JP7207882B2 - 無線通信端末および通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車載無線ネットワークなどに利用可能な無線通信端末および通信制御方法に関する。

例えば、特許文献１の通信システムは、目的ノードまで迅速にデータを送信するための技術を示している。すなわち、各ノードＡ～Ｄは、目的ノードへのデータの送信要求が発生すると、目的ノード宛にデータを含んだ直接通信データを送信する。また、自ノード宛の直接又は代理通信データを受信したとき、受信した旨を示すＡＣＫを送信する。また、自ノード宛でない直接通信データを受信し、その後、ＡＣＫを受信できなかった場合、直接通信データに含まれるデータを含んだ代理通信データを送信する。さらに、代理通信データを送信した後に、ＡＣＫを受信すると、直接通信データの送信元宛に代理通信完了通知を送信する。

また、特許文献２の中継装置は、ＣＡＮノード同士が通信するＣＡＮデータを無線ネットワークを介して中継するにあたり、無線通信のスループットの向上とリアルタイム性の確保とを両立するための技術を示している。すなわち、中継装置は、受信したＣＡＮデータのうち無線で送信すべきＣＡＮデータをバッファに溜めておくとともに、所定の無線送信タイミングにおいてバッファに溜まっているＣＡＮデータが単一である場合は、単一のＣＡＮデータを他の中継装置に送信し、バッファに溜まっているＣＡＮデータが複数存在する場合には、複数のＣＡＮデータをアグリゲートして他の中継装置に一括送信する。

また、特許文献３の通信装置は、短い時間で効率よく、経路情報等のデータをまとめて送信するための技術を示している。すなわち、通信経路がツリー状となるように親子関係をなすネットワークにおいて、信号の送信先に基づいて送信処理を行う時間を決定し、決定した時間を経過すると、バッファに記憶された１又は複数のデータを含む信号を無線送受信部に送信させる。

特開２０１４－２２５８５９号公報 特開２０１４－２７４０６号公報 特開２０１０－２８７９９３号公報

具体例として、図１に示したネットワーク構造の通信システムに、特許文献１に示されたような技術を採用する場合の動作例について以下に説明する。

図１に示した通信システムは、通信が可能な５つのノードＮ１～Ｎ５を含んでいる。ここで、ノードＮ１～Ｎ５の各々は無線通信端末であり、例えば図１中に示したノードＮ１～Ｎ５間を接続する実線のような無線通信経路を利用して相互に通信可能な状況を想定している。但し、ノードＮ１～Ｎ５間で無線通信を利用して通信するので、これらの接続関係は固定的ではなく、例えばノード間距離の大小や、電波環境の変化の影響を受けて変化する。例えば、ノードＮ１とＮ５との間や、ノードＮ２とＮ５との間で直接無線通信することも可能であるが、電波環境が悪化すると通信できなくなる。一方、例えば、互いに隣接するノードＮ１、Ｎ３の間、ノードＮ２、Ｎ３の間、ノードＮ３、Ｎ４の間、ノードＮ４、Ｎ５の間では、いずれも距離が近いので無線通信できない状況は発生しにくい。

図１の通信システムにおいて、ノードＮ１からノードＮ５宛てにデータを送信し、更にノードＮ２からノードＮ５宛てにデータを送信する場合の状況を想定した動作について説明する。

ノードＮ１はノードＮ５宛てに無線通信でデータを送信する。ここで、ノード間距離や電波環境の影響により、ノードＮ１、Ｎ５間で直接無線通信ができる場合とできない場合がある。そこで、例えば他のノードＮ３がこの無線通信をオーバーヒア（立ち聴き、傍受）し、ノードＮ１、Ｎ５間の直接通信の成否を識別する。そして、ノードＮ３がノードＮ１、Ｎ５間の直接通信の失敗を認識すると、ノードＮ１の送信したデータをノードＮ３が保存し、ノードＮ３がノードＮ１の代わりに該当するデータをノードＮ５宛てに無線通信で送信する。この場合も、ノードＮ３、Ｎ５間の無線通信が成功しない可能性がある。そこで、他のノードＮ４がこの無線通信をオーバーヒアし、ノードＮ３、Ｎ５間の直接通信の成否を識別する。そして、ノードＮ４がノードＮ３、Ｎ５間の直接通信の失敗を認識すると、ノードＮ３の送信したデータをノードＮ４が保存し、ノードＮ４がノードＮ３の代わりに該当するデータをノードＮ５宛てに無線通信で送信する。

つまり、ノードＮ１、Ｎ５間で直接通信できない場合でも、他のノードＮ３、Ｎ４等が該当するデータを宛先のノードＮ５に中継するので、ノードＮ１、Ｎ５間のデータ転送が可能になる。このような制御は、特許文献１の技術により実現できる。

一方、図１のような通信システムにおいて、上記のようにノードＮ１で発生した通信データの転送を実施している途中で、他のノードＮ２に通信要求が発生する場合がある。つまり、ノードＮ１で発生した第１の通信データと、ノードＮ２で発生した第２の通信データとがネットワーク上で干渉する可能性がある。この場合、一般的な制御では、第１の通信データに関する全ての通信が終了したことを確認した後で、第２の通信データの通信を開始するか、あるいは第１の通信データの処理の途中に、第２の通信データの通信を割り込ませるような処理を実施する。

また、後者の場合には、各ノードの通信プロトコルとして例えばＣＳＭＡ／ＣＡ（Carr
ier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を採用することが現実的である
。すなわち、各ノードがデータを保有すると、それぞれのノードが通信を開始し、ＣＳＭＡ／ＣＡに従い、各タイミングでランダムに通信ノードが選ばれて通信が実施される。この場合の一般的に想定される動作例を図２に示す。図２の各時刻ｔ１～ｔ６の動作について以下に説明する。

ｔ１：ノードＮ１で通信要求が発生し、その通信データＤ１を宛先のノードＮ５に向けて送信するが、この場合は通信データＤ１がノードＮ５に届かず通信に失敗する。この時にノードＮ１の位置に近いノードＮ３が通信データＤ１の無線信号をオーバーヒアすることにより、ノードＮ１が通信に失敗した通信データＤ１と同じデータＤ１Ａを保有する。

ｔ２：ノードＮ３は、保有している通信データＤ１Ａを宛先のノードＮ５へ転送するための通信を開始するが、この場合も宛先のノードＮ５へデータが届かず通信に失敗する。この時、ノードＮ３の位置に近いノードＮ４が通信データＤ１Ａの無線信号をオーバーヒアすることにより、ノードＮ３が通信に失敗した通信データＤ１Ａと同じデータＤ１Ｂを保有する。

ｔ３：ノードＮ４は、保有している通信データＤ１Ｂを宛先のノードＮ５へ転送するための通信を開始する。また、この時にノードＮ２で新たな通信要求が発生し、その通信データＤ２の送信を開始する。しかし、この時にノードＮ４の通信が行われているため、ノードＮ２は干渉を避けるために通信できない。そこで、ノードＮ２はＣＳＭＡ／ＣＡに従い、通信データＤ２の通信のタイミングを遅らせる。

ｔ４：ノードＮ２は、送信タイミングを遅延させた後で、通信データＤ２をその宛先のノードＮ５に向けて送信するが、この通信データＤ２はノードＮ５に届かず通信は失敗する。この時に近くのノードＮ３が、通信データＤ２の無線信号をオーバーヒアすることにより、ノードＮ２が通信に失敗した通信データＤ２と同じデータＤ２Ａを保有する。

ｔ５：ノードＮ３は、保有している通信データＤ２Ａを宛先のノードＮ５へ転送するための通信を開始するが、この通信データＤ２ＡはノードＮ５に届かず通信は失敗する。また、この時に近くのノードＮ４が、通信データＤ２Ａの無線信号をオーバーヒアすることにより、ノードＮ３が通信に失敗した通信データＤ２Ａと同じデータＤ２Ｂを保有する。

ｔ６：ノードＮ４は、保有している通信データＤ２Ｂを、宛先のノードＮ５に向けて送信する。これにより、宛先のノードＮ５に通信データＤ２と同じデータが届く。
以上のように、複数のノードでそれぞれ発生した通信データの送信が重なった場合には、例えば図２に示した通信データＤ２等の送信に遅延が発生する。

一方、特許文献２の技術では、複数のＣＡＮノードと、これらの間を無線接続可能な無線通信機能を有する複数の中継装置を有するシステムを想定している。そして、通信相手であるＣＡＮノードへ直接通信できない場合、ネットワーク内の他のＣＡＮノードを利用して通信し、さらにノード間の通信に無線通信を利用することを想定している。

このようなネットワーク形態の場合、中継を行う通信が増えて遅延が発生する課題があるが、これを解消するための技術が特許文献２に示されている。すなわち、ＣＡＮノードでデータが生成されると、無線端末に転送され無線端末は中継無線端末にデータを送る。中継無線端末は、そこに繋がるＣＡＮノードからのデータの有無を確認し、データが存在する場合に、無線端末から受信したデータと、ＣＡＮノードからのデータを合成（アグリゲート）し、他の無線端末へ送信する。これにより、複数のＣＡＮノードのデータを同時に送信できる。また、中継無線端末に接続されているＣＡＮノードからのデータが存在しない場合、中継無線端末に接続されているＣＡＮノードからのデータを待つことなく、直ちに無線通信を利用して目的のＣＡＮノードヘデータを転送する。このため、ＣＡＮノードからのデータを遅延無く転送できる。

一方、特許文献３においては、ノード間の接続を階層構造にすると共に、下位階層から上位階層へ通信する場合に、複数の下位層端末からのデータを束ねる（アグリゲート）ことで、上位層への通信量を減らすことを示している。

しかしながら、特許文献２や特許文献３のように中継ノードで複数のデータを合成する場合には、他の通信が理由で通信タイミングを遅らせることから、通信の遅延に繋がる可能性が高い。

また、特許文献２の技術では、各端末のデータ発生頻度がまばらである場合、中継端末でデータを集めることができない。また、端末の動作周期が十分長かったり、ネットワーク内の端末数が少ない場合には、通信頻度が低下するため、それぞれの通信が独立になり十分な効果が得られない。

また、特許文献３の技術では、階層構造を利用するため、通信を行う端末間で予め親子構造を構築する必要がある。更に、階層構造のため、上位層から下位層への通信ではデータをアグリゲートできない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ネットワーク上に送出されるトラフィックの量を減らして効率的な通信を可能にすると共に、通信の遅延を抑制することが可能な無線通信端末および通信制御方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る無線通信端末および通信制御方法は、下記（１）～（５）を特徴としている。
（１） 無線信号を受信する機能、無線信号を送信する機能、および受信した無線信号の内容を中継して無線信号により再送する機能を含み、所定の無線ネットワークに接続可能な無線通信端末であって、
宛先の同じ中継すべきデータが複数ある場合に、当該複数のデータを合成し送出するデータ合成部と、
端末毎に独自に決めた送信タイミングに従ってデータを送信すると共に、所定のデータが前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードに集中するのを促進するように前記送信タイミングを変更する送信タイミング管理部と、
を備え、
前記送信タイミング管理部は、前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードとして、中継が必要な他ノード宛てのデータを受信して自ノード上で保存した場合に、前記送信タイミングを変更すると共に、送信の待ち時間の長さを、少なくとも、自ノードが中継を行わない前記無線ネットワーク上のデータ発生ノードに比べて長くする、
ことを特徴とする無線通信端末。

（２） 無線信号を受信する機能、無線信号を送信する機能、および受信した無線信号の内容を中継して無線信号により再送する機能を含み、所定の無線ネットワークに接続可能な無線通信端末であって、
宛先の同じ中継すべきデータが複数ある場合に、当該複数のデータを合成し送出するデータ合成部と、
端末毎に独自に決めた送信タイミングに従ってデータを送信すると共に、所定のデータが前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードに集中するのを促進するように前記送信タイミングを変更する送信タイミング管理部と、
を備え、
前記送信タイミング管理部は、自ノードが中継を行わないデータ発生ノードであり、第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合に、前記独自に決めた送信タイミングと比べて前記送信タイミングを前方にずらす、
ことを特徴とする無線通信端末。

（３） 第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合に、該当する受信データを中継対象として一時的に保持するデータバッファを備える、
ことを特徴とする上記（１）又は上記（２）に記載の無線通信端末。

（４） 少なくとも第１ノード、第２ノード、および第３ノードを含む３以上の無線通信端末により形成される無線ネットワークを制御するための通信制御方法であって、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信を前記第３ノードで監視し、
前記第３ノードが、前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信の失敗を検知した場合に、該当する通信データを中継対象として前記第３ノード上で一時的に保持し、
前記通信データを保持した前記第３ノードの送信タイミングを変更すると共に、送信の待ち時間の長さを、少なくとも、自ノードが中継を行わない前記無線ネットワーク上のデータ発生ノードに比べて長くし、
前記第３ノードが、宛先の同じ複数の通信データを保持する場合には、前記複数の通信データを合成して送信し、
前記第３ノードにおける送信の待ち時間に関連する過去の実績値を記録して保持し、
前記実績値およびその変化を、前記第３ノードにおける送信の待ち時間の長さに動的に反映する、
ことを特徴とする通信制御方法。

（５） 前記送信タイミング管理部における送信の待ち時間に関連する過去の実績値を記録し保持する実績値記録部を更に備え、
前記送信タイミング管理部は、前記実績値記録部が保持している実績値およびその変化を、送信の待ち時間の長さに動的に反映する、
ことを特徴とする上記（１）に記載の無線通信端末。

上記（１）の構成の無線通信端末によれば、送信タイミング管理部の制御により各ノードの送信タイミングが状況に応じて適切に変更される。これにより、無線ネットワーク上のデータ中継ノードに、所定のデータを集中させることが可能になる。すなわち、データ中継ノードが合成すべきデータがデータ中継ノードに集まりやすくすることにより、データ合成を効率よく行うと共に、余分な待ち時間の増大を避けることが可能になり、ネットワーク上に送出されるトラフィックの量を削減できる。

更に、上記（１）の構成の無線通信端末によれば、中継対象の通信データを保持したデータ中継ノードの送信タイミングは、データ発生ノードよりも送信の待ち時間が長くなるように自動調整される。したがって、データ中継ノードでは、他のデータ発生ノードが送信した通信データを傍受する機会が増え、他ノードで通信が失敗した場合に、該当する通信データを、合成対象の中継データに加えることができる。そのため、データ中継ノードが複数の通信データを合成して中継する頻度が高くなり、ネットワーク上に送出されるトラフィックの量を効率よく削減できる。また、データ発生ノードにおける送信の待ち時間を短縮できるので、通信の遅延を抑制できる。

上記（２）および（３）の構成の無線通信端末によれば、第１の他ノードと第２の他ノードとの間で無線通信に失敗した場合に、該当する通信データの転送を、他のデータ中継ノードの代行通信により効率よく処理することが容易になる。

上記（４）の構成の通信制御方法によれば、第１ノードと第２ノードとの間の無線通信が失敗した場合に、該当する通信データを第３ノードの中継および代行の送信処理により、効率よく宛先に届けることが可能になる。しかも、第３ノードは宛先が同じ複数の通信データを合成した後で送信するので、ネットワークに送出されるトラフィックの量を効率よく削減できる。更に、状況に応じて第３ノードの送信タイミングを変更するので、合成すべき複数の通信データが第３ノードに集中するのを促進することが可能になる。また、データ発生ノードにおける送信待ち時間を短縮することが可能であり、通信の遅延を抑制できる。
上記（５）の構成の無線通信端末、および上記（４）の構成の通信制御方法によれば、中継対象となるデータの実際の発生状況に合わせて、中継送信の待ち時間を適切に自動調整できる。また、一定量のデータが纏まるまで一定時間待機する必要がないので、データ発生が少ない状況においては、短時間で中継送信を開始できる。また、データ発生量が多い環境においては、中継の際に合成するデータ数を増やすことにより効率的な通信が可能になる。

本発明の無線通信端末および通信制御方法によれば、ネットワーク上に送出されるトラフィックの量を減らして効率的な通信を可能にすると共に、通信の遅延を抑制することが可能である。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、通信システムの無線ネットワーク構成例を示すブロック図である。 図２は、想定される一般的な通信制御方法を採用した場合の通信システムの動作例を示すタイムチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態の無線通信端末および通信制御方法を採用した場合の通信システムの動作例を示すタイムチャートである。 図４は、本発明の第１実施形態の無線通信端末における主要な動作例を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第１実施形態の無線通信端末の主要な構成要素を表すブロック図である。 図６は、通信システムの無線ネットワーク構成例を示すブロック図である。 図７は、本発明の第２実施形態の無線通信端末の主要な構成要素を表すブロック図である。 図８は、図７に示した無線通信端末における特徴的な動作を表すフローチャートである。 図９は、通信システムの無線ネットワーク構成例を示すブロック図である。 図１０は、履歴データバッファ上のデータ構成例を示す模式図である。 図１１は、中継ノードにおける各種数値の経時変化例を示す模式図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
（第１実施形態）
＜本発明が適用される通信システムの構成例＞
図示しないが、本発明を実施する通信システムは、例えば車両に搭載され車両上で通信するためのシステムとして構成される。勿論、車両以外の用途の通信システムとして構成することも可能である。

車両においては、一般的に、比較的狭い空間の中に様々な電装品が様々な箇所に分散した状態で配置されている。例えば、各種スイッチ、センサ、ランプ、モータ、ヒータ、電子制御ユニット（ＥＣＵ）などが様々な箇所に配置されているので、これらを通信線などを介して互いに接続する必要がある。また、有線接続の代わりに無線通信を利用する場合には通信線が不要になるので、ワイヤハーネスの構造を簡略化して、その重量を低減したりコストを削減することが可能になる。

但し、多数の無線通信端末を車両上の様々な箇所に分散して配置した場合には、端末間の距離の大小や、無線通信環境の変化の影響を受けるため、データの送信元の端末と宛先の端末との間で無線通信ができる場合と、無線通信に失敗する場合とがある。

そこで、例えば既に説明した図１のような無線ネットワークを車両上で形成する。すなわち、図１に示したノードＮ１～Ｎ５の各々の位置に無線通信端末を配置し、ノードＮ１～Ｎ５の間で無線通信ができるように構成する。そして、例えば各ノードＮ１、Ｎ２の無線通信端末にスイッチやセンサなどの電装品をそれぞれ接続し、それらの電装品を制御するためのＥＣＵをノードＮ５の無線通信端末に接続する。

ここで、例えばノードＮ１が無線信号を送信する場合に、この無線信号をノードＮ５が直接受信できる場合とできない場合とがある。ノードＮ１、Ｎ５の間で直接通信できない場合には、通信可能な他のノードＮ３、Ｎ４等がデータを中継し送信を代行することにより、ノードＮ１が送出した通信データを宛先のノードＮ５に届けることが可能になる。

但し、車両のように狭い空間の中に多数の無線通信端末を配置する場合には、各端末の中継動作によって、このネットワーク上に送出されるトラフィックの量が増えたり、図２に示したように通信の遅延が発生することが懸念される。しかし、本発明を適用することにより、ネットワーク上に送出されるトラフィックの増大を抑制し、通信の遅延も抑制できる。

＜本発明を実施する場合の通信システムの動作例＞
本発明の第１実施形態の無線通信端末および通信制御方法を採用した場合の通信システムの動作例を図３に示す。図３に示した各ノードＮ１～Ｎ５の各時刻の動作を以下に示す。

ｔ１１：ノードＮ１の位置の無線通信端末の入力にデータ送信要求が発生し、該当する通信データＤ１をノードＮ１が無線信号によりノードＮ５宛てに送信する。この場合では、距離や無線通信環境の影響により、この無線信号がノードＮ５に直接は届かずノードＮ１の通信は失敗する。これと同時に、近い位置のノードＮ３は、ノードＮ１が送出した無線信号をオーバーヒアしており、ノードＮ１の通信失敗を検知すると、受信した通信データＤ１の内容を内部バッファに保存（一時的に保持）する。

ｔ１２：ノードＮ２の位置の無線通信端末の入力にデータ送信要求が発生し、該当する通信データＤ２をノードＮ２が無線信号によりノードＮ５宛てに送信する。ここで、通常であれば時刻ｔ１１における通信データＤ１の通信が終了してから十分な時間を経過した後（ｔ１３の近傍）でノードＮ２が通信データＤ２を送信するが、図３の例ではステップＳ０１の処理として、ノードＮ２の通信データＤ２の送信時刻を前にずらし、時刻ｔ１２で通信データＤ２を送信する。しかし、この通信データＤ２の無線信号はノードＮ５に直接届かず、ノードＮ２の通信は失敗する。これと同時に、近い位置のノードＮ３は、ノードＮ２が送出した無線信号をオーバーヒアしており、ノードＮ２の通信失敗を検知すると、受信した通信データＤ２の内容を内部バッファに保存（一時的に保持）する。

ｔ１３：一方、ノードＮ３における送信のタイミングは、例えば時刻ｔ１１で通信データＤ１を保存した後、ノードＮ２によるデータＤ２の送信が先に開始されているので、ステップＳ０２の処理として、通常よりも後方にずらされる。そのため、ノードＮ３は中継するデータを、ノードＮ２による送信後の時刻ｔ１３で送信する。また、時刻ｔ１３の前で複数の通信データＤ１、Ｄ２がノードＮ３に集まっているので、ノードＮ３は宛先が同じ複数の通信データＤ１、Ｄ２を例えば１つのフレームとして、あるいは１つのパケットとして合成する。そして、合成した通信データ（Ｄ１＋Ｄ２）を時刻ｔ１３で無線信号によりノードＮ５宛てに送信する。しかし、この通信データ（Ｄ１＋Ｄ２）の無線信号はノードＮ５に直接届かず、ノードＮ３の通信は失敗する。これと同時に、近い位置のノードＮ４は、ノードＮ３が送出した無線信号をオーバーヒアしており、ノードＮ３の通信失敗を検知すると、受信した通信データの内容を通信データ（Ｄ１Ａ＋Ｄ２Ａ）として内部バッファに保存（一時的に保持）する。

ｔ１４：ノードＮ４は、オーバーヒアの結果として保持している通信データ（Ｄ１Ａ＋Ｄ２Ａ）を、無線信号により宛先のノードＮ５に向けて送信する。ノードＮ４、Ｎ５間の距離が近いので、ノードＮ４の無線信号はノードＮ５に届く。つまり、ノードＮ５は複数のデータ発生ノードＮ１、Ｎ２の両方の通信データＤ１、Ｄ２を時刻ｔ１４で同時に受信できる。

図３に示した各ステップＳ０１、Ｓ０２における送信タイミングの調整については、例えばＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルにおけるバックオフ時間の調整により実現できる。具体的には、ステップＳ０１でノードＮ２のバックオフ時間を最小値（０）に定め、ステップＳ０２でノードＮ３のバックオフ時間を十分に大きい値の範囲（例えば３２以上）でランダムに決定する。

つまり、データ発生ノードであるノードＮ１、Ｎ２等については送信の待ち時間を短縮し、データ中継ノードであるノードＮ３、Ｎ４等については、送信の待ち時間を長くする。これにより、ノードＮ３が中継の送信を始める前にノードＮ２が優先的に送信を開始することになる。その結果、データ発生ノードにおける通信の遅延を避けることができる。しかも、データ中継ノードが送信する前に当該ノードに複数の通信データが集まりやすくなるので、複数の通信データを纏めて単一のパケットとして送信する頻度が高くなり、ネットワークに送出されるトラフィックの量が大幅に削減される。

なお、データ発生ノードとして固定されるノードについては、例えばバックオフ時間を予め最小値に固定しておき、ステップＳ０１の処理を省略してもよいが、状況に応じてデータ発生ノード、データ中継ノードのいずれかに切り替わるノードについては、切り替わりの際にバックオフ時間も切り替えることが重要である。

また、各ステップＳ０１、Ｓ０２における送信タイミングの調整方法としては、ＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルにおけるバックオフ時間の調整に限定されない。例えば、データ中継ノードは、データ発生ノードから通信データを取得すると、次のデータ発生ノードからの通信を待ち、複数の通信データが纏まったら中継の送信を始めるようにしてもよい。この場合、データ中継ノードは、纏まった通信データの数が所定数になるか、あるいは一定の待ち時間Ｎが経過したか、のいずれかが成立したら中継送信を開始する。ここで、待ち時間Ｎは、例えば纏められる通信データの最大数と１回あたりの通信時間との積により定められる。

＜無線通信端末の動作例＞
本発明の第１実施形態の無線通信端末における主要な動作例を図４に示す。すなわち、図４の動作を実施する無線通信端末を例えば図１に示した各ノードＮ１～Ｎ５の位置に接続して通信システムを構成することにより、図３に示した特徴的な動作が実現する。
図４に示した動作は、無線通信端末における無線信号の受信動作、送信動作、および中継動作の各機能を含んでいる。したがって、この動作を実行する無線通信端末は、例えば図１に示したノードＮ１又はＮ２のようなデータ発生ノード、ノードＮ５のようなデータ受信ノード、ノードＮ３又はＮ４のようなデータ中継ノードのいずれにも利用できる。図４の動作について以下に説明する。

この無線通信端末は、他ノードから自ノード宛ての通信データを無線通信により受信した場合には、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を順に実行し、当該通信データの受信に成功したことを表す肯定応答（ＡＣＫ）を送信元に返信する（Ｓ１３）。

また、この無線通信端末が自ノード以外に宛てた他ノードからの通信データを無線通信により受信した場合には、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１４の処理を順に実行する。そして、当該通信データの宛先ノードからの肯定応答（ＡＣＫ）をＳ１４で検知した場合はこの処理を終了し、肯定応答を検知しない場合は通信失敗とみなしてＳ１５の処理に進む。そして、この無線通信端末は、他ノードの無線通信の傍受によりＳ１１で受信した通信データをＳ１５で後述する通信データバッファ１５に保存する。ここで保存したデータは後で中継する際に利用される。

また、この無線通信端末は、Ｓ１１において受信した通信データの送信元が、１つ前のタイミングのノードであった場合には、Ｓ１７において通信データ（通信データＤ２）を取得し、Ｓ１８において自ノードのタイミングを前にずらす。例えば、図３に示したステップＳ０１にように、ノードＮ２の通信データＤ２の送信時刻を通常のタイミングより前にずらし、時刻ｔ１２で通信データＤ２を送信する。一方、ノードＮ３においては、ノードＮ２と同様にＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１５の処理を順に実行するが、Ｓ１１において受信した通信データの送信元が、１つ前のタイミングのノードではないため、Ｓ１６の処理を実行すると終了する。なお、ステップＳ１７とＳ１８は逆の順番に行われてもよい。

一方、送信又は中継すべき通信データが通信データバッファ１５に保持されている場合には、この無線通信端末はＳ１１、Ｓ１９、Ｓ２０の順に処理を実行する。そして、自ノードの送信タイミングになるとＳ２０からＳ２１に進む。また、通信データバッファ１５内に複数の通信データが保持されている場合には、Ｓ２１からＳ２２に進み、宛先が同じ複数の通信データを合成（アグリケート）して１つのパケットなどに纏め、合成後のパケットを今回の送信対象の中継データとする。そして、この無線通信端末は次のＳ２３で該当する通信データ（合成後のパケット）を無線信号により宛先に向けて送信する。

＜無線通信端末の構成例＞
本発明の第１実施形態における無線通信端末１０の主要な構成要素を図５に示す。すなわち、図５に示した各構成要素を無線通信端末１０に搭載することにより、図４に示した端末の動作および図３に示した特徴的な通信システムの動作が実現する。

図５に示した無線通信端末１０は、無線送信機能１１、無線受信機能１２、宛先判定機能１３、通信成否判定機能１４、通信データバッファ１５、データ合成機能１６、通信タイミング管理部（通信タイミング管理機能）１７、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１８および１９を備えている。なお、これらの各機能ブロックは、専用の電子回路などのハードウェア、制御用のマイクロコンピュータが実行するソフトウェア、又はこれらの組合せにより実現できる。

無線送信機能１１は、無線通信により自ノードの通信データを送信する場合や、他の無線通信端末１０から受信した他ノード宛ての通信データを中継して送出する場合に利用される。

無線受信機能１２は、他ノードから無線信号により送出された自ノード宛ての通信データを受信したり、他ノード宛ての無線信号を傍受（オーバーヒア）するために利用される。宛先判定機能１３は、無線受信機能１２により受信した無線信号に含まれる通信データの宛先の情報を参照して自ノード宛ての通信データと他ノード宛ての通信データとを区別する機能を有している。

通信成否判定機能１４は、他ノード宛ての無線通信を傍受（オーバーヒア）した際に、該当する通信が成功したか否かを識別する。例えば、各々の通信データの無線送信に対する宛先側ノードからの肯定応答（ＡＣＫ）の無線信号送出を検知したか否かを確認する。

通信データバッファ１５は、自ノードで発生した送信対象の通信データや、無線通信の傍受により他ノードから取得した自ノード宛てでない通信データを一時的に保存するために利用されるメモリである。

データ合成機能１６は、無線通信の傍受により他ノードから取得した自ノード宛てでない通信データが通信データバッファ１５上に複数存在する場合に、宛先が同じ複数の通信データを合成（アグリゲート）して一体化する機能を有する。つまり、合成により送信される総パケット数を減らすことができる。

通信タイミング管理部１７は、基本的には一定の時間間隔に従って自ノードが無線通信の送信動作を開始するように管理する。但し、他ノードが前のタイミングで行った無線通信の結果に従って、自ノードの送信タイミングを自動的に変更する機能も有している。例えば、自ノードが無線信号の中継動作を行う場合には、自ノードが複数の通信データを取得しそれらを合成してから送出する頻度を高めるために、自ノードの送信タイミングを後方にずらす（図３のＳ０２参照）。また、自ノードが通信データの発生ノードである場合には、自ノードの送信タイミングを前方にずらす（Ｓ０１）。

具体的には、例えばＣＳＭＡ／ＣＡの通信プロトコルを採用する場合に、バックオフ時間の長さを通信タイミング管理部１７が自動調整することにより、適切な送信タイミングの管理が可能になる。

インタフェース１８は、自ノードの無線通信端末１０に接続された車載機器（ＥＣＵなど）に対して受信した通信データの内容を出力する機能を有する。また、インタフェース１９は、自ノードの無線通信端末１０に接続された車載機器（例えばスイッチやセンサ）から出力される信号のデータを例えば定期的に入力して通信データおよびその送信要求を生成する機能を有する。

＜無線通信端末の動作例＞
図５に示した無線通信端末１０を各ノードの位置に配置して図１のような無線ネットワークの通信システムを形成する場合には、図３に示したような動作が可能になる。例えば、自ノードが通信データＤ２を発生するノードＮ２である場合には、データ合成機能１６がノードＮ２の送信タイミングを自動調整するので、他ノードの通信データＤ１の通信が終了かつ失敗した直後に、ノードＮ２から通信データＤ２の無線信号送信を開始できる。つまり、データ発生ノードであるノードＮ２の送信動作はデータ中継ノードであるノードＮ３の送信よりも優先される。

また、自ノードが通信データを中継するノードＮ３である場合には、データ合成機能１６がノードＮ３の送信タイミングを自動調整するので、データ発生ノードであるノードＮ２の送信よりも後でノードＮ３が中継動作を開始するように制御される。したがって、ノードＮ１による通信データＤ１の通信が終了かつ失敗し、更にノードＮ２による通信データＤ２の通信が終了かつ失敗した後で、ノードＮ３が中継を実施できる。また、この場合はノードＮ３による無線通信傍受の結果として、時刻ｔ１３において複数の通信データＤ１、Ｄ２がノードＮ３の通信データバッファ１５上に保持されている。したがって、ノードＮ３は宛先が同じ複数の通信データＤ１、Ｄ２をデータ合成機能１６で合成し、その合成結果を中継対象の１つの通信データとして時刻ｔ１３で送信することができる。

＜無線ネットワーク構成の変形例＞
通信システムの無線ネットワーク構成例を図６に示す。
図６に示した無線ネットワークにおいては、図１に示したノードＮ１～Ｎ５の他に、ノードＮＢおよびＮＣが更に存在する場合を想定している。また、ノードＮＢ、ＮＣのいずれについても無線通信端末を有し、ノードＮ３とノードＮＢ、ＮＣとの間でそれぞれ無線通信が可能な場合を想定している。

図６のような無線ネットワーク構成の場合には、ノードＮ２の通信が失敗した場合に、ノードＮ２の近傍に存在しているノードＮＢがノードＮ２の通信を傍受して取得した通信データＤ２を宛先のノードＮ５へ中継するための通信を行うことができる。また、ノードＮＢの通信が失敗した場合に、ノードＮＣがノードＮＣの通信を傍受して取得した通信データＤ２を宛先のノードＮ５へ中継するための通信を行うことができる。また、ノードＮＢ、ＮＣが通信データを中継する際にも、ノードＮ３の場合と同様に、宛先が同じ複数の通信データ（Ｄ１、Ｄ２）を合成してから送信するように、送信タイミングを調整することが想定される。

＜無線通信端末および通信制御方法の利点＞
上述の通信システムにおいては、各無線通信端末１０内の通信タイミング管理部１７がノード毎の送信タイミングを自動的に調整するので、無線ネットワークの負荷、すなわちトラフィック量を減らすことができ、通信の遅延も抑制できる。すなわち、図３のようにデータ発生ノードであるノードＮ２の送信タイミングを早くする（Ｓ０１）ことにより、データ送信の遅延を防止できる。また、データ発生ノードに比べてデータ中継ノードであるノードＮ３の送信タイミングを遅らせる（Ｓ０２）ことにより、中継動作の際にデータ中継ノードに通信データが集まりやすくなる。その結果、データ中継ノードにおいてデータ合成により送信パケット数を減らす頻度が高まり、ネットワークに送出されるトラフィック量が削減される。また、送信のタイミングをノード毎に独自に調整できるので、無線ネットワークに接続される無線通信端末１０の数が増えた場合でも、端末数に依存せずに適切な送信制御ができる。

また、データ中継ノードの無線通信端末１０は、他ノード間の通信を傍受することにより通信タイミングを制御するので、ネットワークを階層構造にする必要がなく、通信を行う端末間で予め親子関係を構築する必要もない。また、階層構造を利用しないため、データアグリゲートする際の通信の方向に制限がない。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る無線通信端末１０Ｂは、第１実施形態に係る無線通信端末１０の以下に示す点について改良したものである。

例えば図６に示した通信システムにおいて、各ノードＮ１、Ｎ２、ＮＢ、ＮＣ等からノードＮ５等に向けて送信されるパケットのデータを必要に応じてノードＮ３で中継する場合に、図２～図４のような制御をノードＮ３で実施する場合を想定する。この場合、ノードＮ３は、ノードＮ１の通信の失敗をオーバーヒアした後、即座にそのデータを中継送信せずに、他のノードＮ２等からのデータを待つ必要がある。この時間待ち処理の具体的な方法としては、例えば以下のいずれかが想定される。

（１）中継ノードでは一定量の中継データが纏まるまで待ってから送信する。
（２）中継ノードでは一定時間が経過してから中継送信を行う。

しかし、上記（１）の方法の場合には次の問題がある。すなわち、通信システムにおいてデータ発生が少ない状況では、中継ノードにデータが蓄積されるまで時間がかかるので、中継送信が開始されるまで時間がかかる。そのため、中継すると送信元から宛先にデータが届くまでの所要時間が長くなる。

また、上記（２）の方法の場合には次の問題がある。すなわち、通信システムにおいてデータ発生が少ない状況では、中継ノードが特別な送信待ちをしているにも関わらず、その待ち時間に比べてデータ送信効率改善の効果が少ない。

現実には、車両上で利用される無線通信システムのアプリケーションの場合に、次のような状況になる。例えばシートセンサの場合に、実際の乗員の数に応じて利用するセンサの数が変動する。例えば、運転者１人だけが乗車している車両の場合は稼働しているセンサの数が１つのみになり、ミニバンのように３列シートを搭載した車両に６名の乗員が乗車している環境では６つ以上のセンサが同時に稼働することになる。また、乗員の乗降により乗員数が変動すると、稼働するセンサの数も変動する。したがって、車両上の無線通信システムのネットワーク上で送信されるデータ及び中継されるデータの頻度やデータ数は、状況に応じて大きく変動する。

＜無線通信端末の構成例＞
本発明の第２実施形態における無線通信端末１０Ｂの主要な構成要素を図７に示す。
図７に示した無線通信端末１０Ｂは、図５に示した無線通信端末１０の変形例であり、前述の無線通信端末１０と同等の構成要素の他に、履歴データバッファ１７Ｃを備えている。また、図７の通信タイミング管理部１７Ｂは、以下に説明するように第１実施形態に係る通信タイミング管理部１７と異なる機能を有している。

履歴データバッファ１７Ｃは、中継するノードの無線通信端末１０Ｂにおいて、過去の中継待ち発生に関する履歴データを記録し保持するようになっている。具体的には、当該中継ノードが最初に通信データをオーバーヒアしてから、中継動作を開始するまでにかかった時間などの情報を履歴データバッファ１７Ｃが記録し保持する。

通信タイミング管理部１７Ｂの基本的な機能は前述の無線通信端末１０と同じであるが、通信タイミング管理部１７Ｂは更に次の機能を有している。すなわち、通信タイミング管理部１７Ｂは、これまでの中継動作の履歴に関するデータを履歴データバッファ１７Ｃから取得し、このデータを次回の中継制御に反映する。例えば、過去の待ち時間もしくは合成（アグリゲート）データ数に基づいて、次回の中継送信までの待ち時間もしくはデータを纏める数を算出する。計算式の具体例を以下に示す。

Ｗｉ＋１＝Ｔ０＋ΔＴ＋Ｔα ・・・（１）
Ｔ０＝Ｗｉ：今回の実績
ΔＴ＝（Ｗｉ－Ｗｉ－１）：実績の変化分
Ｔα＝１：状態遷移の停滞を防止するための調整係数
Ｗｉ：ｉ番目（今回）の通信の待ち時間
Ｗｉ＋１：次回の通信の待ち時間
Ｗｉ－１：前回の通信の待ち時間

なお、上記第（１）式は通信の待ち時間を表しているが、この時間をデータ合成機能１６が合成するデータ数にそのまま置き換えることもできる。また、上記第（１）式は線形予測を行う場合を想定しているが、２次関数や３次関数に基づいた予測計算を実施してもよい。

通信タイミング管理部１７Ｂは、例えば上記第（１）式に基づいて、制御の条件を表す待ち時間あるいは纏めるデータ数を繰り返し算出し、この条件を満たしたら中継の通信を開始するようにデータ合成機能１６を管理する。また、前の端末の通信結果に従って、自端末の通信タイミング（データ送信タイミング）を動的に変更する。

＜無線通信端末の動作例＞
本発明の第２実施形態の無線通信端末における主要な動作例を図８に示す。すなわち、図８の動作を実施する無線通信端末１０Ｂを例えば図１に示した各ノードＮ１～Ｎ５の中継位置に接続して通信システムを構成することにより、第２実施形態における特徴的な動作が実現する。

図８に示した動作は、無線通信端末１０Ｂにおける無線信号の中継動作の機能だけを示しているが、送信動作や受信動作についても図４に示した動作により実施できる。したがって、図８の動作を実行する無線通信端末１０Ｂは、例えば図１に示したノードＮ３又はＮ４のようなデータ中継ノードとして利用できる。図８の動作について以下に説明する。

中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、他ノードから無線通信により送信されたデータをＳ３１で受信（オーバーヒア）した場合には、履歴データバッファ１７Ｃが保持している履歴の内容を参照して、データ合成機能１６における過去のデータ合成状況を把握し、その結果に応じて、中継送信を開始するまでの待ち時間と纏めるデータ数とをＳ３２で算出する。例えば、前述の第（１）式を利用して、適切な待ち時間や纏めるデータ数を算出できる。

中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、Ｓ３２で算出した待ち時間の値を、Ｓ３３で中継開始待ちタイマにセットして、タイマ動作をスタートする。

中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、Ｓ３３でスタートした中継開始待ちタイマにおけるタイムアウトの有無、すなわちＳ３２で算出した待ち時間の経過の有無をＳ３４で識別し、タイムアウトの場合はＳ４０に進み、タイムアウトしていなければＳ３５に進む。
すなわち、中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、中継用のデータをＳ３１で受信してからＳ３２で算出した待ち時間が経過すると、Ｓ４０で中継のデータ送信を開始する。

また、中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、中継開始待ちタイマがタイムアウトする前に、新たなデータを受信（オーバーヒア）したか否かをＳ３５で識別する。新たなデータを受信してなければＳ３４に戻って同じ処理を繰り返す。

中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、中継開始待ちタイマがタイムアウトする前に、Ｓ３５で新たなデータを受信した場合には、今回受信したデータの宛先を次のＳ３６で確認する。そして、前に受信したデータと今回受信したデータの宛先が同じ場合はＳ３８に進み、違う場合はＳ３７に進む。

すなわち、宛先が同じ複数の受信データが存在する場合には、複数のデータをデータ合成機能１６で合成（Ｓ３８）してからＳ３９に進む。また、宛先が異なる新たなデータを受信した場合には、この受信データをＳ３７で通信データバッファ１５へ保存する。

また、複数のデータをデータ合成機能１６で合成した後で、合成したデータの数とその最大値（上限値）とをＳ３９で比較する。そして、合成したデータの数が最大値に到達した場合はＳ３９からＳ４０に進み、合成後のデータの中継送信を開始する。合成したデータの数が最大値未満の場合は、Ｓ３９からＳ３４に戻り、上記の処理を繰り返す。

中継ノードの無線通信端末１０Ｂは、合成後のデータをＳ４０で中継送信した後、今回送信したデータの合成数（アグリゲート数）、およびＳ３２で算出した中継送信の待ち時間の値を、宛先ノードを特定する情報と共に、Ｓ４１で履歴データバッファ１７Ｃに保存する。

つまり、中継ノードの無線通信端末１０Ｂにおいては、中継開始待ちタイマのタイムアウトをＳ３４で検出するか、又はデータの合成数が最大値に到達したことをＳ３９で検出したタイミングで、データの中継送信が実行される。

＜具体例の説明＞
通信システムの無線ネットワーク構成例を図９に示す。また、中継ノードの無線通信端末１０Ｂにおける履歴データバッファ１７Ｃ上のデータ構成例を図１０に示す。また、中継ノードの無線通信端末１０Ｂにおける各種数値の経時変化例を図１１に示す。

図１０および図１１に示した内容は、図９に示した無線ネットワークにおけるノードＮ４の無線通信端末１０Ｂが、他のノードから送出されたデータを中継して宛先に届ける場合の状況を表している。

図９の無線ネットワークにおいて、例えばノードＮ３がノードＮ１宛てに送信したデータの直接通信に失敗した時に、この通信をオーバーヒアしたノードＮ４が、このデータを中継送信して、ノードＮ１に届けることができる。また、例えばノードＮ７がノードＮ２宛てに送信したデータの直接通信に失敗した時に、この通信をオーバーヒアしたノードＮ４が、このデータを中継送信して、ノードＮ２に届けることができる。また、例えば、ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ５の各々がノードＮ７宛てに送信したデータの直接通信に失敗した時に、この通信をオーバーヒアしたノードＮ４が、このデータを中継送信して、ノードＮ７に届けることができる。

図１０に示した履歴データバッファ１７Ｃにおいては、宛先データＤａ、合成数データ（アグリゲート数）Ｄｂ、および中継待ち時間データＤｃが記録されている。宛先データＤａは、ノードＮ４等の中継ノードが、中継に備えてオーバーヒアした受信データ毎の宛先を表し、この例では宛先ノードの番号を履歴データバッファ１７Ｃが保持している。合成数データＤｂは、ノードＮ４等の中継ノードが、中継送信を実行した際に、データ合成機能１６が実際に合成したデータ数の実績値を表す。中継待ち時間データＤｃは、ノードＮ４等の中継ノードが、中継送信を実行した際に、Ｓ３３の中継開始待ちタイマにセットした送信開始までの待ち時間の長さに相当する。

図１０に示した例では、宛先がノードＮ１、Ｎ２、Ｎ７、Ｎ７、Ｎ７、Ｎ７、・・・のデータを順番に同じ中継ノードで受信した場合を想定しているので、履歴データバッファ１７Ｃの宛先データＤａの値が、「１、２、７、７、７、７、・・・」になっている。また、合成数データＤｂの値は「１、１、４、３、３、２、・・・」に、中継待ち時間データＤｃの値は「１、１、４、３、２、２、・・・」にそれぞれなっている。なお、合成数データＤｂの値「１」はデータ数が１であり合成をしていないことを意味するが、ここでは便宜上、「１」も合成数とする。

図１１は、中継ノードの無線通信端末１０Ｂにおける合成数設定値（設定アグリゲート数）Ｖ１、合成数実績値（実アグリゲート数）Ｖ２、およびデータ発生数Ｖ３の経時変化例を表している。合成数設定値Ｖ１は、前述の第（１）式などに基づいてＳ３２で算出される値であり、Ｓ３９で比較するアグリゲート最大値に相当する。また、合成数実績値Ｖ２は、中継送信の際に、実際にデータ合成機能１６が合成したデータ数の実績値であり、Ｓ４１で保存した内容に含まれている。また、データ発生数Ｖ３は、中継ノードにおいて、中継送信の際に実際に発生したデータ数を表している。

なお、図１１に示した例では、合成数設定値Ｖ１の初期値が「４」になっている。また、合成数設定値Ｖ１は上限値が「５」に定められ、下限値が「２」に定められている。また、合成数設定値Ｖ１の値は、前述の第（１）式における「Ｔ０＋ΔＴ」と「Ｔα」とに分けて表記されている。

図１１の時刻ｔ３１においては、合成数設定値Ｖ１は初期値「４」であり、合成数実績値Ｖ２は「１」、データ発生数Ｖ３は「１」である。また、時刻ｔ３２においては、合成数設定値Ｖ１は「２＋１」、つまり「Ｔ０＋ΔＴ」が「２」、「Ｔα」が「１」になっている。また、時刻ｔ３６において、合成数設定値Ｖ１の計算値「５＋１」が上限値の「５」を超えるので、この場合の合成数設定値Ｖ１は上限値の「５」に修正される。

図１１に示したような合成数設定値Ｖ１は、履歴データバッファ１７Ｃ上に記録された履歴と、前述の第（１）式などとを利用することにより状況に合わせて適切な値に定めることができる。

図１１に示した例では、データ発生数Ｖ３が「１、１、２、３、４、３、３、２、２、１、・・・」と変動しており、この変化に追従するように、合成数設定値Ｖ１が「４、３、２、４、５、５、３、４、２、・・・」と動的に変化している。また、合成数設定値Ｖ１の変化に合わせて合成数実績値Ｖ２も「１、１、２、３、４、３、３、２、・・・」と変化している。また、図１１に示した例では、各時刻のデータ発生数Ｖ３と合成数実績値Ｖ２とがほぼ同じである。

つまり、中継ノードがデータを中継送信する際に、データ発生数Ｖ３に合わせて合成数設定値Ｖ１を適切に自動調整しているので、実際のオーバーヒアにより受信したデータ数が合成数設定値Ｖ１に到達するまでに無駄な時間待ちをしていないことが分かる。また、データ発生数Ｖ３が多くなると、合成数設定値Ｖ１も増大するので、合成数実績値Ｖ２が増える。すなわち、中継送信の際に、効率よく複数のデータを合成して送信できるので、無線通信ネットワークのトラフィックを減らすことができる。

無線通信端末１０Ｂは、図１１に示したような合成数設定値Ｖ１又は合成数実績値Ｖ２の変化の履歴を、履歴データバッファ１７Ｃの内容から把握することができる。例えば、図１１における時刻ｔ３１からｔ３２に遷移したタイミングでは、合成数設定値Ｖ１が「４」から「３」に減少したことが分かるので、これが前述の第（１）式のΔＴに反映され、これが次回の時刻ｔ３３における合成数設定値Ｖ１を決定する際にＳ３２で反映される。他のタイミングでも同様である。

なお、図１０に示した例では合成数データＤｂおよび中継待ち時間データＤｃの両方を履歴データバッファ１７Ｃに保存しているが、いずれか一方を履歴データバッファ１７Ｃに保持するだけでも図８に示した制御を実施可能である。また、合成数データＤｂおよび中継待ち時間データＤｃのいずれか一方については、Ｓ３２で算出した結果と、Ｓ４０で実際にデータ送信した結果を反映した実績とのいずれを履歴データバッファ１７Ｃに保存してもよい。また、図１１に示したデータ発生数Ｖ３の実績値を履歴データバッファ１７Ｃに保存して利用してもよい。

上述の第２実施形態の無線通信端末および通信制御方法によれば、中継対象となるデータの実際の発生状況に合わせて、中継送信の待ち時間を適切に自動調整できる。また、一定量のデータが纏まるまで一定時間待機する必要がないので、データ発生が少ない状況においては、短時間で中継送信を開始できる。また、データ発生量が多い環境においては、中継の際に合成するデータ数を増やすことにより効率的な通信が可能になる。

ここで、上述した本発明の実施形態に係る無線通信端末および通信制御方法の特徴をそれぞれ以下［１］～［７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 無線信号を受信する機能（無線受信機能１２）、無線信号を送信する機能（無線送信機能１１）、および受信した無線信号の内容を中継して無線信号により再送する機能（通信データバッファ１５）を含み、所定の無線ネットワークに接続可能な無線通信端末（１０）であって、
宛先の同じ中継すべきデータが複数ある場合に、当該複数のデータを合成し送出するデータ合成部（データ合成機能１６）と、
端末毎に独自に決めた送信タイミングに従ってデータを送信すると共に、所定のデータが前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードに集中するのを促進するように前記送信タイミングを変更する送信タイミング管理部（通信タイミング管理部１７）と、
を備えたことを特徴とする無線通信端末。

［２］ 前記送信タイミング管理部は、中継が必要な他ノード宛てのデータを受信して自ノード上で保存した場合に、前記送信タイミングを変更する（Ｓ１８）と共に、前記データ中継ノードにおける送信の待ち時間の長さを、少なくともデータ発生ノードに比べて長くする（Ｓ０１、Ｓ０２）、
ことを特徴とする上記［１］に記載の無線通信端末。

［３］ 前記送信タイミング管理部は、自ノードが中継を必要としないデータ発生ノードであり、第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合に、前記送信タイミングを前方にずらす（Ｓ０１）、
ことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の無線通信端末。

［４］ 第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合（Ｓ１２、Ｓ１４）に、該当する受信データを中継対象として一時的に保持する（Ｓ１５）データバッファ（通信データバッファ１５）を備える、
ことを特徴とする上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の無線通信端末。

［５］ 少なくとも第１ノード、第２ノード、および第３ノードを含む３以上の無線通信端末（１０、ノードＮ１～Ｎ５）により形成される無線ネットワークを制御するための通信制御方法であって、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信を前記第３ノードで監視し、
前記第３ノードが、前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信の失敗を検知した場合（Ｓ１４）に、該当する通信データを中継対象として前記第３ノード上で一時的に保持し（Ｓ１５）、
前記通信データを保持した前記第３ノードの送信タイミングを変更し（Ｓ１８）、
前記第３ノードが、宛先の同じ複数の通信データを保持する場合には、前記複数の通信データを合成（Ｓ２２）して送信する（Ｓ２３）、
ことを特徴とする通信制御方法。

［６］ 前記データ合成部が合成したデータ数（合成数実績値Ｖ２）、データ発生数（Ｖ３）、および前記送信タイミング管理部における送信待ち時間（合成数設定値Ｖ１、合成数データＤｂ、中継待ち時間データＤｃ）、の少なくとも１つに関連する過去の実績値を記録し保持する実績値記録部（履歴データバッファ１７Ｃ）を更に備え、
前記送信タイミング管理部（通信タイミング管理部１７Ｂ）は、前記実績値記録部が保持している実績値およびその変化を、送信の待ち時間の長さ、および前記データ合成部が合成するデータ数の基準値の少なくとも一方に動的に反映する（Ｓ３２，Ｓ３３）、
ことを特徴とする上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の無線通信端末。

［７］ 前記第３ノードにおける合成したデータ数、データ発生数、および送信待ち時間、の少なくとも１つに関連する過去の実績値を記録して保持し（Ｓ４１）、
前記実績値およびその変化を、前記第３ノードにおける送信の待ち時間の長さ、および合成するデータ数の基準値の少なくとも一方に動的に反映する（Ｓ３２）、
ことを特徴とする上記［５］に記載の通信制御方法。

１０ 無線通信端末
１１ 無線送信機能
１２ 無線受信機能
１３ 宛先判定機能
１４ 通信成否判定機能
１５ 通信データバッファ
１６ データ合成機能
１７ 通信タイミング管理部
１８，１９ インタフェース
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，ＮＢ，ＮＣ ノード
Ｄ１，Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２，Ｄ２Ａ，Ｄ２Ｂ 通信データ
１０Ｂ 無線通信端末
１７Ｂ 通信タイミング管理部
１７Ｃ 履歴データバッファ
Ｎ６，Ｎ７ ノード
Ｄａ 宛先データ
Ｄｂ 合成数データ
Ｄｃ 中継待ち時間データ
Ｖ１ 合成数設定値
Ｖ２ 合成数実績値
Ｖ３ データ発生数

Claims (5)

1. 無線信号を受信する機能、無線信号を送信する機能、および受信した無線信号の内容を中継して無線信号により再送する機能を含み、所定の無線ネットワークに接続可能な無線通信端末であって、
   宛先の同じ中継すべきデータが複数ある場合に、当該複数のデータを合成し送出するデータ合成部と、
   端末毎に独自に決めた送信タイミングに従ってデータを送信すると共に、所定のデータが前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードに集中するのを促進するように前記送信タイミングを変更する送信タイミング管理部と、
   を備え、
   前記送信タイミング管理部は、前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードとして、中継が必要な他ノード宛てのデータを受信して自ノード上で保存した場合に、前記送信タイミングを変更すると共に、送信の待ち時間の長さを、少なくとも、自ノードが中継を行わない前記無線ネットワーク上のデータ発生ノードに比べて長くする、
   ことを特徴とする無線通信端末。
2. 無線信号を受信する機能、無線信号を送信する機能、および受信した無線信号の内容を中継して無線信号により再送する機能を含み、所定の無線ネットワークに接続可能な無線通信端末であって、
   宛先の同じ中継すべきデータが複数ある場合に、当該複数のデータを合成し送出するデータ合成部と、
   端末毎に独自に決めた送信タイミングに従ってデータを送信すると共に、所定のデータが前記無線ネットワーク上のデータ中継ノードに集中するのを促進するように前記送信タイミングを変更する送信タイミング管理部と、
   を備え、
   前記送信タイミング管理部は、自ノードが中継を行わないデータ発生ノードであり、第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合に、前記独自に決めた送信タイミングと比べて前記送信タイミングを前方にずらす、
   ことを特徴とする無線通信端末。
3. 第１の他ノードと第２の他ノードとの間の無線通信における通信の失敗を検知した場合に、該当する受信データを中継対象として一時的に保持するデータバッファを備える、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信端末。
4. 少なくとも第１ノード、第２ノード、および第３ノードを含む３以上の無線通信端末により形成される無線ネットワークを制御するための通信制御方法であって、
   前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信を前記第３ノードで監視し、
   前記第３ノードが、前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信の失敗を検知した場合に、該当する通信データを中継対象として前記第３ノード上で一時的に保持し、
   前記通信データを保持した前記第３ノードの送信タイミングを変更すると共に、送信の待ち時間の長さを、少なくとも、自ノードが中継を行わない前記無線ネットワーク上のデータ発生ノードに比べて長くし、
   前記第３ノードが、宛先の同じ複数の通信データを保持する場合には、前記複数の通信データを合成して送信し、
   前記第３ノードにおける送信の待ち時間に関連する過去の実績値を記録して保持し、
   前記実績値およびその変化を、前記第３ノードにおける送信の待ち時間の長さに動的に反映する、
   ことを特徴とする通信制御方法。
5. 前記送信タイミング管理部における送信の待ち時間に関連する過去の実績値を記録し保持する実績値記録部を更に備え、
   前記送信タイミング管理部は、前記実績値記録部が保持している実績値およびその変化を、送信の待ち時間の長さに動的に反映する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。

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