JP7140218B1 - 無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ノードの位置情報、通信路環境、及びネットワークトポロジを複合的に考慮してフラッディング制御を行うことができる無線通信装置を提供する。【解決手段】 本発明は、制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストする無線通信装置において、位置情報に基づくブロードキャストの優先度を取得する位置判定手段と、自身と親ノード間のリンク品質に基づく前記優先度を取得するリンク品質判定手段と、ネットワークトポロジに基づく前記優先度を取得するトポロジ判定手段と、前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度を総合的に判断して、自ノードのブロードキャストの最終的な優先度を決定するフラッディング制御手段とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムに関し、例えば、無線マルチホップセンサネットワークに適用し得る。

従来、無線通信システムとして、基地局と移動局（以下、「ノード」と呼ぶ）で構成され、ノードが定期的に基地局にデータを送信するセンサネットワークシステムが知られている。

センサネットワークシステムに特定小電力無線方式などに代表される低速な無線通信方式を適用する場合、使用する周波数帯の特性や送信出力の制限により通信距離が十分に確保できない場合がある。そのため、一つの基地局で管理されるエリア内のすべてのノードが、基地局と直接通信できるとは限らない。

そこで、このような無線通信システムでは、ノードは自身と直接通信可能なエリア内にいるノード（以下、「隣接ノード」も呼ぶ）にデータを伝送し、さらに、そのデータを受信したノードが隣接ノードにデータを伝送するというマルチホップ通信でデータ伝送が行われる。以下、マルチホップ無線通信が採用されたネットワークシステムを「マルチホップ無線通信システム」と呼ぶものとする。

マルチホップ無線通信システムを採用しているセンサネットワークでは、ネットワークに参加するノード間または基地局とノード間の制御パケットの通信を介して、データ送信経路の構築（ルーティング）が行われる。この制御パケットの通信方式の一つにフラッディング方式が存在する。

フラッディング方式は、各ノードが受信した制御パケットの再ブロードキャストを繰り返すことでネットワーク全体に制御パケットを行き渡らせる方法である。ただし、フラッディング方式では、全ノードが制御パケットの再ブロードキャストを行うため、パケットの衝突や輻輳が起こりやすい問題がある。

そこで、高効率に制御パケットをネットワークに行き渡らせるフラッディング方式が求められている。例えば、特許文献１に記載の技術では、各ノードの位置情報と、位置情報から得られる距離情報とを用いて、冗長なパケット送信を削減する方式が提案されている。

特許第４０９９１８５号

しかしながら、上述の特許文献１に記載の方式（技術）は、位置情報のみを用いており、実際の通信路品質を考慮していない。

例えば、ネットワークトポロジを鑑みてブロードキャストに適する場所に位置するノードであっても、通信路品質が悪いノードがブロードキャストした場合、その制御パケットが隣接ノードまで到達しない可能性がある。このような環境下においては、特許文献１に記載の技術は有用ではない。

以下では、マルチホップ通信において、データパケットの送信先ノードを「親ノード」、送信元ノードを「子ノード」と呼び、さらに、その子ノードを「孫ノード」、子ノード以下を総称して「下位ノード」と呼ぶものとする。

ここで、子ノードを保持するノードが、制御パケットを送信しない場合、その子ノード、及びその子ノードに接続する下位ノードは親ノードを失うことになるのでデータパケットの送信に失敗することになる。

さらに、制御パケットを送信する期間が限られている場合、すべてのノードが制御パケットを送信できるとは限らない。

このような場合に、重要度が低いノード又は通信に失敗しやすいノードが制御パケットを送信することは、制御パケットがネットワークに行き渡らない原因となり、結果、制御パケットを受信できない孤立ノードを発生させる。

一方、通信路環境やネットワークトポロジのみを考慮したフラッディングでは、位置的に優れるノード、即ち自身が制御パケットをブロードキャストすることで多くのノードに制御パケットを行き渡らせることができるノードが制御パケットを送信しなくなる可能性がある。

このような場合も制御パケットがネットワークに行き渡らない原因となり、結果、孤立ノードを発生させる。

これらにより、位置情報、通信路環境、ネットワークトポロジのいずれかのみを考量してフラッディングを行った場合、ネットワークの品質を低下させることが分かる。

以上のような問題に鑑みて、ノードの位置情報、通信路環境、及びネットワークトポロジを複合的に考慮してフラッディング制御を行うことができる無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムが望まれている。

第１の本発明は、制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストする無線通信装置において、（１）ネットワークに参加するノードの位置情報に基づくブロードキャストの優先度を取得する位置判定手段と、（２）自身と親ノード間のリンク品質に基づく優先度を取得するリンク品質判定手段と、（３）ネットワークトポロジに基づく優先度を取得するトポロジ判定手段と、（４）前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度を合計し、各優先度の合計値に基づいて最大バックオフ時間を取得し、該最大バックオフ時間に基づいて、前記制御パケットをブロードキャストするタイミングを制御するフラッディング制御手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明の無線通信プログラムは、（１）制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストする無線通信装置に搭載されるコンピュータを、（２）ネットワークに参加するノードの位置情報に基づくブロードキャストの優先度を取得する位置判定手段と、（３）自身と親ノード間のリンク品質に基づく優先度を取得するリンク品質判定手段と、（４）ネットワークトポロジに基づく優先度を取得するトポロジ判定手段と、（５）前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度を合計し、各優先度の合計値に基づいて最大バックオフ時間を取得し、該最大バックオフ時間に基づいて、前記制御パケットをブロードキャストするタイミングを制御するフラッディング制御手段として機能させることを特徴とする。

第５の本発明は、マルチホップネットワークを構成する複数の無線通信装置及び基地局を有する無線通信システムにおいて、（１）前記無線通信装置として第１の本発明の無線通信装置を適用し、（２）前記基地局は、制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストし、（２－１）ネットワークに参加するノードの位置情報を記録する位置情報記録手段と、（２－２）前記位置情報を基に計算された指標を基に、各ノードのブロードキャストの優先度を決定し、決定した優先度を含む前記制御パケットをブロードキャストするフラッディング制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ノードの位置情報、通信路環境、及びネットワークトポロジを複合的に考慮してフラッディング制御を行うことができる。

実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。 実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。 実施形態に係るスーパーフレーム構成の一例を示す説明図である。 実施形態に下り通信期間の一例を示す説明図である。 実施形態に係る無線通信システム（ネットワークトポロジ）の一例を示す全体構成図である。 実施形態に係る優先度ポイントテーブルの一例を示す説明図である。 実施形態に係るリンク品質判定テーブルの一例を示す説明図である。 実施形態に係るトポロジ判定テーブルの一例を示す説明図である。 実施形態に係るバックオフ時間テーブルの一例を示す説明図である。 実施形態に係る基地局の特徴動作（フラッディング制御）を示すフローチャートである。 実施形態に係る無線通信装置の特徴動作（フラッディング制御）を示すフローチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ－１）実施形態の構成
この実施形態では、後述する基地局１０と複数の無線通信装置２０とにより無線通信システム（例えば、後述する図５の無線通信システム１）が形成される。以下、無線通信システム（マルチホップ無線ネットワーク）を構成する各装置について述べる。

（Ａ－１－１）基地局１０の詳細な構成
図１は、実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。

図１に示すように、基地局１０は、アンテナ１０１、無線信号送受信部１０２、データ処理部１０３、フラッディング制御部１０４、位置情報記録１０５。優先度ポイントテーブル１０６、及びパケット生成部１０７を有している。また、基地局１０は、外部システム３０に接続されている。

基地局１０は、ハードウェア的な無線通信インタフェース（例えば、アンテナ１０１等）を除く他は、コンピュータにプログラムをインストールすることにより実現するようにしても良く、その場合でも機能的構成は、図１のように示すことができる。

アンテナ１０１は、各ノード（無線通信装置２０）と基地局１０間の無線信号の送受信を行う。

無線信号送受信部１０２は、アンテナ１０１を用いて無線信号を送受信する処理を行う。具体的には、無線信号送受信部１０２はアンテナ１０１で受信した信号の復調とその信号に含まれるパケットの受信を行う。無線信号送受信部１０２は、受信したパケットに含まれるデータをデータ処理部１０３に与える。また、無線信号送受信部１０２は、パケット生成部１０７から送られてきたパケットを変調して無線信号に変換し、アンテナ１０１を用いて当該無線信号の送信を開始する。

また、無線信号送受信部１０２は、ＲＳＳＩ測定部Ｍを備える。ＲＳＳＩ測定部Ｍは、パケット受信時の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定するものである。なお、測定したＲＳＳＩは、受信したパケットに含まれるデータと共に、データ処理部１０３に与えられる。

データ処理部１０３は、無線信号送受信部１０２で受信したパケット（受信した無線信号を復調して得られたパケット）を処理する。データ処理部１０３は、無線信号送受信部１０２で得られたパケットの種類を判別する処理を行う。データ処理部１０３は、受信したパケットが制御パケットである場合には、制御パケットに含まれるフラッディング制御に必要な情報はフラッディング制御部１０４に、一方、制御パケットに含まれる位置情報は位置情報記録１０５に与える。

そして、データ処理部１０３は、受信したパケットのデータが、外部システム３０に供給するデータ（例えば、各ノードからのセンシングデータ）である場合には、当該データを外部システム３０に与える。外部システム３０とは、フラッディング制御に関係のない機能の集合であり、例えば、例えばＰＣやその他の無線通信機能を担うものである。

位置情報記録１０５は、データ処理部１０３から送られてきた各ノードの位置情報を記録しておき、必要に応じて位置情報をフラッディング制御部１０４に与える。

フラッディング制御部１０４は、位置情報記録１０５から送られてきた各ノードの位置情報を基に、各ノードのブロードキャストの優先度を決定する。

また、フラッディング制御部１０４は、決定した優先度を優先度ポイントテーブル１０６に与え、優先度ポイントテーブル１０６から優先度に応じた結果の数値を受け取る。そして、フラッディング制御部１０４は、受け取った数値をパケット生成部に与える。

パケット生成部１０７は、フラッディング制御部１０４から送られてきた情報と外部システム３０から送られてきた情報のパケット化を行い、無線信号送受信部１０２に生成したパケットを与える。

（Ａ－１－２）無線通信装置２０の詳細な構成
図２は、実施形態に係る基地局の機能的構成について示すブロック図である。

図２において、無線通信装置２０は、アンテナ１０１、無線信号送受信部１０２、データ処理部１０３、フラッディング制御部２０４、リンク品質判定部２０５、トポロジ判定部２０６、バックオフ時間テーブル２０７、及びパケット生成部１０８を有する。また、無線通信装置２０は、外部システム３０に接続されている。なお、図２中のアンテナ１０１、無線信号送受信部１０２、データ処理部１０３、及びパケット生成部１０８は、上述の図１の各構成部の機能と同様のため説明を省略する。

無線通信装置２０は、ハードウェア的な無線通信インタフェース（例えば、アンテナ１０１等）を除く他は、コンピュータにプログラムをインストールすることにより実現するようにしても良く、その場合でも機能的構成は、図３のように示すことができる。

リンク品質判定部２０５は、ノードとその親ノードとのリンク品質を基にブロードキャストの優先度を決定し、その結果をフラッディング制御部２０４に与える。

トポロジ判定部２０６は、ノードとその下位ノードとの接続情報を基にブロードキャストの優先度を決定し、その結果をフラッディング制御部２０４に与える。

フラッディング制御部２０４は、受信した制御パケットに含まれる位置情報に関する優先度の情報、リンク品質及びトポロジに関する優先度の情報を総合的に考慮することで、自ノードのフラッディングの優先度を決定し、決定した優先度をバックオフ時間テーブル２０７に与える。

フラッディング制御部２０４は、バックオフ時間テーブル２０７から得られたバックオフ時間を最大としてランダムなバックオフ時間だけ待機した後、パケット生成部２０８に制御パケット送信依頼を送る。

バックオフ時間テーブル２０７は、優先度に対応するバックオフ時間のテーブルを保持しており、フラッディング制御部２０４から優先度を通知されると対応するバックオフ時間を返信するものである。ここで、バックオフ時間とはフラッディング制御部２０４からパケット生成部２０８への情報伝達の際の待ち時間を意味する。

（Ａ－２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信システム１の動作を説明する。

（Ａ－２－１）マルチホップ無線ネットワークの概要
まず、本実施形態の無線通信システム１（マルチホップ無線ネットワーク）の前提について述べる。

無線通信システム１では、基地局１０の管理するエリアのサイズ、データの送信周期による制約などの条件により、マルチホップの最大回数が予め定められているものとする。

説明を簡易とするため、無線通信システム１では、ネットワークに参加するノードそれぞれが親ノードを決定するための通信期間と、親ノード宛にデータパケットを送信しマルチホップ通信で基地局１０までデータを伝送するための通信期間からなるものとする。以下では、前者の通信期間を「下り通信期間」と呼び、後者の通信期間を「上り通信期間」と呼ぶものとする。

また、無線通信システム１では、各ノードは、図３に示すスーパーフレーム構成を採用しているものとする。図３において、スーパーフレーム５０は、下り通信期間と上り通信期間からなるものとする。

下り通信期間では、基地局１０が起点（トリガ）となって、フラッディングを行い、全ノードへの制御パケットの通知を試みる。以下、このフラッディングについて述べる。

説明を簡易とするため、下り通信期間は、図４に示す通りスロット化されているものとする。図４において、スロットＳ１は基地局１０が制御パケットを送信する時間、スロットＳ２は１ホップノードが制御パケットを送信する時間、スロットＳ３は、２ホップノードが制御パケットを送信する時間を示している。各スロットの期間は、限られており、そのスロットに所属するすべてのノードが制御パケットを送信できるとは限らない。図４において、最大ホップ数はＫホップとしている。

また、下り通信期間おける多重アクセス方式はＣＳＭＡ（Ｃａｒｅｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を採用するものとする。一方、上り通信期間の通信方式は問わない。例えば、多重アクセス方式としてＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を採用しても良い。

上り通信期間において、各ノードは、自身の位置情報をデータパケットに載せることとし、基地局１０は、そのデータパケットを受信することで各ノードの位置を知る。なお、位置情報は、種々様々なものを適用できるが、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いても良い。

（Ａ－２－２）特徴動作（フラッディング方式）の詳細
図５は、実施形態に係る無線通信システム（ネットワークトポロジ）の一例を示す全体構成図である。以下、図５のネットワーク構成を例に挙げて、本実施形態の特徴動作（フラッディング方式）を説明する。

図５の無線通信システム１では、基地局１０（図５中の「ＢＳ」は基地局を示している）と、８台の無線通信装置２０（２０－Ａ～２０－Ｂ）とが配置されているものとする。

また、図５の無線通信システム１において、最大ホップ数は３ホップである。各ノード間を結ぶ直線は前のスーパーフレームにおいて直線の両端のノードが親ノードと子ノードとして接続状態の関係にあることを表し、破線は通信可能範囲内ではあるが、前のスーパーフレームにおいては通信できなかった（孤立ノード）であったことを表すものである。

また、線横の数値は、各ノードのＲＳＳＩ測定部Ｍで測定した受信信号強度である。

スーパーフレーム５０を開始すると下り通信期間のスロットＳ１の時間に基地局１０は、制御パケットをブロードキャストする。まず、この際の基地局１０のフラッディング制御を説明する。

（Ａ－２－２－１）基地局１０のフラッディング制御
図１０は、実施形態に係る基地局の特徴動作（フラッディング制御）を示すフローチャートである。

＜Ｓ１０１＞
基地局１０のフラッディング制御部１０４は、位置情報記録１０５からネットワークに参加するすべてのノードの位置情報を受け取る。この位置情報は、前のスーパーフレーム５０の上り通信期間において得られた各ノードの位置情報である。

＜Ｓ１０２＞
基地局１０のフラッディング制御部１０４は、上記位置情報を基に各ノードのブロードキャストの優先度を決定する。基地局１０は、より広範囲にマルチホップで制御パケットを到達させるため、基地局からより遠い位置にあるノードから順に優先度を付ける。

例えば、図６では、１ホップノードの集合（無線通信装置２０－Ｅ、無線通信装置２０－Ｇ、無線通信装置２０－Ｈ）において、優先度は高いものから順に、無線通信装置２０－Ｅ、無線通信装置２０－Ｇ、無線通信装置２０－Ｈとなる。また、２ホップノードの集合（無線通信装置２０－Ｂ、無線通信装置２０－Ｄ、無線通信装置２０－Ｆ）において、優先度は高いものから順に、無線通信装置２０－Ｂ、無線通信装置２０－Ｄ、無線通信装置２０－Ｆとなる。

＜Ｓ１０３＞
フラッディング制御部１０４は、上記手順により得られた優先度を優先度ポイントテーブル１０６に与える。

図６は、実施形態に係る優先度ポイントテーブルの一例を示す説明図である。

優先度ポイントテーブル１０６は、優先度（距離）に対応する数値（優先度メトリック）のテーブルを保持しており、フラッディング制御部１０４から得た優先度に対して、対応する優先度メトリックを返す。以下、優先度メトリックを単純にメトリックと呼ぶ。

ここでは１ホップノードの集合（無線通信装置２０－Ｅ、無線通信装置２０－Ｇ、無線通信装置２０－Ｈ）のメトリックはそれぞれ（３、２、１）となる。また、２ホップノードの集合（無線通信装置２０－Ｂ、無線通信装置２０－Ｄ、無線通信装置２０－Ｆ）のメトリックはそれぞれ（３、２、１）となる。

＜Ｓ１０４＞
フラッディング制御部１０４は、上記手順により得られた位置情報に関するメトリックをパケット生成部１０７に与え、無線信号送受信部１０２を介して制御パケットの送信を行う。

（Ａ－２－２－２）無線通信装置２０のフラッディング動作
次に、無線通信装置２０のフラッディング動作を、１ホップノードである無線通信装置２０－Ｅを例に挙げて説明する。図１１は、実施形態に係る無線通信装置の特徴動作（フラッディング制御）を示すフローチャートである。

＜Ｓ２０１＞
無線通信装置２０－Ｅのフラッディング制御部２０４は、基地局１０から受信した制御パケットに記載されている情報から自身の位置情報に関するメトリックが３であることを認識する。

＜Ｓ２０２＞
次に、フラッディング制御部２０４は、基地局１０から受信した制御パケット受信時のＲＳＳＩの値（－９０ｄＢｍ）をリンク品質判定部２０５に与える。

図７は、実施形態に係るリンク品質判定テーブルの一例を示す説明図である。

図７のリンク品質判定テーブルＴでは、ＲＳＳＩに対するメトリックが対比付けられている。この対比ではＲＳＳＩが高いほど上り通信時において通信に成功する確率が高くリンク品質が良いと考える。

無線通信装置２０－Ｅのリンク品質判定部２０５では、リンク品質判定テーブルＴに従い、リンク品質（－９０ｄＢｍ）に対するメトリックとして１をフラッディング制御部２０４に返信する。

＜Ｓ２０３＞
さらに、フラッディング制御部２０４は、前のスーパーフレーム５０における自身の下位ノードの個数（図５より２）をトポロジ判定部２０６に与える。

図８は、実施形態に係るトポロジ判定テーブルの一例を示す説明図である。図８のトポロジ判定テーブルＩでは、接続する下位ノード数に対するメトリックが対比付けられている。この対比では下位ノードを多く保持しているほど、そのノードの存在価値が高い（そのノードがいなくなると孤立化するノードが増える可能性がある）と考える。

無線通信装置２０－Ｅのトポロジ判定部２０６では、トポロジ判定テーブルＩに従い、トポロジ（下位ノード数２）に対するメトリックとして３をフラッディング制御部２０４に返信する。

＜Ｓ２０４＞
以上により、無線通信装置２０－Ｅのトポロジ判定部２０６は、位置情報のメトリックと、リンク品質のメトリックと、トポロジのメトリックとを知り、その合計値として「７」を得る。そして、フラッディング制御部２０４は、得られたメトリック合計値をバックオフ時間テーブル２０７に与える。

図９は、実施形態に係るバックオフ時間テーブルの一例を示す説明図である。図９のバックオフ時間テーブル２０７では、メトリック値に対するパケット送信のバックオフ時間の最大値が記載されている。

無線通信装置２０－Ｅのバックオフ時間テーブル２０７は、メトリックに対するバックオフ時間の最大値として２０ｍｓｅｃをフラッディング制御部２０４に返信する。即ち、フラッディング制御部２０４は、最大バックオフ時間（２０ｍｓｅｃ）を取得する。

＜Ｓ２０５＞
フラッディング制御部２０４は、取得した最大バックオフ時間以内の時間でランダムにバックオフ時間を生成し、その時間分だけ待機した後にパケット生成部２０８に制御パケットのブロードキャストを指示する。

さらに、例えばキャリアセンスビジー等のために、制御パケットのブロードキャストに失敗した場合には、無線通信装置２０－Ｅは、図４のスロットＳ２の期間が許す限り制御パケットの再送を試みる。この際、フラッディング制御部２０４は、再送の必要性を確認すると、先の方法で得られた最大バックオフ時間以内の時間で改めてランダムにバックオフ時間を生成し、同様にその時間分だけ待機した後に制御パケットの再ブロードキャストを試みる。

無線通信システム１に参加するすべてのノードがこの手続きを行うことで、すべてのノードが自身のバックオフ時間を知り、それに伴って制御パケットのブロードキャストを行う。図６のネットワークに参加するすべてのノードの最大バックオフ時間はそれぞれ、１ホップ集合（無線通信装置２０－Ｅ＝２０ｍｓｅｃ、無線通信装置２０－Ｇ＝２５ｍｓｅｃ、無線通信装置２０－Ｈ＝３５ｍｓｅｃ）、２ホップ集合（無線通信装置２０－Ｂ＝３５ｍｓｅｃ、無線通信装置２０－Ｄ＝４０ｍｓｅｃ、無線通信装置２０－Ｆ＝４０ｍｓｅｃ）となる。

（Ａ－３）実施形態の効果
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

位置や通信路やネットワークトポロジ的に優れたノードであっても必ずしも通信に成功するわけではなく、また、それらの要素が優れていないノードしか隣接ノードに持たないノードも存在する可能性がある。そのため、それらの品質が悪いノードにはブロードキャストする機会を与えず、品質の良いノードにブロードキャストする機会を与えるという単純な方式ではデータ収集率の劣化を招く。

本実施形態の無線通信システム１では、全ノード（無線通信装置２０）が制御パケットを送信する機会を備えるが、送信の優先順位を与え品質の良いノードほど再送の機会を多く得られるようにしている。そのため、限られた時間内において品質の良いノードがブロードキャストする機会を増やすことができ、結果、下位ノードはより優れた通信品質を持つノードを親ノードとして選択できる可能性が高くなり、データ収集率を向上できる。

また、品質の良いノードがブロードキャストする機会が増えた結果、例えば、図５の無線通信装置２０－Ａや無線通信装置２０－Ｃのような末端ノードが制御パケットを受信する確率が高くなり、孤立ノードの発生率を低減できる。

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

（Ｂ－１）上記実施形態では、下り通信期間と上り通信期間からなるスーパーフレーム構成を採用し、下り通信期間はホップ数ごとにスロット化したが、本発明を適用するネットワークはこのような無線マルチホップネットワークに限定するものではなく、例えば、基地局がトリガとなり制御パケットのフラッディングを行うネットワーク構成であれば良い。

（Ｂ－２）上記実施形態では、メトリックとして単純な数値を用いたが、必ずしもその形式でならないわけではなく、メトリックとしてバックオフ時間をそのまま与える形式にしても良いし、その値の設定方法は限定されるものではない。

（Ｂ－３）上記実施形態では、リンク品質判定にＲＳＳＩを用いたが、必ずしもその形式でならないわけではなく、過去の通信のパケットエラー率を用いるなど、リンク品質のパラメータは限定されるものではない。

（Ｂ－４）上記実施形態では、基地局１０のフラッディング制御部１０４は、位置情報から計算される距離情報を用いて各ノードの優先度を決定したが、必ずしもその形式でならないわけではなく、例えばネットワークのエリアを格子状に分割しその各領域にノードが分配されるよう優先度を決定するなど、その優先度の決定方法ならびに優先度に対するメトリックの与え方は限定されるものではない。

１…無線通信システム、２…下位ノード数、１０…基地局、２０（２０－Ａ～２０－Ｈ）…無線通信装置、３０…外部システム、５０…スーパーフレーム、１０１…アンテナ、１０２…無線信号送受信部、１０３…データ処理部、１０４、２０４…フラッディング制御部、１０５…位置情報記録、１０６…優先度ポイントテーブル、１０７、１０８…パケット生成部、２０５…リンク品質判定部、２０６…トポロジ判定部、２０７…バックオフ時間テーブル、２０８…パケット生成部、Ｉ…トポロジ判定テーブル、Ｍ…ＲＳＳＩ測定部、Ｔ…リンク品質判定テーブル。

Claims (7)

1. 制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストする無線通信装置において、
   ネットワークに参加するノードの位置情報に基づくブロードキャストの優先度を取得する位置判定手段と、
   自身と親ノード間のリンク品質に基づく優先度を取得するリンク品質判定手段と、
   ネットワークトポロジに基づく優先度を取得するトポロジ判定手段と、
   前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度を合計し、各優先度の合計値に基づいて最大バックオフ時間を取得し、該最大バックオフ時間に基づいて、前記制御パケットをブロードキャストするタイミングを制御するフラッディング制御手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 優先度に応じて前記最大バックオフ時間を与えるバックオフ時間テーブルをさらに有し、
   前記フラッディング制御手段は、前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度の合計値を前記バックオフ時間テーブルに与え、前記合計値に対する前記最大バックオフ時間を取得し、取得した前記最大バックオフ時間を基に、前記制御パケットの送信時刻を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記位置判定手段が取得する前記優先度は、他のノードから取得した前記制御パケットに含まれる前記位置情報により計算された指標に基づくものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 前記リンク品質判定手段は、前記制御パケット受信時の受信信号強度に基づいて、前記優先度を取得することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 前記トポロジ判定手段は、前記ネットワークトポロジの自身に属する下位のノード数に基づいて、前記優先度を取得することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. 制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストする無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
   ネットワークに参加するノードの位置情報に基づくブロードキャストの優先度を取得する位置判定手段と、
   自身と親ノード間のリンク品質に基づく優先度を取得するリンク品質判定手段と、
   ネットワークトポロジに基づく優先度を取得するトポロジ判定手段と、
   前記位置判定手段、前記リンク品質判定手段、及び前記トポロジ判定手段で取得した各優先度を合計し、各優先度の合計値に基づいて最大バックオフ時間を取得し、該最大バックオフ時間に基づいて、前記制御パケットをブロードキャストするタイミングを制御するフラッディング制御手段と
   して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
7. マルチホップネットワークを構成する複数の無線通信装置及び基地局を有する無線通信システムにおいて、
   前記無線通信装置として請求項１～５のいずれかに記載の無線通信装置を適用し、
   前記基地局は、制御パケットをフラッディング方式によりブロードキャストし、
   ネットワークに参加するノードの位置情報を記録する位置情報記録手段と、
   前記位置情報を基に計算された指標を基に、各ノードのブロードキャストの優先度を決定し、決定した優先度を含む前記制御パケットをブロードキャストするフラッディング制御手段と
   を有することを特徴とする無線通信システム。

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