(57)【要約】【課題】  先行技術では、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を考慮していた。しかし、先行技術では、経路候補外にある通信端末の通信チャネル使用率を考慮していないため、送信元通信端末と宛先通信端末間で通信が始まると、経路外の通信端末が通信できなくなる可能性がある。【解決手段】  本発明では、通信端末は経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、経路候補を構成する通信リンクの重みを計算する。これにより、経路候補上の通信端末と経路候補外の通信端末、それぞれの通信チャネル使用率の大きい経路の構築が可能になり、経路候補外の通信端末が無線通信を行うことができるようになる。【選択図】      図４
2017175333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、
前記無線通信端末は、受信部と計算部と送信部と、を有し、
前記受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、
前記計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、
前記送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、
前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、
前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記第一の情報は、前記第一の端末のチャネル使用率を含む、
請求項１に記載の無線通信端末。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線通信端末であって、
前記計算部は、自端末に関する第四の情報を生成し、前記第四の情報とを用いて前記第三の情報を生成する、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項４】
前記第四の情報は、前記無線通信端末のチャネル使用率を含む、
請求項３に記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記無線通信端末が測定したチャネル使用率である、
請求項４に記載の無線通信端末。
【請求項６】
前記第二の情報は、アプリケーションデータの要求通信速度情報を含み、
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記アプリケーションデータの要求通信速度情報を用いて推定されるチャネル使用率である、
請求項４に記載の無線通信端末。
【請求項７】
前記第四の情報は、前記無線通信端末との無線リンク速度に関する情報を含み、
前記無線リンク速度は、前記第二の端末と前記無線通信端末間のリンク速度、または前記第三の端末と前記無線通信端末間のリンク速度である、
請求項３〜６に記載の無線通信端末。
【請求項８】
前記第一の端末は、経路候補外通信端末であり、
前記第二の端末は、送信元通信端末または中継元通信端末であり、
前記第三の端末は、宛先通信端末または中継先通信端末であり、
前記第二の情報が、第一のRREQパケットであり、
前記第三の情報が、第二のRREQパケットである、
請求項２〜７に記載の無線通信端末。
【請求項９】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末を含む、無線通信方法であって、
前記無線通信端末の受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、
前記無線通信端末の計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、
前記無線通信端末の送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、
前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、
前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、
無線通信方法。
【請求項１０】
前記第一の情報は、前記第一の端末のチャネル使用率を含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記無線通信端末の計算部は、自端末に関する第四の情報を生成し、前記第四の情報とを用いて前記第三の情報を生成する、
請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第四の情報は、前記無線通信端末のチャネル使用率を含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記無線通信端末が測定したチャネル使用率である、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第二の情報は、アプリケーションデータの要求通信速度情報を含み、
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記アプリケーションデータの要求通信速度情報を用いて推定されるチャネル使用率である、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第四の情報は、無線リンク速度に関する情報を含み、
前記無線リンク速度は、前記第二の端末と前記無線通信端末間のリンク速度、または前記第三の端末と前記無線通信端末間のリンク速度である、
請求項１１〜１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１７】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、
前記無線通信端末は、第一の中継通信モードと第二の中継通信モードと中継通信モード切り替えスイッチと、を有し、
前記第一の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いる中継通信モードであり、
前記第二の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いない中継通信モードである、
ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項１８】
前記第一の中継通信モードは、請求項９〜１５に記載の通信方法である、
請求項１７に記載の無線通信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線通信端末、無線通信方式、プログラム、および、無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信網の基地局等の通信インフラストラクチャーを用いることなく、無線通信端末が自律分散的に情報交換を行う無線アドホックネットワークが知られている。無線アドホックネットワークで任意の無線通信端末間で情報を交換するためには、情報を転送する経路を発見して、維持するための経路制御が必要である。
【０００３】
この様な経路制御の先行技術の一例としては、非特許文献１に記載される技術が知られている。非特許文献１には、ある通信端末（以降、送信元通信端末と呼ぶ）が他の通信端末（以降、宛先通信端末と呼ぶ）に情報を送信するタイミングにおいて、経路構築処理を開始するリアクティブ型の経路制御方式であるＡｄ−ｈｏｃ  Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）経路制御方式について記載されている。ＡＯＤＶ経路制御方式における送信元通信端末はＲｏｕｔｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＲＲＥＱ）パケットを隣接通信端末に送信する。なお、ＲＲＥＱパケットは送信元通信端末の識別子、宛先通信端末の識別子、および、ホップ数に関するフィールドを持つ。ここでの識別子とは通信端末を一意に識別可能なＩｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＰ）アドレスやＭｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）アドレスなどのことである。送信元通信端末と宛先通信端末以外の通信端末（以降では、中継通信端末と呼ぶ）が今まで受信したＲＲＥＱパケットよりも後で生成されたＲＲＥＱパケットを受信すると、そのＲＲＥＱパケットを送信した通信端末の識別子を記憶する。中継通信端末がそれ以外のＲＲＥＱパケットを受信すると、そのＲＲＥＱパケットは無視する。中継通信端末は、ホップ数フィールドを１加算した同一のＲＲＥＱパケットを生成して、直接通信可能な他の通信端末に送信する。宛先通信端末がＲＲＥＱパケットを受信すると、受信したＲＲＥＱパケットを送信した通信端末の識別子を記憶する。宛先通信端末は、初めて受信したＲＲＥＱパケットを送信した通信端末に、Ｒｏｕｔｅ  Ｒｅｐｌｙ（ＲＲＥＰ）パケットを送信する。中継通信端末がＲＲＥＰパケットを受信すると、宛先通信端末への転送先として、ＲＲＥＰパケットを送信した通信端末の識別子を記憶する。そして、中継通信端末は、初めて受信したＲＲＥＱパケットを送信した通信端末に、ＲＲＥＰパケットを送信する。送信元通信端末がＲＲＥＰパケットを受信すると、宛先通信端末への転送先として、ＲＲＥＰパケットを送信した通信端末の識別子を記憶する。以上の動作によって、送信先通信端末から宛先通信端末への経路を構築している。ＡＯＤＶ経路制御方式は、ホップ数の観点から経路の最適性を判断しており、最短ホップ数に近い経路を構築することが出来る。
【０００４】
別の先行技術の一例として、特許文献１や特許文献２に記載の技術が知られている。特許文献１や特許文献２では、通信リンクの重みを、通信リンクの両端の通信端末の通信チャネル使用率と通信リンクの通信速度を用いて定義しており、例えば非特許文献１に記載されているＡＯＤＶ経路制御方式と組み合わせて通信リンクの重みの和が最小になる経路を構築している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４７４５９号公報
【特許文献２】特願２０１３−５１７７３４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｃ．Ｐｅｒｉｋｉｎｓ，ｅｔ．  ａｌ．，“Ａｄ−ｈｏｃ  Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）  Ｒｏｕｔｉｎｇ”ＲＦＣ３５６１  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ３５６１．ｔｘｔ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
先行技術では、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を考慮していた。しかし、先行技術では、経路候補外にある通信端末の通信チャネル使用率を考慮していないため、送信元通信端末と宛先通信端末間で通信が始まると、経路外の通信端末が通信できなくなる可能性がある。
【０００８】
本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的のひとつは、ネットワーク全体から見ても、通信端末が無線資源を効率的に使用する無線通信端末、無線通信方法、プログラム及び無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、前記無線通信端末は、受信部と計算部と送信部と、を有し、前記受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、前記計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、前記送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、ことを特徴とする無線通信端末。
【００１０】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末を含む無線通信方法であって、前記無線通信端末の受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、前記無線通信端末の計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、前記無線通信端末の送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、無線通信方法。
【００１１】
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、前記無線通信端末は、第一の中継通信モードと第二の中継通信モードと中継通信モード切り替えスイッチと、を有し、前記第一の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いる中継通信モードであり、前記第二の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いない中継通信モードである、ことを特徴とする無線通信端末。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】通信端末の配置を示す。
【図２】先行技術で構築される経路を示す。
【図３】開示する技術で構築される経路を示す。
【図４】第一の実施形態に係る通信システムの構成を示す。
【図５】第一の実施形態に係る通信システムのシーケンス図を示す。
【図６】第一の実施形態に係る通信端末のブロック図を示す。
【図７】第一の実施形態に係る計測モードで動作する通信端末のシーケンス図を示す。
【図８】第一の実施形態に係る送信元通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が中継通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図９】第一の実施形態に係る送信元通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が経路外候補通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１０】第一の実施形態に係る宛先通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が中継通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１１】第一の実施形態に係る宛先通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１２】第一の実施形態に係る中継通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が送信元通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１３】第一の実施形態に係る中継通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が宛先通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１４】第一の実施形態に係る中継通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１５】第一の実施形態に係る中継通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が宛先通信端末により近く、中継通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１６】第一の実施形態に係る中継通信端末モードで動作する通信端末（隣接通信端末が送信元通信端末により近く、中継通信端末モードで動作する時）のシーケンス図を示す。
【図１７】第一の実施形態に係る経路候補外通信端末モードで動作する通信端末のシーケンス図を示す。
【図１８】第二の実施形態に係る通信端末のブロック図を示す。
【図１９】第二の実施形態に係る通信リンク速度計測時の通信端末のシーケンス図を示す。
【図２０】第三の実施形態に係る通信端末のブロック図を示す。
【図２１】第三の実施形態に係る通信端末のＲＲＥＱパケットに対応する経路データのフォーマットを示す。
【図２２】第四の実施形態に係る通信端末のブロック図を示す。
【図２３】第四の実施形態に係る通信端末のＲＲＥＱパケットに対応する経路データのフォーマットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
先行技術では、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、経路候補を構成する通信リンクの重みを計算した。そのため、送信元通信端末と宛先通信端末間で通信が始まると、経路外の通信端末が通信できなくなる課題がある。
【００１４】
以降では先行技術で構築される経路を例示するために、図１の様に通信端末が配置されている場合を念頭に説明を続ける。図中の黒丸は通信端末を表している。通信端末を中心とする点線で描かれた円は、通信端末の無線通信が届く範囲を表しており、通信端末が無線通信をしている間は、その範囲内に位置する通信端末は無線通信出来なくなる。なお、ここに示す通信端末数はわかりやすく説明するための一例であり、図の端末数や通信状態に限定されるものではない。通信可能な通信端末間の通信速度は通信端末の組を問わず同じとすると、先行技術は、通信チャネル使用率の小さい通信端末を経由する、図２の様な経路を構築する。なお、ここに示される経路、端末数、通信状態はわかりやすく説明するための一例であり、図の経路、通信端末数、通信状態に限定されるものではない。以降の図は、特に断らない限りこの描き方を踏襲する。
【００１５】
図２を用いてこの課題を具体的に説明する。図２では、通信端末０２００１は通信端末０２００２に無線通信を行っており、通信端末０２００３と通信端末０２００４は無線資源を間接的に消費されている。先行技術で選ばれた経路で通信を行うと、通信端末０２００５や通信端末０２００６が、既に無線資源を消費している通信端末０２００３と通信端末０２００４の無線資源をさらに間接的に消費してしまう。その結果、状況によっては通信端末０２００３と通信端末０２００４が輻輳状態に陥ってしまい、その結果、通信出来なくなる。
【００１６】
この課題に対して、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、経路候補を構成する通信リンクの重み（リンクコスト）を計算する。これによって、送信元通信端末と宛先通信端末間で通信が始まると、経路外の通信端末が通信できなくなりにくい経路の構築が可能になる。図３は経路外通信端末を考慮した経路の一例を図示しており、図２と同様に、通信端末０３００１は通信端末０３００２と無線通信を行っており、通信端末０３００３と通信端末０３００４は無線資源を間接的に消費されている。通信端末０３００３と通信端末０３００４の無線資源を消費しない経路を構築することで、前述した課題が解決される。
【００１７】
以降では、本明細書に開示される無線通信端末、無線通信方式、プログラム、及び、無線通信システムの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号がふされており、説明の明確化のために、重複する説明は必要に応じて省略される。
【００１８】
以下に説明される複数の実施形態は、独立に実施されることもできるし、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の実施形態は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の実施形態は、互いに異なる目的または課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。
【００１９】
（発明を実施するための第一の実施形態）
先行技術における通信端末は、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて経路候補を構成する通信リンクの重みを計算していないため、経路候補外にある通信端末の通信チャネル使用率が高くなり、輻輳状態になり、通信できなくなる可能性がある。そのため、発明の第一の実施形態では、通信端末は経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、経路候補を構成する通信リンクの重みを計算する。
【００２０】
［第一の実施形態の構成の説明］
図４は、第一の実施形態に係る通信システムの構成を図示している。図４が示す通信システム０４０００は、同一の構成を有する通信端末０４００１〜０４００４を備えている。なお、図４は、送信元通信端末０４００１と１台の宛先通信端末０４００２と中継通信端末０４００３を各１台、経路候補外通信端末０４００４を２台の計５台の通信端末からなる構成の例を図示しているが、送信元通信端末０４００１と宛先通信端末０４００２と中継通信端末０４００３と経路候補外通信端末０４００４を各１台、計４台の通信端末があれば良い。詳細は後述するが、通信端末は、無線通信機能を有しており、無線通信の可能な範囲内に位置する他の通信端末と無線接続している。
【００２１】
図５は図４に記載の中継通信端末０４００３が動作する際のシステムフローの概要である。ステップＳ０５００１で中継通信端末０４００３は、経路候補外通信端末０４００４から第一の情報（通信チャネル使用率など）を受信する。ステップＳ０５００２で中継通信端末０４００３は、送信元通信端末０４００１から第二の情報（ＲＲＥＱパケット、リンクコストなど）を受信する。ステップＳ０５００３で中継通信端末０４００３は、ステップＳ０５００１、ステップＳ０５００２で受信した第一の情報と第二の情報とを用いて、第三の情報（ＲＲＥＱパケット、リンクコストなど）を生成する。ステップＳ０５００４で中継通信端末０４００３は、ステップＳ０５００３で生成した第三の情報を宛先通信端末０４００２へ送信する。
【００２２】
なお、ここで送信元通信端末と記載したが、中継元通信端末であっても良い。中継元通信端末とは、マルチホップ通信においてより送信元通信端末に近い中継通信端末を指す。また同様に、宛先通信端末は中継先通信端末であっても良い。中継先通信端末は、マルチホップ通信においてより宛先通信端末に近い中継通信端末を指す。
【００２３】
なお、ここでは中継通信端末０４００３が中継経路として選択されたシステム構成を取り上げたが、ここに示される経路、端末数、通信状態、送受信される信号はわかりやすく説明するための一例であり、図中の経路、通信端末数、通信状態、送受信される信号に限定されるものではない。
【００２４】
図６は、通信端末０６０００の構成を図示している。図６が示す通信端末０６０００は無線通信部０６１００と経路制御部０６２００と記憶部０６３００とアプリケーション部０６４００を備える。
【００２５】
無線通信部０６１００は、例えば、Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  oｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌ ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（ＩＥＥＥ）８０２．１１で規定されている無線Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）通信を行うための、無線インターフェイスと周辺回路を備え、更に、それらを制御するためのＯｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＯＳ）のカーネルモジュールやドライバ等で構成される。なお、ここで用いられる通信方式は限定されず、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの通信方式を用いても良い。
【００２６】
無線通信部０６１００は、通信チャネル使用率交換部０６２０２や経路計算部０６２０３が生成したデータを隣接通信端末にパケット形式やフレーム形式で送信することが可能である。その上さらに、無線通信部０６１００は、アプリケーション部０６４００が生成したデータを、経路指示部０６２０４からの指示に基づいて隣接通信端末にパケット形式やフレーム形式で送信できる。また、無線通信部０６１００は、隣接通信端末が生成したデータをパケット形式やフレーム形式で受信し、通信チャネル使用率交換部０６２０２や経路計算部０６２０３やアプリケーション部０６４００にデータを渡すことも出来る。また、無線通信部０６１００は、通信チャネルを使用し始めてからの経過時間やフレームを送信するのにかかった総時間やフレームを受信するのにかかった総時間などの情報を、通信チャネル使用率計測部０６２０１に提供することも出来る。一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃを用いる場合には、通信チャネル使用率を計算するために必要なこれらの情報を、既に普及している無線チップから取得することが可能である。
【００２７】
経路制御部０６２００は、アプリケーション部０６４００が生成するデータの転送先を決定し、無線通信部０６１００に指示する機能を有する。なお、以降では、アプリケーション部０６４００が生成するデータをアプリケーションデータと呼ぶ。経路制御部０６２００は、通信チャネル使用率計測部０６２０１と通信チャネル使用率交換部０６２０２と経路計算部０６２０３と経路指示部０６２０４を備える。経路制御部０６２００は、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）やＲｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）、Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＥＰＲＯＭ）等で構成され、ソフトウェア的に処理を実行する。なお、経路制御部０６２００が実現する各機能は各々が並行して動作しても良い。
【００２８】
通信チャネル使用率計測部０６２０１は、予め設定した所定時間（例：過去１秒、１０秒、１００秒、無線インターフェイスが立ち上がって以降など）の間に、自通信端末が発した無線通信と他通信端末が発した無線通信によって、無線通信部０６１００に割り当てられた通信チャネルが使用されていた時間の割合（以降、通信チャネル使用率と呼ぶ）を計算する機能を有する。そのために、通信チャネル使用率計測部０６２０１は、後述する記号Ａ，Ｔ，Ｒ，Ｂに関する情報を無線通信部０６１００から取得する。そして、通信チャネル使用率計測部０６２０１は、例えば次式によって、通信チャネル使用率ρｉを計算する。なお、添え字ｉは通信端末０６０００を一意に識別する識別子であり、例えば、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスを用いてもよい。
【００２９】
【数１】
2017175333.tif 000003
【００３０】
ここで、式１の記号Ａは、前述した所定時間を表す。記号Ｔは、無線通信部０６１００がパケットやフレームを送信するのに要した総時間を表す。記号Ｒは、無線通信部０６１００がパケットやフレームを受信するのに要した総時間を表す。記号Ｂは、例えば、Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ（ＣＳＭＡ／ＣＡ）等の無線メディアアクセス制御によって、無線通信部０６１００がデータを送信することも、データを受信することも出来なかった時間を表す。通信チャネル使用率計測部０６２０１は、計算した通信チャネル使用率を後述する通信チャネル使用率交換部０６２０２に伝える。なお、通信チャネル使用率計測部０６２０１は予め設定した所定の周期（例：０．５秒、１秒、２秒、５秒など）で通信チャネル使用率ρｉの計算と通信チャネル使用率交換部０６２０２への通知を繰り返してもよい。
【００３１】
通信チャネル使用率交換部０６２０２は隣接通信端末と通信チャネル使用率を交換する機能を有する。通信チャネル使用率交換部０６２０２は、通信チャネル使用率計測部０６２０１から自通信端末の通信チャネル使用率を受け取ると、受け取った通信チャネル使用率を記憶部０６３００に記憶させる。さらに、通信チャネル使用率交換部０６２０２は、自通信端末の通信チャネル使用率を通知するためのデータを生成して、無線通信部０６１００に引き渡す。以降では、通信チャネル使用率交換部０６２０２が生成するデータを使用率データと呼ぶ。なお、通信チャネル使用率交換部０６２０２は、通信チャネル使用率を、自通信端末の無線通信が届く範囲内に位置する全ての通信端末にブロードキャストする。そのために、無線通信部０６１００が、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ対応の無線インターフェイスを利用している場合には、ブロードキャストアドレスを指定する、または、予め設定した所定のホップ数Ｈ（例：１ホップや２ホップ、１０ホップなど）の範囲内でフラディングするなど、種々の方法を用いることとする。さらに、通信チャネル使用率交換部０６２０２は、隣接通信端末から受信した使用率データを、無線通信部０６１００から受け取る。そして、通信チャネル使用率交換部０６２０２は、受信した通信チャネル使用率を記憶部０６３００に記憶させる。
【００３２】
経路計算部０６２０３は、データの宛先通信端末への次ホップの通信端末を選択する機能を有している。なお、経路計算部０６２０３は、送信元通信端末から宛先通信端末への経路の最適性を、経路上の通信端末に加えてそれらの無線通信が届く範囲内に位置する全ての通信端末の通信チャネル使用率も考慮して判断する。経路計算部０６２０３は、経路計算方法を限定されないが、例えば、ＡＯＤＶやＯｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｌｉｎｋ  Ｓｔａｔｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ（ＯＬＳＲ）方式などを利用してもよい。
【００３３】
ここでは、先行技術の一例として記載したＡＯＤＶ経路制御方式の利用を念頭に説明を進める。ＲＲＥＱパケットが転送される際、ＲＲＥＱパケットのホップ数フィールドの値は１加算された。経路計算部０６２０３は、通信端末が無線資源を効率的に使用する経路を構築するために、自通信端末とその隣接通信端末（例えば経路候補外に存在する通信端末を含む）の通信チャネル使用率が小さいほど、ホップ数フィールドの値に小さな値を加算する。例えば、次式で求まる値Ｉを加算する。
【００３４】
【数２】
2017175333.tif 000004
【００３５】
式２の記号ρｉは、隣接通信端末ｉの通信チャネル使用率を表す。記号Ｎは隣接通信端末の識別子の集合である。式２の関数ｍａｘ（・）は引数に与えられる隣接通信端末の通信チャネル使用率の集合のうち、最大の要素を返す。式２の関数Ｗ（ｘ）は引数に与えられる隣接通信端末の通信チャネル使用率ｘが大きいほど、大きな値を返す関数であり、例えば、次式が例として挙げられる。
【００３６】
【数３】
2017175333.tif 000005
【００３７】
なお、通信端末が自通信端末を宛先通信端末とするＲＲＥＱパケットを受信した場合には、所定の一定時間（例：１秒や１０秒、１００秒など）が経過してから、今まで受信したＲＲＥＱパケットのうち、ホップ数フィールドの値が最も小さいＲＲＥＱパケットを選択し、そのＲＲＥＱパケットを送信した通信端末にＲＲＥＰパケットを送信する。通信端末がＲＲＥＰパケットを受信すると、宛先通信端末への転送先として、ＲＲＥＰパケットを送信した通信端末の識別子に関する情報を、記憶部０６３００に記憶させる。
【００３８】
なお、ここでは先行技術の一例として記載したリアクティブ型のＡＯＤＶ経路制御方式の利用を念頭に説明を進めた。しかしながら、例えばＯｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｌｉｎｋ  Ｓｔａｔｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ（ＯＬＳＲ）方式等のプロアクティブ型の経路制御方式を利用してもよい。例えば、ＯＬＳＲ方式では、隣接通信端末やネットワーク上の全ての通信端末と自端末の通信リンクの情報を共有するＨＥＬＬＯパケットやＴｏｐｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌパケットを送信する。このパケットを拡張して式２で求まる値を格納することによって、経路を構成する通信端末の通信チャネル使用率と経路を構成する通信端末の無線通信が届く範囲内に位置する通信端末の通信チャネル使用率との観点から最適な経路を構築可能になる。
【００３９】
経路指示部０６２０４は、無線通信部０６１００からの問い合わせに応じて、記憶部０６３００のフォワーディング表０６３０２を読み込み、データの転送先の通信端末の識別子を返す機能を有する。
【００４０】
アプリケーション部０６４００は、宛先通信端末の識別子を指定したデータを送受信する機能を有している。以降では、アプリケーション部０６４００が生成するデータをアプリケーションデータと呼ぶ。なお、ここでのアプリケーション部は、ファイル転送や映像配信等のソフトウェアのことである。また、アプリケーション部０６４００は、アプリケーションデータを、無線通信部０６１００に引き渡す機能を有する。また、アプリケーション部０６４００は、宛先通信端末の識別子に自通信端末や他通信端末の識別子を指定したアプリケーションデータを、無線通信部０６４００から受け取る機能を有する。なお、アプリケーション部０６４００は、宛先通信端末の識別子に他通信端末の識別子を指定したアプリケーションデータを受けとると、アプリケーション部０６４００は受取ったアプリケーションデータの転送を無線通信部０６１００に指示する。
【００４１】
記憶部０６３００は、磁気ディスクや半導体メモリ等から構成されるＨａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）やＳｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ（ＳＳＤ）などの記憶媒体である。記憶部０６３００は、自通信端末や他通信端末の通信チャネル使用率情報０６３０１とフォワーディング表０６３０２を記憶する。なお、図６は通信チャネル使用率情報０６３０１とフォワーディング表０６３０２が同じ記憶媒体に格納される場合を例示しているが、それぞれ別々の記憶媒体に格納されても良い。
【００４２】
なお、記憶部０６３００が２種の情報を記憶する例を示したが、記憶部０６３００は記憶する情報を限定しておらず、前述したアプリケーションに関する種々のデータなどを保存しても良い。
【００４３】
通信チャネル使用率情報０６３０１は、通信端末の識別子と通信チャネル使用率の組からなるリスト等で表される。
【００４４】
フォワーディング表０６３０２は、宛先通信端末の識別子と転送先の通信端末の識別子の組からなるリスト等で表される。
【００４５】
［第一の実施形態の動作の説明］
第一の実施形態の通信端末の動作について、図７〜図１７を参照しながら説明する。最初に、通信端末０６０００が通信チャネル使用率を計測して、隣接通信端末に通知する際の動作（以降、「計測モード時の動作」と記述する）を説明する。次に、通信端末０６０００が通信チャネル使用率を用いて経路を構築する際の動作を、送信元通信端末の動作（以降、「送信元通信端末モード時の動作」と記述する）、宛先通信端末の動作（以降、「宛先通信端末モード時の動作」と記述する）、中継通信端末の動作（以降、「中継通信端末モード時の動作」と記述する）、経路候補外通信端末の動作（以降、「経路候補外通信端末モード時の動作」と記述する）に分けて説明する。なお、通信端末０６０００は観測モード時の動作、送信元通信端末モード時の動作、宛先通信端末モード時の動作、中継通信端末モード時の動作、経路候補外通信端末時の動作を並行して行うこともある。
【００４６】
＜計測モード時の動作＞
図７は、第一の実施形態に係る通信端末が計測モードで動作する場合のシーケンス図である。図７のステップＳ０７００１では、通信端末は、通信チャネル使用率を計算する。次のステップＳ０７００２では、通信端末は、通信チャネル使用率を記憶する。そして、ステップＳ０７００３では、通信端末は、使用率データを生成して、通信チャネル使用率を隣接通信端末に通知する。そして、ステップＳ０７００４では、通信端末は、隣接通信端末から使用率データを受信し、通信チャネル使用率に関する情報を取得している。最後に、ステップＳ０７００５では、通信端末は、ステップＳ０７００４で受信した通信チャネル使用率に関する情報を記憶部に記憶させる。これらＳ０７００１からＳ０７００５のステップが繰り返される。なお、図７では、Ｓ０７００１〜Ｓ０７００３において、通信端末が自通信端末の通信チャネル使用率に関する情報を隣接通信端末に送信して、その後、Ｓ０７００４〜Ｓ０７００５において、通信端末が隣接通信端末から通信チャネル使用率に関する情報を受け取る場合を例示した。しかし、これらのステップは必ずしもこの順で実行されなくても良い。
【００４７】
＜送信元通信端末モード時の動作＞
図８は、第一の実施形態に係る通信端末が送信元通信端末モードで動作し、隣接通信端末が中継通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。図８のステップＳ０８００１では、通信端末は、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを生成する。次のステップＳ０８００２では、通信端末は、自通信端末と隣接通信端末の通信チャネル使用率を記憶部から読み出し、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドを更新する。そして、ステップＳ０８００３では、ホップ数フィールドを更新した経路制御データを、隣接通信端末に送信する。ステップＳ０８００４では、通信端末は、ＲＲＥＰパケットに対応する経路データを隣接通信端末から受信する。ステップＳ０８００５では、通信端末は、ＲＲＥＰパケットに対応する経路データを送信した隣接通信端末を、宛先通信端末への転送先の通信端末として記憶する。
【００４８】
また、図９は、第一の実施形態に係る通信端末が送信元通信端末モードで動作し、隣接通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。このステップＳ０９００１〜ステップＳ０９００３の動作は、図８のステップＳ０８００１〜ステップＳ０８００３と同じである。
【００４９】
＜宛先通信端末モード時の動作＞
図１０は、第一の実施形態に係る通信端末が宛先通信端末モードで動作し、隣接通信端末が中継通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。図１０のステップＳ１０００１では、通信端末は、隣接通信端末からＲＲＥＱパケットに対応する経路データを受信する。通信端末が初めてＲＲＥＱパケットに対応する経路データを受信してから、所定の時間が経過した後のステップＳ１０００２では、通信端末は、ホップ数フィールドの値が最も小さいものなど、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを選択する。そして、ステップＳ１０００３では、ステップＳ１０００２で選択したＲＲＥＱパケットに対応する経路データを送信した通信端末に、ＲＲＥＰパケットに対応する経路データを送信する。
【００５０】
また、図１１は、第一の実施形態に係る通信端末が宛先通信端末モードで動作し、隣接通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。このステップＳ１１００１〜Ｓ１１００２の動作は、図１０のＳ１０００１〜Ｓ１０００２と同じである。
【００５１】
＜中継通信端末モード時の動作＞
図１０は、第一の実施形態に係る通信端末が中継通信端末モードで動作し、隣接通信端末が送信元通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。図１０では、ステップＳ１０００１で、通信端末は、送信元通信端末モードで動作する通信端末からＲＲＥＱパケットに対応する経路データを受信する。宛先通信端末またはより宛先通信端末に近い中継通信端末からＲＲＥＰパケットに対応する経路データを受信すると、ステップＳ１０００２で、隣接通信端末にＲＲＥＰパケットに対応する経路データを送信する。
【００５２】
また、図１３は、第一の実施形態に係る通信端末が中継通信端末モードで動作し、隣接通信端末が宛先通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。通信端末は、送信元通信端末または、より送信元通信端末に近い中継通信端末からＲＲＥＱパケットに対応する経路データを受信すると、ステップＳ１３００１で、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを生成する。ステップＳ１３００２で、通信端末はＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドを設定する。そして、ステップＳ１３００３で、通信端末はＲＲＥＱパケットに対応する経路データを送信する。ステップＳ１３００４で、通信端末はＲＲＥＰパケットに対応する経路データを受信すると、ステップＳ１３００５で、通信端末はステップＳ１３００４で受信したＲＲＥＰパケットを生成した隣接通信端末を宛先通信端末への転送先通信端末として記憶する。
【００５３】
また、図１４は、第一の実施形態に係る通信端末が中継通信端末モードで動作し、隣接通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。このステップＳ１４００１〜Ｓ１４００３の動作は、図１３のＳ１３００１〜Ｓ１３００３の動作と同じである。
【００５４】
また、図１５は、第一の実施形態に係る通信端末が中継通信端末モードで動作し、隣接通信端末がより宛先通信端末に近く、かつ、中継通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。このステップＳ１５００１〜ステップＳ１５００５の動作は、図１３のステップＳ１３００１〜Ｓ１３００５の動作と同一である。
【００５５】
また、図１６は、第一の実施形態に係る通信端末が中継通信端末モードで動作し、隣接通信端末がより送信元通信端末に近く、かつ、中継通信端末モードで動作する場合のシーケンス図である。通信端末は、宛先通信端末またはより宛先通信端末に近い中継通信端末からＲＲＥＰパケットに対応する経路データを受け取ると、ステップＳ１６００１で、ＲＲＥＰパケットに対応する経路データを隣接通信端末に送信する。
【００５６】
＜経路候補外通信端末モード時の動作＞
図１７は、第一の実施形態に係る通信端末が経路候補外通信端末モードで動作する場合である。図１７では、通信端末は、送信元通信端末または中継通信端末からＲＲＥＱパケットに対応する経路データを受信すると、ステップＳ１７００１で、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを生成する。ステップＳ１７００２で、通信端末はＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドを設定する。そして、ステップＳ１７００３で、通信端末はＲＲＥＱパケットに対応する経路データを送信する。
【００５７】
［第一の実施形態の効果の説明］
先行技術における通信端末は、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて経路候補を構成する通信リンクの重みを計算していないため、経路候補外にある通信端末の通信チャネル使用率が高くなり、輻輳状態になり、通信出来なくなる課題があった。発明の第一の実施形態では、通信端末は経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、経路候補を構成する通信リンクの重みを計算した。これにより、経路候補上の通信端末と経路候補外の通信端末、それぞれの通信チャネル使用率の大きい図３に例示した様な経路の構築が可能になり、経路候補外の通信端末が無線通信を行うことができる。
【００５８】
（発明を実施するための第二の実施形態）
第一の実施形態では、通信端末は、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率だけではなく、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて、通信リンクの重みを計算した。通信リンクの通信速度が異なる場合においては、通信リンクの通信速度が遅く長時間に渡って無線資源を消費する経路が選ばれ、無線資源を効率的に使用できない課題があった。第二の実施形態では、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率と、通信リンクの通信速度とを用いて、通信リンクの重みを計算する。
【００５９】
［第二の実施形態の構成の説明］
第二の実施形態に係る通信システムの構成は、第一の実施形態に係る通信システムの構成と同一のため、説明を省略する。図１８は、第二の実施形態に係る通信端末１８０００の構成を図示している。第一の実施形態に係る通信端末０６０００の経路制御部０６２００が経路制御部１８２００に、記憶部０６３００が記憶部１８３００に置き換わった構成である。その他の構成は第一の実施形態に係る通信端末０６０００の構成と同一である。
【００６０】
経路制御部１８２００は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の経路計算部０６２０３が経路計算部１８２０３に置き換わり、さらに、通信リンク速度計測部１８２０５を備える。その他の構成は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の構成と同一である。
【００６１】
経路計算部１８２０３は、データの転送先を決定する機能を有する。なお、経路計算部１８２０３は、経路制御方法を限定されないが、送信元通信端末から宛先通信端末への経路候補の最適性を、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率と、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率と、経路候補を構成する通信リンクの通信速度とを用いて通信リンクの重みを計算する。この点が第一の実施形態に係る経路計算部０６２０３と異なる。以降では、通信リンクの通信速度を通信リンク速度と呼ぶ。
【００６２】
以降では、先行技術の一例として記載したＡＯＤＶ経路制御方式の利用を念頭に説明を進める。通信端末がＲＲＥＱパケットを転送する時、ＲＲＥＱパケットのホップ数フィールドの値は１加算された。第二の実施形態に係る経路計算部１８２０３は、送信元通信端末と宛先通信端末間でアプリケーションデータを送受信した時の経路外通信端末への影響が少ない通信リンク速度が速い経路を構築するために、通信端末は通信リンク速度を併せて用いる。経路計算部１８２０３は、通信端末が無線資源を効率的に使用する経路を構築するために、自通信端末とその周辺の隣接通信端末の通信チャネル使用率が小さく、かつ、宛先通信端末への次ホップの通信端末への通信リンクの通信リンク速度が速くて無線資源を消費し難いほど、ＲＲＥＱパケットのホップ数フィールドの値に小さな値Ｉを加算する。例えば、次式で求まる値Ｉを加算する。
【００６３】
【数４】
2017175333.tif 000006
【００６４】
記号Ｚは、ＲＲＥＱパケットを送信する通信端末への通信リンク速度を表す。経路計算部１８２０３は後述する記憶部１８３００からＲＲＥＱパケットを送信する通信端末への通信リンク速度Ｚを取得する。その他の記号に関しては、実施形態１の説明の式３と同様とする。ここでは通信端末が宛先通信端末への次ホップの通信端末との通信リンクの通信リンク速度を用いる例を示しているが、１ホップ前の通信端末との通信リンクの通信リンク速度を用いても良い。
【００６５】
通信リンク速度計測部１８２０５は、無線通信部０６１００を介して、通信端末から隣接通信端末への通信リンク速度を計算する機能を有する。たとえば、通信リンク速度計測部１８２０５は、予め設定する所定の大きさの計測フレームを隣接通信端末に送信して、隣接通信端末が計測フレームを受信するまでに要した時間から、通信速度を計測する。例えば、通信リンク速度計測部１８２０５は、通信リンク速度Ｚを次式で計算する。
【００６６】
【数５】
2017175333.tif 000007
【００６７】
式５の記号Ｓは計測フレームのビット数である。また、式５の記号ＺＲは、隣接通信端末が計測フレームを受信した時刻である。また、式５の記号ＺＳは、通信端末が計測フレームを送信した時刻である。または、通信速度計測用のソフトウェア（例：Ｉｐｅｒｆなど）の利用や無線通信部０６１００がＩＥＥＥ８０２．１１対応の無線チップをしている場合にはビットレートを取得するなど、種々の方式を用いてもよい。そして、通信リンク速度計測部１８２０５は、計算した通信リンク速度Ｔを隣接通信端末の識別子と共に記憶部１８３００に記憶させる。
【００６８】
記憶部１８３００は、第一の実施形態に係る記憶部０６３００が新たに通信リンク速度情報１８３０３を記憶する。その他は第一の実施形態に係る記憶部０６３００と同一である。
【００６９】
通信リンク速度情報１８３０３は、通信端末の識別子と通信リンク速度の組からなるリスト等で表される。
【００７０】
［第二の実施形態の動作の説明］
第二の実施形態に係る通信端末の動作について、図を参照しながら説明する。なお、通信端末１８０００は、第一の実施形態に係る通信端末０６０００の動作に加えて、図１９に示される動作が加わる。また、第二の実施形態に係る通信端末の動作は、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドを式４で計算すること以外は第一の実施形態の通信端末０６０００の動作と同一である。
【００７１】
図１９は、第二の実施形態に係る通信端末が、隣接通信端末への通信速度を計測する際の動作を図示している。通信端末１８０００は、ステップＳ１９００１において、自通信端末から隣接通信端末への通信リンクの通信速度を計測するための、計測データを送信する。そして、ステップＳ１９００２において、隣接通信端末から計測データを受信した時刻を受取る。そして、ステップＳ１９００３において、式５で通信リンク速度を計算する。ステップＳ１９００４において、ステップＳ１９００３で計算した通信リンク速度を記憶する。また、ステップＳ１９００５にて、隣接通信端末から計測データを受信する。ステップＳ１９００６にて、計測データを受信した時刻を通知する。なお、図１９では、ステップＳ１９００１〜ステップＳ１９００６が順に実施される例を図示しているが、ステップＳ１９００１〜ステップＳ１９００４にステップＳ１９００５からＳ１９００６が適宜割り込むこともある。また、ステップＳ１９００１〜Ｓ１９００６は予め設定する所定の時間間隔（１秒、５秒、１０秒など）で定期的に実施されることもある。
【００７２】
［第二の実施形態の効果の説明］
通信リンク速度を用いて通信リンクの重みを計算していないため、通信リンク速度が遅く長時間に渡って無線資源を消費する経路が選ばれ、無線資源を効率的に使うことができないという課題があった。第二の実施形態では、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率と、通信リンク速度とを用いて通信リンクの重みを計算することで、無線資源を短時間しか使用しない通信リンク速度の速い通信リンクからなる、無線資源を効率的に使用する経路を構築することが可能になった。
【００７３】
（発明を実施するための第三の実施形態）
第一の実施形態では、通信端末は、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率だけではなく、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて通信リンクの重みを計算した。送信元通信端末と宛先通信端末間でデータを実際に送受信している間には、経路上の通信端末や経路外の通信端末の通信チャネル使用率が大きくなる経路が構築されてしまい、無線資源を効率的に使用できないという課題があった。第三の実施形態では、アプリケーションデータの要求通信速度に関する情報を用いて、アプリケーションデータ送信中の経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を計算し、通信リンクの重みを計算する。
【００７４】
［第三の実施形態の構成の説明］
第三の実施形態に係る通信システムの構成は、第一の実施形態と同一のため、説明を省略する。図２０は、第三の実施形態に係る通信端末２００００の構成を図示している。図２０が図示する通信端末２００００は、第一の実施形態に係る通信端末０６０００の経路制御部０６２００とアプリケーション部０６４００が、それぞれ、経路制御部２０２００とアプリケーション部２０４００に置き換わったものである。その他の構成は第一の実施形態と同一である。
【００７５】
経路制御部２０２００は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の通信チャネル使用率計測部０６２０１が通信チャネル使用率推定部２０２０１に置き換わり、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の経路計算部０６２０３が経路計算部２０２０３に置き換わり、第二の実施形態に係る通信リンク速度計測部１８２０５を備える。その他の構成は、第一の実施形態における構成と同一である。
【００７６】
通信チャネル使用率推定部２０２０１は、アプリケーション部２０４００がデータを送信した場合に、今後１秒間などの所定時間の間に、自通信端末が発した無線通信、および、他通信端末が発した無線通信によって、無線通信部０６１００に割り当てられた通信チャネルが使用される時間の割合の推定値を計算する機能を有する。通信チャネル使用率ρｉは、例えば、次式によって計算される。なお、添え字ｉは通信端末２００００を一意に識別する識別子であり、例えば、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスを用いてもよい。
【００７７】
【数６】
2017175333.tif 000008
【００７８】
ここで、式６の記号Ｖは、通信チャネル使用率推定部１９２０１が、後述する経路計算部２０２０３から取得するアプリケーションデータの要求通信速度を表す。また、式６の記号Ｚは、通信チャネル使用率推定部２０２０１が、通信リンク速度計測部１８２０５から取得する通信リンク速度に相当する。なお、通信チャネル使用率推定部２０２０１は、所定の周期（１秒、５秒、１０秒など）で通信チャネル使用率ρｉの計算と通信チャネル使用率交換部０６２０２への通知を繰り返してもよい。
【００７９】
経路計算部２０２０３は、通信端末２００００が送信元通信端末の時、後述するアプリケーション部２０４００からアプリケーションデータの要求通信速度を取得し、通信チャネル使用率推定部２０２０１に渡す。また、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データにアプリケーションデータの要求通信速度を記入する。ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを図２１に例示する。通信端末２００００が送信元通信端末以外の時は、受取ったＲＲＥＱパケットに対応する経路データに含まれるアプリケーションデータの要求通信速度を、通信チャネル使用率推定部に渡す。その他は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の経路計算部０６２０３と同一である。
【００８０】
アプリケーション部２０４００は、宛先通信端末の識別子を指定したアプリケーションデータを生成する機能を有している。なお、ここでのアプリケーションとは、例えば、ファイル転送や映像配信などのソフトウェアのことを意図している。さらに、アプリケーション部２０４００は、アプリケーションデータの送信を、無線通信部０６１００に指示する機能を有している。この時、アプリケーション部２０４００は、アプリケーションのデータを流す際の要求する通信速度を、経路計算部２０２０３に通知する機能を有する。さらに、アプリケーション部２０４００は、宛先通信端末の識別子に自通信端末または他通信端末の識別子を指定したアプリケーションデータを、無線通信部０６１００から受け取る機能を有する。なお、アプリケーション部２０４００は、宛先通信端末の識別子に他通信端末の識別子を指定したアプリケーションデータを受け取ると、アプリケーション部２０４００に受け取ったデータの転送を依頼する。
【００８１】
［第三の実施形態の動作の説明］
第三の実施形態に係る通信端末の動作は、第一の実施形態に係る通信端末が通信チャネル使用率ρｉを計算する際の式が、アプリケーションデータの要求通信速度に関する情報を用いた式６などに変更になることと、第二の実施形態に係る通信端末における隣接通信端末への通信速度を計測する動作も行うこと以外は第一の実施形態に係る通信端末の動作と同一である。
【００８２】
［第三の実施形態の効果の説明］
送信元通信端末と宛先通信端末間でデータを実際に送受信している間には、経路上の通信端末や経路外の通信端末の通信チャネル使用率が大きくなる経路が構築されてしまい、無線資源を効率的に使用することが出来ない課題があった。第三の実施形態では、アプリケーションデータ送信中の経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を計算し、通信リンクの重みを計算した。これによって、送信元通信端末と宛先通信端末間でデータを実際に送受信している間にも、経路上の通信端末や経路外の通信端末の通信チャネル使用率が小さい、無線資源を効率的に使用する経路が構築可能になった。
【００８３】
（発明を実施するための第四の実施形態）
第一の実施形態では、通信端末は、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率だけではなく、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を用いて通信リンクの重みを計算した。これによって、経路候補外にある通信端末の通信チャネル使用率が高くなり、輻輳状態になり、通信できなくなる経路が構築されなくなった。しかしながら、通信チャネル使用率の高い通信端末を迂回する経路が構築されやすくなり、アプリケーションの通信要求（例：遅延、安定性、ＱｏＳ、ＱｏＥなど）に依らずにホップ数の長い経路が選ばれてしまうという課題がある。第四の実施形態では、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率のみを用いて、ホップ数は短いがネットワーク全体としては無線チャネル使用率の高い通信端末が生じやすい経路を構築するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率も用いて、ホップ数は多いがネットワーク全体としては無線チャネル使用率の高い通信端末が生じにくい経路を構築するかを切り替え可能にする。
【００８４】
［第四の実施形態の構成の説明］
第四の実施形態に係る通信システムの構成は、第一の実施形態と同一のため、説明を省略する。図２２は、第四の実施形態に係る通信端末２２０００の構成を図示している。図２２が図示する通信端末２２０００は、第一の実施形態に係る通信端末０６０００の経路制御部０６２００とアプリケーション部０６４００が、それぞれ、経路制御部２２２００とアプリケーション部２２４００に置き換わったものである。その他の構成は第一の実施形態と同一である。
【００８５】
経路制御部２２２００は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の経路計算部０６２０３が経路計算部２２２０３に置き換わったものである。その他の構成は、第一の実施形態における構成と同一である。
【００８６】
経路計算部２２２０３は、宛先通信端末への次ホップの通信端末を選択する機能を有している。なお、通信端末２２０００が送信元通信端末の時は、経路計算部２２２０３は、後述するアプリケーション部２２４００の経路制御方式指示部２２４０２からの指示に基づいて、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、を変える。また、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データに経路制御方式指示部２２４０２からの指示を記入する。ＲＲＥＱパケットに対応する経路データを図２３に例示する。その一方で、通信端末２２０００が送信元通信端末以外の時は、受取ったＲＲＥＱパケットに対応する経路データに含まれる情報に基づいて、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、を変える。
【００８７】
経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先する場合には、例えば、式２を用いて、自通信端末と経路候補上の隣接端末その隣接通信端末（例えば経路候補外に存在する通信端末を含む）の無線チャネル使用率が小さいほど、ＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドの値に小さな値を加算する。一方で、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先する場合は、例えば、式７を用いて、経路候補上の隣接通信端末のうち、宛先通信端末に近い隣接通信端末の通信チャネル使用率が小さいほど、ホップ数フィールドの値に小さな値を加算する。
【００８８】
【数７】
2017175333.tif 000009
【００８９】
なお、この式中の記号ｉは、経路候補上の隣接通信端末のうち、宛先通信端末に近い隣接通信端末の識別子を表す。なお、ここでは一例として、経路候補上の隣接通信端末のうち、宛先通信端末に近い隣接通信端末の通信チャネル使用率を用いたが、送信元通信端末に近い隣接通信端末の通信チャネル使用率を用いてもよい。その他の記号は、式２と同じである。その他は、第一の実施形態に係る経路制御部０６２００の経路計算部０６２０３と同一である。
【００９０】
アプリケーション部２２４００は、第一の実施形態におけるアプリケーション部０６４００が経路制御方式入力部２２４０１と経路制御方式指示部２２４０２を備えたものである。その他の構成は、第一の実施形態における構成と同一である。
【００９１】
経路制御方式入力部２２４０１は、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、をアプリケーション部２２４００に入力するための物であり、例えば、ハードウェアやソフトウェアで実装されるスイッチやボタン、事前に設定ファイル等に書き込まれる固定のパラメータや可変のパラメータなどを用いて実現される。経路制御方式入力部２２４０１は、入力された情報を、経路制御方式指示部２２４０２に通知する。経路制御方式指示部２２４０２は、経路制御方式入力部２２４０１から通知される情報を、経路計算部２２２０３に通知する。その他の構成は、第一の実施形態における構成と同一である。
【００９２】
［第四の実施形態の動作の説明］
第四の実施形態に係る通信端末の動作は、第一の実施形態に係る通信端末がＲＲＥＱパケットに対応する経路データのホップ数フィールドの値に加算する式が経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率を小さくすることを優先するか、に応じて変わること以外は第一の実施形態に係る通信端末の動作と同一である。
【００９３】
［第四の実施形態の効果の説明］
アプリケーションの通信要求（例：遅延など）に依らずにホップ数の長い経路が選ばれるという課題があった。第四の実施形態では、経路候補上の通信端末の通信チャネル使用率のみを用いて、ホップ数は短いがネットワーク全体としては無線チャネル使用率の高い通信端末が生じやすい経路を構築するか、または、経路候補外の通信端末の通信チャネル使用率も用いて、ホップ数は多いがネットワーク全体としては無線チャネル使用率の高い通信端末が生じにくい経路を構築するかを選択可能にすることで、アプリケーションの通信要求（例：遅延、安定性、ＱｏＳ、ＱｏＥなど）に応じて、ホップ数の短い経路を選択可能になった。
【００９４】
（その他の例示的な実施形態）
上述の例示的な実施形態について、通信端末に関して本明細書で説明する。通信端末は、無線端末、移動端末またはユーザ端末と呼ぶこともできる。また、端末は、システム、加入者ユニット、加入者局、移動局、ワイヤレス端末、モバイルデバイス、ノード、デバイス、リモート局、リモート端末、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレス通信装置またはユーザエージェントの機能性の一部または全部を含み得る。端末は、セルラー電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）電話、スマートフォン、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ、タブレット、ネットブック、スマートブック、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、衛星無線、ワイヤレスモデムカードおよび/またはワイヤレスシステムを介して通信する別の処理デバイスでよい。
【００９５】
また、上記の無線通信端末、無線通信システム、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の無線通信システムの無線通信方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。
【００９６】
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｗｒｉｔｅａｂｌｅ）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  ＲＯＭ）、ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｗｒｉｔｅａｂｌｅ）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９７】
さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例にすぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。
【００９８】
例えば、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００９９】
（追加アイデア）
（付記１）
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、
前記無線通信端末は、受信部と計算部と送信部と、を有し、
前記受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、
前記計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、
前記送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、
前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、
前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、
ことを特徴とする無線通信端末。
（付記２）
前記第一の情報は、前記第一の端末のチャネル使用率を含む、
付記１に記載の無線通信端末。
（付記３）
付記１または２に記載の無線通信端末であって、
前記計算部は、自端末に関する第四の情報を生成し、前記第四の情報とを用いて前記第三の情報を生成する、
ことを特徴とする無線通信端末。
（付記４）
前記第四の情報は、前記無線通信端末のチャネル使用率を含む、
付記３に記載の無線通信端末。
（付記５）
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記無線通信端末が測定したチャネル使用率である、
付記４に記載の無線通信端末。
（付記６）
前記第二の情報は、アプリケーションデータの要求通信速度情報を含み、
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記アプリケーションデータの要求通信速度情報を用いて推定されるチャネル使用率である、
付記４に記載の無線通信端末。
（付記７）
前記第四の情報は、前記無線通信端末との無線リンク速度に関する情報を含み、
前記無線リンク速度は、前記第二の端末と前記無線通信端末間のリンク速度、または前記第三の端末と前記無線通信端末間のリンク速度である、
付記３〜６に記載の無線通信端末。
（付記８）
前記第一の端末は、経路候補外端末であり、
前記第二の端末は、送信元通信端末または中継元通信端末であり、
前記第三の端末は、宛先通信端末または中継先通信端末であり、
前記第二の情報が、第一のRREQパケットであり、
前記第三の情報が、第二のRREQパケットである、
付記２〜７に記載の無線通信端末。
（付記９）
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末を含む無線通信方法であって、
前記無線通信端末の受信部は、第一の端末から第一の情報と、第二の端末から第二の情報と、を受信し、
前記無線通信端末の計算部は、前記第一の情報と前記第二の情報とを用いて、第三の情報を生成し、
前記無線通信端末の送信部は、前記第三の情報を第三の端末へ送信し、
前記第一の端末と前記第二の端末は異なり、
前記第二の情報と前記第三の情報はリンクコストを含む、
無線通信方法。
（付記１０）
前記第一の情報は、前記第一の端末のチャネル使用率を含む、
付記９に記載の方法。
（付記1１）
前記無線通信端末の計算部は、自端末に関する第四の情報を生成し、前記第四の情報とを用いて前記第三の情報を生成する、
付記９または１０に記載の方法。
（付記１２）
前記第四の情報は、前記無線通信端末のチャネル使用率を含む、
付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記無線通信端末が測定したチャネル使用率である、
付記１２に記載の方法。
（付記１４）
前記第二の情報は、アプリケーションデータの要求通信速度情報を含み、
前記第四の情報に含まれるチャネル使用率は、前記アプリケーションデータの要求通信速度情報を用いて推定されるチャネル使用率である、
付記１２に記載の方法。
（付記１５）
前記第四の情報は、無線リンク速度に関する情報を含み、
前記無線リンク速度は、前記第二の端末と前記無線通信端末間のリンク速度、または前記第三の端末と前記無線通信端末間のリンク速度である、
付記１１〜１４に記載の方法。
（付記１６）
付記９〜１５のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
（付記１７）
端末間直接通信を用いて中継通信を行う無線通信端末であって、
前記無線通信端末は、第一の中継通信モードと第二の中継通信モードと中継通信モード切り替えスイッチと、を有し、
前記第一の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いる中継通信モードであり、
前記第二の中継通信モードは、経路候補外の無線端末情報を用いない中継通信モードである、
ことを特徴とする無線通信端末。
（付記１８）
前記第一の通信モードは、付記９〜１５に記載の通信方法である、
付記1７に記載の無線通信端末。
【符号の説明】
【０１００】
０２００１乃至０２００６、０３００１乃至０３００４…通信端末
０４０００…通信システム
０４００１…送信元通信端末
０４００２…宛先通信端末
０４００３…中継元通信端末
０４００４…経路候補外通信端末
０６０００…第一の実施形態に係る通信端末
０６１００…第一の実施形態に係る無線通信部
０６２００…第一の実施形態に係る経路制御部
０６２０１…第一の実施形態に係る通信チャネル使用率計測部
０６２０２…第一の実施形態に係る通信チャネル使用率交換部
０６２０３…第一の実施形態に係る経路計算部
０６２０４…第一の実施形態に係る経路指示部
０６３００…第一の実施形態に係る記憶部
０６３０１…第一の実施形態に係る通信チャネル情報
０６３０２…第一の実施形態に係るフォワーディング表
０６４００…第一の実施形態に係るアプリケーション部
１８０００…第二の実施形態に係る通信端末
１８２００…第二の実施形態に係る経路制御部
１８２０３…第二の実施形態に係る経路計算部
１８２０５…第二の実施形態に係る通信リンク速度計測部
１８３００…第二の実施形態に係る記憶部
１８３０３…第二の実施形態に係る通信リンク速度情報
２００００…第三の実施形態に係る通信端末
２０２００…第三の実施形態に係る経路制御部
２０２０１…第三の実施形態に係る通信チャネル使用率計測部
２０２０３…第三の実施形態に係る経路計算部
２０４００…第三の実施形態に係るアプリケーション部
２２０００…第四の実施形態に係る通信端末
２２２００…第四の実施形態に係る経路制御部
２２２０３…第四の実施形態に係る経路計算部
２２４００…第四の実施形態に係るアプリケーション部
２２４０１…第四の実施形態に係る経路制御方式入力部
２２４０２…第四の実施形態に係る経路制御方式指示部
【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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