JP2022098631A - 第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体通信のアドホックネットワークトポロジーを素早く変更することが可能な第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムを提供すること。【解決手段】本開示に係る第１ノード１１は、ネットワーク内で、第１ノード１１から第２ノード１２を経由して第３ノード１３にデータを送信するため、データを第２ノード１２に送信する送信部１１１と、第２ノード１２と第３ノード１３との間の距離と、第２ノード１２の送信電力と、に基づいて第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可を予測した第４ノード１４から、通信不可の情報を受信する受信部１１２と、通信不可の情報を受信した場合、ネットワーク内の複数のノード間の距離、および複数のノードのそれぞれの送信電力に基づいて、第２ノード１２に代わる第５ノード１５を複数のノードのうちから選択する制御部１１３と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムに関するものであり、特に、移動体通信のアドホックネットワークトポロジーを素早く変更することが可能な第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムに関する。

アドホックネットワークで採用されている多くの通信方式では、定期的に各ノードが送信するＨｅｌｌｏメッセージ等により、ネットワーク内の全ての各ノード間の通信リンクで通信が可能であるか否かを判断し、その後にネットワーク構成（ネットワークトポロジー）の決定を行う。ネットワーク構成の変更は、Ｈｅｌｌｏメッセージ等でノード間のリンクの通信状態の変化を検出した後、ネットワークトポロジーを制御するための制御メッセージであってノード間のリンクの情報を含む該制御メッセージを交換することにより行う。尚、通信リンクを単にリンクと称することもある。

特許文献１の００１９－００２２段落には「自局が立ち上がると、位置情報取得手段により自局の位置情報を取得する。次に、自局の局名識別情報、位置情報、ならびに通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報をブロードキャスト送信する。このブロードキャスト送信を受信した加入局Ｂ１２及び加入局Ｃ１３は、これに応答して自局の局名識別情報、位置情報、ならびに通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を同様に送信するが、加入局Ｄ１４は、加入局Ａ１１の電波到達範囲外のため、応答しない。この受信した内容に基づいて加入局Ａ１１は、自局内の加入局レイアウトテーブルを編集する。」と記載され、特許文献１の００２９－００３２段落には、「加入局Ｃ１３からのブロードキャスト送信がＳＴ４の動作ステップで受信されなくなり、継続して受信可能な加入局Ｂ１２からのブロードキャスト送信に含まれる加入局Ｃ１３の位置情報に基づいて、ＳＴ４の動作ステップにて加入局レイアウトテーブルを更新する。加入局Ｃ１３の位置情報は加入局Ｂ１２により中継されて更新され、また、通信経路情報も、直接通信が不可能になって中継経路のみの内容に更新される。加入局Ｃ１３あての送信データが発生すると、これに続くＳＴ６の動作ステップでは、加入局Ｂ１２経由の通信経路が選択され」と記載されている。しかしながら、ネットワーク内の各ノード間の通信不可を予測した場合、ネットワーク内の複数のノード間の距離、および複数のノードのそれぞれの送信電力に基づいて、通信可能なノードを選択し、通信可能なノードを経由してデータを宛先ノードまで送信することは記載されていない。

特開２００５－２２９１７３号公報

上記のとおり、ネットワークにおいては、各ノードからのＨｅｌｌｏメッセージの定期的な送信でリンクの通信状態の変化を検出していた。このため、リンクの通信切断が発生した際、検出までに時間がかかり、それが原因でネットワークトポロジーの変更に時間がかかるという課題があった。特に、航空機のような高速移動する移動体では、ノード間の相対的な位置関係が大きく変化するので、ノード間のリンクの通信が途絶する期間が長くなりその影響を受けやすかった。

本開示の目的は、上述した課題のいずれかを解決する第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムを提供することにある。

本開示に係る第１ノードは、
ネットワーク内で、自ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する送信部と、
前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する受信部と、
前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、
を備える。

本開示に係る第１ノードは、
ネットワーク内で、自ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する送信部と、
前記第２ノードの位置と、前記第３ノードの位置と、前記第２ノードの前記データを送信する際の送信範囲と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する受信部と、
前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の位置、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信範囲に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、
を備える。

本開示に係るネットワークシステムは、
第１ノードと第２ノードと第３ノードと第４ノードと第５ノードとを備え、
前記第１ノードは、
ネットワーク内で、前記第１ノードから前記第２ノードを経由して前記第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する第１送信部と、
前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する第１受信部と、
前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、を有し、
前記第２ノードは、
前記第１ノードから前記データを受信する第２受信部と、
前記データを前記第３ノードに送信する第２送信部と、を有し、
前記第２受信部は、前記通信不可が予測された場合、前記第１ノードから前記データを受信せず、
前記第２送信部は、前記通信不可が予測された場合、前記データを前記第３ノードに送信せず、
前記第３ノードは、
前記第２ノードから前記データを受信する第３受信部を有し、
前記第３受信部は、前記通信不可が予測された場合、前記第５ノードから前記データを受信し、
前記第４ノードは、
前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの前記送信電力と、に基づいて前記通信不可を予測する予測部と、
前記通信不可の情報を前記第１ノードに送信する第４送信部と、を有し、
前記第５ノードは、
前記通信不可が予測された場合、前記第１ノードから前記データを受信する第５受信部と、
前記通信不可が予測された場合、前記データを前記第３ノードに送信する第５送信部と、を有する、
ネットワークシステム。

本開示に係る方法は、
ネットワーク内で、第１ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信することと、
前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信することと、
前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御することと、
を備える。

本開示に係るプログラムは、
ネットワーク内で、第１ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信することと、
前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信することと、
前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御することと、
をコンピュータに実行させる。

本開示によれば、移動体通信のアドホックネットワークトポロジーを素早く変更することが可能な第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１に係る第１ノードを例示するブロック図である。 実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。 実施の形態１に係るノードを例示するブロック図である。 実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。 実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。 実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。 実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。 実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。 実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。 実施の形態２に係る第１ノードを例示するブロック図である。 実施の形態２に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。 実施の形態２に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明を省略する。

［実施の形態１］
＜第１ノードの構成の概要＞
実施の形態１に係る第１ノードを例示するブロック図である。
図１は、実施の形態１に係る第１ノードの最小構成を示す。

図１に示すように、実施の形態１に係る第１ノード１１は、送信部１１１と、受信部１１２と、制御部１１３と、を備える。各ノードを移動体、又は通信機器と称することもある。ノード間の通信を移動体通信と称することもある。

送信部１１１は、ネットワーク内で、第１ノード１１から第２ノード１２を経由して第３ノード１３にデータを送信するため、データを第２ノード１２に送信する。実施の形態１に係るネットワークは、ノード同士が直接通信するので、該ネットワークをアドホックネットワークと称することもある。アドホックネットワークの接続形態のことを、アドホックネットワークトポロジーと称する。

受信部１１２は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の距離と、第２ノード１２の送信電力と、に基づいて第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可を予測した第４ノード１４から、通信不可の情報を受信する。尚、受信部１１２は、第４ノード１４から直接に通信不可の情報を受信できない場合、他ノード（第２ノード１２や後述する第５ノード１５）を介して通信不可の情報を受信する。

制御部１１３は、第４ノード１４から通信不可の情報を受信した場合、ネットワーク内の複数のノード間の距離、および複数のノードのそれぞれの送信電力に基づいて、第２ノード１２に代わる第５ノード１５を複数のノードのうちから選択する。制御部１１３は、第１ノード１１から第５ノード１５を経由してデータを第３ノード１３に送信するように制御する。

制御部１１３は、第４ノード１４から通信不可の情報を受信した場合、第１ノード１１と第２ノード１２と第３ノード１３と第４ノード１４と第５ノード１５の相互の間の距離、および、第１ノード１１と第２ノード１２と第３ノード１３と第４ノード１４と第５ノード１５のそれぞれの送信電力に基づいて第５ノード１５を選択する。

制御部１１３は、第１ノード１１の位置情報と、第２ノード１２の位置情報と、に基づいて第１ノード１１の送信電力を決定する。

受信部１１２は、第２ノード１２の位置と、第３ノード１３の位置と、第２ノード１２のデータを送信する際の送信範囲と、に基づいて第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可を予測した第４ノード１４から、通信不可の情報を受信してもよい。制御部１１３は、第４ノード１４から通信不可の情報を受信した場合、ネットワーク内の複数のノード間の位置、および複数のノードのそれぞれの送信範囲に基づいて、第２ノード１２に代わる第５ノード１５を複数のノードのうちから選択してもよい。

送信部１１１は、ネクストホップノードが第２ノード１２であることと、通信の宛先である宛先ノードが第３ノード１３であることと、第１ノード１１の送信電力の情報と、を含むメッセージを送信する。また、送信部１１１は、受信部１１２が通信不可の情報を受信した場合、ネクストホップノードが第５ノード１５であることと、通信の宛先である宛先ノードが第３ノード１３であることと、第１ノード１１の送信電力の情報と、を含むメッセージを送信する。第２ノード１２と第４ノード１４は、当該メッセージを受信する。

第２ノード１２は、メッセージを受信することにより、自ノード（第２ノード１２）がネクストホップノードであることと、通信の宛先が第３ノード１３であることを知る。第２ノード１２は、ネクストホップノードと宛先ノードが第３ノード１３であることを含むメッセージを送信する。第４ノード１４は、第２ノード１２から送信された第３ノード１３宛のメッセージが受信可能範囲内の場合に受信する。第４ノード１４は、該メッセージの受信を契機に、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可を予測する。

これにより、アドホックネットワーク内で、通信不可であるリンクの通信を他リンクに変更することができ、ノード間の通信不可の時間を短縮することができる。その結果、実施の形態１によれば、移動体通信のアドホックネットワークトポロジーを素早く変更することが可能な第１ノード、ネットワークシステム、方法及びプログラムを提供することができる。

また、実施の形態１では、通信不可を実際に測定して検出するのではなく、予測するので、検出する場合と比べてより早くアドホックネットワークトポロジーを変更することができる。

＜ネットワークシステムの構成の概要＞
図２は、実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。
図２は、実施の形態１に係るネットワークシステムの最小構成を示す。

図２に示すように、実施の形態１に係るネットワークシステム１０ｓは、第１ノード１１と第２ノード１２と第３ノード１３と第４ノード１４と第５ノード１５とを備える。第１ノード１１は既に説明したので説明を省略する。第１ノードにおいては、送信部を第１送信部と称し、受信部を第１受信部と称する。第４ノード１４は、第２ノード１２と第５ノード１５と通信可能であるものとする。

第２ノード１２は、第２受信部１２２と、第２送信部１２１と、を有する。第２受信部１２２は、第１ノード１１からデータを受信する。第２送信部１２１は、データを第３ノード１３に送信する。第２受信部１２２は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可が予測された場合、第１ノード１１からデータを受信しない。第２送信部１２１は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可が予測された場合、データを第３ノードに送信しない。

第３ノード１３は、第３受信部１３２を有する。第３受信部１３２は、第２ノード１２からデータを受信する。第３受信部１３２は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可が予測された場合、第５ノード１５からデータを受信する。

第４ノードは、予測部１４３と第４送信部１４１とを有する。予測部１４３は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の距離と、第２ノード１２の送信電力と、に基づいて第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可を予測する。第４送信部１４１は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可の情報を第１ノード１１に送信する。

第４ノード１４は、ネットワーク内の複数のノードの位置情報と送信電力とを受信する。第４ノード１４は、第２ノード１２の位置情報と第３ノード１３の位置情報とに基づいて、第２ノード１２と第３ノード１３との間の距離を求める。

前記第５ノードは、第５受信部１５２と、第５送信部１５１と、を有する。第５受信部１５２は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可が予測された場合、第１ノード１１からデータを受信する。第５送信部１５１は、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信不可が予測された場合、データを第３ノード１３に送信する。

＜ノードの構成の詳細＞
図３は、実施の形態１に係るノードを例示するブロック図である。
図１に示す第１ノード１１から第５ノード１５のそれぞれのノードは同一の構成を有し、図３に示すノード１０は、同一の構成を有するノードを代表して示したものである。

図３に示すように、ノード１０は、通信機能を有する移動体であり、送信部１０１と受信部１０２とルーティング制御部１０３とルーティング情報保存部１０４と無線通信監視部１０５とメッセージ処理部１０６と通信不可リンク情報保存部１０７と周辺ノード位置情報保存部１０８と自ノード位置情報保存部１０９とルーティング変更通知部１１０とメッセージ作成部１１１ｍとを備える。

図３に示す送信部１０１は、図１に示す送信部１１１に相当し、図３に示す受信部１０２は、図１に示す受信部１１２に相当する。また、図３に示すルーティング制御部１０３とルーティング情報保存部１０４と無線通信監視部１０５とメッセージ処理部１０６と通信不可リンク情報保存部１０７と周辺ノード位置情報保存部１０８と自ノード位置情報保存部１０９とルーティング変更通知部１１０とメッセージ作成部１１１ｍは、図１に示す制御部１１３に相当する。尚、図３に示す要素と図１に示す要素とは、上記に示す対応関係に無くてもよい。

送信部１０１は、ルーティング情報保存部１０４に保存されたルーティング情報に基づいて、ネクストホップノード、宛先ノード、送信電力（無線通信の送信出力）、無線の送信範囲等の情報をメッセージに含め、該メッセージを無線信号にして他ノードに送信する。

受信部１０２は、他ノードから無線信号を受信し、受信した無線信号からメッセージを生成（構成）する。

ルーティング制御部１０３は、周辺ノード位置情報保存部１０８に保存された情報も参照し、ネットワーク内の通信経路を示すルーティングを決定する。ルーティング制御部１０３は、送信部１０１と受信部１０２を経由して他ノードとルーティングの情報（ルーティング情報と称する）を交換するために必要な情報を交換する。これにより、ルーティング制御部１０３は、他ノードとルーティング情報を交換する。ルーティング制御部１０３は、決定したルーティング情報をルーティング情報保存部１０４に保存する。

ルーティング情報保存部１０４は、ルーティング情報を保存する。ルーティング情報保存部１０４は、ルーティング制御部１０３から通知されたルーティング情報により、ルーティング情報を更新する。

無線通信監視部１０５は、受信部１０２経由で自ノード１０宛以外の無線信号を受信し、ルーティング情報保存部１０４、周辺ノード位置情報保存部１０８、及び自ノード位置情報保存部１０９から取得した情報に基づいて、通信不可のリンク（通信不可リンク）が存在しているか否かを判断する。無線通信監視部１０５が取得した情報には、各ノードの位置情報及び各ノードの送信電力等が含まれる。

無線通信監視部１０５は、各ノードの位置情報と各ノードの送信電力（送信出力）等の情報に基づいて、通信不可リンクを予測し検出する。無線通信監視部１０５は、通信不可リンクを新たに検出した場合、検出した通信不可リンク情報を通信不可リンク情報保存部１０７及びルーティング変更通知部１１０に通知する。

メッセージ処理部１０６は、受信部１０２経由で受信した自ノード１０宛てのメッセージの処理を行う。

通信不可リンク情報保存部１０７は、通信不可リンクの情報を保存する。通信不可リンク情報保存部１０７は、無線通信監視部１０５から通知された通信不可リンクの情報で、ルーティング情報を更新する。

周辺ノード位置情報保存部１０８は、レーダーや、他のノードから通知された情報に基づいて、自ノード１０の周辺に存在するノードの位置情報（緯度、経度、高度、移動方向等）、ノードの速度の情報、ノードの加速度の情報を保存する。

自ノード位置情報保存部１０９は、ＧＰＳ（Global Positioning System）や航法システム等から入手した自ノード１０の位置情報を保存する。

ルーティング変更通知部１１０は、無線通信監視部１０５から通知された通信不可リンクの情報に基づいて、そのリンクが通信不可（利用不可）リンクであることを他ノードに通知するためのメッセージを作成し、送信部１０１に通知する。

メッセージ作成部１１１ｍは、他ノードに対して送信するメッセージを作成し、作成したメッセージを送信部１０１に通知する。

＜ネットワークシステムの動作＞
図４は、実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。
図４は、第１ノード１１から第３ノード１３へ通信が可能であるときの状態を示す。
図４に示す実線は、ある時刻における第１ノード１１から第３ノード１３までの通信経路を示し、点線は通信できる可能性の高いリンクを示す。

図５は、実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。
図６は、実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。
図６は、図４から時間が経過した後の状態を示し、第２ノード１２から第３ノード１３への通信が通信不可の状態を示す。

図７は、実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。
図８は、実施の形態１に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。
図９は、実施の形態１に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。

初期の状態として、既存のアドホックルーティング技術により、図４に示すようなアドホックネットワークが構成されているものとする。そして、第１ノード１１から第３ノード１３への通信経路は、図４の実線で示された経路（第１ノード１１→第２ノード１２→第３ノード１３）とする。

図５に示すように、図４に示すアドホックネットワークが構成されている場合、第１ノード１１のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードが第２ノード１２となる。また、第２ノード１２のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードも第３ノード１３となる。

次に、初期状態から時間が経過し、図６に示すような通信環境になったものとする。図６では、各ノードの相対位置が変更になった、もしくは、第２ノード１２から第３ノード１３への通信経路の電波環境が悪化したため、第２ノード１２から第３ノード１３への通信（無線通信）が通信不可になったものとする。ただし、第１ノード１１から第２ノード１２の通信は、通信不可にはならないものとする。

図７に示すように、図６に示すアドホックネットワークが構成されている場合、第１ノード１１のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードが第２ノード１２となる。また、第２ノード１２のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードも第３ノード１３となる。また、第４ノード１４のルーティング情報は、宛先ノードが第２ノード１２となり、ネクストホップノードも第２ノード１２となる。また、もう１つの宛先ノードが第５ノード１５となり、もう１つのネクストホップノードが第５ノード１５となる。

図６において、第１ノード１１から第３ノード１３に向けてメッセージを送信する。このとき、第１ノード１１のメッセージ作成部１１１ｍは、第３ノード１３に送信するメッセージを作成し、作成したメッセージを第１ノード１１の送信部１０１に通知する。第１ノード１１の送信部１０１は、通知されたメッセージからメッセージの宛先（この例では、第３ノード１３）を確認し、ルーティング情報保存部１０４に、この宛先にメッセージを送信する際のネクストホップノードを問い合わせる。第１ノード１１の送信部１０１は、この問い合わせにより、ネクストホップノードが第２ノード１２であることを確認し、第２ノード１２に向けてメッセージを無線通信で送信する。

第２ノード１２の受信部１０２は、第１ノード１１から送信された無線通信を受信し、メッセージを生成（構築）する。生成されたメッセージは、自ノード（この場合、第２ノード１２）宛ではないため、メッセージを送信部１０１に通知する。第２ノード１２の送信部１０１は、ルーティング情報保存部１０４に問い合わせを行い、ネクストホップノードが第３ノード１３であることを確認し、第３ノード１３にメッセージを無線通信で送信する。

このとき、第３ノード１３が第２ノード１２の通信可能範囲に存在しないため、第３ノード１３は、第２ノード１２から送信されたメッセージを受信できない。

一方、第４ノード１４が第２ノード１２の通信可能範囲に存在するため、第４ノード１４は、第２ノード１２から送信されたメッセージを受信可能である。第４ノード１４は、第２ノード１２から送信されたメッセージを受信する。すなわち、第４ノード１４の受信部１０２は、無線通信を受信し、メッセージを生成する。メッセージの宛先とネクストホップノードが自ノード（この場合、第４ノード１４）ではなく第３ノード１３であるため、無線通信監視部１０５にメッセージを通知する。

第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、通信不可リンク情報保存部１０７に、第２ノード１２と第３ノード１３との間のリンク情報が保存されているか否かを問い合わせ、保存されていないことを確認する。第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、周辺ノード位置情報保存部１０８から第２ノード１２及び第３ノード１３の位置情報を取得し、自ノード位置情報保存部１０９から自ノードの位置情報を取得する。

第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、各ノードの位置情報とメッセージに含まれる各ノードの送信電力（送信出力）等の情報に基づいて、第２ノード１２から第３ノード１３への無線通信は通信不可であることを予測する。

第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、通信不可と予測した場合、通信不可リンク情報保存部１０７とルーティング変更通知部１１０に通信不可リンクの情報を通知する。

第４ノード１４の通信不可リンク情報保存部１０７は、通信不可リンクの情報を保存する。第４ノード１４のルーティング変更通知部１１０は、通知された通信不可リンクの情報に基づいて、第２ノード１２と第３ノード１３との間の通信リンクが通信不可でありネットワーク内のルーティングの変更を要求する旨のメッセージを作成する。第４ノード１４のルーティング変更通知部１１０は、作成したメッセージを所属するネットワーク（アドホックネットワーク）に送信するため、メッセージを送信部１０１に通知する。

第４ノード１４の送信部１０１は、直接通信可能なノードをルーティング情報保存部１０４に問い合わせ、取得した直接通信可能な第２ノード１２、及び第５ノード１５等にメッセージを送信する。

第２ノード１２と第５ノード１５は、上記メッセージを受信し、アドホッネットワーク内のルーティング（通信経路）の変更を、そのアドホックネットワークで使用しているルーティングプロトコルに従い実施する。第２ノード１２又は第５ノード１５は、ルーティングの変更の旨を第１ノード１１に通知する。

これにより、第１ノード１１から第３ノード１３への通信経路は、例えば、図８に示すようなルーティングに変更される。ネットワーク構成の変更後、すなわち、ルーティング（通信経路）の変更後、図８に示す通信経路で第１ノード１１から第３ノード１３への通信が可能となる。

ここで、実施の形態１の特徴を以下に示す。
アドホックネットワークに参加する移動体に搭載されている自ノード（通信機器）であって、
自ノードと、自ノードの周辺の存在する周辺ノードのそれぞれの位置情報を取得する機能と、
メッセージの受信時に前記位置情報から通信不可のリンクを特定し、前記通信不可のリンクを他ノードに通知することで、前記アドホックネットワークのネットワークトポロジーを変更することが可能とすることを特徴とするノード。

［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２に係る第１ノードを例示するブロック図である。
図１１は、実施の形態２に係るネットワークシステムを例示するブロック図である。
図１２は、実施の形態２に係る各ノードのルーティング情報を例示する図である。

実施の形態２に係るノード２０は、実施の形態１に係るノード１０と比べて、ネットワークデザイン保存部が追加されている点が異なる。

図１０に示すように、ネットワークデザイン保存部１１１ｎは、アドホックネットワークに参加する各ノードの送信時刻、送信ノード（ネクストホップノード）、受信ノード、宛先ノード、送信電力等を保存する。ネットワークデザイン保存部１１１ｎは、無線通信監視部１０５からの問い合わせにより必要な情報を通知する。

実施の形態１では、第２ノード１２から第３ノード１３宛のメッセージの受信を契機に、第４ノード１４の無線通信監視部１０５が、第２ノード１２と第３ノード１３との間のリンクが通信不可であるかを予測していた。

これに対して、実施の形態２では、自ノード（この場合、第４ノード１４）が第２ノード１２と第３ノード１３との間に存在することを確認し、第４ノード１４の無線通信監視部１０５が、第２ノード１２から第３ノード１３宛のメッセージの送信時刻に、該当するメッセージを受信できなかった場合も契機に通信不可リンクを予測する点が異なる。

実施の形態２の動作を説明する。
第２ノード１２が第３ノード１３に向けて無線の通信を行うまでの動作は、実施の形態１の動作と同様である。それ以降の動作を以下に示す。

図１１に示すように、第３ノード１３と第４ノード１４は、第２ノード１２の通信可能範囲に存在しないため、第３ノード１３と第４ノード１４はメッセージを受信しない。

図１２に示すように、この場合の第１ノード１１のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードが第２ノード１２となる。また、第２ノード１２のルーティング情報は、宛先ノードが第３ノード１３となり、ネクストホップノードも第３ノード１３となる。また、第４ノード１４のルーティング情報は、宛先ノードが第５ノード１５となり、ネクストホップノードも第５ノード１５となる。

第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、定期的にネットワークデザイン保存部１１１ｎに問い合わせを行い、他ノードが送信する時刻に、送信するノードと宛先ノードの間に自ノード（この場合、第４ノード１４）が存在するかを確認する。自ノードが間に存在するか否かは、送信ノードの位置を周辺ノード位置情報保存部１０８から取得し、自ノード位置情報保存部１０９から自ノードの位置情報を取得しすることで、相対的な位置を確認することにより行う。自ノード（この場合、第４ノード１４）が第２ノード１２と第３ノード１３との間に存在することを確認し、その時刻に該当するメッセージを受信できなかった場合、以下に示すステップを実行する。

ステップＳ１０１：第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、通信不可リンク情報保存部１０７に、第２ノード１２と第３ノード１３との間のリンク情報が保存されているか問い合わせを行い、該リンク情報が保存されていないことを確認する。

ステップＳ１０２：第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、各ノードの位置情報とメッセージに含まれる送信出力等の情報とに基づいて、第２ノード１２から第３ノード１３への通信は通信不可であることを予測する。

ステップＳ１０３：第４ノード１４の無線通信監視部１０５は、通信不可と予測した場合、通信不可リンク情報保存部１０７とルーティング変更通知部１１０に通信不可リンクの情報を通知する。

ステップＳ１０４：第４ノード１４の通信不可リンク情報保存部１０７は、この通信不可リンク情報を保存する。

ステップＳ１０５：第４ノード１４のルーティング変更通知部１１０は、通知されたリンク情報に基づいて、所属するアドホックネットワークに対して、第２ノード１２と第３ノード１３との間のリンクが通信不可であり、アドホックネットワーク内のルーティングの変更を要求するメッセージを作成し、第４ノード１４の送信部１０１に通知する。

ステップＳ１０６：第４ノード１４の送信部１０１は、直接通信可能なノードをルーティング情報保存部１０４に問い合わせ、取得した直接通信可能な第５ノード１５等に対して、メッセージを送信する。

ステップＳ１０７：第５ノード１５は、第４ノード１４から送信されたメッセージを受信し、アドホッネットワークでの通信経路の変更を、そのアドホックネットワークで使用しているルーティングプロトコルに従い実施する。

その結果、図８に示すような、第１ノード１１から第３ノード１３への通信経路に変更され、第１ノード１１から第５ノード１５を経由した第３ノード１３への通信が可能となる。

尚、上記の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（具体的にはフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（具体的には光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（具体的には、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

さらに、動作は特定の順序で描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示された特定の順序または連続した順序で実行されること、または示されたすべての動作が実行されることを要求するものとして理解されるべきではない。特定の状況では、マルチタスクと並列処理が有利な場合がある。同様に、いくつかの特定の実施の形態の詳細が上記の議論に含まれているが、これらは本開示の範囲に対する制限としてではなく、特定の実施の形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施の形態の文脈で説明される特定の特徴は、単一の実施の形態に組み合わせて実装されてもよい。逆に、単一の実施の形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施の形態で別々にまたは任意の適切な組み合わせで実装されてもよい。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ｓ：ネットワークシステム
１０：ノード
１０１：送信部
１０２：受信部
１０３：ルーティング制御部
１０４：ルーティング情報保存部
１０５：無線通信監視部
１０６：メッセージ処理部
１０７：通信不可リンク情報保存部
１０８：周辺ノード位置情報保存部
１０９：自ノード位置情報保存部
１１０：ルーティング変更通知部
１１１ｍ：メッセージ作成部
１１：第１ノード
１１１：送信部
１１２：受信部
１１３：制御部
１２：第２ノード
１２１：第２送信部
１２２：第２受信部
１３：第３ノード
１３２：第３受信部
１４：第４ノード
１４１：第４送信部
１４３：予測部
１５：第５ノード
１５１：第５送信部
１５２：第５受信部

Claims (10)

1. ネットワーク内で、自ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する送信部と、
   前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する受信部と、
   前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、
   を備える第１ノード。
2. 前記制御部は、前記通信不可の情報を受信した場合、前記第１ノードと前記第２ノードと前記第３ノードと前記第４ノードと前記第５ノードの相互の間の距離、および、前記第１ノードと前記第２ノードと前記第３ノードと前記第４ノードと前記第５ノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて前記第５ノードを選択する、
   請求項１に記載の第１ノード。
3. 前記送信部は、ネクストホップノードが前記第２ノードであることと、通信の宛先である宛先ノードが前記第３ノードであることと、自ノードの前記送信電力の情報と、を含むメッセージを送信し、
   前記送信部は、前記受信部が前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネクストホップノードが前記第５ノードであることと、通信の宛先である宛先ノードが前記第３ノードであることと、自ノードの前記送信電力の情報と、を含むメッセージを送信する、
   請求項１又は２に記載の第１ノード。
4. 前記制御部は、自ノードの位置情報と、前記第２ノードの前記位置情報と、に基づいて前記第１ノードの前記送信電力を決定する、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の第１ノード。
5. 前記第２ノードから前記第３ノード１３宛のメッセージの受信を契機に、前記第４ノードが前記第２ノードと前記第３ノード１３との間の前記通信不可を予測する、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の第１ノード。
6. 前記第４ノードが前記第２ノードと前記第３ノード１３との間に存在し、前記第４ノードが前記第２ノードから送信されたメッセージを受信できなかった場合、前記第４ノードが前記第２ノードと前記第３ノード１３との間の前記通信不可を予測する、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の第１ノード。
7. ネットワーク内で、自ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する送信部と、
   前記第２ノードの位置と、前記第３ノードの位置と、前記第２ノードの前記データを送信する際の送信範囲と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する受信部と、
   前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の位置、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信範囲に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、
   を備える第１ノード。
8. 第１ノードと第２ノードと第３ノードと第４ノードと第５ノードとを備え、
   前記第１ノードは、
   ネットワーク内で、前記第１ノードから前記第２ノードを経由して前記第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信する第１送信部と、
   前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信する第１受信部と、
   前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御する制御部と、を有し、
   前記第２ノードは、
   前記第１ノードから前記データを受信する第２受信部と、
   前記データを前記第３ノードに送信する第２送信部と、を有し、
   前記第２受信部は、前記通信不可が予測された場合、前記第１ノードから前記データを受信せず、
   前記第２送信部は、前記通信不可が予測された場合、前記データを前記第３ノードに送信せず、
   前記第３ノードは、
   前記第２ノードから前記データを受信する第３受信部を有し、
   前記第３受信部は、前記通信不可が予測された場合、前記第５ノードから前記データを受信し、
   前記第４ノードは、
   前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの前記送信電力と、に基づいて前記通信不可を予測する予測部と、
   前記通信不可の情報を前記第１ノードに送信する第４送信部と、を有し、
   前記第５ノードは、
   前記通信不可が予測された場合、前記第１ノードから前記データを受信する第５受信部と、
   前記通信不可が予測された場合、前記データを前記第３ノードに送信する第５送信部と、を有する、
   ネットワークシステム。
9. ネットワーク内で、第１ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信することと、
   前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信することと、
   前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御することと、
   を備える第１ノードの方法。
10. ネットワーク内で、第１ノードから第２ノードを経由して第３ノードにデータを送信するため、前記データを前記第２ノードに送信することと、
    前記第２ノードと前記第３ノードとの間の距離と、前記第２ノードの送信電力と、に基づいて前記第２ノードと前記第３ノードとの間の通信不可を予測した第４ノードから、前記通信不可の情報を受信することと、
    前記通信不可の情報を受信した場合、前記ネットワーク内の複数のノード間の距離、および前記複数のノードのそれぞれの前記送信電力に基づいて、前記第２ノードに代わる第５ノードを前記複数のノードのうちから選択し、自ノードから前記第５ノードを経由して前記データを前記第３ノードに送信するように制御することと、
    をコンピュータに実行させる第１ノードのプログラム。

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