JP6408648B2 - 無線通信装置および方法、ならびにプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置および方法、ならびにプログラムに係わる。

従来、複数のノード（中継装置）を含む中継ネットワークにおいて、電池残量の少ないノードを親ノードとして選択しづらくする方法や、電池残量の少ないノードが存在する経路上のノードを、親ノードとして選択しづらくする方法があった。いずれの方法においても、親ノードとして選択可能なノードが、残り駆動時間の短いノードのみである場合、残り駆動時間が短いノードを親ノードとして選択せざるを得なかった。

特開２００６−２４５８５４号公報 特開２００５−２４４３８１号公報

Ａ．Ｍ．Ｅｌ−Ｓｅｍａｒｙ ａｎｄ Ｍ．Ｍ．Ａ．Ａｚｉｍ，"Ｐａｔｈ ｅｎｅｒｇｙ ｗｅｉｇｈｔ： ａ ｇｌｏｂａｌ ｅｎｅｒｇｙ−ａｗａｒｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｃｏｔｏｌ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ．" Ｉｎ Ｐｒｏｃ．ｏｆ ＩＦＩＰ ＷＤ，Ｖｅｎｉｃｅ，Ｏｃｔ．２０１０．

本発明の実施形態は、残り駆動時間が短い中継装置を含む中継経路を選択する可能性を低減することを目的とする。

本発明の実施形態としての無線通信装置は、無線中継ネットワークに含まれる無線通信装置であって、決定部と、送信部と、受信部と、経路選択部と、を備える。

前記決定部は、前記無線中継ネットワークに含まれる複数の第１中継装置から前記無線中継ネットワークに含まれる目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第１残り駆動時間に基づく値を用いて、新規経路探索を行うかを決定する。

前記送信部は、前記複数の中継装置のうち、通信可能な複数の第１中継装置に含まれる少なくとも一の前記第１中継装置へデータを送信し、前記決定部により前記新規経路探索を行うと決定された場合に、前記送信部の送信電力を増加させて要求情報を送信する。

前記受信部は、前記複数の中継装置のうちの前記要求情報を受信した複数の第２中継装置から、前記第２中継装置それぞれから前記目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第２残り駆動時間に基づく値を含む応答情報を受信する。

前記経路選択部は、前記応答情報に基づき、前記複数の第２中継装置からデータの中継先を選択する。

前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が第１閾値以上の第２中継装置の中からデータの中継先を選択してもよい。

前記送信部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が前記第１閾値以上の第２中継装置が存在しない場合は、送信電力をさらに増加させてもよい。

前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が前記第１閾値以上の第２中継装置が複数存在するとき、前記第２残り時駆動時間に基づく値が最も大きい第２中継装置を中継先に選択してもよい。

第１の実施形態に係わる無線通信システムの全体構成図。 第１の実施形態に係わる無線通信装置のブロック図。 第１の実施形態に係わる無線通信の仕組みを示す概念図。 第１の実施形態に係わる残り駆動時間の説明図。 第１の実施形態に係わる経路状態判定処理のフローチャート。 第１の実施形態に係わる新規経路探索処理のフローチャート。 第１の実施形態に係わる経路情報リストの例を示す図。 第１の実施形態に係わる経路構築応答処理のフローチャート。 第１の実施形態に係わる親ノード選択処理のフローチャート。 第２の実施形態に係わる動作を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わる無線通信システムの全体を示す。

複数の無線通信装置（中継装置）Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６が、中継ネットワークのノードとして存在する。中継ネットワークの最終段のノードＮ６は中継の目的装置であり、ネットワーク２０１を介して、集約装置（目的装置）２０２へ接続されている。

中継ネットワークを構成するこれらの無線通信装置間で、無線通信装置Ｎ１〜Ｎ６で発生したデータを、集約装置２０２へ送信するための通信経路（中継経路）が構築されている。図における無線通信装置間の矢印は、中継の経路を表している。目的装置のノードＮ６へ中継されたデータは、ノードＮ６からネットワーク２０１を介して、集約装置２０２へ転送される。

この例では、ネットワーク２０１に接続されるノードはノードＮ６の１つであるが、複数のノードがネットワーク２０１に接続される形態、すなわち、複数の目的装置が中継ネットワークの最終段のノードとして機能する形態もあり得る。

図２は、第１の実施形態に係わる無線通信装置のブロック図である。図示の構成は、図１に示した無線通信装置Ｎ１〜Ｎ６の構成として、それぞれ用いることができる。

図２の無線通信装置は、受信部１０１と、要求処理部１０２と、記憶部１０３と、比較部１０４と、経路選択部（取得手段、決定部、送信処理部を含む）１０５と、送信電力制御部１０６と、送信部１０７と、駆動時間推定部１０８と、電池１０９を備える。

送信部１０７は、無線で信号を送信する。受信部１０１は、無線で信号を受信する。無線方式は、本装置の使用形態に応じて、任意の方式を使用できる。送信部１０７は、送信するデータを、中継先となる他の無線通信装置へ送信する。送信するデータは、別の無線通信装置から受信したデータ、または本装置の計測手段（図示せず）により計測したデータがあり得る。

残り駆動時間推定部１０８は、電池１０９の残り駆動時間、すなわち、本装置の残り駆動時間を推定する。残り駆動時間は、電池１０９が消費されるまでの時間の評価値である。残り駆動時間は、たとえば、式１のように計算できる。ただし、この推定方法は一例であり、別の方法を用いることも可能である。

（式１）
残り駆動時間
＝電池容量［Ａｈ］＊電池残量［％］／送信時消費電流［Ａ］
≒電池残量／１０＾（送信電力設定［ｄＢｍ］／１０）
送信電力制御部１０６は、送信部１０７の送信電力（送信出力）を制御する。

記憶部１０３は、経路情報リスト、および中継先へ送信するデータを記憶する。経路情報リストとデータはそれぞれ別個の記憶部に記憶されてもよい。データは装置内または装置に接続された図示しない計測手段により計測されて、格納されている。たとえば本装置の消費電力や、装置の異常の有無など、装置の状態に関するデータ、あるいは温度や加速度など、装置周辺の環境に関するデータが計測部により計測されて、記憶部１０３に格納されている。データは、送信部１０７から一定間隔、あるいは外部から要求されたタイミングなどで、記憶部１０３から読み出して中継先の装置へ送信される。

経路情報リストは、本無線通信装置と通信可能な範囲に存在する他の無線通信装置のＩＤと、当該ＩＤの装置から中継の目的装置（図２の例ではノードＮ６）までに設定されている経路（設定経路）の残り駆動時間とを格納する。ある装置に格納された経路情報リストの例を図７に示す。この装置は、装置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと通信可能であり、各装置に対する設定経路の残り駆動時間は、それぞれ１０、１００、１０００、１である。

ここで、設定経路の残り駆動時間は、当該ＩＤの装置から目的装置までの設定経路（中継経路）上に存在する装置の残り駆動時間を代表する情報である。たとえば、当該情報は、当該ＩＤに対する設定経路の全部または一部に含まれる装置の残り駆動時間の内、最も値の低い値（最悪値）を示す。当該ＩＤの装置（親ノード）の残り駆動時間を示してもよいし、親ノードから最終段のノードまでの経路上の装置の最も低い残り駆動時間を示してもよい。または、ネットワークに接続される最終段のノード数が１のときは、最終段のノードの１つ手前のノードまでの経路部分のみを対象とし、当該経路部分上の装置の中でも最も低い値の駆動時間を採用してもよい。上記以外の方法でもよい。たとえば経路上の各装置の残り駆動時間の平均時間を用いてもよい。

本無線通信装置の中継先（すなわち親ノード）は、経路情報リストに登録された装置のうちの１つに事前に設定されている（たとえば最も設定経路の残り駆動時間が高い装置）。あるいは、経路情報リストに登録されたすべての装置を親ノードとし、データの送信の都度、最も設定経路の残り駆動時間が高い装置を親ノードから１つ選択する構成も可能である。

以下の説明では、特に断りの無い限り、親ノードは事前に１つ設定されているとする。
経路選択部１０５の初期動作、あるいはユーザによる操作設定により、初期経路構築を行う。初期経路構築は、各装置の電池の残り駆動時間は十分にあるとし、残り駆動時間を考慮しないで行ってもよいし、装置の残り駆動時間を考慮して経路構築を行うことも可能である。以下では、初期経路構築は完了している前提で説明を続ける。

ここで、図４を用いて、ノードに対する設定経路の残り駆動時間の詳細を説明する。

ここでは説明の簡単のため、ノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｚから構成される中継ネットワークを想定する。図示しないノードＺは、中継の目的装置であるとする。ノードＡ、Ｂ、Ｃは、ノードＺと通信可能であり、ノードＺの子ノードであるとする。

ノードＤ、Ｅはそれぞれ、ノードＡ〜Ｃと通信可能であるが、ノードＺとは通信できないノードである。ノードＤの残り駆動時間は、１２００であり、ノードＥの残り駆動時間は５００である。ノードＤ、Ｅは、ノードＡ〜Ｃの設定経路の残り駆動時間の情報を有している。あるノードから最終ノードＺまでの経路上に存在する装置の残り駆動時間の最小値を、当該ノードに対する設定経路の残り駆動時間とする。したがって、ノードＡ〜Ｃに対する設定経路の残り駆動時間は、ノードＡ〜Ｃ自身の残り駆動時間に一致する。

ノードＤの親ノードに選択可能なノード（中継先候補）はＡ〜Ｃであり、このうちノードＣが親ノード（中継先）に設定されている。ノードＥの中継先候補はＡ〜Ｃであり、このうちノードＣが親ノードに設定されている。

ここで、ノードＦは、ノードＤ、Ｅと通信可能であり、ノードＺ、Ａ〜Ｃとは通信できないノードである。ノードＦが、ノードＤに対する設定経路の残り駆動時間を取得する場合を考える。ノードＤはノードＣを親ノードとする経路が設定されているため、ノードＣに対する設定経路の駆動時間と、自身の残り駆動時間のうち、小さい方の値をノードＦに通知する。ノードＣに対する設定経路の残り駆動時間は１０００、ノードＤの残り駆動時間は１２００のため、１０００の値を、ノードＤに対する設定経路の残り駆動時間として、ノードＦに通知する。同様にして、ノードＥからは、残り駆動時間５００が、ノードＥに対する設定経路の残り駆動時間として、ノードＦに通知される。

このようにしてノードＦは、中継先候補（Ｄ、Ｅ）のそれぞれに対する設定経路の残り駆動時間を取得する。残り駆動時間が大きい経路を選択するアルゴリズムを採用する場合は、ノードＦは、ノードＤを親ノードとして選択することになる。

経路選択部（取得手段、決定部、送信処理部）１０５は、残り駆動時間推定部１０８と、比較部１０４と、送信電力制御部１０６と、送信部１０７、受信部１０１を用いて、定期的に経路状態判定動作を起動する。経路選択部１０５は、経路状態判定動作の実施の結果として、現在の親ノード（中継先）を維持するか、別の親ノードに切り換えを行う。

経路選択部１０５の取得手段は、残り駆動時間取得要求を親ノードに送信して、現在の設定経路の残り駆動時間を親ノードから取得する。また、経路選択部１０５は、親ノード以外の通信可能なノード（中継先候補）に残り駆動時間取得要求を送信して、中継先候補に対する設定経路の残り駆動時間を取得する。経路選択部１０５は、取得した情報を、記憶部１０３の経路情報リストに、追加または上書きする。なお、残り駆動時間の取得は、経路選択処理とは別の処理として、経路選択部１０５とは別の処理部が、定期的あるいは任意のタイミングで、行ってもよい。

比較部１０４は、経路選択部１０４の制御の下、記憶部１０３にアクセスして、現在の親ノードの設定経路の残り駆動時間が、設定値（閾値）より小さいかを判断する。また、当該駆動時間が設定値より小さい場合に、親ノード以外の中継先候補の設定経路の残り駆動時間が、設定値より小さいかを判断する。

経路選択部１０５の決定部は、現在の親ノードを含むすべての中継先候補の設定経路の残り駆動時間が設定値より小さい場合は、新規経路探索を行うことを決定する。まず、経路選択部１０５は、送信電力制御部１０６に送信部１０７の送信電力（送信出力）を増加させて、経路選択部１０５の送信処理部は、経路構築要求を送信部１０７から送信する。
経路構築要求は、自身の装置のＩＤである送信元ＩＤと、送信部１０７の増加後の送信出力値を含む。送信部１０７の増加後の送信出力値を広告してもよく、この場合、経路構築要求に送信出力値を含めなくてもよい。

経路選択部１０５は、経路構築要求に対する応答が、経路情報リストに登録された装置以外の装置から、受信部１０１で受信されたかを検査する。応答が受信された場合、応答を返した装置の中から、設定経路の残り駆動時間が設定値より大きい条件を満たすものを新たな中継先候補として選択し、中継先候補の中から新たな親ノード（新たな中継先）を選択する。

応答がない場合、または、応答があっても、そのような条件を満たす装置がなければ、送信部１０７の出力を増加させて、同様の処理を繰り返す。

経路選択部１０５は、応答を返した装置についての情報を、記憶部１０３の経路情報リストに追加または上書きする。

なお、既にリストに記憶済みの装置からの応答は、（当該応答の情報を上書きせずに）無視してもよい。あるいは、経路構築要求を受けた装置は、前回経路構築要求を受けたとき、または残り駆動時間取得要求を受けたときから一定時間内は、応答を返さない構成としてもよい。

ここで、送信部１０７の送信電力を強めることで、経路構築の選択肢を増やせることを、図３を用いて端的に説明する。左端のノードＮ１１が、実線の円弧内に届く送信出力で無線通信をする場合、通信可能なノードは中央の２つのノードＮ１２、Ｎ１３である。つまり、円弧内が通信可能な範囲である。左端のノードＮ１１の送信電力を増加して、点線の円弧内に届く送信出力で無線通信をする場合、通信可能なノードは、ノードＮ１２、Ｎ１３に加えて、右端のノードＮ１４も含まれる。点線の円弧内が、送信電力増加後の通信可能な範囲である。したがって、電波の送信出力を強めることで、通信可能なノードが１つ増えて、３ノードとなる。

要求処理部１０２は、受信部１０１で経路構築要求が受信されたかを検査する。経路構築要求が受信された場合、経路構築要求に含まれる送信元ＩＤと送信出力値を読み取る。

要求処理部１０２は、送信部１０７の現在の送信出力値が、読み取った送信出力値より小さいかを判断する。現在の送信出力値が、読み取った送信出力値より小さく、読み取った値が上限値を越えていないときは、送信電力制御部１０６を用いて、読み取った値の送信出力を送信部１０７に設定する。

要求処理部１０２は、残り駆動時間推定部１０８を用いて、電池の残り駆動時間を推定する。要求処理部１０２は、経路構築要求に含まれていた送信元ＩＤを宛先とし、本装置の設定経路の残り駆動時間を含む経路構築応答を、送信元の装置へ送信する。残り駆動時間の推定は、経路構築要求を受信したときに行ってもよいし、定期的に残り駆動時間を推定し、記憶部に格納しておいてもよい。本装置の設定経路の残り駆動時間は、図４に示した方法の例では、自装置の残り駆動時間と、中継先の設定経路の残り駆動時間のうちの小さい方である。設定経路の残り駆動時間として、親ノードの残り駆動時間を用いる方法の場合は、自装置の残り駆動時間を返せばよい。

図５は、経路選択部１０５が経路状態判定動作の開始を決定した場合の動作を示すフローチャートである。

経路選択部１０５が、定期的に、経路状態判定動作の開始を決定すると、比較部１０４は、親ノードの現経路の残り駆動時間が設定値より小さいかどうか判定する（ステップＳ１０１）。

ステップＳ１０１の判定の結果、現経路の残り駆動時間が設定値より小さい場合は、比較部１０４は、他の経路、すなわち、親ノード以外の中継候補に対する経路の残り駆動時間が、設定値より小さいかどうか判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２の判定の結果、他の経路のすべての残り駆動時間が設定値より小さい場合は、経路選択部１０５は、新規経路探索を実行することを決定する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０１の判定の結果、現経路の残り駆動時間が設定値以上のときは、現在の経路を維持する（ステップＳ１０４）。

また、ステップＳ１０２の判定の結果、他の経路の中に、残り駆動時間が設定値以上のものが存在した場合は、その経路を、新たな経路として設定する（ステップＳ１０４）。
残り駆動時間が設定値以上の他の経路が、複数存在する場合は、任意の方法で１つの経路を選択すればよい。たとえば、残り駆動時間が最も大きい経路を選択する方法が考えられる。

図６は、図４のステップＳ１０３で行う新規経路探索動作のフローチャートである。

まず、経路選択部１０５は、送信部１０７における現在の送信出力（送信電力）の設定値が、設定可能な上限値に達しているかどうか判定する（ステップＳ２０１）。

ステップＳ２０１の判定の結果、現在の送信出力が上限値に達している場合、比較部１０４が、経路情報リストから、経路の残り駆動時間が最も長いノードを、親ノードとして選択する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２で選択したノードを中継先とすることで、新たな経路が設定される（ステップＳ２０９）。

ステップＳ２０１の判定の結果、現在の送信出力が上限値に達していない場合、送信電力制御部１０６が、送信部１０７の送信出力を増加させる（ステップＳ２０３）。増加の方法は任意の方法を用いることができる。たとえば一定値だけ増加させてもよいし、現在の値の一定割合だけ増加させてもよいし、その他の方法で増加させてもよい。

送信電力制御部１０６により送信部１０７の送信出力を増加させられたら、送信部１０７が、経路構築要求を送信する（ステップＳ２０４）。経路構築要求は、送信元ＩＤと、送信部１０４の送信出力値を含む。

経路選択部１０５は、経路構築要求に対する応答として、経路情報リストに登録されていない装置からの応答が受信部１０１で受信されたかを判定する（ステップＳ２０５）。
そのような応答がまったく無かった場合は、送信出力が上限値に達したかの判定を行うステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０５でそのような応答が受信された場合、当該応答を返した無線通信装置（端末）のうち、残り駆動時間が設定値より大きい条件を満たす装置の台数を確認する（Ｓ２０６）。また、当該応答を返した装置の情報を、経路情報リストに追加する。

当該条件を満たす無線通信装置が２台以上の場合は、これらの無線通信装置の中から１台の無線通信装置を、親ノードとして選択する（Ｓ２０７）。選択方法として、経路の最も残り駆動時間の値が大きいノードを選択してもよいし、後述する別の方法（図９参照）を用いることもできる。ステップＳ２０７で選択したノードを中継先とすることで、新たな経路が設定される（ステップＳ２０９）。

当該条件を満たす無線通信装置が１台の場合は、その無線通信装置を、新たな親ノードに決定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８で選択したノードを中継先とする新たな経路を設定する（ステップＳ２０９）。

当該条件を満たす無線通信装置が０台の場合は、送信出力が上限値に達したかの判定を行うステップＳ２０１に戻る。

図８は、無線通信装置が経路構築要求を受信したときに行う経路構築応答処理を示すフローチャートである。

受信部１０１が経路構築要求を受信すると、要求処理部１０２が、経路構築要求に含まれる送信元ＩＤと送信出力値を読み取る（ステップＳ３０１）。なお、送信出力値が別途広告されていた場合は、広告された送信出力値を用いればよい。

要求処理部１０２は、送信部１０７の現在の送信出力値が、読み取った送信出力値以上かを判断する（Ｓ３０２）。送信部１０７の現在の送信出力値が、読み取った送信出力値より小さいときは、読み取った送信出力値が、送信部１０７に設定可能な上限値を越えていないかを判定する（ステップＳ３０３）。

読み取った送信出力値が上限値を超えていないときは、送信電力制御部１０６が、読み取った値の送信電力を送信部１０７に設定する（ステップＳ３０４）。

次に、駆動時間推定部１０８が、電池１０９の情報と、送信部１０７の設定に基づき、本装置の残り駆動時間を推定する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０２で、現在の送信出力値が、読み取った送信出力値以上と判定した場合も、本ステップＳ３０５の処理を実行する。

次に、送信部１０７が、経路構築要求に含まれていた送信元ＩＤを宛先とし、ステップＳ３０５で推定した残り駆動時間と親ノードの残り駆動時間のうちの小さい方の値を含む経路構築応答を送信する（ステップＳ３０６）。別の方法として、自ノードの残り駆動時間を含める形態もあり得る。

ステップＳ３０３で、読み取った送信出力が、上限値を超えていると判定された場合は、経路構築応答を送信せずに、本処理を終了する。

図９は、図６のステップＳ２０７で行う親ノード選択処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、装置ＩＤがＡ、Ｂ，Ｃの無線通信装置から経路構築要求に対する応答が有り、いずれもＡ，Ｂ、Ｃの経路の残り駆動時間が設定値より大きかった場合の動作例を示す。本動作例では、経路の残り駆動時間が大きいほど、親ノードとして選択される可能性を高くする。

装置Ａ、Ｂ、Ｃの経路の残り駆動時間をＴＡ、ＴＢ、ＴＣとした場合に、ＴＡ、ＴＢ、ＴＣの合計に対する各残り駆動時間の比率ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを、式２のように計算する（ステップＳ４０１）。

（式２）
ＰＡ＝ＴＡ／（ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ）ＰＢ＝ＴＢ／（ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ）ＰＣ＝ＴＣ／（ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ）
次に、０以上から１以下の乱数Ｒを発生させる（ステップＳ４０２）。

乱数Ｒが０以上かつＰＡ未満の場合、装置Ａを親ノードとして選択する（ステップ、Ｓ４０３、Ｓ４０５）。

乱数ＲがＰＡ以上かつＰＡ＋ＰＢ未満の場合、装置Ｂを親ノードとして選択する（ステップＳ４０６）。

乱数ＲがＰＡ＋ＰＢ以上の場合、装置Ｃを親ノードとして選択する（ステップＳ４０７）。

以上、第１の実施形態に係わる無線通信装置によれば、親ノードとして選択可能なノードが残り駆動時間の短いノードのみである場合に、送信電力を強めることで、親ノードとして選択可能なノード（中継先候補）を増やすことができる。よって、残り駆動時間が大きい経路を選択する可能性を高めることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、親ノードを１台選択し、選択した親ノードにデータを転送した。
第２の実施形態では、経路の残り駆動時間が設定値より大きい条件を満たすすべての装置を親ノードとして選択し、実際のデータ送信を行う際に、これらの親ノードの中から、データの転送先を決定する。

第１の実施形態の図６のステップＳ２０７では１つの親ノードを選択したが、本実施形態では同ステップにおいてすべてのノードを親ノードとして選択するよう処理を置き換えればよい。

また、図５のステップＳ１０１、Ｓ１０２の処理を以下のように置換すればよい。すなわち、すべての通信可能な装置のうち、経路の残り駆動時間が設定値以上の条件を満たす装置が１つ以上存在すれば、新規経路探索は行わず、当該条件を満たす装置が１台も存在しなければ、新規経路探索を行えばよい。

以下、本実施形態におけるデータの転送先を決定する動作を説明する。図１０は、当該動作のフローチャートである。本動作は経路選択部１０５が行う。ここでは、装置Ａ、Ｂ、Ｃが、上記条件を満たす装置であるとして説明を行う。

まず、前述した式２によって、装置Ａ、Ｂ、Ｃを経由する経路の残り駆動時間の合計に対する各残り駆動時間の比率ＰＡ、ＰＢ、ＰＣをそれぞれ計算する（ステップＳ５０１）。

次に、式３によって、装置Ａ、Ｂ、Ｃのデータ送信比率ＲＡ、ＲＢ、ＲＣを計算する（ステップＳ５０２）。式３において、ＤＡ、ＤＢ、ＤＣは、それぞれノードＡ、ノードＢ、ノードＣを宛先として、本装置からこれまでに送信したデータの総量である。ＲＡ、ＲＢ、ＲＣは、ノードＡ，Ｂ、Ｃをそれぞれ宛先として送信したデータ総量の、これらのデータ総量の合計に対する比率である。

（式３）
ＲＡ＝ＤＡ／（ＤＡ＋ＤＢ＋ＤＣ）ＲＢ＝ＤＢ／（ＤＡ＋ＤＢ＋ＤＣ）ＲＣ＝ＤＣ／（ＤＡ＋ＤＢ＋ＤＣ）
装置Ａのデータ送信比率ＲＡが、装置Ａの動作時間比率Ｐより小さいか判定する（ステップＳ５０３）。

ステップＳ５０３の判定が真である場合、装置Ａを宛先として選択する（ステップＳ５０３）。

ステップＳ５０３の判定が偽である場合、装置Ｂのデータ送信比率ＲＢが、装置Ｂの動作時間比率ＰＢより小さいか判定する（ステップＳ５０４）。

ステップＳ５０４の判定が真である場合、装置Ｂを宛先として選択する（ステップＳ５０６）。

ステップＳ５０４の判定が偽である場合、装置Ｃを宛先として選択する（ステップ７）。

上記動作によれば、各ノードに対する経路の残り駆動時間比率にそれぞれのデータ送信比率が近づくように宛先が選択されることで、経路の残り駆動時間が短い装置を宛先として選択する可能性を低くできる。

なお、この無線通信装置は、たとえば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、送信部、受信部、要求処理部、比較部、経路選択部および送信出力制御部は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、無線通信装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、記憶部は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。たとえば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０１：受信部
１０２：要求処理部
１０３：記憶部
１０４：比較部
１０５：経路選択部
１０６：送信電力制御部
１０７：送信部
１０８：残り駆動時間推定部
１０９：電池

Claims (17)

1. 無線中継ネットワークに含まれる無線通信装置であって、
   前記無線中継ネットワークに含まれる複数の中継装置のうち、通信可能な複数の第１中継装置から前記無線中継ネットワークに含まれる目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第１残り駆動時間に基づく値を用いて、新規経路探索を行うかを決定する決定部と、
   前記複数の第１中継装置に含まれる少なくとも一の前記第１中継装置へデータを送信し、前記決定部により前記新規経路探索を行うと決定された場合に、送信電力を増加させて要求情報を送信する送信部と、
   前記複数の中継装置のうちの前記要求情報を受信した複数の第２中継装置から、前記第２中継装置それぞれから前記目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第２残り駆動時間に基づく値を含む応答情報を受信する受信部と、
   前記応答情報に基づき、前記複数の第２中継装置からデータの中継先を選択する経路選択部と、
   を備える無線通信装置。
2. 前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が第１閾値以上の第２中継装置の中からデータの中継先を選択する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記送信部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が前記第１閾値以上の第２中継装置が存在しない場合は、送信電力をさらに増加させる、
   請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が前記第１閾値以上の第２中継装置が複数存在するとき、前記第２残り時駆動時間に基づく値が最も大きい第２中継装置を中継先に選択する、
   請求項２に記載の無線通信装置。
5. 前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が前記第１閾値以上の第２中継装置が複数存在するとき、前記第２残り駆動時間の値が大きい第２中継装置ほど高い確率で選択する、
   請求項２に記載の無線通信装置。
6. 前記経路選択部は、前記第２残り駆動時間に基づく値が第１閾値以上の前記第２中継装置が複数存在するとき、複数の前記第２中継装置を中継先として選択し、
   前記送信部は、前記中継先へ送信するデータ総量の合計に対する各前記中継先へ送信するデータ量を表す第１比率が、前記第２残り駆動時間に基づく値の合計に対する各前記中継先の前記第２残り駆動時間に基づく値の比率である第２比率に近づくように、前記データを送信する、
   請求項２に記載の無線通信装置。
7. 前記決定部は、前記第１残り駆動時間に基づく値がすべて第２閾値未満のとき、新規経路探索を行うことを決定する
   請求項１ないし６のいずれか一項に記載の無線通信装置。
8. 前記第１残り駆動時間に基づく値は、前記第１中継装置から目的装置までの中継経路の全部または一部に存在する中継装置の残り駆動時間のうちの最小値を表し
   前記第２残り駆動時間に基づく値は、前記第２中継装置から目的装置までの中継経路の全部または一部に存在する中継装置の残り駆動時間の最小値を表す
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
9. 前記第１残り駆動時間に基づく値は、前記第１中継装置の残り駆動時間を表し
   前記第２残り駆動時間に基づく値は、前記第２中継装置の残り駆動時間を表す
   請求項１ないし７のいずれか一項に記載の無線通信装置。
10. 前記要求情報は、前記送信電力が増加された後の前記送信部の送信電力情報を含む、
    請求項１ないし９のいずれか一項に記載の無線通信装置。
11. 電池と、
    前記電池の残量と前記送信部の送信電力とに基づいて、前記電池の残り駆動時間を推定する残り駆動時間推定部と、をさらに備え、
    前記送信部は、前記中継装置のうちの１つから前記受信部で前記要求情報が受信された場合に、前記送信部の送信電力を前記送信電力情報に基づいて増加させ、
    前記送信部が、前記中継先から目的装置までの中継経路上に存在する装置の残り駆動時間と前記推定した残り駆動時間とを含む第２応答情報を、前記中継装置に送信する
    請求項１０に記載の無線通信装置。
12. 前記第２応答情報は、前記中継先から目的装置までの中継経路の全部または一部に存在する中継装置の残り駆動時間と前記推定した残り駆動時間とのうちの最小値である
    請求項１１に記載の無線通信装置。
13. 前記第２応答情報は、前記残り駆動時間推定部が推定した残り駆動時間である
    請求項１１に記載の無線通信装置。
14. 前記受信部は、前記送信部が送信した要求情報を受信した第２中継装置のうち、前記第１中継装置以外の中継装置から前記応答情報を受信する
    請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
15. 前記複数の中継装置のうちの１つとして用いられる
    請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
16. 無線中継ネットワークに対する無線通信方法であって、
    前記無線中継ネットワークに含まれる複数の中継装置のうち、通信可能な複数の第１中継装置から前記無線中継ネットワークに含まれる目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第１残り駆動時間に基づく値を用いて、新規経路探索を行うかを決定する決定ステップと、
    前記複数の第１中継装置に含まれる少なくとも一の前記第１中継装置へデータを送信し、前記新規経路探索を行うと決定された場合に、送信電力を増加させて要求情報を送信する送信ステップと、
    前記複数の中継装置のうちの前記要求情報を受信した複数の第２中継装置から、前記第２中継装置それぞれから前記目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第２残り駆動時間に基づく値を含む応答情報を受信する受信ステップと、
    前記応答情報に基づき、前記複数の第２中継装置からデータの中継先を選択する経路選択ステップと、
    をコンピュータが実行する無線通信方法。
17. 無線中継ネットワークに対するプログラムであって、
    前記無線中継ネットワークに含まれる複数の中継装置のうち、通信可能な複数の第１中継装置から前記無線中継ネットワークに含まれる目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第１残り駆動時間に基づく値を用いて、新規経路探索を行うかを決定する決定ステップと、
    前記複数の第１中継装置に含まれる少なくとも一の前記第１中継装置へデータを送信し、前記新規経路探索を行うと決定された場合に、送信電力を増加させて要求情報を送信する送信ステップと、
    前記複数の中継装置のうちの前記要求情報を受信した複数の第２中継装置から、前記第２中継装置それぞれから前記目的装置までの中継経路上に存在する前記中継装置の第２残り駆動時間に基づく値を含む応答情報を受信する受信ステップと、
    前記応答情報に基づき、前記複数の第２中継装置からデータの中継先を選択する経路選択ステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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