(57)【要約】【課題】複数の移動端末装置同士が直接に通信パケットを授受するアドホックネットワークにおいて、制御パケットが大量にネットワークに流れて通信の帯域を圧迫することを回避し、少ない制御パケットで送信データの到達性を確保する。【解決手段】各移動端末装置２００におけるハローパケット送受信手段２０１がハローパケットを受信して得た隣接端末に係るデータを隣接端末リスト保存手段２０７に保存しておき、クラスタリング手段２０５が隣接端末リスト保存手段２０７に保存されたデータに依拠し、アドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、次いで、所定の規約に基づいてゲートウェイを指定しルーティングを行う。【選択図】      図２
2008283360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自装置と同様の機能を備えた一以上の他装置と共にアドホックネットワークを構成する移動端末装置であって、前記自装置と各他装置には各自を識別可能なＩＤが夫々付され、
自装置が選択的にとり得る３つの状態である、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態のうちの何れの状態を現在時点でとっているかを表すデータを保持する状態保存手段と、
前記自装置のＩＤと、前記自装置の状態を表すデータと、前記自装置の親となる他装置のＩＤと、前記自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信可能に構成され、前記ハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際に、該ハローパケットの送信元たる他装置のＩＤと、前記他装置の状態を表すデータと、前記他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、前記他装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、前記他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、を隣接端末に係るデータを保存する隣接端末リスト保存手段に保存するハローパケット送受信手段と、
前記隣接端末リスト保存手段に保存されたデータに依拠しアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、
次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、
前記隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、
隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定するクラスタリング手段と、
を具備することを特徴とする移動端末装置。
【請求項２】
前記アドホックネットワークの構成に係る原則は：
（１）当該アドホックネットワークを構成する全ての移動端末装置はクラスタヘッドであるか、または、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
という２つの要件を同時に満たすものであり、
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記所定の第一の規約は：該当する移動端末装置の中でＩＤの数値が最も大きいものをゲートウェイに指定する旨規定され、
前記所定の第二の規約は：
前記隣接するクラスタのクラスタヘッド間を中継する２基の移動端末装置の組み合わせの中で当該各２基のＩＤの数値の合計値が同値でない場合には：
該合計値が最小となる移動端末装置の組み合わせのうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定し；
該合計値が同値の場合には：
当該２基のうちＩＤの数値が小さい方の移動端末装置のＩＤが最大である移動端末装置を含む組み合わせを選択し、該選択された２基の移動端末装置のうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定する
旨規定されていることを特徴とする請求項１に記載の移動端末装置。
【請求項３】
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
自装置の状態がクラスタヘッドであるときには、
自装置のＩＤと、
自装置を親に指定しているメンバの状態である他装置のＩＤと、
自装置がゲートウェイとして指定しているノードたる他装置のＩＤと、を含むリンク情報を送信し、
隣接するクラスタのクラスタヘッドたる他装置まで２基のゲートウェイで接続され、且つ、該２基のゲートウェイのうちＩＤの大きい方のゲートウェイに隣接しているクラスタヘッドのなかで自装置のＩＤが最大の場合においては、前記２基のゲートウェイの各ＩＤとを含むリンク情報を送信し、
当該他装置から前記リンク情報と同様のリンク情報を受信したときには、自装置の状態がクラスタヘッドまたはゲートウェイであり、且つ、該受信したリンク情報と同様のリンク情報を過去に送信していないときには、該受信したリンク情報を中継するリンク情報送受信手段を具備することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の移動端末装置。
【請求項４】
アドホックネットワークを構成する複数の移動端末装置に係るルーティングを確立するための制御方法であって、前記複数の各移動端末装置にそれらの各一を識別可能なＩＤを夫々付し、
前記複数の各移動端末装置が選択的にとり得る３つの状態である、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態のうちの何れの状態を現在時点でとっているかを表すデータを各一の移動端末装置に保持させ、
前記各一の移動端末装置は、自装置のＩＤと、前記自装置の状態を表すデータと、前記自装置の親となる他装置のＩＤと、前記自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信し、
前記ハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際に、該受信に係る送信元たる他装置のＩＤと、前記他装置の状態を表すデータと、前記他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、前記他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、を隣接端末に係るデータとして保存し、
前記隣接端末に係るデータとして保存されたデータに依拠し且つアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、前記隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定することを特徴とする制御方法。
【請求項５】
前記アドホックネットワークの構成に係る原則は：
（１）当該アドホックネットワークを構成する全ての移動端末装置はクラスタヘッドであるか、または、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
という２つの要件を同時に満たすものであり、
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記所定の第一の規約は：該当する移動端末装置の中でＩＤの数値が最も大きいものをゲートウェイに指定する旨規定され、
前記所定の第二の規約は：
前記隣接するクラスタのクラスタヘッド間を中継する２基の移動端末装置の組み合わせの中で当該各２基のＩＤの数値の合計値が同値でない場合には：
該合計値が最小となる移動端末装置の組み合わせのうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定し；
該合計値が同値の場合には：
当該２基のうちＩＤの数値が小さい方の移動端末装置のＩＤが最大である移動端末装置を含む組み合わせを選択し、該選択された２基の移動端末装置のうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定する
旨規定されていることを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
【請求項６】
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記クラスタリング手段は、
前記自装置の状態がクラスタヘッドの場合で前記他装置の中に前記自装置よりＩＤが大きいクラスタヘッドが存在する場合には、自装置の状態をメンバに遷移させ、且つ、隣接するクラスタヘッドの中でＩＤが最大の移動端末装置を親に指定し、
自装置の状態がゲートウェイまたはメンバであり、且つ、自装置が親に指定しているクラスタヘッドが存在しない場合、自装置の状態をメンバに遷移させ、且つ、クラスタヘッドの状態をとっている移動端末装置の中でＩＤが最大である移動端末装置を親に指定し、
自装置の状態がゲートウェイまたはメンバであり、且つ、隣接する移動端末装置の中にクラスタヘッドが存在しない場合、自装置をクラスタヘッドに遷移させる機能を更に備えることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の複数の移動端末装置により構成される移動体通信システム。
【請求項７】
前記他装置からリンク情報を受信するように構成されたリンク情報受信手段と、前記リンク情報受信手段によって受信されたリンク情報を保存するトポロジ情報保存手段と、当該アドホックネットワークを構成する任意の移動端末装置間を中継する移動端末装置のリストを作成し該リストを当該アドホックネットワークにおける各移動端末装置に供給し得るルーティング手段と、を有するトポロジ管理装置と、
前記トポロジ管理装置にリンク情報を送信するリンク情報送受信部と、前記リストを前記トポロジ管理装置に問い合わせるルーティング部を具備することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の複数の移動端末装置により構成される移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホックネットワークを構成する移動端末装置（以下、単に「端末」ともいう）、制御方法および移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信ネットワークの基盤（インフラストラクチャ）となる設備を要せず、複数の移動端末装置のみで構成されるアドホックネットワークにおけるルーティングプロトコルでは、ネットワーク中の全ノードに対してリンク情報などの制御パケットを届けるフラッディングを基本としてルートの制御を行っている。
上述のようなフラッディングによる場合、端末数が増加すると制御パケットが大量にネットワークに流れ、通信の帯域を圧迫することとなる。この問題を軽減する方法として、ＯＬＳＲ（Optimized  Link State  Routing）ではＭＰＲ（Multi  Point  Relay）集合を用いている（非特許文献１参照）。
【０００３】
ＯＬＳＲにおいては、各端末は自装置から２ホップで接続されるすべての端末にパケットを届けるために必要な最小限の中継端末（ＭＰＲ）を１ホップで接続される端末から選択する。ある端末が、パケットをネットワーク全体にフラッディングするとき、パケットを送信した端末のＭＰＲとして選択されている端末だけがパケットを中継する。
これによりパケットを送信した端末から２ホップの範囲のすべての端末にパケットを届けることが可能である。さらに、パケットを中継した端末のＭＰＲとして選定されている端末がさらに中継していくことで最終的にネットワーク全体にパケットが届けられる。このようにＯＬＳＲでは、フラッディングを効率的に行うことにより、オーバヘッドの少ないルーティングを実現している。
【非特許文献１】T．ClausenおよびP．Jacquet著、Project  Hipercom、「Optimized  Link State Routing  Protocol（OLSR）」、RFC3626、 HYPERLINK "URL:www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt" URL:www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt（page18−20…ＴＣメッセージの中継に係る開示、page38−41…ＭＰＲの決定に係る開示、  page43−46…ＴＣメッセージの送信に係る開示）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＯＬＳＲでは、制御パケットのフラッディングの効率化は考慮されているが、ルーティングに必要なリンク情報の選別による最適化は考慮されていない。ＯＬＳＲでは少なくとも一つの端末にＭＰＲとして選択されている端末が、自装置と自装置をＭＰＲとして選択している端末との間のリンク情報をフラッディングすることで、ネットワーク全体のリンク情報を全端末に知らせ、前記リンク情報を用いてルーティングを行っている。
【０００５】
上述におけるリンク情報とは、自装置のＩＤと自装置に隣接している端末のＩＤとで構成され、これらのＩＤを持つ両端末間にリンクがあることを示すものである。また、「フラッディング」とは、複数の端末同士が他の端末の送信したパケットを転送し合うことにより全ての端末にパケットを届ける通信形態をいう。
上述のようにルーティングを行う場合、ある２つの端末Ａ、Ｂがお互いをＭＰＲとして選択している場合、端末Ａ、Ｂはお互いのＩＤをフラッディングし合うこととなるため、端末Ａ、Ｂ間のリンク情報は重複して送信されることとなる。
【０００６】
上述のように、ＯＬＳＲでは、重複したリンク情報が全端末に対し不必要に送信され、結果として、ルーティングに係る制御パケット量が増大し、ルーティングに係るオーバヘッドが大きくなるという課題があった。
そこで、本発明は、ルーティングに係る制御パケット量を削減しつつ被伝送情報の到達性を確保することのできるルーティングを実現する移動端末装置、制御方法および移動通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
尚、本明細書において、「クラスタヘッド」とは、クラスタに属する移動端末装置であって当該クラスタを代表する移動端末装置である。
また、「ゲートウェイ」とは、一のクラスタに属する移動端末装置であって他のクラスタに属する移動端末装置への被伝送情報を中継する移動端末装置である。
更に、「メンバ」とは、クラスタに属する移動端末装置であって、クラスタヘッドおよびゲートウェイに該当しない移動端末装置である。
また、「ハローパケット」とは、一の移動端末装置が他の移動端末装置に自装置の状況を伝えるための所定の事項に係るデータを含んで構成されるパケットである。
【０００８】
（１）自装置と同様の機能を備えた一以上の他装置と共にアドホックネットワークを構成するに適合する移動端末装置であって、前記自装置と各他装置には各自を識別可能なＩＤが夫々付され、
自装置が選択的にとり得る３つの状態である、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態のうちの何れの状態を現在時点でとっているかを表すデータを保持する状態保存手段と、
前記自装置のＩＤと、前記自装置の状態を表すデータと、前記自装置の親となる他装置のＩＤと、前記自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信可能に構成され、前記ハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際に、該受信に係る送信元たる他装置のＩＤと、前記他装置の状態を表すデータと、前記他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、前記他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、を隣接端末に係るデータを保存する隣接端末リスト保存手段に保存するハローパケット送受信手段と、
前記隣接端末リスト保存手段に保存されたデータに依拠し且つアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、前記隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定するクラスタリング手段と、
を具備することを特徴とする移動端末装置。
【０００９】
上記（１）の移動端末装置では、その一例においては数値（整数であるを可とする）のような各自を識別可能なＩＤが夫々付されて、自装置と同様の機能を持つ複数の移動端末装置によってアドホックネットワークが構築され得る。
このアドホックネットワークを構成する各移動端末装置はそれらの構成において相似的であり得るが、特定の機能に係る仕様を充足するものであれば、必ずしも構成において相似的であることは必須ではない。
【００１０】
これら移動端末装置は、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態の３つの状態のうちの何れかの状態を選択的にとると共に、自装置が何れの状態にあるかの情報を状態保存手段に保持しており、自らの状態を認識可能であると共に、他装置も該保存された情報に依拠して、当該状態を認識可能である。
移動端末装置は、ハローパケット送受信手段によって次のような情報を含んで形成されるハローパケットの送受信を実行する。
【００１１】
即ち、ハローパケット送受信手段は、自装置のＩＤと、上述のような自装置の状態を表すデータと、自装置の親となる他装置のＩＤと、自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信すると共に、該送信するハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際には、該受信に係る送信元たる他装置のＩＤと、この他装置の状態を表すデータと、この他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、この他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、を隣接端末に係るデータを保存する隣接端末リスト保存手段に保存する。
【００１２】
移動端末装置は、更に、クラスタリング手段によって、次のような手順によってゲートウェイを指定してゆくことによってルーティングを実行する。
即ち、クラスタリング手段は、隣接端末リスト保存手段に保存されたデータに依拠し且つアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定する。
【００１３】
次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定する。
上述のＩＤの割り当てと第一の規約および第二の規約を適切なものとすることによって、ルーティングにおけるリンク情報のデータ量を削減し且つ送信や中継の回数をも削減して、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立することが可能になる。
【００１４】
（２）前記アドホックネットワークの構成に係る原則は：
（１）当該アドホックネットワークを構成する全ての移動端末装置はクラスタヘッドであるか、または、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
という２つの要件を同時に満たすものであり、
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記所定の第一の規約は：該当する移動端末装置の中でＩＤの数値が最も大きいものをゲートウェイに指定する旨規定され、
前記所定の第二の規約は：
前記隣接するクラスタのクラスタヘッド間を中継する２基の移動端末装置の組み合わせの中で当該各２基のＩＤの数値の合計値が同値でない場合には：
該合計値が最小となる移動端末装置の組み合わせのうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定し；
該合計値が同値の場合には：
当該２基のうちＩＤの数値が小さい方の移動端末装置のＩＤが最大である移動端末装置を含む組み合わせを選択し、該選択された２基の移動端末装置のうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定する
旨規定されていることを特徴とする（１）の移動端末装置。
【００１５】
上記（２）の移動端末装置では、（１）の移動端末装置において特に、上記アドホックネットワークの構成に係る原則、および、第一の規約ならびに第二の規約が上述のように特定され、これに依拠してルーティングが実行されるため、
（１）すべての端末はクラスタヘッドであるかまたは、クラスタヘッドに隣接している、
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない、
（３）隣接するクラスタのクラスタヘッド間は１つまたは２つのゲートウェイによって接続される、
という３条件を満たすように移動端末装置によりクラスタ構造を構成することが可能となり、ルーティングにおけるリンク情報のデータ量を削減し且つ送信や中継の回数をも削減して、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立しデータの到達性を確保することが可能になる。
【００１６】
（３）前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
自装置の状態がクラスタヘッドであるときには、
自装置のＩＤと、
自装置を親に指定しているメンバの状態である他装置のＩＤと、
自装置がゲートウェイとして指定しているノードたる他装置のＩＤと、を含むリンク情報を送信し、
隣接するクラスタのクラスタヘッドたる他装置まで２基のゲートウェイで接続され、且つ、該２基のゲートウェイのうちＩＤの大きい方のゲートウェイに隣接しているクラスタヘッドのなかで自装置のＩＤが最大の場合においては、前記２基のゲートウェイの各ＩＤとを含むリンク情報を送信し、
当該他装置から前記リンク情報と同様のリンク情報を受信したときには、自装置の状態がクラスタヘッドまたはゲートウェイであり、且つ、該受信したリンク情報と同様のリンク情報を過去に送信していないときには、該受信したリンク情報を中継するリンク情報送受信手段を具備することを特徴とする（１）または（２）の何れか一の移動端末装置。
【００１７】
上記（３）の移動端末装置では、（１）または（２）の何れか一の移動端末装置において特に、リンク情報送受信手段が上述のように作用することによって、ネットワークを構成するすべてのリンクをリンク情報として送信せずとも、クラスタを構成するリンク情報のみを送信することによってルーティングが可能となるため、制御パケット量を少なくできる。
【００１８】
（４）アドホックネットワークを構成する複数の移動端末装置に係るルーティングを確立するための制御方法であって、前記複数の各移動端末装置にそれらの各一を識別可能なＩＤを夫々付し、
前記複数の各移動端末装置が選択的にとり得る３つの状態である、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態のうちの何れの状態を現在時点でとっているかを表すデータを各一の移動端末装置に保持させ、
前記各一の移動端末装置は、自装置のＩＤと、前記自装置の状態を表すデータと、前記自装置の親となる他装置のＩＤと、前記自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信し、
前記ハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際に、該受信に係る送信元たる他装置のＩＤと、前記他装置の状態を表すデータと、前記他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、前記他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、を隣接端末に係るデータとして保存し、
前記隣接端末に係るデータとして保存されたデータに依拠し且つアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、前記隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定することを特徴とする制御方法。
【００１９】
上記（４）の制御方法では、複数の各移動端末装置はＩＤによってそれらの各一を識別可能であり、且つ、各移動端末装置は選択的にとり得る３つの状態である、クラスタヘッドである状態、ゲートウェイである状態、および、メンバである状態のうちの何れの状態を現在時点でとっているかが各一の移動端末装置に保持されたデータにより認識可能である。
【００２０】
各一の移動端末装置は、自装置のＩＤと、自装置の状態を表すデータと、自装置の親となる他装置のＩＤと、自装置に隣接する他装置のＩＤと、該隣接する他装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する他装置をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグと、を含むハローパケットを繰り返し送信し、
上述のハローパケットと同様のハローパケットを外部から受信した際に、該受信に係る送信元たる他装置のＩＤと、他装置の状態を表すデータと、他装置の親となる移動端末装置のＩＤと、他装置に隣接する移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置が親に指定するクラスタヘッドたる移動端末装置のＩＤと、該隣接する移動端末装置からゲートウェイとして指定されているか否かを示すフラグと、を隣接端末に係るデータとして保存し、
上述の隣接端末に係るデータとして保存されたデータに依拠し且つアドホックネットワークの構成に係る原則に基づいて、先ず、クラスタヘッドとなるべき移動端末装置を指定し、次いで、自装置がゲートウェイとして指定されているときには自装置の状態をゲートウェイとし、自装置がゲートウェイとして指定されなくなったとき自装置の状態をメンバとし、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続が２ホップで可能な場合には、各移動端末装置に共通の所定の第一の規約に基づいて中継の候補となる移動端末装置のうちから該当する移動端末装置をゲートウェイに指定し、隣接するクラスタのクラスタヘッドへの接続には３ホップを要する場合には、各移動端末装置に共通の所定の第二の規約に基づいて該当する２つの移動端末装置をゲートウェイに指定する。
上述のＩＤの割り当てと第一の規約および第二の規約を適切なものとすることによって、ルーティングにおけるリンク情報のデータ量を削減し且つ送信や中継の回数をも削減して、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立することが可能になる。
【００２１】
（５）前記アドホックネットワークの構成に係る原則は：
（１）当該アドホックネットワークを構成する全ての移動端末装置はクラスタヘッドであるか、または、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
という２つの要件を同時に満たすものであり、
前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記所定の第一の規約は：該当する移動端末装置の中でＩＤの数値が最も大きいものをゲートウェイに指定する旨規定され、
前記所定の第二の規約は：
前記隣接するクラスタのクラスタヘッド間を中継する２基の移動端末装置の組み合わせの中で当該各２基のＩＤの数値の合計値が同値でない場合には：
該合計値が最小となる移動端末装置の組み合わせのうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定し；
該合計値が同値の場合には：
当該２基のうちＩＤの数値が小さい方の移動端末装置のＩＤが最大である移動端末装置を含む組み合わせを選択し、該選択された２基の移動端末装置のうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定する
旨規定されていることを特徴とする（４）の制御方法。
【００２２】
上記（５）の制御方法では、（４）の制御方法において特に、上記アドホックネットワークの構成に係る原則、および、第一の規約ならびに第二の規約が上述のように特定され、これに依拠してルーティングが実行されるため、
（１）すべての端末はクラスタヘッドであるかまたは、クラスタヘッドに隣接している、
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない、
（３）隣接するクラスタのクラスタヘッド間は１つまたは２つのゲートウェイによって接続される、
という３条件を満たすように移動端末装置によりクラスタ構造を構成することが可能となり、ルーティングにおけるリンク情報のデータ量を削減し且つ送信や中継の回数をも削減して、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立しデータの到達性を確保することが可能になる。
【００２３】
（６）前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、
前記クラスタリング手段は、
前記自装置の状態がクラスタヘッドの場合で前記他装置の中に前記自装置よりＩＤが大きいクラスタヘッドが存在する場合には、自装置の状態をメンバに遷移させ、且つ、隣接するクラスタヘッドの中でＩＤが最大の移動端末装置を親に指定し、
自装置の状態がゲートウェイまたはメンバであり、且つ、自装置が親に指定しているクラスタヘッドが存在しない場合、自装置の状態をメンバに遷移させ、且つ、クラスタヘッドの状態をとっている移動端末装置の中でＩＤが最大である移動端末装置を親に指定し、
自装置の状態がゲートウェイまたはメンバであり、且つ、隣接する移動端末装置の中にクラスタヘッドが存在しない場合、自装置をクラスタヘッドに遷移させる機能を更に備えることを特徴とする（１）または（２）の何れか一に該当する複数の移動端末装置により構成される移動体通信システム。
【００２４】
上記（６）の移動体通信システムでは、リンク情報をネットワーク中のすべての移動端末装置に送信する際、クラスタヘッドとゲートウェイのみが中継すればよく、少ない中継回数でのルーティングが可能である。このため、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立しデータの到達性を確保することが可能になる。
【００２５】
（７）前記他装置からリンク情報を受信するように構成されたリンク情報受信手段と、前記リンク情報受信手段によって受信されたリンク情報を保存するトポロジ情報保存手段と、当該アドホックネットワークを構成する任意の移動端末装置間を中継する移動端末装置のリストを作成し該リストを当該アドホックネットワークにおける各移動端末装置に供給し得るルーティング手段と、を有するトポロジ管理装置と、
前記トポロジ管理装置にリンク情報を送信するリンク情報送受信部と、前記リストを前記トポロジ管理装置に問い合わせるルーティング部を具備することを特徴とする（１）または（２）の何れか一に該当する複数の移動端末装置により構成される移動体通信システム。
【００２６】
上記（７）の移動体通信システムでは、トポロジ管理装置によりリンク情報の収集とルーティング処理を集中させることで、ネットワーク中のすべての移動端末装置にリンク情報を送信する必要がなく、制御パケット量を小さく抑えることができる。従って、相対的に少ない制御パケットによってデータを送信する経路を確立しデータの到達性を確保することが可能になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、クラスタヘッドがリンク情報を送信し、クラスタヘッドとゲートウェイがリンク情報を中継することにより、クラスタ構造のみのトポロジ情報を少ない中継回数で収集することとが可能になり、従来の装置（システム）に比し、相対的に少ない制御パケットによって送信データの到達性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述することにより本発明を明らかにする。
（ゲートウェイの選択）
先ず、アドホックネットワークにおいて、被送信情報の送信元および到達先の両クラスタヘッド間を１基または２基のゲートウェイで中継するに際し、複数の経路が存在する場合に、端末以外のアクセスポイント等による交換機能を俟たずに（アドホックネットワークではこの種のアクセスポイントを含まない）任意の両端末同士で適切にルーティングを確立するための一般的要請と解決の方途について概略を説明する。
【００２９】
図２６は、被送信情報の送信元および到達先の両クラスタヘッド間を１基または２基のゲートウェイで中継する状況を表す図である。
例えば、図２６（ａ）に示すように、クラスタヘッドＣＨ１からクラスタヘッドＣＨ２に到達するには、ゲートウェイＧＷ１（そのＩＤを「１」とする）またはゲートウェイＧＷ２（そのＩＤを「２」とする）の何れかを中継する２通りの候補が存在する場合において、両クラスタヘッドＣＨ１およびＣＨ２において一義的に中継端末たるゲートウェイが特定されることを要する。
【００３０】
図２６（ａ）の場合では「中継候補となる２つのゲートウェイのうちＩＤ（例として番号であるとする）が最大であるものを指定する」といった規約を当該アドホックネットワークの構成員たる全ての端末で共有するようにしておけば、この共通の規約に依拠してゲートウェイを選択する限り、両クラスタヘッドＣＨ１およびＣＨ２においてこの選択に齟齬が生じる虞は無い。
【００３１】
また、図２６（ｂ）は、クラスタヘッドＣＨ１からクラスタヘッドＣＨ２に到達するについて２基のゲートウェイで中継する場合を表している。この場合は、クラスタヘッドＣＨ１→ゲートウェイＧＷ１（ＩＤ：１）→ゲートウェイＧＷ４（ＩＤ：４）→クラスタヘッドＣＨ２の経路と、クラスタヘッドＣＨ１→ゲートウェイＧＷ２（ＩＤ：２）→ゲートウェイＧＷ３（ＩＤ：３）→クラスタヘッドＣＨ２の経路の２通りの経路が存在する。
この場合では、次のように場合に応じて段階的な判定を実行するような規約に依れば、何れか一の経路が一義的に定まる。
即ち、先ず、「当該各２基のゲートウェイのＩＤの数値の合計値が同値でない場合には：該合計値が最小となる移動端末装置の組み合わせのうち自装置に近い方の移動端末装置をゲートウェイに指定する」
【００３２】
また、「該合計値が同値の場合には：第１ステップとして…当該２基のゲートウェイのうちＩＤの数値が小さい方のＩＤが最大であるゲートウェイを含む組み合わせを選択し、次いで、第２のステップとして…該選択された２基のゲートウェイのうち自装置に近い方のゲートウェイを指定する」といった規約を当該アドホックネットワークの構成員たる全ての端末で共有するようにしておけば、この共通の規約に依拠してゲートウェイを選択する限り、両クラスタヘッドＣＨ１およびＣＨ２においてこの選択に齟齬が生じる虞は無い。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１乃至図１３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る移動通信システムの構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る移動通信システムとしてのアドホックネットワークの構成を表す図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム１００は、複数の移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９を具備している。
図１に例示の移動通信システム１００では、その構成要素たる各移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９は全て同様の構成で、同様の機能を持つが、以下に詳述するところから理解されるとおり、各移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９は後述するような特定の各機能において同様の仕様を満足することを要するが、それらの仕様を充足した上で更に他の機能を有することが排除されるべきものではなく、また、上記仕様（機能上の仕様）を満足するものであれば、そのための構成については必ずしも相似的なものであることが必須とされるものでもない。
【００３４】
これら各移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９は、（１）クラスタヘッド、（２）ゲートウェイ、（３）メンバ、の３つの状態のうち何れか１つの状態をとる。
また、クラスタヘッドの状態をとる移動端末装置を中心にクラスタと呼ばれるグループを形成し、自装置が属するクラスタのクラスタヘッドを親に指定する。
各移動端末装置の状態、および指定する親は、固定的ではなく、他の端末（移動端末装置）との相対的な位置関係により動的に変化する。
【００３５】
（移動端末装置の状態）
移動通信システム１００における各移動端末装置の状態は、以下の各条件を満たす原則に沿うように動的に決定される。
（１）全ての端末はクラスタヘッドであるかまたは、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
（３）隣接するクラスタのクラスタヘッド間は１つまたは２つのゲートウェイによって接続される。
但し、上記における「隣接するクラスタ」は以下のとおり定義される。
（ａ）あるクラスタヘッドからみて、自装置のクラスタに属する隣接端末の隣接端末が属するクラスタ
または、
（ｂ）あるクラスタヘッドからみて，自装置の隣接端末が属するクラスタ
図１の例では、クラスタヘッドＭＴ＃１のクラスタＡに属するＭＴ＃３が隣接するＭＴ＃７はクラスタＣに属している。そのためクラスタＡとクラスタＣは隣接する（隣接するクラスタの定義ａ）。
【００３６】
また、クラスタヘッドＭＴ＃６に隣接するＭＴ＃８はクラスタＤに属する。そのためクラスタＣとクラスタＤは隣接する（隣接するクラスタの定義ｂ）。
同様に、クラスタＡとクラスタＢ、クラスタＡとクラスタＣは隣接する。
しかし、クラスタＢとクラスタＣは上記定義に該当せず隣接しない。そして、クラスタヘッドＭＴ＃１とＭＴ＃４を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃３、クラスタヘッドＭＴ＃１とＭＴ＃６を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃３およびＭＴ＃７、クラスタヘッドＭＴ＃６とＭＴ＃９を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃８が選択されている。
【００３７】
尚、図１では移動端末装置の数は９であるが、移動端末装置の数に制限はない。
本実施の形態において、クラスタヘッドは、自己たる移動端末装置（「自装置」と称する）に隣接している端末との間のリンク情報、および、隣接クラスタのクラスタヘッドに２つのゲートウェイで接続されている場合は両ゲートウェイ間のリンク情報を送信する。
また、クラスタヘッドとゲートウェイは、他のクラスタヘッドによって送信されたリンク情報を受信した場合に、受信したリンク情報を転送する。
【００３８】
以上の送信ないし転送によって、このアドホックネットワーク中の全端末がルーティングに必要なリンク情報を認識できる。
上述における「リンク情報」とは、（１）自装置のＩＤと、（２）自装置に隣接している１つ以上の端末のＩＤとで構成され、（１）（２）のＩＤを持つ端末間にリンクが存在することを示すものである。
例えば、自装置のＩＤがＭＴ＃７で、隣接端末のＩＤがＭＴ＃３とＭＴ＃６である場合は、ＭＴ＃７とＭＴ＃３の間と、ＭＴ＃７とＭＴ＃６の間とに、それぞれリンクが存在することを示す。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９（以下「移動端末装置２００」と総称する）の構成について説明する。
（移動端末装置の構成）
図２は、本実施の形態に係る移動端末装置２００の構成を表す機能ブロック図である。
移動端末装置２００は、ハローパケット送受信部２０１と、リンク情報送受信部２０２と、中継判断部２０３と、データ送受信部２０４と、クラスタリング部２０５とルーティング部２０６と、隣接端末リスト保存部２０７と、状態保存部２０８と、トポロジ情報保存部２０９と、ルーティングテーブル保存部２１０とを具備している。以下、各構成部について順に説明する。
隣接端末リスト保存部２０７は図３のような隣接端末テーブル２０７Ａ乃至２０７Ｂ  を保持する。
【００４０】
（隣接端末テーブルの例）
図３は、図１のアドホックシステムの構成要素である移動端末装置ＭＴ＃１がその隣接端末リスト保存部２０７（図２）に保有している隣接端末テーブル２０７Ａ乃至２０７Ｂの例である。
隣接端末テーブル２０７Ａには、隣接端末ＩＤ、状態（クラスタヘッドＨ；ゲートウェイＧＷ；メンバＭ）、ゲートウェイ指定（ＧＷ）、被ゲートウェイ指定（被ＧＷ指定）、親として指定している移動端末装置のＩＤ（親ＩＤ）、および、ポインタが含まれる。
図３において、「隣接端末ＩＤ」は自装置と隣接している端末のＩＤである。「状態」は、当該隣接端末がクラスタヘッド（Ｈ）であるか、ゲートウェイ（Ｇ）であるか、メンバ（Ｍ）であるかを示す。
【００４１】
「ＧＷ指定」は、自装置が当該隣接端末をゲートウェイとして指定している（Ｙ）か否（Ｎ）かを示す。
「被ＧＷ指定」は、自装置が当該隣接端末によってゲートウェイとして指定されている（Ｙ）か否（Ｎ）かを示す。
「親ＩＤ」は当該隣接端末が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤ、即ち、親として指定している端末のＩＤを示す。
「ポインタ」は、当該隣接端末に関する２ホップ隣接テーブルを指示する。
【００４２】
図３の例では、「ポインタ」は、隣接端末ＭＴ＃３に関する２ホップ隣接テーブル２０７Ｂを指示している。
２ホップ隣接テーブル２０７Ｂにおいて、隣接端末ＩＤは当該隣接端末が隣接している端末（以下２ホップ端末）、つまり自装置から２ホップの距離にある端末のＩＤである。
「親ＩＤ」は当該２ホップ端末が属するクラスタのクラスタヘッドのＩＤ、つまり親として指定している端末のＩＤを示す。
状態保存部２０８は図４のような状態保存テーブル２０８Ａを保持する。状態保存テーブル２０８Ａには、移動端末装置２００の「状態」、「親ＩＤ」の情報が含まれる。
【００４３】
（状態保存テーブルの例）
図４はＭＴ＃１に係る状態保存テーブルの例である。ＭＴ＃１はクラスタヘッドなので「状態」がＨ（クラスタヘッド）、「親ＩＤ」は自装置を指定してＭＴ＃１である。
ルーティングテーブル保存部２１０は、図５のようなルーティングテーブル２１０Ａを保持する。ルーティングテーブル２１０Ａには、自装置以外の端末のＩＤと、当該自装置以外の端末に通信パケットを送信する際、中継となる隣接端末のＩＤ（Ｎｅｘｔ  Ｈｏｐ）とを含む。
【００４４】
（トポロジテーブルの例）
トポロジ情報保存部２０９は、図６のような２０９Ａを保持する。トポロジテーブル２０９Ａは、ネットワーク中の各端末に１つ保持され、当該各端末のＩＤと各端末に隣接する端末のＩＤのリストを示す。
図６の例では、たとえばＭＴ＃１はＭＴ＃２とＭＴ＃３とに隣接していることを示す。また、トポロジ情報保存部２０９は、トポロジテーブル２０９Ａを参照し、ルーティングテーブル２１０Ａを作成し、ルーティングテーブル保存部２１０に保存するように構成される。
トポロジテーブル２０９Ａからルーティングテーブル２１０Ａを求める方法としては、例えば、最短距離問題を解くためのアルゴリズムであるダイクストラ法などの公知の手法を適用可能である。
【００４５】
ハローパケット送受信部２０１は、繰り返し（例えば定期的に）ハローパケットを送信し、または他の端末からのハローパケットを受信するように構成される。
ハローパケット送受信部２０１は、自装置のＩＤ（ＩＤ）と自装置の状態（ｓｔａｔｅ）と、自装置の親となる端末のＩＤ（Ｈｅａｄ  ＩＤ）と、隣接端末のＩＤ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  ＩＤ）と、該隣接端末が親に指定するクラスタヘッドのＩＤ（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｈｅａｄ  ＩＤ）と、該隣接端末をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグ（ＧＷ  Ｆｌａｇ）と、をハローパケットに入れて定期的にブロードキャスト送信する。
上述における「ブロードキャスト」とは、あて先端末を定めず、送信パケットを受信可能な端末すべてが受信する通信形態のことをいう。
【００４６】
（ハローパケットのフォーマットの例）
を図７に示す。ＧＷ  Ｆｌａｇは隣接端末をゲートウェイに指定しているか否かを示す。
例えば、ＧＷ  Ｆｌａｇが「Ｙ」の場合、ゲートウェイとして指定している端末のＩＤと該端末の親の端末のＩＤのセットを該ＧＷ  Ｆｌａｇの下のフィールドに記述する。
ゲートウェイとその親の端末のＩＤのセットは複数記述することができ、Ｌｉｎｋ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｉｚｅはその個数を示す。
同様にＧＷ  Ｆｌａｇが「Ｎ」の場合には、ゲートウェイとして指定していない端末とその親のＩＤを記述する。
【００４７】
尚、ハローパケットのフォーマットは図７に例示のもの限定されず、図８の様であってもよい。図８では共通のＧＷ  Ｆｌａｇと親ＩＤを持つ端末ごとにまとめて記述している点が図７と異なる。このように記述すると、各ノードに対する親ＩＤを記述しなくて済むので、パケットサイズを小さくすることができる。
また、ハローパケット送受信部２０１は、他の端末が送信した上述のものと同様のハローパケットを受信し、他の端末の「隣接ＩＤ」と該他の端末の「状態」と、当該隣接端末によってゲートウェイとして指定されているか否かを示す「被ＧＷ指定」と、該他の端末の親端末のＩＤを表す「親ＩＤ」とを隣接端末リスト保存部２０７内の隣接端末テーブル２０７Ａに保存する。
【００４８】
更に、該他の端末に隣接する端末の「隣接端末ＩＤ」、および、「親ＩＤ」を隣接端末リスト保存部２０７内の隣接端末テーブル２０７Ｂに保存する。このようにすることにより、各移動端末装置２００は、自装置から２ホップ以内のネットワークトポロジと、２ホップ以内の端末が属するクラスタを認識することができる。
リンク情報送受信部２０２は、繰り返し（例えば定期的に）リンク情報をフラッディングして、他の端末が送信したリンク情報を受信、または、他の端末から受信したリンク情報を転送するように構成される。
【００４９】
リンク情報送受信部２０２は、状態保存部２０８内の状態保存テーブル２０８Ａを参照し、自装置の状態がクラスタヘッド（Ｈ）である場合に、隣接端末リスト保存部２０７内の隣接端末テーブル２０７Ａ、および２０７Ｂを参照して、リンク情報を作成する。リンク情報には以下のリンクの情報が含まれる。
（１）自装置と自装置を親に指定しているメンバの間のリンク
（２）自装置と自装置がゲートウェイとして指定しているノードとの間のリンク
（３）隣接クラスタのクラスタヘッドまで３ホップの場合における中継ゲートウェイ間のリンク
【００５０】
上述したところを換言すれば、リンク情報送受信部２０２は、前記各移動端末装置のＩＤとして数値が割当てられている場合において、自装置の状態がクラスタヘッドであるときには、
自装置のＩＤと、自装置を親に指定しているメンバの状態である他装置のＩＤと、自装置がゲートウェイとして指定しているノードたる他装置のＩＤと、を含むリンク情報を送信し、
隣接するクラスタのクラスタヘッドたる他装置まで２基のゲートウェイで接続され、且つ、該２基のゲートウェイのうちＩＤの大きい方のゲートウェイに隣接しているクラスタヘッドのなかで自装置のＩＤが最大の場合においては、この２基のゲートウェイの各ＩＤと、を含むリンク情報を送信し、
当該他装置から上述のリンク情報と同様のリンク情報を受信したときには、自装置の状態がクラスタヘッドまたはゲートウェイであり、且つ、該受信したリンク情報と同様のリンク情報を過去に送信していないときには、該受信したリンク情報を中継する。
【００５１】
（リンクの選択方法）
図９は、クラスタヘッドがリンク情報として送信するリンクの選択方法を例示するフローチャートである。
各クラスタヘッドは、少なくとも、自装置と自装置を親に指定しているメンバ間のリンクを選択する（ステップＳ９０１）。
次いで、自装置と自装置がゲートウェイとして指定している端末との間のリンクをリンク情報として選択する（ステップＳ９０２）。
更に、ゲートウェイ間のリンクはクラスタヘッドが直接保持していないので、どのクラスタヘッドがリンク情報として送信するか決定する必要がある。
【００５２】
本実施の形態においては、該当する２つゲートウェイのうちＩＤの大きい方のゲートウェイに隣接しているクラスタヘッドのなかでＩＤが最大のクラスタヘッドに該当するか否かを判断し（ステップＳ９０３）、該当する場合には（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、該当するゲートウェイ間のリンクをリンク情報として選択する（ステップＳ９０４）。
そして、上記ステップＳ９０１、ステップＳ９０２、および、ステップＳ９０４で選択したリンクをリンク情報として送信する（ステップＳ９０５）。
【００５３】
図１のアドホックネットワーク（移動通信システム）においては、クラスタＡのクラスタヘッドＭＴ＃１はＭＴ＃１−ＭＴ＃２間（ステップＳ９０１で選択）、ＭＴ＃１−  ＭＴ＃３間（ステップＳ９０２で選択）のリンク情報を送信する。
クラスタＢのクラスタヘッドＭＴ＃４は、ＭＴ＃４−  ＭＴ＃５間（ステップＳ９０１で選択）、ＭＴ＃４−  ＭＴ＃３間（ステップＳ９０２で選択）のリンク情報を送信する。
【００５４】
クラスタＣのクラスタヘッドＭＴ＃６は、ＭＴ＃６−  ＭＴ＃７間（ステップＳ９０２で選択）、ＭＴ＃６−  ＭＴ＃８間（ステップＳ９０２で選択）、さらにゲートウェイ間リンクであるＭＴ＃７−  ＭＴ＃３間（ステップＳ９０４で選択）のリンク情報を送信する（ステップＳ９０５）。
上述のように、クラスタを構成する全てのリンクがクラスタヘッドによって重複なく送信される。
【００５５】
（リンク情報のパケットフォーマット）
図１０は、リンク情報のパケットフォーマットを示す図である。Advertised  Neighbor  Main  ＩＤは、隣接端末のＩＤで、Advertised  2hop  Neighbor  ＩＤは２ホップ端末のＩＤである。
パケットは複数のフィールドに区切られ、各フィールドの長さはLink  Message  Sizeが示す。
Link  Message  Size  が示す１つ目のフィールドには、送信すべきゲートウェイ間リンクを持たない隣接端末のＩＤのリストを記述する。
【００５６】
図１のアドホックネットワーク（移動通信システム）においては、クラスタＡのクラスタヘッドＭＴ＃１では，ＭＴ＃２およびＭＴ＃３のＩＤを記述する。これにより、クラスタヘッドとそれに隣接するメンバやゲートウェイ間のリンクの存在が表現できる。
Link  Message  Size  が示す２つ目以降フィールドには、送信すべきゲートウェイ間リンクを持つ隣接端末をNeighbor  Main  ＩＤとして、また２ホップ端末のＩＤをAdvertised  2hop  Neighbor  ＩＤとして記述する。これによりＩＤがNeighbor  Main  ＩＤの端末とＩＤがAdvertised  2hop  Neighbor  ＩＤの端末との間のリンクの存在、つまりゲートウェイ間のリンクを表現できる。
【００５７】
また、リンク情報送受信部２０２は、他の端末からのリンク情報を受信すると、リンク情報をトポロジ情報保存部２０９内のトポロジテーブル２０９Ａに保存する。
更に、リンク情報送受信部２０２は、受信したリンク情報を転送するかどうかを中継判断部２０３に問い合わせる。リンク情報送受信部２０２は、中継判断部２０３から中継指示があった場合、受信したリンク情報を転送する。
【００５８】
中継判断部２０３は、リンク情報送受信部２０２からリンク情報を転送するかどうか問い合わせがあった場合、状態保存部２０８に保持されている状態保存テーブル２０８Ａを参照し、自装置がクラスタヘッドまたはゲートウェイの状態にある場合には、リンク情報送受信部２０２に転送指示を出すように構成される。
但し、自装置がクラスタヘッドまたはゲートウェイの状態にある場合であっても、過去に送信したリンク情報と同一のリンク情報の場合には、転送指示を出さない。
【００５９】
データ送受信部２０４は、端末間で行われるデータ通信や音声通話などの通信パケットをユニキャストで送信、受信、または転送するように構成される。
上述における「ユニキャスト」とは、通信相手端末を指定し、指定した通信相手端末にのみパケットを届ける通信形態である。
データ送受信部２０４は、通信パケットを送信する場合、あて先端末に通信パケットを届けるための中継端末となる隣接端末のＩＤをルーティング部２０６に問い合わせ、該当するＩＤの端末に通信パケットを送信する。
【００６０】
また、データ送受信部２０４は、他の端末から通信パケットを受信したとき、受信した通信パケットを転送する隣接端末のＩＤをルーティング部２０６に問い合わせる。この問い合わせに応じてルーティング部２０６からＩＤの回答があったときに、該当するＩＤの端末に通信パケットを転送する。
クラスタリング部２０５は、隣接端末リスト保存部２０７に保持された隣接端末テーブル２０７Ａおよび２０７Ｂを参照し、自装置の状態、親を決定し、状態保存部２０８内の状態保存テーブル２０８Ａに保存する。
【００６１】
また、クラスタリング部２０５はゲートウェイに指定する隣接端末を決定し、隣接端末テーブル２０７Ａに保存するように構成される。
基本的には、まず、クラスタヘッドを決定し、その後ゲートウェイを決定する。
図１１は、端末の状態遷移を表す図である。クラスタヘッド、ゲートウェイ、メンバの各状態から他の状態へ遷移する。図示のとおり、クラスタヘッドからゲートウェイへの遷移のみ存在しない。
【００６２】
図１２は、クラスタヘッド決定に関する処理を例示するフローチャートである。
自装置の現在の状態がクラスタヘッドである場合には、隣接端末の中に自装置よりＩＤが大きいクラスタヘッドが存在する場合には（Ｓ１２０１：Ｙｅｓ）、自装置の状態をメンバに遷移させ、且つ、隣接するクラスタヘッドの中でＩＤが最大の端末を親とする（Ｓ１２０２、状態遷移図（１））。
自装置の状態がゲートウェイまたはメンバである場合には、隣接端末のなかにクラスタヘッドが存在しない場合（Ｓ１２０３：Ｙｅｓ）、自装置の状態をクラスタヘッドとする（Ｓ１２０４、状態遷移図（２）、（３））。
【００６３】
一方、隣接端末のなかにクラスタヘッドが存在する場合には（Ｓ１２０３：Ｎｏ）、現在、親に指定しているクラスタヘッドが存在しない場合（Ｓ１２０５：Ｙｅｓ）、自装置の状態をメンバとし、且つ、存在するクラスタヘッドの中で最大のＩＤを持つ端末を親に指定する（Ｓ１２０６、状態遷移図（４）、（７））。このようにクラスタヘッドを決定することで、
（１）全ての端末はクラスタヘッドであるかまたは、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
という本システムにおける原則のうちの２つの要件を満たす構造ができる。
【００６４】
図１３は、クラスタヘッド決定後のゲートウェイ決定に関する処理を例示するフローチャートである。
自装置の状態がクラスタヘッドである場合、どの隣接端末をゲートウェイトするか決定する。
クラスタヘッドは、まず、隣接端末リスト保存部２０７を参照して、隣接するクラスタのクラスタヘッドのＩＤを抽出する（Ｓ１３０１）。
【００６５】
そして各隣接クラスタのクラスタヘッドに接続するためのゲートウェイを決定する。
隣接クラスタのクラスタヘッドまで２ホップで接続可能な場合（Ｓ１３０２：Ｙｅｓ）、中継の候補となる端末の中で最もＩＤが大きい端末をゲートウェイに指定する（Ｓ１３０３）。
一方、隣接クラスタのクラスタヘッドまで３ホップでしか接続できない場合には（Ｓ１３０２：Ｎｏ）、２つの端末をゲートウェイとして選択することとなる。
【００６６】
この選択方法は、該当クラスタのクラスタヘッドまでの中継２端末の組み合わせの中でＩＤの合計値が最大の組み合わせを選択する。もし、同値の場合は、ＩＤが小さい方の端末のＩＤが最大の組み合わせを選択する（Ｓ１３０４）。
選択した２つの端末のうち自身に隣接する端末をゲートウェイに選択する。自装置に隣接しない方の端末は前記該当クラスタのクラスタヘッドがゲートウェイに選択することになる。選択したゲートウェイは、ハローパケット(GW Flag)によって隣接端末に知らせる。
【００６７】
上述のようにして選択したゲートウェイは、ハローパケット（ＧＷ  Ｆｌａｇ）によって隣接端末に知らせる。
現在、ゲートウェイまたはメンバの状態にある端末は、このハローパケットを受信することによって、自装置がゲートウェイに指定されているか否を認識することができる。
メンバがハローパケットを受信したとき、ゲートウェイとして指定されていれば（Ｓ１３０５：Ｙｅｓ）、自装置の状態をゲートウェイとする（Ｓ１３０６、状態遷移図（５））。
【００６８】
一方、現在ゲートウェイの状態の端末は、どのクラスタヘッドからもゲートウェイに指定されていなくなると（Ｓ１３０７：Ｎｏ）、自装置の状態をメンバに遷移させる（Ｓ１３０８、状態遷移図（６））。
以上のゲートウェイ決定の処理により、
本システムにおける原則の３番目の要件たる：
（３）隣接するクラスタのクラスタヘッド間は１つまたは２つのゲートウェイによって接続される
を満たす構造ができ、たとえば、図１のようなクラスタ構造が出来上がる。
【００６９】
本実施の形態においては、クラスタリング部２０５の動作は、クラスタを構成するための一例であり、他の動作によってクラスタを構成してもよい。
ルーティング部２０６はデータ送受信部２０４の要求を受け、ルーティングテーブル保存部２１０内のルーティングテーブル２１０Ａを参照することにより、通信パケットを中継する隣接端末のＩＤをデータ送受信部２０４に通知するように構成される。ルーティング部２０６は通信パケットのあて先端末のＮｅｘｔＨｏｐのＩＤをデータ送受信部２０４に通知する。
【００７０】
図１４は、本実施の形態に係る移動端末装置２００のハードウェアの構成例を表す図である。
移動端末装置２００は、ＣＰＵ１４０１、メモリ１４０２、およびネットワークインタフェース１４０３を含んで構成される。
図２の機能ブロック図におけるハローパケット送受信部２０１はＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
リンク情報送受信部２０２は、ＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
中継判断部２０３はＣＰＵ１４０１により実現される。
データ送受信部２０４はＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
【００７１】
クラスタリング部２０５はＣＰＵ１４０１により実現される。
ルーティング部２０６はＣＰＵ１４０１により実現される。
隣接端末リスト保存部２０７はメモリ１４０２により実現される。
状態保存部２０８はメモリ１４０２により実現される。
トポロジ情報保存部２０９はＣＰＵ１４０１およびメモリ１４０２により実現される。
ルーティングテーブル保存部２１０はメモリ１４０２により実現される。
【００７２】
続いて、本実施の形態に係る移動端末装置の動作について図１５乃至図１８を用いて説明する。
以下では、移動端末装置の動作として、
（１）クラスタ構成時の動作
（２）リンク情報送信時の動作
（３）通信パケット送信時の動作
の３つについて順に説明する。
【００７３】
まず、（１）クラスタ構成時の移動端末装置の動作について図１５を用いて説明する。
図１５は、図１の移動通信システム１００に参加したときの各端末たる本実施の形態に係る移動端末装置の動作を表す図である。
図１５は図１のトポロジに対応し、ＭＴ＃１〜ＭＴ＃９まで数字の順番に移動通信システム１００へ参加したときの各端末の動作を示している。
図１５では、説明の便宜上、端末の初期状態はメンバであると仮定しているが、どの状態でもよい。
【００７４】
移動端末装置２００は、移動通信システム１００に参加すると定期的にハローパケットを送信する。また、他の端末からのハローパケットを受信し、図３を参照して既述の隣接端末テーブル２０７Ａおよび２０７Ｂを更新する。
先ず、ＭＴ＃１が移動通信システム１００に参加すると、隣接端末が存在しないので自らの状態をクラスタヘッドにする（Ｓ１５０１、状態遷移図（２））。
次にＭＴ＃２が参加する。ＭＴ＃２はハローパケットによりクラスタヘッドＭＴ＃１と隣接していることを認識し、自らの状態はメンバのままでＭＴ＃１を親に指定する。
同様にＭＴ＃３が参加するとＭＴ＃３は自らの状態はメンバのままでＭＴ＃１を親に指定する。
【００７５】
次にＭＴ＃４が参加すると、隣接端末はＭＴ＃３のみでクラスタヘッドは存在しないので自らの状態をクラスタヘッドにする（Ｓ１５０２）。そして、隣接するクラスタＡのクラスタヘッドＭＴ＃１に接続するためのゲートウェイとしてＭＴ＃３を指定する。
上述とは逆に、ＭＴ＃１はＭＴ＃４に接続するためのゲートウェイとしてＭＴ＃３を指定する。
ＭＴ＃３はハローパケットによりＭＴ＃１、ＭＴ＃４によってゲートウェイとして指定されていることを認識し、自らの状態をゲートウェイとする（Ｓ１５０３、状態遷移図（５））。
【００７６】
ＭＴ＃５が参加するとＭＴ＃４を親に指定する。
ＭＴ＃６が参加すると、周囲に隣接端末が存在しないので自らの状態をクラスタヘッドとする（Ｓ１５０４、状態遷移図（２））。
次に、ＭＴ＃７が参加すると、ＭＴ＃６は、ＭＴ＃７、ＭＴ＃３経由でＭＴ＃１と接続され、ＭＴ＃１までのゲートウェイとしてＭＴ＃７を指定する。
ＭＴ＃７はハローパケットによりＭＴ＃６によってゲートウェイに指定されていることを認識し、自らの状態をゲートウェイとする（Ｓ１５０５、状態遷移図（５））。
次にＭＴ＃８が参加し、ＭＴ＃６を親に指定する。
【００７７】
ＭＴ＃９が参加すると、隣接端末の中にクラスタヘッドがいないので自らの状態をクラスタヘッドにする（Ｓ１５０６、状態遷移図（２））。
更にＭＴ＃９はＭＴ＃６に接続するためのゲートウェイとしてＭＴ＃８を指定する。
同様に、ＭＴ＃６はＭＴ＃９までのゲートウェイとしてＭＴ＃８を指定する。
ＭＴ＃８は、ハローパケットによりＭＴ＃６、ＭＴ＃９にゲートウェイとして指定されていることを認識し、自らの状態をゲートウェイとする（Ｓ１５０７、状態遷移図（５））。
以上のようにして、クラスタヘッドおよび、ゲートウェイが決定されクラスタが構成される。
【００７８】
次に、（２）リンク情報送信時の動作（リンク情報の送信方法）について説明する。
尚、リンク情報の送信は上述のクラスタの構成を利用することを特徴としている。
具体的には、クラスタヘッドが、自装置と自装置を親に指定しているメンバの間のリンク、自装置と自装置がゲートウェイとして指定している端末との間のリンク、隣接クラスタのクラスタヘッドまで３ホップの場合におけるゲートウェイ間のリンクをリンク情報として送信し、クラスタヘッドとゲートウェイが上述のようなリンク情報を転送する。
【００７９】
このリンク情報を受信した端末は、トポロジ情報保存部２０９に保存する。各端末が上述のようなリンク情報をトポロジ情報保存部２０９に保有する状態が確立することにより、全ての端末がネットワークのトポロジを把握し、公知のダイクストラ法などを用いてルーティングテーブルを作成し、ルーティングテーブル保存部２１０に保存することにより、ルート計算が可能になる。
【００８０】
図１６は、リンク情報送信時における移動端末装置の動作を表す図である。
図１７は、図１６の動作によって形成され送信されるリンク情報パケットを表す図である。
以下に、この図１６を用い図１７をも適宜参照してリンク情報送信時の移動端末装置２００の動作について説明する。尚、図１６は図１のトポロジに対応している。
クラスタヘッドであるＭＴ＃１、ＭＴ＃４、ＭＴ＃６、ＭＴ＃９は定期的にリンク情報を生成して送信する。リンク情報は図９を参照して既述の処理に従い生成される。
ＭＴ＃１は、Ｓ９０１によりＭＴ＃１−ＭＴ＃２間のリンクを、Ｓ９０２によりＭＴ＃１−ＭＴ＃３間のリンクをリンク情報にいれる。図１７ａにこのときのリンク情報パケットを示す。
【００８１】
図１７ａはＩＤがＭＴ＃１でリンク情報の送信端末がＭＴ＃１であることを示している。
Link  Message  Sizeにより２つの隣接端末との間のリンクを送信することが表され、Advertised  Neighbor  Main  ＩＤによりＭＴ＃１−ＭＴ＃２間とＭＴ＃１−ＭＴ＃３間にリンクが存在することが表されている。
ＭＴ＃１はリンク情報を生成するとそのリンク情報を送信する（Ｓ１６０１）。
このリンク情報はＭＴ＃１の隣接端末であるＭＴ＃２、ＭＴ＃３が受信する。
このうちＭＴ＃３はゲートウェイなので、受信した隣接端末を中継し、再送信する（Ｓ１６０２）。
【００８２】
ＭＴ＃３によって中継されたリンク情報はＭＴ＃３に隣接する、ＭＴ＃１、ＭＴ＃４、ＭＴ＃７が受信する。ＭＴ＃４およびＭＴ＃７はそれぞれクラスタヘッド、ゲートウェイなので受信したリンク情報を中継する（Ｓ１６０３、Ｓ１６０４）。
一方、ＭＴ＃１はクラスタヘッドではあるが、同じリンク情報をすでに送信しているので、中継は行わない。
【００８３】
同様にして、ＭＴ＃７が中継したリンク情報をＭＴ＃６が中継し（Ｓ１６０５）、更に、ＭＴ＃８およびがＭＴ＃９が順次中継することにより（Ｓ１６０６、Ｓ１６０７）、ＭＴ＃１が生成したリンク情報はネットワーク中の全端末に送信される。
同様に、クラスタヘッドＭＴ＃４は図１７ｂのリンク情報を生成、送信し（Ｓ１６０８）、クラスタヘッドおよびゲートウェイによって中継され、ネットワーク全体に送信される。
【００８４】
クラスタヘッドＭＴ＃６は図１７ｃのリンク情報を生成し、送信する（Ｓ１６０９）。このとき、ＭＴ＃６と隣接するクラスタＡのクラスタヘッドＭＴ＃１の距離は３ホップ（間に２つのゲートウェイがある）ため、ＭＴ＃１または、ＭＴ＃６がゲートウェイＭＴ＃３−ＭＴ＃７間のリンク情報を送信しなければならないが、ＭＴ＃６側のゲートウェイＭＴ＃７の方が、ＭＴ＃１側のゲートウェイＭＴ＃３よりもＩＤが大きいため（Ｓ９０３）、ＭＴ＃６がＭＴ＃３−ＭＴ＃７間のリンク情報を送信する。
【００８５】
クラスタヘッドＭＴ＃９も同様に図１７ｄのリンク情報を生成し、送信する（Ｓ１６１０）。上述のようにして、クラスタヘッドが持つリンク情報をネットワーク中のすべての端末が把握する。各端末は受信したリンク情報から、ネットワークのトポロジを認識することができ、任意の端末までのルートを計算することができる。
【００８６】
次に、（３）通信パケット（データ通信や音声通話などのためのパケット）の送信時の動作について説明する。
基本的には、上記の（２）リンク情報送信時の動作によって得られるルーティングテーブル２１０Ａに従って通信パケットが送信される。
まず、通信パケット送信時の移動端末装置の動作について説明する。
通信パケットを送信する際、移動端末装置２００は、ルーティングテーブル２１０Ａを参照して、あて先端末に通信パケットを送るために中継するべき隣接端末のＩＤを確認する。
【００８７】
次に、移動端末装置２００は、確認により得られた隣接端末（中継するべき隣接端末）に対して通信パケットを送信する。
図１８は、通信パケット送信時における移動端末装置の動作を表す図である。
次に、ＭＴ＃１からＭＴ＃９へ通信パケットを送信する際の移動端末装置２００の動作について図１８を用いて説明する。
ＭＴ＃１はルーティングテーブルを参照し、ＭＴ＃９へ通信パケットを送信する際のＮｅｘｔｈｏｐがＭＴ＃３であることを認識し、ＭＴ＃３あてに通信パケットを送信する。
【００８８】
ＭＴ＃３は通信パケットを受信すると、ルーティングテーブルを参照し、ＭＴ＃９へ通信パケットを送信する際のNexthopがＭＴ＃７であることを認識し、ＭＴ＃７あてに通信パケットを送信する。
同様にＭＴ＃７、ＭＴ＃６、ＭＴ＃８と中継され、最終的にＭＴ＃９に到着する。このように、ＭＴ＃１からＭＴ＃９へ通信パケットが送信される。即ち、送信データの到達性が確保される。
【００８９】
第１の実施の形態の効果について説明する。
第１の実施の形態に係る移動端末装置によれば、リンク情報としてクラスタを構成するリンクのみを送信すればすべての端末の接続性を保証できる。
また、リンク情報をクラスタヘッドとゲートウェイだけが中継することによってネットワーク中のすべての端末への送信が保証され、一つのリンク情報をネットワーク全体に送信するための送信回数を少なくすることができる。これらの２つの効果から、ルーティングを行うために必要なパケットの量を少なく抑えることが可能である。
【００９０】
（第２の実施の形態）
図１９乃至図２２を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る移動通信システムの構成について説明する。
図１９は、本発明の第２の実施の形態に係る移動通信システムとしてのアドホックネットワークの構成を表す図である。
図１９に示すように、本実施の形態に係る移動通信システム１９００は、複数の移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９と、セルラネットワークのようなインフラネットワーク１９０１上に設置されたトポロジ管理装置（図中ＴＳと表記）１９０２とを含んで構成される。
【００９１】
本実施の形態では、第１の実施の形態における移動端末装置の機能の一部がトポロジ管理装置１９０２によって賄うように構成される。
移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９はすべて同様の構成で、同様の機能を持つが、クラスタヘッド、ゲートウェイ、メンバという３つの状態のうち何れか１つの状態となる。
また、クラスタヘッドを中心にクラスタと呼ばれるグループを形成し、自装置が属するクラスタのクラスタヘッドを親に指定する。
【００９２】
各移動端末装置の状態、および指定する親は、固定的ではなく、他の端末との相対的な位置関係により動的に変化する。移動通信システム１９００における各移動端末装置の状態は以下の条件を満たすように動的に決定される。
（１）全ての端末はクラスタヘッドであるかまたは、クラスタヘッドに隣接している。
（２）クラスタヘッド同士は隣接しない。
（３）隣接するクラスタのクラスタヘッド間は１つまたは２つのゲートウェイによって接続される。
【００９３】
但し、上記における「隣接するクラスタ」は以下のとおり定義される。
（ａ）あるクラスタヘッドからみて、自装置のクラスタに属する隣接端末の隣接端末が属するクラスタ
または、
（ｂ）あるクラスタヘッドからみて，自装置の隣接端末が属するクラスタ
図１９の例では、クラスタヘッドＭＴ＃１のクラスタＡに属するＭＴ＃３が隣接するＭＴ＃７はクラスタＣに属している。そのためクラスタＡとクラスタＣは隣接する（隣接するクラスタの定義ａ）。
また、クラスタヘッドＭＴ＃６に隣接するＭＴ＃８はクラスタＤに属する。そのためクラスタＣとクラスタＤは隣接する（隣接するクラスタの定義ｂ）。
【００９４】
同様に、クラスタＡとクラスタＢ、クラスタＡとクラスタＣは隣接する。
しかし、クラスタＢとクラスタＣは上記定義に該当せず隣接しない。そして、クラスタヘッドＭＴ＃１とＭＴ＃４を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃３、クラスタヘッドＭＴ＃１とＭＴ＃６を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃３とＭＴ＃７、クラスタヘッドＭＴ＃６とＭＴ＃９を接続するゲートウェイとしてＭＴ＃８が選択されている。
【００９５】
尚、図１９では移動端末装置の数は９であるが、移動端末装置の数に制限はない。
本実施の形態において、クラスタヘッドは、自装置に隣接している端末との間のリンク情報をトポロジ管理装置１９０２に送信する。これにより、トポロジ管理装置１９０２はルーティングに必要なリンク情報を得ることができ、任意の端末間のルートを計算することが可能である。
上述における「リンク情報」とは、（１）自装置のＩＤと、（２）自装置に隣接している１つ以上の端末のＩＤとで構成され、（１）（２）のＩＤを持つ端末間にリンクが存在することを示すものである点は、第１の実施の形態について説明したところと同様である。
【００９６】
次に、本実施の形態に係る移動端末装置ＭＴ＃１乃至ＭＴ＃９（第２の実施の形態では「移動端末装置２０００」と総称する）の構成について説明する。
図２０は、本実施の形態に係る移動端末装置２０００の構成を表す機能ブロック図である。
移動端末装置２０００は、ハローパケット送受信部２００１と、リンク情報送受信部２００２と、データ送受信部２００３と、クラスタリング部２００４とルーティング部２００５と、隣接端末リスト保存部２００６と、状態保存部２００７とを具備している。以下、各構成部について順に説明する。
【００９７】
ハローパケット送受信部２００１、クラスタリング部２００４、隣接端末リスト保存部２００６、および、状態保存部２００７については第１の実施の形態と同様である。
即ち、ハローパケット送受信部２００１は、繰り返し（例えば定期的に）ハローパケットを送信し、または他の端末からのハローパケットを受信するように構成される。
ハローパケットは、自装置のＩＤ（ＩＤ）と自装置の状態（state）と、自装置の親となる端末のＩＤ（Head  ID）と、隣接端末のＩＤ（Neighbor  ＩＤ）と、該隣接端末が親に指定するクラスタヘッドのＩＤ（Neighbor  Head  ＩＤ）と、該隣接端末をゲートウェイとして指定しているか否かを示すフラグ（ＧＷ  Flag）と、を含んで既述の図７或いは図８に例示のような所定のフォーマットに適合するように形成され、定期的にブロードキャスト送信される。
【００９８】
クラスタリング部２００４は、隣接端末リスト保存部２００６に保持された図３を参照して上述のものと同様の隣接端末テーブル２０７Ａおよび２０７Ｂを参照し、自装置の状態、親を決定し、状態保存部２００７内の状態保存テーブル２０８Ａに保存する。
また、クラスタリング部２００４はゲートウェイに指定する隣接端末を決定し、上述の隣接端末テーブル２０７Ａに保存するように構成される。
基本的には、まず、クラスタヘッドを決定し、その後ゲートウェイを決定する点も第１の実施の形態と同様である。
一方、リンク情報送受信部２００２は、リンク情報をトポロジ管理装置１９０２に送信するように構成される。
【００９９】
リンク情報送受信部２００２は、状態保存部２００７を参照し、自らの状態がクラスタヘッドである場合に、隣接端末リスト保存部２００６を参照して、リンク情報を作成する。既述のように、リンク情報に含まれる情報は第１の実施の形態と同様である。
データ送受信部２００３は、端末間でのデータ通信や音声通話などで送信されるパケット（通信パケット）をユニキャストで送信、受信、または転送するように構成される。
データ送受信部２００３は、通信パケットを送信する場合、ルーティング部２００５に、あて先端末に通信パケットを届けるための中継端末となる隣接端末のＩＤのリストを問い合わせ、当該隣接端末のＩＤのリストにおける最初のＩＤの端末に対して、通信パケットおよび当該ＩＤのリストを送信する。
【０１００】
図２１は、図２０におけるデータ送受信部２００３が取得し送信するＩＤのリストを例示する図である。
ＩＤのリストは、例えば図２１のように構成され、送信端末から宛先端末に至るまでに通信パケットを中継する端末を中継順に示している。
データ送受信部２００３は、他の端末から通信パケットを受信したとき、宛先が自装置でなければ、受信したＩＤのリストを参照し、自らのＩＤの次に記載されているＩＤの端末に通信パケットおよび当該ＩＤのリストを転送する。
このとき自装置のＩＤがリストの最後に記載されている場合は、宛先端末へ通信パケットを送信する。
【０１０１】
例えば図２１のＩＤのリストを受信し、自装置のＩＤがＭＴ＃７であるならば、ＭＴ＃７の次に記載されているＩＤ（ＭＴ＃６）の端末へ転送する。
ルーティング部２００５は、データ送受信部２００３の要求を受け、トポロジ管理装置１９０２に問い合わせを行うことにより、通信パケットを中継する中継端末のＩＤのリストをデータ送受信部２００３に通知するように構成される。
【０１０２】
次に、第１の実施の形態のハードウェア構成に関して参照した図１４を援用して第２の実施の形態の移動端末装置２０００のハードウェア構成について説明する。
移動端末装置２０００は、ＣＰＵ１４０１、メモリ１４０２、およびネットワークインタフェース１４０３を含んで構成される。
図２０におけるハローパケット送受信部２００１はＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
リンク情報送受信部２００２は、ＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
【０１０３】
データ送受信部２００３はＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
クラスタリング部２００４はＣＰＵ１４０１により実現される。
ルーティング部２００５はＣＰＵ１４０１およびネットワークインタフェース１４０３により実現される。
隣接端末リスト保存部２００６はメモリ１４０２により実現される。
状態保存部２００７はメモリ１４０２により実現される。
図２２は、移動通信システムにおけるトポロジ管理装置１９０２の構成を表す機能ブロック図である。
【０１０４】
次に、第２の実施の形態におけるトポロジ管理装置１９０２の構成について図２２を用いて説明する。
トポロジ管理装置１９０２は、リンク情報受信部２２０１、ルーティング部２２０２、およびトポロジ情報保存部２２０３を含んで構成される。
リンク情報受信部２２０１は、移動端末装置２０００からのリンク情報を受信し、トポロジ情報保存部２２０３に保存するように構成される。
【０１０５】
トポロジ情報保存部２２０３は、図６を参照して既述のようなトポロジテーブル２０９Ａを保持する。トポロジテーブル２０９Ａには、リンク情報を送信したクラスタヘッドのＩＤと、当該クラスタヘッドに隣接する端末のＩＤとが含まれる。
ルーティング部２２０２は、移動端末装置２０００からの要求を受け、トポロジ情報保存部２２０３を参照し、中継端末のＩＤのリストを計算し、移動端末装置２０００に送信するように構成される。ＩＤのリストの計算は、第１の実施の形態におけると同様に、例えばダイクストラ法を用いて実行される。
【０１０６】
図２３は、トポロジ管理装置１９０２のハードウェア構成を表す図である。
トポロジ管理装置１９０２は、ＣＰＵ２３０１、メモリ２３０２、およびネットワークインタフェース２３０３を含んで構成される。
図２２におけるリンク情報受信部２２０１は、ＣＰＵ２３０１およびネットワークインタフェース２３０３により実現される。
ルーティング部２２０２はＣＰＵ２３０１およびネットワークインタフェース２３０３により実現され、トポロジ情報保存部２２０３はメモリ２３０２により実現される。
図２４および図２５は、図１９の移動通信システムの動作を表す図である。
【０１０７】
以下に、本実施の形態における移動端末装置２０００およびトポロジ管理装置１９０２の動作について図２４乃至図２５を用いて説明する。
尚、（１）クラスタ構成時の動作、（２）リンク情報送信時の動作、（３）通信パケット送信時の動作のうち、（１）クラスタ構成時の移動端末装置の動作については第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
また、（２）リンク情報送信時における移動端末装置２０００の動作は、リンク情報をフラッディングする代わりに、リンク情報をトポロジ管理装置１９０２に送信する点とリンク情報の転送は行わない点とが第１の実施の形態と異なる。
【０１０８】
先ず、（２）リンク情報送信時における移動通信システム１９００全体の動作について図２４を用いて説明する。なお、送信するリンク情報は第１の実施の形態と同様である。クラスタヘッドは定期的にリンク情報をトポロジ管理装置１９０２に送信する。リンク情報を受信したトポロジ管理装置１９０２は受信された情報をトポロジ情報保存部２２０３に保存する。
このように、トポロジ管理装置１９０２はクラスタヘッドが持つリンク情報を把握する。トポロジ管理装置１９０２は受信したリンク情報から、ネットワークのトポロジを認識することができ、任意の端末間のルートを計算することができる。
【０１０９】
次に、（３）通信パケット（データ通信や音声通話などのパケット）の送信時における移動通信システム１１全体の動作について図２５を用いて説明する。
図２５は通信パケットをＭＴ＃１からＭＴ＃９へ送信するシーケンスを示している。
通信パケットを送信するＭＴ＃１のデータ送受信部２００３は、宛先端末に通信パケットを届けるための中継端末のＩＤのリストをルーティング部２００５に問い合わせ、該ルーティング部２００５は、トポロジ管理装置１９０２に中継端末のＩＤのリストを問い合わせる（Ｓ２５０１）。
【０１１０】
問合せを受けたトポロジ管理装置１９０２のルーティング部２２０２は、トポロジ情報保存部２２０３を参照して中継端末のＩＤのリストを作成し、該中継端末のＩＤのリストをＭＴ＃１のルーティング部２００５に返信する（Ｓ２５０２）。
このステップＳ２５０２により、ＭＴ＃１のルーティング部２００５は該中継端末のＩＤのリストを得る。
次いで、ＭＴ＃１のルーティング部２００５は、データ送受信部２００３に対し中継端末のＩＤのリストを通知する。通知を受けたデータ送受信部２００３は、該中継端末のＩＤのリストにおいて最初に記載されているＭＴ＃３に対し通信パケットおよびＩＤのリストを送信する（Ｓ２５０３）。
【０１１１】
ステップＳ２５０３で通信パケットおよびＩＤのリストを受信したＭＴ＃３のデータ送受信部２００３は、該ＩＤのリストを参照し、該ＩＤのリストにおいて自装置の次に記載されているＭＴ＃７に対し通信パケットおよびＩＤのリストを転送する（Ｓ２５０４）。
次に、通信パケットおよびＩＤのリストを受信したＭＴ＃７のデータ送受信部２００３は、該ＩＤのリストを参照し、該ＩＤのリストにおいて自装置の次に記載されているＭＴ＃６に対し通信パケットおよびＩＤのリストを転送する（Ｓ２５０５）。
【０１１２】
同様に、通信パケットおよびＩＤのリストを受信したＭＴ＃６のデータ送受信部２００３は、該ＩＤのリストを参照し、該ＩＤのリストにおいて自装置の次に記載されているＭＴ＃８に対し通信パケットおよびＩＤのリストを転送する（Ｓ２５０６）。
さらに、通信パケットおよびＩＤのリストを受信したＭＴ＃８のデータ送受信部２００３は、該ＩＤのリストを参照し、自装置のＩＤ（ＭＴ＃８）がリストの最後であると判断する。
即ち、宛先端末（ＭＴ＃９）は、自装置に隣接していることになるので、ＭＴ＃８のデータ送受信部２００３は、宛先端末（ＭＴ＃９）に対し通信パケットおよびＩＤのリストを転送する（Ｓ２５０７）。このようにして通信パケットおよびＩＤのリストは宛先端末ＭＴ＃９まで届けられる。即ち、送信データの到達性が確保される。
【０１１３】
以上における第２の実施の形態の効果について説明する。
第２の実施の形態に係る移動端末装置２０００およびトポロジ管理装置１９０２によれば、クラスタヘッドのみが隣接端末の間のリンク情報をトポロジ管理装置１９０２に送信するだけで、トポロジ管理装置１９０２は任意の端末間のルートを計算することが可能である。上記の効果により、オーバヘッドの少ないルーティングを実現することができる。
【０１１４】
図２７は、本発明の効果を端的に説明するための図である。
図２７（ａ）は、従来の技術によるルーティングの様子を表す概念図である。
図２７（ｂ）は、本発明を適用して行うルーティングの様子を表す概念図である。
図２７（ｃ）は、図２７（ａ）と図２７（ｂ）とにおける所要制御パケット量と相関の高い諸元を比較して示す図である。
図２７（ａ）の従来の技術は、既述のＯＬＳＲによるものであり、ＭＰＲを決定することによりＴＣ（Topology  Control）メッセージのフラッディングに係る効率化を図ろうとするものである。
【０１１５】
ＭＰＲはＭＰＲ  Selector  との間のリンク情報をＴＣメッセージとして送信する。
お互いをＭＰＲとした場合には、重複した情報を持つＴＣメッセージを送信することになる。
図２７（ａ）において、リンク情報が矢線で示され、この矢線が双方向に存在するリンクでは重複したメッセージの授受が行われる。
これに対し、  図２７（ｂ）の概念図に示す本発明の技術によれば、既述のとおり、少ない中継回数でフラッディングができ、必要なリンク情報のみを重複することなく送信することにより、ネットワークの連結性が確保される。
【０１１６】
具体的には、図２７（ｃ）に示すような所要制御パケット量と相関の高い諸元を比較して示すように、ＯＳＬＲと表記の従来の技術と本発明の技術では、送信するリンクの情報量については１３対９、送信・中継回数については３対４、リンク情報の送信量については３９対３６である。
尚、図２７（ｃ）の比較図は概念的な比較の便宜のために端的に表現したものであるが、現実のアドホックネットワークを構築するに際しては、一層顕著な効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、アクセスポイント等移動通信ネットワークの基盤（インフラストラクチャ）となる設備の介在を俟つことなく複数の移動端末装置同士が直接に通信パケットを授受するアドホックネットワークの構築に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る移動通信システムとしてのアドホックネットワークの構成を表す図である。
【図２】本実施の形態に係る移動端末装置の構成を表す機能ブロック図である。
【図３】図１のアドホックシステムの構成要素である移動端末装置がその隣接端末リスト保存部に保有している隣接端末テーブルの例を表す図である。
【図４】図２における状態保存部に保持される状態保存テーブルの例を表す図である。
【図５】図２におけるルーティングテーブル保存部に保持されるルーティングテーブルの例を表す図である。
【図６】図２におけるトポロジ情報保存部に保持されるトポロジテーブルの例を表す図である。
【図７】図２におけるハローパケット送受信部を通して授受されるハローパケットのフォーマットの一例を表す図である。
【図８】図２におけるハローパケット送受信部を通して授受されるハローパケットのフォーマットの他の例を表す図である。
【図９】クラスタヘッドがリンク情報として送信するリンクの選択方法を例示するフローチャートである。
【図１０】リンク情報のパケットフォーマットを示す図である。
【図１１】端末の状態遷移を表す図である。
【図１２】クラスタヘッド決定に関する処理を例示するフローチャートである。
【図１３】クラスタヘッド決定後のゲートウェイ決定に関する処理を例示するフローチャートである。
【図１４】本実施の形態に係る移動端末装置のハードウェアの構成例を表す図である。
【図１５】図１の移動通信システムに参加したときの各端末たる本実施の形態に係る移動端末装置の動作を表す図である。
【図１６】リンク情報送信時における移動端末装置の動作を表す図である。
【図１７】図１６の動作によって形成され送信されるリンク情報パケットを表す図である。
【図１８】通信パケット送信時における移動端末装置の動作を表す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る移動通信システムとしてのアドホックネットワークの構成を表す図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る移動端末装置の構成を表す機能ブロック図である。
【図２１】図２０におけるデータ送受信部が取得し送信するＩＤのリストを例示する図である。
【図２２】図１９の移動通信システムにおけるトポロジ管理装置の構成を表す機能ブロック図である。
【図２３】図１９の移動通信システムにおけるトポロジ管理装置１９０２のハードウェア構成を表す図である。
【図２４】図１９の移動通信システムの全体の動作を表す図である。
【図２５】図１９の移動通信システムの通信パケット送信時の動作を表す図である。
【図２６】被送信情報の送信元および到達先の両クラスタヘッド間を１基または２基のゲートウェイで中継する状況を表す図である。
【図２７】本発明の効果を端的に説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００，１９００…移動通信システム  ２００，２０００…移動端末装置  ２０１，２００１…ハローパケット送受信部  ２０２，２００２…リンク情報送受信部  ２０３…中継判断部  ２０４，２００３…データ送受信部  ２０５，２００４…クラスタリング部  ２０６，２００５…ルーティング部  ２０７，２００６…隣接端末リスト保存部  ２０７Ａ，２０７Ｂ…隣接端末テーブル  ２０８，２００７…状態保存部  ２０９…トポロジ情報保存部  ２１０…ルーティングテーブル保存部  １４０１，２３０１…ＣＰＵ  １４０２，２３０２…メモリ  １４０３，２３０３…ネットワークインタフェース  １９０１…インフラネットワーク  １９０２…トポロジ管理装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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