(57)【要約】通信システムのスループットの低下を抑えるという課題を解決するために、通信装置は、第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する受信手段と、第１のデータを第２の装置に送信する送信手段と、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する品質指標取得手段と、第２の指標が第１の指標よりも良好であり、かつ、第２のデータの受信状況が、第２の装置が第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、蓄積された第１のデータを、送信手段を用いて第２の装置へ送信させる判断手段と、を備える。
2010110191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する受信手段と、
前記第１のデータを前記第２の装置に送信する送信手段と、
前記第１の装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する品質指標取得手段と、
前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であり、かつ、前記第２のデータの受信状況が、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、前記蓄積された前記第１のデータを、前記送信手段を用いて前記第２の装置へ送信させる判断手段と、を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記第１の指標は、前記第１の装置における前記第２のデータの信号対雑音比であり、
前記第２の指標は、自通信装置における前記第２のデータの信号対雑音比であり、
前記判断手段は、
前記第１の指標よりも前記第２の指標が大きい場合は、前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であると判断することを特徴とする、請求項１に記載された通信装置。
【請求項３】
前記第１の指標を、前記第１のデータから取得し、
前記第２の指標を、前記通信装置の前記受信手段から取得することを特徴とする、請求項２に記載された通信装置。
【請求項４】
前記第１の指標は、前記第１の装置と前記第２の装置との間の距離であり、
前記第２の指標は、前記通信装置と第２の装置との間の距離であり、
前記判断手段は、
前記第１の指標よりも前記第２の指標が小さい場合には、前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であると判断することを特徴とする、請求項１に記載された通信装置。
【請求項５】
前記第１の指標を、前記第１のデータに記載された前記第１の装置の位置情報及び前記第２のデータに記載された前記第２の装置の位置情報に基づいて取得し、
前記第２の指標を、前記第２のデータに記載された前記第２の装置の位置情報及び前記通信装置の位置情報に基づいて取得することを特徴とする、請求項４に記載された通信装置。
【請求項６】
前記第２のデータが、前記第２の装置における前記第１のデータの受信の成功を示す肯定応答であり、所定の時刻の経過前に前記通信装置が前記肯定応答を受信しない場合、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないと前記判断手段が判断することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載された通信装置。
【請求項７】
前記第２のデータが、前記第２の装置における前記第１のデータを正常に受信していないこと示す否定応答であり、前記通信装置が前記否定応答を受信した場合、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないと前記判断手段が判断することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載された通信装置。
【請求項８】
受信した前記第１のデータから第１の要求品質を取得する手段をさらに備え、
前記判断手段は、さらに、前記通信装置が送信する第３のデータに設定する第２の要求品質と前記第１の要求品質とに基づいて、前記第１のデータを前記第２の装置に送信するかどうかを判断することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の通信装置。
【請求項９】
前記第１の要求品質及び前記第２の要求品質は、それぞれ前記第１のデータの優先度及び前記第３のデータの優先度を示す値であり、前記第３のデータの優先度よりも前記第１のデータの優先度が高い場合には、前記第１のデータを前記第２の装置に送信することを特徴とする、請求項８に記載された通信装置。
【請求項１０】
前記受信手段で受信した前記第１のデータの前記第２の装置への送信の際には、バックオフ制御が用いられることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載された通信装置。
【請求項１１】
無線伝送路を介して、第１の装置と、第２の装置と、第３の装置とが、互いに接続されている通信システムであって、前記第３の装置は、請求項１乃至１０のいずれかに記載された通信装置であることを特徴とする、通信システム。
【請求項１２】
通信装置を、
第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する受信手段、
前記第１のデータを前記第２の装置に送信する送信手段、
前記第１の装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する品質指標取得手段、前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であり、かつ、前記第２のデータの受信状況が、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、前記蓄積された前記第１のデータを、前記送信手段を用いて前記第２の装置へ送信させる判断手段、
として動作させるためのプログラムを記録した、通信装置の制御プログラムの記録媒体。
【請求項１３】
第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する第１のステップと、
前記第１の装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と前記第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する第２のステップと、
前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であり、かつ、前記第２のデータの受信状況が、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、前記蓄積された前記第１のデータを、前記送信手段を用いて前記第２の装置へ送信させる第３のステップと、
前記第１のデータを前記第２の装置に送信する第４のステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【請求項１４】
前記第１の指標は、前記第１の装置における前記第２のデータの信号対雑音比であり、
前記第２の指標は、自通信装置における前記第２のデータの信号対雑音比であり、
前記第３のステップは、
前記第１の指標よりも前記第２の指標が大きい場合は、前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であると判断することを特徴とする、請求項１３に記載された通信方法。
【請求項１５】
前記第２のステップは、
前記第１の指標を、前記第１のデータから取得し、
前記第２の指標を、前記通信装置の前記受信手段から取得することを特徴とする、請求項１４に記載された通信方法。
【請求項１６】
前記第１の指標は、前記第１の装置と前記第２の装置との間の距離であり、
前記第２の指標は、前記通信装置と第２の装置との間の距離であり、
前記第３のステップは、前記第１の指標よりも前記第２の指標が小さい場合には、前記第２の指標が前記第１の指標よりも良好であると判断することを特徴とする、請求項１３に記載された通信方法。
【請求項１７】
前記第２のステップは、
前記第１の指標を、前記第１のデータに記載された前記第１の装置の位置情報及び前記第２のデータに記載された前記第２の装置の位置情報に基づいて取得し、
前記第２の指標を、前記第２のデータに記載された前記第２の装置の位置情報及び前記通信装置の位置情報に基づいて取得することを特徴とする、請求項１６に記載された通信方法。
【請求項１８】
前記第２のデータが、前記第２の装置における前記第１のデータの受信の成功を示す肯定応答であり、
前記第３のステップは、所定の時刻の経過前に前記通信装置が前記肯定応答を受信しない場合、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないと判断することを特徴とする、請求項１３乃至１７のいずれかに記載された通信方法。
【請求項１９】
前記第２のデータが、前記第２の装置における前記第１のデータを正常に受信していないことを示す否定応答であり、前記通信装置が前記否定応答を受信した場合、前記第２の装置が前記第１のデータを正常に受信していないと前記判断手段が判断することを特徴とする、請求項１３乃至１８のいずれかに記載された通信方法。
【請求項２０】
受信した前記第１のデータから第１の要求品質を取得する第５のステップをさらに備え、前記第３のステップは、さらに、前記通信装置が送信する第３のデータに設定する第２の要求品質と前記第１の要求品質とに基づいて、前記第１のデータを前記第２の装置に送信するかどうかを判断することを特徴とする、請求項１３乃至１９のいずれかに記載の通信方法。
【請求項２１】
前記第１の要求品質及び前記第２の要求品質は、それぞれ前記第１のデータの優先度及び前記第３のデータの優先度を示す値であり、前記第３のデータの優先度よりも前記第１のデータの優先度が高い場合には、前記第１のデータを前記第２の装置に送信することを特徴とする、請求項２０に記載された通信方法。
【請求項２２】
前記第４のステップは、
受信手段で受信した前記第１のデータの前記第２の装置への送信の際には、バックオフ制御を行うことを特徴とする、請求項１３乃至２１のいずれかに記載された通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信装置、通信装置の制御プログラムの記録媒体、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９９年にＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．）８０２．１１規格が制定されて以来、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムは、様々な用途に普及している。
無線ＬＡＮシステムにおいては、パケットロスに起因するパケットの再送によって、通信システム全体のスループットが低下するという課題がある。
たとえば、送信元ノードと宛先ノードとの間の距離が遠い場合や、電波状態が不安定な場合には、宛先ノードがパケットの受信に失敗することにより、パケットロスが発生することがある。宛先ノードにおいて、送信元ノードからのデータの受信状態が悪い場合には、送信元ノードがパケットを再送しても、宛先ノードがパケットの受信に再び失敗する可能性が高い。その結果、これらのような場合には、無線通信システムのスループットが著しく低下することがある。
このような無線通信の課題を解決する技術として、宛先ノードとの通信状態が良好な、宛先ノードの近隣にある傍受ノードを代理送信ノードとして選定し、代理送信ノードが送信元ノードに代わって宛先ノードへパケットを再送する技術が提案されている。
以下、本明細書では、伝送するデータの本来の送信元となるノードを「送信元ノード」、データの宛先となるノードを「宛先ノード」、送信元ノードから宛先ノードに向けて送信されたデータを傍受可能なノードを「傍受ノード」と呼ぶ。一般的に、傍受ノードは、送信元ノードと宛先ノードとの近隣にある。
特許文献１には、代理送信ノードを用いてパケットを再送する技術が記載されている。特許文献１は、傍受ノードが送信元ノードと宛先ノードとの間の通信を傍受し、宛先ノードからのＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ：肯定応答）を受信できなかったときは傍受ノードが宛先ノードへデータを再送する無線通信システムの構成を開示している。
特許文献２は、送信元ノードが、送信元ノードと宛先ノードとの間の通信品質及び宛先ノードと代理送信ノードとの通信品質を比較し、最も高品質な経路を選択する経路制御システムを開示している。
さらに、非特許文献１は、リレーノードと宛先ノード間の通信品質に応じて、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式におけるパラメータであるＡＩＦＳ（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）、ＣＷｍｉｎ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ  ｍｉｎｉｍｕｍ）を決定し、通信品質の良い傍受ノードを高い確率で代理送信ノードとして選択する無線パケットネットワークの構成を開示している。
代理送信に関わる傍受ノードの動作を、図１４〜図１６を用いて説明する。図１４は、傍受ノードが存在する無線ＬＡＮシステムの構成図である。図１５は、傍受ノードが再送を行わない通常の無線ＬＡＮシステムの再送動作を示す図である。図１６は、傍受ノードが代理送信ノードとして再送を行う場合の再送動作を示す図である。
図１４に示した無線ＬＡＮシステムにおいて、送信元ノード１０１は、宛先ノード１０２にパケットを送信する。以下に、図１４に示した無線ＬＡＮシステムにおいて、傍受ノードによる代理送信を行わない場合と行う場合とについて説明する。
図１５に、傍受ノードが代理送信を行わない通常の無線ＬＡＮシステムの再送動作を示す。
送信元ノード１０１は、宛先ノード１０２に向けて１回目の送信パケットを送信した後、宛先ノード１０２からの到達確認を示すＡＣＫパケットによる応答を待つ。しかし、途中で何らかの理由でパケットが正しく宛先ノード１０２に到達できないと、宛先ノード１０２はＡＣＫパケットを送信元ノードに送信しない。送信元ノード１０１は、パケットの送信後一定の待ち時間（Ｔｗ１）が経過しても宛先ノード１０２からＡＣＫパケットの応答を受信しなかった場合には、宛先ノード１０２への送信パケットを再送信する。
図１６は、傍受ノードが代理送信ノードとして代理送信を行う場合の再送動作を示す図である。傍受ノード１０３〜１０９が送信元ノード１０１からの送信パケットを正しく受け取ったが、送信元ノード１０１から宛先ノード１０２までの距離が遠いこと、または、電波状態が不安定であることが原因で、宛先ノード１０２においてパケットエラーが発生した場合を考える。宛先ノードにおける受信状態が悪い場合には、送信元ノード１０１が送信パケットを宛先ノードへ再送しても、宛先ノードで再びパケットエラーが発生する可能性が高い。
そこで、傍受ノードは、送信元ノード１０１からの送信パケットを正しく受け取った後、ある待ち時間（Ｔｗ２）の間、宛先ノードからのＡＣＫパケットの到着を待つ。待ち時間Ｔｗ２を経過してもＡＣＫパケットを受信できなかった傍受ノードは、ランダムアクセス方式の送信権獲得のための手順に参加する。この手順はバックオフ手順と呼ばれる。バックオフ手順を実行した結果、送信権を獲得した傍受ノードは、代理送信ノードとして、データを宛先ノードに再送する。このとき、送信元ノードと宛先ノードとの近隣に傍受ノードが存在しない場合も想定される。このため、送信元ノードも他の傍受ノードと同様に、パケットの再送を試みる。傍受ノードのうちどれかの代理送信が成功したら、他のノードは代理送信を中断する。また、宛先ノード１０２からＡＣＫパケットの返答がなければ、送信元ノード及び傍受ノードは、常に代理送信を試みる。
なお、バックオフ手順は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式の無線ＬＡＮシステムにおいて広く用いられている技術であるので、バックオフ手順についての詳細な説明は省略する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２７６４２号公報
【特許文献２】特開２００８−０５３７９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａ．Ｍａｓｕｄａ  ｅｔ  ａｌ，“Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂｅｃｏｍ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ２００７  Ｖｏｌ．３  ｐｐ．１３９０−１３９４，ＵＳＡ，２００７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した、傍受ノードを用いて代理送信を行う無線通信システムや経路制御システムには、通信システムのスループットが低下するという問題がある。
その第１の理由は、代理送信が不要な場合にも傍受ノードが代理送信を行う場合があるからである。すなわち、宛先ノードがＡＣＫパケットを正常に送信しているにもかかわらず、宛先ノードとの通信状態の悪い傍受ノードは、ＡＣＫパケットを受信できないことがある。このような場合には、傍受ノードは、再送が必要と誤って判断し、代理送信を行う場合があるからである。
その第２の理由は、代理送信により、不必要な伝送帯域が消費されるからである。すなわち、代理送信を行う傍受ノードの数が増加すると、必然的にパケットが衝突する確率が増加するからである。
特許文献１は、傍受ノードが宛先ノードからのＡＣＫパケットを受信しなかった場合に、傍受ノードがパケットを再送する構成を開示している。そして、特許文献１に記載の無線通信システムは、パケットを再送する傍受ノードを選定する際に、受信ノードからの受信信号強度（ＲＳＳＩ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が高いほど、パケットを再送するタイミングを早めている。すなわち、傍受ノードがパケットを再送するタイミングを受信ノードと傍受ノードとの間の通信状態及び閾値で決定している。
しかしながら、特許文献１に記載の通信システムにおいては、閾値以上に電波が強い傍受ノードであれば、例えば雑音も多く宛先ノードとの通信品質が悪い傍受ノードであっても優先して再送が行われる。その結果、特許文献１に記載の通信システムには、通信品質が悪い傍受ノードが代理送信に参加することで通信システムのスループットが低下する場合があるという問題がある。
また、特許文献２に記載の経路制御システムは、送信元ノードが、送信元ノードと宛先ノードとの間の通信品質及び宛先ノードと代理送信ノードとの通信品質を比較し、最も高品質な経路を選択する経路制御システムを開示している。しかしながら、特許文献２に記載の経路制御システムにおいては、送信ノードが、経路選択のための情報を他のノードから収集した上で複数の経路から最も高品質な経路を選択する必要がある。その結果、特許文献２に記載の経路制御システムは、経路計算のための負荷が送信ノードに発生するという問題がある。さらに、特許文献２に記載の経路制御システムは、経路選択のための情報を載せた制御パケットが送信元ノードと他のノードとの間で送受信されるので経路制御システムのスループットが低下するという問題もあった。
本願発明の目的は、通信システムのスループットの低下を抑えるための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明の通信装置は、第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する受信手段と、第１のデータを第２の装置に送信する送信手段と、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する品質指標取得手段と、第２の指標が第１の指標よりも良好であり、かつ、第２のデータの受信状況が、第２の装置が第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、蓄積された第１のデータを、送信手段を用いて第２の装置へ送信させる判断手段＋と、を備える。
本願発明の通信装置の制御プログラムの記録媒体は、通信装置を、第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する受信手段、第１のデータを第２の装置に送信する送信手段、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する品質指標取得手段、第２の指標が第１の指標よりも良好であり、かつ、第２のデータの受信状況が、第２の装置が第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、蓄積された第１のデータを、送信手段を用いて第２の装置へ送信させる判断手段、として動作させるためのプログラムを記録している。
本願発明の通信方法は、第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する第１のステップと、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の指標と、自通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の指標とを取得する第２のステップと、第２の指標が第１の指標よりも良好であり、かつ、第２のデータの受信状況が、第２の装置が第１のデータを正常に受信していないことを示すと判断した場合には、蓄積された第１のデータを、送信手段を用いて第２の装置へ送信させる第３のステップと、第１のデータを第２の装置に送信する第４のステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の傍受ノードの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における、傍受ノードの動作の第１の段階を示す図である。
【図３】第１の実施形態における、傍受ノードの動作の第２の段階を示す図である。
【図４】第１の実施形態における、傍受ノードの動作の第３の段階を示す図である。
【図５】第１の実施形態における、ノード間の品質指標テーブルの例である。
【図６】第２の実施形態の傍受ノードの構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態における、他のノードの位置情報を取得する動作を示す図である。
【図８】第２の実施形態における、傍受ノードの代理送信判断の手順を示す図である。
【図９】第３の実施形態の傍受ノードの構成を示す図である。
【図１０】第３の実施形態における、代理送信判断の手順を示す図である。
【図１１】ＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されたパケットに、パケットの送信元ノードにおける、受信パケットのＳＮＲを記載する構成を示す図である。
【図１２】ＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されたパケットに位置情報を記載する構成例を示す図である。
【図１３】第４の実施形態の通信装置の構成を示す図である。
【図１４】傍受ノードが存在する無線ＬＡＮシステムの構成図である。
【図１５】傍受ノードが再送を行わない通常の無線ＬＡＮシステムの再送動作を示す図である。
【図１６】傍受ノードが代理送信ノードとして代理送信を行う場合の再送動作を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［第１の実施形態］
本願発明の第１の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本願発明は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のようなランダムアクセスを行う無線通信システムに適用することが可能である。以下の説明では、ランダムアクセスの無線通信システムとして代表的な、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮを例にして説明する。しかし、本発明の適用領域はこれに限られない。本発明は、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ：超広帯域無線）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等の方式を用いた無線通信システムへの応用が可能である。
図１４は、傍受ノードが存在する無線ＬＡＮシステムの構成図である。図１４を参照すると、無線ＬＡＮシステムは、送信パケットの送信元である送信元ノード１０１と、送信パケットの宛先である宛先ノード１０２と、その近隣にある傍受ノード１０３〜１０９とを備える。
傍受ノードは、送信元ノード１０１が宛先ノードに送信するパケットを受信可能な通信装置である。傍受ノードは、後述する代理送信ノードの候補となることができるノードである。
まず、傍受ノード１０３〜１０９の構成について説明する。
図１は、第１の実施形態における、傍受ノード１０３の構成を示す図である。以下では傍受ノード１０３に関して説明する。傍受ノード１０４〜１０９も、傍受ノード１０３と同様の構成と機能とを備える。また、送信元ノード１０１が、傍受ノード１０３の構成を備えていてもよい。
図１４に示す無線ＬＡＮシステムにおける、傍受ノード１０３は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮ送受信部４０１に加えて、さらに、以下の機能部を備える。
すなわち、図１に示す傍受ノード１０３は、代理送信パケット記憶部４０２、通信状態検出部４０３、通信状態記憶部４０４、代理送信判断部４０５及び送信パラメータ決定部４０６を備える。また、傍受ノード１０３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置）４１１、メモリ４１２をも備える。
無線ＬＡＮ送受信部４０１は、無線伝送路を介して他のノードとの間でＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮパケットを送受信する。そして、無線ＬＡＮ送受信部４０１は、その内部に代理送信パケット記憶部４０２を備える。
代理送信パケット記憶部４０２は、送信元ノード１０１が宛先ノード１０２に送信したパケットを受信して記憶する。代理送信判断部４０５が、自傍受ノードにおいて代理送信を行うと判断した場合には、代理送信パケット記憶部４０２は、送信パラメータ決定部４０６を経由してその判断結果および送信パラメータを受け取る。そして、代理送信パケット記憶部４０２は、送信パラメータを用いてＣＳＭＡ／ＣＡ手順による再送処理を行う。また、代理送信判断部４０５が、自傍受ノードにおいては代理送信を行わないと判断した場合には、代理送信パケット記憶部４０２は、判断結果を代理送信判断部４０５から受け取り、記憶していたパケットを廃棄する。
通信状態検出部４０３は、他のノードとパケットを送受信する。そして、通信状態検出部４０３は、その際に自ノードと他ノード間の品質を示す指標、例えば受信したパケットの信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）を検出し、それを品質指標として通信状態記憶部４０４に記憶する。この品質指標はパケットの送受信を契機に更新される。ただし、更新はパケット送受信毎でもよいし、間歇的でもよい。なお、第１の実施形態ではノード間の品質を示す指標としてＳＮＲを例として挙げる。しかし、ノード間の通信品質を表す指標であれば、通信状態記憶部４０４は、他の情報を記憶してもよい。
通信状態記憶部４０４は、通信状態検出部４０３により検出されたＳＮＲを、品質指標テーブルとして記憶する。
代理送信判断部４０５は、送信元ノードのパケットの送信に対する宛先ノードからのＡＣＫパケットを、自ノードが受信しなかった場合に、自ノードが代理送信を行うかどうかを判断する。代理送信の判断の手順の詳細については、後ほど説明する。
代理送信の判断に先立ち、代理送信判断部４０５は、通信状態記憶部４０４から自ノードと宛先ノード１０２との間のＳＮＲを取得する。さらに、代理送信判断部４０５は、代理送信パケット記憶部４０２から送信元ノード１０１と宛先ノード１０２との間のＳＮＲを取得する。自ノードと宛先ノード１０２との間のＳＮＲ情報の取得は、自ノードと宛先ノードとが通信する際に取得してもよい。
なお、代理送信パケット記憶部４０２は、自ノードが記憶している代理送信パケットからＳＮＲ情報を取得する。
代理送信判断部４０５は、自傍受ノードが代理送信を行うと判断した場合には、送信パラメータ決定部４０６に、その判断結果とともに通信状態記憶部４０４から取得した自ノードと宛先ノード間のＳＮＲを通知する。これによって、代理送信判断部４０５は、代理送信のトリガーをかける。また、代理送信を行わないと判断した場合には、代理送信判断部４０５は、代理送信パケット記憶部４０２にその判断結果を通知する。
送信パラメータ決定部４０６は、代理送信判断部４０５が代理送信を行うと判断した場合には、代理送信判断部４０５からその通知と自ノードと宛先ノードとの間のＳＮＲの情報を受け取る。そして、送信パラメータ決定部４０６は、そのＳＮＲを元に送信パラメータを算出する。ここでいう送信パラメータの例としては、ＩＥＥＥ８０２．１１規格にて規定される、ＡＩＦＳ，ＣＷｍｉｎ，ＣＷｍａｘがある。しかし、通信システムの品質に関連した送信パラメータであれば、他のパラメータでもよい。
非特許文献１に記載された、ＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘを算出する式を、下記に示す。
［式（１）］
2010110191.tif 000003
［式（２）］
2010110191.tif 000004
［式（３）］
ＣＷｍａｘ＝（ＣＷｍｉｎ＋１）・２６−１      ・・・（３）
ここで、
τ＝スロットタイム
Γ＝ＳＮＲ
γａ，γｂ＝Γの閾値
である。
また、以下はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線ＬＡＮシステムにおける数値例である。
ＳＩＦＳ＝１０［μｓｅｃ］
τ＝２０［μｓｅｃ］
ＣＷ１＝１５，ＣＷ２＝７
γａ＝５，γｂ＝１４
ＣＰＵ４１１は、メモリ４１２に格納されたプログラムによって、傍受ノード１０３の各部、すなわち、無線ＬＡＮ通信部４０１、代理送信パケット記憶部４０２、通信状態検出部４０３、通信状態記憶部４０４、代理送信判断部４０５及び送信パラメータ決定部４０６を制御する。
［第１の実施形態の動作］
次に、傍受ノードの動作の流れを、さらに図２、図３、図４を参照して説明する。
無線ＬＡＮシステムを構成する、送信元ノード、宛先ノード及び傍受ノードは、図１の無線ＬＡＮシステムの構成と同様である。また、各ノードの動作シーケンスを図１６に示す。
以下では、図１４の無線ＬＡＮシステム構成において、送信元ノード１０１から宛先ノード１０２への送信パケットの送信が失敗した場合に、傍受ノード１０３〜１０９のそれぞれが、代理送信ノードとして代理送信を行うか否かを自律的に判断する動作を主に説明する。
第１の実施形態において、傍受ノードの動作は３段階に分かれる。第１の段階では、傍受ノードが、自ノードと他ノードとの間の通信品質を取得する。第２の段階では、傍受ノードが、代理送信候補ノードとして代理送信ノードの候補となるか否かを判断する。第３の段階では、代理送信を行うと判断した代理送信候補ノードが、実際に代理送信を行う。第１〜第３のそれぞれの段階について以下に説明する。
最初に、第１の段階について説明する。図２は、第１の実施形態における、傍受ノードの動作の第１の段階を示す図である。第１の段階では、送信元ノード１０１の近隣にある傍受ノードが、代理送信を行うための判断基準となるノード間の品質指標を取得する。第１の実施形態では、品質指標としてＳＮＲを用いる。
図２は、傍受ノードが、他ノードから受信したパケットのＳＮＲを測定し、通信状態記憶部４０４内の品質指標テーブルに記憶する手順を示す。
ここで、受信パケットのＳＮＲは、受信信号の受信帯域内の電力と受信信号のうちデータ信号のみの電力との比として測定される。また、受信パケットのＳＮＲを測定し出力する機能を備えた無線ＬＡＮチップは知られている。従って、受信パケットのＳＮＲを測定する方法の詳細な説明は省略する。
受信パケットのＳＮＲを測定して品質指標テーブルに記憶する手順は、送信元ノードから受信したパケットのＳＮＲを測定する場合と、宛先ノードから受信したパケットのＳＮＲを測定する場合とで異なっている。
送信元ノードから受信したパケットのＳＮＲを測定する場合（Ｆ１０１：送信元ノードからの受信パケット）の、ＳＮＲを品質指標テーブルに記憶する手順について説明する。全ての傍受ノードは、常時もしくは間歇的にキャリアセンスを行う。そして、傍受ノードは、送信元ノードが他のノード宛に送信したパケットを受信する（Ｆ１０５）。これは無線パケットのブロードキャスト性を利用している。傍受ノードは、受信パケットのＳＮＲを上述の手順で測定する（Ｆ１０６）。そして、傍受ノードは、受信パケットの送信元ノード、測定したＳＮＲの値及びその測定時刻に基づいて、通信状態記憶部４０４内の品質指標テーブルを更新する（Ｆ１０７）。
図５は、第１の実施形態における、ノード間の品質指標テーブルの例を示す図である。第１の実施形態においては、品質指標テーブルは、傍受ノードと送信元ノードとの間のＳＮＲのテーブルとなる。図５において、送信元ノードはＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）で区別される。また、「測定時刻」は、受信した信号のＳＮＲを測定した時刻を示す。
ＳＮＲの値は、複数回の測定値の平均値でも良いし、ある測定期間内の最悪値、最良値あるいは最新値としても良い。傍受ノードは、受信パケットを検査した結果、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）エラー等のエラーが発生した場合には、そのパケットに対するＡＣＫパケットを待つ。そして、そのＡＣＫパケットのヘッダから、受信エラーとなったパケットの送信元の情報を取得して、その情報をテーブルに加える。
次に、図２において、自ノードと宛先ノードとの間のＳＮＲを測定する際（Ｆ１０１：宛先ノードからの受信パケットのＳＮＲ測定）の、ＳＮＲを品質指標テーブルに記憶する手順について説明する。
傍受ノード１０３は、自ノードが生成したデータパケットを宛先ノードへ送信する（Ｆ１０２）。そして、自傍受ノードは、その送信パケットに対するＡＣＫパケットの応答を待つ（Ｆ１０３）。ＡＣＫパケットが所定の時間内に受信できなかった場合（Ｆ１０３：Ｎｏ）には、自ノードとそのパケットの宛先ノード間のパケット送信に失敗したとしてテーブルに記録する（Ｆ１０７）。また、所定の時間内に自傍受ノードがＡＣＫパケットを受信した場合（Ｆ１０３：Ｙｅｓ）には、受信したＡＣＫパケットのＳＮＲをステップＦ１０６と同様の手順で測定し（Ｆ１０４）、その情報を品質指標テーブルに記録する（Ｆ１０７）。品質指標テーブルは送信元ノードと宛先ノードとで受信と送信とで分けて用意されても良い。品質指標テーブルに記録するＳＮＲの値は、ある一定時間の平均値でも良いし、ＳＮＲの最新値で上書きされるようにしても良い。
次に、図３を用いて、第１の実施の形態における、傍受ノードの動作の第２の段階について説明する。第２の段階では、傍受ノードは、自ノードが代理送信を行う候補のノードとなるかどうかを自律的に判断する。
まず、ある傍受ノードが、他のノード宛のパケットを受信する（Ｆ２０１）。その傍受ノードは、通信状態検出部４０３によりそのパケットを送信した送信元ノードと自ノード間のＳＮＲを、ステップＦ１０６と同様の手順で測定する（Ｆ２０２）。そして、傍受ノードは、通信状態記憶部４０４の品質指標テーブルを更新する（Ｆ２０３）。ここまでは、図２で説明した、送信元ノードから受信したパケットのＳＮＲを測定する場合の手順と同様である。
ここで、ステップＦ２０３で更新された通信品質情報は、この後に続く代理送信判断には使われない。しかし、この通信品質情報は、送信元ノード宛のパケットを代理送信するか否かを判断する際に用いられる。
次に、代理送信パケット記憶部４０２は、受信したパケットのうち、ＡＣＫパケット以外のパケットを記憶する（Ｆ２０４）。そして、宛先ノードからＡＣＫパケットが返答されるのを待つ（Ｆ２０５）。
他のノード宛のパケットの受信後、所定の待ち時間内に、宛先ノードからのＡＣＫパケットを自ノードで受信した場合（Ｆ２０５：Ｙｅｓ）には、代理送信判断部４０５は、送信元ノードから宛先ノード宛のパケット送信は成功したと判断する。この場合、傍受ノードは代理送信を行う必要がないので、代理送信パケット記憶部４０２は、記憶していたパケットを廃棄して（Ｆ２０６）、代理送信を行わないと判断する（Ｆ２１１）。
一方、所定の待ち時間が経過しても、自ノードにＡＣＫパケットが到着しない場合（Ｆ２０５：Ｎｏ）には、代理送信判断部４０５は、送信元ノードから宛先ノード宛のパケット送信は失敗したと判断する。そして、代理送信を行うか否かを判断するために、２つの情報を取得する。第１の情報は、送信元ノード１０１と宛先ノード１０２との間の品質指標（ａ）である（Ｆ２０７）。第１の実施形態においては、品質指標（ａ）として、送信元ノードにおける、宛先ノードから受信したパケットのＳＮＲ（以下、ＳＮＲ（ａ）という。）を用いる。
ここで、ＳＮＲ（ａ）は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されたパケット内に記載される。図１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されたパケットに、パケットの送信元ノードにおける、受信パケットのＳＮＲを記載する構成を示す。第１の実施形態においては、ＳＮＲ（ａ）は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）ＣｏｎｔｒｏｌフィールドとＦｒａｍｅ  Ｂｏｄｙフィールドとの間に設けられたＳＮＲフィールドに書き込まれている。
送信元ノード１０１は、宛先ノード１０２から受信したデータのＳＮＲであるＳＮＲ（ａ）をパケットに書き込んだ後、宛先ノード１０２にパケットを送信する。自ノードは、送信元ノード１０１から宛先ノード１０２へ送信されるパケットを受信して、代理送信パケット記憶部４０２に記憶する。
代理送信判断部４０５は、代理送信パケット記憶部４０２に記憶されている、送信元ノードから受信したパケットからＳＮＲ（ａ）を読み出す（Ｆ２０７）。なお、ここでは、品質指標がパケットのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）ＣｏｎｔｒｏｌフィールドとＦｒａｍｅ  Ｂｏｄｙフィールドとの間のＳＮＲフィールドに記載されているとした。しかし、ＳＮＲはパケットの別の位置に記載されていてもよい。
第２の情報は、自ノードと宛先ノード１０２間の品質指標（ｂ）である（Ｆ２０８）。第１の実施形態においては、品質指標（ｂ）として、自ノードにおける、宛先ノード１０２から受信したパケットのＳＮＲ（以下、ＳＮＲ（ｂ）という。）を用いる。代理送信判断部４０５は、ＳＮＲ（ｂ）を、自ノード内の通信状態記憶部４０４に記憶されている品質指標テーブルから読み出す（Ｆ２０８）。ステップＦ２０７とステップＦ２０８との順序は逆になっていてもよい。そして、傍受ノードは、ＳＮＲ（ａ）とＳＮＲ（ｂ）とを比較する（Ｆ２０９）。その結果、品質指標（ｂ）の方が良い、すなわち、ＳＮＲ（ａ）よりも、ＳＮＲ（ｂ）の方が高い場合には（Ｆ２０９：Ｙｅｓ）、自ノードが代理送信を行うと判断する（Ｆ２１０）。以下、代理送信を行うと判断した傍受ノードを、「代理送信候補ノード」と呼ぶ。逆に、品質指標（ｂ）よりも品質指標（ａ）の方が良い場合には（Ｆ２０９：Ｎｏ）、自ノードは記憶している受信パケットを廃棄し（Ｆ２０６）、代理送信を行わない（Ｆ２１１）。
次に、図４を参照して、第１の実施形態における、傍受ノードの動作の第３の段階を説明する。図４は、傍受ノードが代理送信候補ノードとなった場合の代理送信動作を示す。
代理送信判断部４０５は、自ノードが図３のＦ２１０で傍受ノードが代理送信を行うと判断し、自ノードが代理送信候補ノードとなった場合には、その旨を送信パラメータ決定部４０６に通知する。送信パラメータ決定部４０６は、自ノードと宛先ノード１０２間の品質指標すなわちＳＮＲ（ｂ）を、代理送信判断部４０５を経由して通信状態記憶部４０４から取得する（Ｆ３０１）。
送信パラメータ決定部４０６は、式（１）〜式（３）を用いて、取得したＳＮＲから送信パラメータであるＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ、ＣＷｍａｘを計算する（Ｆ３０２）。
その後、無線ＬＡＮ送受信部は、バックオフ動作に入り、０とＣＷｍｉｎとの間にある乱数を発生させ（Ｆ３０３）、ＡＩＦＳの期間だけ待機する（Ｆ３０４）。そして、バックオフタイマのカウントダウンを開始する（Ｆ３０５）。
代理送信のためのバックオフタイマのカウントダウン中は、代理送信候補ノードは、タイマが０になるまで他のノードからのパケット送信を検出するかどうかを確認する（Ｆ３１０：Ｎｏ〜Ｆ３０６：Ｎｏ〜Ｆ３１０）。
他のノードからのパケット送信を検出しないまま、タイマが０になると（Ｆ３０６：Ｙｅｓ）、その代理送信候補ノードは送信権を獲得する。以降、送信権を獲得した代理送信候補ノードを、代理送信ノードと呼ぶ。代理送信ノードは、記憶していた代理送信パケットを送信する（Ｆ３０７）。このとき、代理送信ノードは、送信パケットの送信元を自ノードではなく元の送信元ノード１０１とする。そして代理送信ノードは、送信した代理送信パケットへのＡＣＫパケットの受信を待つ（Ｆ３０８）。代理送信ノードが所定の時間内に宛先ノード１０２からのＡＣＫパケットを受信した場合には（Ｆ３０８：Ｙｅｓ）、その代理送信ノードは、代理送信が成功したと判断する。そして、その代理送信ノードは、代理送信パケット記憶部４０２に保持していたパケットを廃棄する（Ｆ３１６）。代理送信ノードが所定の時間内にＡＣＫパケットを受信できなかった場合には、その代理送信ノードは、その旨を通信情報記憶部４０４の品質指標テーブルに記載して更新する（Ｆ３０９）。そして、その代理送信ノードは、代理送信パケット記憶部４０２に保持していたパケットを廃棄し（Ｆ３２０）、Ｆ３０２に戻りＦ３０２以降のステップを繰り返す。
一方、代理送信候補ノードが、代理送信のためのバックオフカウントダウン中に他のノードからのパケット送信を検出した場合には（Ｆ３１０：Ｙｅｓ）、その代理送信候補ノードは、バックオフタイマのカウントダウンを一時中断する（Ｆ３１１）。代理送信候補ノードは、そのパケットが代理送信の対象となるパケットか否か、をパケットヘッダの送信元ノード及び宛先ノードのアドレスとシーケンス番号から調査する（Ｆ３１２）。検出したパケットが代理送信の対象となるパケットの場合には（Ｆ３１２：Ｙｅｓ）、代理送信候補ノードは、そのパケットに対して宛先ノードが送信したＡＣＫパケットの検出を待つ（Ｆ３１５）。代理送信候補ノードが所定の時間内にＡＣＫパケットを検出した場合には（Ｆ３１５：Ｙｅｓ）、代理送信候補ノードは、他ノードによる代理送信が成功したと判断する。そして、その代理送信候補ノードは、自ノードによる代理送信を行わず、記憶していたパケットを廃棄する（Ｆ３１６）。
ステップＦ３１０で検出したパケットに対するＡＣＫパケットを代理送信候補ノードが所定の時間内に受信しなかった場合（Ｆ３１５：Ｎｏ）には、代理送信候補ノードはバックオフタイマのカウントダウンを再開する（Ｆ３１３）。また、受信したパケットが代理送信パケットではなかった場合（Ｆ３１２：Ｎｏ）も、代理送信候補ノードはバックオフタイマのカウントダウンを再開する（Ｆ３１３）。その後、Ｆ３１０に戻り、他のノードからのパケット送信を検出する手順を繰り返す。
なお、送信元ノード１０１が傍受ノードと同様の構成を備えることで、送信元ノード１０１も、図２、図３及び図４に示した手順による、代理送信動作を行うことができる。
また、第１の実施形態では、宛先ノードが送信したＡＣＫパケットを代理送信候補ノードで所定の時間内に検出しない場合に、宛先ノードでパケットの受信が失敗したと判断している。しかし、宛先ノードが送信したＮＡＣＫ（否定応答）パケットを、代理送信ノードで所定の時間内に検出した場合に、宛先ノードでパケットの受信が失敗したと判断してもよい。
［第１の実施形態の効果］
以上説明したように、第１の実施の形態では、傍受ノードは、自ノードと宛先ノードとの間のＳＮＲが送信元ノードと宛先ノードとの間のＳＮＲよりも良いかどうかを判断し、自ノードを代理送信の候補としている。そして、送信権を獲得した代理送信ノードは、宛先ノードへパケットを再送信する。そして、これらの動作は各傍受ノードが自律的に行っているので、特定のノードに処理が集中することなく、また制御パケットをノード間で交換することなく、成功率の高い代理送信が実現される。従って、第１の実施形態は、通信システムのスループットの低下を抑えることができる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態を説明する。
上述した第１の実施形態においては、品質指標として、ノード間の信号対雑音比（ＳＮＲ）を用いた。
電波の伝搬距離が長くなるほど、電波は届きにくくなる。その結果、送信元ノードと宛先ノードとの距離が遠いほど、通信品質は悪化する傾向がある。従って、品質指標として、ノード間の距離を用いることができる。そこで、第２の実施形態においては、ノード間の距離が通信品質情報として用いられている。
図６は、第２の実施形態の傍受ノード１０３の構成を示す。第２の実施形態の傍受ノードは、図１で説明した傍受ノードの通信状態検出部４０３及び通信状態記憶部４０４に代えて、自ノード位置取得部９０１、他ノードの位置情報記憶部９０２及びノード間距離算出部９０３を備える。
第２の実施形態において、自ノード位置取得部９０１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した測位機能によって、自ノードの位置情報を取得する。第２の実施形態におけるシステムを構成する全ノードは、それぞれが自ノードの位置情報を取得して、送信パケットに位置情報を書き込む。
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されたパケットに位置情報を記載してもよい。図１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されたパケットに位置情報を記載する構成例を示す。第２の実施形態においては、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）ＣｏｎｔｒｏｌフィールドとＦｒａｍｅ  Ｂｏｄｙフィールドとの間に位置情報フィールドを設けている。図１２では位置情報フィールドの大きさを２オクテットとしたが、必要な位置情報の精度に応じてさらに大きい領域を設けてもよい。自ノードは、自ノードの位置情報をパケットの位置情報フィールドに書き込んだ後、パケットを送信する。パケットを受信した各ノードは、図１２に示したパケットの位置情報フィールドから、パケットを送信したノードの位置情報を読み出す。
自ノードが送信元となるパケット送信の際には、無線ＬＡＮ送受信部４０１は、自ノードの位置情報を自ノード位置取得部９０１に要求する。自ノード位置取得部９０１は、位置情報を読み出して無線ＬＡＮ送受信部４０１に渡す。無線ＬＡＮ送受信部４０１は、送信するパケットに位置情報を記録する。位置情報としては、例えば、緯度、経度、高度がある。しかし、これら以外の位置情報であっても地点間の距離を算出できる情報であれば、第２の実施形態に適用可能である。
他ノード位置情報記憶部９０２は、自ノードが受信した、他の傍受ノードが送信したパケットに記録されている送信元ノードの位置情報を記憶する。他ノード位置情報記憶部９０２は、代理送信判断部４０５からの要求によって、受信したパケットの図１２に示した位置情報フィールドから、送信元ノードの位置情報を読み出す。送信元ノードの位置情報は、ノード間距離算出部９０３に渡されて、ノード間距離を算出する際に使われる。
代理送信判断部４０５は、自ノードと宛先ノード１０２との距離、及び、送信元ノード１０１と宛先ノード１０２との距離の算出をノード間距離算出部９０３に指示する。
ノード間距離算出部９０３は、他ノード位置情報記憶部９０２と自ノード位置取得部９０１とから、それぞれ送信元ノード１０１、宛先ノード１０２及び自ノードの位置情報を読み出す。そして、ノード間距離算出部９０３は、読み出した位置情報を用いて自ノードと宛先ノード１０２との距離、及び、送信元ノード１０１と宛先ノード１０２との距離を算出して、代理送信判断部４０５に通知する。
ＣＰＵ４１１は、メモリ４１２に格納されたプログラムによって、傍受ノード１０３の各部を制御する。すなわち、ＣＰＵ４１１は、無線ＬＡＮ通信部４０１、代理送信パケット記憶部４０２、ノード間距離算出部９０３、代理送信判断部４０５、送信パラメータ決定部４０６、自ノード位置取得部９０１及び他ノードの位置情報記憶部９０２、を制御する。
なお、第２の実施形態では自ノード位置取得部９０１の測位機能としてＧＰＳを例に挙げて説明したが、位置情報を取得できれば他の測位機能を利用してもよい。ノードの位置情報の他の取得方法として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋ規格に規定された、無線基地局が配下の無線ＬＡＮノードの位置情報を取得する手順を適用してもよい。さらに、ノードの位置情報を、予めノード内に保持しておいてもよい。あるいは、ノードの位置情報を外部から自ノード位置取得部９０１に直接設定してもよい。
次に、第２の実施形態における代理送信候補ノード１０３〜１０９が代理送信を行うか否かの判断を行う手順を図７と図８とを用いて説明する。
図７は、第２の実施形態における、他のノードの位置情報を取得する動作を示す図である。図１４に記載された傍受ノード１０３〜１０９は、この動作を行う。
まず、傍受ノードは、他のノードから位置情報を付与したパケットを受信する（Ｆ４０１）。その際、傍受ノードは、自ノード宛でないパケットも受信する。傍受ノードは、受信したパケットから位置情報を取得する（Ｆ４０２）。そして、傍受ノードは、取得した位置情報を、当該位置情報を送信したノードのＩＤと対応させて他ノード位置情報記憶部９０２の品質指標テーブルに記憶する（Ｆ４０３）。傍受ノードは、この動作を、パケットを受信する毎に行う。その結果、他ノード位置情報記憶部９０２の品質指標テーブルに記憶される位置情報は、常に最新に保たれる。
次に、図８を用いて自ノードが代理送信を行うか否かを判断する際の実際の動作について詳しく説明する。
図８は、第２の実施形態における、傍受ノードの代理送信判断の動作を示す図である。
傍受ノードの一つである自ノードは、他ノードが送信したさらに他のノード宛のパケットを受信する（Ｆ５０１）。無線ＬＡＮ送受信部４０１は、受信したパケットから位置情報を抽出して他ノード位置情報記憶部９０２に渡す。
パケットへの位置情報の搭載例は、先に図１２で説明した通りである。パケットを送信するノードは、自ノードの位置情報をパケットの位置情報フィールドに書き込んだ後、パケットを送信する。
他ノード位置情報記憶部９０２は、受信したパケットから読み出した位置情報を用いて品質指標テーブルを更新する（Ｆ５０２）。そして、代理送信パケット記憶部４０２は、受信したパケットを記憶する（Ｆ５０３）。
次に、自ノードは、記憶したパケットへの宛先ノードからのＡＣＫパケットの受信を待つ（Ｆ５０４）。自ノードが所定の時間内にＡＣＫパケットを受信した場合（Ｆ５０４：Ｙｅｓ）には、記憶していたパケットを廃棄する（Ｆ５０５）。そして、自ノードは代理再送を行わないと判断する（Ｆ５１０）。所定の時間が経過してもＡＣＫパケットが受信されない場合には、再送を行うか否かの判断手順に入る（Ｆ５０４：Ｎｏ）。
まず、代理送信判断部４０５は、ノード間距離算出部９０３に、送信元ノードと宛先ノードとの間の距離（ａ）と宛先ノードと自ノードとの間の距離（ｂ）との算出を要求する。この要求に基づき、ノード間距離算出部９０３は、他ノード位置情報記憶部９０２及び自ノード位置取得部９０１に位置情報の提供を要求する。ノード間距離算出部９０３は、提供された位置情報から送信元ノードと宛先ノードの距離（ａ）と宛先ノードと自ノード間の距離（ｂ）とを算出する（Ｆ５０６、Ｆ５０７）。なお、与えられた２地点の緯度、経度及び高度から当該地点間の距離を求める機能は、ＧＰＳ受信機等で提供されており公知であるので、距離を求める手順の説明は省略する。
送信元ノードと宛先ノードとの距離（ａ）を算出する場合には、ノード間距離算出部９０３は、他ノードの位置情報記憶部９０２の品質指標テーブルから読み出した送信元ノード１０１及び宛先ノード１０２の位置情報から距離を算出する。そして、ノード間距離算出部９０３は、代理送信判断部４０５に距離の算出結果を通知する。宛先ノードと自ノードとの距離（ｂ）を算出する際には、ノード間距離算出部９０３は、自ノード位置取得部９０１から読み出した自ノードの位置と、他ノードの位置情報記憶部９０２の品質指標テーブルから読み出した宛先ノード１０２の位置情報とから距離（ｂ）を算出する（Ｆ５０７）。距離（ａ）と距離（ｂ）との取得順序は逆であってもよい。
次に、代理送信判断部４０５は、距離（ａ）と距離（ｂ）とを比較する（Ｆ５０８）。距離（ａ）よりも距離（ｂ）が短い場合（Ｆ５０８：Ｙｅｓ）には、送信元ノード１０１よりも自ノードの方が宛先ノード１０２に近く、それゆえ再送が成功する確率が高いと推測される。従って、距離（ａ）よりも距離（ｂ）が短い場合には、代理送信判断部４０５は、自ノードを代理送信候補ノードとして、代理送信を行うと判断する（Ｆ５０８）。距離（ａ）よりも距離（ｂ）が長い場合には、代理送信判断部４０５は、自ノードは送信元ノード１０１よりも宛先ノードから遠い場所に位置する。この場合は、再送が成功する確率が低いと推測される。従って、距離（ａ）よりも距離（ｂ）が長い場合には、代理送信判断部４０５は、代理送信パケット記憶部４０２内の受信パケットを廃棄し（Ｆ５０５）、代理送信を行わないと判断する（Ｆ５１０）。
傍受ノードが、代理送信を行うと判断した場合、以降、傍受ノードは、第１の実施形態の図４で説明したフローに従って動作する。第２の実施形態においては、判断に用いられる品質指標が、第１の実施の形態ではＳＮＲであったのに対して、第２の実施形態では、自ノードと宛先ノードとの間の距離となる点で異なる。しかし、この品質指標の相違以外は、第１の実施形態で説明した図４と同様であるので、図８において代理送信を行うと判断した以降の手順の説明は省略する。
以上説明したように、第２の実施形態では、自ノードと宛先ノードとの距離及び送信元ノードと宛先ノードとの距離という簡便に計算できる量を品質指標として、代理送信の判断に用いている。これらの品質指標は、自ノード位置取得部９０１、他ノードの位置情報記憶部９０２及びノード間距離算出部９０３により算出される。そして、自ノードと宛先ノードとの距離及び送信元ノードと宛先ノードとの距離を比較することで、自ノードが代理送信候補ノードとなるか否かを判断する。従って、第２の実施形態においては、宛先ノードとの距離が遠いために宛先ノードとの通信品質が良くない可能性がある傍受ノードが代理送信に参加しないので、代理送信の成功率が上がり、通信システムのスループットの低下を抑えることができる。
［第３の実施形態］
続いて、第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態は、上述した第１及び第２の実施の形態において、代理送信を行うか否かを判断する際に、判断指標として各パケットに要求されるＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）クラスを用いる形態である。ＱｏＳクラスは、各パケットを送信する際の優先度を示す指標である。
図９は、第３の実施形態の傍受ノードの構成を示す図である。図９に示された傍受ノード１０３は、図１に示された第１の実施形態における傍受ノード１０３に、さらに、自ノード送信パケット記憶部１２０１、自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２、代理送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０３を備えた点で異なる。
自ノード送信パケット記憶部１２０１は、自ノードから発生したパケットの送信バッファである。代理送信を行う場合には、自ノード送信パケット記憶部１２０１は、代理送信判断部４０５に、送信パケットが送信バッファに存在するかどうかを伝える。自ノード送信パケット記憶部１２０１の送信バッファに送信パケットが存在する場合、自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２は、送信パケットのヘッダからＱｏＳクラスを検出する。ＱｏＳクラスは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格においては、パケットヘッダのＴＩＤ（Ｔｒａｆｆｉｃ  ＩＤ）というフィールドで指定されている。
自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２は、検出したＱｏＳクラスの情報を、代理送信判断部４０５に伝える。
代理送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０３は、代理送信パケット記憶部４０２のパケットヘッダから代理送信パケットのＱｏＳクラスを検出し、代理送信判断部４０５に通知する。
代理送信判断部４０５は、自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２と代理送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０３からそれぞれＱｏＳクラスを取得する。そして、代理送信判断部４０５は、より高いＱｏＳクラスのパケットを選択して送信するよう判断する。もし、取得したパケットのＱｏＳクラスが同一の場合には、自ノードの送信パケットを送信してもよいし、代理送信パケットの送信を優先してもよい。
代理送信判断部４０５は、その判断結果を自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２と代理送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０３に通知する。
ＣＰＵ４１１は、メモリ４１２に格納されたプログラムによって、傍受ノード１０３の各部を制御する。
次に、第３の実施形態において、傍受ノードが代理送信ノードとなるか否かを判断する動作について説明する。
図１０は、第３の実施形態における、代理送信判断の手順を示す図である。図１０において、傍受ノードが送信した他ノード宛のパケットを受信するステップ（Ｆ６０１）から、自ノードと宛先ノードとの間の品質指標と、送信元ノードと宛先ノードとの間の品質指標とを比較するステップ（Ｆ６０９）までの手順は、第１の実施の形態で説明した図３のステップＦ２０１からステップＦ２０９までと同様であるので説明は省略する。
第３の実施形態は、図３に示した傍受ノードの動作の第２の段階を示す図に、Ｆ６１０〜Ｆ６１３の手順が追加されたものである。
図１０のステップＦ６０１〜ステップＦ６０９においては、品質指標として第１の実施の形態で説明したＳＮＲを用いている。しかし、これらのステップにおける品質指標は、第２の実施の形態のようにノード間の距離としてもよいし、他の品質指標を表すパラメータでもよい。
図１０において、自ノードと宛先ノード１０２との間の品質指標が、送信元ノード１０１と宛先ノード１０２との間の品質指標よりも良いと判断されると（Ｆ６０９：Ｙｅｓ）、ステップＦ６１０以降の手順に進む。ステップＦ６１０以降の手順では、自ノードの送信パケットと他ノードから受信した受信パケットとのＱｏＳクラスが比較される。
代理送信判断部４０５は、自ノード送信パケット記憶部１２０１におけるパケットの存在の有無を確認する（Ｆ６１０）。自ノードが発生した送信パケットが存在する場合には（Ｆ６１０：Ｙｅｓ）、自ノード送信パケット記憶部１２０１に記憶されたパケットヘッダから、自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０２を介して、自ノード送信パケットＱｏＳクラス（以下、ＱｏＳ（ａ）という。）を取得する（Ｆ６１１）。また、代理送信判断部４０５は、代理送信パケットＱｏＳ情報検出部１２０３を介して、代理送信パケットのＱｏＳクラス（ｂ）（以下、ＱｏＳ（ｂ）という。）を取得する（Ｆ６１２）。
次に、代理送信判断部４０５は、ＱｏＳ（ａ）とＱｏＳ（ｂ）とを比較して（Ｆ６１３）、高い方のＱｏＳクラスを持つパケットを送信することを判断する。ＱｏＳ（ａ）よりもＱｏＳ（ｂ）の方が、ＱｏＳクラスが高ければ（Ｆ６１３：Ｙｅｓ）、自ノードは受信パケットの代理送信候補ノードとなる。また、ＱｏＳ（ａ）よりもＱｏＳ（ｂ）の方が、ＱｏＳクラスが低ければ（Ｆ６１３：Ｎｏ）、自ノードのデータ送信を優先して自ノードのパケット送信手順を実行する（Ｆ６２２）。もしＱｏＳ（ａ）とＱｏＳ（ｂ）とのＱｏＳクラスが同一であった場合には、自ノードの送信パケットを送信してもよいし、代理送信パケットの送信を優先してもよい。
また、自ノードが生成した送信パケットが存在しない場合には（Ｆ６１０：Ｎｏ）、自ノードは、代理送信候補ノードとなり、代理送信を行うと判断する。
なお、代理送信を行うと判断した後、代理送信パケットを送信する手順は、第１，２の実施の形態と同様のため、ここでの説明は省略する。
以上説明したように、第３の実施の形態では、傍受ノードは、自ノードと送信元ノードで宛先ノードとの品質指標の比較に加えて、パケットのＱｏＳクラスを比較した上で代理送信を行うかどうかを判断している。その結果、各ノードが送信するパケットのＱｏＳ要求を満たしつつ、通信システムのスループットを向上させることが可能となる。
続いて、本願発明の第４の実施形態について説明する。図１３は、第４の実施形態の通信装置の構成を示す図である。
図１３の通信装置４００は、受信部４０９、品質指標取得部４０８、代理送信判断部４０５及び送信部４０７を備える。
図１３において、受信部４０９は、図示しない第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する。また、品質指標取得部４０８は、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の品質指標と、通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の品質指標とを取得する。さらに、代理送信判断部４０５は、第１の指標と第２の指標との比較結果及び前記第２のデータの受信状況に基づいて、受信手段で受信した第１のデータを第２の装置に送信するかどうかを判断する。送信部４０７は、第１のデータを第２の装置に送信する。
図１３の通信装置４００は、次のように動作する。受信部４０９は、図示しない第１の装置が第２の装置を宛先として送信する第１のデータ及び第２の装置が送信する第２のデータを受信して蓄積する。そして、品質指標取得部４０８は、第１の装置と第２の装置との間の通信品質に関する第１の品質指標と、自通信装置と第２の装置との間の通信品質に関する第２の品質指標とを取得する。さらに、通信装置４００は、第２のデータの受信状態が、第２の装置が第１のデータを正常に受信しているかどうかを確認する。確認の結果、通信装置４００は、第２の装置が第１のデータを正常に受信していないことを知った場合は、第１の品質指標と、第２の品質指標とを比較する。代理送信判断部４０５は、第１の装置と第２の装置との間の通信品質よりも、通信装置４００と第２の装置との間の通信品質の方が品質がよいと判断した場合は、受信部４０９に蓄積した第１のデータを第２の装置に送信すると判断する。そして、送信部４０７は、代理送信判断部４０５の判断に基づいて、第１のデータを第２の装置に送信する。
すなわち、第４の実施形態に係る通信装置は、第２の装置が第１のデータを正常に受信しておらず、かつ、第１の装置と第２の装置との間の通信品質よりも通信装置と第２の装置との間の通信品質が良好である場合に、蓄積していた第１のデータを第２の装置に代理送信する。
このように、通信装置は、第１の装置、第２の装置及び通信装置の通信品質を考慮した上で蓄積していた第１のデータを第２の装置に代理送信するので、代理送信に伴う通信システムのスループットの低下を抑えることができるという効果を奏する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２００９年３月２５日に出願された日本出願特願２００９−０７３６４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０００９】
１０１    送信元ノード
１０２    宛先ノード
１０３〜１０９  傍受ノード
４００    通信装置
４０１    無線ＬＡＮ送受信部
４０２    代理送信パケット記憶部
４０３    通信状態検出部
４０４    通信状態記憶部
４０５    代理送信判断部
４０６    送信パラメータ決定部
４０７    送信部
４０８    品質指標取得部
４０９    受信部
９０１    自ノード位置取得部
９０２    他ノード位置情報記憶部（ＧＰＳ通信機能部）
９０３    ノード間距離算出部
１２０１    自ノード送信パケット記憶部
１２０２    自ノード送信パケットＱｏＳ情報検出部
１２０３    代理送信パケットＱｏＳ情報検出部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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