(57)【要約】【課題】無線ノードのホップ数の少なさと残りの稼働時間長さとを総合してルートの選択を行う。【解決手段】複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、送信元ノードは、ルート要求メッセージ発信部を備え、中継ノードは、受信したルート要求メッセージに、自中継ノードを経由した場合の通信遅延時間を表す遅延時間情報と、自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報とを含めて転送するルート要求メッセージ転送部を備え、宛先ノードは、ルート要求メッセージ受信部と、ルート要求メッセージ受信部が受信したルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを送信元ノードに返信するルート選択部とを備える。【選択図】図５
2018170750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、
前記無線ノードのうちの送信元ノードは、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信部を備え、
前記無線ノードのうちの中継ノードは、
受信した前記ルート要求メッセージに、自中継ノードを経由した場合の通信遅延時間を表す遅延時間情報と、自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報とを含めて転送するルート要求メッセージ転送部を備え、
前記宛先ノードは、
前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、
前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、
を備える無線通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記ルート選択部は、通信遅延時間の評価の重みと、残りの総稼働時間の評価の重みとをそれぞれ可変にして、前記ルート評価値を算出する
請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記ルート選択部は、残りの総稼働時間が相対的に長い場合には、通信遅延時間の評価の重みを重くし、残りの総稼働時間が相対的に短い場合には、通信遅延時間の評価の重みを軽くして、前記ルート評価値を算出する
請求項２に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記中継ノードは、バッテリーによって動作し、
前記残稼働時間情報は、自中継ノードのバッテリーの充電残量によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記残稼働時間情報は、自中継ノードのバッテリーの充電残量の変化速度によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す
請求項４に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記残稼働時間情報は、自中継ノードのトラフィック負荷によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記残稼働時間情報は、自中継ノードのトラフィック負荷の変化速度によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す
請求項６に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項８】
前記ルート要求メッセージ転送部は、前記送信元ノードから自中継ノードまでのホップ数を前記遅延時間情報として前記ルート要求メッセージに含めて転送し、
前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示すホップ数の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合して前記ルート評価値を算出する
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の無線通信ネットワークシステム。
【請求項９】
複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードにおいて、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、
前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、と残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、
を備える無線ノード。
【請求項１０】
複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムのルート選択方法であって、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信ステップと、
前記無線ノードのうちの中継ノードが、受信した前記ルート要求メッセージに、自中継ノードを経由した場合の通信遅延時間を表す遅延時間情報と、自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送ステップと、
前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信ステップと、
前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージ受信ステップにより受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択ステップと、
を含むルート選択方法。
【請求項１１】
複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードのコンピュータに、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信機能と、
前記ルート要求メッセージ受信機能により受信した前記ルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、と残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択機能と、
を実現させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信ネットワークシステム、無線ノード、ルート選択方法、及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線ノードから構成される無線通信ネットワークにおける従来のルート選択技術として、例えば非特許文献１に記載される技術が知られている。非特許文献１に記載される技術では、「Ｔｗｏ  Ｒａｙ  Ｇｒｏｕｎｄ  Ｍｏｄｅｌ」を用いた安定性のあるルート選択を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｈｕａ  Ｙａｎｇ；  Ｚｈｉ−ｙｕａｎ  Ｌｉ，  “Ａ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｒｏｕｔｉｎｇ  ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ  ｂａｓｅｏｎ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  ＡＯＤＶ”，  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  （ＩＣＣＳＮＴ），  ２０１１．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来のルート選択技術では、選択されたルートに不都合が生じる場合があった。例えば、無線通信ネットワークを構成する各無線ノードの電源の残容量にバラツキがある場合、従来のルート選択技術によって選択されたルートでは、ルートに含まれる無線ノードの中に電源が枯渇するまでの時間が短い無線ノードが含まれると、通信できる残り時間が不十分になるという問題があった。
一方、無線通信ネットワークを構成する無線ノードの残りの稼働時間に基づいてルートの選択を行うと、ホップ数が大きいルートが選択されてしまい、通信遅延時間が長くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、無線通信ネットワークを構成する無線ノードのホップ数の少なさと残りの稼働時間長さとを総合してルートの選択を行うことができる無線通信ネットワークシステム、無線ノード、ルート選択方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、前記無線ノードのうちの送信元ノードは、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信部を備え、前記無線ノードのうちの中継ノードは、受信した前記ルート要求メッセージに、自中継ノードを経由した場合の通信遅延時間を表す遅延時間情報と、自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報とを含めて転送するルート要求メッセージ転送部を備え、前記宛先ノードは、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、を備える無線通信ネットワークシステムである。
（２）本発明の一態様は、上記（１）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート選択部は、通信遅延時間の評価の重みと、残りの総稼働時間の評価の重みとをそれぞれ可変にして、前記ルート評価値を算出する無線通信ネットワークシステムである。
（３）本発明の一態様は、上記（２）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート選択部は、残りの総稼働時間が相対的に長い場合には、通信遅延時間の評価の重みを重くし、残りの総稼働時間が相対的に短い場合には、通信遅延時間の評価の重みを軽くして、前記ルート評価値を算出する無線通信ネットワークシステムである。
（４）本発明の一態様は、上記（１）から（３）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記中継ノードは、バッテリーによって動作し、前記残稼働時間情報は、自中継ノードのバッテリーの充電残量によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す無線通信ネットワークシステムである。
（５）本発明の一態様は、上記（４）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記残稼働時間情報は、自中継ノードのバッテリーの充電残量の変化速度によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す無線通信ネットワークシステムである。
（６）本発明の一態様は、上記（１）から（５）のいずれかの無線通信ネットワークシステムにおいて、前記残稼働時間情報は、自中継ノードのトラフィック負荷によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す無線通信ネットワークシステムである。
（７）本発明の一態様は、上記（１）から（６）のいずれかの無線通信ネットワークシステムにおいて、前記残稼働時間情報は、自中継ノードのトラフィック負荷の変化速度によって自中継ノードの残りの稼働時間を表す無線通信ネットワークシステムである。
（８）本発明の一態様は、上記（１）から（７）のいずれかの無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート要求メッセージ転送部は、前記送信元ノードから自中継ノードまでのホップ数を前記遅延時間情報として前記ルート要求メッセージに含めて転送し、前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示すホップ数の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合して前記ルート評価値を算出する無線通信ネットワークシステムである。
【０００７】
（９）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードにおいて、前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、と残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、を備える無線ノードである。
【０００８】
（１０）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムのルート選択方法であって、前記無線ノードのうちの送信元ノードが、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信ステップと、前記無線ノードのうちの中継ノードが、受信した前記ルート要求メッセージに、自中継ノードを経由した場合の通信遅延時間を表す遅延時間情報と、自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送ステップと、前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信ステップと、前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージ受信ステップにより受信した前記ルート要求メッセージに含まれている前記遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、前記残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択ステップと、を含むルート選択方法である。
【０００９】
（１１）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードのコンピュータに、前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信機能と、前記ルート要求メッセージ受信機能により受信した前記ルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、と残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出し、算出された前記ルート評価値が最良であるルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択機能と、を実現させるためのコンピュータプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無線通信ネットワークを構成する無線ノードのホップ数の少なさと残りの稼働時間長さとを総合してルートの選択を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るワイヤレスセンサネットワークシステム１の構成例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る無線センサノードＭの構成例を示す図である。
【図３】一実施形態に係る送信元ノードＭｓの制御部１２の構成例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る中継ノードＭｒの制御部１２の構成例を示す図である。
【図５】一実施形態に係る宛先ノードＭｄの制御部１２の構成例を示す図である。
【図６】一実施形態に係るルート要求メッセージの構成例を示す図である。
【図７】一実施形態に係るルート選択方法の例を示すシーケンス図である。
【図８】一実施形態に係るルート選択部による重み可変処理の一例を示す図である。
【図９】一実施形態に係る効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、無線通信ネットワークシステムの一例として、ワイヤレスセンサネットワークシステムを挙げて説明する。また、ルート（ｒｏｕｔｅ；経路）とは、通信のルートである。
【００１３】
図１は、一実施形態に係るワイヤレスセンサネットワークシステム１の構成例を示す図である。図１において、ワイヤレスセンサネットワークシステム１は、複数の無線センサノードＭを備える。無線センサノードＭは、無線ノードの例である。無線ノードは、無線により通信を行う通信ノードである。図１の構成例では、ワイヤレスセンサネットワークシステム１は、１６個の無線センサノードＭ＿ｍｎを備える（但し、ｍ及びｎは１から４までの整数）。各無線センサノードＭ＿ｍｎは、図１中に両方向矢印線で示されるように、隣接する他の無線センサノードＭ＿ｍｎと無線により通信を行う。なお、無線センサノードＭ＿ｍｎを特に区別しないときは無線センサノードＭと称する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る無線センサノードＭの構成例を示す図である。図２において、無線センサノードＭは、電源１０と、センサ１１と、制御部１２と、無線通信部１３とを備える。電源１０は、発電部１４を備える。
【００１５】
電源１０は一定の容量を持つバッテリー（蓄電池）を備える。電源１０は、発電部１４によりバッテリーの充電を行う。発電部１４は、エナジーハーベスティング（ｅｎｅｒｇｙ  ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ：環境発電）技術により、自己を含む環境からエネルギーを収穫して発電する。該エネルギーの種類として、例えば、光、熱、振動などが挙げられる。振動は音の振動を含む。電源１０は、送信元ノードＭｓの各部に電力を供給する。
【００１６】
センサ１１は、一つ又は複数の種類の物理量を検知する。センサ１１として、例えば、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、磁気センサ、光センサ、ガスセンサなどが挙げられる。
【００１７】
制御部１２は、無線センサノードＭの各部を制御する。制御部１２は、ハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、メモリ及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）等により構成され、制御部１２の機能を実現するためのコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。無線通信部１３は、無線により他の無線センサノードＭと通信を行う。
【００１８】
図３、図４及び図５は、無線センサノードＭに係る制御部１２の構成例を示す図である。図３は、無線センサノードＭのうちの送信元ノードＭｓの制御部１２の構成例を示す図である。図４は、無線センサノードＭのうちの中継ノードＭｒの制御部１２の構成例を示す図である。図５は、無線センサノードＭのうちの宛先ノードＭｄの制御部１２の構成例を示す図である。
【００１９】
図３において、送信元ノードＭｓの制御部１２は、ルート要求メッセージ発信部２１を備える。ルート要求メッセージ発信部２１は、無線センサノードＭのうちの宛先ノードＭｄに宛てたルート要求（ｒｏｕｔｅ  ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを発信する。ルート要求メッセージによって、送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートの探索（ｒｏｕｔｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）が行われる。
【００２０】
図４において、中継ノードＭｒの制御部１２は、ルート要求メッセージ転送部３１を備える。ルート要求メッセージ転送部３１は、自中継ノードＭｒが受信したルート要求メッセージに自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送する。
【００２１】
図５において、宛先ノードＭｄの制御部１２は、ルート要求メッセージ受信部４１と、ルート選択部４２とを備える。ルート要求メッセージ受信部４１は、自宛先ノードＭｄ宛てのルート要求メッセージを受信する。ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択する。ルート選択部４２は、該選択したルートに対応するルート応答（ｒｏｕｔｅ  ｒｅｐｌｙ）メッセージを送信元ノードＭｓに返信する。
【００２２】
図６は、本実施形態に係るルート要求メッセージの構成例を示す図である。図６に示すルート要求メッセージの構成例は、ＡＯＤＶ（Ａｄ  ｈｏｃ  Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ）プロトコルの「Ｒｏｕｔｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ」を基にしている。図６において、ルート要求メッセージは、「ホップ数（Ｈｏｐ  Ｃｏｕｎｔ）」、「残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）」、「トラフィック負荷情報（Ｌｏａｄ）」、「残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）」、「宛先ノードＭｄのＩＰアドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ＩＰ  Ａｄｄｒｅｓｓ）」、「送信元ノードＭｓのＩＰアドレス（Ｏｒｉｇｉｎａｌ  ＩＰ  Ａｄｄｒｅｓｓ）」などを格納するヘッダを備える。
以下の説明において、ルート要求メッセージに含まれる情報を、ノード情報とも称する。
【００２３】
ホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４は、従来のＡＯＤＶプロトコルの「Ｒｏｕｔｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ」のヘッダ内のホップ数フィールドに設けられている。つまり、本実施形態では、従来のＡＯＤＶプロトコルの「Ｒｏｕｔｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ」のヘッダ内のホップ数フィールドを、ホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に分けて使用する。
【００２４】
なお、従来の「Ｒｏｕｔｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ」のヘッダ内のホップ数フィールドを、ホップ数フィールド１０１から残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４までに分けて使用するのは一例であって必須の構成ではない。
【００２５】
［フィールドへの格納情報］
（フィールドへの格納情報のパターン：その１）
ホップ数フィールド１０１には、送信元ノードＭｓからの総ホップ数が格納される。
残稼働時間情報フィールド１０２には、送信元ノードＭｓからのバッテリー残容量の合計値（総バッテリー残容量η）が格納される。ここで、バッテリー残容量とは、バッテリーに充電されている電力の残量であり、充電残量とも称する。
トラフィック負荷情報フィールド１０３には、送信元ノードＭｓからのトラフィック負荷の合計値（総トラフィック負荷ζ）が格納される。
残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４には、送信元ノードＭｓからの残稼働時間対トラフィック負荷比の合計値が格納される。ある中継ノードＭｒについての残稼働時間対トラフィック負荷比は、例えば次の式（１）又は式（２）によって求められる。
【００２６】
残稼働時間対トラフィック負荷比＝｛（現在のバッテリー残容量／満充電時のバッテリー容量）／（現在のトラフィック負荷／最大負荷時のトラフィック負荷）｝…（１）
【００２７】
残稼働時間対トラフィック負荷比＝｛（現在のバッテリー残容量／満充電時のバッテリー容量）−（現在のトラフィック負荷／最大負荷時のトラフィック負荷）｝…（２）
【００２８】
すなわち、残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４には、送信元ノードＭｓから中継ノードＭｒごとに式（１）又は式（２）によって求められた値が合計された値が格納される。
【００２９】
（フィールドへの格納情報のパターン：その２）
ホップ数フィールド１０１には、送信元ノードＭｓからの総ホップ数が格納される。
残稼働時間情報フィールド１０２には、送信元ノードＭｓからのバッテリー残量の合計値（総バッテリー残容量η）の消耗速度νが格納される。
トラフィック負荷情報フィールド１０３には、送信元ノードＭｓからのトラフィック負荷の合計値（総トラフィック負荷μ）が格納される。
残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４には、送信元ノードＭｓからのトラフィック負荷の合計値（総トラフィック負荷μ）の増加速度ρが格納される。
【００３０】
次に図７を参照して本実施形態に係る無線センサノードＭの動作を説明する。図７は、本実施形態に係るルート選択方法の例を示すシーケンス図である。図７には、説明の便宜上の一例として、図１のワイヤレスセンサネットワークシステム１において、無線センサノードＭ＿１１を送信元ノードＭｓとし、無線センサノードＭ＿４４を宛先ノードＭｄとしている。また、図７には、図１のワイヤレスセンサネットワークシステム１における、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルート中の中継ノードＭｒの例として、無線センサノードＭ＿１２、Ｍ＿２３及びＭ＿３４を図示している。
【００３１】
以下、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）が宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートの探索を行う場合を例に挙げて説明する。また、ルート要求メッセージの転送ルートは複数存在するが、一例として、図７に示される中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通る転送ルートを挙げて説明する。
また、ルート要求メッセージとして図６に示す構成例において（フィールドへの格納情報のパターン：その１）によって情報を格納する場合を一例にして説明する。
【００３２】
（ステップＳ１）送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）のルート要求メッセージ発信部２１は、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に宛てたルート要求メッセージを発信する。このルート要求メッセージは、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）の無線通信部１３により送信され、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に隣接する各無線センサノードＭ＿１２、Ｍ２１及びＭ＿２２の無線通信部１３により受信される。
【００３３】
（ステップＳ２）中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１に格納されているホップ数（Ｈｏｐ  Ｃｏｕｎｔ）に１を加算してホップ数フィールド１０１のホップ数（Ｈｏｐ  Ｃｏｕｎｔ）を書き換える。
【００３４】
また、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）の値に、自中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のバッテリー残容量を表す値を加算して残稼働時間情報フィールド１０２の残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）を書き換える。
この場合、電源１０は、自己のバッテリー残容量を表す信号を制御部１２に出力する。制御部１２は、該信号によりバッテリー残容量を認識する。制御部１２は、バッテリー残容量を示す残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）を生成する。
【００３５】
また、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、該ルート要求メッセージのトラフィック負荷情報フィールド１０３に格納されているトラフィック負荷情報（Ｌｏａｄ）の値に、自中継ノードＭｒのトラフィック負荷を表す値を加算してトラフィック負荷情報フィールド１０３のトラフィック負荷情報（Ｌｏａｄ）を書き換える。
【００３６】
また、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、該ルート要求メッセージの残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に格納されている残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）の値に、自中継ノードＭｒの残稼働時間対トラフィック負荷比を表す値を加算して残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４の残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）を書き換える。
【００３７】
中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）に隣接する各無線センサノードＭ＿１１、Ｍ＿１３、Ｍ＿２１、Ｍ＿２２及びＭ＿２３の無線通信部１３により受信される。
【００３８】
（ステップＳ３）中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換える。この書き換え方法は、上記ステップＳ２と同じである。
【００３９】
中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）に隣接する各無線センサノードＭ＿１２、Ｍ＿１３、Ｍ＿１４、Ｍ＿２２、Ｍ＿２４、Ｍ＿３２、Ｍ＿３３及びＭ＿３４の無線通信部１３により受信される。
【００４０】
（ステップＳ４）中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４を書き換える。この書き換え方法は、上記ステップＳ２と同じである。
【００４１】
中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）に隣接する各無線センサノードＭ＿２３、Ｍ＿２４、Ｍ＿３３、Ｍ＿４３及びＭ＿４４の無線通信部１３により受信される。
【００４２】
（ステップＳ５）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート要求メッセージ受信部４１は、自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）宛てのルート要求メッセージを無線通信部１３により受信する。宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）には、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されたルート要求メッセージが複数の転送ルートによりそれぞれ到達する。その一つが、図７に示される中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通る転送ルートにより宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージである。つまり、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート要求メッセージ受信部４１は、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されて複数の転送ルートによりそれぞれに自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達した複数のルート要求メッセージを無線通信部１３により受信する。
【００４３】
（ステップＳ６）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が最初に受信したルート要求メッセージの受信タイミングから所定の待機時間が経過するまで待つ。これは、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されたルート要求メッセージが、複数の転送ルートによりそれぞれに自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達完了するまで待つためである。このため、該待機時間は、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の規模（無線センサノードＭの総数）に応じて予め決定されて無線センサノードＭに設定される。つまり、無線センサノードＭの総数が多いほど待機時間を長くする。
【００４４】
（ステップＳ７）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１、残稼働時間情報フィールド１０２、トラフィック負荷情報フィールド１０３及び残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４のそれぞれに格納されている情報に基づいてルートを選択する。このルート選択方法については後述する。
【００４５】
（ステップＳ８）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、選択したルートに対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に返信する。このルート応答メッセージは、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）を通る転送ルートにより送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に到達し、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）の無線通信部１３により受信される。送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）は、無線通信部１３により受信したルート応答メッセージによって、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）までのルートを認識する。
【００４６】
次に本実施形態に係るルート選択方法の例を説明する。
【００４７】
（ルート選択方法の例１）
ルート選択方法の例１では、ルート選択部４２は、総負荷量比に対する総バッテリー残容量比の比率が最大であるルートを選択する。以下、ルート選択方法の例１の手順の一例を説明する。
【００４８】
宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に格納されている残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）が、上述の式（１）によって算出されている場合、残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総負荷量比に対する総バッテリー残容量比の比率を表す。
【００４９】
ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの中から、残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に格納されている残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）の値が最大であるルート要求メッセージを選択する。これにより、総負荷量比に対する総バッテリー残容量比の比率が最大であるルートが選択される。
【００５０】
ルート選択部４２は、選択したルート要求メッセージ（ルート）に対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓへ返信する。これにより、総負荷量比に対する総バッテリー残容量比の比率が最大であるルートに対応するルート応答メッセージが送信元ノードＭｓへ返信される。
【００５１】
ここで、総負荷量比に対する総バッテリー残容量比の比率が最大であるルートとは、バッテリー残容量が比較的大きく、トラフィック負荷が比較的小さいルートである。つまり当該ルートとは、バッテリー残容量とトラフィック負荷との両方のバランスが取れているルートである。トラフィック負荷が大きい中継ノードＭｒは、トラフィック負荷が小さい中継ノードＭｒに比べて電力の消費が大きい。このため、中継ノードＭｒのバッテリー残容量が大きくてもトラフィック負荷が大きいと、比較的早くバッテリー残容量が減ってしまい、当該中継ノードＭｒは残稼働時間が短くなってしまうことがある。ルート選択部４２は、バッテリー残容量とトラフィック負荷との両方のバランスが取れているルート、すなわち中継ノードＭｒの残稼働時間が比較的長いルートを選択する。
以上がルート選択方法の例１の説明である。
【００５２】
（ルート選択方法の例２）
ルート選択方法の例２では、ルート選択部４２は、総バッテリー残容量比と総負荷量比との差が最大であるルートを選択する。ルート要求メッセージの残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に格納されている残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）が、上述の式（２）によって算出されている点で上述したルート選択方法の例１の場合と異なる。この相違点のみについて説明する。
この場合、残稼働時間対トラフィック負荷比情報（ＥＬ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総バッテリー残容量比と総負荷量比との差を表す。この場合、ルート選択部４２は、残稼働時間対トラフィック負荷比情報フィールド１０４に格納されている総バッテリー残容量比と総負荷量比との差が最大であるルートを選択する。この場合においても、ルート選択部４２は、バッテリー残容量とトラフィック負荷との両方のバランスが取れているルート、すなわち中継ノードＭｒの残稼働時間が比較的長いルートを選択する。
以上がルート選択方法の例２の説明である。
【００５３】
（ルート選択方法の例３）
ルート選択方法の例３では、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージに含まれているホップ数、総バッテリー残容量及び総トラフィック負荷に基づいてルートを選択する。以下、ルート選択方法の例３の手順の一例を説明する。
【００５４】
宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１に格納されているホップ数は、送信元ノードＭｓからの総ホップ数を表す。また、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総バッテリー残容量を表す。また、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されているトラフィック負荷情報（Ｌｏａｄ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総トラフィック負荷を表す。
【００５５】
ルート選択部４２は、一つのルート要求メッセージに含まれているホップ数、総バッテリー残容量及び総トラフィック負荷を使用して、次に示す式（３）により、当該ルート要求メッセージのルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅを算出する。
【００５６】
Ｖ＿ｒｏｕｔｅ＝ａ＋ｂ×（１／Ｈ＿ａｌｌ）＋ｃ×（η（ｔ）＋（１／ζ（ｔ）））…（３）
【００５７】
但し、Ｈ＿ａｌｌは総ホップ数であり、η（ｔ）は総バッテリー残容量であり、ζ（ｔ）は総トラフィック負荷である。重み係数ａ、重み係数ｂ及び重み係数ｃは、予め設定される係数である。なお、重み係数ａはゼロであってもよい。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、総ホップ数Ｈ＿ａｌｌの逆数と、総バッテリー残容量と、総トラフィック負荷とを総合した評価値である。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、その値が大きいほど良い評価であることを表す。
【００５８】
ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの中から、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルート要求メッセージを選択する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートが選択される。
【００５９】
ルート選択部４２は、選択したルート要求メッセージ（ルート）に対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓへ返信する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートに対応するルート応答メッセージが送信元ノードＭｓへ返信される。
以上がルート選択方法の例３の説明である。
【００６０】
（ルート選択方法の例４）
ルート選択方法の例４では、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージに含まれているホップ数、総バッテリー残容量の消耗速度及び総トラフィック負荷の増加速度に基づいてルートを選択する。以下、ルート選択方法の例４の手順の一例を説明する。
【００６１】
宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１に格納されているホップ数は、送信元ノードＭｓからの総ホップ数を表す。また、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Ｅｎｅｒｇｙ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総バッテリー残容量の消耗速度を表す。また、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されているトラフィック負荷情報（Ｌｏａｄ）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの総トラフィック負荷の増加速度を表す。
【００６２】
ルート選択部４２は、一つのルート要求メッセージに含まれているホップ数、総バッテリー残容量の消耗速度、総トラフィック負荷及び総トラフィック負荷の増加速度を使用して、次に示す式（４）により、当該ルート要求メッセージのルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅを算出する。
【００６３】
Ｖ＿ｒｏｕｔｅ＝ａ＋ｂ×（１／Ｈ＿ａｌｌ）＋ｃ×（１／（ν＋μ＋ρ））…（４）
【００６４】
但し、Ｈ＿ａｌｌは総ホップ数であり、νは総バッテリー残容量の消耗速度であり、μはトラフィック負荷であり、ρは総トラフィック負荷の増加速度である。重み係数ａ、重み係数ｂ及び重み係数ｃは、予め設定される係数である。なお、重み係数ａはゼロであってもよい。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、総ホップ数Ｈ＿ａｌｌの逆数と、総バッテリー残容量の消耗速度と、総トラフィック負荷と、総トラフィック負荷の増加速度を総合した評価値である。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、その値が大きいほど良い評価であることを表す。
【００６５】
ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの中から、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルート要求メッセージを選択する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートが選択される。
【００６６】
ルート選択部４２は、選択したルート要求メッセージ（ルート）に対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓへ返信する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートに対応するルート応答メッセージが送信元ノードＭｓへ返信される。
以上がルート選択方法の例４の説明である。
【００６７】
ここで、ホップ数と通信遅延時間との間には所定の関係（例えば、正の相関関係）がある。例えば、ホップ数が大きい場合には、通信遅延時間が大きい。すなわち総ホップ数は通信遅延時間を表す。
また、中継ノードＭｒのバッテリー残容量やバッテリー残容量の消耗速度と、残稼働時間との間には所定の関係（例えば、正の相関関係）がある。例えば、バッテリー残容量が少ない場合には、残稼働時間が少ないことを示す。また、バッテリー残容量の消耗速度が速い場合には、残稼働時間がより少ないことを示す。すなわち総バッテリー残容量やバッテリー残容量の消耗速度は総稼働時間を表す。
また、中継ノードＭｒのトラフィック負荷の逆数やトラフィック負荷の増加速度の逆数と、残稼働時間との間には所定の関係（例えば、正の相関関係）がある。中継ノードＭｒのトラフィック負荷が大きい場合、中継ノードＭｒの電力消費が大きいためである。例えば、トラフィック負荷が大きい場合には、残稼働時間が少ないことを示す。また、トラフィック負荷の増加速度が大きい場合には、残稼働時間がより少ないことを示す。すなわち総トラフィック負荷の逆数は、総稼働時間を表す。
つまり、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、通信遅延時間の逆数と、総稼働時間とを総合した評価値であるといえる。
【００６８】
換言すれば、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージに含まれている遅延時間情報が示す通信遅延時間の逆数と、残稼働時間情報が示す残りの総稼働時間とを総合したルート評価値を算出する。
【００６９】
［重み可変処理］
本実施形態のルート選択部４２は、通信遅延時間の評価の重みと、残りの総稼働時間の評価の重みとをそれぞれ可変にして、ルート評価値を算出する。以下、ルート選択部４２による重み可変処理について説明する。
ルート選択部４２は、上述したルート選択方法の例３及びルート選択方法の例４に示す重み係数ａ、重み係数ｂ及び重み係数ｃを、ホップ数や中継ノードＭｒのバッテリー残容量やトラフィック負荷に応じて可変にする。一例として、上述したルート選択方法の例３において、ルート選択部４２が中継ノードＭｒのバッテリー残容量に応じて重み係数ｂ及び重み係数ｃを変更する場合について、図８を参照して説明する。
【００７０】
図８は、本実施形態のルート選択部４２による重み可変処理の一例を示す図である。ルート選択部４２は、ルート要求メッセージに含まれている総バッテリー残容量を取得する。ここで総バッテリー残容量は、発電部１４の種類とその種類に応じた環境要因とによって増減する場合がある。例えば、発電部１４が太陽光によって発電する場合には、日照量によって総バッテリー残容量が増減する。例えば、同図に示すように日の出時刻である時刻６：００に発電が開始されて総バッテリー残容量が残容量Ｂｃｈ１から増加し始める。日の入り時刻である時刻１８：００に発電が停止されて総バッテリー残容量が残容量Ｂｃｈ３から減少し始める。また、例えば、時刻２２：００を過ぎるとトラフィック負荷が低減され、総バッテリー残容量の減少が緩やかになる。
【００７１】
ルート選択部４２は、総バッテリー残容量が比較的少ない場合（例えば、総バッテリー残容量がしきい値Ｂｃｈ２よりも少ない場合）には、残りの総稼働時間を増加させることを優先する。この場合、ルート選択部４２は、重み係数ｂを減少させ、重み係数ｃを増加させる。
また、ルート選択部４２は、総バッテリー残容量が比較的多い場合（例えば、総バッテリー残容量がしきい値Ｂｃｈ２よりも多い場合）には、通信遅延時間を低減させることを優先する。この場合、ルート選択部４２は、重み係数ｂを増加させ、重み係数ｃを減少させる。
【００７２】
ここで、重み係数ｂとは、ホップ数に関する係数であり、すなわち通信遅延時間の評価の重みである。重み係数ｃとは、中継ノードＭｒのバッテリー残容量やトラフィック負荷に関する計数であり、すなわち残りの総稼働時間の評価の重みである。つまり、重み係数ｂを減少させ、重み係数ｃを増加させることは、通信遅延時間の評価の重みを軽くし、残りの総稼働時間の評価の重みを重くすることである。また、重み係数ｂを増加させ、重み係数ｃを減少させることは、通信遅延時間の評価の重みを重くし、残りの総稼働時間の評価の重みを軽くすることである。すなわち、ルート選択部４２は、残りの総稼働時間が相対的に長い場合には、通信遅延時間の評価の重みを重くし、残りの総稼働時間が相対的に短い場合には、通信遅延時間の評価の重みを軽くして、ルート評価値を算出する。
【００７３】
同図の一例の場合、時刻６：００から時刻１０：００までの間は、総バッテリー残容量がしきい値Ｂｃｈ２よりも少ない。したがって、この時間帯においてルート選択部４２は、残りの総稼働時間を増加させることを優先させる。つまり、ルート選択部４２は、時刻６：００から時刻１０：００までの間は、重み係数ｂを減少させ、重み係数ｃを増加させる。また、時刻１０：００から時刻１８：００までの間は、総バッテリー残容量がしきい値Ｂｃｈ２よりも多い。したがって、この時間帯においてルート選択部４２は、通信遅延時間を低減させることを優先させる。つまり、ルート選択部４２は、時刻１０：００から時刻１８：００までの間は、重み係数ｂを増加させ、重み係数ｃを減少させる。
【００７４】
このように本実施形態のルート選択部４２は、通信遅延時間の評価の重みと、残りの総稼働時間の評価の重みとをそれぞれ可変させる。これによりルート選択部４２は、中継ノードＭｒの状況に応じたルート評価値により、送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートを選択することができる。
【００７５】
［実施形態のまとめ］
本実施形態によれば、送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートを、中継ノードＭｒの残りの稼働時間と通信遅延時間とを総合してルート評価値を算出することにより、残りの稼働時間と通信遅延時間とバランスがとれたルートを選択することができる。
【００７６】
また、仮に送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートを、中継ノードＭｒの残りの稼働時間のみに基づいて選択すると、残りの稼働時間が長い中継ノードＭｒを含むルートが選択されやすくなる。この結果、残りの稼働時間が長い中継ノードＭｒにトラフィック負荷が集中することがある。ある中継ノードＭｒにトラフィック負荷が集中すると、中継ノードＭｒの消費電力が急激に増加し、この結果、当該中継ノードＭｒの残りの稼働時間が急激に短くなってしまうことがある。
一方、本実施形態によれば、トラフィック負荷を加味してルート評価値を算出するため、中継ノードＭｒにトラフィック負荷が集中しないようにしてルートを選択する。これにより、残りの稼働時間に余裕のあるルートを優先的に使用することができる。また、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。
【００７７】
本実施形態に係る効果について図９を参照して以下に説明する。同図において、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その電源１０の容量が一律に同じであるとする。また、無線センサノードＭ＿２２、Ｍ＿２３、Ｍ＿３２及びＭ＿３３の電源１０の残容量は２５％の容量であり、その他の無線センサノードＭの電源１０の残容量は５０％の容量であるとする。また、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その消費電力として、一律に、時間Ｔ秒で電源１０の２５％を消費するとする。
また、無線センサノードＭ＿３３の現在のトラフィック負荷が最大負荷時のトラフィック負荷の８０％であり、その他の無線センサノードＭの現在のトラフィック負荷が最大負荷時のトラフィック負荷が２０％であるとする。
また、説明の便宜上、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その発電量が０であるとする。また、無線センサノードＭ＿１１を送信元ノードＭｓとし、無線センサノードＭ＿４４を宛先ノードＭｄとする。
【００７８】
従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索では、ホップ数が少ないルートが優先的に選択される。このため、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートとして、例えば中継ノードＭｒ（Ｍ＿２２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿３３）を通るルートＲ＿ａが選択される。中継ノードＭｒ（Ｍ＿２２）及び中継ノードＭｒ（Ｍ＿３３）の残りの稼働時間はＴ秒である。したがって、従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索によって選択されるルートＲ＿ａの残りの稼働時間はＴ秒となる。
【００７９】
また、残りの稼働時間に基づくルート探索では、電源１０（バッテリー）の残容量が長いルートが優先的に選択される。このため、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートとして、例えば中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿１３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿１４）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿２４）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通るルートＲ＿ｂが選択される。中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）、Ｍｒ（Ｍ＿１３）、Ｍｒ（Ｍ＿１４）、Ｍｒ（Ｍ＿２４）及びＭｒ（Ｍ＿３４）の残りの稼働時間は２Ｔ秒である。したがって、本実施形態によって選択されるルートＲ＿ｂの残りの稼働時間は２Ｔ秒となる。よって、本実施形態によって選択されるルートＲ＿ｂの残りの稼働時間は、従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索によって選択されるルートＲ＿ａの残りの稼働時間の２倍となる。しかしながら、この残りの稼働時間に基づいて選択されたルートは、ホップ数が多いため通信遅延時間が上述した従来のＡＯＤＶプロトコルによって選択されたルートに比べて通信遅延時間が長い。
【００８０】
これに対して本実施形態によれば、ホップ数と中継ノードＭｒの残りの稼働時間とに基づいて選択することができる。このため、本実施形態によれば、ホップ数が比較的少なく、かつ中継ノードＭｒの残りの稼働時間が比較的長いルートを選択することができる。例えば、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３３）にはトラフィックが集中しているため、電源１０（バッテリー）の残容量が中継ノードＭｒ（Ｍ＿３２）と同等であったとしても、残りの稼働時間が中継ノードＭｒ（Ｍ＿３２）よりも短い。この場合、本実施形態によれば、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートとして、例えば中継ノードＭｒ（Ｍ＿２１）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿３２）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿４３）を通るルートＲ＿ｂが選択される。
【００８１】
また、本実施形態によれば、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が最初に受信したルート要求メッセージの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間はルート応答メッセージの返信を待機する。例えば、図９において、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）が宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に宛てて発信したルート要求メッセージのうち、最小ホップ数のルートＲ＿ａを通って宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージＲＱ＿ａが最初に宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達すると考えられる。一方、ルートＲ＿ａよりもホップ数が多いルートＲ＿ｂを通って宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージＲＱ＿ｂは、ルートＲ＿ａのルート要求メッセージＲＱ＿ａよりも遅れて宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達すると考えられる。このため、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージＲＱ＿ａの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間はルート応答メッセージの返信を待機することによって、ルート要求メッセージＲＱ＿ｂを受信してからルート要求メッセージＲＱ＿ｂも含めてルートの選択を行うことができる。該待機時間は、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の規模（無線センサノードＭの総数）に応じて予め決定されて無線センサノードＭに設定される。
【００８２】
また、本実施形態によれば、通信遅延時間の評価の重みと、残りの総稼働時間の評価の重みとをそれぞれ可変にして、ルート評価値を算出する。これにより例えば、残りの総稼働時間の評価の重みを重くした場合には、残りの稼働時間（電源１０の残容量）に余裕のあるルートを優先的に使用することができるので、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体として電源１０の残容量の平滑化を図ることができる。これにより、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。例えば、無線センサノードＭがエナジーハーベスティング技術により自己を含む環境からエネルギーを収穫して発電する場合、その発電量は無線センサノードＭが存在する環境に依存するので、各無線センサノードＭの電源１０の残容量にバラツキが生じる可能性がある。本実施形態によれば、無線センサノードＭの電源１０の残容量に余裕のあるルートを優先的に使用することができる。これにより、エナジーハーベスティング技術によって発電する各無線センサノードＭの電源１０の残容量にバラツキがあったとしても、それら無線センサノードＭの電源１０の残容量を平滑化することができる。この結果として、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００８４】
例えば、上述した実施形態では、無線通信ネットワークシステムの一例として、複数の無線センサノードから構成されるワイヤレスセンサネットワークシステムを挙げたが、無線センサノード以外の無線ノードを含む無線通信ネットワークシステムに適用してもよい。
【００８５】
また、上述した無線センサノードＭの機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００８６】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００８７】
１…ワイヤレスセンサネットワークシステム（無線通信ネットワークシステム）、１０…
電源、１１…センサ、１２…制御部、１３…無線通信部、１４…発電部、２１…ルート要
求メッセージ発信部、３１…ルート要求メッセージ転送部、４１…ルート要求メッセージ
受信部、４２…ルート選択部、Ｍ…無線センサノード（無線ノード）、Ｍｓ…送信元ノー
ド、Ｍｒ…中継ノード、Ｍｄ…宛先ノード
【図１】
2018170750.tif 000003
【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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