JP4941155B2 - 無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラムに関し、例えば、マルチホップ無線ネットワークに適用し得るものである。

マルチホップ無線ネットワーク内の無線通信装置間で通信するためには、通信経路を確保する必要があり、通信経路を決定する方法としてＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ：非特許文献１参照）がある。

ＡＯＤＶ（非特許文献１）では、通信を開始する前に、ネットワーク全体に経路探索記号をブロードキャスト配信して、その応答の状況に基づいて、通信の宛先無線通信装置までの通信経路を予め決定している。
"Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ） Ｒｏｕｔｉｎｇ"［ＩＥＴＦ ＲＦＣ３５６１ Ｊｕｌｙ ２００３］

しかしながら、マルチホップ無線ネットワークにおいて、無線通信装置が、ＡＯＤＶ（非特許文献１）を用いて通信経路の探索をした場合、ブロードキャスト信号がネットワーク内に多く発生することになるため、ネットワーク内のトラフィックが増大してしまうという問題がある。

そこで、マルチホップ無線ネットワークにおいて、ネットワーク内のトラフィックを低減することができる無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラムが望まれている。

第１の本発明の無線通信装置は、マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置において、（１）発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、（２）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、（３）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、（４）上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段とを有し、（５）上記転送要否判定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定することを特徴とする。
第２の本発明の無線通信装置は、マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置において、（１）発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、（２）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、（３）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、（４）上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段とを有し、（５）上記データ転送時点決定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定することを特徴とする。

第３の本発明のマルチホップ無線ネットワークシステムは、第１又は第２の本発明の無線通信装置を複数配置していることを特徴とする。

第４の本発明の無線通信プログラムは、マルチホップ無線ネットワークにおける無線通信装置に搭載されたコンピュータを、（１）発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、（２）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、（３）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、（４）上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段として機能させ、上記転送要否判定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定することを特徴とする。
第５の本発明の無線通信プログラムは、マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置に搭載されたコンピュータを、（１）発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、（２）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、（３）少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、（４）上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段として機能させ、（５）上記データ転送時点決定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定することを特徴とする。

本発明は、マルチホップ無線ネットワーク内のトラフィックを低減することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、無線通信装置１００の全体構成を示すブロック図である。無線通信装置１００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成、及び、他の通信装置と通信をするためのインターフェースを有する装置上に、この実施形態の無線通信プログラム等をインストールすることにより構築されるものである。又、この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムは、上述の図１に示す無線通信装置１００を複数配置して、各無線通信装置間でマルチホップ通信するものである。

無線通信装置１００は、アンテナ１０１、受信回路１０２、受信データ処理部１０３、宛先位置取得部１０４、転送基位置取得部１０５、データ転送判定部１０６、位置情報保持部１０７、送信データ処理部１０８、送信回路１０９を有している。

アンテナ１０１は、他の無線通信装置とデータの送受信をするためのアンテナである。

受信回路１０２は、アンテナ１０１で受信した電波からディジタルデータに変換して、受信データ処理部１０３に与える機能を担っている。

受信データ処理部１０３は、受信回路１０２から与えられたディジタルデータから、当該無線通信装置１００で処理すべきデータを取り出して受信データとして、宛先位置取得部１０４、転送元位置取得部１０５、データ転送判定部１０６に与える機能を担っている。

宛先位置取得部１０４は、受信データ処理部１０３から与えられた受信データから、宛先の通信装置の位置情報（以下、「宛先通信装置位置情報」と表す）を取り出す機能を担っている。

転送元位置取得部１０５は、受信データ処理部１０３から与えられた受信データから、転送元の通信装置の位置情報（以下、「転送元通信装置位置情報」と表す）を取り出す機能を担っている。

位置情報保持部１０７は、当該無線通信装置１００（自通信装置）の位置情報（以下、「自通信装置位置情報」と表す）を保持する。又、自通信装置でデータを生成して、他の通信装置と通信を開始する場合には、宛先通信装置の位置情報も位置情報保持部１０７で保持する。位置情報保持部１０７では、予め自通信装置の位置情報を設定しても良いし、自通信装置の位置情報を取得する手段（例えば、ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）により取得した情報を設定しても良い。

データ転送判定部１０６は、受信データ処理部１０３で抽出した受信データと、宛先位置取得１０４で取り出した受信データの宛先通信装置位置情報と、転送元位置取得部１０５で取り出した転送元通信装置位置情報と、位置情報保持部１０７で保持している自通信装置位置情報から、受信データを他の通信装置に転送すべきか否か、及び、転送タイミングを判定するものであり、転送するタイミングで転送すべきデータと、そのデータの宛先通信装置の位置情報を送信データとして、送信データ処理部１０８に与える。

データ転送判定部１０６における、受信データを転送すべきか否かの判定方法としては、一度転送したデータと同一のデータは転送しないと判定する。一度転送したデータであるか否かを判断する方法しては、例えば、自通信装置が生成したデータを、他の通信装置に送信する際に、各データを一意に識別することができる識別情報を生成して付加し、過去に転送したデータの識別情報を、記憶しておき、受信データの識別情報が一致するか否かにより判断しても良い。又、過去に転送したデータ自体を記憶しておき、受信データの内容と一致するか否かにより判断しても良い。

さらに転送元通信装置の位置、宛先通信装置の位置、自通信装置の位置の関係に基づいて、転送すべきかどうか及び、転送タイミングの判定を行う。なお、判定された転送タイミングでデータを送信する方法としては、当該無線通信装置１００が、データを受信してから、所定の待ち時間（以下、「待ち時間Ｔ」と表す）経過した後に、データを送信することにより行っても良い。

受信データを転送するか否かを判定する方法としては例えば、転送元通信装置の位置と宛先通信装置の位置とを結ぶ直線と、転送元通信装置の位置と自通信装置との位置を結ぶ直線とがなす角度（以下、「角度Ｘ」と表す）が、予め定めた角度より小さい場合に転送すると判定し、予め定めた角度より大きい場合には転送しないと判定しても良い。又、角度Ｘが小さいほど、転送元通信装置と自通信装置との距離（以下、「距離Ｙ」と表す）がより長い場合まで転送すると判断し、角度Ｘが大きいほど転送元通信装置と自通信装置との距離がより短い場合のみ転送すると判断するようにしても良い。角度Ｘごとの判断の基準となる距離Ｙは、予め定められた値を、データ転送判定部１０６に記憶させておき、その値に基づいて決定しても良い。なお、角度Ｘが小さいほど、自通信装置は転送元通信装置から見て、宛先通信装置の方向に近く、角度Ｘが大きいほど宛先通信装置の方向とずれていることを示す。

受信データを転送するタイミング（待ち時間Ｔ）の判定方法としては、角度Ｘと距離Ｙの組み合わせにより決定しても良いし、距離Ｙが短いほど転送タイミングが遅く（待ち時間Ｔが長く）なるように決定しても良いし、角度Ｘが大きいほど転送タイミングが遅く（待ち時間Ｔが長く）なるように判定しても良い。角度Ｘと距離Ｙの組み合わせ毎の転送タイミング（待ち時間Ｔ）は、予め定められた値を、データ転送判定部１０６に記憶させておき、その値に基づいて決定しても良い。

又、データ転送判定部１０６において、転送するタイミングになるまでの間に、転送しようとしているデータと同じデータを自通信装置が受信した場合は、転送するか否か、及び、転送タイミングの判定を再実行するようにしても良い。

送信データ処理部１０８は、送信データに転送元通信装置の位置情報として自通信装置の位置情報を、宛先通信装置の位置情報として、データ転送判定部１０６もしくは位置情報保持部１０７より得たあて先通信装置の位置情報を付加したデータを生成し、送信データ処理部１０８に与えるものである。

又、送信回路１０９では、自通信装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する際には、送信するデータに自通信装置位置情報と、宛先通信装置位置情報の情報を含める。自通信装置位置情報については、位置情報保持部１０７から情報を読み込むことにより取得しても良い。宛先通信装置位置情報については、図１において図示は省略しているが、予め宛先通信装置の位置情報を記憶する手段を有して、読み込んでも良いし、マルチホップ無線ネットワーク内に、ネットワーク内の通信装置毎の位置情報を記憶している装置を配置して、その装置から読み込むことにより取得しても良い。

送信回路１０９は、送信データ処理部１０８から与えられたデータを、無線信号に変換し、アンテナ１０１を介して他の通信装置に送信するものである。

図２は、この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムの構成例を示した説明図である。ここでは、マルチホップ無線ネットワークシステムは、無線通信装置１〜１１、無線通信装置Ｓ、無線通信装置Ｄを有しており、それぞれが上述の図１に示す無線通信装置１００の構成を有しているものとする。ここでは、説明を簡易にするため、この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムの例として、上述の図２のマルチホップ無線ネットワークシステムを挙げているが、上述の通り、この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムは、上述の図１に示す無線通信装置１００を複数配置して、各無線通信装置間でマルチホップ通信するものであれば良く、上述の図２に示す構成例には限定されないものである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラムにおけるデータ転送の動作を説明する。

（Ａ−２）無線通信装置単体の動作
図３は、この実施形態の無線通信装置における、受信データ転送処理の動作の例について説明したフローチャートである。

まず、他の無線通信装置から送信されたデータが、受信回路１０２において受信されると、当該受信データが、受信回路１０２から、受信データ処理部１０３に与えられる。そして、ディジタルデータが受信データ処理部１０３に与えられると、受信データ処理部１０３において、当該無線通信装置１００で処理すべき受信データを取り出され、宛先位置取得部１０４、転送元位置取得部１０５、データ転送判定部１０６にそれぞれ与えられる。（Ｓ１０１）。

受信データが、宛先位置取得部１０４に与えられると、宛先位置取得部１０４において、当該受信データから、宛先通信装置位置情報が抽出され、データ転送判定部１０６に与えられる。又、受信データが、転送元位置取得部１０５に与えられると、転送元位置取得部１０５において、当該受信データから、転送元通信装置位置情報が抽出され、データ転送判定部１０６に与えられる（Ｓ１０２）。

そして、受信データが、データ転送判定部１０６に与えられると、データ転送判定部１０６において、受信データが、自通信装置宛のものであるか否か判定され、自通信装置宛のデータであると判定された場合には後述するステップＳ１１１の処理から動作し、自通信装置以外の宛先のデータであると判定された場合には後述するステップＳ１０４の処理から動作する（Ｓ１０３）。

上述のステップＳ１０３の判定において、受信データが自通信装置宛のデータであると判定された場合には、当該受信データは、自通信装置に到達した旨が周囲の通信装置に通知され（Ｓ１１１）、受信データは転送されずに処理は終了される。

上述のステップＳ１０３において、受信データが自通信装置以外の宛先のデータであると判定された場合には、データ転送判定部１０６において、さらに、当該受信データが過去に転送したデータであるか否か判定される、過去に転送したデータであると判定された場合には受信データが転送されずに処理が終了し、過去に転送したデータでないと判定された場合には、後述するステップＳ１０５の処理から動作する（Ｓ１０４）。

上述のステップＳ１０４において、当該受信データが、過去に転送したデータでないと判定された場合には、データ転送判定部１０６において、位置情報保持部１０７から、当該無線通信装置１００の位置情報が読み込まれる。そして、当該無線通信装置１００の位置情報と、上述のＳ１０２において与えられた、転送元通信装置位置情報、宛先通信装置位置情報の情報とに基づいて、角度Ｘ及び距離Ｙについて算出される（Ｓ１０５）。

次に、データ転送判定部１０６において、上述のステップＳ１０５で算出された角度Ｘ及び距離Ｙに基づいて、当該受信データを他の通信装置に転送するか否かについて判定がされ、当該受信データを転送すると判定された場合には、後述するステップＳ１０７の処理から動作し、当該受信データを転送しないと判定された場合には、受信データが転送されずに処理が終了する（Ｓ１０６）。

上述のステップＳ１０６における、受信データ転送要否の判断は、ここでは、角度Ｘが予めデータ転送判定部１０６に設定された値よりも大きい場合には受信データを転送しないと判断するものとする。又、さらに、角度Ｘが小さいほど、距離Ｙが長い場合まで転送すると判断し、角度Ｘが大きいほど距離Ｙがより短い場合のみ転送すると判断するものとする。角度Ｘごとの判断の基準となる距離Ｙは、予め定められた情報を、データ転送判定部１０６が有しているものとする。

そして、上述のステップＳ１０６において、当該受信データを転送すると判定された場合には、データ転送判定部１０６において、上述のステップＳ１０５において算出された角度Ｘ及び距離Ｙに基づいて、転送タイミング（待ち時間Ｔ）が決定される（Ｓ１０７）。

上述のステップＳ１０７における、転送タイミング（待ち時間Ｔ）は、ここでは、角度Ｘと角度Ｙの組み合わせにより決定され、角度Ｘが小さいほど転送タイミングが早く（待ち時間Ｔが短い）なるように決定され、又、距離Ｙが長いほど転送タイミングが早く（待ち時間Ｔが短い）なるように決定されるものとする。又、ここでは、予め角度Ｘと距離Ｙの組み合わせ毎の所定の値が、データ転送判定部１０６において記憶されており、その記憶された値に基づいて決定されるものとする。

そして、次に、データ転送判定部１０６において、転送タイミング（待ち時間Ｔ）が経過するまでの間、当該受信データについて、他の通信装置から転送されたか否か、又は、転送しようとしているデータと同一の受信データが宛先通信装置に到達した旨の通知があった（他の通信装置から、上述のステップＳ１１１の通知があった）か否かが判定され、いずれの条件にも該当しない場合には後述するステップＳ１０９の処理から動作し、いずれか条件に該当する場合には、当該受信データは転送されずに処理が終了する（Ｓ１０８）。

上述のステップＳ１０８の判定において、当該受信データについて、他の通信装置から転送も、宛先通信装置に到達した旨の通知もなかったと判定された場合には、当該受信データが、データ転送判定部１０６から、送信データ処理部１０８に与えられる。そして、送信データ処理部１０８において、当該受信データの転送元通信装置位置情報が、位置情報保持部１０７から読み込まれた位置情報に書き換えられ、送信回路１０９、アンテナ１０１を介して他の通信装置へ転送される（Ｓ１０９）。

（Ａ−２）マルチホップ無線ネットワークシステムの動作
次に、上述の図２のマルチホップ無線ネットワークシステムにおいて無線通信装置Ｓから送信されたデータが、無線通信装置Ｄまで転送される動作について説明する。ここでは、データの送信元の無線通信装置として無線通信装置Ｓ、データの宛先の無線通信装置として、無線通信装置Ｄが配置され、その周辺には、無線通信装置１〜１１の無線通信装置が配置されているものとする。なお、無線通信装置Ｓと、無線通信装置Ｄは、直接通信できる必要はなく、無線通信装置Ｓと無線通信装置Ｄの間に配置されているその他の無線通信装置が、データ転送することにより通信するものとする。又、ここでは、各無線通信装置は、上述の図３のフローチャートに従って動作するものとして説明する。

まず、無線通信装置Ｓから、無線通信装置Ｄを宛先としてデータが、無線通信装置Ｓの周辺の無線通信装置に送信される。なお、ここでは、上述の通り無線通信装置Ｓから送信されたデータには、転送元通信装置位置情報（無線通信装置Ｓの位置情報）と、宛先通信装置位置情報（無線通信装置Ｄの位置情報）が含まれているものとする。

次に、無線通信装置Ｓから送信されたデータが、無線通信装置１、４、５、６、８、９により受信されたものとする。

そして、無線通信装置１、４、５、６、８、９それぞれにおいて、上述の図３のフローチャートによる処理が動作する。ここでは、無線通信装置１、４、５、６、８、９いずれにおいても、転送処理が中止されることなく、上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０５までの処理が行われ、それぞれの無線通信装置において、角度Ｘ及び距離Ｙが算出されたものとする。

そして無線通信装置１、４、５、６、８、９それぞれにおいて、算出された角度Ｘ及び距離Ｙに基づいて、上述のステップＳ１０６の判定が行われる。その結果、無線通信装置８においては、角度Ｘが所定の角度よりも大きいため転送は行われないと判定され処理が終了する。又、無線通信装置１と、無線通信装置６において、距離Ｙは同程度であるが、無線通信装置６よりも無線通信装置１における、角度Ｘが大きいため、上述のステップＳ１０６の判定において、無線通信装置１では転送しない判定され、無線通信装置６では転送すると判定される。よって、ここでは、上述のステップＳ１０６の判定においては、無線通信装置１、８は転送処理を中止すると判定されたものとする。

そして、無線通信装置４、５、６、９では、上述のステップＳ１０６の判定において転送すると判定されるので、上述のステップＳ１０７の転送タイミングの決定（待ち時間Ｔの決定）の処理に移行する。

ここでは、無線通信装置６における角度Ｘが最も小さく、距離Ｙが最も長いため、無線通信装置６における転送タイミングが最も早くなり（すなわち、待ち時間Ｔが最も短くなる）、次に、距離Ｙは短いが角度Ｘが小さい無線通信装置５、次いで、無線通信装置４、９と転送タイミング（待ち時間Ｔ）が決定されたものとする。

そして、無線通信装置６では、上述のステップＳ１０８〜Ｓ１０９により、転送タイミングになると（待ち時間Ｔが経過すると）、受信したデータに転送元通信装置位置情報として、自通信装置の位置情報と、受信データから抽出した宛先通信装置位置情報を付加したデータが転送される。

無線通信装置４、５、９では、無線通信装置６から転送されたデータが受信された場合、転送処理中の受信データと同じデータを受信したことになるため、上述のステップＳ１０８の処理により、当該受信データの転送処理が中止される。そして、新たな無線通信装置６から受信したデータに対する転送処理が、上述のステップＳ１０１の処理から開始される。この場合、無線通信装置６が転送元通信装置となり、無線通信装置４、５、９全て、転送元通信装置を無線通信装置６、宛先通信装置を無線通信装置Ｄとしたときの角度Ｘが大きくなるため、上述のステップＳ１０６で転送をしないと判定され処理が終了される。

このような転送処理を繰り返すことにより、送信元通信装置（無線通信装置Ｓ）から宛先通信装置（無線通信装置Ｄ）方向へのみデータ転送を行い、宛先通信装置（無線通信装置Ｄ）まで転送される。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することが可能となる。

無線通信装置１００は、転送元通信装置位置情報、自通信装置位置情報、宛先通信装置位置情報に基づいて、角度Ｘ及び距離Ｙを算出し、それらの値に基づいて受信データの転送の要否、及び転送タイミングを決定している。

これにより、例えば、角度Ｘが、予め定めた角度より大きい場合には転送しないと判定する場合、宛先通信装置方向へ向かう、特定方向の無線通信装置にのみデータを転送していくことができる。さらに、角度Ｘが小さいほど、距離Ｙがより長い場合まで転送すると判断し、角度Ｘが大きいほど転送元通信装置と自通信装置との距離がより短い場合のみ転送すると判断する場合、同一のデータを受信した無線通信装置の中で、より宛先通信装置に近い特定領域の通信装置においてのみ転送すると判断することができる。

又、例えば、転送タイミングを、距離Ｙが短いほど転送タイミングが遅くなるように決定し、角度Ｘが大きいほど転送タイミングが遅くなるように決定するようにした場合、同一のデータを受信した無線通信装置の中で、最も宛先通信装置に近い無線通信装置において、より早い転送タイミングが決定されて転送処理が行われ、それ以外の無線通信装置では転送処理が中止される。これにより、宛先通信装置にデータが転送されるまでの転送回数を低減するとともに、重複した転送処理を抑制することができ、マルチホップ無線ネットワークにおいてマルチホップ通信を行うために必要な通信量を低減することができる。

又、各無線通信装置１００は、データを他の無線通信装置に送信する際に、送信するデータに、自通信装置位置情報と宛先通信装置位置情報を含めることにより、当該データを中継する無線通信装置１００においては、当該データから、転送元通信装置位置情報及び宛先通信装置位置情報を取得することができる。

以上により、この実施形態によれば、マルチホップ無線ネットワークを構成する各無線通信装置は、自通信装置の位置情報のみを保持しておくことで、ブロードキャスト信号などを用いて転送経路の探索を行うことなく、宛先通信装置方向の無線通信装置へのみデータ転送する処理を可能とし、マルチホップ通信を行うために必要な通信量を低減することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による無線通信装置、マルチホップ無線ネットワークシステム及び無線通信プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図４は、第２の実施形態の無線通信装置２００の全体構成を示すブロック図である。又、この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムは、上述の図４に示す無線通信装置２００を複数配置して、各無線通信装置間でマルチホップ通信するものである。

無線通信装置２００は、アンテナ２０１、受信回路２０２、受信データ処理部２０３、宛先位置取得部２０４、転送元位置取得部２０５、データ転送判定部２０６、位置情報保持部２０７、送信データ処理部２０８、送信回路２０９を有している。

アンテナ２０１、受信データ処理部２０３、宛先位置取得部２０４、転送元位置取得部２０５、位置情報保持部２０７、送信データ処理部２０８、送信回路２０９は、それぞれ第１の実施形態のアンテナ１０１、受信データ処理部１０３、宛先位置取得部１０４、転送元位置取得部１０５、位置情報保持部１０７、送信データ処理部１０８、送信回路１０９と同様のものであるのでその説明を省略する。

受信回路２０２は、データを受信した際の受信電力値を測定し、測定した受信電力値（以下、「受信電力値Ｚ」と表す）の情報を、データ転送判定部２０６に与える手段を有している点で、第１の実施形態の受信回路１０２と異なっている。

第１の実施形態のデータ転送判定部１０６では、受信データを他の無線通信装置に転送すべきか否か、及び、転送するタイミングの判定を、受信データ処理部２０３から与えられた受信データと、宛先位置取得部２０４から与えられた宛先通信装置位置情報と、転送元位置取得部２０５から与えられた転送元情報と、位置情報保持部２０７で保持している自通信装置の位置情報とに基づいて行っていたが、第２の実施形態のデータ転送判定部２０６は、上述の情報に、受信回路２０２から与えられた受信電力値Ｚの情報も加えて判定を行う場合がある点において第１の実施形態のデータ転送判定部１０６と異なっている。

データ転送判定部２０６における、受信データを転送すべきか否かの判定方法としては、一度転送したデータは転送しないと判定しても良い。さらに、転送元通信装置の位置、宛先通信装置の位置、自通信装置の位置の情報を基に、転送すべきか否か、及び、転送するタイミングの判定を行う。例えば、上述の角度Ｘが、予め定めた角度より小さい場合には転送すると判定し、予め定めた角度より大きい場合には転送しないと判定しても良い。又、角度Ｘが小さいほど、受信電力値Ｚがより小さい場合まで転送すると判定し、角度Ｘが大きいほど受信電力値Ｚがより大きい場合に転送すると判定するようにしても良い。角度Ｘごとの判断の基準となる受信電力値Ｚは、予め定められた値を、データ転送判定部２０６に記憶させておき、その値に基づいて決定しても良い。

受信データ転送するタイミング、すなわち、待ち時間Ｔの決定方法としては、角度Ｘと受信電力値Ｚの組み合わせにより決定しても良く、受信電力値Ｚが小さいほど待ち時間Ｔが短くなるように決定しても良いし、角度Ｘが小さいほど待ち時間Ｔが短くなるように決定しても良い。角度Ｘと受信電力値Ｚの組み合わせ毎の転送タイミング（待ち時間Ｔ）は、予め定められた値を、データ転送判定部２０６に記憶させておき、その値に基づいて決定しても良い。又、待ち時間Ｔが経過するまでの間に、転送しようとしているデータと同じデータを受信した場合は、転送するかしないか及び転送タイミングの判定を再実行するようにしても良い。

この実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムの構成例も上述の図２により示すことができるので詳しい説明を省略する。マルチホップ無線ネットワークシステムを構成する各無線通信装置が上述の図４に示す無線通信装置２００の構成となる点で、第１の実施形態と異なっているが、その他については同様である。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の無線通信装置及びマルチホップ無線ネットワークシステムにおけるデータ転送の動作の例を説明する。

この実施形態の無線通信装置は、第１の実施形態のものとほぼ同様であり、受信データを転送するかどうか及び転送するタイミングの判定において、距離Ｙの代わりに受信電力値Ｚを用いる点のみが異なる。よって、この実施形態の無線通信装置において、データ転送があった場合の動作は、第１の実施形態の上述の図３のフローチャート図２により表すことができるため、詳しい説明を省略し、第１の実施形態の場合と異なる点についてのみ、以下説明する。

上述のステップＳ１０１では、受信回路２０２により、データ受信の際の受信電力値Ｚが測定され、受信電力値Ｚの情報が、データ転送判定部２０６に与えられる点において、第１の実施形態と異なっている。

上述のステップＳ１０６では、データ転送の要否の判定において、角度Ｘ及び距離Ｙではなく、角度Ｘ及び受信電力値Ｚに基づいて判定される点において、第１の実施形態と異なっている。

上述のステップＳ１０７では、転送タイミング（待ち時間Ｔ）の決定において、角度Ｘ及び距離Ｙではなく、角度Ｘ及び受信電力値Ｚに基づいて決定される点において、第１の実施形態と異なっている。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することが可能となる。

通信品質は、通信距離のみでなく、周りの環境等によっても変化するので、距離に対する通信品質の劣化が大きい環境では、転送元通信装置の近くの無線通信装置しか転送データを受信できない。このような環境で、第１の実施形態の無線通信装置１００を用いた場合、転送データを受信した無線通信装置の中で、最も宛先通信装置に近い無線通信装置の転送タイミングも少し遅い転送タイミングになってしまい、転送遅延が大きくなる場合がある。

一方、第２の実施形態の無線通信装置２００では、距離に対する品質劣化が大きい環境において、通信距離が短くなっても、通信可能な距離ぎりぎりの位置に存在する無線通信装置での受信電力は小さくなるため、転送タイミングが早く設定され、第１の実施形態と比べて、遅延が大きくなることがない。

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

（Ｃ−１）上記の各実施形態においては、宛先位置取得部１０４、２０４及び転送元位置取得部１０５、２０５は、受信データから転送元及び宛先の位置情報を抽出していたが、例えば、予め同一のマルチホップ無線ネットワーク内の無線通信装置の識別情報と、その位置情報を記憶しておき、受信データに含まれる識別情報に基づいて、その位置情報を取得しても良く、位置情報を取得する方法は限定されないものである。

（Ｃ−２）上記の各実施形態において、データ転送判定部１０６、２０６は、転送元通信装置位置情報、自通信装置位置情報、宛先通信装置位置情報に基づいて、上述の角度Ｘ及び距離Ｙを算出しているが、各通信装置の絶対的な位置情報でなく、各装置間の相対的な位置関係に関する情報（例えば、転送元通信装置から、宛先通信装置への方向に関する情報）に基づいて算出しても良い。

例えば、各無線通信装置がデータを送信する際に、自通信装置の位置情報と、宛先通信装置の方向に関する情報とを含めて送信することにより、上記データを受信した無線通信装置では、転送元通信装置の位置と宛先通信装置の位置を通る直線に関する情報を取得することができる。よって、この場合、転送元通信装置の位置と宛先通信装置の位置を通る直線に関する情報と、転送元通信装置位置情報と、自通信装置位置情報に基づいて、上述の角度Ｘ及び距離Ｙ算出することができる。この場合、各無線通信装置において、他の無線通信装置への方向に関する情報は、予め記憶する手段を有して登録されたものであっても良い。

第１の実施形態の無線通信装置全体構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のマルチホップ無線ネットワークシステムの構成例を示す説明図である。 第１の実施形態の無線通信装置における受信データ転送処理の動作の例について説明したフローチャートである。 第２の実施形態の無線通信装置全体構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００…無線通信装置、１０１…アンテナ、１０２…受信回路、１０３…受信データ処理部、１０４…宛先位置取得部、１０５…転送元位置取得部、１０６…データ転送判定部、１０７…位置情報保持部、１０８…送信データ処理部、１０９…送信回路。

Claims (10)

1. マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置において、
   発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、
   上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段とを有し、
   上記転送要否判定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定する
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置において、
   発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、
   上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段とを有し、
   上記データ転送時点決定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定する
   ことを特徴とする無線通信装置。
3. 上記転送要否判定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置との距離を、さらに考慮して上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 上記データ転送時点決定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置との距離を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 上記受信したデータを受信する際の受信電力値を測定する受信電力値測定手段をさらに有し、
   上記データ転送時点決定手段は、上記受信電力値をさらに考慮して、データ転送する時点を決定する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 上記転送要否判定手段は、上記受信電力値をさらに考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 自無線通信装置の位置情報を取得する自装置位置情報取得手段を更に有し、
   上記データ転送手段は、他の無線通信装置にデータを転送する際には、転送するデータに、上記自装置位置情報取得手段が取得した位置情報を含めて転送し、
   上記位置関係情報取得手段は、上記自装置位置情報取得手段が取得した位置情報と、上記受信したデータの内容とに基づいて、上記位置関係に関する情報を取得する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の無線通信装置を複数配置していることを特徴とするマルチホップ無線ネットワークシステム。
9. マルチホップ無線ネットワークにおける無線通信装置に搭載されたコンピュータを、
   発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、
   少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、
   上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段として機能させ、
   上記転送要否判定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否かを判定する
   ことを特徴とする無線通信プログラム。
10. マルチホップ無線ネットワークシステムにおける無線通信装置に搭載されたコンピュータを、
    発信元又は直前中継元の第１の無線通信装置から、発信先の第２の無線通信装置に向けて送出されたデータを受信すると、上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置と自無線通信装置との相対的な位置関係に関する情報を取得する位置関係情報取得手段と、
    少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送するか否か判定する転送要否判定手段と、
    少なくとも上記位置関係情報取得手段が取得した情報を考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定するデータ転送時点決定手段と、
    上記転送要否判定手段において、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送すると判定された場合にのみ、上記受信したデータを、上記データ転送時点決定手段により決定された時点に、他の無線通信装置に転送するデータ転送手段として機能させ、
    上記データ転送時点決定手段は、上記第１の無線通信装置の位置と上記第２の無線通信装置の位置とを通る直線と、上記第１の無線通信装置の位置と自無線通信装置の位置を通る直線とがなす角度を少なくとも考慮して、上記受信したデータを他の無線通信装置に転送する時点を決定する
    ことを特徴とする無線通信プログラム。

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