(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信電文を送受信する機能を有する複数の通信端末によって構成され、前記複数の通信端末間で前記通信電文を中継し、間接的に前記通信電文を宛先通信端末に到達させることにより、直接通信ができない前記通信端末間で相互に通信が可能なマルチホップネットワークシステムにおける中継の拠点となる拠点通信端末であって、
任意の通信端末が、所定の１又は複数の通信端末により形成された複数のグループの何れに属するかを判定するグループ判定手段と、
前記グループに属する前記拠点通信端末の内、１又は複数の前記拠点通信端末が拠点中継先端末として設定され、且つ、前記拠点中継先端末への経路情報を保持する拠点経路保持手段と、
前記通信電文を中継させる前記拠点中継先端末を選択する拠点中継先選択手段と、
を備え、
前記複数の通信端末および拠点通信端末は、ツリー構造に基づくトポロジのネットワークを形成し、前記ツリー構造の階層に応じてアドレスが割り当てられ、
前記拠点経路保持手段は、
前記ツリー構造の所定の階層に配置された前記通信端末であるグループ基準端末のアドレスと、該グループ基準端末に対応する前記拠点中継先端末のアドレスとを、前記経路情報として保持し、
前記グループ判定手段は、
前記拠点経路保持手段に保持された前記グループ基準端末のアドレスと、送信又は中継する前記通信電文に含まれる宛先通信端末を示す宛先アドレスとに基づき、前記グループ基準端末の前記ツリー構造の下位層に前記宛先通信端末が属するか否かにより、前記宛先通信端末が何れのグループに属するかを判定し、
前記拠点中継先選択手段は、
前記宛先通信端末が同一のグループに属さないとき、前記拠点経路保持手段に保持された前記経路情報に基づき、前記宛先通信端末が属するグループに対応する前記拠点中継先端末を、前記通信電文を中継させる中継先端末として選択する
ことを特徴とする拠点通信端末。
【請求項２】
前記グループ判定手段は、前記グループ基準端末の前記ツリー構造の下位層の所定の階層までに属する前記通信端末を、前記グループ基準端末と同一グループに属すると判定することを特徴とする請求項１記載の拠点通信端末。
【請求項３】
前記中継先端末を選択するグループ内中継先選択手段を備え、
前記グループ内中継先選択手段は、前記グループ判定手段が、自拠点通信端末と前記宛先通信端末とが同一の前記グループに属すると判定したとき、当該グループに属する任意の前記通信端末を、前記中継先端末として選択することを特徴とする請求項１又は２記載の拠点通信端末。
【請求項４】
前記グループ内中継先選択手段は、前記宛先通信端末が、前記ツリー構造の自拠点通信端末の下位層に属するとき、自拠点通信端末の一段階下位層の前記通信端末を前記中継先端末として選択し、
前記宛先通信端末が、前記ツリー構造の自拠点通信端末の下位層に属しないとき、自拠点通信端末の一段階上位層の前記通信端末を前記中継先端末として選択することを特徴とする請求項３記載の拠点通信端末。
【請求項５】
前記複数の通信端末の内、自拠点通信端末と直接通信が可能な前記通信端末を記憶する近傍端末記憶手段を備え、
前記グループ内中継先選択手段は、送信又は中継する前記通信電文に含まれる宛先通信端末を示す宛先アドレスに基づき、前記宛先通信端末が、前記近傍端末記憶手段に記憶された前記通信端末に含まれるとき、前記宛先通信端末を前記中継先端末として選択することを特徴とする請求項３又は４記載の拠点通信端末。
【請求項６】
自拠点通信端末のアドレス情報を含めた拠点探索要求を生成して同報送信し、
自拠点通信端末以外の前記拠点通信端末から前記拠点探索要求を受信したとき、該拠点探索要求に自拠点通信端末のアドレス情報を含め同報送信すると共に、
自拠点通信端末のアドレス情報を含めた拠点探索応答を返信する拠点経路探索手段を備え、
前記拠点経路保持手段は、前記拠点探索要求及び前記拠点探索応答に基づき、前記複数のグループそれぞれに対する前記拠点中継先端末への経路情報を保持することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の拠点通信端末。
【請求項７】
前記ツリー構造に基づくトポロジのネットワークにおいて、自拠点通信端末が所定の階層に配置されたとき、自拠点通信端末を代表拠点通信端末と判定する端末動作切替手段を備え、
前記拠点経路探索手段は、前記端末動作切替手段により、自拠点通信端末が前記代表拠点通信端末と判定されたとき、前記拠点探索要求に対する前記拠点探索応答を返信することを特徴とする請求項６記載の拠点通信端末。
【請求項８】
前記端末動作切替手段は、自拠点通信端末が前記グループ基準端末として設定されたとき、自拠点通信端末を前記代表拠点通信端末と判定することを特徴とする請求項７記載の拠点通信端末。
【請求項９】
前記端末動作切替手段は、前記所定の階層に、同一の前記グループに属する前記拠点通信端末が複数配置されたとき、該拠点通信端末の内、自拠点通信端末のアドレスが最も小さいとき、自拠点通信端末を前記代表拠点通信端末として判定することを特徴とする請求項７記載の拠点通信端末。
【請求項１０】
前記端末動作切替手段は、前記所定の階層に、同一の前記グループに属する前記拠点通信端末が複数配置されたとき、該拠点通信端末の内、自拠点通信端末が属する前記グループ以外の前記拠点中継先端末と最も多く直接通信が可能なとき、自拠点通信端末を前記代表拠点通信端末として判定することを特徴とする請求項７記載の拠点通信端末。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載の拠点通信端末を少なくとも１又は複数備えたことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１２】
通信電文を送受信する機能を有し、ツリー構造に基づくトポロジのネットワークにより、前記通信電文を送信又は中継する通信端末と、
請求項１〜１０の何れかに記載の拠点通信端末と
をそれぞれ少なくとも１又は複数備えたことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１３】
前記通信端末は、
前記通信電文の中継の拠点となる拠点通信端末の情報が保持される拠点記憶手段を備え、
任意の前記宛先通信端末への前記通信電文を送信又は中継するとき、前記拠点記憶手段に保持された前記拠点通信端末を前記中継先端末として選択し、選択された前記中継先端末に前記通信電文を送信することを特徴とする請求項１２記載のネットワークシステム。
【請求項１４】
前記通信端末は、
拠点探索要求を生成して同報送信し、該拠点探索要求に対する拠点探索応答を受信したとき、前記拠点探索応答を送信した前記拠点通信端末の情報を前記拠点記憶手段に保持させる近傍拠点探索手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、拠点通信端末並びにネットワークシステムに関し、特に、マルチホップネットワークにおける経路選択に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各々が中継機能を持つ無線端末同士でネットワークを構成し、無線により直接通信ができない範囲の端末に対しても、各々の中継機能を利用して通信範囲内にある端末によって順に中継することにより宛先端末へ間接的に送信し、複数の端末間で端末相互のデータ通信を実現するネットワークをマルチホップネットワークという。
【０００３】
このマルチホップネットワークシステムでは、宛先端末へのデータ送信の前に、どの端末を中継してデータを送信するかという通信経路を決定することが必要となる。
【０００４】
通信経路の決定方法としては、例えば、ＡＯＤＶ(Ad hoc On-Demand Distance Vector)プロトコルがある。この方法はデータ通信の要求があったとき経路探索を行って経路を決定する方法であり次のようになされる。
【０００５】
経路探索を開始する端末は、まず宛先アドレス及び通信コスト（例えば、ホップ数）を含む経路要求パケットを同報により送信する。経路要求パケットを受信した端末は、自身が宛先端末でなければ通信コストを変更し、同報により中継するとともに、経路要求パケットの情報と、このパケットを自身に中継した中継元の端末のアドレスとを記憶しておく。宛先端末が経路要求パケットを受信すると、宛先端末は経路応答パケットを生成し、経路要求パケットを中継した中継元のアドレスへ送信する。経路応答パケットを受信した端末は、記憶してある経路要求パケットの中継元端末に中継するとともに、経路テーブルに経路応答パケットを中継した端末を中継先（次ホップ）アドレスとして記憶し、対応する宛先アドレスを記憶する。経路探索を開始した端末が経路応答パケットを受け取ると、経路テーブルに経路応答パケットを中継した端末を中継先アドレスとして記憶し、対応する宛先アドレスを記憶し、経路探索を終了する。
【０００６】
このようにして経路探索がなされると、データの送信元端末から宛先端末までの中継端末のそれぞれの経路テーブルに宛先端末と中継先端末の情報が格納され、この中継先アドレスにしたがって中継することにより、送信元端末から宛先端末までデータを送信することが可能になる。さらに経路要求パケット、経路応答パケットを通信コストに応じて送信することにより、通信コストの最も低い経路によりデータの通信を行うことができる。
【０００７】
上述した方法では、宛先端末ごとに経路テーブルを保持するため、通信の宛先分の経路テーブルを必要とする。また、中継端末においても中継するデータの宛先の経路テーブルを保持する必要があるため、中継経路になる端末は、より多くの端末への経路テーブルを保持する必要があり、最悪の場合、ネットワーク上に存在するすべての端末への経路テーブルを保持する必要がある。
【０００８】
また、上述した方法では、経路探索の際に同報通信を行う。マルチホップネットワークにおける同報通信は、同報パケットを受け取った端末がさらに同報パケットを中継することによりなされるため、経路探索の際に多量の通信がなされることとなり、ネットワークに多大な負荷がかかる。
【０００９】
そこで、経路探索において、経路情報を要求することを指示するフィールドを含むデータパケットを生成することにより、経路探索時に必要な通信の量を削減する方法として、例えば、「そのデータパケットは、宛先ノードによって受信されるまで、ネットワークの中を転送される。それに応答して、宛先ノードは、経路情報を含む経路応答パケットを生成する。その経路情報はコストを含むことができる。経路応答パケットは、発信元ノードによって受信されるまで、ネットワークの中を転送される。転送中に、種々のコストを含む複数の経路応答パケットが生成されることができる。その後、発信元ノードはコスト計算を行い、そのコストに基づいて最良の経路を選択することができる。」ものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この方法においても、宛先ごとに経路テーブルを必要としており、多くのメモリ量を必要とする。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−６５２６７号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように従来の拠点通信端末及び通信端末並びにネットワークシステムでは、各宛先端末ごとに経路テーブルを保持する必要があるため、各端末に多くのメモリ量が必要となる。しかし、例えばセンサネットワークのように安価な通信端末を多数分散して配置するようなネットワークシステムでは、端末のコストを下げる必要があり、各端末に多くのメモリを搭載することができない。したがって、必要なメモリ量の少ない経路探索が可能な拠点通信端末及び通信端末並びにネットワークシステムが求められていた。
【００１２】
また、経路探索の際に同報通信により、ネットワークに多大な通信負荷がかかり、ネットワーク資源の多くが経路探索に費やされていた。したがって、ネットワークへの通信負荷の小さい経路探索が可能な拠点通信端末及び通信端末並びにネットワークシステムが求められていた。
【００１３】
この発明は、このような課題を解決することを目的としたもので、経路探索に必要なメモリ量を削減することができる拠点通信端末並びにネットワークシステムを得るものである。
また、ネットワークへの通信負荷の小さい経路探索が可能なネットワークシステムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る拠点通信端末においては、通信電文を送受信する機能を有する複数の通信端末によって構成され、前記複数の通信端末間で前記通信電文を中継し、間接的に前記通信電文を宛先通信端末に到達させることにより、直接通信ができない前記通信端末間で相互に通信が可能なマルチホップネットワークシステムにおける中継の拠点となる拠点通信端末であって、任意の通信端末が、所定の１又は複数の通信端末により形成された複数のグループの何れに属するかを判定するグループ判定手段と、前記グループに属する前記拠点通信端末の内、１又は複数の前記拠点通信端末が拠点中継先端末として設定され、且つ、前記拠点中継先端末への経路情報を保持する拠点経路保持手段と、前記通信電文を中継させる前記拠点中継先端末を選択する拠点中継先選択手段と、を備え、前記複数の通信端末および拠点通信端末は、ツリー構造に基づくトポロジのネットワークを形成し、前記ツリー構造の階層に応じてアドレスが割り当てられ、前記拠点経路保持手段は、前記ツリー構造の所定の階層に配置された前記通信端末であるグループ基準端末のアドレスと、該グループ基準端末に対応する前記拠点中継先端末のアドレスとを、前記経路情報として保持し、前記グループ判定手段は、前記拠点経路保持手段に保持された前記グループ基準端末のアドレスと、送信又は中継する前記通信電文に含まれる宛先通信端末を示す宛先アドレスとに基づき、前記グループ基準端末の前記ツリー構造の下位層に前記宛先通信端末が属するか否かにより、前記宛先通信端末が何れのグループに属するかを判定し、前記拠点中継先選択手段は、前記宛先通信端末が同一のグループに属さないとき、前記拠点経路保持手段に保持された前記経路情報に基づき、前記宛先通信端末が属するグループに対応する前記拠点中継先端末を、前記通信電文を中継させる中継先端末として選択するものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、任意の通信端末が、所定の１又は複数の通信端末により形成された複数のグループの何れに属するかを判定するグループ判定手段を備え、グループ判定手段の判定結果に基づき、通信電文を中継させる通信端末を中継先端末として選択し、選択された中継先端末に前記通信電文を送信することにより、経路探索に必要なメモリ量を削減することができ、また、ネットワークへの通信負荷を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図１２により説明する。
図１は実施の形態１におけるシステム構成の一例を示すシステム構成図である。図１に示すように、このマルチホップネットワークは、通信電文であるデータを送受信する機能を有する複数の通信端末１と拠点通信端末２とから構成され、複数の通信端末間でデータを中継し、間接的にデータを宛先通信端末に到達させることにより、直接通信ができない通信端末間で相互に通信が可能なものである。また、各通信端末間の通信接続状態を表す補助線３で示されるように後述するツリー構造のトポロジを持つネットワークを形成している。さらに、通信端末１及び拠点通信端末２の、一部又は全てはグループ化され、１又は複数のグループ４を形成している。また、各グループ４には、１又は複数の拠点通信端末２が配置される。尚、各通信端末１及び拠点通信端末２に付した数字は、後述する各通信端末１及び拠点通信端末２のアドレスを示す。
【００１７】
図２は実施の形態１における通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。図２において、通信端末１は接続情報保持手段１１、データ中継手段１２及び通信手段１３から構成され、接続情報保持手段１１は、後述するツリー構造のトポロジを持つネットワークにおける親端末及び子端末の接続情報を保持し、データ中継手段１２は、接続情報保持手段１１に保持される端末情報に基づき、受信したデータを通信手段１３に送信させることによりデータを中継する。これにより通信端末１は、直接通信が可能な他の通信端末１又は拠点通信端末２とデータを送受信することができる。さらに、他の通信端末１又は拠点通信端末２へのデータの中継を行うことができるものである。
【００１８】
図３は実施の形態１における拠点通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。図３に示すように、拠点通信端末２は、通信端末１の構成に加えて、グループ判定手段２１、グループ内中継先選択手段２２、拠点中継先選択手段２３、拠点経路保持手段２４、拠点経路探索手段２５及び近傍端末記憶手段２６から構成されている。また、拠点経路保持手段２４は、拠点中継先テーブル１００及び経路探索テーブル２００を有している。グループ判定手段２１は、データを中継する際に、受信したデータに含まれる宛先通信端末を示す宛先アドレスが当該拠点通信端末２と同一のグループに属するかどうかを判定し、同一のグループに属する場合は、グループ内中継先選択手段２２によりグループ内の通信端末１を中継先端末として選択し、同一のグループに属さない場合は、拠点中継先選択手段２３により他のグループに属する拠点通信端末２を中継先端末として選択し、選択された中継先端末にデータを送信することによりデータの中継を行う。また、拠点経路保持手段２４及び拠点経路探索手段２５は、後述する動作により、各グループに対する拠点通信端末２の経路情報を登録し保持する。また、近傍端末記憶手段２６により、通信範囲内にある他の通信端末１の何れか又は全ての情報を保持する。
【００１９】
図４は実施の形態１における拠点中継先テーブルの内部構成の一例を示す構成図、図５は実施の形態１における経路探索テーブルの内部構成の一例を示す構成図である。拠点中継先テーブル１００は、宛先グループ１０１、中継先アドレス１０２及び通信コスト１０３の対応を保持し、また、経路探索テーブル２００は、識別番号２０１、探索開始拠点アドレス２０２、中継元アドレス２０３及び通信コスト２０４を保持する。各テーブルに保持される情報は、後述する拠点経路探索手段２５による拠点経路探索に係る情報である。このような構成による本実施の形態１の動作を、（１）データ中継、（２）グループ判定、（３）拠点経路探索、それぞれについて詳細を以下に説明する。
【００２０】
まず、ツリー構造のトポロジを持つネットワークについて説明する。
図６はツリー構造のトポロジを持つネットワークの構造及びデータの通信経路を示す図である。ツリー構造のトポロジを持つネットワークとは、通信端末１のネットワーク接続情報を、親又は子の関係で定義し、各通信端末１は親端末、子端末の接続情報を接続情報保持手段１１に保持し、また、各通信端末１は、他の任意の通信端末１がツリー構造における子孫であるかどうかを判定することができ、さらに、他の任意の通信端末１までの階層数を判定することができるものである。例えば、図６において、通信端末１−２は、通信端末１−１の子端末であり、通信端末１−３及び通信端末１−４の親端末である。また、通信端末１−２、１−３、１−４、１−５などは全て通信端末１−１の子孫端末に該当する。これは例えば、ツリー階層の深さに応じて各通信端末１に接続可能な子孫端末の個数をあらかじめ決めておき、図６に示すように各通信端末１につけられたアドレスが子孫端末のアドレスよりも必ず小さくなるように子孫端末のアドレスを割り当てることなどによりなされる。尚、各通信端末１に付した数字は各端末のアドレスを示している。
【００２１】
このようにツリー構造のトポロジを持つネットワークでは、宛先通信端末が子孫端末であれば子端末を、子孫端末でなければ親端末を中継先として各通信端末１が中継することにより、宛先通信端末までデータを送信することができる。例えば、図６において通信端末１−５から通信端末１−６へデータを送信する場合、通信経路５−１のような経路でデータ送信がなされる。以降の説明では上述した方式により任意の通信端末間を送受信する経路をツリー経路と呼ぶ。
【００２２】
（１）データ中継
拠点通信端末２のデータ中継手順について図７を用いて説明する。図７は実施の形態１における拠点通信端末の動作を示すフローチャートである。
まず、拠点通信端末２のグループ判定手段２１は、後述する動作により、中継するデータに対して、宛先アドレスが当該拠点通信端末２の属するグループと同一であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。次に、グループが同一であればグループ内中継先選択手段２２により中継先端末となる通信端末１を前述したツリー経路により選択し（Ｓ１０２）、データ中継手段１２及び通信手段１３は、選択された中継先端末へデータを中継する（Ｓ１０６）。
【００２３】
一方、手順（Ｓ１０１）における判定の結果、宛先アドレスが当該拠点通信端末２の属するグループと同一でなければ拠点中継先選択手段２３により拠点中継先端末を選択する。まず、拠点中継先選択手段２３は、拠点経路保持手段２４に保持される拠点中継先テーブル１００を参照し、拠点中継先テーブル１００の宛先グループ１０１の各々グループに対し、宛先アドレスが属するか否かをグループ判定手段２１により判定する（Ｓ１０３）。宛先アドレスがいずれかの宛先グループ１０１に属していれば、当該宛先グループ１０１に対応する中継先アドレス１０２を選択し、選択した中継先アドレス１０２が示す拠点通信端末２を拠点中継先端末とする（Ｓ１０４）。一方、宛先アドレスがいずれの宛先グループ１０１にも属していなければ、前述したツリー経路により中継先端末を選択する（Ｓ１０５）。次にデータ中継手段１２及び通信手段１３は、選択された拠点中継先端末又は中継先端末へデータを中継する（Ｓ１０６）。尚、手順（Ｓ１０３）において、拠点中継先テーブル１００の宛先グループ１０１ごとに保持された通信コスト１０３に基づき、ツリー経路による宛先アドレスまでの通信コストと拠点中継先端末を経由した場合の通信コストとを比較し、ツリー経路の通信コストが小さいときは、手順（Ｓ１０５）によりツリー経路により中継先端末を選択しても良い。
【００２４】
次に通信端末１のデータ中継手順について説明する。
通信端末１のデータ中継手段１２は、中継するデータの宛先アドレスと接続情報保持手段１１に保持される接続情報に基づき、中継先端末となる通信端末１又は拠点通信端末２を、前述したツリー経路により選択し、通信手段１３は選択された中継先端末へデータを中継する。
このような動作によるマルチホップネットワークにおける通信経路について図８により説明する。
【００２５】
図８は実施の形態１における拠点通信端末を利用した経路を示す図解図である。図８において、例えば、通信端末１−１２から通信端末１−１４へのデータ送信は次のように行われる。
通信端末１−１２は、ツリー経路に従い拠点通信端末２−１にデータを送信する。拠点通信端末２−１は、中継するデータの宛先アドレスである通信端末１−１４が同一グループにないと判断し、拠点経路保持手段２４に保持された情報に基づき、通信端末１−１４が属するグループ４−１の中継先アドレス１０２である拠点通信端末２−２にデータを送信する。拠点通信端末２−２は、後述する動作により、通信端末１−１４がグループ４−１に属すると判断し、ツリー経路に従い、通信端末１−１３にデータを送信する。通信端末１−１３は、ツリー経路に従い通信端末１−１４にデータを送信する。このような動作により、通信端末１−１２から通信端末１−１４へのデータ送信は通信経路５−２のように行われる。
また、同様の動作により、例えば、通信端末１−１２から通信端末１−１７へのデータ送信は通信経路５−３のように行われる。
【００２６】
（２）グループ判定
次にグループ判定手段２１によるグループの判定方法の一例について図８を用いて説明する。図８において、例えば、通信端末１−１３をグループ基準端末として設定し、当該グループ基準端末の子孫端末のうち、所定の階層までに属する拠点通信端末２−２、通信端末１−１４、１−１５、１−１７をグループ４−１と定義する。ここで、拠点中継先テーブル１００の宛先グループ１０１のグループの識別番号をグループ基準端末である通信端末１−１３のアドレスとすれば、上述のようにツリー構造のトポロジを持つネットワークでは、任意の通信端末１及び拠点通信端末２が、グループ基準端末の子孫端末であるかどうか、及び子孫端末までの階層数を判定することができるため、任意の通信端末１及び拠点通信端末２が当該グループ４に属するか否かをグループの識別番号及び当該任意の通信端末１及び拠点通信端末２のアドレスから判定することができる。尚、グループを定義する所定の階層の数を十分大きくすれば、グループ基準端末のすべての子孫端末及び当該グループ基準端末が一つのグループとなる。グループ基準端末はツリー構造のトポロジを持つネットワークにおいて所定の深さの端末をもってグループ基準端末とするなどの方法により設定する。
【００２７】
（３）拠点経路探索
次に拠点経路探索手段２５による拠点経路探索方法の一例について説明する。図９は実施の形態１における拠点探索要求パケットの内部構成の一例を示す構成図、図１０は実施の形態１における拠点探索応答パケットの内部構成の一例を示す構成図である。
図９に示すように、拠点経路探索を開始する拠点通信端末２が生成する拠点探索要求パケット３００は、拠点探索要求識別子３０１、識別番号３０２、中継元アドレス３０３、探索開始拠点アドレス３０４、通信コスト３０５及び探索範囲３０６から構成される。なお、拠点経路探索開始時の通信コスト３０５は０とする。
また、図１０に示すように、後述する動作により拠点探索要求パケット３００を受信した拠点通信端末２が生成する拠点探索応答パケット４００は、拠点探索応答識別子４０１、識別番号４０２、中継元アドレス４０３、探索開始拠点アドレス４０４、応答拠点アドレス４０５、応答グループ４０６及び通信コスト４０７から構成されている。
まず、拠点経路探索を開始する拠点通信端末２は、拠点探索要求パケット３００を生成し、同報送信する。この拠点探索要求パケット３００を受信した拠点通信端末２の動作を図１１により次に説明する。
【００２８】
図１１は実施の形態１における拠点探索要求パケットを受信した場合の動作を示すフローチャートである。拠点探索要求パケット３００を受信した拠点通信端末２は、経路探索テーブル２００に該拠点探索要求パケット３００の情報の登録を試みる。このとき、拠点探索要求パケット３００の識別番号３０２及び探索開始拠点アドレス３０４と、経路探索テーブル２００の識別番号２０１及び探索開始拠点アドレス２０２とを比較し（Ｓ２０１）、既に経路探索テーブル２００に該当する登録がある場合、受信した拠点探索要求パケット３００の通信コスト３０５と経路探索テーブル２００の該当する登録の通信コスト２０４とを比較し（Ｓ２０２，Ｓ２０３）、受信した拠点探索要求パケット３００の通信コスト３０５が、経路探索テーブル２００に登録された通信コスト２０４より低ければ、新しく経路探索テーブル２００に登録し（Ｓ２０５）、そうでない場合は、受信した経路探索要求パケットを破棄する（Ｓ２０４）。
経路探索テーブル２００に新たに登録した場合、拠点探索要求パケット３００の通信コスト３０５に拠点探索要求パケット受信時のコストを加算して、同報により中継する（Ｓ２０６）。さらに、拠点探索応答パケット４００を生成し、経路探索テーブル２００の該当する登録の中継元アドレスに送信する（Ｓ２０７）。生成した拠点探索応答パケット４００の通信コスト４０７は０とする。ここで、通信コストは中継回数（ホップ数）や受信電波強度などの値を基に決定する。
次に、拠点探索応答パケット４００を受信した場合の拠点通信端末２の動作を図１２により次に説明する。
【００２９】
図１２は実施の形態１における拠点探索応答パケットを受信した場合の動作を示すフローチャートである。拠点探索応答パケット４００を受信した拠点通信端末２は、拠点探索応答パケット４００の探索開始拠点アドレス４０４が自身のアドレスである場合、又は、経路探索テーブル２００の識別番号２０１及び探索開始拠点アドレス２０２を参照し、受信した拠点探索応答パケット４００と同一の登録がある場合（Ｓ３０１）、拠点中継先テーブル１００に拠点探索応答パケット４００の情報の登録を試みる。
このとき既に拠点中継先テーブル１００に該当する登録がある場合、受信した拠点探索応答パケット４００の通信コスト４０７と、拠点中継先テーブル１００に登録された通信コスト２０４とを比較し（Ｓ３０３）、登録された通信コスト２０４より受信した拠点探索応答パケット４００の通信コスト４０７のほうが低ければ、登録を更新し（Ｓ３０４）、そうでない場合は、拠点探索応答パケット４００を破棄する。
探索開始拠点アドレス４０４が自身のアドレスでなく（Ｓ３０６）、かつ、拠点中継先テーブル１００に登録した場合、さらに拠点探索応答パケット４００に拠点探索応答パケット４００受信時のコストを加算して、経路探索テーブル２００の該当する登録の中継元アドレス２０３に中継する（Ｓ３０７）。
【００３０】
このように、拠点探索要求パケット３００及び拠点探索応答パケット４００を送受信することにより、各拠点通信端末２の拠点中継先テーブル１００に各宛先グループへの中継先アドレスが登録され、拠点通信端末間で最適な拠点通信端末間経路を選択し、中継することができる。
【００３１】
なお、ここでは拠点探索要求パケット３００を受信したすべての拠点通信端末２が拠点探索応答パケット４００を生成し送信するようにしたが、探索するグループ、探索する拠点アドレスの何れか又は両方を拠点探索要求パケット３００に含め、該当する拠点通信端末２のみが拠点探索応答パケット４００を生成し送信するようにしてもよい。このように探索の該当拠点通信端末のみ応答するようにすることで、必要な拠点通信端末２への経路のみを探索することができる。
【００３２】
以上のように実施の形態１では、拠点通信端末２がデータを中継する際に、宛先アドレスの通信端末１又は拠点通信端末２が、当該拠点通信端末２の属するグループに属するか否かをグループ判定手段２１により判定し、当該拠点通信端末２の属するグループに属していれば、グループ内での中継先端末を選択し、属していなければ他のグループの拠点通信端末２を中継先として選択することにより、宛先グループに対しての経路選択に必要な経路情報を持てばよく、必要なメモリ量を大幅に削減することができる。
【００３３】
また、グループ４の個数、拠点通信端末２の個数を制限することにより、拠点中継先テーブル１００に必要なデータ量を確実に見積もることができ、ソフトウェアの設計が容易になる。
【００３４】
また、従来の方法では、通信端末１への経路探索は一つの宛先に対し一回ずつ行っていたが、拠点通信端末２の個数を制限することで必要な経路探索テーブル２００、拠点中継先テーブル１００のデータ量が制限されるため、一度にすべての拠点通信端末２に対する経路探索が可能となる。さらに、拠点通信端末２の個数を制限することにより、拠点通信端末探索において拠点通信端末２のみで同報されるため必要な通信を大幅に削減することが可能になる。
【００３５】
尚、上述の説明において、手順（Ｓ１０２）ではツリー経路により中継先端末を選択したが、宛先アドレスが近傍端末記憶手段２６に保持される近傍端末のアドレスと一致すれば、宛先アドレスを中継先端末として選択してもよい。このように近傍端末記憶手段２６に一致した場合に宛先アドレスを中継先アドレスとして選択することにより、ツリー経路に比較して中継回数が少なくなるため、効率のよい経路を選択することができる。このように経路を選択すると、図８において通信端末１−１２から通信端末１−１４へのデータ送信は通信経路５−３を利用してなされる。
【００３６】
また、手順（Ｓ１０３）では宛先グループを判定し、対応する中継先アドレスを選択したが、拠点中継先テーブル１００に含まれる中継先アドレス１０２のうち、中継するデータの中継元と異なる中継先アドレスのいずれかを任意に選択してもよい。このようにしても、拠点通信端末２の数が制限されており、宛先端末へは比較的少ない中継回数で送信できるため、必要なデータ量を抑えることができることから、この発明の効果を得ることが可能である。
【００３７】
また、手順（Ｓ１０４）では無条件に対応する中継先アドレスを選択したが、例えばツリー経路における中継回数に基づく通信コストをツリー構造に基づいて計算し、拠点中継先テーブルの通信コストから宛先端末の通信コストを計算し、両者の比較により通信コストの低い中継先アドレスを選択してもよい。このようにすることでツリー経路と拠点通信端末を経由する経路とで、より効率のよい通信経路を選択することが可能になる。
【００３８】
実施の形態２．
図１３は実施の形態２における拠点通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。図１３に示すように、本実施の形態２では、実施の形態１における拠点通信端末２の構成に加えて、当該拠点通信端末２が後述する動作により代表拠点通信端末と判定したとき、当該拠点通信端末２の動作方式を変更する端末動作切替手段２７を備えたものである。
【００３９】
次に端末動作切替手段２７の動作について説明する。グループ基準端末及びグループを定義する所定の階層は、あらかじめ所定の値を設定しておく。ここで、当該グループ基準端末の設定においては、グループ基準端末は所定の階層深さの端末であるものとして、所定の階層深さをあらかじめ固定した値にしてもよいし、ネットワーク構成が取る階層深さの、二分の一の深さにある拠点通信端末２がグループ基準端末として設定してもよい。ネットワーク構成が取る階層深さの、二分の一の深さの通信端末１をグループ基準端末とした場合、例えば、図１４に示すように最大深さが６階層のネットワークでは、深さが３階層の通信端末１−２０がグループ基準端末になる。また、あらかじめ定められたネットワークの最大構成を規定する数値等からグループ基準端末の深さを決めてもよい。また、グループ基準端末を定める所定の深さを複数定めてもよい。
【００４０】
上記の方法によりあらかじめ定められた値で決定されたグループ基準端末又は、新たに設定されたグループ基準端末が、当該グループ基準端末のアドレスと、グループを定義する所定の階層とを、他の通信端末１及び拠点通信端末２に送信する。このようにすることによりネットワークが構成されると各通信端末１及び拠点通信端末２が相互に通信することにより自動的にグループ４−２０を設定することが可能となる。
【００４１】
さらに、グループ４−２０内の拠点通信端末２の端末動作切替手段２７は、他の通信端末１との通信状態を鑑み、代表拠点通信端末として動作するか、または、一般通信端末として通信端末１と同様の動作をするか否かを判定し、当該拠点通信端末２の動作方法を決定する。代表拠点通信端末として動作する場合は実施の形態１で説明した拠点通信端末２と同様に動作し、一般通信端末として動作する場合は、グループ判定手段２１、拠点中継先選択手段２３、などの拠点通信端末２特有の機能を停止させ、通信端末１と同様に動作する。
【００４２】
端末動作切替手段２７は、例えば、当該拠点通信端末２がグループ基準端末であれば代表拠点通信端末として動作すると判定する。または、前述したツリー構造のトポロジとなるようにアドレスが割り振られたネットワークにおいて、グループ内における所定の深さをあらかじめ決めておき、図１４に示すように、所定の深さＬの拠点通信端末２−２０、２−２１、２−２２の端末動作切替手段２７は、当該拠点通信端末２を拠点候補通信端末とし、該拠点候補通信端末内で最も若いアドレスを持つ拠点通信端末２−２０が代表拠点通信端末であると判定してもよい。また、最も若いアドレスは、あらかじめアドレスの採番規則により判定しても良いし、拠点候補通信端末である拠点通信端末２−２０、２−２１、２−２２が相互に通信して判定してもよい。当該グループ４−２０内における所定の深さＬは、あらかじめ定めておいてもよいし、例えば、グループ内の階層深さの二分の一といった規則により定めてもよい。当該グループ内における所定の深さＬは複数定めてもよい。
【００４３】
以上のように、端末動作切替手段２７により、代表拠点通信端末として動作するか否かを判定することにより、グループ内の代表拠点通信端末を自動で設定し、ネットワークにおいて拠点通信端末２として動作する通信端末の数を制限することができ、必要なデータ量を減らすことが可能となる。
【００４４】
尚、本実施の形態２では、一般通信端末として判定された拠点通信端末２は、通信端末１と同様に動作するようにしたが、拠点通信端末２における特有の機能のうち一部の機能のみを停止させ、例えば拠点探索要求パケット３００の中継及び拠点探索応答パケット４００の生成の機能のみを停止するようにしてもよい。また、拠点探索要求パケット３００の中継及び拠点探索応答パケット４００の生成をしないようにすることで、他の拠点通信端末２の拠点経路保持手段２４に経路情報が保持されないため、拠点通信端末２と認識されず、ネットワーク上に存在する拠点通信端末２の数を見かけ上減らすことができ、必要なデータ量を減らすことが可能となる。
【００４５】
また、端末動作切替手段２７は、該拠点通信端末２が属するグループ以外のグループに属する代表拠点通信端末、拠点候補通信端末及び拠点通信端末２の何れか又は全ての通信端末で直接通信可能な通信端末を探索し、グループ内の拠点候補通信端末相互で通信して、該直接通信可能な拠点通信端末２の数がもっとも多いグループ内の拠点候補通信端末であれば代表拠点通信端末として判定する。例えば、図１５に示すように、グループ４−２１に拠点候補通信端末である拠点通信端末２−３０、２−３１、２−３２があり、グループ４−２２に拠点候補通信端末である拠点通信端末２−３３があり、拠点通信端末２−３０、２−３１、２−３２のそれぞれが直接通信可能範囲６−１、６−２、６−３を持つとき、グループ４−２１の中で、直接通信可能範囲内に最も多くの拠点候補通信端末がある直接通信可能範囲６−３を持つ拠点通信端末２−３２の端末動作切替手段２７が、当該拠点通信端末２−３２を代表拠点通信端末として判定する。また、各グループの拠点候補通信端末が相互に通信し、各グループの代表拠点候補端末相互が最も多く通信可能範囲内に入るように拠点候補通信端末の端末動作切替手段２７は、代表拠点候補通信端末を判定してもよい。また、端末動作切替手段２７は、当該グループ内に配置され、且つ、直接通信可能範囲６内に存在する通信端末１の数が最も多い拠点通信候補端末を、代表拠点通信端末としてもよい。
このようにすることで、他の拠点通信端末２やグループ内の通信端末１への効率のよい経路選択を行うことが可能な拠点通信端末２を代表拠点通信端末とすることができる。
【００４６】
実施の形態３．
図１６は実施の形態３における通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。本実施の形態３における通信端末１は、実施の形態１における通信端末１の構成に加え、拠点記憶手段１４及び近傍拠点端末探索手段１５を備え、中継先端末を効率よく選択するものである。
【００４７】
上述した実施の形態１において、通信端末１はツリー経路に基づき中継先端末を選択したが、本実施の形態３においては、通信端末１は、拠点記憶手段１４により、直接通信が可能な近傍にある拠点通信端末２を近傍拠点リスト５００に登録し、データを送信する際に、登録された拠点通信端末２を中継先端末として選択し、ツリー経路によらずデータの送信を行う。
【００４８】
拠点記憶手段１４における近傍拠点リスト５００は、近傍拠点端末探索手段１５により近傍の拠点通信端末２を探索することによって登録する。例えば、実施の形態１における拠点探索要求パケット３００の探索範囲３０６により、拠点探索要求パケット３００を受信した拠点通信端末２は拠点探索要求パケット３００の中継の際に該拠点探索要求パケット３００の探索範囲３０６を減算して中継し、探索範囲が０以下であれば中継しないようにして拠点探索要求パケット３００の中継回数を限定することにより、通信端末周辺の一定範囲の拠点通信端末２のみ探索することが可能である。このように範囲を制限して拠点通信端末２を探索することにより、応答する拠点通信端末２の数が制限され、拠点記憶手段１４に必要なデータ量を小さくすることが可能になる。
【００４９】
このように、近傍拠点リスト５００に基づき、直接通信が可能な拠点通信端末２を中継先端末として選択することにより、より効率のよい経路によりデータを送信することができる。例えば、図１７のように通信端末１−４０から通信端末１−４１に送信する場合、通信端末１−４０の近傍拠点リスト５００に登録された拠点通信端末２−４０が、中継先端末としてデータが送信され、通信経路５−４０のような通信経路となる。
【００５０】
尚、本実施の形態３では、近傍拠点リスト５００に拠点通信端末２が登録されていれば、当該拠点通信端末２を中継先アドレスとして選択するようにしたが、ツリー経路の通信コストと、当該拠点通信端末２への経路の通信コストとを計算し、比較することにより、よりコストの低い通信経路への中継先アドレスを選択してもよい。このようにして、より効率のよい経路を選択することができる。
【００５１】
尚、上記実施の形態１〜３では、中継機能を有する通信端末１及び拠点通信端末２によるネットワーク構成について説明を行ったが、本発明はこれに限らず、中継機能を有する通信端末と中継機能を有しない機能を削減した通信端末とが混在するネットワークにおいても、中継機能を有する通信端末に必要なメモリ量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施の形態１におけるシステム構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】実施の形態１における通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。
【図３】実施の形態１における拠点通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。
【図４】実施の形態１における拠点中継先テーブルの内部構成の一例を示す構成図である。
【図５】実施の形態１における経路探索テーブルの内部構成の一例を示す構成図である。
【図６】ツリー構造のトポロジを持つネットワークの構造及びデータの通信経路を示す図である。
【図７】実施の形態１における拠点通信端末の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１における拠点通信端末を利用した経路を示す図解図である。
【図９】実施の形態１における拠点探索要求パケットの内部構成の一例を示す構成図である。
【図１０】実施の形態１における拠点探索応答パケットの内部構成の一例を示す構成図である。
【図１１】実施の形態１における拠点探索要求パケットを受信した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１における拠点探索応答パケットを受信した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２における拠点通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。
【図１４】実施の形態２における端末動作切替手段の動作を示す図解図である。
【図１５】実施の形態２における端末動作切替手段の動作と直接通信可能範囲を示す図解図である。
【図１６】実施の形態３における通信端末の内部構成の一例を示す構成図である。
【図１７】実施の形態３における通信経路を示す図解図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  通信端末、２  拠点通信端末、３  通信接続状態を表す補助線、４  グループ、５  通信経路、６  直接通信可能範囲、１１  接続情報保持手段、１２  データ中継手段、１３  通信手段、１４  拠点記憶手段、１５  近傍拠点端末探索手段、２１  グループ判定手段、２２  グループ内中継先選択手段、２３  拠点中継先選択手段、２４  拠点経路保持手段、２５  拠点経路探索手段、２６  近傍端末記憶手段、２７  端末動作切替手段、１００  拠点中継先テーブル、１０１  宛先グループ、１０２  中継先アドレス、１０３  通信コスト、２００  経路探索テーブル、２０１  識別番号、２０２  探索開始拠点アドレス、２０３  中継元アドレス、２０４  通信コスト、３００  拠点探索要求パケット、３０１  拠点探索要求識別子、３０２  識別番号、３０３  中継元アドレス、３０４  探索開始拠点アドレス、３０５  通信コスト、３０６  探索範囲、４００  拠点探索応答パケット、４０１  拠点探索応答識別子、４０２  識別番号、４０３  中継元アドレス、４０４  探索開始拠点アドレス、４０５  応答拠点アドレス、４０６  応答グループ、４０７  通信コスト、５００  近傍拠点リスト、Ｌ  深さ。
【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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