(57)【要約】【課題】無線環境に即応して送信経路を制御することにより、通信タイミングの競合状態を解消する効果を十分に発揮させる通信制御装置及びプログラムを提供する。【解決手段】本発明の通信制御装置は、各他ノードから通信タイミングを示す制御信号の受信に基づき、自ノードと各他ノードとの間で帯域を取り合い、自ノードのデータ送信に必要な帯域幅を獲得する通信タイミング制御手段と、通信タイミング制御手段が獲得した自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域幅に基づき、各データ信号の送信経路を決定する経路制御手段と、自ノードの深さに基づき最終送信先までの経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る状態の場合に、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として経路制御手段に与える送信先指定制御手段とを備える。【選択図】      図１
2011250106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれに搭載される通信制御装置において、
１又は複数の他ノードとの間で、自ノード又は上記各他ノードの通信タイミングを示す制御信号を送受信する制御情報通信手段と、
上記各他ノードからの上記制御信号の受信に基づき、自ノードと上記各他ノードとの間で帯域を取り合い、自ノードのデータ送信に必要な帯域幅を獲得する通信タイミング制御手段と、
上記通信タイミング制御手段が獲得した上記自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域幅に基づき、上記各データ信号の送信経路を決定する経路制御手段と、
上記各データ信号の最終送信先までの自ノードの深さを保持する自ノードの深さ保持手段と、
上記自ノードの深さに基づき送信経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る状態の場合に、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として上記経路制御手段に与える送信先指定制御手段と、
上記経路制御手段により決定された上記各送信経路の送信先に上記各データ信号を送信するデータ信号送信手段と
を備えることを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
上記送信先指定制御手段は、自ノードの深さが閾値よりも大きい場合、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として上記経路制御手段に与えるものであることを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
上記送信先指定制御手段は、さらに、自ノードより深さの小さい他ノードを送信先とするリンクのうち、リンク品質が閾値以上のリンクが少なくとも１つある場合を条件に加えて、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として上記経路制御手段に与えるものであることを特徴とする請求項２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
上記経路制御手段が、通信タイミングの競合状態に基づいて、データの送信経路を決定する演算が所定の条件を満足し、かつ、上記送信先指定制御手段における条件を満足する場合に、自ノードと探さが同一の他ノードあるいは自身より深さの大きい他ノードを送信先として追加して、各リンクを用いた送信データ量を決定する演算を実行するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信制御装置。
【請求項５】
ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれに搭載され、各データ信号の最終送信先までの自ノードの深さを保持する自ノードの深さ保持手段を備えるコンピュータを、
１又は複数の他ノードとの間で、自ノード又は上記各他ノードの通信タイミングを示す制御信号を送受信する制御情報通信手段、
上記各他ノードからの上記制御信号の受信に基づき、自ノードと上記各他ノードとの間で帯域を取り合い、自ノードのデータ送信に必要な帯域幅を獲得する通信タイミング制御手段、
上記通信タイミング制御手段が獲得した上記自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域幅に基づき、上記各データ信号の送信経路を決定する経路制御手段、
上記自ノードの深さに基づき送信経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る状態の場合に、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として上記経路制御手段に与える送信先指定制御手段、
上記経路制御手段により決定された上記各送信経路の送信先に上記各データ信号を送信するデータ信号送信手段
として機能させることを特徴とする通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信制御装置及び通信制御プログラムに関し、例えば、無線センサネットワークやアドホックネットワーク、あるいは無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）に接続された複数の機器から構成されるシステム等のように、空間に分散配置された多数のノードや移動体に設置されたノードが、相互にデータ通信を行う場合において、電波干渉等による通信データの衝突や幅輳を回避する装置や方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば無線ネットワーク等が設置されている空間内には、様々な形状の構造物や壁等が存在し、しばしば、そこに新たな障害物が出現する場合がある。障害物は単にリンク切れを引き起こす要因になるだけではなく、例えば、金属製の構造物の場合、反射波等の影響が顕著に表れ、無線環境の変化は複雑な状況を呈する。
【０００３】
複数の無線ノードから構成されるネットワークおいて、集中管理的な制御をせずに、個々のノードが、自律分散的に通信タイミングをスケジューリングすることによって、発信衝突を回避する方法として特許文献１〜特許文献７に開示される技術がある。
【０００４】
また、本願出願人は、各ノードにおいて、通信タイミングとデータ信号の送信経路とを相互調整して、複雑な無線環境に適応させ、ノード間における発信衝突や輻輳を回避してマルチホップ通信を実現する技術を、特願２００９−１５１０７５号（以下、先行出願１という）及び特願２００９−２６０２１７号（以下、先行出願２という）において提案している。
【０００５】
特許文献１〜特許文献７において、各ノードが自律的に通信タイミングを獲得する方法は、各ノードが、近傍ノードとの間で周期的に、自ノードのデータ発信タイミングを示す制御情報（以下、制御パケットともいう）を送受信することによって、「通信タイミングの相互調整」を行う技術が開示されている。
【０００６】
各ノードは、近傍ノードから制御パケットの受信に基づき、所定規則（例えば時間発展規則など）に従って自ノードと他ノードの通信タイミングを示す位相の状態を変化させることで、自ノードと近傍ノードとの位相区間の調整を行う。そして、自ノード及び近傍ノードの位相状態の変化が収束し、安定な位相状態が形成されると、自ノードと近傍ノードとの間の競合を回避することができ、各ノードは、自ノードの位相が所定値になるタイミングを自ノードのデータ発信タイミングと決定して制御パケットを発信する。
【０００７】
ここで、１周期内において、各ノードが送信に用いる時間区間は、通信タイミングを制御するための演算における自ノードの位相とこの直前あるいは直後の他ノードの位相との間の位相区間に対応する。すなわち、通信タイミングを示す時間は、通信タイミングの演算上は、位相に置き換えて処理される。ここで、位相とは、周期的な状態変換を示す状態変数である。
【０００８】
この動作により、各ノードは、制御パケットの発信周期に相当する期間を近傍ノードとの間で分け合い、各ノードがデータ信号の送信に必要な時間区間を獲得することができる。各ノードは、自律分散的な通信タイミングのスケジューリングを達成することができる。したがって、制御パケットの発信周期は、通信タイミングのスケジューリング（通信タイミングの割当）における周期と等しい。以後、制御パケットの発信周期を、単に周期とも呼ぶ。
【０００９】
また、近傍ノードとの間における制御パケットの送信方法にはいくつかの形態がある。図２は、近傍ノードとの間の制御パケットの送受信方法例を説明する説明図である。図２では、制御パケットの送受信方法の例として２つの形態例を示す。
【００１０】
１番目の形態は、図２（ａ）に示すように、各ノードが発信する制御パケットの電波到達範囲を、データパケットの電波到達範囲よりも広くする形態である。例えば、図２（ａ）では、制御パケットの電波到達範囲をデータパケットのそれよりも２倍程度広くした場合を示す。この場合、制御パケットとデータパケットとの送信電力比を調節することによって、電波到達範囲の比を設定することで実現することができる。このように、制御パケットとデータパケットとの電波到達範囲の比を設定する理由は、例えば隠れ端末などによる発信衝突の発生を回避するためである。
【００１１】
２番目の形態は、図２（ｂ）に示すように、制御パケットとデータパケットの電波到達範囲は同一（つまり、送信電力は同一）とし、他ノードから受信した制御パケットに基づいて、自ノードの内部に生成した当該他ノードに対する仮想位相を、自ノードが制御パケットを送信する際に付加する方法である。この仮想位相を付加する方法については、特許文献４に開示される技術を用いることができる。
【００１２】
図２（ｂ）において、着目ノードから制御パケットを受信したノード（図２（ｂ）における実線の円内のノード）は、自身の内部に着目ノードに対する仮想位相が存在しない場合には新たに仮想位相の値を生成し、すでに存在する場合にはその値（仮想位相の値）を調整する。生成あるいは調整された仮想位相の値は、その後、固有角振動数に相当する一定の速度で変化する。そして、自ノードが制御パケットを送信する際に、現時刻における着目ノードに対する仮想位相の値を付加して送信する。このようにすることで、着目ノードの位相情報が１ホップ先のノード（図２（ｂ）における実線の円内のノード）を介して間接的に２ホップ先のノード（図２（ｂ）において、点線の円内のノードで実線の円内に含まれないノード）に伝えられる。
【００１３】
上記では、着目ノードの位相情報が２ホップ先のノードに間接的に伝えられる仕組みについて説明したが、すべてのノードの位相情報が同様にして２ホップ先のノードに伝えられる。したがって、通信タイミング調整における相互作用範囲は、各ノードの２ホップ近傍範囲となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−０９４６６３号公報
【特許文献２】特開２００６−０７４６１７号公報
【特許文献３】特開２００６−０７４６１９号公報
【特許文献４】特開２００６−１５７４３８号公報
【特許文献５】特開２００６−１５７４４１号公報
【特許文献６】特開２００６−２１１５８５号公報
【特許文献７】特開２００６−２１１５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、無線環境は、様々な障害物が存在し、新たな障害物の出現により変化し得るものである。また領域によって干渉波の影響が異なる。
【００１６】
他の領域よりも干渉波の影響を強く受ける領域のノードは、他の領域のノードより干渉波の影響を強く受ける。そのため、当該領域のノードは、他の領域のノードよりも、干渉回避の負荷が高くなり、通信タイミングの競合状態を発生しやすくなる。
【００１７】
例えば、図３は、各センサノードが、マルチホップでシンクノードＳにセンサデータを送信する無線センサネットワークの構成例を示す。図３において、各ノード間のリンク品質は、発信衝突が生じなければ、各ノード間のリンク品質が同じであるとする。また領域Ａが他の領域よりも干渉波の影響を強く受けるものとする。この例の場合、領域Ａのノードは、干渉波の影響を強く受けるので、他の領域のノードよりも、通信タイミングの競合が生じやすくなる。
【００１８】
また、データ通信量の多いノードほど、通信負荷が多くなるので、通信タイミングの競合が生じやすくなる。例えば、領域Ａにおいて、センサノード５よりもセンサノード１の方が、シンクノードＳに近くなるので、より多くのデータ通信量を持つことになる。そのため、センサノード１は、それに見合う通信期間を獲得する必要があり、通信負荷が多くなる。そのため、センサノード１における通信タイミングの競合も生じやすくなる。
【００１９】
本発明は、上記のような無線環境においても、送信経路を制御することにより、通信タイミングの競合状態を解消する効果を十分に発揮させることができる通信制御装置及び通信制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる課題を解決するために、第１の本発明の通信制御装置は、ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれに搭載される通信制御装置において、（１）１又は複数の他ノードとの間で、自ノード又は各他ノードの通信タイミングを示す制御信号を送受信する制御情報通信手段と、（２）各他ノードからの制御信号の受信に基づき、自ノードと各他ノードとの間で帯域を取り合い、自ノードのデータ送信に必要な帯域幅を獲得する通信タイミング制御手段と、（３）通信タイミング制御手段が獲得した自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域幅に基づき、各データ信号の送信経路を決定する経路制御手段と、（４）各データ信号の最終送信先までの自ノードの深さを保持する自ノードの深さ保持手段と、（５）自ノードの深さに基づき送信経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る状態の場合に、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として経路制御手段に与える送信先指定制御手段と、（６）経路制御手段により決定された各送信経路の送信先に各データ信号を送信するデータ信号送信手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第２の本発明の通信制御プログラムは、ネットワークを構成する複数のノードのそれぞれに搭載され、各データ信号の最終送信先までの自ノードの深さを保持する自ノードの深さ保持手段を備えるコンピュータを、（１）１又は複数の他ノードとの間で、自ノード又は各他ノードの通信タイミングを示す制御信号を送受信する制御情報通信手段、（２）各他ノードからの制御信号の受信に基づき、自ノードと各他ノードとの間で帯域を取り合い、自ノードのデータ送信に必要な帯域幅を獲得する通信タイミング制御手段、（３）通信タイミング制御手段が獲得した自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域幅に基づき、各データ信号の送信経路を決定する経路制御手段、（４）自ノードの深さに基づき送信経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る状態の場合に、自ノードと深さが同一の他ノードあるいは自ノードより深さの大きい他ノードを、次の送信先の候補として経路制御手段に与える送信先指定制御手段、（５）経路制御手段により決定された各送信経路の送信先に各データ信号を送信するデータ信号送信手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、無線環境に即応して送信経路を制御することにより、通信タイミングの競合状態を解消する効果を十分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態のノードが備える通信制御装置の内部構成を示す内部構成図である。
【図２】近傍ノード間での制御パケットの送受信方法を説明する説明図である。
【図３】無線センサネットワークにおける送信経路の一例を示す説明図である。
【図４】第１の実施形態の経路制御演算部の演算処理に係る機能構成を説明する説明図である。
【図５】第１の実施形態の通信タイミング制御演算部における位相応答関数の例を説明する説明図である。
【図６】第１の実施形態の送信先指定制御部における処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】相互作用範囲内における全ノードに対する送信データ量の総和が変化することを説明する説明図である。
【図８】ノードが他ノードとの間のリンクの獲得帯域幅を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の通信制御装置及び通信制御プログラムの第１の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
第１の実施形態では、空間に分散配置された多数のノードや移動体等に設置されたノードが、例えばマルチホップ通信によりシンクノードにデータを送信する無線センサネットワークのノードに本発明を適用した場合の実施形態を例示して説明する。
【００２６】
第１の実施形態では、近傍ノード間における制御パケットの送受信方法として、例えば、図２（ｂ）で説明した仮想位相を用いた方法を適用する場合を想定して例示する。ただし、説明の便宜上、このような想定をするのであって、本発明は図２（ａ）で説明した形態に対しても適用するようにしてもよい。
【００２７】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）全体構成
図３は、第１の実施形態の無線センサネットワークＮＴの送信経路の一例を示す図である。図３において、無線センサネットワークＮＴは、複数のセンサノード（以下、単にノードともいう）を有して構成される。各ノードは、センサを備えており、センシングしたデータ信号をシンクノードＳに向けてマルチホップ通信で送信する。
【００２８】
第１の実施形態では、図３に例示する無線センサネットワークＮＴにおいて、以下の２点を仮定して説明する。
【００２９】
（ａ）矢印で示された最近接ノード間のリンク品質は「１」とする。ここで、リンク品質は、発信衝突がない状況において、ノード間におけるセンサデータの送受信が成功する割合を表す。リンク品質が「１」であるということは、発信衝突が発生しなければ、１００％送受信に成功することを意味する。
【００３０】
（ｂ）図３に示す領域Ａは、他の領域に比べて、各ノードが干渉波の影響をより強く受ける。この仮定は、次のことを意味する。すなわち、領域Ａにおける各ノードは、他の領域に比べて干渉回避の負荷が高くなり、通信タイミングの競合（重複）状態を発生しやすくなる。
【００３１】
以下では、上記（ａ）、（ｂ）の２点の仮定の下で、領域Ａのノードが、送信経路を制御することにより、通信タイミングの競合を解消する実施形態を説明する。なお、以下において、リンクｉ→ｊは、ノードｉがノードｊを送信先ノードとするリンクを示す。
【００３２】
（Ａ−１−２）ノードの内部構成
図１は、第１の実施形態のノードが備える通信制御装置の内部構成を示す内部構成図である。無線ネットワークＮＴを構成する全てのノードは同じ構成を備える。
【００３３】
図１において、ノード１は、送信先指定制御部１０、制御パケット受信部１１、通信タイミング制御演算部１２、経路制御演算部１３、制御パケット送信部１４、データパケット送受信部１５、ノード深さ管理部１６を少なくとも有して構成される。特に、送信先指定制御部１０を新たに導入した点に特徴を有する。
【００３４】
各ノード１は、他のノードとの間で周期的に制御パケットの送受信を相互に行い、ノード間で通信タイミングの相互調整を行う。これにより、各ノード１は、自律的な通信タイミングを求めることができる。また、各ノード１は、他ノードとの間で授受する制御パケットに基づいて、通信タイミング制御演算部１２と経路制御演算部１３との相互調整を行う。これにより、無線環境が変化した場合でも即応性のある通信制御を行うことができる。
【００３５】
制御パケット受信部１１は、他ノードから出力された制御パケットを入力制御パケットとして受信し、当該制御パケットに含まれている情報を、通信タイミング制御演算部１２、経路制御演算部１３、送信先指定制御部１０に与えるものである。
【００３６】
通信タイミング制御演算部１２は、制御パケット受信部１１から他ノードの位相情報を受け取り、他ノードの位相情報に基づいて他ノード及び自ノードの帯域を取り合い、自ノードの通信タイミングを調整するものである。また、通信タイミング制御演算部１２は、経路制御演算部１３から自ノードの送信に必要な帯域幅を受け取り、この自ノードの送信に必要な帯域幅も用いて、通信タイミングの調整を行う。
【００３７】
ここで、通信タイミング制御演算部１２による通信タイミングの演算方法としては、種々の方法を広く適用することができる。例えば、特許文献１〜特許文献７の記載技術や、先行出願１及び２に記載される技術を適用することができる。この実施形態では、特に特許文献５に記載される方法を適用する場合を例示して説明する。すなわち、自ノードに対する仮想位相を算出し、この仮想位相を用いて通信タイミングを演算する。なお、通信タイミング制御演算部１２における通信タイミングの演算処理例については後述する。
【００３８】
また、通信タイミング制御演算部１２は、通信タイミングの演算により得られた自ノードの位相情報及び他ノードの位相情報を、制御パケット送信部１４、データパケット送受信部１５に与えるものである。また、通信タイミング制御演算部１２は、自ノードが獲得している帯域幅を経路制御演算部１３に与えるものである。
【００３９】
ノード深さ管理部１６は、自ノードの深さを求めて保持するものである。ノード深さ管理部１６は、自ノードの深さを、送信先指定制御部１０、経路制御演算部１３に与えるものである。
【００４０】
ここで、ノードの深さとは、最終送信先ノードから当該ノードまでの最短ホップ数を表す。例えば、第１の実施形態の場合、シンクノードＳから自ノードまでの最短ホップ数を自ノードの深さという。
【００４１】
自ノードの深さを求める方法は、最終送信先ノードから自ノードまでの最短ホップ数を求めることができれば、種々の方法を広く適用することができる。例えば、シンクノードＳが、制御パケットと同等のパケットをマルチホップで発信する。このパケットにはマルチホップの転送回数が付与されており、各ノードが当該パケットを転送するたびに、パケットに付与されている転送回数を更新してから次のノードに転送する。このとき、当該パケットを受信したノードでは、ノード深さ管理部１６が、当該パケットに付与されているマルチホップの転送回数を観測し、これを一時的に保持する。複数の近傍ノードからの当該制御パケットが送信されることになるが、ノード深さ管理部１６は、保持している複数のマルチホップの転送回数のうち最小値を自ノードの深さ、すなわちシンクノードＳから自ノードまでの最短ホップ数として保持する。
【００４２】
なお、ノード深さ管理部１６は、上記のような自ノードの深さを保持する処理を、データ通信の開始前に行うようにしてもよいし、また新たな障害物の出現など無線環境の変化の場合もあるので、データ信号開始後、周期的又は定期的に行うようにしてもよい。
【００４３】
送信先指定制御部１０は、ノード深さ管理部１６から自ノードの深さを受け取り、また制御パケット受信部１１から他ノードの深さを受け取り、さらに、経路制御演算部１３から自ノードを送信元とするリンクのリンク品質を受け取る。
【００４４】
送信先指定制御部１０は、自ノードの深さと他ノードの深さに基づき、当該他ノードが「自ノードと深さが同一の他ノード」あるいは「自ノードより深さの大きい他ノード」であることを判断する。
【００４５】
また、送信先指定制御部１０は、自ノードの深さに基づいて、所定の条件を満たしている場合に、「自ノードと深さが同一の他ノード」あるいは「自ノードより深さの大きい他ノード」をデータパケットの次の送信先として指定する送信先指定制御情報を、経路制御演算部１３に与えるものである。
【００４６】
ここで、送信先指定制御情報は、送信先指定制御部１０が所定の条件を満たすか否かを評価した結果を示す情報である。送信先指定制御情報には、送信先指定制御部１０が送信先として指定する他ノードの識別情報を含むものとする。また、指定した他ノードの制御パケットに含まれる制御情報を含むようにしてもよい。
【００４７】
また、送信先指定制御部１０が送信先を指定するための所定の条件は、種々の条件を用いることができる。例えば、条件は、自ノードの深さが閾値αよりも大きい、かつ、自ノードの深さより小さい他ノードを送信先とするリンクにおけるリンク品質が、少なくとも１つは閾値β以上であるとすることができる。ここで、閾値α、閾値βは、特に限定されるものではないが、実験的に決定することができる定数パラメータを適用することができる。
【００４８】
上記のように、送信先指定制御部１０から送信先指定制御情報が経路制御演算部１３に与えられると、経路制御演算部１３は、送信先指定制御部１０により指定された送信先を送信先決定の条件判定の対象として追加する。後述するように、経路制御演算部１３は、自ノードの帯域幅において、他ノードを送信元とするリンクの帯域獲得度を用いて、所定の送信先条件を具備するか否かの条件判定を行うが、その条件判定を評価する対象に、送信先指定制御情報で指定された他ノードを追加することになる。
【００４９】
すなわち、送信先指定制御部１０により指定された送信先については、送信先指定制御部１０による所定の条件を満たしており、かつ、経路制御演算部１３による送信先条件を満たしている場合に送信先として決定される。
【００５０】
経路制御演算部１３は、他ノードからの制御パケットに含まれる情報を制御パケット受信部１１から受け取り、また通信タイミング制御演算部１２から自ノードが獲得している帯域幅を受け取る。
【００５１】
経路制御演算部１３は、通信タイミング制御演算部１２が獲得した自ノードの帯域幅において、それぞれのデータ信号を送信する各リンクの帯域獲得度に基づいて、データ信号の次の送信先（送信経路）を決定するものである。
【００５２】
また、経路制御演算部１３は、送信先指定制御部１０から送信先指定制御情報を受け取ると、指定された送信先を決定する条件判定の対象として追加するものである。
【００５３】
さらに、経路制御演算部１３は、送信先ノードを決定する際に得た各種情報を、制御パケット送信部１４、データパケット送受信部１５に与えるものである。これにより、これら各種情報を含んだ制御パケットを制御パケット送信部１４に送信させたり、データパケット送受信部１５に対して、自ノードから他ノードへの中継要求帯域幅でデータパケットを送信させたりすることができる。また、経路制御演算部１３は、送信先ノードの決定の際に自ノードの送信に必要な帯域幅を求め、その自ノードが送信に必要な帯域幅を通信タイミング制御演算部１２に与えるものである。
【００５４】
ここで、制御パケットに含まれる上記の各種情報としては、他ノードから自ノードへの中継要求帯域幅、他ノードの競合解消度、他ノードを送信元とするリンク（他ノードが張っているリンク）に対するリンク品質の加重平均、他ノードにおけるペナルティー関数値、他ノードの深さなどである。なお、これらの各種情報の説明も含め、経路制御演算部１３による送信先ノードの決定方法の詳細な説明は後述する。
【００５５】
制御パケット送信部１４は、通信タイミング制御演算部１２、経路制御演算部１３から受け取った情報を含む制御パケットを出力制御パケットとして送信するものである。
【００５６】
データパケット送受信部１５は、自ノードが獲得した帯域幅のうち、自ノードから該当する送信先ノードへの帯域幅において、当該送信先ノードに向けてデータパケットを送信するものである。なお、データパケットの送信先ノードは、経路制御演算部１３により決定されたノードとする。
【００５７】
（Ａ−１−３）経路制御演算部１３の構成
図４は、経路制御演算部１３の演算処理に係る機能構成を説明する機能ブロック図である。図４において、経路制御演算部１３は、パケット流動度算出部２１、リンク品質算出部２１１、リンク品質加重平均算出部２１２、演算抑制部２１３、ペナルティー関数算出部２２、競合解消度算出部２３、感度関数算出部２４、リンク獲得帯域幅算出部２５、パラメータ設定部２６、速度調整部２７、送信先決定部２８、条件格納部２０、送信先条件格納部２９、を少なくとも有する。
【００５８】
図４において、パケット流動度算出部２１、送信先決定部２８、及び、ペナルティー関数算出部２２は、自ノードと深さが同じ他ノード又は自ノードより深さが大きい他ノードも送信先とできるようにする手段である。
【００５９】
また、競合解消度算出部２３、感度関数算出部２４、演算抑制部２１３、及び、速度調整部２７は、送信先の決定の制御動作に係る収束時間を短縮するようにする手段である。
【００６０】
パケット流動度算出部２１は、「自ノードｉがリンクｉ→ｊを用いて送信したデータパケット」が、ノードｊで停滞する、あるいは廃棄されることなく、その後、より深さの小さい他ノードヘ到達する可能性を評価する尺度である「パケット流動度」（第１の評価値ともいう）を算出するものである。
【００６１】
リンク品質算出部２１１は、自ノードと他ノードとの間のリンク品質を求めるものである。
【００６２】
リンク品質加重平均算出部２１２は、すべての送信先ノードのリンク品質の平均値を求めるものである。リンク品質加重平均算出部２１２は、自ノードのすべての送信先ノードのリンク品質の平均値を求めると、その演算結果を制御パケットに含めて送信させるようにする。
【００６３】
送信先決定部２８は、他ノードの深さに応じて、それぞれの他ノードを送信先として決定するか否かを判断して、送信先ノードを決定するものである。送信先決定方法については後述するが、送信先決定部２８は、各リンクｉ→ｊに対する帯域幅φｉｊ（ｔ）の値に基づいて送信先ノードｊを決定する。また、送信先決定部２８は、制御パケット受信部１１から受け取った他ノードの深さに基づいて、当該他ノードが、「自ノードより深さが小さい」、「自ノードと深さが同一」又は「自ノードより深さが深い」のいずれかを認識し、送信先条件格納部２９に格納される所定の条件を満たすか否かを判断し、条件を満たす場合に当該条件に応じて所定の処理を行い、その処理結果による各リンクｉ→ｊに対する帯域幅φｉｊ（ｔ）の値に基づいて送信先ノードｊを決定する。
【００６４】
ペナルティー関数算出部２２は、自ノードｉの送信先をノードｊとするとき、「ノードｊの深さＤｊ」と「ノードｊが送信先に指定している他ノードｕの深さＤｕ」との関係に基づいて、「リンクｉ→ｊに対するパケット流動度」にペナルティーを与えるものである。ペナルティー関数算出部２２は、「ノードｊの深さＤｊ」と「ノードｊが送信先に指定している他ノードｕの深さＤｕ」との関係が、条件格納部２０に格納される条件を満たすか否かを判断して、「リンクｉ→ｊに対するパケット流動度」に与えるペナルティーを決定する。
【００６５】
競合解消度算出部２３は、自ノードｉの送信先をノードｊとするとき、ノードｊにおける競合解消度を算出するものである。
【００６６】
感度関数算出部２４は、リンクｉ→ｊのパケット流動度に対する「ノードｊにおける競合解消度」の与える影響度を調整するための関数（以後、感度関数という）を算出するものである。感度関数算出部２４は、競合解消度算出部２３による「ノードｊにおける競合解消度」と、リンク品質算出部２１１による「ノードｊを送信元とするリンク品質」とは独立にリンクｉ→ｊのパケット流動度に対する感度関数を評価する。
【００６７】
演算抑制部２１３は、自ノードｉを送信元とするリンクｉ→ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）同士で帯域を取り合う演算を実行する過程において、異なるリンクに対するパケット流動度のわずかな差を解消することによって、必要以上の演算を抑制するものである。
【００６８】
パラメータ設定部２６は、リンクｉ→ｊの帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）が、自他のリンクｉ→ｋ（ｋ＝ｊの場合を含む）の帯域獲得度ｗｉｋ（ｔ）から受ける影響度を示すパラメータを設定するものである。
【００６９】
速度調整部２７は、自ノードｉにおいて、リンクｉ→ｊの帯域獲得度の変化する速度と、位相の変化する速度との関係を調整するものである。
【００７０】
リンク獲得帯域幅算出部２５は、自ノードｉの送信先をノードｊとするときに、リンクｉ→ｊの獲得帯域幅を算出するものである。
【００７１】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
以下では、第１の実施形態のノード１における通信制御方法の処理の動作を説明する。
【００７２】
（Ａ−２−１）通信タイミング制御演算部１２における処理
通信タイミング制御演算部１２は、自ノードの１ホップ範囲内に存在する他ノードから受信した制御パケットを用いて、通信タイミングの調整動作を実行する。この通信タイミングの調整動作は、図１の通信タイミング制御演算部１２における演算結果に基づいて、自ノードが制御パケットを送信するタイミングを制御することによって実行される。各ノードが並列に調整動作を実行することにより、ノード間における相互調整機構として機能する。
【００７３】
ここで、自ノードが他ノードから受信する制御パケットには、他ノードの１ホップ範囲内に存在するすべての他ノードに対する仮想位相が付加されている。したがって、各ノードは、１ホップ近傍範囲内に存在する他ノードから制御パケットを受信することによって、間接的に２ホップ近傍範囲内の他ノードに対する位相情報を得ることができる。
【００７４】
通信タイミング制御演算部１２では、制御パケットの受信タイミングで得られる２ホップ近傍範囲内の他ノードに対する位相情報を用いて、当該ノードに対する仮想位相モデルを生成し、以後、受信のたびにその仮想位相の値を調整する。そして、通信タイミング制御演算部１２における演算は、２ホップ近傍範囲内の他ノードに対する仮想位相を用いて実行される。
【００７５】
通信タイミングは、各ノードがデータパケットの送信に要する時間だけずれる必要がある。一般に、通信負荷は各ノードよって異なるため、各ノードが必要とする帯域幅も異なる。もし、それぞれが必要な帯域幅を獲得できなければ、ノード間で発信衝突が発生する。通信タイミング制御演算部１２では、ノード間で通信に必要な帯域を取り合う過程に対応する演算を実行する。
【００７６】
以下に、通信タイミング制御演算部１２における演算の例を示す。通信タイミング制御演算部１２の演算は、例えば、次の（１．１）式及び（１．２）式のような非線形振動子が結合した系をモデル化した数式を用いて行うことができる。
【数１】
2011250106.tif 000003
【００７７】
ここで、変数ｔは時間を表し、θｉ（ｔ）は、時刻ｔにおける自ノードｉの位相を表す。θｉ（ｔ）は、ｍｏｄ２π（２πで割った余り）の演算を施すことにより、常に、区間０≦θｉ（ｔ）＜２πの値を取るものとする。
【００７８】
ｄ／ｄｔは、時間ｔに関する微分演算を表す記号であり、ｄθｉ（ｔ）／ｄｔは位相θｉ（ｔ）を時間ｔで微分した状態変数を表す。
【００７９】
Δθ＾ｉｊ（ｔ）（＾はハット）は、他ノードｊに対する仮想位相θ＾ｉｊ（ｔ）と、自ノードｉの位相θｉ（ｔ）との位相差である。ただし、位相差Δθ＾ｉｊ（ｔ）は、２πを加算した際にｍｏｄ２π（２πで割った余り）の演算を施すことにより、便宜的に区間０≦Δθ＾ｉｊ（ｔ）＜２πの値を取るものとする。
【００８０】
ωｉは、固有角振動数パラメータであり、各ノード固有の振動リズムを表す。ここでは、一例として、ωｉの値をあらかじめ全ノードで同一の値に統一しておくものと仮定する。
【００８１】
Ｒ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））は、位相差Δθ＾ｉｊ（ｔ）に応じて自ノードの振動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る。位相応答関数Ｒ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））は、種々の関数形を広く適用することができるが、その一例を図５に示す。
【００８２】
図５に示す位相応答関数の具体例は、下記式を適用できる。
【数２】
2011250106.tif 000004
【００８３】
図５のような位相応答関数Ｒ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））を用いることにより、通信負荷、すなわち送信に必要な帯域幅ｂｉ（ｔ）に応じて、他ノードの位相との間に反発特性が働く。図５に示す位相応答関数Ｒ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））において、反発特性の働く位相差範囲が、ｂｉ（ｔ）に応じて決定されている点に注意されたい。また、σは実験的に決定する定数パラメータである。帯域幅ｂｉ（ｔ）と、後述の経路制御演算部１３における処理で説明する変数ｂｉ（ｒｅｌ）（ｔ）、ｂｉ（ｉｎｔ）（ｔ）との間には、次の関係がある。
【００８４】
ｂｉ（ｔ）＝ｂｉ（ｒｅｌ）（ｔ）＋ｂｉ（ｉｎｔ）（ｔ）      …（２）
上記のように、位相応答関数に対して通信負荷に応じた特性を持たせることにより、送信経路の決定が、通信タイミングパターン形成過程Ｐ１における拘束条件となる。
【００８５】
Ｒ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））を含む項のＮ＾ｉは、時刻ｔにおける仮想位相モデルの総数、Ｋは結合定数パラメータを表す。ここで、結合定数パラメータＫは、位相の時間発展に対するＲ（Δθ＾ｉｊ（ｔ））を含む項の寄与度を決定するパラメータであり、その値は実験的に決定する。
【００８６】
ξ（Ｓｉ（ｔ））は、自ノードと他ノードとの相対位相差が小さい場合にストレスを蓄積し、蓄積されたストレス値Ｓｉ（ｔ）に応じてランダムな大きさで位相シフト（位相状態変化）を実行する働きをする項である。ここで、相対位相差とは次のように定義される量である。
【００８７】
位相差Δθ＾ｉｊ（ｔ），相対位相差Ｅとすると
Δθ＾ｉｊ（ｔ）≦π    のとき    Ｅ＝Δθ＾ｉｊ（ｔ）          …（３．１）
Δθ＾ｉｊ（ｔ）＞π    のとき    Ｅ＝２π−Δθ＾ｉｊ（ｔ）    …（３．２）
すなわち、ξ（Ｓｉ（ｔ））は、蓄積されたストレス値Ｓｉ（ｔ）に対する応答特性を表現する関数である。ξ（Ｓｉ（ｔ））の関数形は、種々のものを広く適用することができるが、例えば、特許文献１〜特許文献７及び先行出願１、２に記載されている既存の具体例を適用することができる。
【００８８】
（Ａ−２−２）送信先指定制御部１０における処理
次に、送信先指定制御部１０が、経路制御演算部１３に対して送信先を指定して追加する方法を、図１及び図６を参照しながら説明する。図６は、送信先指定制御部１０における送信先の追加処理の一例を示すフローチャートである。
【００８９】
なお、ノード深さ管理部１６は、データ信号の開始前又は開始後周期的に、シンクノードＳが発信した制御パケットと同等のパケットを受信し、当該パケットに含まれている転送回数を観測及び更新して、転送回数が最小値となるものを自ノードの深さとして保持しているものとする。
【００９０】
送信先指定制御部１０は、ノード深さ管理部１６から自ノードの深さを取得し、自ノードの深さが閾値αより大きいか否かを判断する（ステップＳ１０１）。自ノードの深さが閾値α以下の場合には、送信先の追加処理を行わない。一方、自ノードの深さが閾値αより大きい場合には、ステップＳ１０２に移行して送信先の追加処理を行う。
【００９１】
ステップＳ１０１において、自ノードの最近接ノードとの間のリンク品質が「１」の場合には、後述する「自ノードより深さの小さい他ノードを送信先とするリンク」がステップＳ１０３の条件を満足したときでも、送信先の追加を行わない。
【００９２】
ステップＳ１０２では、送信先指定制御部１０は、制御パケット受信部１１により受信された他ノードの制御パケットに含まれている情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【００９３】
なお、送信先指定制御部１０は、少なくとも、他ノードの識別情報、他ノードの深さ、他ノードを送信元とするリンクのリンク品質を制御パケット受信部１１から取得するようにしてもよい。
【００９４】
送信先指定制御部１０は、他ノードを送信元とするリンクのうち、「自ノードより深さの小さい他ノードを送信先とするリンク」について、リンク品質が閾値β以上のリンクが少なくとも１つ以上あるか否かの条件判定を行う（ステップＳ１０３）。
【００９５】
リンク品質が閾値β以上の「自ノードより深さの小さい他ノードを送信先とするリンク」が少なくとも１以上ある場合、自ノードと深さが同一の他ノード又は自ノードより深さが大きい他ノードを送信先とする送信先指定制御情報を作成し（ステップＳ１０４）、経路制御演算部１３に与える（ステップＳ１０５）。
【００９６】
また、リンク品質が閾値β以上の「自ノードより深さの小さい他ノードを送信先とするリンク」がない場合、送信先の追加処理を行わない。
【００９７】
次に、上記の処理により、通信タイミングの競合状態を解消する効果を向上させる理由を説明する。
【００９８】
第１の実施形態では、図３で示したように、（ａ）発信衝突が発生しなければ最近接ノード間のリンク品質は「１」であること、（ｂ）領域Ａは、他の領域に比べて、ノードが干渉波の影響を受けることを仮定している。
【００９９】
リンク品質が「１」の場合とは、発信衝突が発生していない場合を意味する。一般に、深さが小さくなり、シンクノードＳに近づくほど、通信負荷が高くなり、発信衝突が発生しやすくなる傾向がある。これは、他ノードから受信したデータ信号の転送負荷が高くなるためである。つまり、自ノードの深さが比較的小さくなるとリンク品質が落ちる。このようにリンク品質が悪いときに、通信タイミングの競合状態を解消させることが求められる。そこで、第１の実施形態では、送信経路における通信タイミングの競合状態を判断し、通信タイミングの競合が発生し得る場合に、通信タイミングの競合を解消させるため、送信先の追加を行うものとする。
【０１００】
図７は、ノード１に着目したときに、通信タイミング制御における相互作用対象となるノードを示す図である。図７において、点線の丸で囲まれたノードが、ノード１の相互作用対象ノードである。ノード１は深さが１であるから、通信タイミングの競合状態を発生しやすい。
【０１０１】
今、例えば、ノード２が「自ノードと深さが同一の他ノード」を送信先に追加した場合を考える。すなわち、ノード２がノード１２を送信先に追加した場合である。簡単のため、それまでノード２がノード１に送信していたデータをすべてノード１２に送信する状態を考える。ノード２がノード１２に送信したデータはノード１１を経由してシンクノードＳに送信される。
【０１０２】
上記の場合に、ノード１、及びノード１の相互作用対象ノードすべてが、１周期内に送信するデータの量の総和を求めると、その値は、ノード２がノード１２を送信先に追加していない状態に比べて増加する。これは、ノード１２の送信データ量が、ノード２から受信したデータの分だけ増加することに起因する。ノード１の減少量とノード１１の増加量は等しいため相殺される点に注意されたい。
【０１０３】
ノード１のように、深さが小さいノードに着目した際に、その相互作用対象ノードすべて（自ノードを含む）が、１周期内に送信するデータの量の総和が増加する事態は、通信タイミングの競合状態をさらに発生しやすくする作用をもたらす。
【０１０４】
それに対して、例えば、ノード５が「自ノードと深さが同一の他ノード（ノード１５）」を送信先に追加した場合について、同様の考察をする。この場合、ノード１とその相互作用対象ノードすべてが、１周期内に送信するデータの量の総和は減少することがわかる。
【０１０５】
これは、ノード５が送信したデータが、ノード１、あるいは、その相互作用対象ノードを経由するノードの数に起因する。具体的に説明すると、次のようになる。
【０１０６】
ノード５がデータをノード４にすべて送信した場合、その分、ノード３、ノード２、ノード１の送信データ量がそれぞれ増加する。それに対して、ノード５がデータをノード１５にすべて送信した場合、その分、ノード１２、ノード１１の送信データ量がそれぞれ増加するが、一方、その分、ノード３、ノード２、ノード１の送信データ量がそれぞれ減少する。ノード１のように深さの小さいノードに着目すると、２個のノードが増加して、３個のノードが減少する（それぞれの増加量と減少量は等しい）ため、１周期内に送信するデータ量の総和は減少することになる。
【０１０７】
以上のように、境界ノードが「自ノードと深さが同一の他ノード」を送信先に追加する動作を実行することによって得られる「通信タイミングの競合状態を解消する効果」は、自身の深さが重要になることがわかる。
【０１０８】
この実施形態では、この点に着目して、境界ノードが自ノードの深さに基づいて、「自ノードと深さが同一の他ノード」を送信先に追加するか否かを制御する。それにより、上記の「発明が解決しようとする課題の説明」で示した問題を解消する。
【０１０９】
上記の考え方を一般化すると、この実施形態のポイントは次の点にある。すなわち、ノード（境界ノードに限定されない）が自ノードの深さに基づいて、「自ノードと探さが同一の他ノード」あるいは「自ノードより深さの大きい他ノード」を送信先に追加するか否かを制御することにより、通信タイミングの競合状態を解消する効果を向上させる点である。
【０１１０】
（Ａ−２−３）経路制御演算部１３における処理
経路制御演算部１３では、各ノードが時刻ｔに獲得している帯域を、リンク同士で取り合う過程に対する演算を実行する。
【０１１１】
ここで、リンクとは、各ノードに対する送信先ノード（１ホップ近傍範囲内に存在する他ノード）との間のリンクを指す。一般に、各ノードに対する送信先ノードは複数存在するため、各ノードに対するリンクも複数存在する。これらのリンク同士で帯域を取り合う。
【０１１２】
以下に、経路制御演算部１３における演算の例を示す。経路制御演算部１３の演算は、次の（１．３）〜（１．１１）式に示す数式を用いて行う。
【数３】
2011250106.tif 000005
【０１１３】
変数ｔは時間を表す。ｗｉｊ（ｔ）は、時刻ｔにノードｉが獲得している帯域幅Φｉ（ｔ）の内、リンクｉ→ｊが獲得する割合を決定するための変数であり、時刻ｔにおけるリンクｉ→ｊの帯域獲得度を示す。
【０１１４】
ここで、Φｉ（ｔ）は、時刻ｔにノードｉが獲得している帯域幅であり、その値は、通信タイミング制御演算部１２の動作に基づいて以下のように決定される。
【０１１５】
ノードｉの獲得する帯域幅は、
「後続との位相差」＞「送信に必要な位相差」ならば、「送信に必要な位相差」
「後続との位相差」＜「送信に必要な位相差」ならば、「後続との位相差」
で与える。
【０１１６】
ここで、「後続との位相差」とは、通信タイミング制御演算部１２の動作において、「自ノードｉの位相」と「後続する他ノードの位相」との位相差である。ただし、「後続する他ノードの位相」は、「自ノードｉの位相」の直後の位相である。また、「送信に必要な位相差」とは、時刻ｔにノードｉがパケットの送信に必要な帯域幅（位相区間幅）であり、後述する（１．７）式における右辺の分母によって表される量である。
【０１１７】
（１．３）式において、τはｗｉｊ（ｔ）の変化する速度を制御するための定数パラメータ（τ＞０）である。τの値は、速度調整部２７において調整されるものとし、例えば、その値は実験的に決定した値を用いる。
【０１１８】
τは、帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）の変化する速度と、位相θｉ（ｔ）の変化する速度との関係を調整するという機能を有する。すなわち、τは、経路制御機構Ｍ２と通信タイミング制御機構Ｍ１における制御動作速度の関係を調整する。経路制御機構Ｍ２と通信タイミング制御機構Ｍ１とは、相互に影響を与え合いながら、それぞれの状態を変化させるため、τを用いて制御動作速度の関係を調整することにより、適切な状態に収束する安定性が向上し、収束時間の増加を抑制する効果が得られる。
【０１１９】
（１．３）、（１．４）式において、Ｎはノードｉの送信先ノードの総数である。ここで、送信先ノードとは、ノードｉの１ホップ近傍範囲内に存在する他ノードである。
【０１２０】
φｉｊ（ｔ）は、Φｉ（ｔ）とｗｉｊ（ｔ）に基づいて、時刻ｔにリンクｉ→ｊが獲得している帯域幅を表す。φｉｊ（ｔ）は、自ノードｉが他ノードｊに対して中継要求するデータパケットを送信するために必要な帯域幅に対応する。（１．４）式からわかるようにΦｉ（ｔ）とφｉｊ（ｔ）との間には、次の（１．１２）式の関係がある。
【数４】
2011250106.tif 000006
【０１２１】
ｄ／ｄｔは時間ｔに関する微分演算を表す記号であり、ｄｗｉｊ（ｔ）／ｄｔはｗｉｊ（ｔ）を時間ｔで微分した状態を表す。
【０１２２】
μjk(i)は定数パラメータであり、パラメータ設定部２６により設定されるものである。定数パラメータμjk(i)は、ノードｉが時刻ｔに獲得している帯域Φｉ（ｔ）を、リンク同士で取り合う過程に対応する演算を実行する際に、リンクｉ→ｊの帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）が、自他のリンクｉ→ｋ（ｋ＝ｊの場合を含む）の帯域獲得度ｗｉｋ（ｔ）から受ける影響度を表す。例えば、パラメータ設定部２６による典型的な設定方法として、μjk(i)の値をｉ、ｊ、ｋによらず一律に設定する方法がある。すなわち、（１．１３）式に例示するようにして、μjk(i)の値を設定する。
【数５】
2011250106.tif 000007
【０１２３】
ここで、λは定数パラメータで、その値は実験的に決定する。ただし、この実施形態に限定されるものではないことに注意されたい。このように設定することにより、ノードｉが時刻ｔに獲得している帯域Φｉ（ｔ）を、リンク同士で取り合う過程に対応する演算が抑制され、収束時間が低減するという効果が得られる。
【０１２４】
ｆｉｊ（ｔ）は、例えば（１．５）式で定義される評価関数であり、リンクｉ→ｊにおけるパケット流動度である。パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）は、パケット流動度算出部２１により求められる。以下では、（１．５）式の構成を説明する。
【０１２５】
Ｌｉｊはリンクｉ→ｊのリンク品質を示す。このリンク品質Ｌｉｊは、ノードｉが送信したパケットを、ノードｊが受信に成功する割合（送信成功度）を表す。リンク品質Ｌｉｊは、リンク品質算出部２１１により算出される。
【０１２６】
Ｌ〜ｊは、（１．６）式で与えられるように、ノードｉの送信先ノードｊにおいて、ノードｊが送信先とするノードｕとのリンクｊ→ｕのリンク品質Ｌｊｕを、ノードｊのすべての送信先ノードについて加重平均した値である。加重平均を求める際の重み係数は、例えばリンクｊ→ｕの帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）に基づいて算出する。したがって、Ｌ〜ｊは、ノードｊを送信元とする全リンクの中で、獲得している帯域幅が大きいリンクほど寄与度が高い「リンク品質の平均値」を表す。（１．６）式において、Ｍはノードｊの送信先ノードの総数である。なお、Ｌ〜ｊは制御パケットに含まれており、パケット流動度算出部２１は、制御パケットに含まれている他ノードｊを送信元とするリンクに対するＬ〜ｊを用いる。
【０１２７】
ｃｊ（ｔ）は、例えば（１．７）式で定義される評価関数であり、競合解消度算出部２３により求められる。ｃｉ（ｔ）は、以下に示すように、時刻ｔにノードｊがパケットの送信に必要な帯域幅に対して獲得している帯域幅の割合、すなわちノード間の帯域の競合解消度を示す。
【０１２８】
（１．７）式において、ｂｊ（ｒｅｌ）（ｔ）は、例えば（１．８）式で定義されるものであり、ノードｊが、１周期の間に、他ノードから中継要求されたデータパケットを送信するために必要な帯域幅である。なお、（１．８）式において、Ｂは、１周期の間に、ノードｊに対して中継要求したノードの集合を表す。ただし、ノードｊに対して中継要求をすることができるノードは、ノードｊの１ホップ近傍範囲内に存在する他ノードである。
【０１２９】
また、（１．７）式において、ｂｊ（ｉｎｔ）（ｔ）は、ノードｊが、１周期の間に、自ノード内部で発生したデータパケットを送信するために必要な帯域幅である。
【０１３０】
したがって、（１．７）式の分母は、時刻ｔにノードｊがパケットの送信に必要なトータルの帯域幅を表す。一方、（１．７）式の分子は、時刻ｔにノードｊが獲得している帯域幅Φｊ（ｔ）を表す。そのため、ｃｊ（ｔ）は、上述したように、時刻ｔにノードｊがパケットの送信に必要な帯域幅に対して獲得している帯域幅の割合、すなわち、ノード間における帯域の競合解消度を示している。
【０１３１】
ｇ（ｃｊ（ｔ））は、ｆｉｊ（ｔ）に対する競合解消度ｃｊ（ｔ）の与える影響度を調整するための関数（感度関数）を示す。ｇ（ｃｊ（ｔ））は、例えば（１．９）式に示すような関数形を適用することができ、感度関数算出部２４により求められる。ただし、ｇ（ｃｊ（ｔ））の関数形はこの形態に限定されない。（１．９）式は、関数値がｃｊ（ｔ）のｎ乗（ｎは正の整数値）で与えられる例を示している。
【０１３２】
δｊ（ｔ）は、例えば（１．１０）式のように定義されるペナルティー関数である。δｊ（ｔ）は、ペナルティー関数算出部２２により求められる。ただし、ペナルティー関数δｊ（ｔ）の関数形は、（１．１０）式の形態に限定されないことに注意されたい。
【０１３３】
（１．１０）式は、例えば、以下の条件（Ｃｏｎ１），（Ｃｏｎ２），（Ｃｏｎ３）のいずれに該当するかによって関数値が決定されることを示している．
すなわち、δｊ（ｔ）の値は、
（Ｃｏｎ１）の場合、１，
（Ｃｏｎ２）の場合、α，
（Ｃｏｎ３）の場合、β（０≦β≦α＜１）であることを表す．
ただし、以下の条件（Ｃｏｎ１）,（Ｃｏｎ２），（Ｃｏｎ３）において、ノードｊは自ノードｉの送信先ノードを表す。
【０１３４】
（１．１０）式で定義されるδｊ（ｔ）は、自ノードｉの送信先をノードｊとするとき、「ノードｊの深さＤｊ」と「ノードｊが送信先に指定している他ノードｕの深さＤｕ」との関係に基づいて、ｆｉｊ（ｔ）の値にペナルティーを与える。
【０１３５】
例えば、自ノードｉの送信先ノードｊが、自身より深さの大きい他ノードｕを送信先に指定している場合、ｆｉｊ（ｔ）の値が低下することにより、リンクｉ→ｊの帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）は減少する傾向が生じる。自ノードｉを送信元とする複数のリンクの中で、リンクｉ→ｊの帯域獲得度ｗｉｊ（ｔ）の小さくなる傾向が相対的に強ければ、自ノードｉが送信先ノードｊに対して送信するパケットの量は減少する。
【０１３６】
一般に、「ノードｊが送信先に指定している他ノードｕ」は時間的に変化する可能性があるため、δｊ（ｔ）は時間ｔの関数となる。
【０１３７】
［条件］
（Ｃｏｎ１）：ノードｊが、自身より深さの小さい他ノードｕを送信先に指定している、かつ、条件（Ｃｏｎ２），（Ｃｏｎ３）を満足しない．
（Ｃｏｎ２）：ノードｊが、自身と同じ深さの他ノードｕを送信先に指定している、かつ、条件（Ｃｏｎ３）を満足しない。ただし、条件（Ｃｏｎ１）を満足するか否かは問わない．
（Ｃｏｎ３）：ノードｊが、自身より深さの大きい他ノードｕを送信先に指定している。ただし、条件（Ｃｏｎ１）、（Ｃｏｎ２）を満足するか否かは問わない。
【０１３８】
以上、（１．５）式の右辺における各変数が表す量について説明した。（１．５）式に示すように、パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）は、以下の量の積で与えられる評価尺度である。以下において、ノードｊは自ノードｉの送信先ノードを表す。
【０１３９】
（１）リンクｉ→ｊのリンク品質Ｌｉｊ
（２）ノードｊにおけるリンク品質の加重平均Ｌ〜ｊ
（３）ノードｊにおける「競合解消度ｃｉ（ｔ）」の感度関数値ｇ（ｃｊ（ｔ））
（４）ノードｊにおけるペナルティー関数値δｊ（ｔ）
ｆｉｊ（ｔ）には、「リンクｉ→ｊのリンク品質Ｌｉｊ」や、「ノードｊを送信元とするリンクに対するリンク品質」だけでなく、「ノードｊにおける帯域の競合解消度」や、『「ノードｊの深さＤｊ」と「ノードｊが送信先に指定している他ノードｕの深さＤｕ」との関係に基づいて決定されるペナルティー関数値δｊ（ｔ）』が反映されている点に注意されたい。
【０１４０】
このように、ｆｉｊ（ｔ）は、時刻ｔにおいて、「自ノードｉがリンクｉ→ｊを用いて送信したデータパケット」が、ノードｊで停滞する、あるいは廃棄されることなく、その後、より深さの小さい他ノードヘ到達する可能性を評価する尺度になっている。そこで、第１の実施形態では、ｆｉｊ（ｔ）を、時刻ｔにおけるリンクｉ→ｊの「パケット流動度」と呼ぶ。
【０１４１】
自ノードｉの送信先ノードｊにおいて、「帯域の競合」や、「深さがＤｊより大きい他ノードを送信先に指定する事態」が発生している場合、「パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）」が低下することによって、当該リンクｉ→ｊを用いたデータパケットの送信を抑制する作用が働く。
【０１４２】
また、パケット流動度算出部２１において、演算抑制部２１３は、ｆｉｊ（ｔ）の値を、上記以外に（１．１１）式に示す演算を実行することにより更新する。以下では、（１．１１）式によるパケット流動度ｆｉｊ（ｔ）の値の更新を説明する。
【０１４３】
（１．１１）式は、自ノードｉを送信元とするリンクｉ→ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）に対するパケット流動度ｆｉｋ（ｔ）の中で、リンクｉ→ｊに対する値ｆｉｊ（ｔ）が最大でない場合、
「最大値ｍａｘｆｉｋ（ｔ）とｆｉｊ（ｔ）との差が閾値Ｔｈｆよりも小さい」ならば、
「ｆｉｊ（ｔ）にｍａｘｆｉｋ（ｔ）の値を代入する」
ことを示している。ここで、Ａは集合Ａ＝｛１，２，…，Ｎ｝であり、ｋ，ｊは集合Ａの要素である。また、閾値Ｔｈｆは実験的に決定する定数パラメータである。
【０１４４】
上記の処理を実行することにより、自ノードｉを送信元とするリンクｉ→ｋ（ｋ＝１，２，…，Ｎ）同士で帯域を取り合う演算を実行する過程において、異なるリンクに対するｆｉｋ（ｔ）のわずかな差に左右されずに、収束状態に至る動作が実現される。その結果、収束時間が低減するという効果が得られる。
【０１４５】
上記の構成により求められるｆｉｊ（ｔ）の値は、「リンクｉ→ｊを用いて送信したデータパケット」が、ノードｊで停滞する、あるいは廃棄されることなく、その後、より深さの小さい他ノードヘ到達する可能性を評価する尺度になっている。その結果、「自ノードｉの送信先ノードｊ」を１つに収束するまでの制御動作を短くでき、ｆｉｊ（ｔ）に対する「ノードｊにおける帯域の競合度」の与える影響度を調整でき、コンフリクト（通信タイミングの競合や衝突）を低減する作用を十分得られるという効果が得られる。
【０１４６】
（Ａ−２−４）各ノードにおける送信先の決定方法
次に、（１．３）〜（１．１１）式を用いた演算を実行する過程での「各ノードにおける送信先の決定方法」について説明する。送信先決定部２８は、以下で説明する条件判定及び処理を行い、その処理結果を用いて送信先を決定する。
【０１４７】
以下の説明において、［初期設定］は、（１．３）〜（１．１１）式を用いた演算を実行する際の初期設定、［初期設定］以外は、（１．３）〜（１．１１）式を用いた演算を実行する過程で、当該の条件を満足した場合に実行する処理を示している。
【０１４８】
また、以下の説明において、自ノードｉの送信先に指定可能であるノードは、「自ノードｉの１ホップ近傍範囲内に存在する他ノードｊ」である。
【０１４９】
さらに、以下の説明において、例えば、単に「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」等と記述されている場合も、他ノードｊは「自ノードｉの１ホップ近傍範囲内に存在する他ノード」であるという条件を満たす点に注意されたい。
【０１５０】
［初期設定］
初期設定として、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）に、ｗｉｊ（ｔ）＞０の初期値を設定する。
【０１５１】
初期値は実験的に決定する定数パラメータである。「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」が複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。上記の操作は、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を、すべて送信先に指定することを意味する。
【０１５２】
また、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」、及び「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）は、ｗｉｊ（ｔ）＝０と設定する。この操作は、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」、及び「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を、送信先に指定しないことを意味する。
【０１５３】
同様に以下の説明においても、リンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、ｗｉｊ（ｔ）＞０ならば、「自ノードｉは他ノードｊを送信先に指定している状態」であり、逆にｗｉｊ（ｔ）＝０ならば、「自ノードｉは他ノードｊを送信先に指定していない状態」であることを意味する。
【０１５４】
（ア）［条件判定と処理１］
［条件１］
自ノードｉが他ノードｊを送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、閾値Ｔｈ１以下である。ここで、閾値Ｔｈ１は実験的に決定する定数パラメータである。
【０１５５】
［処理］
上記［条件１］を満足する場合、当該リンクに対するｗｉｊ（ｔ）を、ｗｉｊ（ｔ）＝０とする。
【０１５６】
（イ）［条件判定と処理２］
［条件２］
「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべて閾値Ｔｈ２以下である．
かつ、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）の内、少なくとも１つはｗｉｊ（ｔ）＞０である．
かつ、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」、及び「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべてｗｉｊ（ｔ）＝０である．
かつ、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」が、自ノードｉより相互作用対象ノード数が少ない．
ここで、閾値Ｔｈ２は実験的に決定する定数パラメータである。
【０１５７】
［処理２］
上記［条件２］を満足する場合、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）に、ｗｉｊ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。
【０１５８】
「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」が複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。ただし、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」が、自ノードｉを送信先に指定している場合は、当該リンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）を更新せず、ｗｉｊ（ｔ）＝０とする。すなわち、自ノードｉは、当該リンクｉ→ｊの他ノードｊを送信先に指定しない。
【０１５９】
また、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」が、すべて自ノードｉを送信先に指定している場合は、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）に、ｗｉｊ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」が複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。上記の処理は、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」が、自ノードｉを送信先に指定している状態であっても実行する。
【０１６０】
第１の実施形態の典型的な利用形態では、閾値Ｔｈ２は、閾値Ｔｈ１以上の値を設定する。すなわち、Ｔｈ１≦Ｔｈ２を満たすように、閾値Ｔｈ２を設定する。
【０１６１】
（ウ）［条件判定と処理３］
［条件３］
「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」、及び「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべて閾値Ｔｈ３以下である．
かつ、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）の内、少なくとも１つはｗｉｊ（ｔ）＞０である．
かつ、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべてｗｉｊ（ｔ）＝０である．
ここで、閾値Ｔｈ３は実験的に決定する定数パラメータである。
【０１６２】
［処理３］
上記［条件３］を満足する場合、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）に、ｗｉｊ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」が複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。上記の処理は、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｊ」が、自ノードｉを送信先に指定している状態であっても実行する。
【０１６３】
第１の実施形態の典型的な利用形態では、閾値Ｔｈ３は、閾値Ｔｈ２と等しい値を設定する。すなわち、Ｔｈ３＝Ｔｈ２を満たすように、閾値Ｔｈ３を設定する。
【０１６４】
（エ）条件判定と処理４
［条件４］
「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」が、自ノードｉを送信先に指定している。
【０１６５】
［処理４］
上記［条件４］を満足する場合、
当該リンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）を、ｗｉｊ（ｔ）＝０とする。すなわち、自ノードｉは、当該リンクｉ→ｊの他ノードｊを送信先に指定しない。
【０１６６】
上記の処理は、例え、自ノードｉが他ノードｊを送信先に指定している状態であっても、他ノードｊが自ノードｉを送信先に指定した場合は、「自ノードｉは他ノードｊを送信先に指定しない状態に変更する」ということを意味する。
【０１６７】
（オ）条件判定と処理５
［条件５］
「自ノードｉが他ノードｋを送信先に指定している状態、すなわち、ｗｉｋ（ｔ）＞０」のとき、リンクｉ→ｋに対する、ｗｉｋ（ｔ）が、すべて閾値Ｔｈ５Ａ以下である．
かつ、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対する、ｗｉｊ（ｔ）が、ｗｉｊ（ｔ）＝０である．
かつ、当該リンクｉ→ｊに対するｆｉｊ（ｔ）が、閾値Ｔｈ５Ｂ以上である．
ここで、閾値Ｔｈ５Ａ及び閾値Ｔｈ５Ｂは、実験的に決定する定数パラメータである。
【０１６８】
［処理５］
上記［条件５］を満足する場合、当該リンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）に、ｗｉｊ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。上記［条件５］を満足するリンクｉ→ｊが複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。
【０１６９】
上記の処理は、例え、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、ｗｉｊ（ｔ）＝０である状態（自ノードｉが他ノードｊを送信先に指定していない状態）になっても、その後、無線環境が変化して、当該リンクｉ→ｊに対するｆｉｊ（ｔ）が、閾値Ｔｈ５Ｂ以上になれば、ｗｉｊ（ｔ）＞０である状態（自ノードｉが他ノードｊを送信先に指定している状態）に変化することを意味する。
【０１７０】
（カ）条件判定と処理６
［条件６］
上記［条件５］を満足しない．
かつ、「自ノードｉが他ノードｋを送信先に指定している状態、すなわち、ｗｉｋ（ｔ）＞０」のとき、リンクｉ→ｋに対するｆｉｋ（ｔ）が、すべて閾値Ｔｈ６Ａ以下である．
かつ、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべてｗｉｊ（ｔ）＝０である．
かつ、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｐ」を送信先とするリンクｉ→ｐに対するｗｉｐ（ｔ）が、ｗｉｐ（ｔ）＝０である．
かつ、当該リンクｉ→ｐに対するｆｉｐ（ｔ）が、閾値Ｔｈ６Ｂ以上である．
ここで、閾値Ｔｈ６Ａ、及びＴｈ６Ｂは実験的に決定する定数パラメータである。
【０１７１】
［処理６］
上記［条件６］を満足する場合、当該リンクｉ→ｐに対するｗｉｐ（ｔ）に、ｗｉｐ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。上記［条件６］を満足するリンクｉ→ｐが複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。
【０１７２】
（キ）［条件判定と処理７］
［条件７］
上記［条件５］及び［条件６］を満足しない．
かつ、「自ノードｉが他ノードｋを送信先にしている状態、すなわち、ｗｉｋ（ｔ）＞０」のとき、リンクｉ→ｋに対するｆｉｋ（ｔ）が、すべて閾値Ｔｈ７Ａ以下である．
かつ、「自ノードｉより深さの小さい他ノードｊ」を送信先とするリンクｉ→ｊに対するｗｉｊ（ｔ）が、すべてｗｉｊ（ｔ）＝０である．
かつ、「自ノードｉと深さが同じ他ノードｐ」を送信先とするリンクｉ→ｐに対するｗｉｐ（ｔ）が、すべてｗｉｐ（ｔ）＝０である．
かつ、「自ノードｉより深さの大きい他ノードｑ」を送信先とするリンクｉ→ｑに対するｗｉｑ（ｔ）が、ｗｉｑ（ｔ）＝０である．
かつ、当該リンクｉ→ｑに対するｆｉｑ（ｔ）が、閾値Ｔｈ７Ｂ以上である．
ここで、閾値Ｔｈ７Ａ及び閾値Ｔｈ７Ｂは実験的に決定する定数パラメータである。
【０１７３】
［処理７］
上記［条件７］を満足する場合、当該リンクｉ→ｑに対するｗｉｑ（ｔ）に、ｗｉｑ（ｔ）＞０の値を設定する。設定する値は実験的に決定する定数パラメータである。上記［条件７］を満足するリンクｉ→ｐが複数存在する場合も、すべて同様に設定を行う。
【０１７４】
（Ａ−２−５）経路制御動作
（１．３）〜（１．１１）式を用いた演算を実行することにより、自ノードのリンクの中で「パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）」が大きい値をとるリンクほど、その帯域幅φｉｊ（ｔ）が時間と共に増大する。
【０１７５】
すなわち、リンクｉ→ｊ（ｊ＝１，２，…，Ｎ）が獲得する帯域幅φｉｊ（ｔ）は、そのリンクの「パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）」に依存して、時間と共に増大、あるいは減衰する。
【０１７６】
これは、図８に示すように、自ノードｉが獲得している帯域幅Φｉ（ｔ）において、自ノードｉのリンク同士（例えば、リンクｉ→ｊ、リンクｉ→ｋ等）で帯域幅を取り合う動作に相当する。
【０１７７】
したがって、例えば、図８において、あるリンクｉ→ｊの帯域幅φｉｊ（ｔ）が増大すれば、その分、他のリンクｉ→ｋ（ｋ≠ｊ）の帯域幅φｉｋ（ｔ）は減衰する。定数パラメータμは、上述したように、その演算を実行する際に、リンクｉ→ｊが他のリンクｉ→ｋ（ｋ≠ｊ）から受ける影響度を表す。その結果、次の２つの状態のいずれかを収束する。
【０１７８】
（１）自ノードｉのリンクの中で、１個のリンクが帯域幅Φｉ（ｔ）をすべて獲得する。
【０１７９】
（２）自ノードｉのリンクの中で、複数のリンクが帯域幅Φｉ（ｔ）をある比率で分割する。
【０１８０】
上記の２つの状態の内、どちらに収束するかは、定数パラメータμと「パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）」の値に依存する。定数パラメータμの値は、アプリケーションの要求等に合わせて実験的に決定する。
【０１８１】
（Ａ−２−６）通信タイミングバターン形成過程の状態が経路制御動作に与える影響
通信タイミングパターン形成過程Ｐ１で発生するコンフリクトは、ノードの「競合解消度」の値に反映される。
【０１８２】
例えば、ノードｊでコンフリクトが発生すれば、ノードｊの「競合解消度ｃｊ（ｔ）」の値が低下する。その結果、リンクｉ→ｊの「パケット流動度ｆｉｊ（ｔ）」の値が減少し、リンクｉ→ｊが獲得する帯域幅Φｉｊ（ｔ）を減衰させる作用が働く。
【０１８３】
これは、ノードｉにおける他のリンクｉ→ｊ（ｋ≠ｊ）の帯域幅φｉｋ（ｔ）を増大させる。このようにして、コンフリクトが発生しているノードｊに対する通信負荷を軽減し、それを他のノードに分散させる機能が働く。
【０１８４】
したがって、ノード間において通信に必要な帯域を取り合う過程で生じるコンフリクトの状態が、データパケットの送信経路を決定する過程に影響し、コンフリクトを低減する方向に作用する。
【０１８５】
（Ａ−２−７）制御パケット送信部１４及び制御パケット受信部１１
制御パケット送信部１４では、通信タイミング制御演算部１２の演算結果に基づくタイミングで、制御パケットに制御情報を付加して送信する。また、制御パケット受信部１１では、他ノードが送信した制御パケットを受信し、制御情報の読み出しを行う。
【０１８６】
制御パケットには、近傍ノードの位相情報以外に、以下の制御情報を付加する。
【０１８７】
（１）自ノードｉにおける「競合解消度ｃｊ（ｔ）」
（２）他ノードｊに対して中継要求する「データパケットを送信するために必要な帯域幅φｉｊ（ｔ）」
（３）自ノードｉを送信元とするリンクに対する「リンク品質の加重平均Ｌ〜ｉ」
（４）自ノードｉの深さＤｉ
（５）自ノードｉにおけるペナルティー関数δｉ（ｔ）の値
（Ａ−２−８）データパケット送受信部１５
自ノードｉのデータパケット送受信部１５は、経路制御演算部１３の演算結果に基づいて、他ノードｊに対して中継要求するデータパケットを送信する。つまり、データパケット送受信部１５は、経路制御演算部１３の演算結果から、自ノードｉから各他ノードｊへの帯域幅φｉｊ（ｔ）を用いて、各他ノードｊ宛のデータパケットを送信する。
【０１８８】
また、データパケット送受信部１５は、他ノードから中継要求されたデータパケットを受信する。
【０１８９】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
本発明の第１の実施例によれば、送信先指定制御部を新たに導入することにより、次の効果が得られる。
【０１９０】
すなわち、空間的な観域によって、各ノードが受ける干渉波の影響に違いが存在する場合に、送信経路を制御することによって通信タイミングの競合状態を解消する効果を向上させることが可能になる。その結果、データ収集における通信の信頼性を向上させることができる。
【０１９１】
（Ｂ）他の実施形態
（Ｂ−１）（１．１）及び（１．３）式で示した微分方程式の演算は、例えば、オイラー方やルンゲ・クッタ法などの一般的な数値計算法を用いて、ソフトウェアとしてノード上に実行可能である。すなわち、上述したノードにおける各処理は、ソフトウェア処理により実現することができ、例えば、ＲＯＭに格納される演算を実行させる処理プログラムをＣＰＵが読み出し、ＣＰＵが処理プログラムを実行することにより実現できる。これらの数値計算法は、微分方程式を差分化（連続時間変数ｔを離散化）して得られる差分方程式（漸化式）を用いて状態変数の変化（時間発展）を計算する手法を適用することができる。さらに、（１．１）及び（１．３）式と同様の動作をする電子回路を構成すれば、ハードウェアとしてノード上に実装することも可能である。
【０１９２】
（Ｂ−２）第１の実施形態において、送信先指定制御部の条件が「自ノードの深さが閾値αよりも大きい、かつ、自ノードの深さより小さい他ノードを送信先とするリンクにおけるリンク品質が、少なくとも１つは閾値β以上である」場合を例示した。
【０１９３】
しかし、この条件は上記に限定されるものではない。上記条件は、境界ノードが用いることを意識したものであるからである。
【０１９４】
上述したように、送信先指定制御部が、最終送信先までの経路において、自身より深さの小さいノードの１周期内でのデータ総量が増加し、通信タイミングの競合が発生し得るか否かを判断するものであるから、通常のノードの場合にも、同様の観点から、「自ノードの深さが閾値αよりも大きい」という条件を用いるようにしてもよい。
【０１９５】
なお、自身が境界ノードであるか又は通常のノードであるかの判断は、種々の方法を用いて判断することができる。例えば、送信経路演算部により決定された送信先の数を用いて判断することができる。例えば、図３において、境界ノードは送信先の数が１個であるのに対して、通常のノードは２個である。すなわち、送信先の数が予め設定された数より小さいか否かを判断することで、自ノードが境界ノードか否かを判断することができる。
【符号の説明】
【０１９６】
１…ノード、１０…送信先指定制御部、
１１…制御パケット受信部、１２…通信タイミング制御演算部、
１３…経路制御演算部、１４…制御パケット送信部、１５…データパケット送受信部、
２１…パケット流動度算出部、２１１…リンク品質算出部、
２１２…リンク品質加重平均算出部、２１３…演算抑制部、
２２…ペナルティー関数算出部、２３…競合解消度算出部、２４…感度関数算出部、
２５…リンク獲得帯域幅、２６…パラメータ設定部、２７…速度調整部、
２８…送信先決定部、２９…送信先条件格納部、２０…条件格納部。
【図１】
2011250106.tif 000008
【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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