JP6747571B2 - 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム Download PDF

Info

Publication number
JP6747571B2
JP6747571B2 JP2019500107A JP2019500107A JP6747571B2 JP 6747571 B2 JP6747571 B2 JP 6747571B2 JP 2019500107 A JP2019500107 A JP 2019500107A JP 2019500107 A JP2019500107 A JP 2019500107A JP 6747571 B2 JP6747571 B2 JP 6747571B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
relay terminal
communication
transmission power
communication terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019500107A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018150514A1 (ja
Inventor
至智 藁科
至智 藁科
智彦 柳生
智彦 柳生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Publication of JPWO2018150514A1 publication Critical patent/JPWO2018150514A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6747571B2 publication Critical patent/JP6747571B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/38TPC being performed in particular situations
    • H04W52/46TPC being performed in particular situations in multi hop networks, e.g. wireless relay networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/0005Control or signalling for completing the hand-off
    • H04W36/0055Transmission or use of information for re-establishing the radio link
    • H04W36/0066Transmission or use of information for re-establishing the radio link of control information between different types of networks in order to establish a new radio link in the target network
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08Reselecting an access point
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
    • H04W40/34Modification of an existing route
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20Selecting an access point
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/246TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters where the output power of a terminal is based on a path parameter calculated in said terminal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/38TPC being performed in particular situations
    • H04W52/383TPC being performed in particular situations power control in peer-to-peer links
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H04W84/20Master-slave selection or change arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16Discovering, processing access restriction or access information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/241TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account channel quality metrics, e.g. SIR, SNR, CIR, Eb/lo
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04TPC
    • H04W52/18TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/24TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
    • H04W52/242TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account path loss
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • H04W8/005Discovery of network devices, e.g. terminals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Description

本発明は、送信電力が増加しないように最適な中継端末を選択する無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラムに関する。
無線アドホックネットワークは、端末自体の中継機能を利用して、一時的に相互接続される端末群で構成されるネットワークである。無線アドホックネットワークでは、多数の端末同士を基地局の介在なしに接続する「マルチホップ通信」の技術が用いられる(例えば、特許文献1や特許文献2参照)。無線アドホックネットワーク内では、端末は常に移動する。
端末の移動が多い無線アドホックネットワークでは、全端末間の通信を維持するために、通信の負荷、端末の処理能力、バッテリ残量などの指標に基づいて適切な中継(Relay )端末が選択されることが好ましい。
無線アドホックネットワークにおいて使用されるプロトコルとして、OLSR(Optimized Link State Routing protocol )がある。OLSRが使用される場合、フラッディングにおいて冗長メッセージを削減するために、中継端末の集合であるMPR(Multi Point Relay)集合が利用される。LTE-D2D (Long Term Evolution - Device to Device)では、周辺の端末を発見するためのDiscovery 信号(Discovery message )を用いて中継端末が選択される。センサーネットワークにおけるクラスタヘッドは、周囲のセンサノードからセンサー情報を収集してシンクノードに送る。クラスタヘッドとして、全ノード間の距離とシンクノードとの間の距離が最も短いノードが選択されたり、通信コストやバッテリ残量などに基づいてクラスタヘッドが選択される。
例えば特許文献3に、無線アドホックネットワークにおいて、全端末が、各パケットを送信するときの電力を様々な目的に基づいて調節することが記載されている。なお、無線アドホックネットワークに関してではないが、無線端末の送信電力制御が、例えば、特許文献4に記載されている。
送信電力を調節する目的として、通信品質向上、干渉抑制、傍受回避、バッテリー消費抑制などがある。通信品質向上に関して、例えば、マルチホップ通信を許容するネットワークにおいて、リアルタイム性が求められる重要なパケットを低遅延で通信する必要があるときに、送信電力を大きくすることが挙げられる。送信電力を大きくすることによって、通信範囲が広がるので、ホップ数とパケットロス率とが減る。一方、送信電力を小さくして通信範囲を狭めることによって、干渉抑制、傍受回避、及びバッテリー消費抑制が実現される。他端末との距離に基づいて中継端末を選択する場合、各端末は、信号が中継端末に届くように送信電力を調節すればよい。
なお、特許文献1には、無線アドホックネットワークにおいて、端末が、受信電界強度に基づいて通信経路を選択する技術が記載されている。しかし、その技術によれば、各端末は、一定の送信電力で制御情報を送信する。また、各端末は、送信電力制御に関して、受信電界強度に応じて送信電力を制御しているにすぎない。
また、特許文献4には、中継端末として選択されるべきでない端末を中継端末としないようにする技術が記載されている。しかし、その技術によれば、基地局が中継端末を選定する。よって、その技術を無線アドホックネットワークに適用することはできない。
特開2005−252781号公報 特表2009−517918号公報 特開2012−54879号 特開2001−136123号公報
中継端末選択および送信電力制御に関して、適切な中継端末を選択するために、又は、送信電力を計算するために、端末は、例えば、リアクティブに、又は、プロアクティブに、必要な情報を取得する。
しかし、端末が、中継端末に届くのに必要な分にだけ送信電力を絞ったままの状態である場合、各端末の移動によってネットワークの環境が変化すると、正確な情報を取得できない可能性がある。例えば、先に選ばれた中継端末が最適でなくなっても中継端末を選び直すことができなかったり、端末の送信電力が不適切になる可能性がある。正確な情報を取得するために送信電力を大きくすると、干渉抑制や傍受回避などの効果が低減する。
本発明は、無線アドホックネットワークにおいて端末の移動の程度が高くても、端末が、適切な送信電力制御を行いつつ常に最適な中継端末を選択し続けることを目的とする。
本発明による通信端末は、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、制御情報共有手段は、他の通信端末から中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、中継端末再選択要求を他の通信端末に配信し、送信電力制御手段は、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする。
本発明による通信方法は、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、優先度に応じて、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、制御情報を隣接端末に通知するときに、他の通信端末から中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、中継端末再選択要求を他の通信端末に配信し、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする。
本発明による通信プログラムは、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、コンピュータに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、優先度に応じて、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、制御情報共有処理で、他の通信端末から中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、中継端末再選択要求を他の通信端末に配信する処理を実行させ、送信電力制御処理で、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させることを特徴とする。
本発明によれば、無線アドホックネットワークにおいて、通信端末が、適切な送信電力制御を行いつつ常に最適な中継端末を選択し続けることができる。
通信端末の構成例を示すブロック図である。 通信端末の基本的な動作を示すフローチャートである。 制御情報共有処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末選択処理の一例を示すフローチャートである。 送信電力制御処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末再選択要否判定処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末再選択要求処理の一例を示すフローチャートである。 無線アドホックネットワークにおける各通信端末の具体的な動作例を示す説明図である。 無線アドホックネットワークにおける通信端末の主要部を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、狭帯域であって、ネットワーク内での端末の移動の程度が高い無線アドホックネットワークが想定されるが、本発明は、そのような条件を満たさない無線アドホックネットワークにも適用可能である。また、本実施形態では、各端末において送信電力が最大に設定されると、少なくとも1台の端末は、他の全ての端末と直接通信できる(つまり、隣接する。)程度の規模の無線アドホックネットワーク(以下、単に、ネットワークということがある。)が想定される。
図1は、無線アドホックネットワークにおける通信端末の構成例を示すブロック図である。なお、通信端末は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピュータである。図1に示すように、通信端末1は、制御情報共有部10、中継端末選択部11、送信電力制御部12、中継端末再選択要否判定部13、優先度計算部14、及び中継端末再選択要求部15を備える。なお、図1には、1つの隣接端末2が記載されているが、無線アドホックネットワークには、複数の隣接端末が存在しうる。なお、通信端末1における本来の通信(例えば、データ通信)を制御するブロックは、図1において記載省略されている。
通信端末1は、ソフトウェアで実現可能である。すなわち、制御情報共有部10、中継端末選択部11、送信電力制御部12、中継端末再選択要否判定部13、優先度計算部14、及び中継端末再選択要求部15は、ROM(Read Only Memory)やハードディスクなどの記憶装置に格納されたプログラムに従って処理を実行するCPU(Central Processing Unit )を有する情報処理装置で実現される。ただし、制御情報共有部10、中継端末選択部11、送信電力制御部12、中継端末再選択要否判定部13、優先度計算部14、及び中継端末再選択要求部15は、個別のハードウェアでも実現可能である。
制御情報共有部10は、固定長の制御情報を隣接端末2と共有し、中継端末選択部11、送信電力制御部12、中継端末再選択要否判定部13、及び優先度計算部14に、自端末(通信端末1)の制御情報と隣接端末2の制御情報とを供給する。
中継端末選択部11は、制御情報共有部10から入力された制御情報(自端末の制御情報と隣接端末2の制御情報)に含まれる隣接端末数nと、自端末と隣接端末2との間の平均推定距離を示す情報dとに基づいて、自端末及び1つ又は複数の隣接端末2のうちから中継端末になる通信端末を選択する。そして、中継端末選択部11は、自端末が中継端末か否かを送信電力制御部12に通知する。なお、情報dは、例えば、n個の隣接端末のそれぞれと自端末との間の距離の平均に相当する値((Σn)/n:dは、自端末とn番目の隣接端末2との間の推定された距離)を示す。隣接端末2との間の距離は、例えば、隣接端末2からの信号の受信電力に基づくパスロス値から推定可能である。
送信電力制御部12は、初期起動時には、送信電力を固定値(例えば、最大値)に設定するか、又は、全端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくするよう制御する。以下、初期起動時において送信電力が最大値に設定される場合を例にする。上述したように、最大値は、他の全ての端末と直接通信可能になる電力値である。
送信電力制御部12は、中継端末を選択した後、制御情報共有部10から入力された隣接端末2の制御情報(隣接端末2から受信した制御情報)に含まれる隣接端末2の送信電力値Pと、中継端末選択部11から入力された中継端末の制御情報とに基づいて、送信電力を制御する。例えば、送信電力制御部12は、自端末が中継端末として選択された場合、自端末からの信号が最遠の通信端末に到達するように送信電力を制御する。送信電力制御部12は、自端末以外の通信端末が中継端末として選択された場合、中継端末として選択された通信端末に対して自端末からの信号が到達するように送信電力を制御する。
また、送信電力制御部12は、制御情報共有部10から入力された制御情報に中継端末再選択要求が含まれていた場合には、制御情報の送信元の通信端末に自端末からの信号が到達するように送信電力を制御する。
中継端末再選択要否判定部13は、上記の隣接端末数nと上記の情報dに基づいて現在の中継端末が適切か否かを判定し、否の場合、優先度計算部14を起動する。
優先度計算部14は、制御情報共有部10から取得できる自端末及び隣接端末2の(n,d)に基づいて、次の中継端末候補になる優先度を計算し、優先度を中継端末再選択要求部15に供給する。中継端末再選択要求部15は、優先度計算部14から入力された優先度に基づいて、中継端末再選択要求を制御情報共有部10に対して出力する。なお、(n,d)は、制御情報のうちの、nの情報とdの情報とを意味する。
次に、通信端末1の動作を説明する。図2は、通信端末1の基本的な動作を示すフローチャートである。
通信端末1は、初期状態である場合すなわち他の通信端末の制御情報を保有していない場合には、自端末の送信電力の値を、ネットワークの端まで到達するのに十分な固定値に設定する。そして、図2に示すように、制御情報共有部10と中継端末選択部11とは、まず、初期の中継端末を選択するために、制御情報共有処理及び中継端末選択処理を実行する(ステップS1,S2,S3)。また、送信電力制御部12は、送信電力制御処理を行う(ステップS4)。
その後、すなわち、初期起動時でない場合、中継端末再選択要否判定部13は、現在の中継端末が適切か否かを判定する(ステップS5)。すなわち、中継端末再選択の要否を判定する。中継端末再選択要否判定部13が、中継端末再選択が必要であると判定した場合(ステップS6)、中継端末再選択要求処理が実行される(ステップS7)。中継端末再選択が必要でないと判断された場合には、ステップS7の処理は実行されない。
中継端末再選択要求処理では、中継端末再選択要求部15の要請に応じて、優先度計算部14が、優先度に応じた中継端末再選択手順を実行する。その後、ステップS2〜S4の処理が実行される。
なお、通信端末1は、ステップS1〜S7の処理を繰り返し実行する。
図3は、ステップS2の制御情報共有処理の一例を示すフローチャートである。制御情報共有処理において、通信端末1の制御情報共有部10は、ステップS11〜S12の処理を繰り返し実行する(ステップS13)。具体的には、制御情報共有処理時間としてあらかじめ定められた時間が経過するごとに、ステップS11〜S12の処理を実行する。
ステップS11において、制御情報共有部10は、他の通信端末から中継端末再選択要求が未受信であって、かつ、中継端末再選択要否判定部13から中継端末再選択要求が入力されていない場合、制御情報(P,n,d)を含めたデータを他の通信端末に送信する。なお、Pは自端末の送信電力の値であり、n,dは、それぞれ、自端末において認識されている隣接端末数、自端末と1つ又は複数の隣接端末2との間の距離の平均を示す情報である。また、制御情報(P,n,d)は、制御情報のうちの、Pの情報、情報n及び情報dを意味する。
また、制御情報共有部10は、周辺の他の通信端末からの制御情報の受信を監視する(ステップS12)。制御情報共有部10は、隣接端末から制御情報を取得したときに、自端末の制御情報のうち情報nと情報dとを更新する。
図4は、ステップS3の中継端末選択処理の一例を示すフローチャートである。中継端末選択処理において、通信端末1の中継端末選択部11は、隣接端末数を示すnがN−1(Nは全端末数)になっている通信端末(n=N−1と認識している通信端末)を中継端末候補として選定する(S101)。中継端末選択部11は、選定された中継端末候補のうち隣接端末間の距離情報を示すdが最も小さい値である通信端末を中継端末として選択する(S102)。
ステップS101,S102の処理によって、最も多く他の通信端末と隣接し、かつ、隣接する他の通信端末との間の平均距離が最も小さくなっている通信端末が選出される。なお、本実施形態では、各端末において送信電力が最大に設定されると、少なくとも1台の端末は、他の全ての端末と直接通信できるという前提があるので、nがN−1になっている通信端末は1台以上存在する。
図5は、ステップS4の送信電力制御処理の一例を示すフローチャートである。送信電力制御処理において、通信端末1の送信電力制御部12は、自端末が中継端末になっている場合には(ステップS201)、最も遠い通信端末の送信電力値PとRSSI(Received Signal Strength Indicator)とに基づいてパスロス値を算出する(ステップS202)。すなわち、送信電力制御部12は、パスロス値を推定する。自端末が中継端末ではない場合には(ステップS201)、中継端末の送信電力値PとRSSIとに基づいてパスロス値を推定する(S203)。
次に、送信電力制御部12は、推定したパスロス値とメッセージを復号するのに要するSNR(Signal to Noise Ratio)又はBER(Bit Error Rate )に基づいて、ターゲットとの通信に必要な送信電力を算出する(ステップS204)。ステップS204の算出結果は、通信端末1の送信電力として設定される。なお、ターゲットは、ステップS202の処理が実行された場合には自端末から最も遠くに位置する通信端末に相当し、ステップS203の処理が実行された場合には中継端末に相当する。
また、送信元の通信端末の受信環境が悪い可能性もあるので、送信電力制御部12は、送信電力を算出する際に、必要であれば、(P,n,d)に加えて送信元の通信端末のSNR やBER や平均の雑音電力値などの情報も使用してよい。すなわち、SNR やBER を考慮したうえで、通信に必要な送信電力を算出してもよい。また、送信電力制御部12は、SNR やBER を考慮に入れる代わりに、一定値のマージンを含めた送信電力を算出してもよい。
図6は、ステップS5の中継端末再選択要否判定処理の一例を示すフローチャートである。通信端末1の中継端末再選択要否判定部13は、現在の中継端末が中継端末として適切か否かを判断する。
中継端末再選択要否判定処理において、中継端末再選択要否判定部13は、まず、制御情報共有部10が現在の中継端末の制御情報を保有しているかを確認する(ステップS301)。制御情報が保有されている場合には、中継端末再選択要否判定部13は、制御情報共有部10が保有している制御情報が中継端末であることの条件を今も満たしているか否かを確認する(ステップS302)。中継端末であることの条件は、例えば、中継端末の隣接端末数nがN−1(Nは全端末数)であることや、中継端末の送信電力値Pがユーザが設定するしきい値Pth 未満であることや、中継端末と隣接端末との平均推定距離dがしきい値dth 未満であることなどである。
中継端末であることの条件が満たされていない場合には、ステップS303の処理が実行される。なお、中継端末再選択要否判定部13は、中継端末の隣接端末数nがN−1(Nは全端末数)未満であること、中継端末の送信電力値Pがユーザが設定するしきい値Pth 以上であること、中継端末と隣接端末との平均推定距離dがしきい値dth 以上であることの、少なくとも1つに該当するときに、中継端末であることの条件が満たされなくなったと判定する。また、中継端末の隣接端末数nがN−1であっても、隣接端末数nがN−1である他の通信端末Xが存在する場合、中継端末再選択要否判定部13は、通信端末Xと隣接端末との平均推定距離dx と、中継端末と隣接端末との平均推定距離dとの差(dx −d)が、所定のしきい値以上になったときに、中継端末であることの条件が満たされなくなったと判定してもよい。
なお、初期状態又は現在の中継端末が圏外にいるなどの原因で、制御情報が保有されていない場合には、中継端末の再選択は必須であるから、ステップS303に移行する。
ステップS303では、中継端末再選択要否判定部13は、中継端末再選択要請を優先度計算部14に通知する。
図7は、ステップS7の中継端末再選択要求処理の一例を示すフローチャートである。ネットワーク内の通信端末をcx(x = 0,1,・・・,N−1)とし、通信端末cxの隣接端末の集合をC(x)={co, c1, ・・・}とする。つまり、隣接端末数n=|C(x)|である。
通信端末cxの優先度計算部14は、中継端末再選択要否判定部13から中継端末再選択要請が通知されたら、まず、通信端末cxの隣接端末数と通信端末cxに隣接する通信端末の数(隣接端末数)との合計値nsum (x)を、優先度として中継端末再選択要求部15に通知する(ステップS401)。nsum (x)は、(1)式のように表現される。
Figure 0006747571
nsum (x)は、通信端末cxの2ホップ以内に通信端末がどれだけ存在するかを示す。nsum (x)は、通信端末cxがネットワーク内において中心位置に近いか否かを簡易的に示す指標になる。つまり、nsum (x)が大きいほど優先的に中継端末になりやすいことになる。ただし、現在の中継端末の制御情報を保有しない通信端末は中継端末候補としてふさわしくないので、そのような通信端末に関して、nsum (x)を0と設定して最低優先度となるようにする。
次に、中継端末再選択要求部15は、nsum (x)に基づいて中継端末再選択要求を生成する(S402)。具体的には、優先度が所定値を越える場合(一例として、0でない場合)に、中継端末再選択要求を生成する。そして、制御情報共有部10は、受信待ち状態に移行する(ステップS403)。受信待ち状態は、優先度に基づいて計算される遅延時間が経過するまで継続する(ステップS407)。
受信待ち状態で、制御情報共有部10が他の通信端末からの中継端末再選択要求を受信した場合には(ステップS404)、中継端末再選択要求部15は、自端末よりも優先度の高い通信端末が存在すると判断して中継端末再選択要求を取り消す(ステップS405)。そして、中継端末再選択要求部15は、送信電力制御部12に、中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を設定するように要求する(ステップS406)。送信電力制御部12は、要求に応じて送信電力を設定する。
受信待ち状態で、他の通信端末からの中継端末再選択要求を受信する前に、上記の遅延時間が経過した場合には(ステップS407)、中継端末再選択要求部15は、送信電力制御部12に、遠方の通信端末(例えば、最も遠い通信端末)まで信号が到達するのに十分な送信電力に設定するように要求する(ステップS408)。送信電力制御部12は、要求に応じて送信電力を設定する。また、中継端末再選択要求部15は、ステップS402の処理で生成した中継端末再選択要求を制御情報共有部10に通知する(ステップS408)。なお、制御情報共有部10は、中継端末再選択要求を自端末の制御情報に追加し、中継端末再選択要求が追加された制御情報を他の通信端末に送信する(図3におけるステップ11参照)。
優先度に基づいて生成される中継端末選択要求に含まれる情報の例として、中継端末再選択要求を配信するまでの「遅延時間」と、中継端末再選択要求を配信するときの「送信電力値」がある。
遅延時間は、nsum (x)に反比例(二乗反比例、対数反比例、指数反比例等も含む。)した時間T1と、情報dに比例(二乗比例、対数比例、指数比例等も含む。)した時間T2を加算した時間Tによって示される。dに基づくT2が加算されるのは、nsum (x)が同じになる通信端末が複数存在する可能性があるので、それらの通信端末に差異をつけるためである。T2のタイムスケールをT1に比べて十分短いものとしてよい。例えば、T1を秒単位とし、T2をミリ秒単位にするなどが考えられる。
そのようにすることによって、おおよその優先度はnsum (x)によって定まり、優先度が近似する通信端末を、dによってさらに細かく優先順位付けすることができる。上記のように遅延時間Tを決めることによって、優先度の高い通信端末ほど中継端末再選択要求を早くに配信できる。優先度の低い通信端末は、自身の中継端末再選択要求を配信する前に優先度の高い通信端末の中継端末再選択要求を受信するので、自身の中継端末再選択要求の配信を中止できる。
なお、上述したように決定された遅延時間は、ステップS407の処理で使用される。
送信電力値は、nsum (x)に比例(二乗比例、対数比例、指数比例等も含む。)した送信電力値P1と、情報dに反比例(二乗反比例、対数反比例、指数反比例等も含む。)した送信電力値P2を加算した送信電力値Pによって示される。dに基づくP2が加算されるのは、T2と同様に、nsum (x)が同じになる通信端末が複数存在する可能性があるので、それらの通信端末に差異をつけるためである。P2の送信電力値をP1に比べて十分小さいものとしてよい。例えば、P1を10dBm 単位とし、P2を1dBm 単位とするなどが考えられる。
上記のように送信電力値Pを決めることによって、優先度の高い通信端末ほど中継端末再選択要求をより遠くまで配信できる。そして、中継端末再選択要求を受信した通信端末に、自端末(中継端末再選択要求を送信した通信端末)に到達する送信電力で返答させることによって、続いて実行される制御情報共有処理(図2におけるステップS2参照)において、中継端末再選択要求を送信した通信端末は、隣接端末数nをN−1にしやすくなる。
なお、上述したように決定された送信電力値は、ステップS408の処理で使用される。
また、中継端末再選択要求に含まれる情報が送信電力値である場合には、図7に示された中継端末再選択要求処理において、通信端末1のステップS403以降の動作が変わる。
まず、中継端末再選択要求部15は、送信電力制御部12に送信電力の値を上記の送信電力値Pに設定するように要求する。また、全通信端末間で共通の固定時間が経過するまで、中継端末再選択要求部15は、全通信端末間で共通の固定時間が経過するまで、制御情報共有部10に中継端末再選択要求を送受信させる。そして、中継端末再選択要求部15は、送信電力制御部12に、最も送信電力が大きかった要求元の通信端末に到達するように送信電力を設定するように要求する。その後、図2に示されたステップS2の処理が実行される。
無線アドホックネットワークにおける各通信端末の具体的な動作例を、図8の説明図を参照して説明する。なお、図8において、無線アドホックネットワークに分散配置されている各通信端末の状態は、矢印が示す時間方向に変化する。また、図8には6台の通信端末A,B,C,D,E,Fが例示されている。最初の状態では、ネットワークにおいて、通信端末Aが最も中央に近い位置に存在するとする。
通信端末を示す丸の近傍に記された括弧の中には、その通信端末の制御情報のうちの(P,n,d)が示されている。上述したように、Pは送信電力値を示す。nは隣接端末数を示す。dは自端末と隣接端末との間の平均推定距離を示す。
最初の状態(1)では、全通信端末が、最大の送信電力で制御情報を配信する(図3におけるステップS11参照)。次いで、各通信端末は、他の通信端末から受信できた信号数(隣接端末数nに相当)と制御情報とに基づいて自端末の制御情報を更新する。その後、各通信端末は、再度、制御情報を配信する(図3におけるステップS13及びステップS11参照)。
状態(2)では、各通信端末は、自端末のnとdと隣接端末のnとdとを比較する。各通信端末は、比較の結果に基づいて中継端末を選択する。図8に示す例では、状態(1)において、全通信端末のnは5(N−1)であり、全通信端末が中継端末になる資格を有している。そこで、全通信端末は、最も小さいdの値を含む制御情報を有する通信端末Aを中継端末として選択する(図4参照)。通信端末Aは最も遠い通信端末Bに到達するように送信電力を制御する(図5におけるステップS201,S202,S204参照)。他の通信端末は、中継端末になった通信端末Aに到達するように送信電力を制御する(図5におけるステップS201,S203,S204参照)。
状態(3)では、移動により通信端末Aが、通信端末B,Dと離れすぎて通信が不可能になる。各通信端末は、通信端末Aのnが3になり中継端末として不適切になったので、中継端末再選択が必要と判断する(図6におけるステップS302,S303参照)。
なお、通信端末B,Dは、送信電力が上限値に達しても中継端末(通信端末A)と通信できない時点で、自端末は中継端末にふさわしくないと判断し、状態(4)及び状態(5)における処理を実行しなくてもよい。
状態(4)では、通信端末Aと、現中継端末である通信端末Aの制御情報を保有している通信端末C,E,Fとは、それぞれ、自端末のnと隣接端末のnとの合計値nsum(優先度)を算出する。
状態(5)では、通信端末Cのnsumが最も大きい値である。すなわち、通信端末Cの優先度が最も高い。よって、通信端末Cが最も早く中継端末選択要求を含む制御情報を十分大きい送信電力(一例として、固定値(例えば、最大値))で配信する(図7におけるステップS408参照)。なお、各通信端末は、nsumに基づいて中継端末再選択要求を配信するまでの遅延時間を算出しているとする(図7におけるステップS407参照)。また、通信端末Cの送信電力制御部12は、最大値などの固定値に送信電力を設定する代わりに、全端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする要にしてもよい。
状態(6)では、通信端末Cからの中継端末再選択要求を受信した通信端末A,B,D,E,Fは、通信端末Cに到達する送信電力で制御情報を送信する(図7におけるステップS404,S405,S406参照)。
状態(7)では、通信端末Cは、中継端末再選択要求を配信後、他の通信端末から取得した制御情報に基づいて自端末の制御情報を更新し、自端末の制御情報を再配信する(図2におけるステップS2及び図3におけるステップS11,S12参照)。
状態(8)では、通信端末A,B,D,E,Fは、制御情報に含まれる(P,n,d)を更新して制御情報を再配信する(図2におけるステップS2及び図3におけるステップS11参照)。
状態(9)では、全通信端末は、互いの最新の制御情報を取得したら、中継端末を選出する(図2におけるステップS3参照)。図8に示す例では、状態(9)において、通信端末Cにおいてのみ、nが5になっている。よって、全通信端末は、通信端末Cを、通信端末Aに代わる中継端末として認識し(図4におけるステップS101,S102参照)、それに対応した送信電力制御を行う(図2におけるステップS4及び図5参照)。
なお、通信端末Cの他に、nが5になり、かつ、dがより小さい通信端末が存在する場合は、全通信端末は、その通信端末を中継端末として認識し、送信電力制御を行う(図4におけるステップS101,S102参照)。
また、状態(1),(2)における各通信端末の動作は、初期の立ち上げ時のみになされ、その後、状態(3)〜(9)における動作が繰り返される。
本実施形態では、隣接端末数nと、自端末と隣接端末との間の平均推定距離dとに相当する情報(n,d)を周辺端末に配信するとともに、周辺端末から、その通信端末の情報(n,d)を受信し、受信した他通信端末(周辺端末)の情報(n,d)と自端末の情報(n,d)とを比較することによって、中継端末が選定される。具体的には、nがN−1(Nは全端末数)の制御情報を有する通信端末のうちdが最も小さい通信端末が中継端末になる。その後、各通信端末は、中継端末のnがN−1未満になったり、又は、N−1になりそうになったときに、収集した情報(n,d)に基づいて自身の優先度を算出し、その優先度に基づいて中継端末再選択手順を開始する。
また、各通信端末は、ネットワーク内の全通信端末の情報(n,d)とともに、送信元(各通信端末)の送信電力に対応する情報Pを共有する。各通信端末は、情報Pに基づいて自身の役割(中継端末であるのか非中継端末であるのか)に応じて送信電力を制御する。中継端末は、自身から最も遠い通信端末に信号が届くように送信電力を調節する。他の通信端末は、中継端末に信号が届くように送信電力を調節する。
本実施形態では、動的な運用状況であっても、全通信端末が、互いに2ホップ以内で通信可能である。中継端末が、最も遠くに位置する通信端末に信号が届くように送信電力制御を行うからである。また、無線アドホックネットワークにおける他の通信端末に対して与えられる干渉電力を抑制することができ、かつ、被探知性が低下する。中継端末以外の通信端末は、送信電力を、中継端末が信号が届く程度に抑えるからである。
また、本実施形態では、各通信端末が詳細な位置情報や通信端末特有の情報を含む制御信号を交換することなく、ネットワークの中央に近い通信端末を中継端末に選定できる。
なお、(P,n,d)は定期的に配信される。又は、(P,n,d)は任意のデータに追加して送信される。狭帯域に対応するために、Pは、x[mW], y[dBm]のような絶対値ではなく、システムにおいてあらかじめ定められている例えば10段階の電力レベル情報で表されてもよい。nは、隣接端末の識別情報を含まない隣接端末数のみの情報であってもよい。dも、Pと同様に、絶対値ではなく、縮退した情報(例えば、所定数の段階で表される情報)であってもよい。そのような簡略化された表現方法が用いられる場合には、(P,n,d)の情報量は削減される。
図9は、無線アドホックネットワークにおける通信端末の主要部を示すブロック図である。図9に示すように、通信端末20は、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末2に通知し、隣接端末2から該隣接端末2の制御情報を取得する制御情報共有部100(実施形態では、制御情報共有部10で実現される。)と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択部101(実施形態では、中継端末選択部11で実現される。)と、中継端末選択部101の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御部102(実施形態では、送信電力制御部12で実現される。)と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定部103(実施形態では、中継端末再選択要否判定部13と優先度計算部14とで実現される。)と、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を優先度に応じて実行する中継端末再選択要求部105(実施形態では、中継端末再選択要求部15で実現される。)とを備え、制御情報共有部100は、中継端末再選択要求を配信し、送信電力制御部102は、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する。
上記の実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載されうるが、本発明の構成は以下の構成に限定されない。
(付記1)複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、前記中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を前記優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、前記制御情報共有手段は、前記中継端末再選択要求を配信し、前記送信電力制御手段は、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする通信端末。
(付記2)前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む付記1に記載の通信端末。
(付記3)前記中継端末選択手段は、隣接端末数が(全通信端末数−1)であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する付記1または付記2に記載の通信端末。
(付記4)前記再選択要否判定手段は、現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が(全端末数−1未満)になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記1から付記3のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記5)前記再選択要否判定手段は、中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記1から付記3のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記6)前記再選択要否判定手段は、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記1から付記3のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記7)前記再選択要否判定手段は、隣接端末数が(全通信端末数−1)の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記1から付記3のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記8)前記送信電力制御手段は、他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする付記1から付記7のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記9)前記送信電力制御手段は、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信したときに、当該中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を調整する付記1から付記8のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記10)再選択要否判定手段は、自端末の隣接端末数と隣接端末に隣接する通信端末数との合計値を優先度とする付記1から付記9のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記11)前記中継端末再選択要求手段は、自端末の優先度に応じて前記中継端末再選択要求の送信タイミングを決定する付記1から付記10のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記12)前記中継端末再選択要求手段は、前記中継端末再選択要求が送信されるときの送信電力値を、自端末の優先度に比例した値に決定する付記1から付記11のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記13)複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、前記中継端末再選択要求を配信し、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする通信方法。
(付記14)前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む付記13に記載の通信方法。
(付記15)隣接端末数が(全通信端末数−1)であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する付記13または付記14に記載の通信方法。
(付記16)現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が(全端末数−1未満)になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記13から付記15のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記17)中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記13から付記15のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記18)中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記13から付記15のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記19)隣接端末数が(全通信端末数−1)の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記13から付記15のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記20)他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする付記13から付記19のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記21)他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信したときに、当該中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を調整する付記13から付記20のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記22)自端末の隣接端末数と隣接端末に隣接する通信端末数との合計値を優先度とする付記13から付記21のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記23)自端末の優先度に応じて前記中継端末再選択要求の送信タイミングを決定する付記13から付記22のうちのいずれかに記載の通信端末。
(付記24)前記中継端末再選択要求が送信されるときの送信電力値を、自端末の優先度に比例した値に決定する付記13から付記23のうちのいずれかに記載の通信方法。
(付記25)複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、コンピュータに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、前記中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、前記制御情報共有処理で、前記中継端末再選択要求を配信する処理を実行させ、前記送信電力制御処理で、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させるための通信プログラム。
(付記26)複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムを記録した非一時的な記録媒体であって、通信プログラムは、プロセッサで実行されるときに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、前記中継端末再選択要求を配信し、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する。
(付記27)付記13から付記24のいずれかに記載された通信方法を実行するための通信プログラム。
1 通信端末
2 隣接端末
10 制御情報共有部
11 中継端末選択部
12 送信電力制御部
13 中継端末再選択要否判定部
14 優先度計算部
15 中継端末再選択要求部
20 通信端末
100 制御情報共有部
101 中継端末選択部
102 送信電力制御部
103 再選択要否判定部
105 中継端末再選択要求部

Claims (10)

  1. 複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、
    少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、
    前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、
    前記中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、
    他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、
    前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を前記優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、
    前記制御情報共有手段は、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、前記中継端末再選択要求を他の通信端末に配信し、
    前記送信電力制御手段は、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する
    ことを特徴とする通信端末。
  2. 前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む
    請求項1記載の通信端末。
  3. 前記中継端末選択手段は、隣接端末数が(全通信端末数−1)であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する
    請求項1または請求項2記載の通信端末。
  4. 前記再選択要否判定手段は、現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が(全端末数−1未満)になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の通信端末。
  5. 前記再選択要否判定手段は、中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の通信端末。
  6. 前記再選択要否判定手段は、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の通信端末。
  7. 前記再選択要否判定手段は、隣接端末数が(全通信端末数−1)の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の通信端末。
  8. 前記送信電力制御手段は、他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする
    請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載の通信端末。
  9. 複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、
    少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、
    前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、
    中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、
    他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、
    前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、
    前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、前記中継端末再選択要求を他の通信端末に配信し、
    前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する
    ことを特徴とする通信方法。
  10. 複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、
    コンピュータに、
    少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、
    前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、
    前記中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、
    他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、
    前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、
    前記制御情報共有処理で、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信しないことを条件に、前記中継端末再選択要求を他の通信端末に配信する処理を実行させ、
    前記送信電力制御処理で、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させる
    ための通信プログラム。
JP2019500107A 2017-02-16 2017-02-16 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム Active JP6747571B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/005707 WO2018150514A1 (ja) 2017-02-16 2017-02-16 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018150514A1 JPWO2018150514A1 (ja) 2019-11-14
JP6747571B2 true JP6747571B2 (ja) 2020-08-26

Family

ID=63170135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019500107A Active JP6747571B2 (ja) 2017-02-16 2017-02-16 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11032749B2 (ja)
JP (1) JP6747571B2 (ja)
WO (1) WO2018150514A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008878A1 (ko) * 2016-07-04 2018-01-11 엘지전자 주식회사 차세대 무선 통신 시스템에서 이동식 릴레이 노드를 위한 동기 설정 방법 및 이를 위한 장치
US10785697B2 (en) * 2018-07-24 2020-09-22 The Aerospace Corporation Systems and methods for establishing and managing communication in a mobile ad-hoc network
US20230010757A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-12 PassiveLogic, Inc. Device energy use determination

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001136123A (ja) 1999-08-20 2001-05-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 基地局装置、通信端末装置、及び送信電力制御方法
US20040063451A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-01 Bonta Jeffrey D. Relaying information within an ad-hoc cellular network
JP4378192B2 (ja) 2004-03-05 2009-12-02 富士通株式会社 通信端末、通信プログラムおよび通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
KR100586233B1 (ko) * 2004-09-01 2006-06-07 한국전자통신연구원 이동 애드혹 네트워크에서 최적 방향-기반 플러딩 방법
JP2006246202A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Nec Corp 最適中継ノード選択方法、ノード及びマルチホップ無線通信ネットワークシステム
CA2632191A1 (en) 2005-11-29 2007-06-07 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Scheduling in a wireless multi-hop relay network
JP2008306641A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Toshiba Corp アドホックネットワークシステム
EP2180741A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-28 Nokia Siemens Networks OY Apparatus and method for dynamically deploying a network node
US8446856B2 (en) * 2008-12-19 2013-05-21 Research In Motion Limited System and method for relay node selection
US9125133B2 (en) * 2009-08-12 2015-09-01 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for relay backhaul design in a wireless communication system
CN102083217A (zh) * 2009-11-26 2011-06-01 华为技术有限公司 多中继正交频分复用系统的资源分配方法和装置
US20110231535A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Ian Charles Starnes Wireless Sensor Network
JP2012054879A (ja) 2010-09-03 2012-03-15 Nec Casio Mobile Communications Ltd 基地局、ネットワーク確立方法およびプログラム
KR101962140B1 (ko) * 2010-11-17 2019-03-27 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 하향링크제어채널을 송수신하는 방법 및 장치
CN103503501B (zh) * 2011-02-17 2017-07-07 黑莓有限公司 无线网络中的通信方法、中继节点和接入节点
WO2012131819A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 日本電気株式会社 移動体通信システムと中継局制御方法、中継局管理装置およびその制御方法と制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体
JP5545342B2 (ja) * 2012-11-01 2014-07-09 日本電気株式会社 ノード、通信方法、およびプログラム
KR102094718B1 (ko) * 2013-09-26 2020-05-27 삼성전자주식회사 무선 네트워크에서 학습에 기반한 중계 노드 선택 방법 및 중계 장치
JP6180305B2 (ja) * 2013-12-03 2017-08-16 株式会社日立製作所 通信装置、通信方法及び通信システム
US10159079B2 (en) * 2014-05-21 2018-12-18 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems and methods for social-aware cooperative device-to-device communications
CN113507308A (zh) * 2015-04-08 2021-10-15 交互数字专利控股公司 实现用于设备到设备(d2d)通信的移动中继
CN107534832B (zh) * 2015-04-17 2021-01-01 Lg电子株式会社 在无线通信系统中测量d2d信号或选择中继的方法和设备
EP3297331A4 (en) * 2015-05-14 2018-04-25 Fujitsu Limited Wireless communication system
ES2844749T3 (es) * 2015-05-15 2021-07-22 Huawei Tech Co Ltd Método y sistema de selección de retransmisores en comunicaciones de dispositivo a dispositivo
JP6753464B2 (ja) * 2015-09-23 2020-09-09 ソニー株式会社 端末デバイス、方法、及びシステム
EP3354081B1 (en) * 2015-09-25 2019-11-06 Sony Corporation Wireless telecommunications system
WO2017069430A1 (ko) * 2015-10-22 2017-04-27 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 단말 간의 직접 통신 방법 및 이를 위한 장치
CN110784899B (zh) * 2015-11-05 2021-10-29 索尼公司 无线通信系统中的电子设备和无线通信方法
TWI599201B (zh) * 2016-02-05 2017-09-11 物聯智慧科技(深圳)有限公司 網路系統及建立資料連線的方法
WO2017166115A1 (zh) * 2016-03-30 2017-10-05 广东欧珀移动通信有限公司 数据传输的方法、基站及终端设备
EP3229549B1 (en) * 2016-04-08 2018-11-21 Panasonic Intellectual Property Corporation of America Procedures for grouping wearable devices with lte master ues
US10098004B2 (en) * 2016-05-27 2018-10-09 Spidercloud Wireless, Inc. System and method for virtual radio cell
US10701528B2 (en) * 2016-11-18 2020-06-30 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for performing prose communication in a wireless communication system
EP3535871A1 (en) * 2016-11-28 2019-09-11 Huawei Technologies Co., Ltd. A base station and transmitter and relay communication devices for cellular and d2d communication

Also Published As

Publication number Publication date
US20190357096A1 (en) 2019-11-21
JPWO2018150514A1 (ja) 2019-11-14
WO2018150514A1 (ja) 2018-08-23
US11032749B2 (en) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5226860B2 (ja) 分散トラフィックスケジューリング決定をサポートする負荷情報を通信および/または使用するための方法および装置
JP5701955B2 (ja) ワイヤレス通信のための適応型分散トラフィックスケジューリングをサポートする方法および装置
EP2953414B1 (en) Method, apparatus and computer program for scheduling peer to peer traffic in cellular networks
JP5781646B2 (ja) ピアツーピアネットワーク中でサービス品質を提供するための方法および装置
US8321561B2 (en) Information sharing method between neighboring nodes, node and information sharing program
JP6747571B2 (ja) 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム
WO2012099998A1 (en) Methods and apparatus for controlling peer to peer communications
JP5254455B2 (ja) 動的な受信機譲歩しきい値を含む適応型分散トラフィックスケジューリングをサポートする方法および装置
JP2018501689A (ja) 複数の移動体間の通信を管理する方法
JP6010903B2 (ja) 無線通信装置、無線通信方法および無線通信プログラム
US9756482B2 (en) Selective use of single-link communication and group communication
KR20140117517A (ko) 연결 및/또는 세션 설정 결정들에 관한 방법들 및 장치
JP5254456B2 (ja) 動的な送信機譲歩しきい値を含む適応型分散トラフィックスケジューリングをサポートする方法および装置
CN108390824B (zh) 自组网络路径构筑系统及节点
JP5821467B2 (ja) 無線端末
JP2008245242A (ja) 通信装置及び通信プログラム及び移動アドホックネットワークシステム
WO2015149725A1 (zh) 一种回程链路调整方法、移动设备及系统
JP4563210B2 (ja) 通信制御方法、通信ノード、及び通信システム
JP5648743B2 (ja) データ通信方法およびデータ通信システム
KR101353037B1 (ko) 백 프레셔 스케줄링 방법 및 장치
US9532332B2 (en) Node device for releasing allocation of the unused channel to the radio interface
JP6481600B2 (ja) 無線通信方法および無線通信装置
CN112822749A (zh) 网络资源调度与选择方法、装置及存储介质
KR101523175B1 (ko) 지향성 안테나를 사용한 신축적 패킷 라우팅 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190718

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200428

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200610

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200707

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6747571

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150