WO2009130905A1

WO2009130905A1 - 通信端末装置及び通信方法

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Publication number: WO2009130905A1
Application number: PCT/JP2009/001861
Authority: WO
Inventors: 松下陽介; 藤原ゆうき; 本間秀樹; 森田直樹; 浦部嘉夫
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2009-10-29
Also published as: EP2270999A1; EP2270999A4; CN101689887A; US20100195569A1; JPWO2009130905A1

Abstract

　電力線を用いたネットワークにおいて、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を削減して、送信すべきデータの送信を確保する通信端末装置を提供する。電力線通信のネットワークと接続されたＰＬＣ端末Ｆ７０１は、ネットワークからビーコンを所定期間受信しないと判断した場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式を用いて、ビーコン要求パケットをネットワークに送信する。

Description

通信端末装置及び通信方法

　本発明は、通信路として電力線を用いる通信端末装置及び通信方法に関する。

　無線通信の分野では、基地局から発射されるビーコンを受信することにより、移動端末は基地局と通信できる範囲に入ったことを検知する。無線通信の分野でのビーコンは、基地局が用いる複数の変調方式の中で一番低速の変調方式で変調される。これは、一番低速の変調方式で変調することにより、基地局と通信できる範囲が最大限に拡大するからである。無線通信の場合、移動端末は移動することが前提であるため、移動により基地局と通信できる範囲から外れる確率が高い。基地局を用いた通信では、ビーコンを受信した全ての移動端末は必ず基地局を中継して通信を行うため、基地局と通信できる範囲から外れると通信不能となる。そのため、基地局は一番低速の変調方式でビーコンを変調し、基地局と通信できる範囲を最大限に拡大し、移動端末が移動により基地局と通信できる範囲から外れる確率を減らしている。

　また、無線ネットワークにおいて、端末が中継を行うことにより、基地局を用いずに中継端末の特定範囲に存在する他の端末と中継端末との間でデータの通信を可能とするアドホックな無線ネットワークも存在する。このアドホックな無線ネットワークにおいては、端末同士が中継を行うことにより、基地局１つの場合に比べて広範囲な通信が可能となる。ただし、アドホックな無線ネットワークにおいては基地局を用いる通信と異なり、中継を行う端末が特定されない。そのため、ある２端末間でデータ通信をしようとした場合には、中継端末の特定範囲に存在する全ての他の端末に中継するのに適した端末を中継端末として特定する必要がある。

　中継端末を特定するための制御情報の交換方式は、制御情報を周期的に交換するプロアクティブ方式（例えば、非特許文献１及び２を参照）と、制御情報の交換をデータ通信開始時に行うリアクティブ方式（例えば、非特許文献３及び４を参照）とに分類される。一般に、端末の移動速度が遅い場合にはプロアクティブ方式が有効であり、端末の移動速度が速い場合にはリアクティブ方式が有効であると言われている。

リクエスト・フォー・コメント３６２６：オプティマイズド・リンク・ステート・ルーティング・プロトコル（ＯＬＳＲ）「ＲＥＱＵＥＳＴ　ＦＯＲ　ＣＯＭＭＥＮＴ　３６２６：Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　Ｌｉｎｋ　Ｓｔａｔｅ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＯＬＳＲ）」リクエスト・フォー・コメント３６８４：トポロジー・ディセミネーション・ベースド・オン・リバース－パス・フォワーディング（ＴＢＲＰＦ）「ＲＥＱＵＥＳＴ　ＦＯＲ　ＣＯＭＭＥＮＴ　３６８４：Ｔｏｐｏｌｏｇｙ　Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｒｅｖｅｒｓｅ－Ｐａｔｈ　Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ（ＴＢＲＰＦ）」リクエスト・フォー・コメント３５６１：アド・ホック・オン－デマンド・ディスタンス・ヴェクター（ＡＯＤＶ）・ルーティング「ＲＥＱＵＥＳＴ　ＦＯＲ　ＣＯＭＭＥＮＴ　３５６１：Ａｄ　ｈｏｃ　Ｏｎ－Ｄｅｍａｎｄ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｖｅｃｔｏｒ　（ＡＯＤＶ）　Ｒｏｕｔｉｎｇ」リクエスト・フォー・コメント４７２８：ザ・ダイナミック・ソース・ルーティング・プロトコル（ＤＳＲ）・フォー・モバイル・アド・ホック・ネットワーク・フォー・アイピーヴイ４「ＲＥＱＵＥＳＴ　ＦＯＲ　ＣＯＭＭＥＮＴ　４７２８：Ｔｈｅ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｓｏｕｒｃｅ　Ｒｏｕｔｉｎｇ（ＤＳＲ）　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ａｄ　Ｈｏｃ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｆｏｒ　ＩＰｖ４」

　しかし、上記の従来技術を通信路として電力線を用いる電力線通信に適用した場合、以下のような問題が生ずる。

　上記の従来技術は無線通信で用いられることを前提としているため、基地局を用いた通信のビーコンと同じく一番低速の変調方式で中継端末からビーコンを送信している。これは、端末が移動した時に通信不能とならないためである。しかし、通信路として電力線を用いるＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ　Ｌｉｎｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）端末は移動しない端末である。そのため、電力線通信のネットワークに存在する中継機が子機に対して送信する制御パケットは、中継機と通信できる範囲を最大限に拡大するために、中継機が用いる複数の変調方式の中で一番低速の変調方式で変調する必要性はない。むしろ、一番低速の変調方式で変調した制御パケットを送信すると、アドホックなネットワークでは制御パケットを出力する中継機が複数存在するので、制御パケットを送信するために消費される帯域がネットワーク全体として見れば増大し、本来送信したいデータを送信するための帯域が減少するという問題がある。

　それ故に、本発明は、上記課題に鑑みて、電力線を用いたアドホックなネットワークにおいて、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を大幅に削減して、本来送信したいデータの送信を確保できる通信端末装置及び通信方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の一態様の通信端末装置は、電力線通信のネットワーク上の端末との通信経路の設定に用いる制御パケットを依頼する依頼パケットをネットワークから所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットの依頼パケットを変調してネットワークに送信するものである。

　第１の態様の通信端末装置は、電力線通信のネットワークと接続された通信部と、ネットワーク上の端末との通信経路の設定に用いる制御パケットをネットワークから所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットの依頼パケットを変調して、ネットワークに送信する制御部とを備えたものである。

　本態様によると、ネットワーク上の端末との通信経路の設定に用いる制御パケットをネットワークから所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットの依頼パケットを変調して、ネットワークに送信する。これにより、通信路の状態が変化したためにネットワーク上の端末と通信できる範囲から外れた等の場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調すれば、依頼パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できるので、依頼パケットはネットワーク上のいずれかの端末に届き、その端末との間で通信を再開できる。

　第２の態様の通信端末装置は、上記態様において、制御パケットをネットワークから所定期間受信しない場合には、起動時が含まれるものである。本態様によると、制御部は、起動時に依頼パケットを送信する。これにより、通信端末装置を新規にネットワークに取り付けた場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調すれば、依頼パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できるので、依頼パケットはネットワーク上のいずれかの端末に届き、その端末との間で通信を開始できる。

　第３の態様の通信端末装置は、上記態様において、制御部が、依頼パケットに応答した第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットを第１端末から受信するものである。

　本態様によると、依頼パケットが届いた第１端末との間では、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットを受信することにより、第１端末を中心とした通信可能な範囲を必要最小限まで小さくできるので、他の端末の通信可能な範囲との重複部分を最小限にして、第１端末から制御パケットが届く範囲を最小限にできる。その結果、ネットワーク全体において制御パケットが重複する確率が減少し、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。

　第４の態様の通信端末装置は、上記態様において、制御部は、第１端末から制御パケットを受信する期間に、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式と比較して通信速度が異なる変調方式で変調された制御パケットを第２端末から受信した場合、制御パケットの送信元を第１端末から第２端末に切替えるものである。

　本態様によると、制御部は、第１端末から制御パケットを受信する期間に、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式と比較して通信速度が異なる変調方式で変調された制御パケットを第２端末から受信した場合、制御パケットの送信元を第１端末から第２端末に切替える。これにより、通信速度がより遅い変調方式で制御パケットを変調する第２端末が存在する場合、第２端末の通信範囲は第１端末の通信範囲より広くなる。そのため、第２端末から制御パケットを受信できる端末が多くなり、より多くの端末が受信する制御パケットの送信元である第２端末を選択すれば、制御パケットの送信主体の数を削減できる。その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、通信速度がより遅い変調方式で制御パケットを変調する第２端末が存在する場合、第２端末からの制御パケットの通信範囲の方が第１端末の制御パケットの通信範囲より狭くなる。そのため、より制御パケットの通信範囲が狭い第２端末を選択すれば、制御パケットの送信主体の数を削減できると共にネットワーク全体に占めるビーコンの通信範囲を狭めることができる。その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　第５の態様の通信端末装置は、上記態様において、制御部は、制御パケットの送信元を第１端末から第２端末に切替える際、第１端末に対して制御パケットの送信元の切替えを通知するものである。本態様によると、制御パケットの送信元を第１端末から第２端末に切替える際、第１端末に対して制御パケットの送信元の切替えを通知することにより、制御パケットの送信元である第１端末は通知に基づいて制御パケットの送信を停止する等の処理を行うことができる。これにより、制御パケットの送信主体の数を削減でき、その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　第６の態様の通信端末装置は、上記態様において、第１端末は、制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、制御パケットの送信先が他に存在する場合、この他の端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で制御パケットを変調して他の端末に送信するものである。

　本態様によると、第１端末は、制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、制御パケットの送信先が他に存在する場合、この他の端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で制御パケットを変調して他の端末に送信する。これにより、第１端末の通信範囲を他の端末を含む最小限の範囲に狭めることができるので、第２端末の通信範囲との重複を最小限に抑えて、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　第７の態様の通信端末装置は、上記態様において、第１端末は、制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、制御パケットの送信先が他に存在しない場合、制御パケットの送信を停止するものである。

　本態様によると、第１端末は、制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、制御パケットの送信先が他に存在しない場合、制御パケットの送信を停止する。これにより、第１端末による制御パケットの通信範囲が消失するので、第２端末の通信範囲との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　第８の態様の通信端末装置は、上記態様において、制御部は、第２端末から制御パケットを受信してから所定期間制御パケットを受信しなくなった場合に、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調してネットワークに送信するものである。

　本態様によると、第２端末から制御パケットを受信してから所定期間制御パケットを受信しなくなった場合に、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調してネットワークに送信する。これにより、通信路の状態が変化したためにそれまで通信していた第２端末から制御パケットを受信できなくなった場合に、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調するので、依頼パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、依頼パケットはネットワーク上のいずれかの端末に届き、その端末との間で通信を再開して、第２端末との通信が途絶えた通信端末装置をネットワークの中に再度組み入れることができる。

　第９の態様の通信端末装置は、上記態様において、ネットワーク上の端末との通信経路に関する情報は、中継機を示す情報、中継機を介してどの経路を介して親機と接続できるかを示した経路情報、及び中継機を介してどの経路を介してネットワーク上の他の端末と接続できるかを示した経路情報の中の少なくともいずれか一つを含むものである。

　第１０の態様の通信端末装置は、上記態様において、ネットワークの中で用いられる変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で変調された制御パケットは、ブロードキャストパケットであり、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットは、ユニキャストパケットであるものである。

　本態様によると、通信速度が一番低い変調方式で変調された制御パケットは、ブロードキャストパケットとして送信する。一方、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットは、ユニキャストパケットとして送信する。これにより、ブロードキャストパケットについては、ネットワークの中で用いられる変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で変調されることになり、通信速度を上げることができないシステムにおいても、制御パケットの通信速度を上げることができる。その結果、第１端末から送信される制御パケットが届く範囲を現在通信している端末との間で必要最小限の範囲に狭めることができる。

　第１１の態様の通信端末装置は、上記態様において、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットは、ブロードキャストパケットであり、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式より通信速度が遅い変調方式で変調され、第２端末から受信する制御パケットは、ブロードキャストパケットであるものである。

　本態様により、制御パケットとしてブロードキャストパケットを用いた場合でも、このブロードキャストパケットを通信速度が一番低い変調方式で変調するのではなく、第１端末から送信される制御パケットの通信速度と第２端末から送信される制御パケットの通信速度とを変えるので、第１端末から送信される制御パケットが届く範囲を第２端末の通信範囲との関係で必要最小限の範囲に狭めることができる。

　第１２の態様の通信端末装置は、上記態様において、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットは、ユニキャストパケットであり、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式より通信速度が遅い変調方式で変調され、第２端末から受信する制御パケットは、ブロードキャストパケットであるものである。

　本態様によると、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調される制御パケットについてはユニキャストパケットとする。一方、第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式より通信速度が遅い変調方式で変調され、第２端末から受信する制御パケットについてはブロードキャストパケットとする。これにより、ブロードキャストパケットについてはネットワークの中で用いられる変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で変調されることになり、通信速度を上げることができないシステムにおいても、第１端末から送信される制御パケットの通信速度を第２端末から送信される制御パケットの通信速度より速くできる。その結果、第１端末から送信される制御パケットが届く範囲を第２端末の通信範囲との関係で必要最小限の範囲に狭めることができる。

　第１３の態様の通信端末装置は、電力線通信のネットワークと接続された端末に対して端末との通信経路の設定に用いる制御パケットを送信する通信部と、端末から制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットを変調して、端末に対して送信する制御部とを備えたものである。

　本態様によると、端末から制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットを変調して、端末に対して送信する。これにより、制御パケットの送信端末の方で受信端末が制御パケットを受信できない状態にあると判断し、制御パケットの通信可能な範囲を拡大して受信端末が制御パケットを受信できる態様で制御パケットを送信し直すので、制御パケットは受信端末に届き、受信端末との間での通信を再開できる。

　第１４の態様の通信端末装置は、上記態様において、通信部は、端末に対して制御パケットをユニキャストで送信し、制御部は、端末から制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、ブロードキャストで制御パケットを送信することで、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットを変調して、端末に対して送信するものである。

　本態様によると、端末に対して制御パケットをユニキャストで送信し、制御部は、端末から制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、ブロードキャストで制御パケットを送信することにより、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットを送信する。これにより、制御パケットの通信可能な範囲を拡大するので、制御パケットは受信端末に届き、受信端末との間での通信を再開できる。

　第１５の態様の通信端末装置は、上記態様において、端末から制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合は、制御部は、端末から制御パケットに対応する応答を所定回数受信しない場合を含むものである。本態様によると、端末から制御パケットに対応する応答を所定回数受信しない場合にも適用できる。

　第１６の態様の通信方法は、電力線通信のネットワークと接続された端末との間で通信経路の設定に用いる制御パケットネットワークから所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で制御パケットの依頼パケットを変調してネットワークに送信するものである。

　本態様によると、通信路の状態が変化したためにネットワーク上の端末と通信できる範囲から外れた等の場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で依頼パケットを変調すれば、依頼パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できるので、依頼パケットはネットワーク上のいずれかの端末に届き、その端末との間で通信を開始又は再開できる。

　上記態様の通信端末装置によって、電力線を用いたアドホックなネットワークにおいて、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を大幅に削減して、本来送信したいデータの送信を確保できる。

第１の実施形態に係る通信端末装置及び通信方法が用いられるネットワーク構成図である。第１の実施形態で用いられる端末の詳細な構成を示す図である。第１の実施形態に用いるパケットフォーマットを示す図である。第１の実施形態におけるＣＰＵ２０２が実行する各機能を説明する機能ブロック図である。第１の実施形態において新規端末参入前の状態を表すネットワーク構成図である。第１の実施形態において新規端末参入前のビーコンツリーを表す図である。第１の実施形態において新規端末参入後の状態を表すネットワーク構成図である。第１の実施形態において新規端末参入後のビーコンツリーを表す図である。第１の実施形態において変調方式変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第１の実施形態において変調方式変更後のビーコンツリーを表す図である。第１の実施形態において中継端末変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第１の実施形態において中継端末変更後のビーコンツリーを表す図である。第１の実施形態において図５から図１２へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。第１の実施形態における帯域利用効率を表した図である。第１の実施形態におけるビーコンの受信処理を示すフローチャートである。第１の実施形態におけるビーコンの送信処理を示すフローチャートである。第２の実施形態において雑音源参入前の状態を表すネットワーク構成図である。第２の実施形態において雑音源参入前のビーコンツリーを表す図である。第２の実施形態において雑音源参入後の状態を表すネットワーク構成図である。第２の実施形態において雑音源参入後のビーコンツリーを表す図である。第２の実施形態において変調方式変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第２の実施形態において中継端末変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第２の実施形態において中継端末変更後のビーコンツリーを表す図である。第２の実施形態において中継端末離脱後の状態を表すネットワーク構成図である。第２の実施形態において図１７から図２４へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。第２の実施形態における帯域利用効率を表した図である。第２の実施形態におけるビーコンの受信処理を示すフローチャートである。第２の実施形態におけるビーコンの受信処理を示すフローチャートである。第３の実施形態におけるＣＰＵ２０２が実行する各機能を説明する機能ブロック図である。第３の実施形態において雑音源参入前の状態を表すネットワーク構成図である。第３の実施形態において雑音源参入後の状態を表すネットワーク構成図である。第３の実施形態において宛先アドレス変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第３の実施形態において中継端末変更後の状態を表すネットワーク構成図である。第３の実施形態において図２９から図３２へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。第３の実施形態における帯域利用効率を表した図である。第３の実施形態におけるビーコンの送信処理を示すフローチャートである。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る通信端末装置及び通信方法が用いられるネットワーク構成を示す図である。このネットワークは、ＰＬＣのネットワークである。このネットワークのサービスエリア１０１は、ネットワーク内に存在する各端末のカバーエリアよりも大きいため、中継端末１０３～１０７を介して相互の通信を行うアドホックネットワークを構成している。サービスエリア１０１内の全ての端末（受信端末１０８～１１０を含む）は、送信端末１０２から周期的に送信される経路情報パケットを、中継端末１０３～１０７を介して受信することにより、各端末間でどの端末を中継端末として選択し、通信を行えばよいかがわかる。なお、経路情報パケットは、ネットワーク上の端末間で通信経路の設定に用いる制御パケットであり、無線通信の分野でのビーコンに類似したものである。また、経路情報パケットには、各端末間でどの速度で通信可能かを示す情報が含まれているものとする。

　図２は、各端末の詳細な構成を示した図である。図２において、各端末は、各種の制御プログラムやワークエリアを含むメモリ２０１、端末全体を制御するＣＰＵ２０２、及び電力線と接続され、かつ電力線を介して各種データを通信するネットワークインタフェース２０３から構成されている。各端末は、メモリ２０１に格納されているプログラムをＣＰＵ２０２で実行し、ネットワークインタフェース２０３を介してデータの送信を行い、ネットワークインタフェース２０３を介して受信したデータをＣＰＵ２０２で解読する。なお、ＣＰＵ２０２は端末全体を制御するため制御部と、ネットワークインタフェース２０３は端末全体の通信を担当するため通信部と記すことができる。

　図３は、本発明が適用されるアドホックネットワークにおいて用いられるパケットフォーマットを表している。このパケットフォーマットは、ＰＨＹヘッダ３０１、ＭＡＣヘッダ３０２、及びペイロード３０３からなる。ペイロード３０３には、上位レイヤのヘッダも含まれる。ＰＨＹヘッダ３０１には、そのパケットの変調方式が記されているフィールド３０４がある。各端末は、ＰＨＹヘッダ３０１を読み取ることによって自身が受信可能なパケットか否かの判定を行う。ＭＡＣヘッダ３０２には、送信元、宛先、中継元、及び中継先のアドレスを表すフィールドがある。この例では、送信端末１０２から送信される経路情報パケットには、送信元アドレス３０５として送信端末１０２のアドレスが設定され、宛先アドレス３０６としては全端末を示すｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆが設定される。中継端末１０３～１０７が経路情報パケットを中継する場合には、送信元アドレス３０５と宛先アドレス３０６とはそのままに、中継元アドレス３０７に中継端末１０３～１０７のアドレスを設定し、中継先アドレス３０８にｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆを設定する。

　受信端末１０８～１１０を含む各端末は、宛先アドレス３０６と中継先アドレス３０８とを見て、自端末と一致する又は自端末が含まれるアドレスであった場合に、ペイロード３０３の受信処理を開始する。ただし、変調方式が自身の受信可能な変調方式であった場合には、アドレスによらず受信することは可能である。本実施形態における経路情報パケットでは、中継先アドレス３０８をｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆとし全端末が受信できるようにするが、変調方式としては特定の端末に合わせた変調方式を用いることとする。

　図４は、ＣＰＵ２０２が実行する各機能を説明する機能ブロック図である。図４において、受信処理部４０１は、変調方式が自端末の変調方式に適合した受信可能な全てのパケットを受信し、宛先アドレスから全ての端末に対して送信されたパケット（以下、「フラッディングパケット」という）か否かを識別し、受信したパケットがフラッディングパケットでない場合は中継すべきパケットとして変調方式決定部４０２に渡す。また、受信処理部４０１は、本発明で用いる各種制御パケットを受信し、必要なデータを利用効率判定部４０３又は制御パケット送信部４０４に出力する。

　変調方式決定部４０２は、利用効率判定部４０３から入手した情報に基づいて、中継すべきパケットの変調方式を決定する。本実施形態では、経路情報などのデータの入った周期的に全端末に送信される経路情報パケット（以下、「ビーコン」という）の変調方式を、無線通信の分野でのビーコンと異なって、最低速度以外の変調で行う場合について説明する。最低速度以外の変調で行うことにより、ビーコンが消費する帯域を大幅に削減することが可能となる。

　利用効率判定部４０３では、各中継端末１０３～１０７がどの端末に向けてビーコンを送信しているか、どの端末が自端末からのビーコンの受信が可能かを記録し、アドホックネットワークの利用効率が最適になる変調方式及び中継端末を判定する。例えば、利用効率判定部４０３は、自端末から送信しているビーコンの変調方式を変更した方がよい場合には、変調方式決定部４０２へ最適な変調方式の変更を要請する。自端末より送信しているビーコンを停止した方がよい場合には、送信処理部４０５に送信の停止を要請する。自端末が受信しているビーコンの中継端末を変更した方がよい場合には、制御パケット送信部４０４に中継端末の変更を要請する。

　制御パケット送信部４０４では、受信処理部４０１又は利用効率判定部４０３の要請に応じて各種制御パケットの送信を行う。例えば、制御パケット送信部４０４は、受信処理部４０１の要請に応じてビーコン要求パケット又はビーコン応答パケットを送信する。また、例えば、制御パケット送信部４０４は、利用効率判定部４０３の要請に応じて、確定パケット又は登録情報更新パケットを送信する。なお、ビーコン要求パケット、ビーコン応答パケット、確定パケット又は登録情報更新パケットの各々については、後述する。

　送信処理部４０５では、制御パケット送信部４０４から渡された各種制御パケットの送信とビーコンパケットの送信とを行う。また、一般データの送信も送信処理部４０５にて行う。

　以下、上記のように構成された本発明の通信端末装置について、図５～図１４を用いてその動作を説明する。

　図５は、通信速度が最低速度の変調方式を用いて中継端末Ｂ５０２がビーコンを中継しており、通信速度が最低速度ではない変調方式を用いて中継端末Ｃ５０３がビーコンを中継している場合のネットワーク図である。一般に、ビーコンは通信速度が最低速度の変調方式を用いて広範囲に届くように中継されるが、本実施形態では状況に応じて、ビーコンは高速な変調方式を用いて中継される。これにより、アドホックネットワーク全体としてビーコンをフラッディングするのに消費する帯域を減らすことが可能となる。

　図５において、端末Ａ５０１は、ビーコンの送信端末であり、通信速度が最低速度の変調方式を用いてビーコンを送信している。端末Ａ５０１のカバーエリア５０６に存在する端末Ｂ５０２及び端末Ｃ５０３は、ビーコンの中継を行っている。端末Ｂ５０２は、端末Ｄ５０４に向けて中継しており、端末Ｂ－Ｄ間の距離が離れているため通信速度が最低速度の変調方式を用いてビーコンの中継を行っている。端末Ｃ５０３は、端末Ｅ５０５に向けてビーコンを中継しており、端末Ｃ－Ｅ間の距離は近いため通信速度が高速な変調方式を用いている。具体的には、端末Ｅ５０５が端末Ｃ５０３のカバーエリア５０８に入る変調方式のうち最高速度のものを用いている。

　このように、端末Ｃ５０３と端末Ｅ５０５との間では、その端末間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調されたビーコンを通信する。これにより、端末Ｃ５０３を中心とした通信可能なカバーエリア５０８を必要最小限まで小さくできる。そのため、端末Ｂ５０２の通信可能なカバーエリア５０７との重複部分を最小限にして、端末Ｃ５０３からビーコンが届く範囲を最小限にできる。その結果、ネットワーク全体においてビーコンが重複する確率が減少し、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。

　図６は、図５の状態におけるビーコンツリーを表した図である。なお、本実施形態では、自端末がどの端末に向けてビーコンを送信しているか、自端末がどの端末にビーコンを中継してもらっているかを登録しているものとする。各端末は、この情報（以下、受信端末情報と記す）を更新することにより、ビーコンの送受信先を切り替える。ビーコンツリーとは、この受信端末情報に従った、ビーコンの送受信経路を表すツリー構造のことである。図６においては、端末Ｂ５０２及び端末Ｃ５０３は、端末Ａ５０１からビーコンを受信する。端末Ｄ５０４は端末Ｂ５０２から、端末Ｅ５０５は端末Ｃ５０３からビーコンを受信する。

　図７は、図５の状態に新たな端末Ｆ７０１が参入した時のネットワーク図である。端末Ｆ７０１は、端末Ａ５０１，Ｂ５０２，及びＣ５０３のカバーエリアのいずれにも入っていないため、ネットワークに参入することが出来ない。その場合には、いずれかの端末にビーコンを中継をしてもらう必要がある。本実施形態では、端末Ｆ７０１は、ネットワークからビーコンを所定期間受信していないと端末Ｆ７０１内部の制御パケット送信部４０４が判断した場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式を用いてビーコン要求パケットを送信する。

　これにより、端末Ｆ７０１がネットワーク上の他の端末と通信できるカバーエリアの外に存在する場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコン要求パケットを送信すれば、ビーコン要求パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、ビーコン要求パケットがネットワーク上のいずれかの端末に届き、端末Ｆ７０１は、その端末との間で通信を開始することが可能となる。

　図８は、図７の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図８を参照して、端末Ｆ７０１は、ネットワークに新規参入したばかりなので、ビーコンツリーに入っておらず、ビーコンを受信できない。

　図９は、端末Ｆ７０１が受信可能なように、端末Ｃ５０３が変調速度を低下させた場合のネットワーク図である。本実施形態では、端末Ｆ７０１から送信されたビーコン要求パケットを端末Ｃ５０３が受信する。図５及び図７で示すように、端末Ｃ５０３は、端末Ｅ５０５に対して通信速度が最低速度より高速の変調方式でビーコンを送信している。そこで、端末Ｃ５０３は、端末Ｆ７０１がビーコンを受信できるように、ビーコンを送信する変調方式を通信速度が低い変調方式に変更する。ビーコンを送信する変調方式をより通信速度が低い変調方式に変更した場合、端末Ｃ５０３のカバーエリア５０８は、カバーエリア９０１へと広くなる。そのため、端末Ｃ５０３は、端末Ｆ７０１をカバーエリア９０１内に入れることが出来る。

　図１０は、図９の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図１０を参照して、端末Ｆ７０１がビーコンツリーに格納され、全ての端末がビーコンを受信できる状態となっている。

　図１１は、端末Ｄ５０４がビーコンの中継元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切り換えた場合のネットワーク図である。上述したように、端末Ｄ５０４は、端末Ｃ５０３がカバーエリア９０１を広げたことにより、端末Ｂ５０２及び端末Ｃ５０３の双方のカバーエリア５０７及び９０１に入っている（図９参照）。すなわち、端末Ｄ５０４は、端末Ｂ５０２及び端末Ｃ５０３の双方からビーコンを受信することになる。ここで、端末Ｂ５０２が端末Ｄ５０４へのビーコンの中継を中止すれば全体としての帯域消費を抑えることができる。そのため、本実施形態では、端末Ｄ５０４は、端末Ｂ５０２からビーコンを受信する期間に、端末Ｂ５０２との間で用いられる通信速度より速い通信速度の変調方式により変調されたビーコンを端末Ｃ５０３から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える。

　これにより、通信速度がより速い変調方式によりビーコンを変調する端末Ｃ５０３が存在する場合、端末Ｃ５０３からのビーコンの通信範囲の方が狭いので、よりビーコンの通信範囲が狭い端末Ｃ５０３を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できると共にネットワーク全体に占めるビーコンの通信範囲を狭めることができる。その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える際、端末Ｄ５０４の制御パケット送信部４０４は、端末Ｂ５０２に対してビーコンの送信元の切替えを通知する。端末Ｂ５０２は、ビーコンの送信元の切替えを通知された場合であって、ビーコンの送信先が端末Ｄ５０４以外に存在しない場合、ビーコンの送信を停止する（図１１参照）。

　このように、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える際、端末Ｂ５０２に対してビーコンの送信元の切替えを通知すると、ビーコンの送信元である端末Ｂ５０２では通知に基づいてビーコンの送信を停止することができる。これにより、ビーコンの送信主体の数を削減でき、その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、端末Ｂ５０２は、ビーコンの送信元の切替えを通知された場合であって、ビーコンの送信先が端末Ｄ５０４以外に存在しない場合、ビーコンの送信を停止することにより、端末Ｂ５０２によるビーコンの通信範囲（すなわち、カバーエリア５０７）が消失する。そのため、端末Ｃ５０３の通信範囲（すなわち、カバーエリア９０１）との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　図１２は、図１１の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図１２を参照して、端末Ｄ５０４が端末Ｃ５０３に接続し、端末Ｂ５０２は中継端末ではなく受信端末となっている。

　図１３は、図５から図１２へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。図１３を参照して、端末Ｂ５０２は、ビーコン１３０１を端末Ｄ５０４へ中継している。ビーコンを受信できなかった端末Ｆ７０１は、ビーコン要求１３０４を周囲の端末へブロードキャストする。ここで、ブロードキャストとは、通信速度が最低速度の変調方式を用いて、且つ宛先アドレスとしてｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆを用いて送信することを意味する。なお、端末Ｆ７０１がビーコン要求１３０４を送るタイミングは所定期間ビーコンを受信できなかった時でもよいし、端末起動時でもよい。

　ビーコン要求１３０４を受信した端末Ｃ５０３は、ＣＥ（ＣＨＡＮＮＥＬ　ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮ）要求１３０５を端末Ｆ７０１に送信し、ＣＥ要求１３０５の応答として端末Ｆ７０１からＣＥ応答１３０６を受信する。これにより、端末Ｃ５０３は、端末Ｆ７０１と通信可能な変調方式のうち最高速度ものを推定する。最高速度の変調方式が判明すると、端末Ｃ５０３内の制御パケット送信部４０４は、送信処理部４０５を介して端末Ｆ７０１に対してその変調方式を用いてビーコン応答１３０７を返す。

　ビーコン応答を受信した端末Ｆ７０１は、ビーコンの中継端末を端末Ｃ５０３に確定し、端末Ｆ７０１内の制御パケット送信部４０４は、送信処理部４０５を介して端末Ｃ５０３に対してビーコンを中継してもらうための確定応答１３０８を送信する。ここでは、端末Ｃ５０３は、端末Ｅ５０５との間すでに通信をしているので（図７を参照）、端末Ｅ５０５と端末Ｆ７０１との間で共通して使用できる最高速度の変調方式を決定する。確定応答を受信した端末Ｃ５０３は、端末Ｅ５０５に加えて、端末Ｆ７０１をビーコン受信端末として登録し、双方が受信可能な最適変調方式でビーコン１３０２を送信する。

　このように、端末Ｆ７０１は、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式を用いてビーコン要求パケットを送信する。これにより、端末Ｆ７０１がネットワーク上の他の端末と通信できるカバーエリアの外に存在する場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコン要求パケットを送信すれば、ビーコン要求パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、ビーコン要求パケットがネットワーク上のいずれかの端末に届き、端末Ｆ７０１は、その端末との間で通信を開始することが可能となる。

　端末Ｃ５０３からのビーコン１３０２は低速な変調方式となったため、端末Ｄ５０４では、端末Ｂ５０２からのビーコン１３０２と端末Ｃ５０３からのビーコン１３０２との双方を受信可能となる。ここで、端末Ｄ５０４は、より高速な通信が可能な端末に中継元を切り替える。無線通信の分野のビーコンと異なって、どちらと高速な通信が可能であるかの情報は、ビーコンに経路情報として格納されているものとする。受信端末がある中継元からの中継を不要とした場合に、その中継元がビーコンの中継を停止してもよい。本実施形態では、より高速な変調方式で送信可能となるので、その中継元である端末Ｂ５０２からのビーコン中継を停止し、新しい中継元である端末Ｃ５０３からのビーコン中継を開始する。端末Ｂ５０２は、端末Ｄ５０４への中継を停止すると、他にビーコンを中継する端末が存在しないので、ビーコン中継を停止することが可能である。

　このように、本第１の実施形態では、端末Ｄ５０４は、端末Ｂ５０２からビーコンを受信する期間に、端末Ｂ５０２との間で用いられる通信速度より速い通信速度の変調方式により変調されたビーコンを端末Ｃ５０３から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える。通信速度がより速い変調方式によりビーコンを変調する端末Ｃ５０３が存在する場合、端末Ｃ５０３からのビーコンの通信範囲の方が狭いので、よりビーコンの通信範囲が狭い端末Ｃ５０３を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できると共にネットワーク全体に占めるビーコンの通信範囲を狭めることができる。その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　端末Ｄ５０４内の制御パケット送信部４０４は、送信処理部４０５を介して、端末Ｂ５０２へ登録情報更新パケット１３０９を送信して中継停止を要請し、端末Ｃ５０３へ登録情報更新パケット１３１０を送信して中継開始を要請する。その結果、ビーコン１３０３は、端末Ｃ５０３から端末Ｄ５０４及び端末Ｆ７０１の双方へ送信されることになる。なお、端末Ｃ５０３からのビーコンは、ブロードキャストで送信されているため、端末Ｄ５０４に届いている。端末Ｄ５０４が端末Ｃ５０３へ登録情報更新パケット１３１０を送信して中継開始を要請するのは、端末Ｄ５０４が端末Ｃ５０３からのビーコンを受信している端末であることを端末Ｃ５０３に知らせるためである。

　このように、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える際、端末Ｄ５０４の制御パケット送信部４０４は、端末Ｂ５０２に対してビーコンの送信元の切替えのために登録情報更新パケット１３０９を送信する。端末Ｂ５０２は、ビーコンの送信元の切替えを通知された場合、ビーコンの送信先が端末Ｄ５０４以外に存在しないので、ビーコンの送信を停止する。

　また、ビーコンの送信元を端末Ｂ５０２から端末Ｃ５０３に切替える際、端末Ｂ５０２に対してビーコンの送信元の切替えを通知すると、ビーコンの送信元である端末Ｂ５０２は、登録情報更新パケット１３０９に基づいてビーコンの送信を停止することができる。これにより、ビーコンの送信主体の数を削減でき、その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　さらに、端末Ｂ５０２がビーコンの送信を停止した場合、端末Ｂ５０２によるビーコンのカバーエリア５０７が消失する。これにより、端末Ｃ５０３のカバーエリア９０１との重複が無くなり（図１１を参照）、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　図１４は、第１の実施形態において、各種状態における全ネットワークでのビーコンの消費する帯域を時間で表した図である。全ての送信に通信速度が最低速度の変調方式を用いた場合には、非常に多くの時間がかかり、本来のデータ通信が可能な時間を圧迫する（図１４（ａ））。高速通信が可能な端末に対しては、高速な変調方式を用いることで（図５を参照）、ある程度の消費帯域削減効果が得られる（図１４（ｂ））。さらに、中継端末を選択する動作を組み合わせることにより（図１１を参照）、消費帯域のさらなる削減を実現することが可能となる（図１４（ｃ））。

　図１５は、各端末におけるビーコンの受信処理を説明するフローチャートである。図１５を参照して、各端末は、一定時間ビーコン受信がなかった場合又は端末起動時に（ステップＳ１５０１）、通信速度が最低速度の変調方式でビーコン要求パケットを、ネットワークを介して周囲の端末に送信する（ステップＳ１５０２）。各端末は、いずれかの端末からビーコン応答パケットを受信した場合には、その端末に向けて確定応答パケットを送信する（ステップＳ１５０３）。ビーコン応答パケットを受信できかなかった場合には、ビーコン要求パケットを再送信する。ビーコン応答パケットを複数の端末から受信した場合（ステップＳ１５０４）には、それらの端末の中から最も高速な変調方式で通信可能な端末を選択し（ステップＳ１５０５）、その端末に確定応答パケットを送信する（ステップＳ１５０６）。

　これにより、各端末がネットワーク上の他の端末のカバーエリアの外に存在する場合でも、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコン要求パケットを送信すれば、ビーコン要求パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、ビーコン要求パケットがネットワーク上のいずれかの端末に届き、各端末は、その端末との間で通信を再開又は開始することが可能となる。

　一方、各端末は、ビーコンを受信した場合には（ステップＳ１５１１）、変調方式が自端末に適合してペイロードを受信できるか否かを確認する（ステップＳ１５１２）。ペイロードの受信ができない場合は、ステップＳ１５０１の処理に戻る。ペイロードの受信が可能な場合は、ビーコンの送信元が、現在の中継端末と一致したら通常のビーコン受信処理に戻る。ビーコンの送信元が、現在の中継端末と不一致の場合には（ステップＳ１５１３）、現在の中継端末と、ビーコンの送信元の端末とのどちらが全体の消費帯域が少ないかを判断する（ステップＳ１５１４）。

　具体的には、ビーコンの送信元の端末が用いている通信速度と、現在の中継端末が用いる通信速度とを比較して、ビーコンの送信元の端末が用いている通信速度が、現在の中継端末が用いる通信速度より速い変調方式によりビーコンを変調する場合、ビーコンの送信元の端末によるビーコンの通信範囲の方が狭くなる。このような場合、現在の中継端末の代わりに、ビーコンの送信元の端末を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できると共に、ネットワーク全体に占めるビーコンの通信範囲を狭めることができる。この場合には、現在の中継端末より、ビーコンの送信元の端末に中継してもらった方が全体の消費帯域が少ないと判断できるので、現在の中継端末に、登録情報更新パケットを送信し、中継停止を要請する（ステップＳ１５１５）。それと同時に、ビーコンの送信元の端末に新しい中継端末になってもらうように、登録情報更新パケットを送信し、中継開始を要請する（ステップＳ１５１６）。その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。なお、上記判断は、ビーコンに含まれる経路情報に基づいて行ってもよい。

　図１６は、各端末におけるビーコン送信処理を説明するフローチャートである。図１６を参照して、各端末は、ビーコン要求パケットを受信した場合には（ステップＳ１６０１）、ビーコン要求パケットの送信元に対する最適な変調方式を選択する（ステップＳ１６０２）。経路情報又は過去の通信履歴から最適な変調方式がわかっていた場合には、その変調方式を用いてビーコン応答パケットを送信する（ステップＳ１６０３）。最適な変調方式がわからなかった場合には、ＣＥ要求とＣＥ応答とを用いて最適な変調方式を調べるものとする。各端末は、ビーコン応答パケットを送信した端末から確定応答パケットを受信した場合には（ステップＳ１６０４）、受信端末情報を更新する（ステップＳ１６０５）。受信端末情報から全ての端末が受信可能な変調方式のうち、最高速なものを最適な変調方式として選択する。その後、ビーコンの中継処理を開始する（ステップＳ１６０７）。

　登録情報更新パケットのうち中継開始を指示するものを受信した場合には（ステップＳ１６１１）、受信端末情報を更新し（ステップＳ１６１２）、受信端末情報から全ての端末が受信可能な変調方式のうち、最高速なものを最適な変調方式として選択する（ステップＳ１６１３）。その後、ビーコンの中継処理を開始する（ステップＳ１６０７）。

　登録情報更新パケットのうち中継停止を指示するものを受信した場合には（ステップＳ１６２１）、受信端末情報を更新したのち（ステップＳ１６２２）、中継停止の指示を送信した端末の他に、ビーコンを送信する端末の数を判定する（ステップＳ１６２３）。端末数がゼロになった場合には、ビーコンの中継処理を停止する（ステップＳ１６２５）。これにより、本端末によるビーコンの通信範囲が消失する。そのため、ビーコンの送信主体の数を削減して他の端末の通信範囲との重複を無くすことができる。その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止でき、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。一方、他の受信端末が残っている場合には、登録された受信端末情報より最適な変調方式を選択し、ビーコン中継処理を継続する（ステップＳ１６２４）。

　（第２の実施形態）
　上記第１の実施形態では、ネットワークへの端末の新規参入時の動作について説明した。端末が移動しないＰＬＣネットワークにおいて、状態の変化が発生するのはＰＬＣ端末を新たにＰＬＣネットワークに接続した場合又はＰＬＣ端末をＰＬＣネットワークから外した場合の他には、掃除機等の家電機器をＰＬＣネットワークに接続した場合又はＰＬＣネットワークに接続された電子レンジ等の家電機器をＯＮ／ＯＦＦした場合に雑音源が発生することによって、ネットワークの状況が変化する場合がある。本第２の実施態様では、家電機器の接続等により雑音源が発生した場合における動作について説明する。

　図１７は、雑音源が発生する前のネットワーク図である。図１７を参照して、端末Ａ１７０１は、ビーコンの送信端末であり、通信速度が最低速度の変調方式を用いてビーコンを送信している。端末Ａ１７０１の通信可能なカバーエリア１７０７に存在する端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３は、ビーコンの中継を行っている。端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６に向けてビーコンを中継しており、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６の双方が受信可能な変調方式のうち最高速度の変調方式を用いてビーコンの中継を行っている。端末Ｃ１７０３は、端末Ｅ１７０５に向けて中継しており、端末Ｅ１７０５が受信可能な変調方式のうち最高速度の変調方式を用いてビーコン中継を行っている。

　図１８は、図１７の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図１８を参照して、端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３は、端末Ａ１７０１からビーコンを受信する。端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２からビーコンを受信する。また、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からビーコンを受信する。

　図１９は、図１７の状態に雑音源１９０１が参入してきた場合のネットワーク図である。雑音源１９０１が参入した場合とは、例えば掃除機等の家電機器をＰＬＣネットワークに接続した場合又はＰＬＣネットワークに接続された電子レンジ等の家電機器をＯＮ／ＯＦＦした場合等をいう。雑音源１９０１が参入してきた場合には、その周囲のエリアのパケットロス率が飛躍的に上がる。そのロスエリア１９０２は、通信速度が高速な変調方式を用いている端末に対しては広く、通信速度が低速な変調方式を用いている端末に対しては狭くなる。そのため、通信速度が高速な変調方式を用いている端末Ｂ１７０２に対してロスエリア１９０２は広くなり、端末Ｆ１７０６はロスエリア１９０２に含まれる。すなわち、端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２のカバーエリア１７０８に含まれているにもかかわらず、ビーコンを受信できないという状態が発生する。

　本第２の実施形態では、端末Ｆ１７０６は、ネットワークからビーコンを所定期間受信しないので、今までビーコンを送信していた端末Ｂ１７０２に対して、端末Ｂ１７０２との間で用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式を用いてビーコン要求パケットを送信する。これにより、端末Ｆ１７０６が端末Ｂ１７０２のカバーエリア１７０８内に存在する場合であっても、端末Ｂ１７０２からビーコンを受信できない場合に、端末Ｂ１７０２との間で用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコン要求パケットを送信すれば、ビーコン要求パケットの通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、ビーコン要求パケットが端末Ｂ１７０２に届き、端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２との間で通信を再開することが可能となる。

　図２０は、図１９の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図２０を参照して、端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２のカバーエリア１７０８から見れば端末Ｂ１７０２からビーコンを受信することになっているが、実際には受信できないという状況が発生する。

　図２１は、雑音源１９０１の参入により端末Ｂ１７０２が低速な変調方式に切替えてビーコンの送信を始めた場合のネットワーク図である。本第２の実施形態では、端末Ｆ１７０６から送信されたビーコン要求パケットを端末Ｂ１７０２が受信する。そこで、端末Ｂ１７０２は、端末Ｆ１７０６がビーコンを受信できるように、ビーコンを送信する変調方式を通信速度が低い変調方式に変更する。ビーコンを送信する変調方式をより通信速度が低い変調方式に変更した場合、端末Ｂ１７０２のカバーエリア１７０８はカバーエリア２１０１へと広くなる。

　このように、通信速度が低速な変調方式を用いた場合には、パケットロスの発生するエリアが狭くなる。その結果、端末Ｂ１７０２は、端末Ｆ１７０６をカバーエリア２１０１内に入れることが出来き、端末Ｆ１７０６が端末Ｂ１７０２からのビーコンを受信することができるようになる。ビーコンツリーとしては図２０から図１８の状態に戻る。

　図２２は、端末Ｂ１７０２が低速な変調方式に切替えて送信を始めたことにより、端末Ｅ１７０５がビーコンの中継元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替えた場合のネットワーク図である。

　すなわち、端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２がカバーエリア２１０１を広げたことにより、端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３の双方のカバーエリア２１０１及び１７０９に属する。そのため、端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３の双方からビーコンを受信することになる。ここで、端末Ｃ１７０３が端末Ｅ１７０５へのビーコンの中継を中止すれば全体としての帯域消費を抑えることができる。そのため、本第２の実施形態では、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からビーコンを受信する期間に、端末Ｃ１７０３との間で用いられる通信速度より遅い通信速度の変調方式により変調されたビーコンを端末Ｂ１７０２から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える。

　通信速度がより遅い変調方式によりビーコンを変調する端末Ｂ１７０２が存在する場合、端末Ｂ１７０２のカバーエリア２１０１は、端末Ｃ１７０３のカバーエリア１７０９より広い。そのため、端末Ｂ１７０２からビーコンを受信できる端末も多いことから、より多くの端末が受信するビーコンの送信元である端末Ｂ１７０２を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できる。その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える際、端末Ｅ１７０５内の制御パケット送信部４０４は、端末Ｃ１７０３に対してビーコンの送信元の切替えを通知する。端末Ｃ１７０３は、ビーコンの送信元の切替えを通知された場合であって、ビーコンの送信先が端末Ｅ１７０５以外に存在しない場合、ビーコンの送信を停止する。

　このように、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える際、端末Ｃ１７０３に対してビーコンの送信元の切替えを通知すると、ビーコンの送信元である端末Ｃ１７０３では通知に基づいてビーコンの送信を停止することができる。これにより、ビーコンの送信主体の数を削減でき、その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、端末Ｃ１７０３がビーコンの送信を停止した場合、端末Ｃ１７０３によるビーコンのカバーエリア１７０９が消失する。これにより、端末Ｂ１７０２のカバーエリア２１０１との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　図２３は、図２２の状態におけるビーコンツリーを表した図である。図２３を参照して、端末Ｃ１７０３は、受信のみを行う端末となり、端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４、端末Ｅ１７０５、及び端末Ｆ１７０６に向けてビーコンを送信している。

　図２４は、図２２の状態から雑音源１９０１が離脱した場合のネットワーク図である。図２４を参照して、雑音源１９０１が離脱した場合でも、端末Ｅ１７０５及び端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２からビーコンを継続して受信する。なお、端末Ｅ１７０５がビーコンの送信元を端末Ｂ１７０２から端末Ｃ１７０３に切替えれば、端末Ｅ１７０５においては変調方式を高速なものに切替えることが可能となる。この場合、ビーコンに、端末Ｅ１７０５－端末Ｃ１７０３間の経路情報及び端末Ｅ１７０５－端末Ｂ１７０２間の経路情報を含ませ、端末Ｅ１７０５がこの経路情報に基づいて判断するようにしてもよい。

　図２５は、図１７から図２４へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。図２５を参照して、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からビーコン２５０１を受信しており、端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２からビーコン２５０１を受信している。雑音源が参入したことにより、端末Ｆ１７０２は、端末Ｂ１７０２から送信されているビーコン２５０２を受信できない。端末Ｆ１７０６は、所定期間ビーコンを受信しないので、端末Ｂ１７０２との間で用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式を用いてビーコン要求２５１１を送信する。これにより、端末Ｆ１７０６が端末Ｂ１７０２のカバーエリア１７０８内に存在する場合であっても、端末Ｂ１７０２からビーコンを受信できない場合に、端末Ｂ１７０２との間で用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコン要求パケットを送信すれば、ビーコン要求２５１１の通信可能な範囲を最大限に拡大できる。その結果、ビーコン要求２５１１は端末Ｂ１７０２に届き、端末Ｆ１７０６は、端末Ｂ１７０２との間で通信を再開することが可能となる。

　ビーコン要求２５１１を受信した端末Ｂ１７０２は、ＣＥ要求２５１２を端末Ｆ１７０６に送信し、その応答としてＣＥ応答２５１３を端末Ｆ１７０６から受信することにより、雑音源があった場合での最適な変調方式を選択する。端末Ｂ１７０２は、最適な変調方式にてビーコン応答２５１４を返す。端末Ｆ１７０６は、ビーコン応答２５１４が受信できた場合、確定応答２５１５を返信する。ここでは、端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４との間すでに通信をしているので（図１９を参照）、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６との間で共通して使用できる最高速度を決定する。確定応答を受信した端末Ｂ１７０２は、端末Ｆ１７０６をビーコン受信端末として再登録し、端末Ｄ１７０４をも含めて双方が受信可能な最適変調方式でビーコン１３０２を送信する。

　なお、ビーコン応答以下の動作は省略し、ビーコン自体の変調方式を変更してもよい。その場合に、ビーコンがロスするとビーコン要求を再び送信することになる。

　変調方式を変更した端末Ｂ１７０２からのビーコンは、端末Ｆ１７０６にロスせず届くようになる。この場合、端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３の双方からビーコン２５０３を受信するようになる。本第２の実施形態では、端末Ｅ１７０５が端末Ｃ１７０３からビーコンを受信する期間に、端末Ｃ１７０３との間で用いられる通信速度より遅い通信速度の変調方式により変調されたビーコンを端末Ｂ１７０２から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える。

　端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２を選択するために、端末Ｃ１７０３に向けて登録情報更新パケット２５１６を送信し、ビーコン中継の停止を要求する。端末Ｃ１７０３では、更新パケット２５１６を受信した場合であって、ビーコンの送信先が端末Ｅ１７０５以外に存在しない場合、ビーコンの送信を停止する。これにより、ビーコンの送信主体の数を削減でき、その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。また、端末Ｃ１７０３がビーコンの送信を停止した場合、端末Ｂ５０２によるビーコンのカバーエリア１７０９が消失する。これにより、端末Ｂ１７０２のカバーエリア２１０１との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２に向けて登録情報の更新パケット２５１７を送信し、ビーコン中継の開始を要求する。これにより、端末Ｅ１７０５は、ビーコン２５０４を端末Ｂ１７０２からのみ受信するようになる。なお、端末Ｂ１７０２からのビーコンは、ブロードキャストで送信されているため、端末Ｅ１７０５に届いている。端末Ｅ１７０５が端末Ｂ１７０２へ登録情報更新パケット２５１７を送信して中継開始を要請するのは、端末Ｅ１７０５が端末Ｂ１７０２からのビーコンを受信している端末であることを端末Ｂ１７０２に知らせるためである。

　図２６は、第２の実施形態における、各種状態におけるネットワーク全体でのビーコンパケットの消費する帯域を時間で表した図である。雑音が無い場合においては、高速な変調を用いることによって、消費する帯域をおさえることが可能となっている（図２６（ａ））。雑音が発生した場合には低速な変調を用いざるを得ないため、一時的に帯域消費が多くなっている（図２６（ｂ））。低速な変調を用いた場合には受信できる可能性のある端末数が増加するが、第２の実施形態のように、中継先の端末を選ぶことによって高速な変調を用いた場合と同様な効果を得られる（図２６（ｃ））。

　図２７Ａは、第２の実施態様における各端末のビーコンの受信処理を説明したフローチャートである。なお、本第２の実施形態における各端末におけるビーコン送信処理は、図１６で説明した第１の実施形態の処理と同様であるので、省略する。

　図２７Ａを参照して、雑音によるパケットロスが発生していることを検知した各端末は、最低速度の変調方式でビーコン要求パケットを送信する（ステップＳ２７０１、Ｓ２７０２）。ここでは各端末は、所定期間ビーコンを受信しなくなったことにより、雑音によるパケットロスが発生したと判断する。なお、中継端末が最低速度でない変調方式でビーコン中継を行っていた場合には、中継端末のアドレスを宛先としてビーコン要求パケットをユニキャスト送信すればよい。それに対して中継端末からビーコン応答パケットを受信できた場合には（ステップＳ２７０３）、受信可能になったとして、確定応答パケットを中継端末に対して送り（ステップＳ２７０４）、引き続きその中継端末にビーコンを中継してもらえばよい。ビーコン応答パケットを受信できなかった場合でも、中継端末から次のビーコンが受信可能となった場合には、その中継端末からのビーコンの中継を継続する。中継端末から次のビーコンを受信できない場合は、ビーコン要求パケットを再送信する。

　一方、各端末は、ビーコンを受信した場合には（ステップＳ２７１１）、変調方式が自端末に適合してペイロードを受信できるか否かを確認する（ステップＳ２７１２）。ペイロードの受信ができない場合は、ステップＳ２７０１の処理に戻る。ペイロードの受信が可能な場合は、ビーコンの送信元が、現在の中継端末と一致したら通常のビーコン受信処理に戻る。ビーコンの送信元が、現在の中継端末と不一致の場合には（ステップＳ２７１３）、現在の中継端末と、ビーコンの送信元の端末とのどちらが全体の消費帯域が少ないかを判断する（ステップＳ２７１４）。

　ビーコンの送信元の端末が用いている通信速度と、現在の中継端末が用いる通信速度とを比較して、ビーコンの送信元の端末が用いている通信速度が、現在の中継端末が用いる通信速度より速い変調方式によりビーコンを変調する場合、ビーコンの送信元の端末によるビーコンの通信範囲の方が狭くなる。このような場合、現在の中継端末の代わりにビーコンの送信元の端末を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できると共に、ネットワーク全体に占めるビーコンの通信範囲を狭めることができる。この場合には、現在の中継端末より、ビーコンの送信元の端末に中継してもらった方が全体の消費帯域が少ないと判断できるので、現在の中継端末に、登録情報更新パケットを送信し、中継停止を要請する（ステップＳ２７１５）。それと同時に、ビーコンの送信元の端末に新しい中継端末になってもらうように、登録情報更新パケットを送信し、中継開始を要請する（ステップＳ２７１６）。その結果、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。なお、上記判断は、ビーコンに含まれる経路情報に基づいて行ってもよい。

　また、第２の実施形態における各端末のビーコン受信処理は、図２７Ａに示す以外にも、図２７Ｂに示す動作を行うことも可能である。図２７Ｂは、第２の実施態様における各端末のビーコンの受信処理を説明したフローチャートである。なお、本第２の実施形態における各端末におけるビーコン送信処理は、図１６で説明した第１の実施形態の処理と同様であるので、省略する。

　図２７Ｂを参照して、各端末は、雑音によるパケットロスが発生しているか否かを判定する（ステップＳ２７０１）。各端末は、雑音によるパケットロスが発生していると判定した場合は、他の端末からビーコンを受信したか否かを判定する（ステップＳ２７１１）。他の端末からビーコンを受信していないことを検知した各端末は、最低速度の変調方式でビーコン要求パケットを送信する（ステップＳ２７０２）。以降の動作は、図２７Ａを用いて説明したものと同様であるので、説明を省略する。

　（第３の実施形態）
　上記第１及び第２の実施形態では、中継先アドレスをｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆとし、変調方式としては特定の端末に合わせた変調方式を用いる場合について説明した。この方式は、変調方式として低速から高速まで数段階にわかれており、自分の受信可能な変調より低速な変調方式は、全て受信できる場合に有効である。しかし、適応変調方式（ＯＦＤＭにおけるサブキャリア毎に変調方式を変更するような方式）を用いた場合には、特定の２端末間に特化された変調方式となるため、非常に高速な通信が可能となる。従って、複数の端末に受信可能な変調方式で通信するよりも、特定の２端末間に特化する方がより帯域消費が少ない可能性がある。

　そこで、本第３の実施形態では、中継先アドレスをｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆとし、変調方式としては通信速度が一番低い変調方式を用いる送信方法と（以下、「ブロードキャスト」という）と、中継先アドレスを特定端末のアドレスとし、変調方式としては中継元と中継先間で通信速度が一番高い変調方式を用いる送信方法（以下、「ユニキャスト」という）と、を併用して帯域消費を下げる場合の動作について説明する。なお、ユニキャストは受信端末より送信端末へデータが正常に受信完了したことを通知する肯定応答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：以下、「ＡＣＫ」という）が返されるものとし、再送を繰り返してもＡＣＫが返ってこない場合にパケットロスが発生したことがわかる。

　図２８は、本第３の実施形態における各機能を説明する機能ブロック図である。基本的には、第１の実施形態の図４と同じである。第１の実施形態と異なる点は、図４では変調方式決定部４０２を備えていたが、図２８ではその代わりに中継先アドレス決定部２８０２を設けた点である。図２８において、中継先アドレス決定部２８０２は、利用効率判定部４０３から出力されたデータをもとに、中継先アドレスを決定する。変調方式は、中継先のアドレスが決定されると自動的に決定されるものとする。なお、中継先アドレス決定部２８０２は、第１の実施形態の変調方式決定部４０２と組み合わせて使用してもよい。

　図２９は、雑音源が発生する前のネットワーク図である。図２９を参照して、端末Ａ１７０１は、ビーコンの送信端末であり、ブロードキャストを用いてビーコンを送信している。端末Ａ１７０１の通信可能なカバーエリア２９０１に存在する端末Ｂ１７０２及び端末Ｃ１７０３は、ユニキャストを用いてビーコンの中継を行っている。端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６に向けてビーコンを中継している。端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４には、端末Ｄ１７０４が受信可能な変調方式のうち最高速度の変調方式を用いてビーコンの中継を行っている。また、端末Ｆ１７０６に対しても同様である。端末Ｃ１７０３は、端末Ｅ１７０５に向けてビーコンを中継しており、端末Ｅ１７０５が受信可能な変調方式のうち最高速度の変調方式を用いてビーコンの中継を行っている。

　図３０は、第２の実施形態における図１９と同様に、図２９の状態に雑音源１９０１が参入してきた場合のネットワーク図である。図３０を参照して、端末Ｂ１７０２がビーコンをユニキャストで端末Ｆ１７０６に送信した場合であって、端末Ｆ１７０６からＡＣＫが返ってこなかった場合に、端末Ｂ１７０２による端末Ｆ１７０６へのビーコンの再送が行われる。さらに、ユニキャスト送信が送信先の端末に到達しない（複数回の送信を行ったがＡＣＫが返ってこない）場合には、端末Ｂ１７０２は、ＣＥ要求とＣＥ応答とにより最適な変調速度を再決定する。端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６に送信するためのユニキャストの帯域消費の合計がブロードキャストの帯域消費より大きい場合には、端末Ｂ１７０２は、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６へのビーコンの送信方式をブロードキャストに変更する。

　なお、本第３の実施形態では、ユニキャストによるビーコンの送信を複数回行ったがＡＣＫが返ってこない場合には、ＣＥ要求とＣＥ応答とにより最適な変調速度を再決定するが、これに限られるものではなく、ユニキャストによるビーコンの送信に対するＡＣＫが所定期間返ってこない場合に上記再決定を行ってもよい。また、新規端末が参入した場合も同様の処理を行うことができる。すなわち、端末Ｂ１７０２が、端末Ｄ１７０４、端末Ｆ１７０６、及び新規端末を含めた３つの端末にビーコンをユニキャストで送信するよりもブロードキャストで送信した場合の方が、帯域消費が少ない場合も同様である。

　図３１は、端末Ｂ１７０２がビーコン送信方式をブロードキャストに変更した場合のネットワーク図である。図３１を参照して、端末Ｂ１７０２がブロードキャストにビーコンの送信方式を変更すると、変調方式としては通信速度が一番低い変調方式を用いるため、端末Ｂ１７０２のカバーエリア２９０２は、カバーエリア３１０１へと広くなる。

　このように、端末Ｂ１７０２は、端末Ｆ１７０６に対しビーコンをユニキャストで送信し、端末Ｆ１７０６からビーコンに対応するＡＣＫを所定回数又は所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でブロードキャストによりビーコンを端末Ｆ１７０６に対して送信する。これにより、ビーコンの送信端末Ｂ１７０２の方で受信端末Ｆ１７０６がビーコンを受信できない状態にあると判断し、ビーコンの通信可能な範囲を拡大して受信端末Ｆ１７０６がビーコンを受信できる態様でビーコンを送信し直す。そのため、ビーコンは受信端末Ｆ１７０６に届き、端末Ｂ１７０２は、受信端末Ｆ１７０６との間での通信を再開できる。

　図３２は、端末Ｂ１７０２がブロードキャストに切替えて送信を始めたことにより、端末Ｅ１７０５がビーコンの中継元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替えた場合のネットワーク図である。図３２を参照して、端末Ｂ１７０２のカバーエリア２９０２がカバーエリア３１０１へと拡大したことにより、端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１及び端末Ｃ１７０３のカバーエリア２９０３の双方に含まれる。そのため、端末Ｅ１７０５は、端末Ｂ１７０２からブロードキャストでビーコンを受信すると共に、端末Ｃ１７０３からユニキャストでビーコンを受信することになる。ここで、端末Ｃ１７０３が端末Ｅ１７０５へのユニキャストによるビーコンの中継を中止すれば、全体としての帯域消費を抑えることができる。そのため、本第３の実施形態では、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からユニキャストにてビーコンを受信する期間に、端末Ｃ１７０３との間で用いられる通信速度より遅い通信速度の変調方式により変調されたビーコンを端末Ｂ１７０２から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える。

　通信速度がより遅い変調方式により、例えばブロードキャストでビーコンを送信する端末Ｂ１７０２が存在する場合、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１は端末Ｃ１７０３のカバーエリア２９０３より広い。そのため、端末Ｂ１７０２からビーコンを受信できる端末も多いことから、より多くの端末が受信するビーコンの送信元である端末Ｂ１７０２を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できる。その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　また、端末Ｃ１７０３がユニキャストによるビーコンの送信を停止した場合、端末Ｃ１７０３によるビーコンのカバーエリア２９０３が消失する。これにより、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。
　なお、この処理は実施の形態２と同様である。

　図３３は、図２９から図３２へ状態遷移していく過程のシーケンス図である。図３３を参照して、ビーコン３３０１は、端末Ｂ１７０２から端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６へとユニキャストで送信され、また、端末Ｃ１７０３から端末Ｅ１７０５へとユニキャストで送信されている。ユニキャストで送信されたパケット３３１１、３３１３、及び３３５１に対してはそれぞれＡＣＫ３３１２、３３１４、及び３３５２が返ってきており、正常に送信が完了されている。

　次に、ビーコン３３０２も端末Ｂ１７０２から端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６へとユニキャストで送信され、また、端末Ｃ１７０３から端末Ｅ１７０５へとユニキャストで送信されている。ここで、パケット３３１５とパケット３３５３とに対しては、ＡＣＫ３３１６とＡＣＫ３３５４とが返信されており、正常に送信が完了されている。しかし、パケット３３１７に対しては、ＡＣＫが返信されていない。そのため、パケット３３１８及びパケット３３１９が再送されている。それでもＡＣＫパケットを受信できない場合、端末Ｂ１７０２は、その変調方式でパケットを伝達できないと判断する。

　本第３の実施形態では、雑音源１９０１が発生している。ネットワークの状態の変化を検知した端末Ｂ１７０２は、ＣＥ要求３３２０とＣＥ応答３３２１とを端末Ｆ１７０６との間でやり取りして、その状態で伝達可能な最も速度の速い変調方式を調査する。端末Ｂ１７０２は、その結果を用いて、ユニキャストを複数用いてビーコンを送信した方がよいのか、ブロードキャストを用いてビーコンを送信した方が良いのかを判定する。ブロードキャストを用いてビーコンを送信した方が良いと判断した端末Ｂ１７０２は、ビーコン３３０３をブロードキャストで送信する。なお、ビーコン３３０２は、端末Ｃ１７０３から端末Ｅ１７０５へとユニキャストを用いてパケット３３５３により送信される。これに対して、端末Ｅ１７０５から端末Ｃ１７０３へとＡＣＫパケット３３５４が返信されている。

　次に、ビーコン３３０３を端末Ｂ１７０２がブロードキャスト送信したパケット３３２２は、端末Ｄ１７０４及び端末Ｆ１７０６だけではなく、端末Ｅ１７０５でも受信される。また、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からビーコン３３０３をユニキャストしたパケット３３５５も受信している。端末Ｅ１７０５は、第２の実施形態と同様の方法によって、端末Ｂ１７０２からの受信に切り換える。すなわち、端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３からビーコン３３０３のパケット３３５５をユニキャストで受信し、端末Ｃ１７０３へＡＣＫパケット３３５６を返信している期間に、端末Ｃ１７０３との間で用いられる通信速度より遅い通信速度の変調方式により変調されたビーコン３３０３のパケット３３２２を、例えばブロードキャストで端末Ｂ１７０２から受信した場合、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える。

　通信速度がより遅い変調方式によりビーコン３３０３のパケット３３２２を変調する端末Ｂ１７０２が存在する場合、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１は、端末Ｃ１７０３のカバーエリア２９０３より広い。そのため、端末Ｂ１７０２からビーコン３３０３のパケット３３２２を受信できる端末も多いことから、より多くの端末が受信するビーコン３３０３のパケット３３２２の送信元である端末Ｂ１７０２を選択すれば、ビーコンの送信主体の数を削減できる。その結果、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を効果的に削減できる。

　端末Ｅ１７０５は、端末Ｃ１７０３に向けて登録情報更新パケット３３５８を送信し、ビーコン中継の開始を要求する。これにより、端末Ｅ１７０５は、ビーコン３３０４のパケット３３２３及びビーコン３３０５のパケット３３２４を端末Ｂ１７０２からのみ受信するようになる。なお、端末Ｂ１７０２からのビーコンは、ブロードキャストで送信されているため、端末Ｅ１７０５に届いている。端末Ｅ１７０５が端末Ｂ１７０２へ登録情報更新パケット３３５８を送信して中継開始を要請するのは、端末Ｅ１７０５が端末Ｂ１７０２からのビーコンを受信している端末であることを端末Ｂ１７０２に知らせるためである。

　また、ビーコンの送信元を端末Ｃ１７０３から端末Ｂ１７０２に切替える際、端末Ｅ１７０５内の制御パケット送信部４０４は、端末Ｃ１７０３に対してビーコンの送信元の切替えを登録情報更新パケット３３５７にて通知する。端末Ｃ１７０３は、ビーコンの送信元の切替えを通知された場合であって、ビーコンの送信先が端末Ｅ１７０５以外に存在しない場合、ビーコン３３０３の送信を停止する。

　その後、端末Ｂ１７０２からブロードキャストにて送信されるビーコン３３０４のパケット３３２３及びビーコン３３０５のパケット３３２４は、端末Ｄ１７０４、端末Ｅ１７０５、及び端末Ｆ１７０５に届くことになる。

　また、端末Ｃ１７０３がビーコンの送信を停止した場合、端末Ｃ１７０３によるビーコンのカバーエリア２９０３が消失する。これにより、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１との重複が無くなり、全通信に消費される帯域の中でビーコンの送信に消費される帯域が占める割合が無駄に増大するのを防止できる。その結果、本来送信すべきデータに消費される帯域を効果的に確保できる。

　図３４は、第３の実施形態における各種状態における全ネットワークでのビーコンパケットの消費する帯域を時間で表した図である。雑音が無い場合においては、各端末間で最高速な変調を用いてユニキャストすることにより、消費する帯域をおさえることが可能となっている（図３４（ａ））。雑音が発生した場合には低速な変調を用いてユニキャストを行うことも可能であるが（図３４（ｂ））、本第３の実施形態では、ブロードキャストを用いて受信可能な端末数を増やす方が効率がよくなる（図３４（ｃ））。

　図３５は、第３の実施形態における各端末のビーコンの送信処理を説明したフローチャートである。なお、本第３の実施形態における各端末におけるビーコン受信処理は、図２７で説明した第２の実施形態の処理と同様であるので、省略する。具体的には、端末Ｂ１７０２のカバーエリアが拡大したことにより、端末Ｂ１７０２のカバーエリア３１０１及び端末Ｃ１７０３のカバーエリア２９０３の双方に端末Ｅ１７０５が含まれるようになった場合における端末Ｅ１７０５の処理は、図２７Ａ、ＢのステップＳ２７１１～Ｓ２７１６に示す処理と同様である。

　まず、中継端末は、受信端末との間でビーコンをユニキャストで送信している。所定回数又は所定期間ビーコンに対するＡＣＫを受信できなかった中継端末は、現在の変調方式ではビーコンを中継できないと判断する（ステップＳ３５０１）。次に、中継端末は、ビーコン送信先に対する最適変調方式をＣＥ要求及びＣＥ応答を用いて調査する（ステップＳ３５０２）。中継端末は、調査結果を踏まえて、全体の帯域消費が最も小さくなるのがユニキャストか、ブロードキャストなのかを判定する（ステップＳ３５０３）。判定した結果をもとにビーコン中継を開始する（ステップＳ３５０４）。

　このように、中継端末は、受信端末に対しビーコンをユニキャストで送信し、受信端末からビーコンに対応するＡＣＫを所定回数又は所定期間受信しない場合、ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式でビーコンを受信端末に対して送信する。これにより、ビーコンの中継端末の方で受信端末がビーコンを受信できない状態にあると判断し、ビーコンの通信可能な範囲を拡大して受信端末がビーコンを受信できる態様でビーコンを送信し直す。その結果、ビーコンは受信端末に届き、中継端末は受信端末との間での通信を再開できる。

　本発明によれば、電力線を用いたアドホックなネットワークにおいて、全通信に消費される帯域の中で制御パケットの送信に消費される帯域が占める割合を大幅に削減等して、本来送信したいデータの送信を確保できる通信端末装置及び通信方法等を提供できる。

１０１　サービスエリア
１０２～１１０、５０１～５０５、７０１、１７０１～１７０６　端末
２０１　メモリ
２０２　ＣＰＵ
２０３　ネットワークインタフェース
３０１　ＰＨＹヘッダ
３０２　ＭＡＣヘッダ
３０３　ペイロード
４０１　受信処理部
４０２　変調方式決定部
４０３　利用効率判定部
４０４　制御パケット送信部
４０５　送信処理部
５０６～５０８、９０１、１７０７～１７０９、２１０１、２９０１～２９０３、３１０１　カバーエリア
１３０１～１３０３、２５０１～２５０４、３３０１～３３０５　ビーコン
１３０４～１３１０、２５１１～２５１７、３３１１～３３２４、３３５１～３３５８　パケット
１９０１　雑音源
１９０２、２１０２　ロスエリア
２８０２　中継先アドレス決定部

Claims

　電力線通信のネットワークと接続された通信部と、
　前記ネットワーク上の端末との通信経路の設定に用いる制御パケットを前記ネットワークから所定期間受信しない場合、前記ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で前記制御パケットの依頼パケットを変調して、前記ネットワークに送信する制御部とを備える、通信端末装置。
　制御パケットを前記ネットワークから所定期間受信しない場合とは、起動時を含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信端末装置。
　前記制御部は、前記依頼パケットに応答した第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された制御パケットを前記第１端末から受信することを特徴とする、請求項１に記載の通信端末装置。
　前記制御部は、前記第１端末から前記制御パケットを受信する期間に、前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式と比較して通信速度が異なる変調方式で変調された制御パケットを第２端末から受信した場合、前記制御パケットの送信元を前記第１端末から前記第２端末に切替えることを特徴とする、請求項３に記載の通信端末装置。
　前記制御部は、前記制御パケットの送信元を前記第１端末から前記第２端末に切替える際、前記第１端末に対して前記制御パケットの送信元の切替えを通知することを特徴する、請求項４に記載の通信端末装置。
　前記第１端末は、前記制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、前記制御パケットの送信先が他に存在する場合、この他の端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で前記制御パケットを変調して前記他の端末に送信することを特徴とする、請求項５に記載の通信端末装置。
　前記第１端末は、前記制御パケットの送信元の切替えを通知された場合、前記制御パケットの送信先が他に存在しない場合、前記制御パケットの送信を停止することを特徴とする、請求項５に記載の通信端末装置。
　前記制御部は、前記第２端末から前記制御パケットを受信してから所定期間前記制御パケットを受信しなくなった場合に、前記ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で前記依頼パケットを変調して、前記ネットワークに送信することを特徴とする、請求項１に記載の通信端末装置。
　前記ネットワーク上の端末との通信経路に関する情報は、中継機を示す情報、前記中継機を介してどの経路を介して親機と接続できるかを示した経路情報、及び前記中継機を介してどの経路を介してネットワーク上の他の端末と接続できるかを示した経路情報の中の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の通信端末装置。
　前記ネットワークの中で用いられる変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で変調された前記制御パケットは、ブロードキャストパケットであり、
　前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された前記制御パケットは、ユニキャストパケットであることを特徴とする、請求項３に記載の通信端末装置。
　前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された前記制御パケットは、ブロードキャストパケットであり、
　前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式より通信速度が遅い変調方式で変調され、前記第２端末から受信する前記制御パケットは、ブロードキャストパケットであることを特徴とする、請求項４に記載の通信端末装置。
　前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式で変調された前記制御パケットは、ユニキャストパケットであり、
　前記第１端末との間で用いられる通信速度が一番高い変調方式より通信速度が遅い変調方式で変調され、前記第２端末から受信する前記制御パケットは、ブロードキャストパケットであることを特徴とする、請求項４に記載の通信端末装置。
　電力線通信のネットワークと接続された端末に対して前記端末との通信経路の設定に用いる制御パケットを送信する通信部と、
　前記端末から前記制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、前記ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で前記制御パケットを変調して、前記端末に対して送信する制御部とを備える、通信端末装置。
　前記通信部は、前記端末に対して前記制御パケットをユニキャストで送信し、
　前記制御部は、前記端末から前記制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合、ブロードキャストで前記制御パケットを送信することで、前記ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で前記制御パケットを変調して、前記端末に対して送信することを特徴とする、請求項１３に記載の通信端末装置。
　前記端末から前記制御パケットに対応する応答を所定期間受信しない場合とは、前記制御部が、前記端末から前記制御パケットに対応する応答を所定回数受信しない場合を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の通信端末装置。
　電力線通信のネットワークと接続された端末との間で通信経路の設定に用いる制御パケットを前記ネットワークから所定期間受信しない場合、前記ネットワークで用いられる複数の変調方式の中で通信速度が一番低い変調方式で前記制御パケットの依頼パケットを変調して、前記ネットワークに送信することを特徴とする、通信方法。