JP5138538B2 - 相互接続可能な複数の無線端末間の経路制御方法、無線端末及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、相互接続可能な複数の無線端末間の経路制御方法、無線端末及びプログラムに関する。

近年、無線ＬＡＮ(Local Area Network)に代表される無線端末及び無線ネットワークの発達に伴って、その通信エリアも広がりつつある。一方で、無線リンクが不安定で切断が生じやすい通信エリアへの更なる対応も必要となる。例えば、地下鉄や高速道路等の通信エリアへの対応である。このような通信エリアであっても、できる限り通信を可能とするために、ＤＴＮ(Delay・Disruption・Disconnect Tolerant Network)（又はChallenged Network）の技術がある（例えば非特許文献１参照）。この技術は、適用される通信リンクが、常には利用可能でなく（途切れることが多く）且つ信頼性が低いことを想定している。

ＤＴＮの技術によれば、通信相手までのエンド−エンドパスが常に発見できとは限らないため、いわゆる蓄積運搬転送(Store - Carry- forward)方式が用いられている。この蓄積搬送転送方式を用いて、送信すべきデータを有する送信元無線端末は、直接的に宛先端末と通信できない場合、宛先端末との間に介在する中継無線端末へ、そのデータを送信することができる。このとき、データは、アプリケーションデータ単位（例えば、電子メール１通分、ドキュメントファイル１つ分のような単位）で送信される。中継無線端末は、受信したそのデータを移動によって持ち運ぶ。その後、中継無線端末は、他の中継無線端末へ、そのデータを送信する。このように、無線端末へのデータ転送を繰り返すことによって、最終的に、そのデータを宛先端末へ転送する。これは、ＡＯＤＶ(Ad hoc On-Demand Distance Vector)のように、エンド−エンドで経路を構築した後、１パケットずつバケツリレーするものではない。

尚、ＤＴＮは、非特許文献１によれば、遅延耐性（Delay Tolerant）ネットワーク及び通信失敗耐性（Disruption Tolerant）ネットワークの意味も含んでいるが、ここでは、主として「リンク切断耐性ネットワーク」として用いる。

図１は、ＤＴＮにおける４つの経路制御方式の説明図である。

図１（ａ）は、送受間直接配信（Direct Source-Destination Delivery）方式を表す。この方式によれば、送信元無線端末は、中継無線端末にデータを配信しない。送信元無線端末が、空間的な移動に伴って、宛先端末又は基地局の通信エリア内に入った場合にのみ、データを配信する。

また、図１（ｂ）は、感染型経路制御（Epidemic Routing）方式を表す。この方式によれば、送信元無線端末が、その通信エリア内にある全ての無線端末に対してデータを配信する。それら無線端末は、そのデータを一時的に蓄積する。更に、それら無線端末の各々は、その通信エリア内にある全ての無線端末に対してデータを配信する。このような配信を繰り返すことによって、データが宛先端末に届くことを期待する。

更に、図１（ｃ）は、２ホップ転送（Two-hop Forwarding）方式を表す。この方式によれば、送信元無線端末が、その通信エリア内にある全ての無線端末に対してデータを配信する。それら無線端末は、そのデータを一時的に蓄積する。その後、各無線端末は、移動することによって、宛先端末の通信エリア内か否かを判定する。宛先端末の通信エリア内へ入らない限り、当該データを送信しない。

更に、図１（ｄ）は、確率経路制御（Probabilistic Routing）方式を表す。この方式によれば、送信元無線端末は、その通信エリア内の無線端末数に、データ送信確率ｐを乗じて得られる数の無線端末だけに、データを送信する。転送されたデータを蓄積した無線端末も、同様の方式でデータを配信する。データ送信確率ｐ＝１である場合、図１（ｂ）に示した感染型経路制御（Epidemic Routing）方式と同じになる。

森山敦文、「ＤＴＮ(Delay Tolerant Network)におけるメッセージ転送技術の研究動向」、２００８年２月１日、[online]、［平成２０年１０月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www2.nict.go.jp/q/q261/kyushu/1_topic/data_t080201/moriyama.pdf＞

前述した経路制御方式によれば、無線端末自体が、データを持ち運ぶと共に、相互に配信し合うことによって、最終的に宛先端末へデータを転送する。しかしながら、宛先端末へのデータ到達に寄与しない中継無線端末に対してもデータを転送するために、無線リソースを浪費することとなる。ここで、無線リソースとは、無線端末におけるデータバッファ及びバッテリ（データ送信に伴う消費電力）や、無線リンクにおける無線帯域である。これら無線リソースの浪費を抑制しながら、宛先端末へのデータ到達確率を向上させる必要性がある。

送受間直接配信方式（図１（ａ）参照）によれば、送信元無線端末が宛先端末の通信エリア内に入らない限り、そのデータはその宛先端末に到達しないために、データ到達確率は低くなる。

また、感染型経路制御方式（図１（ｂ）参照）によれば、送信元無線端末は、その通信エリア内に存在する全ての無線端末へそのデータを配信するために、送信データのフラッディングが生じ、無線リソースの浪費が多くなる。

更に、２ホップ転送方式（図１（ｃ）参照）によれば、送信元無線端末は、通信可能な全ての無線端末へそのデータを配信した後、それら無線端末が、宛先端末の通信エリア内に入らない限り、データは配信されない。そのため、データ到達確率は低くなる。この方式によれば、一般的に、送信元端末の通信エリア内に存在する無線端末が少なければ、送受間直接配信方式と同様に、データ到達確率が低下する。一方で、送信元無線端末の通信エリア内に存在する無線端末が多ければ、感染型経路制御方式と同様に、無線リソースが浪費される。

更に、確率経路制御方式（図１（ｄ）参照）によれば、感染型経路制御方式ほど無線リソースを浪費せず、送受間直接配信方式ほどデータ到達確率も低くならない。しかしながら、データ送信確率ｐが小さければ、送受間直接配信方式と同様に、データ到達確率が低くなる。一方で、データ送信確率ｐが大きければ、データが配信される無線端末の数が増加し、感染型経路制御方式と同様に、無線リソースが浪費される。

そこで、本発明によれば、複数の無線端末が無線リンクを介して相互に接続されたネットワークシステムについて、宛先端末へのデータ到達に寄与しない無線端末に対するデータ転送をできる限り減らすことができる経路制御方法、無線端末及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、複数の無線端末が、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮ(Delay・Disruption・Disconnect Tolerant Network)に基づくネットワークシステムにおける経路制御方法において、
各無線端末が、所定電波における無線品質値を計測し、所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出ステップと、
第１の無線端末が、第２の無線端末へデータを送信すべきか否かを、第１の無線端末が自ら計測した第１の自側変動値と、第２の無線端末が自ら計測した第２の自側変動値とを比較して決定する変動値比較ステップと
を有することを特徴とする。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、
変動値比較ステップについて、
第１の無線端末が、自ら計測した第１の自側変動値を含む通信開始要求を、第２の無線端末へ送信する第１のステップと、
第２の無線端末は、自ら計測した第２の自側変動値が、通信開始要求に含まれる相手側変動値（第１の自側変動値）よりも大きいか否かを比較する第２のステップと、
第２の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第２の無線端末が、自ら計測した第２の自側変動値を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する第３のステップと、
第１の無線端末が、第２の無線端末から通信開始応答を受信した際に、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する第４のステップと
を有することも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、
第３のステップについて、第３の無線端末が、第２の自側変動値を含む通信開始応答を検知した際に、自ら計測した第３の自側変動値が、第２の通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも大きいか否かを比較し、第３の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第３の自側変動値を含む第３の通信開始応答を、第１の無線端末へ送信することも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、
変動値比較ステップについて、
第１の無線端末が、通信開始要求を、第２の無線端末へ送信する第１のステップと、
第２の無線端末は、自ら計測した第２の自側変動値を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する第２のステップと、
第１の無線端末は、自ら計測した第１の自側変動値が、通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも小さいか否かを比較する第３のステップと、
第１の自側変動値が相手側変動値よりも小さい場合、第１の無線端末が、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する第４のステップと
を有することも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、
第２のステップについて、第３の無線端末が、第２の自側変動値を含む通信開始応答を検知した際に、自ら計測した第３の自側変動値が、第２の通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも大きいか否かを比較し、第３の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第３の自側変動値を含む第３の通信開始応答を、第１の無線端末へ送信することも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、第１の無線端末は、複数の通信開始応答を受信した際に、該通信開始応答に含まれる相手側変動値を比較し、第１の自側変動値を基準にしてその差が大きい相手側変動値の無線端末へ、送信すべきデータを送信することも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、
無線品質値は、所定電波における受信レベル又は信号対干渉波比であり、
変動値は、所定時間間隔の無線品質値における分散値、又は、最大値と最小値との間の差分値であるか、又は、
連続する複数の所定時間間隔の分散値又は差分値における単純平均値又は加重平均値と、最新に計測された分散値又は差分値と、の差であることも好ましい。

本発明の経路制御方法における他の実施形態によれば、所定電波は、放送局から放送される放送波、当該無線端末自身が送信した電波に対する反射波、又は、全地球測位システムにおける衛星から送信される電波であることも好ましい。

本発明によれば、複数の他の無線端末との間で、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮに基づくネットワークシステムにおける無線端末において、
無線品質値を計測する無線品質値計測手段と、
所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出手段と、
相手側無線端末へデータを送信すべきか否かを、自ら計測した自側変動値と、相手側無線端末における相手側変動値とを比較して決定する変動値比較手段と
を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の他の無線端末との間で、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮに基づくネットワークシステムにおける無線端末に搭載されたコンピュータを機能させる経路制御プログラムにおいて、
無線品質値を計測する無線品質値計測手段と、
所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出手段と、
相手側無線端末へデータを送信すべきか否かを、自ら計測した自側変動値と、相手側無線端末における相手側変動値とを比較して決定する変動値比較手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の経路制御方法、無線端末及びプログラムによれば、複数の無線端末が無線リンクを介して相互に接続可能なネットワークシステムについて、当該無線端末の無線品質値の変動値よりも、大きく異なる無線品質値の変動値を有する中継無線端末に対してのみ、データを送信する。変動値が大きい中継無線端末は、移動に伴って、他の無線端末に遭遇する確率が増加することを意味し、宛先端末に対するデータ到達確率も増加することが期待される。これによって、本発明によれば、宛先端末へのデータ到達に寄与しない無線端末に対するデータ転送をできる限り減らすことができ、無線リソースの浪費を抑制すると共に、データ到達確率を高めることができる。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図２は、本発明における第１のシステム構成図である。

図２によれば、データの送信元となる第１の無線端末の通信エリア内に、複数の無線端末が存在している。しかしながら、そのデータの宛先端末は、第１の無線端末の通信エリア内に存在していない。

各無線端末は、経路制御機能を有し、他の中継無線端末を介して、宛先端末へ、データを転送しようとする。経路制御機能は、無線端末の通信エリア内に複数の無線端末が存在する場合、いずれの無線端末へデータを送信するかを決定する。本発明によれば、無線品質値の変動値に応じて、データを送信すべき無線端末を選択する。

各無線端末は、放送局３から放送波を受信し、その無線品質値を計測する。この計測波は、放送局からの放送波に限られず、当該無線端末自身が送信した電波に対する反射波であってもよいし、全地球測位システムの衛星から送信された電波であってもよい。ここで、無線品質値は、例えば、所定時間間隔における計測波の受信レベル又は信号対干渉波比である。

また、各無線端末は、所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する。本発明によれば、各無線端末が無線品質値の変動値を算出するために、その計測波は、全ての無線端末で同じであることが好ましく、更に、片方向であって且つ低周波数帯の電波であることが好ましい。

尚、送信されるデータ単位は、蓄積運搬転送方式によれば、アプリケーションデータ単位であるが、勿論、アプリケーションデータを分割したＩＰ（Internet Protocol）パケット単位であってもよい。

図３は、図２に基づく第１のシーケンス図である。

（Ｓ３０１）データの送信元となる第１の無線端末は、通信開始要求を、その通信エリア内に存在する第２の無線端末へ送信する。通信開始要求には、第１の無線端末における第１の自側変動値Ｖ１が含まれる。当該通信開始要求は、最終宛先アドレスを含んでもよい。尚、通信開始要求は、ブロードキャスト（フラッディング）によって送信されることが好ましい。例えば、ＡＯＤＶにおけるＲＲＥＱ(Route Request)と同様な送信形態である。
（Ｓ３０２）通信開始要求を受信した第２の無線端末は、自ら計測した無線品質値に基づく第２の自側変動値Ｖ２が、通信開始要求に含まれる第１の無線端末の自側変動値Ｖ１よりも大きいか否かを比較する。
（Ｓ３０３）ここで、第２の自側変動値Ｖ２が第１の自側変動値Ｖ１よりも大きい場合、第２の無線端末は、通信開始応答を第１の無線端末へ返信する。通信開始応答には、第２の無線端末における第２の自側変動値Ｖ２を含んでもよい。尚、第２の自側変動値Ｖ２が第１の自側変動値Ｖ１以下である場合は、通信開始否定応答を返信するか、又は何も返信しない。
（Ｓ３０４）第１の無線端末は、第２の無線端末から通信開始応答を受信した場合、第２の無線端末へ、送信すべきデータを送信する。

図４は、図２に基づく第２のシーケンス図である。

（Ｓ４０１）データの送信元となる第１の無線端末は、通信開始要求を、その通信エリア内に存在する第２の無線端末へ送信する。
（Ｓ４０２）通信開始要求を受信した第２の無線端末は、自ら計測した第２の自側変動値を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する。
（Ｓ４０３）第１の無線端末は、自ら計測した第１の自側変動値が、通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも小さいか否かを比較する。
（Ｓ４０４）ここで、第１の自側変動値が相手側変動値よりも小さい場合、第１の無線端末が、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する。

図３又は図４のシーケンスの後、第２の無線端末が、データを保持した状態で、アクセスポイント２の通信エリア内へ移動したとする。このとき、第２の無線端末は、保持していたデータを、アクセスポイント２へ送信する。これによって、そのデータは、アクセスポイント２から既存ネットワークを介して宛先端末へ送信される。

図５は、第１の無線端末の変動値と、第２の無線端末の変動値とを表すグラフである。

無線品質値は、所定電波における受信レベル又は信号対干渉波比である。変動値は、第１の所定時間間隔の無線品質値における分散値、又は、最大値と最小値との間の差分値であってもよい。また、変動値は、連続する複数の所定時間間隔の分散値又は差分値における単純平均値又は加重平均値と、最新に計測された分散値又は差分値と、の差であってもよい。図５によれば、時間的に連続して計測した電波の無線品質値の変動を表しているが、第２の所定時間間隔毎に、所定の連続時間だけ取得された電波の変動を、第１の所定時間間隔毎に比較してもよい。

図５によれば、第２の無線端末における分散値Ｖ２は、第１の無線端末における分散値Ｖ１よりも大きい。従って、第１の無線端末は、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する。

図６は、本発明における第２のシステム構成図である。

図６によれば、第１の無線端末からブロードキャストによって送信される通信開始要求に対応して、第２の無線端末から送信される通信開始応答が、第３の端末によっても受信される。ここで、第２の無線端末の自側変動値Ｖ２よりも、第３の無線端末の自側変動値Ｖ３が大きい。

図７は、図６に基づく第１のシーケンス図である。

（Ｓ７０１）データの送信元となる第１の無線端末は、ブロードキャストによって、通信開始要求を、その通信エリア内に存在する第２の無線端末及び第３の無線端末へ送信する。通信開始要求には、第１の無線端末の自側変動値Ｖ１が含まれる。
（Ｓ７０２）通信開始要求を受信した第２の無線端末は、自ら計測した無線品質値に基づく第２の自側変動値Ｖ２が、通信開始要求に含まれる第１の無線端末の自側変動値Ｖ１よりも大きいか否かを比較する。ここで、第２の自側変動値Ｖ２は、第１の自側変動値Ｖ１よりも大きいとする。
（Ｓ７０３）同様に、第３の無線端末も、自ら計測した無線品質値に基づく第３の自側変動値Ｖ３が、通信開始要求に含まれる第１の無線端末の自側変動値Ｖ１よりも大きいか否かを比較する。ここで、第３の自側変動値Ｖ３は、第１の自側変動値Ｖ１よりも大きいとする。
（Ｓ７０４）第２の自側変動値Ｖ２が第１の自側変動値Ｖ１よりも大きいために、第２の無線端末は、通信開始応答を第１の無線端末へ返信する。通信開始応答には、第２の無線端末における第２の自側変動値Ｖ２が含まれる。図７によれば、第２の無線端末が、第３の無線端末に先んじて、応答メッセージの返信のタイミングを得たとする。この返信のタイミングは、例えば無線ＬＡＮのＣＳＭＡ／ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)のようなもので決定されるものであってもよい。
（Ｓ７０５）第３の無線端末は、第２の無線端末から送信されたその通信開始応答を受信する。
（Ｓ７０６）第３の無線端末は、自端末で計測した無線品質値に基づく第３の自側変動値Ｖ３が、その通信開始応答に含まれる変動値Ｖ２よりも大きいか否かを判定する。
（Ｓ７０７）変動値Ｖ３が変動値Ｖ２よりも大きい場合、第３の無線端末は、通信開始応答を、第１の無線端末へ送信する。その通信開始応答には、第３の無線端末の第３の自側変動値Ｖ３が含まれる。尚、第３の自側変動値Ｖ３が、第２の自側変動値Ｖ２よりも小さい場合、何もしない。
（Ｓ７０８）第１の無線端末は、第２の無線端末と第３の無線端末との両方から通信開始応答を受信する。このとき、第１の無線端末は、第２の相手側変動値Ｖ２と第３の相手側変動値とを比較する。
（Ｓ７０９）第１の無線端末は、第１の自側変動値を基準にしてその差が大きい相手側変動値の無線端末へ、送信すべきデータを送信する。図７によれば、Ｖ２＜Ｖ３であるので、第１の無線端末は、第３の無線端末へ、送信すべきデータを送信する。即ち、第１の無線端末は、変動値が小さい第２の無線端末ではなく、変動値が大きい第３の無線端末へ、データを送信する。

図８は、図６に基づく第２のシーケンス図である。

（Ｓ８０１）データの送信元となる第１の無線端末は、ブロードキャストによって、通信開始要求を、その通信エリア内に存在する第２の無線端末及び第３の無線端末へ送信する。
（Ｓ８０２）通信開始要求を受信した第２の無線端末は、自ら計測した無線品質値に基づく第２の自側変動値Ｖ２を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する。図８によれば、第２の無線端末が、第３の無線端末に先んじて、応答メッセージの返信のタイミングを得たとする。
（Ｓ８０３）第３の無線端末は、第２の無線端末から送信されたその通信開始応答を受信する。
（Ｓ８０４）第３の無線端末は、自端末で計測した無線品質値に基づく第３の自側変動値Ｖ３が、その通信開始応答に含まれる変動値Ｖ２よりも大きいか否かを判定する。
（Ｓ８０５）変動値Ｖ３が変動値Ｖ２よりも大きい場合、第３の無線端末は、通信開始応答を、第１の無線端末へ送信する。その通信開始応答には、第３の無線端末の第３の自側変動値Ｖ３が含まれる。尚、第３の自側変動値Ｖ３が、第２の自側変動値Ｖ２よりも小さい場合、何もしない。
（Ｓ８０６）第１の無線端末は、第２の無線端末と第３の無線端末との両方から通信開始応答を受信する。このとき、第１の無線端末は、第２の相手側変動値Ｖ２と第３の相手側変動値とを比較する。
（Ｓ８０７）第１の無線端末は、第１の自側変動値を基準にしてその差が大きい相手側変動値の無線端末へ、送信すべきデータを送信する。図８によれば、Ｖ２＜Ｖ３であるので、第１の無線端末は、第３の無線端末へ、送信すべきデータを送信する。

図８のシーケンスは、図７のシーケンスと比較して、通信開始要求のデータサイズを小さくすることができる。これは、通信開始要求を受信できる無線端末が、周囲に存在しない確率が高い場合、無線リソース（第１の無線端末の送信電力）の消費をできる限り少なくすることができる。

図７及び図８のシーケンスの後、第３の無線端末が、データを保持した状態で、アクセスポイント２の通信エリア内へ移動したとする。このとき、第３の無線端末は、保持していたデータを、アクセスポイント２へ送信する。これによって、そのデータは、アクセスポイント２から既存ネットワークを介して宛先端末へ送信される。

図９は、本発明における無線端末の機能構成図である。

図９によれば、無線端末１は、他の無線端末と通信する通信インタフェース部１０１を有する。通信インタフェース部１０１は、例えば無線ＬＡＮにおけるアドホックモードの通信機能を有する。また、無線端末１は、計測波を送信する計測波送信部１０２と、計測波を受信する計測波受信部１０３とを有する。計測波受信部１０３は、放送局３からの放送波を計測波として受信するものであってもよい。この場合、計測波送信部１０２は不要となる。また、計測波送信部１０２から送信された計測波が、反射波として、計測波受信部１０３によって受信されるものであってもよい。更に、無線端末１は、中継無線端末としてデータを一時的に蓄積するバッファ部１０４と、他の無線端末との間でデータを送受信するアプリケーション部１０５とを有する。

無線端末１は、バッファ部１０４及びアプリケーション部１０５に加えて、以下の４つの機能に基づく機能構成部を有する。
（１）「無線品質計測機能」として、無線品質値計測部１１１と、変動値算出部１１２とを有する。
（２）「データ送信機能」として、通信開始要求送信部１２１と、通信開始応答受信部１２２と、データ送信部１２３と、送信側変動値比較部１２４とを有する。
（３）「データ受信機能」として、通信開始要求受信部１３１と、受信側変動値比較部１３２と、通信開始応答送信部１３３と、データ受信部１３４とを有する。
（４）「検知応答機能」として、通信開始応答検知部１４１と、検知側変動値比較部１４２とを有する。
これら機能構成部は、無線端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。

「無線品質計測機能」として、無線品質値計測部１１１は、計測波受信部１０３によって受信された電波信号から、受信レベル又は信号対干渉波比のような無線品質値を、所定時間間隔で継続して計測する。計測された無線品質値は、変動値算出部１１２へ出力される。

変動値算出部１１３は、所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する。変動値は、所定時間間隔の無線品質値における分散値、又は、最大値と最小値との間の差分値である。又は、変動値は、連続する複数の所定時間間隔の分散値又は差分値における単純平均値又は加重平均値と、最新に計測された分散値又は差分値と、の差である。

「データ送信機能」として、通信開始要求送信部１２１は、自側変動値を含む通信開始要求を、自側無線端末の通信エリア内に存在する相手側無線端末へ送信する。尚、通信開始要求は、ブロードキャストで送信されることが好ましい。

通信開始応答受信部１２２は、通信開始要求を送信した無線端末から、又は、通信開始要求がユニキャストの場合にはそれ以外の無線端末から、通信開始応答を受信する。複数の通信開始応答を受信した場合、又は、通信開始応答に相手側変動値が含まれている場合、送信側変動値比較部１２４へ、相手側変動値を出力する。そうでない場合、データ送信部１２３へ、データを送信するべく指示する。

データ送信部１２３は、通信開始応答受信部１２２又は送信側変動値比較部１２４の指示に応じて、送信すべきデータを相手側無線端末へ送信する。

送信側変動値比較部１２４は、複数の無線端末から複数の通信開始応答を受信した際に、その通信開始応答に含まれる相手側変動値を相互に比較する。そして、自側変動値を基準にしてその差が大きい相手側変動値となる１つ以上の無線端末へ、データを送信すべきことを、データ送信部１２３へ指示する。

「データ受信機能」として、通信開始要求受信部１３１は、送信元無線端末から通信開始要求を受信する。そして、通信開始要求に含まれる相手側変動値が取り出され、その相手側変動値は、受信側変動値比較部１３２へ出力される。

受信側変動値比較部１３２は、自ら計測した自側変動値が、通信開始要求に含まれる相手側変動値よりも大きいか否かを比較する。自側変動値の方が大きい場合は、通信開始応答を送信するべく通信開始応答送信部１３３へ指示する。そうでない場合、通信開始応答を送信しないか、又は、通信開始否応答を送信するべく、通信開始応答送信部１３３へ指示する。

通信開始応答送信部１３３は、受信側変動値比較部１３２又は検知側変動値比較部１４２の指示に応じて、通信開始応答を相手側無線端末へ返信する。通信開始応答には、自側変動値が含められる。

「検知応答機能」として、通信開始応答検知部１４１は、他の無線端末から送信された通信開始応答を検知した場合、その通信開始応答に含まれる変動値を取り出し、その変動値を検知側変動値比較部１４２へ出力する。

検知側変動値比較部１４２は、自ら計測した自側変動値が、通信開始応答検知部１４１から出力された相手側変動値よりも大きいか否かを比較する。自側変動値が大きい場合は、通信開始応答送信部１３３へ、通信開始応答の送信を指示する。

以上、詳細に説明したように、本発明の経路制御方法、無線端末及びプログラムによれば、複数の無線端末が無線リンクを介して相互に接続されたネットワークシステムについて、当該無線端末の無線品質値の変動値よりも、大きく異なる無線品質値の変動値を有する中継無線端末に対してのみ、データを送信する。変動値が大きい中継無線端末は、移動に伴って、他の無線端末に遭遇する確率が増加することを意味し、宛先端末に対するデータ到達確率も増加することが期待される。これによって、本発明によれば、宛先端末へのデータ到達に寄与しない無線端末に対するデータ転送をできる限り減らすことができ、無線リソースの浪費を抑制すると共に、データ到達確率を高めることができる。

無線品質値の変動値が大きい中継無線端末へデータを送信することによって、第１に、無線リンク状態が、例え短時間でも良い方向に変動する可能性がある。その時を捉えてデータを転送することによって、宛先端末に対するデータ到達確率の増加が期待される。第２に、無線端末の移動に伴って変動値が大きい場合、他の無線端末に遭遇する確率が増加することによって、宛先端末に対するデータ到達確率の増加が期待される。一方で、本発明によれば、無線品質値の変動値が相対的に小さい無線端末へデータを送信しないので、無線リソースの浪費を低減することが期待される。

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

ＤＴＮにおける４つの経路制御方式の説明図である。 本発明における第１のシステム構成図である。 図２に基づく第１のシーケンス図である。 図２に基づく第２のシーケンス図である。 第１の無線端末の変動値と、第２の無線端末の変動値とを表すグラフである。 本発明における第２のシステム構成図である。 図６に基づく第１のシーケンス図である。 図６に基づく第２のシーケンス図である。 本発明における無線端末の機能構成図である。

符号の説明

１ 無線端末
１０１ 通信インタフェース部
１０２ 計測波送信部
１０３ 計測波受信部
１０４ バッファ部
１０５ アプリケーション部
１１１ 無線品質値計測部
１１２ 変動値算出部
１２１ 通信開始要求送信部
１２２ 通信開始応答受信部
１２３ データ送信部
１２４ 送信側変動値比較部
１３１ 通信開始要求受信部
１３２ 受信側変動値比較部
１３３ 通信開始応答送信部
１３４ データ受信部
１４１ 通信開始応答検知部
１４２ 検知側変動値比較部
２ アクセスポイント
３ 放送局

Claims (10)

1. 複数の無線端末が、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮ(Delay・Disruption・Disconnect Tolerant Network)に基づくネットワークシステムにおける経路制御方法において、
   各無線端末が、所定電波における無線品質値を計測し、所定時間間隔の無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出ステップと、
   第１の無線端末が、第２の無線端末へデータを送信すべきか否かを、第１の無線端末が自ら計測した第１の自側変動値と、第２の無線端末が自ら計測した第２の自側変動値とを比較して決定する変動値比較ステップと
   を有することを特徴とする経路制御方法。
2. 前記変動値比較ステップについて、
   第１の無線端末が、自ら計測した第１の自側変動値を含む通信開始要求を、第２の無線端末へ送信する第１のステップと、
   第２の無線端末は、自ら計測した第２の自側変動値が、前記通信開始要求に含まれる相手側変動値（第１の自側変動値）よりも大きいか否かを比較する第２のステップと、
   第２の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第２の無線端末が、自ら計測した第２の自側変動値を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する第３のステップと、
   第１の無線端末が、第２の無線端末から前記通信開始応答を受信した際に、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する第４のステップと
   を有することを特徴とする請求項１に記載の経路制御方法。
3. 第３のステップについて、第３の無線端末が、第２の自側変動値を含む前記通信開始応答を検知した際に、自ら計測した第３の自側変動値が、第２の通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも大きいか否かを比較し、第３の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第３の自側変動値を含む第３の通信開始応答を、第１の無線端末へ送信することを特徴とする請求項２に記載の経路制御方法。
4. 前記変動値比較ステップについて、
   第１の無線端末が、通信開始要求を、第２の無線端末へ送信する第１のステップと、
   第２の無線端末は、自ら計測した第２の自側変動値を含む通信開始応答を、第１の無線端末へ返信する第２のステップと、
   第１の無線端末は、自ら計測した第１の自側変動値が、前記通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも小さいか否かを比較する第３のステップと、
   第１の自側変動値が相手側変動値よりも小さい場合、第１の無線端末が、送信すべきデータを、第２の無線端末へ送信する第４のステップと
   を有することを特徴とする請求項１に記載の経路制御方法。
5. 第２のステップについて、第３の無線端末が、第２の自側変動値を含む前記通信開始応答を検知した際に、自ら計測した第３の自側変動値が、第２の通信開始応答に含まれる相手側変動値（第２の自側変動値）よりも大きいか否かを比較し、第３の自側変動値が相手側変動値よりも大きい場合、第３の自側変動値を含む第３の通信開始応答を、第１の無線端末へ送信することを特徴とする請求項４に記載の経路制御方法。
6. 第１の無線端末は、複数の通信開始応答を受信した際に、該通信開始応答に含まれる相手側変動値を比較し、第１の自側変動値を基準にしてその差が大きい相手側変動値の無線端末へ、送信すべきデータを送信することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の経路制御方法。
7. 前記無線品質値は、所定電波における受信レベル又は信号対干渉波比であり、
   前記変動値は、所定時間間隔の無線品質値における分散値、又は、最大値と最小値との間の差分値であるか、又は、
   連続する複数の所定時間間隔の分散値又は差分値における単純平均値又は加重平均値と、最新に計測された分散値又は差分値と、の差である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の経路制御方法。
8. 前記所定電波は、放送局から放送される放送波、当該無線端末自身が送信した電波に対する反射波、又は、全地球測位システムにおける衛星から送信される電波であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の経路制御方法。
9. 複数の他の無線端末との間で、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮに基づくネットワークシステムにおける無線端末において、
   無線品質値を計測する無線品質値計測手段と、
   所定時間間隔の前記無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出手段と、
   相手側無線端末へデータを送信すべきか否かを、自ら計測した自側変動値と、相手側無線端末における相手側変動値とを比較して決定する変動値比較手段と
   を有することを特徴とする無線端末。
10. 複数の他の無線端末との間で、無線リンクを介して相互に接続可能なＤＴＮに基づくネットワークシステムにおける無線端末に搭載されたコンピュータを機能させる経路制御プログラムにおいて、
    無線品質値を計測する無線品質値計測手段と、
    所定時間間隔の前記無線品質値における自側変動値を算出する変動値算出手段と、
    相手側無線端末へデータを送信すべきか否かを、自ら計測した自側変動値と、相手側無線端末における相手側変動値とを比較して決定する変動値比較手段と
    してコンピュータを機能させることを特徴とする無線端末用の経路制御プログラム。

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