(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックネットワークを構成して、他の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信装置において、
当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行う経路探索処理手段と、
上記経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行なう制御手段と
を備え、
上記制御手段は、自装置が送信元又は宛先とする上記親局の場合、
上記各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を保持する蓄積量保持部と、
上記蓄積量保持部を参照して、上記蓄積量の多い上記子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って上記各経路に下り信号を送信する送信タイミング制御部と
を有する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
上記送信タイミング制御部が、上記蓄積量保持部を参照し、上記子局の上記蓄積量に応じたデータ長のダミーデータを含む下り信号を当該子局に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
上記送信タイミング制御部が、上記経路探索結果に基づいて、所定条件を満たしている場合に、上記自律分散型通信から上記集中管理型通信への切替え要求を含む信号を、上記各経路の上記子局に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記送信タイミング制御部が、上記切替え要求を含む信号に、上記各経路の上記子局の送信開始タイミングを含み、上記各経路の上記子局に送信す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】
上記制御手段が、上記蓄積量保持部に保持される上記各経路の上記子局の上記蓄積量と、対応する上記子局から取得した上記蓄積量とに基づいて、上記各経路の上記子局の上り蓄積量レベル値と下り蓄積量レベル値とを経路毎に求め、上記各経路の上記子局の上り蓄積量レベル値と下り蓄積量レベル値との比較結果に基づいて、各経路の割当時間を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項６】
自装置が、送信元又は宛先でない場合であって、上記経路探索結果から複数の経路の分岐点に位置しているときに、上記制御手段は、上記複数の経路のそれぞれを、自装置を中心とする経路に変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項７】
上記制御手段が、経路の上りと下りとで、それぞれ異なるプロトコルを用いて信号の授受を行うものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項８】
アドホックネットワークを構成して、他の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信方法において、
経路探索処理手段が、当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行い、
制御手段が、上記経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行い、
上記制御手段は、自装置が送信元又は宛先とする上記親局の場合、
上記各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を蓄積量保持部に保持し、
上記蓄積量保持部を参照して、上記蓄積量の多い上記子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って上記各経路に下り信号を送信する
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項９】
アドホックネットワークを構成して、複数の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信システムにおいて、
上記複数の無線通信装置が、
当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行う経路探索処理手段と、
上記経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行う制御手段と
を備え、
自装置が送信元又は宛先とする上記親局と判断した無線通信装置は、
上記各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を蓄積量保持部に保持し、
上記蓄積量保持部を参照して、上記蓄積量の多い上記子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って上記各経路に下り信号を送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関し、例えば、アドホックネットワークを形成する車両に搭載した無線機及びシステムに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両に搭載した車両無線機が一時的にアドホックネットワークを形成し、車両無線機間で情報をマルチホップ中継する車々間通信がある。車両の機動性のため、アドホックネットワーク構成は逐次変化し得るが、そのような環境においても車両無線機の間のマルチホップ中継の通信品質の改善が求められる。
【０００３】
特許文献１の記載技術は、無線マルチホップ中継の中継経路には一般に枝分かれがあり、周期的間欠送信を適用すると、分岐点でフレーム中継が滞り、中継効率が低下するという課題を解決するものである。特許文献１の記載技術は、分岐点があるマルチホップで、（１）周辺ノードの一部のノードの送信を一時停止にする無線チャネル予約ステップ、（２）前記無線チャネル予約ステップにより予約された無線チャネル上で始点ノードが送信フレームを間欠送信する際の送信周期を設定する周期設定ステップ、（３）予約された無線チャネル上で始点ノードが前記周期設定ステップにより設定された送信周期で、送信フレームを間欠送信するフレーム中継ステップを用いて、中継転送する方法が述べられている。
【０００４】
特許文献２には、収集の対象となるデータを持つ複数の通信端末装置が順にデータ転送を繰り返すマルチホップ通信網において、通信端末装置が、パケット毎に送信・中継転送するのではなく、始点ノードから終点ノードまでの経路をいくつかのクラスタに分け、そのクラスタ毎にまとめて送信する方法について、述べられている。
【０００５】
特許文献３には、無線ＬＡＮを構成する複数の端末の何れか１つをトラヒック送信元の送信ノード、トラヒックの送信先端末を受信ノード、その他の複数の端末あるいは基地局を送信ノードから受信ノードへのトラヒックを中継する中継基地局ノードとし、トラヒックを送信するマルチホップ無線ＬＡＮシステムに関するものである。特許文献３の記載技術は、複数のＭＡＣ転送パスを設定すると共に、送信ノードからのトラヒックを夫々異なるマルチホップ無線経路に振り分ける分岐中継基地局ノードと、異なる無線経路からのトラヒックをＭＡＣレイヤで束ねることにより再生し、受信ノードに送信する合流中継基地局ノードとを備える手法が述べられている。
【０００６】
特許文献４には、中継を行なう際、リピータ機能にして、更に、受信した信号を転送する際に干渉を除去して、中継を行なう手法が述べられている。
【０００７】
特許文献５には、局側通信装置と加入者側通信装置との間で、輻輳通知、解除処理を行なう方法が記載されている。この方法では、輻輳するか否かの判断はバッファに空きがあるか否かで判断している。
【０００８】
特許文献６には、親局とノードとの間のデータ通信において、親局がポーリングを使って各ノードの送信権を集中管理して中継処理を行う方法が記載されている。
【０００９】
特許文献７には、スター型接続のアドホック無線ネットワークにおける親機選定方法、親機選定機能についての方法が記載されている。
【００１０】
特許文献８には、情報センタと船との間の通信方法において、情報センタが移動局の位置を求めて監視できるようにし、電波利用率を高める方法について記載されている。
【００１１】
特許文献９には、並列処理向けの相互結合網のネットワークにおいて、閉塞回避機能を備えることにより分散処理を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３１９７８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２９５８１３号公報
【特許文献３】特開２００６−２２９３２８号公報
【特許文献４】特開２００７−１８０５９７号公報
【特許文献５】特開２０００−６９１６３号公報
【特許文献６】特開２００４−１５８９６５号公報
【特許文献７】特開２００８−１１３３５４号公報
【特許文献８】特開２００８−１３１５２０号公報
【特許文献９】特開平８−１４７２５０号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】守倉正博、久保田周治  監修、「改訂版  ８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書」、インプレス社、２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、車両無線機間のマルチホップ通信において、隠れ端末による通信品質の劣化を軽減することが求められている。
【００１５】
図２は、本発明が解決しようとする課題を説明する説明図である。図２（Ａ）は、例えば２ｋｍ四方程度のサービスエリアにおいて、機動性のある車両に搭載された車両無線機（図２では「車両」と表現している。）が、一時的なアドホックネットワークを形成している様子を示している。図２（Ａ）において、車両１、３、５、７、９は、送信元あるいは宛先となる車両無線機であり、車両１、３、５、７、９以外の車両はマルチプロトコルを利用したマルチホップ中継を行なう車両無線機である。なお、車両１から車両３、５、７、９に向けた通信を「下り」とし、逆方向の通信を「上り」とする。
【００１６】
図２（Ｂ）は、下りのスループット特性を示しており、図２（Ｃ）は上りスループット特性を示している。下りの場合には隠れ端末の影響による劣化は少なく、スループット特性は安定している。これに対して上りの場合、隠れ端末の影響が大きく、スループットの小さな変動が見られ、一時的にスループットが急激に低下してしまう。また、下りの場合、送信元のトラフィックが大きく、宛先のトラフィック量は小さい。これに対して、上りの場合、送信元でトラフィックは小さく、宛先ではトラフィックは大きくなる。また、ランダムアクセス制御では、図３に示す様に、例えば、ＲＴＳ（Request  To  Send）／ＣＴＳ（Clear  To  Send）機能を使って、通信劣化を低減している（非特許文献１）。
【００１７】
このように、一時的に形成されたアドホックネットワークにおいて、マルチホップ通信の中継経路が枝分かれをする分岐点では、フレーム中継の滞りや中継効率が低下するおそれがあり、隠れ端末による通信品質が劣化することが生じ得る。
【００１８】
特許文献１の記載技術は、無線マルチホップ中継の中継経路には一般に枝分かれがあり、周期的間欠送信を適用すると、分岐点でフレーム中継が滞り、中継効率が低下するという課題を解決するものである。しかし、特許文献１の記載技術は、始点ノードが終点ノードに向けてＢｅａｃｏｎを送信し、終点ノードが始点ノードにＡｃｋを返信するようにしている。また、ＢｅａｃｏｎやＡｃｋを用いると、その分、チャネル容量を使用してしまうことになる。また、マルチホップを適用する場合、スループットは１／ｎ（ｎはホップ数）に低下してしまう。従って、特許文献１の記載技術をそのまま適用すると、マルチホップ中継経路の分岐点に位置する車両無線機は、ボトルネックになってしまう。
【００１９】
特許文献２の記載技術のように、クラスタ毎に送信することで、ＭＡＣヘッダ等のオーバヘッド分を削減することは可能である。しかしながら、音声の様なリアルタイム性を要求されるアプリケーションに適用する場合、マルチホップによるＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄのパケット遅延時間に加えて、特許文献２のクラスタ化による遅延時間も考慮する必要がある。音声情報はコーデックの方式によって異なるが、例えば２０〜１００ｍｓｅｃ内で１０〜１００バイト程度の情報の送受信を行なう必要がある。そのため、例えば図２に示すようなネットワークトポロジーにおいて、車両間隔（車両無線機間隔）を数１００ｍ程度離して配置すると、次ホップ先の車両無線機のみ通信範囲にあり、クラスタ化及びクラスタ毎にまとめて配信する効果は薄く、むしろ、遅延による通信品質劣化の方が大きくなる。
【００２０】
特許文献３の記載技術は、中継基地局が必須であること、又シングル経路を結合したスター型トポロジーでは重複経路を持たないので、そのまま適用することができない。
【００２１】
特許文献４の記載技術は、電波干渉を除去して受信信号の中継転送を行うが、特許文献４の記載技術は物理層（ＰＨＹ層）の信号処理に関わるものであるため適用することができない。
【００２２】
特許文献５の記載技術は、局側通信装置（子局側）、加入者側通信装置（親局側）の別は予め決定されたものであり、マルチホップ機能を有するものではないため、そのまま適用することはできない。又機動性のある車両の無線機により形成されるネットワークトポロジーは常に固定されたものではないため、特許文献５の記載技術をそのまま適用することはできない。
【００２３】
特許文献６の記載技術は、ポーリングを使った方法が記載されているが、親局とノードとが予め決められたものであるため、そのまま適用することはできない。
【００２４】
特許文献７の記載技術は、バッテリ残時間によって親局を切り替えるものであり、マルチホップ通信の中継経路の分岐点でのフレーム中継の滞りや中継効率の低下を解決できない。
【００２５】
特許文献８の記載技術は、情報センタと船との間の通信方法において、無線端末が常に決まった状態にあること、親局と子局との間の通信のみでありマルチホップ機能は持たないため、そのまま適用することはできない。
【００２６】
そのため、アドホックネットワークを構成する無線機の間でマルチホップ通信を行う際に、隠れ端末の影響による通信品質の劣化を軽減することができる無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
かかる課題を解決するために、第１の本発明に係る無線通信装置は、アドホックネットワークを構成して、他の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信装置において、当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行う経路探索処理手段と、経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行なう制御手段とを備え、制御手段は、自装置が送信元又は宛先とする親局の場合、各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を保持する蓄積量保持部と、蓄積量保持部を参照して、蓄積量の多い子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って各経路に下り信号を送信する送信タイミング制御部とを有することを特徴とする。
【００２８】
第２の本発明に係る無線通信方法は、アドホックネットワークを構成して、他の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信方法において、経路探索処理手段が、当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行い、制御手段が、経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行い、制御手段は、自装置が送信元又は宛先とする親局の場合、各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を蓄積量保持部に保持し、蓄積量保持部を参照して、蓄積量の多い子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って各経路に下り信号を送信することを特徴とする。
【００２９】
第３の本発明に係る無線通信システムは、アドホックネットワークを構成して、複数の無線通信装置との間でマルチホップ通信を行う無線通信システムにおいて、複数の無線通信装置が、当該アドホックネットワークにおける経路探索処理を行う経路探索処理手段と、経路探索処理手段による経路探索結果を用いて判断したスループット低下発生要因の判断結果に基づいて、自律分散型通信から、複数の経路の分岐点に位置する無線通信装置を親局とする集中管理型通信に切り替えて送信処理を行う制御手段とを備え、自装置が送信元又は宛先とする親局と判断した無線通信装置は、各経路の宛先又は送信元とする子局から取得した、送信すべきデータの蓄積量を蓄積量保持部に保持し、蓄積量保持部を参照して、蓄積量の多い子局への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って各経路に下り信号を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、アドホックネットワークを構成する無線機の間でマルチホップ通信を行う際に、隠れ端末の影響による通信品質の劣化を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施形態に係る無線機の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明が解決しようとする課題を説明する説明図である。
【図３】ランダムアクセス制御時のＲＴＳ／ＣＴＳ機能を説明する説明図である。
【図４】第１の実施形態に係る無線機のハードウェア構成を示す構成図である。
【図５】第１の実施形態に係る通信方式の切替タイミングを説明する説明図である。
【図６】第１の実施形態において、集中管理型通信の際の通信タイミングを説明する説明図である。
【図７】第１の実施形態に係る切替に必要な情報を説明する説明図である。
【図８】第１の実施形態に係る車両無線機における処理動作を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る上りと下りの非対称通信を説明する説明図である。
【図１０】第２の実施形態に係る集中管理型通信で親局が各経路にパケット送信するときの処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態に係る親局が上りと下りの非対称通信を判断する方法を説明する説明図である。
【図１２】第３の実施形態に係る通信システムのネットワークトポロジーを示す図である（その１）。
【図１３】第３の実施形態に係る通信システムのネットワークトポロジーを示す図である（その２）。
【図１４】第４の実施形態に係る自律分散型通信のときの送信元端末と、受信側端末の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明に係る無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
第１の実施形態では、機動性のある車両に搭載されたものであって、マルチホップ通信を採用した無線通信装置に本発明を適用する場合を例示する。
【００３４】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）ネットワーク通信システムの全体構成
第１の実施形態に係るネットワーク通信システム（ネットワーク）の基本的な構成については、従来と同様の構成とすることができるため、図２（Ａ）を用いて説明する。
【００３５】
図２（Ａ）において、第１の実施形態に係るネットワーク通信システム１０は、複数の車両に搭載された車両無線機の間で、マルチホップ通信を行うものである。車両無線機が通信する情報は、例えば、音声信号、画像情報、動画情報、データ等の様々なコンテンツを含むものとすることができる。なお、以下の説明や図面において、説明便宜上、適宜、車両に搭載される車両無線機を車両と称して説明する。
【００３６】
ネットワークのトポロジーは、車両の機動性に応じて適宜変化し得るものであるが、図２（Ａ）では、例えば２ｋｍ四方程度のサービスエリアにおいて、車両無線機の間で一時的に形成されたアドホックネットワークの構成を示している。また、車両無線機間の距離は、数１００ｍ程度を想定している。図２（Ａ）では、車両１、３、５、７、９が、送信元あるいは宛先となる車両無線機であり、車両２、４、６、８が、マルチプロトコルを利用したマルチホップ中継を行なう車両無線機である。
【００３７】
図２（Ａ）では、マルチホップ通信の中継経路が枝分かれする位置（分岐点）に、車両１が位置している。すなわち、車両１の車両無線機は、分岐する複数の中継経路のそれぞれの経路上の隣接車両無線機との間で中継転送する位置にあるものとする。
【００３８】
また、図２（Ａ）において、各車両１〜９は、複数のプロトコルを使用して上り方向と下り方向とのマルチホップ通信を行うマルチプロトコル機能を有している。このように、上り方向と下り方向とにそれぞれ異なるプロトコルを使用することにより、双方向のマルチホップ通信時の通信品質の劣化を低減することができる。
【００３９】
ここで、２種類のプロトコルは、種々のプロトコルを広く適用することができ、例えば、車々間通信で検討されている７００ＭＨｚ帯無線通信、５．８ＧＨｚ帯無線通信が想定される。また例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１系Ｗｉ−Ｆｉ無線機でお互いに干渉しない異なるチャネルを上りと下りに割り当てるようにしても良い。更に言えば、お互いに干渉を起こさない無線通信プロトコルであれば良い。なお、この実施形態では、各車両１〜９は、２種類のプロトコルを使用する場合を例示するが、使用するプロトコルの数はこれに限定されるものではない。
【００４０】
（Ａ−１−２）無線機の内部構成
図４は、第１の実施形態に係る無線機のハードウェア構成を示す構成図である。図４では、相互に通信を行う２台の無線機１００及び無線機２００のハードウェア構成及び関係を示している。
【００４１】
図１は、第１の実施形態に係る無線機１００の機能的な構成を示す機能ブロック図である。図１では、無線機を代表して無線機１００の機能的な構成を示しており、図４に示すハードウェアと無線機１００の機能との対応関係が分かるように示している。
【００４２】
無線機１００及び無線機２００のそれぞれは、同一又は対応するハードウェア構成及び機能を備えているため、以下では、代表して無線機１００の構成を説明する。
【００４３】
図４において、無線機１００は、プロトコル１無指向性アンテナ部１０１Ａ、プロトコル２無指向性アンテナ部１０１Ｂ、プロトコル１無線ユニット１０２Ａ、プロトコル２無線ユニット１０２Ｂ、Ｌ３Ｓｗｉｔｃｈ（レイヤ３スイッチ）１０３、ネットワーク制御部１０４、ＧＰＳ装置１０５を有する。
【００４４】
図１において、無線機１００は、プロトコル１無指向性アンテナ部１０１Ａ、プロトコル２無指向性アンテナ部１０１Ｂ、プロトコル１＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２１、プロトコル１送信部１２２、プロトコル１，２＿ＰＨＹ＿Ｒｘ１２３、プトコル１，２受信部１２４、プロトコル２＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２５、プロトコル２＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２６、Ｌ３Ｓｗｉｔｃｈ１０３、ネットワーク制御部１０４、ＧＰＳ装置１０５、上位層１３０を有する。
【００４５】
なお、プロトコル１＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２１、プロトコル１送信部１２２、プロトコル１，２＿ＰＨＹ＿Ｒｘ１２３、プトコル１，２受信部１２４、プロトコル２＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２５、プロトコル２＿ＰＨＹ＿Ｔｘ１２６は、プロトコル１無線ユニット１０２Ａ及び無線ユニット１０２Ｂにおける処理である。
【００４６】
プロトコル１無指向性アンテナ部１０１Ａは、到来した電波を捕捉して、２種類のプロトコルのうちの一方のプロトコル（プロトコル１）に従って変換した電気信号を、プロトコル１無線ユニット１０２Ａに与える。
【００４７】
プロトコル２無指向性アンテナ部１０１Ｂは、到来した電波を捕捉して、２種類のプロトコルのうちの他方のプロトコル（プロトコル２）に従って変換した電気信号を、プロトコル１無線ユニット１０２Ａに与える。
【００４８】
プロトコル１無線ユニット１０２Ａは、プロトコル１無指向性アンテナ部１０１Ａからの信号を解析して、パケット受信やパケット分解して解析する等の受信処理を行う。また、プロトコル１無線ユニット１０２Ａは、Ｌ３Ｓｗｉｃｔｈ１０３からの送信情報（送信データ）を含むパケットを組み立て、送信パケットの送信処理を行う。
【００４９】
プロトコル２無線ユニット１０２Ｂは、プロトコル２無指向性アンテナ部１０１Ｂからの信号を解析して、パケット受信やパケット分解して解析する等の受信処理を行う。また、プロトコル２無線ユニット１０２Ｂは、Ｌ３Ｓｗｉｃｔｈ１０３からの送信情報（送信データ）を含むパケットを組み立て、送信パケットの送信処理を行う。
【００５０】
上述したように、無線機１００は、マルチプロトコルで上り方向と下り方向のマルチホップ通信を行う。そのため、無線機１００は、２種類のプロトコルに従った送受信処理を行うために、プロトコル１及び２のそれぞれに従った無指向性アンテナ部及び無線ユニットを備えている。なお、３個以上のプロトコルを使用する場合には、そのプロトコル数に応じたアンテナ部及び無線ユニットを備えるようにしても良い。
【００５１】
Ｌ３Ｓｗｉｃｔｈ１０３は、ネットワーク制御部１０４と、プロトコル１無線ユニット１０２Ａ及びプロトコル２無線ユニット１０２Ｂとの間に設けられており、ネットワーク制御部１０４と、プロトコル１無線ユニット１０２Ａ及びプロトコル２無線ユニット１０２Ｂとの間のデータ授受は、Ｌ３Ｓｗｉｔｃｈ１０３を介してなされる。
【００５２】
ＧＰＳ装置１０５は、自端末の位置情報を認識するために、ＧＰＳ衛星からの位置情報を獲得し、その自端末の位置情報をネットワーク制御部１０４に与えるものである。
【００５３】
上位層１３０は、ネットワーク制御部１０４から取得した情報に基づいて、所定のアプリケーション処理を行うものである。上位層１３０は、他の車両無線機に対して送信すべき情報をネットワーク制御部１０４に与える。
【００５４】
ネットワーク制御部１０４は、マルチホップ通信を採用した車々間通信を制御するものである。図１に示すように、ネットワーク制御部１０４は、制御部１１１、受信情報ＩＦ部１１２、自端末情報部１１３、データ一時バッファ１１４、送信情報ＩＦ部１１５を有する。
【００５５】
受信情報ＩＦ部１１２は、Ｌ３Ｓｗｉｃｔｈ１０３を介して受信した受信情報を制御部１１１に与える。また、受信情報ＩＦ部１１１は、他の無線機に転送すべき受信情報を送信情報ＩＦ部１１５に与えたり、必要に応じて上位層１３０に受信情報を与えたりする。
【００５６】
送信情報ＩＦ部１１５は、制御部１１１の制御を受けて、他の無線機の送信する送信情報をＬ３Ｓｗｉｃｔｈ１０３に与える。
【００５７】
自端末情報部１１３は、ＧＰＳ装置１０５により獲得された自端末の位置情報（ＧＰＳ情報）を取得し、その自端末の位置情報を制御部１１１に与えたり、位置情報を含ませるために送信情報ＩＦ部１１５に与えたりする。
【００５８】
データ一時バッファ１１４は、上位層１３０からの送信すべきデータを一時的に保持するものである。制御部１１１は、データ一時バッファ１１４に保持されているデータ量を管理している。なお、この実施形態では、データ一時バッファ１１４がネットワーク制御部１０４に設けられている場合を示しているが、ネットワーク制御部１０４と上位層１３０との間の中間層として設けるようにしても良い。
【００５９】
制御部１１１は、無線機１００のネットワーク制御を司る処理部であり、機能的に、周辺端末監視部、ルーティングテーブル変更・更新部、マルチプロトコル選択部、マルチホップ制御部、送信タイミング制御部を有する。
【００６０】
周辺端末監視部は、自端末の周辺に位置している他の無線機から取得した位置情報を含む情報に基づいて、他の無線機の数やアドレス情報等を得て他の無線機を監視する。
【００６１】
ルーティングテーブル変更・更新部は、周辺端末監視部による周辺端末の状況を確認し、所定のルーティングプロトコルに従ってルーティング処理を行い、ルーティングテーブルの作成や更新を行う。よって、他の無線機からの全ての受信パケットは、ネットワーク制御部１０４の制御部１１１に与えられる。このような構成により、複数のプロトコルの利用に対応可能な構成となっている。ここで、ルーティングプロトコルは、特に限定されるものではなく、種々のプロトコルを広く適用することができる。例えば、ルーティングプロトコルとして、ＡＯＤＶ（Ad  hoc  On-Demand  Distance  Vector）、ＯＬＳＲ（Optimized  Link  State  Routing）、ＤＹＭＯ（Dynamic  MANET  On-demand）、ＤＳＲ（Dynamic  Source  Routing）等を適用することができる。
【００６２】
マルチプロトコル選択部は、ルーティングテーブル変更・更新部により作成されたルーティングテーブルを参照して、情報の転送先がネットワークトポロジーにおける上り方向であるか又は下り方向であるかを判断し、その判断結果に応じて利用するプロトコルを選択する。
【００６３】
マルチホップ制御部は、ルーティングテーブル変更・更新部により作成されたルーティングテーブルを参照して、マルチホップ通信を制御するものである。
【００６４】
送信タイミング制御部は、ルーティングテーブルを参照して、通信経路上における自端末の位置に応じて、自律分散型通信又は集中管理型通信のいずれかに切り替えて通信制御を行なうものである。また、送信タイミング制御部は、自端末が親局として機能して集中管理型通信を行う際に、下りへの送信タイミングを各経路毎に制御することで、各経路からの上りの情報の送信タイミングを制御する。
【００６５】
送信タイミング制御部は、親局又はそれ以外の車両無線機として機能するか否かを判断するために、ルーティングテーブルを参照して、マルチホップ通信の通信経路上における自端末の位置を確認する。つまり、送信タイミング制御部は、自端末が親局、Ｅｎｄ端末、中継端末のいずれかに属しているか否かを判断する。ここで、親局は、マルチホップ通信の通信経路が枝分かれする分岐点の位置（複数の通信経路が重なっている位置）に自端末が位置している車両無線機である。
【００６６】
また、送信タイミング制御部は、ルーティングテーブルを参照して、複数の通信経路の重なっている位置に自端末が位置しているとすると、自端末を親局として制御する。このとき、自端末が親局である場合、送信タイミング制御部は、自律分散型通信と集中管理型通信との切替タイミングの条件を満たしているか否かを判断し、切替タイミングの条件を満たしている場合に、自律分散型通信から集中管理型通信への切り替え変更、若しくは、集中管理型通信から自律分散型通信への切り替え変更を行う。
【００６７】
図５は、第１の実施形態に係る通信方式の切替タイミングを説明する説明図である。図５（Ａ）は、自律分散型通信から集中管理型通信に切り替える切替タイミングの例であり、図５（Ｂ）は、集中管理型通信から自律分散型通信に切り替える切替タイミングの例である。
【００６８】
送信タイミング制御部は、自端末が親局であって、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）に例示するいずれかの条件を満たしている場合に、通信方式を集中管理型通信又は自律分散型通信に切り替える。
【００６９】
通常は、マルチプロトコル機能を使って、自律分散型通信で各車両無線機にデータを送信する。しかし、例えば、通信経路が増えてくると、分岐点に位置している車両の負担がかかることになるため、経路の分岐点にあたる車両が親局となって集中管理型に切り替えるようにする。
【００７０】
図５（Ａ）に例示するように、（１）通信経路数が既定値以上に増えた場合、（２）例えばＡＯＤＶのルーティングアルゴリズムに用いる場合には、ｒｏｕｔｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｔｉｍｅが規定以上長くなった場合、（３）受信スループットが既定値以下になってしまった場合、（４）受信スループットが規定値以下になってしまった場合などの場合、送信タイミング制御部は、自律分散型から集中管理型に切り替える。
【００７１】
図５（Ａ）に例示するように、（１１）通信経路数が既定値以下になった場合、（１２）自律分散型から集中管理型への切り替え後、規定時間経過した場合、（１３）受信スループットが既定値以上に回復した場合、（１４）受信スループットが規定値以上に回復した場合などの場合、送信タイミング制御部は、集中管理型通信から自律分散型通信に切り替える。
【００７２】
なお、Ｅｎｄ端末は、経路の一番端（終端）に存在するものであって、かつ、１つの他の車両無線機とのみ通信可能な車両無線機である。中継端末は、経路の途中に存在するものであって、複数の他の車両無線機との通信可能な車両無線機である。この場合、送信タイミング制御部は、通信方式については親局の指示に従って行ない、例えば親局から集中管理型通信への切り替え要求があったときには集中管理型通信で送信データを送信し、また例えば、親局から集中管理型通信の解除要求があったときには、自律分散型通信で送信データを送信する。
【００７３】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態に係るネットワーク通信システム１０における処理動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７４】
ここでは、まず、第１の実施形態に係るネットワーク通信システム１０における処理動作に使用される用語の定義を説明する。
【００７５】
「プロトコル」は、上り方向と下り方向とのそれぞれに使用される通信プロトコルである。下り方向は、車両１から、車両３、５、７、９へ向けた通信とし、上り方向は車両３、５、７、９から車両１へ向けた通信とする。上りと下りは別プロトコルを使用し、図２（Ａ）では下り方向がプロトコル１、上り方向がプロトコル２としている。
【００７６】
「下り」は、経路が重なっている車両（すなわち、分岐点の位置にある車両）から、経路の終端であって、１つの車両としか通信できないＥｎｄ端末に向けた通信の方向である。例えば、図２（Ａ）では車両１から車両３、５、７及び９への通信を下りとする。
【００７７】
「上り」は、下りとは逆の方向である。経路の終端であって、１つの車両としか通信できないＥｎｄ端末から、経路が繋がっている端末（すなわち、分岐点の位置にある車両）に向けた通信の方向である。
【００７８】
「経路１」は、車両１（送信元）から車両３（宛先）への通信（下り）と、車両３（送信元）から車両１（宛先）への通信（上り）の経路とする。このとき、車両２は中継転送車両である。
【００７９】
「経路２」は、車両１（送信元）から車両５（宛先）への通信（下り）と、車両５（送信元）から車両１（宛先）への通信（上り）の経路とする。このとき、車両４は中継転送車両である。
【００８０】
「経路３」は、車両１（送信元）から車両７（宛先）への通信（下り）と、車両７（送信元）から車両１（宛先）への通信（上り）の経路とする。このとき、車両６は中継転送車両である。
【００８１】
「経路４」は、車両１（送信元）から車両９（宛先）への通信（下り）と、車両９（送信元）から車両１（宛先）への通信（上り）の経路とする。このとき、車両８は中継転送車両である。
【００８２】
「自律分散型通信」は、各車両が自律的に、周囲の通信状況を確認しながら送信する通信方式をいう。例えば、自律分散型通信は、ＣＳＭＡ（Carrier  Sense  Multiple  Access）方式などを適用することができる。
【００８３】
「集中管理型通信」は、下り方向は経路が重なっている、経路分岐点に相当する位置に存在する車両が親局になり（図２（Ａ）中の車両１）、親局が通信処理を集中管理しながら送信する通信方式をいう。Ｅｎｄ端末の車両（図２（Ａ）中の車両３、５、７及び９）は下りの情報を受信した後、上りの情報を送信する。このとき、上りと下りで、異なるプロトコルを使用する。このマルチプロトコル化により、上りと下りとの間の干渉を抑えることが可能になる。ここでは、複数のプロトコルを使用する例を記載したが、上りと下りで、同じプロトコルで、異なるチャネルを使用することで、干渉を抑制しても良い。
【００８４】
「Ｅｎｄ端末車両」は、経路の一番端（終端）に存在するものであって、かつ、１つの他の車両無線機とのみ通信可能な車両無線機である。
【００８５】
「車両ネットワークを構成している端末の種類」とは、次のことをいう。自律分散型通信では、集中管理を親局で行わないために、送信元、宛先に対応する車両無線機をいう。例えば、図２（Ａ）中では車両１、３、５、７及び９が送信元であり、宛先である。残りの車両２、４、６及び８はマルチホップ中継を行なう車両無線機である。集中管理型通信では、親局に相当する車両無線機が必要になり、スター型（図２（Ａ）の様な車両配置）ではスター型の中心に存在する車両１が親局になる。親局に対して、子局にあたるのが車両３、５、７及び９である。残りの車両２、４、６及び８は自律分散型通信と同じくマルチホップ中継を行なう車両無線機である。
【００８６】
（Ａ−２−１）集中管理型通信時の通信タイミングの処理動作の説明
図６は、第１の実施形態において、集中管理型通信の際の通信タイミングを説明する説明図である。
【００８７】
図６（Ａ）は、ここで想定するネットワークトポロジーであり、図２（Ａ）の構成と同一である。車両１、３、５、７、９が、パケットの送信元若しくは宛先の車両無線機であり、車両２、４、６、８が転送中継する車両無線機である。
【００８８】
車両１は、通信経路の分岐点に位置しているため親局であって、図６（Ａ）のネットワーク構成は、車両１を中心とするスター型トポロジーとなっている。また、車両１は、図５に例示する切替タイミングの条件を満たしていることを確認し、集中管理型でパケット送信を行う。
【００８９】
図６（Ｂ）は、集中管理型通信の送信タイミングを説明する説明図である。
【００９０】
図６（Ｂ）において、親局である車両１は、各経路の下り方向についてプロトコル１を使用して、経路１、２、３、４に対して、順に、パケット送信を行なう。このとき、車両１（親局）の送信タイミング制御部は、ルーティングテーブルを参照して、経路１、２、３、４のそれぞれの中継先及び宛先とする車両無線機のアドレス情報を含むパケットをマルチホップで経路毎に送信する。例えば、図６（Ｂ）において、車両１は、経路１の下り方向には、車両２のアドレス情報（車両２＿Ｔｘ）及び車両３のアドレス情報（車両３＿Ｔｘ）を含む情報を、プロトコル１を使用して送信する。又所定のインターバル時間をおいて、車両１は、経路２の下り情報、経路３の下り情報、経路４の下り情報を送信する。
【００９１】
なお、図６（Ｂ）では、車両１が、経路１、２、３、４に順に送信する場合を記載しているが、送信順序は特に限定されるものではなく、例えば経路４、２、１、３の順等のようにしても良い。また、１つの経路の下り情報の送信時間を所定時間とする場合、車両１は、経路１、１、２、２、３、４等のように、同一経路について連続する複数の送信時間を割り当てて送信するとしても良い。これは、例えば、経路１の送信元である車両３が保持する送信データ量が１回の送信時間で送信できるデータ量を超えるデータを保持していたり、又例えば、経路１のデータの宛先である車両３へ送信すべきデータ量が１回の送信時間で送信できるデータ量を超えるデータ量を車両１が保持していたりする場合、連続する送信時間を経路１に割り当てることで、迅速な中継転送を図ることができる。
【００９２】
各経路の中継端末として機能する車両２、４、６、８は、車両１から受信したパケットを、宛先である車両３、５、７、９に中継転送して、各経路の最終的な宛先に送信する。このときの下り方向のスループット特性は、図２（Ｂ）に示すように、安定した値を保持する。
【００９３】
各経路の宛先である車両３、５、７、９では、送信タイミング制御部が、下り方向のデータを受信したタイミングに合わせて、プロトコル２を使用して上り方向のデータを送信する。つまり、車両３、５、７、９は、上位層から発生した送信情報をデータ一時バッファ１１４に保持しておき、下り情報の受信後に、車両３、５、７、９の送信タイミング制御部が、データ一時バッファ１１４に保持されているデータを送信する。
【００９４】
ここで、上り方向と下り方向とで、それぞれ異なるプロトコルを使用しているため、例えば、車両１は「経路１  上り」の通信完了を待つことなく、「経路２  下り」の情報を送信することが可能である。
【００９５】
また、車両３、５、７、９は、下りのパケットの受信後、上りのパケットを送信するため、下りのパケット送信のタイミングが一種のポーリングの権利として機能する。そのため、親局である車両１はポーリング権利を各宛先の車両にポーリング権利を与えるためのパケットを送信する必要はなくなる。
【００９６】
（Ａ−２−２）自律分散型通信と集中管理型通信との間の切り替え処理
通信経路の分岐点に位置している親局は、切替タイミングの条件を満たしているか否かを判断して、自律分散型通信から集中管理型通信への切り替え、又は、集中管理型通信から自律分散型通信への切り替えを行う。
【００９７】
図７は、第１の実施形態に係る切替に必要な情報を説明する説明図である。図７（Ａ）は、切替情報を含むパケットフォーマットを説明する説明図である。
【００９８】
図７（Ａ）に示すように、親局が各車両に送信する切替えＢｅａｃｏｎは、一般的なパケットフォーマットと同様に、ＰＲ（プリアンブル）及びＵＷ（ユニークワード）部と、ヘッダ情報部を含み、ヘッダ情報のオーバヘッド（図７（Ａ）のハッチ部分）に切替情報が含まれる。また、ヘッダ情報のオーバヘッドに切替情報を記載し、マルチホップ中継時には、ヘッダ情報部を変更せずにそのまま中継する。従って、親局以外の車両が送信するデータパケットは、図７（Ａ）に示すように、切替えＢｅａｃｏｎのヘッダ情報と同じ内容の情報が含まれる。なお、ヘッダ情報には、通常のヘッダ情報と同様に、送信元ＩＤ、宛先ＩＤ、中継送信ＩＤ、中継宛先ＩＤ、Ｓｅｑ番号（シーケンス番号）、タイプ、タイムスタンプ等が含まれる。
【００９９】
図７（Ｂ）は、親局が送信するときの切り替えに必要な情報を示す情報例であり、図７（Ｃ）は、子局がデータ送信するときの切り替えに必要な情報を示す情報例である。
【０１００】
図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、切替情報は、（ｂ１）親局識別フラグ、（ｂ２）切り替え要求フラグ、（ｂ３）通信方式フラグ、（ｂ４）送信開始タイミングフラグ、（ｂ５）連続送信可能パケット数、（ｂ６）バッファ蓄積量等の情報がある。
【０１０１】
（ｂ１）親局識別フラグは、パケットの送信元が親局であるか否かを識別するためのフラグである。例えば、１ビットの情報を使用でき、親局のときには「１」（図７（Ｂ）参照）、親局以外のときには「０」（図７（Ｃ）参照）とする。
【０１０２】
（ｂ２）切替え要求フラグは、通常は自律分散型通信を行なうものとする。よって、切替え要求は、自律分散型から集中管理型への切替え要求になる。切替要求フラグは、例えば２ビットの情報を使用でき、変更なし時は「００」とし、切替え要求の時は「０１」とし、切替え解除要求の時には「１０」とし、予備を「１１」とする。
【０１０３】
（ｂ３）通信方式フラグは、現在使用中の通信方式を確認するためのフラグである。例えば、集中管理型通信（図７では「集中型」と表記）の時は「０１」とし、自律分散型通信の時には「１０」とする。
【０１０４】
（ｂ４）送信開始タイミングフラグは、１つの経路に対して、複数個のパケットを送信できるようにするために、Ｅｎｄ端末車両で、送信可能なタイミングを認識するためのフラグである。例えば、一定時間経過後（例えば、数１０ｍｓｅｃから数秒程度）にＥｎｄ端末車両が親局から、自分宛のパケットを受信した場合を送信開始タイミングとするルールにすると、この送信開始タイミングフラグはなくても、対応が可能となる。経路数とマルチホップ数によって、経過時間は異なってくるので、シミュレーション評価・机上検討によって、決めることができる。
【０１０５】
（ｂ５）連続送信可能パケット数は、数段階の量子化したレベルで、どの程度まで可能かを予め、決めておく。１経路に対して、上り・下り共に１個ずつパケットを送信し、順次、次の経路に変える場合には、なくても可能である。
【０１０６】
例えば、レベル１は１０個まで、レベル２は５０個まで、レベル３は１００個まで、レベル４は５００個までの様に定める。ここに記載した数値は、一例である。なお、この実施形態では、連続送信可能パケット数を例示したが、パケット数に限定されるものではなく、送信可能な許容時間で定義しても良い。この場合も、パケット長、マルチホップ数により、時間が異なるために、シミュレーション評価・机上検討から、具体的な数値は決定する。
【０１０７】
（ｂ６）バッファ蓄積数は、Ｅｎｄ端末車両が記載する情報であり、Ｅｎｄ端末車両のデータ一時バッファ１１４に保持されるバッファ蓄積数を示す。親局は子局から受信したパケットに含まれるバッファ蓄積量の多い順に、優先的に経路を切り替える。
【０１０８】
（Ａ−２−３）親局か否かの判断方法
各車両無線機は、作成されたルーティングテーブルを参照して、複数の通信経路の分岐点に自端末が位置している場合に、親局として機能する。スター型トポロジーの場合、スター型トポロジーの中心に位置するか否かを判断することで親局と判断する。
【０１０９】
なお、複数の車両無線機が、親局として判断するような場合もあるが、その場合、いずれかの車両無線機が親局として機能する。例えば、親局識別フラグを「１」とする切替えＢｅａｃｏｎを他の車両無線機よりも早く送信したものが親局として機能するようにしても良い。
【０１１０】
（Ａ−２−４）上りと下りの送信方法
図６及び図７を参照しながら、自律分散型通信から集中管理型通信への切替え、あるいは集中管理型通信から自律分散型通信への切替え（以下、切替え機能と略す）のタイミングを説明する。
【０１１１】
図７は、切替え機能を行なうために、オーバヘッドに必要な情報を追加したパケットフォーマットである。図７（ａ）は、パケットフォーマットである。
【０１１２】
まず、平常状態の通信方式は、自律分散型通信と決めておくことで、切替え要求は、自律分散型通信から集中管理型通信への切り替え要求であること、また切替え要求解除は、集中管理型通信から自律分散型通信への切り替え要求であることを認識できるようにする。
【０１１３】
切替え要求及び切替え解除は、データ領域の含まないパケット長の短いフォーマット（切替えＢｅａｃｏｎ）に含むようにして送信する。
【０１１４】
図６（Ａ）において、親局である車両１と、Ｅｎｄ端末車両である各車両３、５、７、９との間に中継車両を含んでいるので、親局は、ブロードキャストではなく、ユニキャストで各経路毎に切替えＢｅａｃｏｎを送信する。これによって、中継する際の隠れ端末によるパケット衝突を抑制することができる。
【０１１５】
なお、ここでは、親局がユニキャストにより各経路で切替えＢｅａｃｏｎを送信する場合を例示するが、例えば、親局が、ルーティング結果（リンクコスト）に基づいて中継がないことが明確な場合、親局はブロードキャストで切替えＢｅａｃｏｎを送信するようにしても良い。より具体的には、制御部１１１によるルーティング処理により、各経路のホップ数や応答時間等のリンクコストから、制御部１１１がＥｎｄ端末車両までの中継がないと判断した場合には、ブロードキャストにより切替えＢｅａｃｏｎを送信するようにしても良い。
【０１１６】
図６（Ａ）において、Ｅｎｄ端末車両が切替えＢｅａｃｏｎを受信すると、Ｅｎｄ端末車両は、自律的にパケット送信することを停止する。Ｅｎｄ端末車両が送信できるタイミングは、下りのプロトコル（あるいはチャネル）で、自分宛の情報を受信した後、キャリアセンス（ＣＳＭＡ）により上りの周囲通信状況を確認した後、図７（Ａ）に例示するデータパケット送信する。
【０１１７】
例えば、図６（Ａ）において、親局から、経路１、２、３、４の順に、下り通信路で、パケット通信をマルチホップしている場合、上りはＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄパケット到達遅延時間程度遅れたタイミングで、経路１、２、３、４の順に、通信が可能になる。上りと下りで、それぞれ異なるプロトコル（あるいは同一プロトコル内でそれぞれ別チャネル）で通信とすることで、上りと下りとの間で、隠れ端末環境下であっても、干渉を抑えて通信が可能になる。
【０１１８】
また、上記に記載した通り、Ｅｎｄ端末車両は、下りのパケット受信後、上りのパケットを送信するというルールを設けることで、一種のポーリング権利になり、親局はポーリング権利を与えるためのパケットを送信する必要はなくなる。
【０１１９】
送信元である親局、あるいはＥｎｄ端末車両が複数のパケットを送信する場合、親局及びＥｎｄ端末車両は、次ホップ先が自身の送信したパケットを中継通信したことを確認した後、次のパケットを送信する。このとき、次ホップ先が中継転送したパケットは自端末宛でないが、故意に受信しておくことで、マルチホップ中継時のパケット衝突を抑えることができる。
【０１２０】
具体的には、図６（Ａ）中の経路１の例で説明する。例えば、親局（車両１）は複数のパケット１、２、３を連続してＥｎｄ端末車両（車両３）に送信する必要があり、車両３はパケット４、５、６を車両１宛に送信するものとする。この場合、以下の下り処理と上り処理がなされる。
【０１２１】
（ａ）下り処理
[Ｓｔｅｐ１]車両１は車両３宛のパケット１を送信する。
[Ｓｔｅｐ２]車両１は、車両２がパケット１をマルチホップ中継したことを傍受した後、車両１は次のパケット２を車両２へ送信する。
[Ｓｔｅｐ３]パケット３についても、車両１はＳｔｅｐ１及びＳｔｅｐ２と同じようにパケット３を送信する。
[Ｓｔｅｐ４]車両１は、次の経路に対して、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ３を繰り返す。
上記の例では、Ａｃｋを返信していない例で示したが、車両１は次ホップ先である車両２からのＡｃｋ受信後、次のパケットを送信するようにしても良い。このとき、Ａｃｋはパケットの伝わる方向は逆方向になるが、下りと同じプロトコルを使用するあるいは同一プロトコル別チャネルを使用することで、下りと上りとを区別することができる。
【０１２２】
上記は下り処理であるが、上り処理は、以下の通りである。
【０１２３】
（ｂ）上り処理
[Ｓｔｅｐ１]車両３は、送信元である車両１（親局）からのパケットを受信する。そのパケット中の送信開始タイミングフラグ（図７（Ｂ）の（ｂ３））を確認し、送信可能と認識できる。
[Ｓｔｅｐ２]車両３はパケット４を車両１宛に送信する。
[Ｓｔｅｐ３]車両３は、車両２がパケット４をマルチホップ中継したことを傍受した後、車両３はパケット５を車両２へ送信する。
[Ｓｔｅｐ４]パケット６についても、車両３は、Ｓｔｅｐ２及びＳｔｅｐ３と同じようにしてパケット６を送信する。
[Ｓｔｅｐ５]車両３は待機状態となる。
上記では、Ａｃｋを返信していない例で示したが、次ホップ先からのＡｃｋ受信後、次のパケットを送信する様にしても良い。このとき、Ａｃｋはパケットの伝わる方向は逆方向になるが、下りと同じプロトコルを使用する、あるいは同一プロトコル別チャネルを使用する。この様にすることで、下り方向のデータ通信に関わる送受信はプロトコル１、上り方向のデータ通信に関わる送受信はプロトコル２と分けることができ、上り・下り間での干渉を抑えることができる。
【０１２４】
（Ａ−２−５）自律分散型通信、集中管理型通信の切替えタイミング処理
親局は、図５に例示する切替タイミングの条件を用いて、自律分散型通信から集中管理型通信へ切り替えるか、また、集中管理型通信から自律分散型通信に戻すかを判断する。
【０１２５】
なお、図５に例示するうちのいずれか１つの条件のみを予め設定しても良いし、又は図５の条件のうち、一部又は全ての複数の条件を予め設定しておいても良く、後者の場合、親局は、いずれか１つの条件を満たしているときに、通信方式を切り替えるようにしても良い。
【０１２６】
図５（Ａ）は、自律分散型通信から集中管理型通信への切替えタイミングの条件、図５（Ｂ）は、集中管理型通信から自律分散型通信への切替えタイミングの条件の例を示す。
【０１２７】
図５（Ａ）に示す自律分散型通信から集中管理型通信への切替えタイミングトリガとして、経路数が既定値以上になった場合に変更する。具体的には、自律分散型の時から、親局となる車両１（図６（Ａ）参照）は、常時、ルーティングテーブルに基づいて経路数がいくつかを認識しておく。予め規定しておく数値（例えば、６本程度）になれば、自律分散型通信から集中管理型通信へ変更する。
【０１２８】
また、別の方法として、例えば、ＡＯＤＶをルーティングプロトコルとして用いていれば、ｒｏｕｔｅ  ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｔｉｍｅが既定時間以上になれば、自律分散型通信から集中管理型通信へ変更しても良い。なお、なお、ルーティングプロトコルがＡＯＤＶとする場合を例示したが、他のルーティングプロトコル（ＯＬＳＲ、ＤＹＭＯ、ＤＳＲ等）を適用するようにしてもよく、その場合でも各種ルーティングプロトコルのルーティング結果を用いてもよい。
【０１２９】
さらに、別の方法として、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄパケット到達時間が既定値以上になれば、自律分散型から集中管理型へ変更しても良い。Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ遅延時間はパケット中に埋め込むタイムスタンプ（タイムスタンプは送信する時の時刻）を入れておき、タイムスタンプ（送信時刻）と受信側で受け取った時刻と比較し、その時間差からＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄパケット遅延時間を算出する。
【０１３０】
また、別の方法として、受信スループットが既定値以下になった場合、自律分散型から集中管理型へ変更しても良い。上記に記載した既定値はシミュレーション評価あるいは机上設計から決定する。
【０１３１】
図５（Ｂ）に示す集中管理型通信から自律分散型通信への切替えタイミングトリガについても、図５（Ａ）の切り方イミングのトリガと対応する方法で切替えることができる。
【０１３２】
（Ａ−３）車両無線機における処理
図８は、第１の実施形態に係る車両無線機における処理動作を示すフローチャートである。
【０１３３】
各車両は、ＧＰＳ装置１０５により自端末の位置情報を常時取得し、自端末の位置情報を含むパケットを、周辺の車両に送信する。また、各車両は、所定のルーティングプロトコルに従ってルーティング処理を行い、常時ルーティングテーブルの作成や更新を行う。
【０１３４】
各車両は、ルーティングテーブルを参照して、自端末が親局か否かを判断する（Ｓ１０１）。
【０１３５】
このとき、自端末がＥｎｄ端末車両のときの処理（Ｓ１２１〜Ｓ１２５）、自端末が中継車両のときの処理（Ｓ１２６、Ｓ１２７）、自端末が親局のときの処理（Ｓ１０２〜Ｓ１１７）に分かれる。
【０１３６】
経路数が少ない、マルチホップ数が少ない、トラフィックが低い等の理由により、集中管理型に切り替わらなければ、全ての車両が自律分散型で送受信処理を行なっている。
【０１３７】
なお、図８において、一連の処理の後、各車両は親局か否かの判断処理に戻る（ポート「Ａ」）か、各車両は親局か否かの判断処理をせずに、次の処理に移る（ポート「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」）に分けている。これは、トポロジーの変化によって異なる車両が親局になる場合があるであり、そのため条件α（ルーティングプロトコルでトポロジー変更を検知）を付けている。この条件αは、ルーティングプロトコルがアドホックネットワークで検討されている（例えば、ＡＯＤＶ、ＯＬＳＲ、ＤＹＭＯ、ＤＳＲ等）ものを利用することができる。
【０１３８】
（Ａ−３−１）Ｅｎｄ端末車両の処理フロー
Ｓ１０１において、自端末がＥｎｄ端末車両であると判断した場合、親局からの切替えＢｅａｃｏｎに従って、自律分散型通信又は集中管理型通信を判断する（Ｓ１２１）。
【０１３９】
Ｅｎｄ端末車両が自律分散型通信では、ＣＳＭＡ方式を用いて、周辺の端末の通信状況を確認しながら、パケット送信を行なう（Ｓ１２２）。このＣＳＭＡ方式（アクセス制御方式）は、無線ＬＡＮ等で用いられている既存のアクセス制御方式を適用するこができるため、ここでの詳細な説明を省略する。パケット送信を行なったＥｎｄ端末車両は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｂ」の状態に遷移する（Ｓ１２３）。
【０１４０】
また、Ｅｎｄ端末車両が自律分散型で通信している場合に、親局からの切替えＢｅａｃｏｎで切替え要求を受信したとき、自律分散型通信による送信を一時的に停止する。その後、親局を送信元とする下り通信パケット（切替えＢｅａｃｏｎ）を受信し、オーバヘッドの情報から自局が送信可能であるか否かを判断し、自局が送信可能であると判断したときに、ＣＳＭＡ方式を用いてキャリアセンスしながら（周辺端末の通信状況を確認しながら）、データパケットの送信を開始する（Ｓ１２４）。パケット送信を行なったＥｎｄ端末車両は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｂ」の状態に遷移する（Ｓ１２５）。
【０１４１】
（Ａ−３−２）中継端末車両の処理フロー
Ｓ１０１において、自端末が、マルチホップ転送の中継端末車両であると判断した場合、親局からのパケット（切替えＢｅａｃｏｎ）を受信後、パケットを中継する必要があるか否かを判断し、中継する必要があれば宛先に向けて中継し、不必要ならば、受信パケットを廃棄する（１２４）。このとき、受信パケットを中継するか否かは、ルーティングテーブルを参照して判断する。
【０１４２】
中継端末車両による中継処理もルーティングプロトコルによって動作し、例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１系の無線ＬＡＮやＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）で検討されている方式（先に記載したＡＯＤＶ、ＯＬＳＲ、ＤＹＭＯ、ＤＳＲ等）に従うものとする。
【０１４３】
パケット中継を行なった中継端末車両は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｃ」の状態に遷移する（Ｓ１２７）。
【０１４４】
（Ａ−３−３）各車両のバッファ蓄積状況収集について
Ｓ１０１において、自端末が親局である場合、親局は、各車両のデータ一時バッファ１１４に保持されているバッファ蓄積状況を収集する（Ｓ１１０）。ここで、Ｓ１１０におけるバッファ蓄積状況の収集処理について説明する。
【０１４５】
各Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積状況を親局が把握するために、Ｅｎｄ端末車両は、自律分散型、集中管理型に関わらず、常に、自局のバッファ蓄積量の情報をオーバヘッドに書き込んで送信する。
【０１４６】
また、親局は、自律分散型、集中管理型に関わらず、各Ｅｎｄ端末車両からのバッファ蓄積量を、Ｅｎｄ端末車両毎にバッファ蓄積量テーブルで保持しておく。親局は、集中管理型に切り替えると、バッファ蓄積量テーブルを参照して、バッファ蓄積量の多いＥｎｄ端末車両から優先的にデータパケットの送信ができるようにする。つまり、親局は、バッファ蓄積量の多いＥｎｄ端末車両の経路から、順に、下り情報の送信を行なう。これにより、バッファ蓄積量の多いＥｎｄ端末車両から、順に、上り情報が親局に送信できるようにする。
【０１４７】
さらに、親局は、定期的にバッファ蓄積量テーブルを参照し、経路の切替えの順番、割当て時間を調整するようにしてもよい。周期的にバッファ蓄積量テーブルを参照する時間は、例えば、数１０ｍｓｅｃ〜数１０ｓｅｃの値が考えられる。この数値は、ルーティングプロトコルに関するパラメータ（例えば、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｈｏｌｄ  Ｔｉｍｅ，  Ｔｏｐｏｌｏｇｙ  Ｈｏｌｄ  Ｔｉｍｅ，  Ａｃｔｉｖｅ  Ｒｏｕｔｅ  Ｔｉｍｅｏｕｔ，  Ｈｅｌｌｏ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ等）を参考にして、同程度の値にしても良い。あるいはシミュレーション評価・机上設計を参考に決めても良い。
【０１４８】
なお、図８では、集中管理型に切替える前から、親局が各車両のバッファ蓄積量を収集している場合を例示している。これは、通信方式の切替え直後は、全ての経路に対等に、かつ、順番に経路を変更し、各Ｅｎｄ端末車両が対等に送信できるようにしておき、切替え直後から、Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積量を監視するためである。所定時間経過後、親局は、各車両のバッファ蓄積量に応じて、下り方向の送信タイミングの優先順位を設け、その優先順位に従って、各経路を変更しても良い。この場合も同様に、親局は、周期的にバッファ蓄積量テーブルを参照し、下り方向の送信タイミングの優先順位を変更する。
【０１４９】
（Ａ−３−４）親局の処理フロー
Ｓ１０１において、自端末が親局である場合、上述したように、各車両のバッファ蓄積量の状況を収集する（Ｓ１１０）。このとき、親局は、上述したバッファ蓄積量テーブルを参照して、各Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積量に応じて、各経路の下り方向の送信タイミングの優先順位付けを行う。
【０１５０】
次に、親局は、通信方式が自律分散型通信を使用中であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。現在の通信方式が自律分散型通信の場合、処理はＳ１０３に移行し、そうでない場合、処理はＳ１１１に移行する。
【０１５１】
Ｓ１０３では、親局が、図５（Ａ）の切替タイミングの条件を用いて、集中管理型通信への変更が必要か否かを確認する（Ｓ１０３、Ｓ１０９）。そして、図５（Ａ）の切替タイミングの条件を満たしておらず、集中管理型通信への変更が不要の場合、親局は、自律分散型通信を継続的に行なってパケットを送信する（Ｓ１０４）。そして、パケット送信後、親局は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｄ」の状態に遷移する（Ｓ１０５）。
【０１５２】
一方、Ｓ１０３において、親局が、図５（Ａ）の切替タイミングの条件を満たしていると判断し、集中管理型通信への変更が必要であると判断した場合、親局は、各経路のＥｎｄ端末車両に対して、自律分散型通信を停止するため、切替え要求を含むＢｅａｃｏｎパケットを送信する（Ｓ１０６）。このとき、親局は、各経路の中継端末車両が隠れ端末となり得る環境下で、一斉に中継して、パケット衝突が発生することを抑えるために、ブロードキャスト通信ではなく、各経路にプロトコル１を用いてユニキャスト通信する。
【０１５３】
その後、親局は、バッファ蓄積量テーブルを参照して、バッファ蓄積量の多いＥｎｄ端末車両への送信タイミングの優先順位を高くし、その優先順位に従って各経路に下りパケットを送信する（Ｓ１０７）。これにより、各Ｅｎｄ端末車両は、下りパケットの受信後に、周辺の通信状況を確認して、上りパケットを送信する。
【０１５４】
ここで、親局は、バッファ蓄積量テーブルを参照して、宛先であるＥｎｄ端末車両のバッファ蓄積量があるか否かを判断し、Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積量がある場合には、そのバッファ蓄積量に応じたデータ長のダミーデータを含む下りパケットを送信する。これは、Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積量が多い場合、上りパケット数が多くなったり、上りパケット送信時間が長くなったりする。そうすると、当該経路からの上りパケットだけでなく、同時に他の経路からの上りパケットも親局に受信されることになり、親局がボトルネックとなり得る。そこで、親局は、Ｅｎｄ端末車両のバッファ蓄積量に応じたデータ長のダミーデータを含む下りパケットを送信することで、経路間のトラフィックを分散する。
【０１５５】
また、親局は、各経路に対する送信処理完了後、トポロジーに変化があるか否かを確認し、ポート「Ａ」あるいは「Ｄ」へ戻る（Ｓ１０８）。
【０１５６】
Ｓ１０２において、現在の通信方式が集中管理型である場合、親局が、図５（Ｂ）の切替タイミングの条件を用いて、自律分散型通信への変更が必要か否かを確認する（Ｓ１１１、Ｓ１１７）。そして、図５（Ｂ）の切替タイミングの条件を満たしておらず、自律分散型通信への変更が不要の場合、親局は、集中管理型通信を継続的に行なってパケットを送信する（Ｓ１１３）。そして、パケット送信後、親局は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｄ」の状態に遷移する（Ｓ１１３）。
【０１５７】
一方、Ｓ１１１において、親局が、図５（Ｂ）の切替タイミングの条件を満たしていると判断し、自律分散型通信への変更が必要であると判断した場合、親局は、各経路に対して、切替え解除メッセージを含むＢｅａｃｏｎパケットを送信する（Ｓ１１４）。親局も含めて各車両は、自律分散型通信に切り替わり、各車両は、ＣＳＭＡ方式を用いてキャリアセンスをしながら、パケット送信を行なう（Ｓ１１５）。そして、パケット送信後、親局（車両）は条件αを満たしているか否かを判断して、ポート「Ａ」又は「Ｄ」の状態に遷移する（Ｓ１１６）。
【０１５８】
（Ａ−４）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、上りと下りに、それぞれ異なるプロトコルを用いて通信することで、双方向のマルチホップ通信の通信品質の劣化を低減することができる。
【０１５９】
また、第１の実施形態によれば、マルチホップ通信の複数の通信経路の枝分かれをしている位置（分岐点）に位置する車両無線機が親局となり、必要に応じて、集中管理型の通信方式に切り替えることにより、マルチホップ通信において、通信が集中するボトルネック点でのトラフィックを分散し、通信品質劣化を軽減することができる。
【０１６０】
さらに、第１の実施形態によれば、親局による集中管理型通信の際に、親局が下りパケットを経路毎に順番に送信し、Ｅｎｄ端末車両が下りパケットの受信後に上りパケットを送信することにより、ポーリング機能と同等の機能を果たすことができ、通信が集中するボトルネック点でのトラフィックを分散し、通信品質劣化を軽減することができる。
【０１６１】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明に係る無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの第２の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１６２】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の通信システム及び車両無線機の構成及び動作は、基本的には、第１の実施形態に係る通信システム及び車両無線機の構成及び動作と同一である。そのため、第２の実施形態でも、第１の実施形態に係る図１〜図８を用いて説明する。
【０１６３】
第２の実施形態では、車両無線機１００の制御部１１１の送信タイミング制御部の機能が、第１の実施形態と異なる。
【０１６４】
第２の実施形態の送信タイミング制御部は、集中管理型通信の際に、上りのトラフィック量と下りのトラフィック量とに基づいて、経路毎に割り当てる時間を調整する。
【０１６５】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
第２の実施形態に係る車両無線機における処理動作も、基本的には、第１の実施形態と同様である。
【０１６６】
図９は、第２の実施形態に係る上りと下りの非対称通信を説明する説明図である。図９（Ａ）は、下りのみ（あるいは下りがデータの主流）の場合を示し、図９（Ｂ）は、上りのみ（あるいは上り（あるいは上りがデータの主流）の場合である。
【０１６７】
図９（Ａ）のように、下りの方が主流の場合、親局である車両１はＥｎｄ端末車両のバッファ蓄積量を考慮せずに、各経路に対して、順次、送信しても、上りのトラフィックが少ないのみで、ボトルネックになる通信品質が低下しない。
【０１６８】
これとは逆に、図９（Ｂ）の場合、親局に他の経路へ切り替えていくと、各Ｅｎｄ端末車両のバッファが大量に蓄積されてしまう。そのために、第１の実施形態に係る図８のＳ１０６で、親局が各経路に送信する際、上りと下りのトラフィックを比較して、各経路のチャネル使用時間を調整する必要がある。そこで、第２の実施形態に係る車両無線機における処理動作を、図１０及び図１１を参照しながら説明する。
【０１６９】
図１０は、第２の実施形態に係る集中管理型通信で親局が各経路にパケット送信するときの処理動作を示すフローチャートである。
【０１７０】
親局の各経路に対するトラフィックは親局自身が保持しているデータ一時バッファ１１４に保持されているバッファ蓄積量で認識することができる。これに対して、Ｅｎｄ端末車両のトラフィックについては、親局は、Ｅｎｄ端末車両から送信されるパケットのオーバヘッド情報内のバッファ蓄積量に基づいて判断する。
【０１７１】
図１０において、親局は、上りと下りのトラフィック量を比較する（Ｓ２０１）。上りのトラフィック量が下りのトラフィック量よりも大きい場合、処理はＳ２０２に移行し、そうでない場合、処理はＳ２０３に移行する。
【０１７２】
上りのトラフィック量の方が大きい場合、親局はＥｎｄ端末車両のバッファ蓄積量に応じた時間を各経路に割り当てて、経路を切り替える（Ｓ２０２）。一方、下りのトラフィック量が上りトラフィック量以上の場合、親局が送信すべきトラフィック分で、各経路へ送信する（Ｓ２０３）。
【０１７３】
図１１を用いて、具体的な例を説明する。図１１は、第２の実施形態に係る親局が上りと下りの非対称通信を判断する方法を説明する説明図である。
【０１７４】
図１１において、親局は、通信時のトラフィック量と対応関係にする上り・下りの送信データ量の情報源５０１として、データ一時バッファ１１４と、各車両から受信するデータパケットのオーバヘッド情報内のバッファ蓄積量とがある。
【０１７５】
つまり、親局は、データ一時バッファ１１４に保持されている各Ｅｎｄ端末車両に対するバッファ蓄積量を認識できる。これに対して、親局は、Ｅｎｄ端末車両のトラフィックについては、マルチホップ通信によりＥｎｄ端末車両から送信されるパケットのオーバヘッド情報内のバッファ蓄積量に基づいて判断する。
【０１７６】
ここで、図１１のバッファ蓄積量レベル値とは、図７の切替情報のうち、（ｂ６）バッファ蓄積量に記載されたレベル値のことである。バッファ蓄積量の数値をそのまま、オーバヘッド内に書きこむことは可能であるが、情報量をできるだけ少なくするために、ここでは量子化したレベル値を使用している。なお、バッファ蓄積レベル値は、０〜７段階のレベル値とする場合を例示するが、量子化するレベル値の範囲は特に限定されるものではない。
【０１７７】
親局は、親局自身のデータ一時バッファ１１４に保持されている各Ｅｎｄ端末車両に対するバッファ量と、各Ｅｎｄ端末車両から受信したバッファ蓄積量とに基づいて、図１１の５０２に示す、下りのバッファ蓄積量レベル値と、上りのバッファ蓄積量レベル値とを経路毎に求める。
【０１７８】
下りのバッファ蓄積量レベル値及び上りのバッファ蓄積量レベル値は、参照時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３時のテーブルとしており、参照時刻ｔ１が直近の状況で、参照時刻ｔ３が一番古い状況である。このように、複数個のテーブルを保持しておくことで、各経路のレベル変化も把握することができる。
【０１７９】
シミュレーション評価・机上設計によって、自律分散型―集中管理型の切換えが頻繁ではない場合、トポロジーの変化が頻繁ではない等の理由で、履歴を見る必要がない場合には、直近の参照時刻ｔ１のテーブルのみを保持するとしても良い。
【０１８０】
図１１の例において、各参照時刻の下りのバッファ蓄積量レベル値を見ると、下り経路１のバッファ量レベル値が「３」→「４」→「５」と徐々に増えている場合を示している。また、各参照時刻の上りのバッファ蓄積量レベル値を見ると、各上り経路のそれぞれのバッファ蓄積量レベル値は同値であり、常に同じ状態である場合を示している。
【０１８１】
親局では、制御部１１１の送信タイミング制御部が、図１１の下りのバッファ蓄積量レベル値及び上りのバッファ蓄積量レベル値を参照して、各経路毎の上りのバッファ蓄積量レベル値と下りのバッファ蓄積量レベル値とを比較して、経路毎に判断する。
【０１８２】
例えば、第１の実施形態では、バッファ蓄積量からバッファ蓄積量レベル値に変換する例として、「例えば、レベル１は１０個まで、レベル２は５０個まで、レベル３は１００個まで、レベル４は５００個までのように定める。」とした。第１の実施形態では、バッファ蓄積量レベル値＝α×バッファ蓄積量の関係にはなっていない。第１の実施形態では、バッファ蓄積量レベル値が大きい程、優先度を高くするために、バッファ蓄積量レベル値＝ｆ（バッファ蓄積量）の関数であるとすると、放物線になるような設定としている。
【０１８３】
しかしながら、上りと下りの間で非対称性が大きい場合、バッファ蓄積量とバッファ蓄積量レベル値は線形的にレベル値を設定しても良い。この場合、レベル値はバッファ蓄積量÷ｎとの関係になる。従って、例えば、「レベル値１は、バッファ蓄積量１００個まで、レベル値２は、バッファ蓄積量２００個まで、レベル値３は、バッファ蓄積量３００個まで、…」等としても良い。
【０１８４】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、マルチホップ通信において、通信が集中するボトルネック点でのトラフィックを分散し、通信品質劣化を軽減する。
【０１８５】
（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明に係る無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムの第３の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１８６】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成及び動作
第３の実施形態では、当初、分岐点の車両が送信元あるいは宛先とならず、分岐点の車両が中継転送している場合に、当該分岐点の車両が親局となって経路の変更を行なう場合を例示する。
【０１８７】
第３の実施形態の通信システム及び車両無線機の構成及び動作は、基本的には、第１及び第２の実施形態に係る通信システム及び車両無線機の構成及び動作と同一である。そのため、第３の実施形態でも、第１の実施形態に係る図１〜図８も用いて説明する。
【０１８８】
図１２及び図１３は、第３の実施形態に係る通信システムのネットワークトポロジーを示す図である。図１２及び図１３は、一直線型経路（ストリング経路）に枝分かれがある場合を示している。
【０１８９】
図１２（Ａ）では、「送信元が車両１、宛先が車両６」の経路１と、「送信元が車両１、宛先が車両８」の経路２とからなり、車両４で経路が枝分かれしている場合である。つまり、送信元を同一とする２つの経路であり、送信元から分岐点の車両までの経路が１つとするトポロジーを示している。
【０１９０】
図１３（Ａ）では、「送信元が車両６、宛先が車両１」の経路１と、「送信元が車両８、宛先が車両１」の経路２とからなり、車両４で経路が枝分かれしている場合である。つまり、宛先を同一とする２つの経路であり、送信元から分岐点の車両までの経路が２つとするトポロジーを示している。
【０１９１】
図１２（Ａ）及び図１３（Ａ）のネットワークトポロジーにおいて、自律分散型通信を行う場合、経路１及び経路２の分岐点に位置する車両４で、トラフィックが増大してしまい、パケットの輻輳が生じ得、通信品質の劣化が生じ得る。
【０１９２】
図１４は、第４の実施形態に係る自律分散型通信のときの送信元端末と、受信側端末の処理を示すフローチャートである。なお、自律分散型通信と集中管理型通信との間の切替え処理は、第１の実施形態に係る図８に示す処理フローを適用することができる。
【０１９３】
まず、パケットの送信元の車両は、自律分散型通信におけるパケット送信タイミングか否かを判断し（Ｓ３０１）、パケット送信タイミングである場合、制御部１１１はデータ一時バッファ１１４のバッファ蓄積量に基づいて、パケット送信待ちが発生しているか否かを確認する（Ｓ３０２）。
【０１９４】
パケット送信待ちが発生している場合、制御部１１１はデータ一時バッファ１１４からパケット情報を取り出し（Ｓ３０３、Ｓ３０７）、制御部１１１は、ルーティングテーブルを参照して、上り又は下りの情報かを判断してプロトコルを選択して（Ｓ３０５）、パケットを送信する（Ｓ３０６）。
【０１９５】
一方、パケット送信待ちが発生していない場合、制御部１１１は、上位層１３０から送信すべきパケット情報を受け取る（Ｓ３０４）。そして、制御部１１１は、ルーティングテーブルを参照して、上り又は下りの情報かを判断してプロトコルを選択して（Ｓ３０５）、パケットを送信する（Ｓ３０６）。
【０１９６】
送信元の車両が送信したパケットは、受信型の車両により受信される。受信型の車両では、パケット受信したか否かを判断し（Ｓ３１０）、パケット受信した場合には、制御部１１１により受信パケットのヘッダ情報に基づいて自局宛か否か判断される（Ｓ３１１）。
【０１９７】
そして、自局宛の受信パケットである場合、制御部１１１は、受信したパケットに含まれる受信情報を上位層１３０に上げる（Ｓ３１６）。一方、自局宛の受信パケットではない場合、制御部１１１は、ルーティングテーブルを参照して、受信パケットを中継転送すべきか否か（すなわちマルチホップ中継処理）が必要か否かを判断する（Ｓ３１２）。
【０１９８】
マルチホップ通信が不必要であるとき、制御部１１１は受信パケットを破棄する（Ｓ３１７）。一方、受信したパケットの中継処理が必要な場合には、制御部１１１は、自局が複数の経路の分岐点に位置するか又は中心端末か否かを判断する（Ｓ３１３）。そして、自局が複数の経路の分岐点に位置するものと判断した場合、制御部１１１は、経路の中心端末か否かで上り方向と下り方向のプロトコルを変更する必要があれば、プロトコル変更後（Ｓ３１４）、送信処理を行なう（Ｓ３１８）。なお、プロトコルを変更する必要がなければ、制御部１１１は、受信処理と同じプロトコルを使用して（Ｓ３１５）、送信処理を行なう（Ｓ３１８）。
【０１９９】
このようにして、複数の経路の分岐点又は中心位置の車両が、上りと下りのプロトコルを変更することにより、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）に示すように、上り・下りの経路を変更することができる。つまり、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）に示すように、車両４を中心とするスター型トポロジーに変更することができる。
【０２００】
なお、上述したように、複数の経路の位置に自局がある場合に、通信方式を集中管理型通信に切り替えるか否かの処理については、第１の実施形態に係る図８の処理フローで切替えることができる。
【０２０１】
（Ｃ−２）第３の実施形態の効果
以上のように、第３の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態の効果に加えて、当初のトポロジーでは中継端末車両であった場合でも、複数の経路の分岐点に位置している車両は、上りと下りのプロトコルを変更することにより、自局を親局とするスター型のトポロジーとすることができる。
【０２０２】
（Ｄ）他の実施形態
上述した第１〜第３の実施形態においても種々の変形実施形態を説明したが、本発明は、以下の変形実施形態にも広く適用できる。
【０２０３】
（Ｄ−１）上述した第１〜第３の実施形態では、車両の搭載される無線通信装置に本発明を適用したが、車両搭載の無線通信装置以外のものであって、アドホックネットワークを構成するものであって、マルチホップ通信を行う無線通信装置に広く適用することができる。
【０２０４】
（Ｄ−２）上述した第１〜第３の実施形態では、車々間通信を行う無線通信装置を例示したが、車々間通信に限定されるものではなく、Ｍ２Ｍを実現する無線通信装置に広く適用することができる。
【０２０５】
（Ｄ−３）第１の実施形態において、親局は、子局から受信したパケットのヘッダ情報のオーバヘッド情報に含まれる送信データのバッファ蓄積量（例えば、送信データ量、送信パケット数等）に基づいて、子局のバッファ蓄積量の多い順に、当該経路の送信タイミングを決定するようにしても良い。また、１つの経路に割り当てる送信時間が決定されている場合、バッファ蓄積量の多い子局に対しては、連続した複数の送信時間を特定の経路に割り当てるようにしても良い。
【０２０６】
（Ｄ−４）また、第１〜第３の実施形態において、親局は、子局のバッファ蓄積量に応じた分の長さのダミーデータを挿入して子局に向けて送信する。このとき、親局は、バッファ蓄積量（あるいはレベル値）に応じたダミーデータ長を予め決めておき、子局から受信したバッファ蓄積量に応じた分のデータ長のダミーデータを挿入するようにしても良い。
【符号の説明】
【０２０７】
１００及び２００…無線機（車両無線機）、１０１Ａ…プロトコル１無指向性アンテナ部、１０１Ｂ…プロトコル無指向性アンテナ部、１０２Ａ…プトロコル１無線ユニット、１０２Ｂ…プロトコル２無線ユニット、１０３…Ｌ３Ｓｗｉｔｃｈ、１０４…ネットワーク制御部、１１１…制御部、１１２…受信情報ＩＦ部、１１３…自端末情報部、１１４…データ一時バッファ部、１１５…送信情報ＩＦ部、１０５…ＧＰＳ装置、１３０…上位層。
【図１】
0006519217.tif 000002
【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】
0006519217.tif 000013
【図１３】
0006519217.tif 000014
【図１４】
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