(57)【要約】【課題】インフラストラクチャモードで動作する無線ノードのＩＦの通信モードを自律分散制御で割り当てる通信モード割当方法を提供する。【解決手段】無線メッシュネットワークを構成し、ＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかの通信モードで動作するＩＦを備えたインフラストラクチャモードで動作する無線ノードＸであって、自身と通信可能な他の無線ノードを検出する他ノード検出部２１と、検出された前記他の無線ノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する他ノード情報取得部２２と、取得された前記情報に基づいて、自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを決定するモード決定部２３と、を有する無線ノードＸ。【選択図】図２
2020136841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線メッシュネットワークを構成し、ＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかの通信モードで動作するＩＦを備えたインフラストラクチャモードで動作する無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てる通信モード割当方法であって、
自身と通信可能な他の無線ノードを検出する他ノード検出ステップと、
検出された前記他の無線ノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する他ノード情報取得ステップと、
取得された前記情報に基づいて、自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを決定するモード決定ステップと、
を有する通信モード割当方法。
【請求項２】
前記モード決定ステップは、
前記他の無線ノードに、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるＩＦの数が１つである単ノードを探索する単ノード探索ステップと、
前記単ノードが存在する場合に、当該単ノードのＩＦにＳＴＡモードを割り当て、当該ＩＦと接続可能な自身のＩＦにＡＰモードを割り当てる第１割当ステップと、
を有する、請求項１に記載の通信モード割当方法。
【請求項３】
前記モード決定ステップは、
ＡＰモードを割り当てられた前記ＩＦに接続可能な他のＩＦが存在する場合、当該他のＩＦにＳＴＡモードを割り当てる第２割当ステップをさらに有する、請求項２に記載の通信モード割当方法。
【請求項４】
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦにＡＰモードが既に割り当てられている場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＳＴＡモードを割り当てる第３割当ステップと、
をさらに有する請求項２または３に記載の通信モード割当方法。
【請求項５】
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦにＳＴＡモードが既に割り当てられている場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦの通信モードを保留する保留ステップと、
をさらに有する請求項２〜４のいずれかに記載の通信モード割当方法。
【請求項６】
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦに通信モードが割り当てられていない場合、前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数、および、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数に基づいて、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる第４割当ステップと、
をさらに有する請求項２〜５のいずれかに記載の通信モード割当方法。
【請求項７】
第４割当ステップでは、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数より多い場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードを割り当て、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数より少ない場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＳＴＡモードを割り当て、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数と同じ場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかを割り当てる、請求項６に記載の通信モード割当方法。
【請求項８】
無線メッシュネットワークを構成し、ＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかの通信モードで動作するＩＦを備えたインフラストラクチャモードで動作する無線ノードであって、
自身と通信可能な他の無線ノードを検出する他ノード検出部と、
検出された前記他の無線ノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する他ノード情報取得部と、
取得された前記情報に基づいて、自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを決定するモード決定部と、
を有する無線ノード。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の通信モード割当方法の各ステップをコンピュータに実行させるための通信モード割当プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線メッシュネットワークを構成するインフラストラクチャモードで動作する無線ノードのインターフェースの通信モードを割り当てるための通信モード割当方法、無線ノードおよび通信モード割当プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークは社会に必要不可欠なものであり、大規模な災害時でも利用できる無線ネットワークが注目されている。特に無線メッシュネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｍｅｓｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＷＭＮ）は、複数の無線ノードを経由して広範囲の通信を行うことができる特徴を持つため、災害時のアクセス網として期待されている。
【０００３】
無線メッシュネットワークを構成する無線ノードは、実用化の容易性から、インフラストラクチャモードのみをサポートしているものが期待されている。無線ノードは、１つまたは複数のインターフェース（ＩＦ）を備えており、インフラストラクチャモードで動作する無線ノード間で通信を行うには、一方のＩＦにアクセスポイント（ＡＰ）モードを割り当て、他方のＩＦにステーション（ＳＴＡ）モードを割り当てる必要がある。
【０００４】
例えば非特許文献１には、無線メッシュネットワークを構築するために、特定の管理装置が、無線ノードのＩＦにＡＰモードまたはＳＴＡモードを集中制御で割り当てる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】高橋智輝ら、「マルチチャネル無線メッシュネットワークのための無線チャネル・インターフェースモード割当問題の定式化」、電子情報通信学会ソサイエティ大会講演要旨、BS-6-10、2018年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし災害時において、管理装置は、無線メッシュネットワークを構成する無線ノードのうち、どの無線ノードが故障しているか分からないため、ＩＦの通信モードを集中制御で割り当てる方法は適用できない。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、インフラストラクチャモードで動作する無線ノードのＩＦの通信モードを自律分散制御で割り当てる通信モード割当方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、自身と通信可能な他の無線ノードから、他の無線ノードにおけるＩＦの数等の情報を取得し、当該情報に基づいて自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードの割り当てを行うことにより前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、次の態様を含む。
項１．
無線メッシュネットワークを構成し、ＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかの通信モードで動作するＩＦを備えたインフラストラクチャモードで動作する無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てる通信モード割当方法であって、
自身と通信可能な他の無線ノードを検出する他ノード検出ステップと、
検出された前記他の無線ノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する他ノード情報取得ステップと、
取得された前記情報に基づいて、自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを決定するモード決定ステップと、
を有する通信モード割当方法。
項２．
前記モード決定ステップは、
前記他の無線ノードに、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるＩＦの数が１つである単ノードを探索する単ノード探索ステップと、
前記単ノードが存在する場合に、当該単ノードのＩＦにＳＴＡモードを割り当て、当該ＩＦと接続可能な自身のＩＦにＡＰモードを割り当てる第１割当ステップと、
を有する、項１に記載の通信モード割当方法。
項３．
前記モード決定ステップは、
ＡＰモードを割り当てられた前記ＩＦに接続可能な他のＩＦが存在する場合、当該他のＩＦにＳＴＡモードを割り当てる第２割当ステップをさらに有する、項２に記載の通信モード割当方法。
項４．
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦにＡＰモードが既に割り当てられている場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＳＴＡモードを割り当てる第３割当ステップと、
をさらに有する項２または３に記載の通信モード割当方法。
項５．
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦにＳＴＡモードが既に割り当てられている場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦの通信モードを保留する保留ステップと、
をさらに有する項２〜４のいずれかに記載の通信モード割当方法。
項６．
前記モード決定ステップは、
通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つ選択するＩＦ選択ステップと、
選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦを１つ選択する手選択ステップと、
前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦに通信モードが割り当てられていない場合、前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数、および、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数に基づいて、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる第４割当ステップと、
をさらに有する項２〜５のいずれかに記載の通信モード割当方法。
項７．
第４割当ステップでは、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数より多い場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードを割り当て、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数より少ない場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＳＴＡモードを割り当て、
前記ＩＦ選択ステップにおいて選択された前記ＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、前記手選択ステップにおいて選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数と同じ場合、前記ＩＦ選択ステップで選択された前記ＩＦにＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかを割り当てる、項６に記載の通信モード割当方法。
項８．
無線メッシュネットワークを構成し、ＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかの通信モードで動作するＩＦを備えたインフラストラクチャモードで動作する無線ノードであって、
自身と通信可能な他の無線ノードを検出する他ノード検出部と、
検出された前記他の無線ノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する他ノード情報取得部と、
取得された前記情報に基づいて、自身または前記他の無線ノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを決定するモード決定部と、
を有する無線ノード。
項９．
項１〜７のいずれかに記載の通信モード割当方法の各ステップをコンピュータに実行させるための通信モード割当プログラム。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インフラストラクチャモードで動作する無線ノードのＩＦの通信モードを自律分散制御で割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無線メッシュネットワークの概要を説明するための図である。
【図２】本実施形態に係るノードの構成を示すブロック図である。
【図３】各ノードにおいてＩＦの通信モードを割り当てる通信モード割当方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】モード割当ステップの具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】モード割当ステップの処理手順の一部を説明するための図である。
【図６】モード割当ステップの処理手順の一部を説明するための図である。
【図７】モード割当ステップの処理手順の一部を説明するための図である。
【図８】モード割当ステップの処理手順の一部を説明するための図である。
【図９】通信モード割当方法の処理手順を説明するための図である。
【図１０】通信モード割当方法の処理手順を説明するための図である。
【図１１】通信モード割当方法の処理手順を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
（想定環境）
図１は、無線メッシュネットワークの概要を説明するための図である。図１（ａ）に示すように、無線メッシュネットワークが４つの無線ノード（以下、単に「ノード」と称する）Ａ〜Ｄで構成されているとする。各ノードＡ〜Ｄは、自ノードの周辺に存在するスマートフォンやタブレットなどの端末装置に対し、データの送受信を行うとともに、指向性アンテナによって、その電波が届く範囲でノード同士の通信が可能である。
【００１４】
各ノードは、１つまたは複数のインターフェースを備えている。ノードＡは、１つのインターフェース（以下、単に「ＩＦ」と表記する）Ａ１を備え、ＩＦＡ１に接続された１つの指向性アンテナがノードＣに指向している。ノードＢは、１つのＩＦＢ１を備え、ＩＦＢ１に接続された１つの指向性アンテナがノードＣに指向している。ノードＣは、２つのＩＦＣ１，Ｃ２を備え、ＩＦＣ１に接続された１つの指向性アンテナがノードＡに指向しており、ＩＦＣ２に接続された２つの指向性アンテナがノードＡ，Ｄに指向している。ノードＤは、１つのＩＦＤ１を備え、ＩＦＤ１に接続された１つの指向性アンテナがノードＣに指向している。
【００１５】
本発明では、あるＩＦに接続された指向性アンテナが他のノードの指向性アンテナと向き合っている場合、そのＩＦは「手」を持つと表現する。すなわち「手」とは、ＩＦが持つ接続先候補と定義することができる。また、この接続先候補を「手の先」とも表現する。
【００１６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す無線メッシュネットワークの接続関係を簡略化して示した図である。同図に示すように本実施形態では、ＩＦの手を、ＩＦ間を結ぶ直線として示す。ＩＦＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１はそれぞれ１つの手を持ち、ＩＦＣ２は２つの手を持つ。なお、１つのＩＦが３つ以上の手を持つこともできる。
【００１７】
各ノードＡ〜Ｄは、インフラストラクチャモードで動作する。そのため、ノード間で通信を行うためには、一方のＩＦにアクセスポイント（ＡＰ）モードを割り当て、他方のＩＦにステーション（ＳＴＡ）モードを割り当てる必要がある。また、ＡＰモードのＩＦは、手を複数持つ場合、複数のＳＴＡモードのＩＦと通信可能であるが、ＳＴＡモードのＩＦは、手を複数持つ場合であっても、１つのＡＰモードのＩＦとしか通信できない。
【００１８】
（各ノードの構成）
本実施形態では、無線メッシュネットワークを構成する各ノードは、共通の特徴的構成を有している。以下、無線メッシュネットワークを構成するノードをノードＸとして説明する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係るノードＸの構成を示すブロック図である。ノードＸは、記憶部１と、制御部２と、通信部３とを備えている。
【００２０】
記憶部１は、ノードＸで用いられる各種プログラムやデータを記憶するための記憶装置である。記憶部１には、本実施形態に係る通信モード割当プログラムＰ１および自ノード情報Ｐ２が記憶されている。通信モード割当プログラムＰ１は、ノードＸにおいてＩＦの通信モードを割り当てるための通信モード割当方法を、ノードＸの演算処理装置に実行させるためのプログラムである。通信モード割当プログラムＰ１をノードＸに配信する方法は特に限定されず、インターネット等の通信ネットワークを介して通信モード割当プログラムＰ１をノードＸにダウンロードしてもよいし、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に通信モード割当プログラムＰ１を記録しておき、当該記憶媒体を介して通信モード割当プログラムＰ１をノードＸにインストールしてもよい。
【００２１】
自ノード情報Ｐ２は、ノードＸ自身のＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数（すなわち、各ＩＦが持つ手の数）、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を含む。
【００２２】
制御部２は、ノードＸが備えるＣＰＵやＭＰＵなどの演算処理装置が、記憶部１に記憶されている通信モード割当プログラムＰ１をＲＡＭなどの主記憶装置に読み出して実行することにより実現される機能ブロックである。制御部２は、他ノード検出部２１と、他ノード情報取得部２２と、モード決定部２３とを備えている。さらに、モード決定部２３は、単ノード探索部２３ａと、ＩＦ選択部２３ｂと、手選択部２３ｃと、モード割当部２３ｄとを備えている。これらの各部の機能については、後で詳述する。
【００２３】
通信部３は、ノードＸが他のノードと通信を行うための機能ブロックである。通信部３は、インフラストラクチャモードで通信を行うためのＩＦの他、通信モード確定前においてビーコン（信号）によって通信を行うためのＩＦも含んでいる。
【００２４】
（通信モード割当方法の処理手順）
図３は、各ノードにおいてＩＦの通信モードを割り当てる通信モード割当方法の処理手順を示すフローチャートである。これらの処理は、図２に示す制御部２によって実行される。
【００２５】
例えば、地震などの災害が発生し、無線メッシュネットワークを構成している一部のノードにおいて、故障または電源が喪失したり、指向性アンテナの方向が変化することにより、通信が切断されたとする。その後、ノードが復旧しても、ＩＦの通信モードがリセットされているため、通信モードが割り当てられていないＩＦが存在することとなる（ステップＳ１においてＹｅｓ）。この場合、通信モードが割り当てられていないＩＦが存在するノードでは、通信モード割当プログラムが自動的に起動する（ステップＳ２）。
【００２６】
続いて、通信モード割当プログラムが起動したノードでは、他ノード検出部２１が、自身と通信可能な他のノードを検出する（ステップＳ３、他ノード検出ステップ）。ＩＦの通信モードが確定していない場合であっても、各ノードの通信部３は、定期的にビーコンを出しており、探索信号をビーコンに含めることにより、他のノードを検出することができる。
【００２７】
自身と通信可能な他の無線ノードが検出された場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）、他ノード情報取得部２２が、検出された前記他のノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数（すなわち、各ＩＦが持つ手の数）、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得する（ステップＳ４）。具体的には、他ノード情報取得部２２は、他のノードの記憶部１に格納されている自ノード情報Ｐ２にアクセスし、この自ノード情報Ｐ２をビーコンに含めることにより、前記情報を取得することができる。
【００２８】
続いて、モード決定部２３が、取得された前記情報に基づいて、自身または前記他のノードのＩＦの通信モードを割り当てるか否かを判定し、割り当てが必要と判定した場合に、当該通信モードを割り当てる（ステップＳ５、モード割当ステップ）。
【００２９】
図４は、このモード割当ステップＳ５の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。まず、モード決定部２３の単ノード探索部２３ａが、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるノードの数が１つである単ノードを探索する（ステップＳ５−１、単ノード探索ステップ）。単ノードが存在する場合（ステップＳ５−１においてＹｅｓ）、モード割当部２３ｄは、当該単ノードのＩＦにＳＴＡモードを割り当て、当該ＩＦと接続可能な自身のＩＦにＡＰモードを割り当てる（ステップＳ５−２、第１割当ステップ）。さらに、ＡＰモードを割り当てられた前記ＩＦに接続可能な他のＩＦが存在する場合（ステップＳ５−３においてＹｅｓ）、モード割当部２３ｄは、当該他のＩＦにＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−４、第２割当ステップ）。
【００３０】
ステップＳ５−１〜Ｓ５−４の処理内容について、図５に示す例を参照して説明する。
【００３１】
図５（ａ）に示す無線メッシュネットワークでは、ノードＢが単ノードに該当する。ノードＡがステップＳ５−１〜５−４を実行する場合、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図５（ｂ）に示すように、ノードＢのＩＦＢ１にＳＴＡモードに割り当て、ＩＦＢ１と接続可能なノードＡのＩＦＡ１にＡＰモードを割り当てる（ステップＳ５−２）。さらに、ＡＰモードを割り当てられたＩＦＡ１には、接続可能な他のＩＦとしてノードＣのＩＦＣ１が存在するため（ステップＳ５−３においてＹｅｓ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図５（ｃ）に示すように、ＩＦＣ１にＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−４）。このとき、ＩＦＣ１にＡＰモードが割り当てられていた場合、ノードＡのモード割当部２３ｄは、ＩＦＣ１の通信モードをＡＰモードからＳＴＡモードに変更する。
【００３２】
ステップＳ５−２のように、単ノードのＩＦにＳＴＡモードを割り当てる理由は、単ノードのＩＦにＡＰモードを割り当て、手を複数持つＩＦにＳＴＡモードを割り当てた場合、ＳＴＡモードを割り当てられたＩＦは、残りの手の先のＩＦと接続できなくなり、無線メッシュネットワークの接続効率が悪くなるためである。
なお、図５では、通信モードが割り当てられた手を実線で示し、通信モードが割り当てられていない手を破線で示している。以下、他の図６〜図１１においても、同様とする。
【００３３】
再度図４を参照する。ステップＳ５−４が完了した場合、単ノードが存在しない場合（ステップＳ５−１においてＮｏ）、および、ＡＰモードを割り当てられた前記ＩＦに接続可能な他のＩＦが存在しない場合（ステップＳ５−３においてＮｏ）は、ステップＳ５−５に移行する。
【００３４】
ステップＳ５−５では、自身のＩＦの中に、通信モードを割り当てられていないＩＦがあるか否かの確認が行われ、通信モードを割り当てられていないＩＦがある場合（ステップＳ５−５においてＹｅｓ）、図２に示す制御部２のＩＦ選択部２３ｂが、通信モードが割り当てられていないＩＦから、ＩＦを１つランダムに選択し、さらに、手選択部２３ｃが、選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦ（手の先）を１つ選択する（ステップＳ５−６、ＩＦ選択ステップ、手選択ステップ）。
【００３５】
そして、手選択部２３ｃによって（手選択ステップにおいて）選択されたＩＦ（手の先）にＡＰモードが既に割り当てられている場合（ステップＳ５−７においてＹｅｓ、ステップＳ５−８においてＹｅｓ）、モード割当部２３ｄは、ＩＦ選択部２３ｂによって（ＩＦ選択ステップにおいて）選択された自身のＩＦにＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−９、第３割当ステップ）。
【００３６】
一方、手の先にＳＴＡモードが既に割り当てられている場合（ステップＳ５−７においてＹｅｓ、ステップＳ５−８においてＮｏ）、モード割当部２３ｄは、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦの通信モードを保留する（ステップＳ５−１０、保留ステップ）。
【００３７】
また、手の先に通信モードが割り当てられていない場合（ステップＳ５−７においてＮｏ）、モード割当部２３ｄは、手の数（ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数、および、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦ（手の先）が通信可能な他のＩＦの数）に基づいて、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦにＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−１１、第４割当ステップ）。具体的には、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦ（手の先）が通信可能な他のＩＦの数よりも多い場合、モード割当部２３ｄは、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦにＡＰモードを割り当て、手の先にＳＴＡモードを割り当てる。一方、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦ（手の先）が通信可能な他のＩＦの数よりも少ない場合、モード割当部２３ｄは、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦにＳＴＡモードを割り当て、手の先にＡＰモードを割り当てる。また、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦが通信可能な他のＩＦの数が、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦ（手の先）が通信可能な他のＩＦの数と同じ場合、モード割当部２３ｄは、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦにＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかをランダムに割り当てる。
【００３８】
ステップＳ５−９、Ｓ５−１０またはＳ５−１１が完了すると、ステップＳ５−５に戻り、自身の全てのＩＦにモードが割り当てられるまで（Ｓ５−５においてＮｏとなるまで）、ステップＳ５−６〜Ｓ５−１１を繰り返す。
【００３９】
ステップＳ５−６〜Ｓ５−１１の処理内容について、図６〜図８に示す例を参照して説明する。
【００４０】
図６（ａ）に示す無線メッシュネットワークでは、ノードＢのＩＦＢ１がＡＰモードに割り当てられ、ノードＣのＩＦＣ１がＳＴＡモードに割り当てられている。ここで、ステップＳ５−６において、ＩＦ選択部２３ｂがノードＡのＩＦＡ１を選択し、手選択部２３ｃがＩＦＡ１の通信先候補となるＩＦ（手の先）としてＩＦＢ１を選択したとする。この場合、手の先であるＩＦＢ１にＡＰモードが既に割り当てられているため（ステップＳ５−７においてＹｅｓ、ステップＳ５−８においてＹｅｓ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図６（ｂ）に示すように、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦＡ１にＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−９）。
【００４１】
図７（ａ）に示す無線メッシュネットワークでは、ノードＢのＩＦＢ１がＳＴＡモードに割り当てられ、ノードＣのＩＦＣ１がＡＰモードに割り当てられている。ここで、ステップＳ５−６において、ＩＦ選択部２３ｂがノードＡのＩＦＡ１を選択し、手選択部２３ｃがＩＦＡ１の通信先候補となるＩＦ（手の先）としてＩＦＢ１を選択したとする。この場合、手の先であるＩＦＢ１にＳＴＡモードが既に割り当てられているため（ステップＳ５−７においてＹｅｓ、ステップＳ５−８においてＮｏ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図７（ｂ）に示すように、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦＡ１の通信モードを保留する（ステップＳ５−１０）。その理由は、ノードＢのＩＦＢ１は、ノードＣのＩＦＣ１と通信を確立しているため、ノードＡのＩＦＡ１にどちらの通信モードを割り当てたとしても、通信できないためである。よって、ノードＡの消費電力の観点から、モード決定部２３は、ＩＦＡ１の通信モードの割り当てが不要と判定し、ＩＦＡ１の動作を停止させることが好ましいが、ノードＡに、ＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当ててもよい。
【００４２】
図８（ａ）に示す無線メッシュネットワークでは、ノードＢのＩＦＢ１がＳＴＡモードに割り当てられ、ノードＣのＩＦＣ１がＡＰモードに割り当てられている。ここで、ステップＳ５−６において、ＩＦ選択部２３ｂがノードＡのＩＦＡ１を選択し、手選択部２３ｃがＩＦＡ１の通信先候補となるＩＦ（手の先）としてＩＦＢ１を選択したとする。この場合、手の先であるＩＦＢ１にＳＴＡモードが既に割り当てられているため（ステップＳ５−７においてＹｅｓ、ステップＳ５−８においてＮｏ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図８（ｂ）に示すように、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦＡ１の通信モードを保留する（ステップＳ５−１０）。
【００４３】
ここまでの処理は、図７（ａ）および（ｂ）と同様であるが、図８（ｂ）では、ＩＦＡ１の手の先が他に存在する（ノードＤのＩＦＤ１）点で異なっている。そのため、ステップＳ５−５を再度経て、ステップＳ５−６において、手選択部２３ｃがＩＦＡ１の手の先としてＩＦＤ１を選択する。この場合、手の先であるＩＦＤ１には通信モードが割り当てられていないため（ステップＳ５−７においてＮｏ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、手の数に基づいて、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦにＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−１１）。
【００４４】
図８（ｂ）では、ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦＡ１が通信可能な他のＩＦの数（２）が、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦＤ１が通信可能な他のＩＦの数（１）よりも多いため、ノードＡのモード割当部２３ｄは、図８（ｃ）に示すように、ＩＦＡ１にＡＰモードを割り当て、ノードＤのＩＦＤ１にＳＴＡモードを割り当てる。
【００４５】
なお、図８（ｂ）に示す例とは逆に、ＩＦＡ１が通信可能な他のＩＦの数が、ＩＦＤ１が通信可能な他のＩＦの数よりも少ない場合は、ノードＡのモード割当部２３ｄは、ＩＦＡ１にＳＴＡモードを割り当てる。また、ＩＦＡ１が通信可能な他のＩＦの数が、ＩＦＤ１が通信可能な他のＩＦの数と同じ場合は、ノードＡのモード割当部２３ｄは、ＩＦＡ１にＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかをランダムに割り当てる。
【００４６】
（動作例）
上述の通信モード割当方法の処理のさらなる具体例を、図９〜図１１を参照して説明する。
【００４７】
図９（ａ）に示す無線メッシュネットワークにおいて、一旦ノードＡ〜Ｅの各ＩＦの通信モードをリセットし（ステップＳ１においてＹｅｓ）、その後、ノードＡ〜Ｅの中で、ノードＤにおける通信モード割当プログラム（制御部２）の起動が最も早かったとする（ステップＳ２）。この場合、ノードＤでは、他ノード検出部２１が、自身と通信可能な他のノードを検出し（ステップＳ３においてＹｅｓ）、他ノード情報取得部２２が、検出された前記他のノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数（すなわち、各ＩＦが持つ手の数）、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得し（ステップＳ４）、通信モードを割り当てるためのステップＳ５に移行する。
【００４８】
ノードＤの他ノード情報取得部２２が検出した他のノードＡ，Ｅには、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるノードの数が１つである単ノードが存在しないため（ステップＳ５−１においてＮｏ）、ステップＳ５−５に移行する。ステップＳ５−５では、ノードＤにおいて通信モードが割り当てられていないＩＦＤ１，Ｄ２が存在するため（ステップＳ５−５においてＹｅｓ）、ステップＳ５−６に移行する。ステップＳ５−６では、ノードＤのＩＦ選択部２３ｂがＩＦを１つランダムに選択し、さらに、手選択部２３ｃが、選択された前記ＩＦの通信先候補となるＩＦ（手の先）を１つ選択する。本例では、ノードＤのＩＦＤ１が選択され、手の先がノードＥのＩＦＥ１であるとする。
【００４９】
ＩＦＥ１には、通信モードが割り当てられていないため（ステップＳ５−７においてＮｏ）、ノードＤのモード割当部２３ｄは、手の数（ＩＦ選択部２３ｂによって選択されたＩＦＤ１が通信可能な他のＩＦの数、および、手選択部２３ｃによって選択されたＩＦＥ１が通信可能な他のＩＦの数）に基づいて、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された選択された自身のＩＦＤ１にＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−１１）。本例では、ＩＦＤ１が通信可能な他のＩＦの数（１）が、ＩＦＥ１が通信可能な他のＩＦの数（２）よりも少ないため、ノードＤのモード割当部２３ｄは、図９（ｂ）に示すように、ＩＦＡ１にＳＴＡモードを割り当て、ＩＦＥ１にＡＰモードを割り当てる。
【００５０】
次に、ノードＢにおける通信モード割当プログラムが起動したとする（ステップＳ２）。このとき、ノードＢでは、他ノード検出部２１が、自身と通信可能な他のノードを検出し（ステップＳ３においてＹｅｓ）、他ノード情報取得部２２が、検出された前記他のノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数（すなわち、各ＩＦが持つ手の数）、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得し（ステップＳ４）、通信モードを割り当てるためのステップＳ５に移行する。
【００５１】
ノードＢの他ノード情報取得部２２が検出した他のノードＡ，Ｃ，Ｅのうち、ノードＣは、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるノードの数が１つである単ノードである（ステップＳ５−１においてＹｅｓ）。よって、ノードＢのモード割当部２３ｄは、図９（ｃ）に示すように、単ノードであるノードＣのＩＦＣ１にＳＴＡモードを割り当て、ＩＦＣ１と接続可能な自身のＩＦＢ２にＡＰモードを割り当てる（ステップＳ５−２）。
【００５２】
さらに、ＡＰモードを割り当てられたＩＦＢ２には、接続可能な他のＩＦ（ＩＦＥ１）が存在するため（ステップＳ５−３においてＹｅｓ）、ノードＢのモード割当部２３ｄは、当該他のＩＦであるＩＦＥ１にＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−４）。すなわち、図１０（ａ）に示すように、ＩＦＥ１の通信モードがＡＰモードからＳＴＡモードに変更され、ＩＦＢ２は、ＩＦＣ１およびＩＦＥ１に接続される。これに伴い、ＩＦＥ１とノードＤのＩＦＤ１との接続は切断される。
【００５３】
続いて、ステップＳ５−５に移行し、ノードＢにおいて、自身のＩＦの中に、通信モードを割り当てられていないＩＦがあるか否かの確認が行われる。図１０（ａ）では、通信モードを割り当てられていないノードＢのＩＦはＩＦＢ１の１つのみであるため（ステップＳ５−５においてＹｅｓ）、ノードＢのＩＦ選択部２３ｂは、図１０（ｂ）に示すように、ＩＦＢ１を選択し、さらに、ノードＢの手選択部２３ｃが、選択されたＩＦＢ１の通信先候補となるＩＦ（手の先）であるノードＡのＩＦＡ１を選択する（ステップＳ５−６）。
【００５４】
手の先であるＩＦＡ１には通信モードが割り当てられていないため（ステップＳ５−７においてＮｏ）、ノードＢのモード割当部２３ｄは、手の数に基づいて、ＩＦ選択部２３ｂによって選択された自身のＩＦＢ１にＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−１１）。図１０（ｂ）に示すように、ＩＦＢ１が通信可能な他のＩＦの数（１）が、ＩＦＡ１が通信可能な他のＩＦの数（１）と同じであるため、ノードＢのモード割当部２３ｄは、ＩＦＢ１にＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかをランダムに割り当てる。本例では図１０（ｃ）に示すように、ＩＦＢ１にＳＴＡモードが割り当てられ、ＩＦＡ１にＳＴＡモードが割り当てられたとする。
【００５５】
次に、ノードＥにおける通信モード割当プログラムが起動したとする（ステップＳ２）。このとき、ノードＥには、通信モードが割り当てられていないＩＦが存在しないため（ステップＳ１においてＮｏ）、通信モード割当プログラムの動作は終了する。
【００５６】
次に、ノードＡにおける通信モード割当プログラムが起動したとする（ステップＳ２）。このとき、ノードＡでは、他ノード検出部２１が、自身と通信可能な他のノードを検出し（ステップＳ３においてＹｅｓ）、他ノード情報取得部２２が、検出された前記他のノードにおけるＩＦの数、各ＩＦの通信先候補となるＩＦの数（すなわち、各ＩＦが持つ手の数）、および、各ＩＦの通信モードに関する情報を取得し（ステップＳ４）、通信モードを割り当てるためのステップＳ５に移行する。
【００５７】
ノードＡの他ノード情報取得部２２が検出した他のノードＢ，Ｄには、ＩＦを１つ備え、かつ、当該ＩＦの通信先候補となるノードの数が１つである単ノードは存在しないため（ステップＳ５−１においてＮｏ）、ステップＳ５−５に移行する。ステップＳ５−５では、ノードＡにおいて通信モードが割り当てられていないＩＦＡ２が存在するため（ステップＳ５−５においてＹｅｓ）、ステップＳ５−６に移行する。ステップＳ５−６では、ノードＡのＩＦ選択部２３ｂが、ＩＦＡ２を選択し、さらに、手選択部２３ｃが、選択されたＩＦＡ２の通信先候補となるＩＦ（手の先）としてノードＤのＩＦＤ２を選択する（図１１（ａ））。
【００５８】
ＩＦＤ２には、通信モードが割り当てられていないため（ステップＳ５−７においてＮｏ）、ノードＡのモード割当部２３ｄは、手の数に基づいて、ＩＦＡ２にＡＰモードまたはＳＴＡモードを割り当てる（ステップＳ５−１１）。図１１（ａ）に示すように、ＩＦＡ２が通信可能な他のＩＦの数（１）が、ＩＦＤ２が通信可能な他のＩＦの数（１）と同じであるため、ノードＡのモード割当部２３ｄは、ＩＦＡ２にＡＰモードおよびＳＴＡモードのいずれかをランダムに割り当てる。本例では図１１（ｂ）に示すように、ＩＦＡ２にＡＰモードが割り当てられ、ＩＦＤ２にＳＴＡモードが割り当てられたとする。
【００５９】
以上のように、全てのノードＡ〜ＥのＩＦの通信モードを自律分散制御で割り当てることができる。また、ノードＡ〜Ｅは、直接または他のノードを経由して互いに接続されているが、これは、図４に示すフローに基づいて通信モード割当を行った結果である。すなわち、本実施形態では、少ない無線ノードであっても広い範囲で通信できるように、効率的に通信網を確立して、無線メッシュネットワークを構築することができる。
【００６０】
（付記事項）
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１      記憶部
２      制御部
３      通信部
２１    他ノード検出部
２２    他ノード情報取得部
２３    モード決定部
２３ａ  単ノード探索部
２３ｂ  ＩＦ選択部
２３ｃ  手選択部
２３ｄ  モード割当部
Ａ〜Ｅ、Ｘ  ノード（無線ノード）
Ａ１〜Ｅ１、Ａ２〜Ｄ２  インターフェース（ＩＦ）
Ｐ１    通信モード割当プログラム
Ｐ２    自ノード情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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