JP6870260B2 - 通信システム、通信装置、通信管理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信装置、通信管理方法、及びプログラムに関する。

電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信の規格としてＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａｄが知られている。

また、送信機ノードから複数の受信機ノードへ、中継受信機ノードを介して、データコンテンツをブロードキャスト配信する通信ネットワークが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ミリ波帯で通信を行う複数の通信装置を用いて、例えば、特許文献１に示されるようにマルチホップ通信を行うことにより、より広い範囲で高速なデータ通信を提供する通信システムが考えられる。

しかし、ミリ波帯で通信を行う通信システムでは、１対１のネットワーク構成、又は１つの通信装置を中心とするスター型のネットワーク構成で通信が行われるので、例えば、特許文献１に開示された技術を用いてマルチホップ通信を行うことには困難を伴う。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、１対１、又はスター型のネットワーク構成で通信を行う無線通信装置を組合せて、無線通信ネットワークを構成し、無線通信装置間でマルチホップ通信を行うことを容易にすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る通信システムは、指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部と、前記第１の無線通信より通信範囲が広い電波を用いて第２の無線通信を行う第２の通信部とを有する複数の通信装置を含み、前記第１の無線通信を用いて前記通信装置の間でマルチホップ通信を行う通信システムであって、前記複数の通信装置は、前記第１の無線通信で互いに異なるネットワークセルを形成し、自装置が形成する前記ネットワークセルに接続する１つ以上の前記通信装置における前記第１の無線通信のデータ転送経路を制御する複数の分散制御装置と、前記複数の分散制御装置のうち、一の分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続し、前記一の分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを他の分散制御装置に転送する１つ以上の中継装置と、を含み、前記第１の無線通信で分散制御装置が形成するネットワークセルを検出した場合、前記検出したネットワークセルに接続する所属装置として機能し、前記第１の無線通信で分散制御装置が形成する前記ネットワークセルを検出できない場合、前記第１の無線通信で前記ネットワークセルを形成する前記分散制御装置として機能し、前記通信システムは、前記第２の無線通信を行う前記第２の通信部を有する集中制御装置であって、前記第２の無線通信を用いて、前記マルチホップ通信の通信経路を管理し、前記マルチホップ通信の通信経路にある前記分散制御装置における前記マルチホップ通信のデータの転送経路を制御する集中制御装置を有し前記分散制御装置は、当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置から、該通信装置が前記第１の無線通信で接続可能な他の分散制御装置の情報を含む装置情報を取得する装置情報取得部と、前記装置情報取得部が取得した前記装置情報を用いて、当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置の中から、前記他の分散制御装置に前記第１の無線通信のデータを転送する一の通信装置を選択する中継装置選択部と、前記中継装置選択部が選択した前記一の通信装置を、当該分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを前記他の分散制御装置に転送する前記中継装置として設定する中継装置設定部を有する。

本発明の一実施形態によれば、１対１、又はスター型のネットワーク構成で通信を行う無線通信装置を組合せて、無線通信ネットワークを構成し、無線通信装置間でマルチホップ通信を行うことが容易になる。

一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（１）である。 一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（２）である。 一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。 一実施形態に係るネットワークセル間のデータ通信について説明するための図である。 一実施形態に係る通信システムのシステム構成の一例を示す図である。 一実施形態に係る通信システムのシステム構成の別の一例を示す図である。 一実施形態に係る通信装置のハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係る集中制御装置の機能構成の一例を示す図である。 一実施形態に係る分散制御装置の機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係る中継装置、及び所属装置の機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係る通信システムで管理する情報の例を示す図である。 第１の実施形態に係る通信装置の新規参加処理の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る通信装置の新規参加処理について説明するための図である。 第１の実施形態に係る通信システムの新規参加処理の例を示すシーケンス図（１）である。 第１の実施形態に係る通信システムの新規参加処理の例を示すシーケンス図（２）である。 第１の実施形態に係る中継装置の設定処理の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る中継装置の設定処理について説明するための図（１）である。 第１の実施形態に係る中継装置の設定処理について説明するための図（２）である。 第１の実施形態に係る中継装置の設定処理について説明するための図（３）である。 第１の実施形態に係る通信システムのネットワーク構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る集中制御装置が作成するネットワークトポロジーの例を示す図である。 第１の実施形態に係る集中制御装置の処理の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る通信システムのデータ通信処理の例を示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係る通信システムへの参加処理について説明するための図である。 第２の実施形態に係る通信システムへの参加処理の例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係る所属装置の数の調整処理について説明するための図である。 第３の実施形態に係る集中制御装置の処理の例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る所属装置数の調整処理の例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係るミリ波無線通信ネットワークの形成処理の例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜ミリ波無線通信システムの概要＞
本発明の実施形態について説明する前に、本発明の各実施形態に関連するミリ波無線通信システムの概要について説明する。

ミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信システムである。ここでは、ミリ波無線通信システムが、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａｄに準拠する無線通信システムであるものとして以下の説明を行う。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄは、本実施形態に係るミリ波無線通信システムの一例である。

（ネットワーク構成）
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠するミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を使用して通信を行い、チャネル当たり２．１６ＧＨｚの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。

また、ミリ波帯では、電波の伝搬損失が大きくなるので、ミリ波無線通信システムでは、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信システムの通信装置は、通信装置の周辺にある他の複数の通信装置と同時に通信することは困難である。

そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムで用いられているＣＳＭＡ／ＣＡ方式に代えて、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の通信プロトコルが用いられる。

ミリ波無線通信システムでは、ＡＰ（Access Point）と呼ばれるコーディネータ装置が、ＢＳＳ（Basic Service Set）と呼ばれるネットワークセルを形成し、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行う。

図１、２は、一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図である。図１（ａ）は、ミリ波無線通信システムのネットワークセルであるＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、ＳＴＡ（Station）１２０とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行う１対１のネットワーク構成の例を示している。図１（ａ）の例では、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

図１（ｂ）は、ＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、複数のＳＴＡ１２０−１〜１２０−３とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行うスター型のネットワーク構成の例を示している。図１（ｂ）の例においても、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでは、図１（ａ）、（ｂ）に示すネットワーク構成に加えて、図２（ａ）に示すように、ＰＣＰと呼ばれるコーディネータ装置によって形成されるＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）と呼ばれるネットワーク構成が定義されている。

本実施形態では、ミリ波無線通信システムが、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、１対１、又はスター型のネットワーク構成で通信を行う無線通信装置を組合せて構成されているものとして以下の説明を行う。なお、本発明は、図２（ａ）に示すネットワーク構成（ＰＢＳＳ）についても適用可能である。

（タイムスロットの構成）
図２は、一実施形態に係るタイムスロットの例を示す図である。図２は、ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの割り当てを示している。ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルのタイムスロットは、図２に示すように、ＢＨＩ（Beacon Header Interval）と、ＤＴＩ（Data Transfer Interval）とを含む。

ＢＨＩは、ＢＴＩ（Beacon Transmission Interval）、Ａ−ＢＦＴ（Association Beamforming Training）、及びＡＴＩ（Announcement Transmission Interval）を含む。

ＢＴＩは、ＡＰ１１０がビーコンフレームを送信する期間である。Ａ−ＢＦＴは、ビームフォーミングのトレーニング期間である。ＡＴＩは、ＡＰ１１０と、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３との間で、管理情報、制御情報等を送受信するための期間である。

ＤＴＩは、ＣＢＡＰ（Contention Based Access Period）、及びＳＰ（Service Period）を含む。

ＣＢＡＰは、ＡＰ１１０と複数のＳＴＡ１２０とが競合して通信を行うために割当てられる競合期間である。ＳＰは、ＡＰ１１０と１つのＳＴＡ１２０との間で通信するために割当てられる専用期間である。

ＡＰ１１０は、ＢＴＩにおいて、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタの数だけ、ビーコンフレームを送信する。一方、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３は、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定してＡＰから送信される全てのビーコンフレームを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。これにより、ＡＰ１１０は、各ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３に対して、アンテナセクタを利用して、通信すれば良いかを把握することができる。

（ビームフォーミング）
ここでは、ビームフォーミング技術の一例として、ＳＬＳ（Sector Level Sweep）について、概要のみ説明する。

ＳＬＳにはＴＸＳＳ（Tx Sector Sweep）とＲＸＳＳ（Rx Sector Sweep）との２種類がある。ＴＸＳＳは、送信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングであり、ＲＸＳＳは受信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングである。

図３は、一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。図３の例では、説明を容易にするため、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタのうち、セクタ１〜４の４つのアンテナセクタのみを示している。

ＴＸＳＳにおいて、ＡＰ１１０は、アンテナ３０１から複数のビームパターン３０３の各セクタ（セクタ１〜４）を切り替えて、順次に所定のパケットを送信する。一方、ＳＴＡ１２０は、アンテナ３０２を、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定して、ＡＰ１１０から送信されるパケットを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。

ＲＸＳＳでは、上記ＴＸＳＳと逆方向のビームフォーミングトレーニングシーケンスが実行され、ＴＸＳＳ、及びＲＸＳＳが完了すると、ＡＰ１１０とＳＴＡ１２０との間で、ミリ波無線通信による電波の送受信ができるようになる。

＜システム構成＞
本実施形態に係る通信システムのシステム構成を説明する前に、本実施形態に係るＢＳＳ（ネットワークセル）間のミリ波無線通信によるデータ通信について説明する。

（ネットワークセル間のデータ通信）
図４は、一実施形態に係るネットワークセル間のデータ通信について説明するための図である。図４の例では、通信システム４００には、複数のＡＰ１１０−１、１１０−２、及び複数のＳＴＡ１２０−１〜１２０−３が含まれる。なお、以下の説明の中で、複数のＡＰ１１０−１、１１０−２のうち、任意のＡＰを示す場合「ＡＰ１１０」を用いる。また、複数のＳＴＡ１２０−１〜１２０−３のうち、任意のＳＴＡを示す場合、「ＳＴＡ１２０」を用いる。また、図４に示すＡＰ１１０の数、及びＳＴＡ１２０の数は一例である。

ＡＰ１１０−１、１１０−２は、図１〜３で説明したミリ波無線通信システムのＡＰの機能を有する通信装置である。ＡＰ１１０−１、１１０−２は、ミリ波無線通信で互いに異なるネットワークセルであるＢＳＳ１００−１、１００−２を形成している。

ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３は、図１〜３で説明したミリ波無線通信システムのＳＴＡの機能を有する通信装置である。

図４において、例えば、ＳＴＡ１２０−１とＡＰ１１０−１との間を繋ぐ実線は、ＳＴＡ１２０−１が、ＡＰ１１０−１とミリ波無線通信で接続している「接続」状態であることを示すものとする。また、例えば、ＳＴＡ１２０−１とＡＰ１１０−２と間を繋ぐ破線は、ＳＴＡ１２０−１が、ＡＰ１１０−２とミリ波無線通信で接続可能である「接続候補」の状態にあることを示すものとする。

図４の例では、ＳＴＡ１２０−１は、ＡＰ１１０−１が形成するＢＳＳ１００−１に接続しており、ＡＰ１１０−２が形成するＢＳＳ１００−２に接続可能である。同様に、ＳＴＡ１２０−２は、ＡＰ１１０−２が形成するＢＳＳ１００−２に接続しており、ＡＰ１１０−１が形成するＢＳＳ１００−１に接続可能である。さらに、ＳＴＡ１２０−３は、ＡＰ１１０−２が形成するＢＳＳ１００−２に接続している。

図４において、ＡＰ１１０−１は、ＡＰ１１０−１に接続しており、かつＡＰ１１０−２に接続可能なＳＴＡ１２０−１を中継装置として利用して、ＢＳＳ１００−２に接続しているＡＰ１１０及びＳＴＡ１２０にデータを送信することができる。

例えば、ＡＰ１１０−１は、ＡＰ１１０−１に接続しており、かつＡＰ１１０−２に接続可能なＳＴＡ１２０−１を、ＡＰ１１０−１から受信したデータをＡＰ１１０−２に転送する中継装置として設定する。

中継装置として設定されたＳＴＡ１２０−１は、ＡＰ１１０−１からデータを受信すると、ＡＰ１１０−１との接続を切断し、ＡＰ１１０−２に接続して、受信したデータをＡＰ１１０−２に転送する。

好ましくは、ＳＴＡ１２０−１は、ＡＰ１１０−２にデータを転送した後、ＡＰ１１０−２との接続を切断し、再びＡＰ１１０−１に接続する。

同様に、ＡＰ１１０−２は、ＡＰ１１０−２に接続しており、かつＡＰ１１０−１に接続可能なＳＴＡ１２０−２を、ＡＰ１１０−２から受信したデータをＡＰ１１０−１に転送する中継装置として利用する。

例えば、図４において、ＡＰ１１０−１が、ＳＴＡ１２０−１〜１２０−３、及びＡＰ１１０−２に所定のデータを一斉送信する場合、ＡＰ１１０−１は、ミリ波無線通信でＳＴＡ１２０−１に所定のデータを送信する。

ＳＴＡ１２０−１は、ＡＰ１１０−１から所定のデータを受信した場合、ＡＰ１１０−１との接続を切断し、予め設定された転送先であるＡＰ１１０−２にミリ波無線通信で接続する。また、ＳＴＡ１２０−１は、ＡＰ１１０−１から受信した所定のデータを、ミリ波無線通信でＡＰ１１０−２に転送する。

ＡＰ１１０−２は、ＡＰ１１０−２に接続しているＳＴＡ１２０−１〜１２０−３のうち、ＳＴＡ１２０−１から所定のデータを受信すると、他のＳＴＡ１２０−２、１２０−３に、受信した所定のデータを送信する。

例えば、このようにして、ＡＰ１１０−１は、他のＡＰ１１０−２に接続する通信装置に所定のデータを送信することができる。

（通信システムのシステム構成）
図５は、一実施形態に係る通信システムのシステム構成の一例を示す図である。通信システム５００は、ミリ波無線通信を行うミリ波無線通信部と、無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部とを有する複数の通信装置を含み、ミリ波無線通信を用いて通信装置間でマルチホップ通信を行う通信システムである。

なお、ミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いて通信を行う第１の無線通信の一例である。また、無線ＬＡＮ通信は、第１の無線通信より通信範囲が広い電波を用いて他の通信装置と通信を行う第２の無線通信の一例である。

通信システム５００に含まれる複数の通信装置には、例えば、集中制御装置５０１、複数の分散制御装置５０２ａ〜５０２ｄ、１つ以上の中継装置５０３、及び１つ以上の所属装置５０４等が含まれる。なお、以下の説明の中で複数の分散制御装置５０２ａ〜５０２ｄのうち、任意の分散制御装置を示す場合、「分散制御装置５０２」を用いる。また、図５において、「Ｃ」は集中制御装置５０１を、「Ｐ」は分散制御装置５０２を、「Ｂ」は中継装置５０３を、「Ｓ」は、所属装置５０４を示すものとする。以下の図についても同様である。

集中制御装置（情報処理装置）５０１は、ミリ波無線通信より通信範囲が広い無線ＬＡＮ通信（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等）で、無線ＬＡＮ通信のＢＳＳ（Basic Service Set）５０６を形成するアクセスポイントの機能を有する。なお、無線ＬＡＮ通信のＢＳＳ５０６は、無線ＬＡＮ通信によるインフラストラクチャモードのネットワークである。

本実施形態では、集中制御装置５０１以外の通信装置である分散制御装置５０２、中継装置５０３、及び所属装置５０４は、無線ＬＡＮ通信のステーション機能を有している。これにより、ＢＳＳ５０６内にある集中制御装置５０１、及び他の通信装置は、無線ＬＡＮ通信（第２の無線通信）を用いて互いに通信可能である。

集中制御装置５０１は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を管理し、無線ＬＡＮ通信を用いて、マルチホップ通信の通信経路にある分散制御装置５０２によるミリ波無線通信の転送経路を制御する。

また、図５の例では、集中制御装置５０１は、後述する分散制御装置５０２の機能をさらに有しており、ミリ波無線通信のネットワークセルであるＢＳＳ１を形成している。

分散制御装置５０２は、ミリ波無線通信で互いに異なるミリ波無線通信のネットワークセルであるＢＳＳ２〜５を形成し、自装置が形成するミリ波無線通信のＢＳＳに接続する１つ以上の通信装置におけるミリ波無線通信のデータ転送経路を制御する。

なお、以下の説明の中で、無線ＬＡＮ通信のＢＳＳ５０６を「無線ＬＡＮ通信のＢＳＳ」と表し、ミリ波無線通信のＢＳＳを単に「ＢＳＳ」と表して区別する。

図５において、分散制御装置５０２ａは、ミリ波無線通信のネットワークセルＢＳＳ２を形成し、ＢＳＳ２の範囲内にビーコンフレームを送信している。

図５の例では、分散制御装置５０２ａには、５つの通信装置が、実線で繋がれた「接続」状態にある。分散制御装置５０２は、「接続」にある５つの通信装置のうち、ＢＳＳ１と「接続候補」状態にある１つの通信装置を選択し、ＢＳＳ１にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置として制御する。同様に、分散制御装置５０２は、「接続」にある５つの通信装置のうち、ＢＳＳ５と「接続候補」状態にある１つの通信装置を選択し、ＢＳＳ１にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置として制御する。

中継装置５０３は、１つの分散制御装置５０２、例えば、分散制御装置５０２ａが形成するＢＳＳ２に接続し、分散制御装置５０２ａからの制御に従って、分散制御装置５０２ａから受信したデータを、他の分散制御装置５０２に転送する通信装置である。

所属装置５０４は、１つの分散制御装置５０２が形成するＢＳＳに接続する一般の通信装置であり、分散制御装置５０２からの制御によって、中継装置５０３として機能する。

図５の例では、通信システム５００に含まれる各通信装置は、ミリ波無線通信と、無線ＬＡＮ通信の両方の無線通信が可能であり、かつ両方の無線通信を同時に使用することができる。

ミリ波無線通信は、通信可能範囲が狭く、指向性を有する電波を用いるため、ミリ波無線通信を用いて通信装置間でデータを通信する通信システム５００は、例えば、図５に示すような複数のネットワークセル（ＢＳＳ）の組合せで構成される。通信システム５００では、１つの通信装置から他の通信装置にミリ波無線通信のデータを送信する場合、送信データは１つ以上のＢＳＳ間を順次にホッピング転送するマルチホップ通信が行われる。

また、本実施形態では、集中制御装置５０１は、ＢＳＳ単位でミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を決定し、各分散制御装置５０２は、ＢＳＳ内の通信経路を決定する。このように、ミリ波無線通信による無線通信ネットワークを階層化して、マルチホップ通信における通信経路の制御の負荷を分散させることにより、高速に経路の決定を行い、経路が頻繁に変るような状況でもリアルタイムに形成制御を行うことができるようになる。

例えば、分散制御装置５０２は、常に自身が形成するＢＳＳ内における各通信装置のミリ波無線通信のリンク状態を把握する。また、集中制御装置５０１は、各分散制御装置５０２から各ＢＳＳに所属する通信装置のミリ波無線通信のリンク状態を示す情報を収集する。

集中制御装置５０１は、この取得した情報からＢＳＳ単位のミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路の計算、ＢＳＳ内の所属装置数の調整、ＢＳＳ数の調整等を行い、その結果を各分散制御装置５０２に通知する。通信システム５００は、この集中制御装置５０１と分散制御装置５０２との間の制御情報の送受信を、無線ＬＡＮ通信を用いて行い、コンテンツデータの送信をミリ波無線通信によるマルチホップ通信を用いて行う。これにより、通信システム５００は、無線ＬＡＮ通信、及びミリ波無線通信の双方のパケット数を削減し、双方の無線通信の電波干渉を削減することができる。

また、本実施形態に係る通信システム５００では、集中制御装置５０１が分散制御装置５０２に送信する情報は簡易なコマンド形式とし、パケットを受信した分散制御装置５０２はコマンドをデコードして詳細な経路制御を実施する。さらに、分散制御装置５０２は、常に集中制御装置５０１に、自装置が形成するＢＳＳの情報を送信するのではなく、イベントベースで通知する。これにより、通信システム５００は、無線ＬＡＮ通信のパケットの数や通信量を削減するので、電波干渉や輻輳が生じることを低減させると共に、低消費電力化にも効果が期待できる。

なお、ミリ波無線通信を用いて、全ての通信装置が、他の通信装置と通信できるようにするためには、例えば、図４を用いて説明したように、ＢＳＳ間でデータを転送できるようにする必要がある。通信システム５００では、中継装置５０３により、ＢＳＳ間のデータの転送を実現する。

分散制御装置５０２、自装置が形成するＢＳＳに接続する通信装置の中から、中継装置５０３と、データを転送する転送先のＢＳＳを選択し、選択した通信装置にＢＳＳ間の中継（ブリッジ）を行う設定（通知）する。各分散制御装置５０２は、中継装置５０３を用いてデータを転送可能なＢＳＳの情報を、集中制御装置５０１に通知する。

各分散制御装置５０２は、例えば、隣接する各ＢＳＳに対応する中継装置５０３を設定することにより、隣接する各ＢＳＳにデータを転送できるように制御する。分散制御装置５０２は、できるだけ、１つの中継装置５０３を用いて、他の１つのＢＳＳにデータを転送するように制御を行うが、実現できない場合は、１つの中継装置５０３を用いて複数のＢＳＳにデータを転送するものであっても良い。

例えば、図５において、ＢＳＳ１を形成する分散制御装置の機能を有する集中制御装置５０１は、他のＢＳＳ２、３、４に対して、中継装置５０３を介して、ミリ波無線通信のデータを送信することができる。また、ＢＳＳ１から、ＢＳＳ２、３へのデータの転送は、１つの中継装置５０３で行われている。

なお、図４で前述したように、通信装置間を繋ぐ実線は、通信装置がミリ波無線通信で接続している「接続」状態であることを示しており、通信装置間を繋ぐ破線は、通信装置が接続可能な「接続候補」の状態であることを示している。

なお、図５の例では、分散制御装置５０２は、隣接する各ＢＳＳにデータを転送できるように中継装置５０３を選択するので、ＢＳＳ間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で異なる中継装置５０３が用いられる。

これは好適な一例であり、ＢＳＳ間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で同じ中継装置５０３を利用することも可能である。本実施形態では、ＢＳＳ間の通信はアップリンク方向とダウンリンク方向で異なる中継装置５０３を用いるものとして、以下の説明を行う。

なお、上記の説明では、集中制御装置５０１が、分散制御装置５０２の機能を有するものとして説明を行ったが、集中制御装置５０１は、分散制御装置５０２の機能を有していなくても良い。

図６は、一実施形態に係る通信システムのシステム構成の別の一例を示す図である。図６の例では、集中制御装置５０１は、図５に示す通信システム５００と同様に無線ＬＡＮ通信で、ＢＳＳ５０６を形成し、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信の通信経路を管理する。

また、図６の例では、集中制御装置５０１に代えて、分散制御装置５０２ｅが、ＢＳＳ１を形成している。このように、集中制御装置５０１は、分散制御装置５０２としてミリ波無線通信のＢＳＳを形成する機能を有していなくても良い。この場合でも、集中制御装置５０１は、無線ＬＡＮ通信を用いて、図５に示す通信システム５００と同様に、マルチホップ通信の通信経路を管理することが可能である。

このように、本実施形態に係る通信システム５００では、集中制御装置５０１は、無線ＬＡＮ通信を用いて、予め定められた経路制御用のメッセージを使って複数の分散制御装置５０２におけるマルチホップ通信のデータの通信経路を制御する。

また、分散制御装置５０２は、集中制御装置５０１から受信した経路制御用のメッセージに従って、分散制御装置５０２、及び自装置が形成するネットワークセルに接続する１つ以上の通信装置７００におけるマルチホップ通信のデータの通信経路を制御する。

本実施形態に係る通信システム５００では、ミリ波無線通信ネットワークを階層構造とし、ネットワークセル内の通信装置７００の制御を分散制御装置５０２が行うことにより、集中制御装置５０１の負荷を分散して、動的な通信経路の制御を容易にすることができる。

＜ハードウェア構成＞
図７は、一実施形態に係る通信装置のハードウェア構成の例を示す図である。

分散制御装置５０２、中継装置５０３、及び所属装置５０４は、例えば、図７（ａ）に示す通信装置７００のハードウェア構成を有する。また、集中制御装置５０１は、図７（ａ）に示す通信装置７００のハードウェア構成を有するものであっても良いし、図７（ｂ）に示す集中制御装置５０１のハードウェア構成を有するものであっても良い。

（通信装置のハードウェア構成）
通信装置７００は、一般的なコンピュータの構成を含み、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１、ＲＡＭ（Read Only Memory）７０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０３、ストレージ装置７０４、無線ＬＡＮ通信部７０５、ミリ波無線通信部７０６、表示入力装置７０７、及びバス７０８等を有する。

ＣＰＵ７０１は、ＲＯＭ７０３やストレージ装置７０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ７０２上に読み出し、処理を実行することで、通信装置７００の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ７０２は、ＣＰＵ７０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ７０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ装置７０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュＲＯＭ等のストレージデバイスであり、ＯＳ（Operation System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。

無線ＬＡＮ通信部（第２の通信部）７０５は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等の無線ＬＡＮ通信を行うための無線通信装置であり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ（Media Access Control）部、及び無線ＬＡＮ通信の通信制御部等を含む。

ミリ波無線通信部（第１の通信部）７０６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ等のミリ波無線通信を行うための無線通信装置であり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ部、及びミリ波無線通信の通信制御部等を含む。

表示入力装置７０７は、表示を行う表示デバイス、入力を受け付ける入力デバイス等を含む。バス７０８は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（集中制御装置のハードウェア構成）
集中制御装置５０１は、一例として、図７（ａ）に示す通信装置７００のハードウェア構成に加えて、有線ＬＡＮ通信部７０９を有する。また、集中制御装置５０１は、ミリ波無線通信部７０６を有していなくても良い。

有線ＬＡＮ通信部７０９は、通信システム５００による無線通信ネットワーク（無線ＬＡＮネットワーク、又はミリ波無線ネットワーク）と、有線通信ネットワーク（例えば、建物内のＬＡＮネットワーク等）を接続（ゲートウェイ機能）する。有線ＬＡＮ通信部７０９は、例えば、ネットワークインタフェース部、及びゲートウェイ機能を実現する通信制御部等を含む。

なお、図７（ｂ）に示す集中制御装置５０１のハードウェア構成は一例である。集中制御装置５０１は、例えば、有線ＬＡＮ通信部７０９を有していなくても良い。

＜機能構成＞
（集中制御装置の機能構成）
図８は、一実施形態に係る集中制御装置の機能構成の一例を示す図である。集中制御装置５０１は、例えば、有線ＬＡＮ接続部８０１、無線ＬＡＮ通信部（ＡＰ）８１１、ネットワークセル情報取得部８１２、ネットワークセル情報記憶部８１３、通信経路決定部８１４、転送先情報通知部８１５、及びネットワークセル管理部８１６等を有する。

また、集中制御装置５０１は、分散制御装置５０２の機能８２０をさらに有していても良い、分散制御装置５０２の機能８２０には、例えば、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１、通信リンク状態測定部８２２、装置情報取得部８２３、装置情報記憶部８２４、中継装置選択部８２５、中継装置設定部８２６、ネットワークセル情報通知部８２７、データ転送部８２８、及び所属装置数管理部８２９等が含まれる。

有線ＬＡＮ接続部８０１は、例えば、図８（ｂ）の有線ＬＡＮ通信部７０９によって実現され、通信システム５００による通信ネットワークと、外部ネットワークとを接続するゲートウェイとして機能する。

無線ＬＡＮ通信部（ＡＰ）８１１は、集中制御装置５０１の無線ＬＡＮ通信部７０５を、無線ＬＡＮ通信のＡＰ（アクセスポイント）として機能させる。無線ＬＡＮ通信部（ＡＰ）８１１は、例えば、図７の無線ＬＡＮ通信部７０５、及び図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

なお、以下の説明の中で、無線ＬＡＮ通信のＡＰを「無線ＬＡＮ通信のＡＰ」と表し、ミリ波無線通信のＡＰを単に「ＡＰ」と表して区別する。

無線ＬＡＮ通信部（ＡＰ）８１１は、無線ＬＡＮ通信（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等）で、インフラストラクチャモードの無線ＬＡＮネットワークであるＢＳＳ５０６を提供する。

ネットワークセル情報取得部８１２は、無線ＬＡＮ通信を用いて、ミリ波無線通信で互いに異なるＢＳＳ（ネットワークセル）を形成する複数の分散制御装置５０２からネットワークセル情報を取得し、ネットワークセル情報記憶部８１３に記憶する。ネットワークセル情報取得部８１２は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

なお、集中制御装置５０１が、分散制御装置５０２の機能８２０を有する場合、ネットワークセル情報取得部８１２は、例えば、分散制御装置５０２の機能８２０に含まれるネットワークセル情報通知部８２７からネットワークセル情報を取得する。

ネットワークセル情報記憶部８１３は、ネットワークセル情報取得部８１２が取得したネットワークセル情報を記憶する手段であり、例えば、図７のストレージ装置７０４、ＲＡＭ７０２、及び図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。ネットワークセル情報取得部８１２が取得し、ネットワークセル情報記憶部８１３に記憶するネットワークセル情報の一例のイメージを図１１（ａ）に示す。

図１１（ａ）は、集中制御装置５０１が管理するネットワークセル情報１１１０の一例のイメージを示している。図１１（ａ）の例では、ネットワークセル情報１１１０には、「ネットワークセル番号」、「ＢＳＳＩＤ」、「ＳＳＩＤ」、「ＡＰのＩＰアドレス」、「所属装置数」、「通信チャネル」、及び「中継可能なＡＰ」等の情報が含まれている。

「ネットワークセル番号」は、分散制御装置５０２が形成するＢＳＳの番号、又は名前等の情報である。

「ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）」、及び「ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）」は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）の識別情報である。

「ＡＰのＩＰ（Internet Protocol）アドレス」は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）のミリ波無線通信におけるＩＰアドレス、及び無線ＬＡＮ通信におけるＩＰアドレスである。

「所属装置数」は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）が形成するミリ波無線通信のＢＳＳに接続している通信装置７００の数である。「通信チャネル」は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）が形成するミリ波無線通信のＢＳＳで使用している通信チャネルの番号である。

「中継可能なＡＰ」は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）から、ミリ波無線通信のデータを、中継装置５０３を介して転送可能な他の分散制御装置５０２の識別情報である。

図８に戻り、集中制御装置５０１の機能構成の説明を続ける。

通信経路決定部８１４は、ネットワークセル情報取得部８１２が取得し、ネットワークセル情報記憶部８１３に記憶するネットワークセル情報１１１０を用いて、マルチホップ通信の通信経路を決定する。通信経路決定部８１４は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

例えば、通信経路決定部８１４は、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報１１１０を用いて、ＢＳＳ間の接続関係を示すネットワークトポロジーを作成し、マルチホップ通信のＢＳＳ単位の通信経路を決定する。

転送先情報通知部８１５は、無線ＬＡＮ通信を用いて、通信経路決定部８１４が決定した通信経路にある各分散制御装置５０２に、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信のデータの転送先の分散制御装置５０２、又はＢＳＳの情報（転送先情報）を通知する。転送先情報通知部８１５は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

ネットワークセル管理部８１６は、通信システム５００内のＢＳＳに関する管理を行う手段であり、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。例えば、ネットワークセル管理部８１６は、通信システム５００内のＢＳＳの数が予め定められた上限値を超えないように管理する。

ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１は、ミリ波無線通信部７０６を、図１〜４で説明したミリ波無線通信システムのＡＰとして機能させる。ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１は、例えば、図７のミリ波無線通信部７０６、及び図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

通信リンク状態測定部８２２は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１によって形成されるＢＳＳに接続する各通信装置（中継装置５０３、及び所属装置５０４）との間の通信リンク状態（通信品質）を測定する。通信リンク状態測定部８２２は、例えば、図７のミリ波無線通信部７０６、及び図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

装置情報取得部８２３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１によって形成されるＢＳＳに接続する各通信装置７００から、通信装置７００がミリ波無線通信で接続可能な分散制御装置５０２の情報を含む装置情報を取得する。装置情報取得部８２３は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

装置情報記憶部８２４は、装置情報取得部８２３が取得した装置情報を記憶する手段であり、例えば、図７のストレージ装置７０４、ＲＡＭ７０２、及び図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。装置情報取得部８２３が取得し、装置情報記憶部８２４に記憶する装置情報の一例のイメージを図１１（ｂ）に示す。

図１１（ｂ）は、装置情報１１２０の一例のイメージを示している。図１１（ｂ）の例では、装置情報１１２０には、「所属装置番号」、「通信装置のＩＰアドレス」、「ＬＱ値」、「スループット値」、「ＭＣＳ値」、「中継装置」、「接続可能なＡＰ」等の情報が含まれる。

「所属装置番号」は、集中制御装置５０１が形成するＢＳＳに接続する通信装置に一時的に割当てられる管理番号である。

「通信装置のＩＰアドレス」は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００のミリ間無線通信のＩＰアドレス、及び無線ＬＡＮ通信のＩＰアドレスである。

「ＬＱ値」、「スループット値」、及び「ＭＣＳ値」は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置と、集中制御装置５０１との間のミリ波無線通信の通信リンク状態を示す情報の一例である。「ＬＱ（Link Quality）値」は、ミリ波無線通信のリンク通信品質を示す情報である。「スループット値」は、単位時間当たりのデータ転送量を示すスループットを示す情報である。「ＭＣＳ（Modulation Coding Scheme）値」は、変調タイプや、符号化レートの組合せを示す情報である。

「中継装置」は、通信装置７００が、「接続可能なＡＰ」に対応する中継装置５０３であるか否かを示す情報である。

「接続可能なＡＰ」は、通信装置７００がミリ波無線通信で接続可能な他の分散制御装置５０２の識別情報である。

図８に戻り、集中制御装置５０１の機能構成の説明を続ける。

中継装置選択部８２５は、装置情報取得部８２３が取得した装置情報１１２０を用いて、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００の中から、他の分散制御装置５０２にデータを転送する通信装置７００を選択する。中継装置選択部８２５は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

例えば、中継装置選択部８２５は、装置情報１１２０に含まれる「中継可能なＡＰ」の情報を用いて、他の分散制御装置５０２にミリ波無線通信のデータを転送可能な通信装置７００を特定する。また、中継装置選択部８２５は、他の分散制御装置５０２にミリ波無線通信のデータを転送可能な通信装置７００が複数ある場合、「ＬＱ値」、「スループット値」、「ＭＣＳ値」等の通信品質がより良い１つの通信装置７００を選択する。

中継装置設定部８２６は、中継装置選択部８２５が選択した通信装置７００を、他の分散制御装置５０２にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置５０３として設定する。中継装置設定部８２６は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

例えば、中継装置設定部８２６は、通信装置７００に、ミリ波無線通信のデータの転送先を示す分散制御装置５０２の識別情報（ＢＳＳＩＤ、ＳＳＩＤ等）等を含む接続情報を通知し、中継装置５０３をして動作することを指示する。

ネットワークセル情報通知部８２７は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳのネットワークセル情報を、ネットワークセル情報取得部８１２に通知する。ネットワークセル情報通知部８２７は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

データ転送部８２８は、転送先情報通知部８１５から通知されるマルチホップ通信のデータの転送先の分散制御装置５０２の情報に従って、マルチホップ通信のデータを転送先の分散制御装置５０２に転送する。データ転送部８２８は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

所属装置数管理部８２９は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００の数を管理する。所属装置数管理部８２９は、例えば、図７のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

なお、集中制御装置５０１は、前述したように、図８に示す分散制御装置５０２の機能８２０を有していなくても良い。

（分散制御装置の機能構成）
図９は、一実施形態に係る分散制御装置の機能構成の例を示す図である。分散制御装置５０２は、例えば、無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、ネットワークセル情報通知部９１２、転送先情報受信部９１３、装置機能制御部９１４、記憶部９１５等を有する。また、分散制御装置５０２は、例えば、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１、通信リンク状態測定部８２２、装置情報取得部８２３、装置情報記憶部８２４、中継装置選択部８２５、中継装置設定部８２６、データ転送部８２８、及び所属装置数管理部８２９等を含む。

無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１は、通信装置７００の無線ＬＡＮ通信部７０５を、無線ＬＡＮ通信のＳＴＡ（ステーション）として機能させる。無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１は、例えば、図７（ａ）の無線ＬＡＮ通信部７０５、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

例えば、無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１は、集中制御装置５０１が送信する無線ＬＡＮ通信のビーコンを受信し、集中制御装置５０１と無線ＬＡＮ通信を確立して、分散制御装置５０２を無線ＬＡＮネットワークに接続する。

ネットワークセル情報通知部９１２は、無線ＬＡＮ通信を用いて、分散制御装置５０２が形成するミリ波無線通信のＢＳＳ（ネットワークセル）のネットワークセル情報を、集中制御装置５０１に通知する。ネットワークセル情報通知部９１２は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

転送先情報受信部９１３は、集中制御装置５０１から、無線ＬＡＮ通信を用いて通知される、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信のデータを転送する転送先の分散制御装置５０２、又はＢＳＳの情報（転送先情報）を受信する。

装置機能制御部９１４は、通信装置７００を、分散制御装置５０２、中継装置５０３、又は所属装置５０４として設定し、機能させる。装置機能制御部９１４は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

例えば、装置機能制御部９１４は、通信装置７００を所属装置５０４として機能させる。また、装置機能制御部９１４は、所属装置５０４として機能する通信装置７００が、ミリ波無線通信のＢＳＳを検出できない場合、通信装置７００を分散制御装置５０２として機能させる。さらに、装置機能制御部９１４は、通信装置７００が所属装置５０４として機能している場合、ＢＳＳを形成している分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１からの制御に従って、通信装置７００を中継装置５０３として機能させる。

記憶部９１５は、例えば、通信装置７００を、分散制御装置５０２、中継装置５０３、又は所属装置５０４として機能させるためのプログラム等を記憶する。記憶部９１５は、例えば、図７（ａ）のストレージ装置７０４、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

分散制御装置５０２に含まれる分散制御装置の機能８２０は、図８で説明した分散制御装置の機能８２０と同様であるが、分散制御装置５０２は、図８のネットワークセル情報通知部８２７に代えて、ネットワークセル情報通知部９１２を有している。

ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１は、通信装置７００のミリ波無線通信部７０６を、ミリ波無線通信システムのＡＰとして機能させる手段であり、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

通信リンク状態測定部８２２は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１によって形成されるＢＳＳに接続する各通信装置との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部８２２は、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

装置情報取得部８２３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１によって形成されるＢＳＳに接続する各通信装置７００から、通信装置７００がミリ波無線通信で接続可能な分散制御装置５０２の情報を含む装置情報を取得する。装置情報取得部８２３は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

装置情報記憶部８２４は、装置情報取得部８２３が取得した装置情報を記憶する手段であり、例えば、図７（ａ）のストレージ装置７０４、ＲＡＭ７０２、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

中継装置選択部８２５は、装置情報取得部８２３が取得した装置情報１１２０を用いて、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００の中から、他の分散制御装置５０２にデータを転送する通信装置７００を選択する。中継装置選択部８２５は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

中継装置設定部８２６は、中継装置選択部８２５が選択した通信装置７００を、他の分散制御装置５０２にミリ波無線通信のデータを転送する中継装置５０３として設定する。中継装置設定部８２６は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

データ転送部８２８は、転送先情報受信部９１３が受信したマルチホップ通信のデータの転送先となる分散制御装置５０２の情報に従って、マルチホップ通信のデータを転送先の分散制御装置５０２に転送する。データ転送部８２８は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

所属装置数管理部８２９は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）８２１が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００の数を管理する。所属装置数管理部８２９は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

（中継装置の機能構成）
図１０（ａ）は、中継装置の機能構成の例を示す図である。中継装置５０３は、例えば、無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、記憶部９１５、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１、通信リンク状態測定部１０１２、接続情報記憶部１０１３、接続制御部１０１４、及びデータ中継部１０１５等を有する。

なお、無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、及び記憶部９１５の機能は、図９を用いて説明した分散制御装置５０２に含まれる無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、記憶部９１５と同様なので、説明を省略する。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、通信装置７００のミリ波無線通信部７０６を、図１〜４で説明したミリ波無線通信システムのＳＴＡとして機能させる。ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

例えば、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）が形成するＢＳＳに、ＳＴＡとして接続する。

通信リンク状態測定部１０１２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）が接続したＢＳＳを形成する分散制御装置５０２との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部８２２は、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

接続情報記憶部１０１３は、無線ＬＡＮ通信を用いて、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）から通知される、ミリ波無線通信のデータの転送先となる分散制御装置５０２の識別情報（ＢＳＳＩＤ、ＳＳＩＤ等）等を含む接続情報を記憶する。接続情報記憶部１０１３は、例えば、図７（ａ）のＲＡＭ７０２、ストレージ装置７０４、及び図７（ａ９のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。接続情報記憶部１０１３が記憶する接続情報の一例のイメージを図１１（ｃ）に示す。

図１１（ｃ）は、接続情報１１３０の一例のイメージを示している。図１１（ｃ）の例では、接続情報１１３０には、「ネットワークセル番号」、「接続状態」、「ＢＳＳＩＤ」、「ＳＳＩＤ」、「ＩＰアドレス」、及び「チャネル番号」等の情報が含まれる。

「ネットワークセル番号」は、ＢＳＳの番号、又は名前等の情報である。「接続状態」は、「ネットワークセル番号」に対応するＢＳＳに、「接続」状態になるか、「接続候補」状態になるかを示す情報である。

「ＢＳＳＩＤ」、及び「ＳＳＩＤ」は、「ネットワークセル番号」に対応するＢＳＳを形成する分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）の識別情報である。

「ＩＰアドレス」は、「ネットワークセル番号」に対応するＢＳＳを形成する分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）のミリ波無線通信におけるＩＰアドレスである。「チャネル番号」は、「ネットワークセル番号」に対応するＢＳＳのミリ波無線通信のチャネル番号である。

図１０（ａ）に戻り、中継装置５０３の機能構成の説明を続ける。

接続制御部１０１４は、接続情報記憶部１０１３に記憶した接続情報１１３０に従って、接続状態が「接続」の分散制御装置５０２（以下、転送元の分散制御装置５０２と呼ぶ）にミリ波無線通信で接続する。また、接続制御部１０１４は、転送元の分散制御装置５０２から、ミリ波無線通信のデータを受信すると、転送元の分散制御装置５０２との接続を切断し、接続状態が「接続候補」の分散制御装置５０２（以下、転送先の分散制御装置５０２と呼ぶ）に接続する。接続制御部１０１４は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

データ中継部１０１５は、転送元の分散制御装置５０２から受信したミリ波無線通信のデータを、転送先の分散制御装置５０２に転送する。データ中継部１０１５は、例えば、図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラムによって実現される。

（所属装置の機能構成）
図１０（ｂ）は、所属装置の機能構成の例を示す図である。所属装置５０４は、例えば、無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、記憶部９１５、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１、通信リンク状態測定部１０１２等を有する。

無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、及び記憶部９１５の機能は、図９を用いて説明した分散制御装置５０２に含まれる無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１、装置機能制御部９１４、記憶部９１５と同様なので、説明を省略する。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、通信装置７００のミリ波無線通信部７０６を、図１〜４で説明したミリ波無線通信システムのＳＴＡとして機能させる。ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

通信リンク状態測定部１０１２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）が接続したＢＳＳを形成する分散制御装置５０２との間の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態測定部８２２は、例えば、図７（ａ）のミリ波無線通信部７０６、及び図７（ａ）のＣＰＵ７０１で実行されるプログラム等によって実現される。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る通信システム５００における通信管理方法の処理について説明する。

［第１の実施形態］
≪通信ネットワークの作成処理≫
（通信装置の新規参加処理）
図１２は、第１の実施形態に係る通信装置の新規参加処理の例を示すフローチャートである。この処理は、新たに通信システム５００に参加する通信装置７００の処理の例を示している。なお、図１２に示す処理の開始時点において、集中制御装置５０１は、無線ＬＡＮ通信のアクセスポイントとして動作しており、通信装置７００は集中制御装置５０１に無線ＬＡＮで接続するための接続情報を予め記憶しているものとする。

ステップＳ１２０１において、通信装置７００は、所属装置５０４として動作を開始し、無線ＬＡＮ通信で、無線ＬＡＮ通信のアクセスポイントとして動作している集中制御装置５０１に接続する。

ステップＳ１２０２において、所属装置５０４は、ミリ波無線通信でミリ波無線通信のＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）をスキャンする。

ステップＳ１２０３において、所属装置５０４は、ミリ波無線通信によるスキャンでＡＰがあると判断した場合、処理をステップＳ１２０４に移行させる。一方、所属装置５０４は、ミリ波無線通信によるスキャンでＡＰがないと判断した場合、処理をステップＳ１２０６に移行させる。

ステップＳ１２０４に移行すると、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、ミリ波無線通信の所属装置５０４として、見つかったＡＰに接続する。

ステップＳ１２０４において、所属装置５０４の通信リンク状態測定部１０１２は、ステップＳ１２０２のＡＰのスキャンで測定したＬＱ値を含む装置情報を、接続したＡＰに通知する。

一方、ステップＳ１２０６に移行すると、所属装置５０４の装置機能制御部９１４は、無線ＬＡＮ通信を用いて、ステップＳ１２０２のＡＰのスキャン結果を含む、新規ＢＳＳの作成要求を、無線ＬＡＮ通信で集中制御装置５０１に送信する。

ステップＳ１２０７において、所属装置５０４の装置機能制御部９１４は、集中制御装置５０１から、新規ＢＳＳの作成を許可する許可情報を受信したか否かに応じて、処理を分岐させる。

集中制御装置５０１から許可情報を受信した場合、装置機能制御部９１４は、処理をステップＳ１２０８に移行させる。一方、集中制御装置５０１から許可情報を受信しない場合、装置機能制御部９１４は、処理をステップＳ１２０２に戻して、同様の処理を再び実行させる。

なお、集中制御装置５０１が、新規ＢＳＳの作成を拒否する場合の例として、例えば、ある所属装置５０４から新規ＢＳＳを作成要求があり、作成許可の応答を行ったが、未だその新規ＢＳＳの作成が完了していない場合等がある。この状態で、他の所属装置５０４から新規ＢＳＳの作成要求を受付した集中制御装置５０１は、既に新規ＢＳＳの作成許可を行った所属装置５０４が新規ＢＳＳを作成する可能性があるため、他の所属装置５０４からの要求を拒否する場合がある。

或いは、集中制御装置５０１は、通信システム５００内のＢＳＳの数が予め定められた上限値を超える場合、所属装置５０４からの新規ＢＳＳの作成を拒否するものであっても良い。

ステップＳ１２０８に移行すると、所属装置５０４の装置機能制御部９１４は、通信装置７００の役割を、所属装置５０４から分散制御装置５０２に変更する。これにより、通信装置７００は、分散制御装置５０２としてミリ波無線通信のＢＳＳを新たに形成する。

ステップＳ１２０９において、新たにＢＳＳを形成した分散制御装置５０２（通信装置７００）は、ＢＳＳの作成完了を、無線ＬＡＮ通信で集中制御装置５０１に通知する。

上記の処理により、新たに通信システム５００に参加する通信装置７００は、分散制御装置５０２、又は所属装置５０４として処理を開始する。

図１３は、第１の実施形態に係る通信装置の新規参加処理について説明するための図である。図１３（ａ）において、集中制御装置５０１がＢＳＳ１を形成する通信システム５００に、新たに３つの通信装置７００が参加するものとする。この場合、３つの通信装置７００は、それぞれ、所属装置５０４−１〜５０４−３として、ＡＰのスキャンを開始する。

図１３（ａ）の例では、所属装置５０４−１、５０４−２は、集中制御装置５０１が形成するＢＳＳ１を検出することができるので、図１３（ｂ）に示すように、所属装置５０４−１、５０４−２として、ミリ波無線通信で集中制御装置５０１に接続する。

一方、図１３（ａ）の例では、所属装置５０４−３は、集中制御装置５０１が形成するＢＳＳ１を検出することができないので、図１３（ｂ）に示すように、新たな分散制御装置５０２として、新たにＢＳＳ２を形成する。

（通信システムの新規参加処理）
図１４は、第１の実施形態に係る通信システムの新規参加処理の例を示すシーケンス図（１）である。この処理は、図１２のステップＳ１２０３において、「ＡＰがある」と判断された場合における通信システム５００の処理の例を示している。なお、図１４において、実線の矢印はミリ波無線通信による信号又は情報を示し、破線の矢印は無線ＬＡＮ通信による信号又は情報を示すものとする。図１５以降の図においても同様である。

図１４のステップＳ１４０１において、通信装置７００は、所属装置５０４として起動する。

ステップＳ１４０２において、所属装置５０４の無線ＬＡＮ通信部（ＳＴＡ）９１１は、無線ＬＡＮのアクセスポイントとして動作する集中制御装置５０１に、無線ＬＡＮ通信で接続する。

ステップＳ１４０３において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、ミリ波無線通信のＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）をスキャンする（ＡＰが送信するビーコンを検出する）。

ステップＳ１４０４において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、分散制御装置５０２−１が送信するビーコンを受信するものとする。

ステップＳ１４０５において、所属装置５０４の通信リンク状態測定部１０１２は、受信したビーコンのＬＱ値（以下、ＬＱ値１と呼ぶ）を測定する。

ステップＳ１４０６において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、ミリ波無線通信で分散制御装置５０２−１に接続する。

ステップＳ１４０７において、所属装置５０４の通信リンク状態測定部１０１２は、測定したＬＱ値１を含む装置情報を、分散制御装置５０２−１に通知する。この装置情報には、例えば、図１１（ｂ）に示す装置情報１１２０に含まれる１つの所属装置番号に対応する情報が含まれる。

ステップＳ１４０８において、分散制御装置５０２−１の装置情報取得部８２３は、所属装置５０４から通知された装置情報を取得し、ステップＳ１４０９において、装置情報記憶部８２４に、装置情報１１２０として記憶する。

ステップＳ１４０９において、分散制御装置５０２−１のネットワークセル情報通知部９１２は、無線ＬＡＮ通信を用いて、分散制御装置５０２−１が形成するＢＳＳのネットワークセル情報を通知する。このネットワークセル情報には、例えば、図１１（ａ）に示すネットワークセル情報に含まれる１つのネットワークセル番号に対応する情報が含まれる。

ステップＳ１４１０において、分散制御装置５０２−１が形成するＢＳＳに接続した所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、例えば、定期的にミリ波無線通信のスキャンを実行する。

ステップＳ１４１１において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、分散制御装置５０２−１が送信するビーコンを受信するものとする。

ステップＳ１４１２において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、分散制御装置５０２−２が送信するビーコンを受信するものとする。

ステップＳ１４１３において、所属装置５０４の通信リンク状態測定部１０１２は、ステップＳ１４１１で受信したビーコンのＬＱ値１、及びステップＳ１４１２で受信したビーコンのＬＱ値（以下、ＬＡ値２と呼ぶ）を測定する。

ステップＳ１４１４において、所属装置５０４の通信リンク状態測定部１０１２は、測定したＬＱ値１、ＬＱ値２を含む装置情報を、分散制御装置５０２−１に通知する。

ステップＳ１４１４において、分散制御装置５０２−１の装置情報取得部８２３は、所属装置５０４から通知された装置情報を取得し、ステップＳ１４１５において、装置情報記憶部８２４に、装置情報１１２０として記憶する。

ステップＳ１４１６において、分散制御装置５０２−１のネットワークセル情報通知部９１２は、無線ＬＡＮ通信を用いて、分散制御装置５０２−１が形成するＢＳＳのネットワークセル情報を通知する。

上記の処理により、集中制御装置５０１は、例えば、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報１１１０を取得し、ＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）は、図１１（ｂ）に示すような装置情報１１２０を管理する。

図１５は、第１の実施形態に係る通信システムの新規参加処理の例を示すシーケンス図（２）である。この処理は、図１２のステップＳ１２０３において、「ＡＰがない」と判断された場合における通信システム５００の処理の例を示している。なお、図１５のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０３の処理は、図１４に示す処理と同様なので、ここでは図１４に示す処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ１５０１において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、分散制御装置５０２−１が送信するビーコンを受信できないものとする。

ステップＳ１５０２において、所属装置５０４の装置機能制御部９１４は、無線ＬＡＮ通信を用いて、集中制御装置５０１に、ＡＰのスキャン結果を含む新規ＢＳＳの作成要求を送信する。

ステップＳ１５０３において、集中制御装置５０１のネットワークセル管理部８１６は、通信システム５００内のＢＳＳの数を確認する。ネットワークセル管理部８１６は、通信システム５００内のＢＳＳの数に応じて、処理を分岐させる。

通信システム５００内のＢＳＳの数が予め定められた上限値未満の場合、ステップＳ１５０４において、ネットワークセル管理部８１６は、無線ＬＡＮ通信を用いて、ネットワークセルの作成を許可する許可情報を、所属装置５０４に通知する。この許可情報には、例えば、新規に作成するＢＳＳの通信チャネル、ネットワークアドレス、他のＢＳＳの情報等が含まれる）。

ステップＳ１５０５において、所属装置５０４の装置機能制御部９１４は、通信装置７００の役割を、所属装置５０４から分散制御装置５０２に変更する。また、分散制御装置５０２となった通信装置７００は、集中制御装置５０１から通知された情報に従って、新たなＢＳＳを形成する。

ステップＳ１５０６において、新たにＢＳＳを形成した分散制御装置５０２（所属装置５０４）はＢＳＳの作成を完了したことを集中制御装置５０１に通知する。

一方、通信システム５００内のＢＳＳの数が予め定められた上限値以上の場合、ステップＳ１５０７において、ネットワークセル管理部８１６は、無線ＬＡＮ通信を用いて、ネットワークセルの作成を拒否する拒否情報を、所属装置５０４に通知する。

ステップＳ１５０８において、所属装置５０４のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）１０１１は、再びミリ波無線通信のＡＰのスキャンを実行し、同様の処理を再度実行する。

（中継装置の設定処理）
続いて、ミリ波無線通信のＡＰによる中継装置の設定処理について説明する。

図１６は、第１の実施形態に係る中継装置の設定処理の例を示すフローチャートである。この処理は、ＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）が、自装置で形成するネットワークセルに接続する１つ以上の通信装置７００を中継装置として設定する処理の一例を示している。

ステップＳ１６０１において、ＡＰの装置情報取得部８２３は、自装置が形成するＢＳＳに接続する通信装置７００装置の装置情報を取得する。

ステップＳ１６０２において、ＡＰの装置情報取得部８２３は、取得した装置情報が、前回取得した装置情報から変化しているかを判断する。

装置情報が変化していない場合、ＡＰの装置情報取得部８２３は処理を終了させる。一方、装置情報が変化している場合、ＡＰの装置情報取得部８２３は、処理をステップＳ１６０３に移行させる。

ステップＳ１６０３に移行すると、ＡＰの中継装置選択部８２５は、他のＢＳＳにミリ波無線通信のデータを中継可能な通信装置７００（中継装置５０３、及び所属装置５０４）を抽出する。

なお、この中継装置の設定処理は、隣接する他のＢＳＳの数だけ実行されるが、ここでは、説明を容易にするため、隣接する他のＢＳＳが１つであるものとして説明を行う。

ステップＳ１６０４において、他のＢＳＳにミリ波無線通信のデータを中継可能な通信装置７００が抽出されたかを判断する。

他のＢＳＳにミリ波無線通信のデータを中継可能な通信装置７００が抽出されない場合、ＡＰの中継装置選択部８２５は、処理を終了させる。一方、他のＳＳにミリ波無線通信のデータを中継可能な通信装置７００が抽出された場合、ＡＰの中継装置選択部８２５は、処理をステップＳ１６０５に移行させる。

ステップＳ１６０５に移行すると、ＡＰの中継装置選択部８２５は、ステップＳ１６０４において、複数の通信装置７００が抽出されたかを判断する。

複数の通信装置７００が抽出された場合、ＡＰの中継装置選択部８２５は、処理をステップＳ１６０６に移行させる。一方、複数の通信装置７００が抽出されない場合、すなわち、抽出された通信装置７００が１つである場合、ＡＰの中継装置選択部８２５は、処理をステップＳ１６０７に移行させる。

ステップＳ１６０６に移行すると、ＡＰの中継装置選択部８２５は、抽出された複数の通信装置７００の中から、通信品質（例えば、ＬＱ値、スループット値等）がより良い１つの通信装置７００を選択する。

一方、ステップＳ１６０７に移行すると、ＡＰの中継装置選択部８２５は、抽出された１つの通信装置７００を選択する。

ステップＳ１６０８において、ＡＰの中継装置設定部８２６は、選択された通信装置７００を、他のＢＳＳへの中継装置として設定する。例えば、ＡＰの中継装置設定部８２６は、図１１（ｃ）に示すような接続情報を選択された通信装置７００に送信し、中継装置５０３として設定する。これにより、選択された通信装置７００は、他のＢＳＳへの中継装置５０３として機能する。

ステップＳ１６０９において、ＡＰの中継装置設定部８２６は、上記の処理により中継装置５０３が変更されたかを判断する。

中継装置５０３が変更されていない場合、ＡＰの中継装置設定部８２６は、処理を終了させる。一方、中継装置５０３が変更された場合、ＡＰの中継装置設定部８２６は、変更前の中継装置５０３を所属装置５０４に設定する。

上記の処理によりＡＰは、自装置が形成するＢＳＳに所属する通信装置７００に変更がある場合、他のＢＳＳにミリ波無線通信のデータを転送する中継装置５０３を，更新することができる。

図１７〜１９は、第１の実施形態に係る中継装置の設定処理について説明するための図である。

図１７（ａ）において、分散制御装置５０２−１はＢＳＳ１を形成しており、分散制御装置５０２−２はＢＳＳ２を形成しているものとする。また、所属装置５０４−１、５０４−２は、ミリ波無線通信で分散制御装置５０２−１に接続しているものとする。

この状態で、分散制御装置５０２−１が、図１６に示す中継装置の設定処理を実行すると、図１７（ａ）に示す所属装置５０４−２が、図１７（ｂ）に示すように、ＢＳＳ２にデータを転送する中継装置５０３−１として設定される。なお、この状態では、分散制御装置５０２−１から、分散制御装置５０２−２に対してミリ波無線通信のデータを送信することができるが、分散制御装置５０２−２から、分散制御装置５０２−１に対してミリ波無線通信のデータを送信することはできない。

ここで、例えば、図１７（ｃ）に示すように、新たな所属装置５０４−３がＢＳＳ２に接続すると、分散制御装置５０２−２は、図１６に示す中継装置の設定処理を実行する。これにより、図１７（ｂ）に示すように、図１７（ｃ）に示す所属装置５０４−３が、図１７（ｄ）に示すように、ＢＳＳ１にデータを転送する中継装置５０３−２として設定される。これにより、分散制御装置５０２−１と、分散制御装置５０２−２との間で、双方向にミリ波無線通信のデータ送信が行えるようになる。

この状態から、さらに、図１８（ａ）に示すように、新たな所属装置５０４−４が、ＢＳＳ２に接続すると、分散制御装置５０２−２は、図１６に示す中継装置の設定処理を実行する。この場合、分散制御装置５０２−２は、ＢＳＳ１にデータを転送可能な通信装置７００である所属装置５０４−４と、中継装置５０３−２のうち、より通信品質の良い通信装置７００を新たな中継装置として選択する。

例えば、所属装置５０４−４の方が、中継装置５０３−２より通信品質が良い場合、図１８（ａ）に示す所属装置５０４−４が、図１９（ｂ）に示す要に新たな中継装置５０３−３として設定される。このとき、図１８（ａ）に示す中継装置５０３−２は、図１８（ｂ）に示されるように、再び所属装置５０４−３として動作する。

ここで、中継装置の設定処理の例外的な処理について説明する。

図１９（ａ）に示す例では、ＢＳＳ１を形成する集中制御装置５０１は、１つの中継装置５０３を介して、ＢＳＳ３を形成する分散制御装置５０２ｂ、及びＢＳＳ４を形成する分散制御装置５０２ｃと接続している。

このように、ＢＳＳ１から、ＢＳＳ３、及びＢＳＳ４に中継可能な中継装置５０３が１つしかない場合、ＡＰの中継装置選択部８２５は、１つの中継装置５０３を複数の他のＢＳＳにデータを転送する中継装置５０３として選択するものであっても良い。

但し、これは、例えば、ＢＳＳ３、及びＢＳＳ４に中継可能な中継装置５０３が１つしかない場合、或いは中継可能な通信装置７００は存在するが通信品質が悪い（閾値以下）である場合等に行われる例外的な処理である。

上記条件を満足しない場合は、ＡＰの中継装置選択部８２５は、中継装置５０３の転送先のＢＳＳが１つとなるように制御することが望ましい。

図１９（ｂ）に示す例では、ＢＳＳ２内には中継装置５０３が存在しないので、ＢＳＳ２内の通信装置７００、例えば、分散制御装置５０２ａは、ＢＳＳ１からデータを受信することはできるが、ＢＳＳ１側にデータを送信することはできない。

このような場合、集中制御装置５０１の通信経路決定部８１４は、図１９（ｂ）のＢＳＳ２のように、分散制御装置５０２ａのみが存在するＢＳＳは、全通信装置７００にデータを一斉送信するとき等に、最終の宛先端末となるようにすることが望ましい。

なお、図１９（ｂ）に示すＢＳＳ２内の通信装置７００がミリ波無線通信の送信元となる場合、無線ＬＡＮ通信を利用して、集中制御装置５０１にコンテンツデータを送信することができる。この場合、集中制御装置５０１は、コンテンツデータを、ミリ波無線通信を用いて宛先の通信装置７００に送信すれば良い。

また、本実施形態では、他のいずれのＢＳＳとも、中継装置５０３を介してミリ波無線通信のデータを送信できないＢＳＳが形成される場合がある。このような場合も、他のいずれのＢＳＳともミリ波無線通信のデータを送信できないＢＳＳを形成した分散制御装置５０２は、図１９（ｂ）に示す例と同様に、無線ＬＡＮ通信を用いて、集中制御装置５０１にコンテンツデータを送信すれば良い。

以上の処理により、複数のＢＳＳで形成されるミリ波無線通信ネットワークが形成される。

≪通信処理≫
続いて、集中制御装置５０１によるマルチホップ通信の通信処理について説明する。

（ネットワーク構成）
図２０は、第１の実施形態に係る通信システムのネットワーク構成の例を示す図である。図２０の例では、通信システム５００は、ＢＳＳ１〜ＢＳＳ８の８個のＢＳＳが形成されている。また、図２０において、例えば、「ＢＳＳ１」の横に示した弧内の文字列「ｃｈ１」は、ＢＳＳ１で用いられている通信チャネルが「ｃｈ１」であることを示している。

本実施形態に係る集中制御装置５０１は、例えば、図２０に示すような通信システム５００のネットワーク構成を、例えば、図２１に示すように、ＢＳＳ単位で管理する。

（通信経路の管理）
図２１は、第１の実施形態に係る集中制御装置が作成するネットワークトポロジーの例を示す図である。集中制御装置５０１は、例えば、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報１１１０に基づいて、図２１に示すような、ＢＳＳ単位のネットワークトポロジー２１００を作成する。

図２１において、各ＢＳＳ名の下の括弧内の数字は、通信チャネルと、ＢＳＳに接続している通信装置７００の数を示している。例えば、図２１の例では、ＢＳＳ１で使用している通信チャネルは「１」であり、ＢＳＳ１に接続している通信装置７００の数が「７」であることが示されている。

集中制御装置５０１は、図２１に示すようなＢＳＳ単位のネットワークトポロジー２１００を用いて、マルチホップ通信の通信経路をＢＳＳ単位で管理する。これは、ＢＳＳ内の通信経路は、分散制御装置５０２によって、例えば、図１６に示すような中継装置の設定処理により管理されるので、集中制御装置５０１は、ＢＳＳ内の通信経路まで管理する必要がないためである。これにより、集中制御装置５０１の負荷が大幅に軽減される。

（集中制御装置の処理）
図２２は、第１の実施形態に係る集中制御装置の処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ２２０１において、集中制御装置５０１のネットワークセル情報取得部８１２は、無線ＬＡＮ通信を用いて、複数の分散制御装置５０２からネットワークセル情報を取得する。

ステップＳ２２０１において、集中制御装置５０１の通信経路決定部８１４は、取得したネットワークセル情報を用いて、例えば、図２１に示すようなＢＳＳ単位のミリ波無線通信のネットワークトポロジー２１００を作成する。

ステップＳ２２０３において、集中制御装置５０１は、通信システム５００内の通信装置７００から無線ＬＡＮ通信を用いて送信される、ミリ波無線通信の送信開始要求を受付したかを判断する。

送信開始要求を受付していない場合、集中制御装置５０１は、ステップＳ２２０１、Ｓ２２０２の処理を繰り返し実行する。一方、送信開始要求を受付した場合、集中制御装置５０１は、処理をステップＳ２２０４に移行させる。

ステップＳ２２０４において、集中制御装置５０１の通信経路決定部８１４は、送信元の通信装置７００を含むＢＳＳから、送信先の通信装置７００を含むＢＳＳまでの、ＢＳＳ単位の通信経路を決定（算出）する。通信経路決定部８１４は、例えば、ダイクストラ法等の、既知の経路探索アルゴリズムを用いて、送信先までの経路を算出するものとする。

ステップＳ２２０５において、集中制御装置５０１の転送先情報通知部８１５は、通信経路決定部８１４が決定した通信経路にある分散制御装置５０２に、データの転送先のＢＳＳの情報を通知する。

ステップＳ２２０６において、集中制御装置５０１の転送先情報通知部８１５は、送信開始要求の要求元の通信装置７００に、データの送信を指示する。

（通信システムの通信処理）
続いて、通信システム５００全体のデータ送信処理の例について説明する。

図２３は、第１の実施形態に係る通信システムのデータ送信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、例えば、図２０に示す通信システム５００において、ＢＳＳ７に含まれる所属装置５０４ａから、ＢＳＳ８に含まれる所属装置５０４ｂに、ミリ波無線通信でデータを送信する場合の処理の例を示している。

ステップＳ２３０１において、送信元の所属装置５０４ａは、無線ＬＡＮ通信を用いて、集中制御装置５０１に、送信先の所属装置５０４ｂの宛先情報（例えばＩＰアドレス）を含む送信開始要求を送信する。

ステップＳ２３０２において、集中制御装置５０１の通信経路決定部８１４は、送信元の所属装置５０４ａを含むＢＳＳ７から、送信先の所属装置５０４ｂを含むＢＳＳ８までの、ＢＳＳ単位の通信経路を決定する。例えば、通信経路決定部８１４は、図２１に示すようなネットワークトポロジー２１００を用いて、ＢＳＳ７、ＢＳＳ５、ＢＳＳ８の順番で、データを送信することを決定する。

ステップＳ２３０３〜Ｓ２３０５において、集中制御装置５０１の転送先情報通知部８１５は、通信経路決定部８１４が決定した通信経路にある分散制御装置５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃに、データの転送先を通知する。

例えば、転送先情報通知部８１５は、ＢＳＳ７を形成する分散制御装置５０２ａに、データの転送先として、ＢＳＳ５を形成する分散制御装置５０２ｂを指定する情報（例えば、ＢＳＳＩＤ、ＳＳＩＤ等）を通知する。同様に、転送先情報通知部８１５は、ＢＳＳ５を形成する分散制御装置５０２ｂに、データの転送先として、ＢＳＳ８を形成する分散制御装置５０２ｃを指定する情報を通知する。また、転送先情報通知部８１５は、ＢＳＳ８を形成する分散制御装置５０２ｃに、例えば、データを他のＢＳＳに転送しないことを通知する。

ステップＳ２３０６において、集中制御装置５０１の転送先情報通知部８１５は、データの転送元の所属装置５０４ａに、データの送信を指示する。

ステップＳ２３０７において、所属装置５０４ａは、所属装置５０４ａがミリ波無線通信で接続している分散制御装置５０２ａに、宛先情報を含むデータを送信する。

ステップＳ２３０８において、分散制御装置５０２ａは、例えば、図１１（ｂ）に示すような装置情報１１２０を用いて、指定された転送先である分散制御装置５０２ｂにデータを転送する中継装置５０３ａを特定し、データを送信する。

ステップＳ２３０９において、中継装置５０３ａの接続制御部１０１４は、データを受信すると、分散制御装置５０２ａとのミリ波無線通信の接続を切断する。

ステップＳ２３１０において、中継装置５０３ａの接続制御部１０１４は、例えば、図１１（ｃ）に示すような接続情報１１３０を用いて、予め設定された「接続候補」である分散制御装置５０２ｂに、ミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３１１において、中継装置５０３ａのデータ中継部１０１５は、分散制御装置５０２ａから受信したデータを、分散制御装置５０２ｂに送信（転送）する。

好ましくは、中継装置５０３ａの接続制御部１０１４は、データ中継部１０１５がデータを送信した後、分散制御装置５０２ｂとの接続を切断し、再び分散制御装置５０２ａにミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３１２において、分散制御装置５０２ｂは、例えば、図１１（ｂ）に示すような装置情報１１２０を用いて、指定された転送先である分散制御装置５０２ｃにデータを転送する中継装置５０３ｂを特定し、データを送信する。

ステップＳ２３１３において、中継装置５０３ｂの接続制御部１０１４は、データを受信すると、分散制御装置５０２ｂとのミリ波無線通信の接続を切断する。

ステップＳ２３１４において、中継装置５０３ｂの接続制御部１０１４は、例えば、図１１（ｃ）に示すような接続情報１１３０を用いて、予め設定された「接続候補」である分散制御装置５０２ｃに、ミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３１５において、中継装置５０３ｂのデータ中継部１０１５は、分散制御装置５０２ｂから受信したデータを、分散制御装置５０２ｃに送信（転送）する。

好ましくは、中継装置５０３ｂの接続制御部１０１４は、データ中継部１０１５がデータを送信した後、分散制御装置５０２ｃとの接続を切断し、再び分散制御装置５０２ｂにミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３１６において、分散制御装置５０２ｃは、受信したデータを転送せずに、データに含まれる宛先情報に基づいて、所属装置５０４ｂにデータを送信する。

このように、本実施形態に係る通信システムでは、高速のミリ波無線通信を用いたマルチホップ通信により、通信装置７００間でデータを容易に送信することができるようになる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ミリ波無線通信のＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）に接続可能な通信装置７００の数（以下、接続許容台数と呼ぶ）が設定されている場合の処理の例について説明する。この接続許容台数は、例えば、ミリ波無線通信部７０６の制約、或いは、システム要件等によって導出される。また、この接続許容台数の値は、例えば、管理者等によって設定可能であることが望ましい。

図２４は、第２の実施形態に係る通信システムへの参加処理について説明するための図である。図９（ａ）において、集中制御装置５０１の接続許容台数が７台であるものとする。また、既に接続許容台数である７台の所属装置５０４が接続している集中制御装置５０１が形成するＢＳＳ１に、８台目の所属装置５０４ａが接続を要求するものとする。

この場合、集中制御装置５０１（分散制御装置５０２でも同様）のネットワークセル管理部８１６は、一時的に接続許容台数を超過することになるが、８台目の所属装置５０４ａと接続を許可する。その後、ネットワークセル管理部８１６は、ＢＳＳ１内で最もミリ波無線の通信品質（例えば、ＬＱ値、スループット値等）が悪い通信装置７００、例えば、所属装置５０４ｂに、ＢＳＳ１からの退出を要求する切断要求メッセージを送信する。なお、この切断要求メッセージは、ＩＰ層より上位のレイヤのパケットを使用することが望ましい。これにより、通常のシーケンスで切断（ＭＡＣ層で切断フレームを送信）する場合と、場合分けすることができるようになる。

集中制御装置５０１から、切断メッセージを受信した所属装置５０４ｂは、集中制御装置５０１とのミリ波無線通信を切断して、ミリ波無線通信でＢＳＳのスキャンを実行し、ＢＳＳ１とは異なる他のＢＳＳを検出した場合、検出したＢＳＳに接続する。

一方、所属装置５０４ｂは、ＢＳＳ１とは異なる他のＢＳＳを検出できない場合、例えば、図２４（ｂ）に示すように、分散制御装置５０２ａとして動作し、新たなＢＳＳ２を形成する。

なお、ＢＳＳ１を形成するＡＰが分散制御装置５０２である場合、分散制御装置５０２は、ＢＳＳ１に接続する通信装置７００、又は通信装置７００の数が変化したとき、ＢＳＳ１に接続する全通信装置７００の情報を集中制御装置５０１に通知する。

図２５は、第２の実施形態に係る通信システムへの参加処理の例を示すシーケンス図である。なお、図２５のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０６の処理は、図１４に示す第１の実施形態に係る通信システムへの新規参加処理と同様なので、ここでは図１４に示す処理との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ１５０１において、通信装置７００は、所属装置５０４ａとして動作を開始する。

ステップＳ１５０２において、分散制御装置５０２−１の所属装置数管理部８２９は、分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の数を確認する。また、所属装置数管理部８２９は、分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の数に応じて、以下の処理を分岐させる。

分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の数が、前述した接続許容台数以下の場合、分散制御装置５０２−１の所属装置数管理部８２９は、集中制御装置５０１に、分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の数を通知する。

一方、分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の数が、前述した接続許容台数を超過している場合、所属装置数管理部８２９は、最も通信品質が悪い通信装置７００、例えば、所属装置５０４ｂに、ＢＳＳからの退出を要求する。

ステップＳ１５０５において、所属装置５０４ｂは、分散制御装置５０２−１とのミリ波無線通信を切断する。

ステップＳ１５０６において、分散制御装置５０２−１の所属装置数管理部８２９は、無線ＬＡＮ通信を用いて、集中制御装置５０１に、分散制御装置５０２−１に接続している通信装置７００の変更を通知する。

ステップＳ１５０７において、所属装置５０４ｂは、分散制御装置５０２−１が形成するＢＳＳとは異なる他のＢＳＳが検出されない場合、分散制御装置５０２ａとして動作を開始し、新たなＢＳＳ２を形成する。

上記の処理により、分散制御装置５０２（又は集中制御装置５０１）は、自装置が形成するＢＳＳ内にある複数の通信装置７００を、より通信品質の良い、接続可能台数以下の通信装置７００に制御することができるようになる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態では、集中制御装置５０１が、ミリ波無線通信の各ＢＳＳに含まれる通信装置７００の数を調整する場合の例について説明する。

図２６は、第３の実施形態に係る所属装置の数の調整処理について説明するための図である。

ミリ波無線通信によるネットワークにおいて、中継装置５０３によるＢＳＳ間のデータ転送は少ない方が望ましい。これは、中継装置５０３によるＢＳＳ間のデータ転送には時間を要するため、中継装置５０３によるＢＳＳ間のデータ転送の回数が増えると、マルチホップ通信のスループットが下がるためである。

このため、ミリ波無線通信によるネットワークでは、例えば、ＢＳＳの数がより少ない方が望ましい、又は各ＢＳＳに接続する通信装置７００の数は、略均等に振り分けられていることが望ましい。

図２６（ａ）は、ＢＳＳ１を形成する分散制御装置５０２ａに、８台の所属装置５０４がミリ波無線通信で接続しており、ＢＳＳ２を形成する分散制御装置５０２ｂに、３台の所属装置５０４が接続している状態を示している。図２６（ａ）において、分散制御装置５０２ａに接続している８台の所属装置５０４のうち、３台の所属装置５０４は、分散制御装置５０２ｂにも接続可能である。

この場合、本実施形態に係る集中制御装置５０１は、例えば、所属装置５０４の数が多いＢＳＳ１を形成する分散制御装置５０２ａに、所属装置５０４の削減を要求する。

また、所属装置５０４の削減を要求された分散制御装置５０２は、例えば、ＢＳＳ２への移動候補となる３台の所属装置５０４の中から、削減対象とする所属装置５０４を選択し、選択した所属装置にＢＳＳ１からの移動を要求する。

ＢＳＳ１からの移動を要求された所属装置５０４ａは、分散制御装置５０２ａとのミリ波無線通信を切断し、例えば、ＢＳＳ２を形成する分散制御装置５０２ｂに接続する。

このようにして、本実施形態に係る通信システム５００では、集中制御装置５０１が、各ＢＳＳに所属する所属装置５０４の数を管理することができる。

（集中制御装置の処理）
図２７は、第３の実施形態に係る集中制御装置の処理の例を示す図である。

ステップＳ２７０１において、集中制御装置５０１のネットワークセル管理部８１６は、所属装置５０４の数を削減するＢＳＳを選択する。例えば、ネットワークセル管理部８１６は、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報１１１０の「所属装置数」の値が、より大きいＡＰ（分散制御装置５０２、又は集中制御装置５０１）に対応するＢＳＳを選択する。

ステップＳ２７０２において、集中制御装置５０１のネットワークセル管理部８１６は、削減される所属装置５０４の移動先のＢＳＳを選択する。例えば、ネットワークセル管理部８１６は、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報１１１０の「中継可能なＡＰ」に含まれるＡＰのうち、「所属装置数」の数が、より小さいＡＰが形成するＢＳＳを選択する。

ステップＳ２７０３において、ネットワークセル管理部８１６は、削減の対象となるＢＳＳを形成するＡＰに、所属装置５０４の削減を要求する。

ネットワークセル管理部８１６は、ステップＳ２７０４において、所属装置５０４の削減を要求したＡＰから削減結果を受信すると、ステップＳ２７０５において、例えば、図１１（ａ）に示すようなネットワークセル情報を更新する。

（通信システムの処理）
図２８は、第３の実施形態に係る所属装置の調整処理の例を示すシーケンス図である。

ステップＳ２８０１において、集中制御装置５０１のネットワークセル管理部８１６は、所属装置５０４の削減対象となるＢＳＳ、及び所属装置５０４の移動先のＢＳＳを決定する。この処理は、例えば、図２７のステップＳ２７０１、Ｓ２７０２の処理に対応している。なお、削減対象のＢＳＳから複数の所属装置を削減する場合、ネットワークセル管理部８１６は、削減する所属装置の数も決定する。

ステップＳ２８０２において、集中制御装置５０１のネットワークセル管理部８１６は、第２の無線通信を用いて、削減対象となるＢＳＳを形成するＡＰ、例えば、分散制御装置５０２ａに所属装置５０４の削減を要求する。この処理は、例えば、図２７のステップＳ２７０３に対応している。

ステップＳ２８０３において、所属装置５０４の削減要求を受付した分散制御装置５０２ａの所属装置数管理部８２９は、分散制御装置５０２ａにミリ波無線通信で接続する所属装置５０４の中から、削減対象とする所属装置５０４を選択する。

このとき、例えば、所属装置数管理部８２９は、図１１に示すような装置情報１１２０を用いて、「中継装置」に「ｙｅｓ」が設定されていない通信装置７００を、分散制御装置５０２ａにミリ波無線通信で接続する所属装置５０４として判断する。また、所属装置数管理部８２９は、「中継装置」に「ｙｅｓ」が設定されていない通信装置７００があるか否かに応じて、処理を分岐させる。

分散制御装置５０２に接続している通信装置７００が全て中継装置５０３として設定されているとき、所属装置数管理部８２９は、ステップＳ２８０４において、削減が失敗したことを示す削減結果を、集中制御装置５０１に通知する。

一方、分散制御装置５０２に接続している通信装置７００の中に、中継装置５０３として設定されていない所属装置５０４があるとき、所属装置数管理部８２９は、ステップＳ２８０５において、削減対象とする所属装置５０４に、ＢＳＳ１からの移動を要求する。

ステップＳ２８０６において、ＢＳＳ１からの移動を要求された所属装置５０４ａは、ＢＳＳ１を形成する分散制御装置５０２ａとのミリ波無線通信を切断する。

ステップＳ２８０７において、分散制御装置５０２ａのネットワークセル情報通知部９１２は、分散制御装置５０２ａに接続する所属装置５０４（又は通信装置７００）の数を含む削減結果を、集中制御装置５０１に通知する。

ステップＳ２８０８において、所属装置５０４ａは、ミリ波無線通信でＡＰをスキャンし、ステップＳ２８０９において、所属装置５０４ａは、移動を要求されたＢＳＳ１とは異なるＢＳＳ２に接続する。

ステップＳ２８１０において、分散制御装置５０２ｂのネットワークセル情報通知部９１２は、分散制御装置５０２ｂに接続する所属装置５０４（又は通信装置７００）の数を含む情報（例えば、ネットワークセル情報）を、集中制御装置５０１に通知する。

上記の処理により、本実施形態に係る通信システム５００によれば、集中制御装置５０１が、ミリ波無線通信の複数のＢＳＳに接続している所属装置５０４の数を、例えば、略均等になるように管理することができるようになる。

なお、上記の処理は、集中制御装置５０１が、ミリ波無線通信の複数のＢＳＳに接続している所属装置５０４の数を自動的に管理するための方法であるが、ユーザが移動させる通信装置７００や移動先のＢＳＳ等を選択したい場合があり得る。

このような場合、通信装置７００のネットワークアプリケーションは、上位のユーザーアプリケーションから、移動させる通信装置７００や移動先のＢＳＳ等の情報を受付する。また、通信装置７００のネットワークアプリケーションは、ユーザが選択した通信装置７００、移動先のＢＳＳ等の情報を含む要求情報を集中制御装置５０１に送信する。

集中制御装置５０１は、要求情報を受付すると、要求情報に基づいて、ユーザに選択された通信装置７００が接続している分散制御装置５０２に、削減する通信装置７００、及び移動先のＢＳＳを含む所属装置の削減要求を送信する。

分散制御装置５０２は、所属装置の削減要求を受付すると、図２８のステップＳ２８０３の処理を省略して、所属装置５０４の削減処理を実行する。

例えば、分散制御装置５０２は、指定された通信装置７００が中継装置５０３として設定されている場合、削減に失敗したことを示す削減結果を、集中制御装置５０１に通知する。一方、分散制御装置５０２は、指定された通信装置７００が中継装置５０３として設定されていない場合、指定された通信装置７００（所属装置５０４）に、ＢＳＳからの移動を要求する。

集中制御装置５０１は、所属装置の削減要求を通知した分散制御装置５０２から通知される削減結果を、要求元の通信装置７００に通知する。

＜ミリ波無線通信のネットワークの形成処理＞
次に、上記の各実施形態で説明した処理を含む、ミリ波無線通信ネットワークの形成処理全体の流れについて説明する。

図２９は、一実施形態に係るミリ波無線通信ネットワークの形成処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２９０１において、集中制御装置５０１が起動すると、通信システム５００は、ステップＳ２９０２以降のミリ波無線通信ネットワークの形成処理を実行する。

ステップＳ２９０２において、通信システム５００は、通信装置７００が、通信システム５００に新規に参加すると、ステップＳ２９０３以降の処理を実行する。一方、通信システム５００は、通信システム５００に通信装置７００が新規に参加していない場合、ステップＳ２９０８以降の処理を実行する。

ステップＳ２９０３に移行すると、通信システム５００は、例えば、図１４、１５に示すような、第１の実施形態に係る通信システムの新規参加処理を実行する。

ステップＳ２９０４において、新規のＢＳＳが形成された場合、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０５に移行させる。一方、新規のＢＳＳが形成されていない場合、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０６に移行させる。

ステップＳ２９０５に移行すると、通信システム５００の集中制御装置５０１は、ミリ波無線通信のネットワークトポロジーを更新する。

ステップＳ２９０６に移行すると、通信システム５００の集中制御装置５０１は、所属装置５０４の数の調整が必要かを判断する。例えば、集中制御装置５０１は、各ＢＳＳに所属する通信装置７００の数が不均一である場合、所属装置５０４の数の調整が必要と判断する。

所属装置５０４の数の調整が必要と判断された場合、ステップＳ２９０７において、集中制御装置５０１は、例えば、図２７、２８に示すような、所属装置数の調整処理を実行する。

一方、所属装置５０４の数の調整が必要でないと判断された場合、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０２に戻して、同様の処理を再び実行する。

なお、ステップＳ２９０２において、通信システム５００に通信装置７００が新規に参加していない場合、通信システム５００は、ステップＳ２９０８〜２９１２において、通信装置７００の退出に応じた処理を実行する。

例えば、分散制御装置５０２がミリ波無線通信ネットワークから退出した場合（ステップＳ２９１０のＹｅｓ）、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０４に移行させる。

また、中継装置５０３がミリ波無線通信ネットワークから退出した場合（ステップＳ２９１１のＹｅｓ）、通信システム５００は、処理をステップＳ２９１２に移行させて、例えば、図１６に示すような中継装置の設定処理を実行する。

なお、分散制御装置５０２、中継装置５０３以外の通信装置７００、すなわち、所属装置５０４がミリ波無線通信ネットワークから退出した場合（ステップＳ２９１１のＮｏ）、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０６に移行させる。

一方、ステップＳ２９０８において、通信装置７００がミリ波無線ネットワークから退出していない場合、分散制御装置５０２は、経路の切換が発生したかを判断する。

経路の切換えが発生した場合（装置情報に変化がある場合）、分散制御装置５０２は、処理をステップＳ２９１２に移行させて、中継装置５０３の設定処理を実行する。一方、経路の切換えが発生していない場合（装置情報に変化がない場合）、通信システム５００は、処理をステップＳ２９０２に戻して、同様の処理を再び実行する。

上記の処理により、通信システム５００は、集中制御装置５０１が起動すると、自動的に分散制御装置５０２、中継装置５０３、及び所属装置５０４の役割が決定され、例えば、図５、６に示すようなシステム構成が自動的に構成される。また、例えば、通信装置７００が移動すること等により、通信装置７００の状態が変ると、システム構成が自動的に更新される。

このように、本実施形態に係る通信システム５００によれば、１対１、又はスター型のネットワーク構成で通信を行う通信装置７００を組合せて、ミリ無線通信ネットワークを構成し、通信装置７００の間でマルチホップ通信を行うことを容易にすることができる。

５００ 通信システム
５０１ 集中制御装置（情報処理装置）
５０２ 分散制御装置
５０３ 中継装置
５０４ 所属装置
７００ 通信装置
７０６ ミリ波無線通信部（第１の通信部）
７０５ 無線ＬＡＮ通信部（第２の通信部）
８１２ ネットワークセル情報取得部
８１４ 通信経路決定部
８１５ 転送先情報通知部
８２３ 装置情報取得部
８２５ 中継装置選択部
８２６ 中継装置設定部
８２８ データ転送部
９１２ ネットワークセル情報通知部
９１４ 装置機能制御部

特表２０１０−５３１５５９号公報

Claims (18)

1. 指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部と、前記第１の無線通信より通信範囲が広い電波を用いて第２の無線通信を行う第２の通信部とを有する複数の通信装置を含み、前記第１の無線通信を用いて前記通信装置の間でマルチホップ通信を行う通信システムであって、
   前記複数の通信装置は、
   前記第１の無線通信で互いに異なるネットワークセルを形成し、自装置が形成する前記ネットワークセルに接続する１つ以上の前記通信装置における前記第１の無線通信のデータ転送経路を制御する複数の分散制御装置と、
   前記複数の分散制御装置のうち、一の分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続し、前記一の分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを他の分散制御装置に転送する１つ以上の中継装置と、
   を含み、
   前記第１の無線通信で分散制御装置が形成するネットワークセルを検出した場合、前記検出したネットワークセルに接続する所属装置として機能し、
   前記第１の無線通信で分散制御装置が形成する前記ネットワークセルを検出できない場合、前記第１の無線通信で前記ネットワークセルを形成する前記分散制御装置として機能し、
   前記通信システムは、
   前記第２の無線通信を行う前記第２の通信部を有する集中制御装置であって、前記第２の無線通信を用いて、前記マルチホップ通信の通信経路を管理し、前記マルチホップ通信の通信経路にある前記分散制御装置における前記マルチホップ通信のデータの転送経路を制御する集中制御装置を有し
   前記分散制御装置は、
   当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置から、該通信装置が前記第１の無線通信で接続可能な他の分散制御装置の情報を含む装置情報を取得する装置情報取得部と、
   前記装置情報取得部が取得した前記装置情報を用いて、当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置の中から、前記他の分散制御装置に前記第１の無線通信のデータを転送する一の通信装置を選択する中継装置選択部と、
   前記中継装置選択部が選択した前記一の通信装置を、当該分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを前記他の分散制御装置に転送する前記中継装置として設定する中継装置設定部と
   を有する通信システム。
2. 前記複数の通信装置は、
   前記所属装置として機能している場合、
   前記第１の無線通信で前記ネットワークセルを形成する前記分散制御装置からの制御に従って、前記分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを他の分散制御装置に転送する中継装置として機能する請求項１に記載の通信装置。
3. 前記集中制御装置は、
   前記第１の無線通信を行う前記第１の通信部を有し、前記複数の分散制御装置の１つとして前記ネットワークセルを形成する請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記集中制御装置は、
   前記第２の無線通信を用いて、前記複数の分散制御装置から前記ネットワークセルの情報を取得するネットワークセル情報取得部と、
   前記ネットワークセル情報取得部が取得した前記ネットワークセルの情報を用いて、前記マルチホップ通信の通信経路を決定する通信経路決定部と、
   前記第２の無線通信を用いて、前記通信経路決定部が決定した前記通信経路にある前記分散制御装置に、該分散制御装置が前記マルチホップ通信のデータを転送する他の分散制御装置又はネットワークセルの情報を通知する転送先情報通知部と、
   を有する請求項１乃至３に記載の通信システム。
5. 前記通信経路決定部は、
   前記ネットワークセル情報取得部が取得した前記ネットワークセルの情報を用いて、前記第１の無線通信による前記ネットワークセルの接続関係を特定し、
   特定した前記接続関係に基づいて、前記マルチホップ通信のデータを転送する前記ネットワークセルの順番を決定する請求項４に記載の通信システム。
6. 前記装置情報は、
   前記通信装置と、該通信装置が接続する前記ネットワークセルを形成する前記分散制御装置との間における前記第１の無線通信の通信品質に関する情報を含み、
   前記中継装置選択部は、
   前記通信品質に関する情報を用いて、前記他の分散制御装置に前記第１の無線通信のデータを転送する前記一の通信装置を選択する請求項１乃至５に記載の通信システム。
7. 前記分散制御装置は、
   前記第２の無線通信を用いて、当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルの情報を前記集中制御装置に通知するネットワークセル情報通知部と、
   前記集中制御装置から前記第２の無線通信を用いて通知される前記マルチホップ通信のデータの転送先となる他の分散制御装置の情報に従って、前記他の分散制御装置に前記第１の無線通信のデータを転送する前記中継装置に、前記マルチホップ通信のデータを転送するデータ転送部と、
   を有する請求項１乃至６に記載の通信システム。
8. 前記中継装置選択部は、
   当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置、又は前記通信装置の数が変化したとき、前記他の分散制御装置と接続可能な一の通信装置を選択する処理を実行する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の通信システム。
9. 前記通信装置は、
   前記第１の無線通信で、前記分散制御装置、又は前記集中制御装置が形成する前記ネットワークセルを検出した場合、前記検出したネットワークセルのうち、一のネットワークセルに接続する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の通信システム。
10. 前記通信装置は、
    前記第１の無線通信で接続する前記一のネットワークセルを形成する前記分散制御装置、又は前記集中制御装置からの制御に従って、当該通信装置を前記中継装置として機能させる装置機能制御部を有する請求項９に記載の通信システム。
11. 前記装置機能制御部は、
    前記第１の無線通信で、前記分散制御装置、又は前記集中制御装置が形成する前記ネットワークセルを検出できない場合、当該通信装置を前記分散制御装置として機能させる請求項１０に記載の通信システム。
12. 前記装置機能制御部は、
    前記第１の無線通信で、前記分散制御装置、又は前記集中制御装置が形成する前記ネットワークセルが検出できない場合、前記第２の無線通信で新規のネットワークセルの作成を要求する要求情報を前記集中制御装置に通知し、
    前記集中制御装置から、前記第２の無線通信で前記新規のネットワークセルの作成を許可する許可情報が通知された場合、当該通信装置を前記分散制御装置として機能させる請求項１０又は１１に記載の通信システム。
13. 前記集中制御装置は、
    前記通信システムに含まれる前記ネットワークセルの数が予め定められた上限値を超えないように管理するネットワークセル管理部を有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の通信システム。
14. 前記ネットワークセル管理部は、
    前記通信装置から、前記第２の無線通信を用いて新規の前記ネットワークセルの作成を要求する作成要求を受付したとき、前記通信システムに含まれる前記ネットワークセルの数を確認し、
    前記通信システムに含まれる前記ネットワークセルの数が、前記予め定められた上限値未満である場合、前記第２の無線通信を用いて、前記新規の前記ネットワークセルの作成を許可する許可情報を、要求元の前記通信装置に通知する請求項１３に記載の通信システム。
15. 前記ネットワークセル管理部は、
    前記許可情報を用いて、前記作成要求を送信した前記通信装置に、前記新規のネットワークセルで用いる、前記第１の無線通信の通信チャネル又はネットワークアドレスを指定する請求項１４に記載の通信システム。
16. 前記集中制御装置は、
    前記第２の無線通信を用いて、予め定められた経路制御用のメッセージを使って前記複数の分散制御装置における前記マルチホップ通信のデータの通信経路を制御し、
    前記分散制御装置は、
    前記集中制御装置から受信した前記経路制御用のメッセージを解釈し、解釈した制御内容に従って当該分散制御装置、又は当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する１つ以上の前記通信装置における前記マルチホップ通信のデータの通信経路を制御する請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の通信システム。
17. 指向性を有する電波を用いて第１の無線通信を行う第１の通信部と、前記第１の無線通信より通信範囲が広い電波を用いて第２の無線通信を行う第２の通信部とを有する複数の通信装置を含み、前記第１の無線通信を用いて前記通信装置の間でマルチホップ通信を行う通信システムにおける通信管理方法であって、
    前記複数の通信装置は、
    前記第１の無線通信で互いに異なるネットワークセルを形成し、自装置が形成する前記ネットワークセルに接続する１つ以上の前記通信装置における前記第１の無線通信のデータ転送経路を制御する複数の分散制御装置と、
    前記複数の分散制御装置のうち、一の分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続し、前記一の分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを他の分散制御装置に転送する１つ以上の中継装置と、
    を含み、
    前記第１の無線通信で分散制御装置が形成するネットワークセルを検出した場合、前記検出したネットワークセルに接続する所属装置として機能し、
    前記第１の無線通信で分散制御装置が形成する前記ネットワークセルを検出できない場合、前記第１の無線通信で前記ネットワークセルを形成する前記分散制御装置として機能し、
    前記第２の無線通信を行う前記第２の通信部を有する情報処理装置が、
    前記第２の無線通信を用いて、前記マルチホップ通信の通信経路を管理し、前記マルチホップ通信の通信経路にある前記分散制御装置における前記マルチホップ通信のデータの転送経路を制御し
    前記分散制御装置は、
    当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置から、該通信装置が前記第１の無線通信で接続可能な他の分散制御装置の情報を含む装置情報を取得し、
    前記取得した前記装置情報を用いて、当該分散制御装置が形成する前記ネットワークセルに接続する前記通信装置の中から、前記他の分散制御装置に前記第１の無線通信のデータを転送する一の通信装置を選択し、
    前記選択した前記一の通信装置を、当該分散制御装置から受信する前記第１の無線通信のデータを前記他の分散制御装置に転送する前記中継装置として設定する
    ことを特徴とする通信管理方法。
18. 請求項１７に記載の通信管理方法を情報処理装置に実行させるためのプログラム。

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