(57)【要約】【課題】  対等分散型の環境でＴＤＭＡを実現するとともに、ノード内の各種資源の実質的な利用効率を高める。【解決手段】  伝送媒体アクセス制御装置であって、状態変数信号通信部と、タイミング決定部と、データ送信部と、データ受信部と、経路設定用制御信号処理部と、経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定部と、通常はデータ受信部を動作させず、経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、データ受信部を動作させるデータ受信動作制御部とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、
他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、
当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、
自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、
他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、
少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理部と、
当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定部と、
通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させるデータ受信動作制御部とを備えたことを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
【請求項２】
請求項１の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記当初の送信元である第１のノードから、１または複数の他ノードを経由して前記経路設定用制御信号を受信した第２のノードまでの経路のうち、第２のノードから第１のノードへ向かう復路方向の経路を設定するため、前記経路設定用制御信号を受信した、前記第２のノードまたは経路上の各ノードが、経路設定用の応答信号を返送する場合、当該応答信号として少なくとも、当該応答信号の中継経路上で自ノードの直後に存在する直後ノードを示す次ホップ情報と、前記第１のノードを示す最終宛先情報とを含む信号を生成する応答信号生成部を備え、
前記経路設定部には、前記応答信号の中継経路上で自ノードの直前に存在する直前ノードから、前記データ受信部を介して当該応答信号を受信したとき、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
【請求項３】
請求項１の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記データ受信動作制御部は、
前記近傍の他ノードが送信する状態変数信号が示す受信タイミングに対応する時間幅の中で予め定めた所定の経路設定用時間幅については、新たな経路設定用制御信号を受信するために、前記データ受信部を動作させることを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
【請求項４】
請求項３の伝送媒体アクセス制御装置において、
前記経路設定用時間幅は、前記経路設定用制御信号のデータサイズに関する変動範囲の上限以下に設定し、近傍のノード間における経路設定用制御信号の授受は、当該上限以下の時間幅で実行することを特徴とする伝送媒体アクセス制御装置。
【請求項５】
周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、
状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、
タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、
データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、
データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、
経路設定用制御信号処理部が、少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継し、
経路設定部が、当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定し、
データ受信動作制御部が、通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させることを特徴とする伝送媒体アクセス制御方法。
【請求項６】
周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御プログラムであって、コンピュータに、
他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信機能と、
当該状態変数信号通信機能が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信機能に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定機能と、
自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信機能と、
他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信機能と、
少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理機能と、
当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定機能と、
通常は前記データ受信機能を動作させず、当該経路設定機能に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信機能を動作させるデータ受信動作制御機能とを実現させたことを特徴とする伝送媒体アクセス制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伝送媒体アクセス制御装置、伝送媒体アクセス制御方法、および伝送媒体アクセス制御プログラムに関し、例えば、アドホックネットワークのように、あるノードが他のノードから送信されたデータを中継する対等分散型の通信システムなどに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
空間に分散配置された複数のノードが衝突することなくデータ通信し得るようにするための方式として、ＴＤＭＡ方式、ＣＳＭＡ（ＣＳＭＡ／ＣＡやＣＳＭＡ／ＣＤ）方式などがある（非特許文献１参照）。
【０００３】
ＣＳＭＡ方式は、発信しようとするノードは、他のノードが通信中か否かをキャリア（周波数）の存在に基づいて確認し、通信が実行されていないときに発信するものである。
【０００４】
しかしながら、ＣＳＭＡ方式の場合、ノード数（チャネル数）が多くなると、衝突が頻発する等の理由で、同時に通信可能なチャネル数は少なくなる。
【０００５】
ＴＤＭＡ方式は、各ノードに異なるタイムスロットを割当て、各ノードは自己に割り当てられているタイムスロットでデータ送信を行うものである。ＴＤＭＡ方式は、ＣＳＭＡ方式より同時に通信可能なチャネル数を多くし易い。ＴＤＭＡ方式では、通信に供するノードが動的に変化する場合、あるノード（管理ノード）が、各ノードへのタイムスロットを動的に割り当てたりする。
【非特許文献１】松下温、中川正雄編著、「ワイヤレスＬＡＮアーキテクチャ」、共立出版、１９９６年、ｐ．４７、５３〜５９、６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、各ノードが上述した管理ノードのような特別なノードからの制御を受けず、自律的に動作する対等分散型の環境で、ＴＤＭＡを実現することは必ずしも容易ではない。
【０００７】
また、前記タイムスロットは各ノードの送信権を規定するものであるが、各ノードは、送信する必要のあるデータが存在しない場合には、送信権を持っていても（タイムスロットが割り当てられていても）有効なデータの送信は行わない。しかしながら、各ノードが送信する必要のあるデータを持っているか否かは、通常、近傍の他ノードには予測できないため、近傍の他ノードはいつデータが届いても対応できるように、常時、データの受信を待ち受ける状態（受信待ち状態）を維持する必要がある。
【０００８】
受信待ち状態では、例えば、主記憶装置上に受信したデータを一時的に記憶しておく記憶領域（バッファ）を確保すること等により、記憶資源が消費されるほか、受信したものが本来のデータではなくノイズなどである場合でも、それが本来のデータであるか否かを判定すること等のために処理能力が消費され、処理能力が機能するために電力が消費されなど、ノード内の各種資源が消費される可能性が高い。したがって、従来のように受信待ち状態が長くなると、ノード内の各種資源の実質的な利用効率が低いといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために、第１の本発明は、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御装置であって、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信部と、（２）当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定部と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信部と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信部と、（５）少なくとも当初の送信元であるノード（例えば、ソースノード：source node）を示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理部と、（６）当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定部と、（７）通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させるデータ受信動作制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第２の本発明では、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御方法であって、（１）状態変数信号通信部が、他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信し、（２）タイミング決定部が、当該状態変数信号通信部が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信部に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識し、（３）データ送信部が、自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信し、（４）データ受信部が、他ノードからのデータ信号を受信し、（５）経路設定用制御信号処理部が、少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継し、（６）経路設定部が、当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定し、（７）データ受信動作制御部が、通常は前記データ受信部を動作させず、当該経路設定部に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信部を動作させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、第３の本発明では、周期的に循環する複数のタイムスロットのいずれかを利用して自ノードを伝送媒体にアクセスさせることにより、伝送媒体に対するアクセス制御を実行する伝送媒体アクセス制御プログラムであって、コンピュータに、（１）他ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を受信すると共に、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを示す状態変数信号を間欠的に送信する状態変数信号通信機能と、（２）当該状態変数信号通信機能が受信した他ノードからの状態変数信号に基づいて、自ノードの動作状態あるいは動作タイミングを遷移させ、この遷移を反映させた自ノードからの状態変数信号を生成して前記状態変数信号通信機能に与えると共に、自ノード及び状態変数信号が届く近傍の１又は複数の他ノードがデータ信号を送信し得るタイムスロットを認識するタイミング決定機能と、（３）自ノードの動作タイミングで定まる前記タイムスロット毎に周期的にデータ信号を送信するデータ送信機能と、（４）他ノードからのデータ信号を受信するデータ受信機能と、（５）少なくとも当初の送信元であるノードを示す当初送信元情報を含む経路設定用制御信号を生成、または中継する経路設定用制御信号処理機能と、（６）当該経路設定用制御信号の中継経路上で直前の送信元である直前ノードから経路設定用制御信号を受信して、経路設定を行う場合、当該直前ノードが送信した状態変数信号が示す動作タイミングを指定する受信タイミング指定情報を設定する経路設定機能と、（７）通常は前記データ受信機能を動作させず、当該経路設定機能に設定されている受信タイミング指定情報が示す動作タイミングでは、前記データ受信機能を動作させるデータ受信動作制御機能とを実現させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、対等分散型の環境でＴＤＭＡを実現できる上、ノード内の各種資源の実質的な利用効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかる伝送媒体アクセス制御装置、伝送媒体アクセス制御方法、および伝送媒体アクセス制御プログラムの実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態は新たな通信プロトコルを提案するものである。この通信プロトコルはＴＤＭＡの一種である。
【００１５】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
本実施形態にかかる通信システム１０の全体構成例を図２に示す。
【００１６】
図２において、当該通信システム１０は、ノードＡ〜Ｇを備えている。
【００１７】
各ノードは、インパルス信号およびデータ信号を送信する送信機能、他ノードが送信したインパルス信号およびデータ信号を受信する受信機能、他ノードから送信されたデータ信号を別の他ノードに送信する中継機能など、同じ機能を備えている。インパルス信号は各ノードが自身のタイムスロットの位相位置を他のノードに伝える際などに使用する制御信号（タイミング信号）である。データ信号は、所定の通信アプリケーションで使用するユーザデータである。この通信アプリケーションには、電子メールなどの一般的なもののほか、経路制御用プログラムも含まれる。したがって本実施形態では、経路制御用プログラムが経路制御のために送受する制御信号（経路設定要求信号および返答信号）も、データ信号であるものとする。本実施形態では、この経路制御が重要である。
【００１８】
前記各ノードＡ〜Ｇはアドホックネットワークを構成することができる。
【００１９】
タイムスロットは各ノードの送信権を制限するためのものであり、受信権のほうはすべてのノードが常に保有しているのが基本であるが、本実施形態では、各ノードが自身の受信権を使用しない期間を設けることを特徴とする。
【００２０】
なお、前記インパルス信号やデータ信号などの無線信号が届く範囲には物理的な限界（カバーエリア）があるため、各ノードは、自身のカバーエリア内に存在する他ノードにのみ、インパルス信号やデータ信号を届けることができる。また、後述するように、インパルス信号のカバーエリアはデータ信号のカバーエリアより大きくすることが望ましい。
【００２１】
各ノードＡ〜Ｇは例えばノート型パソコンなどのように移動性を有するものであってもよいが、移動性を持たないものであってもよい。
【００２２】
図２上では、ノードＧが送信したデータ信号ＲＧ１をノードＥおよびＦが受信し、ノードＦが送信したデータ信号ＲＦ１をノードＡが受信し、ノードＡが送信したデータ信号ＲＡ１をノードＢ〜Ｄが受信し、ノードＥが送信したデータ信号ＲＥ１をノードＡおよびＤが受信し、ノードＤが送信したデータ信号ＲＤ１をノードＣが受信し、ノードＢが送信したデータ信号ＲＢ１をノードＣが受信している。
【００２３】
ここでは主として、これらのデータ信号ＲＧ１、ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＥ１、ＲＢ１，ＲＤ１は、前記経路設定要求信号であるものとする。経路設定要求信号はその当初の送信元である当初送信元ノードがデータ信号（例えば、電子メールの内容を構成するデータ信号（ユーザデータ）など）を通信するための経路の設定を要求するために用いる制御信号である。どのような経路を設定可能であるか、当初送信元ノードには予測できないため、経路設定の過程には経路探索の処理が含まれる。経路探索の方法としては様々なものを使用可能であるが、ここでは、フラッディングを用いるものとする。
【００２４】
なお、経路設定要求信号ＲＧ１、ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＥ１、ＲＢ１，ＲＤ１は、送受するノードが異なるという点で外形的には別な信号であるが、ノードＧが経路設定を要求するために送信した信号またはその信号に由来する信号である点で内容的にはほとんど同じ信号である。したがって、特に区別する必要のないときには、これらＲＧ１、ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＥ１、ＲＢ１，ＲＤ１を、単に「経路設定要求信号」と総称する。
【００２５】
通信システム１０中のすべてのノードが経路設定要求信号の当初送信元ノードになることが可能であるが、図２の例では、経路設定要求信号の当初送信元ノードは、Ｇである。そして、前記経路設定要求信号ＲＧ１、ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＥ１、ＲＢ１，ＲＤ１は最初にノードＧが送信した時点では、１つの経路設定要求信号ＲＧ１であるが、異なるノードによって中継される過程で、ＲＧ１、ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＥ１、ＲＢ１，ＲＤ１などになる。
【００２６】
図２の例では、ノードＡ〜Ｆは相互に、インパルス信号およびデータ信号のカバーエリアに属しているため、インパルス信号およびデータ信号のやり取りが可能である。同様に、ノードＧ、Ｅ、Ｆは相互にインパルス信号およびデータ信号のカバーエリアに属しているため、インパルス信号およびデータ信号のやり取りが可能である。ただし、ノードＧとノードＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは相互にカバーエリア内に属していないため、直接、インパルス信号およびデータ信号をやり取りすることはできない。
【００２７】
なお、説明を簡単にするため、ノードＡ〜Ｇ以外のノードについては基本的に言及しないが、実際には、図２に示したノードＡ〜Ｇと図２に示していないノードとのあいだで、データ信号の通信やインパルスの通信が行われてよいことは当然である。
【００２８】
また、以下の説明では、必要に応じて図８を用いる。図８上の各ノードＮ１〜Ｎ１６は、前記ノードＡ等と同じ機能を持つノードである。
【００２９】
図８において、着目ノードＮ１やＮ２を中心とする実線円は、他ノードが送信した前記インパルス信号をノードＮ１やＮ２が受信できる範囲（インパルス信号のカバーエリア）を示している。図８の例では、着目ノードＮ１は、ノードＮ２、Ｎ３、Ｎ９が送信したインパルス信号を受信でき、着目ノードＮ２は、ノードＮ１、Ｎ３〜Ｎ１２が送信したインパルス信号を受信できる。
【００３０】
また、実線円より狭い範囲の着目ノードＮ１やＮ２を中心とする点線円は、他ノードと着目ノードＮ１やＮ２がデータ信号を授受できる範囲（データ信号のカバーエリア）を示している。図８の例では、着目ノードＮ１は、ノードＮ３とのみデータ信号を授受でき、着目ノードＮ２は、ノードＮ３、Ｎ７、Ｎ８とデータ信号を授受できる。
【００３１】
本実施形態では、図８に示すようにノードの配置に偏りがあっても、各ノードでのタイムスロットをできるだけ均等に割当て（再割当てによる場合を含む）ることができる。
【００３２】
前記ノードＡの内部構成は例えば図１に示す通りである。他のノードＢ〜Ｇ、ノードＮ１〜Ｎ１６の内部構成もこれと同じである。
【００３３】
（Ａ−１−１）ノードの内部構成例
図１において、当該ノードＡは、インパルス信号受信手段１１と、通信タイミング計算手段１２と、インパルス信号送信手段１３と、同調判定手段１４と、データ信号通信手段１５と、タイムスロット幅計測手段１６と、角速度変更手段１７と、経路設定手段１８と、経路情報格納手段１９とを備えている。
【００３４】
このうちインパルス信号受信手段１１は、近傍のノード（例えば、自ノードＡに関する前記インパルス信号のカバーエリア内に存在する他ノード）が送信したインパルス信号（宛先情報は含まれていない）を受信するものである。インパルス信号は、例えば、ガウス分布形状等のインパルス形状を有するものである。インパルス信号受信手段１１は、受信したインパルス信号そのもの、それを波形整形したもの、又は、受信したインパルス信号に基づき再生成し直したインパルス信号を通信タイミング計算手段１２や同調判定手段１４に与える。
【００３５】
通信タイミング計算手段１２は、インパルス信号受信手段１１から与えられた信号（および後述する経路情報テーブルＴＢ１など）に基づき、ノードＡでの通信タイミングを規定する位相信号を形成して出力するものである。
【００３６】
ここで、当該ノードＡを一般化するためノードｉとし、その位相信号の時刻ｔでの位相値をθｉ（ｔ）とすると、通信タイミング計算手段１２は、（１）式に示すような変化分ずつ位相信号θｉ（ｔ）を変化させる。なお、（１）式は、非線形振動をモデル化した式であるが、他の非線形振動をモデル化した式を適用することも可能である。また、位相信号θｉ（ｔ）は、当該ノードの状態変数信号と見ることができる。
【数１】
2006074611.tif 000003
【００３７】
（１）式は、インパルス信号受信手段１１から与えられた信号に応じて、自ノードｉの位相信号θｉ（ｔ）の非線形振動のリズムを変化させる規則を表している。（１）式において、右辺第１項ω（固有角振動数パラメータ）は、各ノードが備える基本的な変化リズム（「自己の動作状態を遷移させる基本速度」に対応する）を表しており、右辺第２項が非線形変化分を表している。ここで、ωの値は、例えば、システム全体で同一値に統一している。関数Ｐｋ（ｔ）は、近傍ノードｋから受信したインパルス信号に基づいて、インパルス信号受信手段１１が出力した信号を表しており、関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））は、他ノードからのインパルス信号の受信に応じて自己の基本的なリズムを変化させる応答特性を表現する位相応答関数であり、例えば、（２）式に従っている。
【００３８】
（２）式は、時刻ｔにおける位相信号θｉ（ｔ）の逆相にランダムノイズを重畳させた位相値の正弦波で位相応答関数を定めていることを表している。近傍のノード同士が逆相（振動の位相が反転位相）になろうとする非線形特性を実現し、その特性を用いて衝突回避を実行させようとしたものである。すなわち、近傍のノード間におけるインパルス信号の送信タイミングなどが衝突しないように、各ノードの位相信号の値が同じ値になるタイミングに、適当な時間関係（時間差）を形成させようとしている。
【００３９】
（２）式において、関数σ（ｔ）を表現する定数項π［ｒａｄ］は、近傍のノード同士が逆相になろうとする非線形特性の働きをし、ランダムノイズ関数φ（ｔ）は、その非線形特性にランダムな変動性を与える働きをする（関数φ（ｔ）は、例えば、平均値が０のガウス分布に従う）。ここで、上記非線形特性にランダムな変動性を与えているのは、システムが目的とする安定状態（最適解）に到達せず、別の安定状態（局所解）に陥ってしまう現象に対処するためである。
【００４０】
なお、（２）式では、位相応答関数Ｒ（θｉ（ｔ），σ（ｔ））の最も簡単な例としてｓｉｎ関数を用いる形態を示したが、位相応答関数として他の関数を用いても良い。また、関数σ（ｔ）の定数項πに代え、π以外の定数λ（０＜λ＜２π）を用いても良く、この場合、近傍のノード同士が逆相ではなく、異なる位相になろうと機能する。
【００４１】
通信タイミング計算手段１２の上述した機能の意味合いを、図９及び図１０を用いて詳述する。図９及び図１０は、ある１つのノードｉに着目したときに、着目ノード（自ノード）ｉと近傍のノード（他ノード）ｊとの間に形成される関係、すなわち、それぞれの非線形振動リズム間の位相関係が時間的に変化していく様子を示している。
【００４２】
図９は、着目ノードｉに対して近傍ノードｊが１個存在する場合である。図９において、円上を回転する２つの質点の運動は、着目ノードと近傍ノードに対応する非線形振動リズムを表しており、質点の円上の角度がその時刻での位相信号の値を表している。質点の回転運動を縦軸あるいは横軸に射影した点の運動が非線形振動リズムに対応する。（１）式及び（２）式に基づく動作により、２つの質点には相互に逆相になろうとし、仮に、図９（Ａ）に示すように初期状態で２つの質点の位相が近くても、時間経過と共に、図９（Ｂ）に示す状態（過渡状態）を経て、図９（Ｃ）に示すような２つの質点の位相差がほぼπである定常状態に変化していく。
【００４３】
２つの質点は、それぞれ固有角振動数パラメータωを基本的な角速度（自己の動作状態を遷移させる基本速度に相当）として回転している。ここで、ノード間でインパルス信号の授受に基づく相互作用（位相相互作用）が生じると、これらの質点は、それぞれ角速度を変化（緩急）させ、結果的に、適当な位相関係を維持する定常状態に到達する。この動作は、２つの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係を形成するものと見ることができる。定常状態では、後述するように、それぞれのノードが所定の位相α（例えばα＝０）のときにインパルス信号を送信するとした場合、互いのノードにおける送信タイミングは、適当な時間関係を形成していることになる。
【００４４】
また、図１０は、着目ノードｉに対して２個の近傍ノードｊ１、ｊ２が存在する場合を表している。近傍ノードが２個存在する場合においても、上述と同様に、それぞれの質点が回転しながら相互に反発しあうことによって、安定な位相関係（時間的な関係に関する安定性）を形成する。近傍ノード数が３個以上の場合についても同様である。
【００４５】
上述の安定な位相関係（定常状態）の形成は、近傍ノード数の変化に対して非常に適応的（柔軟）な性質を持つ。例えば、今、着目ノードに対して近傍ノードが１個存在し、安定な位相関係（定常状態）が形成されているときに、近傍ノードが１個追加されたとする。定常状態は一旦崩壊するが、過渡状態を経た後、近傍ノードが２個の場合における新たな定常状態を再形成する。また、近傍ノードが削除された場合や故障等により機能しなくなった場合においても、同様に適応的な動作をする。
【００４６】
なお、図９及び図１０は、着目ノードの近傍にインパルス信号を授受する他のノードが１個又は２個の場合を示したが、図２や図８に例示したように、実際の複数のノードの配置関係はこれら図９や図１０が前提とする場合より複雑である。
【００４７】
通信タイミング計算手段１２は、得られた位相信号θｉ（ｔ）を、インパルス信号送信手段１３、同調判定手段１４、データ信号通信手段１５及びタイムスロット幅計測手段１６に出力する。
【００４８】
インパルス信号送信手段１３は、位相信号θｉ（ｔ）に基づいて、インパルス信号を送信出力する。すなわち、位相信号θｉ（ｔ）が所定の位相α（０≦α＜２π）になると、インパルス信号を送信出力する。ここで、所定の位相αは、予めシステム全体で統一しておくことが好ましい。以下では、α＝０にシステム全体で統一されているとして説明する。図９の例で言えば、ノードｉとノードｊとでは、定常状態で相互の位相信号θｉ（ｔ）及びθｊ（ｔ）がπだけずれているので、α＝０にシステム全体で統一しても、ノードｉからのインパルス信号の送信タイミングと、ノードｊからのインパルス信号の送信タイミングとはπだけずれる。
【００４９】
同調判定手段１４は、自ノードや１又は複数の近傍ノードの間で行われる出力インパルス信号の送信タイミングの相互調整が、「過渡状態」（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）参照）あるいは「定常状態」（図９（Ｃ）、図１０（Ｃ）参照）のいずれの状態にあるかを判定するものである。同調判定手段１４は、インパルス信号の受信タイミング（他ノードの出力タイミングに対応する）及びインパルス信号の自ノードからの送信タイミングを観測し、インパルス信号を授受し合う複数のノードの送信タイミング間の時間差が時間的に安定している場合に「定常状態」であると判定する。同調判定手段１４には、自ノードからのインパルス信号の送信タイミングを捉えるための信号として、位相信号θｉ（ｔ）が入力されている。
【００５０】
同調判定手段１４は、例えば、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のような処理を実行して同調判定を行う。
【００５１】
（Ａ）インパルス信号受信手段１１からの信号の出力タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βを、位相信号θｉ（ｔ）の１周期に亘って観測する。上記の観測を行った結果、得られる位相信号θｉ（ｔ）の値βをそれぞれ、β１，β２，…，βＮ  （０＜β１＜β２＜…＜βＮ＜２π）とする。
【００５２】
（Ｂ）観測された位相信号θｉ（ｔ）の値βに基づいて、隣接値間の差（位相差）Δ１＝β１，Δ２＝β２−β１，…，ΔＮ＝βＮ−β（Ｎ−１）を算出する。
【００５３】
（Ｃ）上記（Ａ）及び（Ｂ）の処理を位相信号θｉ（ｔ）の周期単位に行い、相前後する周期における位相差Δの変化量（差分）γ１＝Δ１（τ+１）−Δ１（τ），γ２＝Δ２（τ+１）−Δ２（τ），…，γＮ＝ΔＮ（τ+１）−ΔＮ（τ）を算出する。ここで、τは、位相信号θｉ（ｔ）のある周期を示しており、τ＋１は、位相信号θｉ（ｔ）のその次の周期を示している。
【００５４】
（Ｄ）上述の変化量γが、いずれも微小パラメータ（閾値）εよりも小さい場合、すなわち、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εの場合に、「定常状態」であると判定する。
【００５５】
なお、γ１＜ε，γ２＜ε，…，γＮ＜εという条件がＭ周期にわたって満足される場合を定常状態と判定するようにしても良い。Ｍの値を大きくするほど、より安定性の高い状態で「定常状態」と判定できる。また、一部の受信インパルス信号に基づいて、「定常状態」の判定を行っても構わない。
【００５６】
同調判定手段１４は、位相信号θｉ（ｔ）の周期毎に、判定結果を示す同調判定信号と、インパルス信号の受信タイミングにおける位相信号θｉ（ｔ）の値βの最小値β１をスロット信号としてデータ信号通信手段１５に出力する。
【００５７】
データ信号通信手段１５は、内部にデータ信号送信手段１５Ａとデータ信号受信手段１５Ｂを備えている。データ信号送信手段１５Ａがデータ信号の送信を行い、データ信号受信手段１５Ｂがデータ信号の受信を行う。これらの手段１５Ａ、１５Ｂを備えることにより、データ信号通信手段１５は、自身が当初の送信元となるデータ（データ信号）を送信したり、自身が最終的な宛先となるデータを受信したりすることができるとともに、自身が中継するデータを送受することができる。
【００５８】
データ信号通信手段１５は、データ送信（データ信号の送信）を、同調判定信号が「定常状態」を示すときに、後述するタイムスロット（システム（前記管理ノードに相当）などが割り当てた固定的な時間区間ではないが、「タイムスロット」という用語を用いる）で行ない、同調判定信号が「過渡状態」を示すときには送信動作を停止する。
【００５９】
タイムスロットは、位相信号θｉ（ｔ）がδ１≦θｉ（ｔ）≦β１−δ２である期間である。タイムスロットの開始点（そのときの位相信号の値をδ１とする）は、インパルス信号の送信が終了したタイミングであり、タイムスロットの終了点（そのときの位相信号の値をβ１−δ２とする）は、位相信号の周期毎の最初の受信インパルス信号のタイミングより多少のオフセット分δ２だけ前のタイミングとしている。δ１やδ２は、当該ノードの近傍の無線空間で、インパルス信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）と、データ信号（送信元は自ノードの場合、他ノードの場合の双方を含む）とが同時に存在しないことを補償するためのごく短い時間に対応する位相幅である。
【００６０】
例えば、図９（Ｃ）に示すような「定常状態」の場合、ノードｉは、位相θｉが０からインパルス信号を送信し始め、位相θｉがδ１になる前に、インパルス信号の送信を終了させておき、位相θｉがδ１からデータ信号を送信し始め、位相θｉがβ１−δ２になると（但しβ１≒π）、データ信号の送信を終了させ、それ以降、位相θｉが再び０になるまで、インパルス信号の送信もデータ信号の送信も停止させる。他方のノードｊも、位相θｊに基づいて同様な動作を実行するが、位相θｉと位相θｊとがほぼπだけずれているので、送信動作が競合してデータ信号などが衝突することはない。ノード数が３以上の場合も同様に動作し、送信動作が競合することはない。
【００６１】
上述のように、固有角振動数パラメータωは、例えば、通信システム（ネットワーク）全体で同一の値に統一することとしている。固有角振動数ωが統一されていると、各ノードで不規則にばらついている場合に比べ、定常状態に入りやすく、逆に、固有角振動数ωが統一されていないと、異常なインパルス信号を送信するノードも多くなり、定常状態に入り難い。
【００６２】
上述したインパルス信号受信手段１１、通信タイミング計算手段１２、インパルス信号送信手段１３、同調判定手段１４及びデータ信号通信手段１５の機能により、割り当てられたタイムスロットを見直すために（タイムスロットの幅をできるだけ均等にするために）、タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７が設けられている。タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７は、図示しない見直し起動スイッチが操作された場合に機能するようにしても良く、外部からの操作を待たずに、常に機能するものであっても良い。
【００６３】
タイムスロット幅計測手段１６は、当該ノードが受信するインパルス信号の受信間隔を計測するものである。また、タイムスロット幅計測手段１６は、１周期（自ノードのインパルス信号の送信間隔）での受信インパルス数を計測し、自ノードとインパルス信号の送受信可能なノード数を調べるものである。さらに、タイムスロット幅計測手段１６は、自ノードに割り当てられたタイムスロット幅及び周期から、割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うか否かを判定するものである。
【００６４】
角速度変更手段１７は、タイムスロット幅計測手段１６が割り当てタイムスロット幅を広くする制御を行うと判定したときに、通信タイミング計算手段１２に対して、位相変更を要求することで、インパルス信号の送信タイミングをずらす機能を担っている。
【００６５】
タイムスロット幅計測手段１６および角速度変更手段１７の機能を、図１１（Ａ）〜（Ｄ）を用いてさらに詳細に説明する。  
図１１（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、図２に示すようなノード配置の場合において、ノードＮ１、ノードＮ２から見た各ノードのタイムスロットの割当てを示している。ノードＮ１から見ると、半径Ｒ（実線円の半径）内にノードが４個（ノードＮ１も含む）あり、ノードＮ２から見ると、ノードが１２個（ノードＮ２も含む）あり、それぞれ、１周期が４分割（図１１（Ａ））、又は、１２分割（図１１（Ｂ））され、タイムスロットが割り振られる。
【００６６】
図１１において「Ｎ１」から「Ｎ１２」を付与したタイムスロットは、それぞれ、図８のノードＮ１からノードＮ１２に割り当てられたタイムスロットを表している。ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ９は同様なノードであるのに拘わらず、近傍ノードの位相相互作用の影響を受け、図１１（Ａ）に示すように、割り当てられたタイムスロットの幅に大きな相違を有している。このような割当てのアンバランスを少しでも是正するために（割り当てられたタイムスロットを見直すために）、当該タイムスロット幅計測手段１６及び角速度変更手段１７が設けられ、タイムスロットの再割り当てがなされる。
【００６７】
タイムスロットの再割当ての動作は、（Ｓ１）タイムスロット幅拡張必要性の判定、（Ｓ２）位相シフト制御、という２段階でなされる。
【００６８】
（Ｓ１）タイムスロット幅拡張必要性の判定
各ノードのタイムスロット幅計測手段１６は、自インパルス信号を送信してから次に自インパルス信号を送信するまでの１周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号の受信可能範囲（インパルス信号のカバーエリア内）のノード数を調べる。例えば、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、図１１（Ａ）における＜１＞のタイミングで、自インパルス信号を送信してから、次に自インパルス信号を送信するまでの１周期の受信インパルス信号数をカウントし、インパルス信号のカバーエリア内のノード数を調べる。これにより、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、ノード数「４」を得る。また、各ノードのタイムスロット幅計測手段１６は、自インパルス信号を送信してから、他ノードからのインパルス信号を受信するまでの時間を計測する。これにより、ノードＮ１のタイムスロット幅計測手段１６は、図１１（Ａ）における＜１＞と＜２＞の間の時間、＜１＞と＜３＞の間の時間、＜１＞と＜９＞の間の時間を計測し、これら計測時間を整理することにより、各タイムスロットの割当て時間が得られる。
【００６９】
以上のようにして１周期分を計測すると、角速度変更手段１７は、自ノードのタイムスロット割当て幅が均等に割り当てられた場合に比べて、少ないか否かを判定する。例えば、「２π／ノード数−自ノードのタイムスロット幅」（ここでは差分であるが、比であっても良い）という値が、予め定められている閾値以下ならば、位相シフト制御を行うと判定する。図１１（Ａ）の例の場合、ノードＮ１のタイムスロット幅が均等に割り当てた場合に比べて小さいので、角速度変更手段１７によって、位相シフト制御を行うと判定される。
【００７０】
なお、位相シフト制御を行うか否かの判定基準は、これに限定されない。例えば、以下のような条件（ＰＡ）や条件（ＰＢ）が成り立つならば、位相シフト制御を行うようにしても良く、また、複数の条件が満たされる場合に、位相シフト制御を行うようにしても良い。
【００７１】
条件（ＰＡ）：自ノードに割り当てられたタイムスロット幅＜最大タイムスロット幅／２
条件（ＰＢ）：自インパルス信号の前後のタイムスロットの合計＜最大タイムスロット幅
（Ｓ２）位相シフト制御
角速度変更手段１７は、自ノードのタイムスロットの終了を規定するインパルス信号を受信したとき（図１１（Ａ）の＜２＞）の位相θｉ（ｔ）を保持し、次に後続するインパルス信号を受信した時点（図１１（Ａ）の＜３＞）の位相θｉ（ｔ＋１）との位相差を調べ、位相差θｉ（ｔ＋１）−θｉ（ｔ）を保持する。さらに、角速度変更手段１７は、次のインパルス信号を受信した時点（図１１（Ａ）の＜９＞）の位相差θｉ（ｔ＋２）−θｉ（ｔ＋１）を調べ、この位相差が大きければ、インパルス信号の位相θｉ（ｔ＋１）及び位相差θｉ（ｔ＋２）−θｉ（ｔ＋１）を保持する。このような動作を、再び自インパルス信号を送信する段階まで繰り返す。そして、保持している位相＋（位相差の１／２）の位置まで、自ノードのインパルス信号の送信位相を変化させる。ノードＮ１から見ると、ノードＮ３に割り当てられたタイムスロットが最も大きいので（保持している位相差から分かる）、図１１（Ａ）に示すように、この位置に当該ノードＮ１の位相をシフトし、インパルス信号の送信を開始する。
【００７２】
図１１（Ｃ）および（Ｄ）は、位相シフト制御を行なった時点でのノードＮ１、ノードＮ２のそれぞれから見たタイムスロット幅である。ノードＮ１は、前後のノードの影響でタイムスロット幅が小さかったのが、割り当て幅が増加する。このとき、図１２上では、図１２（Ａ）に示す状態から図１２（Ｂ）に示す状態に遷移する。
【００７３】
位相シフト先は単純に最大タイムスロットの範囲内の位相に限定されず、これ以外でも良い。例えば、連続するタイムスロット（次のタイムスロット）が最も大きい位置に移動するようにしても良い。
【００７４】
実際には、この例のように、ノードの配置状況などによって、タイムスロットを各ノードに完全に均等に割り当てる（同じ時間幅のタイムスロットを各ノードに割り当てる）ことが難しい場合も少なくないが、以下では、説明を簡単にするため、定常状態では、基本的に各ノードに均等な時間幅のタイムスロットが割り当てられているものとする。
【００７５】
前記経路設定手段１８は、自ノードＡが当初の送信元となって経路設定要求信号を送信したり、他ノードから受信した前記経路設定要求信号または返答信号をもとに、経路設定を実行するもので、上述した経路制御用プログラムの機能は主として当該経路設定手段１８に対応する。他ノードから受信した前記経路設定要求信号または返答信号をもとに経路設定を行う場合、当該経路設定は、例えば、図４に示すような経路情報テーブルＴＢ１を経路情報格納手段１９に格納することによって実行される。
【００７６】
図４の経路情報テーブルＴＢ１は、データ項目として当初送信元と、受信タイミングとを備えている。
【００７７】
ここで、当初送信元は、前記経路設定要求信号または返答信号の当初の送信元である当初送信元ノードのアドレスを登録し、受信タイミングは、自ノードであるノードＡがこれら経路設定要求信号または返答信号を直接、受信した近傍の他ノードのタイムスロットが、ノードＡのタイムスロットＡＴＳから見て何番目であるかを示す値を登録する。
【００７８】
ここでは、相互にデータ信号の授受が可能な近傍の６ノードＡ〜Ｆに割り当てられるタイムスロット（ＡＴＳ〜ＦＴＳ）の１周期が一例として図７（Ａ）に示す通りで、Ａ→Ｂ→Ｃ→…→Ｆの順番に循環しているものとする。図３は、図７（Ａ）の各タイムスロットを順番に横に並べたものである。
【００７９】
タイムスロットＡＴＳは、ノードＡのタイムスロットで、タイムスロットＡＴＳの期間中、ノードＡがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。
【００８０】
同様に、タイムスロットＢＴＳはノードＢのタイムスロットで、タイムスロットＢＴＳの期間中、ノードＢがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＣＴＳはノードＣのタイムスロットで、タイムスロットＣＴＳの期間中、ノードＣがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＤＴＳはノードＤのタイムスロットで、タイムスロットＤＴＳの期間中、ノードＤがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＥＴＳはノードＥのタイムスロットで、タイムスロットＥＴＳの期間中、ノードＥがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＦＴＳはノードＦのタイムスロットで、タイムスロットＦＴＳの期間中、ノードＦがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。
【００８１】
経路設定のためのデータ信号である経路設定要求信号や返答信号の送信でも、各ノードは自身のタイムスロットが到来するまで、その送信を行うことができない。
【００８２】
上述したように、タイムスロットは各ノードの送信権を制限するためのものであり、受信権のほうはすべてのノードが常に保有しているのが基本であるが、本実施形態では、各ノードが、経路設定に応じて、経路の設定されていない不要なタイムスロットの期間内では、前記データ信号受信手段１５Ｂを動作させない（非動作状態とする）構成を取る。
【００８３】
一方、相互にデータ信号の授受が可能な近傍の３ノードＧ〜Ｆに割り当てられるタイムスロット（ＧＴＳ〜ＦＴＳ）の１周期は一例として図７（Ｂ）に示す通りであってよい。図７（Ｂ）では、Ｇ→Ｆ→Ｅの順番に循環している。
【００８４】
図７（Ｂ）において、タイムスロットＧＴＳはノードＧのタイムスロットで、タイムスロットＧＴＳの期間中、ノードＧがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＥＴＳはノードＥのタイムスロットで、タイムスロットＥＴＳの期間中、ノードＥがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持ち、タイムスロットＦＴＳはノードＦのタイムスロットで、タイムスロットＦＴＳの期間中、ノードＦがインパルス信号およびデータ信号の送信権を持つ。
【００８５】
図４に示した前記経路情報テーブルＴＢ１には２つの行Ｌ１、Ｌ２が含まれているが、行Ｌ１は、ノードＡが受信した前記経路設定要求信号に対応するものであり、行Ｌ２は、ノードＡが受信した返答信号に対応するものである。ここで、行は、経路情報テーブルＴＢ１中でデータ項目を除く横の並びを示す。
【００８６】
経路設定要求信号の当初送信元ノードはＧであるが、直接の送信元はノードＦであり、当該ノードＦのタイムスロットＦＴＳは図７（Ａ）に示すようにＡＴＳからみて５番目であるから、行Ｌ１の受信タイミングとして「５」が登録される。
【００８７】
返答信号については当初送信元ノードと直接の送信元が同じノードＣであり、当該ノードＣのタイムスロットＣＴＳは図７（Ａ）に示すようにＡＴＳからみて２番目であるから、行Ｌ２の受信タイミングとして「２」が登録される。
【００８８】
このように登録しておけば、通信タイミング計算手段１２は、図７（Ａ）に示した１周期のうち、ＡＴＳから２番目のタイムスロットＣＴＳと、ＡＴＳから５番目のタイムスロットＦＴＳに相当する期間のみ、データ信号受信手段１５Ｂを動作状態（受信待ち状態）とさせ、その他の期間は非動作状態とさせる制御を実行することができる。なお、受信待ち状態とは、データ信号受信手段１５Ｂの動作状態に属する１つの状態で、いつ受信できるか予測できないデータ信号が、いつ到着しても対応できるようにその到着を待ち受けている状態である。単位時間あたりのタイムスロットの利用率が極端に高いケースを除き、データ信号受信手段１５Ｂの動作状態の大半は、受信待ち状態になるものと考えられる。
【００８９】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００９０】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
前記通信システム１０内に経路が設定されていないものとすると、送信したいユーザデータを持つノードは、当該ユーザデータを送信する前に経路設定を行うことが必要になる。ここでは、前記ノードＧがこのようなノードであるものとする。なお、経路が設定されていないということは、すべてのノードＡ〜Ｇ内で、前記データ信号受信手段１５Ｂが１周期の全期間にわたって動作状態にあることを意味する。したがって、その時点で受信すべき有効なデータ信号が存在しない場合には、各ノードＡ〜Ｇ内の当該データ信号受信手段１５Ｂは上述した受信待ち状態を維持する。
【００９１】
図２上で、ノードＧのデータ信号のカバーエリア内に位置するのは、ノードＥとＦだけであるため、ノードＧが経路設定要求信号ＲＧ１を送信すると、当該経路設定要求信号ＲＧ１は、ノードＥとＦに受信される。
【００９２】
なお、当該経路設定要求信号ＲＧ１はノードＧのタイムスロットである図７（Ｂ）のＧＴＳで送信されるが、当該タイムスロットＧＴＳの期間内では、ノードＧはデータ信号受信手段１５Ｂを非動作状態にすることができる。自身のタイムスロットＧＴＳの期間内では、カバーエリア内に位置する他ノードＥおよびＦがデータ信号を送信することはあり得ないし、他ノードＥ、Ｆと自ノードＧがほぼ同じ送信電力で、同じ周波数のデータ信号を送信するものとすると、離れた位置から到来する他ノードが送信したデータ信号を自ノードが有効に受信することは電波工学的に困難で、受信待ち状態にしても実益がないからである。
【００９３】
当該経路設定要求信号ＲＧ１には様々な情報が含まれ得るが、少なくとも、当初送信元ノードであるＧのアドレスＧＡＤ１が含まれているものとする。また、当該経路設定要求信号ＲＧ１には経路設定要求信号の最終的な宛先であるノード（最終宛先ノード）のアドレスが含まれていてもよい。最終宛先ノードのアドレスとともに、または最終宛先ノードのアドレスに替えて、有効期限情報が含まれるようにしてもよい。有効期限情報は、ＲＧ１に由来する経路設定要求信号が通信システム１０内を中継されるホップ数や時間などの上限値を指定する情報で、中継することが不要なノードまで当該経路設定要求信号が中継されたり、不必要な通信トラフィックの増大を防ぐために用いることができる。
【００９４】
ここで、ノード（例えば、Ｇ）のアドレスは少なくとも当該通信システム１０内で各ノードを一意に識別することのできる識別情報である。
【００９５】
経路設定要求信号ＲＧ１には、直接、受信するノードＥ、Ｆのアドレスが含まれている必要はないが、通信プロトコルの仕様上、そのアドレスを記述することが必須である場合には、不特定多数のノードを宛先として指定するブロードキャストアドレスなどを記述しておくものであってよい。もちろん、その時点で通信システム１０内の各ノードＡ〜Ｇに近傍のノードのアドレスが認識できているのならば、個々にそのアドレスを指定して経路設定要求信号を次のノードへ送信するようにしてもよいが、ここでは主として、近傍ノードのアドレスは認識できておらず、ブロードキャストするケースを想定する。ブロードキャストした経路設定要求信号に送信元のノード（ここでは、Ｇ）のアドレスを記述しておけば、当該経路設定要求信号を受信したノード（ここでは、ＥまたはＦ）はその記述から、ブロードキャストしたノード（例えば、Ｇ）のアドレスを認識できるので、前記返答信号を送信するときには、ユニキャストを行うことができる。
【００９６】
ノードＧが送信した経路設定要求信号ＲＧ１は、前記ノードＥとＦのデータ信号受信手段１５Ｂに、ほぼ同時に受信される。受信待ち状態にあった当該データ信号受信手段１５Ｂでは、受信した経路設定要求信号ＲＧ１をすでに主記憶装置（図示せず）上に確保してある前記バッファ内に一時的に記憶するほか、自ノード内の経路情報テーブルＴＢ１に、前記行Ｌ１に相当する行を追加することによって経路設定を行う。これは、当初送信元ノードであるノードＧが送信したデータ信号（ユーザデータ）を中継する往路方向の中継のための経路設定である。
【００９７】
図７（Ｂ）から明らかなように、ノードＦから見ると、ノードＧのタイムスロットＧＴＳは２番目であるため、ノードＦ内の経路情報テーブルの受信タイミングとしては「２」が登録される。同様に、ノードＥから見ると、ノードＧのタイムスロットＧＴＳは１番目であるため、ノードＥ内の経路情報テーブルの受信タイミングとしては「１」が登録される。
【００９８】
各ノード（ここでは、ＥとＦ）における経路設定要求信号の中継では、基本的に、受信したものをそのまま送信するものであってよい。この場合、各ノード（例えば、Ｆ）が受信した経路設定要求信号ＲＧ１と、送信した経路設定要求信号ＲＦ１の内容は同じである。ただし、経路設定要求信号に前記有効期限情報が含まれている場合には、その値をデクリメント（あるいは、減算）する処理などが中継時に行われるものであってよい。
【００９９】
２つのノードＥ、Ｆは中継のため、それぞれ自ノード中の前記バッファに記憶されている経路設定要求信号を送信する。
【０１００】
ただし、図７（Ｂ）から明らかなように、ＧＴＳの直後のタイムスロットはＦＴＳで、その次がＥＴＳであるため、先に送信するのは、ノードＦである。ノードＦが送信したあと、自身のタイムスロットＥＴＳが到来したときに、ノードＥが送信する。
【０１０１】
前記ノードＡは、ノードＦのカバーエリアにもノードＥのカバーエリアにも属しているが、ノードＦが中継のために送信した経路設定要求信号であるＲＦ１が、最初にノードＡに受信される。このとき、前記ＲＧ１を受信したときノードＦやＥで行われたものと同様な往路方向の経路設定がノードＡ内で行われる。この経路設定で、経路情報テーブルＴＢ１に上述した行Ｌ１が登録される。
【０１０２】
図７（Ａ）に示すように、ノードＦのタイムスロットＦＴＳは、ノードＡから見ると、自ノードのタイムスロットＡＴＳの直前にあるため、経路設定要求信号ＲＦ１を受信後、ただちに経路設定要求信号ＲＡ１がノードＡから送信されることになる。
【０１０３】
なお、前記ノードＦから送信されたＲＦ１のあとで、ノードＥから送信されたＲＥ２がノードＡに届くが、このＲＥ２は、ノードＡ内の前記バッファ上で削除（破棄）され、中継の対象とはならない。ノードＡに限らず、通信システム１０内の全ノードは、同一の経路設定要求信号（例えば、当初送信元ノードが同じである経路設定要求信号）を所定時間以内に（例えば、１周期中に）異なるノードから受信した場合、最初に受信した経路設定要求信号のみを経路設定などに用い、そのあとで受信した他の経路設定要求信号は、このように削除する。削除された経路設定要求信号は、ノードＡにおける経路設定や中継の対象とされないことは当然である。
【０１０４】
これにより、各ノードの内部では、記憶容量（バッファの容量）や処理能力を節約することができる。また、ノード間では、無限ループの発生などを防止して、通信トラフィックの増大を抑制することができる。しかも、後述する経路の選択により、各ノードが自身のタイムスロットの到来を待つことによって発生する中継のための遅延時間が短い経路が選択されることになり、経路設定後に実行されるユーザデータの通信に関するリアルタイム性を高める上でも有利である。
【０１０５】
なお、ノード（ここでは、Ａ）内でいずれかの経路設定要求信号を破棄した場合、その直接の送信元であるノード（ここでは、Ｅ）へ、破棄したことを通知するようにしてもよい。送信した経路設定要求信号が破棄されたことが分かれば、自ノード（ここでは、Ｅ）が今回、設定される経路から外れたことを認識できるので、当該ノード（ここでは、Ｅ）は、その前に往路方向のために実行していた経路設定を解除してデータ信号受信手段１５Ｂを非動作状態の時間を長くすることができるからである。あるいは、今回の経路設定に対応する前記返答信号が所定時間（例えば、５周期）以内に受信できないときに、各ノードがこの解除を実行するようにしてもよい。
【０１０６】
前記経路設定要求信号ＲＦ１を受信したノードＡから送信（前記ブロードキャスト）される経路設定要求信号ＲＡ１は、物理的には、ノードＡのカバーエリア内に存在するノードＢ〜Ｆに受信され得るが、ノードＥ、Ｆなど、すでに同一の経路設定要求信号を受信しているノード内では、削除される（図２上では、ノードＡからノードＥ、Ｆに届く経路設定要求信号ＲＡ１は、図示していない）。
【０１０７】
なお、図７（Ａ）のタイムスロットの１周期上には、ノードＧのタイムスロットＧＴＳが存在しないが、図７（Ｂ）に示すノードＧのタイムスロットＧＴＳは、ノードＦのタイムスロットであるＦＴＳの直前であって、なおかつ、ノードＥのタイムスロットであるＥＴＳの直後にあるため、図７（Ａ）の１周期上でも、ＥＴＳとＦＴＳのあいだの位相位置に相当する。したがって、図７（Ａ）から明らかなように、ノードＢ〜Ｄにとっては、ノードＡから届く経路設定要求信号ＲＡ１が最も早く届くため、それ以降に受信された経路設定要求信号（例えば、ノードＥからノードＤに届くＲＥ１など）は、削除することになる。
【０１０８】
このようにして各ノード内で往路方向の経路が設定されて行く。
【０１０９】
当初送信元ノードＧが経路設定要求信号の前記最終的宛先ノードとしてＣを指定したものとすると、この経路設定要求信号は、ノードＧからＣのあいだの１つの経路の設定を要求するものである。各ノードが上述した解除を実行することにより、可能性のある複数の経路のうち、ただ１つの経路だけが選択されて残るとともに、経路から外れたノード内の各種資源が節約できる。本実施形態の場合、図２、図７（Ａ）および（Ｂ）を前提とすると、残る経路は、Ｇ→Ｆ→Ａ→Ｃの経路である。
【０１１０】
次に、前記返答信号の処理について説明する。
【０１１１】
返答信号は、往路方向の経路設定が完了したことの確認とともに、復路方向の経路設定を行うために用いる経路設定用の制御信号である。したがって、この２つの目的を達成することのできるものであれば、返答信号自体の仕様（含まれる情報）や、各ノードがどのような場合に返答信号を送信するかについての方法には、様々な変形が可能で、例えば、次の第１〜第３の方法を用いることもできる。ただし、これらは、前記経路設定要求信号に含まれる情報によっても制約を受けることは当然である。
【０１１２】
例えば、第１の方法では、経路設定要求信号を受信した（破棄しなかった）ノードが、自身に対して経路設定要求信号を送信した直前のノード（例えば、ノードＡから見るとノードＦ）へ、返答信号を送信し、各ノードは返答信号を往路と同じ経路を逆方向に中継して、当初送信元ノードであるノードＧまで届ける。この場合、経路設定要求信号を受信した全ノードから返答信号が送信されるため、返答信号の中継などに、各ノードの処理能力が消費され、通信トラフィックが増大するが、当初送信元ノードＧを根とする木構造の経路を設定することができ、経路設定要求信号には、最終宛先ノードのアドレスを含む必要がない。また、返答信号の当初の送信元であるノード（例えば、Ｃ）のアドレスを記述しておけば、その返答信号を受信した各ノード（例えば、ＡやＧ）は、その返答信号の記述から、自身が通信可能な全ノードを特定することができる。
【０１１３】
第２の方法では、経路設定要求信号に前記有効期限情報が含まれていることを前提に、自ノードにおける処理（有効期限情報の減算など）で、有効期限情報が所定の値（例えば、０）になった場合、そのノードが返答信号を送信する。この場合、返答信号の中継などのために消費される処理能力や、必要な通信トラフィックは、第１の方法ほど大きくなく、経路設定要求信号に最終宛先ノードのアドレスを含む必要もない。また、中継時に各ノードが自身のアドレスを返答信号に追加するようにすれば、最後に当該返答信号を受信する当初送信元ノードＧには、経路上の全ノードのアドレスが認識されるため、当初送信元ノードＧは、経路上の任意のノードとユーザデータをやり取りすることができる。
【０１１４】
第３の方法では、経路設定要求信号に最終宛先ノードのアドレスが含まれていることを前提に、その最終宛先ノードのみが返答信号を送信する。例えば、最終宛先ノードのアドレスがノードＣを指定するアドレスである場合、ノードＣのみが返答信号を送信し、ノードＧ、Ｆ、Ａ、Ｃのあいだに往路と復路の経路設定が行われることになる。もちろん、最終宛先ノードは必ずしも１つである必要はない。また第２の方法で行ったように、中継時に各ノードが自身のアドレスを返答信号に追加するようにすれば、当初送信元ノードＧは、経路上の任意のノードとユーザデータをやり取りすることもできる。
【０１１５】
なお、第１の方法や第３の方法でも、一般的には、経路設定要求信号の通信トラフィックの増大を抑制すること等のため、経路設定要求信号に有効期限情報を含めることが必要になる可能性が高い。また、第２の方法や第３の方法でも、当初送信元ノードＧを根とする木構造の経路を設定することが可能である。
【０１１６】
復路方向の経路設定に、第１〜第３のいずれの方法を用いるにしても、ここでは、前記経路設定要求信号の中継にともなってノードＧ、Ｆ、Ａ、Ｃのあいだに往路の経路設定が行われ、次に、返答信号の中継などにともなって復路の経路設定が行われるものとする。復路は、往路と同じ経路を逆方向にたどるものである。
【０１１７】
返答信号の送信を前述のユニキャストで行う場合、返答信号には、最終的な宛先となる前記ノードＧのアドレスのほか、直接の宛先となる近傍のノードのアドレスを記述することになる。例えば、ノードＣが返答信号を送信する場合、当該返答信号には、最終的な宛先となるノードＧのアドレスとともに、直接の宛先となるノードＡのアドレスを記述する。この場合、ノードＣが送信した返答信号は物理的には近傍のノードＢ、Ｄなどにも届くが、宛先として指定されていないこれらのノード内では返答信号の受信処理が行われず、宛先として指定されたノードＡでのみ、返答信号の受信処理が行われる。また、ここでは、当該返答信号にその当初送信元ノードであるノードＣのアドレスＣＡＤ１を記述しておくものとする。
【０１１８】
本実施形態の場合、各ノードは、往路方向の経路設定が行われただけでは、１周期の全期間でデータ信号受信手段１５Ｂの受信待ち状態を維持する必要がある。いずれのタイムスロットで、返答信号が送信されるか予測できないからである。したがってこの時点では、ノードＡもタイムスロットの１周期の全期間にわたってデータ信号受信手段１５Ｂを動作状態（受信待ち状態）に維持しており、ノードＣが送信した返答信号を受信することができる。
【０１１９】
ノードＡは、タイムスロットＣＴＳ（すなわち、自ノードＡから送信するインパルス信号から数えて、２番目のインパルス信号と３番目のインパルス信号のあいだの期間）に、当該返答信号を受信したことにより、復路方向の経路設定では、当該タイムスロットＣＴＳを用いることを認識できる。また、当該返答信号に、当初送信元ノードであるノードＣのアドレスＣＡＤ１が記述されていれば、当該ＣＡＤ１を認識することもできる。このような認識に基づいて、ノードＡ内では、図４に示す経路情報テーブルＴＢ１の行Ｌ２が登録される。
【０１２０】
これと同様の動作により、ノードＦおよびＧでも、復路方向の経路設定が行われる。
【０１２１】
また、ノードＧ、Ｆ、Ａ、Ｃのあいだに往路と復路の経路設定が行われた場合、ノードＧはノードＦに対応する図７（Ｂ）のタイムスロットＦＴＳの期間のみ、自身が搭載するデータ信号受信手段１５Ｂを、前記動作状態（受信待ち状態）とし、それ以外の期間（ＧＴＳおよびＥＴＳ）は、データ信号受信手段１５Ｂを非動作状態とする。
【０１２２】
経路上のその他のノードＦ、Ａ、Ｃでもこれと同様な処理を行う。例えば、ノードＡでは、図７（Ａ）に示すタイムスロットＦＴＳおよびＣＴＳの期間のみ、自身が搭載するデータ信号受信手段１５Ｂを動作状態とし、それ以外の期間（ＡＴＳ、ＢＴＳ、ＤＴＳ、ＥＴＳ）は、データ信号受信手段１５Ｂを非動作状態とする。
【０１２３】
ノードＡなどにおけるこのような動作を実現させる具体的な方法には様々なものがあり得るが、例えば、自ノードＡがインパルス信号を送信（この送信が行われるタイミングは、図７（Ａ）上の「Ａ」の位相位置）してから、近傍の他ノードが送信するインパルス信号の数をカウントして、そのカウント結果と経路情報テーブルＴＢ１の受信タイミングの値とを比較し、両者が一致したとき、１タイムスロット分（例えば、次のインパルス信号が受信できるまでの時間に対応）だけデータ信号受信手段１５Ｂを受信待ち状態とさせることによってこのような動作を実現させることができる。
【０１２４】
経路情報テーブルＴＢ１の内容が図４の通りであると、ノードＡ自身がインパルス信号を送信してから２つ目のインパルス信号（これはノードＣが送信する）が受信できたタイミングでノードＡ内のデータ信号受信手段１５Ｂをそれまでの非動作状態から受信待ち状態に移行させ、３つ目のインパルス信号（これはノードＤが送信する）が受信できたタイミングで当該データ信号受信手段１５Ｂを非動作状態に戻し、４つ目のインパルス信号が受信できたタイミングでは非動作状態を維持し、５つ目のインパルス信号（これは、ノードＦが送信する）が受信できたタイミングで受信待ち状態に移行させる。このあと、再度、ノードＡがインパルス信号を送信するタイミングでは、非動作状態に戻して、図７（Ａ）の１周期の処理が終わる。以降は、前記定常状態が維持される限り、同様な処理が繰り返される。
【０１２５】
この１周期中、非動作状態のデータ信号受信手段１５Ｂでは例えば動作状態への移行の速さを重視して微弱な電流を流すようにすること等も可能であるが、非動作状態に、データ信号受信手段１５Ｂに対する電力供給を完全に断ち（ＯＦＦとし）、動作状態（受信待ち状態）に電力供給を再開する（ＯＮとする）場合、ＣＴＳとＦＴＳにおいてのみデータ信号受信手段１５Ｂに対する電力供給を行うノードＡのタイムチャートは、図３に示すものとなる。
【０１２６】
１周期中の受信待ち状態において、実際にデータ信号が受信されると、各ノードのデータ信号受信手段１５Ｂがその受信処理を実行することは当然である。
【０１２７】
従来のノードでは、１周期の全期間にわたってデータ信号受信手段１５Ｂの動作状態（受信待ち状態）を維持する必要があったことと比較すると、本実施形態では、受信待ち状態の期間が短くなって、従来より、各ノードの各種資源（記憶容量、処理能力、電力など）を節約することができる。
【０１２８】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本実施形態によれば、対等分散型の環境でＴＤＭＡを実現できる上、ノード（例えば、Ａ）内の各種資源の実質的な利用効率が高まる。
【０１２９】
（Ｂ）第２の実施形態
以下では、本実施形態が第１の実施形態と相違する点についてのみ説明する。
【０１３０】
上記第１の実施形態の方法をそのまま厳格に適用すると、設定した経路上に存在するノード（例えば、Ａ）は、経路上に存在しないノード（例えば、Ｅ）からデータ信号をいっさい受信できないため、データ信号の一種である経路設定要求信号の受信もできず、経路上に存在しないノードから経路上に存在するノードを含む新たな経路を設定することができなくなってしまう。この問題を解決する方法として、本実施形態で用いる方法が有効である。
【０１３１】
本実施形態では、通信システム１０上の各ノードが、１周期上に設定した所定の期間（経路設定用期間）だけ、必ず、データ信号受信手段１５Ｂを動作状態としておくことにより、この問題を解決することを特徴とする。
【０１３２】
この経路設定用期間は、近傍ノード間で周知させることができれば、どのように決めてもかまわないが、経路上に存在するか否かにかかわらず、近傍ノード間ではインパルス信号が送受されるため、このインパルス信号が送受されるタイミングを基準として経路設定用期間を決めるのが簡便である。
【０１３３】
本実施形態では、インパルス信号が送信されるタイミングの前後の期間を経路設定用期間としている。
【０１３４】
以下の説明でも、ノードＧ、Ｆ、Ａ、Ｃのあいだに往路と復路の経路設定が行われるものと仮定する。
【０１３５】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成および動作
構成上、本実施形態が第１の実施形態と相違するのは、ノードＡ〜Ｇの内部構成に関する点に限られる。
【０１３６】
本実施形態のノードＡの内部構成は例えば図５に示す通りである。その他のノードＢ〜Ｇの内部構成もこれと同じである。
【０１３７】
図７において、当該ノードＡは、インパルス信号受信手段１１と、インパルス信号送信手段１３と、同調判定手段１４と、データ信号通信手段１５と、経路設定手段１８と、経路情報格納手段１９と、通信タイミング計算手段２０とを備えている。
【０１３８】
このうち図１と同じ符号を付与した各構成要素１１、１３〜１５、１８，１９の機能は基本的に第１の実施形態と同じなので、その詳しい説明は省略する。なお、図７には図示していないが、本実施形態のノードＡが、第１の実施形態と同じ機能を持つ前記タイムスロット幅計測手段１６と、角速度変更手段１７を備えていてよいことは当然である。
【０１３９】
前記通信タイミング計算手段２０は、基本的に第１の実施形態の通信タイミング計算手段１２と同じ機能を持つものであるが、計算部２０Ａと、受信タイミング格納部２０Ｂを有する点が相違する。
【０１４０】
受信タイミング格納部２０Ｂは、自ノードＡと位相相互作用を行うノード（すなわち、近傍のノード）の数と同数だけ生成される主としてソフトウエア的な機能体である。一例としては、図４に示したテーブルＴＢ１のようなテーブルの１つの行（例えば、Ｌ１など）として、１つの受信タイミング格納部２０Ｂを実現することができる。
【０１４１】
また、前記計算部２０Ａは、受信タイミングに関連する計算を実行するものである。この計算には、例えば、後述の式（Ａ１）および（Ａ２）に基づく計算なども含む。
【０１４２】
図７（Ａ）は定常状態の例であるが、過渡状態における位相相互作用でも、近傍の各ノードＡ〜Ｆがインパルス信号を送受し合う点は同じである。また、過渡状態のなかでも定常状態に近い状態では、各ノードが送信するインパルス信号の位相位置も定常状態におけるものと近い。
【０１４３】
前記計算部２０Ａは自ノードＡ内のインパルス信号受信手段１１を介して、近傍のノードＢ〜Ｆが送信したインパルス信号を受信し、受信した位相位置と、自ノードＡがインパルス信号を送信した位相位置との位相差に応じた時間を、受信予測時間として、各受信タイミング格納部２０Ｂに格納する。例えば、１周期（ノードＡがインパルス信号を送信した直後から、ノードＡが次にインパルス信号を送信するまでの時間）中に各近傍ノードが１回だけインパルス信号を送信するものとすると、１周期中に受信できたインパルス信号の数から簡単に近傍ノードの数を求め、それと同数の受信タイミング格納部２０Ｂを生成することができる。また、各受信タイミング格納部２０Ｂに受信予測時間を格納することができる。
【０１４４】
各受信タイミング格納部２０Ｂには、ノードＡの内部でのみ各近傍ノードを一意に識別するためのノード番号を付与しておくとよい。もちろん、近傍ノードのアドレスが判明した場合には、そのアドレスをノード番号として用いることもできる。
【０１４５】
ノードＡの近傍ノードが、第１の実施形態と同じノードＢ〜Ｆであるものとすると、通信タイミング計算手段２０内には、５つの受信タイミング格納部２０Ｂが生成されることになる。
【０１４６】
そして、前記受信予測時間を受信タイミング格納部２０Ｂに格納する動作を１周期つづけると、５つの受信タイミング格納部２０Ｂすべてに、受信予測時間が格納される。過渡状態から定常状態に移行するとき、前記位相差は変動するのが普通なので、定常状態になったあと直ちにデータ信号の送受を開始したい場合などには、定常状態になるまで、５つの受信タイミング格納部２０Ｂに受信予測時間を格納する動作をつづける必要がある。
【０１４７】
定常状態になると前記位相差は安定して変動しなくなるため、特にその必要がない場合には、過渡状態では受信予測時間の格納を行わず、定常状態になったことを前記同調判定手段１４が判定したあとで、位相差（受信予測時間）の計測および受信タイミング格納部２０Ｂへの格納を開始するようにすると効率的である。
【０１４８】
第１の実施形態では、経路上の近傍ノード以外のノードのタイムスロットでは、データ信号受信手段１５Ｂを非動作状態としたが、本実施形態では、すべての近傍ノードについて、インパルス信号が送信される位相位置を、前記受信予測時間として管理しているため、経路上に存在するか否かにかかわらず、この受信予測時間の前後の所定の時間幅（すなわち、前記経路設定用期間）は、データ信号受信手段１５Ｂを動作状態とすることができる。これによって、設定した経路上に存在するノード（例えば、Ａ）は、経路上に存在しないノード（例えば、Ｅ）から、当該経路設定用期間のあいだ、経路設定要求信号を受信することができる。
【０１４９】
ノード内の各種資源の利用効率を高めるには、前記経路設定用期間は短いほうがよいが、経路設定要求信号は確実に送受できる必要がある。したがって、１つの経路設定用期間の時間幅ｔｗ１は、次の式（Ａ１）に基づいて決めるとよい。
【０１５０】
ｔｗ１＝２×ｔ１＋ｔ２        …（Ａ１）
ここで、ｔ１は定常状態の判定値である前記微少パラメータεよりも大きな値であり、ｔ２は、経路設定要求信号のサイズの変動範囲の最大値の情報量を受信できる最短の時間である。したがって、ｔ２の値は、近傍ノード間のデータ伝送速度に依存して決まる。
【０１５１】
また、各経路設定用期間のため、データ信号受信手段１５Ｂを動作状態とする受信タイミングｔｍ１は、次の式（Ａ２）に基づいて決まる。
【０１５２】
ｔｍ１＝自ノードインパルス信号送信時刻＋受信予測時間−ｔ１  …（Ａ２）  すなわち、ノードＡは当該式（Ａ２）が示す受信タイミングｔｍ１ごとに（その時点で非動作状態であれば）データ信号受信手段１５Ｂを動作状態とし、その動作状態は、前記式（Ａ１）が示す時間幅ｔｗ１経過後に非動作状態に戻す。なお、そのタイムスロットが経路上の近傍ノードに対応するものである場合には、時間幅ｔｗ１経過後に非動作状態に戻す必要はないことは当然である。
【０１５３】
なお、前記式（Ａ１）と（Ａ２）で決まる経路設定用期間は、経路設定の前でも後でも有効である。
【０１５４】
したがって、本実施形態におけるノードＡの動作は図６（Ａ）〜（Ｄ）にまとめることができる。
【０１５５】
図６（Ａ）は、１周期分のタイムスロットＡＴＳ〜ＦＴＳを順番に横に並べて図示したものである。
【０１５６】
ノードＡは、図６（Ｂ）に示すように、前記式（Ａ２）にしたがって、各ノードＡ〜Ｆがインパルス信号を送信するタイミングの近傍に経路設定用期間を設定するので、各近傍ノードは経路上にあるか否かにかかわらず、必要ならば図６（Ｃ）に示すようにこの経路設定用期間のあいだに経路設定要求信号を送信し、経路上のノードＡに届けることができる。なお、ノードＡから近傍ノードへ経路設定用信号を届ける場合、その近傍ノードが経路上にあるか否かにかかわらず、その送信タイミングは、ノードＡのタイムスロットＡＴＳの先頭に設定された経路設定用期間の一部と重なる。
【０１５７】
ここでは、ノードＡ自身も含め、各ノードは自身のタイムスロットのなかで経路設定要求信号の送信を行っている。例えば、ノードＢはタイムスロットＢＴＳ内の前記時間幅ｔｗ１に対応する位相位置で、経路設定要求信号の送信を行う。この経路設定要求信号は、ノードＢが当初の送信元として送信したものであっても、中継のために送信したものであってもよいことは当然である。
【０１５８】
ノードＧ、Ｆ、Ａ、Ｃのあいだに上述した往路と復路の経路が設定されたあと、ノードＡの受信タイミングは、図６（Ｄ）に示す通りとなる。
【０１５９】
なお、経路が設定されたときには、該当する前記受信タイミング格納部２０Ｂに所定の情報（設定識別子）を登録し、経路設定が行われたことを示すようにするとよい。
【０１６０】
この場合、設定識別子が登録された受信タイミングでは、インパルス信号の前後だけでなく、例えば、図６（Ｄ）のタイムスロットＣＴＳやＦＴＳのように、次のインパルス信号を受信するまでの期間（ほぼ１タイムスロット）、受信タイミング格納部２０Ｂの格納内容に基づいて、データ信号受信手段１５Ｂが動作状態とされる。
【０１６１】
（Ｂ−２）第２の実施形態の効果
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果とほぼ同等な効果を得ることができる。
【０１６２】
加えて、本実施形態では、設定された経路上に存在しないノード（例えば、Ｅ）から、経路上に存在するノード（例えば、Ａ）へ経路設定要求信号を届けること等が可能となるため、経路設定の自由度が高まり、柔軟性が高い。
【０１６３】
（Ｃ）他の実施形態
上記第１、第２の実施形態では、主として近傍のノードの数が６つの場合について説明したが、近傍のノードの数が６つより少なくてもよく、多くてもよいことは当然である。
【０１６４】
なお、図１０では、円形のカバーエリアを示したが、カバーエリアの形状が必ずしも円形である必要がないことは当然である。カバーエリアの形状は、主として、各ノードが搭載し、無線信号（インパルス信号やデータ信号）の送信や受信に使用するアンテナの指向性によって決まる。
【０１６５】
また、上記第１の実施形態では、経路の設定を往路方向と復路方向について行ったが、いずれか一方の方向についてのみ行うことも可能である。
【０１６６】
例えば、通信アプリケーションなどの種類によっては、ユーザデータの双方向の伝送や、ユーザデータの送達確認のための制御信号のやり取りも省略できる場合があるため、このような通信アプリケーションを使用する場合などには、例えば、往路方向についてのみ経路設定を行うこと等も可能である。
【０１６７】
さらに、図４の経路情報テーブルＴＢ１の構成は変更することが可能である。
【０１６８】
例えば、受信タイミングとしては、上述した自ノードＡのタイムスロットＡＴＳから見て何番目であるかを示す値以外の情報を用いることもできる。定常状態では、各タイムスロットの時間幅（インパルス信号の間隔）は安定しているから、例えば、自ノードＡがインパルス信号を送信してからそのインパルス信号（またはタイムスロット）までの時間を利用することもできる。
【０１６９】
また、当初送信元は省略することも可能である。該当するタイムスロット（例えば、ＣＴＳ）にデータ信号の送信を行うのは、該当するノード（例えば、Ｃ）だけであるから、経路情報テーブルＴＢ１から当初送信元を省略しても、矛盾なく機能する可能性が高い。
【０１７０】
なお、上記第２の実施形態では、インパルス信号の前後に経路設定用期間を設定するようにしたが、経路設定用期間をこれ以外の位相位置に設定できることは、すでに説明した通りである。
【０１７１】
以上の説明で、ハードウエア的に実現した構成要素の大部分はソフトウエア的に実現することが可能であり、ソフトウエア的に実現した構成要素のほとんどすべては、ハードウエア的に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】第１の実施形態で使用するノードの内部構成例を示す概略図である。
【図２】第１および第２の実施形態にかかる通信システムの全体構成例を示す概略図である。
【図３】第１の実施形態の動作を示すタイムチャートの概略図である。
【図４】第１の実施形態で使用する経路情報テーブルの一例を示す概略図である。
【図５】第２の実施形態で使用するノードの内部構成例を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態の動作を示すタイムチャートの概略図である。
【図７】第１および第２の実施形態で使用するタイムスロットの１周期を示す概略図である。
【図８】第１の実施形態にかかる通信システムにおける、もう１つの全体構成例（ノードの配置例）を示す概略図である。
【図９】第１の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。
【図１０】第１の実施形態の通信システムでのノード間の同調の説明図である。
【図１１】第１の実施形態の位相シフト前後のタイムスロット幅の変化例を示す説明図である。
【図１２】第１の実施形態の位相シフト前後の位相信号の内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１０…通信システム、１１…インパルス信号受信手段、１２、２０…通信タイミング計算手段、１３…インパルス信号送信手段、１４…同調判定手段、１５…データ信号通信手段、１５Ａ…データ信号送信手段、１５Ｂ…データ信号受信手段、１６…タイムスロット幅計測手段、１７…角速度変更手段、１８…経路設定手段、１９…経路情報格納手段、２０Ａ…計算部、２０Ｂ…受信タイミング格納部、Ａ〜Ｇ…ノード、ＲＧ１，ＲＥ１，ＲＦ１，ＲＡ１，ＲＢ１、ＲＤ１…経路設定要求信号。
【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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