JP2019161371A - 通信システム、通信装置、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う通信システムにおいて、データを、複数の通信装置の間でリアルタイムに共有することができるようにする。【解決手段】通信システムは、指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部及び第２の通信部を備え、第１の通信部を用いて互いに異なるサブネットワークを形成する第１の通信装置と、第１の無線通信を行う第３の通信部を備え、サブネットワークに接続する第２の通信装置と、を含み、第１の通信装置は、第１の無線通信で受信したデータを、第１の無線通信で他の通信装置に転送するデータ転送部と、データの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、データの宛先ＭＡＣアドレスを他の通信装置のＭＡＣアドレスに変換するアドレス変換部と、を有する。【選択図】図１５

Description

本発明は、通信システム、通信装置、通信制御方法、及びプログラムに関する。

電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を用いたミリ波無線通信により、高速にデータ伝送を行う通信規格としてＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａｄが知られている。

また、複数の通信インタフェースを有するマルチホップ無線通信システムにおいて、中継ノードでサブネットワークを形成し、サブネットワークに接続した端末にデータを転送する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ミリ波無線通信を用いてマルチホップ通信を行う場合、指向性の強い電波を用いて通信を行うので、例えば、映像データや音声データ等のコンテンツデータを、複数の通信装置の間でリアルタイムに共有することには困難を伴っていた。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う通信システムにおいて、データを、複数の通信装置の間でリアルタイムに共有することができるようにする。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る通信システムは、複数の通信装置を用いてデータをマルチホップ通信する通信システムであって、指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部及び第２の通信部を備え、前記第１の通信部を用いて互いに異なるサブネットワークを形成する複数の第１の通信装置と、前記第１の無線通信を行う第３の通信部を備え、前記サブネットワークのうち、一のサブネットワークに接続する第２の通信装置と、を含み、前記第１の通信装置は、前記第１の無線通信で受信した前記データを、前記第１の無線通信で他の通信装置に転送するデータ転送部と、前記データの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、前記データの宛先ＭＡＣアドレスを前記他の通信装置のＭＡＣアドレスに変換するアドレス変換部と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う通信システムにおいて、データを、複数の通信装置の間でリアルタイムに共有することができるようになる。

一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（１）である。 一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（２）である。 一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。 一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態に係るホッピングノード、及びエッジノードのハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係るエッジノードの機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係る通信管理装置の機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係るネットワーク構成の例を示す図（１）である。 一実施形態に係るネットワーク構成の例を示す図（２）である。 第１の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図（１）である。 第１の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図（２）である。 第２の実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。 第２の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。 第３の実施形態に係るホッピングノードの転送処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜ミリ波無線通信システムの概要＞
本発明の実施形態について説明する前に、本発明の各実施形態に関連するミリ波無線通信システムの概要について説明する。

ミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信システムである。ここでは、ミリ波無線通信システムが、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａｄに準拠する無線通信システムであるものとして以下の説明を行う。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄは、本実施形態に係るミリ波無線通信システムの一例である。

（ネットワーク構成）
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠するミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を使用して通信を行い、チャネル当たり２．１６ＧＨｚの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。

また、ミリ波帯では、電波の伝搬損失が大きくなるので、ミリ波無線通信システムでは、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信システムの通信部は、基本的に、複数の通信装置と同時に通信することは困難である。

そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムで用いられているＣＳＭＡ／ＣＡ方式に代えて、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の通信プロトコルが用いられる。

ミリ波無線通信システムでは、ＡＰ（Access Point）と呼ばれるコーディネータ装置が、ＢＳＳ（Basic Service Set）と呼ばれるネットワークセルを形成し、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行う。

図１、２は、一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図である。図１（ａ）は、ミリ波無線通信システムのネットワークセルであるＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、ＳＴＡ（Station）１２０とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行う１対１のネットワーク構成の例を示している。図１（ａ）の例では、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

図１（ｂ）は、ＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、複数のＳＴＡ１２０−１〜１２０−３とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行うスター型のネットワーク構成の例を示している。図１（ｂ）の例においても、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでは、図１（ａ）、（ｂ）に示すネットワーク構成に加えて、図２（ａ）に示すように、ＰＣＰと呼ばれるコーディネータ装置によって形成されるＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）２００と呼ばれるネットワーク構成が定義されている。ＰＢＳＳ２００では、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３は、ＰＣＰ２０１を介して、他のＳＴＡと通信することもできるし、ＰＣＰ２０１を介さずに、他のＳＴＡと通信することもできる。

（タイムスロットの構成）
図２（ｂ）は、一実施形態に係るタイムスロットの例を示す図である。図２（ｂ）は、ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの割り当てを示している。ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルのタイムスロットは、図２（ｂ）に示すように、ＢＨＩ（Beacon Header Interval）と、ＤＴＩ（Data Transfer Interval）とを含む。

ＢＨＩは、ＢＴＩ（Beacon Transmission Interval）、Ａ−ＢＦＴ（Association Beamforming Training）、及びＡＴＩ（Announcement Transmission Interval）を含む。

ＢＴＩは、ＡＰ１１０がビーコンフレームを送信する期間である。Ａ−ＢＦＴは、ビームフォーミングのトレーニング期間である。ＡＴＩは、ＡＰ１１０と、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３との間で、管理情報、制御情報等を送受信するための期間である。

ＤＴＩは、ＣＢＡＰ（Contention Based Access Period）、及びＳＰ（Service Period）を含む。

ＣＢＡＰは、ＡＰ１１０と複数のＳＴＡ１２０とが競合して通信を行うために割り当てられる競合期間である。ＳＰは、ＡＰ１１０と１つのＳＴＡ１２０との間で通信するために割り当てられる専用期間である。

ＡＰ１１０は、ＢＴＩにおいて、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタの数だけ、ビーコンフレームを送信する。一方、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３は、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定してＡＰから送信される全てのビーコンフレームを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。これにより、ＡＰ１１０は、各ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３に対して、アンテナセクタを利用して、通信すれば良いかを把握することができる。

（ビームフォーミング）
ここでは、ビームフォーミング技術の一例として、ＳＬＳ（Sector Level Sweep）について、概要のみ説明する。

ＳＬＳにはＴＸＳＳ（Tx Sector Sweep）とＲＸＳＳ（Rx Sector Sweep）との２種類がある。ＴＸＳＳは、送信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングであり、ＲＸＳＳは受信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングである。

図３は、一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。図３の例では、説明を容易にするため、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタのうち、セクタ１〜４の４つのアンテナセクタのみを示している。

ＴＸＳＳにおいて、ＡＰ１１０は、アンテナ３０１から複数のビームパターン３０３の各セクタ（セクタ１〜４）を切り替えて、順次に所定のパケットを送信することにより、ＢＳＳ３００を形成している。一方、ＳＴＡ１２０は、アンテナ３０２を、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定して、ＡＰ１１０から送信されるパケットを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。

ＲＸＳＳでは、上記ＴＸＳＳと逆方向のビームフォーミングトレーニングシーケンスが実行され、ＴＸＳＳ、及びＲＸＳＳが完了すると、ＡＰ１１０とＳＴＡ１２０との間で、ミリ波無線通信による電波の送受信ができるようになる。

＜システム構成＞
続いて、本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。

図４は、一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム４００は、例えば、複数のホッピングノード４０１−１〜４０１−５、１つ以上のエッジノード４０２−１〜４０２−７、及び通信管理装置４０３を含む。なお、以下の説明の中で複数のホッピングノード４０１−１〜４０１−５のうち、任意のホッピングノードを示す場合、「ホッピングノード４０１」を用いる。また、１つ以上のエッジノード４０２−１〜４０２−７のうち、任意のエッジノードを示す場合、「エッジノード４０２」を用いる。

ホッピングノード（第１の通信装置）４０１は、ミリ波無線通信のＡＰとして機能する第１の通信部、ミリ波無線通信のＳＴＡとして機能する第２の通信部、及び無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部とを備える通信装置である。なお、ミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う無線通信の一例である。また、無線ＬＡＮ通信は、第１の無線通信より通信範囲が広い第２の無線通信の一例である。

複数のホッピングノード４０１−１〜４０１−５は、第１の通信部を用いて、ミリ波無線通信で互いに異なるサブネットワーク（ＢＳＳ）を形成する。例えば、図４において、ホッピングノード４０１−１は、サブネットワーク４０６−１を形成し、ホッピングノード４０１−２は、サブネットワーク４０６−２を形成している。また、ホッピングノード４０１−３は、サブネットワーク４０６−３を形成しており、他のホッピングノードも、同様にサブネットワークを形成しているものとする。

また、ホッピングノード４０１は、第２の通信部を用いて、他のホッピングノードが形成するサブネットワークに接続することができる。図４の例では、ホッピングノード４０１−２は、第２の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ホッピングノード４０１−１の第１の通信部（ＡＰ）が形成するサブネットワーク４０６−１に、ミリ波無線通信で接続することができる。また、ホッピングノード４０１−１は、第２の通信部（ＳＴＡ）により、ホッピングノード４０１−３の第１の通信部（ＡＰ）が形成するサブネットワーク４０６−３に、ミリ波無線通信で接続することができる。同様にして、ホッピングノード４０１−３は、第２の通信部（ＳＴＡ）により、ホッピングノード４０１−４の第１の通信部（ＡＰ）が形成するサブネットワークに、ミリ波無線通信で接続することができる。

さらに、複数のホッピングノード４０１−１〜４０１−５は、通信管理装置４０３と同じ無線ＬＡＮネットワーク４０７に含まれ、無線ＬＡＮ通信部を用いて、通信管理装置４０３と無線ＬＡＮ通信を行うことができる。なお、無線ＬＡＮ通信のアクセスポイントは、通信管理装置４０３であっても良いし、別のアクセスポイントを利用するものであっても良い。ここでは、通信管理装置４０３が無線ＬＡＮのアクセスポイントの機能を有するものとして、以下の説明を行う。

エッジノード（第２の通信装置）４０２は、ミリ波無線通信のＳＴＡとして機能する第３の通信部を備え、エッジノード４０２が形成する複数のサブネットワークのうち、１つのサブネットワークに接続する通信装置である。図４の例では、エッジノード４０２−１〜４０２−３は、第３の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ホッピングノード４０１−１の第１の通信部（ＡＰ）が形成するサブネットワーク４０６−１に接続している。

好ましくは、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部をさらに有している。例えば、図４の破線４０４は、無線ＬＡＮ通信による装置間の接続関係を示しており、エッジノード４０２−６は、無線ＬＡＮ通信により、通信管理装置４０３と通信可能であることが示されている。同様に、複数のホッピングノード４０１−１〜４０１−５は、無線ＬＡＮ通信により、通信管理装置４０３と通信可能であることが示されている。

なお、他のエッジノード４０２についても、無線ＬＡＮ通信により、通信管理装置４０３と通信可能であることが望ましいが、必須ではない。

上記の構成において、各ホッピングノード４０１は、第２の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ミリ波無線通信で周辺の通信装置の情報を収集し、収集した情報を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信する。

通信管理装置（第３の通信装置）４０３は、各ホッピングノード４０１から、無線ＬＡＮ通信で受信した情報を用いて、例えば、図４に実線４０５で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を管理する。また、通信管理装置４０３は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信が行われるとき、装置間の接続関係に基づいてコンテンツデータ（データ）の通信経路を決定し、通信経路にあるホッピングノード４０１に、通信経路に関する指示を無線ＬＡＮ通信で送信する。

ホッピングノード４０１は、通信管理装置４０３から無線ＬＡＮ通信で通知された通信経路に関する指示に基づいて、ミリ波無線通信で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信で他の通信装置に転送する。

このとき、ホッピングノード４０１は、第１の通信部（ＡＰ）と、第２の通信部（ＳＴＡ）との２つのミリ波無線通信部を用いてコンテンツデータを転送することにより、コンテンツデータの転送に要する遅延時間を短縮することができる。

＜ハードウェア構成＞
（ホッピングノードのハードウェア構成）
図５（ａ）は、ホッピングノード４０１のハードウェア構成の例を示している。ホッピングノード４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１１、ＲＡＭ（Read Only Memory）５１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１３、ストレージ部５１４、無線ＬＡＮ通信装置５１５、ミリ波無線通信装置５１６−１、５１６−２、ランプ５１７、及びバス５１８等を有する。

ＣＰＵ５１１は、ＲＯＭ５１３やストレージ部５１４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ５１２上に読み出し、処理を実行することで、ホッピングノード４０１の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ５１２は、ＣＰＵ５１１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ５１３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ部５１４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュＲＯＭ等のストレージデバイスであり、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。

無線ＬＡＮ通信装置５１５は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等の規格に準拠した無線ＬＡＮ通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ（Media Access Control）部、及び通信制御部等を含む。

ミリ波無線通信装置５１６−１、５１６−２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ等規格に準拠したミリ波無線通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ部、及び通信制御部等を含む。

ランプ５１７は、例えば、ホッピングノード４０１の動作状態等を、色の変化や、点灯／点滅等により表示するための発光素子である。バス５１８は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（エッジノードのハードウェア構成）
図５（ｂ）は、エッジノード４０２のハードウェア構成の例を示している。エッジノード４０２は、例えば、ＣＰＵ５２１、ＲＡＭ５２２、ＲＯＭ５２３、ストレージ部５２４、無線ＬＡＮ通信装置５２５、ミリ波無線通信装置５２６、表示装置５２７、入力装置５２８、及びバス５２９等を有する。このうち、ＣＰＵ５２１、ＲＡＭ５２２、ＲＯＭ５２３、ストレージ部５２４、無線ＬＡＮ通信装置５２５、ミリ波無線通信装置５２６、バス５２９等の構成は、ホッピングノード４０１で説明した各部の構成と同様なので、ここでは説明を省略する。

表示装置５２７は、表示画面を表示する、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。入力装置５２８は、ユーザの入力操作を受付する、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力デバイスである。

なお、図５に示すエッジノード４０２の構成は一例であり、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信装置５２５を有していなくても良い。

（通信管理装置のハードウェア構成）
通信管理装置４０３は、一例として、図５（ａ）に示すホッピングノード４０１と同様のハードウェア構成を有する。例えば、周辺に通信管理装置４０３がないときに、ホッピングノード４０１のうちの１つが、通信管理装置４０３として起動する。この場合、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１の１つとしてマルチホップ通信を行うものであっても良いし、専用の通信管理装置４０３として機能するものであっても良い。

別の一例として、通信管理装置４０３は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１、ＲＡＭ５１２、ＲＯＭ５１３、ストレージ部５１４、無線ＬＡＮ通信装置５１５、及びバス５１８等を有するコンピュータのハードウェア構成を有する。この場合、通信管理装置４０３は、専用の通信管理装置４０３として機能する。

＜機能構成＞
続いて、各通信装置の機能構成について説明する。

（ホッピングノードの機能構成）
図６は、第１の実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。ホッピングノード（第１の通信装置）４０１は、無線ＬＡＮ通信部６０１、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３、記憶部６０４等を有する。また、ホッピングノード４０１は、通信リンク状態測定部６１１、情報収集部６１２、データ転送部６１３、切断判定部６１４、エッジノード管理部６１５、情報転送部６１６、及びキャッシュ処理部６１７等を有する。さらに、ホッピングノード４０１は、情報送信部６２１、情報受信部６２２、登録要求部６２３等を有する。

無線ＬＡＮ通信部（第５の通信部）６０１は、例えば、図５（ａ）の無線ＬＡＮ通信装置５１５、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。無線ＬＡＮ通信部６０１は、ホッピングノード４０１を無線ＬＡＮネットワーク４０７に接続し、通信管理装置４０３と無線ＬＡＮ通信を行う。

ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は、例えば、図５（ａ）のミリ波無線通信装置５１６−１、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は、ミリ波無線通信のＡＰ（アクセスポイント）として機能し、ミリ波無線通信のサブネットワークを形成する。また、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は、形成したサブネットワークに接続するミリ波無線通信のＳＴＡと、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は第１の通信部の一例である。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３は、例えば、図５（ａ）のミリ波無線通信装置５１６−２、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３は、ミリ波無線通信のＳＴＡ（ステーション）として機能し、他のホッピングノードが形成するミリ波無線通信のサブネットワークに接続する。また、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３は、サブネットワークを形成する他のホッピングノード４０１と、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３は第２の通信部の一例である。

記憶部６０４は、例えば、図５（ａ）のＲＡＭ５１２、ストレージ部５１４、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現され、例えば、ミリ波無線通信で受信したデータを一時的に記憶するバッファとして機能する。また、記憶部６０４は、通信管理装置４０３から通知されるアクセスポイント情報や、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が形成するサブネットワークに接続するエッジノード４０２の情報等、様々な情報を記憶する。

通信リンク状態測定部６１１は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現される。通信リンク状態測定部６１１は、例えば、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２、及びミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３と通信可能なホッピングノード４０１、及びエッジノード４０２の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態には、例えば、受信信号強度、スループット値、パケットロス率等の情報が含まれる。

情報収集部６１２は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信で周辺の他の無線通信端末（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）をスキャン（検索）して情報を収集する。

例えば、情報収集部６１２は、通信リンク状態測定部６１１を用いて、ホッピングノード４０１の周辺にある他のホッピングノードの識別情報（ホッピングノード番号等）、及び通信リンク状態等の情報を取得する。また、情報収集部６１２は、通信リンク状態測定部６１１を用いて、ホッピングノード４０１の周辺にあるエッジノードの識別情報、及び通信リンク状態等の情報を取得する。

なお、情報収集部６１２が収集した情報は、例えば、情報送信部６２１により、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信される。

データ転送部６１３は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。データ転送部６１３は、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される通信経路に関する指示に基づいて、ミリ波無線通信（第１の無線通信）で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信で他の通信装置に転送する。

好ましくは、データ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３でコンテンツデータを受信した場合、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、受信したコンテンツデータを他の通信装置（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）に転送する。

また、データ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２でコンテンツデータを受信した場合、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３又はミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、受信したコンテンツデータを他の通信装置に転送する。

切断判定部６１４は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、通信リンク状態測定部６１１が測定する通信リンク状態に基づいて、ミリ波無線通信の切断を判定する。

切断判定部６１４によってミリ波無線通信が切断したと判定された場合、ホッピングノード４０１は、ミリ波無線通信で周辺にある他の通信装置をスキャンしたスキャン結果を含む切断通知を通信管理装置４０３に通知する。また、ホッピングノード４０１は、通信管理装置４０３から通知される他のホッピングノード４０１に、ミリ波無線通信で接続する。

エッジノード管理部６１５は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が形成するサブネットワークに接続するエッジノード４０２の管理を行う。例えば、エッジノード管理部６１５は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が形成するサブネットワークに接続したエッジノード４０２を、ホッピングノード４０１に登録し、登録したエッジノード４０２にＩＰアドレス等を通知する。

情報転送部６１６は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、エッジノード４０２と、通信管理装置４０３との間で送受信される情報の中継を行う。

例えば、情報転送部６１６は、エッジノード４０２からの要求に応じて、ミリ波無線通信でエッジノード４０２から受信した情報を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に転送する。また、情報転送部６１６は、通信管理装置４０３からの要求に応じて、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から受信した情報を、ミリ波無線通信でエッジノード４０２に転送する。これにより、エッジノード４０２は、例えば、無線ＬＡＮ通信装置５２５を有していない場合であっても、情報転送部６１６を介して、通信管理装置４０３と通信することができる。

キャッシュ処理部６１７は、ホッピングノード４０１が第１の無線通信で受信したコンテンツデータの一部、又は全部を、記憶部６０４に一時的に記憶して管理するキャッシュ処理を行う。また、キャッシュ処理部６１７は、第１の無線通信、又は第２の無線通信を介して接続された他の通信装置からの要求に応じて、記憶部６０４に記憶したキャッシュデータ（コンテンツデータの一部、又は全部）を、要求元の通信装置に提供する。

情報送信部６２１は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部６０１を用いて、情報を通信管理装置４０３に送信する。例えば、情報送信部６２１は、情報収集部６１２が収集した周辺の無線通信端末の情報や、ミリ波無線通信が切断したことを示す切断通知等を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信する。

情報受信部６２２は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部６０１を用いて、通信管理装置４０３から送信される情報を受信する。例えば、情報受信部６２２は、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される、通信経路に関する指示等の制御情報を受信する。

登録要求部６２３は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現される。登録要求部６２３は、例えば、起動時等に、情報収集部６１２が収集した周辺の無線通信端末の情報を含む通信システム４００への登録要求を、無線ＬＡＮ通信で送信する。

（エッジノードの機能構成）
図７は、一実施形態に係るエッジノードの機能構成の例を示す図である。エッジノード４０２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０１、データ送信部７０２、データ受信部７０３、表示制御部７０４、操作受付部７０５、及び記憶部７０６等を有する。

好ましくは、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信部７１１、情報送信部７１２、及び情報受信部７１３等を有する。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０１は、例えば、図５（ｂ）のミリ波無線通信装置５２６、及び図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラム等によって実現され、ミリ波無線通信のＳＴＡとして、ミリ波無線通信のサブネットワークに接続する。なお、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０１は、ミリ波無線通信（第１の無線通信）を行う第３の通信部の一例である。

データ送信部７０２は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０１を用いて、ミリ波無線通信で送信する。

データ受信部７０３は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０１を用いて、ミリ波無線通信でコンテンツデータを受信する。

表示制御部７０４は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、図５（ｂ）の表示装置５２７に、操作画面や、データ受信部７０３
が受信した映像データによる映像等を表示させる。

操作受付部７０５は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、図５（ｂ）の入力装置５２８等に対するユーザの入力操作等を受付する。

記憶部７０６は、例えば、データ受信部７０３が受信したコンテンツデータを記憶する。

無線ＬＡＮ通信部７１１は、例えば、図５（ｂ）の無線ＬＡＮ通信装置５２５、及び図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラム等によって実現され、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３等と通信を行う。

情報送信部７１２は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部７１１を用いて、無線ＬＡＮ通信で情報を通信管理装置４０３等に送信する。例えば、エッジノード４０２は、マルチホップ通信によるデータの送信を要求する要求情報等を、情報送信部７１２を用いて、通信管理装置４０３に送信する。

情報受信部７１３は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部７１１を用いて、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される制御情報等を受信する。

（通信管理装置の機能構成）
通信管理装置（第３の通信装置）４０３は、無線ＬＡＮ通信部８０１、情報取得部８０２、通信経路管理部８０３、制御情報送信部８０４、ホッピングノード管理部８０５、エッジノード管理部８０６、及び記憶部８０７等を有する。

無線ＬＡＮ通信部（第４の通信部）８０１は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラム、及び無線ＬＡＮ装置等によって実現され、無線ＬＡＮ通信で、ホッピングノード４０１、エッジノード４０２等と通信を行う。

情報取得部（取得部）８０２は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で、複数のホッピングノード４０１から、情報を取得する。

例えば、情報取得部８０２は、所定の時間間隔等で（定期的に）、無線ＬＡＮ通信で、情報の取得を要求するスキャン要求を複数のホッピングノード４０１に送信し、複数のホッピングノード４０１から送信される周辺の通信装置の情報を取得する。

通信経路管理部８０３は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で情報取得部８０２が取得した情報に基づいて、マルチホップ通信でコンテンツデータを転送する通信経路を管理する。

例えば、通信経路管理部８０３は、情報取得部８０２が取得した情報を用いて、図４に実線４０５で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を特定（又は決定）し、特定（又は決定）した接続関係に基づいて、マルチホップ通信の通信経路を決定する。

制御情報送信部８０４は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で、ホッピングノード４０１等に制御情報を送信する。

ホッピングノード管理部８０５は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラムによって実現され、情報取得部８０２が取得した情報に基づいて、通信システム４００に登録されているホッピングノード４０１の情報を管理する。

好ましくは、ホッピングノード管理部８０５は、各ホッピングノード４０１が形成するサブネットワークに接続可能な他のホッピングノード４０１の数、及びエッジノード４０２の数を設定可能である。また、ホッピングノード管理部８０５は、各ホッピングノード４０１が形成するサブネットワークに接続するホッピングノード４０１、及びエッジノード４０２の数が、設定された数を超えないように制御する。

エッジノード管理部８０６は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラムによって実現され、情報取得部８０２が取得した情報に基づいて、通信システム４００に含まれるエッジノード４０２の情報を管理する。

記憶部８０７は、通信管理装置４０３が備えるＣＰＵで実行されるプログラム、及びストレージ部、ＲＡＭ等によって実現される。記憶部８０７は、例えば、通信経路管理部８０３が管理する通信経路や、情報取得部８０２が取得した情報等の様々な情報を記憶する。

［第１の実施形態］
（ネットワーク構成）
図９、１０は、第１の実施形態に係るネットワーク構成の例を示す図である。

図９は、送信元のエッジノード４０２から、他のエッジノード４０２ｂ〜４０２ｇ、及びホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅに、コンテンツデータを送信する場合における通信システム４００のネットワーク構成の一例を示している。

図９において、各ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅは、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、ミリ波無線通信のサブネットワークを形成している。また、各通信装置（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）間の実線は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路の一例を示している。

図９に示すような通信システム４００において、通信管理装置４０３は、例えば、次のような管理を行う。

通信管理装置４０３は、各ホッピングノード４０１から、無線ＬＡＮ通信で送信されるミリ波無線通信のスキャン結果に基づいて、各ホッピングノード４０１に接続先のホッピングノード４０１を、無線ＬＡＮ通信で指示する。これにより、通信管理装置４０３は、例えば、図９に実線で示すような木構造のマルチホップ通信の通信経路を形成する。

好ましくは、このとき、通信管理装置４０３は、マルチホップ通信の通信経路上で、隣り合うホッピングノード４０１で同一の周波数チャネルを使用しないように、各ホッピングノード４０１に使用するチャネルを指示する。これにより、例えば、ホッピングノード４０１間の電波干渉の影響を低減させることができる。

また、通信管理装置４０３は、各ホッピングノード４０１が形成するサブネットワークに接続する他のホッピングノード４０１の数、及びエッジノード４０２の数を調整する。

ホッピングノード４０１が形成するミリ波無線通信のサブネットワークは、無線ＬＡＮ等のサブネットワークと比較して接続可能な通信装置（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）の数が少ない。そのため、例えば、１つのホッピングノード４０１に接続するエッジノード４０２の数が多いと、当該ホッピングノード４０１接続できる他のホッピングノード４０１の数が少なくなり、通信経路の自由度が低下する恐れがある。

そこで、通信管理装置４０３は、例えば、管理者等の操作により、各ホッピングノード４０１に接続可能なエッジノード数、及び他のホッピングノード４０１の数を設定可能になっている。なお、ホッピングノード管理部８０５は、例えば、各ホッピングノード４０１から送信されるスキャン結果等に含まれる、ホッピングノード４０１のＭＡＣアドレス、又はＩＰアドレス等により、ホッピングノード４０１とエッジノード４０２を区別することができる。

例えば、管理者等により、ホッピングノード４０１に接続可能な全ての通信装置の数が「８」、ホッピングノード４０１の数が「３」、エッジノード４０２の数が「５」に設定されたものとする。この設定情報は、通信管理装置４０３から各ホッピングノード４０１に無線ＬＡＮ通信で通知され、各ホッピングノード４０１は、自装置に接続するホッピングノード４０１、及びエッジノード４０２の数が上限値を超えないように制御を行う。例えば、ホッピングノード４０１は、接続済のエッジノード４０２の数が「５」である状態で、他のエッジノード４０２から接続要求を受付すると、他のエッジノード４０２の接続を拒否する。

図９に示すネットワーク構成において、送信元のエッジノード４０２ａが、他の通信装置にコンテンツデータを送信する場合、送信元のエッジノード４０２ａは、無線ＬＡＮ通信で、通信管理装置４０３にコンテンツデータの送信を要求する送信要求を送信する。

通信管理装置４０３は、送信元のエッジノード４０２ａからの送信要求を受付すると、図９に実線で示すようなマルチホップ通信の通信経路と、図９に矢印で示すデータ送信方向を決定する。また、通信管理装置４０３は、無線ＬＡＮ通信で、各ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅにコンテンツデータの転送先を通知すると共に、送信元のエッジノード４０２ａにコンテンツデータの送信先のホッピングノード４０１を指示する。

これにより、送信元のエッジノード４０２ａから送信されたコンテンツデータが、例えば、図９に矢印で示すデータ送信方向に順次に転送され、エッジノード４０２ｂ〜４０２ｇ、及びホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅにコンテンツデータが送信される。

図１０は、送信元のエッジノード４０２ｅから、他の通信装置（エッジノード４０２、及びホッピングノード４０１）にコンテンツデータを送信する場合のネットワーク構成の例を示している。この場合も同様に、通信管理装置４０３は、送信元のエッジノード４０２ｅからの送信要求に応じて、マルチホップ通信の通信経路と、データ送信方向を決定し、各ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅに、コンテンツデータの転送先を指示する。これにより、送信元のエッジノード４０２ｅから送信されたコンテンツデータが、図１０に示すデータ送信方向に順次に転送され、エッジノード４０２ａ〜４０２ｄ、４０２ｆ、４０２ｇ、及びホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅにコンテンツデータが送信される。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る通信制御方法の処理の流れについて説明する。

（データ送信処理１）
図１１は、第１の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図（１）である。この処理は、図９に示すネットワーク構成において、送信元のエッジノード４０２ａから、他の通信装置にコンテンツデータを送信する場合における通信システム４００の処理の一例を示している。

なお、図１１に示す処理の開始時点において、通信管理装置４０３は、無線ＬＡＮ通信を用いて、各ホッピングノード４０１にコンテンツデータの転送先を通知済であり、送信元のエッジノード４０２ａには、コンテンツデータの送信先を通知済であるものとする。

ステップＳ１１０１において、送信元のエッジノード４０２ａは、通信管理装置４０３から通知された送信先のホッピングノード４０１ａに、コンテンツデータを送信する。

ステップＳ１１０２において、ホッピングノード４０１ａのミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は、送信元のエッジノード４０２からコンテンツデータを受信し、キャッシュ処理部６１７は、受信したコンテンツデータを記憶部６０４にキャッシュ（一時保存）する。

キャッシュ処理部６１７が、受信したコンテンツデータをキャッシュすることにより、ホッピングノード４０１は、例えば、転送先の通信装置と通信が途切れても、通信が再接続されたときに、コンテンツデータを転送先の通信装置に転送することができる。

また、ホッピングノード４０１は、追加で接続されたエッジノード４０２に対して、キャッシュしたコンテンツデータを提供する機能を有していても良い。このような機能を有することから、データをアプリケーション層で処理する必要があるため、各ホッピングノード４０１はＩＰルーティング機能を持たない。

さらに、キャッシュ処理部６１７は、記憶部６０４にキャッシュしたコンテンツデータを、他の通信装置からの要求により、提供、又は削除する機能を有する。例えば、キャッシュ処理部６１７は、無線ＬＡＮ通信による、他のホッピングノード４０１や、エッジノード４０２等からの要求に応じて、キャッシュしたコンテンツデータを提供する、又コンテンツデータを削除する機能を有する。

例えば、エッジノード４０２は、選択するホッピングノード４０１を選択する際に、各ホッピングノード４０１がキャッシュしているコンテンツデータの情報を取得し、取得したいコンテンツデータをキャッシュしているホッピングノード４０１に接続する。これにより、エッジノード４０２は、ホッピングノード４０１に接続したときに、取得したいコンテンツデータを取得することができる。

また、キャッシュされたコンテンツデータが、例えば、ペーパーレス会議の資料等である場合、会議の終了時刻や、ユーザの操作等により、キャッシュされたコンテンツデータを削除することにより、データの漏洩を防止することができる。

好ましくは、キャッシュ処理部６１７は、マルチホップ通信で通信するデータがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）データの場合に、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２、又はミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３が受信したデータをキャッシュする。

また、キャッシュ処理部６１７がキャッシュ処理を行うか否かは、管理者やユーザ等によって設定可能であることが望ましい。

ステップＳ１１０３において、ホッピングノード４０１ａのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信でホッピングノード４０１ｂに転送する。

図９の例では、ホッピングノード４０１ａのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｂに転送する。

このように、各ホッピングノード４０１は、一方のミリ波無線通信部で受信したコンテンツデータを、他方のミリ波無線通信部を用いて、他のホッピングノード４０１に転送することにより、転送に要する遅延時間を短縮することができる。

ステップＳ１１０４において、ホッピングノード４０１ｂのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１１０５、Ｓ１１０６において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｃ、及びエッジノード４０２ｂ〜４０２ｄに転送する。

なお、データ転送部６１３は、１つ以上のホッピングノード４０１と、１つ以上のエッジノード４０２にコンテンツデータを転送するとき、１つ以上のホッピングノード４０１に優先してコンテンツデータを転送する。これにより、例えば、図１１において、ホッピングノード４０１ｂによるエッジノード４０２へのコンテンツデータの転送処理と、ホッピングノード４０１ｃにおけるコンテンツデータの処理とを、並行して実行することができるようになる。

例えば、ステップＳ１１０５において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｃに転送する。

ステップ１１０６において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、コンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、エッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄに、順次に送信する。

また、別の一例として、ステップＳ１１０５のデータ転送処理と、ステップＳ１１０６のデータ転送処理は、２つのミリ波無線通信部を用いて、並行して実行されるものであっても良い。

ステップＳ１１０７において、ホッピングノード４０１ｃのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１１０８において、ホッピングノード４０１ｃのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｄに転送する。

ステップＳ１１０９において、ホッピングノード４０１ｄのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１１１０において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｅに転送する。

ステップＳ１１１１において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、コンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、エッジノード４０２ｅ、４０２ｆに、順次に送信する。

ステップＳ１１１２において、ホッピングノード４０１ｅのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１１１３において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、コンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２を用いて、エッジノード４０２ｇに送信する。

上記の処理により、送信元のエッジノード４０２ａから送信されたコンテンツデータが、通信システム４００に含まれるホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅ、及びエッジノード４０２ｂ〜４０２ｇの各々に送信される。

（データ送信処理２）
図１２は、第１の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図（２）である。この処理は、図１１に示すデータ送信処理のステップＳ１１１３において、ホッピングノード４０１ｅが、エッジノード４０２ｇへのコンテンツデータの転送に失敗したときの処理の例を示している。

なお、図１２に示す処理のうち、ステップＳ１１０１〜Ｓ１１１２の処理は、図１１に示す処理と同様なので、ここでは、図１１に示す処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ１１１３において、ホッピングノード４０１ｅは、例えば、エッジノード４０２ｇとのミリ波無線通信が一時的に切断したこと等により、エッジノード４０２ｇへのコンテンツデータの送信に失敗したものとする。

この場合、例えば、ステップＳ１２０１において、エッジノード４０２ｇが、ホッピングノード４０１ｅにミリ波無線通信で再接続すると、ステップＳ１２０２、Ｓ１２０３の処理が実行される。

ステップＳ１２０２において、ホッピングノード４０１ｅのデータ転送部６１３は、エッジノード４０２ｇとの間で、キャッシュ処理部６１７がキャッシュしているコンテンツデータのうち、未送信のコンテンツデータを確認する。

ステップＳ１２０３において、ホッピングノード４０１ｅのデータ転送部６１３は、キャッシュ処理部６１７がキャッシュしているコンテンツデータのうち、未送信のコンテンツデータを、エッジノード４０２ｇに送信する。

なお、上記の処理は一例であり、ホッピングノード４０１は、自装置にミリ波無線通信で接続したエッジノード４０２からの要求に応じて、キャッシュ処理部６１７がキャッシュしているコンテンツデータをエッジノード４０２に提供するものであっても良い。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ホッピングノード４０１が、エッジノード４０２に転送するコンテンツデータが、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルである場合の処理の例について説明する。

＜機能構成＞
図１３は、第２の実施形態に係るホッピングノード４０１の機能構成の例を示す図である。図１３に示すように、第２の実施形態に係るホッピングノード４０１は、図６に示す第１の実施形態に係るホッピングノード４０１の機能構成に加えて、データ変換部１３０１を有している。なお、第２の実施形態に係るエッジノード４０２、及び通信管理装置４０３の機能構成は、第１の実施形態と同様である。

データ変換部１３０１は、例えば、図６（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、データ転送部６１３がエッジノード４０２に転送するコンテンツデータが所定の形式のファイルである場合、コンテンツデータの変換を行う。

例えば、データ変換部１３０１は、コンテンツデータが、ユーザにとって分割して閲覧可能な所定の形式のファイル（例えば、ＰＤＦ、パワーポイント等のファイル）である場合、そのファイルをページ毎の画像データに変換する。

また、データ転送部６１３は、コンテンツデータを他のホッピングノード４０１に転送した後、データ変換部１３０１が変換した画像データを、順次に各エッジノード４０２に転送する。

これにより、エッジノード４０２を利用するユーザは、全てのコンテンツデータの受信を待たずに各ページの画像データを順次に受け取れるため、より早く表示、閲覧を開始することができるようになる。なお、その他の機能構成は、第１の実施形態と同様で良い。

＜処理の流れ＞
続いて、第２の実施形態に係る通信制御方法の処理の流れについて説明する。

（データ送信処理）
図１４は、第２の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、図９に示すネットワーク構成において、送信元のエッジノード４０２ａから、他の通信装置に、前述した所定の形式のファイルを送信する場合における通信システム４００の処理一例を示している。

なお、図１４に示す処理の開始時点において、通信管理装置４０３は、無線ＬＡＮ通信を用いて、各ホッピングノード４０１にコンテンツデータの転送先を通知済であり、送信元のエッジノード４０２ａには、コンテンツデータの送信先を通知済であるものとする。

ステップＳ１４０１において、送信元のエッジノード４０２ａは、通信管理装置４０３から通知された送信先のホッピングノード４０１ａに、コンテンツデータを送信する。

ステップＳ１４０２において、ホッピングノード４０１ａのミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２は、送信元のエッジノード４０２からコンテンツデータを受信し、キャッシュ処理部６１７は、受信したコンテンツデータを記憶部６０４にキャッシュ（一時保存）する。

ステップＳ１４０３において、ホッピングノード４０１ａのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信でホッピングノード４０１ｂに転送する。

ステップＳ１４０４において、ホッピングノード４０１ｂのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１４０５において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｃに転送する。

ここで、コンテンツデータが、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルである場合、ホッピングノード４０１ｂは、ステップＳ１４０６、Ｓ１４０７の処理を実行する。一方、コンテンツデータが所定の形式のファイルでない場合、ホッピングノード４０１ｂは、例えば、図１１のステップＳ１１０６の処理を実行する。

ステップＳ１４０６において、ホッピングノード４０１ｂのデータ変換部１３０１は、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルであるコンテンツデータを、複数の画像データに順次に変換する。

ステップＳ１４０７において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、データ変換部１３０１によって変換された画像データを、順次にエッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄに送信する。

好ましくは、データ転送部６１３は、データ変換部１３０１によって１つの画像データが生成される毎に、エッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄに順次に画像データを転送する。

ステップＳ１４０８において、ホッピングノード４０１ｃのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１４０９において、ホッピングノード４０１ｃのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｄに転送する。

ステップＳ１４１０において、ホッピングノード４０１ｄのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１４１１において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）６０３を用いて、ホッピングノード４０１ｅに転送する。

ステップＳ１４１２において、ホッピングノード４０１ｄのデータ変換部１３０１は、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルであるコンテンツデータを、複数の画像データに順次に変換する。

ステップＳ１４１３において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、データ変換部１３０１によって変換された画像データを、順次にエッジノード４０２ｅ、４０２ｆに送信する。

ステップＳ１４１４において、ホッピングノード４０１ｅのキャッシュ処理部６１７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータを、記憶部６０４にキャッシュする。

ステップＳ１４１５において、ホッピングノード４０１ｇのデータ変換部１３０１は、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルであるコンテンツデータを、複数の画像データに順次に変換する。

ステップＳ１４１６において、ホッピングノード４０１ｇのデータ転送部６１３は、データ変換部１３０１によって変換された画像データを、順次にエッジノード４０２ｇに送信する。

上記の処理により、エッジノード４０２ｂ〜４０２ｇを利用するユーザは、全てのコンテンツデータの受信を待たずに各ページの画像データを順次に受け取れるため、より早く表示、閲覧を開始することができるようになる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、送信元のエッジノード４０２ａから、他の通信装置（ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅ、エッジノード４０２ｂ〜４０２ｇ）に、ストリームデータ（例えば、画面ミラーリングデータ等）を配信する場合の処理の例について説明する。

＜機能構成＞
図１５は、第３の実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。図１５に示すように、第３の実施形態に係るホッピングノード４０１は、図６に示す第１の実施形態に係るホッピングノード４０１の機能構成に加えて、アドレス変換部１５０１を有している。なお、第３の実施形態に係るエッジノード４０２、及び通信管理装置４０３の機能構成は、第１の実施形態と同様である。

アドレス変換部１５０１は、例えば、図６（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現される。アドレス変換部１５０１は、コンテンツデータの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、コンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスを、転送先の通信装置のＭＡＣアドレスに変換する。

一般的に、ストリームデータの送信には、マルチキャストアドレス（ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス）や、ブロードキャストアドレスが用いられるが、ミリ波無線の電波は強い指向性を有するため、ブロードキャスト及びマルチキャストが使用できない。

そこで、アドレス変換部１５０１は、コンテンツデータの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、宛先ＭＡＣアドレスを、転送先のホッピングノード４０１、又はエッジノード４０２のＭＡＣアドレスに変換する。これにより、ホッピングノード４０１は、転送先のホッピングノード４０１、エッジノード４０２の各々に、コンテンツデータを送信することができるようになる。

ただし、このとき、アドレス変換部１５０１は、宛先ＩＰアドレスは変換せず、ＩＰマルチキャストアドレス（又はブロードバンドアドレス）を維持する。これにより、例えば、映像や音声等の異なる種類のストリームデータを、ＩＰマルチキャストアドレスを使い分けることにより、一斉に配信することができるようになる。また、これにより、転送先の通信装置に、コンテンツデータがマルチキャスト、又はブロードバンドで送信されていることを知らせることができる。

＜処理の流れ＞
（ホッピングノードの転送処理）
図１６は、第３の実施形態に係るホッピングノードの転送処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１６０１において、ホッピングノード４０１は、ミリ波無線通信でコンテンツデータを受信すると、ステップＳ１６０２以降の処理を実行する。

ステップＳ１６０２において、ホッピングノード４０１のアドレス変換部１５０１は、コンテンツデータの宛先ＩＰアドレスを確認する。

ステップＳ１６０３において、コンテンツデータの宛先ＩＰアドレスが、マルチキャストアドレス、又はブロードキャストアドレスである場合、アドレス変換部１５０１は、処理をステップＳ１６０４に移行させる。一方、コンテンツデータの宛先ＩＰアドレスが、マルチキャストアドレス、又はブロードキャストアドレスでない場合、アドレス変換部１５０１は、処理をステップＳ１６０７に移行させる。

ステップＳ１６０４に移行すると、アドレス変換部１５０１は、転送先の通信装置（ホッピングノード４０１、又はエッジノード４０２）のＭＡＣアドレスを取得する。例えば、ホッピングノード４０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が形成するサブネットワークに、他の通信装置が接続したとき等に、他の通信装置のＭＡＣアドレスを取得して記憶部６０４に記憶しておく。これにより、アドレス変換部１５０１は、転送先の通信装置のＭＡＣアドレスを、記憶部６０４から取得することができる。

ステップＳ１６０５において、アドレス変換部１５０１は、転送先の各通信装置に送信するコンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスを、各通信装置のＭＡＣアドレスに変換する。

ステップＳ１６０６において、ホッピングノード４０１のデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１がＭＡＣアドレスを変換したコンテンツデータを、転送先の各通信装置（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）に送信する。

（データ送信処理）
図１７は、第３の実施形態に係るデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、図９に示すネットワーク構成において、送信元のエッジノード４０２ａから他の通信装置に、映像データや音声データ等のストリームデータをマルチキャスト送信、又はブロードキャスト送信する場合における通信システム４００の処理の例を示している。

なお、図１７に示す処理の開始時点において、通信管理装置４０３は、無線ＬＡＮ通信を用いて、各ホッピングノード４０１にコンテンツデータの転送先を通知済であり、送信元のエッジノード４０２ａには、コンテンツデータの送信先を通知済であるものとする。

ステップＳ１７０１において、送信元のエッジノード４０２ａは、通信管理装置４０３から通知された送信先のホッピングノード４０１ａに、コンテンツデータを送信する。ここでは、一例として、送信元のエッジノード４０２ａが、映像データや音声データ等のストリームデータを、他の通信装置（ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅ、エッジノード４０２ｂ〜４０２ｇ）にマルチキャスト送信するものとして、以下の説明を行う。

ステップＳ１７０２において、ホッピングノード４０１ａのアドレス変換部１５０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータに対して、図１６のステップＳ１６０２〜Ｓ１６０５に示すようなアドレス変換処理を実行する。これにより、コンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスが、転送先のホッピングノード４０１ｂのＭＡＣアドレスに変更される。

なお、映像データや音声データ等のストリームデータを転送する際には、ホッピングノード４０１ａは、キャッシュ処理を行わなくても良い。

ステップＳ１７０３において、ホッピングノード４０１ａのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、ホッピングノード４０１ｂに送信する。

ステップＳ１７０２において、ホッピングノード４０１ａのアドレス変換部１５０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータに対して、前述したアドレス変換処理を実行する。

これにより、ホッピングノード４０１ｃに送信されるコンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスが、ホッピングノード４０１ｃのＭＡＣアドレスに変更される。また、エッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄに送信されるコンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスが、それぞれ、エッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄのＭＡＣアドレスに変換される。

ステップＳ１７０５において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、ホッピングノード４０１ｃに送信する。

ステップＳ１７０６において、ホッピングノード４０１ｂのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、順次にエッジノード４０２ｂ、４０２ｃ、４０２ｄに送信する。

ステップＳ１７０７において、ホッピングノード４０１ｃのアドレス変換部１５０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータに対して、前述したアドレス変換処理を実行する。

ステップＳ１７０８において、ホッピングノード４０１ｃのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、ホッピングノード４０１ｄに送信する。

ステップＳ１７０９において、ホッピングノード４０１ｄのアドレス変換部１５０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータに対して、前述したアドレス変換処理を実行する。

ステップＳ１７１０において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、ホッピングノード４０１ｅに送信する。

ステップＳ１７１１において、ホッピングノード４０１ｄのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、順次にエッジノード４０２ｅ、４０２ｆに送信する。

ステップＳ１７１２において、ホッピングノード４０１ｅのアドレス変換部１５０１は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）６０２が受信したコンテンツデータに対して、前述したアドレス変換処理を実行する。

ステップＳ１７１３において、ホッピングノード４０１ｅのデータ転送部６１３は、アドレス変換部１５０１によって、宛先ＭＡＣアドレスが変換されたコンテンツデータを、エッジノード４０２ｇに送信する。

上記の処理により、送信元のエッジノード４０２ａから、他の通信装置（ホッピングノード４０１ａ〜４０１ｅ、エッジノード４０２ｂ〜４０２ｇ）に、映像データや音声データ等のストリームデータを配信することができる。

［補足］
なお、第１〜３の実施形態は互いに組合せて実施することができる。

例えば、ホッピングノード４０１は、ミリ波無線通信で受信したコンテンツデータが、ＴＣＰデータである場合、受信したコンテンツデータを記憶部６０４にキャッシュして管理する。さらに、ホッピングノード４０１は、受信したコンテンツデータが分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルである場合、エッジノード４０２に送信するコンテンツデータを複数の画像データに変換して、エッジノード４０２に送信する。

一方、ホッピングノード４０１は、受信したコンテンツデータが、ＵＤＰデータであり、宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードキャストアドレスである場合、コンテンツデータの宛先ＭＡＣアドレスをユニキャストアドレスに変換する。

上記の処理により、第１〜３の実施形態を組合せて実行することができる。

以上、本発明の実施形態によれば、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う通信システム４００において、コンテンツデータを、複数の通信装置の間でリアルタイムに共有することができるようになる。

なお、コンテンツデータは、通信システム４００が、マルチホップ通信で伝送するデータの一例である。通信システム４００が、マルチホップ通信で伝送するデータは、例えば、制御データ、管理データ、試験用データ等のコンテンツデータ以外のデータであっても良い。

４００ 通信システム
４０１ ホッピングノード（第１の通信装置）
４０２ エッジノード（第２の通信装置）
４０３ 通信管理装置（第３の通信装置）
６０１ 無線ＬＡＮ通信部（第５の通信部）
６０２ ミリ波無線通信部（ＡＰ）（第１の通信部）
６０３ ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）（第２の通信部）
６０４ 記憶部
６１３ データ転送部
６１７ キャッシュ処理部
７０１ ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）（第３の通信部）
８０１ 無線ＬＡＮ通信部（第４の通信部）
１３０１ データ変換部
１５０１ アドレス変換部

特開２００８−１７２２８３号公報

Claims (10)

1. 複数の通信装置を用いてデータをマルチホップ通信する通信システムであって、
   指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部及び第２の通信部を備え、前記第１の通信部を用いて互いに異なるサブネットワークを形成する複数の第１の通信装置と、
   前記第１の無線通信を行う第３の通信部を備え、前記サブネットワークのうち、一のサブネットワークに接続する第２の通信装置と、
   を含み、
   前記第１の通信装置は、
   前記第１の無線通信で受信した前記データを、前記第１の無線通信で他の通信装置に転送するデータ転送部と、
   前記データの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、前記データの宛先ＭＡＣアドレスを前記他の通信装置のＭＡＣアドレスに変換するアドレス変換部と、
   を有する、通信システム。
2. 前記データ転送部は、
   前記第２の通信部で前記データを受信した場合、前記第１の通信部を用いて、前記他の通信装置に前記データを送信し、
   前記第１の通信部で前記データを受信した場合、前記第１の通信部又は前記第２の通信部を用いて、前記他の通信装置に前記データを送信する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記通信システムは、
   前記第１の無線通信より通信範囲が広い第２の無線通信を行う第４の通信部を備え、前記第２の無線通信を利用して前記マルチホップ通信の通信経路を管理する第３の通信装置を含み、
   前記第１の通信装置は、
   前記第２の無線通信を行う第５の通信部を備え、
   前記データ転送部は、前記第２の無線通信で前記第３の通信装置から通知される、前記通信経路に関する指示に基づいて、前記第１の無線通信で受信した前記データを前記他の通信装置に転送する、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記第１の通信装置は、前記第１の無線通信で受信した前記データがＴＣＰデータである場合、前記データを記憶部に一時的に記憶して管理するキャッシュ処理部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の通信システム。
5. 前記キャッシュ処理部は、他の通信装置からの要求に応じて、前記記憶部に記憶した前記データを要求元の前記他の通信装置に提供する、請求項４に記載の通信システム。
6. 前記第１の通信装置は、
   前記第１の無線通信で受信した前記データが、分割して利用可能な複数の画像データを含む所定の形式のファイルである場合、前記第２の通信装置に転送する前記データを、前記複数の画像データに変換するデータ変換部を有し、
   前記データ転送部は、前記データ変換部が変換した前記複数の画像データを順次に前記第２の通信装置に送信する、請求項４又は５に記載の通信システム。
7. 前記第１の通信装置が備える前記第１の通信部が形成するサブネットワークに接続可能な他の第１の通信装置、又は前記第２の通信装置の数を設定可能であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の通信システム。
8. 指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部及び第２の通信部を備え、前記第１の通信部を用いて互いに異なるサブネットワークを形成する複数の第１の通信装置と、
   前記第１の無線通信を行う第３の通信部を備え、前記サブネットワークのうち、一のサブネットワークに接続する第２の通信装置と、
   を含み、データをマルチホップ通信する通信システムの前記第１の通信装置であって、
   前記第１の無線通信で受信した前記データを、前記第１の無線通信で他の通信装置に転送するデータ転送部と、
   前記データの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、前記データの宛先ＭＡＣアドレスを前記他の通信装置のＭＡＣアドレスに変換するアドレス変換部と、
   を有する、通信装置。
9. 指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部及び第２の通信部を備え、前記第１の通信部を用いて互いに異なるサブネットワークを形成する複数の第１の通信装置と、
   前記第１の無線通信を行う第３の通信部を備え、前記サブネットワークのうち、一のサブネットワークに接続する第２の通信装置と、
   を含み、データをマルチホップ通信する通信システムにおける通信制御方法であって、
   前記第１の通信装置が、
   前記第１の無線通信で受信した前記データを、前記第１の無線通信で他の通信装置に転送するステップと、
   前記データの宛先ＩＰアドレスがマルチキャストアドレス、又はブロードバンドアドレスである場合、前記データの宛先ＭＡＣアドレスを前記他の通信装置のＭＡＣアドレスに変換するステップと、
   を実行する、通信制御方法。
10. 請求項９に記載の通信制御方法を通信装置に実行させるためのプログラム。

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