JPWO2015072108A1

JPWO2015072108A1 - 無線端末装置及びその制御方法

Info

Publication number: JPWO2015072108A1
Application number: JP2015547629A
Authority: JP
Inventors: 正人工藤; 真和小野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: TW201532393A; US10637789B2; WO2015072108A1; TWI594588B; JP6137331B2; KR101768925B1; EP3070992B1; US20160205030A1; EP3070992A4; CN105684548B; EP3070992A1; CN105684548A; KR20160043004A; AR098387A1

Abstract

ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークで利用される無線端末装置（１）は、無線通信部（１１）、メモリ（１２）、及び制御部（１３）を有する。メモリ（１２）は、無線通信部（１１）と結合され、無線ネットワークにおいて転送される複数のメッセージを保存するよう構成されている。制御部（１３）は、メモリ（１２）に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、第１の情報に基づいて調整するよう構成されている。ここで、第１の情報は、送信元ノードから宛先ノードへの無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する無線端末装置（１）の寄与の程度に関する。これにより、例えば、ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークに適した効率的なメモリ制御方法を提供できる。

Description

本出願は、Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Networkで使用される無線端末に関する。

Disruption Tolerant Networkは、複数の通信ノードを含む無線マルチホップ・ネットワークである。Disruption Tolerant Networkは、Delay Tolerant Networkと呼ぶこともでき、Disconnect Tolerant Networkと呼ぶこともできる。本明細書では、Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Network を総称してDTNと表記する。DTNは、複数の通信ノード（以下、DTNノードと呼ぶ）が自律的にメッセージ（データバンドル、又はデータパケット）を中継し合うことで、送信元ノードと宛先ノードの間でのメッセージ配信を実現する。送信元ノード及び宛先ノードの一方又は両方は、DTNに属するノード（DTNノード）であってもよいし、他のネットワーク（例えば、インターネット、公衆セルラネットワーク、又は無線Local Area Network(LAN)）に属するノードであってもよい。送信元ノード及び宛先ノードの一方又は両方が他のネットワークに属するノードである場合、いずれかのDTNノードは、DTNと他のネットワークの間でメッセージを中継するルータ又はゲートウェイとして動作する。

DTNは、DTNノードの移動および障害物による無線信号の遮蔽などによって、一時的な又は断続的な通信途絶が発生することを前提としている。言い換えると、DTNは、少なくともある時点において、送信元ノードと宛先ノードの間に安定した通信パスが存在しないことを前提としている。一時的な又は断続的な通信途絶に対処するために、各DTNノードはストア・アンド・フォワード動作を行う。したがって、DTNは、ストア・アンド・フォワード型の無線マルチホップ・ネットワークと呼ぶこともできる。また、DTNを構成する複数のDTNノードの一部又は全部は、移動性を有するモバイル端末であってもよい。この意味で、DTNは、ストア・アンド・フォワード型の無線アドホック・ネットワークと呼ぶこともできる。DTNは、例えば、災害時の非常用通信、並びに高度交通システム（Intelligent Transport Systems（ITS））における車々間通信および路車間通信への適用が想定されている。

特許文献１は、DTNノード間でのメッセージ配信の改良について開示している。特許文献２は、DTNにおけるルーティングの改良について開示している。

国際公開第２０１１／０７１０４５号国際公開第２０１３／０７６９１２号

上述したように、DTNノードは、ストア・アンド・フォワード動作を行う。つまり、DTNノードは、あるDTNノードから受信した宛先ノード宛てのメッセージをメモリ（以下、データバッファと呼ぶ）に一時的に蓄積しなければならない。そして、他のDTNノードとの通信が可能になったときに、DTNノードは、データバッファに蓄積されているメッセージをルーティングプロトコル（例えば、Epidemic法、又はSpray and Wait法）に従って他のDTNノードに送信する。このような、ストア・アンド・フォワード動作は、特許文献１及び２にも示されている。

本件発明者等は、DTNノードが有するデータバッファの効率的な制御について検討を行った。データバッファに多くのメッセージを蓄積することは、DTNにおけるメッセージ交換の成功率の向上に寄与し、宛先ノードにメッセージが到達する可能性を高めることに寄与すると考えられる。しかしながら、DTNノードが多くのメッセージをデータバッファに蓄積することは、消費電力の増加という弊害をもたらす。したがって、DTNノードが有するデータバッファに蓄積されるメッセージの最大数又は最大保存期間は、適切に定められることが望ましい。

しかしながら、データバッファに蓄積されるメッセージの最大数又は最大保存期間を全てのDTNノードの間で一律にすることは適切でないかもしれない。なぜなら、送信元ノードから宛先ノードへのDTNを経由したメッセージ転送の成功に対する寄与の程度は、DTNノードによって異なると考えられるためである。例えば、地理的な行動範囲が大きい（広い）DTNノードは、多くの他のDTNノードと交信する（コンタクトする）可能性が高いため、相対的に長期間にわたり多くのメッセージを蓄積しておくことで、多くの他のDTNノードにメッセージを送信できる可能性が高い。これに対して、例えば、地理的な行動範囲が小さい（狭い）DTNノードが交信することができる他のDTNノードは限られているため、このようなDTNノードが長期間にわたり多くのメッセージを蓄積しておくことは無駄であるかもしれない。特許文献１及び２は、データバッファの運用に関するこの問題に対処するための技術を開示していない。

したがって、本件発明の目的の１つは、DTNに代表されるストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークに適した効率的なメモリ（データバッファ）の制御を行うことが可能な無線端末装置、無線端末装置の制御方法、及びプログラムを提供することである。

第１の態様では、ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークで利用される無線端末装置は、無線通信部、メモリ、及び制御部を有する。前記メモリは、前記無線通信部と結合され、前記無線ネットワークにおいて転送される複数のメッセージを保存するよう構成されている。前記制御部は、前記メモリに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、第１の情報に基づいて調整するよう構成されている。ここで、前記第１の情報は、送信元ノードから宛先ノードへの前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する前記無線端末装置の寄与の程度に関する。

第２の態様では、ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークで利用される無線端末装置の制御方法は、前記無線ネットワークにおいて転送される複数のメッセージを保存するために前記無線端末装置に配置されたメモリに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、第１の情報に基づいて調整することを含む。前記第１の情報は、送信元ノードから宛先ノードへの前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する前記無線端末装置の寄与の程度に関する。

第３の態様では、プログラムは、上述した第２の態様に係る制御方法をコンピュータに行わせるための命令群を含む。

上述の態様によれば、ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークに適した効率的なメモリ（データバッファ）の制御を行うことが可能な無線端末装置、無線端末装置の制御方法、及びプログラムを提供できる。

第１の実施形態に係るDTNの構成例を示す図である。第１の実施形態に係るDTNノードの構成例を示すブロック図である。第１の実施形態に係るデータバッファの制御方法の一例を示すフローチャートである。第１の実施形態に係るデータバッファの制御方法の一例を示すフローチャートである。第２の実施形態に係るDTNを含むネットワーク構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係るデータバッファの制御方法の一例を示すフローチャートである。第３の実施形態に係るDTNを含むネットワーク構成の一例を示す図である。第３の実施形態に係るデータバッファの制御方法の一例を示すフローチャートである。第４の実施形態に係るデータバッファの制御方法の一例を示すフローチャートである。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係るDisruption/Delay/Disconnect Tolerant Network（DTN）１００の構成例を示している。DTN１００は、DTNノード１及び複数のDTNノード２を含む。これらのDTNノードは、自律的にメッセージ（データバンドル、又はデータパケット）を中継し合うことで、送信元ノードと宛先ノードの間でのメッセージ配信を実現する。既に述べたように、送信元ノード及び宛先ノードの一方又は両方は、DTN１００に属するノード（DTNノード）であってもよいし、図示しない他のネットワークに属するノードであってもよい。他のネットワークは、例えば、インターネット、公衆セルラネットワーク、及び無線LANのうち少なくとも１つを含む。

DTNノード１及び複数のDTNノード２の各々は、移動性を有するモバイル端末（例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、Personal Computer（PC）等）であってもよい。また、DTNノード１及び複数のDTNノード２の各々は、自動車、航空機、鉄道車両、及び船舶などの輸送機器に搭載される通信端末であってもよい。しかしながら、これら複数のDTNノードの一部は、無線LANアクセスポイントのように固定された無線端末であってもよい。

DTNノード１及び複数のDTNノード２の各々は、ストア・アンド・フォワード動作を行う。すなわち、各DTNノードは、DTN１００において転送されるメッセージを蓄積するためのメモリ（データバッファ）を有する。各DTNノードは、あるDTNノードから受信した宛先ノード宛てのメッセージをデータバッファに蓄積し、そして別のDTNノードとの通信が可能になったときにデータバッファに蓄積されているメッセージをルーティングプロトコル（例えば、Epidemic法、又はSpray and Wait法）に従って別のDTNノードに送信する。

DTNノード１は、データバッファに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方をノード情報に基づいて調整するよう動作する。ここで、ノード情報は、送信元ノードから宛先ノードへのDTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度に関する。より具体的に述べると、DTNノード１は、メッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度が大きいほど、データバッファに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくするよう調整すればよい。

DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度が相対的に大きい場合に、DTNノード１が一時的に蓄積する最大メッセージ数量又は最大保持期間を大きくすることで、DTN１００を介したエンドツーエンドでのメッセージ送信の成功率を高めることができる。一方、DTNノード１の寄与の程度が相対的に小さい場合、DTNノード１が一時的に蓄積する最大メッセージ数量又は最大保持期間を小さくすることで、DTNノード１の消費電力を抑制することが期待できる。したがって、DTNノード１は、DTNに適した効率的なメモリ（データバッファ）の制御を行うことができる。

DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度は、様々な指標・基準を用いて評価することができる。以下に、いくつかの具体例を示す。

第１の例では、DTNノード１の寄与の程度は、DTN１００内でのメッセージ転送に対するDTNノード１の寄与に基づいて評価されてもよい。この場合、DTNノード１の寄与の程度は、例えば、DTN１００においてDTNノード１が交信した（コンタクトした）他のDTNノード２の数の大きさによって評価されてもよい。

より具体的に述べると、上述したノード情報は、DTN１００におけるDTNノード１と他のDTNノード２の間の通信履歴を含んでもよい。この通信履歴は、例えば、（ａ）DTN１００においてDTNノード１によって検出された他のDTNノード２の数、（ｂ）DTN１００においてDTNノード１の周囲に存在する他のDTNノード２の入れ替わり頻度、（ｃ）DTN１００においてDTNノード１と他のDTNノード２の間で転送されたメッセージ量、及び（ｄ）DTNノード１のデータバッファから削除する前にDTN１００においてメッセージ送信を成功した割合、のうち少なくとも１つを示す。

第２の例では、DTNノード１の寄与の程度は、送信元ノード及び宛先ノードの少なくとも一方がDTN１００とは異なる他のネットワークに属する場合のメッセージ転送に対するDTNノード１の寄与に基づいて評価されてもよい。例えば、DTNノード１の寄与の程度は、DTN１００に比べて継続的な通信を提供する他のネットワークへのDTNノード１の接続頻度の大きさによって評価されてもよい。DTN１００に比べて継続的な通信を提供する他のネットワークは、無線ネットワークインフラストラクチャを含んでもよい。無線ネットワークインフラストラクチャは、例えば、Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）又はEvolved Packet System（EPS）等の公衆セルラネットワーク、無線LAN、若しくはWorldwide Interoperability for Microwave Access（WiMAX）ネットワーク、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

より具体的に述べると、上述したノード情報は、DTN１００に比べて継続的な通信を提供する他のネットワークとDTNノード１の間の通信履歴を含んでもよい。この通信履歴は、例えば、他のネットワークへのDTNノード１の接続頻度、DTNノード１が他のネットワークに最後に接続してからの経過時間、DTNノード１と他のネットワークの間で転送されたメッセージ量のうち少なくとも１つを示す。

第３の例では、DTNノード１の寄与の程度は、地理的に離間した複数のDTN間でメッセージを中継するDTNサーバが用いられる場合のメッセージ転送に対するDTNノード１の寄与に基づいて評価されてもよい。例えば、DTNノード１の寄与の程度は、DTNノード１によるDTNサーバとの通信頻度の大きさによって評価されてもよい。

より具体的に述べると、上述したノード情報は、DTNサーバとDTNノード１の間の通信履歴を含んでもよい。この通信履歴は、例えば、DTNサーバとDTNノード１の通信頻度、DTNノード１がDTNサーバと最後に通信してからの経過時間、及びDTNノード１とDTNサーバの間で転送されたメッセージ量、のうち少なくとも１つを示す。

第４の例では、DTNノード１の寄与の程度は、DTNノード１の地理的な行動範囲の大きさによって評価されてもよい。DTNノード１の地理的な行動範囲の大きさは、例えば、DTNノード１に配置されたGlobal Positioning System（GPS）受信機を用いて取得された位置情報を用いて計算されてもよい。

上述したいくつかの第１〜第４の例では、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度を、DTNノード１に関する何らかの履歴情報（つまり、通信履歴、又は移動履歴）を用いて評価する例を主に示した。しかしながら、DTNノード１の寄与の程度は、これらの履歴情報を用いずに評価されてもよい。一例として、DTNノード１に予め設定された識別情報が使用されてもよい。

地震及び津波等の大規模災害時の非常通信を想定すると、警察、消防、救急、及び行政等に従事する人及び輸送機器（自動車及び航空機など）は、各地の避難所と支援拠点（例えば、警察署、役所など）の間を頻繁に往来することが想定される。したがって、警察、消防、救急、及び行政等に従事する人が保持するDTNノードとしてのモバイル端末（例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、PC等）は、DTNを経由したメッセージ転送の成功に対する寄与が相対的に大きいことを示す識別情報を予め設定されてもよい。警察、消防、救急、及び行政等に従事する輸送機器に搭載されたDTNノードとしての通信端末も同様である。一方で、一般市民は、１つの避難拠点に留まる可能性が高いと想定される。したがって、一般市民が保持するDTNノードとしてのモバイル端末は、DTNを経由したメッセージ転送の成功に対する寄与が相対的に小さいことを示す識別情報を予め設定されてもよい。

続いて以下では、DTNノード１の構成例及びその動作についてさらに詳細に説明する。図２は、DTNノード１の構成例を示している。無線通信部１１は、DTN１００において他のDTNノード２と無線通信を行う。すなわち、無線通信部１１は、DTN１００において利用される無線通信技術の物理層に対応したトランシーバを有し、DTN１００において利用される無線通信技術のデータリンク層、ネットワーク層及びトランスポート層のプロトコルスイートをサポートする。さらに、無線通信部１１は、バンドル層プロトコルをサポートする。バンドル層プロトコルは、アプリケーション層とトランスポート層の間に位置し、DTNに必要なストア・アンド・フォワード方式の通信を提供する。バンドル層のProtocol Data Unit（PDU）は、メッセージ又はデータバンドルと呼ばれることがある。

データバッファ１２は、DTN１００において転送される複数のメッセージを保存することができる。データバッファ１２は、Dynamic Random Access Memory（DRAM）及びStatic Random Access Memory（SRAM）等の揮発性メモリでもよく、若しくはハードディスクドライブ及びフラッシュメモリ等の不揮発性メモリでもよく、又はこれらの組合せでもよい。データバッファ１２に保存済みのデータの消去は、無線通信部１１又は制御部１３によって制御される。例えば、無線通信部１１又は制御部１３は、ルーティングプロトコルに従って所定数の他のDTNノード２にメッセージの送信を成功した場合に、そのメッセージをデータバッファ１２から消去してもよい。また、無線通信部１１又は制御部１３は、メッセージの最大数及び最大保存期間に基づいて、データバッファ１２に保存済みのそのメッセージを消去してもよい。例えば、メッセージの最大数を超える場合に、無線通信部１１又は制御部１３は、データバッファ１２に保存済みのメッセージのうち古いものから順に消去してもよい。また、あるメッセージがデータバッファ１２に保存されてから最大保存期間を経過した場合に、無線通信部１１又は制御部１３は、そのメッセージをデータバッファ１２から消去してもよい。

制御部１３は、上述したように、データバッファ１２からのメッセージの消去を行ってもよい。さらに、制御部１３は、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、ノード情報に基づいて調整する。既に述べたように、ノード情報は、送信元ノードから宛先ノードへのDTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度に関する。ノード情報の具体例も既に述べた通りである。

図３は、制御部１３によって行われるデータバッファ制御の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、制御部１３は、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度を表わすノード情報を取得する。ステップＳ１２では、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、ノード情報に基づいて調整する。図３に示す手順は、周期的に行われてもよいし、非周期的に行われてもよい。

図４は、制御部１３によって行われるデータバッファ制御の他の例を示すフローチャートである。図４の例では、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度は、DTN１００内での他のDTNノード２との交信頻度に基づいて評価される。すなわち、ステップＳ２１では、制御部１３は、DTN１００における通信ノード１の通信履歴をノード情報として取得する。ステップＳ２２では、制御部１３は、所定期間内に交信した他のDTNノード２の数が大きいほど、つまりDTNノード１の交信頻度が大きいほど、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくする。

図４の手順によれば、DTN１００内通信におけるDTNノード１の役割が大きい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくすることができ、したがってDTN１００を介したメッセージ送信の成功率を高めることができる。一方で、図４の手順によれば、DTN１００内通信におけるDTNノード１の役割が小さい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を小さくすることができ、したがってDTNノード１の消費電力を抑制できる。

図４の手順では、「他のDTNノード２との交信頻度」に代えて又はこれと組合せて、DTN１００内の通信に関する他の指標（例えば、DTNノード１の周囲に存在する他のDTNノード２の入れ替わり頻度、又はDTNノード１と他のDTNノード２の間で転送されたメッセージ量）を用いてもよい。

制御部１３によって行われるデータバッファ制御の例は、後述する第２〜第４の実施形態においてさらに説明される。

なお、DTN１００において転送される複数のメッセージは、重要性、緊急性、又はブロードキャスト特性が互いに異なると考えられる。ここで、ブロードキャスト特性は、特定の宛先ノードだけに到達するべきユニキャストメッセージであるか、複数の宛先ノードに到達するべきマルチキャスト又はブロードキャストメッセージであるかを意味する。さらに、ブロードキャスト特性は、宛先ノードの数又は複数の宛先ノードが分布する地理的範囲の大きさを表わすブロードキャストレベルを含んでもよい。重要性、緊急性、又はブロードキャスト特性が互いに異なるメッセージは、データバッファ１２に保存される最大数又は最大保存期間に関して異なる取り扱いがなされてもよい。

例えば、重要性が相対的に高い第１のメッセージクラスに属するメッセージ群は、重要性が相対的に低い第２のメッセージクラスに属するメッセージ群に比べて、データバッファ１２に保存される最大数又は最大保存期間が共に大きく設定されてもよい。これにより、重要性の高いメッセージの送信成功率を高めることができる。さらに、重要性の低いメッセージの保存数及び最大保存期間を制限することで、消費電力の増加を抑制できる。

また、緊急性が相対的に高い第１のメッセージクラスに属するメッセージ群は、緊急性が相対的に低い第２のメッセージクラスに属するメッセージ群に比べて、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数が大きく設定されてもよく、一方で最大保存期間は小さく設定されてもよい。緊急性が高いメッセージは、より確実に早く宛先ノードに届ける必要があるためである。

また、ユニキャストメッセージ群は、ブロードキャストメッセージ群に比べて、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間が共に大きく設定されてもよい。ユニキャストメッセージは、宛先ノードがDTN１００の外に位置するケース、言い換えるとDTN１００から他のネットワークに向けて送信しなければならないケース（outbound送信）が多いと考えられる。そのためには、DTNノード１は、他のネットワークとの接続がないときにDTN１００において受信したユニキャストメッセージを他のネットワークとの接続が回復するまで保存できることが望ましい。したがって、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間をユニキャストメッセージ群に関して大きく設定することで、ユニキャストメッセージの送信成功率を高めることができる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、DTNノード１において行われるデータバッファ制御の具体例の１つを説明する。本実施形態では、DTN１００の構成例は図１と同様であり、DTNノード１の構成例は図２と同様である。すなわち、DTN１００は、DTNノード１及び他のDTNノード２を含む。ただし、本実施形態に係るDTNノード１に実装された無線通信部１１は、DTN１００において通信するための能力に加えて、無線ネットワークインフラストラクチャ２００において通信するための能力を有する。つまり、無線通信部１１は、無線ネットワークインフラストラクチャ２００で使用される無線通信技術をサポートする。無線通信部１１は、DTN１００のための第１のハードウェア（例えば、高周波回路、DA変換回路、AD変換回路、及びDigital Signal Processor（DSP））と無線ネットワークインフラストラクチャ２００のためのトランシーバを含む第２のハードウェアを有してもよい。これに代えて、無線通信部１１は、ソフトウェア無線技術を用いて、DTN１００での通信および無線ネットワークインフラストラクチャ２００での通信のために１つのハードウェアを兼用してもよい。

図５は、本実施形態に係るDTN１００を含むネットワークの構成例を示している。本実施形態では、DTNを介して送信されるメッセージの送信元ノード５１及び宛先ノード５２の少なくとも一方がDTN１００とは異なる他のネットワークに存在する場合を想定する。図５の例では、送信元ノード５１はDTN１００に属する他のDTNノード２の１つであり、宛先ノード５２はInternet Protocol（IP）ネットワーク３００に属するノードである。さらに、図５の例では、DTNノード１は、DTN１００と無線ネットワークインフラストラクチャ２００の間でメッセージを中継するルータ又はゲートウェイとして動作する。無線ネットワークインフラストラクチャ２００は、DTN１００に比べて継続的な通信を提供することができる。無線ネットワークインフラストラクチャ２００は、例えば、UMTS又はEPS等の公衆セルラネットワーク、無線LAN、若しくはWiMAXネットワーク、又はこれらの組み合わせを含む。

図６は、本実施形態に係るDTNノード１（制御部１３）によって行われるデータバッファ制御の例を示すフローチャートである。図６の例では、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度は、無線ネットワークインフラストラクチャ２００へのDTNノード１の接続頻度の大きさによって評価される。すなわち、ステップＳ３１では、DTNノード１（制御部１３）は、無線ネットワークインフラストラクチャ２００との通信履歴をノード情報として取得する。ステップＳ３２では、DTNノード１（制御部１３）は、無線ネットワークインフラストラクチャ２００へのDTNノード１の接続頻度が大きいほど、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくする。

図６の手順によれば、DTN１００と他のネットワーク（図５の例では、無線ネットワークインフラストラクチャ２００）の間でのメッセージ中継におけるDTNノード１の役割が大きい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくすることができる。このため、DTN１００を介したメッセージ送信の成功率を高めることができる。一方で、図６の手順によれば、DTN１００と他のネットワークの間でのメッセージ中継におけるDTNノード１の役割が小さい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を小さくすることができ、したがってDTNノード１の消費電力を抑制できる。

図６の手順では、「無線ネットワークインフラストラクチャ２００への接続頻度」に代えて又はこれと組合せて、DTNノード１と他のネットワークの間でのメッセージ中継に関する他の指標（例えば、DTNノード１が他のネットワークに最後に接続してからの経過時間、又はDTNノード１と他のネットワークの間で転送されたメッセージ量）を用いてもよい。

＜第３の実施形態＞
本実施形態では、DTNノード１において行われるデータバッファ制御の具体例の１つを説明する。本実施形態では、DTN１００の構成例は図１と同様であり、DTNノード１の構成例は図２と同様である。すなわち、DTN１００は、DTNノード１及び他のDTNノード２を含む。

図７は、本実施形態に係るDTN１００を含むネットワークの構成例を示している。本実施形態では、複数のDTN間でメッセージを中継するDTNサーバが用いられる場合を想定する。図７の例では、送信元ノード５１はDTN１００に属する他のDTNノード２の１つであり、宛先ノード５２は他のDTN１０１に属するDTNノードである。さらに、DTNノード１は、DTN１００と無線ネットワークインフラストラクチャ２００の間でメッセージを中継するルータ又はゲートウェイとして動作する。さらにまた、図７の例では、DTNサーバ４０がIPネットワーク３００に配置されている。DTNサーバ４０は、送信元ノード５１から送信されたメッセージをDTNノード１から無線ネットワークインフラストラクチャ２００及びＩＰネットワーク３００を経由して受信する。そして、DTNサーバ４０は、送信元ノード５１から送信されたメッセージを、IPネットワーク３００、無線ネットワークインフラストラクチャ２０１及びDTN１０１を経由して宛先ノード５２に送信する。

図８は、本実施形態に係るDTNノード１（制御部１３）によって行われるデータバッファ制御の例を示すフローチャートである。図８の例では、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度は、DTNノード１がDTNサーバ４０と通信する頻度の大きさによって評価される。すなわち、ステップＳ４１では、DTNノード１（制御部１３）は、DTNサーバ４０との通信履歴をノード情報として取得する。ステップＳ４２では、DTNノード１（制御部１３）は、DTNサーバ４０との通信頻度が大きいほど、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくする。

図８の手順によれば、DTN１００とDTNサーバ４０の間のメッセージ中継におけるDTNノード１の役割が大きい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくすることができる。このため、DTN１００を介したメッセージ送信の成功率を高めることができる。一方で、図８の手順によれば、DTN１００とDTNサーバ４０の間のメッセージ中継におけるDTNノード１の役割が小さい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を小さくすることができ、したがってDTNノード１の消費電力を抑制できる。

図８の手順では、「DTNノード１がDTNサーバ４０と通信する頻度」に代えて又はこれと組合せて、DTNノード１とDTNサーバ４０の間の通信に関する他の指標（例えば、DTNノード１がDTNサーバ４０と最後に通信してからの経過時間、又はDTNノード１とDTNサーバ４０の間で転送されたメッセージ量）を用いてもよい。

＜第４の実施形態＞
本実施形態では、DTNノード１において行われるデータバッファ制御の具体例の１つを説明する。本実施形態では、DTN１００の構成例は図１と同様であり、DTNノード１の構成例は図２と同様である。すなわち、DTN１００は、DTNノード１及び他のDTNノード２を含む。

図９は、本実施形態に係るDTNノード１（制御部１３）によって行われるデータバッファ制御の例を示すフローチャートである。図９の例では、DTN１００を経由したメッセージ転送の成功に対するDTNノード１の寄与の程度は、DTNノード１の地理的な行動範囲の大きさによって評価される。すなわち、ステップＳ５１では、DTNノード１（制御部１３）は、DTNノード１の移動履歴を取得する。DTNノード１の移動履歴は、GPSレシーバによって取得される位置情報に基づいて計算されてもよい。ステップＳ５２では、DTNノード１（制御部１３）は、移動履歴に基づいて把握されるDTNノード１の地理的な行動範囲が大きいほど、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくする。

DTNノード１の行動範囲が大きいことは、DTNノード１が多くの他のDTNノード２と交信できる可能性が高いこと、又はDTNノード１が無線ネットワークインフラストラクチャに接続できる可能性が高いことが期待される。したがって、図９の手順によれば、DTNノード１の行動範囲が大きい場合にデータバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を大きくすることによって、DTN１００を介したメッセージ送信の成功率を高めることができる。一方で、図９の手順によれば、DTNノード１の行動範囲が小さい場合に、データバッファ１２に保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を小さくすることができ、したがってDTNノード１の消費電力を抑制できる。

＜その他の実施形態＞
上述した複数の実施形態は、適宜組合せて実施されてもよい。

上述した複数の実施形態は、Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Network（DTN）を具体例として用いて説明した。しかしながら、上述の実施形態の開示は、ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワーク、例えばDelay Tolerant Network、ストア・アンド・フォワード型の無線マルチホップ・ネットワーク、又はストア・アンド・フォワード型の無線アドホック・ネットワーク、に広く適用することができる。

上述した複数の実施形態で説明されたDTNノード１によるデータバッファの制御処理は、コンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。具体的には、本明細書においてフローチャート等を用いて説明したアルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む一つ又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータシステムに供給すればよい。

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（e.g. フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（e.g. 光磁気ディスク）、Compact Disc Read Only Memory（CD-ROM）、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ（e.g. マスクROM、Programmable ROM（PROM）、Erasable PROM（EPROM）、フラッシュROM、Random Access Memory（RAM））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１３年１１月１３日に出願された日本出願特願２０１３−２３４５４９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、２ Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Network（DTN）ノード
１１無線通信部
１２データバッファ
１３制御部
４０ Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Network（DTN）サーバ
５１送信元ノード
５２宛先ノード
１００、１０１ Disruption/Delay/Disconnect Tolerant Network（DTN）
２００、２０１無線ネットワークインフラストラクチャ
３００ Internet Protocol（IP）ネットワーク

Claims

ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークで利用される無線端末装置であって、
無線通信部と、
前記無線通信部と結合され、前記無線ネットワークにおいて転送される複数のメッセージを保存するメモリと、
前記メモリに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、第１の情報に基づいて調整する制御手段と、
を備え、
前記第１の情報は、送信元ノードから宛先ノードへの前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する前記無線端末装置の寄与の程度に関する、
無線端末装置。
前記制御手段は、前記寄与の程度が大きいほど前記最大数及び前記最大保存期間の少なくとも一方を大きくするよう調整する、請求項１に記載の無線端末装置。
前記寄与の程度は、他の通信ネットワークへの前記無線端末装置の接続頻度の大きさによって評価される、請求項１又は２に記載の無線端末装置。
前記無線ネットワークは、物理的に離間した複数の端末グループを含み、
前記寄与の程度は、前記複数の端末グループ間でメッセージを中継するサーバと前記無線端末装置が通信する頻度の大きさによって評価される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線端末装置。
前記寄与の程度は、前記無線端末装置の地理的な行動範囲の大きさによって評価される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線端末装置。
前記第１の情報は、前記無線ネットワークにおける前記無線端末装置と他の無線端末の間の第１の通信履歴を含む、請求項１又は２に記載の無線端末装置。
前記第１の通信履歴は、（ａ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置によって検出された他の無線端末の数、（ｂ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置の周囲に存在する他の無線端末の入れ替わり頻度、（ｃ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置と他の無線端末の間で転送されたメッセージ量、（ｄ）前記メモリから削除する前に前記無線ネットワークにおいてメッセージ送信を成功した割合、及び（ｅ）前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する寄与の程度が大きい他の無線端末との接続頻度、のうち少なくとも１つを示す、請求項６に記載の無線端末装置。
前記第１の情報は、他の通信ネットワークと前記無線端末装置の間の第２の通信履歴を含む、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線端末装置。
前記第２の通信履歴は、前記無線端末装置が接続した前記他の通信ネットワークの数、前記他の通信ネットワークへの前記無線端末装置の接続頻度、前記無線端末装置が前記他の通信ネットワークに最後に接続してからの経過時間及び前記無線端末装置と前記他の通信ネットワークの間で転送されたメッセージ量、のうち少なくとも１つを示す、
請求項８に記載の無線端末装置。
前記他の通信ネットワークは、無線Local Area Network（LAN）及び公衆セルラネットワークのうち少なくとも１つを含む、請求項８又は９に記載の無線端末装置。
前記無線ネットワークは、物理的に離間した複数の端末グループを含み、
前記第１の情報は、前記複数の端末グループ間でメッセージを中継するサーバと前記無線端末装置の間の第３の通信履歴を含む、
請求項１又は２に記載の無線端末装置。
前記第３の通信履歴は、前記無線端末装置による前記サーバとの通信頻度、前記無線端末装置が前記サーバと最後に通信してからの経過時間、及び前記無線端末装置と前記サーバの間で転送されたメッセージ量、のうち少なくとも１つを示す、
請求項１１に記載の無線端末装置。
前記第１の情報は、前記無線端末装置に予め設定された識別情報を含み、
前記識別情報は、前記寄与の程度の大きさを示す、
請求項１又２に記載の無線端末装置。
前記無線ネットワークにおいて転送される各メッセージは、緊急性又はブロードキャスト特性によって区別される第１又は第２のクラスが割り当てられており、
前記制御手段は、前記第１のクラスが割り当てられたメッセージと前記第２のクラスが割り当てられたメッセージに対して互いに異なる最大数又は最大保存期間を適用する、
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の無線端末装置。
ストア・アンド・フォワード型の無線ネットワークで利用される無線端末装置の制御方法であって、
前記無線ネットワークにおいて転送される複数のメッセージを保存するために前記無線端末装置に配置されたメモリに保存されるメッセージの最大数及び最大保存期間の少なくとも一方を、第１の情報に基づいて調整することを備え、
前記第１の情報は、送信元ノードから宛先ノードへの前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する前記無線端末装置の寄与の程度に関する、
制御方法。
前記調整することは、前記寄与の程度が大きいほど前記最大数及び前記最大保存期間の少なくとも一方を大きくするよう調整することを含む、請求項１５に記載の制御方法。
前記寄与の程度は、他の通信ネットワークへの前記無線端末装置の接続頻度の大きさによって評価される、請求項１５又は１６に記載の制御方法。
前記無線ネットワークは、複数の端末グループを含み、
前記寄与の程度は、前記複数の端末グループ間でメッセージを中継するサーバと前記無線端末装置が通信する頻度の大きさによって評価される、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の制御方法。
前記寄与の程度は、前記無線端末装置の地理的な行動範囲の大きさによって評価される、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の制御方法。
前記第１の情報は、前記無線ネットワークにおける前記無線端末装置と他の無線端末の間の第１の通信履歴を含む、請求項１５又は１６に記載の制御方法。
前記第１の通信履歴は、（ａ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置によって検出された他の無線端末の数、（ｂ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置の周囲に存在する他の無線端末の入れ替わり頻度、（ｃ）前記無線ネットワークにおいて前記無線端末装置と他の無線端末の間で転送されたメッセージ量、（ｄ）前記メモリから削除する前に前記無線ネットワークにおいてメッセージ送信を成功した割合、及び（ｅ）前記無線ネットワークを経由したメッセージ転送の成功に対する寄与の程度が大きい他の無線端末との接続頻度、のうち少なくとも１つを示す、請求項２０に記載の制御方法。
前記第１の情報は、他の通信ネットワークと前記無線端末装置の間の第２の通信履歴を含む、
請求項１５又は１６に記載の制御方法。
前記第２の通信履歴は、前記無線端末装置が接続した前記他の通信ネットワークの数、前記他の通信ネットワークへの前記無線端末装置の接続頻度、前記無線端末装置が前記他の通信ネットワークに最後に接続してからの経過時間、及び前記無線端末装置と前記他の通信ネットワークの間で転送されたメッセージ量、のうち少なくとも１つを示す、
請求項２２に記載の制御方法。
前記他の通信ネットワークは、無線Local Area Network（LAN）及び公衆セルラネットワークのうち少なくとも１つを含む、請求項２２又は２３に記載の制御方法。
前記無線ネットワークは、複数の端末グループを含み、
前記第１の情報は、前記複数の端末グループ間でメッセージを中継するサーバと前記無線端末装置の間の第３の通信履歴を含む、
請求項１５又は１６に記載の制御方法。
前記第３の通信履歴は、前記無線端末装置による前記サーバとの通信頻度、前記無線端末装置が前記サーバと最後に通信してからの経過時間、及び前記無線端末装置と前記サーバの間で転送されたメッセージ量、のうち少なくとも１つを示す、
請求項２５に記載の制御方法。
前記第１の情報は、前記無線端末装置に予め設定された識別情報を含み、
前記識別情報は、前記寄与の程度の大きさを示す、
請求項１５又１６に記載の制御方法。
前記無線ネットワークにおいて転送される各メッセージは、緊急性又はブロードキャスト特性によって区別される第１又は第２のクラスが割り当てられており、
前記調整することは、前記第１のクラスが割り当てられたメッセージと前記第２のクラスが割り当てられたメッセージに対して互いに異なる最大数又は最大保存期間を適用することを含む、
請求項１５〜２７のいずれか１項に記載の制御方法。
請求項１５〜２８のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体。