(57)【要約】【課題】無線通信ネットワークシステムを構成する常時動作無線端末のそれぞれが通信要求の受信を機に異なる応答送信タイミングを生成して応答送信することにより通信応答の衝突を回避する。【解決手段】無線端末Ｘから周辺の無線端末に通信要求(ビーコン要求信号(RREQ))を同報送信する。周辺の無線端末は、要求信号を同時に受信すると、周辺の無線端末では通信要求に含まれる宛先端末へのホップ数（Ａ）と、通信要求に含まれる宛先ＩＤを基に自構成情報を読み出して自端末から宛先までの論理中継数（Ｂ）を基にその差分、および、端末ＩＤと４との剰余を計算して得た応答送信タイミングで、例えば、受信側無線端末Ｙは、通信要求を受信したらＴα時間後に通信応答(ビーコン信号（RNO）)を送信し、受信側無線端末Ｚは、Ｔβ時間後に通信応答を送信する。これにより通信応答パケットの衝突による通信輻輳を回避する。【選択図】図４
2014053867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムであって、
前記常時動作無線端末は、自らが転送元の無線端末となって情報を周辺の無線端末のいずれか一つの無線端末に情報転送する場合には、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信し、
前記通信要求を受信した周辺の常時動作無線端末は、前記通信要求を自端末内のパケット制御部で解析して、前記宛先端末ＩＤ及び前記宛先へのホップ数を抽出し、さらに前記宛先端末ＩＤを基に自端末のメモリに記憶されている構成情報を参照して自端末から宛先端末までの中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力し、
自端末内の応答送信タイミング生成部が、前記パケット制御部から出力された前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力し、
前記パケット制御部は、前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記通信要求を送信した常時動作無線端末に通信応答を送信することを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
【請求項２】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムであって、
前記常時動作無線端末は、
自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリと、
無線端末からの通信要求を受信した場合には、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力するパケット制御部と、
前記パケット制御部から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する応答送信タイミング生成部と、を備え、
前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記パケット制御部が前記通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信することで、前記通信要求を送信した無線端末が前記通信応答を送信した無線端末に情報転送を行って情報を中継し、情報が中継された前記情報転送を受けた無線端末からの送信要求を受信した無線端末のパケット制御部が自端末の構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数がゼロとなったときに前記通信要求を送信した無線端末からの情報転送を受けることで宛先への情報転送を完了することを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
【請求項３】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける常時動作無線端末であって、該常時動作無線端末は、
少なくとも、無線送信回路と、無線受信回路と、送受切替え回路と、アンテナと、無線端末全体を制御する制御部とを備え、
無線端末全体を制御する前記制御部は、
自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリと、
無線端末からの通信要求を受信した場合には、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力するパケット制御部と、
前記パケット制御部から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する応答送信タイミング生成部と、を有し、
前記制御部が、前記応答送信タイミング生成部から前記パケット制御部に出力された応答送信タイミングで通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信する、
ことを特徴とする常時動作無線端末。
【請求項４】
前記パケット制御部は、
受信したパケットが所定の通信要求フォーマットであるか否かを解析し、解析の結果、それが所定の通信要求フォーマットであれば、該通信要求フォーマットから宛先ＩＤを抽出する通信要求解析部と、
前記通信要求フォーマットの通信ヘッダ内の領域から“宛先へのホップ数”を抽出する宛先へのホップ数抽出部と、
前記メモリ内に格納されている“自端末ＩＤ”を読み出すメモリ読出し部と、
読み出された前記“自端末ＩＤ”を基に前記メモリ内の構成情報を参照して“自端末から宛先への論理中継数”を算出する論理中継数算出部と、
前記宛先へのホップ数抽出部により抽出された前記“宛先へのホップ数”、前記論理中継数算出部により算出された“自端末から宛先への論理中継数”、及び、前記メモリ読出し部により読み出された前記“自端末ＩＤ”を、それぞれ獲得する、宛先へのホップ数、自端末から宛先への論理中継数、及び、自端末ＩＤの獲得部と、
を有することを特徴とする請求項３に記載の常時動作無線端末。
【請求項５】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける無線通信方法であって、
前記常時動作無線端末は、自らが転送元の無線端末となって情報を周辺の無線端末のいずれか一つの無線端末に情報転送する場合には、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信し、
前記通信要求を受信した周辺の常時動作無線端末は、前記通信要求を自端末内のパケット制御部で解析して、前記宛先端末ＩＤ及び前記宛先へのホップ数を抽出し、さらに前記宛先端末ＩＤを基に自端末のメモリに記憶されている構成情報を参照して自端末から宛先端末までの中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力し、
自端末内の応答送信タイミング生成部が、前記パケット制御部から出力された前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力し、
前記パケット制御部は、前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記通信要求を送信した常時動作無線端末に通信応答を送信する、
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
前記応答送信タイミングの算出は、前記パケット制御部から出力された宛先へのホップ数(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)、及び、自端末ＩＤをそれぞれ受領することで開始され、
受領した自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)を抽出し、Ｂ＝０であるか否かを判定し、Ｂ＝０であれば、第１の応答送信タイミングを生成し、
Ｂ＝０でなく、受領した宛先へのホップ数(Ａ)と自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)との差分と、受領した自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算し、
受領した宛先へのホップ数(Ａ)と自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)との差分、すなわち、Ａ−Ｂについて、Ａ−Ｂ＞０で且つ剰余が０であった場合には、第２の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で剰余が０でなく且つ剰余が１であった場合には、第３の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で剰余が１でなく且つ剰余が２であった場合には、第４の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で且つ剰余が２でなかった場合には、第５の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＝０であって、剰余が０又は２であった場合には、第６の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＝０であって、剰余が０又は２でなかった場合には、第７の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＜０で剰余が０ないし３のいずれかであった場合には、第８の応答送信タイミングを生成し、
上記で生成した第１ないし第８のいずれかの応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリを内蔵し、情報を中継・転送する場合に前記構成情報を参照することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける受信側の常時動作無線端末のコンピュータを、
無線端末からの通信要求を受信した場合に、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成手段に出力するパケット制御手段と、
前記パケット制御手段から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御手段に出力する応答送信タイミング生成手段と、
前記応答送信タイミング生成手段から前記パケット制御手段に出力された応答送信タイミングで通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信する通信応答送信手段と、
として機能させるためのプログラム。
【請求項８】
複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリを内蔵し、情報を中継・転送する場合に前記構成情報を参照することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける送信側の常時動作無線端末のコンピュータを、
送信要因が発生すると、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を生成する通信要求生成手段と、
生成された通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信する送信手段と、
同報送信した後に直ちに通信応答の受信状態に切り替えて通信応答を受信する受信手段と、
周辺の常時動作無線端末から異なる応答送信タイミングで送信された通信応答のうち、最先の通信応答に対してデータ転送を行い、該データ転送の処理後に受信された通信応答を破棄する最先通信応答処理手段と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末により構成される無線通信ネットワークシステムに関し、特に無線による監視制御装置に適用するに有利な無線通信ネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信ネットワークシステムにおける各無線端末は、いずれかの無線端末から送出された通信要求に対してこれを受信したすべての無線端末で中継(転送)可能と判断した場合には、他の無線端末の応答送信のタイミングを返りみずに各々の無線端末にあらかじめ設定されている応答送信のタイミングで応答を送信するようにしていた。
【０００３】
下記特許文献１には、自身の無線端末装置以外の無線端末装置に宛てられたデータを受信している期間、及びそのデータの受信終了後の予め定めた期間（例えば、データを送信した無線端末装置が、それに宛てた無線端末装置がデータを正常に受信できたか否かを判別するに必要な期間）を避けて、送信させるべきデータを無線端末装置に送信させることでパケットの衝突を回避する無線通信システムが記載されている。
【０００４】
また下記特許文献２には、各端末がランダムに応答タイミングを決定する、間欠動作無線端末により構成された無線通信ネットワークシステムおよび無線端末の構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９０３２２号公報
【特許文献２】特開２００９−０１０７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線通信ネットワークシステムを構成する従来の無線端末のそれぞれは、無線端末内に応答送信タイミング生成部を持たず且つ各々の無線端末にあらかじめ設定されている応答を送信するための送信タイミングが同一に設定されているため、通信要求を発した無線端末に対して通信要求を受信した不特定の無線端末のそれぞれにおいて中継転送可能と判断したら同一タイミングで通信応答を送信してしまうことで通信応答の衝突が発生して通信の輻輳を生じることにより通信が異常終了となるため、通信の成功率が上がらず、通信資源の有効活用が出来ないという問題があった。
【０００７】
また上記した特許文献１のパケット衝突回避技術は、中継無線端末となった無線端末装置はエコーが到来するのを予測して自身のパケット送信タイミングをそのデータを受信していたタイムスロット、及びそれに続く１タイムスロットを避けてデータを送信するようにしたものであって、通信要求を受信した不特定の無線端末が通信応答の重複を避けることについてなんら言及していない。
【０００８】
また上記した特許文献２のパケット衝突回避技術は、受信側間欠動作無線端末から送信された非同期ビーコンの受信によって、無線通信ネットワークシステムを構成する送信データを有する不特定の間欠動作無線端末が一斉にデータパケットを送信することによる送信パケットの衝突を回避するために、送信側間欠動作無線端末が乱数に基づくランダムなタイミングでデータを送信するようにしたものであって、通信要求を受信した不特定の無線端末が通信応答の重複を避けることについてなんら言及していない。
【０００９】
そこで本発明の目的は、無線通信ネットワークシステムを構成する常時動作無線端末のそれぞれが通信要求の受信を機に異なる応答送信タイミングを生成して応答送信することにより通信応答の衝突を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の無線通信ネットワークシステムは、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムであって、
前記常時動作無線端末は、自らが転送元の無線端末となって情報を周辺の無線端末のいずれか一つの無線端末に情報転送する場合には、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信し、
前記通信要求を受信した周辺の常時動作無線端末は、前記通信要求を自端末内のパケット制御部で解析して、前記宛先端末ＩＤ及び前記宛先へのホップ数を抽出し、さらに前記宛先端末ＩＤを基に自端末のメモリに記憶されている構成情報を参照して自端末から宛先端末までの中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力し、
自端末内の応答送信タイミング生成部が、前記パケット制御部から出力された前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力し、
前記パケット制御部は、前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記通信要求を送信した常時動作無線端末に通信応答を送信することを特徴とする。
【００１１】
また上記目的を達成するために本発明の無線通信ネットワークシステムは、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムであって、
前記常時動作無線端末は、
自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリと、
無線端末からの通信要求を受信した場合には、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力するパケット制御部と、
前記パケット制御部から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する応答送信タイミング生成部と、を備え、
前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記パケット制御部が前記通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信することで、前記通信要求を送信した無線端末が前記通信応答を送信した無線端末に情報転送を行って情報を中継し、情報が中継された前記情報転送を受けた無線端末からの送信要求を受信した無線端末のパケット制御部が自端末の構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数がゼロとなったときに前記通信要求を送信した無線端末からの情報転送を受けることで宛先への情報転送を完了することを特徴とする。
【００１２】
また上記目的を達成するために本発明の常時動作無線端末は、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける常時動作無線端末であって、該常時動作無線端末は、
少なくとも、無線送信回路と、無線受信回路と、送受切替え回路と、アンテナと、無線端末全体を制御する制御部とを備え、
無線端末全体を制御する前記制御部は、
自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリと、
無線端末からの通信要求を受信した場合には、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力するパケット制御部と、
前記パケット制御部から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する応答送信タイミング生成部と、を有し、
前記制御部が、前記応答送信タイミング生成部から前記パケット制御部に出力された応答送信タイミングで通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信する、ことを特徴とする。
【００１３】
上記において、前記パケット制御部は、
受信したパケットが所定の通信要求フォーマットであるか否かを解析し、解析の結果、それが所定の通信要求フォーマットであれば、該通信要求フォーマットから宛先ＩＤを抽出する通信要求解析部と、
前記通信要求フォーマットの通信ヘッダ内の領域から“宛先へのホップ数”を抽出する宛先へのホップ数抽出部と、
前記メモリ内に格納されている“自端末ＩＤ”を読み出すメモリ読出し部と、
読み出された前記“自端末ＩＤ”を基に前記メモリ内の構成情報を参照して“自端末から宛先への論理中継数”を算出する論理中継数算出部と、
前記宛先へのホップ数抽出部により抽出された前記“宛先へのホップ数”、前記論理中継数算出部により算出された“自端末から宛先への論理中継数”、及び、前記メモリ読出し部により読み出された前記“自端末ＩＤ”を、それぞれ獲得する、宛先へのホップ数、自端末から宛先への論理中継数、及び、自端末ＩＤの獲得部と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
また上記目的を達成するために本発明の無線通信方法は、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は情報を中継・転送することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける無線通信方法であって、
前記常時動作無線端末は、自らが転送元の無線端末となって情報を周辺の無線端末のいずれか一つの無線端末に情報転送する場合には、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信し、
前記通信要求を受信した周辺の常時動作無線端末は、前記通信要求を自端末内のパケット制御部で解析して、前記宛先端末ＩＤ及び前記宛先へのホップ数を抽出し、さらに前記宛先端末ＩＤを基に自端末のメモリに記憶されている構成情報を参照して自端末から宛先端末までの中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成部に出力し、
自端末内の応答送信タイミング生成部が、前記パケット制御部から出力された前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力し、
前記パケット制御部は、前記応答送信タイミング生成部から出力された応答送信タイミングで前記通信要求を送信した常時動作無線端末に通信応答を送信する、ことを特徴とする。
【００１５】
上記において、前記応答送信タイミングの算出は、前記パケット制御部から出力された宛先へのホップ数(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)、及び、自端末ＩＤをそれぞれ受領することで開始され、
受領した自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)を抽出し、Ｂ＝０であるか否かを判定し、Ｂ＝０であれば、第１の応答送信タイミングを生成し、
Ｂ＝０でなく、受領した宛先へのホップ数(Ａ)と自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)との差分と、受領した自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算し、
受領した宛先へのホップ数(Ａ)と自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)との差分、すなわち、Ａ−Ｂについて、Ａ−Ｂ＞０で且つ剰余が０であった場合には、第２の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で剰余が０でなく且つ剰余が１であった場合には、第３の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で剰余が１でなく且つ剰余が２であった場合には、第４の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＞０で且つ剰余が２でなかった場合には、第５の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＝０であって、剰余が０又は２であった場合には、第６の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＝０であって、剰余が０又は２でなかった場合には、第７の応答送信タイミングを生成し、
Ａ−Ｂ＜０で剰余が０ないし３のいずれかであった場合には、第８の応答送信タイミングを生成し、
上記で生成した第１ないし第８のいずれかの応答送信タイミングを前記パケット制御部に出力する、ことを特徴とする。
【００１６】
また上記目的を達成するために本発明の受信側の常時動作無線端末のコンピュータに機能させるためのプログラムは、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリを内蔵し、情報を中継・転送する場合に前記構成情報を参照することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける受信側の常時動作無線端末のコンピュータを、
無線端末からの通信要求を受信した場合に、該通信要求から宛先ＩＤと該宛先へのホップ数を抽出するとともに、前記メモリから自端末ＩＤを読出し、抽出した前記宛先ＩＤを基に前記構成情報を参照して自端末から宛先までの論理中継数を読み出し、読み出した前記自端末から宛先までの論理中継数と、前記自端末ＩＤと、抽出した前記通信要求に含まれる前記宛先へのホップ数とを応答送信タイミング生成手段に出力するパケット制御手段と、
前記パケット制御手段から出力された前記宛先へのホップ数と前記自端末から宛先までの論理中継数との差分を計算するとともに、出力された前記自端末ＩＤと或る整数との剰余を計算することで、応答送信タイミングを算出し、算出した応答送信タイミングを前記パケット制御手段に出力する応答送信タイミング生成手段と、
前記応答送信タイミング生成手段から前記パケット制御手段に出力された応答送信タイミングで通信要求を送信した無線端末に通信応答を送信する通信応答送信手段と、として機能させる。
【００１７】
また上記目的を達成するために本発明の送信側の常時動作無線端末のコンピュータに機能させるためのプログラムは、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末をメッシュ状に配置し、各常時動作無線端末は自端末から他端末への論理中継数を構成情報として記憶するメモリを内蔵し、情報を中継・転送する場合に前記構成情報を参照することで宛先の常時動作無線端末に情報を伝達する無線通信ネットワークシステムにおける送信側の常時動作無線端末のコンピュータを、
送信要因が発生すると、自端末ＩＤと、宛先端末ＩＤと、宛先へのホップ数とをフォーマット内に少なくとも含む通信要求を生成する通信要求生成手段と、
生成された通信要求を周辺の常時動作無線端末に同報送信する送信手段と、
同報送信した後に直ちに通信応答の受信状態に切り替えて通信応答を受信する受信手段と、
周辺の常時動作無線端末から異なる応答送信タイミングで送信された通信応答のうち、最先の通信応答に対してデータ転送を行い、該データ転送の処理後に受信された通信応答を破棄する最先通信応答処理手段と、として機能させる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末により構成される無線通信ネットワークシステムにおいて、通信要求(例．ビーコン要求信号(RREQ))に対する通信応答(例．ビーコン信号(RNO))の返信時の輻輳を回避することができるため通信資源の有効活用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムにおける常時動作無線端末間の通信シーケンスを示す図である。
【図３】図２の通信シーケンスを採用した複数のパケット衝突回避機能を有しない常時動作無線端末で起きるパケット衝突の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムにおける複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末間の通信シーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末の構成例を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に係る常時動作無線端末の受信時におけるパケット制御部の機能ブロックを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に係る常時動作無線端末の受信時における応答送信タイミング生成部の処理フローを示す図である。
【図７】他無線端末から無線端末Ａ(端末ID=1)に所定の応答送信タイミングで通信応答が送信され、無線端末Ａが情報転送の際に利用し得る中継方向の例を示す図である。
【図８】図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）に向けた中継方向が前向きの転送処理の例を示す図である。
【図９】図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）に向けた中継方向が横向きの転送処理の例を示す図である。
【図１０】図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）に向けた中継方向が後向きの転送処理の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るパケットフォーマットの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムの構成例を示す図である。図１において本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムは、通信開始前にあらかじめ各端末の位置関係（配置）が決められている常時動作無線端末Ａないし常時動作無線端末Ｇより構成されている。以降の説明では、特に断りのない限り、常時動作無線端末を単に“無線端末”と称して説明する。
【００２１】
図１の場合、ネットワークトポロジーとしてはメッシュ型であるが、無線端末Ａと無線端末Ｆ、および、無線端末Ｅと無線端末Ｆの間は、各無線端末に与えられている送信電力では直接通信路が設定できないものとしている。その意味では、図１の無線通信ネットワークシステムは、メッシュ型構造が完全なものに該当せず、いわばメッシュ型構造が不完全なものである。
【００２２】
そして各無線端末は、図５にて説明するメモリ３１内に、無線通信ネットワークシステムにおける固有の識別番号をＩＤ番号として保持するとともに送信する転送データ（データは通常はパケット化されている）が宛先の無線端末に到達するまでに要する通信回数を論理中継数として記憶する構成情報を備えている。
【００２３】
図１の中段以降に示される、(ａ)ないし(ｇ)は、各無線端末のメモリ３１内に格納される構成情報の内容を示すものである。一例として、無線端末Ａ（端末ID =１）の構成情報について説明すると、１回の中継数でパケットの転送が可能な無線端末として、無線端末Ｂ（端末ID =２）、無線端末Ｃ（端末ID =３）、無線端末Ｄ（端末ID =４）、無線端末Ｅ（端末ID =５）がある。また、少なくとも２回の中継数でパケットの転送が可能な無線端末として、無線端末Ｆ（端末ID =６）と無線端末Ｇ（端末ID =７）がある。なお、無線端末Ａ（ID =１）を除く構成情報の内容についてはここでは詳しく説明しないが、無線端末Ｂ〜Ｇについても上記無線端末Ａ（端末ID =１）と同様の構成情報を有している。
【００２４】
無線通信ネットワークシステム内に新たな通信路が設定されたときや、今まで有効であった通信路が無効になった場合には、各無線端末がそれぞれ管理している上記の構成情報を更新する。
【００２５】
またパケットの中継数が増える場合、その途中で障害物等が原因で引き起こされる通信障害により一時的に通信路が途絶し、パケットが相手先まで転送されない場合がある。このような場合に対処するために、各直接通信路の間でパケットの転送が正常に行われたときに、パケットを受信した方の無線端末は、パケットを送信した無線端末に対してパケットを受信した旨の返答を送信する。この技術は通常に実施されているので、ここではこれ以上の説明を差し控える。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムにおける常時動作無線端末間の通信シーケンスを示す図である。図２において、情報（=パケット）の遣り取りがない場合にも上述したように常時動作無線端末は、通信応答(例．ビーコン信号(RNO))の送信時以外は常に受信動作状態となっている。図２に示す太い矢印線は、通信応答の送信時以外は常に受信動作状態となっていることを表している。
【００２７】
いま、図１に示す本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムにおいて、送信要因が発生した無線端末（図２左）が、送信側となって通信要求(例．ビーコン要求信号(RREQ))（ビーコン信号(RNO)の送信を要求する信号）を周辺の無線端末に送信し、周辺に存在する一つの無線端末が前記通信要求を受信して受信側無線端末（図２右）になったものとする。
【００２８】
受信側無線端末（図２右）が通信要求を受信すると、通信応答を送信する。送信側無線端末（図２左）は、受信内容を解析して通信応答であることを確認した場合には、通信応答の受信に同期してリンクを確立した後に情報の転送処理を実行する。すなわち、送信側無線端末（図２左）は、転送データを送信し、これに対して受信側無線端末（図２右）は転送肯定応答を送信し、送信側無線端末がこれを受信することにより一連の情報の転送処理を終了する。
【００２９】
図３は、図２の通信シーケンスを採用した複数のパケット衝突回避機能を有しない常時動作無線端末間で起きるパケット衝突の一例を示す図である。図３では、相互に通信可能な３つの無線端末Ｘ，Ｙ，Ｚが介在して起き得るパケット衝突の一例を示している。
【００３０】
いま、送信側無線端末Ｘに送信要因が発生してデータ送信を開始するにあたり、無線端末Ｘはまず通信要求(ビーコン要求信号(RREQ))としてパケットT11を送信する。通信要求は、受信側から送信側に通信応答を促すものである。通信要求のパケットフォーマットについては、図１１（１）において詳しく説明される。
【００３１】
無線端末Ｘから周辺の無線端末に送信された通信要求を無線端末Ｘの周辺に位置する複数の無線端末Ｙ，Ｚがほぼ同時に受信したとする。
受信側無線端末Ｙ，Ｚは、通信要求を受信すると、所定時間経過後に、通信応答(ビーコン信号(RNO))としてパケットT12を送信する。
【００３２】
これを詳しく説明すると、受信側無線端末Ｙ，Ｚは、通信要求を受信したらあらかじめ設定されている所定時間経過後に通信応答を送信するように定められているため、通信応答の衝突すなわちパケットT12の衝突が起こり、このため通信が正常に行えずにパケットの衝突による通信輻輳が発生して通信成功率が低下することとなる。
【００３３】
上記のようなパケットの衝突による通信輻輳を回避する技法として、例えば上記特許文献２に記載される間欠通信方式を採用する無線通信ネットワークシステムでは、受信準備が整っていることを示すビーコン信号RNOを受信側端末が送信し、これを送信側端末が受信したら送信データを有する複数の送信側間欠無線端末が同じタイミングで一斉にデータ送信を行うことがないように、送信側間欠無線端末が乱数などを用いて送信タイミング信号をランダム化して送信タイミングを異ならせてデータ送信することでパケットの衝突を防止するようにしている。
【００３４】
しかしながらこの技法は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムでは採用することができない。つまり本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムは、上述したように無線受信機能を常時動作させる外部電源を持つ常時動作無線端末であるのに対して、上記特許文献２に記載されている無線端末は、外部電源を持たずに電力供給に制限があるバッテリを内蔵した間欠動作無線端末であって、両者の通信シーケンスが根本的に相違しているからである。
【００３５】
図４は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムにおける複数のパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末間の通信シーケンスの一例を示す図である。
いま、送信側無線端末Ｘに送信要因が発生してデータ送信を開始するにあたり、無線端末Ｘはまず通信要求(ビーコン要求信号(RREQ))としてパケットT11を送信する。通信要求は、受信側から送信側に通信応答を促すものである。通信要求および通信応答のパケットフォーマットについては、図１１（１）及び（２）において詳しく説明される。
【００３６】
無線端末Ｘから周辺の無線端末に送信された通信要求を無線端末Ｘの周辺に位置する複数の無線端末Ｙ，Ｚがほぼ同時に受信したとする。
受信側無線端末Ｙ，Ｚは、通信要求を受信すると、通信要求に含まれる情報をもとに受信側無線端末Ｙ，Ｚがそれぞれ独自に演算して得た所定時間経過後に、通信応答(ビーコン信号（RNO）)としてパケットT12を送信する。しかるべき演算の結果、受信側無線端末Ｙは、Ｔα時間後に通信応答としてのパケットT12を送信し、受信側無線端末Ｚは、Ｔβ後に通信応答としてのパケットT12を送信する。応答送信タイミングＴα、Ｔβ（Ｔα＜Ｔβ）の生成方法については後述する。
【００３７】
このように受信側無線端末Ｙは、通信要求を受信したらＴα時間後に通信応答を送信し、受信側無線端末Ｚは、Ｔβ時間後に通信応答を送信するようにしたため、通信応答としてのパケットT12による衝突が起こらず、パケットの衝突による通信輻輳を回避し得るので、通信成功率を上げることができる。
【００３８】
なお受信側無線端末ＺからＴβ時間後にパケットT12が送信側無線端末Ｘに送信されるが、送信側無線端末Ｘは、Ｔβ時間の経過以前のＴα時間に受信側無線端末ＹからパケットT12をすでに受信し、送信側無線端末Ｘから受信側無線端末Ｙに転送データパケットT13を送信し、さらに受信側無線端末Ｙからの転送肯定応答パケットT14を受信する。そのため、受信側無線端末ＺからＴβ（Ｔα＜Ｔβ）時間後に送られてくるパケットT12は、送信側無線端末Ｘで受信後に破棄されるため無駄な転送処理をしなくて済む。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態に係るパケット衝突回避機能を有する常時動作無線端末の構成例を示す図である。図５に示すように、本発明の実施形態に係る常時動作無線端末１１は、一つの送信端末１１ａと、二つの受信端末１１ｂとに分けられて示されているが、無線端末としての構成は両者に違いはなく、一方が送信側になり、他方が受信側になるだけである。図示例では、周辺に受信端末１１ｂが二つ存在する例を示したが、周辺に受信端末１１ｂが三つ以上存在していても構わない。
【００４０】
そして図５では、送信端末１１ａから通信要求が送信され、これを二つの受信端末１１ｂが同時に受信し、通信応答を、例えば一つの受信端末１１ｂはＴα時間後およびもう一つの受信端末１１ｂはＴβ時間後に送信して、パケットの衝突による通信輻輳が発生しないようにして上記図４に示した通信シーケンスを体現する。
【００４１】
図５において、送信端末１１ａは、送信要因が発生したら切り替え部１５ａを無線送信回路１３ａ側に切り替えて、パケット制御部３２ａで生成される通信要求をアンテナ１６ａを介して無線通信ネットワーク上の周辺の無線端末に向けて同報送信する。送信したら直ちに切り替え部１５ａを無線受信回路１４ａ側に切り替えて、受信端末１１ｂから送信される通信応答を待つ。そして通信応答を受信したら、最先の通信応答を送信した受信端末１１ｂに転送データを送信する。受信端末１１ｂから転送肯定応答を受信したら情報の転送処理を終了する。
【００４２】
これをさらに詳しく説明すると、送信端末１１ａは、図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０の領域１１２に“自端末ID”を格納し、また図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０の領域１１３に“宛先端末ID”を格納し、さらに自端末から宛先端末までの論理中継数をメモリ３１ａ内の構成情報から読出したものを、図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０の領域１１４に“宛先へのホップ数”として格納し、送信する宛先を指定せずに通信要求を同報送信する。そして送信端末１１ａは通信要求の同報送信後に直ちに切り替え部１５ａを操作して受信状態となり、通信応答を待つ。そして通信応答を受信したら最初に受信した通信応答に対して転送データを送信し、これを受信した受信端末は転送肯定応答を送信し、これを送信端末１１ａが受信すると一連の転送処理を終了させる。一連の転送処理終了後に受信した通信応答はすべて破棄する。
【００４３】
一方、通信要求を、アンテナ１６ｂ、切り替え部１５ｂ、無線受信回路１４ｂを介して受信した受信端末１１ｂは、パケット制御部３２ｂで通信要求を解析し、その解析結果で宛先への中継路が存在する場合には、通信要求、すなわち図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０の領域１１４に格納されている“宛先へのホップ数”(A)を抽出し、またメモリ３１ｂ内の構成情報から読み出した自端末から宛先への論理中継数(B)を読出し、さらに、メモリ３１ｂ内にあらかじめ格納されている“自端末ID”を読出し、これら抽出或いは読出した“宛先へのホップ数”(A)、自端末から宛先への論理中継数(B)、およびメモリ３１ｂ内に格納されている“自端末ID”を応答送信タイミング生成部３３ｂに出力し、応答送信タイミング生成部３３ｂにおいて所定の演算を施すことで応答送信タイミングを算出し、応答送信タイミング生成部３３ｂは算出した応答送信タイミングをパケット制御部３２ｂに出力し、パケット制御部３２ｂは通信応答を送信端末１１ａに送信する。
【００４４】
上記においてパケット制御部３２ｂで通信要求を解析し、その解析結果で、宛先が自端末である場合には、もはや宛先への中継路が存在しないこととなるので、当該受信端末１１ｂは、通信応答を最先に送信するとなる。そのため送信端末１１ａは通信応答を最初に受信する。それゆえ、送信端末１１ａは当該受信端末１１ｂに対して転送データを送信し、これを受信した受信端末は転送肯定応答を送信し、これを送信端末１１ａが受信することで宛先への情報転送を終了させることができる。
【００４５】
次に、具体的な構成についてさらに説明する。図５に示す送信端末１１ａは、情報の送受信の制御を行う制御部１２ａ、情報を無線にて送信する無線送信回路１３ａ、無線で送信された情報を受信する無線受信回路１４ａ、情報の送受信の切り替えを行う切り替え部１５ａ、情報を電波として放出したり電波を受信したりするアンテナ１６ａ、不図示の上位装置と情報のやり取りを行うインターフェース（図示省略）を備えている。制御部１２ａは、不図示のインターフェースを介して情報のやり取りを行う上位装置、例えば、パソコン等の情報処理装置、計装機器を構成するスイッチ、センサ、表示器などに接続することができる。また図示省略しているが、外部に設けられた給電部から制御部１２ａ、無線送信回路１３ａ及び無線受信回路１４ａ等に電力が供給されるようになっている。
【００４６】
さらに制御部１２ａには、メモリ３１ａ、パケット制御部３２ａ、および応答送信タイミング生成部３３ａが設けられている。
一方、受信端末１１ｂは、上記送信端末１１ａと同様に、情報の送受信の制御を行う制御部１２ｂ、情報を無線にて送信する無線送信回路１３ｂ、無線で送信された情報を受信する無線受信回路１４ｂ、情報の送受信の切り替えを行う切り替え部１５ｂ、情報を電波として放出したり電波を受信したりするアンテナ１６ｂ、不図示の上位装置と情報のやり取りを行うインターフェース（図示省略）を備えている。
【００４７】
制御部１２ｂは、不図示のインターフェースを介して情報のやり取りを行う上位装置、例えば、パソコン等の情報処理装置、計装機器を構成するスイッチ、センサ、表示器などに接続することができる。また図示省略しているが、外部に設けられた給電部から制御部１２ｂ、無線送信回路１３ｂ及び無線受信回路１４ｂ等に電力が供給されるようになっている。
【００４８】
さらに制御部１２ｂには、メモリ３１ｂ、パケット制御部３２ｂ、および応答送信タイミング生成部３３ｂが設けられている。
メモリ３１ｂには、上記図１に示す構成情報が記憶されている。またメモリ３１ｂには、自端末に予め一意に割り当てられている端末ＩＤ（無線端末識別子）や、パケット制御部３２ｂ及び応答送信タイミング生成部３３ｂが備えるＣＰＵ／ＭＰＵ等がパケット処理するためや応答送信タイミングを算出するための所定のアプリケーションプログラム等も記憶している。
【００４９】
パケット制御部３２ｂは、ＣＰＵ／ＭＰＵ等を備え、メモリ３１ｂに記憶されている所定のアプリケーションプログラムを使用して図２や図４に示した通信シーケンスで必要となる各種パケットの生成や解析を実行する。またパケット制御部３２ｂは、送信端末１１ａから送られてくる通信要求を解析し、その解析結果で宛先への中継路が存在する場合には、通信要求、すなわち図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０の領域１１４に格納されている“宛先へのホップ数”をＡとして抽出し、またメモリ３１ｂ内の構成情報を読出して自端末から宛先への論理中継数をＢとして得るとともに、メモリ３１ｂ内に格納されている“自端末ＩＤ”を読み出し、これら“宛先へのホップ数”(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)及びメモリ３１ｂ内に格納されている“自端末ＩＤ”を、応答送信タイミング生成部３３ｂに出力する。そしてパケット制御部３２ｂは、応答送信タイミング生成部３３ｂにおいて算出された応答送信タイミングを受信し、受信した応答送信タイミングで通信応答を送信端末１１ａに送信する。
【００５０】
応答送信タイミング生成部３３ｂは、パケット制御部３２ｂから出力される、“宛先へのホップ数”Ａと、メモリ３１ｂ内の構成情報から読み出した自端末から宛先への論理中継数Ｂと、メモリ３１ｂ内に格納されている“自端末ＩＤ”を基に、図示していないＣＰＵ／ＭＰＵで演算を行って、表１に示されるように応答送信タイミングを算出する。なお、応答送信タイミングを算出するためのソフトウェアは、メモリ３１ｂに格納されており、応答送信タイミング生成部３３ｂはメモリ３１ｂにアクセスして自装置内に適宜取り込む。さらに応答送信タイミング生成部３３ｂは、演算処理の一環としてタイマ機能を備え、パケット制御部３２ｂからの応答送信タイミング生成のための入力時にタイマ機能を起動する。そしてタイマ機能は、ここではソフトタイマによるものであるが、ハードウェアタイマを備えるようにしても良い。
【００５１】
ここで、応答送信タイミング制御部３３ｂで生成される表１に示される応答送信タイミングの生成例について説明する。応答送信タイミング生成部３３ｂは、パケット制御部３２ｂから出力される、図１１の（１）に示される通信要求のパケットフォーマットにおける通信ヘッダ１１０内の領域１１４に格納されている“宛先へのホップ数”Ａ、メモリ３１ｂ内の構成情報から読み出された自端末から宛先への論理中継数Ｂ、および、メモリ３１ｂから読み出された“自端末ＩＤ”を受信するとともにソフトタイマを起動する。そのうえで、応答送信タイミング生成部３３ｂの演算機能を動作させて、“宛先へのホップ数”Ａおよび自端末から宛先への論理中継数Ｂの差分と、端末ＩＤと４の剰余を計算する。
【００５２】
すなわち、Ａ−Ｂで差分を計算して、Ａ−Ｂ＞０で、端末ＩＤと４の剰余が０ならば、応答送信タイミングＴ２を、また端末ＩＤと４の剰余が１ならば、応答送信タイミングＴ３を、また端末ＩＤと４の剰余が２ならば、応答送信タイミングＴ４を、また端末ＩＤと４の剰余が３ならば、応答送信タイミングＴ５を、それぞれ生成し、生成された送信応答タイミングをパケット制御部３２ｂに出力する。この場合、後述する中継方向の向きの定義にしたがって、Ａ−Ｂ＞０であれば、中継方向の向きは前向きとなる。したがって、中継方向が前向きの端末からの通信応答であれば、応答送信タイミングはＴ２ないしＴ５のいずれかのタイミングでの応答となる。
【００５３】
またＡ−Ｂ＝０で、端末ＩＤと４の剰余が０又は２ならば、応答送信タイミングＴ６を、また端末ＩＤと４の剰余が１又は３ならば、応答送信タイミングＴ７を、それぞれ生成し、生成された送信応答タイミングをパケット制御部３２ｂに出力する。この場合、後述する中継方向の向きの定義にしたがって、Ａ−Ｂ＝０であれば、中継方向の向きは横向きとなる。したがって、中継方向が横向きの端末からの通信応答であれば、応答送信タイミングはＴ６またはＴ７のタイミングでの応答となる。
【００５４】
またＡ−Ｂ＜０で、端末ＩＤと４の剰余が０、１、２、３のいずれかであれば、応答送信タイミングＴ８を生成し、生成された送信応答タイミングをパケット制御部３２ｂに出力する。この場合、後述する中継方向の向きの定義にしたがって、Ａ−Ｂ＜０であれば、中継方向の向きは後向きとなる。したがって、中継方向が後向きの端末からの通信応答であれば、応答送信タイミングはＴ８のタイミングでの応答となる。
【００５５】
なお、Ｂ＝０であれば、宛先端末が即ち自端末となるので、応答送信タイミングＴ１で応答することになる。
また上記の実施例において、端末ＩＤと“４”の剰余を取る場合について例示したが、“４”に限定されるものでなく、応答送信タイミングの数を増やしたければ“４”より大きい任意の整数を選ぶことができる。しかし応答送信タイミングの数を増やせば良いというものではなく、図１に示されるようなネットワーク構成を参照して応答タイミングの数が適切となるような整数を選ぶようにする。
【００５６】
ここで上記した中継方向について説明する。“中継方向前向き”とは、情報の転送元（送信元）となっている端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から宛先ＩＤ７に情報を転送する場合に要する通信回数が、無線端末Ａよりも少なくて済む無線端末であるとき当該無線端末への情報転送を、中継方向が前向きであると定義し、また“中継方向横向き”とは、情報の転送元（送信元）となっている端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から宛先ＩＤ７に情報を転送する場合に要する通信回数が、無線端末Ａと同じ数である無線端末であるとき当該無線端末への情報転送を、中継方向が横向きであると定義し、さらに“中継方向後向き”とは、情報の転送元（送信元）となっている端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から宛先ＩＤ７に情報を転送する場合に要する通信回数が、無線端末Ａよりも多くなる無線端末であるとき当該無線端末への情報転送を、中継方向が後向きであると定義している。
【００５７】
【表１】
2014053867.tif 000003
図６Ａは、本発明の実施形態に係る常時動作無線端末の受信時におけるパケット制御部の機能ブロックを示す図である。図６Ａに示すように、常時動作無線端末の受信時におけるパケット制御部３２ｂは、通信要求解析部３２１において、まず受信したパケットが図１１（１）に示す通信要求フォーマットであるか否かを解析し、解析の結果、それが通信要求フォーマットであれば、通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０内の領域１１３から宛先ＩＤを抽出する。そして宛先へのホップ数抽出部３２２が図１１（１）に示す通信要求フォーマットの通信ヘッダ１１０内の領域１１４から“宛先へのホップ数”Ａを抽出する。また解析の結果で通信要求フォーマットであることが判明したことから、メモリ読出し部３２３がメモリ３１ｂに格納されている“自端末ＩＤ”を読み出し、さらに論理中継数算出部３２４が読み出された“自端末ＩＤ”を基にメモリ３１ｂ内の構成情報から“自端末から宛先への論理中継数”Ｂを算出する。
【００５８】
そして宛先へのホップ数(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)、及び、自端末ＩＤの獲得部３２５は、上記宛先へのホップ数抽出部３２２により抽出された“宛先へのホップ数”Ａ、また上記論理中継数算出部３２４により算出された“自端末から宛先への論理中継数”Ｂ、及び、上記メモリ読出し部３２３により読み出された“自端末ＩＤ”を、それぞれ獲得する。そのうえで獲得した宛先へのホップ数(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)、及び、自端末ＩＤをそれぞれ応答送信タイミング生成部３３ｂに出力する。
【００５９】
図６Ｂは、本発明の実施形態に係る常時動作無線端末の受信時における応答送信タイミング生成部の処理フローを示す図である。応答送信タイミング生成部における応答送信タイミングの生成は、図６Ａに示したパケット制御部３２ｂから出力された宛先へのホップ数(Ａ)、自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)、及び、自端末ＩＤをそれぞれ受領することで開始される（ステップＳ１）。
【００６０】
そして受領した自端末から宛先への論理中継数、すなわちＢについて、Ｂ＝０であるか否かを判定する（ステップＳ２）。Ｂ＝０（ステップＳ２，ＹＥＳ）であれば、応答送信タイミングＴ１を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ３）、応答送信タイミング生成処理を終了する。一方、Ｂ＝０（ステップＳ２，ＮＯ）でなければ、ステップＳ４に進む。
【００６１】
ステップＳ４では、宛先へのホップ数(Ａ)と自端末から宛先への論理中継数(Ｂ)との差分、すなわち、Ａ−Ｂを計算するとともに、端末ＩＤと４との剰余を計算する。
そしてＡ−Ｂ＞０（ステップＳ５）で且つ剰余が０（ステップＳ６，ＹＥＳ）であった場合、ステップＳ７に進み、応答送信タイミングＴ２を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ７）、応答送信タイミング生成処理を終了する。一方、剰余が０でなく（ステップＳ６，ＮＯ）且つ剰余が１（ステップＳ８，ＹＥＳ）であった場合、ステップＳ９に進み、応答送信タイミングＴ３を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ９）、応答送信タイミング生成処理を終了する。
【００６２】
またＡ−Ｂ＞０（ステップＳ５）で且つ剰余が１でなく（ステップＳ８，ＮＯ）且つ剰余が２（ステップＳ１０，ＹＥＳ）であった場合、ステップＳ１１に進み、応答送信タイミングＴ４を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ１１）、応答送信タイミング生成処理を終了する。
【００６３】
またＡ−Ｂ＞０（ステップＳ５）で且つ剰余が２でなければ（ステップＳ１０，ＮＯ）、ステップＳ１２に進み、応答送信タイミングＴ５を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ１２）、応答送信タイミング生成処理を終了する。
【００６４】
次に、ステップＳ４におけるＡ−Ｂの計算で、Ａ−Ｂ＝０（ステップＳ１３）であった場合には、ステップＳ１４に進む。そしてステップＳ１４で剰余が０又は２であった場合（ステップＳ１４，ＹＥＳ）、ステップＳ１５に進み、応答送信タイミングＴ６を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ１５）、応答送信タイミング生成処理を終了する。一方、剰余が０又は２でなく（ステップＳ１４，ＮＯ）であった場合、ステップＳ１６に進み、応答送信タイミングＴ７を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ１７）、応答送信タイミング生成処理を終了する。
【００６５】
そしてステップＳ４におけるＡ−Ｂの計算で、Ａ−Ｂ＜０（ステップＳ１７）であった場合には、ステップＳ１８に進む。そしてステップＳ１８で剰余が０〜３のいずれかであった場合（ステップＳ１８，ＹＥＳ）、ステップＳ１９に進み、応答送信タイミングＴ８を生成し、これを上記パケット制御部３２ｂに出力し（ステップＳ１９）、応答送信タイミング生成処理を終了する。一方、剰余が０〜３のいずれでもなかった場合（ステップＳ１８，ＮＯ）は、エラー終了する。
【００６６】
以上のような応答送信タイミング生成部における応答送信タイミングの生成処理を実行することにより、表１に示すような応答送信タイミングを得ることができる。一方、上記のような応答送信タイミング生成部３３ｂから出力された応答送信タイミングを用いてパケット制御部３２ｂは通信要求パケットを送信した端末ＩＤ１に向けて通信応答パケットを無線で送信することになる。
【００６７】
図７は、他無線端末から無線端末Ａ(端末ID=1)に所定の応答送信タイミングで通信応答が送信され、無線端末Ａが情報転送の際に利用し得る中継方向の例を示す図である。図７において、端末１、端末２、・・・、端末６というように端末に付記されている数字は、端末のＩＤ番号を示すものであり、そして図７の上部に示す通信要求における矢印は、端末ＩＤ１から端末ＩＤ２〜端末ＩＤ６に通信要求が同報送信された際の情報（=パケット）の流れ（つまり、図７に示す端末ＩＤ１から端末ＩＤ２〜端末ＩＤ６への矢印線は、矢印の順に情報が流れることを示すものでない）を示すものであり、また左欄のＴ１〜Ｔ８は表１に示した応答送信タイミングを表し、無線端末Ａ(端末ID=1)が左欄のＴ１〜Ｔ８の優先順に相手無線端末から通信応答を受信することを示すものであり、また右欄は無線端末Ａ(端末ID=1)から端末ＩＤ２〜端末ＩＤ６に通信要求を同報送信した後に応答送信が送信される中継方向として前向き、横向き、後向きがあり且つ前向き、横向き、後向きの順に中継方向の優先順位が設定されているために応答送信タイミングの優先順位もそれに倣って決まることを示す。
【００６８】
図７について更に説明すると、常時動作無線端末Ａ(端末ID=1)が情報の転送元（送信元）として図１に示す通信ネットワークシステム上の周辺の無線端末に通信要求を同報送信したとき、応答送信タイミングの優先順位が上位の中継方向が前向きにあたる端末には端末ＩＤ５と端末ＩＤ６とが存在し、端末ＩＤ５からは応答送信タイミングＴ３で、また端末ＩＤ６からは応答送信タイミングＴ４で通信応答が送信されることを示している。なお、端末ＩＤ１と端末ＩＤ６との間には直接の通信路が存在しないが通信環境の変化で電波が到達することもあり得るので、それを見越してあらかじめ設定しておくものである。また応答送信タイミングＴ５で応答を送信する端末ＩＤは図１に示す通信ネットワークシステム上には未設定となっているが拡張により設定される余地があることを示している。
【００６９】
また応答送信タイミングの優先順位が中位の中継方向が横向きにあたる端末には端末ＩＤ４と端末ＩＤ３とが存在し、端末ＩＤ４からは応答送信タイミングＴ６で、また端末ＩＤ３からは応答送信タイミングＴ７で通信応答が送信されることを示している。さらに応答送信タイミングの優先順位が下位の中継方向が後向きにあたる端末には端末ＩＤ２が存在し、端末ＩＤ２からは応答送信タイミングＴ８で通信応答が送信されることを示している。
【００７０】
図８は、図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）に向けた中継方向が前向きの転送処理の例を示す図である。図８において、端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から通信要求が同報送信された場合に、応答送信タイミングの優先順位が上位の中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂからは、応答送信タイミングＴ３で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に通信応答が送信される。端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）は最先に通信応答が送信された端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）に向けて転送データを速やかに送信し、一方、端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）はこれを受信したら転送肯定応答を端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に向けて速やかに送信する。これにより中継方向が前向きの情報転送シーケンスを完了する。
【００７１】
この場合、中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ６（常時動作無線端末Ｆ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ４で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信されるが、上述したように中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）から通信応答が応答送信タイミングＴ３ですでに端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信され且つ転送シーケンスが終了した後なので、通信応答は破棄される。
【００７２】
また応答送信タイミングの優先順位が中位の中継方向が横向きにあたる端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ６でおよび端末ＩＤ３（常時動作無線端末Ｃ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ７で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信されるが、上述したように中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）から通信応答が応答送信タイミングＴ３ですでに端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信され且つ転送シーケンスが終了した後なので、通信応答は破棄される。
【００７３】
さらに応答送信タイミングの優先順位が下位の中継方向が後向きにあたる端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ８で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信されるが、上述したように中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）から通信応答が応答送信タイミングＴ３ですでに端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信され且つ転送シーケンスが終了した後なので、通信応答は破棄される。
【００７４】
図９は、図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）に向けた中継方向が横向きの転送処理の例を示す図である。図９において、端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から通信要求が同報送信された場合に、応答送信タイミングの優先順位が上位の中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂや端末ＩＤ６（常時動作無線端末Ｆ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂからは端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に対して応答送信タイミングＴ３や応答送信タイミングＴ４で本来なら通信応答が送信されるべきところ何らかの要因で通信応答が端末ＩＤ１に到達していないことを示している。
【００７５】
また端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から通信要求が同報送信された場合に、応答送信タイミングの優先順位が中位の中継方向が横向きにあたる端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ６で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信される。端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）は最先に通信応答が送信された端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）に向けて転送データを速やかに送信し、一方、端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）はこれを受信したら転送肯定応答を端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に速やかに送信する。これにより中継方向が横向きの情報転送シーケンスを完了する。
【００７６】
この場合、中継方向が同じく横向きにあたる端末ＩＤ３（常時動作無線端末Ｃ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ７で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信されるが、上述したように中継方向が横向きにあたる端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）から通信応答が応答送信タイミングＴ６ですでに端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信され且つ転送シーケンスが終了した後なので、通信応答は破棄される。
【００７７】
さらに応答送信タイミングの優先順位が下位の中継方向が後向きにあたる端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ８で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信されるが、上述したように中継方向が横向きにあたる端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）から通信応答が応答送信タイミングＴ６ですでに端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信され且つ転送シーケンスが終了した後なので、通信応答は破棄される。
【００７８】
図１０は、図７に示した端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）に向けた中継方向が後向きの転送処理の例を示す図である。図１０において、端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）から通信要求が同報送信された場合に、応答送信タイミングの優先順位が上位の中継方向が前向きにあたる端末ＩＤ５（常時動作無線端末Ｅ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂや端末ＩＤ６（常時動作無線端末Ｆ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に対して応答送信タイミングＴ３や応答送信タイミングＴ４で本来なら通信応答が送信されるべきところ何らかの要因で通信応答が端末ＩＤ１に到達していないことを示している。
【００７９】
また応答送信タイミングの優先順位が中位の中継方向が横向きにあたる端末ＩＤ４（常時動作無線端末Ｄ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂや端末ＩＤ３（常時動作無線端末Ｃ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂからも端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に対して応答送信タイミングＴ６や応答送信タイミングＴ７で本来なら通信応答が送信されるべきところ何らかの要因で通信応答が端末ＩＤ１に到達していないことを示している。
【００８０】
その一方、応答送信タイミングの優先順位が下位の中継方向が後向きにあたる端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）の受信端末１１ｂ内の制御部１２ｂから通信応答が応答送信タイミングＴ８で端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に送信される。端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）は最先に通信応答が送信された端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）に向けて転送データを速やかに送信し、一方、端末ＩＤ２（常時動作無線端末Ｂ）はこれを受信したら転送肯定応答を端末ＩＤ１（常時動作無線端末Ａ）に速やかに送信する。これにより中継方向が後向きの情報転送シーケンスを完了する。
【００８１】
図１１は、本発明の実施形態に係るパケットフォーマットの一例を示す図である。図１１において、最初に、（１）通信要求のパケットフォーマットについて説明する。通信要求のパケットフォーマットは、通信ヘッダ１１０と通信データ１２０に分けられている。そして通信ヘッダ１１０の領域には、“通信要求”コマンドを格納する領域１１１と、自端末ＩＤを格納する領域１１２と、宛先端末ＩＤを格納する領域１１３と、宛先へのホップ数を格納する領域１１４が有る。
【００８２】
次に、（２）通信応答のパケットフォーマットについて説明する。通信応答のパケットフォーマットは、通信ヘッダ２１０と通信データ２２０の領域に分けられている。そして通信ヘッダ２１０の領域には、上記“通信要求”コマンドに対するものとして“通信応答”コマンドを格納する領域２１１と、自端末ＩＤを格納する領域２１２が有る。なお、領域２１３および領域２１４は未定義のエリアとして確保されており、必要に応じて当該エリア内にデータを定義して使用できることを示している。
【００８３】
また図１１に示すパケットフォーマット例には、図２などに示した転送データおよび転送肯定応答についてのフォーマット例は示されていないが、図１１に示されたフォーマット例と略同じであるため省略することにする。
【符号の説明】
【００８４】
１１ａ  送信端末
１１ｂ  受信端末
１２ａ、１２ｂ  制御部
１３ａ、１３ｂ  無線送信回路
１４ａ、１４ｂ  無線受信回路
１５ａ、１５ｂ  切り替え部
１６ａ、１６ｂ  アンテナ
３１ａ、３１ｂ  メモリ
３２ａ、３２ｂ  パケット制御部
３３ａ、３３ｂ  応答送信タイミング生成部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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