(57)【要約】  ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードは、ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信する手段と、伝送情報及び中継情報を含む信号を次ノードに送信する手段とを有する。中継情報は無線通信ノードの識別情報を含む局情報と、伝送情報の中継に要する負荷とともに変化するコスト情報とを含む。アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードへ、中継情報は宛先ノードを介して報告される。
2009031188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードであって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信し、次ノードに転送する手段と、
前記伝送情報の所定の一部分から、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を用意する手段と、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段と、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する無線通信ノード。
【請求項２】
前記ソースノード情報は、前記所定の一部分をコピーすることで用意される請求項１に記載の無線通信ノード。
【請求項３】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードであって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信する手段と、
受信した信号から、必要量のチケット情報を含む信号部分を除去し、残りの信号を次ノードに転送する手段と、
前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を前記信号部分から用意する手段と、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段と、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する無線通信ノード。
【請求項４】
前記受信した信号に必要量のチケット情報が含まれていなかった場合、前記信号部分を除去して残りの信号を転送する代わりに、前記伝送情報及びデビット情報を含む信号が次ノードに転送され、
前記デビット情報は、前記ソースノードから送信された信号に十分なチケット情報が含まれていなかったことを示し、
前記中継情報及び前記デビット情報が前記管理ノードに報告される請求項３記載の無線通信ノード。
【請求項５】
前記中継情報の前記管理ノードへの報告が、定期的に行われる請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項６】
前記中継情報を少なくとも含む信号は、暗号化されて前記管理ノードに報告される１記載の無線通信ノード。
【請求項７】
暗号化は公開鍵を用いた暗号化である請求項６記載の無線通信ノード。
【請求項８】
前記局情報は、中継時刻、中継元ノードの識別情報又は中継先ノードの識別情報の１つ以上を示す情報を含む請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項９】
前記コスト情報は、転送時間、データ長、送信電力、無線リンクの通信品質、ノード間の距離の１つ以上を示す情報を含む請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項１０】
前記ソースノード情報は、データ長、前記ソースノードからの送信時刻又は宛先ノードの１つ以上を示す情報を更に含む請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信ノード。
【請求項１１】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードで使用される方法であって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を次ノードに転送するために受信するステップと、
前記伝送情報の所定の一部分から、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を用意するステップと、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告するステップと、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する方法。
【請求項１２】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードで使用される方法であって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信するステップと、
受信した信号から、必要量のチケット情報を含む信号部分を除去し、残りの信号を次ノードに転送するステップと、
ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告するステップと、
を有し、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報は、前記信号部分から用意され、
前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアドホックネットワークで使用される無線通信ノード及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線のマルチホップのアドホックネットワーク網においては、あるユーザが所有する通信端末(基地局、アクセス・ポイント等を含む)が、他のユーザの通信のために中継機として利用され、中継機のユーザは、他ユーザの通信に関わるコストを負担することになる。無線の場合、有線の場合とは異なり、中継機となったユーザの場所は一定しておらず、中継に要するコスト負担は、中継のたびに変化する。例えば距離が離れたノード間を中継する場合、大きな電力を消費する一方（即ち、コスト負担は大きくなる一方）、ノード間が短距離ならば電力消費は少なくて済む。そのため、有線通信網で従来行われていたような中継回数のカウントだけではコストの算出に不平等が生じる。このような不平等はマルチホップ／アドホックネットワークの性質上必ず生じ得る問題であり、これが、アドホックネットワーク網の普及及び拡大を妨げる心理的/経済的な原因になるおそれがある。特に電池駆動の無線網では、この不平等なコスト負担が、端末の待ち受け時間の長さに影響するため、ユーザへの心理的影響はより大きくなるかもしれない。【０００３】
特許文献１は、自分の端末の機能やリソースを他人のための中継機として使用する時にポイントを加算して特典を与えることで、中継可能なユーザを増やし、ひいてはサービスエリアの増加を図ろうとしている。しかしながら、そのようなポイント（即ち、コスト）をどのように算出するかは不明である。更に、そのようなコストが特典に結びつく場合、なりすましによる不正なポイント取得を防ぐ必要が生じるかもしれないが、如何にしてそれを防ぐかも不明である。ポイントやコストを正確且つ安全に算出できてこそ、中継を希望するユーザの増加及びサービスエリアの拡大を促せるのであろうが、そのような技術は未だ報告されていないようである。
【特許文献１】特開２００５−１２３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、アドホックネットワークにおける無線信号の中継に要するコストを適正に算出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードが使用される。無線通信ノードは、前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信する手段と、前記伝送情報及び中継情報を含む信号を次ノードに送信する手段とを有する。前記中継情報は、少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報と、前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化するコスト情報とを含む。アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードへ、前記中継情報は前記宛先ノードを介して報告される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、アドホックネットワークにおける無線信号の中継に要するコストを適正に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明で使用可能なアドホックネットワークのシステム概念図を示す図である。
【図２】第１実施例による動作例を示す図である。
【図３】中継局トークンを示す図である。
【図４】第１実施例で使用される通信ノードのブロック図を示す。
【図５】管理ノードのブロック図を示す。
【図６】第２実施例による動作例を示す図である。
【図７】送信局トークンを示す図である。
【図８】第２実施例で使用される通信ノードのブロック図を示す。
【図９】第３実施例による動作例を示す図(チケットが十分な場合)である。
【図１０】第３実施例による動作例を示す図(チケットが不十分な場合)である。
【図１１】第３実施例で使用される通信ノードのブロック図を示す。
【符号の説明】
【０００８】
Ａ〜Ｆ，Ｍ，Ｘ，Ｙ  通信ノード
４０２  アンテナ
４０４  送受信機
４０６  宛先判定部
４０８，４１０  スイッチ
４１２  中継コスト算出部
４１４  メモリ
４１６，４２０  合成部
４１８  暗号化部
５０２  アンテナ
５０４  送受信機
５０６  コスト情報抽出部
５０８  コスト情報データベース
５１０  貢献度算出部
５１２  課金処理部
５１４  課金情報データベース
８２  データ／トークン複製部
８４  合成部
８６  トークン保管部
８８  暗号化部
１１２  データ／トークン分離部
１１４  合成部
１１６  トークン保管部
１１８  暗号化部
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明において第１実施例の「中継局トークン」、第２実施例の「中継局トークン」及び「送信局トークン」、並びに第３実施例の「中継局トークン」及び「送信局トークン」は、無線信号の中継に際してどの程度重い負荷を担ったかを示す証としての意義を有する。【００１０】
本発明の一形態で使用される無線通信ノードでは、ソースノードで用意された伝送情報及び中継情報を含む信号が次ノードに送信される。中継情報は、少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報と、伝送情報の中継に要する負荷とともに変化するコスト情報とを含む。中継情報は宛先ノードを介してコスト情報を管理する管理ノードへ報告される。各中継ノードで用意された一連の中継情報が宛先ノードを介して管理ノードへ報告されるので、管理ノードは各ノードのコストを適正に算出することができる。【００１１】
中継情報の管理ノードへの報告は、定期的に行われてもよいし、不定期的に行われてもよい。【００１２】
中継情報を少なくとも含む信号は、暗号化されて管理ノードに報告されてもよい。  暗号化は公開鍵を用いた暗号化でもよい。暗号化を行うことは、中継情報を安全に管理ノードに報告する観点から好ましい。【００１３】
中継情報中の局情報は、中継時刻、中継元ノードの識別情報又は中継先ノードの識別情報の１つ以上を示す情報を含んでもよい。中継情報中のコスト情報は、転送時間、データ長、送信電力、無線リンクの通信品質、ノード間の距離の１つ以上を示す情報を含んでよい。【００１４】
本発明の第２形態で使用される無線通信ノードは、前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信し、次ノードに転送する手段と、前記伝送情報の所定の一部分から、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を用意する手段と、前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段とを有する。前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含む。前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する。中継情報及びソースノード情報が各中継ノードから管理ノードに報告されるので、管理ノードは各中継ノードのコストを適正に算出することができる。【００１５】
ソースノード情報Ｘは、中継する信号の所定の一部分をコピーすることで用意される。これは管理ノードに報告する報告情報を簡易に用意する観点から好ましい。【００１６】
本発明の第３形態で使用される無線通信ノードは、前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信する手段と、受信した信号から、必要量のチケット情報を含む信号部分を除去し、残りの信号を次ノードに転送する手段と、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を前記信号部分から用意する手段と、前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段とを有する。前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含む。前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する。中継情報及びソースノード情報が各中継ノードから管理ノードに報告されるので、管理ノードは各中継ノードのコストを適正に算出することができる。【００１７】
受信した信号に必要量のチケット情報が含まれていなかった場合に対処する観点からは、信号部分を除去して残りの信号を転送する代わりに、伝送情報及びデビット情報を含む信号が次ノードに転送され、中継情報及びデビット情報を含む報告情報が管理ノードに報告されてもよい。デビット情報は、ソースノードから送信された信号に十分なチケット情報が含まれていなかったことを示す。【００１８】
ソースノード情報は、ソースノードの身元に加えて、データ長、ソースノードからの送信時刻又は宛先ノードの１つ以上を示す情報を更に含んでもよい。
【実施例１】
【００１９】
<システム>
図１はアドホックネットワークのシステム概念図を示す。図１には、アドホックノードであるノードＡ，Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｘ，Ｙと、インフラノードであるノードＢ，Ｅ，Ｆと、管理ノードであるノードＭとが示されている。これらのノードは移動端末でも固定端末でもよい。典型的にはアドホックノードはユーザ装置であり、１回以上のホップを行うことで目的ノードへ伝送情報を伝えることの可能な無線通信ノードである。図中のノード間の実線はワンホップで通信可能な無線リンクを表す。例えば、ノードＸとノードＡはワンホップで通信可能であるが、ノードＡとノードＣはワンホップでは通信できない。それらはノードＢを経由しなければ互いに通信できない。インフラノードは伝送情報の中継専用にシステムで予め用意された無線通信ノードである。インフラノードもアドホックノードも隣接するノードと無線通信可能な無線通信ノードである点で共通する。管理ノードは、アドホックノードが中継ノードとしてシステムにどの程度多く貢献したかを示すコスト情報を管理する。後述されるように、コスト情報は、第１実施例では宛先ノードから一括して管理ノードに報告されるが、第２及び第３実施例では各中継ノードから別々に管理ノードに報告される。【００２０】
<動作例>
図２は本発明の第１実施例による動作例を示す。説明の便宜上、ノードＸからノードＹへパケットＰＫＴがノードＡ，Ｂ，Ｃを経由して伝送されるものとする。このようなマルチホップ経路は、当該技術分野で既知の適切な如何なる方法で確立されてもよい。ノードＡ，Ｂ，Ｃは自ノードが中継ノードになることを事前に知っていてもよいし、或いはパケットＰＫＴの受信時に確認されてもよい。パケットＰＫＴはノードＸが伝送しようとする適切な如何なる情報を含んでもよい。説明の便宜上パケットと言及するが、適切な如何なる情報単位が使用されてもよい。【００２１】
先ずノードＸがノードＡにパケットＰＫＴを送信し、ノードＡはパケットＰＫＴをノードＸから受信する。ノードＡは、本願で「中継局トークン」と言及される情報を用意する。中継局トークンは図中「Ａ」で表現されている。【００２２】
図３は中継局トークンに含まれる情報例を示す。一例として中継局トークンは局情報とコスト情報とを含む。局情報は、中継元を示す情報、中継先を示す情報及び中継時刻、マルチホップ経路情報等を含んでよい（図示の情報全てが含まれることは必須でなく、１つ以上が含まれていればよい。）。中継元を示す情報は、中継ノード自身を指す識別情報でもよいし、或いはマルチホップ経路上の前ノードを指す識別情報でもよい。識別情報はＭＡＣ−ＩＤその他のノードを特定する適切な如何なる情報でよい。中継先を示す情報はマルチホップ経路上の次ノードを指す。例えば、ノードＸからノードＡを中継してノードＢにパケットＰＫＴが伝送される場合、中継元はノードＡに該当し、中継先はノードＢに該当する。【００２３】
コスト情報は、データ転送時間（転送期間）、送信電力、通信品質及びデータ量等を含んでよい。図示の情報全てが含まれることは必須でなく、１つ以上がコスト情報に含まれていればよい。コスト情報は、パケットの中継に要する負担の軽重とともに変化する適切な如何なる量（メトリック）を含んでよい。例えば、データ量の多少、無線伝搬状況(RSSI、SIR、SINR、CSI、パスロス等で表現されてよい)の良否、所要品質の高低、転送時間の長短、所要品質を確保するために要する送信電力の高低、使用される伝送フォーマット(変調方式等)等が、コストの軽重に関連付けられてよい。後述するようにこのコスト情報に基づいて、各ノードが信号の中継にどの程度大きく貢献したかが管理ノードで把握される。このように中継局トークンは、無線信号の中継に際してどの程度重い負荷を担ったかを示す証としての意義を有する。【００２４】
図２に示されるように、中継局トークン「Ａ」はパケットＰＫＴとともに次ノードであるノードＢに転送される。中継局トークンＡは当該技術分野で既知の適切な如何なる方法で暗号化されてもよい。例えば公開鍵方式による暗号化が使用されてもよい。暗号化は中継ノードに固有の方式（鍵）でなされてもよいし、複数のノードに共通する方式でなされてもよい。中継局トークンＡは適切な如何なるプロトコルレイヤで用意されてもよいが、典型的にはＭＡＣレイヤで又はＩＰレイヤでパケットＰＫＴに付加される。或いは、ＲＳＶ領域が中継局トークンに使用されてもよい。【００２５】
ノードＢは、パケットＰＫＴ及び中継局トークンＡを含む信号をノードＡから受信する。図中「Ｂ」で示されるように、ノードＢも中継局トークンＢを用意する。この例の場合、例えば中継元はノードＢに、中継先はノードＣに該当する。ノードＢは、ノードＡから受信した信号と中継局トークンＢを含む信号を次ノードに転送する。中継トークンＢも何らかの方法で暗号化されてもよい。ノードＢは本実施例ではシステムで用意されたインフラノードであり、比較的信頼性の高いノードであるので、そのような複数のインフラノードで同じ暗号化がなされてもよい。【００２６】
ノードＣは、パケットＰＫＴ、中継局トークンＡ及びＢを含む信号をノードＢから受信する。図中「Ｃ」で示されるように、ノードＣも中継局トークンＢを用意し、暗号化する。この例の場合、例えば中継元はノードＣに、中継先はノードＹに該当する。ノードＣは、ノードＢから受信した信号と中継局トークンＣを含む信号を次ノードに転送する。【００２７】
ノードＹは、パケットＰＫＴ及び中継局トークンＡ，Ｂ，Ｃを含む信号をノードＣから受信する。ノードＹは受信した信号からパケットＰＫＴ及び中継局トークンＡ，Ｂ，Ｃを抽出する。こうしてノードＸで用意された伝送情報（パケットＰＫＴ）は、マルチホップ経路(ノードＸ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｙ)を経てノードＹに至る。中継局トークンＡ，Ｂ，Ｃは、管理ノードＭに報告される。報告は例えば１時間毎のように定期的に行われてもよいし、不定期的になされてもよい。後者の場合、例えば中継局トークンが一定量に達した時点で報告がなされてもよいし、管理ノードその他のノードから報告の要請を受けた場合に必要に応じて報告がなされてもよい。更には、定期的な報告に加えて、要請に応じた報告がなされてもよい。【００２８】
管理ノードＭは、マルチホップ経路の宛先ノード又は目的ノードに該当するノード各々から中継局トークンを受信する。管理ノードＭは、中継局トークンをノード毎に管理する。上記の例では、ノードＡの中継局トークン、ノードＢの中継局トークン及びノードＣの中継局トークンが受信信号から抽出され、管理される。中継ノードＭは、各中継局トークンの暗号化を解除（解読）する。上述したように中継局トークンにはコスト情報が含まれており、コスト情報は中継の負荷に応じて変化し得る量（メトリック）が含まれている。管理ノードはこのコスト情報に基づいて、中継にどの程度大きく貢献したかをノード毎に算出し、貢献度に応じて特典の付与、課金処理等を行う。【００２９】
<通信ノード>
図４は第１実施例による通信ノードの概略ブロック図を示す。通信ノードは、アドホックネットワークで使用される適切な如何なる無線通信ノードでよい。即ち、通信ノードは必要に応じて、送信元ノード（ソースノード）、中継ノード又は宛先ノードになってよい。図４にはアンテナ４０２、送受信機４０４、宛先判定部４０６、スイッチ４０８，４１０、中継コスト算出部４１２、メモリ４１４、合成部４１６、暗号化部４１８及び合成部４２０が示されている。【００３０】
送受信機４０４は、アンテナ４０２を介して無線信号の受信及び送信を行う。【００３１】
宛先判定部４０６は、受信信号の宛先を確認し、自ノードが宛先ノード又は中継ノードの何れであるかを判定する。宛先の確認は受信信号のオーバーヘッド情報(制御情報)に基づいてなされてもよい。【００３２】
スイッチ４０８は、宛先判定部４０６の判定結果から自ノードが中継ノードであることが判明した場合、受信信号をスイッチ４１０にルーティングする。自ノードが宛先ノードであった場合、スイッチ４０８は受信信号を後段の受信データ処理部へ導く。【００３３】
スイッチ４１０は、スイッチ４０８に連動して動作し、受信信号を次ノードに転送する場合、受信信号をそのための送信経路に案内する。自ノードが送信元ノードとして動作する場合、スイッチ４１０は送信すべき情報を送受信機４０４に導く。【００３４】
中継コスト算出部４１２は、自ノードが中継ノードとして動作する場合に、受信信号を次ノードに転送するのにどの程度多くの負荷、負担又はコストがかかるかを算出し、コスト情報として出力する。コスト情報は、貢献度と呼ばれてもよい。コストは様々なメトリックに基づいて計算されてよい。例えば、データ量が多かったこと、データ転送時間が長かかったこと、多くの送信電力を費やしたこと、無線リンクの通信品質（無線伝搬環境）が悪かったこと、中継ノード間の地理的距離が離れていること等は、大きなコストに関連付けられてよい。逆に、データ量が少なかったこと、データ転送時間が短かったこと、多くの送信電力を費やさずに済んだこと、無線リンクの通信品質（無線伝搬環境）が良かったこと、中継ノード間の地理的距離が短かったこと等は、小さなコストに関連付けられてよい。これらの判断基準の何れか１つが使用されてもよいし、２以上の判断基準が適宜組み合わされてもよい。例えば、データ量及び品質の積が、数十個の所定の貢献度レベルの内のどれに該当するかによって、貢献度が表現されてもよい。なお、貢献度を導出する際の基礎データ(転送時間、データ長等)がコスト情報に含まれてよいのは当然であるが、それとともに又はそれに代えて、上記の１つ以上の判断基準から導出された貢献度そのものがコスト情報に含まれてもよい。【００３５】
メモリ４１４は自ノードの識別情報(ID)、隣接ノードの識別情報(ID)、中継時刻等を含む局情報を記憶する。【００３６】
合成部４１６は、局情報及びコスト情報を合成し、中継局トークンを生成する。合成は当該技術分野で既知の適切な如何なる多重化（時間多重、周波数多重、符合多重等）の手法でなされてよい。【００３７】
暗号化部４１８は、中継局トークンを暗号化する。一例として暗号化は公開鍵方式で行われる。【００３８】
合成部４２０は、転送すべき情報と中継局トークン(暗号化済み)とを合成し、次ノードに転送する信号を作成する。この信号は送信データとして送受信機４０４に入力され、無線信号に変換され、アンテナ４０２から送信される。【００３９】
<管理ノード>
図５は管理ノードを示す。図５にはアンテナ５０２、送受信機５０４、コスト情報抽出部５０６、コスト情報データベース５０８、貢献度算出部５１０、課金処理部５１２及び課金情報データベース５１４が示されている。【００４０】
送受信機５０４は、アンテナ５０２を介して無線信号の受信及び送信を行う。【００４１】
コスト情報抽出部５０６は、受信信号中の各ノードの中継局トークンを抽出及び解読する。【００４２】
コスト情報データベース５０８は、抽出及び解読されたコスト情報をノード毎に記憶する。【００４３】
貢献度算出部５１０は、コスト情報に基づいて各ノードが中継にどの程度多く貢献したかを示す貢献度を算出する。コスト情報が、貢献度を導出するための基礎データを含んでいる場合は、この貢献度算出部５１０で貢献度が算出される。しかし、上述したように貢献度そのものがコスト情報に含まれていてもよい。【００４４】
課金処理部５１２は、各ノードの中継に対する貢献度に基づいて、ユーザの支払う料金の割引その他の特典を加味して課金処理を行う。課金情報は課金情報データベース５１４に蓄積される。課金情報は金融機関その他の当局に報告される。貢献度、特典、ポイント、課金情報等は各ユーザに通知されてもよい。
【実施例２】
【００４５】
<動作例>
図６は第２実施例による動作例を示す図である。第１実施例の場合と同様に、ノードＸからノードＹへパケットＰＫＴがノードＡ，Ｂ，Ｃを経由して伝送されるものとする。【００４６】
先ずノードＸがノードＡにパケットＰＫＴを送信し、ノードＡはパケットＰＫＴをノードＸから受信する。ノードＡは、「Ａ」で示される「中継局トークン」を用意することに加えて、「Ｘ」で示される「送信局トークン」も用意する。中継局トークンについては説明済みであるので重複的には説明しない。送信局トークンＸは、ノードＡで受信信号の所定の一部分をコピーすることで用意される。【００４７】
図７は送信局トークンに含まれる情報例を示す。一例として送信局トークンは、送信元、送信先、送信時刻、データ長等を示す情報を含んでよい。送信元を示す情報は必須（◎）であるが、他は任意的（・）である。目下の例では、送信元はノードＸであり、送信先はノードＹである。【００４８】
図６に示されるように、ノードＡは受信した信号(ＰＫＴ及びＸ)をそのまま次ノードＢに転送する。更にノードＡは、受信信号から用意した送信局トークンＸ及び中継局トークンＡを含む報告情報を管理ノードＭに報告する。報告は定期的でもよいし不定期的でもよい。報告はパケット毎でも良いし、複数のパケットを含むフレーム毎でもよい。【００４９】
報告情報は、当該技術分野で既知の適切な如何なる方法で暗号化されてもよい。例えば公開鍵方式による暗号化が使用されてもよい。暗号化は中継ノードに固有の方式（鍵）でなされてもよいし、複数のノードに共通する方式でなされてもよい。報告情報は適切な如何なるプロトコルレイヤで用意されてもよいが、典型的にはＭＡＣレイヤで又はＩＰレイヤで用意される。或いは、ＲＳＶ領域が報告情報に使用されてもよい。【００５０】
ノードＢは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＸを含む信号をノードＡから受信し、その信号をそのまま次ノードＣに転送する。ノードＢは中継局トークンＢを用意することに加えて、受信信号の所定の一部分をコピーすることで送信局トークンＸを用意する。ノードＢは中継局トークンＢ及び送信局トークンＸを含む報告情報を暗号化し、管理ノードＭに定期的に又は不定期的に報告する。【００５１】
ノードＣは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＸを含む信号をノードＢから受信し、その信号をそのまま次ノードＹに転送する。ノードＣは中継局トークンＣを用意することに加えて、受信信号の所定の一部分をコピーすることで送信局トークンＸを用意する。ノードＣは中継局トークンＣ及び送信局トークンＸを含む報告情報を暗号化し、管理ノードＭに定期的に又は不定期的に報告する。【００５２】
ノードＹは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＸを含む信号をノードＣから受信する。こうしてノードＸで用意された伝送情報（パケットＰＫＴ）は、マルチホップ経路(ノードＸ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｙ)を経てノードＹに至る。第１実施例とは異なり、第２実施例では宛先ノードＹは管理ノードＭにコスト情報を報告しなくてよい。【００５３】
管理ノードＭは、マルチホップ経路の中継ノード各々から中継局トークン及び送信局トークンの報告を受ける。中継局トークン及び送信局トークンの組み合わせにより、転送データと中継ノードとコスト情報との対応関係が一意に特定できる。従って中継局及び送信局トークンは、無線信号の中継に際してどの程度重い負荷を担ったかを示す証としての意義を有する。管理ノードＭは、中継局トークンをノード毎に管理する。中継ノードＭは、各中継局トークンの暗号化を解除し、中継局トークンに含まれているコスト情報に基づいて、各中継ノードが中継にどの程度大きく貢献したかをノード毎に算出し、貢献度に応じて特典の付与、課金処理等を行う。【００５４】
<通信ノード>
図８は第２実施例で使用される通信ノードのブロック図を示す。通信ノードは概して第１実施例で使用される通信ノードと同様であり、同一の要素には同じ参照番号が付され、重複的な説明は省略される。図８には、データ／トークン複製部８２、合成部８４、トークン保管部８６及び暗号化部８８が示されている。【００５５】
データ／トークン複製部８２は、受信信号を中継するのに先立って受信信号の所定の一部分を複製し、送信局トークンＸを用意する。【００５６】
合成部８４は、中継コスト算出部４１２からの中継局トークンと送信局トークンとを合成し、報告情報として出力する。【００５７】
トークン保管部８６は、報告情報を保管する。【００５８】
暗号化部８８は、適切な報告タイミングの時点で報告情報を取り出し、暗号化し、送受信機４０４に出力する。暗号化された報告情報は管理ノードへ報告される。
【実施例３】
【００５９】
<動作例>
図９は第３実施例による動作例を示す図である。第１実施例の場合と同様に、ノードＸからノードＹへパケットＰＫＴがノードＡ，Ｂ，Ｃを経由して伝送されるものとする。【００６０】
先ずノードＸがノードＡにパケットＰＫＴ及びチケット情報を含む信号を送信し、ノードＡはそれを受信する。本実施例では送信局トークン(チケット情報)Ｔが送信元Ｘで複数個用意され、中継が行われる毎に１つの送信局トークンＴが取り除かれる。個々の送信局トークンＴに含まれる情報は、図７に示されるものと同様でよい。複数個予め用意される送信局トークンＴは、全て同じでもよいし、複数個の内の全部又は一部が他と区別可能であってもよい。ノード毎に送信局トークンを区別する観点からは後者が望ましい。その場合、送信局トークンは図７に示される情報に加えて、何らかの識別情報を含む。ノードＡは、「Ａ」で示される「中継局トークン」を用意することに加えて、「Ｔ」で示される送信局トークンも用意する。中継局トークンについては説明済みであるので重複的には説明しない。送信局トークンＴは、ノードＡで受信信号の所定の一部分を切り取る（カットする）ことで用意される。なお、カットするチケット量が、通信コストに関連して変化しても良い。【００６１】
図９に示されるように、ノードＡは受信した信号の一部を除去し、残りを次ノードＢに転送する。更にノードＡは、受信信号から除去した送信局トークンＴ及び中継局トークンＡを管理ノードＭに報告する。報告は定期的でもよいし不定期的でもよい。報告はパケット毎でも良いし、複数のパケットを含むフレーム毎でもよい。中継局トークンＡ及び送信局トークンＴを含む報告情報は、第２実施例の場合と同様に、当該技術分野で既知の適切な如何なる方法で暗号化されてもよい。【００６２】
ノードＢは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＴを含む信号をノードＡから受信し、１回分の送信局トークンＴを除去し、残りの信号を次ノードＣに転送する。ノードＢは中継局トークンＢ及び送信局トークンＴを含む報告情報を暗号化し、管理ノードＭに定期的に又は不定期的に報告する。【００６３】
ノードＣは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＴを含む信号をノードＢから受信し、１回分の送信局トークンＴを除去し、残りの信号を次ノードＹに転送する。ノードＣは中継局トークンＣ及び送信局トークンＴを含む報告情報を暗号化し、管理ノードＭに定期的に又は不定期的に報告する。【００６４】
ノードＹは、パケットＰＫＴ及び送信局トークンＴを含む信号をノードＣから受信する。こうしてノードＸで用意された伝送情報（パケットＰＫＴ）は、マルチホップ経路(ノードＸ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｙ)を経てノードＹに至る。第２実施例と同様に宛先ノードＹは管理ノードＭにコスト情報を報告しなくてよい。【００６５】
図１０は送信局トークン(チケット情報)が十分でなかった場合の動作例を示す。説明の便宜上、送信局トークンがノードＸで２つ分しか用意されていなかったとする。この場合、ノードＡ，Ｂが図９の動作例の場合と同様に動作し、ノードＢが受信信号から送信局トークンＴを取り出すと、残りの信号に送信局トークンを示す情報が無いことになる。目下の例のように次ノードＣが宛先ノードでなかった場合、次ノードＣは送信局トークンに関する情報を得ることができず、ノードＣは中継に関する貢献を管理ノードＭに報告できなくなってしまう。【００６６】
この問題を回避する１つの方法は、送信局トークンＴが最後の１つになった場合、その抜き出し(カット)を禁止することである。この場合、図１０に示されるようにノードＢは受信信号をそのままノードＣに転送することに加えて、デビット情報DBを用意する。デビット情報DBは送信局トークンＴの情報を含むことに加えて、十分な送信局トークンＴが中継した信号に含まれていなかったことも示す。中継局トークンＣ及びデビット情報DBを含む報告情報は、管理ノードＭに報告される。ノードＣでも同様に、受信信号から最後の１つの送信局トークンＴをカットすることは禁止され、受信信号がそのまま次ノードＹに転送される。その代わりに送信局トークンＴをコピーすることでデビット情報DBが用意される。なお、ノードＣの次ノードＹは宛先ノードなので、ノードＣは、原則通りに最後の１つの送信局トークンＴを受信信号からカットし、デビット情報を作成しないようにしてもよい。【００６７】
図１０に示される例では、送信局トークン（チケット情報）が不足した場合に、中継局の各々がデビット情報DBを管理ノードMに報告している。しかしながら、中継局各々がデビット情報DBを個別に報告することは必須でない。例えば、各中継局はデビット情報DBを管理ノードに報告しない代わりに、中継局がデビット情報DBを伝送情報PKTと共に隣接中継局（次ノード）に転送し、最終的に宛先ノードYがデビット情報を管理ノードMに報告するようにしてもよい。【００６８】
<通信ノード>
図１１は第３実施例で使用される通信ノードのブロック図を示す。概して第１，２実施例で使用される通信ノードと同様であり、同一の要素には同じ参照番号が付され、重複的な説明は省略される。図１１には、データ／トークン分離部１１２、合成部１１４、トークン保管部１１６及び暗号化部１１８が示されている。【００６９】
データ／トークン分離部１１２は、受信信号を中継するのに先立って受信信号の所定の一部分を分離（カット）し、送信局トークンＴを用意する。送信局トークンＴが最後の１回分であった場合で次ノードが宛先ノードでなかった場合、送信局トークンＴのカットは禁止される。その代わり、データ／トークン分離部１１２は最後の１回分の送信局トークンＴの複製を含むデビット情報DBを用意する。【００７０】
合成部１１４は、中継コスト算出部４１２からの中継局トークンと送信局トークン(又はデビット情報)とを合成し、報告情報として出力する。【００７１】
トークン保管部１１６は、報告情報を保管する。【００７２】
暗号化部１１８は、適切な報告タイミングの時点で報告情報を取り出し、暗号化し、送受信機４０４に出力する。暗号化された報告情報は管理ノードへ報告される。
【実施例４】
【００７３】
上記の各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。例えば、第２実施例だけの場合、何らかの方法で送信局トークンＸを取得した者が、自装置の中継局トークンとともに管理ノードＭに不正に貢献度を申告するかもしれない。しかしながら第１及び第２実施例を組み合わせると、マルチホップ経路をなす一連の順序で中継局トークンが、宛先ノードＹから管理ノードＭに報告されるので、そのような不正な申告を確実に排除することができる。このことは、第１実施例及び第３実施例の組み合わせにも当てはまる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明はアドホックネットワークに広く一般的に適用可能であり、例えばIEEE802.16規格で標準化が進められているBWA技術を用いたシステム、第４世代のセルラシステム、例えばIEEE802.15で標準化が進められているセンサネットワークシステム等に適用されてもよい。本発明は無線によるアドホックネットワークに特に有利であるが、全部又は一部に有線リンクを含むシステムに適用されてもよい。むしろ本発明によれば無線信号の中継に要するコストを適正に算出できるので、様々な通信方式の混在する地域であっても本発明を有利に使用することができる。【００７５】
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置は必要に応じてハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【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】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードであって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信し、次ノードに転送する手段と、
前記伝送情報の所定の一部分から、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を用意する手段と、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段と、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する無線通信ノード。
【請求項２】
前記ソースノード情報は、前記所定の一部分をコピーすることで用意される請求項１に記載の無線通信ノード。
【請求項３】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードであって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を受信する手段と、
受信した信号から、必要量のチケット情報を含む信号部分を除去し、残りの信号を次ノードに転送する手段と、
前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を前記信号部分から用意する手段と、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告する手段と、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する無線通信ノード。
【請求項４】
前記受信した信号に必要量のチケット情報が含まれていなかった場合、前記信号部分を除去して残りの信号を転送する代わりに、前記伝送情報及びデビット情報を含む信号が次ノードに転送され、
前記デビット情報は、前記ソースノードから送信された信号に十分なチケット情報が含まれていなかったことを示し、
前記中継情報及び前記デビット情報が前記管理ノードに報告される請求項３記載の無線通信ノード。
【請求項５】
前記中継情報の前記管理ノードへの報告が、定期的に行われる請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項６】
前記中継情報を少なくとも含む信号は、暗号化されて前記管理ノードに報告される１記載の無線通信ノード。
【請求項７】
前記局情報は、中継時刻、中継元ノードの識別情報又は中継先ノードの識別情報の１つ以上を示す情報を含む請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項８】
前記コスト情報は、転送時間、データ長、送信電力、無線リンクの通信品質、ノード間の距離の１つ以上を示す情報を含む請求項１記載の無線通信ノード。
【請求項９】
前記ソースノード情報は、データ長、前記ソースノードからの送信時刻又は宛先ノードの１つ以上を示す情報を更に含む請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信ノード。
【請求項１０】
ソースノードから宛先ノードに至るマルチホップ経路に含まれる無線通信ノードで使用される方法であって、
前記ソースノードで用意された伝送情報を含む信号を次ノードに転送するために受信するステップと、
前記伝送情報の所定の一部分から、前記ソースノードの識別情報を少なくとも含むソースノード情報を用意するステップと、
前記ソースノード情報及び中継情報を、アドホックネットワークを構成する複数のノードのコスト情報を管理する管理ノードに報告するステップと、
を有し、前記中継情報は前記コスト情報と少なくとも当該無線通信ノードの識別情報を含む局情報とを含み、前記コスト情報は前記伝送情報の中継に要する負荷とともに変化する方法。
【国際調査報告】
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