(57)【要約】      （修正有）【課題】リンク品質を考慮しつつ、特定の無線中継装置への偏りを解消する無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置は、自身と第１の無線通信装置又は第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、複数の第１の無線通信装置ごとに実効転送量と、自身と代わりと成り得る無線中継通装置の情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、各第１の無線通信装置の実効転送量及び代替中継ノード識別情報と、転送許容量とから、各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、許容送信量を示す情報を含むパケットを送信する制御を行うパケット制御部とを有することを特徴とする。【選択図】図４
2020027983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継通装置の識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部と
を有することを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
前記受信パケット管理部は、前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報に加えて、前記各第１の無線通信装置ごとに中継ノードとして自身が送信先として一時的に選択される前の他の無線中継通装置の識別情報である過去中継ノード識別情報とを管理し、
前記送信制限決定部は、前記過去中継ノード識別情報も加味して前記各第１の無線通信装置ごとに前記許容送信量を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
所定のセンサの消費電力を測定する消費電力測定部をさらに有し、
前記転送許容量は、少なくとも一定期間内の当該無線中継装置が消費可能な電力値と前記消費電力測定部が測定した前記センサの消費電力値とを用いて定まる
ことを特徴とする請求項２に記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記送信制限決定部は、前記各第１の無線通信装置の内、前記代替中継ノード識別情報に中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しない前記各第１の無線通信装置に対しては、優先的にパケットの許容量を割り振ることを特徴とする請求項２又は３に記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記送信制限決定部は、ある前記第１の無線通信装置の前記過去中継ノード識別情報と別の前記第１の無線通信装置の前記代替中継ノード識別情報とが一致する場合には、ある前記第１の無線通信装置に対しては、中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しないものとみなして、パケットの許容量を決定する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線中継装置。
【請求項６】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、
所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、中継先と成り得る他の無線通中継装置が存在するか否かの情報とに基づき送信先を決定する送信先決定部と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置として請求項１〜５のいずれかの無線中継装置を適用し、前記無線通信装置として請求項６の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継通装置の識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部と
して機能させることを特徴とする無線中継プログラム。
【請求項９】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、
所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、中継先と成り得る他の無線通中継装置が存在するか否かの情報とに基づき送信先を決定する送信先決定部と
して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムに関し、例えば、マルチホップ無線ネットワークにおいて、各リンクでのトラフィック量を考慮して、特定の中継ノードに過度の負荷がかからないように自律的に経路を制御する無線通信システムに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
センシングパケットを収集するシンクノード、センシングパケットを取得しシンクノードに送信するセンシングノード（子ノード）及びシンクノードまでパケットを転送する中継ノード（親ノード）から構成されるマルチホップセンサネットワークでは、多くの場合、ノードを配置して電源を投入すると、自動的に適切なネットワークトポロジーが構築される。このネットワークトポロジーは、あるノードが、近隣のノードから受信するＨｅｌｌｏなどのリンク情報を含むパケットを基にリンク品質を算出し、リンク品質の良いノードを親ノードとすることで自律的に構築される。
【０００３】
リンク品質を基に自律的にマルチホップネットワークのトポロジーを決定する方法は、ノードの設置が容易になる反面、通信環境が良い特定の中継ノードに子ノードが集中し、負荷が偏ってしまう可能性がある。電池駆動で長期間の連続動作が要求される場合には、特定の中継ノードに負荷がかかり過ぎてしまうと、想定する期間より早く電池が切れてしまう可能性があるので、子ノードの偏りは深刻な問題となる。
【０００４】
上記のような子ノード偏りを解消する経路制御方法の一例として、例えば、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１に記載の技術では、ネットワークのトポロジーを管理する特定の装置が、生成されたトポロジーで偏りを検出すると、その偏りを解消するために最適なトポロジーを解析する。その後トポロジーを変更させるノードにコマンドを送信し、トポロジーを変更させることで、特定のノードへの子ノードの偏りを解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６６１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の手法（特許文献１に記載の技術）により、ある子ノードの中継先を変更することで、特定のノードへの負荷は分散させることができる。
【０００７】
しかしながら、本来、子ノードがその中継先を選択したのは、子ノードが選択できる中継先の中ではその中継先とのリンク品質が最良だったためである。よって、子ノードの中継先を変更させた場合、新しい中継先と子ノードのリンク品質が、中継先変更前に比べて悪くなる可能性がある。
【０００８】
さらに、子ノードに代替となる中継先が存在しない場合、結局もとの中継先を利用せざるを得なくなり、その分の負荷分散が出来なくなる。その結果、負荷分散が不十分となり、想定より電池が消耗してしまうという問題があった。
【０００９】
そのため、可能な限りリンク品質の良い無線中継装置を選択しつつ、特定の無線中継装置への無線通信装置の偏りを解消することができる無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明は、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、（３）１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継通装置の識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、（４）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（５）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２の本発明は、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、中継先と成り得る他の無線通中継装置が存在するか否かの情報とに基づき送信先を決定する送信先決定部とを有することを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明は、マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、前記無線中継装置として第１の本発明の無線中継装置を適用し、前記無線通信装置として第２の本発明の無線通信装置を適用したことを特徴とする。
【００１３】
第４の本発明の無線中継プログラムは、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、（３）１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継通装置の識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、（４）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（５）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部として機能させることを特徴とする。
【００１４】
第５の本発明の無線通信プログラムは、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、中継先と成り得る他の無線通中継装置が存在するか否かの情報とに基づき送信先を決定する送信先決定部として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可能な限りリンク品質の良い無線中継装置を選択しつつ、特定の無線中継装置への無線通信装置の偏りを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る送信先管理テーブルの一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る受信パケットテーブルの一例を示す説明図である。
【図６】第１の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る通信経路を制御する手順をイメージ化した説明図（その１）である。
【図９】第１の実施形態に係る通信経路を制御する手順をイメージ化した説明図（その２）である。
【図１０】第１の実施形態に係る通信経路を決定（代替親が存在する場合）する手順をイメージ化した説明図（その１）である。
【図１１】第１の実施形態に係る通信経路を決定（代替親が存在する場合）する手順をイメージ化した説明図（その２）である。
【図１２】第１の実施形態に係る通信経路を決定（代替親が存在しない場合）する手順をイメージ化した説明図である。
【図１３】第２の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）全体構成
図２は、第１の実施形態に係る無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。図２において、無線通信システム１は、無線通信装置１０、無線通信装置２００（２００−１、２００−２）、無線通信装置１００（１００−１〜１００−３）を有する。なお、図２では、説明を容易にするために、無線通信システム１が、２台の無線通信装置２００−１、２００−２、及び３台の無線通信装置１００−１〜１００−３を有する場合を例示しているが、勿論、各装置の数は特に限定されるものではない。
【００１９】
また、無線通信システム１では、無線通信装置１０、無線通信装置２００−１、２００−２、及び無線通信装置１００−１〜１００−３により無線マルチホップネットワークが構成されているものとする（ネットワークの構造も特に限定されるものではない）。以下では、無線通信装置１０、無線通信装置２００−１、２００−２、及び無線通信装置１００−１〜１００−３のことを、総称して「ノード」とも呼ぶものとする。また、ノードに符号を付して、各装置を指して呼ぶこともある（例えば、ノード２００−２等）。
【００２０】
各ノードの通信方式は、特に限定されるものではなく、例えば、種々の無線ＬＡＮインタフェースを適用することができる。例えば、各ノードは、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅの無線通信方式を採用することができる。
【００２１】
無線通信装置２００は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では無線通信装置１００（以下、「子ノード」とも呼ぶ）からのパケットを無線通信装置１０に中継するノードである。以下では、無線通信装置２００のことを「中継ノード（親ノード）」とも呼ぶものとする。
【００２２】
中継ノードとしての無線通信装置２００には、一定期間内に転送できるパケットの許容量（後述する転送許容量Ｄ２）が設定されている。無線通信装置２００は、周期的に各子ノードから受信したパケットの量や優先度といったパラメータから、許容量を超えないように自身に送信してよいデータ量（送信許容量）を決定し、各子ノードにその情報を送信する。
【００２３】
無線通信装置１００は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では末端に属するノードである。無線通信装置１００は、例えば、所定のセンサが搭載（又は接続）され、センシングデータ（センシングパケット）を、無線通信装置２００（中継ノード）を介して無線通信装置１０に送信する。
【００２４】
無線通信装置１００は、中継ノードから周期的に送信許容量が通知され、指示された送信許容量まではその中継ノードにデータを送信し、データ量を超えて送信する場合には、通常、次点でリンク品質の良い中継ノードにデータを送信する（例外は後述する）。
【００２５】
各子ノードは、周囲のノードと制御パケット（Ｈｅｌｌｏパケット等）の送受信により、現在の中継ノード（親ノード）の他に自身が送信可能な代替親ノード（現在の親ノードに次いで、リンク品質が良く、かつ一定以上のＲＳＳＩで通信可能な親候補ノード）を把握している。なお、親候補ノードは、複数存在しても良い。また、各子ノードは、自身が親ノードにパケットを送信する際には、自身の代替親が特定可能な情報を含めて送信するようにする。また、各子ノードは、本来の親ノードに代えて代替親ノードにパケットを送信する場合には、「自身に代替親が存在しないという情報」と、「自身の元の親を識別できる情報（代替え前の親ノード情報）」を含めて送信する。中継ノードにおける上記情報（代替親が特定可能な情報等）の使用方法については動作の項で詳述する。
【００２６】
無線通信装置１０は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では最上位に位置するノードである。無線通信装置１０は、各子ノードから送信されたパケットを収集する。以下では、無線通信装置１０のことを「シンクノード」とも呼ぶものとする。
【００２７】
なお、親ノード、子ノードの関係はあくまで１ＨＯＰ間におけるノードの関係性を示す呼称であり、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では、どのホップに焦点を当てるかによって、親ノードは子ノードに、子ノードは親ノードになり得る。例えば、２ＨＯＰ目のノードは、１Ｈ０Ｐ目のノードの子ノードであり、３ＨＯＰ目のノードの親ノードでもある。
【００２８】
図２では、ノード１００−１より下位のノードの図示を省略しているが、ノード１００−１は、親ノードとして（無線通信装置２００として）機能する場合もある。つまり、各ノードは親ノードとしても子ノードとしても機能する。
【００２９】
（Ａ−１−２）無線通信装置１００（子ノード）の詳細な構成
図１は、第１の実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る無線通信装置は、図１に示す各構成部を搭載した専用のＩＣチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図１で表すことができる。
【００３０】
図１において、無線通信装置１００は、無線通信部１０１、パケット送受信部１０２、送信先決定部１０３、タイマ管理部１０４、記憶部１０５、及びアンテナ１５０を有する。図１では、本実施形態の特徴部分である通信経路の制御について関係のある部分のみを図示し、それ以外の構成は省略している。
【００３１】
無線通信部１０１は、アンテナ１５０からの無線信号に対して復調処理を行い、デジタルデータ（パケット）に変換してパケット送受信部１０２に与えるものである。また、無線通信部１０１は、パケット送受信部１０２から与えられた送信データ（パケット）を無線信号に変換して（変調処理を行って）アンテナ１５０に与えるものである。
【００３２】
パケット送受信部１０２は、パケットの送受信に関する処理（制御）を行うものである。また、パケット送受信部１０２は、無線通信部１０１が受信したパケットを解析する機能（自装置内に取り込むパケットか否かを解析する機能）を有する。さらに、パケット送受信部１０２は、解析したパケットに含まれるリンク品質に関わる情報（ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値など）や、親ノードから通知された許容送信量（子ノードが親ノードに送信できるパケットの許容量）を送信先決定部１０３に通知する機能を有する。
【００３３】
送信先決定部１０３は、パケット送受信部１０２で得られたリンク品質や、親ノードへの許容送信量を基に、記憶部１０５内の送信先管理テーブルＴＢ１を更新する。また、送信先決定部１０３は、自身が送信先に対して１周期内に送信した累積送信量Ｄ１を有する。送信先決定部１０３は、パケットを送信する前に送信先管理テーブルＴＢ１の許容送信量を参照し、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えているか否かを判定し、その判定結果を基に送信先を適宜決定する。
【００３４】
例えば、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えていない場合には、本来の親ノード（リンク品質が最も良いノード）を送信先に決定する。一方、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えた場合であって、自身に代替親が存在するときには、次にリンク品質の良いノード（代替親）を送信先に決定する。ただし、送信先決定部１０３は、緊急度の高いパケットについては、上記制約（累積送信量Ｄ１が許容送信量を超過）を無視して本来の親ノードを送信先に決定しても良い。
【００３５】
また、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えた場合であっても、自身に代替親が存在しないときには、本来の親ノードを送信先に決定する（つまり、許容送信量を超えてパケットを送信する）。
【００３６】
送信先決定部１０３は、タイマ管理部１０４から周期経過ごとに通知を受けると、自身が送信先に対して周期内に送信した累積送信量Ｄ１を初期化（リセット）する。
【００３７】
記憶部１０５は、送信先管理テーブルＴＢ１を記憶するものである。送信先管理テーブルＴＢ１は、自身の送信先を決定するための情報を有し、少なくとも各送信先候補（親ノード又は代替親ノード）に対するリンク品質に関する情報（リンクコスト）と許容送信量の情報を有する。図３は、第１の実施形態に係る送信先管理テーブルの一例を示す図である。図３において、送信先管理テーブルＴＢ１は、「アドレス」、「リンクコスト」、及び「許容送信量」の項目を有する。「アドレス」は、送信先候補のショートアドレスが格納される項目である。例えば、アドレス「０ｘ０００１」は、無線通信装置２００−１の宛先を示すものであり、「０ｘ０００２」は、無線通信装置２００−２の宛先を示すものである。「リンクコスト」は自身と各送信先候補間のリンクの品質を示す値（「１」が最も良い）が格納される項目である。「許容送信量」は、自身から送信先候補に送信できるデータの許容量が格納される項目である。なお、「許容送信量」は、親ノード（送信先候補）から許容送信量を示す情報を含むパケットを受信する度に更新される。
【００３８】
タイマ管理部１０４は、送信先決定部１０３において、累積送信量Ｄ１を累積する期間を管理するタイマＴ１を有する。タイマ管理部１０４は、所定のタイミング（例えば、電源投入時、ネットワーク参加時）でタイマＴ１のカウントを開始する。タイマ管理部１０４は、タイマＴ１がタイムアウト（設定時間が経過）すると、送信先決定部１０３に周期更新（累積送信量Ｄ１のリセット指示）を通知する。タイマ管理部１０４は、タイマＴ１がタイムアウト後、タイマＴ１をリセットし再度カウントを開始する。
【００３９】
（Ａ−１−３）無線通信装置２００（親ノード）の詳細な構成
図４は、第１の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る無線通信装置は、図４に示す各構成部を搭載した専用のＩＣチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図４で表すことができる。
【００４０】
図４において、無線通信装置２００は、無線通信部２０１、パケット送受信部２０２、送信制限決定部２０３、タイマ管理部２０４、記憶部２０５、及びアンテナ２５０を有する。図４では、本実施形態の特徴部分である通信経路の制御について関係のある部分のみを図示し、それ以外の構成は省略している。
【００４１】
無線通信部２０１は、アンテナ２５０からの無線信号に対して復調処理を行い、デジタルデータ（パケット）に変換してパケット送受信部２０２に与えるものである。また、無線通信部２０１は、パケット送受信部２０２から与えられた送信データ（パケット）を無線信号に変換して（変調処理を行って）アンテナ２５０に与えるものである。
【００４２】
パケット送受信部２０２は、パケットの送受信に関する処理を行うものである。また、パケット送受信部２０２は、無線通信部２０１が受信したパケットを解析する機能（自装置内に取り込むパケットか否かを解析する機能）を有する。パケット送受信部２０２は、パケットを解析して得たパケットのデータ量（パケット受信量）を送信制限決定部２０３に通知する。さらに、パケット送受信部２０２は、パケット送受信部２０２からの指示により、子ノードに送信する許容送信量を含む通知パケットを作成する。
【００４３】
送信制限決定部２０３は、１周期（後述するタイマＴ２の設定時間）内の、パケットの転送許容量Ｄ２（所定値）を保持（管理）するものである。また、送信制限決定部２０３は、周期が変わる毎に（タイマ管理部２０４からタイマアウトの通知を受けると）、各子ノードのパケットの許容送信量を計算し、各子ノードに計算した許容送信量を通知する。さらに、送信制限決定部２０３は、子ノードからパケットを受信した際に、例えば、パケットの優先度とデータ量から実効転送量を計算し、受信パケットテーブルＴＢ２に一定周期内での累積値、代替親ノードの情報等を子ノード毎に記憶（更新）する。なお、実効転送量とは、親ノードが子ノードからパケットを受信しシンクノードまで転送する際に、転送する実際のデータ量に優先度などの値を用いてデータの重要度に応じた重み付けをした、実効的なデータの転送量のことである。
【００４４】
記憶部２０５は、受信パケットテーブルＴＢ２を記憶するものである。受信パケットテーブルＴＢ２は、無線通信装置１００（子ノード）に対し、制限する送信トラフィック量を決定するための情報を有し、例えば１周期における各子ノードのデータ転送量および実効転送量、各子ノードの代替親を識別する情報、元の親を識別する情報、許容送信量が含まれる。図５は、第１の実施形態に係る受信パケットテーブルの一例を示す説明図である。図５において、受信パケットテーブルＴＢ２は、「子ノードのアドレス」、「代替親のアドレス」、「元親のアドレス」、「データ転送量」、「実効転送量」、及び「許容送信量」の項目を有する。
【００４５】
「子ノードのアドレス」は、子ノードのノードアドレスが格納される項目である。例えば、アドレス「０ｘ０００３」は、無線通信装置１００−１の宛先を示すものであり、「０ｘ０００４」は、無線通信装置１００−２の宛先を示すものであり、「０ｘ０００５」は、無線通信装置１００−３の宛先を示すものである。
【００４６】
「代替親のアドレス」は、各子ノードから送信されたパケットに含まれる各子ノードの代替親となるノードのショートアドレスが格納される項目である。例えば、無線通信装置１００−１（０ｘ０００３）の代替親は、無線通信装置２００−２（０ｘ０００２）である。なお、図５では、代替え親が存在しない場合には、「代替親のアドレス」にはそのことを示す所定値（例えば、「０ｘＦＦＦＦ」）が格納される例が示されている。
【００４７】
「代替親のアドレス」は、各子ノードから送信されたパケットに含まれる元親のショートアドレスが格納される項目である。
【００４８】
「データ転送量」は、各ノードから送信されたパケットのデータ量（所定周期内の累積値）が格納される項目である。
【００４９】
「実効転送量」は、送信制限決定部２０３で算出された各ノードの実効転送量（所定周期内の累積値）を格納する項目である。
【００５０】
「許容送信量」は、送信制限決定部２０３で算出された各ノードの許容送信量を格納する項目である。
【００５１】
タイマ管理部２０４は、送信制限決定部２０３において、実効転送量を累積する期間を管理するタイマＴ２を有する。タイマ管理部２０４は、所定のタイミング（例えば、電源投入時）でタイマＴ２のカウントを開始する。タイマ管理部２０４は、タイマＴ２がタイムアウト（設定時間が経過）すると、送信制限決定部２０３に周期更新（受信パケットテーブルＴＢ２の実効転送量のリセット指示）を通知する。タイマ管理部２０４は、タイマＴ２がタイムアウト後、タイマＴ２をリセットし再度カウントを開始する。
【００５２】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の無線通信システム１の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態では、無線通信システム１を構成する無線通信装置２００（親ノード）の処理と、無線通信装置１００(子ノード)のそれぞれについて特徴が存在するので、以下では、親ノードの処理と子ノードの処理を分けて説明を行う。
【００５３】
また、以下で説明する親ノードは、子ノードの送信先管理テーブルＴＢ１において、リンク品質が最高の送信先であるものする。子ノードは自身に代替親が存在しているか否かをＨｅｌｌｏパケットなどから把握しているものとする。さらに、当初子ノードには許容送信量は設定されていないことを前提とする。
【００５４】
（Ａ−２−１）親ノードの動作
図６は、第１の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【００５５】
親ノード（タイマ管理部２０４）は、所定のタイミングでタイマＴ２を起動（カウントを開始）する（ＳＴ１０１）。
【００５６】
タイマＴ２の起動後、親ノード（無線通信部２０１）は、待機状態となる（ＳＴ１０２）。親ノードは、子ノードからパケット（代替親情報を含む）を受信するとパケット送受信部２０２でパケットを解析した後、次のステップＳＴ１０３の処理を実行する。一方、親ノードは、受信待機中にタイマＴ２がタイムアウトすると、後述するステップＳＴ１０５の処理を実行する。
【００５７】
送信制限決定部２０３は、解析して得たパケットのデータ量と優先度から実効転送量を計算し、受信パケットテーブルＴＢ２を更新する（ステップＳＴ１０３、ステップＳＴ１０４）。この際、受信パケットテーブルＴＢ２には、子ノードに代替親が存在するか否かの情報も併せて保持する。
【００５８】
一方、タイマ管理部２０４は、先述のステップＳＴ１０１の処理において、設定したタイマＴ２がタイムアウトすると、タイムアウトした旨を送信制限決定部２０３に通知する。通知を受けた送信制限決定部２０３は、周期終了時に、各子ノードに割り振る許容送信量を、受信パケットテーブルＴＢ２の実効転送量と転送許容量Ｄ２を基に計算し、求めた許容送信量をコマンドパケットで各子ノードに通知する（ＳＴ１０５、ＳＴ１０６）。なお、送信するパケットは、コマンドに限定されものではない。
【００５９】
タイマ管理部２０４は、タイマＴ２を初期状態に戻し、先述のステップＳＴ１０１の処理により再度タイマＴ２のカウントを開始（リスタート）させる（ＳＴ１０７）。
【００６０】
（Ａ−２−２）子ノードの動作
図７は、第１の実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【００６１】
子ノード（タイマ管理部１０４）は、所定のタイミングでタイマＴ１を起動（カウントを開始）後、待機状態となる（ＳＴ２０１、ＳＴ２０２）。子ノードは、タイマＴ１がタイムアウトすると、後述するステップＳＴ２０８の処理を実行する。
【００６２】
子ノード（無線通信部１０１）は、パケットを送信する事由（例えば、センシングパケットをシンクノードに送信するタイミング）が発生すると、親ノードにパケットを送信する（ＳＴ２０３、ＳＴ２０４）。この際、送信するパケット内には、自身の代替親の情報（例えば、代替親が存在する場合には、代替親のショートアドレス、存在しない場合には、存在しないことを明示する値）を含める。また、子ノード（送信先決定部１０３）は、周期内に送信したパケットに応じて累積送信量Ｄ１を更新する。
【００６３】
子ノードは、パケット送信後、応答待ち状態となる（ＳＴ２０５）。
【００６４】
親ノードから許容送信量を示す値を含むパケットを受信すると、送信先決定部１０３は、送信先管理テーブルＴＢ１を更新する（ＳＴ２０６、ＳＴ２０７）。
【００６５】
なお、送信先管理テーブルＴＢ１が更新され、次周期に移行すると（すなわち、後述するステップＳＴ２０８及び２０９の処理が実行された後）、ステップＳＴ２０４の処理は次のように変化する。すなわち、ステップＳＴ２０４の処理において、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１と、送信先管理テーブルＴＢ１に保持される親ノードの許容送信量とを比較し、累積送信量Ｄ１が許容送信量以下の場合には、現在の親ノードを送信先として決定する。
【００６６】
また、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えている場合には、自身に代替親が存在する否かによって、代替親に送信先を切り替える等の動作（詳細は後述）を行う。
【００６７】
一方、タイマ管理部１０４は、先述のステップＳＴ２０１の処理において、設定したタイマＴ１がタイムアウトすると、タイムアウトした旨を送信先決定部１０３に通知する。通知を受けた送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１を、初期化する（ＳＴ２０８）。
【００６８】
タイマ管理部１０４は、タイマＴ１を初期状態に戻し、先述のステップＳＴ２０１の処理により再度タイマＴ１のカウントを開始（リスタート）させる（ＳＴ２０９）。
【００６９】
（Ａ−２−３）許容送信量の更新及び通信経路の変更の説明
次に、上述した親ノード及び子ノードの処理（図６、図７）の内、許容送信量を更新する処理について、具体例を挙げて説明する。図８、図９は、第１の実施形態に係る通信経路を制御する手順をイメージ化した説明図である。
【００７０】
まず、無線通信システム１（既に構築されたマルチホップネットワーク）で、ノード１００−１〜ノード１００−３が、ノード２００−１を送信先（親ノード）に選択しているものとする。つまり、この時点のノード１００−１〜１００−３の送信先管理テーブルＴＢ１では、ノード２００−１が、送信先候補の中で、最もリンク品質が良いノードである。
【００７１】
図８に示すように、ノード１００−１〜１００−３では、一定期間内に自身が送信したパケット量の累積値（累積送信量）を送信先ごとに累積送信量Ｄ１として保持している。一方、ノード２００−１は、各子ノード（ノード１００−１〜１００−３）からデータを受信する度に、パケット量とパケットの優先度などから実効転送量（例えば、優先度×パケット量）を計算し、一定期間内の実行転送量の累積値を子ノードごとに受信パケットテーブルＴＢ２で保持している。この例では、ノード１００−１〜１００−３のそれぞれの累積送信量が２０、３０、１０であり、実効転送量が６０、６０、８０とする。
【００７２】
図９に示すように、周期終了時にノード２００−１は、各子ノードに対し、次回周期から自身へのパケット送信量に制限を与える。具体的には、ノード２００−１は、受信パケットテーブルＴＢ２で保持している実効転送量の比を基に、転送許容量Ｄ２を超えないように許容送信量を子ノード（ノード１００−１〜１００−３）ごとに割り振る。
【００７３】
例えば、ノード１００−１〜１００−３が、それぞれ送信しても良いパケット量を、α、β、γとすると、以下の（１）式が成り立つ。そして、α、β、γについて、パケットの優先度を考慮すると、以下の（２）式が成り立つ。
α＋β＋γ≦１００（＝転送許容量Ｄ２）  …（１）
α／６０＝β／６０＝γ／８０  …（２）
【００７４】
上記（１）及び（２）式により、α、β、γを求めると、α＝３０、β＝３０、γ＝４０となる。つまり、図９に示すように、ノード１００−１の許容送信量は「３０」となり、ノード１００−２の許容送信量は「３０」となり、ノード１００−３の許容送信量は「４０」となる。
【００７５】
なお、この際、代替親が存在しないノード（この例では、ノード１００−２、１００−３）に対しては、優先的に許容送信量を割り振るようにする。
【００７６】
そして、ノード２００−１は、算出した許容送信量をコマンドパケットなどで、ノード１００−１〜１００−３に伝達する。許容送信量を通知された各子ノードは、送信先管理テーブルＴＢ１で値を保持する。次回周期以降、子ノード（ノード１００−１〜１００−３）は、パケット送信前に、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えないか確認し、超えない場合には、送信先は変えずにそのまま送信する。例えば、ノード１００−２は、累積送信量Ｄ１が許容送信量（３０）以下の場合には、ノード２００-１を送信先とする。
【００７７】
ただし、子ノード（ノード１００−１〜１００−３）は、パケット送信前に、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超える場合には、自身に代替親が存在するか否かによって以下の２通りの動作を行う。
【００７８】
＜自身に代替親が存在する場合の動作＞
図１０は、第１の実施形態に係る通信経路を決定（代替親が存在する場合）する手順をイメージ化した説明図である。図１０（Ａ）では、ノード１００−１の累積送信量Ｄ１が、許容送信量に達した状態が示されている。つまり、続いて、図１０（Ｂ）に示すように、ノード１００−１がパケットを送信する場合、周期中の許容送信量を超えるため、送信先管理テーブルＴＢ１において、現在の親（ノード１００−１）に次いでリンク品質の良い代替親（図１０ではノード２００−２）を送信先に一時的に変更してパケットを送信する。この際、代替親に対して送信するパケットには、「自身に代替親が存在しないという情報」と、「自身の元の親を識別できる情報」を含める。自身の元の親を識別できる情報とは、例えば、元親のショートアドレスである。
【００７９】
図１１に示すように、ノード２００−２は、ノード１００−１から元親情報（ノード１００−１の元親がノード２００−１である情報）を含むパケットを受信すると、受信パケットテーブルＴＢ２を更新する。ノード２００−２は、受信パケットテーブルＴＢ２を参照することにより、ノード１００−１の元親と、自身を親としているノード１００−４の代替親とがノード２００−１で一致していることを知る。そこで、ノード２００−２は、次回周期のノード１００−４に割り当てる許容送信量の計算においては、ノード１００−４を代替親なしとみなして計算を行う（言い換えれば、ノード１００−４に優先的に許容送信量を割り振る）。
【００８０】
ノード１００−４の許容送信量の計算において、通常通り、代替親ありとみなして算出すると、許容送信量を少なく計算してしまうことになる。ノード１００−４は、許容送信量をオーバーすると、ノード２００−１を送信先としてしまうことになり、ノード２００−１に負荷が掛かってしまう。上記のように計算することにより、ノード２００−２からノード１００−５に割り当てられる許容送信量は少なくなってしまう。しかし、ノード１００−５は、ノード２００−２から割り当てられた許容送信量を超過したとしてもノード２００−３を送信先することで、ネットワーク全体として負荷を分散できることになる。
【００８１】
＜自身に代替親が存在しない場合の動作＞
図１２は、第１の実施形態に係る通信経路を決定（代替親が存在しない場合）する手順をイメージ化した説明図である。図１２において、ノード１００−３は、ある周期中の累積送信量Ｄ１が許容送信量の４０を超えていたとしても、代替親が存在しない場合には、そのまま親ノード（ノード２００−１）へパケットを送信する。周期終了時、ノード２００−１は代替親が存在しない子ノードであるノード１００−３が許容送信量を超えたことを受信パケットテーブルＴＢ２から知る。
【００８２】
親ノードは、親ノードの別の子ノードの中に代替親を持つノードが存在する場合、許容送信量を超えた子ノードの次回周期の許容送信量を、前回の周期中に受信したパケット量に更新する。例えば、図１２では、次回周期の許容送信量は、前周期の許容送信量から超過した分（５）がノード１００−３に加算され、その分が代替親を持つノードであるノード１００−１から減算される。
【００８３】
一方、親ノードは、親ノードの別の子ノードにも代替親が存在しない場合、次回周期の許容送信量を通常通り割り振る。
【００８４】
親ノードは、上記動作の結果更新された許容送信量を、各子ノードに通知する。さらにその次以降の周期では、各子ノードは、新たに許容送信量を示す値を含んだデータを受信しない限り、保持している許容送信量を基に上記動作を行う。
【００８５】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００８６】
無線通信装置２００（親ノード）の消費電力の平準化のために、各子ノードに代替親が存在するか否かを、親ノードが把握することで、各子ノードに可能な限りリンク品質の良い中継ノードを利用させることができる。
【００８７】
さらに、子ノードが代替親に優先的にデータ送信が出来るように自身に代替親が存在しないという情報と、自身の元の親を識別できる情報とを代替親に通知することで、その子ノードの元の親に負荷が戻ることを防ぎつつ、代替親に他に余裕のある子ノードがいれば、そちらにトラフィックを分散させることができる。これにより、トラフィックの負荷をできる限り分散させた上で、子ノードと基地局間の通信品質の低下を抑えつつ、消費電力の平準化ができる。
【００８８】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明に係る無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００８９】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の無線通信システム１（マルチホップ無線ネットワーク）の全体構成についても、上述の図２を用いて示すことができる。以下では、第２の実施形態の無線通信装置２００Ａの構成について、第１の実施形態の無線通信装置２００との差異を中心に説明を行う。
【００９０】
図１３は、第２の実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。無線通信装置２００Ａは、第１の実施形態の無線通信装置２００の構成に加えて、センサ消費電力測定部２０６とセンサ部２０７が追加されている。また、第１の実施形態の送信制限決定部２０３の代わりに送信制限決定部２０３Ａが、第１の実施形態のタイマ管理部２０４の代わりにタイマ管理部２０４Ａが無線通信装置２００Ａに適用されている点が異なる。
【００９１】
センサ部２０７は、提供するサービスに応じて、種々様々なセンサを適用することができる。例えば、センサの種類として、温度センサ、湿度センサ、照度センサ等のセンサ類がある。
【００９２】
センサ消費電力測定部２０６は、センサ部２０７が消費する電力を測定し、測定した値（周期内の累積値）を送信制限決定部２０３Ａに通知する機能を有する。なお、周期内の累積値のリセットは、後述するタイマ管理部２０４Ａの通知により行う。
【００９３】
送信制限決定部２０３Ａは、第１の実施形態の送信制限決定部２０３の機能に加えて、周期的にセンサ部２０７の消費電力に応じて転送許容量Ｄ２を算出する機能を有する。また、送信制限決定部２０３Ａは、先述の転送許容量Ｄ２に加えて、無線通信装置２００Ａが周期内で消費して良い許容消費電力量Ｍを保持している。転送許容量Ｄ２を算出する処理については、動作の項で詳述する。
【００９４】
タイマ管理部２０４Ａは、タイマ管理部２０４の機能に加えて、センサ消費電力測定部２０６における消費電力の測定期間を管理する機能を有する。タイマ管理部２０４Ａは、タイマＴ２がタイムアウト（設定時間が経過）すると、送信制限決定部２０３に周期更新（受信パケットテーブルＴＢ２の実効転送量のリセット指示）を通知すると共に、センサ消費電力測定部２０６にも周期更新（周期内でのセンサの消費電力量のリセット指示）を行う。
【００９５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の無線通信システム１の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態の子ノードの処理は第１の実施形態の子ノードの処理と同様である。また、親ノード（無線通信装置２００Ａ）の処理の内、図６のステップＳＴ１０５の処理の一部（転送許容量を計算する動作）が第１の実施形態と異なるので、以下では異なる点のみ説明を行う。
【００９６】
タイマ管理部２０４は、先述のステップＳＴ１０１の処理において、設定したタイマＴ２がタイムアウトすると、タイムアウトした旨を送信制限決定部２０３及びセンサ消費電力測定部２０６に通知する。
【００９７】
センサ消費電力測定部２０６は、タイマ管理部２０４からタイムアウトの通知を受けると、測定した周期内のセンサ部２０７の消費電力値を送信制限決定部２０３に通知する。
【００９８】
送信制限決定部２０３Ａは、親ノードとして転送のために利用できる電力量を、許容消費電力量Ｍから測定したセンサ部２０７の消費電力値を差し引くことにより求める。例えば、許容消費電力量Ｍが「１００」で、周期内のセンサ部２０７の消費電力値が「１０」だった場合には、親ノードとして転送のために利用できる電力量は「９０」となる。
【００９９】
送信制限決定部２０３Ａは、上記で算出した親ノードとして転送のために利用できる電力量を基に親ノードの転送許容量Ｄ２を計算する。例えば、無線通信装置２００Ａがデータ量「２」のパケットを転送するために「１」の電力を消費するとした場合、転送許容量Ｄ２は、「２」に「９０」を乗算して「１８０」と計算できる。
【０１００】
なお、算出された転送許容量Ｄ２を用いて、許容送信量を計算する処理は第１の実施形態と同様のため、これ以降の説明を省略する。
【０１０１】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、第１の実施形態に加えて、以下の効果を奏する。
【０１０２】
第１の実施形態では、トラフィックの平準化によって消費電力の平準化を行った。しかし、センサネットワークでの運用を想定すると、ネットワークの寿命を維持するには、センシングによる電力消費も考慮することが望ましい。
【０１０３】
そこで、第２の実施形態の無線通信装置２００Ａは、想定するネットワーク寿命から周期内に消費しても良い電力量（許容消費電力量）を決定し、そこからセンシングによる消費電力量を切り分けることで、純粋にパケットの転送に利用できる電力量を決定することとした。そして、無線通信装置２００Ａが、決定した値を基に、寿命を維持する上でより正確な転送許容量を計算することで、トラフィックの平準化による消費電力の平準化をさらに行うことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１…無線通信システム、１０…無線通信装置、１００…無線通信装置、１０１…無線通信部、１０２…パケット送受信部、１０３…送信先決定部、１０４…タイマ管理部、１０５…記憶部、１５０…アンテナ、２００、２００Ａ…無線通信装置、２０１…無線通信部、２０２…パケット送受信部、２０３、２０３Ａ…送信制限決定部、２０４、２０４Ａ…タイマ管理部、２０５…記憶部、２０６…センサ消費電力測定部、２０７…センサ部、２５０…アンテナ、Ｄ１…累積送信量、Ｄ２…転送許容量、Ｍ…許容消費電力量、Ｔ１、Ｔ２…タイマ、ＴＢ１…送信先管理テーブル、ＴＢ２…受信パケットテーブル。
【図１】
2020027983.tif 000003
【図２】
2020027983.tif 000004
【図３】
2020027983.tif 000005
【図４】
2020027983.tif 000006
【図５】
2020027983.tif 000007
【図６】
2020027983.tif 000008
【図７】
2020027983.tif 000009
【図８】
2020027983.tif 000010
【図９】
2020027983.tif 000011
【図１０】
2020027983.tif 000012
【図１１】
2020027983.tif 000013
【図１２】
2020027983.tif 000014
【図１３】
2020027983.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月28日(2019.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第１の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部とを有し、
前記代替中継ノードには、前記第１の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第２の転送許容量が設定されており、
前記代替中継ノードは、当該第２の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第１の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第１の無線通信装置に通知する
ことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
前記送信制限決定部は、前記各第１の無線通信装置の内、前記代替中継ノード識別情報に中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しない前記各第１の無線通信装置に対しては、優先的にパケットの許容量を割り振ることを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記受信パケット管理部は、前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報に加えて、前記許容送信量を決定する前記各第１の無線通信装置ごとに中継ノードとして自身が送信先として一時的に選択される前の、前記各第１の無線通信装置の本来の中継ノードである他の無線中継装置の識別情報である過去中継ノード識別情報とを管理し、
前記送信制限決定部は、ある前記第１の無線通信装置の前記代替中継ノード識別情報と別の前記第１の無線通信装置の前記過去中継ノード識別情報とが一致する場合には、ある前記第１の無線通信装置に対しては、中継ノードとして自身と代わりと成り得る他の無線中継装置が存在しないものとみなして、前記許容送信量を決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線中継装置。
【請求項４】
当該無線中継装置は、所定のセンサの消費電力を測定する消費電力測定部をさらに有し、
前記第１の転送許容量は、一定期間内の当該無線中継装置が消費可能な電力値から前記消費電力測定部が測定した前記センサの消費電力値を差し引いた残りの電力値と、パケットを中継する際の消費電力値とを用いて定まる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線中継装置。
【請求項５】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、
所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量とを比較し、比較した結果、パケットの累積値が前記許容送信量を超えた場合であって、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在するときには、現在送信先の次にリンク品質の良い前記無線中継装置を送信先に決定し、一方、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在しないときには、現在送信先の無線中継装置を送信先に決定する送信先決定部と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置として請求項１〜４のいずれかの無線中継装置を適用し、前記無線通信装置として請求項５の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、
１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第１の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部として機能させ、
前記代替中継ノードには、前記第１の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第２の転送許容量が設定されており、
前記代替中継ノードは、当該第２の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第１の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第１の無線通信装置に通知する
ことを特徴とする無線中継プログラム。
【請求項８】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、
所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量とを比較し、比較した結果、パケットの累積値が前記許容送信量を超えた場合であって、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在するときには、現在送信先の次にリンク品質の良い前記無線中継装置を送信先に決定し、一方、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在しないときには、現在送信先の無線中継装置を送信先に決定する送信先決定部と
して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第１の本発明は、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、（３）１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、（４）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第１の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（５）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部とを有し、（６）前記代替中継ノードには、前記第１の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第２の転送許容量が設定されており、前記代替中継ノードは、当該第２の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第１の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第１の無線通信装置に通知することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第２の本発明は、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量とを比較し、比較した結果、パケットの累積値が前記許容送信量を超えた場合であって、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在するときには、現在送信先の次にリンク品質の良い前記無線中継装置を送信先に決定し、一方、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在しないときには、現在送信先の無線中継装置を送信先に決定する送信先決定部とを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第４の本発明の無線中継プログラムは、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算する実効転送量計算部と、（３）１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量と、自身と中継ノードとして代わりと成り得る他の無線中継装置である代替中継ノードの識別情報である代替中継ノード識別情報とを管理する受信パケット管理部と、（４）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量及び前記代替中継ノード識別情報と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す第１の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（５）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部として機能させ、（６）前記代替中継ノードには、前記第１の転送許容量と同様に転送できるパケットの許容量を示す第２の転送許容量が設定されており、前記代替中継ノードは、当該第２の転送許容量の範囲内で、自身を中継ノードとする前記各第１の無線通信装置に前記許容送信量を割り振り、割り振った各前記許容送信量を前記各第１の無線通信装置に通知することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第５の本発明の無線通信プログラムは、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における現在送信先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量とを比較し、比較した結果、パケットの累積値が前記許容送信量を超えた場合であって、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在するときには、現在送信先の次にリンク品質の良い前記無線中継装置を送信先に決定し、一方、中継先と成り得る他の無線中継装置が存在しないときには、現在送信先の無線中継装置を送信先に決定する送信先決定部として機能させることを特徴とする。