JP4720792B2 - マルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード探索方法、マルチホップ通信ネットワークのノード - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワーク上に存在するノード間で通信する際に、他のノードによる通信の中継を可能にしたマルチホップ通信ネットワークにおいて、他のノードの中継なしし直接通信することができるノードを探索するマルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード探索方法、当該隣接ノードの探索方法に対応したマルチホップ通信ネットワークのノードに関するものである。

従来から、通信ネットワーク上に存在するノード（すなわち、通信端末）間で通信する際に、情報を伝送しようとするノード間で通信を直接行うことができない場合に、他のノードを通信の中継に用いることによって通信を可能にする技術が知られており、とくに通信ネットワークの一つである無線ネットワークにおいてこの技術を用いることが提案されている。この種の無線ネットワークは、マルチホップ無線ネットワークと呼ばれている。

無線ネットワークでは、ノードが移動したり雑音の影響を受けることにより、通信のルートの通信品質が時間経過に伴って変化する上に、通信可能であったノードとのルートが不通になって通信ネットワークのネットワークトポロジが時間経過に伴って変化するから、ノード間で通信を維持するには、ノード間で経路情報を交換し、使用可能なルートを探索するとともに使用可能なルートのうち通信品質のよいルートを選択することが必要である。

ところで、無線ネットワークにおける上述の問題は、電力線を伝送路に用いる電力線搬送通信（以下、「ＰＬＣ」（Power Line Communication）と略称する）の技術を用いて構築した通信ネットワークであるＰＬＣネットワークにおいても生じる。ＰＬＣネットワークの用途としては、たとえば、集合住宅において各住戸と管理室とにそれぞれノードを設置することによって、各住戸の設備機器を集中監視・制御するシステムが提案されている。

この種のシステムでは、電力線をルートに用いて高周波の搬送波信号を用いて情報を伝送するものであるから、搬送波信号には微弱な電力を用いており、集合住宅のように電力線の総延長が長くなると、各住戸に設置したノードから管理室のノードに対して通信を直接行うことができない場合が生じる。また、ＰＬＣネットワークはノードを電力線に接続するものであるから、電力線に接続された負荷機器により発生する雑音が通信品質に影響し、ノードを電力線のコンセントに接続する場合にはコンセントに対するノードの抜き差しによってネットワークトポロジが変化することになる。

したがって、ＰＬＣネットワークにおいても、マルチホップ無線ネットワークと同様に、他のノードを通信の中継に用いるとともに、ルートを探索し選択するマルチホップ通信ネットワークの技術が要求される。ＰＬＣネットワークにマルチホップ通信ネットワークの技術を適用した事例は知られている（たとえば、特許文献１参照）。

ところで、マルチホップ通信ネットワークでは、通信を開始する前にどのノードを通るルートを用いるかを探索して選択しなければならない。ルートの探索は、通信しようとする出発点のノードと到着点のノードとの間に存在する可能なルートを見つけ出す処理であり、ルートの選択は、可能なルートのうち通信品質が上位であるルートを選び出す処理である。

ルートを探索するには、まず他のノードの中継なしに通信することができるノードの対（言い換えれば、ノード間のリンク）を検出する必要がある。このようなリンクがわかれば、リンクを辿ることにより通信データの出発点と到着点とのノードを結ぶルートを追跡することができる。一方、ルートを選択するには、リンクごとの通信品質を評価する必要がある。すなわち、探索により得られたルートのうちで、通信品質が良好であるルートを採用するのが望ましいから、各リンクの通信品質を適宜の評価値で評価し、この評価値を用いて出発点から到着点までの通信品質を推定し、通信品質が良好なルートを選択するのである。

他のノードの中継なしに通信することができるノードの対を検出する技術としては、特許文献１において、各ノードが適時にハローメッセージと称する信号を送受信し、ハローメッセージをノードが受信することによって受信方向の通信品質を取得し、さらに受信側のノードから受信方向の通信品質を含むハローメッセージを送信することにより、送信側のノードに送信方向の通信品質を取得させる技術が示されている。
特開２００６−６７５５７号公報

ところで、ハローメッセージは隣接ノードを検出するために用いているから、ハローメッセージを送信する時間間隔が短いほどネットワークトポロジの変化を検出しやすくなる。一方、ハローメッセージを送信する頻度が高くなると、ルートを検出するためのトラフィックが増加し、本来の通信データで利用可能な帯域が狭くなるという問題が生じる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、通信ネットワーク内に新たなノードが追加されたときや通信ネットワークから利用できるリンクが消失したときのようなネットワークトポロジの変化を迅速に検出できるようにしながらも、トラフィックの増加を抑制し通信データの使用する帯域の低下を防止したマルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード探索方法、マルチホップ通信ネットワークのノードを提供することにある。

請求項１の発明は、複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークにおいて他のノードによる中継なしに通信可能なノードである隣接ノードを探索する方法であって、各ノードは、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルを備え、第１の時間間隔で自アドレスを情報に含む第１のハローメッセージを送信する通常モードと、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で自アドレスを情報に含む第２のハローメッセージを送信する過渡モードとの動作モードを有し、ノードが通常モードであるときに過渡モードである他のノードから第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した時間は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とする。

請求項２の発明は、複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークにおいて他のノードによる中継なしに通信可能なノードである隣接ノードを探索する方法であって、各ノードは、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルを備え、第１の時間間隔で自アドレスを情報に含む第１のハローメッセージを送信する通常モードと、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で自アドレスを情報に含む第２のハローメッセージを送信する過渡モードとの動作モードを有し、ノードが通常モードであるときに過渡モードである他のノードから第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した回数は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とする。

請求項３の発明は、複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークに用いるノードであって、自アドレスを含むハローメッセージを送信するとともにハローメッセージを受信すると自アドレスを情報に含むハローメッセージを送信することにより相手ノードに隣接アドレスを取得させる通信手段と、ハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔と第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔とから選択するタイマと、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する通常モードと第２の時間間隔で第２のハローメッセージを送信する過渡モードとを選択する信号処理手段と、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルとを有し、信号処理手段は、通常モードのときに過渡モードである他のノードから通信手段を通して第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した時間は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とする。
請求項４の発明は、複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークに用いるノードであって、自アドレスを含むハローメッセージを送信するとともにハローメッセージを受信すると自アドレスを情報に含むハローメッセージを送信することにより相手ノードに隣接アドレスを取得させる通信手段と、ハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔と第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔とから選択するタイマと、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する通常モードと第２の時間間隔で第２のハローメッセージを送信する過渡モードとを選択する信号処理手段と、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルとを有し、信号処理手段は、通常モードのときに過渡モードである他のノードから通信手段を通して第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した回数は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とする。

請求項１〜４の発明の構成によれば、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する通常モードと、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で第２のハローメッセージを送信する過渡モードとを選択可能にし、通常モードのノードは、過渡モードである他のノードから第２のハローメッセージを受信したときに過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した時間または規定した回数は第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で第１のハローメッセージを送信するから、いずれかのノードが第２のハローメッセージを送信したときには、第２のハローメッセージを受信したノードのみが短い時間間隔で第１のハローメッセージを送信することになり、他のノードはトラフィックを増加させることがない。つまり、トラフィックの増加が通信ネットワークの一部で局所的に生じるだけで、他の箇所に波及しないから、通信ネットワークの全体でみればトラフィックの増加を抑制することができる。その結果、本来の通信データの伝送に利用できる帯域を狭めることなくルートの探索が可能になる。しかも、第１の時間間隔よりも短い時間間隔で第１のハローメッセージを送信することにより、通信ネットワークに新規に参入し第２のハローメッセージを送信したノードは短時間で隣接ノードとのリンクの状態を把握でき、ルートを早期に検出することが可能になる。

ここで、第２のハローメッセージを受信したノードが第２のハローメッセージを送信すると、さらに他のノードが短い時間間隔で応答することになってトラフィックの増加が通信ネットワークの全体に波及することになるが、第２のハローメッセージを受信したノードは第１のハローメッセージを送信するから、第２のハローメッセージを送信したノードと直接通信するノード以外には第２のハローメッセージが伝播せず、第２のハローメッセージが伝播する領域を通信ネットワーク内の局所に限定することができる。

さらに、通常モードのノードが第２のハローメッセージを受信したときに、第１のハローメッセージを送信する時間間隔を過渡モードにおいて利用する時間間隔に切り換えるだけであって、各ノードでは２種類の時間間隔が選択可能であればよいから、３種類以上の時間間隔を選択する場合よりも容易に実現することができる。しかも、時間間隔を切り換えるから１個のタイマのみで実現することができ、それぞれ異なる時間間隔を時限する複数のタイマを用意して各タイマを管理する場合に比較すると、ハードウェア資源も少なくなる。たとえば、マイクロコンピュータを用いる場合に、利用できるタイマの個数が少ない低性能のものでも利用可能になる利点がある。

その上、通常モードのノードにおいて、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する際には隣接ノードテーブルに登録されているすべての隣接ノードのアドレスを第１のハローメッセージの情報に含めるが、第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短くする際には、第１のハローメッセージに含める情報として、隣接ノードに登録されている隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを除いているから、隣接ノードに過渡モードのノードが含まれるときには、第１のハローメッセージに含める情報量を低減してトラフィックの増加を抑制することができる。また、第１のハローメッセージの情報量が小さいから第１のハローメッセージを送信する時間間隔の短縮が可能になる。

加えて、たとえば、新規なノードが第２のハローメッセージを送信したことに呼応して既存のノードから第１のハローメッセージが送信されたときに、既存のノードからの第１のハローメッセージを新規なノードにおいて受信しそこなったとしても、既存のノードから第１のハローメッセージが短時間に繰り返して送信されるから、新規のノードで隣接ノードに関する情報を早期に得られる確率が向上する。

（基本構成）
マルチホップ通信ネットワークにおいて、通信データの出発点と到着点となるノードの間のルートを決めるには、他のノードの中継なしに直接通信が可能なノードの対を検出するとともに、対になる各ノード間のリンクにおける通信品質を評価することが必要である。また、通信データの出発点と到着点との間で取りうる通信経路（ルート）を探索し、通信可能なルートのうち通信品質の高いルートを選択することが必要である。

以下に説明する実施形態では、ルートの通信品質に関する評価に、隣接するノードが送信した信号の受信強度と、情報を伝送するルート内に含まれるノードについて隣接するノードを結ぶリンクの本数（以下、「ホップ数」と呼ぶ）とを用いる（ノードが隣接するとは、２つのノード間で他のノードによる中継なしに通信が可能であることを意味し、隣接ノードの間はホップ数が１である）。したがって、ホップ数は、ルートを構成するノード（ルートの両端のノードを含む）の個数から１を引いた値になる。ルートの通信品質は、信号強度が大きくホップ数が少ないほどよいと評価し、探索されたルートのなかで通信品質ができるだけよいルートを選択する。

たとえば、直接通信が可能なノード間の信号強度を複数段階（たとえば、１０段階）に分割してコード化した値（以下、このコードをＳＱ（Signal Quality）と呼ぶ）を用い、通信ネットワーク内における通信データを伝送する２ノード間の通信品質を、次式で求められるルートコストによって評価する。つまり、ルートコストが通信品質の評価値になる。
（ルートコスト）＝Ｋａ×（ルート内の各リンクに関するＳＱ値の総和）＋Ｋｂ×（ホップ数）
ただし、Ｋａ，Ｋｂは重み係数である。なお、以下では、Ｋｂ＝０の場合について説明する。

通信データの出発点と到着点となるノードの間に中継する２個のノードの存在するルートがあり、各リンクのＳＱが、それぞれ３、４、５であれば、ルートコストは、Ｋａ×（３＋４＋５）＋Ｋｂ×３＝１２・Ｋａ＋３・Ｋｂになる。

ところで、ルートコストのうち各リンクごとのＳＱ値に重み係数Ｋａを乗じた値は、直接通信が可能な互いに隣接ノードとなる２個のノード間のリンクに関する通信品質の評価値であって、以下ではこの評価値をリンクコストと呼ぶ。リンクコストは、通信する２個のノード間において、どちらのノードを送信側とするかによって変化することがあるから、相手ノードからの信号の受信強度により得られるリンクコスト（受信側の通信品質の評価値）を受信リンクコストと呼び、自ノードからの信号を相手ノードが受信したときの受信強度により得られるリンクコスト（送信側の通信品質の評価値）を送信リンクコストと呼ぶ。

各ノードは隣接ノードに関して受信リンクコストおよび送信リンクコストを相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルを備える。通信ネットワーク内の各リンクのリンクコストは、受信リンクコストと送信リンクコストとのうち値の大きいほうを用いる。つまり、各リンクのリンクコストを通信品質の悪いほうで評価する。

隣接ノードテーブルは、図６に示すように、隣接ノードごとに付与されているアドレス（隣接ノードアドレス）と、隣接ノードごとの受信リンクコストと、隣接ノードごとの送信リンクコストとの各項目を登録するフィールドを備える。ルートコストは上述した演算により求められたルートコストである。ただし、ルートに含まれる各リンクのリンクコストは重み係数Ｋａをすでに乗じてあるから、Ｋａ×（ルート内の各リンクに関するＳＱ値の総和）は、ルートに含まれる各リンクのリンクコストの総和によって求められる。上位コストについては後述する。なお、隣接ノードテーブルでは、実際には、上位コストに関するデータとして、ルート上のノードのアドレスとルートの各リンクのリンクコストとの情報を保持しているが、ここでは、説明を簡単にするために、上位コストをルート上のリンクコストの合計として扱いノードのアドレスについては考慮しない。

まず、隣接する２個のノードに着目してリンクコストを取得する動作を説明する。１個のノードに複数のノードが隣接する場合であってもリンクコストを取得する基本的な手順は同様である。リンクコストの取得には、通信データとは別に適宜の時間間隔で送信するハローメッセージを用いる。各ノードはハローメッセージに自アドレスを含めてブロードキャスト送信により送信する。

いま、図５に示すように、リンクコストを求める２個のノードＡ，Ｂに着目し、ノードＡが最初にハローメッセージを送信する場合を想定する。ノードＡからハローメッセージＨ１を送信すると、ノードＢがノードＡが送信したハローメッセージＨ１を直接受信できる場合には、ノードＢにおいて受信リンクコストを取得する。ノードＢが取得した受信リンクコストは、図６（ａ）のように、ノードＢの隣接ノードテーブルにおいて、ノードＡの隣接ノードアドレスに対応付けて登録される（ここでは、受信リンクコストが「８」）。ハローメッセージＨ１の送信は適時に行うが、通常は一定の時間間隔で定期的に行う。

次に、ノードＢでは、ハローメッセージＨ１の送信元であるノードＡのアドレスと受信リンクコストとを情報に含めたハローメッセージＨ２を送信する。このハローメッセージＨ２を受信したノードＡでは、ハローメッセージＨ２によってノードＢからの信号を受信したときの受信リンクコストを求めることができるから、図６（ｂ）のように、この受信リンクコストをノードＢのアドレスに対応付けて隣接ノードテーブルに登録する（ここでは、受信リンクコストが「５」）。また、ハローメッセージＨ２には、自アドレスと相手ノードＢがハローメッセージＨ１を受信したときの受信リンクコストとが含まれているから、この受信リンクコストをノードＡからノードＢへの送信リンクコストとしノードＢのアドレスに対応付けて隣接ノードテーブルに登録する（つまり、ノードＢに対する送信リンクコストは「８」）。

その後、ノードＡはふたたびハローメッセージＨ３を送信する。このハローメッセージＨ３は、ノードＢからハローメッセージＨ２を受信したときの受信リンクコストとノードＢのアドレスとを情報に含んでいる。したがって、ノードＢではハローメッセージＨ３に含まれる情報としてノードＡにハローメッセージＨ２を送信したときの送信リンクコストを取得することができる（つまり、ノードＡい対する送信リンクコストは「５」）。ノードＢでは、図６（ｃ）のように、ノードＡから受け取った受信リンクコストをノードＢからノードＡへの送信リンクコストとしノードＡのアドレスに対応付けて隣接ノードテーブルに登録する。

上述のように、互いに隣接ノードとなるノードＡ，Ｂの間では、ハローメッセージＨ１〜Ｈ３を３回送受信することにより、双方向のリンクコストを隣接ノードテーブルに登録することができる。また、上述の手順から明らかなように、３個のハローメッセージＨ１〜Ｈ３の送受信後には、隣接するノードの隣接ノードテーブルの内容は相補的な内容になる。ここに、相補的であるということは、一方の内容が失われても他方の内容を復元できることになる。

ところで、実際の通信ネットワークは、図７に示すように、多数個（図示例では７個）のノードＮ０〜Ｎ６を含んでいる。ノードＮ０〜Ｎ６は対等に扱うことが可能であるが、ここでは、１つのノードＮ０を親ノードとしたマスタースレーブ型の通信ネットワークを用いて説明する。マスタースレーブ型の通信ネットワークでは、親ノードＮ０を除く他のノードＮ１〜Ｎ６は子ノードであり、通信データを伝送するルートの一端は親ノードＮ０になり、他端はいずれかの子ノードＮ１〜Ｎ６になる。マスタースレーブ型の通信ネットワークでは、通信データを伝送するルートの一端になる子ノードＮ１〜Ｎ６を除く子ノードＮ１〜Ｎ６は、必要に応じて通信を中継する。各子ノードＮ１〜Ｎ６は親ノードＮ０との間に介在する子ノードＮ１〜Ｎ６の個数が多いほど（つまり、ホップ数が大きいほど）下位であるということができる。どの子ノードＮ１〜Ｎ６が親ノードＮ０との間のルートに含まれて中継を行うかは、以下に説明する手順で決められる。また、マスタースレーブ型の通信ネットワークは説明の都合上で用いるが、各ノードＮ０〜Ｎ６は対等な関係であってもよい。

上述したように、隣接するノードＮ０〜Ｎ６の間ではハローメッセージＨ１〜Ｈ３を３回送受信することにより、受信リンクコストと送信リンクコストとを取得することができる。

ここで、図７に示す通信ネットワーク（ネットワークトポロジは、リンクコストの取得途中で変化しないものとする）について考察する。マルチホップ通信ネットワークでは、隣接ノードテーブルにデータが登録されるまでは、中継なしに直接通信することができるノードＮ０〜Ｎ６が未知であるから、隣接ノードを探索するために送信するハローメッセージＨ１〜Ｈ３は、ブロードキャストによって送信される。

すなわち、各ノードＮ０〜Ｎ６では、それぞれハローメッセージ（ハローメッセージＨ１に相当）を送信する。ただし、マスタースレーブ型の通信ネットワークであるから、親ノードＮ０からハローメッセージの送信を開始する。親ノードＮ０に隣接する子ノードＮ１，Ｎ２がハローメッセージを受信すると、子ノードＮ１，Ｎ２は、図５および図６を用いて説明した手順で親ノードＮ０との間で受信リンクコストおよび送信リンクコストを求める。

子ノードＮ１，Ｎ２が送信リンクコストを取得すると、各子ノードＮ１，Ｎ２はブロードキャストによってハローメッセージを送信する。親ノードＮ０は、受信リンクコストおよび送信リンクコストをすでに取得しているが、子ノードＮ１，Ｎ２が送信したハローメッセージ（ハローメッセージＨ１に相当）に応答する。このような動作を順次繰り返すことによって、各子ノードＮ１〜Ｎ６は隣接するノードとの間の受信リンクコストおよび送信リンクコストを取得し、隣接ノードテーブルに隣接ノードとの間の受信リンクコストおよび送信リンクコストを登録する。

子ノードＮ６を例として、受信リンクコストの取得後に送信リンクコストを取得するまでの手順をさらに詳しく説明する。子ノードＮ６は、隣接する子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５からハローメッセージを受信するから、図８に示すように、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ごとの受信リンクコストを隣接ノードアドレスに対応付けて隣接ノードテーブルに登録する。

ここで、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５よりも上位のノードについては、それぞれが受信リンクコストと送信リンクコストを保有しているから、受信リンクコストと送信リンクコストとの大きいほうを当該子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のリンクコストとし、上位の各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のいずれかを通って親ノードＮ０に至るルートについて、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ごとにリンクコストの和の最小値を求める。このようにして求めた最小値を、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ごとの「上位コスト」と呼ぶ。この時点では、子ノードＮ６は、隣接する各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５との間の送信リンクコストを取得していないが、子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５では送信リンクコストをすでに取得して上位コストを決定しているのである。上位コストも隣接ノードテーブルに登録される。上述したように、上位コストに関する情報は、実際には、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５から親ノードＮ０までのルート上の各ノードのアドレスと各リンクのリンクコストとの個々の情報として登録されており、上位コストを求めるにはルート上のリンクについてリンクコストの総和を求める。

いま、図７における各ノードＮ０〜Ｎ６の間で、子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５と子ノードＮ６との間を除いては送信リンクコストが決定され、その値が隣接するノードＮ０〜Ｎ５を結ぶ直線（リンク）に対応付けて表記した値であるものとする。また、子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５と子ノードＮ６との間では、ハローメッセージの検出によって、受信リンクコストのみが既知になっているものとする（図７において＊を付記した値は受信リンクコストである）。

図７によれば、子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５が送出したハローメッセージを子ノードＮ６が受信することにより取得される受信リンクコストは、それぞれ１５，２８，６，７であり、図８に示すように、子ノードＮ６の隣接ノードテーブルに、子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のアドレスが隣接ノードアドレスとして登録されるとともに、それぞれの受信リンクコストが登録される。

図８の例では、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ごとの親ノードＮ０へのルートの中でリンクコストが最小になるのは、それぞれ親ノードＮ０、子ノードＮ１→親ノードＮ０、子ノードＮ２→親ノードＮ０（または子ノードＮ１→親ノードＮ０）、子ノードＮ３→子ノードＮ１→親ノードＮ０のルートであって、各ルートの送信リンクコストの総和（つまり、上位コスト）は、それぞれ１１，２０（＝１１＋９），３０（＝２０＋１０または＝１１＋９＋１０），１６（＝１１＋５）になる。

そこで、隣接する各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５と着目する子ノードＮ６との間の受信リンクコストと、隣接する各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のそれぞれの上位コストとの加算値を、着目する子ノードＮ６から親ノードＮ０への送信リンクコストを反映する仮のルートコストとする。このようにして求めた仮のルートコストは、着目する子ノードＮ６の隣接ノードテーブルにおいて、隣接する各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５に対応付けて「ルートコスト」の項目に登録される。図８において、ルートコストに＊を付記しているのは、上位コストと受信リンクコストとによって求めた仮のルートコストであることを示す。

ところで、子ノードＮ６の隣接ノードテーブルにおいて送信リンクコストを求めるには、子ノードＮ６から隣接する各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のそれぞれにハローメッセージを送信する必要がある。ただし、子ノードＮ６から親ノードＮ０へのルートが複数存在する場合には、リンクコストの総和がなるべく小さいルートを選択するのが望ましい。

上述した例では、着目する子ノードＮ６に隣接する子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５が４個あり、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５を通って親ノードＮ０に至るルートについて、各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５ごとにそれぞれリンクコストの総和の最小値を上位コストとして求めているから、上位コストを求めた４種類のルートについて通信品質（リンクコスト）を比較すれば、着目する子ノードＮ６が親ノードＮ０に情報を送信するのに適したルートを選択することができると考えられる。

そこで、着目する子ノードＮ６から親ノードＮ０に向かうルートを仮のルートコストによって評価する。ここで、子ノードＮ６に隣接する４個の各子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５に対して、着目する子ノードＮ６からそれぞれハローメッセージを送信してもよいが、実際に用いるルートは１種類であるから、予備のルートを含めて通信品質の上位から適数個のルート（２ルート程度）を選択してハローメッセージを送信する。図８の例では、着目する子ノードＮ６に隣接する子ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５のうち、仮のルートコストが上位の２番までになっているのが、子ノードＮ１と子ノードＮ５とであるから、この２個の子ノードＮ１，Ｎ５に対してのみ子ノードＮ６からハローメッセージ（図５のハローメッセージＨ２に相当）を送信する。

このハローメッセージを受け取った子ノードＮ１，Ｎ５は、ハローメッセージ（図５のハローメッセージＨ３に相当）を用いて子ノードＮ６に対して、子ノードＮ１，Ｎ５に登録した受信リンクコストを返送する。すなわち、図９のように、子ノードＮ６では子ノードＮ１，Ｎ５に対する送信リンクコストを取得することができる。このように送信リンクコストを取得した子ノードＮ１，Ｎ５を通って親ノードＮ０に至るルートについては、送信リンクコストと上位コストとを加算することによって、仮のルートコストではなく正式のルートコストを得ることができるから、ルートコストの値を更新する。すなわち、図９のように、送信リンクコストを取得したノードＮ１，Ｎ５に対しては正式のルートコストが求められ、他のノードＮ３，Ｎ４に対しては仮のルートコストが用いられる。

上述の手順によって、親ノードＮ０との通信を行う子ノードＮ６において、子ノードＮ１，Ｎ５が通信を中継する２つのルートについて正式のルートコストが得られる。正式のルートコストが得られていることは、隣接ノードについて受信リンクコストと送信リンクコストとの双方向のリンクコストが求められていることになるから、以下では、この状態を「２ＷＡＹ」と呼び、隣接ノードについて受信リンクコストのみが得られている場合を「１ＷＡＹ」と呼ぶ。

子ノードＮ６が親ノードＮ０と通信を行う際には、ルートコスト（親ノードＮ０に向かうリンクコストの総和）が最小であるルートを最良のルートとして選択する。選択されたルートは、トポロジ通知メッセージを用いて親ノードＮ０に通知され、親ノードＮ０では子ノードＮ６までのルート情報を入手することができる。トポロジ通知メッセージは適時に送信すればよいが、通常は一定の時間間隔で定期的に送信される。

つまり、図９の例では、子ノードＮ５を通るルートについてルートコストが得られているから、子ノードＮ６→子ノードＮ５→子ノードＮ１→親ノードＮ０のルートを用いてトポロジ通知メッセージが送信される。このとき、子ノードＮ６は、子ノードＮ５だけではなく、正式のルートコストを求めた２個の子ノードＮ１，Ｎ５についてのルートコストをトポロジ通知メッセージに情報として含め、ユニキャストで子ノードＮ５に送信する。子ノードＮ５から親ノードＮ０までに経由する子ノードＮ１は、子ノードＮ５において既知であるから、子ノードＮ５は子ノードＮ６から受け取ったトポロジ通知メッセージの内容をユニキャストで子ノードＮ１に送信する。同様にして子ノードＮ１は親ノードＮ０に向かってトポロジ通知メッセージを送信する。親ノードＮ０では、受信したトポロジ通知メッセージの内容を用いて、子ノードＮ６との間のネットワークトポロジを把握する。

各子ノードＮ１〜Ｎ６の隣接ノードテーブルに受信リンクコストおよび送信リンクコストを登録するために用いられるハローメッセージは、図１０に示すように、送信元であるノードの自アドレスＳＩＤと、メッセージの種類を示すタイプＴＹと、送信元のノードの種類を示すノード種別ＮＣと、ハローメッセージの内容に応じて３種類から少なくとも１種類が選択されるサブメッセージＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３とを有している。図６に示したハローメッセージＨ１，Ｈ２，Ｈ３はタイプＴＹは同じであるが、それぞれ異なるサブメッセージＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３を有している。

ハローメッセージでは、タイプＴＹはハローメッセージを示し、ノード種別ＮＣはハローメッセージの送信元であるから親ノードの場合と子ノードの場合とがある。

サブメッセージＳＢ１は、各子ノードＮ１〜Ｎ６が親ノードＮ０との通信の際に形成するルートのホップ数（つまり、親ノードＮ０までのノード数）と、ルート上の各ノードのアドレスおよび各ノード間のリンクコストの情報を持ち、図５のハローメッセージＨ１の内容として下位の子ノードＮ１〜Ｎ６に伝送される。サブメッセージＳＢ１の内容を受信した下位の子ノードＮ１〜Ｎ６は上位コストを知ることができる。

サブメッセージＳＢ２は、隣接ノードについて受信リンクコストのみが得られている１ＷＡＹの子ノードＮ１〜Ｎ６が、受信リンクコストが上位である適数個の隣接ノードについて、アドレスおよびリンクコスト（相手ノードの送信リンクコスト）の情報を持ち、図５のハローメッセージＨ２の内容としてハローメッセージＨ１の送信元である上位のノードに伝送される。

サブメッセージＳＢ３は、受信リンクコストと送信リンクコストとが得られている２ＷＡＹのノードが、ハローメッセージＨ２により検出した受信リンクコストを相手側の子ノードＮ１〜Ｎ６に返送する際に用いる。つまり、下位の隣接ノードのアドレスおよびリンクコスト（相手ノードの送信リンクコスト）の情報をもち、図５のハローメッセージＨ３の内容として下位の子ノードＮ１〜Ｎ６に伝送される。

したがって、各サブメッセージＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３は、図１１に示すように、サブメッセージタイプＳＴＹにより３種類のサブメッセージＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３を区別し、サブメッセージＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３に含まれるノード数（サブメッセージＳＢ１では親ノードＮ０までのホップ数）ＬＮと、各ノードのアドレスＮＩＤおよびリンクコストＬＣとの情報を持つ可変長のフォーマットを有する。

上述のように、ハローメッセージＨ１には、送信元の子ノードＮ１〜Ｎ６から親ノードＮ０までのルート上のノードのアドレスおよびリンクコストが含まれるから、ハローメッセージＨ１を受信した下位の子ノードＮ１〜Ｎ６の隣接ノードテーブルには、図１２に示すように、親ノードＮ０までの各ノードごとに１ホップ目から順にリンクコスト（ＬＣ）およびアドレス（ＮＩＤ）が個別に保持される。このようなノードごとのリンクコストおよびアドレスが図６の上位コストの内容に相当する。また、図１２に示す隣接ノードテーブルでは、リンク状態（１ＷＡＹ、２ＷＡＹ）を項目に備えている。リンク状態に相当する情報は、受信リンクコストと送信リンクコストとの情報の有無によっても知ることが可能である。

トポロジ通知メッセージは、図１３に示すように、メッセージの種類を示すタイプＴＹと、送信元のノードの種類を示すノード種別ＮＣと、２種類のサブメッセージＳｂ１，Ｓｂ２とのフィールドを備える。つまり、トポロジ通知メッセージのフォーマットはハローメッセージとほぼ同様である。ただし、サブメッセージＳｂ１，Ｓｂ２の内容は異なる。

トポロジ通知メッセージでは、タイプＴＹはトポロジ通知メッセージを示し、ノード種別ＮＣはトポロジ通知メッセージの送信元のノードであるから子ノードになる。

サブメッセージＳｂ１は、親ノードＮ０へのルートを示し、トポロジ通知メッセージの送信元である子ノード（上述の例では子ノードＮ６）を含めて、親ノードＮ０までのルートに含まれる子ノード（上述の例では、子ノードＮ６，Ｎ５，Ｎ１）のアドレスが順に並べられる。つまり、ハローメッセージにおけるサブメッセージＳＢ１とほぼ同様の内容になるが、自ノードのアドレスを含む点が相違する。

サブメッセージＳｂ２は、送信元の子ノード（上述の例では子ノードＮ６）に隣接する上位側のノードのうちルートコストを求めた子ノード（上述の例では子ノードＮ１，Ｎ５）のアドレスが並べられる。

各サブメッセージＳｂ１，Ｓｂ２はは可変長である。また、サブメッセージＳｂ１はトポロジ通知メッセージに必須であって省略することはできないが、サブメッセージＳｂ２はは省略することが可能である。

（実施形態）
本実施形態は、上述した基本構成に以下の機能を付加したものである。ノードＮは、通信機能を備えるとともに後述する処理を行うマイクロコンピュータを備えた通信端末であって、図１に示すように、通信手段１１を備える。通信手段１１は、通信データを送受信するほか、上述したハローメッセージの送受信、上述したトポロジ通知メッセージの送受信などを行う。

ノードＮには、上述したように隣接ノードテーブルＴｂ１が設けられる。隣接ノードテーブルＴｂ１の内容は、上述したように、隣接ノードアドレス、受信リンクコスト、送信リンクコストなどであり、通信手段１１によりハローメッセージを送受信することによって隣接ノードテーブルＴｂ１の情報が登録される。さらに、ノードＮには、他のノードとのデータ通信の際に使用可能なルートの情報を保持したリンク情報テーブルＴｂ２が設けられる。リンク情報テーブルＴｂ２は要旨ではないから詳述しないが、リンク情報テーブルＴｂ２には、各ノードが他のノードと通信する際のルートにおける各リンクのリンクコストを、リンクの両端のノードのアドレスとともに登録してある。したがって、通信相手までのルートをリンク情報テーブルから容易に探し出すことができる。ルートの探索および選択には、ダイクストラ法などの最少リンクコストルート選択アルゴリズムを用いればよい。

各ノードＮは、２種類のハローメッセージを選択して用い、通常のハローメッセージ（第１のハローメッセージ）とは別に、新規のノードが既存のノードの中から隣接ノードを探索しようとする場合や、既存のノードが隣接ノードテーブルＴｂ１において隣接ノードに関する情報を喪失して隣接ノードの再度の検出が必要になった場合に用いられるハローメッセージ（第２のハローメッセージ）を通信手段１１から送信することが可能になっている。以下では、第１のハローメッセージを送信する状態を通常モードと呼び、第２のハローメッセージを送信する状態を過渡モードと呼ぶ。第１のハローメッセージと第２のハローメッセージとは、それぞれ自アドレスＳＩＤ（図１０参照）を情報に含んでいる。

通常モードと過渡モードとは信号処理手段１０により選択される。また、信号処理手段１０にはタイマ１２が付設され、タイマ１２では、通常モードにおいて第１のハローメッセージを送信する時間間隔を長いほうの第１の時間間隔と短いほうの第２の時間間隔とから選択することができ、過渡モードにおいて第２のハローメッセージを送信する時間間隔は通常モードにおける第２の時間間隔と等しくしてある。ただし、通常モードにおいて短いほうの時間間隔は過渡モードにおける時間間隔とは異なっていてもよく、第１の時間間隔よりも短ければよい。第１のハローメッセージと第２のハローメッセージとは、図１０に示したハローメッセージのフォーマットにおけるタイプＴＹによって指定する。つまり、ハローメッセージは、タイプＴＹにより、第１のハローメッセージ（通常ハロー）と第２のハローメッセージ（ファーストハロー）とが識別される。

以下では、図２に示す構成の通信ネットワークを例として動作を説明する。この通信ネットワークは、基本構成と同様にマスタースレーブ型であって、ここでは、ノードＮ０とノードＮ１〜Ｎ５とが通信ネットワーク内にすでに存在しており、ここにノードＮ６が新たに参加する場合を例として説明する。

ノードＮ０〜Ｎ５については、通信手段１１でハローメッセージを送受信することにより、隣接ノードとの間のリンクコストがすでに求められ、各ノードＮ０〜Ｎ５の隣接ノードテーブルＴｂ１に受信リンクコストと送信リンクコストとがすでに登録されているものとする。登録されたリンクコストは各リンクに付記してある。既存の各ノードＮ０〜Ｎ６は、図４に示すように、第１の時間間隔Ｔｓで第１のハローメッセージＳＨを送信しており、この状態において、図４に「電源投入」と記述しているタイミングでノードＮ６の電源が投入されたとすると、ノードＮ６は第２の時間間隔Ｔｆで第２のハローメッセージＦＨを繰り返し送信する。

ここで、ノードＮ６に対する隣接ノードとしてノードＮ２に着目する。つまり、図４における既存ノードをノードＮ２とし新規参入ノードをノードＮ６とする。ノードＮ６から第２のハローメッセージＦＨを受信した直後は、ノードＮ２における隣接ノードテーブルＴｂ１には、図３（ａ）のように、ノードＮ０（親）、ノードＮ１（１）、ノードＮ３（３）に関する受信リンクコストおよび送信リンクコストがすでに登録されている。ノードＮ６については受信強度を取得することができるから受信リンクコストが登録されている。

図３（ａ）において動作モードは、上述した通常モードか過渡モードかを区別する項目であり、第２のハローメッセージＦＨを受信することにより相手ノードが過渡モードであると認識することができる。有効期限と通知回数との項目は一方のみでもよく、第２のハローメッセージＦＨを最初に受信してから第２のハローメッセージＦＨに対応する処理を行う期間を制限するために設定される。

有効期限は、最初に第２のハローメッセージＦＨを受信したときに一定時間後の時刻として設定される。また、通知回数は、最初に第２のハローメッセージＦＨを受信したときに第１のハローメッセージＳＨを送信する回数として設定される。有効期限と通知回数とのどちらを用いてもよいが、ここでは、通知回数を用い通知回数を３回に制限している。通知回数を用いると、送信間隔を管理するタイマ１２に追加してタイマを設ける必要がなく、低性能のマイクロコンピュータを用いることができるという利点がある。

ノードＮ６の電源が投入されて第２のハローメッセージＦＨが送信され、この第２のハローメッセージＦＨをノードＮ２が受信すると、ノードＮ２の隣接ノードテーブルＴｂ１において、ノードＮ６に対応付けて受信リンクコストが登録されるとともに、ノードＮ６に対応付けて通知回数が３に設定される。

ノードＮ２では通知回数を３に設定することによって、ノードＮ６を認識する準備が整い、以後は、自アドレスとともにノードＮ６のアドレスと受信リンクコストとを情報に含めた第１のハローメッセージＳＨを送信する。第２のハローメッセージＦＨに応答する第１のハローメッセージＳＨを送信する時間間隔は、適宜に選択することができるが、上述のように第２の時間間隔としてある。

ここで、ノードＮ２に設定されている通知回数は、ノードＮ６への第１のハローメッセージＳＨの送信毎にデクリメントされ、通知回数が０になると、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する動作に復帰する。

上述のような動作の間に、ノードＮ６では、ノードＮ２との間の受信リンクコストおよび送信リンクコストを取得し、また同様にしてノードＮ５との間でも受信リンクコストおよび送信リンクコストを取得し、図３（ｂ）のように、隣接ノードテーブルに取得した値が登録される（図３（ｂ）において受信リンクコストおよび送信リンクコストの「Ｘ」は取得した数値を表す）。

以上説明したように、第２のハローパケットＦＨを用いると、第１の時間間隔Ｔｓで送信される第１のハローパケットＨを用いる場合よりも短時間で隣接ノードを探索することができ、かつ隣接ノードに関するリンクコストを短時間で取得することができる。しかも、第２のハローパケットＦＨを受信したノードは第１のハローパケットＨを送信するから、第２のハローパケットが次々に他のノードに波及して伝送されることがなく、したがって、第２の時間間隔Ｔｆで第１のハローパケットＨを送信するノードが通信ネットワーク内で増加することがなく、トラフィックの増加は通信ネットワーク内で局所的にしか生じない。つまり、本来の通信データで使用する帯域を狭くすることがない。

過渡モードを選択するのは、上述のような電源投入直後だけではなく、ネットワークトポロジの変化によって隣接ノードが消失した場合であってもよい。つまり、通信データを送信しようとするノードへのルートがリンク情報テーブルＴｂ２に存在しないときに、過渡モードを選択して隣接リンクを探索した後に、通常モードに切り換える動作を行えばよい。また、各ノードにおける隣接ノードテーブルＴｂ１をＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリで構成しておき、電源投入直後には隣接ノードテーブルＴｂ１を読み出して仮のルートを構築しておき、その後、第２のハローメッセージＦＨを用いて隣接ノードを迅速に検出するようにしてもよい。

ところで、基本構成において説明したように、ハローメッセージには隣接ノードテーブルＴｂ１に登録されたすべての隣接ノードのアドレスやリンクコストを情報として含めているが、第２のハローメッセージＦＨを用いるのは、ノードが新規参入する場合や、ネットワークトポロジの変化によってノードが消失した場合であり、新規参入したノードや消失したノードを認識できればよいから、すべての隣接ノードのアドレスやリンクコストは不要である。つまり、他の隣接ノードに関する情報をすでに保有しているから、第２のハローメッセージＦＨを受信したノードでは、第２のハローメッセージＦＨを送信したノードにのみ応答すればよい。

したがって、通常モードのノードが第２のハローメッセージＦＨに応答する場合には、隣接ノードテーブルＴｂ１に登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスおよび受信リンクコストを含まない第１のハローメッセージＳＨを送信する。こうすることで、第２のハローメッセージＦＨに応答して送信される第１のハローメッセージＳＨに含まれる情報量を低減することができ、結果的にトラフィックの増加を抑制することができる。また、第１のハローメッセージＳＨの情報量を小さくすることにより、第１のハローメッセージＳＨを送信する時間間隔の短縮が可能になる。

上述した構成例は、従来構成において説明したＰＬＣネットワークに用いることを想定しているが、他の有線の伝送路を用いる通信ネットワーク、あるいは小電力無線による無線ＬＡＮのように無線の伝送路を用いる無線ネットワークなど、種々のマルチホップ通信ネットワークに上述の技術を適用してもよい。

さらにいえば、ＰＬＣネットワークには、１０〜４５０ｋＨｚの低周波帯を利用する低速ＰＬＣと、２〜３０ＭＨｚの高周波帯を利用する高速ＰＬＣとが知られており、低速ＰＬＣのノードは、高速ＰＬＣより伝送速度が遅いから、上述の構成のように低トラフィックでもネットワークトポロジを把握できることはとくに有効であり、また、通信ネットワーク全体のリンクを各ノードが持たなくとも隣接ノードテーブルがあればよいから、ノードに実装するメモリの容量を小さくすることができる。しかも、他の有線の伝送路を用いる場合に比較すると、ＰＬＣでは各ノードとなる電気機器のオン／オフや稼働状態によってネットワークトポロジや通信品質が変化しやすいから、本発明の技術は有効である。

実施形態に用いるノードを示すブロック図である。 同上を用いる通信ネットワークの例を示す図である。 同上に用いる隣接ノードテーブルの例を示す図である。 同上の動作例を示す図である。 ハローメッセージを示す動作説明図である。 ハローメッセージによる隣接ノードテーブルの変化を示す動作説明図である。 通信ネットワークの構成例を示す図である。 隣接ノードテーブルの一例を示す図である。 隣接ノードテーブルの一例を示す図である。 ハローメッセージのフォーマットを示す図である。 ハローメッセージにおけるサブメッセージの構成例を示す図である。 隣接ノードテーブルの一例を示す図である。 トポロジ通知メッセージのフォーマットを示す図である。

符号の説明

１０ 信号処理手段
１１ 通信手段
１２ タイマ
ＦＨ 第２のハローメッセージ
ＳＨ 第１のハローメッセージ
Ｈ１ ハローメッセージ
Ｈ２ ハローメッセージ
Ｈ３ ハローメッセージ
Ｎ ノード
Ｎ０〜Ｎ６ ノード
Ｔｂ１ 隣接ノードテーブル
Ｔｂ２ リンク情報テーブル
Ｔｆ 第２の時間間隔
Ｔｓ 第１の時間間隔

Claims (4)

1. 複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークにおいて他のノードによる中継なしに通信可能なノードである隣接ノードを探索する方法であって、各ノードは、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルを備え、第１の時間間隔で自アドレスを情報に含む第１のハローメッセージを送信する通常モードと、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で自アドレスを情報に含む第２のハローメッセージを送信する過渡モードとの動作モードを有し、ノードが通常モードであるときに過渡モードである他のノードから第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した時間は、第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とするマルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード探索方法。
2. 複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークにおいて他のノードによる中継なしに通信可能なノードである隣接ノードを探索する方法であって、各ノードは、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルを備え、第１の時間間隔で自アドレスを情報に含む第１のハローメッセージを送信する通常モードと、第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で自アドレスを情報に含む第２のハローメッセージを送信する過渡モードとの動作モードを有し、ノードが通常モードであるときに過渡モードである他のノードから第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した回数は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とするマルチホップ通信ネットワークにおける隣接ノード探索方法。
3. 複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークに用いるノードであって、自アドレスを含むハローメッセージを送信するとともにハローメッセージを受信すると自アドレスを情報に含むハローメッセージを送信することにより相手ノードに隣接アドレスを取得させる通信手段と、ハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔と第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔とから選択するタイマと、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する通常モードと第２の時間間隔で第２のハローメッセージを送信する過渡モードとを選択する信号処理手段と、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルとを有し、信号処理手段は、通常モードのときに過渡モードである他のノードから通信手段を通して第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した時間は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とするマルチホップ通信ネットワークのノード。
4. 複数個のノードを備えノード間での通信時に他のノードによる通信の中継を可能としたマルチホップ通信ネットワークに用いるノードであって、自アドレスを含むハローメッセージを送信するとともにハローメッセージを受信すると自アドレスを情報に含むハローメッセージを送信することにより相手ノードに隣接アドレスを取得させる通信手段と、ハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔と第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔とから選択するタイマと、第１の時間間隔で第１のハローメッセージを送信する通常モードと第２の時間間隔で第２のハローメッセージを送信する過渡モードとを選択する信号処理手段と、相手ノードから受信したハローメッセージの種類に応じて相手ノードの動作モードの種別を相手ノードのアドレスに対応付けて登録する隣接ノードテーブルとを有し、信号処理手段は、通常モードのときに過渡モードである他のノードから通信手段を通して第２のハローメッセージを受信すると、過渡モードに移行することなく第２のハローメッセージの受信が最初に成功してから規定した回数は第１のハローメッセージを送信する時間間隔を第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔に変更して第１のハローメッセージを送信し、第１の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録されたすべての隣接ノードのアドレスを含め、第２の時間間隔で送信する第１のハローメッセージには、隣接ノードテーブルに登録された隣接ノードのうち通常モードのノードのアドレスを含めないことを特徴とするマルチホップ通信ネットワークのノード。

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