JP4999674B2

JP4999674B2 - Ad hoc network system

Info

Publication number: JP4999674B2
Application number: JP2007333013A
Authority: JP
Inventors: 美昭寺島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JP2009159113A

Description

本発明は、アドホックグループ間で通信を行うアドホックネットワークシステムに関するものである。 The present invention relates to an ad hoc network system that performs communication between ad hoc groups.

近年における無線通信技術の進展ならびに電子機器の小型化および高度化に伴い、従来のインフラストラクチャ型の通信形態に対して、既存のネットワーク・インフラを利用することなく通信機器間での通信を可能とするアドホックネットワークへの関心が高まっている。このようなアドホックネットワークに関する技術としては、種々の技術が提案されており、たとえば以下のような技術が提案されている。 With the recent progress of wireless communication technology and the miniaturization and advancement of electronic devices, communication between communication devices is possible without using existing network infrastructure, compared to the conventional infrastructure type communication form. There is a growing interest in ad hoc networks. Various techniques have been proposed for such an ad hoc network. For example, the following techniques have been proposed.

たとえば、特許文献１では、複数の端末が、障害物など端末間の直接的な電波伝搬を妨げる場合に、自立的に複数の端末からアドホックグループを形成し、この中で通信の状況に応じて上位局と下位局を決定し、下位局同士の通信ができない時は上位局を介して、グループ内およびグループ外局への情報転送する方法を提案している。この方法によれば、接続性を高めるために複数グループが近づく場合には自立的に１グループを形成するようにして、いずれか一方の上位局が新たな上局となり複数の下位局となるグループ端末に通信を転送するなど、通信が遮断した場合にも上位局を介した新たな通信ルート（以下、ルートと呼ぶ）が形成できる。 For example, in Patent Document 1, when a plurality of terminals prevent direct radio wave propagation between terminals such as an obstacle, an ad hoc group is formed independently from the plurality of terminals, and depending on the communication situation A method has been proposed in which an upper station and a lower station are determined, and when the lower stations cannot communicate with each other, information is transferred to the intra-group and external stations via the upper station. According to this method, when a plurality of groups approach to improve connectivity, one group is formed autonomously, and one of the upper stations becomes a new upper station and becomes a plurality of lower stations. Even when communication is interrupted, such as when communication is transferred to the terminal, a new communication route (hereinafter referred to as a route) via the host station can be formed.

また、特許文献２では、マルチホップ通信を含む無線ネットワークにおいて、通信状況に応じて親端末を選択し、それぞれの親端末間がブロードキャストを用いて同期を取りながら情報を送信する方法を提案している。この方法では、親端末は様々な目的の通信による干渉やチャネルの衝突を避けるために、グループメンバとなる端末を構成し、クロック制御により同期を確立する。 Patent Document 2 proposes a method of selecting a parent terminal according to a communication situation in a wireless network including multi-hop communication, and transmitting information while synchronizing each parent terminal using broadcast. Yes. In this method, a parent terminal configures a terminal as a group member and establishes synchronization by clock control in order to avoid interference and channel collision caused by various purposes of communication.

また、非特許文献１では、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いてゾーン（ゾーン）内に存在する端末の配置を把握するゾーン間通信階層を用いる多階層型のルーティングにより、個々の端末が管理するルーティング範囲を限定し、ルート管理のためのメモリ量削減、および経路検索のための通信量を削減する方式を提案している。この方法では、ゾーン内の経路制御を行う端末レベルルーティングと、ゾーン間の経路制御を行うゾーンレベルルーティングに対応して、それぞれ端末レベルルーティングテーブル、ゾーンレベルルーティングテーブルが存在する。端末レベルルーティングテーブルは、各端末が他の端末あるいは隣接ゾーン（グループ）と通信できる関係を示している。また、ゾーンレベルルーティングテーブルは、各ゾーン（グループ）の隣接関係を示している。このように端末レベルとゾーンレベルによる多階層型のルーティングテーブルを保持することにより、１つの端末が管理するＧＰＳが把握する範囲に対応した限定的なルーティング管理を行う。 Further, in Non-Patent Document 1, each terminal manages by multi-layered routing using an inter-zone communication layer that grasps the arrangement of terminals existing in a zone (zone) using GPS (Global Positioning System). A method for limiting the routing range, reducing the amount of memory for route management, and reducing the amount of communication for route search is proposed. In this method, there are a terminal level routing table and a zone level routing table corresponding to terminal level routing that performs route control within a zone and zone level routing that performs route control between zones, respectively. The terminal level routing table indicates a relationship in which each terminal can communicate with other terminals or adjacent zones (groups). The zone level routing table indicates the adjacency relationship of each zone (group). In this way, by holding the multi-level routing table at the terminal level and the zone level, limited routing management corresponding to the range grasped by the GPS managed by one terminal is performed.

ここで、従来のアドホックネットワークの代表的な例として、端末Ｔｎ−００１（以降、例えばグループｎに属する識別子００１の端末をＴｎ−００１と示す）と、ルーティングテーブルと、ルーティング制御装置と、送受信装置と、グループ間ルーティングプロトコルと、グループ内ルーティングプロトコルと、を用いるアドホックネットワークについて説明する。 Here, as a typical example of a conventional ad hoc network, a terminal Tn-001 (hereinafter, a terminal having an identifier 001 belonging to group n is indicated as Tn-001), a routing table, a routing control device, and a transmission / reception device, for example. An ad hoc network using the inter-group routing protocol and the intra-group routing protocol will be described.

ルーティングテーブルは、グループ内ルーティング、グループ間ルーティングを記録、管理するデータベースである。ルーティング制御装置は、送受信装置を制御し、グループ間ルーティングプロトコル，グループ内ルーティングプロトコルを用いて他の端末との間で制御通信を行い、この結果からルーティングテーブルを管理する。送信端末が受信端末に対してメッセージを送信する場合には、自身の端末識別子と送信先の端末識別子と送信するデータとをメッセージフォーマットに格納して送信する。 The routing table is a database that records and manages intra-group routing and inter-group routing. The routing control device controls the transmission / reception device, performs control communication with other terminals using an inter-group routing protocol and an intra-group routing protocol, and manages a routing table based on the result. When the transmitting terminal transmits a message to the receiving terminal, the terminal identifier of its own, the terminal identifier of the transmission destination, and the data to be transmitted are stored in the message format and transmitted.

ルーティングテーブルには、メッセージを送信する送信端末と、メッセージを受信する受信端末と、受信端末にメッセージを送信する際にメッセージをホップする先の隣接端末と、が記録されている。また、例えばアドホックグループとしてグループａとグループｂとが形成され、グループａ内の端末Ｔａ−００１が隣接グループＴｂ内の端末へメッセージを送信するためにまずグループａ内の端末Ｔａ−００２にホップする必要がある場合には、受信端末：Ｔｂ、隣接端末：端末Ｔａ−００２、に設定されている。 In the routing table, a transmitting terminal that transmits a message, a receiving terminal that receives the message, and an adjacent terminal that hops the message when transmitting the message to the receiving terminal are recorded. Further, for example, group a and group b are formed as ad hoc groups, and terminal Ta-001 in group a first hops to terminal Ta-002 in group a in order to send a message to terminals in adjacent group Tb. If necessary, the receiving terminal is set to Tb and the adjacent terminal is set to the terminal Ta-002.

そして、グループａ内には端末Ｔａ−００１〜端末Ｔａ−００５が、グループｂ内には端末Ｔｂ−００１〜端末Ｔｂ−００５が収容され、例えば送信端末でありグループａに属する識別子１の端末Ｔａ−００１が、受信端末でありグループｂに属する識別子３の端末Ｔｂ−００３へユーザデータ情報を送信する場合、始めにＧＰＳなどの方法を用いてグループ間ルーティングとしてグループＴａ，グループＴｂのグループ間ホップが決定される。この決定に基づき、端末Ｔａ−００１がルーティングテーブルから送信端末：Ｔａ−００１、受信端末：Ｔｂ、のテーブルが選択された結果、端末Ｔａ−００１は端末Ｔａ−００２にメッセージをホップする。 The terminal Ta-001 to the terminal Ta-005 are accommodated in the group a, and the terminal Tb-001 to the terminal Tb-005 are accommodated in the group b. For example, the terminal Ta having the identifier 1 that is a transmission terminal and belongs to the group a. When -001 is a receiving terminal and transmits user data information to the terminal Tb-003 with the identifier 3 belonging to the group b, first the inter-group hops of the group Ta and the group Tb are performed as inter-group routing using a method such as GPS. Is determined. Based on this determination, the terminal Ta-001 selects the table of the transmitting terminal: Ta-001 and the receiving terminal: Tb from the routing table. As a result, the terminal Ta-001 hops a message to the terminal Ta-002.

特開２００６−３１９７６１号公報JP 2006-319761 A 特表２００３−５１６６９９号公報Special table 2003-516699 gazette 高橋道人，萬代雅希，笹瀬巌，「アドホックネットワークにおける階層依存型経路探索を用いた多階層ＺＨＬＳルーティング方式」，電子情報通信学会論文誌Ｂ，Ｖｏｌ．Ｊ８６−ＢＮｏ．１０，ｐｐ．２１０７−２１１６，２００３Michito Takahashi, Masaki Hiroshiro, Satoshi Hirose, “Multi-layer ZHLS routing method using layer-dependent route search in ad hoc networks”, IEICE Transactions B, Vol. J86-B No. 10, pp. 2107-2116, 2003

しかしながら、このような従来のアドホックネットワークにおける再ルーティング動作においては、信頼性の観点で問題があった。たとえばグループＴａに属する無線端末Ｔａ−００１からグループＴｂに属する無線端末Ｔｂ−００５間で、以下のルートが確立されているものとする。
（ルート００１）：Ｔａ−００１，Ｔａ−００２，Ｔａ−００３，Ｔｂ−００１，Ｔｂ−００２，Ｔｂ−００５ However, the rerouting operation in the conventional ad hoc network has a problem from the viewpoint of reliability. For example, it is assumed that the following route is established between the wireless terminal Ta-001 belonging to the group Ta and the wireless terminal Tb-005 belonging to the group Tb.
(Route 001): Ta-001, Ta-002, Ta-003, Tb-001, Tb-002, Tb-005

この状況において、電波伝搬状況の変化や無線端末の移動により、無線端末Ｔａ−００３の電波伝搬範囲から無線端末Ｔｂ−００１が外れた場合、このグループ間のルートが断絶され、目的とするＴａ−００１からＴｂ−００５間の通信が不可能になる。そして、たとえば災害被災地では無線端末の移動、および地形や倒壊物が無線端末とＧＰＳ衛星との通信を妨げるため、無線端末Ｔａ−００３やＴｂ−００１は正確な自身の位置を判断することができず、マルチホップルートを確保するために必要な電波伝搬構成を実現するトポロジィ配置の決定、適切な端末への配置指示を行うことができず、再ルート確立が妨げられるため、信頼性のある通信が実現できない問題があった。 In this situation, when the radio terminal Tb-001 is out of the radio wave propagation range of the radio terminal Ta-003 due to a change in radio wave propagation situation or movement of the radio terminal, the route between the groups is cut off and the target Ta- Communication between 001 and Tb-005 becomes impossible. For example, in a disaster-stricken area, the movement of the wireless terminal, and the terrain and collapsed objects hinder communication between the wireless terminal and the GPS satellite, so that the wireless terminals Ta-003 and Tb-001 can accurately determine their positions. It is not possible to determine the topology placement that realizes the radio wave propagation configuration necessary to secure the multi-hop route, and the placement instruction to the appropriate terminal cannot be performed, and re-route establishment is prevented, so it is reliable There was a problem that communication could not be realized.

また、上記と同様にグループＴａに属する無線端末Ｔａ−００１からグループＴｂに属する無線端末Ｔｂ−００５間で、以下のルートが確立されているものとする。
（ルート００１）：Ｔａ−００１，Ｔａ−００２，Ｔａ−００３，Ｔｂ−００１，Ｔｂ−００２，Ｔｂ−００５ Similarly to the above, it is assumed that the following route is established between the wireless terminal Ta-001 belonging to the group Ta and the wireless terminal Tb-005 belonging to the group Tb.
(Route 001): Ta-001, Ta-002, Ta-003, Tb-001, Tb-002, Tb-005

この状況において、電波伝搬状況の変化や無線端末の移動により、無線端末Ｔａ−００３からＴｂ−００１間の電波伝搬状況が変化し、帯域劣化が生じた場合、目的とするＴａ−００１からＴｂ−００５間の通信において十分な情報量の通信が不可能になる問題があった。 In this situation, when the radio wave propagation situation between the radio terminals Ta-003 and Tb-001 changes due to a change in radio wave propagation situation or movement of the radio terminal, and band degradation occurs, the target Ta-001 to Tb- There has been a problem that communication with a sufficient amount of information becomes impossible in the communication between 005.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アドホックネットワークグループ間通信において、信頼性が高く、十分かつ安定した通信を実現することができるアドホックネットワークシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an ad hoc network system capable of realizing highly reliable and sufficient communication in communication between ad hoc network groups.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるアドホックネットワークシステムは、各グループが少なくとも１台のリーダ無線端末を含む複数のメンバ無線端末により構成され、前記グループ間で通信を行うアドホックネットワークシステムであって、前記メンバ無線端末は、グループ内およびグループ間で他のメンバ無線端末と情報の送受信を行う送受信手段と、ＧＰＳと交信を行って自装置の絶対位置を測位するＧＰＳ測位手段と、電波強度を観測し、観測結果に基づいて隣接するメンバ無線端末とのホップ間の距離およびホップ間の角度を計算する電波強度観測手段と、前期ＧＰＳ測位装置により自身の絶対位置を測位した自グループ内の基準無線端末の前記絶対位置と、自装置と前記基準無線端末間におけるホップ間の距離およびホップ間の角度に基づいて自装置の絶対位置を計算する絶対位置計算手段と、自装置がグループ間無線通信の対象である隣接グループのメンバ無線端末と通信を行う境界無線端である場合に、前記絶対位置計算手段で計算した自装置の絶対位置に基づいて前記隣接グループの境界無線端末の相対位置を計算する相対位置計算手段と、前記絶対位置計算手段で計算した自装置の絶対位置と前記隣接グループの境界無線端末が計算した自装置の相対位置とを比較し、前記自装置の絶対位置の計算誤差を補正した補正位置を計算する絶対位置比較手段と、自グループ内および前記隣接グループ間のルーティングを管理し、自装置が前記境界無線端末であって前記隣接グループの境界無線端末との通信の切断を検出した場合に前記リーダ無線端末に対して自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置を要求するとともに前記リーダ無線端末の指示に基づいて前記メンバ無線端末のいずれかに対して、自装置の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を送信するルーティング制御手段と、を備え、前記リーダ無線端末は、前記送受信手段と、前記ＧＰＳ測位手段と、前記電波強度観測手段と、前期絶対位置計算手段と、前期相対位置計算手段と、前記絶対位置比較手段と、前期ルーティング制御手段と、前記自グループの境界無線端末より自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置の要求を受信した場合に、前記メンバ無線端末のいずれかを前記自グループの境界無線端末の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を前記自グループの境界無線端末に送信する再配置指示手段と、を備え、前記メンバ無線端末のいずれかを再配置した新たな通信ルートを確立してグループ間で通信を行うこと、を特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ad hoc network system according to the present invention includes a plurality of member wireless terminals each including at least one reader wireless terminal, and performs communication between the groups. In the ad hoc network system to be performed, the member wireless terminal includes a transmission / reception unit that transmits / receives information to / from other member wireless terminals within the group and between groups, and a GPS that communicates with the GPS to determine the absolute position of the own device. The positioning means, the radio field intensity observation means for observing the radio field intensity, and calculating the distance between the hops and the angle between the adjacent member wireless terminals based on the observation result, and the absolute position of itself by the previous GPS positioning apparatus The absolute position of the reference wireless terminal in the measured own group and the hop between the own apparatus and the reference wireless terminal An absolute position calculation means for calculating the absolute position of the own device based on the distance and the angle between the hops, and a boundary wireless end where the own device communicates with a member wireless terminal of an adjacent group that is a target of the inter-group wireless communication The relative position calculation means for calculating the relative position of the boundary wireless terminal of the adjacent group based on the absolute position of the own apparatus calculated by the absolute position calculation means, and the absolute position of the own apparatus calculated by the absolute position calculation means. An absolute position comparison means for comparing the position and the relative position of the own device calculated by the boundary wireless terminal of the adjacent group, and calculating a corrected position by correcting a calculation error of the absolute position of the own device; Manage routing between adjacent groups, and if the device is the boundary wireless terminal and detects disconnection of communication with the boundary wireless terminal of the adjacent group, Requesting the wireless terminal to relocate the member wireless terminal in its own group and, based on an instruction from the leader wireless terminal, for any of the member wireless terminals, the correction position of the own device and the adjacent group Routing control means for transmitting instruction information to be moved to a rearrangement position on a straight line connecting the correction position of the boundary wireless terminal, and the reader wireless terminal includes the transmission / reception means, the GPS positioning means, The radio wave intensity observing means, the previous term absolute position calculating means, the first term relative position calculating means, the absolute position comparing means, the first term routing control means, and the member radio terminal in the own group from the boundary radio terminal of the own group When one of the member wireless terminals is received, the correction position of the boundary wireless terminal of the own group and the adjacent group are Relocation instruction means for transmitting instruction information for moving to a relocation position on a straight line connecting the correction position of a boundary wireless terminal of a loop to the boundary wireless terminal of the own group, and any one of the member wireless terminals It establishes the new communication route which rearranged and communicates between groups.

この発明によれば、隣接グループの境界端末が自グループの境界端末の電波伝搬範囲から移動して隣接グループの境界無線端末とのマルチホップ通信が構成できなくなった場合においても、自グループの境界端末をトポロジィ制御端末として自グループの境界無線端末の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させることにより、新たにマルチホップ通信のルートを確立して、グループ間の通信を確実に継続することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, even when the boundary terminal of the adjacent group moves from the radio wave propagation range of the boundary terminal of the own group and multi-hop communication with the boundary wireless terminal of the adjacent group cannot be configured, the boundary terminal of the own group Is moved as a topology control terminal to a rearrangement position on a straight line connecting the correction position of the boundary wireless terminal of the own group and the correction position of the boundary wireless terminal of the adjacent group. It is possible to establish communication and reliably continue communication between groups.

以下に、本発明にかかるアドホックネットワークシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Embodiments of an ad hoc network system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

まず、本発明における前提と定義について説明する。本発明は、行動グループをアドホックネットワークグループ（以降、グループと呼ぶ）に割り当て、グループ内ルーティングプロトコルとグループ間ルーティングプロトコルを分離して階層型で管理する方法を前提とする。グループはたとえば災害救助において同一の目的を持つメンバにより構成される単位であり、限定された範囲、かつ計画的に行動する密な関係にあるため、常にマルチホップによる通信が可能である。これに対して異なる目的を持つ行動により、連携が疎の関係となるグループ間では、接続性や帯域の劣化が頻繁に発生する。本発明は、このような問題を解決することができるものである。 First, the premise and definition in this invention are demonstrated. The present invention is premised on a method in which action groups are assigned to ad hoc network groups (hereinafter referred to as groups), and intra-group routing protocols and inter-group routing protocols are separated and managed in a hierarchical manner. A group is a unit composed of members who have the same purpose in disaster relief, for example, and has a limited range and a close relationship that acts in a planned manner, so that multihop communication is always possible. On the other hand, due to actions with different purposes, connectivity and bandwidth degradation frequently occur between groups in which the cooperation is sparse. The present invention can solve such problems.

以降の説明では、以下のルールに基づいて記述する。グループＴｎ（ｎ＝１，２，３，４，５，……）は、識別子がｎのアドホックグループである。無線端末（以下、端末と呼ぶ）Ｔｎ−Ｘ（Ｘ＝００１，００２，００３，００４，……）は、グループｎに属する識別子Ｘの端末である。 In the following description, description will be made based on the following rules. The group Tn (n = 1, 2, 3, 4, 5,...) Is an ad hoc group with an identifier n. A wireless terminal (hereinafter referred to as a terminal) Tn-X (X = 001, 002, 003, 004,...) Is a terminal having an identifier X belonging to group n.

また、グループに属する端末では、以下の役割を定義する。リーダ無線端末（以下、リーダ端末と呼ぶ）は、グループ内で、全てのメンバ端末の通信状況を集中管理するとともに、各端末に指定ポイントまでの移動を指示する機能を持つ。境界端末は、グループ内でグループ境界に配置され、隣接グループに属する端末との間で直接、通信を行う（ルートを確保している）端末である。グループ内で境界端末のみが、隣接グループに関わるルーティング情報を管理する。基準端末は、ＧＰＳにより自身の絶対位置の測位に成功した端末である。 Also, the following roles are defined in terminals belonging to the group. A leader wireless terminal (hereinafter referred to as a leader terminal) has a function of centrally managing the communication status of all member terminals in a group and instructing each terminal to move to a designated point. A boundary terminal is a terminal that is arranged at a group boundary within a group and directly communicates (secures a route) with terminals belonging to an adjacent group. Only border terminals in the group manage routing information related to adjacent groups. The reference terminal is a terminal that has succeeded in positioning its own absolute position by GPS.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムの構成を示す図である。本実施の形態では、グループＴ１とグループＴ２のアドホックグループが存在し、グループＴ１が端末Ｔ１−００１〜端末Ｔ１−００６により形成され、グループＴ２が端末Ｔ２−００１〜端末Ｔ２−００７により形成されている場合を例に説明する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ad hoc network system according to a first exemplary embodiment of the present invention. In this embodiment, there are ad hoc groups of group T1 and group T2, group T1 is formed by terminals T1-001 to terminal T1-006, and group T2 is formed by terminals T2-001 to terminal T2-007. An example will be described.

図２は、グループＴ１およびグループＴ２を構成する端末Ｔｎ−００ｘの構成を示す図である。本実施の形態にかかる端末Ｔｎ−００ｘは、ルーティングテーブル１、ルーティング制御装置２、送受信装置３、無線通信アンテナ４、ＧＰＳ測位装置５、ＧＰＳアンテナ６、絶対位置計算装置７、電波強度観測装置８、位置決定装置９、絶対位置比較装置１０を備える。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the terminal Tn-00x configuring the group T1 and the group T2. The terminal Tn-00x according to the present embodiment includes a routing table 1, a routing control device 2, a transmission / reception device 3, a wireless communication antenna 4, a GPS positioning device 5, a GPS antenna 6, an absolute position calculation device 7, and a radio wave intensity observation device 8. A position determination device 9 and an absolute position comparison device 10.

ルーティングテーブル１は、グループ内ルーティング、グループ間ルーティングに関する情報を記録、管理するデータベースであり、グループ内ルーティングテーブル１ａ、グループ間ルーティングテーブル１ｂを保持する。 The routing table 1 is a database that records and manages information related to intra-group routing and inter-group routing, and holds an intra-group routing table 1a and an inter-group routing table 1b.

ルーティング制御装置２は、送受信装置３を制御し、無線通信アンテナ４を用いてグループ内ルーティングプロトコル、グループ間ルーティングプロトコルによる他の端末との間で制御通信を行い、この結果からルーティングテーブルを管理する。ルーティング制御装置２は、グループ内の端末との間で制御通信を行い、この結果からグループ内ルーティングテーブル１ａを管理するグループ内ルーティング制御装置２ａ、他グループの端末との間で制御通信を行い、この結果からグループ間ルーティングテーブル１ｂを管理するグループ間ルーティング制御装置２ｂを有する。 The routing control device 2 controls the transmission / reception device 3, performs control communication with other terminals using the intra-group routing protocol and the inter-group routing protocol using the wireless communication antenna 4, and manages the routing table based on the result. . The routing control device 2 performs control communication with terminals in the group, and from this result, performs control communication with the intra-group routing control device 2a that manages the intra-group routing table 1a, and terminals of other groups, From this result, the inter-group routing control device 2b for managing the inter-group routing table 1b is provided.

また、ＧＰＳ測位装置５は、グループに属する端末がＧＰＳにより、自身の絶対位置を測位する。ＧＰＳアンテナ６は、端末がＧＰＳとの交信に用いるアンテナである。絶対位置計算装置７は、基準端末の絶対位置、各ホップ間の距離、ホップ間の角度から三角測量により自身の絶対位置を計算する。電波強度観測装置８は、電波強度を観測し、観測結果に基づいて隣接端末までの距離を計算する。位置決定装置９は、絶対位置計算装置７が計算した絶対位置を自身の絶対位置として決定する。絶対位置比較装置１０は、ルーティングを行っている境界端末間で、相互に計算した相手の絶対位置を比較して、絶対位置計算装置７で計算した絶対位置情報の誤算を修正する。 The GPS positioning device 5 measures the absolute position of a terminal belonging to the group by GPS. The GPS antenna 6 is an antenna used by the terminal for communication with GPS. The absolute position calculation device 7 calculates its absolute position by triangulation from the absolute position of the reference terminal, the distance between each hop, and the angle between hops. The radio field intensity observation device 8 observes the radio field intensity and calculates the distance to the adjacent terminal based on the observation result. The position determination device 9 determines the absolute position calculated by the absolute position calculation device 7 as its own absolute position. The absolute position comparison apparatus 10 compares the absolute positions of the partners calculated with each other between the boundary terminals performing routing, and corrects the miscalculation of the absolute position information calculated by the absolute position calculation apparatus 7.

図３は、本実施の形態にかかるアドホックネットワークシステムにおけるリーダ端末Ｔｎ−００ｘＬの構成を示す図である。リーダ端末Ｔｎ−００ｘＬは、図２に示した端末Ｔｎ−００ｘの構成に対して、グループ内端末状況管理テーブル２１の機能を追加した構成を有し、グループメンバとなる端末の位置、通信状況を集中管理する役割を持ち、各グループに１つ以上が存在する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the leader terminal Tn-00xL in the ad hoc network system according to the present embodiment. The leader terminal Tn-00xL has a configuration in which the function of the in-group terminal status management table 21 is added to the configuration of the terminal Tn-00x shown in FIG. It has a centralized management role, and there is one or more in each group.

図４は、端末Ｔｎ−００ｘにおける絶対位置測位方法を説明するための図である。ここでは、グループＴ１において、端末Ｔ１−００５が自身の絶対位置を決定する場合を例に説明する。たとえば災害救助においては、メンバの移動および山岳地形や倒壊物などが各端末とＧＰＳとの間の電波伝搬を妨げるため、常に端末Ｔ１−００５が自身の絶対位置をＧＰＳ測位により決定するとは限らない。 FIG. 4 is a diagram for explaining an absolute position positioning method in terminal Tn-00x. Here, a case where terminal T1-005 determines its absolute position in group T1 will be described as an example. For example, in disaster relief, movement of members, mountainous landforms, collapsed objects, and the like prevent radio wave propagation between each terminal and GPS, so the terminal T1-005 does not always determine its absolute position by GPS positioning. .

この場合は、同じグループＴ１に属する他の端末のいずれかがＧＰＳにより自身の絶対位置を測位できれば、この端末からマルチホップを介した相対位置を計算し、この値と基準端末の絶対位置を用いて、端末Ｔ１−００５は、自身の絶対位置を計算することができる。このＧＰＳによる自身の絶対位置の測位に成功した端末を基準端末と呼ぶ。図４では、端末Ｔ１−００１がＧＰＳ測位に成功して基準端末となった場合を示している。 In this case, if any of the other terminals belonging to the same group T1 can determine the absolute position of the terminal by GPS, the relative position through multihop is calculated from this terminal, and this value and the absolute position of the reference terminal are used. Thus, the terminal T1-005 can calculate its absolute position. A terminal that succeeds in positioning its absolute position by GPS is called a reference terminal. FIG. 4 shows a case where the terminal T1-001 succeeds in GPS positioning and becomes a reference terminal.

図５は、図４に示す絶対位置測位方法において利用する基準端末通知メッセージフォーマットである。基準端末通知メッセージフォーマットは、送信端末（基準端末）３１、基準端末の絶対位置３２、基準端末から中継端末までの距離３３、受信端末３４、中継端末数３５、中継端末３６、中継端末の方向・距離３７の格納領域を有する。 FIG. 5 shows a reference terminal notification message format used in the absolute position positioning method shown in FIG. The reference terminal notification message format includes a transmission terminal (reference terminal) 31, an absolute position 32 of the reference terminal, a distance 33 from the reference terminal to the relay terminal, a receiving terminal 34, the number of relay terminals 35, a relay terminal 36, the direction of the relay terminal, It has a storage area of distance 37.

送信端末が受信端末に対してメッセージを送信する場合に、送信端末は自身の端末識別子を送信端末（基準端末）３１に格納し、送信先の端末の端末識別子を受信端末３４に格納する。また、送信するデータは、図示しないユーザデータ格納領域に格納する。 When the transmitting terminal transmits a message to the receiving terminal, the transmitting terminal stores its own terminal identifier in the transmitting terminal (reference terminal) 31 and stores the terminal identifier of the destination terminal in the receiving terminal 34. The data to be transmitted is stored in a user data storage area (not shown).

ここではプロアクティブ型アドホックルーティングによる絶対位置測位の手順を説明する。絶対位置を観測する端末Ｔ１−００５は、定期的にグループ内の端末の配置と通信ルートを確認し、自身のグループ内ルーティングテーブル１ａを更新するために、定期的にＨｅｌｌｏメッセージを送信している。これに対して、ＧＰＳ測位に成功して基準端末となった端末Ｔ１−００１は、図５に示す基準端末通知メッセージフォーマットを、端末Ｔ１−００５に返す。このメッセージが返送されるマルチホップルートは、以下のルートである。
（ルート）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００４，Ｔ１−００５ Here, the procedure of absolute positioning by proactive ad hoc routing will be described. The terminal T1-005 observing the absolute position periodically checks the arrangement and communication route of the terminals in the group, and periodically transmits a Hello message in order to update its own intra-group routing table 1a. . On the other hand, the terminal T1-001 that has succeeded in the GPS positioning and becomes the reference terminal returns the reference terminal notification message format shown in FIG. 5 to the terminal T1-005. The multi-hop route to which this message is returned is the following route.
(Route): T1-001, T1-004, T1-005

ここで、このルートに含まれる各端末は、以下の観測と計算を行う。
（端末Ｔ１−００１（基準端末））
端末Ｔ１−００１では、ＧＰＳ測位装置５がＧＰＳアンテナ６を用いてＧＰＳ衛星と通信を行い、この結果から絶対位置計算装置７が自身の絶対位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を計算する。ここで、端末Ｔ１−００１では、Ｈｅｌｌｏメッセージを端末Ｔ１−００４から受信した場合、計算した自身の絶対位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）の情報を、Ｈｅｌｌｏメッセージの応答として返送する基準端末通知メッセージフォーマットの基準端末の絶対位置３２に格納する。 Here, each terminal included in this route performs the following observation and calculation.
(Terminal T1-001 (reference terminal))
In terminal T1-001, GPS positioning device 5 communicates with a GPS satellite using GPS antenna 6, and absolute position calculation device 7 calculates its absolute position (x1, y1, z1) from this result. Here, in the terminal T1-001, when a Hello message is received from the terminal T1-004, information on the calculated absolute position (x1, y1, z1) of the terminal itself is returned as a response to the Hello message. Stored in the absolute position 32 of the reference terminal.

また、端末Ｔ１−００１では、電波強度観測装置８が電波強度を観測し、観測結果に基づいて隣接端末であるＴ１−００４までの距離（たとえば１０ｍ）を計算し、この情報を基準端末通知メッセージフォーマットの基準端末から中継端末までの距離３３に格納する。また、基準端末である自身の識別子（Ｔ１−００１）を、送信端末（基準端末）３１に格納する。以上の処理を終了した後、このメッセージを端末Ｔ１−００４に送信する。 In terminal T1-001, radio field intensity observation device 8 observes radio field intensity, calculates a distance (for example, 10 m) to T1-004, which is an adjacent terminal, based on the observation result, and uses this information as a reference terminal notification message. Stored in the distance 33 from the format reference terminal to the relay terminal. The identifier (T1-001) of the reference terminal is stored in the transmission terminal (reference terminal) 31. After finishing the above processing, this message is transmitted to the terminal T1-004.

（Ｔ１−００４（中継端末））
基準端末であるＴ１−００１から基準端末通知メッセージを受信した中継端末である端末Ｔ１−００４は、電波強度観測装置８が電波強度を観測し、観測結果に基づいてＨｅｌｌｏメッセージの受信側の端末Ｔ１−００１の方向と、Ｈｅｌｌｏメッセージの送信側の端末Ｔ１−００５の方向を比較し、これらの方向の違いである角度Β１を計算するとともに、端末Ｔ１−００５までの距離を観測する。この角度Β１と端末Ｔ１−００５までの距離（たとえば１３ｍ）を、基準端末通知メッセージフォーマットの中継端末の方向・距離３７に格納し、また自身の識別子（Ｔ１−００４）を基準端末通知メッセージフォーマットの中継端末３６に格納して、中継端末数３５を１だけインクリメントした後に、この基準端末通知メッセージフォーマットを端末Ｔ１−００５に送信する。 (T1-004 (relay terminal))
The terminal T1-004, which is a relay terminal that has received the reference terminal notification message from the reference terminal T1-001, observes the radio field intensity by the radio field intensity observation device 8, and based on the observation result, the terminal T1 on the receiving side of the Hello message The direction of -001 is compared with the direction of the terminal T1-005 on the transmission side of the Hello message, the angle Β1 which is the difference between these directions is calculated, and the distance to the terminal T1-005 is observed. The distance (for example, 13 m) between the angle Β1 and the terminal T1-005 is stored in the direction / distance 37 of the relay terminal in the standard terminal notification message format, and its own identifier (T1-004) is stored in the standard terminal notification message format. After being stored in the relay terminal 36 and incrementing the relay terminal number 35 by 1, this reference terminal notification message format is transmitted to the terminal T1-005.

さらに中継端末が存在する場合は、基準端末通知メッセージフォーマットの中継端末３６と中継端末の方向・距離３７の組み合わせを追加し、さらに中継端末３６に自身の識別子を格納した後に中継端末数３５をインクリメントして、基準端末通知メッセージフォーマットを中継する。 If there are more relay terminals, a combination of the relay terminal 36 and the direction / distance 37 of the relay terminal 36 in the reference terminal notification message format is added, and further, the number of relay terminals 35 is incremented after storing its own identifier in the relay terminal 36. Then, the reference terminal notification message format is relayed.

（Ｔ１−００５）
Ｈｅｌｌｏメッセージの応答として基準端末通知メッセージフォーマットを受信した端末Ｔ１−００５は、基準端末通知メッセージフォーマットに格納された基準端末の絶対位置３２、各ホップ間の距離、ホップ間の角度から、絶対位置計算装置７が三角測量により自身の絶対位置を計算し、位置決定装置９がその計算された絶対位置を自身の絶対位置として決定する。 (T1-005)
The terminal T1-005 that has received the reference terminal notification message format as a response to the Hello message calculates the absolute position from the absolute position 32 of the reference terminal, the distance between each hop, and the angle between hops stored in the reference terminal notification message format. The device 7 calculates its absolute position by triangulation, and the position determining device 9 determines the calculated absolute position as its absolute position.

各端末が以上の処理を行うにより、端末Ｔ１−００５は常に同一グループＴ１に属する端末のいずれかが測位した情報から自身の絶対位置を把握することができる。 When each terminal performs the above processing, the terminal T1-005 can always grasp its own absolute position from information measured by any of the terminals belonging to the same group T1.

図６は、隣接端末間の誤差修正について説明する図である。上記において図４に示す方法で端末Ｔ１−００１が算出した自身の絶対位置はＧＰＳ測位により計算した精度の高い値であるが、境界端末であるＴ１−００５の絶対位置は、マルチホップによる電波伝搬の角度と距離という相対的な位置情報を用いて算出しているため、ホップ数が多い通信ほど高い精度を実現することは困難となる。そこで、以下では、相対的な位置情報を用いて境界端末の絶対位置を求める場合における境界端末の位置の誤差を補正する方法について説明する。 FIG. 6 is a diagram for explaining error correction between adjacent terminals. In the above, the absolute position calculated by the terminal T1-001 by the method shown in FIG. 4 is a highly accurate value calculated by GPS positioning, but the absolute position of the boundary terminal T1-005 is a radio wave propagation by multi-hop. Therefore, it is difficult to achieve higher accuracy for a communication with a larger number of hops. Therefore, in the following, a method for correcting an error in the position of the boundary terminal when the absolute position of the boundary terminal is obtained using relative position information will be described.

ここでは、図６において以下のルーティングが行われているものとして、グループＴ１の境界端末Ｔ１−００３とグループＴ２の境界端末Ｔ２−００１との絶対位置を補正する方法について説明する。
（ルート００１）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ Here, a method of correcting the absolute positions of the boundary terminal T1-003 of the group T1 and the boundary terminal T2-001 of the group T2 will be described on the assumption that the following routing is performed in FIG.
(Route 001): T1-001, T1-002, T1-003, T2-001, T2-002, T2-005

端末Ｔ１−００３は、絶対位置計算装置７がグループＴ１内の基準端末を用いて自身の絶対位置を計算し、位置決定装置９で決定する。また、同時に自身の絶対位置を用いて、電波強度観測装置８が隣接グループの境界端末Ｔ２−００１までの距離と方向を観測し、その結果から、絶対位置計算装置７がＴ２−００２の絶対位置（相対絶対位置）を計算する。この絶対位置（相対絶対位置）は、グループ内で相対的な位置情報を用いて計算したことによる誤差を含むため、グループＴ２内の基準端末に基づいて計算した絶対位置である端末Ｔ２−００２とはズレがある。このため、端末Ｔ１−００３が絶対位置（相対絶対位置）を計算した端末をここでは端末Ｔ２−００２’とする。 In the terminal T1-003, the absolute position calculation device 7 calculates its own absolute position using the reference terminal in the group T1, and the position determination device 9 determines it. At the same time, using its absolute position, the radio field intensity observation device 8 observes the distance and direction to the boundary terminal T2-001 of the adjacent group, and from the result, the absolute position calculation device 7 detects the absolute position of T2-002. Calculate (relative absolute position). Since this absolute position (relative absolute position) includes an error due to calculation using relative position information in the group, the absolute position calculated based on the reference terminal in the group T2 is a terminal T2-002. There is a gap. For this reason, the terminal from which the terminal T1-003 has calculated the absolute position (relative absolute position) is referred to as a terminal T2-002 'here.

端末Ｔ２−００１は、絶対位置計算装置７がグループＴ２内の基準端末を用いて自身の絶対位置を計算し、位置決定装置９で決定する。また同時に、自身の絶対位置を用いて、隣接グループの境界端末Ｔ１−００３までの距離と方向の観測し、その結果から、絶対位置計算装置７が端末Ｔ１−００３の絶対位置（相対絶対位置）を計算する。この絶対位置（相対絶対位置）は上記と同様にグループ内で相対的な位置情報を用いて計算したことによる誤差を含むため、グループＴ１内の基準端末に基づいて計算した絶対位置である端末Ｔ１−００３とはズレがある。このため、端末Ｔ２−００１が絶対位置（相対絶対位置）を計算した端末をここでは端末Ｔ１−００３’とする。 In the terminal T2-001, the absolute position calculation device 7 calculates its own absolute position using the reference terminal in the group T2, and the position determination device 9 determines it. At the same time, using its own absolute position, the distance and direction to the boundary terminal T1-003 of the adjacent group are observed, and from the result, the absolute position calculation device 7 detects the absolute position (relative absolute position) of the terminal T1-003. Calculate Since this absolute position (relative absolute position) includes an error caused by calculation using relative position information within the group as described above, the terminal T1 is an absolute position calculated based on the reference terminal in the group T1. There is a deviation from -003. For this reason, the terminal from which the terminal T2-001 has calculated the absolute position (relative absolute position) is referred to as a terminal T1-003 'here.

隣接端末である端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１とは、相互にＨｅｌｌｏメッセージを送信している。そして、このＨｅｌｌｏメッセージ送信の段階で、それぞれが計算した相手の絶対位置情報（相対絶対位置情報）を通知する。ここで、例えばグループＴ１では、Ｔ１−００３が計算した自身の絶対位置と、隣接グループのＴ２−００１が計算した端末Ｔ１−００３’の絶対位置（相対絶対位置）と、では誤算によるズレが生じている。同様にグループＴ２では、Ｔ２−００１が計算した自身の絶対位置と、隣接グループのＴ１−００３が計算した端末Ｔ２−００１’の絶対位置（相対絶対位置）と、では誤算によるズレが生じている。 Neighboring terminals T1-003 and T2-001 are sending Hello messages to each other. Then, at the stage of transmitting the Hello message, the absolute position information (relative absolute position information) of each other calculated by each is notified. Here, for example, in the group T1, there is a miscalculation between the absolute position calculated by T1-003 and the absolute position (relative absolute position) of the terminal T1-003 ′ calculated by T2-001 of the adjacent group. ing. Similarly, in the group T2, there is a miscalculation between the absolute position calculated by T2-001 and the absolute position (relative absolute position) of the terminal T2-001 'calculated by T1-003 of the adjacent group. .

この誤差を修正するために例えば端末Ｔ１−００３では、絶対位置比較装置１０が、端末Ｔ１−００３と端末Ｔ１−００３’との絶対位置を比較して、その中間点を補正位置Ｃ１と定義する。同様にＴ２−００１でも絶対位置比較装置１０が、端末Ｔ２−００１と端末Ｔ２−００１’との絶対位置を比較して、その中間点を補正位置Ｃ２と定義する。そして、端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１とは相互にＨｅｌｌｏメッセージで補正位置を通知し、補正位置Ｃ１、Ｃ２間を結ぶラインを補正ラインＬと定義する。この情報は境界端末Ｔ１−００３とＴ２−００１とが共有する。補正ラインＬはグループＴ１とグループＴ２とにおいて、それぞれの基準端末を用いて計算した結果であるため、複数の情報を考慮して決定した補正位置Ｃ１、Ｃ２は、誤差が排除された信頼性が高い値である。このようにして、境界端末の位置の誤差を補正して、信頼性の高い境界端末の絶対位置を求めることができる。 In order to correct this error, for example, in the terminal T1-003, the absolute position comparison device 10 compares the absolute positions of the terminal T1-003 and the terminal T1-003 ′, and defines the intermediate point as the correction position C1. . Similarly, at T2-001, the absolute position comparison apparatus 10 compares the absolute positions of the terminal T2-001 and the terminal T2-001 ', and defines the intermediate point as the correction position C2. Then, the terminal T1-003 and the terminal T2-001 mutually notify the correction position by a Hello message, and a line connecting the correction positions C1 and C2 is defined as a correction line L. This information is shared by the border terminals T1-003 and T2-001. Since the correction line L is the result calculated using the respective reference terminals in the group T1 and the group T2, the correction positions C1 and C2 determined in consideration of a plurality of information have reliability from which errors are eliminated. High value. In this way, the absolute position of the border terminal with high reliability can be obtained by correcting the error of the border terminal position.

次に、再ルーティングについて説明する。図７は、実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングについて説明するための図である。ここではグループＴ１に属する端末Ｔ１−００１からグループＴ２に属する端末Ｔ２−００５に対して以下のルートでアドホックネットワークが構築されていた時に、隣接グループの境界端末Ｔ２−００１が境界端末Ｔ１−００３の電波伝搬範囲Ａ１から移動したために、マルチホップ通信が構成できなくなった場合を例に説明する。
（ルート００１）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ Next, rerouting will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining rerouting in the ad hoc network system according to the first embodiment. Here, when an ad hoc network is constructed from the terminal T1-001 belonging to the group T1 to the terminal T2-005 belonging to the group T2 by the following route, the border terminal T2-001 of the adjacent group becomes the border terminal T1-003. A case will be described as an example where multi-hop communication cannot be configured due to movement from the radio wave propagation range A1.
(Route 001): T1-001, T1-002, T1-003, T2-001, T2-002, T2-005

この時、端末Ｔ１−００３は、Ｔ２−００１への再ルーティングを試みるが、Ｔ１−００３の電波伝搬範囲Ａ１内に通信をホップする端末が存在しないため、再ルートが確立できない。このため、グループＴ１内の端末Ｔ１−００５（トポロジィ制御端末）を、Ｔ１−００３の補正位置Ｃ１から補正ラインＬに沿って、端末Ｔ１−００３の補正電波伝搬範囲（補正位置Ｃ１の電波伝搬範囲）内に移動させることにより、新たに以下のルートを確立する。
（ルート００２）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ１−００５，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ At this time, the terminal T1-003 tries to reroute to T2-001. However, since there is no terminal that hops communication within the radio wave propagation range A1 of T1-003, the reroute cannot be established. Therefore, the terminal T1-005 (topology control terminal) in the group T1 is moved from the correction position C1 of T1-003 along the correction line L to the corrected radio wave propagation range of the terminal T1-003 (the radio wave propagation range of the correction position C1). ), The following route is newly established.
(Route 002): T1-001, T1-002, T1-003, T1-005, T2-001, T2-002, T2-005

以下では、再ルーティングを実現するために、トポロジィを変更して移動する端末としてＴ１−００５を選択する手続き、および端末Ｔ１−００５に対する移動位置を指定する方法を説明する。なお、前提として、予めグループＴ１において１つのリーダ端末Ｔ１−００１が定義されており、この存在をグループＴ１内の全ての端末が既知であるとする。 Hereinafter, in order to realize rerouting, a procedure for selecting T1-005 as a moving terminal by changing the topology and a method for specifying a moving position for the terminal T1-005 will be described. As a premise, it is assumed that one leader terminal T1-001 is defined in the group T1 in advance, and this existence is known to all terminals in the group T1.

図８は、リーダ端末Ｔ１−００１が有するグループ内端末状況管理テーブル２１の構成を示す図である。これらの情報はグループＴ１内の端末がルートを確立するタイミングでリーダ端末Ｔ１−００１に通知され、ルートを開放するタイミングで削除される。通知される情報は、ルート毎に定義されるルート識別子、確保した通信帯域、その通信の優先度であり、それぞれグループ内端末状況管理テーブル２１のルート識別子４５、通信帯域（ｂ／ｓ）４６、優先度４７に格納される。 FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the in-group terminal status management table 21 included in the leader terminal T1-001. These pieces of information are notified to the leader terminal T1-001 when a terminal in the group T1 establishes a route, and are deleted when the route is released. The notified information includes a route identifier defined for each route, a reserved communication band, and a priority of the communication. The route identifier 45 of the intra-group terminal status management table 21, the communication band (b / s) 46, Stored in priority 47.

リーダ端末Ｔ１−００１は、これらの情報の通知を受けた時、および開放要求を受けた時に、グループ内端末状況管理テーブル２１の無線端末４１に登録された端末のうち、該当する端末のテーブルを更新する。また、位置４３は、各端末が図４を用いて説明した手順により絶対位置を計算した段階で、リーダ端末Ｔ１−００１に通知した時に格納される。これによりリーダ端末Ｔ１−００１は、常にグループＴ１内のルーティング状況として、通信状況、位置情報を集中管理することができる。 When the reader terminal T1-001 receives the notification of these pieces of information and receives the release request, the reader terminal T1-001 displays the table of the corresponding terminal among the terminals registered in the wireless terminal 41 of the intra-group terminal status management table 21. Update. The position 43 is stored when each terminal notifies the reader terminal T1-001 when the absolute position is calculated according to the procedure described with reference to FIG. As a result, the leader terminal T1-001 can centrally manage the communication status and location information as the routing status within the group T1.

図９は、再ルーティングの処理を説明するためのシーケンス図である。ここでは図７に示した状態における再ルーティングの動作を説明する。はじめに以下のルーティングによりアドホック通信が行われている時に、グループ間の端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との間で切断が発生する。
（ルート００１）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ FIG. 9 is a sequence diagram for explaining rerouting processing. Here, the rerouting operation in the state shown in FIG. 7 will be described. First, when ad hoc communication is performed by the following routing, a disconnection occurs between the terminals T1-003 and T2-001 between the groups.
(Route 001): T1-001, T1-002, T1-003, T2-001, T2-002, T2-005

端末Ｔ１−００３は切断を検出すると（ステップＳ１０１）、グループ間ルーティング制御装置２ｂが再ルーティングを目的に、端末検索メッセージｍ００１を端末Ｔ２−００１に向けて送信する（ステップＳ１０２）。ここで、一定時間、応答する端末が存在しない場合、グループ間ルーティング制御装置２ｂが引き続き定期的に端末検索メッセージｍ００１を一定周期で再送すると同時に、グループ内ルーティング制御装置２ａが再配置要求メッセージｍ００２をリーダ端末Ｔ１−００１に送信する（ステップＳ１０３）。 When the terminal T1-003 detects disconnection (step S101), the inter-group routing control device 2b transmits a terminal search message m001 to the terminal T2-001 for the purpose of rerouting (step S102). Here, when there is no terminal that responds for a certain period of time, the inter-group routing control device 2b continues to periodically retransmit the terminal search message m001 at a constant period, and at the same time, the intra-group routing control device 2a sends a relocation request message m002 Transmit to the reader terminal T1-001 (step S103).

ここで端末Ｔ１−００３は、隣接端末Ｔ２−００１方向の電波伝搬範囲内の、補正ラインＬ上の位置をトポロジィ制御位置として計算する。再配置要求メッセージｍ００２には、確立する再ルートにおいて使用する帯域、優先度、およびトポロジィ制御位置が付加される。トポロジィ制御位置は、再ルート設定においてトポロジィ制御端末を移動させる位置であり、Ｔ１−００３の補正電波伝搬範囲（補正位置Ｃ１の電波伝搬範囲）内の、Ｔ１−００３の補正位置Ｃ１から補正ラインＬに沿った位置である。 Here, the terminal T1-003 calculates the position on the correction line L within the radio wave propagation range in the direction of the adjacent terminal T2-001 as the topology control position. The relocation request message m002 is added with the bandwidth, priority, and topology control position used in the reroute to be established. The topology control position is a position to move the topology control terminal in the reroute setting, and the correction line L from the correction position C1 of T1-003 within the correction radio wave propagation range of T1-003 (the radio wave propagation range of the correction position C1). It is the position along.

再配置要求メッセージｍ００２を受信したリーダ端末Ｔ１−００１は、グループ内ルーティング制御装置２ａが再配置指示端末分析処理を実行する（ステップＳ１０４）。リーダ端末Ｔ１−００１は、再配置要求メッセージｍ００２で受信した、確立する再ルートにおいて使用する帯域、優先度と、図８に示すグループ内端末状況管理テーブルを比較し、以下の条件判断を行う。 In the leader terminal T1-001 that has received the rearrangement request message m002, the intra-group routing control device 2a executes rearrangement instruction terminal analysis processing (step S104). The leader terminal T1-001 compares the bandwidth and priority used in the reroute to be established, received by the relocation request message m002, with the intra-group terminal status management table shown in FIG. 8, and makes the following condition judgment.

（条件１）：許容通信帯域４２−Σ通信帯域４６≧帯域
且つ
（条件２）：位置４３がトポロジィ制御位置に最も近い (Condition 1): Allowable communication band 42−Σcommunication band 46 ≧ band and (Condition 2): Position 43 is closest to the topology control position

さらに優先度を比較し、確立する再ルートよりも優先度が低い端末を検索する。ここでは端末Ｔ１−００５を再配置端末（トポロジィ制御端末）に決定する。リーダ端末Ｔ１−００１は、グループ内ルーティング制御装置２ａが、トポロジィ制御端末に決定した端末Ｔ１−００５に対して、端末Ｔ１−００３から通知されたトポロジィ制御位置情報を付加して、再配置を指示する再配置指示メッセージｍ００３を送信する（ステップＳ１０５）。 Furthermore, the priority is compared, and a terminal having a lower priority than the reroute to be established is searched. Here, the terminal T1-005 is determined as a relocation terminal (topology control terminal). The leader terminal T1-001 adds the topology control position information notified from the terminal T1-003 to the terminal T1-005 determined by the intra-group routing control device 2a as the topology control terminal, and instructs relocation. The rearrangement instruction message m003 to be transmitted is transmitted (step S105).

再配置指示メッセージｍ００３を受信した端末Ｔ１−００５（トポロジィ制御端末）では、図１０に示すように該再配置指示メッセージｍ００３で指定されたトポロジィ制御位置に移動する（ステップＳ１０６）。トポロジィ制御位置に移動することにより、トポロジィ制御端末Ｔ１−００５においては、端末Ｔ１−００３が定周期に送信している端末検索メッセージｍ００１が受信される。端末検索メッセージｍ００１を受信したトポロジィ制御端末Ｔ１−００５は、グループ間ルーティング制御装置２ｂが、該端末検索メッセージｍ００１を端末Ｔ２−００１に送信する（ステップＳ１０７）。 The terminal T1-005 (topology control terminal) that has received the relocation instruction message m003 moves to the topology control position specified by the relocation instruction message m003 as shown in FIG. 10 (step S106). By moving to the topology control position, the topology control terminal T1-005 receives the terminal search message m001 transmitted by the terminal T1-003 at a fixed period. In the topology control terminal T1-005 that has received the terminal search message m001, the inter-group routing control device 2b transmits the terminal search message m001 to the terminal T2-001 (step S107).

トポロジィ制御端末Ｔ１−００５の電波伝搬範囲内にある端末Ｔ２−００１は、端末検索メッセージｍ００１を受信する。端末検索メッセージｍ００１を受信したＴ２−００１は、グループ間ルーティング制御装置２ｂが端末検索メッセージｍ００１に対する応答として端末検索応答メッセージｍ００４を、トポロジィ制御端末Ｔ１−００５に返送する（ステップＳ１０８）。端末検索応答メッセージｍ００４を受信したトポロジィ制御端末Ｔ１−００５は、グループ間ルーティング制御装置２ｂが該端末検索応答メッセージｍ００４を、端末Ｔ１−００３に返送する（ステップＳ１０９）。 Terminal T2-001 within the radio wave propagation range of topology control terminal T1-005 receives terminal search message m001. When T2-001 receives the terminal search message m001, the inter-group routing control apparatus 2b returns a terminal search response message m004 to the topology control terminal T1-005 as a response to the terminal search message m001 (step S108). In topology control terminal T1-005 that has received terminal search response message m004, inter-group routing control device 2b returns terminal search response message m004 to terminal T1-003 (step S109).

端末検索応答メッセージｍ００４を受信した端末Ｔ１−００３は、端末Ｔ２−００１の間に新たなルートを確立する。以上の処理により、グループ間となる端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との間に、新たにルートが確立され、最終的に以下のルート００２が確立される。
（ルート００２）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ１−００５，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ The terminal T1-003 that has received the terminal search response message m004 establishes a new route between the terminals T2-001. Through the above processing, a new route is established between the terminal T1-003 and the terminal T2-001 that are between groups, and the following route 002 is finally established.
(Route 002): T1-001, T1-002, T1-003, T1-005, T2-001, T2-002, T2-005

上述したように、実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおいては、グループＴ１に属する端末Ｔ１−００１からグループＴ２に属する端末Ｔ２−００５に対してアドホックネットワークが構築されていた時に、隣接グループの境界端末Ｔ２−００１が境界端末Ｔ１−００３の電波伝搬範囲Ａ１から移動したために、マルチホップ通信が構成できなくなった場合においても、トポロジィ制御端末Ｔ１−００５を補正ラインＬ上のトポロジィ制御位置に移動させることにより、新たにルートが確立され、グループＴ１とグループＴ２との間の通信を確実に継続することができる。 As described above, in the ad hoc network system according to the first embodiment, when an ad hoc network is constructed from the terminal T1-001 belonging to the group T1 to the terminal T2-005 belonging to the group T2, Even when the multi-hop communication cannot be configured because the terminal T2-001 has moved from the radio wave propagation range A1 of the boundary terminal T1-003, the topology control terminal T1-005 is moved to the topology control position on the correction line L. Thus, a new route is established, and communication between the group T1 and the group T2 can be reliably continued.

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２にかかる端末Ｔｎ−００ｘの構成を示す図である。本実施の形態にかかる端末Ｔｎ−００ｘは、ルーティングテーブル１、ルーティング制御装置２、送受信装置３、無線通信アンテナ４、ＧＰＳ測位装置５、ＧＰＳアンテナ６、絶対位置計算装置７、電波強度観測装置８、位置決定装置９、絶対位置比較装置１０、帯域観測装置５１、帯域制御テーブル５２を備える。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the terminal Tn-00x according to the second embodiment of the present invention. The terminal Tn-00x according to the present embodiment includes a routing table 1, a routing control device 2, a transmission / reception device 3, a wireless communication antenna 4, a GPS positioning device 5, a GPS antenna 6, an absolute position calculation device 7, and a radio wave intensity observation device 8. , A position determination device 9, an absolute position comparison device 10, a bandwidth observation device 51, and a bandwidth control table 52.

図１２は、本実施の形態における再ルーティングについて説明するための図である。なお、実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムの構成は、実施の形態１の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。ここではグループＴ１に属する端末Ｔ１−００１からグループＴ２に属する端末Ｔ２−００５に対して以下のルートでアドホックネットワークが構築されていた時に、グループ間通信となるＴ１−００３とＴ２−００３の間の通信帯域が劣化した場合の再ルーティング動作を説明する。
（ルート００１）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ FIG. 12 is a diagram for explaining rerouting in the present embodiment. The configuration of the ad hoc network system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Here, when an ad hoc network is constructed from the terminal T1-001 belonging to the group T1 to the terminal T2-005 belonging to the group T2 by the following route, the communication between T1-003 and T2-003, which becomes inter-group communication, is performed. The rerouting operation when the communication band is deteriorated will be described.
(Route 001): T1-001, T1-002, T1-003, T2-001, T2-002, T2-005

端末Ｔ１−００３では帯域観測装置５１が、常に送受信装置３の動作を監視しており、グループ間の帯域が一定以下に劣化したことを検出した場合には帯域制御テーブル５２の情報に基づいて、端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００３との間に、補正ラインＬ上に新たに端末Ｔ１−００４，端末Ｔ２−００５を配置することにより１ホップの距離を短縮させて帯域を大きくし、信頼性が高い帯域増加を実現する。 In the terminal T1-003, the bandwidth observation device 51 constantly monitors the operation of the transmission / reception device 3, and when it is detected that the bandwidth between groups has deteriorated below a certain level, based on the information in the bandwidth control table 52, By newly arranging the terminal T1-004 and the terminal T2-005 on the correction line L between the terminal T1-003 and the terminal T2-003, the distance of one hop is shortened to increase the bandwidth, and the reliability Achieves a high bandwidth increase.

図１３は、帯域制御テーブル５２の構成を示す図である。帯域制御テーブル５２には、帯域劣化率（％）６１と距離拡大率（倍）６２の情報を保持しており、この情報は全ての端末が自身の電波伝搬特性から決定し、運用時に保持する情報である。この帯域制御テーブル６２を持つ端末は、常に帯域観測装置６２が、確保しているルートの帯域の監視を行っている。また、十分な性能で通信を行っている場合のスループットをＴｈｒ１とし、性能が劣化した時のスループットをＴｈｒ２とした場合の帯域劣化率６１を以下のように定義する。
帯域劣化率（％）＝（ｔｈｒ２／Ｔｈｒ１）×１００
この帯域劣化率６１に応じて、距離拡大率６２を特定する。 FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the bandwidth control table 52. The band control table 52 holds information on a band deterioration rate (%) 61 and a distance expansion rate (times) 62, and this information is determined by all terminals based on their own radio wave propagation characteristics and held during operation. Information. The terminal having the bandwidth control table 62 always monitors the bandwidth of the route secured by the bandwidth observation device 62. Further, the bandwidth degradation rate 61 when the throughput when communication is performed with sufficient performance is Thr1 and the throughput when the performance is degraded is Thr2, is defined as follows.
Band degradation rate (%) = (thr2 / Thr1) × 100
The distance expansion rate 62 is specified according to the band deterioration rate 61.

図１４は、再ルーティングの処理を説明するためのシーケンス図である。ここでは図１２に示した状態における再ルーティングの動作を説明する。はじめに以下のルーティングによりアドホック通信が行われている時に、グループ間の端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との間で帯域劣化が発生する。
（ルート００１）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ FIG. 14 is a sequence diagram for explaining rerouting processing. Here, the rerouting operation in the state shown in FIG. 12 will be described. First, when ad hoc communication is performed by the following routing, band degradation occurs between terminals T1-003 and T2-001 between groups.
(Route 001): T1-001, T1-002, T1-003, T2-001, T2-002, T2-005

境界端末Ｔ１−００３では、帯域観測装置５１が常に帯域劣化率を算出して帯域不足の検出処理を行っている（ステップＳ２０１）。境界端末Ｔ１−００３は、帯域不足の検出処理において帯域不足を検出すると、この帯域劣化率（％）に対応する距離拡大率６２を帯域制御テーブルにおいて検索する。 In the boundary terminal T1-003, the band observation device 51 always calculates the band deterioration rate and performs the band shortage detection process (step S201). When the boundary terminal T1-003 detects a bandwidth shortage in the bandwidth shortage detection process, the boundary terminal T1-003 searches the bandwidth control table for the distance expansion rate 62 corresponding to this bandwidth deterioration rate (%).

そして、境界端末Ｔ１−００３では、帯域が不足したルートの接続先である端末Ｔ２−００１までの距離を端末Ｔ１−００３の電波強度観測装置８が測位し、この値と距離拡大率６２の値とから、例えば以下の計算式により端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１の間に新たに配置する端末数を決定する。
再配置端末数＝（端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との距離÷距離拡大率６２）÷（端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との距離） At the boundary terminal T1-003, the radio field intensity observation device 8 of the terminal T1-003 measures the distance to the terminal T2-001, which is the connection destination of the route having insufficient bandwidth, and this value and the value of the distance expansion rate 62 Thus, for example, the number of terminals newly arranged between the terminal T1-003 and the terminal T2-001 is determined by the following calculation formula.
Number of rearranged terminals = (distance between terminal T1-003 and terminal T2-001 / distance enlargement ratio 62) / (distance between terminal T1-003 and terminal T2-001)

つぎに、境界端末Ｔ１−００３は、グループ間ルーティング制御装置２ｂが、帯域が不足している接続先である端末Ｔ２−００１にルート再設定通知メッセージｍ１０１を送信し、再ルーティングの開始を通知する（ステップＳ２０２）。同時に端末Ｔ１−００３は、グループ内ルーティング制御装置２ａが再配置要求メッセージｍ００２をリーダ端末１−００１に送信する（ステップＳ２０３）。この時、送信する情報は、実施の形態１の場合に対して、帯域不足検出処理において計算した新たに配置する端末数（再配置端末数）を加えたものである。すなわち、再配置要求メッセージｍ００２には、確立する再ルートにおいて使用する帯域、優先度、トポロジィ制御位置、および再配置端末数が付加される。 Next, the boundary terminal T1-003 transmits the route reconfiguration notification message m101 to the terminal T2-001, which is the connection destination for which the bandwidth is insufficient, to notify the start of rerouting. (Step S202). At the same time, in the terminal T1-003, the intra-group routing control device 2a transmits a relocation request message m002 to the leader terminal 1-001 (step S203). At this time, the information to be transmitted is obtained by adding the number of newly arranged terminals (number of rearranged terminals) calculated in the band shortage detection process to the case of the first embodiment. That is, to the relocation request message m002, the bandwidth used in the reroute to be established, the priority, the topology control position, and the number of relocation terminals are added.

再配置要求メッセージｍ００２を受信したリーダ端末Ｔ１−００１は、グループ内ルーティング制御装置２ａが再配置指示端末分析処理を実行する（ステップＳ２０４）。この再配置指示端末分析処理においては、実施の形態１の再配置指示端末分析処理（ステップＳ１０４）と同様の分析を行う。ただし、実施の形態２では、再配置端末数にて指示された数を抽出し、これを用いて複数のトポロジィ制御端末の選択および各トポロジィ制御端末のトポロジィ制御位置を決定する点が異なる。ここではトポロジィ制御端末として、端末Ｔ１−００４と端末Ｔ１−００５とが選択されたものとする。 In the leader terminal T1-001 that has received the relocation request message m002, the intra-group routing control device 2a executes a relocation instruction terminal analysis process (step S204). In the rearrangement instruction terminal analysis process, the same analysis as the rearrangement instruction terminal analysis process (step S104) of the first embodiment is performed. However, the second embodiment is different in that the number indicated by the number of rearranged terminals is extracted, and a plurality of topology control terminals are selected and the topology control position of each topology control terminal is determined using this. Here, it is assumed that the terminal T1-004 and the terminal T1-005 are selected as the topology control terminals.

リーダ端末Ｔ１−００１は、グループ内ルーティング制御装置２ａが、トポロジィ制御端末Ｔ１−００４とトポロジィ制御端末Ｔ１−００５とに対して、それぞれに対するトポロジィ制御位置情報を付加して、再配置を指示する再配置指示メッセージｍ００３を送信する（ステップＳ２０５）。再配置指示メッセージｍ００３を受信したトポロジィ制御端末Ｔ１−００４とトポロジィ制御端末Ｔ１−００５では、図１５に示すように該再配置指示メッセージｍ００３で指定されたそれぞれのトポロジィ制御位置に移動する（ステップＳ２０６）。ここでは、端末Ｔ１−００３の補正位置Ｃ１と端末Ｔ２−００１の補正位置Ｃ２間の補正ラインＬに沿った位置に等間隔に配置する。 In the leader terminal T1-001, the intra-group routing control device 2a adds topology control position information to the topology control terminal T1-004 and the topology control terminal T1-005, and instructs relocation to be performed. An arrangement instruction message m003 is transmitted (step S205). The topology control terminal T1-004 and the topology control terminal T1-005 that have received the relocation instruction message m003 move to the respective topology control positions designated by the relocation instruction message m003 as shown in FIG. 15 (step S206). ). Here, they are arranged at equal intervals along the correction line L between the correction position C1 of the terminal T1-003 and the correction position C2 of the terminal T2-001.

リーダ端末Ｔ１−００１はさらに、グループ内ルーティング制御装置２ａが再配置応答メッセージｍ１０２を端末Ｔ１−００３に送信し、再配置が完了したことを通知する（ステップＳ２０７）。再配置応答メッセージｍ１０２を受信した端末Ｔ１−００３は、グループ間ルーティング制御装置２ｂがグループ間ルーティング制御装置２ｂルート再配置端末検索メッセージｍ１０３をトポロジィ制御端末である端末Ｔ１−００４に送信する（ステップＳ２０８）。ルート再配置端末検索メッセージｍ１０３を受信した端末Ｔ１−００４は、グループ間ルーティング制御装置２ｂがルート再配置端末検索メッセージｍ１０３をトポロジィ制御端末である端末Ｔ１−００５に送信する（ステップＳ２０９）。ルート再配置端末検索メッセージｍ１０３を受信した端末Ｔ１−００５は、グループ間ルーティング制御装置２ｂがルート再配置端末検索メッセージｍ１０３を端末Ｔ２−００１に送信する（ステップＳ２１０）。これにより、端末Ｔ１−００３，端末Ｔ１−００４，端末Ｔ１−００５，端末Ｔ２−００１を指定した再ルーティングを行う。 Further, the leader terminal T1-001 transmits the relocation response message m102 to the terminal T1-003 by the intra-group routing control device 2a to notify that the relocation has been completed (step S207). In the terminal T1-003 that has received the relocation response message m102, the inter-group routing control device 2b transmits an inter-group routing control device 2b route relocation terminal search message m103 to the terminal T1-004 that is the topology control terminal (step S208). ). The terminal T1-004 that has received the route rearrangement terminal search message m103 transmits the route rearrangement terminal search message m103 to the terminal T1-005 that is the topology control terminal (step S209). In the terminal T1-005 that has received the route rearrangement terminal search message m103, the inter-group routing control device 2b transmits the route rearrangement terminal search message m103 to the terminal T2-001 (step S210). Thus, rerouting is performed by designating the terminal T1-003, the terminal T1-004, the terminal T1-005, and the terminal T2-001.

トポロジィ制御端末Ｔ１−００５の電波伝搬範囲内にある端末Ｔ２−００１は、ルート再配置端末検索メッセージｍ１０３を受信する。ルート再配置端末検索メッセージｍ１０３を受信した端末Ｔ２−００１は、ルート確立の応答としてルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４をトポロジィ制御端末である端末Ｔ１−００５に返送する（ステップＳ２１１）。ルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４を受信した端末Ｔ１−００５は、グループ間ルーティング制御装置２ｂがルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４をトポロジィ制御端末である端末Ｔ１−００４に返送する（ステップＳ２１２）。ルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４を受信した端末Ｔ１−００４は、グループ間ルーティング制御装置２ｂがルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４を端末Ｔ１−００３に返送する（ステップＳ２１３）。 Terminal T2-001 within the radio wave propagation range of topology control terminal T1-005 receives route relocation terminal search message m103. The terminal T2-001 that has received the route rearrangement terminal search message m103 returns the route rearrangement terminal search response message m104 to the topology control terminal T1-005 as a route establishment response (step S211). In the terminal T1-005 that has received the route rearrangement terminal search response message m104, the inter-group routing control device 2b returns the route rearrangement terminal search response message m104 to the terminal T1-004 that is the topology control terminal (step S212). In the terminal T1-004 that has received the route rearrangement terminal search response message m104, the inter-group routing control device 2b returns the route rearrangement terminal search response message m104 to the terminal T1-003 (step S213).

ルート再配置端末検索応答メッセージｍ１０４を受信した端末Ｔ１−００３は、端末Ｔ２−００１の間に新たなルートを確立する。以上の処理により、グループ間となる端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００１との間に、新たにホップ距離を短縮することによる帯域の拡大を図ったルートを確立し、最終的に以下のルート００３が確立される。
（ルート００２）：Ｔ１−００１，Ｔ１−００２，Ｔ１−００３，Ｔ１−００４，Ｔ１−００５，Ｔ２−００１，Ｔ２−００２，Ｔ２−００５ The terminal T1-003 that has received the route rearrangement terminal search response message m104 establishes a new route between the terminals T2-001. Through the above processing, a route for expanding the band by newly shortening the hop distance is established between the terminal T1-003 and the terminal T2-001 that are between the groups, and finally the following route 003 is obtained. Is established.
(Route 002): T1-001, T1-002, T1-003, T1-004, T1-005, T2-001, T2-002, T2-005

上述したように、実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおいては、グループ間の帯域が一定以下に劣化した場合においても、端末Ｔ１−００３と端末Ｔ２−００３との間の補正ラインＬ上に新たに端末Ｔ１−００４，端末Ｔ２−００５を配置することによりホップ間の距離を短縮させて、信頼性が高い帯域増加を実現することができる。 As described above, in the ad hoc network system according to the second embodiment, even when the band between groups deteriorates below a certain level, a new line is added on the correction line L between the terminal T1-003 and the terminal T2-003. By arranging the terminals T1-004 and T2-005, the distance between hops can be shortened, and a highly reliable bandwidth increase can be realized.

以上のように、本発明にかかるアドホックネットワークシステムは、災害被災地など広域なフィールドにおいて、各メンバが無線端末を保持し、それぞれが役割を持つ複数の行動グループに分かれて活動する場合に、無線端末の移動、および地形や倒壊物による電波伝搬の遮断により発生する行動グループ間通信の断絶に対して、特定の位置に無線端末を計画的に配置して新たなルートを計画的に再設定する場合に有用である。 As described above, the ad hoc network system according to the present invention is wireless when each member holds a wireless terminal and operates in a plurality of action groups each having a role in a wide field such as a disaster-stricken area. Systematic placement of wireless terminals at specific locations and systematically resetting new routes in response to disruption of communication between action groups caused by movement of terminals and interruption of radio wave propagation due to topography and collapsed objects Useful in cases.

本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおいてグループＴ１およびグループＴ２を構成する端末の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the terminal which comprises the group T1 and the group T2 in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおいてグループＴ１およびグループＴ２を構成するリーダ端末の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the leader terminal which comprises the group T1 and the group T2 in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムの端末における絶対位置測位方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the absolute position positioning method in the terminal of the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける絶対位置測位で利用する基準端末通知メッセージフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the reference | standard terminal notification message format utilized by the absolute position positioning in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける隣接端末間の誤差修正について説明する図である。It is a figure explaining the error correction between the adjacent terminals in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rerouting in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおけるリーダ端末が有するグループ内端末状況管理テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the terminal status management table in a group which the leader terminal in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention has. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングの処理を説明するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for demonstrating the rerouting process in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rerouting in the ad hoc network system concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおいてグループＴ１およびグループＴ２を構成する端末の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the terminal which comprises the group T1 and the group T2 in the ad hoc network system concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rerouting in the ad hoc network system concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおける帯域制御テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the band control table in the ad hoc network system concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングの処理を説明するためのシーケンス図である。It is a sequence diagram for demonstrating the process of rerouting in the ad hoc network system concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２にかかるアドホックネットワークシステムにおける再ルーティングについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rerouting in the ad hoc network system concerning Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ルーティングテーブル
１ａグループ内ルーティングテーブル
１ｂグループ間ルーティングテーブル
２ルーティング制御装置
２ａグループ内ルーティング制御装置
２ｂグループ間ルーティング制御装置
３送受信装置
４無線通信アンテナ
５測位装置
６アンテナ
７絶対位置計算装置
８電波強度観測装置
９位置決定装置
１０絶対位置比較装置
２１グループ内端末状況管理テーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Routing table 1a Intragroup routing table 1b Intergroup routing table 2 Routing control apparatus 2a Intragroup routing control apparatus 2b Intergroup routing control apparatus 3 Transmission / reception apparatus 4 Wireless communication antenna 5 Positioning apparatus 6 Antenna 7 Absolute position calculation apparatus 8 Radio field intensity observation Device 9 Position determining device 10 Absolute position comparing device 21 Intra-group terminal status management table

Claims

各グループが少なくとも１台のリーダ無線端末を含む複数のメンバ無線端末により構成され、前記グループ間で通信を行うアドホックネットワークシステムであって、
前記メンバ無線端末は、
グループ内およびグループ間で他のメンバ無線端末と情報の送受信を行う送受信手段と、
ＧＰＳと交信を行って自装置の絶対位置を測位するＧＰＳ測位手段と、
電波強度を観測し、観測結果に基づいて隣接するメンバ無線端末とのホップ間の距離およびホップ間の角度を計算する電波強度観測手段と、
前期ＧＰＳ測位装置により自身の絶対位置を測位した自グループ内の基準無線端末の前記絶対位置と、自装置と前記基準無線端末間におけるホップ間の距離およびホップ間の角度に基づいて自装置の絶対位置を計算する絶対位置計算手段と、
自装置がグループ間無線通信の対象である隣接グループのメンバ無線端末と通信を行う境界無線端である場合に、前記絶対位置計算手段で計算した自装置の絶対位置に基づいて前記隣接グループの境界無線端末の相対位置を計算する相対位置計算手段と、
前記絶対位置計算手段で計算した自装置の絶対位置と前記隣接グループの境界無線端末が計算した自装置の相対位置とを比較し、前記自装置の絶対位置の計算誤差を補正した補正位置を計算する絶対位置比較手段と、
自グループ内および前記隣接グループ間のルーティングを管理し、自装置が前記境界無線端末であって前記隣接グループの境界無線端末との通信の切断を検出した場合に前記リーダ無線端末に対して自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置を要求するとともに前記リーダ無線端末の指示に基づいて前記メンバ無線端末のいずれかに対して、自装置の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を送信するルーティング制御手段と、
を備え、
前記リーダ無線端末は、
前記送受信手段と、
前記ＧＰＳ測位手段と、
前記電波強度観測手段と、
前期絶対位置計算手段と、
前期相対位置計算手段と、
前記絶対位置比較手段と、
前期ルーティング制御手段と、
前記自グループの境界無線端末より自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置の要求を受信した場合に、前記メンバ無線端末のいずれかを前記自グループの境界無線端末の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を前記自グループの境界無線端末に送信する再配置指示手段と、
を備え、
前記メンバ無線端末のいずれかを再配置した新たな通信ルートを確立してグループ間で通信を行うこと、
を特徴とするアドホックネットワークシステム。 An ad hoc network system in which each group includes a plurality of member wireless terminals including at least one reader wireless terminal, and performs communication between the groups,
The member wireless terminal is
Transmission / reception means for transmitting / receiving information to / from other member wireless terminals within the group and between the groups;
GPS positioning means for communicating with GPS and positioning the absolute position of the device itself;
Radio field intensity observation means for observing radio field intensity and calculating the distance between hops and the angle between hops with adjacent member radio terminals based on the observation results;
Based on the absolute position of the reference wireless terminal in the own group whose own absolute position was measured by the previous GPS positioning device, the distance between hops between the own apparatus and the reference wireless terminal, and the angle between the hops. An absolute position calculating means for calculating a position;
The boundary of the adjacent group based on the absolute position of the own apparatus calculated by the absolute position calculation means when the own apparatus is a boundary wireless end that communicates with a member wireless terminal of an adjacent group that is an object of inter-group wireless communication A relative position calculating means for calculating the relative position of the wireless terminal;
Comparing the absolute position of the own device calculated by the absolute position calculating means with the relative position of the own device calculated by the boundary wireless terminal of the adjacent group, and calculating a corrected position by correcting the calculation error of the absolute position of the own device Absolute position comparison means
Manage routing within the own group and between the adjacent groups, and when the own device is the boundary wireless terminal and detects disconnection of communication with the boundary wireless terminal of the adjacent group, Requesting the rearrangement of the member wireless terminals, and the correction of the boundary wireless terminal of the adjacent group and the correction position of the own device with respect to any of the member wireless terminals based on an instruction of the leader wireless terminal Routing control means for transmitting instruction information to be moved to a rearrangement position on a straight line connecting the position;
With
The reader wireless terminal is
The transmitting / receiving means;
The GPS positioning means;
The radio wave intensity observation means;
The absolute position calculation means in the previous term;
Means for calculating the relative position of the previous term;
The absolute position comparing means;
Early routing control means,
When a request for relocation of the member wireless terminal in the own group is received from the boundary wireless terminal of the own group, any one of the member wireless terminals is changed to the correction position of the boundary wireless terminal of the own group and the adjacent group Relocation instruction means for transmitting instruction information to move to a relocation position on a straight line connecting the correction position of the boundary wireless terminal of the boundary wireless terminal to the boundary wireless terminal of the own group;
With
Communicating between groups by establishing a new communication route in which any of the member wireless terminals is relocated;
Ad hoc network system characterized by

前記メンバ無線端末は、
自装置が境界無線端である場合に、前記隣接グループの境界無線端末との通信帯域を観測し、前記通信帯域が一定以下に劣化したことを検出する帯域観測手段と、
自装置が境界無線端である場合の、前記帯域の劣化に関する情報と、自装置と前記隣接グループの境界無線端末との距離に関する情報と、の対応情報を記憶する帯域制御テーブル記憶手段と、
をさらに備え、
前記ルーティング制御手段は、前記帯域観測手段において前記通信帯域が一定以下に劣化したことを検出した場合に、前記リーダ無線端末に対して自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置を要求するとともに前記リーダ無線端末の指示に基づいて前記メンバ無線端末のいずれかに対して、前記対応情報を用いて自装置と前記隣接グループの境界無線端末間の１ホップの距離を短縮して帯域を増加させるように、自装置の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を送信し、
前記リーダ無線端末の再配置指示手段は、
前記自グループの境界無線端末より自グループ内の前記メンバ無線端末の再配置の要求を受信した場合に、前記対応情報を用いて自装置と前記隣接グループの境界無線端末間の１ホップの距離を短縮して帯域を増加させるように、前記メンバ無線端末のいずれかを前記自グループの境界無線端末の前記補正位置と前記隣接グループの境界無線端末の前記補正位置とを結ぶ直線上の再配置位置に移動させる指示情報を前記自グループの境界無線端末に送信すること、
を特徴とする請求項１に記載のアドホックネットワークシステム。 The member wireless terminal is
Band monitoring means for observing a communication band with a boundary wireless terminal of the adjacent group when the own apparatus is a boundary wireless end, and detecting that the communication band has deteriorated below a certain level;
Band control table storage means for storing correspondence information between the information regarding the degradation of the band when the own apparatus is a boundary radio end and the information about the distance between the own apparatus and the boundary radio terminal of the adjacent group,
Further comprising
The routing control means requests the leader wireless terminal to relocate the member wireless terminals in its own group when the bandwidth observing means detects that the communication bandwidth has deteriorated below a certain level. Based on the instruction of the leader wireless terminal, the one of the member wireless terminals is used to shorten the one-hop distance between the own device and the border wireless terminal of the adjacent group by using the correspondence information, and increase the bandwidth. To transmit the instruction information to move to a rearrangement position on a straight line connecting the correction position of the own device and the correction position of the boundary wireless terminal of the adjacent group,
The relocation instruction means of the reader wireless terminal is
When a request for relocation of the member wireless terminal in the own group is received from the boundary wireless terminal of the own group, the one-hop distance between the own device and the boundary wireless terminal of the adjacent group is determined using the correspondence information. A relocation position on a straight line connecting the correction position of the boundary wireless terminal of the own group and the correction position of the boundary wireless terminal of the adjacent group so that one of the member wireless terminals is shortened to increase the band Transmitting instruction information to be moved to the boundary wireless terminal of the own group;
The ad hoc network system according to claim 1.