(57)【要約】【課題】  比較的低速な通信回線を用いた、移動端末局の加入／離脱の少ない無線通信ネットワークにおいて、ネットワーク制御に関わるトラフィックによる通信負荷を軽減するとともに、加入局相互間の情報伝達確率を向上させた通信範囲の広い移動体間通信方法及び移動体間通信システムを得る。【解決手段】  各加入局がこのネットワークを維持・制御ための加入局レイアウトテーブルを自局内に有し、これを互いに編集・更新するための自位置情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及び位置情報を、自局が所定距離以上移動した場合にブロードキャスト送信する。また、互いに電波到達範囲外に位置する加入局間の通信を、その間に位置する他の加入局が中継し、この場合も、中継数の少ない通信経路を選択する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する全加入局の位置情報と自局から他の加入局への中継経路を含む通信経路情報とを有する加入局レイアウトテーブルを用いて加入局同士が移動しながら電波により相互にデータ通信を行なう移動体間通信方法であって、
各加入局は自局の位置情報を取得し、
この位置情報を自局の局名識別情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報とともに所定の時間間隔でブロードキャスト送信し、
このブロードキャスト送信された他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を受信し、
これら受信できた他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報に基づいて前記加入局レイアウトテーブルを編集・更新し、
この編集・更新された加入局レイアウトテーブルに基づいて前記特定の加入局との通信経路を選択し、前記特定の加入局とデータ通信を行なうことを特徴とする移動体間通信方法。
【請求項２】
前記自局の位置情報をＧＰＳにより取得することを特徴とする請求項1に記載の移動体間通信方法。
【請求項３】
前記ブロードキャスト送信を、前記自局が前回ブロードキャスト送信した位置から所定の距離以上移動した場合のみ行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動体間通信方法。
【請求項４】
前記特定の加入局との通信経路を選択する際は、中継数の最も少ない通信経路を選択することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の移動体間通信方法。
【請求項５】
移動する全加入局の位置情報と自局から他の加入局への中継経路を含む通信経路情報とを有する加入局レイアウトテーブルを用いて加入局同士が移動しながら電波により相互にデータ通信を行なう移動体間通信システムであって、
各加入局は自局の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
この位置情報取得手段からの位置情報を自局の局名識別情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報とともに所定の時間間隔でブロードキャスト送信する送信手段と、
このブロードキャスト送信された他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を受信する受信手段と、
この受信手段で受信できた他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報に基づいて前記加入局レイアウトテーブルを編集・更新するテーブル編集・更新手段と、
このテーブル編集・更新手段により編集・更新された加入局レイアウトテーブルに基づいて前記特定の加入局との通信経路を選択する通信経路選択手段と、
この通信経路選択手段により選択した通信経路で前記特定の加入局とデータ通信を行なうデータ通信手段とを有することを特徴とする移動体間通信システム。
【請求項６】
前記位置情報取得手段は、ＧＰＳにより自局位置を取得することを特徴とする請求項５に記載の移動体間通信システム。
【請求項７】
前記送信手段は、前記自局が前回ブロードキャスト送信した位置から所定の距離以上移動した場合のみ、前記ブロードキャスト送信を行なうことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の移動体間通信方法。
【請求項８】
前記通信経路選択手段は、前記特定の加入局との通信経路を選択する際に中継数の最も少ない通信経路を選択することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の移動体間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加入局同士が移動しながら電波により相互にデータ通信を行なう無線通信ネットワークに係り、特に、比較的低速な通信回線を用いた、端末局のネットワークへの加入／離脱の少ない無線通信ネットワークでの移動体間通信方法及び移動体間通信システムに関わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、データ中継機能を組み込んだ移動通信端末によって一時的に構成される通信ネットワークである無線アドホックネットワークが提案されている。この無線アドホックネットワークは、互いに近接した距離範囲内に一時的に集合した移動端末間でデータの送受信を行なうための通信手段を提供する。そして、比較的高速な通信回線を用い、基地局やアクセスポイントを介在することなく移動端末相互間の接続が可能なマルチホップ通信の形態をとっているので、ネットワークインフラを持たない場所での簡易なネットワークの構築手段として有効である。
【０００３】
しかし、このネットワークの通信環境下では、各移動端末の位置情報や移動端末間の通信経路情報を管理することは困難であり、固定されたネットワークトポロジーを持たないことから、端末相互間のリンクが必ずしも確実なものとはならないことがある。このため、本来のデータ伝送のための通信以外に、ネットワークを維持・制御するためのトラフィックも自ずと増大する。
【０００４】
このような、無線アドホックネットワークにおけるトラフィックの課題に適用しうる事例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、移動端末相互間の通信経路に関する事例も開示されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００５】
ところで、従来の無線通信ネットワークの一例を、模擬的に図５に示す。図５において、この無線通信ネットワークの移動端末としての加入局の総数は、加入局Ｗ、加入局Ｘ、加入局Ｙ、及び加入局Ｚの４局とし、加入局Ｘ及び加入局Ｙは、加入局Ｗからの電波到達範囲内に位置しており相互に直接通信が可能であるが、加入局Ｚは加入局Ｗからの電波到達範囲外に位置しているため、加入局Ｗと加入局Ｚは直接通信することが困難な場合を例示している。また、各加入局間の通信には、比較的低速な通信回線が用いられる。
【０００６】
このような状況において加入局Ｗから加入局Ｚにデータを送信する場合には、これらの局の間に位置する加入局Ｘまたは加入局Ｙの操作員がデータ中継用機材を接続するなど、手動操作により自局を中継局として機能させることで加入局Ｗから加入局Ｚへの通信経路を設定し、データ授受を可能にしていた。
【特許文献１】特開２００１−２８５３４５号公報（第１１頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−２４４９８３号公報（第７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この従来の無線通信ネットワークの各加入局に中継機能を積極的に組み込み、上述した無線アドホックネットワークの手法を適用すれば、図５において互いに電波到達範囲外に位置する加入局間の通信をより円滑に行なうことができる。
【０００８】
しかしながら、この場合には、各加入局が他加入局との間の通信経路情報を自己管理するのに必要な制御データによるトラフィックが増大し、特に低速な通信回線を用いたネットワークにとっては大きな負荷になっていた。また、複数の通信経路が存在する場合に、必ずしも確実な情報伝達が可能な通信経路が選択されず、リンクが不安定になることがあった。
【０００９】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、特に、比較的低速な通信回線を用いた、移動端末局の加入／離脱の少ない無線通信ネットワークにおいて、ネットワーク制御に関わるトラフィックによる通信負荷を軽減するとともに、加入局相互間の情報伝達確率を向上させた通信範囲の広い移動体間通信方法及び移動体間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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の移動体間通信方法は、移動する全加入局の位置情報と自局から他の加入局への中継経路を含む通信経路情報とを有する加入局レイアウトテーブルを用いて加入局同士が移動しながら電波により相互にデータ通信を行なう移動体間通信方法であって、各加入局は自局の位置情報を取得し、この位置情報を自局の局名識別情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報とともに所定の時間間隔でブロードキャスト送信し、このブロードキャスト送信された他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を受信し、これら受信できた他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報に基づいて前記加入局レイアウトテーブルを編集・更新し、この編集・更新された加入局レイアウトテーブルに基づいて前記特定の加入局との通信経路を選択し、前記特定の加入局とデータ通信を行なうことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の移動体間通信システムは、移動する全加入局の位置情報と自局から他の加入局への中継経路を含む通信経路情報とを有する加入局レイアウトテーブルを用いて加入局同士が移動しながら電波により相互にデータ通信を行なう移動体間通信システムであって、各加入局は自局の位置情報を取得する位置情報取得手段と、この位置情報取得手段からの位置情報を自局の局名識別情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報とともに所定の時間間隔でブロードキャスト送信する送信手段と、このブロードキャスト送信された他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を受信する受信手段と、この受信手段で受信できた他加入局からの前記位置情報ならびに前記通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報に基づいて前記加入局レイアウトテーブルを編集・更新するテーブル編集・更新手段と、このテーブル編集・更新手段により編集・更新された加入局レイアウトテーブルに基づいて前記特定の加入局との通信経路を選択する通信経路選択手段と、この通信経路選択手段により選択した通信経路で前記特定の加入局とデータ通信を行なうデータ通信手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ネットワーク制御に関わるトラフィックによる通信負荷を軽減するとともに、加入局相互間の情報伝達確率を向上させた通信範囲の広い移動体間通信方法及び移動体間通信システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る移動体間通信方法及び移動体間通信システムを実施するための最良の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明に係る移動体通信方法及び移動体間通信システムを適用した無線通信ネットワークの一実施例を示す図である。本実施例においては、各端末局（加入局）は、移動によるネットワークへの加入／離脱の激しい不特定多数の局ではなく、例えばエリア内に、ある程度限定されているものとし、４局による構成を取り上げている。また、このネットワーク内には特別な中継器は存在せず、中継を必要とする場合は、自局の電波の到達範囲内に位置する他の加入局によって中継されるものとしている。さらに、通信回線も比較的低速の回線としている。
【００１５】
この図１では、加入局Ａ１１、加入局Ｂ１２、加入局Ｃ１３、及び加入局Ｄ１４により無線通信ネットワーク１が形成されている。そして、異なる３つの瞬間における無線通信ネットワーク１の代表的な状態をモデル化して示している。すなわち、図１（ａ）では、加入局Ａ１１、加入局Ｂ１２、及び加入局Ｃ１３の３加入局は、互いに双方向で１対１の直接通信が可能であるが、加入局Ｄ１４は他の３加入局のいずれからも互いに電波到達範囲外に孤立している状態を例示している。
【００１６】
また、図１（ｂ）では、図１（ａ）の状態から、加入局Ｃ１３と加入局Ｄ１４とが互いに電波到達範囲内に位置するようになって、互いに双方向で１対１の直接通信が可能な状態を例示している。図１（ｃ）では、図１（ｂ）の状態から、加入局Ａ１１と加入局Ｃ１３とが互いに電波到達範囲外となって、直接通信ができない状態を例示している。
【００１７】
図２は、各加入局が自局内で編集・更新する加入局レイアウトテーブルの一例を示している。この加入局レイアウトテーブルは、局名識別情報、位置情報、及び他加入局への通信経路情報から構成されている。局名識別情報は、各加入局を識別するための各加入局固有の識別情報である。位置情報は、各加入局の最新の位置情報を示している。本実施例では、この位置情報は各加入局がＧＰＳにより取得した緯度／経度としている。また、他加入局への通信経路情報は、特定の加入局へ到達可能な、中継経路を含めた通信経路情報を示している。
【００１８】
次に、本発明に係る移動体通信方法及び移動体間通信システムを適用した無線通信ネットワークの動作を、上記した３状態の遷移を中心に図３の動作フロー図及び図４の加入局レイアウトテーブルを参照して説明する。なお、以下では、加入局Ａ１１の動作を取り上げて説明する。
【００１９】
まず、図１（ａ）に例示した状態での加入局Ａ１１の動作について説明する。自局が立ち上がると、位置情報取得手段により自局の位置情報を取得する。本実施例においては、自局の位置情報は、ＧＰＳにより取得した緯度／経度としている。取得した位置情報は、加入局レイアウトテーブルの該当欄に書き込まれる（ＳＴ１）。
【００２０】
次に、自局の局名識別情報、位置情報、ならびに通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報をブロードキャスト送信する。この事例では自局の局名識別情報としてＡ、位置情報としてＳＴ１で取得した緯度／経度、また立ち上がり直後は通信可能な加入局はなしとして、これらをブロードキャスト送信する（ＳＴ２）。
【００２１】
このブロードキャスト送信を受信した加入局Ｂ１２及び加入局Ｃ１３は、これに応答して自局の局名識別情報、位置情報、ならびに通信可能な加入局の局名識別情報及びその位置情報を同様に送信するが、加入局Ｄ１４は、加入局Ａ１１の電波到達範囲外のため、応答しない。加入局Ａ１１は、加入局Ｂ１２及び加入局Ｂ１３からの応答を受信する（ＳＴ３）。
【００２２】
この受信した内容に基づいて加入局Ａ１１は、自局内の加入局レイアウトテーブルを編集する。すなわち、該当する局名識別情報の加入局の位置情報欄にその緯度／経度を、また、通信経路情報欄には直接通信が可能である旨と共に、中継経路が書き込まれる。このときに編集された加入局レイアウトテーブルの一例を図４（ａ）に示す（ＳＴ４）。加入局Ｂ１２、及び加入局Ｃ１３においても同様にそれぞれの局内の加入局レイアウトテーブルが編集され、図１（ａ）の状態が確立される。
【００２３】
これに続いて送信データが存在すると（ＳＴ５のＹＥＳ）、加入局Ａ１１は、自局内の加入局レイアウトテーブルに基づいて通信経路を選択する。本実施例では中継数の最も少ない通信経路を選択するものとしている。例えば、加入局Ｂ１２へのデータ送信が必要な場合には、加入局Ｃ１３を中継する経路ではなく、加入局Ｂ１２と直接通信する経路を選択する（ＳＴ６）。そして、加入局Ａ１１から加入局Ｂ１２に向けて直接データが送信される（ＳＴ７）。
【００２４】
この後、加入局Ａ１１は、移動する自局の位置情報を継続的に取得し、加入局レイアウトテーブル内の該当欄を更新する（ＳＴ８）。そして、前回のブロードキャスト送信から所定の時間経過して最新情報の送信時刻になったときに（ＳＴ９のＹＥＳ）、前回の位置から所定距離以上移動したかを判定し（ＳＴ１０）、移動した場合には（ＳＴ１０のＹＥＳ）最新の位置情報ならびに通信可能な局名識別情報及びその位置情報をブロードキャスト送信する。しかし、所定距離以上移動していない場合には（ＳＴ１０のＮＯ）、ブロードキャスト送信を行なわず、ネットワーク内のトラフィックを減らしている。そして、これらの動作を終了することにより、加入局Ａ１１はこの無線通信ネットワークから離脱する（ＳＴ１１）。
【００２５】
次に、上記した図１（ａ）の状態から加入局Ｄ１４が参入し、図１（ｂ）に例示した状態に遷移するときの加入局Ａ１１の動作について説明する。
【００２６】
図１（ａ）の状態から、加入局Ｃ１３と加入局Ｄ１４とが互いに電波到達範囲内に位置するようになって、互いに双方向で１対１の直接通信が可能になった後、加入局Ａ１１は加入局Ｃ１３からのブロードキャスト送信をＳＴ３の動作ステップにて受信する。この受信内容に基づいてＳＴ４の動作ステップにて加入局レイアウトテーブルを更新する。更新後の加入局レイアウトテーブルの一例を図４（ｂ）に示す。すなわち、新たにこの無線通信ネットワークに参入した加入局Ｄ１４の位置情報欄にはその緯度／経度が、また、通信経路情報欄には加入局Ｃ１３、または加入局Ｂ１３と加入局Ｃ１３との中継により通信が可能である旨が書き込まれる。
【００２７】
そして、このときに加入局Ｄ１４あての送信データが発生すると（ＳＴ５のＹＥＳ）、これに続くＳＴ６の動作ステップでは、中継数の少ない加入局Ｃ１３経由の通信経路が選択され、ＳＴ７の動作ステップで対象のデータが送信される。
【００２８】
さらに、図１（ｂ）の状態から図１（ｃ）に例示した状態に遷移するときの加入局Ａ１１の動作について説明する。
【００２９】
図１（ｃ）では、図１（ｂ）の状態から、加入局Ａ１１と加入局Ｃ１３とが互いに電波到達範囲外となって、直接通信ができない状態となっている。この場合は、移動するにつれて受信されていた加入局Ｃ１３からのブロードキャスト送信がＳＴ４の動作ステップで受信されなくなり、継続して受信可能な加入局Ｂ１２からのブロードキャスト送信に含まれる加入局Ｃ１３の位置情報に基づいて、ＳＴ４の動作ステップにて加入局レイアウトテーブルを更新する。更新後の加入局レイアウトテーブルの一例を図４（ｃ）に示す。すなわち、加入局Ｃ１３の位置情報は加入局Ｂ１２により中継されて更新され、また、通信経路情報も、直接通信が不可能になって中継経路のみの内容に更新される。
【００３０】
そして、このときに、例えば加入局Ｃ１３あての送信データが発生すると（ＳＴ５のＹＥＳ）、これに続くＳＴ６の動作ステップでは、加入局Ｂ１２経由の通信経路が選択され、ＳＴ７の動作ステップで対象のデータが送信される。
【００３１】
以上説明したように、本実施例においては、各加入局がこのネットワークを維持・制御ための加入局レイアウトテーブルを自局内に有し、これを互いに編集・更新するための自位置情報ならびに自局と通信可能な加入局の局名識別情報及び位置情報を、自局が所定距離以上移動した場合にブロードキャスト送信している。これにより、ネットワーク制御に関わるトラフィックを減らすことができ、特に、比較的低速の通信回線を用いたネットワークにおいては、円滑なデータ通信を行なうことができる。
【００３２】
また、互いに電波到達範囲外に位置する加入局間の通信を、その間に位置する他の加入局が中継することができる。さらに、この場合も、中継数の少ない通信経路を選択できるとともに、代替の通信経路も確保できる。これにより、広い通信範囲において加入局相互間の情報伝達確率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る移動体通信方法及び移動体間通信システムを適用した無線通信ネットワークの一実施例を示す図。
【図２】加入局レイアウトテーブルの一例を示す図。
【図３】図１の無線通信ネットワーク内の加入局の動作を説明するための動作フロー図。
【図４】図1の無線通信ネットワークの各状態における加入局Ａ内の加入局レイアウトテーブルの内容の一例を示す図。
【図５】従来の無線通信ネットワークの一例を示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１  無線通信ネットワーク
１１  加入局Ａ
１２  加入局Ｂ
１３  加入局Ｃ
１４  加入局Ｄ
【図１】
2005229173.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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