(57)【要約】      （修正有）【課題】可能な限りリンク品質の良い無線中継装置を選択しつつ、特定の無線中継装置への無線通信装置の偏りを解消することができる無線通信装置を提供する。【解決手段】複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置１００において、自身と前記各無線中継装置１００との間でパケットを送受信する第２の無線通信部１０１と、少なくとも、自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量と、自身と前記各無線中継装置との間のリンク品質とを管理する記憶部１０５と、所定期間内における、現在中継先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、前記リンク品質とに基づき、前記各無線中継装置の内から１の無線中継装置を新たな中継先として決定する送信先決定部１０３とを有する。【選択図】図１
2019022112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算し、１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量を管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す所定の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部と
を有することを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
前記送信制限決定部は、周期的に前記各第１の無線通信装置の前記許容送信量を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも、自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量と、自身と前記各無線中継装置との間のリンク品質とを管理する送信先管理部と、
所定期間内における、現在中継先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、前記リンク品質とに基づき、前記各無線中継装置の内から１の無線中継装置を新たな中継先として決定する送信先決定部と
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
前記許容送信量は、前記各無線中継装置から新たな前記許容送信量を示す情報を含むパケットが受信される度に更新されることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信先決定部は、前記パケットの累積値と、現在の中継先の無線中継装置の前記許容送信量とを比較し、前記パケットの累積値が前記許容送信量以下の場合には、現在の中継先の無線中継装置を中継先として決定し、前記パケットの累積値が前記許容送信量を超えている場合には、現在の無線中継装置に次いで前記リンク品質の良い無線中継装置を新たな中継先に決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、
前記無線中継装置として請求項１又は２の無線中継装置を適用し、前記無線通信装置として請求項３〜５のいずれかの無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、
自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、
所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算し、１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量を管理する受信パケット管理部と、
前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す所定の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、
前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部と
して機能させることを特徴とする無線中継プログラム。
【請求項８】
複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、
自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、
少なくとも、自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量と、自身と前記各無線中継装置との間のリンク品質とを管理する送信先管理部と、
所定期間内における、現在中継先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、前記リンク品質とに基づき、前記各無線中継装置の内から１の無線中継装置を新たな中継先として決定する送信先決定部と
して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムに関し、例えば、マルチホップ無線ネットワークに適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
センシングパケットを収集するシンクノード、センシングパケットを取得しシンクノードに送信するセンシングノード（子ノード）及びシンクノードまでパケットを転送する中継ノード（親ノード）から構成されるマルチホップセンサネットワークでは、多くの場合、ノードを配置して電源を投入すると、自動的に適切なネットワークトポロジーが構築される。このネットワークトポロジーは、あるノードが、近隣のノードから受信するＨｅｌｌｏなどのリンク情報を含むパケットを基にリンク品質を算出し、リンク品質の良いノードを親ノードとすることで自律的に構築される。
【０００３】
リンク品質を基に自律的にマルチホップネットワークのトポロジーを決定する方法は、ノードの設置が容易になる反面、通信環境が良い特定の中継ノードに子ノードが集中し、ネットワーク全体としてみると子ノードの偏りが生じやすくなるという問題が生じる。電池駆動で長期間の連続動作が要求される場合には、特定の中継ノードに負荷がかかってしまうと、想定する期間より早く電池が切れてしまう可能性があるので、子ノードの偏りは深刻な問題となる。
【０００４】
上記のような子ノード偏りを解消する経路制御方法の一例として、例えば、特許文献１に記載の技術が挙げられる。特許文献１に記載の技術では、ネットワークのトポロジーを管理する特定の装置が、生成されたトポロジーで偏りを検出すると、その偏りを解消するために最適なトポロジーを解析する。その後トポロジーを変更させるノードにコマンドを送信し、トポロジーを変更させることで、特定のノードへの子ノードの偏りを解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６６１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の手法（特許文献１に記載の技術）により、ある子ノードの中継先を変更することで、特定のノードへの負荷は分散させることができる。
【０００７】
しかしながら、本来、子ノードがその中継先を選択したのは、子ノードが選択できる中継先の中ではその中継先とのリンク品質が最良だったためである。よって、子ノードの中継先を変更させた場合、新しい中継先と子ノードのリンク品質が、中継先変更前に比べて悪くなる可能性がある。
【０００８】
そのため、可能な限りリンク品質の良い無線中継装置を選択しつつ、特定の無線中継装置への無線通信装置の偏りを解消することができる無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明は、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置において、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算し、１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量を管理する受信パケット管理部と、（３）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す所定の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（４）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明は、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置において、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも、自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量と、自身と前記各無線中継装置との間のリンク品質とを管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における、現在中継先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、前記リンク品質とに基づき、前記各無線中継装置の内から１の無線中継装置を新たな中継先として決定する送信先決定部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第３の本発明は、マルチホップネットワークを構成する無線通信装置及び無線中継装置を複数備える無線通信システムにおいて、前記無線中継装置として第１の本発明の無線中継装置を適用し、前記無線通信装置として第２の本発明の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。
【００１２】
第４の本発明の無線中継プログラムは、第１の無線通信装置から受信したパケットを、第２の無線通信装置に中継する無線中継装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と、前記第１の無線通信装置又は前記第２の無線通信装置との間でパケットを送受信する第１の無線通信部と、（２）所定期間内における、自身を中継先とする前記第１の無線通信装置から受信したパケット量と、パケットの重要性を示す指標から実効転送量を計算し、１又は複数の前記第１の無線通信装置ごとに前記実効転送量を管理する受信パケット管理部と、（３）前記各第１の無線通信装置の前記実効転送量と、自身が前記第２の無線通信装置に転送できるパケット量を示す所定の転送許容量とから、前記各第１の無線通信装置が自身に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量を決定する送信制限決定部と、（４）前記許容送信量を示す情報を含むパケットを前記各第１の無線通信装置に送信する制御を行うパケット制御部として機能させることを特徴とする。
【００１３】
第５の本発明の無線通信プログラムは、複数の無線中継装置と無線接続可能な無線通信装置に搭載されるコンピュータを、（１）自身と前記各無線中継装置との間でパケットを送受信する第２の無線通信部と、（２）少なくとも、自身が無線接続する前記各無線中継装置に送信できるパケットの許容量を示す許容送信量と、自身と前記各無線中継装置との間のリンク品質とを管理する送信先管理部と、（３）所定期間内における、現在中継先とする無線中継装置に送信したパケットの累積値と、前記許容送信量と、前記リンク品質とに基づき、前記各無線中継装置の内から１の無線中継装置を新たな中継先として決定する送信先決定部として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、可能な限りリンク品質の良い無線中継装置を選択しつつ、特定の無線中継装置への無線通信装置の偏りを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る送信先管理テーブルの一例を示す説明図である。
【図４】実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る受信パケットテーブルの一例を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【図７】実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る通信経路（送信先）を変更する手順をイメージ化した説明図（その１）である。
【図９】実施形態に係る通信経路（送信先）を変更する手順をイメージ化した説明図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（Ａ）実施形態
以下では、本発明に係る無線中継装置、無線中継プログラム、無線通信装置、無線通信プログラム及び無線通信システムの主たる実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
（Ａ−１）実施形態の構成
（Ａ−１−１）全体構成
図２は、実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図２において、無線通信システム１は、無線通信装置１０、無線通信装置２００（２００−１、２００−２）、無線通信装置１００（１００−１〜１００−３）を有する。なお、図２では、説明を容易にするために、無線通信システム１が、２台の無線通信装置２００−１、２００−２、及び３台の無線通信装置１００−１〜１００−３を有する場合を例示しているが、勿論、各装置の数は特に限定されるものではない。
【００１８】
また、無線通信システム１では、無線通信装置１０、無線通信装置２００−１、２００−２、及び無線通信装置１００−１〜１００−３により無線マルチホップネットワークが構成されているものとする（ネットワークの構造も特に限定されるものではない）。以下では、無線通信装置１０、無線通信装置２００−１、２００−２、及び無線通信装置１００−１〜１００−３のことを、総称して「ノード」とも呼ぶものとする。また、ノードに符号を付して、各装置を指して呼ぶこともある（例えば、ノード２００−２等）。
【００１９】
各ノードの通信方式は、特に限定されるものではなく、例えば、種々の無線ＬＡＮインタフェースを適用することができる。例えば、各ノードは、ＩＥＥＥ  ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅの無線通信方式を採用することができる。
【００２０】
無線通信装置１００は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では末端に属するノードである。無線通信装置１００は、例えば、所定のセンサが搭載（又は接続）され、センシングデータ（センシングパケット）を、無線通信装置２００を介して無線通信装置１０に送信する。以下では、無線通信装置１００のことを「子ノード」とも呼ぶものとする。
【００２１】
無線通信装置２００は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では子ノードからのパケットを無線通信装置１０に中継するノードである。以下では、無線通信装置２００のことを「中継ノード（親ノード）」とも呼ぶものとする。
【００２２】
無線通信装置１０は、無線通信システム１（マルチホップネットワーク）では最上位に位置するノードである。無線通信装置１０は、各子ノードから送信されたパケットを収集する。以下では、無線通信装置１０のことを「シンクノード」とも呼ぶものとする。
【００２３】
（Ａ−１−２）無線通信装置１００（子ノード）の詳細な構成
図１は、実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の構成を示すブロック図である。実施形態に係る無線通信装置は、図１に示す各構成部を搭載した専用のＩＣチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図１で表すことができる。
【００２４】
図１において、無線通信装置１００は、無線通信部１０１、パケット送受信部１０２、送信先決定部１０３、タイマ管理部１０４、記憶部１０５及びアンテナ１５０を有する。図１では、本実施形態の特徴部分である通信経路の制御について関係のある部分のみを図示し、それ以外の構成は省略している。
【００２５】
無線通信部１０１は、アンテナ１５０からの無線信号に対して復調処理を行い、デジタルデータ（パケット）に変換してパケット送受信部１０２に与えるものである。また、無線通信部１０１は、パケット送受信部１０２から与えられた送信データ（パケット）を無線信号に変換して（変調処理を行って）アンテナ１５０に与えるものである。
【００２６】
パケット送受信部１０２は、パケットの送受信に関する処理（制御）を行うものである。また、パケット送受信部１０２は、無線通信部１０１が受信したパケットを解析する機能（自装置内に取り込むパケットか否かを解析する機能）を有する。さらに、パケット送受信部１０２は、解析したパケットに含まれるリンク品質に関わる情報（ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値など）や、親ノードから通知された許容送信量（子ノードが親ノードに送信できるパケットの許容量）を送信先決定部１０３に通知する機能を有する。
【００２７】
送信先決定部１０３は、パケット送受信部１０２で得られたリンク品質や、親ノードへの許容送信量を基に、記憶部１０５内の送信先管理テーブルＴＢ１を更新する。また、送信先決定部１０３は、自身が送信先に対して１周期内に送信した累積送信量Ｄ１を有する。送信先決定部１０３は、パケットを送信する前に送信先管理テーブルＴＢ１の許容送信量を参照し、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えているか否かを判定し、その判定結果を基に送信先を適宜決定する。例えば、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えていない場合には、本来の親ノード（リンク品質が最も良いノード）を送信先に決定し、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えている場合には、次にリンク品質の良いノードを送信先に決定する。なお、送信先決定部１０３は、緊急度の高いパケットについては、上記制約（累積送信量Ｄ１が許容送信量を超過）を無視して本来の親ノードを送信先に決定しても良い。送信先決定部１０３は、タイマ管理部１０４から周期経過ごとに通知を受けると、自身が送信先に対して周期内に送信した累積送信量Ｄ１を初期化（リセット）する。
【００２８】
記憶部１０５は、送信先管理テーブルＴＢ１を記憶するものである。送信先管理テーブルＴＢ１は、自身の送信先候補を決定するための情報を有し、少なくとも各送信先候補に対するリンク品質に関する情報（リンクコスト）と許容送信量の情報を有する。図３は、実施形態に係る送信先管理テーブルの一例を示す説明図である。図３において、送信先管理テーブルＴＢ１は、「アドレス」、「リンクコスト」、及び「許容送信量」の項目を有する。「アドレス」は、送信先候補（無線通信装置２００）のノードアドレスが格納される項目である。例えば、アドレス「０ｘ０００１」は、無線通信装置２００−１の宛先を示すものであり、「０ｘ０００２」は、無線通信装置２００−２の宛先を示すものである。「リンクコスト」は自身と各送信先候補間のリンクの品質を示す値（「１」が最も良い）が格納される項目である。「許容送信量」は、自身から送信先候補に送信できるデータの許容量が格納される項目である。なお、「許容送信量」は、親ノード（送信先候補）から許容送信量を示す情報含むパケットを受信する度に更新される。
【００２９】
タイマ管理部１０４は、送信先決定部１０３において、累積送信量Ｄ１を累積する期間を管理するタイマＴ１を有する。タイマ管理部１０４は、所定のタイミング（例えば、電源投入時、ネットワーク参加時）でタイマＴ１のカウントを開始する。タイマ管理部１０４は、タイマＴ１がタイムアウト（設定時間が経過）すると、送信先決定部１０３に周期更新（累積送信量Ｄ１のリセット指示）を通知する。タイマ管理部１０４は、タイマＴ１がタイムアウト後、タイマＴ１をリセットし再度カウントを開始する。
【００３０】
（Ａ−１−３）無線通信装置２００（親ノード）の詳細な構成
図４は、実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の構成を示すブロック図である。実施形態に係る無線通信装置は、図４に示す各構成部を搭載した専用のＩＣチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、ＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成して良いが、機能的には、図４で表すことができる。
【００３１】
図４において、無線通信装置２００は、無線通信部２０１、パケット送受信部２０２、送信制限決定部２０３、タイマ管理部２０４、記憶部２０５及びアンテナ２５０を有する。図４では、本実施形態の特徴部分である通信経路の制御について関係のある部分のみを図示し、それ以外の構成は省略している。
【００３２】
無線通信部２０１は、アンテナ２５０からの無線信号に対して復調処理を行い、デジタルデータ（パケット）に変換してパケット送受信部２０２に与えるものである。また、無線通信部２０１は、パケット送受信部２０２から与えられた送信データ（パケット）を無線信号に変換して（変調処理を行って）アンテナ２５０に与えるものである。
【００３３】
パケット送受信部２０２は、パケットの送受信に関する処理を行うものである。また、パケット送受信部２０２は、無線通信部２０１が受信したパケットを解析する機能（自装置内に取り込むパケットか否かを解析する機能）を有する。パケット送受信部２０２は、パケットを解析して得たパケットのデータ量を送信制限決定部２０３に通知する。さらに、パケット送受信部２０２は、パケット送受信部２０２からの指示により、子ノードに送信する許容送信量を含む通知パケットを作成する。
【００３４】
送信制限決定部２０３は、１周期（後述するタイマＴ２の設定時間）内の、パケットの転送許容量Ｄ２を保持（管理）するものである。また、送信制限決定部２０３は、周期が変わる毎に（タイマ管理部２０４からタイマアウトの通知を受けると）、各子ノードのパケットの許容送信量を計算し、各子ノードに計算した許容送信量を通知する。さらに、送信制限決定部２０３は、子ノードからパケットを受信した際に、例えば、パケットの優先度とデータ量から実効転送量を計算し、受信パケットテーブルＴＢ２に一定周期内での累積値を子ノード毎に記憶（更新）する。
【００３５】
記憶部２０５は、受信パケットテーブルＴＢ２を記憶するものである。受信パケットテーブルＴＢ２は、無線通信装置１００（子ノード）に対し、制限する送信トラフィック量を決定するための情報を有し、少なくとも１周期における各子ノードの実効転送量の情報を有する。図５は、実施形態に係る受信パケットテーブルの一例を示す説明図である。図５において、受信パケットテーブルＴＢ２は、「アドレス」及び「実効転送量」の項目を有する。「アドレス」は、子ノードのノードアドレスが格納される項目である。例えば、アドレス「０ｘ０００３」は、無線通信装置２００−１の宛先を示すものであり、「０ｘ０００４」は、無線通信装置２００−２の宛先を示すものであり、「０ｘ０００５」は、無線通信装置２００−３の宛先を示すものである。「実効転送量」は、送信制限決定部２０３で算出された各ノードの実効転送量（所定周期内の累積値）を格納する項目である。
【００３６】
タイマ管理部２０４は、送信制限決定部２０３において、実効転送量を累積する期間を管理するタイマＴ２を有する。タイマ管理部２０４は、所定のタイミング（例えば、電源投入時）でタイマＴ２のカウントを開始する。タイマ管理部２０４は、タイマＴ２がタイムアウト（設定時間が経過）すると、送信制限決定部２０３に周期更新（受信パケットテーブルＴＢ２の実効転送量のリセット指示）を通知する。タイマ管理部２０４は、タイマＴ２がタイムアウト後、タイマＴ２をリセットし再度カウントを開始する。
【００３７】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する実施形態の無線通信システム１の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態では、無線通信システム１を構成する無線通信装置２００（親ノード）の処理と、無線通信装置１００(子ノード)のそれぞれについて特徴が存在するので、以下では、親ノードの処理と子ノードの処理を分けて説明を行う。また、以下で説明する親ノードは、子ノードの送信先管理テーブルＴＢ１において、リンク品質が最高の送信先であるものする。また、子ノードにも許容送信量は設定されていないものとする。
【００３８】
（Ａ−２−１）親ノードの動作
図６は、実施形態に係る無線通信装置（親ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【００３９】
親ノード（タイマ管理部２０４）は、所定のタイミングでタイマＴ２を起動（カウントを開始）する（ＳＴ１０１）。
【００４０】
タイマＴ２の起動後、親ノード（無線通信部２０１）は、待機状態となる（ＳＴ１０２）。親ノードは、子ノードからパケットを受信するとパケット送受信部２０２でパケットを解析した後、次のステップＳＴ１０３の処理を実行する。一方、親ノードは、受信待機中にタイマＴ２がタイムアウトすると、後述するステップＳＴ１０５の処理を実行する。
【００４１】
送信制限決定部２０３は、解析して得たパケットのデータ量と優先度から実効転送量を計算し、受信パケットテーブルＴＢ２を更新する（ステップＳＴ１０３、ステップＳＴ１０４）。
【００４２】
一方、タイマ管理部２０４は、先述のステップＳＴ１０１の処理において、設定したタイマＴ２がタイムアウトすると、タイムアウトした旨を送信制限決定部２０３に通知する。通知を受けた送信制限決定部２０３は、周期終了時に、各子ノードに割り振る許容送信量を、受信パケットテーブルＴＢ２の実効転送量と転送許容量Ｄ２を基に計算し、求めた許容送信量をコマンドパケットで各子ノードに通知する（ＳＴ１０５、ＳＴ１０６）。なお、送信するパケットは、コマンドに限定されものではない。
【００４３】
タイマ管理部２０４は、タイマＴ２を初期状態に戻し、先述のステップＳＴ１０１の処理により再度タイマＴ２のカウントを開始（リスタート）させる（ＳＴ１０７）。
【００４４】
（Ａ−２−２）子ノードの動作
図７は、実施形態に係る無線通信装置（子ノード）の特徴動作を示すフローチャートである。
【００４５】
子ノード（タイマ管理部１０４）は、所定のタイミングでタイマＴ１を起動（カウントを開始）後、待機状態となる（ＳＴ２０１、ＳＴ２０２）。子ノードは、タイマＴ１がタイムアウトすると、後述するステップＳＴ２０８の処理を実行する。
【００４６】
子ノード（無線通信部１０１）は、パケットを送信する事由（例えば、センシングパケットをシンクノードに送信するタイミング）が発生すると、親ノードにパケットを送信する（ＳＴ２０３、ＳＴ２０４）。この際、子ノード（送信先決定部１０３）は、周期内に送信したパケットに応じて累積送信量Ｄ１を更新する。
【００４７】
子ノードは、パケット送信後、応答待ち状態となる（ＳＴ２０５）。
【００４８】
親ノードから許容送信量を示す値を含んだパケットを受信すると、送信先決定部１０３は、送信先管理テーブルＴＢ１を更新する（ＳＴ２０６、ＳＴ２０７）。
【００４９】
なお、送信先管理テーブルＴＢ１が更新され、次周期に移行すると（すなわち、後述するステップＳＴ２０８及び２０９の処理が実行された後）、ステップＳＴ２０４の処理は次のように変化する。すなわち、ステップＳＴ２０４の処理において、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１と、送信先管理テーブルＴＢ１に保持される親ノードの許容送信量とを比較し、累積送信量Ｄ１が許容送信量以下の場合には、親ノードを送信先として決定する。一方、送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えている場合には、現在の親に次いでリンク品質の良いノードを送信先に一時的に変更する。そして、次以降の周期では、新たに許容送信量を示す値を含んだパケットを受信しない限り、保持している値を基に上記動作を行う。
【００５０】
一方、タイマ管理部１０４は、先述のステップＳＴ２０１の処理において、設定したタイマＴ１がタイムアウトすると、タイムアウトした旨を送信先決定部１０３に通知する。通知を受けた送信先決定部１０３は、累積送信量Ｄ１を、初期化する（ＳＴ２０８）。
【００５１】
タイマ管理部１０４は、タイマＴ１を初期状態に戻し、先述のステップＳＴ２０１の処理により再度タイマＴ１のカウントを開始（リスタート）させる（ＳＴ２０９）。
【００５２】
（Ａ−２−３）具体例の説明
次に、上述した親ノード及び子ノードの処理（図６、図７）の内、通信経路を変更（親ノードを変更）する処理について、具体例を挙げて説明する。図８、図９は、実施形態に係る通信経路を変更（送信先を変更）する手順をイメージ化した説明図である。
【００５３】
まず、無線通信システム１（既に構築されたマルチホップネットワーク）で、ノード１００−１〜ノード１００−３が、ノード２００−１を送信先（親ノード）に選択しているものとする。つまり、この時点のノード１００−１〜１００−３の送信先管理テーブルＴＢ１では、ノード２００−１が、送信先候補の中で、最もリンク品質が良いノードである。
【００５４】
図８に示すように、ノード１００−１〜１００−３では、一定期間内に自身が送信したパケット量の累積値（累積送信量）を送信先ごとに累積送信量Ｄ１として保持している（なお、累積送信量は、許容送信量と共に送信先管理テーブルＴＢ１で保持しても良い）。一方、ノード２００−１は、各子ノード（ノード１００−１〜１００−３）からデータを受信する度に、パケット量とパケットの優先度などから実効転送量を計算し、一定期間内の実行転送量の累積値を子ノードごとに受信パケットテーブルＴＢ２で保持している。ここで、実効転送量を決定するパラメータは、パケットの優先度に限定されるものではなく、パケットの重要性を示すなんらかの値であれば良い。
【００５５】
図９に示すように、周期終了時にノード２００−１は、各子ノードに対し、次回周期から自身へのパケット送信量に制限を与える。具体的には、ノード２００−１は、受信パケットテーブルＴＢ２で保持している実効転送量の比を基に、転送許容量を超えないように許容送信量を子ノード（ノード１００−１〜１００−３）ごとに割り振る。
【００５６】
例えば、ノード１００−１〜１００−３が、それぞれ送信しても良いパケット量を、α、β、γとすると、以下の（１）式が成り立つ。そして、α、β、γについて、パケットの優先度を考慮すると、以下の（２）式が成り立つ。
【００５７】
α＋β＋γ≦１００（＝転送許容量）  …（１）
α／６０＝β／４０＝γ／４０  …（２）
上記（１）及び（２）式により、α、β、γを求めると、α＝４２、β＝２８、γ＝２８となる。つまり、図９に示すように、ノード１００−１の許容送信量は「４２」となり、ノード１００−２の許容送信量は「２８」となり、ノード１００−３の許容送信量は「２８」となる。
【００５８】
そして、ノード２００−１は、算出した許容送信量をコマンドパケットなどで、ノード１００−１〜１００−３に伝達する。許容送信量を通知された各子ノードは、送信先管理テーブルＴＢ１で値を保持する。次回周期以降、子ノード（ノード１００−１〜１００−３）は、パケット送信前に、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えないか確認し、超える場合には送信先を次点でリンク品質の良いノードに切り替える。一方、子ノードは、累積送信量Ｄ１が許容送信量を超えない場合、送信先は変えずにそのまま送信する。例えば、ノード１００−２は、累積送信量Ｄ１が許容送信量（２８）以下の場合には、ノード２００-１を送信先とし、許容送信量（２８）を超えた場合にはノード２００-２に送信先を切り替える。
【００５９】
なお、切り替えた送信先でもこれまでと同様な動作（ノード２００−１と同様な動作）を行う。周期が終了したらノード１００−１〜１００−３で保持している累積送信量Ｄ１と、ノード２００−１で保持している実効転送量はリセットされ、次の周期に移行する（許容送信量は移行後も子ノードで保持される）。
【００６０】
以降上記動作を繰り返し、ノード２００−１に負荷がかかり過ぎないように、ノード１００−１〜１００−３の送信トラフィックを制限する。
【００６１】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、電力消費量の平準化のために、単純に子ノードに親ノードを変更させるのではなく、子ノードに可能な限りリンク品質の良い中継ノード（親ノード）を利用させることで、子ノードと基地局（シンクノード）間の通信品質の低下を抑えつつ、平準化の目標値を達成できるレベルで負荷を分散させることができる。
【００６２】
また、親ノードが子ノードの許容送信量を決定する際には、単純な送信パケット量だけではなく、パケットごとの重要性（例えば、パケットの優先度）を考慮するため、重要なパケットを送信するノードほど、信頼性の高いノード（リンク品質の良い親ノード）を活用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１…無線通信システム、１０、１００、２００…無線通信装置、１０１、２０１…無線通信部、１０２、２０２…パケット送受信部、１０３…送信先決定部、１０４、２０４…タイマ管理部、１０５、２０５…記憶部、１５０、２５０…アンテナ、２０３…送信制限決定、Ｄ１…累積送信量、Ｄ２…転送許容量、Ｔ１、Ｔ２…タイマ、ＴＢ１…送信先管理テーブル、ＴＢ２…受信パケットテーブル。
【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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