JP4503513B2 - 移動端末装置、トポロジ管理装置、通信方法、及び通信ネットワーク - Google Patents

移動端末装置、トポロジ管理装置、通信方法、及び通信ネットワーク Download PDF

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Description

本発明は、通信ネットワークが複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される場合の移動端末装置、及びトポロジ管理装置、並びに、上記通信ネットワークにおける通信方法及び当該通信ネットワークに関するものである。
ネットワークを構成する各移動端末装置が送信データを中継し合い、移動端末装置間におけるマルチホップ方式でデータ伝送が行われるアドホックネットワークが検討されている。アドホックネットワークを構成する方法として、移動端末装置が自律的に他の移動端末装置までのルートを計算する方法が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。また、移動端末装置とは別の制御装置がルートを計算して移動端末装置に通知する方法（例えば、非特許文献２を参照）が知られている。
例えば非特許文献１に記載されたように、移動端末装置が自律的にルートを計算する方法においては、アドホックネットワークを構成する各移動端末装置はネットワーク上における端末識別情報（ルーティング情報）を相互に交換する。これにより、他の移動端末装置がアドホックネットワーク上のどこに位置しているかが把握可能となるため、各移動端末装置は他の移動端末装置までのルートを決定することができる。
一方、例えば非特許文献２に記載されたように、別途の制御装置が移動端末装置間のルートを計算する方法においては、制御装置がすべての移動端末装置からルーティング情報を収集する。このルーティング情報に基づいて各移動端末装置がアドホックネットワーク上のどこに位置しているかが把握可能となるため、制御装置は移動端末装置間のルートを決定することができる。
T.Clausen, P.Jacquet, Project Hipercom, "Optimized Link StateRouting Protocol(OLSR)", RFC3626, インターネット〈1125469814608_0.txt> Bharat Bhargava, Xiaoxin Wu, Yi Lu, and Weichao Wang, "IntegratingHeterogeneous Wireless Technologies: A Cellular Aided Mobile Ad hoc Network(CAMA)", ACM Mobile Network and Applications, 2003.
しかしながら、移動端末装置が自律的にルートを計算する方法においては、多数の移動端末装置により大規模なアドホックネットワークが構成された場合に、移動端末装置間のルーティング情報の交換にかかる制御信号が爆発的に増加する傾向がある。その結果、アドホックネットワークを構成する各移動端末装置にかかる負荷が大きくなってしまうという問題がある。一方、ルート計算を制御装置が行う方法においては、ルート計算に伴う負荷が制御装置に集中する傾向があり、その結果、制御装置にかかる負荷が大きくなってしまうという問題がある。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、通信ネットワークを構成する移動端末装置間のルート計算に伴う負荷を移動端末装置と制御装置に適切に分散させ、特定の装置に負荷が集中することを防止できる移動端末装置、トポロジ管理装置、通信方法、及び通信ネットワークを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の移動端末装置は、通信ネットワークが複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される場合の移動端末装置であって、自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信手段と、ルーティング情報受信手段が受信した代表端末識別情報、及び自己の移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報を格納するルーティング情報格納手段と、ルーティング情報格納手段から代表端末識別情報及び自己端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて当該自己端末識別情報を当該代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信手段と、ルーティング情報格納手段から代表端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて、送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信手段と、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合に隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記トポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信手段と、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記位置管理装置に送信する位置登録送信手段と、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置から、当該送信データのあて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信手段と、を備え、前記ルーティング情報受信手段は、前記他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ、前記非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信し、前記ルーティング情報格納手段は、前記ルーティング情報受信手段が受信した他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納し、前記ルーティング情報送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記非代表移動端末装置及び前記他代表移動端末装置に送信し、前記データ送信手段は、前記トポロジ情報受信手段が受信したトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報格納手段に格納された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、且つ前記ルーティング情報格納手段に格納された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信する、ことを特徴とする。
このような本発明の移動端末装置によれば、自己の移動端末装置が通信ネットワークを構成する集合の代表移動端末装置とならない場合に、自己の移動端末装置はデータ通信を行うために必要なルーティング情報を自己が属する集合の代表移動端末装置のみと交換する。すなわち、自己の移動端末装置は、自己の属する集合の代表移動端末装置のルーティング情報のみを保持し、自己の属する集合の代表移動端末装置のみに自己のルーティング情報を送信する。これにより、通信ネットワークを構成する移動端末装置間で相互に交換されるルーティング情報量が少なくなり、集合の代表とならない移動端末装置にかかる負荷を少なくすることができる。
また、自己の移動端末装置が通信ネットワークを構成する集合の代表移動端末装置となる場合に、自己の移動端末装置はデータ通信を行うために必要なルーティング情報を自己の属する集合と隣接した他の集合の他代表移動端末装置、及び自己が属する集合の非代表移動端末装置のみと交換する。すなわち、自己の移動端末装置は、自己の属する集合と隣接した他の集合の他代表移動端末装置のルーティング情報、及び自己の属する集合の非代表移動端末装置のルーティング情報のみを保持し、自己のルーティング情報を上記他代表移動端末装置及び非代表移動端末装置のみに送信する。これにより、通信ネットワークを構成する移動端末装置間で相互に交換されるルーティング情報量が少なくなり、集合の代表となる移動端末装置にかかる負荷を少なくすることができる。
また、この発明によれば、トポロジ登録送信手段は代表端末識別情報及び他代表端末識別情報をトポロジ管理装置に送信し、位置登録送信手段は代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を位置管理装置に送信する。そして、送信元の移動端末装置は、あて先の移動端末装置までの通信ネットワーク上におけるルートを自ら保持しない場合においても、必要なルート情報をトポロジ管理装置及び位置管理装置に問い合せて受信することで、当該あて先の移動端末装置までのルートを知ることができ、送信データを適切に送信することが可能となる。
また、本発明の移動端末装置において、トポロジ登録送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報をトポロジ管理装置に送信することも好ましい。この発明によれば、トポロジ登録送信手段は、他代表端末識別情報として、例えば所定の規則により限られた特定の他代表端末識別情報のみをトポロジ管理装置に送信する。したがって、移動端末装置からトポロジ管理装置に送信される情報量が少なくなり、移動端末装置にかかる負荷を少なくすることができる。
また、本発明のトポロジ管理装置は、通信ネットワークが複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される場合のトポロジ管理装置であって、集合の代表となる代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合と通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するトポロジ登録受信手段と、トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納手段と、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を位置管理装置から受信する位置情報受信手段と、位置情報受信手段が受信した送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、トポロジ情報格納手段に格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算手段と、を備え、前記トポロジ登録受信手段は、代表端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信し、前記トポロジ情報格納手段は、前記トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報を前記特定の他代表端末識別情報として格納し、且つ前記トポロジ登録受信手段が受信した特定の他代表端末識別情報を前記代表端末識別情報として格納する、ことを特徴とする。
このような本発明のトポロジ管理装置によれば、トポロジ登録受信手段は、代表端末識別情報及び他代表端末識別情報、すなわち通信ネットワークにおいて代表となる移動端末装置間の位置関係を表す情報を受信する。また、トポロジ情報格納手段は、トポロジ登録受信手段が受信した情報を格納する。そして、トポロジ計算手段は、トポロジ情報格納手段に格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して、通信ネットワーク内の各代表移動端末装置間のルートを計算し、例えばあて先の移動端末装置までのルートを保持していない送信元代表移動端末装置に上記計算したルート情報を送信することができる。
また、トポロジ管理装置は、通信ネットワークを構成している複数の移動端末装置の中で代表となる移動端末装置のみと情報の送受信を行う。したがって、トポロジ管理装置が送受信する情報量が少なくなり、トポロジ管理装置にかかる負荷を少なくすることができる。また、トポロジ登録受信手段は、他代表端末識別情報として、例えば所定の規則により限られた特定の他代表端末識別情報のみを代表移動端末装置から受信するため、代表移動端末装置から送信されトポロジ管理装置に受信される情報量が少なくなり、トポロジ管理装置にかかる負荷を少なくすることができる。
ところで、本発明は、上記のように移動端末装置、及びトポロジ管理装置の発明として記述できる他に、以下のように、通信方法の発明及び通信ネットワークの発明としても記述することができる。これはカテゴリーが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用・効果を奏する。
本発明の通信方法は、複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される通信ネットワークにおける通信方法であって、一つの移動端末装置のルーティング情報受信手段が、自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信し、自己の移動端末装置が属する集合と通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信ステップと、一つの移動端末装置のルーティング情報格納手段が、自己の移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報、及びルーティング情報受信ステップにて受信された代表端末識別情報、他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納するルーティング情報格納ステップと、一つの移動端末装置のルーティング情報送信手段が、非代表端末識別情報としての自己端末識別情報を代表移動端末装置に送信し、且つ代表端末識別情報としての自己端末識別情報を非代表移動端末装置及び他代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信ステップと、一つの移動端末装置のトポロジ登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び他代表端末識別情報をトポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信ステップと、トポロジ管理装置のトポロジ登録受信手段が、トポロジ登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を受信するトポロジ登録受信ステップと、トポロジ管理装置のトポロジ情報格納手段が、トポロジ登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納ステップと、一つの移動端末装置の位置登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び非代表端末識別情報を位置管理装置に送信する位置登録送信ステップと、位置管理装置の位置登録受信手段が、位置登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を受信する位置登録受信ステップと、位置管理装置の位置情報格納手段が、位置登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納する位置情報格納ステップと、位置管理装置の位置情報検索手段が、任意の非代表移動端末装置が属する集合における代表端末識別情報を、位置情報格納ステップにて格納された代表端末識別情報から読み出し、読み出した代表端末識別情報をトポロジ管理装置に送信する位置情報検索ステップと、トポロジ管理装置の位置情報受信手段が、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を位置情報検索ステップにより位置管理装置から受信する位置情報受信ステップと、トポロジ管理装置のトポロジ計算手段が、位置情報受信ステップにて受信された送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、トポロジ情報格納ステップにて格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算ステップと、一つの移動端末装置のトポロジ情報受信手段が、トポロジ計算ステップにて計算されたトポロジ情報をトポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信ステップと、一つの移動端末装置のデータ送信手段が、トポロジ情報受信ステップにて受信されたトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、ルーティング情報受信ステップにて受信された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、ルーティング情報受信ステップにて受信された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信し、ルーティング情報受信ステップにて受信された代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信ステップとを備える。
また、本発明の通信方法において、トポロジ登録送信ステップにおいては、一つの移動端末装置のトポロジ登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報をトポロジ管理装置に送信し、トポロジ登録受信ステップにおいては、トポロジ管理装置のトポロジ登録受信手段が、トポロジ登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び特定の他代表端末識別情報を受信し、トポロジ情報格納ステップにおいては、トポロジ管理装置のトポロジ情報格納手段が、トポロジ登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報を特定の他代表端末識別情報として格納し、且つ、トポロジ登録受信ステップにて受信された特定の他代表端末識別情報を代表端末識別情報として格納することも好ましい。
本発明の通信ネットワークは、複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される通信ネットワークであって、前記移動端末装置は、自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信手段と、前記ルーティング情報受信手段が受信した代表端末識別情報、及び自己の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報を格納するルーティング情報格納手段と、前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報及び前記自己端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて当該自己端末識別情報を当該代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信手段と、前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて、送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信手段と、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合に隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記トポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信手段と、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記位置管理装置に送信する位置登録送信手段と、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置から、当該送信データのあて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信手段と、を備え、前記ルーティング情報受信手段は、前記他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ、前記非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信し、前記ルーティング情報格納手段は、前記ルーティング情報受信手段が受信した他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納し、前記ルーティング情報送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記非代表移動端末装置及び前記他代表移動端末装置に送信し、前記データ送信手段は、前記トポロジ情報受信手段が受信したトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報格納手段に格納された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、且つ前記ルーティング情報格納手段に格納された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信し、前記トポロジ管理装置は、集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合と前記通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するトポロジ登録受信手段と、前記トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納手段と、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を前記位置管理装置から受信する位置情報受信手段と、前記位置情報受信手段が受信した送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ情報格納手段に格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算手段と、を備え、前記位置管理装置は、集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信する位置登録受信手段と、前記位置登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納する位置情報格納手段と、任意の非代表移動端末装置が属する集合における代表端末識別情報を前記位置情報格納手段から読み出し、読み出した代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信する位置情報検索手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、通信ネットワークを構成する移動端末装置間のルート計算に伴う負荷を移動端末装置、トポロジ管理装置、及び位置管理装置に適切に分散させ、特定の装置に負荷が集中することを防止できる。
本発明の知見は、例示のみのために示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解することができる。引き続いて、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。以下では、図１に示す移動通信システム（通信ネットワーク）１が本発明にかかる移動端末装置１０（１０ａ，１０ｂの総称）、トポロジ管理装置２０、及び位置管理装置３０を含んで構成される場合を一例として、本発明の実施の形態を説明する。なお、可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
先ず、本発明の第１実施形態に係る移動通信システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、移動通信システム１は、アドホックネットワーク上に位置する複数の移動端末装置１０ａ，１０ｂ、インフラネットワーク上に設置されたトポロジ管理装置２０及び位置管理装置３０を含んで構成される。以下、この移動通信システム１の各構成要素について詳細に説明する。
先ず、移動端末装置１０について説明する。移動端末装置１０は、無線通信機能を有する移動体通信端末として、例えば携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ノートパソコン等である。この移動端末装置１０は、無線の伝播可能な範囲内の他の移動端末装置（以下、「他端末」と記載）と通信可能に構成される。また、移動端末装置１０は、トポロジ管理装置２０及び位置管理装置３０とインフラネットワークを経由して通信可能に構成される。
図１に示すように、複数の移動端末装置１０の集合はクラスタを形成する。このクラスタは、一つの代表となる移動端末装置１０ａ（代表移動端末装置。以下、「クラスタヘッド１０ａ」と記載）と、一つ以上のメンバとなる移動端末装置１０ｂ（非代表移動端末装置。以下、「クラスタメンバ１０ｂ」と記載）から構成される。
第１実施形態において、上記クラスタを形成するためには、ある移動通信システムにおける特定の位置登録エリア内に存在する移動端末装置を該クラスタに属する移動端末装置とする方法を採択している。このほか、例えば、ある移動通信システムにおける特定の基地局と通信可能なエリア内に存在する移動端末装置を該クラスタに属する移動端末装置としてクラスタを形成する方法がある。また、特定のユーザが所有する移動端末装置を該クラスタに属する移動端末装置としてクラスタを形成する方法がある。更に、嗜好が似た複数のユーザが保持する移動端末装置を該クラスタに属する移動端末装置としてクラスタを形成する方法がある。このようなクラスタの形成方法は実装の簡便さ等を考慮して適宜に選択することができる。
また、第１実施形態において、クラスタヘッド１０ａを決定するためには、該クラスタに属している移動端末装置１０の中でトポロジ管理装置２０及び位置管理装置３０と通信可能な移動端末装置をクラスタヘッド１０ａとして選択する方法を採択している。なお、例えば、トポロジ管理装置２０及び位置管理装置３０と通信可能な移動端末装置が複数ある場合には、バッテリー、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等において他端末と比べ能力の高い移動端末装置をクラスタヘッド１０ａとして選択する。このようなクラスタヘッド１０ａの決定方法においては、例えば予め特定の移動端末装置を固定的に決定しておくなど、実装の簡便さ等を考慮して適宜に選択することができる。
移動端末装置１０は、例えばＯＬＳＲ(Optimized Link State Routing Protocol)などの公知のルーティングプロトコルを用いることにより、周囲の移動端末装置までのルートを知ることが出来るように構成される。このとき、クラスタメンバ１０ｂは少なくとも自己の属するクラスタのクラスタヘッド１０ａまでのルートを保持する。一方、クラスタヘッド１０ａは、自己の属するクラスタ内のすべてのクラスタメンバ１０ｂまでのルート、及び隣接するクラスタのクラスタヘッドまでのルートを保持する。このように、各移動端末装置は、移動通信システム１内のすべての他端末までのルートを知る必要はなく、例えば周囲数ホップなどの限定された範囲内における他端末までのルートのみを保持する。この限定された範囲は、例えばＧＰＳ（GlobalPositioning System）などで探索することができる。ただし、ＧＰＳを用いる方法では、ある座標の端末から送られたルーティング情報は、ある座標の範囲内にいる端末しか中継しないようにすることが考えられる。
図２は、移動端末装置１０の構成概要図である。図２に示すように、移動端末装置１０は、ルーティング情報格納部１０１（ルーティング情報格納手段）、ルーティング情報受信部１０２（ルーティング情報受信手段）、ルーティング情報送信部１０３（ルーティング情報送信手段）、位置登録送信部１０４（位置登録送信手段）、トポロジ登録送信部１０５（トポロジ登録送信手段）、トポロジ情報問合せ送信部１０６、データ受信部１０７、トポロジ情報回答受信部１０８（トポロジ情報受信手段）、及びデータ送信部１０９（データ送信手段）を含んで構成される。なお、以下の説明において、クラスタヘッド１０ａとなる移動端末装置１０は、ルーティング情報格納部１０１、ルーティング情報受信部１０２、ルーティング情報送信部１０３、位置登録送信部１０４、トポロジ登録送信部１０５、トポロジ情報問合せ送信部１０６、データ受信部１０７、トポロジ情報回答受信部１０８、及びデータ送信部１０９を含んで構成されるが、クラスタヘッド１０ａとならない移動端末装置１０は、ルーティング情報格納部１０１、ルーティング情報受信部１０２、ルーティング情報送信部１０３、データ受信部１０７、及びデータ送信部１０９を含んで構成されても良い。以下、この移動端末装置１０の各構成要素について詳細に説明する。
ルーティング情報受信部１０２は、他端末のルーティング情報送信部１０３から送信されたルーティング情報を受信するものである。自己の移動端末装置（以下、「自端末」と記載）がクラスタヘッド１０ａである場合に、ルーティング情報受信部１０２は、自端末が属するクラスタと同一のクラスタに属するクラスタメンバ１０ｂのルーティング情報（非代表端末識別情報）を該クラスタメンバ１０ｂから受信し、且つ自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッド（他代表移動端末装置）のルーティング情報（他代表端末識別情報）を該クラスタヘッドから受信する。また、自端末がクラスタメンバ１０ｂである場合に、ルーティング情報受信部１０２は、自端末が属するクラスタと同一のクラスタに属するクラスタヘッド１０ａのルーティング情報（代表端末識別情報）を該クラスタヘッド１０ａから受信する。
ルーティング情報受信部１０２が受信するルーティング情報には、移動通信システム１内において当該他端末を識別するためのＩＤ、当該ルーティング情報を中継した端末のＩＤ、当該他端末がクラスタメンバ１０ｂであるか否かを判断するためのフラグであるＭｆｌａｇ、及び当該他端末がクラスタヘッド１０ａであるか否かを判断するためのフラグであるＨｆｌａｇが含まれる。なお、Ｍｆｌａｇ及びＨｆｌａｇは、値が１の場合に肯定を表し、値が０の場合に否定を表す。ルーティング情報受信部１０２は、受信したルーティング情報をルーティング情報格納部１０１に出力する。また、ＮｅｘｔＨｏｐには当該ルーティング情報を最後に転送した端末ＩＤを出力する。
ルーティング情報格納部１０１は、ルーティング情報受信部１０２から入力されたルーティング情報を格納するものである。図３及び図４は、ルーティング情報格納部１０１に格納されたルーティング情報の一例を示している。図３は、例えばＩＤが＃４の移動端末装置１０がクラスタヘッド１０ａである場合に、クラスタヘッド＃４のルーティング情報格納部１０１に格納されているルーティング情報テーブルの一例である。また、図４は、例えばＩＤが＃１の移動端末装置１０がクラスタメンバ１０ｂである場合に、クラスタメンバ＃１のルーティング情報格納部１０１に格納されているルーティング情報テーブルの一例である。
図３はクラスタヘッド＃４のルーティング情報テーブルであり、クラスタヘッド＃４が、ＩＤが＃１、＃２などの移動端末装置１０をクラスタメンバ１０ｂとして有することを示している。このことは、ＩＤが＃１、＃２などの移動端末装置１０は、Ｍｆｌａｇの値が１であること、及び、Ｈｆｌａｇの値が０であることから知ることができる。また、図３は、ＩＤが＃９の移動端末装置１０が、クラスタヘッド＃４が属しているクラスタに隣接するクラスタのクラスタヘッドであることを示している。このことは、ＩＤが＃９の移動端末装置１０は、Ｍｆｌａｇの値が０であること、及び、Ｈｆｌａｇの値が１であることから知ることができる。
更に、図３は、ＩＤが＃１の移動端末装置にルーティング情報、又は送信データを送信するためには、ＩＤが＃２の移動端末装置を最初に経由することを示している。このことは、ＩＤが＃１の移動端末装置のＮｅｘｔＨｏｐは＃２を表す値であることから知ることができる。同様に、ＩＤが＃９の移動端末装置にルーティング情報、又は送信データを送信するためには、ＩＤが＃６の移動端末装置を最初に経由することを知ることができる。一方、図３は、ＩＤが＃２の移動端末装置にルーティング情報、又は送信データを送信する際には、他端末を経由することなく、直接ルーティング情報、又は送信データを送信することを示している。このことは、ＩＤが＃２の移動端末装置のＮｅｘｔＨｏｐはｄｉｒｅｃｔを表す値であることから知ることができる。
図４はクラスタメンバ＃１のルーティング情報テーブルであり、クラスタメンバ＃１が、ＩＤが＃４の移動端末装置をクラスタヘッド１０ａとして有することを示している。このことは、ＩＤが＃４の移動端末装置は、Ｍｆｌａｇの値が０であること、及び、Ｈｆｌａｇの値が１であることから知ることができる。更に、図４は、ＩＤが＃４の移動端末装置にルーティング情報、又は送信データを送信するためには、ＩＤが＃２の移動端末装置を最初に経由することを示している。このことは、ＩＤが＃４の移動端末装置のＮｅｘｔＨｏｐは＃２を表す値であることから知ることができる。
ルーティング情報送信部１０３は、他端末のルーティング情報受信部１０２に、自端末のルーティング情報を送信するものである。自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、ルーティング情報送信部１０３は、自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂのルーティング情報受信部１０２、及び自端末が属するクラスタと隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのルーティング情報受信部１０２に、自端末のルーティング情報（自己端末識別情報）を送信する。また、自端末がクラスタメンバ１０ｂである場合に、ルーティング情報送信部１０３は、自端末が属するクラスタのクラスタヘッド１０ａのルーティング情報受信部１０２に自端末のルーティング情報（自己端末識別情報）を送信する。
ルーティング情報送信部１０３が送信するルーティング情報には、移動通信システム１内において該自端末を識別するためのＩＤ、該自端末がクラスタメンバ１０ｂであるか否かを判断するためのフラグであるＭｆｌａｇ、該自端末がクラスタヘッド１０ａであるか否かを判断するためのフラグであるＨｆｌａｇ、及び、該当ルーティング情報を転送した端末のＩＤが含まれる。なお、Ｍｆｌａｇ及びＨｆｌａｇは、値が１の場合に肯定を表し、値が０の場合に否定を表す。なお、ルーティング情報送信部１０３は、自端末のルーティング情報をルーティング情報格納部１０１から取り出して他端末のルーティング情報受信部１０２に送信する。
また、ルーティング情報送信部１０３は、自端末が他端末に至るまでのＮｅｘｔＨｏｐとして指定されている場合に、ルーティング情報受信部１０２が受信した他端末のルーティング情報を別の他端末のルーティング情報受信部１０２に転送する。具体的にいうと、例えば、図３のルーティング情報テーブルにおいてＩＤが＃１のエントリは、移動端末装置＃２のルーティング情報送信部１０３が、移動端末装置＃１のルーティング情報を移動端末装置＃４のルーティング情報受信部１０２に転送したものである。
トポロジ登録送信部１０５は、自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、ルーティング情報格納部１０１を参照して、自端末のＩＤ及び自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤをトポロジ登録情報としてトポロジ管理装置２０に送信するものである。自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤについて、トポロジ登録送信部１０５はルーティング情報格納部１０１を参照して、ルーティング情報テーブルからＨｆｌａｇの値が１である他端末のＩＤを検索し、該当するＩＤを送信する。具体的にいうと、クラスタヘッド＃４のルーティング情報テーブルである図３の場合、クラスタヘッド＃４のトポロジ登録送信部１０５は、＃４を自端末のＩＤとしてトポロジ管理装置２０に送信し、＃９を自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤとしてトポロジ管理装置２０に送信する。なお、トポロジ登録送信部１０５がＩＤをトポロジ管理装置２０に送信するタイミングにおいて、第１実施形態においては、所定の時間が経ったら定期的に送信する方法を採択している。このほか、例えばクラスタヘッドが変更されたときに送信するなど、実装の簡便さ及び利用の便利さ等を考慮して適宜に送信タイミングを選択することができる。
位置登録送信部１０４は、自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、ルーティング情報格納部１０１を参照して、自端末のＩＤ、及び自端末が属しているクラスタのクラスタメンバ１０ｂのＩＤを位置登録情報として位置管理装置３０に送信するものである。自端末が属しているクラスタのクラスタメンバ１０ｂのＩＤについて、位置登録送信部１０４はルーティング情報格納部１０１を参照して、ルーティング情報テーブルからＭｆｌａｇの値が１である他端末のＩＤを検索し、該当するＩＤを送信する。具体的にいうと、クラスタヘッド＃４のルーティング情報テーブルである図３の場合、クラスタヘッド＃４の位置登録送信部１０４は、自端末のＩＤである＃４をクラスタヘッド１０ａのＩＤとして位置管理装置３０に送信し、＃１、＃２などを自端末の属しているクラスタにおけるクラスタメンバ１０ｂのＩＤとして位置管理装置３０に送信する。なお、位置登録送信部１０４がＩＤを位置管理装置３０に送信するタイミングにおいて、第１実施形態においては、所定の時間が経ったら定期的に送信する方法を採択している。このほか、例えばクラスタヘッド及びクラスタメンバが変更されたときに送信するなど、実装の簡便さ及び利用の便利さ等を考慮して適宜に送信タイミングを選択することができる。
データ送信部１０９は、自端末の送信データを他端末のデータ受信部１０７に送信するものである。また、データ送信部１０９は、自端末が他端末に至るまでのＮｅｘｔＨｏｐとして指定されている場合に、データ受信部１０７が受信した他端末からの送信データを別の他端末のデータ受信部１０７に転送する。自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、データ送信部１０９は、ルーティング情報格納手段に格納されているルーティングテーブルを参照して、自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂ及び自端末が属するクラスタと隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのデータ受信部１０７に送信データを送信する。また、自端末がクラスタメンバ１０ｂである場合に、データ送信部１０９は、ルーティング情報格納手段に格納されているルーティングテーブルを参照して、自端末が属するクラスタのクラスタヘッド１０ａのデータ受信部１０７に送信データを送信する。
データ受信部１０７は、他端末からの送信データを受信するものである。また、データ受信部１０７は、自端末が他端末に至るまでのＮｅｘｔＨｏｐとして指定されている場合に、受信した他端末からの送信データをデータ送信部１０９に出力する。自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、データ受信部１０７は、自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂ及び自端末が属するクラスタと隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのデータ送信部１０９から送信データを受信する。また、自端末がクラスタメンバ１０ｂである場合に、データ受信部１０７は、自端末が属するクラスタのクラスタヘッド１０ａのデータ送信部１０９から送信データを受信する。
トポロジ情報問合せ送信部１０６は、データ受信部１０７が他端末から送信データを受信してデータ送信部１０９が別の他端末（あて先の移動端末装置）に上記送信データを転送する場合において、ルーティング情報格納部１０１が上記別の他端末が属するクラスタのクラスタヘッド（あて先代表移動端末装置）に至るまでのルート（トポロジ情報）を保持していないときに、上記ルートをトポロジ管理装置２０へ問い合せるものである。具体的にいうと、例えば自端末（送信元代表移動端末装置）が図３に示すルーティング情報テーブルを保持している場合において、ＩＤが＃１の移動端末装置（送信元の移動端末装置）からＩＤが＃２０の移動端末装置に送信データを転送する際に、ルーティング情報テーブルには移動端末装置＃２０が属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートが保持されていない。このとき、データ送信部１０９は移動端末装置＃２０の属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートに関する情報を問い合せる旨のトポロジ情報の問合せ信号をトポロジ情報問合せ送信部１０６に出力する。そして、トポロジ情報問合せ送信部１０６は、上記トポロジ情報の問合せ信号をトポロジ管理装置２０に送信する。
トポロジ情報回答受信部１０８は、自端末から送信先の他端末が属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートに関するトポロジ情報をトポロジ管理装置２０から受信するものである。トポロジ情報回答受信部１０８がトポロジ管理装置２０から受信したトポロジ情報をデータ送信部１０９に出力すると、データ送信部１０９は、そのルート情報を参照することであて先の移動端末装置が属するクラスタのクラスタヘッドまで送信データを送信可能となる。
次に、トポロジ管理装置２０について説明する。トポロジ管理装置２０は、移動通信システム１におけるトポロジを管理するものであって、該移動通信システム１を構成する各クラスタヘッド間のアドホックネットワーク上の接続関係を管理する機能を有する。また、トポロジ管理装置２０は、例えば一クラスタヘッドから他のクラスタヘッドに至るために経由するクラスタヘッドのリストを作成し、作成したリストを上記一クラスタヘッドに通知する機能を有する。
図５は、トポロジ管理装置２０の構成概要図である。図５に示すように、トポロジ管理装置２０は、トポロジ登録受信部２０１（トポロジ登録受信手段）、トポロジ情報格納部２０２（トポロジ情報格納手段）、トポロジ情報問合せ受信部２０３、位置情報問合せ送信部２０４、位置情報回答受信部２０５（位置情報受信手段）、トポロジ計算部２０６及びトポロジ情報回答送信部２０７（トポロジ計算手段）を含んで構成される。以下、このトポロジ管理装置２０の各構成要素について詳細に説明する。
トポロジ登録受信部２０１は、クラスタヘッド１０ａのトポロジ登録送信部１０５から送信されたトポロジ登録情報を受信するものである。このトポロジ登録情報には、該クラスタヘッド１０ａのＩＤ及び該クラスタヘッド１０ａが属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが含まれる。トポロジ登録受信部２０１は、受信したトポロジ登録情報をトポロジ情報格納部２０２に出力する。
トポロジ情報格納部２０２は、トポロジ登録受信部２０１から入力されたトポロジ登録情報を格納するものである。図６は、トポロジ情報格納部２０２に格納されたトポロジ登録情報の一例を示している。図６に示すように、トポロジ情報格納部２０２は、一クラスタヘッドに対して一つのトポロジ情報テーブルを格納する。各トポロジ情報テーブルには、該クラスタヘッドが属するクラスタと隣接した他のクラスタにおけるクラスタヘッドのＩＤが格納されている。すなわち、図６は、例えば、クラスタヘッド＃９のクラスタが、クラスタヘッド＃４のクラスタ及びクラスタヘッド＃１７のクラスタと隣接していることなどを示している。
トポロジ情報問合せ受信部２０３は、クラスタヘッド１０ａのトポロジ情報問合せ送信部１０６からトポロジ情報の問合せ信号を受信するものである。クラスタヘッド１０ａがトポロジ情報を問い合せる際には、自端末のＩＤ及びあて先の他端末のＩＤをトポロジ情報問合せ受信部２０３に送信する。トポロジ情報問合せ受信部２０３は、クラスタヘッド１０ａから受信した該自端末のＩＤをトポロジ計算部２０６に出力し、あて先の他端末のＩＤを位置情報問合せ送信部２０４に出力する。
位置情報問合せ送信部２０４は、トポロジ情報問合せ受信部２０３から上記あて先の他端末のＩＤを入力され、そのあて先の他端末のＩＤを位置情報の問合せ信号として位置管理装置３０に送信することで、上記あて先の他端末が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを位置管理装置３０に問い合せるものである。
位置情報回答受信部２０５は、位置管理装置３０から送信された上記あて先の他端末が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを、位置情報問合せ送信部２０４が位置管理装置３０に送信した位置情報の問合せに対する位置情報回答として受信するものである。位置情報回答受信部２０５は、受信した位置情報回答をトポロジ計算部２０６に出力する。
トポロジ計算部２０６は、トポロジ情報問合せ受信部２０３から入力されたＩＤを送信元クラスタヘッドのＩＤとし、且つ、位置情報回答受信部２０５から入力された位置情報回答をあて先クラスタヘッドのＩＤとし、トポロジ情報格納部２０２に格納されたトポロジ情報テーブルを参照することで、送信元クラスタヘッドからあて先クラスタヘッドに至るまでに経由するクラスタヘッドのリストを作成するものである。このリストの作成には、例えば公知のダイクストラ法が用いられる。具体的にいうと、例えば、あて先クラスタヘッドのＩＤが＃１７であり、送信元クラスタヘッドのＩＤが＃４である場合に、トポロジ計算部２０６は、先ず、送信元クラスタヘッド＃４のトポロジ情報テーブルを参照する（図６参照）。クラスタヘッド＃４のトポロジ情報テーブルには、クラスタヘッド＃９のエントリがあることから、次にクラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブルを参照する。また、クラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブルにはクラスタヘッド＃１７のエントリがある。よって、クラスタヘッド＃４からクラスタヘッド＃１７に至るまでに経由するクラスタヘッドは、クラスタヘッド＃４、＃９及び＃１７であることがわかる。トポロジ計算部２０６は、このように作成したリストをトポロジ情報回答送信部２０７に出力する。
トポロジ情報回答送信部２０７は、トポロジ計算部２０６から入力された上記リストをトポロジ情報の問合せに対する回答として、問合せを行った当該クラスタヘッド１０ａに送信するものである。
次に、位置管理装置３０について説明する。位置管理装置３０は、各移動端末装置がどのクラスタに属しているかを管理するものである。図７は、位置管理装置３０の構成概要図である。図７に示すように、位置管理装置３０は、位置登録受信部３０１（位置登録受信手段）、位置情報格納部３０２（位置情報格納手段）、位置情報問合せ受信部３０３、及び位置情報回答送信部３０４（位置情報検索手段）を含んで構成される。以下、この位置管理装置３０の各構成要素について詳細に説明する。
位置登録受信部３０１は、クラスタヘッド１０ａの位置登録送信部１０４から送信された位置登録情報を受信するものである。この位置登録情報には、該クラスタヘッド１０ａのＩＤ及び該クラスタヘッド１０ａの属しているクラスタのクラスタメンバ１０ｂのＩＤが含まれる。位置登録受信部３０１は、受信した位置登録情報を位置情報格納部３０２に出力する。
位置情報格納部３０２は、位置登録受信部３０１から入力された位置登録情報を格納するものである。図８は、位置情報格納部３０２に格納された位置情報テーブルの一例を示している。図８に示すように、位置情報テーブルは、第１列に各移動端末装置のＩＤが記録される。また、位置情報テーブルの第２列には、第１列に記録されたＩＤの移動端末装置が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤが記録される。具体的にいうと、図８は、クラスタメンバ＃１、クラスタメンバ＃２、クラスタメンバ＃３、クラスタヘッド＃４、クラスタメンバ＃５などの位置登録情報をクラスタヘッド＃４から受信し、クラスタメンバ＃１９、クラスタメンバ＃２０などの位置登録情報をクラスタヘッド＃１７から受信した場合に、位置情報格納部３０２に記録された位置情報テーブルの一例である。
位置情報問合せ受信部３０３は、トポロジ管理装置２０の位置情報問合せ送信部２０４から位置情報問合せを受信するものである。トポロジ管理装置２０が位置情報を問い合せる際には、問合せの対象となる移動端末装置のＩＤを位置情報の問合せ信号として位置情報問合せ受信部３０３に送信する。位置情報問合せ受信部３０３は、トポロジ管理装置２０から受信した移動端末装置のＩＤを位置情報回答送信部３０４に出力する。
位置情報回答送信部３０４は、問合せの対象となる移動端末装置のＩＤを位置情報問合せ受信部３０３から入力され、該移動端末装置が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを位置情報テーブルから検索し、該クラスタヘッドのＩＤを問合せに対する回答としてトポロジ管理装置２０に送信するものである。具体的にいうと、例えば、問合せの対象となる移動端末装置のＩＤが＃２０であり、位置管理装置３０は図８の位置情報テーブルを保持している場合に、位置情報回答送信部３０４は位置情報テーブルの第１列からＩＤの＃２０のエントリを検索する。そして、検索されたエントリの第２列に格納されたＩＤである＃１７を位置情報回答としてトポロジ管理装置２０の位置情報回答受信部２０５に送信する。
引き続いて、このような第１実施形態の移動通信システム１を構成する移動端末装置１０、トポロジ管理装置２０、及び位置管理装置３０により行われる動作（通信方法）について、図９〜図１１のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。移動通信システム１にて行われる動作は、移動端末装置１０間で送信データが送受信されないときにも行われる常時の動作（図９を参照）と、移動端末装置１０間で送信データが送受信される際に行われる動作（図１０及び図１１を参照）に大別される。以下、各動作について詳細に説明する。
先ず、移動端末装置１０間で送信データが送受信されないときにも行われる常時の動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、例えば、移動通信システム１がクラスタメンバ＃１、クラスタヘッド＃４（以上、クラスタＡ）、クラスタメンバ＃６、クラスタヘッド＃９（以上、クラスタＢ）、クラスタヘッド＃１７、クラスタメンバ＃２０（以上、クラスタＣ）、トポロジ管理装置２０、及び位置管理装置３０を含んで構成されている場合に、各移動端末装置間で送信データが送受信されないときにも行われる常時の動作を説明するためのシーケンス図である。なお、図９においては、クラスタＡとクラスタＢとが隣接しており、クラスタＢとクラスタＣとが隣接している。
先ず、各クラスタメンバは自端末の属しているクラスタにおけるクラスタヘッドにルーティング情報を送信し、該クラスタヘッドは送信されたルーティング情報を受信する。一方、各クラスタヘッドは自端末の属しているクラスタのクラスタメンバにルーティング情報を送信し、該クラスタメンバは送信されたルーティング情報を受信する。すなわち、図９においては、クラスタメンバ＃１とクラスタヘッド＃４との間、クラスタメンバ＃６とクラスタヘッド＃９との間、クラスタヘッド＃１７とクラスタメンバ＃２０との間でルーティング情報の交換が行われる。なお、図示はしないが、各移動端末装置に受信されたルーティング情報は、各移動端末装置のルーティング情報格納部１０１に格納される（ステップＳ１０１）。
次に、各クラスタヘッドは自端末の属しているクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドにルーティング情報を送信し、該他のクラスタのクラスタヘッドは送信されたルーティング情報を受信する。すなわち、図９においては、クラスタヘッド＃４とクラスタヘッド＃９との間、クラスタヘッド＃９とクラスタヘッド＃１７との間でルーティング情報の交換が行われる。なお、クラスタヘッド＃４が属しているクラスタとクラスタヘッド＃１７が属しているクラスタとは互いに隣接していないため、ルーティング情報の交換は行われない。なお、図示はしないが、各クラスタヘッドに受信されたルーティング情報は、各クラスタヘッドのルーティング情報格納部１０１に格納される（ステップＳ１０２）。
次に、各クラスタヘッドは自端末のＩＤ、及び自端末の属しているクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤをトポロジ登録情報としてトポロジ管理装置２０に送信する。すなわち、図９においては、クラスタヘッド＃４は自端末のＩＤとクラスタヘッド＃９のＩＤをトポロジ管理装置２０に送信し、クラスタヘッド＃９は自端末のＩＤとクラスタヘッド＃４及びクラスタヘッド＃１７のＩＤをトポロジ管理装置２０に送信し、クラスタヘッド＃１７は自端末のＩＤとクラスタヘッド＃９のＩＤをトポロジ管理装置２０に送信する。なお、図示はしないが、トポロジ管理装置２０に受信されたトポロジ登録情報は、トポロジ管理装置２０のトポロジ情報格納部２０２に格納される（ステップＳ１０３）。
次に、各クラスタヘッドは自端末のＩＤ、及び自端末の属しているクラスタにおけるクラスタメンバのＩＤを位置登録情報として位置管理装置３０に送信する。すなわち、図９においては、クラスタヘッド＃４は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃１のＩＤを位置管理装置３０に送信し、クラスタヘッド＃９は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃６のＩＤを位置管理装置３０に送信し、クラスタヘッド＃１７は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃２０のＩＤを位置管理装置３０に送信する。なお、図示はしないが、位置管理装置３０に受信された位置登録情報は、位置管理装置３０の位置情報格納部３０２に格納される（ステップＳ１０４）。
続いて、移動端末装置１０間で送信データが送受信される際に行われる動作について、特に送信元の移動端末装置の属するクラスタのクラスタヘッドが、あて先の移動端末装置の属するクラスタのクラスタヘッドまでのルートを保持している場合の動作について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、図９を参照しながら上記説明したようなルーティング情報の交換（ステップＳ１０１及びステップＳ１０２）、トポロジ情報の登録（ステップＳ１０３）、及び位置情報の登録（ステップＳ１０４）が行われた後に、送信元の移動端末装置のクラスタメンバ＃１からあて先の移動端末装置＃９に、送信データが送信される際に行われる動作を説明するためのシーケンス図である。
先ず、クラスタメンバ＃１は、あて先の移動端末装置＃９のＩＤ、及び送信データを自端末が属しているクラスタのクラスタヘッド＃４に送信する（ステップＳ２０１）。
ステップＳ２０１にて、あて先の移動端末装置＃９のＩＤ、及び送信データを受信したクラスタヘッド＃４は、移動端末装置＃９が属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートを自端末のルーティング情報格納部１０１から検索する。上記ステップＳ１０２において、クラスタヘッド＃４のルーティング情報格納部１０１には、自端末が属しているクラスタＡに隣接したクラスタＢのクラスタヘッドが移動端末装置＃９であることが記録されている。これにより、クラスタヘッド＃４は、あて先の移動端末装置＃９までのルートを知ることができる（ステップＳ２０２）。
ステップＳ２０１にてあて先の移動端末装置＃９に至るまでのルートを知り、クラスタヘッド＃４は、ステップＳ２０１にてクラスタメンバ＃１から受信した送信データをあて先の移動端末装置＃９に転送する（ステップＳ２０３）。
続いて、移動端末装置１０間で送信データが送受信される際に行われる動作について、特に送信元の移動端末装置の属するクラスタのクラスタヘッドが、あて先の移動端末装置の属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートを保持していない場合について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、図９を参照しながら上記説明したようなルーティング情報の交換（ステップＳ１０１及びステップＳ１０２）、トポロジ情報の登録（ステップＳ１０３）、及び位置情報の登録（ステップＳ１０４）が行われた後に、送信元の移動端末装置のクラスタメンバ＃１からあて先の移動端末装置＃２０に、送信データが送信される際に行われる動作を説明するためのシーケンス図である。
先ず、クラスタメンバ＃１は、あて先の移動端末装置＃２０のＩＤ、及び送信データを自端末が属しているクラスタのクラスタヘッド＃４に送信する（ステップＳ２０１）。
ステップＳ２０１にて、あて先の移動端末装置＃２０のＩＤ、及び送信データを受信したクラスタヘッド＃４は、移動端末装置＃２０が属するクラスタのクラスタヘッドに至るまでのルートを自端末のルーティング情報格納部１０１から検索する。しかし、上記ステップＳ１０１及びステップＳ１０２において、クラスタヘッド＃４のルーティング情報格納部１０１には上記ルートが保持されていない。このため、クラスタヘッド＃４は、上記ルートに関する情報を問い合せる旨を表すトポロジ情報の問合せ信号をトポロジ管理装置２０へ送信する。なお、このトポロジ情報の問合せ信号には、自端末のクラスタヘッド＃４のＩＤ、及びあて先の移動端末装置＃２０のＩＤが含まれる（ステップＳ２０２）。
ステップＳ２０２にて、あて先の移動端末装置＃２０のＩＤを受信したトポロジ管理装置２０は、あて先の移動端末装置＃２０が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを問い合せる旨を表す位置情報の問合せ信号を位置管理装置３０へ送信する。なお、この位置情報の問合せ信号には、あて先の移動端末装置＃２０のＩＤが含まれる（ステップＳ２０３）。
ステップＳ２０３にて、あて先の移動端末装置＃２０のＩＤを受信した位置管理装置３０は、移動端末装置＃２０が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを位置情報格納部３０２から読み出し、該クラスタヘッド＃１７のＩＤを位置情報の問合せに対する回答としてトポロジ管理装置２０に送信する。なお、位置管理装置３０の位置情報格納部３０２には、上述したステップＳ１０４にて、クラスタヘッド＃１７から送信されたクラスタメンバ＃２０のＩＤが格納されている。このため、位置管理装置３０は、移動端末装置＃２０が属しているクラスタのクラスタヘッドは移動端末装置＃１７であることがわかる（ステップＳ２０４）。
次に、トポロジ管理装置２０は、ステップＳ２０２にて受信したクラスタヘッド＃４のＩＤを送信元のクラスタヘッドのＩＤとし、且つ、ステップＳ２０４にて受信したクラスタヘッド＃１７のＩＤをあて先のクラスタヘッドのＩＤとし、トポロジ情報格納部２０２を検索することで、送信元のクラスタヘッド＃４からあて先のクラスタヘッド＃１７に至るまでに経由するクラスタヘッドのリストを作成する。トポロジ管理装置２０のトポロジ情報格納部２０２には、上述したステップＳ１０３にて、クラスタヘッド＃４から送信されたクラスタヘッド＃９のＩＤ、クラスタヘッド＃９から送信されたクラスタヘッド＃４及びクラスタヘッド＃１７のＩＤ、及びクラスタヘッド＃１７から送信されたクラスタヘッド＃９のＩＤが格納されている。このため、トポロジ管理装置２０は、クラスタヘッド＃４からクラスタヘッド＃１７に至るまでに経由するクラスタヘッドは、クラスタヘッド＃４、＃９及び＃１７であることがわかる。このように作成されたリストは、クラスタヘッド＃４に送信される（ステップＳ２０５）。
次に、クラスタヘッド＃４が、ステップＳ２０５にてトポロジ管理装置２０により送信された上記リストを、ステップＳ２０２にて送信したトポロジ情報の問合せ信号に対する回答として受信する。これにより、クラスタヘッド＃４は、ステップＳ２０１にてクラスタメンバ＃１から受信した送信データをあて先の移動端末装置＃２０に送信するためには、先ずは、クラスタヘッド＃９に転送すればいいことがわかる（ステップＳ２０６）。
次に、クラスタヘッド＃４が送信データをクラスタヘッド＃９に転送し、クラスタヘッド＃９がクラスタヘッド＃４から受信した送信データをクラスタヘッド＃１７に転送し、クラスタヘッド＃１７がクラスタヘッド＃９から受信した送信データをクラスタメンバ＃２０に転送する。これにより、送信元のクラスタメンバ＃１から送信された送信データは、あて先の移動端末装置＃２０に適切に送信される（ステップＳ２０７）。
続いて、第１実施形態の作用及び効果について説明する。第１実施形態における移動通信システム１を構成する移動端末装置１０によれば、クラスタメンバ１０ｂとなる移動端末装置１０は、データ通信を行うために必要なルーティング情報を自端末が属するクラスタのクラスタヘッド１０ａのみと交換する。すなわち、クラスタメンバ１０ｂとなる移動端末装置１０は、自端末の属するクラスタのクラスタヘッド１０ａのルーティング情報のみを保持し、該クラスタヘッド１０ａのみに自端末のルーティング情報を送信する。これにより、移動通信システム１を構成する移動端末装置１０間で相互に交換されるルーティング情報量が少なくなり、クラスタメンバ１０ｂにかかる負荷を少なくすることができる。
また、クラスタヘッド１０ａとなる移動端末装置１０は、データ通信を行うために必要なルーティング情報を自端末が属するクラスタと隣接した他のクラスタのクラスタヘッド、及び自端末が属するクラスタにおけるクラスタメンバ１０ｂのみと交換する。すなわち、クラスタヘッド１０ａとなる移動端末装置１０は、隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのルーティング情報、及び自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂのルーティング情報のみを保持し、自端末のルーティング情報を上記他のクラスタのクラスタヘッド、及び自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂのみに送信する。これにより、移動通信システム１を構成する移動端末装置１０間で相互に交換されるルーティング情報量が少なくなり、クラスタヘッド１０ａとなる移動端末装置１０にかかる負荷を少なくすることができる。
また、トポロジ登録送信部１０５は自端末のＩＤとしてのクラスタヘッド１０ａのＩＤ及び隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤをトポロジ管理装置２０に送信し、位置登録送信部１０４は自端末のＩＤとしてのクラスタヘッド１０ａのＩＤ及び自端末が属するクラスタのクラスタメンバ１０ｂのＩＤを位置管理装置３０に送信する。そして、送信元の移動端末装置は、あて先の移動端末装置までの移動通信システム１上におけるルートを自ら保持しない場合においても、必要なルート情報をトポロジ管理装置２０及び位置管理装置３０に問い合せて受信することで、当該あて先の移動端末装置までのルートを知ることができ、送信データを適切に送信することが可能となる。
また、第１実施形態における移動通信システム１を構成するトポロジ管理装置２０によれば、トポロジ登録受信部２０１は、クラスタヘッドのＩＤ及び該クラスタヘッドが属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤ、すなわち移動通信システム１においてクラスタヘッド間の位置関係を表す情報を受信する。また、トポロジ情報格納部２０２は、トポロジ登録受信部２０１が受信した情報を格納する。そして、トポロジ計算部２０６は、トポロジ情報格納部２０２を参照してアドホックネットワーク内の各クラスタヘッド間のルートを計算し、例えばあて先の移動端末装置までのルートを保持していない送信元クラスタヘッドに、上記計算したルート情報を送信することができる。
また、トポロジ管理装置２０は、移動端末装置１０としてはクラスタヘッド１０ａのみと情報の送受信を行う。したがって、トポロジ管理装置２０が送受信する情報量が少なくなり、トポロジ管理装置２０にかかる負荷を少なくすることができる。
また、第１実施形態における移動通信システム１を構成する位置管理装置３０によれば、位置登録受信部３０１は、クラスタヘッドのＩＤ、及び該クラスタヘッドが属するクラスタにおけるクラスタメンバのＩＤ、すなわち移動通信システム１を構成する任意のクラスタの内部における移動端末装置間の位置関係を表す情報を受信する。また、位置情報格納部３０２は、位置登録受信部３０１が受信した情報を格納する。そして、位置情報検索部は、位置情報格納部３０２を参照して、例えば任意のあて先の移動端末装置が属するクラスタにおけるクラスタヘッドのＩＤを検索してトポロジ管理装置２０に送信することができる。
また、位置管理装置３０は、移動端末装置１０としてはクラスタヘッド１０ａのみから情報を受信する。したがって、位置管理装置３０が受信する情報量が少なくなり、位置管理装置３０にかかる負荷を少なくすることができる。
また、第１実施形態が、複数の移動端末装置１０の集合、トポロジ管理装置２０、及び位置管理装置３０を含んで構成される通信ネットワークにおける通信方法として記述される場合においても、上記と同様の作用・効果を奏する。
［第２実施形態］
引き続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態において、移動通信システム１の構成は、図１で示した第１実施形態の場合と同様であるが、アドホックネットワークを構成する移動端末装置１０Ａ、及びインフラネットワークを構成するトポロジ管理装置２０Ａにおいて、第１実施形態の場合と相違点がある。以下、第２実施形態における移動端末装置１０Ａ及びトポロジ管理装置２０Ａの各構成要素について、第１実施形態の場合と相違する部分を中心に詳細に説明する。
先ず、第２実施形態における移動端末装置１０Ａについて、図１２を参照しながら説明する。図１２は、第２実施形態における移動端末装置１０Ａの構成概要図である。図１２に示すように、第２実施形態における移動端末装置１０Ａは、第１実施形態における移動端末装置１０に比べて、トポロジ登録判断部１１０Ａを更に備えている。トポロジ登録判断部１１０Ａは、自端末がクラスタヘッド１０ａである場合に、自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、所定の規則により限られた特定のクラスタヘッドのＩＤのみをトポロジ登録送信部１０５Ａに出力するものである。上記所定の規則として、第２実施形態においては、自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤのみを取り出して、トポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。このほか、例えば自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより小さいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤのみを取り出すなど、実装の簡便さ等を考慮して適宜に上記所定の規則を決めることができる。
自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤを取り出す方法として、トポロジ登録判断部１１０Ａは、先ず、ルーティング情報格納部１０１を参照して、ルーティング情報テーブルからＨｆｌａｇの値が１である他端末のＩＤを検索する。そして、自端末のＩＤと大小の比較を行い、自端末のＩＤより大きいＩＤのみをトポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。具体的にいうと、例えば、クラスタヘッド＃４のルーティング情報テーブルである図３の場合、クラスタヘッド＃４のトポロジ登録判断部１１０Ａは、自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤとして、＃９をトポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。
トポロジ登録送信部１０５Ａは、上記所定の規則により限られてトポロジ登録判断部１１０Ａから入力された特定のクラスタヘッドのＩＤ、及びルーティング情報格納部１０１から取り出した自端末のＩＤをトポロジ登録情報としてトポロジ管理装置２０Ａに送信するものである。上記図３の場合において、クラスタヘッド＃４のトポロジ登録送信部１０５Ａは、トポロジ登録判断部１１０Ａから入力された＃９をトポロジ管理装置２０Ａに送信し、ルーティング情報格納部１０１から取り出した＃４を自端末のＩＤとしてトポロジ管理装置２０Ａに送信する。
次に、第２実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、第２実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａの構成概要図である。図１３に示すように、第２実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａは、第１実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａに比べて、トポロジ登録置換部２０８Ａを更に備えており、トポロジ登録受信部２０１Ａはクラスタヘッドから受信したトポロジ登録情報をトポロジ登録置換部２０８Ａに出力する。このトポロジ登録情報には、送信元のクラスタヘッドの自端末のＩＤ及び該クラスタヘッドが属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが含まれる。
トポロジ登録置換部２０８Ａは、トポロジ登録受信部２０１Ａから入力されたトポロジ登録情報（以下、「第１トポロジ登録情報」と記載）から第２トポロジ登録情報を作成するものである。具体的に言うと、トポロジ登録置換部２０８Ａは、第１トポロジ登録情報の送信元のクラスタヘッドのＩＤを、該送信元のクラスタヘッドの属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤに置換し、且つ、該送信元のクラスタヘッドの属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤを、第１トポロジ登録情報の送信元のクラスタヘッドのＩＤに置換することで、第２トポロジ登録情報を作成する。すなわち、例えば、クラスタヘッド＃４が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃９であることを表す第１トポロジ登録情報を入力された場合に、トポロジ登録置換部２０８Ａは、クラスタヘッド＃９が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃４であることを表す第２トポロジ登録情報を作成する。そして、トポロジ登録置換部２０８Ａは、作成した第１トポロジ登録情報及び第２トポロジ登録情報をトポロジ情報格納部２０２Ａに出力する。
トポロジ情報格納部２０２Ａは、トポロジ登録置換部２０８Ａから入力された第１トポロジ登録情報及び第２トポロジ登録情報を格納するものである。図１４は、トポロジ情報格納部２０２Ａに格納された第１トポロジ登録情報及び第２トポロジ登録情報の一例を示している。図１４には、図６に示した第１実施形態の場合のようにトポロジ登録受信部２０１が４回のトポロジ登録情報の受信を行うことなく、トポロジ登録受信部２０１Ａが２回のみのトポロジ登録情報の受信を行うことで、図６の場合と同様に４つのトポロジ登録情報が格納されている。すなわち、クラスタヘッド＃４からの第１トポロジ登録情報はそのままクラスタヘッド＃４のトポロジ情報テーブルとして格納され、その第１トポロジ登録情報から作成された第２トポロジ登録情報はクラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブル（２行目）として格納されている。また、クラスタヘッド＃９からの第１トポロジ登録情報はそのままクラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブル（１行目）として格納され、その第１トポロジ登録情報から作成された第２トポロジ登録情報はクラスタヘッド＃１７のトポロジ情報テーブルとして格納されている。
引き続いて、このような第２実施形態の移動通信システム１を構成する移動端末装置１０Ａ、トポロジ管理装置２０Ａ、及び位置管理装置３０により行われる動作について、図１５のシーケンス図を参照しながら詳細に説明する。図１５は、例えば、移動通信システム１がクラスタメンバ＃１、クラスタヘッド＃４（以上、クラスタＡ）、クラスタメンバ＃６、クラスタヘッド＃９（以上、クラスタＢ）、クラスタヘッド＃１７、クラスタメンバ＃２０（以上、クラスタＣ）、トポロジ管理装置２０Ａ、及び位置管理装置３０を含んで構成されている場合に、各移動端末装置間で送信データが送受信されないときにも行われる常時の動作を説明するためのシーケンス図である。なお、図１５においては、クラスタＡとクラスタＢとが隣接しており、クラスタＢとクラスタＣとが隣接している。
先ず、各クラスタメンバは自端末の属しているクラスタにおけるクラスタヘッドにルーティング情報を送信し、該クラスタヘッドは送信されたルーティング情報を受信する。一方、各クラスタヘッドは自端末の属しているクラスタのクラスタメンバにルーティング情報を送信し、該クラスタメンバは送信されたルーティング情報を受信する。すなわち、図１５においては、クラスタメンバ＃１とクラスタヘッド＃４との間、クラスタメンバ＃６とクラスタヘッド＃９との間、クラスタヘッド＃１７とクラスタメンバ＃２０との間でルーティング情報の交換が行われる。なお、図示はしないが、各移動端末装置に受信されたルーティング情報は、各移動端末装置のルーティング情報格納部１０１に格納される（ステップＳ３０１）。
次に、各クラスタヘッドは自端末の属しているクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドにルーティング情報を送信し、該他のクラスタのクラスタヘッドは送信されたルーティング情報を受信する。すなわち、図１５においては、クラスタヘッド＃４とクラスタヘッド＃９との間、クラスタヘッド＃９とクラスタヘッド＃１７との間でルーティング情報の交換が行われる。なお、クラスタヘッド＃４が属しているクラスタとクラスタヘッド＃１７が属しているクラスタとは互いに隣接していないため、ルーティング情報の交換は行われない。なお、図示はしないが、各クラスタヘッドに受信されたルーティング情報は、各クラスタヘッドのルーティング情報格納部１０１に格納される（ステップＳ３０２）。
次に、各クラスタヘッドのトポロジ登録判断部１１０Ａは、先ず、ルーティング情報格納部１０１を参照して、ルーティング情報テーブルからＨｆｌａｇの値が１である他端末のＩＤを検索する。そして、自端末のＩＤと大小の比較を行い、自端末のＩＤより大きいＩＤのみを取り出してトポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。すなわち、クラスタヘッド＃４のトポロジ登録判断部１１０Ａは、＃９をトポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。また、クラスタヘッド＃９のトポロジ登録判断部１１０Ａは、自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤとして、＃１７をトポロジ登録送信部１０５Ａに出力する。また、クラスタヘッド＃１７のトポロジ登録判断部１１０Ａは、クラスタヘッド＃９が自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドではないことから、トポロジ登録送信部１０５Ａに何も出力しない（ステップＳ３０３）。
次に、各クラスタヘッドのトポロジ登録送信部１０５Ａは、ステップＳ３０３にてトポロジ登録判断部１１０Ａから入力されたＩＤ、及びルーティング情報格納部１０１から取り出した自端末のＩＤを第１トポロジ登録情報としてトポロジ管理装置２０Ａに送信する。すなわち、クラスタヘッド＃４のトポロジ登録送信部１０５Ａは＃４及び＃９をトポロジ管理装置２０Ａに送信し、クラスタヘッド＃９のトポロジ登録送信部１０５Ａは＃９及び＃１７をトポロジ管理装置２０Ａに送信する（ステップＳ３０４）。
次に、トポロジ管理装置２０Ａのトポロジ登録置換部２０８Ａは、各クラスタヘッドのトポロジ登録送信部１０５Ａから入力された第１トポロジ登録情報から第２トポロジ登録情報を作成する。すなわち、例えば、クラスタヘッド＃４が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃９であることを表す第１トポロジ登録情報をクラスタヘッド＃４から入力された場合に、クラスタヘッド＃９にが属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃４であることを表す第２トポロジ登録情報が作成される。また、クラスタヘッド＃９が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃１７であることを表す第１トポロジ登録情報をクラスタヘッド＃９から入力された場合に、クラスタヘッド＃１７が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤが＃９であることを表す第２トポロジ登録情報が作成される。このように作成された第２トポロジ登録情報、及びステップＳ３０４にて送信された第１トポロジ登録情報は、トポロジ情報格納部２０２Ａに出力される（ステップＳ３０５）。
次に、ステップＳ３０５にて出力された第１トポロジ登録情報及び第２トポロジ登録情報がトポロジ管理装置２０Ａのトポロジ登録格納部により格納される。図１４に示すように、クラスタヘッド＃４からの第１トポロジ登録情報はそのままクラスタヘッド＃４のトポロジ情報テーブルとして格納され、その第１トポロジ登録情報からステップＳ３０５にて作成された第２トポロジ登録情報はクラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブル（２行目）として格納される。また、クラスタヘッド＃９からの第１トポロジ登録情報はそのままクラスタヘッド＃９のトポロジ情報テーブル（１行目）として格納され、その第１トポロジ登録情報からステップＳ３０５にて作成された第２トポロジ登録情報はクラスタヘッド＃１７のトポロジ情報テーブルとして格納される（ステップＳ３０６）。
次に、各クラスタヘッドは自端末のＩＤ、及び自端末の属しているクラスタにおけるクラスタメンバのＩＤを位置登録情報として位置管理装置３０に送信する。すなわち、図１５においては、クラスタヘッド＃４は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃１のＩＤを位置管理装置３０に送信し、クラスタヘッド＃９は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃６のＩＤを位置管理装置３０に送信し、クラスタヘッド＃１７は自端末のＩＤとクラスタメンバ＃２０のＩＤを位置管理装置３０に送信する。なお、図示はしないが、位置管理装置３０に受信された位置登録情報は、位置管理装置３０の位置情報格納部３０２に格納される（ステップＳ３０７）。
続いて、第２実施形態の作用及び効果について説明する。第２実施形態における移動端末装置１０Ａによれば、トポロジ登録送信部１０５Ａは、自端末が属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、自端末のＩＤより大きいＩＤを有するクラスタヘッドのＩＤのみをトポロジ管理装置２０Ａに送信する。したがって、移動端末装置１０Ａからトポロジ管理装置２０Ａに送信される情報量が少なくなり、移動端末装置１０Ａにかかる負荷を少なくすることができる。
また、第２実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａによれば、トポロジ登録受信部２０１Ａは、送信元のクラスタヘッドが属するクラスタに隣接した他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤの中で、該送信元のクラスタヘッドのＩＤより大きいＩＤを有する他のクラスタのクラスタヘッドのＩＤのみを該送信元のクラスタヘッドから受信する。したがって、該送信元のクラスタヘッドから送信されトポロジ管理装置２０Ａに受信される情報量が少なくなり、トポロジ管理装置２０Ａにかかる負荷を少なくすることができる。
第１実施形態における移動通信システム１の構成概要図である。 図１の移動端末装置１０の構成概要図である クラスタヘッド１０ａとしての移動端末装置１０に格納されたルーティング情報テーブルの一例である。 クラスタメンバ１０ｂとしての移動端末装置１０に格納されたルーティング情報テーブルの一例である。 図１のトポロジ管理装置２０の構成概要図である。 図５のトポロジ管理装置２０に格納されたトポロジ登録情報の一例である。 図１の位置管理装置３０の構成概要図である。 図７の位置管理装置３０に格納された位置登録情報の一例である。 図１の移動通信システム１における動作を説明するためのシーケンス図である。 図１の移動通信システム１における動作を説明するためのシーケンス図である。 図１の移動通信システム１における動作を説明するためのシーケンス図である。 第２実施形態における移動端末装置１０Ａの構成概要図である。 第２実施形態におけるトポロジ管理装置２０Ａの構成概要図である。 図１３のトポロジ管理装置２０Ａに格納されたトポロジ登録情報の一例である。 第２実施形態の移動通信システム１における動作を説明するためのシーケンス図である。
符号の説明
１…移動通信システム、１０，１０Ａ…移動端末装置、１０ａ…クラスタヘッド、１０ｂ…クラスタメンバ、１０１…ルーティング情報格納部、１０２…ルーティング情報受信部、１０３…ルーティング情報送信部、１０４…位置情報送信部、１０５，１０５Ａ…トポロジ情報送信部、１０６…トポロジ情報問合せ送信部、１０７…データ受信部、１０８…トポロジ情報回答受信部、１０９…データ送信部、１１０Ａ…トポロジ登録判断部、２０，２０Ａ…トポロジ管理装置、２０１，２０１Ａ…トポロジ登録受信部、２０２，２０２Ａ…トポロジ情報格納部、２０３…トポロジ情報問合せ受信部、２０４…位置情報問合せ送信部、２０５…位置情報回答受信部、２０６…トポロジ計算部、２０７…トポロジ情報回答送信部、２０８Ａ…トポロジ登録置換部、３０…位置管理装置、３０１…位置登録受信部、３０２…位置情報格納部、３０３…位置情報問合せ受信部、３０４…位置情報回答送信部。

Claims (6)

  1. 通信ネットワークが複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される場合の前記移動端末装置であって、
    自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信手段と、
    前記ルーティング情報受信手段が受信した代表端末識別情報、及び自己の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報を格納するルーティング情報格納手段と、
    前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報及び前記自己端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて当該自己端末識別情報を当該代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信手段と、
    前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて、送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信手段と、
    代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合に隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記トポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信手段と、
    代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記位置管理装置に送信する位置登録送信手段と、
    送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置から、当該送信データのあて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信手段と、
    を備え、
    前記ルーティング情報受信手段は、前記他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ、前記非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信し、
    前記ルーティング情報格納手段は、前記ルーティング情報受信手段が受信した他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納し、
    前記ルーティング情報送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記非代表移動端末装置及び前記他代表移動端末装置に送信し、
    前記データ送信手段は、前記トポロジ情報受信手段が受信したトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報格納手段に格納された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、且つ前記ルーティング情報格納手段に格納された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信する、
    ことを特徴とする移動端末装置。
  2. 前記トポロジ登録送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
  3. 通信ネットワークが複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される場合の前記トポロジ管理装置であって、
    集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合と前記通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するトポロジ登録受信手段と、
    前記トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納手段と、
    送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を前記位置管理装置から受信する位置情報受信手段と、
    前記位置情報受信手段が受信した送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ情報格納手段に格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算手段と、
    を備え、
    前記トポロジ登録受信手段は、代表端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信し、
    前記トポロジ情報格納手段は、前記トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報を前記特定の他代表端末識別情報として格納し、且つ前記トポロジ登録受信手段が受信した特定の他代表端末識別情報を前記代表端末識別情報として格納する、
    ことを特徴とするトポロジ管理装置。
  4. 複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される通信ネットワークにおける通信方法であって、
    一つの移動端末装置のルーティング情報受信手段が、自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信し、自己の移動端末装置が属する集合と前記通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信ステップと、
    前記一つの移動端末装置のルーティング情報格納手段が、自己の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報、及び前記ルーティング情報受信ステップにて受信された代表端末識別情報、他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納するルーティング情報格納ステップと、
    前記一つの移動端末装置のルーティング情報送信手段が、非代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記代表移動端末装置に送信し、且つ代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記非代表移動端末装置及び前記他代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信ステップと、
    前記一つの移動端末装置のトポロジ登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び他代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信ステップと、
    前記トポロジ管理装置のトポロジ登録受信手段が、前記トポロジ登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を受信するトポロジ登録受信ステップと、
    前記トポロジ管理装置のトポロジ情報格納手段が、前記トポロジ登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納ステップと、
    前記一つの移動端末装置の位置登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び非代表端末識別情報を前記位置管理装置に送信する位置登録送信ステップと、
    前記位置管理装置の位置登録受信手段が、前記位置登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を受信する位置登録受信ステップと、
    前記位置管理装置の位置情報格納手段が、前記位置登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納する位置情報格納ステップと、
    前記位置管理装置の位置情報検索手段が、任意の非代表移動端末装置が属する集合における代表端末識別情報を、前記位置情報格納ステップにて格納された代表端末識別情報から読み出し、読み出した代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信する位置情報検索ステップと、
    前記トポロジ管理装置の位置情報受信手段が、送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を前記位置情報検索ステップにより前記位置管理装置から受信する位置情報受信ステップと、
    前記トポロジ管理装置のトポロジ計算手段が、前記位置情報受信ステップにて受信された送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ情報格納ステップにて格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算ステップと、
    前記一つの移動端末装置のトポロジ情報受信手段が、前記トポロジ計算ステップにて計算されたトポロジ情報を前記トポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信ステップと、
    前記一つの移動端末装置のデータ送信手段が、前記トポロジ情報受信ステップにて受信されたトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報受信ステップにて受信された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報受信ステップにて受信された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報受信ステップにて受信された代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信ステップと
    を備える通信方法。
  5. 前記トポロジ登録送信ステップにおいては、前記一つの移動端末装置のトポロジ登録送信手段が、代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び特定の他代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信し、
    前記トポロジ登録受信ステップにおいては、前記トポロジ管理装置のトポロジ登録受信手段が、前記トポロジ登録送信ステップにて送信された代表端末識別情報及び特定の他代表端末識別情報を受信し、
    前記トポロジ情報格納ステップにおいては、前記トポロジ管理装置のトポロジ情報格納手段が、前記トポロジ登録受信ステップにて受信された代表端末識別情報を前記特定の他代表端末識別情報として格納し、且つ、前記トポロジ登録受信ステップにて受信された特定の他代表端末識別情報を前記代表端末識別情報として格納することを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
  6. 複数の移動端末装置の集合、トポロジ管理装置、及び位置管理装置を含んで構成される通信ネットワークであって、
    前記移動端末装置は、
    自己の移動端末装置が属する集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するルーティング情報受信手段と、
    前記ルーティング情報受信手段が受信した代表端末識別情報、及び自己の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための自己端末識別情報を格納するルーティング情報格納手段と、
    前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報及び前記自己端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて当該自己端末識別情報を当該代表移動端末装置に送信するルーティング情報送信手段と、
    前記ルーティング情報格納手段から前記代表端末識別情報を読み出し、当該代表端末識別情報に基づいて、送信データを当該代表移動端末装置に送信するデータ送信手段と、
    代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合に隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記トポロジ管理装置に送信するトポロジ登録送信手段と、
    代表端末識別情報としての自己端末識別情報、及び自己の移動端末装置が属する集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を、前記ルーティング情報格納手段から読み出して前記位置管理装置に送信する位置登録送信手段と、
    送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置から、当該送信データのあて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ管理装置から受信するトポロジ情報受信手段と、
    を備え、
    前記ルーティング情報受信手段は、前記他代表端末識別情報を当該他代表移動端末装置から受信し、且つ、前記非代表端末識別情報を当該非代表移動端末装置から受信し、
    前記ルーティング情報格納手段は、前記ルーティング情報受信手段が受信した他代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納し、
    前記ルーティング情報送信手段は、代表端末識別情報としての自己端末識別情報を前記非代表移動端末装置及び前記他代表移動端末装置に送信し、
    前記データ送信手段は、前記トポロジ情報受信手段が受信したトポロジ情報に基づいて当該送信データを当該あて先代表移動端末装置に送信し、前記ルーティング情報格納手段に格納された他代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該他代表移動端末装置に送信し、且つ前記ルーティング情報格納手段に格納された非代表端末識別情報に基づいて当該送信データを当該非代表移動端末装置に送信し、
    前記トポロジ管理装置は、
    集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合と前記通信ネットワーク上において隣接した他の集合の代表となる他代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための他代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信するトポロジ登録受信手段と、
    前記トポロジ登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を格納するトポロジ情報格納手段と、
    送信データの送信元の移動端末装置が属する集合の代表となる送信元代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための送信元代表端末識別情報、及び送信データのあて先の移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先端末識別情報を当該送信元代表移動端末装置から受信し、且つ、当該あて先の移動端末装置が属する集合の代表となるあて先代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するためのあて先代表端末識別情報を前記位置管理装置から受信する位置情報受信手段と、
    前記位置情報受信手段が受信した送信元代表端末識別情報及びあて先代表端末識別情報に基づいて、当該送信元代表移動端末装置から当該あて先代表移動端末装置に至るまでの前記通信ネットワーク上における経路を表すトポロジ情報を、前記トポロジ情報格納手段に格納された代表端末識別情報及び他代表端末識別情報を参照して計算し、計算したトポロジ情報を当該送信元代表移動端末装置に送信するトポロジ計算手段と、
    を備え、
    前記位置管理装置は、
    集合の代表となる代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための代表端末識別情報、及び当該集合の代表とならない非代表移動端末装置の前記通信ネットワーク上における位置を識別するための非代表端末識別情報を当該代表移動端末装置から受信する位置登録受信手段と、
    前記位置登録受信手段が受信した代表端末識別情報及び非代表端末識別情報を格納する位置情報格納手段と、
    任意の非代表移動端末装置が属する集合における代表端末識別情報を前記位置情報格納手段から読み出し、読み出した代表端末識別情報を前記トポロジ管理装置に送信する位置情報検索手段と、
    を備える、
    ことを特徴とする通信ネットワーク。
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