JPWO2017138136A1 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

メッセージ制御部（１４０）は、通信経路構築用にブロードキャスト送信される制御メッセージの受信から制御メッセージに対する応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定する。無線送受信部（１２０）は、ブロードキャスト送信された制御メッセージを受信し、制御メッセージの受信からメッセージ制御部（１４０）により設定された待ち時間が経過したときに、制御メッセージの送信元に応答メッセージを送信する。

Description

本発明は、通信経路構築用に送信される制御メッセージに対する応答メッセージの送信を制御する技術に関する。

各種オートメーション情報や各種センサ情報を無線で収集することを目的とした、複数の無線機で構成される無線メッシュネットワークでは、ルーティングプロトコルの一つであるＲＰＬ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ
Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）が用いられる。
ＲＰＬは、無線センサなどの低消費電力、低リソースの端末を不安定な通信環境下での利用することを目的としたルーティングプロトコルであり、ＩＥＴＦのＲＦＣ ６５５０で標準化されている（非特許文献１）。
ＲＰＬはＤＯＤＡＧ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｄｉｒｅｃｔｅｄ
Ａｃｙｃｌｉｃ Ｇｒａｐｈ）と呼ばれるツリー構成で形成される。そして、ＲＰＬでは、上り方向の経路構築にＤＩＯ（ＤＯＤＡＧ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｏｂｊｅｃｔ）と、ＤＩＳ（ＤＯＤＡＧ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ）と呼ばれる制御メッセージが用いられる。また、ＲＰＬでは、下り方向の経路構築にＤＡＯ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ）と呼ばれる制御メッセージが用いられる。 ＲＰＬプロトコルの課題の一つとして、ノード数が増加すると共に、制御メッセージが無線ネットワークの帯域を占有してしまい、アプリケーションメッセージの配信率がチャネルビジーや衝突が原因で低下してしまうことが非特許文献２及び非特許文献３で報告されている。

"ＲＰＬ：ＩＰｖ６ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ−Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，ＩＥＴＦ，ＲＦＣ ６５５０，Ｍａｒｃｈ，２０１２． Ｎ．Ａｃｃｅｔｔｕｒａ，ｅｔ ａｌ，"Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ＲＰＬ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ．"，ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｓｔａｎｂｕｌ，Ｔｕｒｋｅｙ，Ａｐｒｉｌ １３−１５，２０１１． Ｋ．Ｈｅｕｒｔｅｆｅｕｘａｎｄ Ｈ．Ｍｅｎｏｕａｒ，"Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｒｏｕｔｉｎｇ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ：ＲＰＬ ｕｎｄｅｒ ｓｔｕｄｙ"，ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， ２０１３ ６ｔｈ Ｊｏｉｎｔ ＩＦＩＰ，２０１３．

非特許文献１に記述されている、従来のＲＰＬを用いた無線メッシュネットワークでは、同一カバレッジに複数の端末が存在する場合に、制御メッセージが無線トラフィックの密度を上昇させてしまい、アプリケーションデータの遅延が生じる。
多数の端末が存在する場合に、ＲＰＬのように通信経路構築用の制御メッセージがブロードキャストで送信されると、制御メッセージに対する応答メッセージが多数の端末から一斉に送信される。このため、応答メッセージのトラフィックが急増し、アプリケーションデータの通信が阻害されるという課題がある。

本発明は、このような課題を解決することを主な目的としており、制御メッセージに対する応答メッセージの送信によってアプリケーションデータの通信が阻害されるという事態を回避することを主な目的とする。

本発明に係る通信装置は、
通信経路構築用にブロードキャスト送信される制御メッセージの受信から前記制御メッセージに対する応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定するメッセージ制御部と、
ブロードキャスト送信された前記制御メッセージを受信し、前記制御メッセージの受信から前記メッセージ制御部により設定された前記待ち時間が経過したときに、前記制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信するメッセージ通信部とを有する。

本発明では、制御メッセージの受信から応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定し、制御メッセージの受信から待ち時間が経過したときに、制御メッセージの送信元に応答メッセージを送信する。このため、多数の応答メッセージが一斉に送信されることはなく、応答メッセージの送信によってアプリケーションデータの通信が阻害されるという事態を回避することができる。

実施の形態１に係る親局装置と子局装置との間の通信経路構築手順の例を示す図。 実施の形態１に係る親局装置と子局装置との間の通信経路構築手順の例を示す図。 実施の形態１に係る親局装置及び子局装置の機能構成例を示す図。 実施の形態１に係る親局装置及び子局装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態１に係る親局装置の通信経路構築時の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る子局装置の通信経路構築時の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る子局装置の通信経路構築時の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る子局装置の経路参入完了手順の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態１に係る親局装置と子局装置との間の通信シーケンス例を示す図。 実施の形態２に係る子局装置の機能構成例を示す図。 実施の形態２に係る子局装置の受信メッセージの計数時の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態２に係る子局装置の経路参入完了手順の動作例を示すフローチャート図。 実施の形態２に係るタイマ値決定テーブルの例を示す図。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る通信システムに含まれる親局装置１００及び子局装置２００を示す。また、図１は、親局装置１００及び子局装置２００の間で行われる、通信経路の構築手順を示す。図１は、子局装置２００が２台の例を示している。
親局装置１００は、子局装置２００を管理するコンピュータである。また、子局装置２００は親局装置１００により管理されるコンピュータである。
親局装置１００及び子局装置２００は、例えば、親局装置１００を中心とするスター型のネットワークを構成する。また、親局装置１００及び子局装置２００は、ツリー型のネットワークを構成してもよい。つまり、親局装置１００を最上位階層とし、子局装置２００のうちの一方の子局装置２００を中間階層とし、子局装置２００のうちの他方の子局装置２００を最下位階層とするツリー型のネットワークを構成してもよい。
スター型のネットワークでは、各子局装置２００から親局装置１００へのアプリケーションデータの通信経路を上り通信経路といい、親局装置１００から各子局装置２００へのアプリケーションデータの通信経路を下り通信経路という。
また、ツリー型のネットワークでは、最下位階層の子局装置２００から中間階層の子局装置２００を経て最上位階層の親局装置１００に至るアプリケーションデータの通信経路を上り通信経路という。また、最上位階層の親局装置１００から中間階層の子局装置２００を経て最下位階層の子局装置２００に至るアプリケーションデータの通信経路を下り通信経路という。
なお、以下では、上り通信経路を上り経路ともいい、下り通信経路を下り経路ともいう。
また、各子局装置２００は、通信装置の例に相当する。また、各子局装置２００で行われる動作は、通信方法の例に相当する。

親局装置１００と子局装置２００との間の通信経路構築手順として、図１に示す手順と図２に示す手順とがある。
図１及び図２では、スター型のネットワークにおける通信経路構築手順を示している。
図１の通信経路構築手順では、親局装置１００が先ず上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した各子局装置２００が親局装置１００に下り経路通知を送信する。これにより、親局装置１００と各子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。
図２の通信経路構築手順では、各子局装置２００が先ず上り経路情報要求をブロードキャスト送信する。次に、上り経路情報要求を受信した親局装置１００が上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した各子局装置２００が親局装置１００に下り経路通知を送信する。これにより、親局装置１００と各子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。

上り経路通知は、下り通信経路構築用の制御メッセージである。つまり、上り経路通知は、親局装置１００又は子局装置２００が通信経路構築済みであることを周辺の他局装置に対して周知するための制御メッセージである。また、上り経路通知は、親局装置１００又は子局装置２００の下位局装置が上り経路の候補を認識するための制御メッセージでもある。
下り経路通知は、上り経路通知に対する応答メッセージである。つまり、下り経路通知は、子局装置２００が上り経路通知の送信元の上位局装置の下り経路に参入することを通知する制御メッセージである。
上り経路情報要求は、上り通信経路構築用の制御メッセージである。つまり、上り経路情報要求は、子局装置２００が自局の上位局装置を探索するための制御メッセージであり、自局の上位局装置に上り経路通知の送信を要求する制御メッセージである。。
例えば、非特許文献１では、上り経路通知はＤＩＯ、下り経路通知はＤＡＯ、上り経路情報要求はＤＩＳと呼ばれている。
以下では、上り経路通知、下り経路通知及び上り経路情報要求を区別する必要がないときは、これら通知を総称して制御メッセージという。
なお、上り経路通知は第１の制御メッセージの例に相当し、上り経路情報要求は第２の制御メッセージの例に相当する。

本実施の形態では、図１及び図２の通信経路構築手順において、上り経路通知を受信した各子局装置２００が親局装置１００に下り経路通知を送信する際の送信タイミングを分散させることにより、多数の下り経路通知が一斉に送信される事態を回避する。

また、ツリー型のネットワークでは、以下の（１）と（３）との組合せ、（１）と（４）との組合せ、（２）と（３）との組合せ、（２）と（４）との組合せのいずれかにより通信経路が構築される。
（１）親局装置１００が上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した一方の子局装置２００（中間階層になる子局装置２００）が親局装置１００に下り経路通知を送信する。これにより、親局装置１００と中間階層の子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。
（２）一方の子局装置２００（中間階層になる子局装置２００）が先ず上り経路情報要求をブロードキャスト送信する。次に、上り経路情報要求を受信した親局装置１００が上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した一方の子局装置２００が親局装置１００に下り経路通知を送信する。これにより、親局装置１００と中間階層の子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。
（３）一方の子局装置２００（中間階層になる子局装置２００）は、上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した他方の子局装置２００（最下位階層になる子局装置２００）が一方の子局装置２００に下り経路通知を送信する。これにより、中間階層の子局装置２００と最下位階層の子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。
（４）他方の子局装置２００（最下位階層になる子局装置２００）が上り経路情報要求をブロードキャスト送信する。次に、上り経路情報要求を受信した一方の子局装置２００（中間階層になる子局装置２００）が上り経路通知をブロードキャスト送信する。そして、上り経路通知を受信した他方の子局装置２００が一方の子局装置２００に下り経路通知を送信する。これにより、中間階層の子局装置２００と最下位階層の子局装置２００との間に上り通信路と下り通信路が構築される。

図３は、本実施の形態に係る親局装置１００及び子局装置２００の機能構成例を示す。
本実施の形態では、親局装置１００及び子局装置２００は同じ機能構成を備える。

図３において、アンテナ１１０は、無線通信を実現するためのアンテナである。

無線送受信部１２０は、後述の信号処理部１３０により変換された後の制御メッセージを変調し、変調信号をアンテナ１１０を介して送信する。また、無線送受信部１２０はアンテナ１１０を介して制御メッセージの変調信号を受信し、変調信号を復調する。
より具体的には、親局装置１００の無線送受信部１２０は、上り経路通知の変調信号を送信する。また、親局装置１００の無線送受信部１２０は、下り経路通知の変調信号又は上り経路情報要求の変調信号を受信する。更に、親局装置１００の無線送受信部１２０は、アプリケーションデータの変調信号を送信し、また、アプリケーションデータの変調信号を受信する。
また、子局装置２００の無線送受信部１２０は、下り経路通知の変調信号又は上り経路情報要求の変調信号を送信する。また、子局装置２００の無線送受信部１２０は、上り経路通知の変調信号を受信する。更に、子局装置２００の無線送受信部１２０は、アプリケーションデータの変調信号を送信し、また、アプリケーションデータの変調信号を受信する。
子局装置２００の無線送受信部１２０は、メッセージ通信部の例に相当する。

信号処理部１３０は、後述するメッセージ制御部１４０で生成された制御メッセージを無線送受信部１２０で変調可能な信号に変換する。また、信号処理部１３０は、無線送受信部１２０で復調された信号をメッセージ制御部１４０で処理可能な制御メッセージに変換する。

メッセージ制御部１４０は、受信したデータの種別を識別し、受信したデータが自局宛のアプリケーションデータであれば外部機器へ転送する。また、メッセージ制御部１４０は、受信したデータが、自局宛の制御メッセージであれば、制御メッセージの種別ごとの処理を行う。
より具体的には、親局装置１００のメッセージ制御部１４０は、上り経路情報要求を受信した場合は、上り経路通知を生成する。また、親局装置１００のメッセージ制御部１４０は、下り経路通知を受信した場合は、後述する経路管理部１６０に下り経路リストの更新を行わせる。
また、子局装置２００のメッセージ制御部１４０は、上り経路通知を受信した場合は、上り経路通知の受信から下り経路通知の送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定する。そして、子局装置２００のメッセージ制御部１４０は、上り経路通知の受信から、待ち時間を経過したときに、下り経路通知を生成する。このため、子局装置２００の無線送受信部１２０は、上り経路通知の変調信号を受信してから待ち時間が経過したときに、下り経路通知を親局装置１００に送信する。また、子局装置２００のメッセージ制御部１４０は、下り経路通知に対する応答信号を受信した場合は、後述する経路管理部１６０に上り経路リストの更新を行わせる。また、子局装置２００のメッセージ制御部１４０は、上り経路情報要求を受信した場合は、上り経路情報要求の送信元の子局装置２００の上位局装置になる場合は、上り経路通知を生成する。また、子局装置２００のメッセージ制御部１４０は、下り経路通知を受信した場合は、経路管理部１６０に下り経路リストの更新を行わせる。

時刻管理部１５０は時刻を管理する。メッセージ制御部１４０は、時刻管理部１５０により生成された時刻情報を用いて制御メッセージを送信するタイミングを制御する。

経路管理部１６０は、制御メッセージの宛先を管理する。
より具体的には、親局装置１００の経路管理部１６０は、下り経路通知の送信元を下り通信経路における通信先として経路情報保存部１８０に登録する。
また、子局装置２００の経路管理部１６０は、上り経路通知の送信元を上り通信経路における通信先として経路情報保存部１８０に登録する。更に、子局装置２００の経路管理部１６０は、下り経路通知の送信元を下り通信経路における通信先として経路情報保存部１８０に登録する。

経路情報保存部１８０は、上り通信経路の通信先又は下り通信経路の通信先を記憶する。
より具体的には、親局装置１００の経路情報保存部１８０は、下り通信経路における通信先を記憶する。
また、子局装置２００の経路管理部１６０は、上り通信経路の通信先を保存する。また、ツリー形状のネットワークに含まれる中間階層の子局装置２００の経路管理部１６０は、下り通信経路の通信先を記憶する。

状態管理部１９０は、自局が通信経路の構築中の状態なのか、通信経路の構築が完了した状態なのかを管理する。

図４は、実施の形態１に係る親局装置１００及び子局装置２００のハードウェア構成例を示す。
図４に示すように、親局装置１００及び子局装置２００は、アンテナ１１０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路２２０、ＰＨＹ制御回路２３０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４０、発振器２５０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６０、補助記憶装置２７０で構成される。
アンテナ１１０は、図３に示したものと同じである。ＲＦ回路２２０は、無線通信を行う回路である。ＰＨＹ制御回路２３０は、ＰＨＹ層の制御を行う回路である。ＣＰＵ２４０はプログラムを実行するプロセッサである。発振器２５０は、クロックパルスを生成する回路である。ＲＡＭ２６０は揮発性の記憶素子である。補助記憶装置２７０は、不揮発性の記憶素子であり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等である。
無線送受信部１２０はＲＦ回路２２０で実現される。信号処理部１３０はＰＨＹ制御回路２３０で実現される。時刻管理部１５０は発振器２５０で実現される。周辺端末情報保存部１７０、経路情報保存部１８０はＲＡＭ２６０又は補助記憶装置２７０で実現される。メッセージ制御部１４０、状態管理部１９０、経路管理部１６０はＣＰＵ２４０がプログラムを実行することにより実現される。
つまり、ＣＰＵ２４０は、メッセージ制御部１４０、状態管理部１９０、経路管理部１６０の機能を実現するプログラムを実行する。メッセージ制御部１４０、状態管理部１９０、経路管理部１６０の機能を実現するプログラムは補助記憶装置２７０で記憶されている。そして、メッセージ制御部１４０、状態管理部１９０、経路管理部１６０の機能を実現するプログラムは、実行時にＲＡＭ２６０にロードされ、ＣＰＵ２４０により実行される。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
先ず、図５を用いて親局装置１００の通信経路構築時の動作例を説明する。

親局装置１００では、無線起動（ステップＳ１００）により無線通信が可能となる。
無線起動後に、メッセージ制御部１４０が時刻管理部１５０を用いて上り経路通知タイマを起動させる（ステップＳ１１０）。上り経路通知タイマは、上り経路通知を送信するタイミングを調整するためのタイマである。

上り経路通知タイマが満了する前に上り経路情報要求を受信した場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）は、メッセージ制御部１４０は、時刻管理部１５０を用いて、上り経路通知待機タイマを起動させる（ステップＳ１６０）。上り経路通知待機タイマは、上り経路通知タイマが満了する前に上り経路情報要求を受信した場合に上り経路通知を送信するタイミングを調整するためのタイマである。

一方、上り経路情報要求を受信せずに上り経路通知タイマが満了した場合（ステップＳ１３０でＹＥＳ）は、メッセージ制御部１４０は、上り経路通知を生成し、信号処理部１３０、無線送受信部１２０及びアンテナ１１０を経由して上り経路通知をブロードキャスト送信する（ステップＳ１８０）。
また、上り経路通知を送信した後に、メッセージ制御部１４０は上り経路通知タイマを初期化する（ステップＳ１９０）。なお、初期化方法は例えば非特許文献１で示される、Ｔｒｉｃｋｌｅ ｔｉｍｅｒを使う。

下り経路通知を受信した場合（ステップＳ１４０でＹＥＳ）は、経路管理部１６０が下り経路リストを更新する（ステップＳ１５０）。具体的には、メッセージ制御部１４０が、受信した下り経路通知の宛先を認識する。そして、メッセージ制御部１４０は、下り経路通知の宛先が自局であった場合は、経路管理部１６０に下り経路通知の送信元を通知する。経路管理部１６０は、下り経路通知の送信元を下り通信経路における通信先として経路情報保存部１８０に登録する。

一方、ステップＳ１４０で下り経路通知を受信しなければ、メッセージ制御部１４０は、上り経路通知タイマが満了になるまで、上り経路情報要求、または、下り経路通知の受信を待つ（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）。

次に、図６、図７、図８を用いて、本実施の形態に係る子局装置２００の通信経路構築時の動作例を説明する。

子局装置２００では、無線起動（ステップＳ２００）により無線通信が可能となる。
無線起動後に、メッセージ制御部１４０が時刻管理部１５０を用いて上り経路情報要求タイマと上り経路通知タイマを起動する（ステップＳ２０１、Ｓ２０２）。
上り経路通知タイマは、前述したとおりである。上り経路情報要求タイマは、上り経路情報要求を送信するタイミングを調整するためのタイマである。
上り通知タイマが満了する前に上り経路情報要求を受信した場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）は、ステップＳ２０４の下り経路参入完了手順が行われる。下り経路参入完了手順の詳細は図８を参照して後述する。

ステップＳ２０５で上り経路情報要求タイマが満了したら、メッセージ制御部１４０は、上り経路情報要求を生成し、信号処理部１３０、無線送受信部１２０、アンテナ１１０を経由して上り経路情報要求をブロードキャスト送信する（ステップＳ２０６）。
ステップＳ２０７〜Ｓ２１４は、親局装置１００の動作であるステップＳ１２０〜Ｓ１９０の動作と同じである。このため、ステップＳ２０７〜Ｓ２１４の説明は省略する。

次に、図８を参照して、図６のステップＳ２０４の下り経路参入完了手順の詳細を説明する。

上り経路通知受信（ステップＳ３００）後、ステップＳ３１０で、メッセージ制御部１４０が下り経路通知の待ちスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）を決める。待ちスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）は整数である。メッセージ制御部１４０は、例えば、予め定められた最大スロット数Ｎ＿ｗａｉｔ＿ｍａｘに対して、１〜Ｎ＿ｗａｉｔ＿ｍａｘの間で一様分布となる乱数を用いて、待ちスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）を決定する。

ステップＳ３２０で、メッセージ制御部１４０は時刻管理部１５０を用いて下り経路通知タイマを起動する。下り経路通知タイマは、下り経路通知を送信するタイミングを調整するためのタイマである。
メッセージ制御部１４０は、例えば、予め設定されたスロット時間（Ｔ＿ｗａｉｔ）に対して、ステップＳ３１０で決定した待ちスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）を乗算し、乗算値（Ｔ＿ｗａｉｔ×Ｎ＿ｗａｉｔ）の時間をタイマ満了時間として設定する。つまり、メッセージ制御部１４０は、上り経路通知の受信から下り経路通知の送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定する。

ステップＳ３３０で、メッセージ制御部１４０は下り経路通知タイマが満了するまで待機する。ステップＳ３３０の間、メッセージ制御部１４０は休止していてもよいし、図８の動作フローとは無関係の動作を行ってもよい。

下り経路通知タイマが満了したら、ステップＳ３４０で、メッセージ制御部１４０は下り経路通知を生成し、信号処理部１３０、無線送受信部１２０、アンテナ１１０を経由して、上り経路通知の送信元に下り経路通知を送信する。

ステップＳ３５０で、下り経路通知の送信後一定期間の間に下り経路通知に対する応答信号を受信した場合は、経路管理部１６０が上り経路リストを更新する（ステップＳ１３６０）。具体的には、経路管理部１６０は、応答信号の送信元、つまり、上り経路通知の送信元を上り通信経路における通信先として経路情報保存部１８０に登録する。
なお、応答信号はどのような信号でもよく、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層のＡＣＫが想定される。
また、ステップＳ３５０において、下り経路通知の送信後一定期間の間に応答信号を受信できなければ、処理がステップＳ３１０に戻る。

図９は、本実施の形態に係る親局装置１００と子局装置２００との間の通信シーケンスの例を示す。図９では、親局＃１が親局装置１００に相当する。また、子局装置２００として、子局＃１、子局＃２、子局＃３が存在する。
また、図９では、親局＃１と、子局＃１、子局＃２、子局＃３とがスター型の通信経路を構築する際の通信シーケンスの例を示す。

図９では、親局＃１が無線起動した後、親局＃１において上り経路通知タイマが満了し、親局＃１から上り経路通知がブロードキャストされる。
子局＃１、子局＃２、子局＃３は、それぞれ、上り経路通知を受信し、下り経路通知タイマを起動する。子局＃１、子局＃２、子局＃３は、それぞれ、乱数を用いて待ち時間を決定するため、下り経路通知タイマが満了する時刻が異なる。
図９の例では、子局＃１の下り経路通知タイマが最も早くに満了する。次に、子局＃２の下り経路通知タイマが満了する。最後に、子局＃３の下り経路通知タイマが満了する。
このように、本実施の形態では、乱数を用いることで、下り経路通知の送信時刻を子局ごとにずらすことが可能である。

なお、図９では、説明の簡明化のため、親局＃１の無線起動直後の上り経路通知タイマの満了及び上り経路通知の送信のみが図示されているが、親局＃１では、図５に示したように、繰り返し上り経路通知タイマが起動され、繰り返し上り経路通知がブロードキャストされる。
また、各子局でも図６〜図８に示したように、繰り返し上り経路通知タイマが起動され、繰り返し上り経路通知がブロードキャストされるが、説明の簡明化のために図示を省略している。
また、図９では、各子局が上り経路情報要求を送信する前に親局＃１からの上り経路通知を受信しているため上り経路情報要求の送信は図示されていない。図６〜図８に示したように、各子局は親局＃１から上り経路通知を受信しない場合は、上り経路情報要求をブロードキャスト送信する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
以上、本実施の形態によれば、複数の子局装置から下り経路通知が一斉に送信されることがない。このため、下り経路通知の送信によってアプリケーションデータの通信が阻害されるという事態を回避することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、各子局装置が、予め定められたスロット時間（Ｔ＿ｗａｉｔ）と、乱数によって決定された待ちスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）とに基づき、下り経路通知の送信タイミングを決定する。
実施の形態２では、各子局装置が、各子局装置の周辺に存在する子局装置の数を推定し、推定した周辺の子局装置の数と乱数とに基づき、下り経路通知の送信タイミングを決定する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１０は、本実施の形態に係る子局装置２００の機能構成例を示す。図３の機能構成例と比べると、図１０では周辺端末情報保存部１７０が追加されている。
周辺端末情報保存部１７０は、周辺に存在する子局装置２００の数の把握のため、受信メッセージ数を記憶する。
本実施の形態に係る親局装置１００の機能構成は、図３に示したものと同じである。
また、本実施の形態に係る親局装置１００及び子局装置２００のハードウェア構成は図４に示したもとの同じである。
以下では、主に実施の形態１との差異を説明する。以下で説明していない事項は、実施の形態１と同じである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
親局装置１００の動作手順は図５に示したものと同じである。

図１１は、本実施の形態に係る子局装置２００の動作例を示す。
本実施の形態では、子局装置２００は、図６のステップＳ２０３、Ｓ２０７において、上り経路通知、上り経路情報要求を受信する度に（ステップＳ４００）、無線送受信部１２０が受信電力を計測し、メッセージ制御部１４０が、計測された受信電力を、予め定められているしきい値と比較する（ステップＳ４０１）。計測された受信電力がしきい値以上であれば、メッセージ制御部１４０が周辺端末情報保存部１７０の受信メッセージ数をインクリメントする。つまり、メッセージ制御部１４０は、受信電力がしきい値以上である場合は、周辺に他の子局装置２００が存在すると推定し、周辺端末情報保存部１７０に周辺の子局装置２００の推定数を記憶させる。
なお、ここでは、メッセージ制御部１４０は、受信電力を用いて周辺の子局装置２００の数を推定しているが、他のパラメータを用いて周辺の子局装置２００の数を推定してもよい。
また、メッセージ制御部１４０は、上り経路通知、上り経路情報要求だけでなく、アプリケーションデータを受信した際にも同様の動作を行って、周辺の子局装置２００の数を推定してもよい。

図１２は、本実施の形態に係る子局装置２００における上り経路通知受信後の動作例を示す。
図１２では、図８の動作フローと比較して、ステップＳ５１０のみが異なり、Ｓ３００、Ｓ３２０〜Ｓ３６０は同じである。以下ではステップＳ５１０のみを説明する。

ステップＳ５１０では、メッセージ制御部１４０は、周辺端末情報保存部１７０で保存されている受信メッセージ数に応じて、図１３のタイマ値決定テーブルに記述されているタイマ値候補の中から下り経路通知タイマに設定するタイマ値を決定する。図１３のタイマ値決定テーブルでは、受信メッセージ数の範囲ごとに、タイマ値候補が定義されている。例えば、周辺端末情報保存部１７０で保存されている受信メッセージ数が「０〜Ｎ１」の範囲内であれば、メッセージ制御部１４０は、タイマ値候補である「Ｔ０〜Ｔ１００」の中から、いずれかのタイマ値候補をタイマ値として選択する。なお、タイマ値候補の「Ｔ０〜Ｔ１００」、「Ｔ１０１〜Ｔ２００」等は、順序付けられた値でも、乱数値でもよい。各子局装置が独立で、タイマ値候補の中から一つを乱数で選択する。
そして、メッセージ制御部１４０は、ステップＳ５１０で選択した値を、下り経路通知タイマに設定する。

なお、図１３のタイマ値決定テーブルでは、具体的な時間（秒）がタイマ値候補として定義されているが、受信メッセージ数の範囲ごとに、タイマ値候補としてスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）が定義されていてもよい。この場合は、メッセージ制御部１４０は、実施の形態１と同様に、タイマ値決定テーブルから選択したスロット数（Ｎ＿ｗａｉｔ）にスロット時間（Ｔ＿ｗａｉｔ）を乗算し、乗算値を下り経路通知タイマに設定する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
実施の形態２では、周辺の子局装置の数に応じて、下り経路通知の送信待ち時間を決定するため、実施の形態１により得られる効果に加え、必要以上に長い間下り経路通知の送信を待たなければならない機会を減少させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これら２つの実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。
あるいは、これら２つの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。
あるいは、これら２つの実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
＊＊＊ハードウェア構成の説明＊＊＊
最後に、ハードウェア構成の補足説明を行う。
補助記憶装置２７０には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。そして、ＯＳの少なくとも一部がＣＰＵ２４０により実行される。
ＣＰＵ２４０がＯＳを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
図４では、１つのＣＰＵ２４０が図示されているが、親局装置１００又は子局装置２００が複数のＣＰＵ２４０を備えていてもよい。
また、メッセージ制御部１４０、状態管理部１９０、経路管理部１６０（以下、これらをまとめて「部」という）の処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が、ＲＡＭ２６０、補助記憶装置２７０、又は、ＣＰＵ２４０内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。
また、「部」の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ等の可搬記憶媒体に記憶されてもよい。

また、「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」に読み替えてもよい。
また、親局装置１００及び子局装置２００は、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＡ（Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）といった電子回路により実現されてもよい。
この場合は、「部」は、それぞれ電子回路の一部として実現される。
なお、ＣＰＵ２４０及び上記の電子回路を総称してプロセッシングサーキットリーともいう。

１００ 親局装置、１１０ アンテナ、１２０ 無線送受信部、１３０ 信号処理部、１４０ メッセージ制御部、１５０ 時刻管理部、１６０ 経路管理部、１７０ 周辺端末情報保存部、１８０ 経路情報保存部、１９０ 状態管理部、２００ 子局装置、２２０ ＲＦ回路、２３０ ＰＨＹ制御回路、２４０ ＣＰＵ、２５０ 発振器、２６０ ＲＡＭ、２７０ 補助記憶装置。

Claims (8)

1. 通信経路構築用にブロードキャスト送信される制御メッセージの受信から前記制御メッセージに対する応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定するメッセージ制御部と、
   ブロードキャスト送信された前記制御メッセージを受信し、前記制御メッセージの受信から前記メッセージ制御部により設定された前記待ち時間が経過したときに、前記制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信するメッセージ通信部とを有する通信装置。
2. 前記メッセージ制御部は、
   下り通信経路構築用にブロードキャスト送信される制御メッセージである第１の制御メッセージの受信から前記第１の制御メッセージに対する応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定し、
   前記メッセージ通信部は、
   ブロードキャスト送信された前記第１の制御メッセージを受信し、前記第１の制御メッセージの受信から前記メッセージ制御部により設定された前記待ち時間が経過したときに、前記第１の制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信する請求項１に記載の通信装置。
3. 前記メッセージ制御部は、
   前記メッセージ通信部により前記第１の制御メッセージが受信されたときに前記待ち時間を設定し、
   前記メッセージ通信部は、
   前記第１の制御メッセージの受信から前記メッセージ制御部により設定された前記待ち時間が経過したときに、前記第１の制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信する請求項２に記載の通信装置。
4. 前記通信装置は、更に、
   前記第１の制御メッセージの送信元を上り通信経路における通信先として登録する経路管理部を有する請求項２に記載の通信装置。
5. 前記メッセージ通信部は、
   前記第１の制御メッセージを受信しない場合に、上り通信経路構築用の制御メッセージである第２の制御メッセージをブロードキャスト送信し、前記第２の制御メッセージの受信先が前記第２の制御メッセージに応答してブロードキャスト送信した前記第１の制御メッセージを送信し、
   前記メッセージ制御部は、
   前記メッセージ通信部により前記第１の制御メッセージが受信されたときに前記待ち時間を設定し、
   前記メッセージ通信部は、
   前記第１の制御メッセージの受信から前記メッセージ制御部により設定された前記待ち時間が経過したときに、前記第１の制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信する請求項２に記載の通信装置。
6. 前記メッセージ通信部は、
   前記第１の制御メッセージをブロードキャスト送信し、前記第１の制御メッセージに対する応答メッセージを前記第１の制御メッセージの送信先から受信し、
   前記通信装置は、更に、
   前記応答メッセージの送信元を下り通信経路における通信先として登録する経路管理部を有する請求項２に記載の通信装置。
7. 前記メッセージ制御部は、
   前記通信装置の周辺に存在する他の通信装置の数を推定し、
   推定した前記他の通信装置の数と乱数とを用いて前記待ち時間を設定する請求項１に記載の通信装置。
8. コンピュータが、通信経路構築用にブロードキャスト送信される制御メッセージの受信から前記制御メッセージに対する応答メッセージの送信までの待ち時間を、乱数を用いて設定し、
   前記コンピュータが、ブロードキャスト送信された前記制御メッセージを受信し、前記制御メッセージの受信から、設定された前記待ち時間が経過したときに、前記制御メッセージの送信元に前記応答メッセージを送信する通信方法。

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