム１の全体構成の例について示したブロック図である。

図１に示すように、無線通信システム１には、ネットワークＮを構成する１つの基地局１０と、８個の移動局２０（２０−１〜２０−８）が配置されている。なお、無線通信システム１のネットワークＮにおいて、基地局１０及び移動局２０の数については限定されないものである。以下では、無線通信システム１のネットワークＮを構成する移動局２０（２０−１〜２０−８）及び基地局１０等を、総称して「ノード」とも呼ぶものとする。また、以下では、各ノード（基地局１０及び各移動局２０）には、それぞれネットワークＮ上で固有のアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス、ショートアドレス、ＩＰアドレス等）が割り当てられているものとして説明する。

以下では、ネットワークＮは、基地局１０を中心とした無線マルチホップネットワークであるものとして説明する。また、以下では、無線通信システム１において、基地局１０と移動局２０との間での通信は行われるが、移動局２０同士の通信（移動局２０同士のユニキャストの通信）は行われないものとして説明する。仮に、移動局２０同士の通信が必要な場合は、基地局１０を中継して通信を行うようにしてもよい。すなわち、各移動局２０は、原則として、基地局１０を宛先としたユニキャストのデータパケットの送信は行うが、他の移動局２０を宛先としたユニキャストのデータパケットの送信は行わないものとする。

基地局１０は、固定接地された無線通信装置であり、ネットワークＮ（無線通信システム１）全体を管理する機能を担っている。

移動局２０（２０−１〜２０−８）は、それぞれ移動体（例えば、人間が所持する端末や車両等）に付けられた無線通信装置である。各移動局２０は、適宜移動を行う。各移動局２０は、それぞれ直接通信可能な他のノード（移動局２０又は基地局１０）と無線通信（リンク）が可能である。

図２では、直接無線通信可能なノード間のリンクを点線で図示している。

例えば、図２では、基地局１０は、移動局２０−１、２０−２、２０−３と直接無線通信可能であることを示している。

基地局１０は「指定されたタイミング」（所定のタイミング）で、全ノード（ネットワークＮで直接または間接的に接続可能な全ノード）へ向けてフラッディングを行うものとする。フラッディングとは、パケット（経路生成用パケットとしてのフラッディングパケット）を受信したノードが、一度だけ同じパケット（例えば、同じデータ（例えば、シーケンシャル番号等の識別情報）が設定されたフラッディングパケット）を転送（再度送信）することで、マルチホップネットワークにおいて全てのノードに情報を送ることを意味する。

以下では、移動局２０は、あるフラッディングパケットを初めて「受信」した時の送信元（直接無線通信によりパケット受信した際の送信元）を親ノードとして認識するものとする。

そして、基地局１０が、フラッディングによりパケット送信（フラッディングパケットの送信）を行うと、当該パケットを受信した移動局２０が、当該パケットを転送（再送信）することにより、ネットワークＮ内のすべてのノード（移動局２０）に、当該パケットが到達することになる。このとき、各移動局２０は、当該フラッディングパケットを初めて受信した際の送信元（直接無線通信によりパケット受信した際の送信元）を親ノード（基地局１０と通信する際の親ノード）として認識することになる。以上のようにネットワークＮでは、基地局１０を起点としたフラッディングにより、各移動局２０と基地局１０との間の転送経路ができあがることになる。各移動局２０は基地局１０にデータを送る際には親ノード宛に当該データを挿入したパケット（以下、「データパケット」とも呼ぶ）を送信する。そして、第１の移動局２０が第２の移動局２０から送信されたデータパケットを受信した場合、第１の移動局は、親ノードに受信したデータパケットの転送を行う。これを繰り返すことで、ネットワークＮでは、全ての移動局２０から送信されたデータパケットが基地局１０に到達する。

ところで、従来のマルチホップネットワークにおいて、フラッディングを行う際には、フラッディングパケットを受信した各ノードで、パケットを受信してから送信を行うまでの間に遅延を挿入することが一般的に行われる。これは複数のノードが同一のパケットを受信するため、遅延の挿入がない場合には、複数のノードが同時に送信を行うこととなり、パケットの衝突が発生することになるためである。そのため、従来のマルチホップネットワークにおいて、フラッディングを行い際には、フラッディングパケットを受信した各ノードはこの衝突を避けるために遅延時間を挿入する。

この実施形態において、上述の通り、各移動局２０は、最も早くパケットを受信した送信元を親ノードとして認識するため、パケットを受信してから送信するまでの遅延時間の挿入方法によって形成されるネットワークの形状（トポロジ）が変化する。具体的には、遅延を小さくして早く送信する移動局２０は親ノードとして選択される可能性が高くなる。逆に遅延を大きくし、遅く送信する移動局２０は他に親ノードがいない限られた移動局２０の親ノードとなるだけで、選択される可能性が小さくなる。

以上を鑑みると、ネットワークＮにおいて、フラッディングを行う場合、フラッディングパケットを受信したノードが、当該フラッディングパケットの転送を行うまでの遅延時間（以下、「パケット転送遅延時間」と呼ぶ）によって大きく特性が変化する。

ところで、ネットワークＮの各移動局２０において、フラッディングパケットの受信とは、当該パケットを受信した全ての場合を指すわけではなく、所定の条件（以下、「パケット受信判定条件」と呼ぶ）（詳細については後述）を満たした受信を行ったときに限られるものとする。すなわち、ネットワークＮの各移動局２０は、受信判定条件を満たさない状況でフラッディングパケットを受信しても、当該フラッディングパケットを破棄（無視）する（転送等の次のアクションを行わない）ものとする。言い換えると、パケット受信判定条件は、各移動局２０においてフラッディングパケットを転送するか否かの判定条件であるともいえる。そして、ネットワークＮの各移動局２０は、パケット受信判定条件を満たした状況でフラッディングパケットの受信を行うと、当該フラッディングパケットを取得して、転送処理（再送信処理）を行う。

したがって、ネットワークＮにおいて、フラッディングを行う場合、フラッディングパケットを受信した移動局２０が、当該フラッディングパケットを受信したと判断するためのパケット受信判定条件によっても大きく特性が変化することになる。

次に、移動局２０におけるパケット受信判定条件、及びパケット転送遅延時間の詳細について説明する。

ネットワークＮにおいて、基地局１０を起点としたフラッディングを行う場合、各移動局２０で、フラッディングパケットの受信状況を元に、将来の通信可否を判定するものとする。そこで、各移動局２０では、フラッディングパケットのデータが読取可能な状態であっても、将来において通信が不可能になる可能性が高いと想定される場合には、受信失敗とみなして（正常に受信できなかったと判定して）当該フラッディングパケットを廃棄（無視）する処理を行う。なお、移動局２０は移動を前提としており、移動によって移動局２０間及び基地局１０と移動局２０との間の通信リンクが切断される可能性があり、将来リンクが利用可能か否かを判定するのはより困難になる。

また、ネットワークＮにおいて、基地局１０を起点としたフラッディングにより転送経路（各移動局２０から基地局１０への転送経路）が形成されたタイミングと、移動局２０がデータを送信するタイミングとの時間差が大きくなると、当該転送経路が使えなくなる場合がある。原因としては、通信状態（例えば、ノイズ源の発生等による電波障害）の変動などがあるが、移動局２０の移動量が大きい場合には、移動局２０の移動に伴う通信経路の状況が変化すること（例えば、移動局２０の移動により転送経路間の距離が遠くなること）が最大の原因となる。

そこで、この実施形態では、各移動局２０は、直近の所定の時間内（例えば、一定時間内）の移動量（以下、「Ｍ」とも表す）等の移動状況を認識する手段（以下、「移動認識手段」と呼ぶ）を備えるものとする。移動認識手段は、例えば、ＧＰＳや加速度センサ等の種々のデバイスを用いることができる。

そして、この実施形態では、移動量Ｍが所定の閾値（以下、「閾値Ｔｈ」と表す）以上の移動局２０は、将来においても移動量Ｍが大きいと推定されるため、以下の内１つないし複数を組み合わせた動作を行うものとする。

第１に、移動局２０は、検知した移動量Ｍに応じて、パケット受信判定条件を変更する。具体的には、移動局２０では、フラッディングパケットを受信したと判定（フラッディングパケットの転送を行うと判定）するためのパケット受信判定条件として、フラッディングパケットを受信した際の最低限の受信電力（受信信号）の強度（以下、「最低受信電力Ｐ」と呼ぶ）を設定するものとする。そして、移動局２０は、検知した移動量Ｍに応じて、最低受信電力Ｐを変更する。具体的には、移動局２０は、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合、最低受信電力Ｐを通常時よりも大きく設定する。例えば、各移動局２０において、通常時（移動量Ｍが閾値Ｔｈ未満の場合；Ｍ＜Ｔｈの場合）の最低受信電力Ｐをｐ１とした場合、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合の最低受信電力Ｐをｐ１に加算値α１を加算したｐ２（ｐ２＝ｐ１＋α１）に設定するものとする。なお、加算値α１は、定数としてもよいし、当該移動局２０の移動量Ｍの大きさに応じて変更（例えば、移動量Ｍが大きいほど加算値α１も大きな値に変更）するようにしてもよい。

第２に移動局２０は、検知した移動量Ｍに応じて、パケット転送遅延時間（以下、「Ｄ」とも表す）を変更する。具体的には、移動局２０は、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合、パケット転送遅延時間Ｄを通常時よりも大きく設定する。例えば、各移動局２０において、通常時（移動量Ｍが閾値Ｔｈ未満の場合；Ｍ＜Ｔｈの場合）のパケット転送遅延時間Ｄをｄ１とした場合、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合のパケット転送遅延時間Ｄを、ｄ１に加算値α２を加算したｄ２（ｄ２＝ｄ１＋α２）に設定するものとする。なお、加算値α２は、定数としてもよいし、当該移動局２０の移動量Ｍの大きさに応じて変更（例えば、移動量Ｍが大きいほど加算値α２も大きな値に変更）するようにしてもよい。

以上のように、移動局２０は、移動量Ｍに応じて、パケット受信判定条件（最低受信電力Ｐ）及び又は、パケット転送遅延時間Ｄを変更する。

これにより、移動量Ｍの多い移動局２０は、周辺の他の移動局２０から親ノードとして選択される可能性が低くなり、周辺の他の移動局２０が親ノードとして選択される可能性が高くなる。移動局２０では、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合、パケット受信判定条件（最低受信電力Ｐ）とパケット転送遅延時間Ｄの両方を変更するようにしてもよいし、何れか一方のみを変更するようにしてもよい。

この実施形態では、上述の通り、基地局１０はある一定間隔でフラッディングパケットを送信するものとする。

次に、各移動局２０の内部構成の例について図１を用いて説明する。

この実施形態では、移動局２０−１〜２０−８は全て、図２を用いて説明可能な構成であるものとして説明する。

図２に示すように各移動局２０は、送信手段２０１、受信手段２０２、タイマ２０３、フラッディングパケット生成手段２０４、データ生成部２０５、送信先選択手段２０６、受信判定手段２０７、フラッディング管理手段２０８、データ受信手段２０９、及び移動計測手段２１０を有している。

送信手段２０１は、無線信号の電波を送出するものである。また、受信手段２０２は、他のノードから送出された無線信号の電波を受信するものである。移動局２０では、送信手段２０１及び受信手段２０２により無線信号を送受信する無線インタフェース(パケット送受信手段)が構成されている。

移動計測手段２１０は、自装置の移動状況を認識する処理（以下、「移動認識処理」ともよぶ）を行う移動認識手段である。移動計測手段２１０は、移動認識処理結果を、フラッディング管理手段２０８に供給する。この実施形態では、移動計測手段２１０は、移動認識処理として、一定時間（直近の一定時間）における自装置の移動量Ｍ（移動距離）を認識するものとする。移動計測手段２１０は、例えば、ＧＰＳや加速度センサ等の種々のデバイスを用いることができる。

データ受信手段２０９は、受信手段２０２を介して、他のノードから送信されたデータパケットのデータを受信する機能を担っている。データ受信手段２０９は、受信処理が終わったデータパケットを送信先選択手段２０６に供給する。

データ生成部２０５は、他のノード（基地局１０）に送信するためのデータを生成する処理を行う。データ生成部２０５において、送信するデータを送信する契機については限定されないものであり、例えば、図示しない上位層（例えば、図示しないアプリケーション等）で発生したデータを送信するデータとして処理する。

送信先選択手段２０６は、データ生成部２０５が生成したデータ、又はデータ受信手段２０９が受信したデータの転送先を選択し、送信手段２０１を介して選択した転送先に送信する処理を行う。送信先選択手段２０６は、受信判定手段２０７でフラッディングパケットを受信したと判定した際（同様のフラッディングパケットを受信した場合には、当該フラッディングパケットについて初めて受信した際）に当該フラッディングパケットの送信元を親ノードとして設定する。そして、送信先選択手段２０６は、例えば、基地局１０向けに送信するデータパケットについては、フラッディングパケットに基づいて決定した親ノードを転送先（直接の転送先）として選択する。

フラッディングパケット生成手段２０４は、フラッディングパケットを生成する処理を行う。フラッディングパケット生成手段２０４は、受信判定手段２０７で受信したと判定されたフラッディングパケットについて、転送（再送信）するフラッディングパケットを生成し、タイマ２０３の制御に応じたタイミング（タイマ２０３がタイムアウトしたタイミング）で送信手段２０１を介して送信する。

タイマ２０３は、他のノードからフラッディングパケットを受信してから、当該フラッディングパケットを転送（再送信）するまでの遅延（パケット転送遅延時間Ｄ）を管理するためのタイマである。タイマ２０３は、フラッディング管理手段２０８の制御に応じて、フラッディング管理手段２０８にセットされたパケット転送遅延時間Ｄの計時を行う。そして、タイマ２０３は、パケット転送遅延時間Ｄの計時が完了したタイミング（タイムアウトしたタイミング）で、フラッディングパケット生成手段２０４を制御してフラッディングパケットの転送処理（再送信処理）を実行させる。

受信判定手段２０７は、受信手段２０２で受信したフラッディングパケットを受信した状況について所定のパケット受信判定条件を満たすか判定する。具体的には、受信判定手段２０７は、受信手段２０２で当該フラッディングパケットを受信した際の受信電力が最低受信電力Ｐ以上であるか否かを判定し、受信電力が最低受信電力Ｐ以上の場合は当該フラッディングパケットを受信した（当該フラッディングパケットを転送する）と判定し、受信電力が最低受信電力Ｐ未満の場合は当該フラッディングパケットを破棄（当該フラッディングパケットを転送しない）と判断して処理する。

フラッディング管理手段２０８は、受信判定手段２０７で受信した（転送する）と判定したフラッディングパケットの転送を管理する処理を行う。フラッディング管理手段２０８は、移動計測手段２１０の検知結果に応じて、フラッディングパケットの転送処理を管理する。

具体的には、フラッディング管理手段２０８は、移動計測手段２１０が検知した移動量Ｍに応じて、タイマ２０３に設定するパケット転送遅延時間Ｄ（タイムアウト時間）、及び受信判定手段２０７に設定する最低受信電力Ｐを変更する。フラッディング管理手段２０８は、移動量Ｍが閾値Ｔｈ未満の場合、最低受信電力Ｐをｐ１設定し、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合最低受信電力Ｐをｐ２（ｐ２＝ｐ１＋α１）に設定する。また、フラッディング管理手段２０８は、移動量Ｍが閾値Ｔｈ未満の場合、パケット転送遅延時間Ｄにｄ１を設定し、移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上の場合、パケット転送遅延時間Ｄにｄ２（ｄ２＝ｄ１＋α２）を設定する。

なお、フラッディング管理手段２０８は、パケット転送遅延時間Ｄ又は最低受信電力Ｐの一方を管理するようにしてもよい。なお、各移動局２０において、フラッディング管理手段２０８がパケット転送遅延時間Ｄを変更する場合には、フラッディングパケットの受信判定処理を省略（受信判定手段２０７を省略）するようにしてもよい。

次に、基地局１０の内部構成の例について図３を用いて説明する。

基地局１０は、送信手段１１、受信手段１２、及び制御部１３を有している。

送信手段１１は、無線信号の電波を送出するものである。また、受信手段１２は、他のノードから送出された無線信号の電波を受信するものである。基地局１０では、送信手段１１及び受信手段１２により無線信号を送受信する無線インタフェース(パケット送受信手段)が構成されている。

制御部１３は、基地局１０全体を制御するものであり、データ送信手段１３１、フラッディングパケット送信手段１３２、及びデータ受信手段１３３を有している。

データ送信手段１３１は、送信手段１１を介して他のノード（移動局２０）にデータパケットを送信するものである。基地局１０において、データパケットを送信する契機については限定されないものであり、例えば、図示しない上位層（例えば、図示しないアプリケーション等）で発生したデータをデータパケットとして送信する処理を行う。

フラッディングパケット送信手段１３２は、フラッディングパケットを生成し、送信手段１１を介して当該フラッディングパケットを送出するものである。フラッディングパケット送信手段１３２がフラッディングパケットを送信するタイミングについては限定されないものである。フラッディングパケット送信手段１３２は、例えば、一定期間ごとに不フラッディングパケットを送信するようにしてもよい。

データ受信手段１３３は、受信手段１２を介して他のノード（移動局２０）から送信されたデータパケットを受信するものである。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する無線通信システム１の動作を説明する。

無線通信システム１のネットワークＮにおいて、基地局１０を起点としたフラッディング（フラッディングパケットの送出）が行われた場合の動作について図４〜図７を用いて説明する。図４〜図７は、無線通信システム１のネットワークＮにおいて、基地局１０を起点としたフラッディングが行われる際の各移動局２０の動作について示した説明図である。図４〜図７では、直接無線通信可能な２つのノード間を点線で結んでいる。また、図４〜図７では、各移動局２０で、フラッディングパケットを転送した後に設定される転送経路とその方向（親ノードへの方向）を矢印付きの実線（太線）で示している。図４〜図７での各矢印は、各移動局２０から親ノードの方向に向かって引かれている。

まず、図４〜図６の例について説明する。

図４〜図６の例では、ネットワークＮにおいて、特に移動量Ｍが閾値Ｔｈ以上となる移動局２０は存在しなかった場合の例について示している。

図４〜図７の例では、移動局２０−１、２０−２、２０−３については、移動量Ｍは閾値Ｔｈ以上ではないものとする。したがって、図４〜図７では、移動局２０−１、２０−２、２０−３は、最低受信電力Ｐ及びパケット転送遅延時間Ｄは加算されていないものとする。

図４は基地局１０がフラッディングパケットを送出した後の状態を示している。基地局１０が送出したフラッディングパケットは、基地局１０と直接無線通信可能な移動局２０−１、２０−２、２０−３により受信される。したがって、この時点で移動局２０−１、２０−２、２０−３では、親ノードとして基地局１０（基地局１０のアドレス）が設定されることになる。

そして、ここでは、移動局２０−１、２０−２、２０−３の順序でフラッディングパケットの転送を行ったものとする。

図５は、図４の状態から移動局２０−１が、基地局１０からのフラッディングパケット受信に基づいて、フラッディングパケットを転送した後の状態を示している。

移動局２０−１と直接無線通信可能なノードは、移動局２０−２、２０−４、２０−５であるので、移動局２０−１から送出されたフラッディングパケットは移動局２０−２、２０−４、２０−５で読み取り可能である。しかし、移動局２０−２は既に基地局１０から同じフラッディングパケットを受信しているので、図５に示すように、親ノードの登録を更新することはしない。一方、移動局２０−４、２０−５は、当該フラッディングパケットを初めて受信するので、それぞれ移動局２０−１を親ノードとして登録することになる。

図６は、図５の状態から移動局２０−２、移動局２０−３の順序でフラッディングパケットを転送した後の状態を示している。

図６では、移動局２０−２が先にフラッディングパケットを転送したため、移動局２０−６、２０−７が、移動局２０−２を親ノードとして登録している。また、図６では、移動局２０−３が後にフラッディングパケットを転送したため、移動局２０−８のみが移動局２０−３を親ノードとして登録している。

以上のように、図４〜図６の例では、ネットワークＮ上の全ての移動局２０にフラッディングパケットが受信され、それぞれの親ノード（データパケットの転送経路）が設定される。

次に、図７の例について説明する。

図７では、移動局２０−２が、移動局２０−１、２０−３と比較して移動量が少ない場合におけるフラッディングの結果（各移動局２０で設定される転送経路（親ノード））を示している。図７の例では、移動局２０−１〜２０−３の中で、移動局２０−１、２０−３の移動量Ｍが閾値Ｔｈを超えており、移動局２０−１、２０−３では、最低受信電力Ｐ及び又はパケット転送遅延時間Ｄが多く設定されている。したがって、図７の例では、移動局２０−１、２０−３はフラッディングパケットを受信しても転送を行わないか、移動局２０−２よりも遅くフラッディングパケットの転送を行うことになる。

したがって、図７の例では、移動局２０−１、２０−３よりも移動局２０−２が先にフラッディングパケットを転送することになる。したがって、図７の例では、移動局２０−４〜２０−８が、全て移動局２０−２を親ノードとして選択することになる。

仮に上述の図６の状態において、移動局２０−１、２０−３が遠方に移動した場合、移動局２０−４、２０−５、２０−８については、親ノードと通信ができない状態が発生する。しかし、図７のような状態であれば、移動局２０−１、２０−３が遠方に移動したとしても、移動局２０−１、２０−３に子ノードは存在しないため他の移動局２０の通信に影響はない。

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

この実施形態の無線通信システム１において、各移動局２０は、移動状況（移動量Ｍ）を考慮して、パケット受信判定条件（最低受信電力Ｐ）及び又はパケット転送遅延時間Ｄを変更する。これにより、将来移動する蓋然性の高い移動局２０について親ノードとして選択される可能性を下げて、通信失敗（各移動局において通信できない親ノードへのパケット送信）を抑制し、ネットワークＮ全体の通信効率を上げることができる。

言い換えると、無線通信システム１のネットワークＮでは、各移動局２０の移動量Ｍを考慮して転送経路を構成することで、ネットワークＮ全体の通信成功率を上げることができる。

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

（Ｂ−１）上記の実施形態では、基地局１０のフラッディングパケット送信手段１３２はある一定間隔でフラッディングパケットを送信するものとして説明したが、フラッディングパケット送信手段１３２はフラッディングパケットを送信する間隔を動的に変更するようにしてもよい。例えば、フラッディングパケット送信手段１３２は、例えば、それぞれの移動局２０から、所定のデータ（例えば、移動量Ｍ）を、受信手段１２を介して収集（受信）し、その収集状況（受信状況）に応じて、フラッディングパケットを送信する間隔を動的に変更するようにしてもよい。この場合、フラッディングパケット送信手段１３２は、各移動局２０（データ生成部２０５）に定期的に移動量Ｍを基地局１０に通知する設定がなされていることが必要となる。このとき、基地局１０のフラッディングパケット送信手段１３２は、例えば、所定時間以上移動量Ｍが通知されない（収集できない）移動局２０が発生したタイミングで、フラッディングパケットを送信するようにしてもよい。

なお、フラッディングパケット送信手段１３２が各移動局２０から受信するデータ（フラッディングパケットの送信間隔制御に用いるデータ）としては、移動量Ｍ以外のデータ（例えば、所定の定形データ）を利用するようにしてもよい。

また、例えば、フラッディングパケット送信手段１３２は、移動量Ｍが前回と比較して所定以上変動した移動局２０が検出された場合に、フラッディングパケットを送信するようにしてもよい。

１…無線通信システム、１０…基地局、１１…送信手段、１２…受信手段、１３…制御部、１３１…データ送信手段、１３２…フラッディングパケット送信手段、１３３…データ受信手段、２０、２０−１〜２０−８…移動局、２０１…送信手段、２０２…受信手段、２０３…タイマ、２０４…フラッディングパケット生成手段、２０５…データ生成部、２０６…送信先選択手段、２０７…受信判定手段、２０８…フラッディング管理手段、２０９…データ受信手段、２１０…移動計測手段。

第１の本発明は、無線通信装置において、（１）無線によりパケットを送受信する無線通信装置側パケット送受信手段と、（２）前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信する経路生成用パケット受信手段と、（３）前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定する通信経路決定手段と、（４）前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送する経路生成用パケット転送手段と、（５）自装置の移動状況を検知する移動認識手段と、（６）前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理する経路生成用パケット管理手段とを有し、（７）前記経路生成用パケット管理手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信してから、パケット転送遅延時間の間待機した後、前記経路生成用パケット転送手段に、当該経路生成用パケットを転送させるように管理し、（８）前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記パケット転送遅延時間を変更することを特徴とする。

第２の本発明は、（１）第１の本発明の無線通信装置を複数備える無線通信システムを構成する無線基地局装置であって、（２）無線によりいずれかの前記無線通信装置とパケットを送受信する無線基地局装置側パケット送受信手段と、（３）前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して複数の前記無線通信装置により形成されるネットワーク上に経路生成用パケットを送信する経路生成用パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第３の本発明は、第無線基地局装置と、複数の無線通信装置とを備える無線通信システムの通信方法において、（１）前記無線基地局装置は、無線基地局装置側パケット送受信手段、及び経路生成用パケット送信手段を有し、（２）それぞれの前記無線通信装置は、無線通信装置側パケット送受信手段、経路生成用パケット受信手段、通信経路決定手段、経路生成用パケット転送手段、移動認識手段、及び経路生成用パケット管理手段を有し、（３）前記無線基地局装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、（４）前記経路生成用パケット送信手段は、前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して経路生成用パケットを送信し、（５）前記無線通信装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、（６）前記経路生成用パケット受信手段は、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信し、（７）前記通信経路決定手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定し、（８）前記経路生成用パケット転送手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送し、（９）前記移動認識手段は、自装置の移動状況を検知し、（１０）前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理し、（１１）前記経路生成用パケット管理手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信してから、パケット転送遅延時間の間待機した後、前記経路生成用パケット転送手段に、当該経路生成用パケットを転送させるように管理し、（１２）前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記パケット転送遅延時間を変更することを特徴とする。

Claims (16)

1. 無線通信装置において、
   無線によりパケットを送受信する無線通信装置側パケット送受信手段と、
   前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信する経路生成用パケット受信手段と、
   前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定する通信経路決定手段と、
   前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送する経路生成用パケット転送手段と、
   自装置の移動状況を検知する移動認識手段と、
   前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理する経路生成用パケット管理手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記経路生成用パケット管理手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信してから、パケット転送遅延時間の間待機した後、前記経路生成用パケット転送手段に、当該経路生成用パケットを転送させるように管理し、
   前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記パケット転送遅延時間を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記パケット転送遅延時間に所定時間加算することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記経路生成用パケット受信手段は、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信する際に、前記無線通信装置側パケット送受信手段が検知した電波の受信電力が最低受信電力未満だった場合、当該経路生成用パケットを廃棄し、
   前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記最低受信電力を変更する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、前記最低受信電力に所定値を加算すること
   を特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記移動認識手段は、自装置の直近の一定時間の移動量を検知することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
7. 前記移動認識手段は、自装置が一定時間内に移動したか否かを検知することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
8. 前記経路生成用パケット受信手段が初めて受信した経路生成用パケットの送信元を親ノードとして認識し、自装置で発生した送信データを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して前記親ノードに送信するデータ送信手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置。
9. 前記データ送信手段は、前記移動認識手段が検知した移動量をデータとして前記親ノードを介して無線基地局装置に送信することを特徴とする請求項８に記載の無線通信装置。
10. 複数の無線通信装置を備える無線通信システムを構成する無線基地局装置において、
    無線によりパケットを送受信する無線基地局装置側パケット送受信手段と、
    前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して経路生成用パケットを送信する経路生成用パケット送信手段と
    を有することを特徴とする無線基地局装置。
11. 前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して、それぞれの前記無線通信装置から、所定のデータの受信を行うデータ受信手段をさらに有し、
    前記経路生成用パケット送信手段は、前記データ受信手段のデータ受信状況に応じて、経路生成用パケットを送信する間隔を変更する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線基地局装置。
12. 前記経路生成用パケット送信手段は、前記データ受信手段で前回データ受信を行ってから所定時間以上データ受信していない前記無線通信装置が発生した際に、経路生成用パケットを送信することを特徴とする請求項１１に記載の無線基地局装置。
13. 前記データ受信手段は、前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して、それぞれの前記無線通信装置から移動量のデータの受信を行い、
    前記経路生成用パケット送信手段は、それぞれの前記無線通信装置の移動量に応じて、経路生成用パケットを送信する間隔を変更することを特徴とする請求項１１に記載の無線基地局装置。
14. 複数の無線通信装置と、無線基地局装置とを備える無線通信システムにおいて、
    それぞれの前記無線通信装置として請求項１〜８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。
15. それぞれの前記無線通信装置として請求項９に記載の無線通信装置を適用し、
    前記無線基地局装置として請求項１０〜１３のいずれかに記載の無線基地局装置を適用した
    ことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信システム。
16. 無線基地局装置と、複数の無線通信装置とを備える無線通信システムの通信方法において、
    前記無線基地局装置は、無線基地局装置側パケット送受信手段、及び経路生成用パケット送信手段を有し、
    それぞれの前記無線通信装置は、無線通信装置側パケット送受信手段、経路生成用パケット受信手段、通信経路決定手段、経路生成用パケット転送手段、移動認識手段、及び経路生成用パケット管理手段を有し、
    前記無線基地局装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、
    前記経路生成用パケット送信手段は、前記無線基地局装置側パケット送受信手段を介して経路生成用パケットを送信し、
    前記無線通信装置側パケット送受信手段は、無線によりパケットを送受信し、
    前記経路生成用パケット受信手段は、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して、経路生成用パケットを受信し、
    前記通信経路決定手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットに基づいて自装置の通信経路を決定し、
    前記経路生成用パケット転送手段は、前記経路生成用パケット受信手段が経路生成用パケットを受信した場合、当該経路生成用パケットを、前記無線通信装置側パケット送受信手段を介して転送し、
    前記移動認識手段は、自装置の移動状況を検知し、
    前記経路生成用パケット管理手段は、前記移動認識手段が検知した移動状況に応じて、自装置における経路生成用パケットの転送を管理する
    ことを特徴とする無線通信方法。

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