JP2004104700A - 無線通信端末、通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】データの中継を行う無線通信端末を適切に決定する。
【解決手段】資源管理部４０が、無線通信端末１００の状態を検出する。制御部５０は、資源管理部４０による検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末１００の役割を決定する。そして、無線通信部２０が、決定された役割に基づいてデータの送受信を行う。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信端末、通信方法及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の無線通信端末が集合して形成される無線通信システムがある。無線通信システムでは、複数の無線通信端末間でデータの中継が行われる（例えば、特許文献１参照）。無線通信システムでは、このデータの中継を行う無線通信端末を決定することにより、データ転送の経路制御を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９７８２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、データの中継を行う無線通信端末を決定する際に、無線通信端末の状態を考慮していなかった。そのため、処理能力の低い無線通信端末や十分な電力が供給されていない無線通信端末が、データの中継を行う無線通信端末となり、負荷の高いデータの中継を行う場合があった。即ち、データの中継を行う無線通信端末が適切に決定されていないという問題点があった。
【０００５】
又、無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信端末を決定する際に、経路制御に関する制御情報がやりとりされる。そのため、無線通信システムにおける制御情報の情報量が多くなり、データ通信の帯域を圧迫するという問題点があった。特に、無線通信端末が密集している場合には制御情報の情報量が膨大となり、帯域圧迫の問題が顕著であった。
【０００６】
そこで、本発明は、データの中継を行う無線通信端末を適切に決定することを目的とする。又、無線通信システムにおけるデータの中継を行う無線通信端末を決定する際の制御情報の情報量を削減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信端末は、複数の無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信システムにおいて用いられ、無線通信端末の状態を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末の役割を決定する判断手段と、判断手段により決定された役割に基づいて、データの送受信を行う無線通信手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このような本発明に係る無線通信端末によれば、検出手段が、無線通信端末自身の状態を検出する。判断手段は、検出手段による検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末の役割を決定する。そして、無線通信手段が、決定された役割に基づいてデータの送受信を行う。そのため、無線通信端末は、無線通信端末自身の状態に応じて、データの中継における無線通信端末自身の役割を決定することができる。そして、各無線通信端末が、自身の状態に応じて役割を適切に決定する結果、無線通信システムにおいてデータの中継を行う無線通信端末を適切に決定することができる。ここで、無線通信端末の状態とは、無線通信端末の性能や状況等をいう。
【０００９】
データの中継における無線通信端末の役割には、データの中継を行う中継担当端末や、中継担当端末にデータの中継を依頼する中継依頼端末がある。又、検出手段は、無線通信端末の状態として、無線通信手段の状態を検出することが好ましい。無線通信手段の状態には、例えば、無線通信手段の通信処理能力、通信バッファの容量等の無線通信手段の性能や、無線通信手段にかかっている負荷、無線通信手段への電力供給状況、通信バッファに保持されているデータ量等の無線通信手段の状況等がある。
【００１０】
更に、無線通信端末は、演算処理を行う演算手段を備え、検出手段は、無線通信端末の状態として、演算手段の状態を検出することが好ましい。演算手段の状態には、例えば、演算手段の演算処理能力、メモリの容量等の演算手段の性能や、演算手段にかかっている負荷、演算手段への電力供給状況、メモリの使用状況等の演算手段の状況等がある。
【００１１】
又、無線通信手段は、役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信し、判断手段は、他の無線通信端末の制御情報及び検出手段による検出結果に基づいて、役割を決定することが好ましい。ここで、役割を決定するための制御情報とは、役割を決定する際に用いられる情報をいい、無線通信端末の状態に関する情報や、無線通信端末の役割に関する情報等がある。これによれば、無線通信端末は、他の無線通信端末の状態や役割等の制御情報と無線通信端末自身の状態に基づいて、より適切に自身の役割を決定することができる。
【００１２】
更に、無線通信端末は、検出手段の検出結果に基づいて、無線通信端末の状態を示す評価値を算出する算出手段を備え、判断手段は、算出手段が算出した評価値に基づいて、役割を決定することが好ましい。これによれば、判断手段は、検出手段が検出した無線通信端末の状態のデータそのものを用いるよりも、算出された評価値を用いて容易に役割を決定することができる。更に、無線通信手段は、無線通信端末間で送受信する無線通信端末の状態に関する情報として評価値を送受信することができるため、制御情報の情報量を削減することができる。
【００１３】
又、無線通信端末は、無線通信手段が制御情報を送信するか否かを決定する送信制御手段を備え、無線通信手段は、送信制御手段による決定結果に基づいて、制御情報の送信を行うことが好ましい。これによれば、送信制御手段が、制御情報を送信する必要があるか否かを判断する。そして、送信制御手段が制御情報を送信しないと決定した場合には、無線通信手段は制御情報を送信しない。そのため、無線通信端末は、無線通信システムにおけるデータの中継を行う無線通信端末を決定する際の制御情報の情報量を削減することができる。よって、無線通信端末は、データ通信の帯域を圧迫しない。例えば、送信制御手段は、無線通信端末自身の役割に関する情報に基づいて、制御情報を送信するか否かを決定することができる。又、送信制御手段は、他の無線通信端末の制御情報に基づいて、制御情報を送信するか否かを決定してもよい。
【００１４】
更に、制御情報の送信を待機する時間として、複数の無線通信端末間で異なる待機時間が設定され、送信制御手段は、その待機時間に従って制御情報の送信を行うよう無線通信手段を制御することが好ましい。これによれば、無線通信手段は、複数の無線通信端末間で異なるように設定された待機時間だけ制御情報の送信を待機してから制御情報を送信する。そのため、無線通信端末が、待機時間だけ制御情報の送信を控えることになり、無線通信システムにおける制御情報の情報量を削減することができる。更に、各無線通信端末間で制御情報を送信するタイミングを分散させることができる。よって、無線通信端末は、同時に無線通信システム内を多くの制御情報が伝送してしまうことを防止でき、データ通信の帯域の圧迫をより一層防止できる。
【００１５】
又、本発明に係る通信方法は、複数の無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信システムにおいて用いられる通信方法であって、無線通信端末が、無線通信端末自身の状態を検出し、その検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末の役割を決定することを特徴とする。このような本発明に係る通信方法によれば、無線通信端末は、無線通信端末自身の状態に応じて、データの中継における無線通信端末自身の役割を決定することができる。そして、各無線通信端末が、自身の状態に応じて役割を適切に決定する結果、無線通信システムにおいてデータの中継を行う無線通信端末を適切に決定することができる。
【００１６】
又、無線通信端末は、役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信し、他の無線通信端末の制御情報及び検出結果に基づいて、役割を決定することが好ましい。更に、無線通信端末は、制御情報を送信するか否かを決定し、その決定結果に基づいて、制御情報の送信を行うことが好ましい。
【００１７】
又、本発明に係るプログラムは、無線通信端末に、無線通信端末の状態を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、データの中継における無線端末の役割を決定する判断手段と、判断手段により決定された役割に基づいて、データの送受信を行う無線通信手段として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
〔無線通信システム〕
図１に示すように、無線通信システム１は、複数の無線通信端末１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０を備える。無線通信システム１では、近接する無線通信端末同士は、無線通信を直接行ってデータの送受信を行う。例えば、無線通信端末１００と無線通信端末１１０や、無線通信端末１１０と無線通信端末１４０は、直接データの送受信を行う。又、お互いの間に距離があり、無線通信を直接行うことができない無線通信端末同士は、他の無線通信端末にデータを中継してもらうことにより、データの送受信を行う。即ち、無線通信を直接行うことができない無線通信端末同士は、データを他の無線通信端末を経由させて、データの送受信を行う。例えば、図１に示す無線通信システム１では、無線通信端末１００と無線通信端末１３０は離れており、無線通信を直接行うことができない位置関係にある。この場合には、例えば、無線通信端末１１０と無線通信端末１２０が、無線通信端末１００と無線通信端末１３０との間で送受信されるデータを中継する。
【００２０】
図１に示す無線通信システム１では、無線通信端末１１０と無線通信端末１２０がデータの中継を行う中継担当端末の役割を果たしている。そのため、無線通信端末１１０と無線通信端末１２０との間には、中継するデータを伝送する中継リンクが形成される。このようにデータの中継を行う無線通信端末を限定することにより、無線通信システム１内を伝送する情報量を削減できる。又、中継担当端末である無線通信端末１１０，１２０以外の無線通信端末１００，１３０，１４０，１５０は、中継担当端末にデータの中継を依頼する中継依頼端末となっている。そのため、中継依頼端末である無線通信端末１００，１４０と、無線通信端末１００，１４０と近接する中継担当端末である無線通信端末１１０との間には、送信先へのデータ及びそのデータの中継を依頼するデータを伝送する中継依頼リンク２００，２１０が形成される。同様に、中継依頼端末である無線通信端末１３０，１５０と、無線通信端末１３０，１５０と近接する中継担当端末である無線通信端末１２０との間には、中継依頼リンク２３０，２２０が形成される。
【００２１】
このようにして、無線通信システム１では、複数の無線通信端末１００〜１５０間でデータの中継が行われる。そのため、無線通信システム１では、データの中継を行う中継担当端末を決定して、データ転送の経路制御を行っている。具体的には、各無線通信端末１００〜１５０がそれぞれ自身のデータ中継における役割を決定することにより、無線通信システム１を構成する各無線通信端末１００〜１５０の役割が決定される。このように複数の無線通信端末１００〜１５０が、マルチホップの通信路を利用してデータの送受信を行う場合には、データ転送の経路制御は非常に重要である。
【００２２】
次に、無線通信端末についてより詳細に説明する。図２に、無線通信端末１００の構成を示す。尚、無線通信端末１１０〜１５０も同様の構成となっている。図２に示すように、無線通信端末１００は、情報処理部１０と、無線通信部２０と、状態保持部３０と、資源管理部４０と、制御部５０と、待機時間保持部６０と、タイマ７０とから構成される。
【００２３】
状態保持部３０は、役割を決定するための制御情報を保持する制御情報保持手段である。状態保持部３０は、制御情報として、無線通信端末１００の状態に関する情報や、無線通信端末１００の役割に関する情報を保持する。無線通信端末１００の状態に関する情報には、無線通信端末１００の状態のデータや、無線通信端末１００の状態のデータに基づいて算出した無線通信端末１００の状態を示す評価値等がある。無線通信端末の役割に関する情報には、決定している無線通信端末の役割が中継担当端末又は中継依頼端末のいずれであるかや、役割が決定していない役割未決定端末であること等がある。
【００２４】
無線通信部２０は、決定された無線通信端末１００のデータの中継における役割に基づいて、データの送受信を行う無線通信手段である。無線通信部２０は、無線通信処理を行うために通信バッファや無線通信インタフェース等の通信処理資源を備えている。又、無線通信部２０は、役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信する。無線通信部２０は、近接する無線通信を直接行うことができる無線通信端末１１０，１４０との間で制御情報を送受信する。無線通信部２０は、制御部５０の制御に従って制御情報の送信を行う。その際、無線通信部２０は、状態保持部３０から状態保持部３０に保持されている制御情報を取得して送信する。又、無線通信部２０は、受信した他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報を制御部５０に入力する。情報処理部１０は、演算処理を行う演算手段である。情報処理部１０は、様々な情報に関する様々な演算処理を行う。情報処理部１０は、演算処理を行うためにＣＰＵやメモリ等の情報処理資源を備えている。
【００２５】
資源管理部４０は、無線通信端末１００の状態を検出する検出手段である。資源管理部４０は、無線通信端末１００の状態として、無線通信端末１００の性能や状況を検出する。具体的には、資源管理部４０は、無線通信部２０及び情報処理部１０の状態を検出する。資源管理部４０は、無線通信部２０の無線通信処理資源や情報処理部１０の情報処理資源を監視し、定期的にその状態を検出する。例えば、資源管理部４０は、無線通信部２０の状態として、無線通信インタフェースの通信処理能力、無線通信インタフェースの数、通信バッファの容量等の無線通信部２０の性能や、無線通信インタフェースにかかっている負荷、無線通信インタフェースへの電力供給状況、通信バッファに保持されているデータ量等の無線通信部２０の状況を検出する。又、資源管理部４０は、情報処理部１０の状態として、ＣＰＵの演算処理能力、メモリの容量等の情報処理部１０の性能や、ＣＰＵにかかっている負荷、ＣＰＵへの電力供給状況、メモリの使用状況等の情報処理部１０の状況を検出する。資源管理部４０は、検出した無線通信端末１００の状態のデータを、定期的に制御部５０に入力する。
【００２６】
待機時間保持部６０は、制御情報の送信を待機する待機時間を保持する待機時間保持手段である。待機時間は、複数の無線通信端末１００〜１５０間で異なる時間が設定される。待機時間は、例えば、無線通信端末の性能に応じて設定することができる。無線通信部２０や情報処理部１０の性能が高いほど待機時間を短くし、無線通信部２０や情報処理部１０の性能が低いほど待機時間を長くすることが好ましい。タイマ７０は、待機時間保持部６０から待機時間を取得して、待機時間を計測する。タイマ７０は、待機時間が経過すると制御部５０に信号を入力する。タイマ７０は、信号入力後、再度、待機時間の計測を開始する。
【００２７】
制御部５０は、資源管理部４０による無線通信端末１００の状態の検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末１００の役割を決定する判断手段である。その際、制御部５０は、検出結果に加えて他の無線通信端末１１０〜１５０の制御情報に基づいて、無線通信端末１００の役割を決定する。又、制御部５０は、資源管理部４０の検出結果に基づいて、無線通信端末１００の状態を示す評価値を算出する算出手段としても機能する。そして、制御部５０は、算出した評価値に基づいて役割を決定してもよい。
【００２８】
具体的には、まず、制御部５０には、資源管理部４０から検出した無線通信端末１００の状態のデータが入力される。制御部５０は、入力された状態のデータに基づいて、無線通信端末１００の状態を示す評価値を算出する。制御部５０は、各状態のデータをまとめた総合的な評価値を算出する。そのため、評価値は、どの役割に適しているかという役割の適正を判断する基準となる。例えば、制御部５０は、各状態のデータの数値範囲とその数値範囲に対応するデータの種類別評価値を保持しておく。そして、制御部５０は、入力された各状態のデータの数値からデータの種類別評価値を求め、全ての種類別評価値を合計することにより、評価値を算出することができる。又、制御部５０は、各状態のデータに乗算する種類別重みを保持しておく。そして、制御部５０は、入力された各状態のデータの数値に種類別重みを乗算してから合計することにより、評価値を算出するようにしてもよい。制御部５０は、資源管理部４０から入力された無線通信端末１００の状態のデータや、算出した評価値を状態保持部３０に記録する。制御部５０は、資源管理部４０から新たに無線通信端末１００の状態のデータが入力されると、状態保持部３０の情報を更新する。
【００２９】
次に、制御部５０には、無線通信部２０から受信した他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報が入力される。制御部５０は、無線通信部２０から他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報を入力されると、状態保持部３０から状態保持部３０に保持されている無線通信端末１００自身の状態に関する情報を取得する。そして、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報に含まれている他の無線通信端末１１０，１４０の状態に関する情報と、無線通信端末１００自身の状態に関する情報とを比較して、無線通信端末１００の役割を決定する。
【００３０】
具体的には、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が高い場合や状況が良好な場合には、無線通信端末１００の役割を中継担当端末と決定する。一方、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が低い場合や状況が悪い場合には、無線通信端末１００の役割を中継依頼端末と決定する。このとき、制御部５０は、無線通信部２０から他の無線通信端末１１０，１４０の状態のデータが入力された場合には状態のデータ同士を比較し、他の無線通信端末１１０，１４０の状態を示す評価値が入力された場合には評価値同士を比較する。
【００３１】
又、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報に役割に関する情報も含まれていた場合、その役割に関する情報と状態に関する情報に基づいて、無線通信端末１００の役割を決定してもよい。例えば、制御部５０は、無線通信部２０から入力された制御情報に他の無線通信端末１１０，１４０が中継担当端末であることが含まれていた場合、無線通信端末１００の役割を中継依頼端末と決定する。そして、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０の状態に関する情報と、無線通信端末１００自身の状態に関する制御情報を比較して、決定した役割が適切かを確認する。このとき、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が低い場合や状況が悪い場合には、決定した中継依頼端末という役割は適切であると判断する。一方、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が高い場合や状況が良好な場合には、決定した中継依頼端末という役割は不適切と判断する。この場合に、制御部５０は、一度決定した役割を中継担当端末に変更し、最終決定とする。制御部５０は、決定した無線通信端末１００の役割を状態保持部３０に記録する。
【００３２】
更に、制御部５０は、無線通信部２０が制御情報を送信するか否かを決定する送信制御手段としても機能する。まず、制御部５０は、無線通信端末１００の役割に関する情報に基づいて、制御情報を送信するか否かを決定する。具体的には、制御部５０は、状態保持部３０から状態保持部３０に保持されている無線通信端末１００の役割に関する情報を取得する。
【００３３】
制御部５０は、無線通信端末１００が役割未決定端末の場合には、役割を決定するために、制御情報として無線通信端末１００の状態に関する情報を、他の無線通信端末１１０，１４０に送信すると決定する。このように自身の状態に関する情報を他の無線通信端末に送信して中継担当端末を探索することにより、役割未決定端末は役割を決定していく。又、制御部５０は、無線通信端末１００が中継担当端末の場合には、他の無線通信端末１１０，１４０に中継担当端末であることを広告するために、制御情報として中継担当端末であること及び無線通信端末１００の状態に関する情報を、他の無線通信端末１１０，１４０に送信すると決定する。このように中継担当端末となった無線通信端末は、近接する周辺の無線通信端末に中継担当端末であることを定期的に広告する。一方、制御部５０は、無線通信端末１００が中継依頼端末の場合には、他の無線通信端末１１０，１４０に役割を広告する必要がないため、制御情報を他の無線通信端末１１０，１４０に送信しないと決定する。
【００３４】
又、無線通信部２０が他の無線通信端末１１０，１４０から制御情報を受信した場合に、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０から制御情報に基づいて、制御情報を送信して応答するか否かを決定する。上記したように、中継担当端末や役割未決定端末は制御情報を送信する。そのため、制御部５０は、無線通信部２０から受信した他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報が入力される。制御部５０は、無線通信部２０から他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報を入力されると、状態保持部３０から状態保持部３０に保持されている無線通信端末１００自身の状態に関する情報を取得する。そして、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０の制御情報に含まれている他の無線通信端末１１０，１４０の状態に関する情報と、無線通信端末１００自身の状態に関する情報とを比較して、制御情報を送信するか否かを決定する。
【００３５】
具体的には、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が高い場合や状況が良好な場合には、無線通信端末１００の役割を中継担当端末と決定するとともに、他の無線通信端末１１０，１４０に中継端末端末であることを通知するために制御情報を送信すると決定する。一方、制御部５０は、他の無線通信端末１１０，１４０よりも、無線通信端末１００自身の性能が低い場合や状況が悪い場合には、無線通信端末１００の役割を中継依頼端末と決定するとともに、制御情報を送信しないと決定する。このとき、制御部５０は、無線通信部２０から他の無線通信端末１１０，１４０の状態のデータを入力された場合には状態のデータ同士を比較し、状態を示す評価値が入力された場合には評価値同士を比較する。
【００３６】
このように無線通信端末は、自身の性能が低い場合や状況が悪い場合には、中継担当端末や役割未決定端末から送信された制御情報に対して応答しない。そのため、中継担当端末や役割未決定端末の制御部５０は、自身の状態に関する検出結果を制御情報として他の無線通信端末に対して送信し、その制御情報の送信に対する応答が一定時間内にないことによって、自身の状態の方が他の無線通信端末の状態よりも高いと判断することができる。よって、このような検出結果の送信とそれに対する応答の有無によっても、制御部５０は、他の無線通信端末の制御情報及び無線通信端末自身の状態の検出結果に基づいた役割の決定を行うことができる。
【００３７】
制御部５０は、制御情報を送信すると決定した場合、タイマ７０から待機時間を経過すると入力される信号が入力されるまでは、制御情報を送信せずに待機する。そして、制御部５０は、タイマ７０から信号が入力されると、制御情報を送信するように無線通信部２０に指示する。これにより、無線通信部２０は、待機時間だけ制御情報の送信を待機してから、制御情報を送信することができる。一方、制御部５０は、制御情報を送信しないと決定した場合、タイマ７０から信号が入力されても、無線通信部２０に対して制御情報の送信の指示を行わない。これにより、無線通信部２０は制御情報を送信しない。
【００３８】
尚、このような無線通信端末１００は、例えば、無線通信端末１００に、無線通信端末の状態を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて、データの中継における無線端末の役割を決定する判断手段と、判断手段により決定された役割に基づいて、データの送受信を行う無線通信手段として機能させるためのプログラムを実行させることにより、実現できる。
【００３９】
次に、図３に示すように、複数の無線通信端末１００〜１５０が分布している場合に、各無線通信端末１００〜１５０がデータの中継における役割を決定していく様子を説明する。初期状態では、全ての無線通信端末１００〜１５０が役割未決定端末であり、状態保持部３０に役割未決定端末であることが記録されているとする。又、無線通信端末１００，１１０，１４０の中で、無線通信端末１１０の評価値が最も高く、次に無線通信端末１００の評価値が高く、無線通信端末１４０の評価値が最も低いとする。
【００４０】
まず、無線通信端末１００〜１５０の資源管理部４０が、無線通信部２０や情報処理部１０の状態を検出する。無線通信端末１００〜１５０の制御部５０は、資源管理部４０の検出結果に基づいて評価値を算出し、状態保持部４０に記録しておく。無線通信端末１００〜１５０の制御部５０は、状態保持部３０から役割未決定端末であることを取得し、制御情報として無線通信端末自身の評価値を他の無線通信端末に送信すると決定する。各無線通信端末１００〜１５０のタイマ７０がそれぞれの待機時間を経過すると、制御部５０は、評価値を送信するように無線通信部２０に指示する。その結果、各無線通信端末１００〜１５０の無線通信部２０が、複数の無線通信端末１００〜１５０間で異なるように設定された待機時間だけ制御情報の送信を待機してから、近接する無線通信端末に評価値を送信する。これにより、無線通信端末１００，１１０，１４０の間、無線通信端末１２０，１３０，１５０の間で、それぞれ各無線通信端末の評価値が交換されることになる。
【００４１】
このとき、無線通信端末１００の待機時間が無線通信端末１１０，１４０よりも短く、無線通信端末１００が、無線通信端末１１０，１４０よりも先に制御情報を送信したとする。無線通信端末１１０，１４０の制御部５０は、受信した他の無線通信端末１００の評価値と、状態保持部３０に保持されている自身の評価値とを比較する。このとき、無線通信端末１４０の制御部５０は、自身の評価値が他の無線通信端末１００の評価値よりも低いため、無線通信端末１４０の役割を中継依頼端末と決定する。そして、無線通信端末１４０の制御部５０は、状態保持部３０に中継依頼端末と記録する。更に、無線通信端末１４０の制御部５０は、評価値を送信しないと決定する。
【００４２】
一方、無線通信端末１１０の制御部５０は、自身の評価値が他の無線通信端末１００の評価値よりも高いため、無線通信端末１１０の役割を中継担当端末と決定する。そして、無線通信端末１１０の制御部５０は、状態保持部３０に中継担当端末と記録する。更に、無線通信端末１１０の制御部５０は、中継担当端末であることを広告するために、制御情報を近接する他の無線通信端末１００，１４０に送信すると決定する。そして、無線通信端末１１０の無線通信部２０が、無線通信端末１００，１４０に、中継担当端末であること及び無線通信端末１００の評価値を送信する。
【００４３】
無線通信端末１００は、評価値の送信に対する応答として、無線通信端末１１０から中継担当端末であることの通知を受ける。そのため、無線通信端末１００の制御部５０は、無線通信端末１００の役割を中継依頼端末と決定する。次に、無線通信端末１００の制御部５０は、他の無線通信端末１１０の評価値と無線通信端末１００の評価値を比較し、自身の評価値の方が低いため中継依頼端末という役割は適切であることを確認する。
【００４４】
又、無線通信端末１２０，１３０，１５０の間でも同様の動作が行われる。その結果、図１に示したように、無線通信システム１においては、無線通信端末１１０と無線通信端末１２０が中継担当端末となり、無線通信端末１００，１３０，１４０，１５０が中継依頼端末となる。
【００４５】
〔通信方法〕
次に、図１に示す無線通信システム１において用いられる通信方法について説明する。まず、図４を用いて、無線通信端末１００，１１０，１４０の間で役割を決定していく手順について説明する。初期状態では、全ての無線通信端末１００，１１０，１４０が役割未決定端末であり、状態保持部３０に役割未決定端末であることが記録されている。又、無線通信端末１１０が、無線通信端末１００，１４０よりも評価値が高いとする。又、無線通信端末１１０は性能が高く、無線通信端末１００，１４０は性能が低いため、無線通信端末１１０の待機時間は無線通信端末１００，１４０よりも短く設定されているとする。
【００４６】
まず、無線通信端末１００，１１０，１４０の資源管理部４０が、無線通信部２０や情報処理部１０の状態を検出する。無線通信端末１００，１１０，１４０の制御部５０は、資源管理部４０の検出結果に基づいて評価値を算出し、状態保持部４０に記録する（Ｓ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３）。無線通信端末１００，１１０，１４０の制御部５０は、状態保持部３０から役割未決定端末であることを取得し、制御情報として無線通信端末自身の評価値を他の無線通信端末に送信すると決定する。そして、無線通信端末１１０の待機時間が無線通信端末１００，１４０よりも短く設定されているため、最初に、無線通信端末１１０の無線通信部２０が、無線通信端末１００，１４０に対して評価値を送信して、中継担当端末を検索する（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。
【００４７】
無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、受信した他の無線通信端末１１０の評価値と、状態保持部３０に保持されている自身の評価値とを比較する。このとき、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、自身の評価値が他の無線通信端末１１０の評価値よりも低いため、無線通信端末１００，１４０の役割を中継依頼端末と決定する。そして、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、状態保持部３０に中継依頼端末と記録する（Ｓ１０６，Ｓ１０７）。更に、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、評価値を送信しないと決定し、無線通信部２０は評価値を送信しない。
【００４８】
その結果、無線通信端末１１０の制御部５０は、中継担当端末探索のために送信した評価値に対する応答が一定時間内にないため、自身の評価値の方が他の無線通信端末１００，１４０の評価値よりも高いと判断する。そして、無線通信端末１１０の制御部は、自身の役割を中継担当端末と決定する。そして、無線通信端末１１０の制御部５０は、状態保持部３０に中継担当端末と記録する（Ｓ１０８）。
【００４９】
次に、図５を用いて、各無線通信端末１００，１１０，１４０の間で役割を決定していく他の手順について説明する。初期状態では、全ての無線通信端末１００，１１０，１４０が役割未決定端末であり、状態保持部３０に役割未決定端末であることが記録されている。又、無線通信端末１１０が、無線通信端末１００，１４０よりも評価値が高いとする。又、無線通信端末１１０の役割が中継担当端末に決定されたところであるとする。
【００５０】
まず、無線通信端末１１０の制御部５０は、状態保持部３０に中継担当端末と記録する。更に、無線通信端末１１０の制御部５０は、中継担当端末であることを広告するために、制御情報を近接する他の無線通信端末１００，１４０に送信すると決定する（Ｓ２０１）。このとき、並行して、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、状態保持部３０から役割未決定端末であることを取得し、自身の評価値を送信すると決定している。しかし、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、タイマ７０から待機時間を経過すると入力される信号が入力されるまで、評価値を送信せずに待機するよう無線通信部２０を制御する。そのため、無線通信端末１００，１４０は、評価値を送信せずに待機する（Ｓ２０２，Ｓ２０３）。
【００５１】
一方、中継担当端末となった無線通信端末１１０は、線通信端末１００，１４０に、中継担当端末であること及び無線通信端末１００の評価値を送信して、中継担当端末であることを広告する（Ｓ２０４，Ｓ２０５）。無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、無線通信端末１１０から中継担当端末であることの通知を受けたため、無線通信端末１００，１４０の役割を中継依頼端末と決定する。次に、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、他の無線通信端末１１０の評価値と無線通信端末１００，１４０の評価値を比較し、自身の評価値の方が低いため中継依頼端末という役割は適切であることを確認する。そして、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、状態保持部３０に中継依頼端末と記録する（Ｓ２０６，Ｓ２０７）。更に、無線通信端末１００，１４０の制御部５０は、評価値を送信しないと決定し、無線通信部２０は評価値を送信しない。
【００５２】
〔効果〕
このような無線通信システム１、無線通信端末１００〜１５０、通信方法及プログラムによれば、資源管理部４０が、無線通信端末１００〜１５０自身の状態を検出する。制御部５０は、資源管理部４０による検出結果に基づいて、データの中継における無線通信端末１００〜１５０自身の役割を決定する。そして、無線通信部２０が、決定された役割に基づいてデータの送受信を行う。そのため、無線通信端末１００〜１５０は、無線通信端末１００〜１５０自身の状態に応じて、データの中継における無線通信端末１００〜１５０自身の役割を決定することができる。即ち、無線通信端末１００〜１５０は、資源管理部４０による検出結果を経路制御に反映させることができる。そして、各無線通信端末１００〜１５０が、自身の状態に応じて役割を適切に決定する結果、無線通信システム１における役割分担が適切になされ、データの中継を行う無線通信端末を適切に決定することができる。よって、性能の高い無線通信端末や状況の良好な無線通信端末を中継担当端末とすることができ、性能の低い無線通信端末や状況の良好でない無線通信端末のデータの中継における負担を軽減することができる。
【００５３】
又、無線通信部２０が、役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信し、制御部５０は、他の無線通信端末の制御情報及び資源管理部４０による検出結果に基づいて役割を決定する。そのため、無線通信端末１００〜１５０は、他の無線通信端末の状態や役割等の制御情報と無線通信端末自身の状態に基づいて、より適切に自身の役割を決定することができる。
【００５４】
更に、制御部５０は、資源管理部４０の検出結果に基づいて無線通信端末の状態を示す評価値を算出し、算出した評価値に基づいて役割を決定することができる。そのため、制御部５０は、資源管理部４０が検出した無線通信端末の状態のデータそのものを用いるよりも、算出された評価値を用いて容易に役割を決定することができる。更に、無線通信部２０は、無線通信端末間で送受信する無線通信端末の状態に関する情報として評価値を送受信すればよいため、制御情報の情報量を削減することができる。
【００５５】
又、制御部５０は、制御情報を送信する必要があるか否かを判断する。そして、制御部５０が制御情報を送信しないと決定した場合には、無線通信部２０は制御情報を送信しない。そのため、無線通信端末１００〜１５０は、無線通信システム１におけるデータの中継を行う無線通信端末を決定する際の制御情報の情報量を大幅に削減することができる。よって、無線通信端末１００〜１５０は、データ通信の帯域を圧迫しない効率的な経路制御を行うことができる。
【００５６】
更に、制御情報の送信を待機する時間として、複数の無線通信端末１００〜１５０間で異なる待機時間が設定され、制御部５０は、その待機時間に従って制御情報の送信を行うよう無線通信部２０を制御する。そのため、無線通信部２０は、複数の無線通信端末１００〜１５０間で異なるように設定された待機時間だけ制御情報の送信を待機してから制御情報を送信する。よって、無線通信端末１００〜１５０が、待機時間だけ制御情報の送信を控えることになり、無線通信システム１における制御情報の情報量を大幅に削減することができる。更に、各無線通信端末１００〜１５０間で制御情報を送信するタイミングを分散させることができる。よって、無線通信端末１００〜１５０は、同時に無線通信システム１内を多くの制御情報が伝送してしまうことを防止でき、データ通信の帯域の圧迫をより一層防止できる。
【００５７】
又、無線通信部２０や情報処理部１０の性能が高いほど待機時間を短くし、無線通信部２０や情報処理部１０の性能が低いほど待機時間を長くしておくと、図４に示した通信方法のように、性能が高く評価値が高くなる可能性の高い無線通信端末１１０が制御情報の送信を行う可能性が高くなる。その結果、性能が低く評価値が低くなる可能性の高い無線通信端末１００，１４０が、制御情報の送信に対する応答を行わないだけで中継担当端末が決定される。よって、無線通信端末１００，１１０，１４０は、より少ない手順、より少ない制御情報の情報量で役割を決定することができる。又、性能が低い無線通信端末の負荷を軽減することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データの中継を行う無線通信端末を適切に決定することができる。又、無線通信システムにおけるデータの中継を行う無線通信端末を決定する際の制御情報の情報量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムを説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信端末の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る複数の無線通信端末の分布を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る通信方法の手順を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る他の通信方法の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
１　無線通信システム
１０　情報処理部
２０　無線通信部
３０　状態保持部
４０　資源管理部
５０　制御部
６０　待機時間保持部
７０　タイマ
１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０　無線通信端末
２００，２１０，２２０，２３０　中継依頼リンク
３００　中継リンク

Claims (14)

1. 複数の無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信システムにおいて用いられる無線通信端末であって、
   該無線通信端末の状態を検出する検出手段と、
   該検出手段による検出結果に基づいて、前記データの中継における前記無線通信端末の役割を決定する判断手段と、
   該判断手段により決定された役割に基づいて、前記データの送受信を行う無線通信手段と
   を備えることを特徴とする無線通信端末。
2. 前記役割には、前記データの中継を行う中継担当端末及び該中継担当端末に前記データの中継を依頼する中継依頼端末が含まれることを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記検出手段は、前記無線通信端末の状態として、前記無線通信手段の状態を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信端末。
4. 演算処理を行う演算手段を備え、
   前記検出手段は、前記無線通信端末の状態として、前記演算手段の状態を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信端末。
5. 前記無線通信手段は、前記役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信し、
   前記判断手段は、前記他の無線通信端末の制御情報及び前記検出手段による検出結果に基づいて、前記役割を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信端末。
6. 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記無線通信端末の状態を示す評価値を算出する算出手段を備え、
   前記判断手段は、前記算出手段が算出した評価値に基づいて、前記役割を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信端末。
7. 前記無線通信手段が前記制御情報を送信するか否かを決定する送信制御手段を備え、
   前記無線通信手段は、前記送信制御手段による決定結果に基づいて、前記制御情報の送信を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信端末。
8. 前記送信制御手段は、前記役割に関する情報に基づいて、前記制御情報を送信するか否かを決定することを特徴とする請求項７に記載の無線通信端末。
9. 前記送信制御手段は、前記他の無線通信端末の制御情報に基づいて、前記制御情報を送信するか否かを決定することを特徴とする請求項７又は８に記載の無線通信端末。
10. 前記制御情報の送信を待機する時間として、前記複数の無線通信端末間で異なる待機時間が設定され、
    前記送信制御手段は、前記待機時間に従って前記制御情報の送信を行うよう前記無線通信手段を制御することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の無線通信端末。
11. 複数の無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信システムにおいて用いられる通信方法であって、
    前記無線通信端末が、該無線通信端末の状態を検出し、該検出結果に基づいて、前記データの中継における前記無線通信端末の役割を決定することを特徴とする通信方法。
12. 前記無線通信端末は、前記役割を決定するための制御情報を他の無線通信端末との間で送受信し、該他の無線通信端末の制御情報及び前記検出結果に基づいて、前記役割を決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信方法。
13. 前記無線通信端末は、前記制御情報を送信するか否かを決定し、該決定結果に基づいて、前記制御情報の送信を行うことを特徴とする請求項１２に記載の通信方法。
14. 複数の無線通信端末間でデータの中継を行う無線通信システムにおいて用いられる無線通信端末に、
    該無線通信端末の状態を検出する検出手段と、
    該検出手段による検出結果に基づいて、前記データの中継における前記無線端末の役割を決定する判断手段と、
    該判断手段により決定された役割に基づいて、前記データの送受信を行う無線通信手段として機能させるためのプログラム。

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