(57)【要約】【課題】隠れ端末に起因する衝突を回避または抑制しながら、通信リソースの利用効率を向上させる。【解決手段】複数の無線通信装置を含むネットワーク内の通信を制御する通信制御装置は、各無線通信装置について、前記複数の無線通信装置のうちから隠れ端末となり得る無線通信装置を抽出する隠れ端末抽出部と、互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ所定の基準に従って決定される数のグループに属するように、前記複数の無線通信装置をグループ化するグループ化部と、グループ毎に互いに異なる通信リソースを割り当てる割当て部と、を備える。【選択図】図２
2019121921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線通信装置を含むネットワーク内の通信を制御する通信制御装置であって、
各無線通信装置について、前記複数の無線通信装置のうちから隠れ端末となり得る無線通信装置を抽出する隠れ端末抽出部と、
互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ所定の基準に従って決定される数のグループに属するように、前記複数の無線通信装置をグループ化するグループ化部と、
グループ毎に互いに異なる通信リソースを割り当てる割当て部と、
を備えることを特徴とする通信制御装置。
【請求項２】
前記隠れ端末抽出部は、前記複数の無線通信装置の中の第１の無線通信装置に隣接する前記複数の無線通信装置の中の第２の無線通信装置に隣接し、且つ、前記第１の無線通信装置に隣接しない、前記複数の無線通信装置の中の無線通信装置を、前記第１の無線通信装置の隠れ端末となり得ると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御方法。
【請求項３】
前記グループ化部は、各無線通信装置のトラヒック量に基づいて、各無線通信装置が属するグループの数を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記グループ化部は、各無線通信装置が要求するサービスの品質に基づいて、各無線通信装置が属するグループの数を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記グループ化部は、各無線通信装置に対して予め設定されている優先度に基づいて、各無線通信装置が属するグループの数を決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御装置。
【請求項６】
複数の無線通信装置を含むネットワーク内の通信を制御する通信制御方法であって、
各無線通信装置について、前記複数の無線通信装置のうちから隠れ端末となり得る無線通信装置を抽出し、
互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ所定の基準に従って決定される数のグループに属するように、前記複数の無線通信装置をグループ化し、
グループ毎に互いに異なる通信リソースを割り当てる
ことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークにおいて通信を制御する装置および方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）が採用される無線ＬＡＮでは、送信端末は、データ送信を開始する前にキャリアセンスを実行し、無線リソースが他の端末により使用されているか否かを確認する。このとき、キャリアセンスにより検出される受信電力（例えば、ＲＳＳＩ）が所定の閾値を超えていれば、送信端末は、無線リソースが他の端末により使用されていると判定し、データ送信を開始しない。よって、パケットの衝突は回避される。
【０００３】
ところが、隠れ端末が存在する場合、キャリアセンスを行うだけでは、パケットの衝突が発生することがある。このため、隠れ端末を考慮して端末間の衝突を回避または抑制する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、無線基地局が、特定の通信エリアにおいて隠れ端末の関係となる装置を異なるグループに分け、各グループに、当該特定の通信エリアに存在する隠れ端末の関係となる装置以外の全装置を含ませるようにグループ化を行い、グループ単位に所定の伝送制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５８８４６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では、隠れ端末を精度よく検出することは容易ではない。また、無線ＬＡＮ内の端末をグループ化し、各グループに対して通信リソースを割り当てることで端末間の衝突を回避する方式では、通信リソースの利用効率が低下することがある。
【０００７】
本発明の１つの側面に係わる目的は、隠れ端末に起因する衝突を回避または抑制しながら、通信リソースの利用効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様の通信制御装置は、複数の無線通信装置を含むネットワーク内の通信を制御する。この通信制御装置は、各無線通信装置について、前記複数の無線通信装置のうちから隠れ端末となり得る無線通信装置を抽出する隠れ端末抽出部と、互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ所定の基準に従って決定される数のグループに属するように、前記複数の無線通信装置をグループ化するグループ化部と、グループ毎に互いに異なる通信リソースを割り当てる割当て部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上述の態様によれば、隠れ端末に起因する衝突を回避または抑制しながら、通信リソースの利用効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す図である。
【図２】通信制御装置の一例を示す図である。
【図３】ノード管理テーブルの一例を示す図である。
【図４】フレーム構成および時間スロットの割当ての一例を示す図である。
【図５】リソース情報の一例を示す図である。
【図６】隣接マップを作成する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】グループ化処理の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図８】グループ化処理の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図９】無線ネットワークの動作状態の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す。無線ネットワーク１００は、この実施例では、ＣＳＭＡ／ＣＡをサポートする無線ＬＡＮである。ただし、無線ネットワーク１００は、ＣＳＭＡ／ＣＡに加えて、ＣＳＭＡ／ＣＡ以外の通信方式をサポートしてもよい。
【００１２】
無線ネットワーク１００は、無線ルータ１〜４、無線端末５〜９、および通信制御装置１０を備える。なお、無線ネットワーク１００に実装される無線ルータの数および無線端末の数は、それぞれ特に限定されるものではない。
【００１３】
各無線ルータ１〜４は、無線リンクを介して、隣接ノードに実装されている他の無線ルータとの間で信号を送信および受信する。また、各無線ルータ１〜４は、通信制御装置１０から指定される経路および通信リソースに従ってパケットを転送する。さらに、各無線ルータ２〜４は、無線端末を収容することができる。
【００１４】
無線ルータ１〜４のうちの１つは、ゲートウェイとして動作する。図１に示す例では、無線ルータ１がゲートウェイとして動作する。ゲートウェイは、無線ネットワーク１００と不図示の他のネットワークとを接続することができる。
【００１５】
各無線端末５〜９は、無線リンクを介して、隣接ノードに実装されている無線ルータ１〜４との間で信号を送信および受信する。このとき、各無線端末５〜９は、自分が接続する無線ルータから通知されるリソース情報に従ってパケットを送信および受信する。リソース情報は、無線端末に割り当てられたリソース（例えば、時間スロット）を指定する情報を含む。
【００１６】
通信制御装置１０は、無線ネットワーク１００の状態を管理すると共に、無線ネットワーク１００の動作を制御する。すなわち、通信制御装置１０は、各無線通信装置（無線ルータ１〜４、無線端末５〜９）の位置および無線通信装置間に設定される無線リンクを管理する。また、通信制御装置１０は、隠れ端末を考慮して無線ルータ１〜４および無線端末５〜９のグループ化を実行し、各グループに対して通信リソースを割り当てる。なお、無線ルータ１〜４および無線端末５〜９は、通信制御装置１０により割り当てられる通信リソースに従ってパケットの送信、受信、および転送を実行する。
【００１７】
なお、図１において、無線ルータ間を接続する実線および無線ルータと無線端末との間を接続する実線は、それぞれ無線リンクを表す。無線リンクの両端のノードは、互いに隣接ノードである。すなわち、無線リンクの一方の端部に位置する無線通信装置がデータ送信を要求するＲＴＳ信号を送信すると、その無線リンクの他方の端部に位置する無線通信装置は、そのＲＴＳ信号を検知できる。
【００１８】
図２は、通信制御装置１０の一例を示す。なお、図２においては、通信制御装置１０に加えて、無線ルータ５０および無線端末６０も描かれている。無線ルータ５０は、図１に示す無線ルータ１〜４のうちのいずれか１つに相当する。また、無線端末６０は、図１に示す無線端末５〜９のうちのいずれか１つに相当する。
【００１９】
なお、以下の記載において、「ノード」は、無線ネットワーク１００内で無線ルータまたは無線端末が実装される位置を表す。すなわち、無線ネットワーク１００の各ノードに無線通信装置（無線ルータまたは無線端末）が実装される。
【００２０】
通信制御装置１０は、図２に示すように、隣接ノード検出部１１、隠れ端末抽出部１２、グループ化部１３、リソース割当て部１４、およびメモリ２１を備える。なお、通信制御装置１０は、図２に示していない他の機能を備えていてもよい。尚、メモリ２１には、ノード管理テーブル２２が格納される。また、メモリ２１には、トラフィック情報、ＱｏＳ情報、優先度情報のうちの少なくとも１つが格納される。
【００２１】
無線ルータ５０は、周辺環境測定部５１およびリソース管理部５２を備える。周辺環境測定部５１は、自装置の周辺の電波環境を測定する。一例としては、周辺環境測定部５１は、他の無線ルータから送信されるビーコン信号の受信電力（即ち、ＲＳＳＩ）を測定する。測定されたＲＳＳＩは、通信制御装置１０に通知される。また、リソース管理部５２は、通信制御装置１０から通知されるリソース情報に従って、無線端末６０との間の通信リソースを管理する。
【００２２】
無線ルータ５０と同様に、無線端末６０も自装置の周辺の電波環境を測定する機能を備える。すなわち、無線端末６０は、無線ルータ５０から送信されるビーコン信号の受信電力（即ち、ＲＳＳＩ）を測定することができる。測定されたＲＳＳＩは、無線ルータ５０を介して通信制御装置１０に通知される。また、無線端末６０は、無線ルータ５０から通知されるリソース情報に従って通信を行う。
【００２３】
隣接ノード検出部１１は、各無線ルータ５０および各無線端末６０から通知されるＲＳＳＩに基づいて、各ノードについて隣接ノードを検出する。例えば、あるノードにおいて測定されたビーコン信号のＲＳＳＩが所定の閾値よりも大きいときは、隣接ノード検出部１１は、ビーコン信号の送信元ノードがそのノードに隣接していると判定する。そして、各ノードについて検出された隣接ノードは、ノード管理テーブル２２の隣接ノードリストに登録される。
【００２４】
なお、隣接ノード検出部１１は、ＲＳＳＩ計算部１５による計算結果に基づいて、各ノードについて隣接ノードを検出してもよい。この場合、ＲＳＳＩ計算部１５は、予め用意されている伝搬損失モデルを用いてＲＳＳＩを計算する。伝搬損失モデルは、距離の関数である。よって、１組のノード間の距離を伝搬損失モデルに与えることにより、そのノード間のパス損失が得られる。さらに、無線ルータから送信されるビーコン信号の送信電力が既知であるものとすると、その送信電力およびパス損失に基づいて、受信ノードにおけるＲＳＳＩが算出される。
【００２５】
図３は、ノード管理テーブル２２の一例を示す。ここで、図３に示すノード管理テーブル２２は、図１に示す無線ルータ１〜４および無線端末５〜９を含む無線ネットワーク１００の状態を表す。尚、ノード１〜４はそれぞれ無線ルータ１〜４に対応し、ノード５〜９はそれぞれ無線端末５〜９に対応する。そして、ノード管理テーブル２２は、各ノードについて「隣接ノードリスト（隣接マップ）」「隣接ノードの隣接ノード（２ホップノードリスト）」「隠れ端末リスト」「割当て数」「グループリスト」を管理する。
【００２６】
各ノードの隣接ノードは、上述したように、隣接ノード検出部１１により検出される。例えば、ノード１に対しては、ノード２、３、４が検出されて隣接ノードリストに登録されている。なお、互いに隣接するノードは、図１においては、無線リンクを表す実線で接続されている。
【００２７】
隠れ端末抽出部１２は、ノード管理テーブル２２を参照し、各無線通信装置（即ち、各ノード）について、隠れ端末となり得る無線通信装置を抽出する。このとき、隠れ端末抽出部１２は、例えば、あるノード（以下、「注目ノード」）に隣接するノードに隣接し、且つ、注目ノードには隣接しないノードを「注目ノードに対して隠れ端末となり得る」と判定する。この方法により隠れ端末となり得るノード（即ち、無線通信装置）が抽出される理由は、以下の通りである。
【００２８】
ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）が採用される無線ＬＡＮでは、送信端末は、データ送信を開始する前に、無線リソースが他の端末により使用されているか否かを確認する。このとき、キャリアセンスにより検出される受信電力（例えば、ＲＳＳＩ）が所定の閾値を超えていれば、送信端末は、無線リソースが他の端末により使用されていると判定し、データ送信を開始しない。すなわち、衝突は回避される。なお、以下の記載では、この閾値を「ビジー検出閾値」と呼ぶことがある。
【００２９】
ここで、注目ノードにおいてキャリアセンスを行ったときに、ある送信元ノードから受信するビーコン信号のＲＳＳＩがビジー検出閾値を超えていれば、その送信元ノードは隣接ノードと判定される。すなわち、注目ノードとその送信元ノードとの間では、キャリアセンスによりパケット衝突が回避される。よって、隣接ノードは、「隠れ端末となり得る無線通信装置」から除外される。
【００３０】
注目ノードに隣接するノードに隣接するノードは、注目ノードを基準として２ホップ目のノード（以下、「２ホップノード」）に相当する。ここで、注目ノードと２ホップノードとの間の距離は、さほど大きくないと考えられる。すなわち、注目ノードにおいて２ホップノードから受信するビーコン信号のＲＳＳＩは、ある程度大きいと考えられる。したがって、２ホップノードは、注目ノードに対して隠れ端末となり得ると判定される。ただし、２ホップノードが注目ノードの隣接ノードである場合には、注目ノードと２ホップノードとの間で、キャリアセンスによる衝突回避が行われる。よって、注目ノードに隣接するノードに隣接するノード（即ち、２ホップノード）であっても、その２ホップノードが注目ノードの隣接ノードである場合には、その２ホップノードは「隠れ端末となり得る無線通信装置」から除外される。よって、この実施例では、注目ノードに隣接するノードに隣接し、且つ、注目ノードには隣接しないノードが「注目ノードに対して隠れ端末となり得る」と判定される。
【００３１】
なお、注目ノードから３ホップ以上離れているノードから受信するビーコン信号のＲＳＳＩは、干渉が発生しない程度に小さいと考えられる。よって、注目ノードから３ホップ以上離れているノードも「隠れ端末となり得る無線通信装置」から除外される。
【００３２】
したがって、隠れ端末抽出部１２は、まず、各ノードについて「隣接ノードの隣接ノード」を特定する。例えば、ノード６（即ち、無線端末６）の隣接ノードは、ノード２、３である。また、ノード２の隣接ノードはノード１、３、５、６、７であり、ノード３の隣接ノードはノード１、２、４、６、７である。よって、ノード６の隣接ノードの隣接ノードとして、ノード１、２、３、４、５、６、７が特定される。但し、隠れ端末の探索において、自ノードとの干渉を考慮する必要はない。このため、「隣接ノードの隣接ノード」の中に「自ノード」が含まれているときには、「隣接ノードの隣接ノード」から「自ノード」が除外される。この結果、たとえば、ノード６の「隣接ノードの隣接ノード」としては、図３に示すように、ノード１、２、３、４、５、７が登録される。
【００３３】
続いて、隠れ端末抽出部１２は、「隣接ノードの隣接ノード」の中から隠れ端末となり得るノードを抽出する。隠れ端末となり得るノードは、「隣接ノードの隣接ノード」から「隣接ノード」を除外することにより得られる。例えば、ノード６に対して「隣接ノードの隣接ノード」としてノード１、２、３、４、５、７が登録されている。ここで、ノード６の隣接ノードはノード２、３である。よって、ノード１、２、３、４、５、７からノード２、３を除外することにより、ノード６に対して隠れ端末となり得るノード（即ち、隠れ端末となり得る無線通信装置）として、図３に示すように、ノード１、４、５、７が得られる。そして、隠れ端末抽出部１２は、各ノードについて抽出した「隠れ端末となり得る無線通信装置」をノード管理テーブル２２の隠れ端末リストに登録する。
【００３４】
グループ化部１３は、ノード管理テーブル２２を参照し、互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ所定の基準に従って決定される数のグループに属するように、無線通信装置をグループ化する。各無線通信装置が属すべきグループの数（すなわち、各ノードに割り当てるグループの数）は、例えば、各無線通信装置のトラフィック量、各無線通信装置が要求するサービスの品質（ＱｏＳ：Quality of Service）、各無線通信装置に対して予め設定されている優先度に基づいて決定される。
【００３５】
各無線通信装置のトラフィック量は、トラフィック情報としてメモリ２１に記録されている。トラフィック量は、固定的に設定される値であってもよいし、定期的に測定されてもよい。そして、トラフィック量の大きい無線通信装置ほど、より多くのグループが割り当てられる。
【００３６】
各無線通信装置が要求するサービスの品質は、ＱｏＳ情報としてメモリ２１に記録されている。サービスの品質は、固定的に設定されてもよいし、ユーザからの要求に応じて設定されるようにしてもよい。そして、品質の高いサービスを要求する無線通信装置ほど、より多くのグループが割り当てられる。
【００３７】
各無線通信装置の優先度は、ユーザまたはネットワーク管理者により指定され、優先度情報としてメモリ２１に記録されている。そして、優先度が高い無線通信装置ほど、より多くのグループが割り当てられる。
【００３８】
図３に示す実施例では、各無線端末に対して複数のグループが割り当てられている。具体的には、ノード５、７（即ち、無線端末５、７）に対してそれぞれ３個のグループが割り当てられ、ノート６、８、９（即ち、無線端末６、８、９）に対してそれぞれ２個のグループが割り当てられている。また、各ノード１〜４（即ち、各無線ルータ１〜４）に対して割り当てられるグループの数はそれぞれ１である。なお、各無線通信装置に１または複数のグループを割り当てる手順は、後でフローチャートを参照しながら説明する。
【００３９】
リソース割当て部１４は、グループ化部１３により決定されたグループ毎に互いに異なる通信リソースを割り当てる。リソース割当て部１４により割り当てられる通信リソースは、例えば、時間スロットである。この場合、各グループに対して異なる時間スロットが割り当てられる。したがって、２個のグループに属する無線端末に対しては、所定の期間内に２個の時間スロットが割り当てられ、３個のグループに属する無線端末に対しては所定の期間内に３個の時間スロットが割り当てられる。
【００４０】
図４は、フレーム構成および時間スロットの割当ての一例を示す。この実施例では、無線ネットワーク１００においてスーパーフレームが伝送されるものとする。スーパーフレームは、図４に示すように、２個のフレームから構成される。フレームのデータ長は、ビーコン信号の送信間隔に相当する。すなわち、各無線ルータは、各フレームの開始タイミングでビーコン信号を送信する。
【００４１】
各フレームは、ＤＡ領域およびＣＳ領域から構成される。ＣＳ領域は、ＣＳＭＡ／ＣＡを利用して信号が伝送される。また、ＤＡ領域では、ＣＳＭＡ／ＣＡ以外の通信方式（例えば、時間分割多重など）で信号が伝送される。
【００４２】
１つのフレーム内のＣＳ領域は、この例では、５個の時間スロットから構成される。したがって、１個のスーパーフレームは、１０個の時間スロットＴ０〜Ｔ９を備える。そして、各時間スロットＴ０〜Ｔ９は、それぞれ１個のグループに対して割り当てられる。すなわち、リソース割当て部１４は、グループ化部１３により決定された各グループに対してそれぞれ１個の時間スロットを割り当てる。具体的には、各スーパーフレーム内に設けられる１０個の時間スロットＴ０〜Ｔ９は、それぞれグループＧ＃０〜Ｇ＃９に割り当てられる。なお、図３に示す実施例では、無線通信装置に対してグループＧ＃０〜Ｇ＃８が割り当てられているので、時間スロットＴ０〜Ｔ８がグループＧ＃０〜Ｇ＃８に割り当てられ、時間スロットＴ９は未使用である。
【００４３】
リソース割当て部１４は、ノード管理テーブル２２を参照し、リソース割当てを表すリソース情報を生成する。リソース情報は、この実施例では、図５（ａ）に示す時間スロット情報および図５（ｂ）に示す個別割当て情報を含む。時間スロット情報は、各時間スロットにおいてデータ送信が許可されるノードを表す。例えば、時間スロットＴ０においてノード１、２、３が送信可能であり、時間スロットＴ１においてノード４、５、８が送信可能である状態が表されている。また、個別割当て情報は、各無線通信装置（無線ルータ１〜４、無線端末５〜９）に割り当てられた時間スロットを表す。例えば、無線端末５は時間スロットＴ１、Ｔ４、Ｔ７においてデータ送信が可能であり、無線端末６は時間スロットＴ２、Ｔ５においてデータ送信が可能である状態が表されている。なお、時間スロット情報および個別割当て情報は、相互に変換可能である。
【００４４】
リソース割当て部１４により生成されたリソース情報は、各無線ルータ５０に通知される。無線ルータ５０は、リソース割当て部１４から受信したリソース情報を自装置内のメモリに保存する。そして、リソース管理部５２は、このリソース情報を利用して通信を制御する。また、無線ルータ５０は、配下の無線端末６０に対して、その無線端末が通信可能な時間スロットを通知する。そして、無線端末６０は、通知された時間スロットを使用して通信を行う。
【００４５】
このように、通信制御装置１０は、複数の無線通信装置（無線ルータ１〜４、無線端末５〜９）を、互いに隠れ端末となり得る無線通信装置が同じグループに属さず、且つ、各無線通信装置がそれぞれ１または複数のグループに属するように、グループ化する。そして、通信制御装置１０は、グループ毎に互いに異なる通信リソース（実施例では、異なる時間スロット）を割り当てる。このとき、通信制御装置１０は、例えば、トラフィック量の多い無線通信装置に対して多くの時間スロットを割り当てる。したがって、隠れ端末によるパケット衝突を回避または抑制しながら、データ伝送の効率が向上する。
【００４６】
図６は、隣接マップを作成する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、各ノードからＲＳＳＩの測定値が通知された後に実行される。なお、隣接マップは、図３に示すノード管理テーブル２２の隣接ノードリストに相当し、各ノードに隣接する１または複数のノードを表す。
【００４７】
Ｓ１において、隣接ノード検出部１１は、隣接マップを初期化する。すなわち、ノード管理テーブル２２内の隣接ノードリストがクリアされる。
【００４８】
Ｓ２において、隣接ノード検出部１１は、無線ネットワーク１００のノードの中から、Ｓ４〜Ｓ５の処理を実行すべきノードを選択する。なお、図６の説明においては、Ｓ２で選択されるノードを「目的ノード」と呼ぶことがある。また、Ｓ３において、隣接ノード検出部１１は、無線ネットワーク１００のノードの中から、目的ノードとは異なるノードを選択する。なお、図６の説明においては、Ｓ３で選択されるノードを「送信元ノード」と呼ぶことがある。
【００４９】
Ｓ４において、隣接ノード検出部１１は、送信元ノードから目的ノードに到達するビーコン信号のＲＳＳＩが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。この閾値は、例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡにおいてビジー判定を行うための電力である。そして、ＲＳＳＩが閾値よりも大きいときは、隣接ノード検出部１１は、Ｓ５において、そのビーコン信号の送信元ノードを隣接マップに登録する。一方、ＲＳＳＩが閾値以下であれば、Ｓ５の処理はスキップされる。
【００５０】
Ｓ６において、隣接ノード検出部１１は、送信元ノードとして選択されていないノードが残っているか否かを判定する。そして、送信元ノードとして選択されていないノードが残っていれば、隣接ノード検出部１１の処理はＳ３に戻る。即ち、目的ノードが選択されると、その目的ノード以外のすべてのノードについてＳ４〜Ｓ５が実行される。なお、Ｓ３〜Ｓ６のループ処理は、１つのノードについてその隣接ノードを検出する処理に相当する。
【００５１】
Ｓ７において、隣接ノード検出部１１は、目的ノードとして選択されていないノードが残っているか否かを判定する。そして、目的ノードとして選択されていないノードが残っていれば、隣接ノード検出部１１の処理はＳ２に戻る。したがって、無線ネットワーク１００のすべてのノードについてそれぞれ隣接ノードが検出される。
【００５２】
例えば、ノード１（即ち、無線通信装置１）が目的ノードとして選択されたときは、他の各ノードから送信されるビーコン信号のＲＳＳＩと閾値とが比較される。ただし、ビーコン信号は、無線ルータから送信される。よって、この場合、無線ルータ２、３、４から送信されるビーコン信号のＲＳＳＩが、それぞれ閾値と比較される。図１に示す実施例では、無線ルータ２、３、４から送信されるビーコン信号のＲＳＳＩはいずれも閾値よりも大きい。したがって、図３に示すように、ノード１の隣接ノードとしてノード２、３、４が登録される。
【００５３】
図７〜図８は、グループ化処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、隣接ノード検出部１１により隣接マップが作成または更新された後に実行される。
【００５４】
Ｓ１１において、隠れ端末抽出部１２は、無線ネットワーク１００のノードの中から、Ｓ１２〜Ｓ２５の処理を実行すべきノードを選択する。なお、図７〜図８の説明では、Ｓ１１で選択されるノードを「目的ノード」と呼ぶことがある。
【００５５】
Ｓ１２において、隠れ端末抽出部１２は、ＮＧリストを初期化する。なお、ＮＧリストには、後述する処理により、目的ノードに対して割り当てることが禁止されるグループが登録される。
【００５６】
Ｓ１３において、隠れ端末抽出部１２は、ノード管理テーブル２２を参照し、目的ノードに隣接するノードを選択する。なお、図７〜図８の説明では、Ｓ１３で選択されるノードを「隣接ノード」と呼ぶことがある。
【００５７】
Ｓ１４において、隠れ端末抽出部１２は、ノード管理テーブル２２を参照し、隣接ノードに隣接するノードを選択する。ここで、隣接ノードに隣接するノードは、目的ノードを基準とすると２ホップ目に位置する。よって、図７〜図８の説明では、Ｓ１４で選択されるノードを「２ホップノード」と呼ぶことがある。
【００５８】
Ｓ１５において、隠れ端末抽出部１２は、２ホップノードが目的ノード（即ち、自ノード）であるか否かを判定する。また、Ｓ１６において、隠れ端末抽出部１２は、２ホップノードが目的ノード（即ち、自ノード）に隣接しているか否かを判定する。そして、２ホップノードが自ノードではなく、且つ、２ホップノードが自ノードに隣接していないときは、Ｓ１７において、隠れ端末抽出部１２は、２ホップノードを隠れ端末リストに登録する。また、Ｓ１８において、隠れ端末抽出部１２は、２ホップノードに対して割り当てられているグループをＮＧリストに登録する。尚、２ホップノードが自ノードであるとき、又は、２ホップノードが自ノードに隣接しているときは、Ｓ１７〜Ｓ１８の処理はスキップされる。
【００５９】
Ｓ１９において、隠れ端末抽出部１２は、選択されていない２ホップノードが残っているか否かを判定する。そして、選択されていない２ホップノードが残っていれば、隠れ端末抽出部１２の処理はＳ１４に戻る。また、Ｓ２０において、隠れ端末抽出部１２は、選択されていない隣接ノードが残っているか否かを判定する。そして、選択されていない隣接ノードが残っていれば、隠れ端末抽出部１２の処理はＳ１３に戻る。したがって、Ｓ１１において目的ノードが選択されると、その目的ノードから２ホップ目の各ノードに対してＳ１５〜Ｓ１８の処理が実行され、この結果、目的ノードに対して隠れ端末となり得る無線通信装置が抽出される。
【００６０】
Ｓ２１において、グループ化部１３は、目的ノードについて設定されている割当て数を取得する。この割当て数は、上述したように、目的ノードに実装されている無線通信装置のトラフィック量、ＱｏＳ、または優先度に基づいて予め決定され、ノード管理テーブル２２に設定されている。例えば、ノード５、７（すなわち、無線端末５、７）に対して設定されている割当て数は「３」であり、ノード６、８、９（即ち、無線端末６、８、９）に対して設定されている割当て数は「２」である。
【００６１】
Ｓ２２において、グループ化部１３は、予め用意されている複数のグループの中から目的ノードに割り当てるべきグループを選択する。なお、図４に示す例では、スーパーフレーム内に設定される時間スロットＴ０〜Ｔ９に対して、１０個のグループＧ＃０〜Ｇ＃９が予め用意されている。そして、グループ化部１３は、Ｓ２２〜Ｓ２５を繰り返し実行する過程で、複数のグループの中から１つずつ順番にグループを選択する。このとき、例えば、以下のポリシのうちのいずれか１つ、または以下のポリシのうちの任意の２つ以上の組合せに従って順番にグループ番号が選択される。
（１）各グループに対してゼロから順番に１ずつインクリメントされるグループ番号が付与されているときは、グループ番号の値の小さいグループから順番に選択する
（２）先に割り当てられているノードの数が少ないグループから順番に選択する
（３）無線端末にグループを割り当てる際には、最初に、その無線端末を収容する無線ルータと同じグループを優先的に選択する
【００６２】
Ｓ２３において、グループ化部１３は、選択したグループがＮＧリストに登録されているか否かを判定する。そして、選択したグループがＮＧリストに登録されていなければ、Ｓ２４において、グループ化部１３は、そのグループをノード管理テーブル２２のグループリストに登録する。ここで、ＮＧリストには、目的ノードに対して隠れ端末となり得るノードが属するグループが登録されている。したがって、Ｓ２２で選択したグループが、隠れ端末となり得るノードが属するグループと異なっている場合には、その選択したグループがノード管理テーブル２２に登録される。
【００６３】
Ｓ２５において、グループ化部１３は、ノード管理テーブル２２のグループリストに登録したグループの数が、Ｓ２１で取得した割当て数に達したか判定する。そして、ノード管理テーブル２２のグループリストに登録したグループの数が割当て数に達していなければ、グループ化部１３の処理はＳ２２に戻る。すなわち、ノード管理テーブル２２に登録したグループの数が割当て数に達するまでＳ２２〜Ｓ２４の処理が繰り返し実行される。この結果、目的ノードに対して、割当て数と同じ数のグループが登録される。すなわち、トラフィック量などに応じて決定された数のグループが目的ノードに割り当てられる。
【００６４】
Ｓ２６において、Ｓ１２〜Ｓ２５の処理が実行されていないノードが残っているか判定される。そのようなノードが残っていれば、次の目的ノードが選択され、Ｓ１２〜Ｓ２５の処理が実行される。したがって、すべてのノードについてＳ１２〜Ｓ２５の処理が実行される。
【００６５】
ここで、一例として、目的ノードとしてノード５（即ち、無線端末５）が選択されたときの図７〜図８の手順を説明する。なお、図１または図３に示すように、ノード５にはノード２が隣接している。また、ノード２にはノード１、３、５、６、７が隣接している。したがって、ノード５の２ホップノードは、ノード１、３、６、７である。ここで、ノード１、３、６、７は、いずれもノード５に隣接していない。よって、ノード１、３、６、７は、ノード５に対して隠れ端末となり得る。
【００６６】
具体的には、Ｓ１３において、隣接ノードとしてノード２が選択される。また、Ｓ１４〜Ｓ１９のループ処理において、２ホップノードとしてノード１、３、６、７が順番に選択される。
【００６７】
２ホップノードとしてノード１が選択されたときは、ノード１は、ノード５に隣接しないので、隠れ端末リストに登録される。同様に、ノード３、６、７も、それぞれノード５に隣接しないので、隠れ端末リストに登録される。
【００６８】
続いて、Ｓ２１において、グループ化部１３は、ノード５の割当て数としてノード管理テーブル２２から「３」を取得する。そうすると、グループ化部１３は、Ｓ２２〜Ｓ２５の処理を繰り返し実行することにより、ノード５に対して３個のグループを割り当てる。なお、この実施例では、グループ番号の値の小さいグループから順番に選択されるものとする。また、ノード５に対するＮＧリストには、グループＧ＃０、Ｇ＃２、Ｇ＃３、Ｇ＃５、Ｇ＃６、Ｇ＃８が登録されているものとする。
【００６９】
まず、グループＧ＃０が選択される。しかし、グループＧ＃０は、ＮＧリストに登録されているので、グループリストには登録されない。次に、グループＧ＃１が選択される。ここで、グループＧ＃１は、ＮＧリストに登録されていないので、グループリストに登録される。同様に、グループＧ＃２、Ｇ＃３がそれぞれグループリストに登録されず、グループＧ＃４がグループリストに登録され、グループＧ＃５、Ｇ＃６がそれぞれグループリストに登録されない。この時点で、グループリストに２個のグループが登録されている。
【００７０】
この後、グループＧ＃７が選択される。ここで、グループＧ＃７は、ＮＧリストに登録されていないので、グループリストに登録される。このとき、グループリストに登録されているグループの数は「３」であり、ノード５に対して設定されている割当て数と一致する。したがって、ノード５についての割当て処理は終了する。この結果、ノード５（すなわち、無線端末５）は、３個のグループＧ＃１、Ｇ＃４、Ｇ＃７に属することになる。
【００７１】
図９は、無線ネットワーク１００の動作状態の例を示す。具体的には、図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、図４に示す時間スロットＴ０およびＴ１における無線ネットワーク１００の動作状態の例を示す。
【００７２】
時間スロットＴ０は、図９（ａ）に示すように、無線ルータ１、２、３に割り当てられている。この場合、無線ルータ１、２、３のみがデータ信号を出力する権利を有し、他の無線通信装置（無線ルータ４、無線端末５〜９）は、データ信号を出力する権利を有していない。ここで、無線ルータ１、２、３は互いに隣接している。すなわち、各無線ルータ１、２、３は、キャリアセンスにおいて、無線ルータ１、２、３のうちの他の無線通信装置から出力される、データ送信の開始を要求するＲＴＳ信号を検知できる。よって、無線ルータ１、２、３間でパケット衝突は回避される。
【００７３】
時間スロットＴ１は、図９（ｂ）に示すように、無線ルータ４および無線端末５、８に割り当てられている。この場合、無線ルータ４および無線端末５、８のみがデータ信号を出力する権利を有し、他の無線通信装置（無線ルータ１〜３、無線端末６、７、９）は、データ信号を出力する権利を有していない。ここで、無線ルータ４および無線端末８は互いに隣接している。すなわち、無線ルータ４および無線端末８は、キャリアセンスにおいて、互いに相手装置から出力されるＲＴＳ信号を検知できる。よって、無線ルータ４と無線端末８との間でパケット衝突は回避される。また、無線端末５は、無線ルータ４および無線端末８から十分に遠く離れている。よって、無線端末５および無線ルータ４が同時に信号を送信するケース、および、無線端末５および無線端末８が同時に信号を送信するケースにおいても、干渉電力は十分に小さい。
【００７４】
なお、図６〜図８に示すフローチャートの処理は、例えば、無線ネットワーク１００の運用開始時に実行される。ただし、通信制御装置１０は、定期的に、或いは、必要に応じて、図６〜図８に示すフローチャートの処理を実行して通信リソースの割当てを更新してもよい。例えば、通信制御装置１０は、各無線通信装置から通知される電波環境の測定データに基づいて、各無線通信装置に割り当てるグループ（即ち、各無線通信装置に割り当てる時間スロット）を更新してもよい。この手順を採用すれば、無線ネットワーク１００の電波環境が変化しても、無線リソースの利用効率は維持される。
【００７５】
＜ハードウェア構成＞
通信制御装置１０は、プロセッサを備える。そして、隣接ノード検出部１１、隠れ端末抽出部１２、グループ化部１３、リソース割当て部１４、ＲＳＳＩ計算部１５は、プロセッサを用いて通信制御プログラムを実行することにより実現される。この場合、通信制御プログラムは、プロセッサがアクセス可能なメモリ領域に格納される。なお、隣接ノード検出部１１、隠れ端末抽出部１２、グループ化部１３、リソース割当て部１４、ＲＳＳＩ計算部１５の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。
【００７６】
＜バリエーション＞
本発明の実施形態に係わる通信制御装置／方法は、上述の実施例に限定されるものではない。例えば、通常のデータ送信とは異なる用途（例えば、ビーコン送信、図４に示すＤＡ領域とＣＳ領域との切替え）にグループを割り当てるようにしてもよい。また、マルチホップネットワークにおいて好適な通信を実現するために、各グループに割り当てる時間領域の終了タイミングを規定しないようにしてもよい。この場合、各グループに割り当てる時間領域の開始タイミングのみが規定される。
【符号の説明】
【００７７】
１〜４、５０  無線ルータ
５〜９、６０  無線端末
１０  通信制御装置
１１  隣接ノード検出部
１２  隠れ端末抽出部
１３  グループ化部
１４  リソース割当て部
１５  ＲＳＳＩ計算部
２１  メモリ
２２  ノード管理テーブル
５１  周辺環境測定部
５２  リソース管理部
１００  無線ネットワーク
【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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