(57)【要約】【課題】木構造ネットワークにおいて多数の無線通信ノードが特定通信ノードを経由してパケット通信を実行する場合であっても、特定通信ノードの処理負荷が過大になることを防止する。【解決手段】本発明に係るルートノードＮ０は、ルートノードＮ０の１つ下位の階層に位置するノードＮ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡを中継先候補アドレスとして記憶する。ルートノードＮ０は、ノードＮ３のノードアドレスＮＡを宛先アドレスとして含むパケットを受信する。ここでノードＮ３のノードアドレスＮＡには、ノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡが含まれる。ルートノードＮ０は、ノードＮ３のノードアドレスＮＡに含まれるノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡと、記憶する中継先候補アドレス（ノードＮ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡ）とに基づいて、パケットの中継先（ノードＮ１）を決定する。【選択図】図１
2010011084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワークを構成し、パケット中継機能を有する複数の無線通信ノードを備え、
前記無線通信ノードは、
前記木構造ネットワークにおいて所定の階層に位置する特定通信ノードと、
前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置し、第１アドレスが割り当てられた宛先通信ノードと、
前記木構造ネットワークにおいて前記特定通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路上に位置し、第２アドレスが割り当てられた少なくとも１つの中間通信ノードと
を含む通信システムであって、
前記第２アドレスは、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示し、
前記第１アドレスは、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、全ての前記中間通信ノードに割り当てられた前記第２アドレスを含み、
前記特定通信ノードは、
前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するアドレス記憶部と、
前記第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる前記第２アドレスと、前記アドレス記憶部が記憶する前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定する中継先決定部と
を備える通信システム。
【請求項２】
前記第１アドレスは、前記宛先通信ノードの接続先の前記中間通信ノードによって、前記宛先通信ノードに割り当てられる請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記宛先通信ノードは、接続先の前記中間通信ノードを他の無線通信ノードへ切り替えるハンドオーバを実行し、
前記他の無線通信ノードは、前記宛先通信ノードが前記ハンドオーバを実行した場合、前記木構造ネットワーク上の前記他の無線通信ノードの位置に応じた新たな第１アドレスを前記宛先通信ノードに割り当て、
前記新たな第１アドレスは、前記他の無線通信ノードのアドレスを含む請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記宛先通信ノードは、前記ハンドオーバを実行した場合、前記宛先通信ノード宛の前記パケットの転送を要求する転送要求を、ハンドオーバ元の前記中間通信ノードに送信し、
前記転送要求は、前記他の無線通信ノードが前記宛先通信ノードに割り当てた前記新たな第１アドレスを含む請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記他の無線通信ノードによって前記新たな第１アドレスが前記宛先通信ノードに割り当てられた場合、前記宛先通信ノードは、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置に応じた新たなアドレスを、前記木構造ネットワークにおいて前記宛先通信ノードの下位の階層に位置する無線通信ノードに割り当てる請求項３または４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記所定の階層は、前記木構造ネットワークにおける最上位の階層である請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
パケット中継機能を有する複数の無線通信ノードによって構成され、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワークにおいて、所定の階層に位置する通信ノードであって、
前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するアドレス記憶部と、
第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる第２アドレスと、前記アドレス記憶部が記憶する前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定する中継先決定部と
を備え、
前記第１アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置する宛先通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、
前記第２アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路上に位置する中間通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示す通信ノード。
【請求項８】
パケット中継機能を有する複数の無線通信ノードによって構成され、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワークにおいて、所定の階層に位置する通信ノードに適用される通信方法であって、
前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するステップと、
第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる第２アドレスと、前記記憶するステップにおいて記憶した前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定するステップと
を備え、
前記第１アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置する宛先通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、
前記第２アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路上に位置する中間通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示す通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークを構成する通信システム、通信ノードおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パケット中継機能を有する複数の無線通信ノードによって自律的に構成される無線ネットワークであるアドホックネットワークが注目されている。アドホックネットワークにおいてパケットを中継する中継経路を管理する経路管理プロトコルとしては、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-Demand Distance Vector; RFC 3561）やＤＳＲ（Dynamic Source Routing; RFC 4728）などが提案されている。
【０００３】
このような経路管理プロトコルでは、各無線通信ノードにアドレス（具体的には、ＩＰアドレス）が割り当てられ、各無線通信ノードは、宛先アドレスと中継先アドレスとを対応付けた経路表を管理する。中継先アドレスとは、次に中継すべき装置のアドレスであり、次ホップアドレスとも呼ばれる。各無線通信ノードは、当該経路表と、中継すべきパケットに含まれる宛先アドレスとに基づき、中継先（次ホップ）の無線通信ノードを決定する。
【０００４】
また、アドホックネットワークの１つとして、木構造の接続形態が採用された無線ネットワーク（以下、木構造ネットワーク）がある。例えば、複数の無線端末および無線基地局は、無線基地局を最上位階層のノード（以下、ルートノード）とした木構造ネットワークを構成する（特許文献１参照）。このような構成によれば、無線端末は、無線基地局の電波到達範囲外であっても無線基地局を介してインフラネットワークと通信することができる。
【特許文献１】特開２００３−１２４８７６号公報（第６−７頁、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、木構造ネットワークでは、多数の無線通信ノードが、上位の階層に位置する特定通信ノード（例えば、ルートノード）を経由してパケット通信を実行することがある。このため、上述したＡＯＤＶやＤＳＲなどの従来の経路管理プロトコルを木構造ネットワークに適用すると、次のような問題が生じる。
【０００６】
具体的には、従来の経路管理プロトコルでは、宛先アドレスと中継先アドレス（次ホップアドレス）とを対応付けた経路表が用いられるため、特定通信ノードは、木構造ネットワークを構成する多数の無線通信ノードのアドレスを宛先アドレスとして含む経路表を管理する必要がある。したがって、従来の経路管理プロトコルを木構造ネットワークに適用すると、特定通信ノードの処理負荷が過大になる問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、木構造ネットワークにおいて多数の無線通信ノードが特定通信ノードを経由してパケット通信を実行する場合であっても、当該特定通信ノードの処理負荷が過大になることを防止できる通信システム、通信ノードおよび通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワーク（木構造ネットワーク１０）を構成し、パケット中継機能を有する複数の無線通信ノード（ノードＮ０〜Ｎ１０）を備え、前記無線通信ノードは、前記木構造ネットワークにおいて所定の階層に位置する上位通信ノード（例えば、ルートノードＮ０）と、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置し、第１アドレスが割り当てられた宛先通信ノード（例えば、ノードＮ３）と、前記木構造ネットワークにおいて前記特定通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路（中継経路Ｒ１）上に位置し、第２アドレスが割り当てられた少なくとも１つの中間通信ノード（例えば、ノードＮ１，Ｎ２）とを含む通信システム（通信システム１）であって、前記第２アドレスは、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示し、前記第１アドレスは、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、全ての前記中間通信ノードに割り当てられた前記第２アドレスを含み、前記特定通信ノードは、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノード（例えば、ノードＮ１，Ｎ９）のアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するアドレス記憶部（アドレス記憶部１０３）と、前記第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる前記第２アドレスと、前記アドレス記憶部が記憶する前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定する中継先決定部（パケット中継部１０４）とを備えることを要旨とする。
【０００９】
このような通信システムによれば、中継先決定部は、第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、第１アドレスに含まれる第２アドレスと、アドレス記憶部が記憶する中継先候補アドレスとに基づいて、当該パケットの中継先を決定する。
【００１０】
すなわち、宛先アドレス（第１アドレス）自体に中継先アドレス（第２アドレス）を含めたアドレス体系とすることによって、特定通信ノードは、従来の経路管理プロトコルのような経路表を使用せずに、宛先アドレス（第１アドレス）から中継先アドレス（第２アドレス）を把握できる。このため、特定通信ノードは、１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するだけで中継先（次ホップ）を決定可能である。
【００１１】
したがって、本発明の第１の特徴に係る通信システムによれば、特定通信ノードにおいて従来の経路管理プロトコルのような経路表の管理が不要であるため、木構造ネットワークにおいて多数の無線通信ノードが特定通信ノードを経由してパケット通信を実行する場合であっても、当該特定通信ノードの処理負荷が過大になることを防止できる。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記第１アドレスは、前記宛先通信ノードの接続先の前記中間通信ノードによって、前記宛先通信ノードに割り当てられることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記宛先通信ノードは、接続先の前記中間通信ノードを他の無線通信ノード（例えば、ノードＮ１０）へ切り替えるハンドオーバを実行し、前記他の無線通信ノードは、前記宛先通信ノードが前記ハンドオーバを実行した場合、前記木構造ネットワーク上の前記他の無線通信ノードの位置に応じた新たな第１アドレスを前記宛先通信ノードに割り当て、前記新たな第１アドレスは、前記他の無線通信ノードのアドレスを含むことを要旨とする。
【００１４】
本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記宛先通信ノードは、前記ハンドオーバを実行した場合、前記宛先通信ノード宛の前記パケットの転送を要求する転送要求を、ハンドオーバ元の前記中間通信ノードに送信し、前記転送要求は、前記他の無線通信ノードが前記宛先通信ノードに割り当てた前記新たな第１アドレスを含むことを要旨とする。
【００１５】
本発明の第５の特徴は、本発明の第３または第４の特徴に係り、前記他の無線通信ノードによって前記新たな第１アドレスが前記宛先通信ノードに割り当てられた場合、前記宛先通信ノードは、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置に応じた新たなアドレスを、前記木構造ネットワークにおいて前記宛先通信ノードの下位の階層に位置する無線通信ノード（例えば、ノードＮ５，Ｎ６）に割り当てることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１〜第５のいずれか１つの特徴に係り、前記所定の階層は、前記木構造ネットワークにおける最上位の階層であることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第７の特徴は、パケット中継機能を有する複数の無線通信ノード（ノードＮ０〜Ｎ１０）によって構成され、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワーク（木構造ネットワーク１０）において、所定の階層に位置する通信ノード（例えば、ルートノードＮ０）であって、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するアドレス記憶部（アドレス記憶部１０３）と、第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる第２アドレスと、前記アドレス記憶部が記憶する前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定する中継先決定部（パケット中継部１０４）とを備え、前記第１アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置する宛先通信ノード（例えば、ノードＮ３）に割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、前記第２アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路上に位置する中間通信ノード（例えば、ノードＮ１，Ｎ２）に割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示すことを要旨とする。
【００１８】
本発明の第８の特徴は、パケット中継機能を有する複数の無線通信ノードによって構成され、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワークにおいて、所定の階層に位置する通信ノードに適用される通信方法であって、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層の１つ下位の階層に位置する無線通信ノードのアドレスを中継先候補アドレスとして記憶するステップと、第１アドレスを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、前記第１アドレスに含まれる第２アドレスと、前記記憶するステップにおいて記憶した前記中継先候補アドレスとに基づいて、前記パケットの中継先を決定するステップとを備え、前記第１アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記所定の階層よりも下位の階層に位置する宛先通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記宛先通信ノードの位置を示し、前記第２アドレスは、前記木構造ネットワークにおいて前記通信ノードと前記宛先通信ノードとの間のパケット中継経路上に位置する中間通信ノードに割り当てられるとともに、前記木構造ネットワーク上の前記中間通信ノードの位置を示すことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、木構造ネットワークにおいて多数の無線通信ノードが特定通信ノードを経由してパケット通信を実行する場合であっても、特定通信ノードの処理負荷が過大になることを防止できる通信システム、通信ノードおよび通信方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態に係る通信システムについて説明する。具体的には、（１）通信システムの概略構成、（２）通信システムの詳細構成、（３）アドレス体系、（４）通信システムの動作例、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２１】
（１）通信システムの概略構成
図１は、本実施形態に係る通信システム１の全体概略構成図である。
【００２２】
図１に示すように、通信システム１は、複数のノードＮ０〜Ｎ１０を含む。ノードＮ０〜Ｎ１０のそれぞれは、パケットを中継するパケット中継機能を有する。
【００２３】
ノードＮ０〜Ｎ１０は、木構造の接続形態が採用された無線ネットワークである木構造ネットワーク１０を構成する。ノードＮ０〜Ｎ１０は、ルートノードＮ０およびノードＮ１〜Ｎ１０を含む。
【００２４】
ルートノードＮ０は、ＷＡＮ(Wide Area Network)またはＬＡＮ(Local Area Network)などのインフラネットワークである外部ネットワーク１００に接続されている。ルートノードＮ０は、例えば、外部ネットワーク１００に有線接続される無線基地局あるいはゲートウェイである。
【００２５】
本実施形態においてルートノードＮ０は、無線通信可能なエリアである通信エリアを構成する。図１の例では、ノードＮ１，Ｎ９は、当該通信エリア内に位置しており、ルートノードＮ０に接続している。
【００２６】
ノードＮ１〜Ｎ１０は、携帯電話端末、あるいは、無線通信機能を有するノートＰＣまたはＰＤＡなど、可搬型の無線端末である。ノードＮ１〜Ｎ１０は、例えば無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１など）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはｉＢｕｒｓｔ（登録商標）などに従った無線通信を実行する。
【００２７】
ノードＮ１〜Ｎ１０のそれぞれは、ルートノードＮ０と無線通信する機能と、ルートノードＮ０と他のノードとの通信を中継する機能とを有する。すなわち、ノードＮ１〜Ｎ１０のそれぞれは、ルートノードＮ０との無線通信（シングルホップ通信）、あるいは、少なくとも１つの他のノードを介してルートノードＮ０と間接通信（マルチホップ通信）することができる。
【００２８】
木構造ネットワーク１０は、ルートノードＮ０を最上位の階層とした木構造を有する。木構造ネットワーク１０において、ノードＮ１およびノードＮ９は、最上位の階層の１つ下位の階層である第１階層に位置している。
【００２９】
また、ノードＮ２およびノードＮ１０は、第１階層の１つ下位の階層である第２階層に位置している。ノードＮ３およびノードＮ４は、第２階層の１つ下位の階層である第３階層に位置している。ノードＮ５およびノードＮ６は、第３階層の１つ下位の階層である第４階層に位置している。ノードＮ７およびノードＮ８は、第４階層の１つ下位の階層である第５階層に位置している。
【００３０】
以下においては、あるノードの位置する階層の１つ上位の階層において当該ノードに接続するノードを適宜「親ノード」と称する。また、あるノードの位置する階層の１つ下位の階層において当該ノードに接続するノードを適宜「子ノード」と称する。
【００３１】
例えば、ノードＮ２は、ノードＮ３およびノードＮ４の親ノードであり、ノードＮ１の子ノードである。ノードＮ３は、ノードＮ５およびノードＮ６の親ノードであり、ノードＮ２の子ノードである。なお、あるノードの位置する階層よりも下位の階層において当該ノードに直接または他のノードを介して接続するノード群を適宜「配下のノード」と称する。
【００３２】
ノードＮ１〜Ｎ１０のそれぞれには、木構造ネットワーク１０において一意のノードアドレスＮＡが割り当てられる。ノードアドレスＮＡは、パケット通信に使用され、ノードアドレスＮＡに基いてパケットの中継経路が確定する。ノードアドレスＮＡは、木構造ネットワーク１０上のノードＮ１〜Ｎ１０の各位置を示している。ノードアドレスＮＡは、親ノードから子ノードに割り当てられる。そして、親ノードは、子ノードに割り当てたノードアドレスＮＡを管理する。
【００３３】
ノードアドレスＮＡは、従来のＩＰアドレスのような固定的に４バイトのアドレス体系ではなく、親ノード毎に割り当てられた、階層毎に一意の番号によって、下位ノードを特定できるようなアドレス体系としている。
【００３４】
本実施形態では、ルートノードＮ０にはノードアドレスＮＡが割り当てられていない。ルートノードＮ０には、ルートノードＮ０が接続する外部ネットワーク１００のアドレスが割り当てられる。
【００３５】
木構造ネットワーク１０に新たに参加するノードは、幾つかの候補から最も無線条件の良い親ノードに対して接続要求を送り、接続要求に対して接続が許可された場合に、ノードアドレスＮＡが付与される。
【００３６】
ノードアドレスＮＡは、ルートノードＮ０から新たに接続したノードまでの経路情報を兼ねており、新たに接続したノードは、取得したノードアドレスＮＡを用いて、木構造ネットワーク１０内の他ノードまたはルートノードＮ０が属する外部ネットワーク１００とのパケット通信を始める。
【００３７】
新たに接続したノードのノードアドレスＮＡは親ノードのみが知っていればよく、ルートノードＮ０またはルートノードＮ０までの経路上のノードは知らなくて良い。このようなアドレス管理手法によって、特にルートノードＮ０の処理負荷が軽減される。
【００３８】
以下においては、ルートノードＮ０の処理負荷を軽減可能なアドレス管理手法について詳細に説明する。なお、ノードＮ１〜Ｎ１０は同様に構成されるため、以下の実施形態においては、ノードＮ１〜Ｎ１０を代表するノードとしてノードＮ３を主として説明する。
【００３９】
ノードＮ３は、外部ネットワーク１００からのノードＮ３宛のパケットを、ルートノードＮ０からノードＮ１，Ｎ２を介して受信する。本実施形態においてルートノードＮ０は、木構造ネットワーク１０において所定の階層（最上位の階層）に位置する通信ノードである。
【００４０】
また、本実施形態においてノードＮ３は、木構造ネットワーク１０において所定の階層よりも下位の階層に位置し、第１アドレスが割り当てられた宛先通信ノードを構成する。
【００４１】
ノードＮ１，Ｎ２は、木構造ネットワーク１０において特定通信ノードと宛先通信ノードとの間の中継経路Ｒ１上に位置し、第２アドレスが割り当てられた少なくとも１つの中間通信ノードを構成する。
【００４２】
（２）通信システムの詳細構成
次に、通信システム１の詳細について、（２．１）ルートノードの構成、（２．２）ノードの構成の順に説明する。
【００４３】
（２．１）ルートノードの構成
図２は、ルートノードＮ０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ルートノードＮ０は、送受信部１０１、アドレス管理部１０２、アドレス記憶部１０３、およびパケット中継部１０４を含む。
【００４４】
送受信部１０１は、外部ネットワーク１００およびノードＮ１，Ｎ９とパケットを送受信する。本実施形態において送受信部１０１は、外部ネットワーク１００と有線通信する機能、およびノードＮ１，Ｎ９と無線通信する機能を有している。
【００４５】
アドレス管理部１０２は、アドレス記憶部１０３が記憶するアドレステーブルを管理する。ここでアドレステーブルは、従来の経路表のような宛先アドレスと中継先アドレスとを対応付けた構成ではなく、子ノードのノードアドレスＮＡを中継先候補アドレスとして記憶するだけの構成である。
【００４６】
アドレス記憶部１０３には、ルートノードＮ０の１つ下位の階層に位置するノードＮ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡが記憶される。アドレス管理部１０２は、ルートノードＮ０に接続を要求するノードに対して、一意のノードアドレスＮＡを割り当て、割り当てたノードアドレスＮＡをアドレス記憶部１０３に記憶する。
【００４７】
パケット中継部１０４は、ノードＮ１〜Ｎ１０のいずれかに中継すべきパケットを送受信部１０１が受信した場合、当該パケットに含まれる宛先アドレス（ノードアドレスＮＡ）と、アドレス記憶部１０３が記憶する中継先候補アドレスとに基づいて、パケットの中継先ノード（次ホップ）を決定し、決定した中継先ノードにパケットを中継する。すなわち、パケット中継部１０４は、パケットの中継先を決定する中継先決定部として機能する。
【００４８】
（２．２）ノードの構成
図３は、ノードＮ３の構成を示すブロック図である。なお、上述したように、ノードＮ１〜Ｎ１０は全て同様の構成であるため、ここではノードＮ３について説明する。
【００４９】
図３に示すように、ノードＮ３は、送受信部２０１、アドレス管理部２０２、アドレス記憶部２０３、パケット中継部２０４、および接続制御部２０５を含む。
【００５０】
送受信部２０１は、親ノードおよび子ノードとパケットを送受信する。本実施形態において送受信部２０１は、ノードＮ２、ノードＮ５およびノードＮ６と無線通信する機能を有している。
【００５１】
アドレス管理部２０２は、アドレス記憶部２０３が記憶するアドレステーブルを管理する。ノードＮ３におけるアドレステーブルでは、ルートノードＮ０におけるアドレステーブルとは異なり、ノードＮ３自身のノードアドレスＮＡも記憶される。また、アドレス記憶部２０３は、子ノード（ノードＮ５，Ｎ６）のノードアドレスＮＡを中継先候補アドレスとして記憶する。
【００５２】
パケット中継部２０４は、配下のノードのいずれかに中継すべきパケットを送受信部２０１が受信した場合、当該パケットに含まれる宛先アドレス（ノードアドレスＮＡ）と、アドレス記憶部２０３が記憶する中継先候補アドレスとに基づいて、パケットの中継先ノード（次ホップ）を決定し、決定した中継先ノードにパケットを中継する。
【００５３】
接続制御部２０５は、ノードＮ３の接続先を決定し、決定した接続先に接続する。例えば、接続制御部２０５は、ノードＮ０〜Ｎ１０のそれぞれが定期的に報知するビーコン信号を受信し、当該ビーコン信号の受信品質が最も高いノードを接続先として決定する。また、接続制御部２０５は、あるノードから他のノードへ接続先を切り替えるハンドオーバを制御する。なお、アドレス管理部２０２は、接続制御部２０５による初期接続動作またはハンドオーバ動作に応じて、アドレステーブルを更新する。
【００５４】
（３）アドレス体系
次に、通信システム１において用いられるアドレス体系について説明する。ここでは、ノードＮ３に割り当てられているノードアドレスＮＡ“１．１．２”の構成について説明する。
【００５５】
ノードアドレスＮＡは、ノードを一意に識別する識別子（ＩＤ）としての機能と、木構造ネットワーク１０上の位置を示す位置情報としての機能と、パケットの中継経路を示す経路情報としての機能とを有する。具体的には、ノードアドレスＮＡ“１．１．２”には、図４に示すように、ルートノードＮ０とノードＮ３との間の中継経路Ｒ１上に位置するノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡが含まれる。
【００５６】
具体的には、ノードアドレスＮＡ“１．１．２”において、左側の値“１”は、ノードＮ１のノードアドレスＮＡであり、左側および中央の値“１．１”は、ノードＮ２のノードアドレスＮＡである。すなわち、ノードアドレスＮＡ“１．１．２”からは、ノードＮ３の親ノードのノードアドレスＮＡが“１．１”であり、当該親ノードの親ノードのノードアドレスＮＡが“１”であることが特定できるアドレス体系になっている。
【００５７】
このため、ルートノードＮ０は、ノードアドレスＮＡ“１．１．２”を宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、中継先のノードアドレスＮＡは“１”であると即座に判断できる。この場合、ルートノードＮ０は、ノードアドレスＮＡが“１”である子ノード（ノードＮ１）を当該パケットの中継先として決定する。
【００５８】
（４）通信システムの動作例
次に、通信システム１の動作例について、（４．１）全体概略動作、（４．２）動作シーケンス、（４．３）テーブル変更動作の順に説明する。
【００５９】
（４．１）全体概略動作
本動作例では、図５に示すように、幾つかの子ノード（ノードＮ５，Ｎ６）を保持したノードＮ３が、無線環境の変化によって、別のノードＮ１０にハンドオーバする際の動作について説明する。
【００６０】
具体的には、ノードＮ３は、ノードＮ３とノードＮ２との間の無線品質が劣化し、ノードＮ３とノードＮ１０との間の無線品質が良好であると判断し、ノードＮ１０にハンドオーバする。図５では、ノードＮ３がノードＮ１０に接続要求を送信し、ノードＮ１０が接続要求を許可した際にノードＮ３に対して“２．1．1”というノードアドレスＮＡを割当てる。
【００６１】
ノードＮ３の配下のノードは、親ノードのノードアドレスＮＡが変化することに伴って、自ノードが使用するノードアドレスＮＡも変更する必要がある。このため、ハンドオーバ後にノードＮ３は子ノード（ノードＮ５およびノードＮ６）に対してノードアドレスＮＡの変更を通知する。当該子ノード（ノードＮ５およびノードＮ６）は、更に子ノード（ノードＮ７およびノードＮ８）に通知する。
【００６２】
また、ノードＮ３はハンドオーバ前の親ノードＮ２に対してハンドオーバ前に通信していたパケットを新たなノードアドレスＮＡに転送してもらうように、転送要求を送信する。これにより、通信の継続性が維持される。図５の例では、転送要求は、ハンドオーバ先のノードＮ１０からルートノードＮ０を経由してノードＮ２まで中継される。
【００６３】
ノードＮ３がノードＮ１０の配下に参加したことを、ノードＮ９およびルートノードＮ０は知らなくてもよく、ノードＮ３とノードＮ１０の間のみでネゴシエーションされていれば通信が可能である。また、ノードＮ３の配下にあるノード群に対しても、ノードＮ１０およびノードＮ９、ルートノードＮ０が知っている必要はない。
【００６４】
（４．２）動作シーケンス
図６は、通信システム１の詳細動作例を示すシーケンス図である。
【００６５】
ステップＳ１１において、ノードＮ３は、ノードＮ２に接続する。ノードＮ３がノードＮ２に接続すると、ノードＮ２は、自ノードアドレスＮＡ“１．１”を含むノードアドレスＮＡ“１．１．２”をノードＮ３に割り当てる（ステップＳ１２）。
【００６６】
また、ノードＮ３がノードＮ２に接続した後に、配下のノード（ノードＮ５〜Ｎ８）がノードＮ３に接続したものとする。そして、ノードＮ３は、自ノードアドレスＮＡ“１．１．２”を含むノードアドレスＮＡ“１．１．２．１”をノードＮ６に割り当てる（ステップＳ１４）。ノードＮ３は、自ノードアドレスＮＡ“１．１．２”を含むノードアドレスＮＡ“１．１．２．２”をノードＮ５に割り当てる（ステップＳ１３）。
【００６７】
ステップＳ１５において、ノードＮ３は、ノードＮ２よりもノードＮ１０の方が条件が良いと判断し、親ノードをノードＮ２からノードＮ１０へ切り替えるハンドオーバ手順を開始する。ハンドオーバ手順を開始すると、ノードＮ３は、接続要求をノードＮ１０に送信する（ステップＳ１６）。ノードＮ１０は、ノードＮ３からの接続要求を許可した旨の接続許可をノードＮ３に送信する（ステップＳ１７）。
【００６８】
ステップＳ１８において、ノードＮ３は、ノードＮ２との接続の切断を要求する切断要求をノードＮ２に送信する。ノードＮ２は、ノードＮ３からの切断要求に応じて、ノードＮ３との接続を切断する（ステップＳ１９）。
【００６９】
ステップＳ２０において、ノードＮ３は、新たなノードアドレスＮＡの割り当てを要求するアドレス割り当て要求をノードＮ１０に送信する。ノードＮ１０は、ノードＮ３からのアドレス割り当て要求に応じて、自ノードアドレスＮＡ“２．１”を含む新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”をノードＮ３に割り当てる（ステップＳ２１）。そして、ノードＮ３は、自ノードアドレスＮＡ“１．１．２”を、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”に変更する（ステップＳ２２）。
【００７０】
ステップＳ２３において、ノードＮ３は、ノードＮ３宛のパケットの転送を要求する転送要求をハンドオーバ元のノードＮ２に宛てて送信する。ここで転送要求は、ノードＮ２のノードアドレスＮＡ“１．１”を宛先アドレスとして含み、ノードＮ３の新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”を転送先アドレスとして含む。図５の例では、転送要求は、ノードＮ３からノードＮ１０およびノードＮ９を介してルートノードＮ０に到達した後、宛先アドレス“１．１”に従ってノードＮ２まで中継される。ノードＮ２は、転送要求を受信すると、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１を記憶し、記憶した以降は、ノードＮ３の元のノードアドレスＮＡ“１．１．２．ｘ．ｘ．．．”宛のパケットを新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”に転送するようにする（ステップＳ２４）。
【００７１】
ステップＳ２５およびステップＳ２７において、ノードＮ３は、自ノードアドレスＮＡが新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”に変更されたことに応じて、子ノード（ノードＮ５，Ｎ６）にも新たなノードアドレスＮＡを割り当てる。
【００７２】
具体的には、ステップＳ２５において、ノードＮ３は、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１”を含む新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．２”をノードＮ５に割り当て、その旨をノードＮ５に通知する。ノードＮ５は、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．２”が通知されると、自ノードアドレスＮＡ“１．１．２．２”を、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．２”に変更する（ステップＳ２６）。そして、ノードＮ５は、自ノードアドレスＮＡが新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．２”に変更されたことに応じて、ノードＮ５の子ノードであるノードＮ８にも新たなノードアドレスＮＡを割り当てる（ステップＳ２８）。
【００７３】
ステップＳ２７において、ノードＮ３は、ノードＮ６に対して、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．１”を割り当て、その旨をノードＮ６に通知する。ノードＮ６は、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．１”が通知されると、自ノードアドレスＮＡ“１．１．２．１”を、新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．１”に変更する（ステップＳ２９）。そして、ノードＮ６は、自ノードアドレスＮＡが新たなノードアドレスＮＡ“２．１．１．１”に変更されたことに応じて、ノードＮ６の子ノードであるノードＮ７にも新たなノードアドレスＮＡを割り当てる（ステップＳ３０）。
【００７４】
（４．３）テーブル変更動作
図７は、ノードＮ３のハンドオーバ前後において、各ノードの保持するアドレステーブルが変化する様子を示す図である。
【００７５】
ノードＮ２は、図７（ａ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１”、子ノードアドレスＮＡが“１．１．２（ノードＮ３）”および“１．１．１（ノードＮ４）”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ２は、ノードＮ３が子ノードではなくなるため、該当する子ノードアドレスＮＡ“１．１．２（ノードＮ３）”を削除する。
【００７６】
ノードＮ３は、図７（ｂ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１．２”、子ノードアドレスＮＡが“１．１．２．２（ノードＮ５）”および“１．１．２．１（ノードＮ６）”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ３は、親ノードがノードＮ１０になるため、自ノードアドレスＮＡを“２．１．１”、子ノードアドレスＮＡを“２．１．１．２（ノードＮ５）”および“２．１．１．１（ノードＮ６）”に変更する。
【００７７】
ノードＮ１０は、図７（ｃ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“２．１”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ３が子ノードになるため、ノードＮ１０は、子ノードアドレスＮＡ“２．１．１（ノードＮ３）”を追加する。
【００７８】
ノードＮ５は、図７（ｄ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１．１．２”、子ノードアドレスＮＡが“１．１．２．２．１（ノードＮ８）”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ５は、自ノードアドレスＮＡが“２．１．１．２”になるため、子ノードアドレスＮＡを“２．１．１．２．１（ノードＮ８）”に変更する。
【００７９】
ノードＮ６は、図７（ｅ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１．２．１”、子ノードアドレスＮＡが“１．１．２．１．１（ノードＮ７）”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ６は、自ノードアドレスＮＡが“２．１．１．１”になるため、子ノードアドレスＮＡを“２．１．１．１．１（ノードＮ７）”に変更する。
【００８０】
ノードＮ７は、図７（ｆ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１．２．１．１”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ７は、自ノードアドレスＮＡが“２．１．１．１．１”になる。
【００８１】
ノードＮ８は、図７（ｇ）に示すように、ハンドオーバ前において、自ノードアドレスＮＡが“１．１．２．２．１”であると記憶している。ハンドオーバ後においては、ノードＮ７は、自ノードアドレスＮＡが“２．１．１．２．１”になる。
【００８２】
（５）作用・効果
以上説明したように、ノードＮ３のノードアドレスＮＡは、ノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡを含む。ルートノードＮ０のアドレス記憶部１０３は、１つ下位の階層に位置するノードＮ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡを中継先候補アドレスとして記憶する。
【００８３】
また、ルートノードＮ０のパケット中継部１０４は、ノードＮ３のノードアドレスＮＡを宛先アドレスとして含むパケットを受信した場合、ノードＮ３のノードアドレスＮＡに含まれるノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡと、アドレス記憶部１０３が記憶する中継先候補アドレス（ノードＮ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡ）とに基づいて、パケットの中継先がノードＮ１であると決定する。そして、パケット中継部１０４は、決定したノードＮ１に当該パケットを中継する。
【００８４】
すなわち、宛先アドレス（ノードＮ３のノードアドレスＮＡ）自体に中継先アドレス（ノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡ）を含めたアドレス体系とすることによって、ルートノードＮ０は、従来の経路管理プロトコルのような経路表を使用せずに、宛先アドレス（ノードＮ３のノードアドレスＮＡ）から中継先アドレス（ノードＮ１，Ｎ２のノードアドレスＮＡ）を把握できる。このため、ルートノードＮ０は、１つ下位の階層に位置するノード（子ノード）Ｎ１，Ｎ９のノードアドレスＮＡを中継先候補アドレスとして記憶するだけで中継先（次ホップ）を決定可能である。
【００８５】
したがって、本実施形態によれば、ルートノードＮ０において従来の経路管理プロトコルのような経路表の管理が不要であるため、木構造ネットワーク１０において多数のノードＮ０〜Ｎ１０がルートノードＮ０を経由してパケット通信を実行する場合であっても、ルートノードＮ０の処理負荷が過大になることを防止できる。
【００８６】
本実施形態では、ノードＮ３のノードアドレスＮＡは、ノードＮ３の接続先のノードＮ２によって、ノードＮ３に割り当てられる。このため、ノードＮ３のノードアドレスＮＡをルートノードＮ０が割り当てる場合と比較して、ルートノードＮ０の処理負荷を低減できる。
【００８７】
また、本実施形態では、ノードＮ３は、接続先をノードＮ１０へ切り替えるハンドオーバを実行する。ハンドオーバを実行した場合、ノードＮ１０は、ノードＮ１０のノードアドレスＮＡを含む新たなノードアドレスＮＡをノードＮ３に割り当てる。したがって、ノードＮ３がハンドオーバする場合であっても、本実施形態に係るアドレス体系（すなわち、ルートノードＮ０の処理負荷を低減可能なアドレス体系）を維持することができる。
【００８８】
本実施形態では、ノードＮ３は、ノードＮ１０へのハンドオーバを実行した場合、ノードＮ３宛のパケットの転送を要求する転送要求を、ハンドオーバ元のノードＮ２に送信する。転送要求は、ノードＮ１０が宛先通信ノードに割り当てた新たなノードＮ３のノードアドレスＮＡを含む。したがって、ハンドオーバ元のノードＮ２は、ノードＮ３宛のパケットを新たなノードＮ３のノードアドレスＮＡに宛てて転送できる。このため、ノードＮ３がハンドオーバする場合であっても、パケットロスの発生を回避できる。
【００８９】
本実施形態では、ノードＮ１０によって新たなノードアドレスＮＡがノードＮ３に割り当てられた場合、ノードＮ３は、木構造ネットワーク１０上のノードＮ３の位置に応じた新たなノードアドレスＮＡを、木構造ネットワーク１０において宛先通信ノードの下位の階層に位置するノードＮ５，Ｎ６に割り当てる。すなわち、ノードＮ５，Ｎ６には、新たなノードＮ３のノードアドレスＮＡを含むノードアドレスＮＡが割り当てられる。
【００９０】
したがって、子ノードを有するノードＮ３がハンドオーバする場合に、当該子ノードに対しても、本実施形態に係るアドレス体系（すなわち、ルートノードＮ０の処理負荷を低減可能なアドレス体系）を維持することができる。
【００９１】
（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
【００９２】
上述した実施形態では、ルートノードＮ０が外部ネットワーク１００に有線接続された無線基地局あるいはゲートウェイであると説明したが、ルートノードＮ０が外部ネットワーク１００に無線接続される無線端末であってもよい。なお、上述した実施形態では、ノードＮ０〜Ｎ１０の全てが可搬型の無線端末であると説明したが、ノードＮ０〜Ｎ１０の一部に固定型の無線端末が含まれていてもよい。
【００９３】
上述した実施形態では、ルートノードＮ０の処理負荷を低減することについて主に説明したが、ルートノードＮ０に限らず、他の上位ノード（例えば、ノードＮ１，Ｎ９）などの処理負荷も低減することは勿論である。すなわち、上述した実施形態では、従来の経路管理プロトコルのような経路表を使用しないため、木構造ネットワーク１０の全体的な処理負荷を低減できる。
【００９４】
なお、上述した実施形態では、外部ネットワーク１００においても上述したアドレス体系が適用されていることを前提に説明したが、外部ネットワーク１００において上述したアドレス体系と異なるアドレス体系（例えば、ＩＰアドレス）が適用される場合には、ルートノードＮ０がＮＡＴのようなアドレス変換機能を有していてもよい。
【００９５】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るルートノードの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の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４】本発明の実施形態に係る通信システムにおいて用いられるアドレス体系について説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信システムの全体概略動作を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信システムの詳細動作例を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施形態に係るノードのハンドオーバ前後において、各ノードの保持するアドレステーブルが変化する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ｎ０…ルートノード、Ｎ１〜Ｎ１０…ノード、１…通信システム、１０…木構造ネットワーク、１００…外部ネットワーク、１０１…送受信部、１０２…アドレス管理部、１０３…アドレス記憶部、１０４…パケット中継部、２０１…送受信部、２０２…アドレス管理部、２０３…アドレス記憶部、２０４…パケット中継部、２０５…接続制御部
【図１】
2010011084.tif 000003
【図２】
2010011084.tif 000004
【図３】
2010011084.tif 000005
【図４】
2010011084.tif 000006
【図５】
2010011084.tif 000007
【図６】
2010011084.tif 000008
【図７】
2010011084.tif 000009