WO2012028919A1 - マルチホップ通信方法、およびマルチホップ通信システム - Google Patents

Abstract

１台の親端末１と複数台の子端末２とがマルチホップ通信を行う通信セルＣ１，Ｃ２，...を構築し、親端末１は、自端末が属する通信セルとセル内チャンネルが同一である他の通信セルとの通信における干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、自端末が属する通信セルおよび隣接する通信セルにおいてセル内チャンネルに用いていない１乃至複数の無線チャンネルから、自端末が属する通信セルおよび隣接する通信セルのそれぞれのセル内チャンネルとの間の周波数距離に基づく干渉レベルが最小になる無線チャンネルを選択し、この選択した無線チャンネルを自端末が属する通信セルのセル内チャンネルに設定する。

Description

マルチホップ通信方法、およびマルチホップ通信システム

　本発明は、マルチホップ通信方法、およびマルチホップ通信システムに関するものである。

　従来から、通信ネットワーク上に存在する通信端末間で通信する際に、情報を伝送しようとする通信端末間で通信を直接行うことができない場合に、他の通信端末を通信の中継に用いることによって通信を可能にするマルチホップ通信が知られている。このようなマルチホップ通信は、とくに通信ネットワークの一つである無線ネットワークにおいて用いられる。
　このような通信ネットワークでは、通信端末の接続・離脱、通信環境の変動等によって、通信可能であった通信端末が通信不可能となって、通信ネットワークのネットワークトポロジーが変化する場合がある。したがって、各通信端末間で良好に通信を行うためには、通信ネットワークのネットワークトポロジーが変化した場合に各通信端末間の通信ルートを構築することが必要となる（例えば、特許文献１、２参照）。
　通信ルートを構築する方法としては、例えば、通信端末間で経路情報を交換し、使用可能な通信ルートを探索するとともに使用可能な通信ルートのうち通信品質のよいルートを選択することによって、通信端末間の通信ルートを構築することができる。
　また近年、例えば自動遠隔検針システムのように、複数台の親端末を所定範囲毎に設置し、各親端末が周辺に存在する複数の子端末との間で通信を行う通信システムがある。この種の通信システムにおいても、親端末と子端末との間の通信に上記マルチホップ通信を用いた通信ネットワークを構築することが提案されている。
　この親端末および子端末を用いた通信ネットワークでは、所定範囲毎に設けた親端末が、周辺の複数の子端末の各々から、直接的、または他の子端末を中継端末として用いて間接的に、所定の情報を取得する。すなわち、１台の親端末とこの親端末が所定情報を取得する複数台の子端末によって、マルチホップ通信による通信セルが形成され、この通信セルが複数設けられることによって、複数の通信ネットワークが構築されている。
　このような親端末および子端末を用いた通信ネットワークでは、所定の周波数帯域内に設けられた複数の無線チャンネルから、何れかの無線チャンネルを択一的に選択して無線パケットの送受信が行われる。そのため、複数の通信セルを設けた場合には、近接した通信ネットワーク同士で同じ無線チャンネルを用いて通信を行うと、無線パケットが互いに干渉して通信品質が低下する恐れがある。そこで、通信セル間の干渉を抑制するために、各通信セルへの無線チャンネルの割り当て方法が提案されている（例えば、特許文献３~６参照）。
　例えば、光ファイバ網などにより構成される上位ネットワークに親端末を接続し、各親端末に設けたＧＰＳからの位置情報に基づいて、親端末が利用する無線チャンネルを上位ネットワークのサーバ側で集中的に管理するような方法が考えられる。この場合、親端末間の距離が短い場合には、各通信セルに異なる無線チャンネルを割り当てる。
　また、近接した親端末同士が互いに通信して、互いに異なる無線チャンネルを利用するように設定する方法もある。
　このような無線チャンネルの動的な割り当ては、グラフ理論の多重彩色問題であり、ＮＰ完全問題でもあるため、完全解の導出は困難であり、ある程度に良好な解を求めればよく、そのアルゴリズムは、数学のグラフ分野で多数研究されている。
特開２００６−６７５５７号公報 特開２００８−２４４６７９号公報 特開２００７−１５８４８５号公報 特開２００４−９６１４８号公報 特開２００１−１２８２２４号公報 特開平１０−３１３４７６号公報

　しかしながら、上述のようなマルチホップ通信を用いた通信ネットワークでは、各子端末が異なる子端末の無線パケットを中継して通信を行う為、親端末と子端末とが直接通信する場合に比べて通信ネットワークが形成する物理的な空間距離が大きくなる。そのため、親端末同士が遠い位置にあった場合であっても、各親端末に接続された子端末同士は近い位置にある場合も多く、親端末の位置情報だけでは無線パケットが干渉する可能性を十分に低減できない。また、親端末同士が遠い位置にあると、親端末同士が互いに通信することが出来ないため、無線パケットが干渉する可能性を十分に低減できないという問題があった。
　さらに、隣接する通信セル間で互いに異なる無線チャンネルを用いた場合でも、互いの無線チャンネル間の周波数距離が近い場合、隣り合った無線チャンネルからの漏れ電力によって、無線パケットが干渉する虞があった。
　本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、親端末同士による通信や、サーバ等の集中的な管理が不要で、他の通信セルからの漏れ電力による無線パケットの干渉を抑制することができるマルチホップ通信方法、およびマルチホップ通信システムを提供する。

　本発明の一実施形態によれば、複数の無線チャンネルから選択した１つの無線チャンネルをセル内チャンネルとして用いて１台の親端末と１台乃至複数台の子端末とがマルチホップ通信を行う通信セルを複数構築し、前記子端末は、自端末が属する通信セルに隣接する通信セルのそれぞれにおける前記セル内チャンネルを検知して、自端末が属する通信セルの前記親端末に通知し、前記親端末は、自端末が属する通信セルと前記セル内チャンネルが同一である他の通信セルとの通信における干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、自端末が属する通信セルおよび前記隣接する通信セルにおいて前記セル内チャンネルに用いていない１乃至複数の無線チャンネルから、自端末が属する通信セルおよび前記隣接する通信セルのそれぞれの前記セル内チャンネルとの間の周波数距離に基づく干渉レベルが最小になる無線チャンネルを選択し、この選択した無線チャンネルを自端末が属する通信セルの前記セル内チャンネルに設定するマルチホップ通信システムを提供する。
　本発明の一実施形態によれば、複数の無線チャンネルから選択した１つの無線チャンネルをセル内チャンネルとして用いて１台の親端末と１台乃至複数台の子端末とがマルチホップ通信を行う通信セルを複数構築し、前記親端末および前記子端末は、自端末が属する通信セルを識別するための通信セル情報を含み、自端末の生存を報知するハローパケットを前記セル内チャンネルを用いて送信し、前記子端末は、前記セル内チャンネルを用いて受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報が示す通信セルと自端末が属する第１の通信セルとが異なる場合には、受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報を含み、同一の前記セル内チャンネルを用いる第２の通信セルを検知したことを通知する検知情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、前記複数の無線チャンネルを順次切り替えて前記ハローパケットを受信した場合には、受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報と、前記ハローパケットを受信した無線チャンネルに関するチャンネル情報とを含み、前記第１の通信セルの周囲に存在する第３の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを通知するチャンネル利用情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、前記第１の通信セルに属する前記親端末は、受信した前記検知情報に基づいて、前記第１の通信セルと前記第２の通信セルとの通信における干渉の度合を導出し、この干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、前記チャンネル利用情報に基づいて、前記第１，第３の通信セルが前記セル内チャンネルに用いていない無線チャンネルである未使用チャンネルから、前記第１，第３の通信セルの前記セル内チャンネルである使用チャンネルとの間の周波数距離に基づく干渉レベルが最小になる未使用チャンネルを選択し、この選択した未使用チャンネルを前記第１の通信セルの前記セル内チャンネルに設定するマルチホップ通信システムを提供する。
　前記親端末は、前記チャンネル利用情報に基づき、前記使用チャンネルのそれぞれを用いる通信セルの数に応じて、前記干渉レベルに重み付けすることが好ましい。
　前記親端末は、前記使用チャンネルのそれぞれに隣り合う無線チャンネルである隣接チャンネルを前記未使用チャンネルから除くことが好ましい。
　前記親端末および前記子端末は、前記セル内チャンネルを用いて、自端末が属する通信セルにおいて作成された前記チャンネル利用情報を含む前記ハローパケットを送信し、前記第１の通信セルに属する前記子端末は、前記複数の無線チャンネルを順次切り替えて、前記第３の通信セルから受信した前記ハローパケットに含まれた前記チャンネル利用情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、前記第１の通信セルに属する前記親端末は、前記ハローパケットに含まれた前記チャンネル利用情報に基づいて、前記第３の通信セルの周囲に存在する第４の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを検知し、前記第４の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを、前記未使用チャンネルから除くことが好ましい。
　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、前記未使用チャンネルがない場合、各無線チャンネルを用いている前記第３の通信セルの台数をＮ、各無線チャンネルを用いている前記第４の通信セルの台数をＭ、０~１の重み係数をβとして、無線チャンネル毎の評価関数をＮ＋βＭで導出し、前記評価関数が最小になる無線チャンネルを前記セル内チャンネルに設定することが好ましい。
　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、前記使用チャンネルを、前記第１，第３，第４の通信セルにおける前記セル内チャンネルとし、前記未使用チャンネルに対する前記第４の通信セルの前記セル内チャンネルの前記干渉レベルは、前記未使用チャンネルに対する前記第３の通信セルの前記セル内チャンネルの前記干渉レベルより軽い重み付けがなされることが好ましい。
　前記親端末のそれぞれは、優先順位が設定され、前記干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、この優先順位に基づいて、前記未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定するか否かを決定することが好ましい。
　無線チャンネルのそれぞれは、所定の確率密度関数にしたがった確率が設定されており、前記親端末は、前記未使用チャンネルの前記確率に基づいて、この未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定するか否かを決定することが好ましい。
　前記確率密度関数は、無線チャンネルの識別番号と、前記親端末のそれぞれに設定された優先順位を変数とする関数であることが好ましい。
　前記親端末は、過去に前記第１の通信セルと前記第２の通信セルとの通信における干渉の度合が所定の閾値を超えたことがある前記未使用チャンネルの前記確率を、この未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定しない方向に変動させることが好ましい。
　本発明の一実施形態によれば、１台の親端末と複数台の子端末の各々とが互いに同一の無線チャンネルを用いてマルチホップ通信する通信セルを複数構築し、子端末は、自端末が通信に用いる無線チャンネルを使用している他の通信セルを検知して親端末に通知し、親端末は、他の通信セルと自端末が属する通信セルとの通信における干渉の度合いを通信セルごとに導出し、その和が所定の閾値を超えると他の無線チャンネルに切り替えて通信するマルチホップ通信システムを提供する。
　本発明の一実施形態によれば、１台の親端末と複数台の子端末の各々とが互いに同一の無線チャンネルを用いてマルチホップ通信する通信セルが複数構築され、
　各端末は、互いに周波数の異なる複数の無線チャンネルから択一的に選択した無線チャンネルを通信に用いる通信チャンネルとして設定するとともに、自端末が属する通信セルを識別するための通信セル情報を含み、自端末の生存を報知するハローパケットを送信し、子端末は、通信チャンネルを用いてハローパケットを受信した際に、受信したハローパケットの通信セル情報が示す通信セルと、自端末が属する通信セルとが異なる場合には、受信したハローパケットの通信セル情報を含み、通信チャンネルを利用する他の通信セルを検知したことを通知する検知情報を、自端末と同じ通信セルに属する親端末に送信し、親端末は、受信した検知情報に基づいて、当該検知情報の通信セル情報が示す通信セルごとに干渉レベルを導出し、この干渉レベルの和が所定の閾値よりも大きければ、複数の無線チャンネルから通信チャンネルとは異なる無線チャンネルを択一的に選択して、自端末が属する通信セルで使用する新たな通信チャンネルとして設定するマルチホップ通信システムを提供する。
　前記通信セルは、個別に付与された識別情報をそれぞれ有し、親端末は、受信した検知情報の通信セル情報が示す通信セルの識別情報と、自端末が属する通信セルの識別情報が、所定の関係を有している場合に限って、新たな通信チャンネルを設定することが好ましい。
　前記子端末は、複数の無線チャンネルを順次に切り替えてハローパケットを受信し、受信したハローパケットの通信セル情報が示す通信セルと自端末が属する通信セルとが異なる場合には、受信したハローパケットの通信セル情報と、ハローパケットを受信した無線チャンネルを示すチャンネル情報とを含むチャンネル利用情報を親端末に送信し、親端末は、チャンネル利用情報に含まれる通信セル情報とチャンネル情報とに基づいて、各無線チャンネルごとにその無線チャンネルを利用している通信セル数を求め、この求めた通信セル数が少ない無線チャンネルを優先して新たな通信チャンネルを選択することが好ましい。
　前記子端末は、自端末から自端末が属する通信セルの親端末までの通信ルートにおけるホップ数を検知情報に含めて送信し、親端末は、検知情報に含まれるホップ数が少ないほど干渉レベルを高くなるよう導出することが好ましい。
　前記親端末は、検知情報を送信した自端末と同じ通信セルに属する子端末の数が多いほど、干渉レベルを高く設定することが好ましい。
　前記各端末は、自端末が親端末と子端末の何れであるかを示すとともに、自端末が子端末の場合に自端末から自端末が属する通信セルの親端末までの通信ルートにおけるホップ数を示す端末情報をハローパケットに含めて送信し、子端末は、受信したハローパケットに含まれる端末情報を検知情報に含めて送信し、親端末は、検知情報に含まれる端末情報に基づいて干渉レベルを導出することが好ましい。
　本発明の一実施形態によれば、上述のマルチホップ通信システムに使われる親端末を提供する。
　本発明の一実施形態によれば、上述のマルチホップ通信システムに使われる子端末を提供する。
発明の効果
　本発明の実施形態によれば、親端末同士による通信や、サーバ等の集中的な管理が不要で、他の通信セルからの漏れ電力による無線パケットの干渉を抑制することができるという効果がある。

　本発明の目的及び特徴は以下のような添付図面と好ましい実施例の説明により明確になる。
実施形態１のシステムの概略を示す構成図である。 同上の通信端末の構成を示すブロック図である。 同上の隣接端末管理テーブルの構成を示すテーブル図である。 （ａ）（ｂ）同上の通信ルートテーブルの構成を示すテーブル図である。 同上の検知情報管理テーブルの構成を示すテーブル図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）同上の通信パケットのフォーマットを示す図である。 同上の通信シーケンスを示すシーケンス図である。 同上のセル内チャンネル変更処理を示すフローチャート図である。 同上の通信パケットのフォーマットを示す図である。 同上のチャンネル情報管理テーブルの構成を示すテーブル図である。 同上の無線チャンネルの使用状況を示すチャンネル構成図である。 同上の周波数距離−離隔指数の対応を示すテーブル図である。 実施形態２の無線チャンネルの使用状況を示すチャンネル構成図である。 実施形態４の無線チャンネルの使用状況を示すチャンネル構成図である。 実施形態５にかかるマルチホップ通信システムが構成する無線ネットワークの検知情報管理テーブルを示すテーブル図である。 実施形態６にかかるマルチホップ通信システムが構成する無線ネットワークの通信パケットのフォーマットを示す図である。 同上の検知情報管理テーブルを示すテーブル図である。

　以下、本発明の実施形態を本明細書の一部を成す添付図面を参照してより詳細に説明する。図面全体において同一又は類似する部分については同一参照符号を付して説明を省略する。
　（実施形態１）
　図１は、本実施形態のマルチホップ通信システムが構成する無線ネットワークの概略図である。この無線ネットワークは、複数の住戸Ｋで構成される住戸群で用いられ、住戸群内には、所定範囲毎（例えば、半径５００ｍ毎）に親となる通信端末１が設置され、各住戸Ｋには、子となる通信端末２が設置される。なお以降、親となる通信端末１は親端末１と称し、子となる通信端末２は子端末２と称す。さらに、親端末１を個別に識別する場合は、親端末１−１、１−２、１−３、１−４、．．．の符号を用い、子端末２を個別に識別する場合は、子端末２−１、２−２、２−３、の符号を用いる。
　そして、子端末２は、各住戸Ｋに関する所定情報を、１台の親端末１へ無線送信する機能を有する。親端末１は、各住戸Ｋに関する所定情報を複数の子端末２から無線で取得し、取得した所定情報を、図示しない上位の管理装置へ光ファイバ回線等を用いて送信する機能を有する。例えば、親端末１が、各住戸Ｋにおける電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を、子端末２から取得することによって、遠隔検針システムを構成できる。また、親端末１が、予め設定された所定の情報を子端末２との間で送受信することによって、各住戸Ｋ内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各住戸Ｋ内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。
　この無線ネットワークでは、親端末１および子端末２は、マルチホップ通信により無線信号を互いに送受信している。すなわち、本無線ネットワークでは、親端末１と各子端末２との間で直接または間接に通信が行われ、親端末１と直接通信できない子端末２は、通信可能な距離にある他の子端末２が通信パケットを順次中継することで、親端末１との間で通信を行っている。
　また、このマルチホップ通信システムでは、１台の親端末１と、この親端末１へ所定情報を直接または間接に送信する１台~複数台の子端末２とによって、小規模な無線ネットワークである通信セルが構築されている。すなわち、本実施形態では、複数の通信セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、．．．が併設されている。各通信セルにおける親端末１は、互いに周波数の異なる複数の無線チャンネルから、通信パケットの送受信に用いる通信チャンネルを択一的に選択する。また子端末２は、自端末が属する親端末１が選択した通信チャンネルを用いて、通信パケットの送受信を行う。すなわち、同一通信セルに属する親端末１及び子端末２は、同じ周波数の無線チャンネルを利用して無線パケットの送受信を行う。各通信セルにおいて親端末１及び子端末２が互いの通信に用いるこの１つの無線チャンネルを、セル内チャンネルと称す。本実施形態では、各通信端末Ａが利用可能な無線チャンネルとして、互いに周波数の異なる無線チャンネルＣｈ１、Ｃｈ２、・・・が設定されている。
　図２は、通信端末Ａのブロック図である。本実施形態では、親端末１と子端末２とに同一の通信端末Ａを用いており、例えば、通信端末Ａは、ジャンパースイッチや切替スイッチ等の設定手段を用いて「親」に設定されることで親端末１として機能し、また「子」に設定されることで子端末２として機能する。また以降では、親端末１と子端末２とを区別しない場合、通信端末Ａと称す。
　通信端末Ａは、記憶部１０と、制御部２０と、無線通信インタフェース部３０とを備えて構成される。
　記憶部１０は、ＲＯＭなどの不揮発性のメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどの書換え可能な不揮発性のメモリ、ＲＡＭなどの揮発性のメモリからなる。そして記憶部１０は、通信ルートや通信可能な隣接端末（直接通信可能な親端末１または子端末２）に関するリンク情報などを記憶するテーブル記憶部１０１を備える。さらに記憶部１０は、通信端末Ａを動作させるための制御プログラム等の各プログラムや、各プログラムの実行に必要な情報等も記憶している。
　本実施形態では、親端末１、子端末２の各々に、ユニークな端末ＩＤが割り付けられ、各通信端末Ａの記憶部１０には、自端末に割り付けられた端末ＩＤも格納されている。本実施形態では、親端末１−１、１−２、１−３、．．．．に、端末ＩＤ「Ｍ１」、「Ｍ２」、「Ｍ３」．．．が、予め割り付けられている。また、子端末２−１、２−２、２−３、．．．．には、後述する通信ルートが構築された場合に、親端末１によって端末ＩＤ「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｔ３」．．．が割り付けられる。
　また、通信端末Ａの各々には、シリアル番号（製造番号）やＭＡＣアドレス等の装置ＩＤが予め割り付けられており、各通信端末Ａの記憶部１０には、この装置ＩＤが予め格納されている。そして、通信端末Ａが送受信する通信パケットは、この装置ＩＤが付加されることによって通信制御がなされる。
　また、各通信セルの各々には、ユニークな通信セルＩＤが割り付けられ、通信端末Ａは、通信パケットに自端末が属する通信セルの通信セルＩＤを含めて送信する。本実施形態では、通信セルに属する親端末１の端末ＩＤを通信セルＩＤとして用いており、通信セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．．の通信セルＩＤは、それぞれ「Ｍ１」、「Ｍ２」、「Ｍ３」、．．．．が用いられる。なお、この通信ＩＤが、本発明の通信セル情報に相当する。
　親端末１および子端末２のテーブル記憶部１０１には、図３に示す隣接端末管理テーブルＴＢ１１が格納され、親端末１のテーブル記憶部１０１には、図５に示す検知情報管理テーブルＴＢ１２が格納される。また、親端末１のテーブル記憶部１０１には、図４（ａ）に示す通信ルートテーブルＴＢ２１が格納され、子端末２のテーブル記憶部１０１には、図４（ｂ）に示す通信ルートテーブルＴＢ２２が格納される。
　隣接端末管理テーブルＴＢ１１は、図３に示すように、他の通信端末Ａによって中継されることなく、当該通信端末Ａと直接通信することができる通信端末Ａ（以降、隣接端末Ａと称す）に関する情報（隣接端末情報）を、テーブル形式で記憶している。具体的に、隣接端末管理テーブルＴＢ１１は、隣接端末ＩＤ、端末種類、受信リンク通信品質、送信リンク通信品質、リンク通信品質の各フィールドが設けられている。
　隣接端末管理テーブルＴＢ１１において、隣接端末ＩＤは、自端末と直接通信が可能な通信端末Ａに割り付けられた端末ＩＤである。端末種類は、隣接端末Ａの種類（親端末１「親」または子端末２「子」）を示す。受信リンク通信品質は、隣接端末Ａから自端末への通信リンクの通信品質を示す。送信リンク通信品質は、自端末から隣接端末Ａへの通信リンクの通信品質を示す。リンク通信品質は、隣接端末Ａと自端末との間の通信リンクにおける通信品質を示す。
　直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間の通信リンクにおけるリンク通信品質は、例えば、通信品質値ＳＱが用いられる。通信品質値ＳＱは、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間の受信信号強度が大きいほど小さくなる１０段階や２０段階等の整数値で表される。すなわち、通信品質値ＳＱは、その整数値が小さいほど、通信パケットの減衰が小さく、通信状態がよい。
　そして、通信パケットを受信する場所におけるノイズレベルや干渉レベルが異なる場合、通信リンクにおける双方向の通信品質は互いに異なり、通信リンクにおける双方向の通信品質は、受信リンク通信品質および送信リンク通信品質で構成される。受信リンク通信品質は、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間のリンクにおいて、自端末Ａが他の通信端末Ａから通信パケットを受信したときの受信信号強度である。送信リンク通信品質は、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間のリンクにおいて、自端末Ａが他の通信端末Ａへ通信パケットを送信し、他の通信端末Ａが通信パケットを受信したときの受信信号強度である。
　なお、通信端末Ａ−Ａ間で通信を行った場合に通信の確実性（信頼性）を保証する観点から、受信リンク通信品質と送信通信品質とのうち、通信状態の悪い方（リンク通信品質の値が大きい方）が、２台の通信端末Ａ−Ａ間のリンク通信品質として採用される。
　そして、親端末１と子端末２との間における通信ルートの通信品質の評価である後述のルート通信品質は、親端末１と子端末２との間の通信ルートを構成する各通信リンクのリンク通信品質の和が採用される。
　なお、上述の通信品質値ＳＱは、受信信号強度と関連付けられたが、受信信号強度に代えて、ＳＮ比、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）、ビットエラーレート、パケットエラーレート等の他の要素と関連付けて算出してもよい。
　次に、検知情報管理テーブルＴＢ１２には、親端末１と同じ通信セルに属する各子端末２により検知された、同一の通信チャンネルを利用する通信セル（干渉セル）を示す情報（検知情報）をテーブル形式で記憶している。具体的に、検知情報管理テーブルＴＢ１２は、干渉セルを検出した子端末の端末ＩＤ（子端末ＩＤ）、検知された干渉セルの通信セルＩＤ（干渉セルＩＤ）、検知時刻の各フィールドが設けられている。この干渉セルが、本発明の第２の通信セルに相当する。なお、検知情報管理テーブルＴＢ１２は、検知時刻から一定時間経過した検知情報については、定期的に削除されるよう設定されている。
　次に、親端末１と子端末２との間における通信ルートは、１乃至複数の通信リンクによって形成されている。そして、親端末１が保持する通信ルートテーブルＴＢ２１（図４（ａ）参照）は、親端末１−この親端末１の配下にある子端末２間における通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を、テーブル形式で記憶している。具体的に、通信ルートテーブルＴＢ２１は、端末ＩＤ、ルート通信品質、ホップ数、ホップ先の各フィールドが設けられている。
　親端末１が保持する通信ルートテーブルＴＢ２１において、端末ＩＤは、通信ルートが構築された配下の子端末２に割り付けられた端末ＩＤである。ルート通信品質は、端末ＩＤフィールドに登録された子端末２までの通信ルートにおける通信品質を示す。ホップ数は、端末ＩＤフィールドに登録された子端末２までの通信ルートにおけるホップ数を示す。ホップ先は、端末ＩＤフィールドに登録された子端末２までの通信ルートにおいて、各ホップにおける送信先の通信端末Ａを示す。
　次に、子端末２が保持する通信ルートテーブルＴＢ２２（図４（ｂ）参照）は、子端末２−この子端末２と通信可能な親端末１間の通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を、テーブル形式で記憶している。具体的に、通信ルートテーブルＴＢ２２は、端末ＩＤ、ルート通信品質、ホップ数、ホップ先の各フィールドが設けられている。
　子端末２が保持する通信ルートテーブルＴＢ２２において、端末ＩＤは、この子端末２と通信可能な親端末１に割り付けられた端末ＩＤである。ルート通信品質は、端末ＩＤフィールドに登録された親端末１までの通信ルートにおける通信品質を示す。ホップ数は、端末ＩＤフィールドに登録された親端末１までの通信ルートにおけるホップ数を示す。ホップ先は、端末ＩＤフィールドに登録された親端末１までの通信ルートにおいて、各ホップにおける送信先の通信端末Ａを示す。
　通信ルートテーブルＴＢ２１、ＴＢ２２において、ホップ数は、自端末から通信先端末までの通信ルートにおける通信端末Ａの台数である。例えば、子端末２−２が子端末２−１を介して親端末１と通信を行う通信ルートの場合は、ホップ数は「２」となる。ホップ先は、自端末から通信先端末に至るまでに経由する通信端末Ａの端末ＩＤが経由順に登録され、最後は、端末ＩＤフィールドに登録された通信端末Ａの端末ＩＤが登録される。
　次に、無線通信インタフェース部３０は、無線信号を用いて他の通信端末Ａとの間で通信を行うための通信インタフェース回路である。そして、無線通信インタフェース部３０は、互いに周波数の異なる複数の無線チャンネルから択一的に選択された無線チャンネルをセル内チャンネルとして用いて、自端末が属する通信セル内における通信パケットの送受信に用いる。
　制御部２０は、通信端末Ａの各部を制御することによって通信端末Ａ全体の動作を制御する装置であり、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路等で構成される。そして、制御部２０は、テーブル管理部２０１と、通信処理部２０２と、送信タイマ部２０３とを備えて、直接または間接に子端末２と親端末１との間の通信ルートを構築するための処理である通信ルート構築処理を実行する。
　また、制御部２０は、チャンネル切替処理部２０４と、干渉検出部２０５と、変更タイマ部２０６とを備え、子端末２と親端末１との間で通信パケットの送受信に用いるセル内
チャンネルを決定・変更するための処理であるセル内チャンネル決定処理を実行する。
　テーブル管理部２０１は、記憶部１０のテーブル記憶部１０１に記憶されている各テーブルの登録内容を管理する。通信処理部２０２は、無線通信インタフェース部３０を用いて、他の通信端末Ａとの間で通信パケットを送受信し、後述の動作を行うことによって、親端末１と子端末２との間の通信ルートを構築するための通信ルート構築処理を行う。送信タイマ部２０３は、所定の時間の経過を計る計時手段であり、所定の時間間隔で通信処理部２０２に各種通信パケットの送信タイミングの到来を通知する。
　チャンネル切替処理部２０４は、干渉検出部２０５にて検出される通信セル間の通信の干渉状況などに基づいて、複数の無線チャンネルからセル内チャンネルを択一的に選択し、無線通信インタフェース部３０に設定する。干渉検出部２０５は、通信処理部２０２で受信した他の通信端末Ａから送信された通信パケットから、通信セル間の干渉状況を検出してチャンネル切替処理部２０４に出力する。変更タイマ部２０６は、所定の時刻になっ
たことを検知する計時手段であり、チャンネル切替処理部２０４に通信チャンネルの変更タイミングの到来を通知する。
　次に、本無線ネットワークにおける通信ルートの構築について説明する。
　まず、通信端末Ａが起動されると、各通信端末Ａの制御部２０における送信タイマ部２０３は、ハローパケット（Ｈｅｌｌｏ　Ｐａｃｋｅｔ、以下、「Ｈパケット」と称する）を送信すべく計時を開始する。送信タイマ部２０３は、タイムアップすると、Ｈパケットの送信タイミングである旨を通信処理部２０２に通知する。通信処理部２０２は、この通知を受けると、Ｈパケットを無線ネットワークに同報通信で送信する。
　Ｈパケットは、各通信端末Ａが、他の通信端末Ａに対して自端末の生存を報知する通信パケットである。図６（ａ）は、Ｈパケットのフォーマットを示し、送信元端末ＩＤ部と、送信先端末ＩＤ部と、セルＩＤ部と、オペレーションコード部と、端末種類部と、通信ルート部とを備えて構成される。
　Ｈパケットの送信元端末ＩＤ部は、Ｈパケットを送信した通信端末Ａの端末ＩＤが収容される。送信先端末ＩＤ部は、Ｈパケットの送信先となる通信端末Ａの端末ＩＤが収容され、Ｈパケットの場合は、ブロードキャスト等の同報通信のコード「ＢＣ」が収容される。セルＩＤ部は、Ｈパケットを送信した通信端末Ａが属する通信セルに割り当てられた通信セルＩＤが収容される。本実施形態では、親端末１は、自端末の端末ＩＤを収容し、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１の端末ＩＤを収容する。オペレーションコード部は、Ｈパケットのコードが収容される。端末種類部は、Ｈパケットを送信した通信端末Ａが親端末１と子端末２とのいずれであるかを識別するための情報が収容される。
　さらにＨパケットの通信ルート部は、子端末２から親端末１までの通信ルートを表す通信ルート情報、およびこの通信ルートの通信品質を表すルート品質情報が収容される。通信ルート情報は、子端末２から親端末１までの通信ルートにおいて経由する通信端末Ａの端末ＩＤが順に並べられることによって表される。ルート品質情報は、通信ルート内のリンク通信品質の和で表され、このリンク通信品質の和をルート通信品質と称す。
　例えば、子端末２−２が子端末２−１を介して親端末１との間で通信ルートを構築し、そのルート通信品質が１７であるとする。この場合、子端末２−２が送信するＨパケットの通信ルート部には、「Ｔ２→Ｔ１→Ｍ１；１７」が収容される。この通信ルートのホップ数は「２」になる。また、親端末１が送信するＨパケットの通信ルート部は、「ｎｕｌｌ」（または空データ）となり、ホップ数「０」、ルート通信品質「０」に相当する。
　なお、Ｈパケットは、無線ネットワークの通信トラフィックを抑制するために、通信端末Ａが親端末１に設定されている場合、および通信端末Ａが、親端末１までの通信ルートが構築されている子端末２である場合に、各通信端末Ａから送信される。そして、このＨパケットの送信処理は、起動後、一定時間間隔で行われる。
　また親端末１までの通信ルートが構築されていない子端末２は、このＨパケットを受信して、Ｈパケットのルート通信品質情報などに基づいて子端末２−親端末１間の通信コストを求め、通信コストが最も小さな親端末１及び親端末１までの通信ルートを構築する。なお、親端末１と子端末２間の通信ルートを構築する方法については、既知の技術であるので詳細な説明は省略する。
　次に、本無線ネットワークにおける通信チャンネルの決定方法について、図７のシーケンスを用いて説明する。
　まず、親端末１が起動されると、親端末１のチャンネル切替処理部２０４は、所定の無線チャンネルを仮のセル内チャンネルとして通信インタフェース部３０に設定する（ステップＳ１）。ここで、仮のセル内チャンネルとしたのは、周囲の通信セルにおいてどの無線チャンネルがセル内チャンネルとして利用されているのかが不明であるので、以降の動作を行うことでセル内チャンネルが変更されることを想定したためである。なお、この仮のセル内チャンネルを決定する際には、例えば、利用可能な無線チャンネルごとに無線信号強度を測定し、この信号強度が最も低いものを選択するようにしてもよく、利用可能な無線チャンネルからランダムに選択するようにしてもよい。
　ここで、この親端末１の周囲に配置された子端末２は、仮のセル内チャンネルを用いて送信されたＨパケットを受信し、自端末が属する通信セルよりも通信品質が高い場合には、この親端末１との間で通信ルートを構築する。これにより、この親端末１の周囲に配置された子端末２は、親端末１と同じセル内チャンネルを用いて直接的・間接的に通信を行い、この親端末１と子端末２とを含む通信セルが形成される。なお、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１に付与された端末ＩＤを、通信セルＩＤとして記憶部１０に記憶する。
　本実施形態において、図１に示すように、通信セルＣ１には、親端末１−１、子端末２−１、２−２、２−３が含まれ、通信セルＣ２には、親端末１−２、子端末２−４、２−５が含まれ、通信セルＣ３には、親端末１−３、子端末２−６が含まれる。そして、子端末２−２は、子端末２−１を介して親端末１−１と間接的に通信し、子端末２−１及び子端末２−３は、親端末１−１と直接的に通信する。また、子端末２−５は、子端末２−４を介して親端末１−２と間接的に通信し、子端末２−４は、親端末１−２と直接的に通信する。また、子端末２−６は、親端末１−３と直接的に通信する。
　ここで、親端末１−１、１−２、１−３は、何れも通信パケットの送受信に利用するセル内チャンネルとして、チャンネルＣｈ１が設定されている。また、子端末２−２と直接通信可能な範囲には、子端末２−１、２−５が存在する。すなわち、子端末２−２と子端末２−５は、互いに異なる通信セルに含まれているが、同じセル内チャンネルを用いて無線パケットの通信を、各通信セル内で行っている。さらに、子端末２−３と直接通信可能な範囲には、親端末１−１と子端末２−６が存在する。すなわち、子端末２−３と子端末２−６は、互いに異なる通信セルに含まれているが、同じセル内チャンネルを用いて無線パケットの通信を、各通信セル内で行っている。
　ここで、各子端末２は、上述のように定期的にＨパケットを送信するとともに、周囲の通信端末Ａから送信されたＨパケットを受信している。なお、本実施形態では、自端末が属する通信セルのセル内チャンネルを用いて送信されるＨパケットを受信している。
　子端末２は、Ｈパケットを受信すると、Ｈパケットに含まれる通信セルＩＤと、自端末が属する通信セル（第１の通信セル）の通信セルＩＤとを比較する。本実施形態では、通信セルＩＤとして親端末１の端末ＩＤを用いているので、実際には、Ｈパケットに含まれる通信セルＩＤと、自端末が属する通信セルの親端末１の端末ＩＤとを比較する。この比較の結果、双方の通信セルＩＤが異なれば、自端末が属する通信セルと同じセル内チャンネルを使用する他の通信セルである干渉セル（第２の通信セル）を検知したことを示すチャンネル検知情報パケット（以降、Ｄパケットと称す）を、自端末が属する通信セルの親端末１に向けて直接または間接に送信する。なお、Ｄパケットが、本発明の検知情報に相当する。
　図６（ｂ）は、このＤパケットのフォーマットを示している。Ｄパケットは、送信元端末ＩＤ部と、送信先端末ＩＤ部と、セルＩＤ部と、オペレーションコード部と、検知情報部とを備えて構成される。
　Ｄパケットの送信元端末ＩＤ部は、Ｄパケットを送信した通信端末Ａの端末ＩＤが収容される。送信先端末ＩＤ部は、Ｄパケットの送信先となる通信端末Ａの端末ＩＤが収容され、Ｄパケットの場合は、通信端末Ａが属する通信セルの親端末１の端末ＩＤが収容される。セルＩＤ部は、Ｄパケットを送信する通信端末Ａが属する通信セルに割り当てられた通信セルＩＤが収容される。本実施形態では、親端末１は、自端末の端末ＩＤを収容し、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１の端末ＩＤを収容する。オペレーションコード部は、Ｄパケットのコードが収容される。検知情報部には、例えば受信したＨパケットに含まれるセルＩＤ部と同じ値であり、検知した干渉セルの通信セルＩＤを示す干渉セルＩＤが収容される。
　具体的に図７において、通信セルＣ２に属する子端末２−５が周囲の端末にＨパケットを送信すると（ステップＳ２）、子端末２−２、２−４は、それぞれ子端末２−５からのＨパケットを受信する。Ｈパケットを受信した子端末２−４は、子端末２−５と同一の通信セルＣ２に含まれているので、Ｄパケットの送信を行わない。
　Ｈパケットを受信した子端末２−２は、通信セルＣ１に属しており、Ｈパケットに含まれる通信セルＩＤと、自端末が属する通信セルの通信セルＩＤとが異なるので、Ｄパケットを子端末２−１を介して親端末１−１に間接的に送信する（ステップＳ３）。
　次に、親端末１−１の通信処理部２０２は、通信セルＣ１に属する子端末２−２から送信されたＤパケットを受信し（ステップＳ４）、チャンネル切替処理部２０４にＤパケットを通知する。チャンネル切替処理部２０４は、Ｄパケットを送信した子端末２−２の端末ＩＤと、Ｄパケットを受信した時刻と、Ｄパケットに含まれる干渉セルＩＤを検知情報管理テーブルＴＢ１２に記憶させる。
　具体的に図７において、親端末１−１は、子端末２−２から送信されたＤパケットを受信すると、現在の時刻を検知時刻として、子端末２−２の子端末ＩＤ、Ｄパケット内の干渉セルＩＤ、及び、検知時刻を検知情報管理テーブルＴＢ１２に記憶する（ステップＳ５）。
　次に、親端末１−１のチャンネル切替処理部２０４は、検知情報管理テーブルＴＢ１２に含まれる各情報に基づいて、セル内チャンネルを他の無線チャンネルに切り替える必要があるかを判断し、必要が有ればセル内チャンネルを切り替える。なお、本実施形態では、Ｄパケットを受信したことをトリガとして、このセル内チャンネルの切り替え処理を開始しているが、所定の時間周期ごとにセル内チャンネルの切り替え処理を開始するようにしてもよい。
　まず、親端末１−１の干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１２の各レコードを参照して、通信セルごとに、セル内チャンネルＣｈ１における干渉度合を導出する。本実施形態において、干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１２に干渉セルＩＤが格納された通信セルの干渉度合を常に「１」とする。
　そして、親端末１−１は、通信セルごとに導出した干渉度合の和（すなわち、親端末１−１のセル内チャンネルＣｈ１を用いる干渉セルの数）と、所定の閾値とを比較し、干渉セルの数がこの閾値よりも大きければ、後述するセル内チャンネルの変更処理を行う。なお、本実施形態では、閾値として「１」が予め記憶部１０に記憶されている。
　具体的に図７において、親端末１−１は、子端末２−２から子端末２−１経由で送信されたＤパケットに基づいて種々の情報を検知情報管理テーブルＴＢ１２に格納後、干渉検出部２０５が干渉セルの数を求める。ここで、検知情報管理テーブルＴＢ１２には、子端末２−２からの情報のみが格納されており、干渉セルの数は「１」となるので、セル内チャンネルの変更処理は行わない。
　次に、通信セルＣ３に属する子端末２−６がＨパケットを送信すると（ステップＳ６）、子端末２−３は、このＨパケットを受信する。Ｈパケットを受信した子端末２−３は、通信セルＣ１に属しており、Ｈパケットに含まれる通信セルＩＤと、自端末が属する通信セルの通信セルＩＤとが異なるので、Ｄパケットを親端末１−１へ直接的に送信する（ステップＳ７）。この時、親端末１−１に送信されるＤパケットの検知情報部には、子端末２−６が属する通信セル（干渉セル）の通信セルＩＤ（干渉セルＩＤ）を意味する「Ｍ３」が収容されている。
　親端末１−１は、子端末２−３から送信されたＤパケットを受信すると、子端末２−３の子端末ＩＤ、Ｄパケット内の干渉セルＩＤ、及び、検知時刻を検知情報管理テーブルＴＢ１２に記憶する（ステップＳ８）。その後、親端末１−１は、上述の干渉セルの数を求める。ここで、検知情報管理テーブルＴＢ１２には、子端末２−２と子端末２−３のそれぞれから送信された情報が格納されており、干渉セルの数は「２」となり閾値「１」よりも大きいので、セル内チャンネルの変更処理を開始する。
　図８は、セル内チャンネルの変更処理を示すフローチャートである。
　まず、セル内チャンネルの変更処理を行うにあたって、親端末１との通信ルートが構築されている子端末２は、全ての無線チャンネルを所定の時間間隔をあけて順次にスキャンする処理を、周期的に常に行っている。ここで、各無線チャンネルをスキャンする時間は、Ｈパケットの送信間隔よりも長い時間に設定されており、スキャン対象の無線チャンネルを使用している他の端末装置Ａがあれば、確実にＨパケットを受信できるようにしている。次に、子端末２は、スキャンした各無線チャンネルでＨパケットを受信すると、無線チャンネルの利用状況を示すチャンネル利用状況通知パケットを、自端末が属する通信セルの親端末１に送信する。なお、チャンネル利用状況通知パケットが、本発明のチャンネル利用情報に相当する。
　図９は、このチャンネル利用状況通知パケットのフォーマットを示している。チャンネル利用状況通知パケットは、送信元端末ＩＤ部と、送信先端末ＩＤ部と、セルＩＤ部と、オペレーションコード部と、チャンネル利用情報部とを備えて構成される。
　チャンネル利用状況通知パケットの送信元端末ＩＤ部は、チャンネル利用状況通知パケットを送信した通信端末Ａの端末ＩＤが収容される。送信先端末ＩＤ部は、チャンネル利用状況通知パケットの送信先となる通信端末Ａの端末ＩＤが収容され、チャンネル利用状況通知パケットの場合は、通信端末Ａが属する通信セルの親端末１の端末ＩＤが収容される。セルＩＤ部は、チャンネル利用状況通知パケットを送信する通信端末Ａが属する通信セルに割り当てられた通信セルＩＤが収容される。本実施形態では、親端末１は、自端末の端末ＩＤを収容し、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１の端末ＩＤを収容する。オペレーションコード部は、チャンネル利用状況通知パケットのコードが収容される。チャンネル利用情報部は、Ｈパケットを受信した無線チャンネルを示すチャンネル情報と、このチャンネル情報が示す無線チャンネルを用いて受信したＨパケットのセルＩＤ部に基づく通信セルＩＤ（通信セル情報）とを対にして収容している。すなわち、チャンネル利用状況通知パケットは、チャンネル利用状況通知パケットを受信した親端末１が属する通信セル（第１の通信セル）の周囲に存在する他の通信セルである隣接セル（第３の通信セル）の通信セルＩＤ、この隣接セルが用いるセル内チャンネルを通知している。なお、本実施形態においては、チャンネル情報として、無線チャンネルＣｈ１の場合には「１」、無線チャンネルＣｈ２の場合には「２」などのチャンネル番号が収容される。このチャンネル番号は、本発明の無線チャンネルの識別番号に相当する。
　そして、親端末１のテーブル記憶部１０１には、図１０に示すチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３が更に記憶される。チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３には、親端末１が属する通信セルに属する各子端末２により検知された、隣接セルにおけるセル内チャンネルの利用状況を示す情報（チャンネル利用情報）をテーブル形式で記憶している。具体的に、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３は、子端末ＩＤ、隣接セルの通信ＩＤ（隣接セルＩＤ）、検知時刻、及び、隣接セルにおけるセル内チャンネル（使用チャンネル）の各フィールドが設けられている。
　このように、親端末１は、自端末が属する通信セルに属する子端末２から送信されたチャンネル利用状況通知パケットを受信すると、このパケットに含まれる各情報をチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３に記憶させる。
　そして、上記のように構成された親端末１において、干渉検出部２０５は、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３の各レコードを参照して、切替先の無線チャンネルの干渉レベルを導出する。
　例えば、親端末１−１の干渉検出部２０５は、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３の使用チャンネルフィールドを参照して、使用チャンネルを抽出する。図１１は、全無線チャンネルＣｈ１~Ｃｈ１０とした場合に、使用チャンネルの抽出例を示し、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６，Ｃｈ７，Ｃｈ１０とする（図１１中の横線領域）。なお、使用チャンネルは、親端末１−１のセル内チャンネルＣｈ１と、親端末１−１の隣接セルにおけるセル内チャンネルとで構成される。
　次に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、全ての無線チャンネルから、使用チャンネル以外の未使用チャンネルが存在するか否かを判断する（ステップＳ１０１）。図１１では、未使用チャンネルＣｈ２~Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９が存在する（図１１中の白抜き領域）。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、未使用チャンネルのそれぞれの離隔指数に基づいて、未使用チャンネルからセル内チャンネルの候補を絞り込む（ステップＳ１０２）。
　まず、親端末１−１の干渉検出部２０５は、未使用チャンネルＣｈ２~Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９の干渉レベルを求める。この干渉レベルは、未使用チャネルと使用チャンネルとの間の周波数距離に基づいて導出される。具体的には図１１に示すように、まず、未使用チャンネルの低周波側で最も近い使用チャンネルと未使用チャンネルとの周波数距離Ｘ１、未使用チャンネルの高周波側で最も近い使用チャンネルと未使用チャンネルとの周波数距離Ｘ２を、未使用チャンネル毎に求める。この低周波側の周波数距離Ｘ１，高周波側の周波数距離Ｘ２は、無線チャンネルのチャンネル番号の差で表される。
　例えば、未使用チャンネルＣｈ２、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝４になる。未使用チャンネルＣｈ３、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝２、高周波側の周波数距離Ｘ２＝３になる。未使用チャンネルＣｈ４、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝３、高周波側の周波数距離Ｘ２＝２になる。未使用チャンネルＣｈ５、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝４、高周波側の周波数距離Ｘ２＝１になる。未使用チャンネルＣｈ８、使用チャンネルＣｈ７，Ｃｈ１０の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝２になる。未使用チャンネルＣｈ９、使用チャンネルＣｈ７，Ｃｈ１０の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝２、高周波側の周波数距離Ｘ２＝１になる。
　次に、図１２に示すように、周波数距離に対応した離隔指数が予め設定されており、周波数距離Ｘ１，Ｘ２を離隔指数に変換する。ここで、周波数距離「１」は、離隔指数「１０」に対応し、周波数距離「２」は、離隔指数「３」に対応し、周波数距離「３以上」は、離隔指数「１」に対応しており、離隔指数は、周波数距離が長いほど小さくなる。例えば、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝４の場合、周波数距離Ｘ１，Ｘ２に対応する各離隔指数は、低周波側の離隔指数「１０」，高周波側の離隔指数「１」になる。
　次に、周波数距離Ｘ１，Ｘ２に対応する各離隔指数の和を、干渉レベルとして導出する。すなわち、干渉レベル＝低周波側の離隔指数＋高周波側の離隔指数となる。
　例えば、高周波側の周波数距離Ｘ１，低周波側の周波数距離Ｘ２に対応する各離隔指数が「１０」，「１」の場合、干渉レベル＝１０＋１＝１１になる。この干渉レベルは、未使用チャンネルと使用チャンネルとの干渉レベルを示し、干渉レベルが低いほど、未使用チャンネルと使用チャンネルとが干渉しにくい傾向になる。
　したがって、図１１において、未使用チャンネルＣｈ２の干渉レベル＝１１（＝１０＋１）、未使用チャンネルＣｈ３の干渉レベル＝４（＝３＋１）、未使用チャンネルＣｈ４の干渉レベル＝４（＝１＋３）になる。さらに、未使用チャンネルＣｈ５の干渉レベル＝１１（＝１＋１０）、未使用チャンネルＣｈ８の干渉レベル＝１３（＝１０＋３）、未使用チャンネルＣｈ９の干渉レベル＝１３（＝３＋１０）になる。
　すなわち、図１１に示す未使用チャンネルＣｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９の各干渉レベルは、「１１」，「４」，「４」，「１１」，「１３」，「１３」になる。この場合、最小の干渉レベル「４」である未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４が、セル内チャンネルの候補になる。
　次に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１２の干渉セルＩＤを参照する。この干渉セルＩＤは、自端末と同一のセル内チャンネルを用いる干渉セルに属する親端末１の通信ＩＤである。そして、自端末と、同一のセル内チャンネルを用いる干渉セルに属する親端末１とのそれぞれには、この通信ＩＤの大小によって優先順位ｎが設定される。そこで、親端末１の干渉検出部２０５は、自端末の優先順位ｎを関数ｆ（ｎ）に適用して、関数ｆ（ｎ）の算出結果を得る（ステップＳ１０３）。そして、親端末１の干渉検出部２０５は、乱数生成手段を有しており、関数ｆ（ｎ）の算出結果と乱数の生成結果との大小関係によって、自端末においてセル内チャンネルの変更を実行するか否かを判定する（ステップＳ１０４）。例えば、定数ａとした場合、関数ｆ（ｎ）＝ｅｘｐ｛−ａ（ｎ−１）｝で表され、親端末１の通信ＩＤが小さいほど優先順位ｎを高く設定すれば、通信ＩＤが小さい親端末１ほど、セル内チャンネルの変更確率が高くなる。
　自端末が属する通信セルと干渉セルとの全てが、セル内チャンネルを等しく変更した場合、変更後に再干渉する可能性が高くなる。しかしながら、上述のように、自端末と、干渉セルに属する親端末１との各優先順位に基づいて、セル内チャンネルの変更確率が設定されるので、セル内チャンネルの変更後に再干渉する可能性を抑制できる。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、セル内チャンネルの変更を実行すると判定した場合、セル内チャンネルの候補である未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４のそれぞれに対して、チャンネル番号ｊをパラメータとする確率密度関数ｐ（ｊ）を算出する（ステップＳ１０５）。例えば、定数ｂ，ｃ、無線チャンネルＣｈｊの干渉レベルＲ_ｊとした場合、確率密度関数ｐ（ｊ）＝ｂ／（Ｒ_ｊ＋ｃｊ）で表され、無線チャンネルのチャンネル番号ｊが小さいほど、確率密度関数ｐ（ｊ）は高くなる。なお、定数ｂは、Σｐ（ｊ）＝１になるように設定される。一方、ステップＳ１０４においてセル内チャンネルの変更を実行しないと判定した場合は、本処理を終了する。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４のうち確率密度関数ｐ（ｊ）が高い未使用チャンネルＣｈ３を、切替先のセル内チャンネルに選択する。親端末１−１のチャンネル切替処理部２０４は、通信セルＣ１の新たなセル内チャンネルに未使用チャンネルＣｈ３を設定する（ステップＳ１０６）。
　例えば、セル内チャンネルの候補である未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４からランダムに選択した場合、システムにおけるセル内チャンネルの再設定処理が収束した後には、システム全体で用いるセル内チャンネルの数が多くなる。しかし、上述のように、無線チャンネルのチャンネル番号ｊが小さいほど、新たなセル内チャンネルに選択され易くすることによって、少ない無線チャンネル数でシステムを運用可能になる。
　また、確率密度関数ｐ（ｊ，ｎ）＝ｂ／（Ｒ_ｊ＋ｃ｜ｊ−ｎ｜）を用いてもよい。この場合、優先順位ｎの親端末１に対しては、チャンネル番号ｊの未使用チャンネルが、新たなセル内チャンネルに選択される確率が高くなる。したがって、複数の通信セルに対して、同一のセル内チャンネルを設定する確率が低下し、セル内チャンネル変更後の再干渉を抑制できる。
　さらに、親端末１−１の干渉検出部２０５は、過去において、セル内無線チャンネルとしてチャンネル番号ｊ１の無線チャンネルを用いていた場合に、干渉セルとの干渉によって、他の無線チャンネルに変更した履歴を有するとする。この場合、セル内チャンネルの候補である未使用チャンネルに、チャンネル番号ｊ１の無線チャンネルがある場合、チャンネル番号ｊ１の確率密度関数が低下する方向に、確率密度関数ｐ（ｊ）または確率密度関数ｐ（ｊ，ｎ）を変更して、チャンネル番号ｊ１の選択確率を低下させてもよい。この場合、過去に干渉履歴のある無線チャンネルをセル内チャンネルに設定した後に、セル内チャンネルを元の無線チャンネルに戻すという繰り返しの発生を抑制できる。
　また、親端末１−１の干渉検出部２０５は、ステップＳ１０１において未使用チャンネルがない場合、全ての無線チャンネルのなかで干渉セルの数が最小である無線チャンネルが、現在のセル内チャンネルＣｈ１であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。具体的に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、テーブル記憶部１０１に記憶しているチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を参照して、同一の無線チャンネルを用いる隣接セルの数を導出する。そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、現在のセル内チャンネルＣｈ１における干渉セルの数を、他の無線チャンネルにおける干渉セルの数と比較する。
　そして、全ての無線チャンネルのうち、現在のセル内チャンネルＣｈ１の干渉セルの数が最小である場合、本処理を終了して、通信セルＣ１はセル内チャンネルＣｈ１を維持する。一方、現在のセル内チャンネルＣｈ１の干渉セルの数が最小でない場合、干渉セルの数が最小である１乃至複数の他の無線チャンネルを、セル内チャンネルの候補とする（ステップＳ１０８）。そして、この干渉セルの数が最小であるセル内チャンネルの候補に対して、上記ステップＳ１０３~Ｓ１０６の処理を行って、いずれか１つの候補を切替先のセル内チャンネルに選択し、通信セルＣ１の新たなセル内チャンネルに設定する。
　また、本実施形態とは違い、セル内チャンネルの変更処理は、親端末１−１に、現在設定されているセル内チャンネルとは異なる無線チャンネルを、利用可能な無線チャンネルから択一的に選択して、新たな通信チャンネルを決定する方法で処理することもできる。
　つまり、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３での未使用チャンネルを利用可能な無線チャンネルから任意の方法で１つの無線チャンネルを選択し、この無線チャンネルを新たなセル内チャンネルとして導出することができる。この時、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３での未使用チャンネルが無い場合には、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３に記憶された各レコードから、利用可能な無線チャンネルごとに、その無線チャンネルを利用する干渉セルの数を求め、この干渉セルの数が最も小さな無線チャンネルを新たなセル内チャンネルとして導出する。
　次に、親端末１−１は、セル内チャンネルを変更する変更時刻を現在の時刻から求め、この変更時刻と新たなセル内チャンネルとを含むチャンネル変更通知パケットを、自端末と同じ通信セルＣ１に属する全ての子端末２に向けて同報通信により送信する。ここで、この変更時刻は、例えば、現在の時刻から５分後の時刻であり、自端末と同じ通信セルＣ１に属する全ての子端末２が、このチャンネル変更通知パケットを正常に受信可能な時刻に設定されていればよい。
　チャンネル変更通知パケットのフォーマットを図６（ｃ）に示す。チャンネル変更通知パケットは、送信元端末ＩＤ部と、送信先端末ＩＤ部と、セルＩＤ部と、オペレーションコード部と、変更時刻部と、通信チャンネル部とを備えて構成される。
　チャンネル変更通知パケットの送信元端末ＩＤ部は、チャンネル変更通知パケットを送信した通信端末Ａの端末ＩＤが収容される。送信先端末ＩＤ部は、チャンネル変更通知パケットの送信先となる通信端末Ａの端末ＩＤが収容され、チャンネル変更通知パケットの場合は、ブロードキャスト等の同報通信のコード「ＢＣ」が収容される。セルＩＤ部は、チャンネル変更通知パケットを送信した通信端末Ａが属する通信セルに割り当てられた通信セルＩＤが収容される。本実施形態では、親端末１は、自端末の端末ＩＤを収容し、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１の端末ＩＤを収容する。オペレーションコード部は、チャンネル変更通知パケットのコードが収容される。変更時刻部には、通信チャンネルの変更を開始する変更時刻が収容され、通信チャンネル部には、変更時刻において変更する通信チャンネルを識別可能な値が収容されている。
　具体的に図７において、親端末１−１は、新たな通信チャンネルをチャンネルＣｈ３とし、通信チャンネルの変更時刻を現在時刻から５分後に設定して（ステップＳ９）、チャンネル変更通知パケットを同報通信により送信する（ステップＳ１０）。
　チャンネル変更通知パケットを受信した通信セルＣ１内の子端末２は、チャンネル変更通知パケットの変更時刻部に格納された時刻に通信チャンネルを変更するため、自端末が備える変更タイマ部２０６を起動する（ステップＳ１２）。この時、子端末２−２は、子端末２−１がチャンネル変更通知パケットを中継することで（ステップＳ１１）、親端末１−１からのチャンネル変更通知パケットを受信する。また、自端末が属する通信セルとは異なる通信セルのチャンネル変更通知パケットを受信した場合は、これらの処理を行わない。
　その後、所定の時間が経過して変更時刻になると、親端末１−１及び各子端末２のチャンネル切替処理部２０４は、変更タイマ部２０６からの通知を受けて、通信チャンネルをチャンネルＣｈ３に変更する（ステップＳ１３）。このようにして、親端末１−１及び各子端末２を含む通信セルＣ１で利用する通信チャンネルは、新たな通信チャンネルであるチャンネルＣｈ３に変更される。
　これにより、子端末２−２及び子端末２−５と、子端末２−３及び子端末２−６は、それぞれ別の通信チャンネルを用いて、各通信セル内で通信パケットの送受信を行うので、通信パケットの干渉を低減することができる。
　上述の干渉レベルの和に応じた通信チャンネルの変更処理は、親端末１−２、１−３においても同条件で実施される。すなわち、各親端末１（１−２、１−３）において、自端末が属する通信セル（Ｃ２、Ｃ３）内に、他の通信セルを検知する子端末２が他に存在する場合に、干渉レベルの和（干渉する通信セルの数）が所定の閾値を超えると、通信チャンネルの変更処理が行われる。したがって、親端末１−２の干渉検出部２０５により導出された干渉レベルの和が閾値を超えた場合に、親端末１−１と親端末１−２が新たな通信チャンネルを共にＣｈ２に設定すると、通信チャンネルを変更しても干渉が解決しない場合がある。
　そこで、各親端末１のチャンネル切替処理部２０４は、自端末が属する通信セルの通信セルＩＤと、受信したＤパケットに含まれる通信セルＩＤを比較し、自端末の通信セルＩＤの方が大きい場合に限り、通信チャンネルの変更を行うようにしても良い。具体的には、親端末１−１が属する通信セルの通信セルＩＤ「Ｍ１」と、親端末１−２が属する通信セルの通信セルＩＤ「Ｍ２」の数値部分を比較すればよく、この場合は、親端末１−２のみが通信チャンネルの変更を行う。
　なお、例えば、通信セルの親端末１のシリアル番号、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスなどの種々の情報を通信パケット内に含め、これらの値を比較することで、通信チャンネルの変更処理を行うか否かを判定するようにしてもよい。また、通信セルごとに予め比較用の数値を付与して記憶部１０に記憶させておき、通信パケットの通信セルＩＤと記憶部１０とを参照して、通信セルに付与された数値を比較するようにしても良い。
　また本実施形態では、各親端末１の干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１２に検知セルＩＤが格納された通信セルの干渉レベルを常に「１」としているが、検知情報管理テーブルＴＢ１２に格納された子端末ＩＤの総数に応じた値を干渉レベルとしてもよい。具体的には、親端末１−１では、子端末２−２とともに子端末２−１も子端末２−５からのＨパケットを受信してＤパケットを親端末１−１に送信し、検知情報管理テーブルＴＢ１２には通信セルＣ２に対応するレコードが２つ存在する。この時、親端末１−１の干渉検出部２０５は、通信セルＣ２に対する干渉レベルは「２」であると導出する。
　このようにすることで、同じ通信チャンネルを用いて通信パケットを送受信する子端末２の台数が多く、無線パケットの送受信にエラーが発生易い状況である場合に、的確に通信チャンネルを変更することができる。
　このように、本システムでは、親端末１同士による通信や、サーバ等の集中的な管理が不要で、通信セル間における無線パケットの干渉を低減することができる。さらに、未使用チャンネルの中でも、使用チャンネルからの漏れ電力による干渉が少ない無線チャンネルを選択できるので、他の通信セルからの漏れ電力による無線パケットの干渉を抑制して、周波数軸からみた干渉を抑制できる。
　（実施形態２）
　本実施形態のマルチホップ通信システムは、実施形態１と同様の構成を備えて、未使用チャンネルの設定が実施形態１とは異なるものであり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
　図１３は、全無線チャンネルＣｈ１~Ｃｈ１０とした場合に、親端末１−１における未使用チャンネルの抽出例を示す。
　まず、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６，Ｃｈ１０とする（図１３中の横線領域）。なお、使用チャンネルには、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３に格納されている無線チャンネル（隣接セルが用いるセル内チャンネル）以外に、親端末１−１のセル内チャンネルＣｈ１も含まれる。
　次に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６，Ｃｈ１０の高周波側および低周波側に隣り合う無線チャンネル（隣接チャンネル）を抽出する。図１３の場合、隣接チャンネルＣｈ２，Ｃｈ５，Ｃｈ７，Ｃｈ９になる（図１３中のドット領域）。
　次に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、全無線チャンネルＣｈ１~Ｃｈ１０から、使用チャンネルおよび隣接チャンネルを除いた無線チャンネルを未使用チャンネルとして抽出する。図１３の場合、未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ８になる（図１３中の白抜き領域）。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、この未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ８を用いて、実施形態１と同様にセル内チャンネルの変更処理を行う。
　したがって、使用チャンネルに隣り合う隣接チャンネルを、新たなセル内チャンネルに設定しないことによって、隣接チャンネルのスプリアスなどによる干渉を抑制できる。
　（実施形態３）
　本実施形態のマルチホップ通信システムは、図８のステップＳ１０２において、干渉レベルを求める際に、使用チャンネルのそれぞれを用いている通信セルの数に応じて、干渉レベルに重み付けをする点が実施形態１とは異なるものである。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
　図１１において、未使用チャンネル毎の低周波側の離隔指数および高周波側の離隔指数は、実施形態１と同様に求められる。そして、本実施形態の干渉検出部２０５は、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を参照して、使用チャンネルを用いる通信セル（隣接セルまたは自端末）の数を導出する。ここでは、使用チャンネルＣｈ１を用いる通信セルの数「２」、使用チャンネルＣｈ６を用いる通信セルの数「４」、使用チャンネルＣｈ７を用いる通信セルの数「１」、使用チャンネルＣｈ１０を用いる通信セルの数「１」である。
　そして、干渉検出部２０５は、未使用チャンネルＣｈ２~Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９のそれぞれの干渉レベルを求める際、低周波側の離隔指数に、低周波側の使用チャンネルを用いる通信セルの数を乗じる。さらに、高周波側の離隔指数に、高周波側の使用チャンネルを用いる通信セルの数を乗じる。そして、高周波側の乗算結果と低周波側の乗算結果との和を、干渉レベルとして用いる。
　したがって、図１１において、未使用チャンネルＣｈ２の干渉レベル＝２４（＝１０×２＋１×４）、未使用チャンネルＣｈ３の干渉レベル＝１０（＝３×２＋１×４）、未使用チャンネルＣｈ４の干渉レベル＝１４（＝１×２＋３×４）になる。さらに、未使用チャンネルＣｈ５の干渉レベル＝４２（＝１×２＋１０×４）、未使用チャンネルＣｈ８の干渉レベル＝１３（＝１０×１＋３×１）、未使用チャンネルＣｈ９の干渉レベル＝１３（＝３×１＋１０×１）になる。
　すなわち、図１１に示す未使用チャンネルＣｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ４，Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９の各干渉レベルは、「２４」，「１０」，「１４」，「４２」，「１３」，「１３」になる。この場合、最小の干渉レベル「１０」である未使用チャンネルＣｈ３が、セル内チャンネルの候補になる。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、この未使用チャンネルＣｈ３をセル内チャンネルの候補として、実施形態１と同様にセル内チャンネルの変更処理を行う。
　複数の通信セルが重複して用いている無線チャンネルは、トラフィックが大きくなり、時間的にも干渉の確率が高くなる。しかし、使用チャンネルのそれぞれを用いている通信セルの数に応じて、干渉レベルに重み付けを行うことによって、周波数軸、時間軸の両面から干渉を抑制できる。
　（実施形態４）
　本実施形態のマルチホップ通信システムの通信端末Ａは、自端末が属する通信セルのセル内チャンネルを用いて、自端末が属する通信セルの親端末１が作成したチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を含むＨパケットを、周期的に送信する。ここで、子端末２は、自端末が属する通信セルの親端末１が作成したチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を、親端末１から定期的に取得することによって、チャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を含むＨパケットの送信が可能になる。
　そして、例えば通信セルＣ１（第１の通信セル）に属する子端末２は、全ての無線チャンネルを順次切り替えて、通信セルＣ１の周囲に存在する他の通信セルである隣接セル（第３の通信セル）から、Ｈパケットを受信する。そして、通信セルＣ１に属する子端末２は、受信したＨパケットからチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を抽出し、このチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３を含むパケットを、通信セルＣ１の親端末１−１へ送信する。
　ここで、隣接セルの周囲に存在する通信セルを準隣接セル（第４の通信セル）とすると、隣接セルからのＨパケットに含まれるチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３は、準隣接セルにおけるセル内チャンネルの利用状況を示す情報である。
　而して、親端末１−１の干渉検出部２０５は、このチャンネル情報管理テーブルＴＢ１３に基づいて、準隣接セルが用いるセル内チャンネル（隣接セルからみた使用チャンネル）を検知できる。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、準隣接セルが用いるセル内チャンネルを未使用チャンネルから除き、この未使用チャンネルを用いて、実施形態１乃至３いずれかと同様にセル内チャンネルの変更処理を行う。
　例えば、通信セルＣ１においてセル内チャンネルの変更処理を行った場合、通信セルＣ１の変更後のセル内チャンネルを用いている隣接セルでは、干渉レベルが増大してしまう。これによって、隣接セルにおいてもセル内チャンネルの変更処理を行う可能性があり、システム全体での収束に長時間を要する虞がある。
　しかしながら、本実施形態では、隣接セルが用いる無線チャンネル（使用チャンネル）だけでなく、準隣接セルが用いる無線チャンネルも、セル内チャンネルの候補からは除外している。したがって、１つの通信セルにおいてセル内チャンネルの変更を行った場合でも、その隣接セルにおいてセル内チャンネルを変更する可能性は低減され、システム全体での収束時間を短縮できる。
　次に、隣接セル、準隣接セルを考慮した場合に、親端末１−１の干渉検出部２０５は、図８のステップＳ１０２において、以下のように、未使用チャンネルからセル内チャンネルの候補を絞り込む。
　図１４は、全無線チャンネルＣｈ１~Ｃｈ１０とした場合に、親端末１−１における未使用チャンネルの抽出例を示す。
　まず、親端末１−１において使用チャンネルＣｈ１，Ｃｈ６，Ｃｈ７とする（図１４中の縦線領域）。なお、使用チャンネルは、親端末１−１のセル内チャンネルＣｈ１と、親端末１−１の隣接セルにおけるセル内チャンネルとで構成される。
　さらに、準隣接セルが用いる無線チャンネルを、準使用チャンネルＣｈ４，Ｃｈ１０とする（図１４中の波線）。
　この場合、図１４では、未使用チャンネルＣｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９が存在する（図１４中の白抜き領域）。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、図８のステップＳ１０２において、未使用チャンネルのそれぞれの離隔指数に基づいて、未使用チャンネルからセル内チャンネルの候補を絞り込む。
　まず、干渉検出部２０５は、未使用チャンネルＣｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９の干渉レベルを求める。この干渉レベルは、未使用チャネルと使用チャンネルおよび準使用チャンネルとの間の周波数距離に基づいて導出される。具体的には図１４に示すように、未使用チャンネルＣｈ２、使用チャンネルＣｈ１，準使用チャンネルＣｈ４の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝２になる。未使用チャンネルＣｈ３、使用チャンネルＣｈ１，準使用チャンネルＣｈ４の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝２、高周波側の周波数距離Ｘ２＝１になる。未使用チャンネルＣｈ５、準使用チャンネルＣｈ４，使用チャンネルＣｈ６の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝１になる。未使用チャンネルＣｈ８、使用チャンネルＣｈ７，準使用チャンネルＣｈ１０の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝１、高周波側の周波数距離Ｘ２＝２になる。未使用チャンネルＣｈ９、使用チャンネルＣｈ７，準使用チャンネルＣｈ１０の場合、低周波側の周波数距離Ｘ１＝２、高周波側の周波数距離Ｘ２＝１になる。
　次に、実施形態１と同様に周波数距離Ｘ１，Ｘ２を離隔指数に変換する（図１２参照）。
　次に、周波数距離Ｘ１，Ｘ２に対応する各離隔指数の和を、干渉レベルとして導出するのであるが、このときに、隣接セル、準隣接セルを考慮した重み付けを行う。
　具体的には、干渉レベル＝α×低周波側の離隔指数＋β×高周波側の離隔指数とする。そして、αは、低周波側の無線チャンネルが使用チャンネルの場合、「α＝１」、低周波側の無線チャンネルが準使用チャンネルの場合、「α＝０．３」に設定する。また、βは、高周波側の無線チャンネルが使用チャンネルの場合、「β＝１」、高周波側の無線チャンネルが準使用チャンネルの場合、「β＝０．３」に設定する。すなわち、自端末が属する通信セルへの干渉レベルを求める際に、隣接セルとの干渉レベルより準隣接セルとの干渉レベルのほうが軽くなるように重み付けを行っている。したがって、準隣接セルによる自端末への干渉の影響を、隣接セルによる自端末への干渉の影響よりも抑えた干渉レベルを導出できる。
　したがって、図１４において、未使用チャンネルＣｈ２の干渉レベル＝１０．９（＝１０×１＋３×０．３）、未使用チャンネルＣｈ３の干渉レベル＝６（＝３×１＋１０×０．３）となる。さらに、未使用チャンネルＣｈ５の干渉レベル＝１３（＝１０×０．３＋１０×１）、未使用チャンネルＣｈ８の干渉レベル＝１０．９（＝１０×１＋３×０．３）、未使用チャンネルＣｈ９の干渉レベル＝６（＝３×１＋１０×０．３）となる。
　すなわち、図１１に示す未使用チャンネルＣｈ２，Ｃｈ３，Ｃｈ５，Ｃｈ８，Ｃｈ９の各干渉レベルは、「１０．９」，「６」，「１３」，「１０．９」，「６」になる。この場合、最小の干渉レベル「６」である未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ９が、セル内チャンネルの候補になる。
　そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、この未使用チャンネルＣｈ３，Ｃｈ９をセル内チャンネルの候補として、実施形態１と同様にセル内チャンネルの変更処理を行う。
　さらに、実施形態３と同様に、低周波側の離隔指数に、低周波側の使用チャンネルを用いる通信セルの数を乗じ、高周波側の離隔指数に、高周波側の使用チャンネルを用いる通信セルの数を乗じてもよい。このように、使用チャンネルのそれぞれを用いている通信セルの数に応じて、干渉レベルに重み付けを行うことによって、周波数軸、時間軸の両面から干渉を抑制できる。
　また、本実施形態において、親端末１−１の干渉検出部２０５は、図８のステップＳ１０１において未使用チャンネルがない場合、以下の動作を行う。
　まず、各無線チャンネルを用いている隣接セルの台数をＮ、各無線チャンネルを用いている準隣接セルの台数をＭ、０≦重み係数β≦１とする。そして、親端末１−１の干渉検出部２０５は、未使用チャンネルがない場合、無線チャンネル毎の評価関数＝Ｎ＋βＭで導出する。すなわち、親端末１−１が属する通信セルＣ１からみた場合、隣接セルとの干渉に比べて、準隣接セルとの干渉は比較的小さいため、準隣接セルとの干渉に対する重み付けは軽くしてもよい。そして、この評価関数が最小になる１乃至複数の無線チャンネルを、通信セルＣ１のセル内チャンネルの候補とする。なお、β＝１とすれば、隣接セルとの干渉に対する重み付けと準隣接セルとの干渉に対する重み付けを互いに等しくできる。
　このように、未使用チャンネルがない場合にも、自端末が属する通信セルへの干渉を求める際に、隣接セルとの干渉に対して準隣接セルとの干渉が軽くなるように重み付けを行うことができる。したがって、未使用チャンネルがない場合に１つの通信セルにおいてセル内チャンネルの変更を行った場合には、自端末への干渉を抑えつつ、隣接セルにおいてセル内チャンネルを変更する可能性も低減できる。
　（実施形態５）
　本実施形態のマルチホップ通信システムの構成は、実施形態１と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
　親端末１のテーブル記憶部１０１には、実施形態１の検知情報管理テーブルＴＢ１２に代えて、図１５に示す検知情報管理テーブルＴＢ１４が記憶される。検知情報管理テーブルＴＢ１４には、各子端末により検知された検知情報をテーブル形式で記憶している。具体的に、検知情報管理テーブルＴＢ１４は、子端末ＩＤ、検知セルＩＤ、検知時刻、及び、他の通信セルを検知した子端末２から親端末１までのホップ数（子端末ホップ数）の各フィールドが設けられている。
　ここで、子端末２から親端末１までのホップ数は、親端末１が備える通信ルートテーブルＴＢ２１に記憶されたホップ数と同じ値である。すなわち、本実施形態では、検知情報管理テーブルＴＢ１４に設けた子端末ホップ数フィールドを参照しているが、通信ルートテーブルＴＢ２１のホップ数フィールドを参照することも可能である。
　次に、親端末１の干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１４の各レコードのうち、子端末ホップ数が小さなレコードほど値が大きくなるように干渉レベルを導出する。例えば、通信セルごとの干渉レベルを、［通信セルごとの干渉レベル］＝１／（α×［通信セルを検知した子端末２までのホップ数］）という数式で求める（αは０より大きな数値）。親端末１の干渉検出部２０５は、この通信セルごとの干渉レベルの和を閾値と比較する。
　このようにすることで、親端末１に近い位置に位置する子端末２と、他の通信セルとが干渉して、自端末が属する通信セルと他の通信セルとの干渉の度合いが大きな場合ほど、通信チャンネルの変更が行われやすくなる。これにより、通信チャンネルの変更が必要な場合に、的確に通信チャンネルの変更が行われ、無線パケットの干渉を低減することができる。
　（実施形態６）
　本実施形態のマルチホップ通信システムの構成は、実施形態１と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
　本実施形態において、各子端末２は、他の通信セルから送信されたＨパケットを受信すると、Ｈパケットを送信した通信端末Ａの種別と、Ｈパケットを送信した通信端末Ａが属する通信セルの親端末１までのホップ数とを検知情報部に収納して送信する。
　図１６は、Ｄパケットの検知情報部の詳細を示している。Ｄパケットの検知情報部は、検知数部と、検出セルＩＤ部と、検出端末種別部と、検出ホップ数部とを備えて構成される。
　検知数部は、以降に続く検出セルＩＤ部、検出端末種別部、検出ホップ数部の個数を収容している。検出セルＩＤ部は、他の通信セルから送信されたＨパケットに収容された通信セルＩＤが収容される。検出端末種別部は、Ｈパケットを送信した他の通信セルに属する通信端末Ａの種別が収容し、親端末１もしくは子端末２の何れかを示す値が収容される。検出ホップ数部は、Ｈパケットを送信した他の通信セルに属する通信端末Ａが子端末２である場合には、その通信端末Ａが属する通信セルの親端末１とその通信端末Ａ間のホップ数を収容する。また、この通信端末Ａが親端末１である場合には、「ｎｕｌｌ」が収容される。なお、検出端末種別部を設けず、検出ホップ数部の値が１以上であれば子端末２を示し、検出ホップ数部の値が「０」であれば親端末１を示すものとして扱うことも可能である。
　次に、親端末１のテーブル記憶部１０１には、実施形態１の検知情報管理テーブルＴＢ１２に代えて、図１７に示す検知情報管理テーブルＴＢ１５が記憶される。検知情報管理テーブルＴＢ１５には、各子端末により検知された検知情報をテーブル形式で記憶している。具体的に、検知情報管理テーブルＴＢ１５は、子端末ＩＤ、検知セルＩＤ、検知時刻、検知された端末装置Ａの端末種別（検知端末種別）、及び、検知された子端末２が属する通信セルの親端末１までのホップ数（検知ホップ数）の各フィールドが設けられている。
　次に、親端末１の干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１５の各レコードを参照し、レコードごとに干渉レベルを求める。ここで、干渉レベルは、検知端末種別が親端末であれば値が大きく、また、検知端末種別が子端末であれば、検知ホップ数が小さなレコードほど大きくなるよう導出される。
　例えば、［干渉レベル］＝１／α×（（［検知ホップ数］）＋１）という式で求められる。なお、検知端末種別が親端末の場合には、［検知ホップ数］として「０」を用いて干渉レベルを求める。
　そして、干渉検出部２０５は、検知情報管理テーブルＴＢ１５に含まれる検知セルＩＤごとに、この干渉レベルの最も大きな値を通信セルごとの干渉レベルとし、この干渉レベルの和が閾値よりも大きければ、通信チャンネルの変更処理を開始する。
　このようにすることで、自端末が属する通信セルと干渉する端末装置Ａが、親端末１である場合や親端末１に近い子端末２であり、干渉の度合いが大きくなる場合ほど、通信チャンネルの変更が行われやすくなる。これにより、通信チャンネルの変更が必要な場合には、的確に通信チャンネルの変更が行われ、無線パケットの干渉を低減することができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態が説明されたが、本発明はこれらの特定実施形態に限定されず、後続する請求範囲の範疇で多様な変更及び修正が行われることが可能であり、それも本発明の範疇に属すると言える。

Claims (19)

1. 　複数の無線チャンネルから選択した１つの無線チャンネルをセル内チャンネルとして用いて１台の親端末と１台乃至複数台の子端末とがマルチホップ通信を行う通信セルを複数構築し、
   　前記子端末は、自端末が属する通信セルに隣接する通信セルのそれぞれにおける前記セル内チャンネルを検知して、自端末が属する通信セルの前記親端末に通知し、
   　前記親端末は、自端末が属する通信セルと前記セル内チャンネルが同一である他の通信セルとの通信における干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、自端末が属する通信セルおよび前記隣接する通信セルにおいて前記セル内チャンネルに用いていない１乃至複数の無線チャンネルから、自端末が属する通信セルおよび前記隣接する通信セルのそれぞれの前記セル内チャンネルとの間の周波数距離に基づく干渉レベルが最小になる無線チャンネルを選択し、この選択した無線チャンネルを自端末が属する通信セルの前記セル内チャンネルに設定する
   　ことを特徴とするマルチホップ通信システム。
2. 　複数の無線チャンネルから選択した１つの無線チャンネルをセル内チャンネルとして用いて１台の親端末と１台乃至複数台の子端末とがマルチホップ通信を行う通信セルを複数構築し、
   　前記親端末および前記子端末は、自端末が属する通信セルを識別するための通信セル情報を含み、自端末の生存を報知するハローパケットを前記セル内チャンネルを用いて送信し、
   　前記子端末は、前記セル内チャンネルを用いて受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報が示す通信セルと自端末が属する第１の通信セルとが異なる場合には、受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報を含み、同一の前記セル内チャンネルを用いる第２の通信セルを検知したことを通知する検知情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、前記複数の無線チャンネルを順次切り替えて前記ハローパケットを受信した場合には、受信した前記ハローパケットの前記通信セル情報と、前記ハローパケットを受信した無線チャンネルに関するチャンネル情報とを含み、前記第１の通信セルの周囲に存在する第３の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを通知するチャンネル利用情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、
   　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、受信した前記検知情報に基づいて、前記第１の通信セルと前記第２の通信セルとの通信における干渉の度合を導出し、この干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、前記チャンネル利用情報に基づいて、前記第１，第３の通信セルが前記セル内チャンネルに用いていない無線チャンネルである未使用チャンネルから、前記第１，第３の通信セルの前記セル内チャンネルである使用チャンネルとの間の周波数距離に基づく干渉レベルが最小になる未使用チャンネルを選択し、この選択した未使用チャンネルを前記第１の通信セルの前記セル内チャンネルに設定する
   　ことを特徴とするマルチホップ通信システム。
3. 　前記親端末は、前記チャンネル利用情報に基づき、前記使用チャンネルのそれぞれを用いる通信セルの数に応じて、前記干渉レベルに重み付けすることを特徴とする請求項２に記載のマルチホップ通信システム。
4. 　前記親端末は、前記使用チャンネルのそれぞれに隣り合う無線チャンネルである隣接チャンネルを前記未使用チャンネルから除くことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のマルチホップ通信システム。
5. 　前記親端末および前記子端末は、前記セル内チャンネルを用いて、自端末が属する通信セルにおいて作成された前記チャンネル利用情報を含む前記ハローパケットを送信し、
   　前記第１の通信セルに属する前記子端末は、前記複数の無線チャンネルを順次切り替えて、前記第３の通信セルから受信した前記ハローパケットに含まれた前記チャンネル利用情報を、前記第１の通信セルに属する前記親端末に送信し、
   　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、前記ハローパケットに含まれた前記チャンネル利用情報に基づいて、前記第３の通信セルの周囲に存在する第４の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを検知し、前記第４の通信セルが用いる前記セル内チャンネルを、前記未使用チャンネルから除く
   　ことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
6. 　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、前記未使用チャンネルがない場合、各無線チャンネルを用いている前記第３の通信セルの台数をＮ、各無線チャンネルを用いている前記第４の通信セルの台数をＭ、０~１の重み係数をβとして、無線チャンネル毎の評価関数をＮ＋βＭで導出し、前記評価関数が最小になる無線チャンネルを前記セル内チャンネルに設定することを特徴とする請求項５に記載のマルチホップ通信システム。
7. 　前記第１の通信セルに属する前記親端末は、
   　前記使用チャンネルを、前記第１，第３，第４の通信セルにおける前記セル内チャンネルとし、
   　前記未使用チャンネルに対する前記第４の通信セルの前記セル内チャンネルの前記干渉レベルは、前記未使用チャンネルに対する前記第３の通信セルの前記セル内チャンネルの前記干渉レベルより軽い重み付けがなされる
   　ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のマルチホップ通信システム。
8. 　前記親端末のそれぞれは、優先順位が設定され、前記干渉の度合が所定の閾値を超えた場合、この優先順位に基づいて、前記未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定するか否かを決定することを特徴とする請求項２乃至請求項７の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
9. 　無線チャンネルのそれぞれは、所定の確率密度関数にしたがった確率が設定されており、
   　前記親端末は、前記未使用チャンネルの前記確率に基づいて、この未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定するか否かを決定する
   　ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
10. 　前記親端末は、過去に前記第１の通信セルと前記第２の通信セルとの通信における干渉の度合が所定の閾値を超えたことがある前記未使用チャンネルの前記確率を、この未使用チャンネルを前記セル内チャンネルに設定しない方向に変動させることを特徴とする請求項９に記載のマルチホップ通信システム。
11. 　１台の親端末と複数台の子端末の各々とが互いに同一の無線チャンネルを用いてマルチホップ通信する通信セルを複数構築し、前記子端末は、自端末が通信に用いる無線チャンネルを使用している他の通信セルを検知して前記親端末に通知し、前記親端末は、前記他の通信セルと自端末が属する通信セルとの通信における干渉の度合いを通信セルごとに導出し、その和が所定の閾値を超えると他の無線チャンネルに切り替えて通信することを特徴とするマルチホップ通信システム。
12. 　１台の親端末と複数台の子端末の各々とが互いに同一の無線チャンネルを用いてマルチホップ通信する通信セルが複数構築され、
    　前記各端末は、
    　互いに周波数の異なる複数の無線チャンネルから択一的に選択した無線チャンネルを通信に用いる通信チャンネルとして設定するとともに、自端末が属する通信セルを識別するための通信セル情報を含み、自端末の生存を報知するハローパケットを送信し、
    　前記子端末は、
    　前記通信チャンネルを用いて前記ハローパケットを受信した際に、受信したハローパケットの前記通信セル情報が示す通信セルと、自端末が属する通信セルとが異なる場合には、受信したハローパケットの前記通信セル情報を含み、前記通信チャンネルを利用する他の通信セルを検知したことを通知する検知情報を、自端末と同じ前記通信セルに属する前記親端末に送信し、
    　前記親端末は、
    　受信した前記検知情報に基づいて、当該検知情報の前記通信セル情報が示す通信セルごとに干渉レベルを導出し、この干渉レベルの和が所定の閾値よりも大きければ、前記複数の無線チャンネルから前記通信チャンネルとは異なる無線チャンネルを択一的に選択して、自端末が属する通信セルで使用する新たな通信チャンネルとして設定することを特徴とするマルチホップ通信システム。
13. 　前記通信セルは、個別に付与された識別情報をそれぞれ有し、
    　前記親端末は、受信した前記検知情報の前記通信セル情報が示す通信セルの前記識別情報と、自端末が属する通信セルの前記識別情報が、所定の関係を有している場合に限って、新たな通信チャンネルを設定することを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ通信システム。
14. 　前記子端末は、前記複数の無線チャンネルを順次に切り替えてハローパケットを受信し、受信したハローパケットの前記通信セル情報が示す通信セルと自端末が属する通信セルとが異なる場合には、受信したハローパケットの前記通信セル情報と、ハローパケットを受信した無線チャンネルを示すチャンネル情報と含むチャンネル利用情報を前記親端末に送信し、
    　前記親端末は、前記チャンネル利用情報に含まれる前記通信セル情報と前記チャンネル情報とに基づいて、各無線チャンネルごとにその無線チャンネルを利用している通信セル数を求め、この求めた通信セル数が少ない無線チャンネルを優先して前記新たな通信チャンネルを選択することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のマルチホップ通信システム。
15. 　前記子端末は、自端末から自端末が属する通信セルの前記親端末までの通信ルートにおけるホップ数を前記検知情報に含めて送信し、
    　前記親端末は、前記検知情報に含まれる前記ホップ数が少ないほど前記干渉レベルを高くなるよう導出することを特徴とする請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
16. 　前記親端末は、前記検知情報を送信した自端末と同じ前記通信セルに属する前記子端末の数が多いほど、前記干渉レベルを高く設定することを特徴とする請求項１２乃至請求項１５の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
17. 　前記各端末は、自端末が親端末と子端末の何れであるかを示すとともに、自端末が子端末の場合に自端末から自端末が属する通信セルの親端末までの通信ルートにおけるホップ数を示す端末情報を前記ハローパケットに含めて送信し、
    　前記子端末は、受信したハローパケットに含まれる前記端末情報を前記検知情報に含めて送信し、
    　前記親端末は、前記検知情報に含まれる前記端末情報に基づいて前記干渉レベルを導出することを特徴とする請求項１２乃至請求項１６の何れか一項に記載のマルチホップ通信システム。
18. 　請求項１，２，１１，１２の何れか一項に記載のマルチホップ通信システムに使われる親端末。
19. 　請求項１，２，１１，１２の何れか一項に記載のマルチホップ通信システムに使われる子端末。

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