WO2018150514A1 - 無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム Download PDF

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WO2018150514A1
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relay terminal
communication
transmission power
control information
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至智 藁科
智彦 柳生
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日本電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a communication terminal, a communication method, and a communication program in a wireless ad hoc network that selects an optimal relay terminal so that transmission power does not increase.
  • a wireless ad hoc network is a network composed of a group of terminals that are temporarily interconnected using the relay function of the terminals themselves.
  • a technique of “multi-hop communication” in which a large number of terminals are connected without intervention of a base station is used (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • terminals always move.
  • an appropriate relay (Relay) terminal is selected based on indicators such as communication load, terminal processing capability, and remaining battery capacity in order to maintain communication between all terminals. It is preferable.
  • OLSR Optimized Link State Routing Protocol
  • MPR Multi ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ Point Relay
  • LTE-D2D Long Term Evolution-Device Device to Device
  • Discovery message Discovery signal
  • the cluster head in the sensor network collects sensor information from surrounding sensor nodes and sends it to the sink node.
  • the node having the shortest distance between all nodes and the sink node is selected as the cluster head, or the cluster head is selected based on the communication cost, the remaining battery level, and the like.
  • Patent Document 3 describes that in a wireless ad hoc network, all terminals adjust the power when transmitting each packet based on various purposes. Note that although not related to a wireless ad hoc network, transmission power control of a wireless terminal is described in Patent Document 4, for example.
  • the purpose of adjusting transmission power includes communication quality improvement, interference suppression, interception avoidance, and battery consumption suppression.
  • improving communication quality for example, in a network that allows multi-hop communication, it is possible to increase transmission power when it is necessary to communicate important packets that require real-time performance with low delay. By increasing the transmission power, the communication range is expanded, so the number of hops and the packet loss rate are reduced. On the other hand, by reducing the transmission power to narrow the communication range, interference suppression, interception avoidance, and battery consumption suppression are realized.
  • each terminal may adjust the transmission power so that the signal reaches the relay terminal.
  • Patent Document 1 describes a technique in which a terminal selects a communication path based on received electric field strength in a wireless ad hoc network.
  • each terminal transmits control information with a constant transmission power.
  • each terminal merely controls transmission power according to reception electric field strength with respect to transmission power control.
  • Patent Document 4 describes a technique for preventing a terminal that should not be selected as a relay terminal from being a relay terminal.
  • the base station selects a relay terminal. Therefore, the technology cannot be applied to a wireless ad hoc network.
  • the terminal For relay terminal selection and transmission power control, in order to select an appropriate relay terminal or to calculate the transmission power, the terminal obtains necessary information, for example, reactively or proactively. .
  • An object of the present invention is to allow a terminal to always select an optimal relay terminal while performing appropriate transmission power control even if the degree of movement of the terminal is high in a wireless ad hoc network.
  • a communication terminal is a communication terminal in a wireless ad hoc network in which a plurality of communication terminals exist, and notifies the adjacent terminal of control information including at least the number of adjacent terminals as information, and the adjacent terminal controls the adjacent terminal.
  • Control information sharing means for acquiring information, relay terminal selection means for selecting a communication terminal that can directly communicate with all communication terminals in the wireless ad hoc network as a relay terminal based on the control information, and selection of the relay terminal selection means
  • the transmission power control means for adjusting the transmission power according to the result and whether or not the other communication terminal should be a new relay terminal and determined that the other communication terminal should be a new relay terminal
  • a reselection necessity determination unit that calculates the priority of the communication terminal in the wireless ad hoc network, and a relay terminal reselection request included in the control information Relay terminal reselection request means for executing relay terminal reselection request processing for communication according to priority
  • the control information sharing means distributes the relay terminal reselection request
  • the transmission power control means is relayed The transmission power is adjusted based on the terminal reselection request.
  • a communication method is a communication method in a wireless ad hoc network in which a plurality of communication terminals exist, and notifies control information including at least the number of adjacent terminals as information to the adjacent terminal, and the adjacent terminal controls the adjacent terminal.
  • Information is acquired, and based on the control information, a communication terminal that can directly communicate with all communication terminals in the wireless ad hoc network is selected as a relay terminal, and the transmission power is set according to the selection result in the process of selecting the relay terminal.
  • the communication terminal in the wireless ad hoc network When the priority is calculated, the process for transmitting the relay terminal reselection request included in the control information is executed according to the priority, and the control information is notified to the adjacent terminal. To, deliver relay terminals reselect request, and adjusting the transmit power based on the relay terminal reselection request.
  • a communication program is a communication program implemented in a communication apparatus in a wireless ad hoc network in which a plurality of communication terminals exist, and notifies a computer of control information including at least the number of adjacent terminals as information.
  • a relay terminal selection that selects a communication terminal that can directly communicate with all communication terminals in the wireless ad hoc network based on the control information sharing process for acquiring control information of the adjacent terminal from the adjacent terminal and the control information Processing, transmission power control processing for adjusting transmission power according to the selection result in the relay terminal selection processing, and whether other communication terminals should become new relay terminals, and other communication terminals If it is determined that the terminal should be a relay terminal, it is necessary to reselect to calculate the priority of the communication terminal in the wireless ad hoc network Processing to execute relay terminal reselection request processing for transmitting a relay terminal reselection request included in the control information according to the priority processing, and to distribute the relay terminal reselection request in the control information sharing processing And a process
  • a communication terminal in a wireless ad hoc network, can always select an optimum relay terminal while performing appropriate transmission power control.
  • a wireless ad hoc network is assumed that has a narrow bandwidth and a high degree of terminal movement within the network, but the present invention is also applicable to a wireless ad hoc network that does not satisfy such conditions. Is possible.
  • at least one terminal can communicate directly with all other terminals (that is, adjacent to each other). (Hereinafter, simply referred to as a network) is assumed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication terminal in a wireless ad hoc network.
  • the communication terminal is, for example, a smartphone, a tablet terminal, or a personal computer.
  • the communication terminal 1 includes a control information sharing unit 10, a relay terminal selection unit 11, a transmission power control unit 12, a relay terminal reselection necessity determination unit 13, a priority calculation unit 14, and a relay terminal re-establishment.
  • a selection request unit 15 is provided.
  • one adjacent terminal 2 is shown, but a plurality of adjacent terminals may exist in the wireless ad hoc network.
  • the block which controls the original communication (for example, data communication) in the communication terminal 1 is abbreviate
  • Communication terminal 1 can be realized by software. That is, the control information sharing unit 10, the relay terminal selection unit 11, the transmission power control unit 12, the relay terminal reselection necessity determination unit 13, the priority calculation unit 14, and the relay terminal reselection request unit 15 include a ROM (Read Only This is realized by an information processing apparatus having a CPU (Central Processing Unit) that executes processing according to a program stored in a storage device such as a memory or a hard disk.
  • the control information sharing unit 10, the relay terminal selection unit 11, the transmission power control unit 12, the relay terminal reselection necessity determination unit 13, the priority calculation unit 14, and the relay terminal reselection request unit 15 are configured by individual hardware. But it is feasible.
  • the control information sharing unit 10 shares the fixed-length control information with the adjacent terminal 2, and relays to the relay terminal selection unit 11, the transmission power control unit 12, the relay terminal reselection necessity determination unit 13, and the priority calculation unit 14.
  • the control information of the own terminal (communication terminal 1) and the control information of the adjacent terminal 2 are supplied.
  • the relay terminal selection unit 11 includes the number of adjacent terminals n included in the control information (the control information of the own terminal and the control information of the adjacent terminal 2) input from the control information sharing unit 10, and between the own terminal and the adjacent terminal 2.
  • a communication terminal to be a relay terminal is selected from the own terminal and one or a plurality of adjacent terminals 2 based on the information d indicating the average estimated distance. Then, the relay terminal selection unit 11 notifies the transmission power control unit 12 whether or not the own terminal is a relay terminal.
  • the information d is, for example, a value corresponding to the average of the distances between each and the own terminal of n adjacent terminal (( ⁇ n d n) / n: d n is the own terminal and the n-th adjacent The estimated distance to the terminal 2).
  • the distance to the adjacent terminal 2 can be estimated from a path loss value based on the received power of the signal from the adjacent terminal 2, for example.
  • the transmission power control unit 12 sets the transmission power to a fixed value (for example, the maximum value) at the time of initial activation, or controls the transmission power to increase stepwise until all terminals can receive signals.
  • a fixed value for example, the maximum value
  • the maximum value is a power value that enables direct communication with all other terminals.
  • the transmission power control unit 12 selects the relay terminal and then transmits the transmission power value P of the adjacent terminal 2 included in the control information of the adjacent terminal 2 input from the control information sharing unit 10 (control information received from the adjacent terminal 2). And the transmission power is controlled based on the relay terminal control information input from the relay terminal selection unit 11. For example, when the own terminal is selected as the relay terminal, the transmission power control unit 12 controls the transmission power so that the signal from the own terminal reaches the farthest communication terminal. When a communication terminal other than the own terminal is selected as the relay terminal, the transmission power control unit 12 controls the transmission power so that the signal from the own terminal reaches the communication terminal selected as the relay terminal.
  • the transmission power control unit 12 receives a signal from the own terminal to the communication terminal that transmits the control information. Control transmit power to reach.
  • the relay terminal reselection necessity determination unit 13 determines whether or not the current relay terminal is appropriate based on the number of adjacent terminals n and the information d. If not, the priority calculation unit 14 is activated. .
  • the priority calculation unit 14 calculates the priority that becomes the next relay terminal candidate based on (n, d) of the own terminal and the adjacent terminal 2 that can be acquired from the control information sharing unit 10, and sets the priority to the relay terminal retransmission. It supplies to the selection request
  • the relay terminal reselection request unit 15 outputs a relay terminal reselection request to the control information sharing unit 10 based on the priority input from the priority calculation unit 14. Note that (n, d) means n information and d information in the control information.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the basic operation of the communication terminal 1.
  • the control information sharing unit 10 and the relay terminal selection unit 11 first execute control information sharing processing and relay terminal selection processing to select an initial relay terminal (step S1). , S2, S3).
  • the transmission power control unit 12 performs transmission power control processing (step S4).
  • the relay terminal reselection necessity determination unit 13 determines whether or not the current relay terminal is appropriate (step S5). That is, it is determined whether relay terminal reselection is necessary.
  • the relay terminal reselection necessity determination unit 13 determines that relay terminal reselection is necessary (step S6), a relay terminal reselection request process is executed (step S7). If it is determined that relay terminal reselection is not necessary, the process of step S7 is not executed.
  • the priority calculation unit 14 executes a relay terminal reselection procedure according to the priority. Thereafter, the processes of steps S2 to S4 are executed.
  • the communication terminal 1 repeatedly executes the processes of steps S1 to S7.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the control information sharing process in step S2.
  • the control information sharing unit 10 of the communication terminal 1 repeatedly executes the processes of steps S11 to S12 (step S13). Specifically, the processing of steps S11 to S12 is executed every time a predetermined time as the control information sharing processing time elapses.
  • step S11 the control information sharing unit 10 has not received a relay terminal reselection request from another communication terminal, and the relay terminal reselection request has not been input from the relay terminal reselection necessity determination unit 13.
  • data including control information (P, n, d) is transmitted to another communication terminal.
  • P is the value of the transmission power of the own terminal
  • n and d are the number of adjacent terminals recognized by the own terminal and the average of the distances between the own terminal and one or a plurality of adjacent terminals 2, respectively. It is information which shows.
  • the control information (P, n, d) means P information, information n, and information d among the control information.
  • control information sharing unit 10 monitors reception of control information from other communication terminals in the vicinity (step S12).
  • control information sharing unit 10 acquires control information from an adjacent terminal
  • the control information sharing unit 10 updates information n and information d in the control information of the own terminal.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the relay terminal selection process in step S3.
  • the relay terminal selection unit 11 selects, as a relay terminal, a communication terminal in which d indicating the distance information between adjacent terminals is the smallest value among the selected relay terminal candidates (S102).
  • the communication terminal that is most adjacent to the other communication terminal and that has the smallest average distance between the other communication terminals is selected.
  • transmission power is set to the maximum in each terminal, it is assumed that at least one terminal can directly communicate with all other terminals, so n becomes N ⁇ 1.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the transmission power control process in step S4.
  • the transmission power control unit 12 of the communication terminal 1 determines that the transmission power value P and RSSI (Received ⁇ Signal Strength Indicator) of the farthest communication terminal when the own terminal is a relay terminal (step S201). ) To calculate a path loss value (step S202). That is, the transmission power control unit 12 estimates a path loss value. When the own terminal is not a relay terminal (step S201), a path loss value is estimated based on the transmission power value P and RSSI of the relay terminal (S203).
  • the transmission power control unit 12 determines the transmission power required for communication with the target. Calculate (step S204).
  • the calculation result of step S204 is set as the transmission power of the communication terminal 1.
  • the target corresponds to a communication terminal located farthest from the own terminal when the process of step S202 is executed, and corresponds to the relay terminal when the process of step S203 is executed.
  • the transmission power control unit 12 determines the transmission power in addition to (P, n, d) if necessary when calculating the transmission power.
  • Information such as SNR and BER of the communication terminal and average noise power value may also be used. That is, the transmission power necessary for communication may be calculated in consideration of SNR and BER. Also, the transmission power control unit 12 may calculate transmission power including a fixed margin instead of taking SNR and BER into consideration.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the relay terminal reselection necessity determination process in step S5.
  • the relay terminal reselection necessity determination unit 13 of the communication terminal 1 determines whether or not the current relay terminal is appropriate as the relay terminal.
  • the relay terminal reselection necessity determination unit 13 first confirms whether the control information sharing unit 10 has the control information of the current relay terminal (step S301). When the control information is held, the relay terminal reselection necessity determination unit 13 determines whether the control information held by the control information sharing unit 10 still satisfies the condition that the control information is a relay terminal. Is confirmed (step S302).
  • the condition for being a relay terminal is, for example, that the number of adjacent terminals n of the relay terminal is N ⁇ 1 (N is the total number of terminals), or that the transmission power value P of the relay terminal is a threshold value P set by the user. For example , the average estimated distance d between the relay terminal and the adjacent terminal is less than a threshold value d th .
  • step S303 determines that the number of adjacent terminals n of the relay terminal is less than N ⁇ 1 (N is the total number of terminals), and the transmission power value P of the relay terminal is set by the user.
  • the condition of being a relay terminal is satisfied when it is at least one of the value P th or more and the average estimated distance d between the relay terminal and the adjacent terminal being a threshold d th or more. Judge that it is gone.
  • the relay terminal reselection necessity determining unit 13 When the difference (d x ⁇ d) between the average estimated distance d x between the terminal X and the adjacent terminal and the average estimated distance d between the relay terminal and the adjacent terminal is equal to or greater than a predetermined threshold, the relay terminal It may be determined that the condition of being no longer satisfied.
  • step S303 if the control information is not held due to the initial state or the current relay terminal being out of service, reselection of the relay terminal is essential, and the process proceeds to step S303.
  • step S303 the relay terminal reselection necessity determination unit 13 notifies the priority calculation unit 14 of a relay terminal reselection request.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the relay terminal reselection request process in step S7.
  • Priority calculation unit 14 of the communication terminal c x once notified relay terminal reselection request from the relay terminal reselects necessity determining unit 13, first, adjacent to the communication terminal c x the number adjacent terminal of the communication terminal c x The total value n sum (x) with the number of communication terminals (number of adjacent terminals) is notified to the relay terminal reselection request unit 15 as a priority (step S401). n sum (x) is expressed as in equation (1).
  • n sum (x) indicates how many communication terminals exist within two hops of the communication terminal c x .
  • n sum (x) is an index that simply indicates whether or not the communication terminal c x is close to the center position in the network. That is, the larger n sum (x) is, the easier it is to become a relay terminal.
  • n sum (x) is set to 0 for such a communication terminal so that it has the lowest priority.
  • the relay terminal reselection request unit 15 generates a relay terminal reselection request based on n sum (x) (S402). Specifically, the relay terminal reselection request is generated when the priority exceeds a predetermined value (for example, when the priority is not 0). Then, the control information sharing unit 10 shifts to a reception waiting state (step S403). The reception waiting state continues until the delay time calculated based on the priority elapses (step S407).
  • the relay terminal reselection request unit 15 When the control information sharing unit 10 receives a relay terminal reselection request from another communication terminal in the reception waiting state (step S404), the relay terminal reselection request unit 15 has a higher priority than the own terminal. It is determined that there is a communication terminal, and the relay terminal reselection request is canceled (step S405). Then, the relay terminal reselection request unit 15 requests the transmission power control unit 12 to set the transmission power so that the signal reaches the communication terminal that is the transmission source of the relay terminal reselection request (step S406). The transmission power control unit 12 sets transmission power according to the request.
  • the relay terminal reselection request unit 15 12 is requested to set the transmission power sufficient for the signal to reach a distant communication terminal (for example, the farthest communication terminal) (step S408).
  • the transmission power control unit 12 sets transmission power according to the request.
  • the relay terminal reselection request unit 15 notifies the control information sharing unit 10 of the relay terminal reselection request generated in the process of step S402 (step S408).
  • the control information sharing unit 10 adds the relay terminal reselection request to the control information of the own terminal, and transmits the control information to which the relay terminal reselection request is added to another communication terminal (see step SS11 in FIG. 3). ).
  • the delay time is inversely proportional to n sum (x) (including square inverse proportionality, logarithmic inverse proportionality, exponential inverse proportionality, etc.) and time proportional to information d (including square proportionality, logarithmic proportionality, exponential proportionality, etc.).
  • n sum (x) including square inverse proportionality, logarithmic inverse proportionality, exponential inverse proportionality, etc.
  • time proportional to information d including square proportionality, logarithmic proportionality, exponential proportionality, etc.
  • the approximate priority is determined by n sum (x), and communication terminals with similar priorities can be further prioritized by d.
  • the relay terminal reselection request can be distributed earlier as the communication terminal has a higher priority. Since a communication terminal with a low priority receives a relay terminal reselection request of a communication terminal with a high priority before distributing its relay terminal reselection request, it is possible to stop distributing its relay terminal reselection request.
  • the transmission power value includes a transmission power value P1 proportional to n sum (x) (including square proportionality, logarithmic proportionality, exponential proportionality, etc.) and inversely proportional to information d (including square inverse proportionality, logarithmic inverse proportionality, exponential inverse proportionality, etc.). This is indicated by a transmission power value P obtained by adding the transmission power value P2).
  • P2 based on d is added is that there is a possibility that there are a plurality of communication terminals having the same n sum (x) as in T2, so that these communication terminals are differentiated.
  • the transmission power value of P2 may be sufficiently smaller than P1.
  • P1 may be set in units of 10 dBm and P2 may be set in units of 1 dBm.
  • a higher-priority communication terminal can distribute a relay terminal reselection request farther. Then, the control information sharing process (FIG. 5) that is subsequently executed by causing the communication terminal that has received the relay terminal reselection request to respond with the transmission power that reaches the local terminal (the communication terminal that has transmitted the relay terminal reselection request). 2), the communication terminal that has transmitted the relay terminal reselection request can easily set the number of adjacent terminals n to N-1.
  • Step S403 of the communication terminal 1 is changed in the relay terminal reselection request process shown in FIG.
  • the relay terminal reselection request unit 15 requests the transmission power control unit 12 to set the transmission power value to the transmission power value P described above.
  • the relay terminal reselection request unit 15 requests the relay terminal reselection request to the control information sharing unit 10 until the common fixed time elapses between all communication terminals until the common fixed time elapses between all communication terminals. Send and receive.
  • the relay terminal reselection request unit 15 requests the transmission power control unit 12 to set the transmission power so as to reach the requesting communication terminal having the largest transmission power. Thereafter, the process of step S2 shown in FIG. 2 is executed.
  • each communication terminal in the wireless ad hoc network will be described with reference to the explanatory diagram of FIG.
  • FIG. 8 illustrates six communication terminals A, B, C, D, E, and F. In the initial state, it is assumed that the communication terminal A exists in a position closest to the center in the network.
  • (P, n, d) of the control information of the communication terminal is shown in parentheses written in the vicinity of the circle indicating the communication terminal.
  • P indicates a transmission power value.
  • n indicates the number of adjacent terminals.
  • d indicates an average estimated distance between the own terminal and the adjacent terminal.
  • each communication terminal In the initial state (1), all communication terminals distribute control information with the maximum transmission power (see step S11 in FIG. 3). Next, each communication terminal updates its own control information based on the number of signals that can be received from other communication terminals (corresponding to the number of adjacent terminals n) and the control information. Thereafter, each communication terminal distributes the control information again (see step S13 and step S11 in FIG. 3).
  • each communication terminal compares n and d of its own terminal with n and d of adjacent terminals. Each communication terminal selects a relay terminal based on the comparison result.
  • n of all communication terminals is 5 (N ⁇ 1), and all communication terminals are eligible to become relay terminals. Therefore, all communication terminals select communication terminal A having control information including the smallest value of d as a relay terminal (see FIG. 4).
  • the communication terminal A controls the transmission power so as to reach the farthest communication terminal B (see steps S201, S202, and S204 in FIG. 5). Other communication terminals control the transmission power so as to reach the communication terminal A that has become the relay terminal (see steps S201, S203, and S204 in FIG. 5).
  • the communication terminal A and the communication terminals C, E, and F that hold the control information of the communication terminal A that is the current relay terminal are respectively set to n of its own terminal and n of the adjacent terminal.
  • the total value n sum (priority) is calculated.
  • the n sum of the communication terminal C is the largest value. That is, the communication terminal C has the highest priority. Therefore, the communication terminal C earliestly delivers the control information including the relay terminal selection request with sufficiently large transmission power (for example, a fixed value (for example, maximum value)) (see step S408 in FIG. 7). It is assumed that each communication terminal calculates a delay time until the relay terminal reselection request is distributed based on n sum (see step S407 in FIG. 7). Further, the transmission power control unit 12 of the communication terminal C may increase the transmission power step by step until all terminals can receive signals, instead of setting the transmission power to a fixed value such as a maximum value.
  • a fixed value for example, maximum value
  • the communication terminals A, B, D, E, and F that have received the relay terminal reselection request from the communication terminal C transmit control information with transmission power reaching the communication terminal C (in FIG. 7). Steps S404, S405, and S406).
  • the communication terminal C updates its own control information based on the control information acquired from the other communication terminals, and redistributes its own control information. (See step S2 in FIG. 2 and steps S11 and S12 in FIG. 3).
  • Step S11 the communication terminals A, B, D, E, and F update (P, n, d) included in the control information and redistribute the control information (steps S2 and 3 in FIG. 2).
  • n is 5 only in the communication terminal C in the state (9). Therefore, all the communication terminals recognize the communication terminal C as a relay terminal in place of the communication terminal A (see steps S101 and S102 in FIG. 4), and perform transmission power control corresponding thereto (steps S4 and 5 in FIG. 2). reference).
  • each communication terminal in the states (1) and (2) is performed only at the initial startup, and then the operations in the states (3) to (9) are repeated.
  • information (n, d) corresponding to the number of adjacent terminals n and the average estimated distance d between the own terminal and the adjacent terminal is distributed to the peripheral terminal, and the peripheral terminal transmits the information of the communication terminal.
  • the relay terminal is selected by receiving the information (n, d) and comparing the received information (n, d) of the other communication terminal (peripheral terminal) with the information (n, d) of the own terminal.
  • the communication terminal having the smallest d among the communication terminals having control information where n is N ⁇ 1 (N is the total number of terminals) is the relay terminal.
  • each communication terminal sets its own priority based on the collected information (n, d) when n of the relay terminal becomes less than N-1 or is likely to become N-1. Calculate and start the relay terminal reselection procedure based on the priority.
  • Each communication terminal shares information P corresponding to the transmission power of the transmission source (each communication terminal) together with information (n, d) of all communication terminals in the network.
  • Each communication terminal controls transmission power according to its role (whether it is a relay terminal or a non-relay terminal) based on the information P.
  • the relay terminal adjusts the transmission power so that the signal reaches the communication terminal farthest from the relay terminal.
  • Other communication terminals adjust transmission power so that signals reach the relay terminal.
  • all communication terminals can communicate with each other within two hops even in a dynamic operation state. This is because the relay terminal performs transmission power control so that the signal reaches the communication terminal located farthest away. In addition, interference power given to other communication terminals in the wireless ad hoc network can be suppressed, and the detectability decreases. This is because communication terminals other than the relay terminal suppress the transmission power to such an extent that the signal reaches the relay terminal.
  • each communication terminal can select a communication terminal close to the center of the network as a relay terminal without exchanging control signals including detailed location information and information unique to the communication terminal.
  • (P, n, d) is periodically distributed.
  • (P, n, d) is transmitted in addition to arbitrary data.
  • P may be represented not by absolute values such as x [mW] and y [dBm] but by, for example, 10 levels of power level information predetermined in the system.
  • n may be information of only the number of adjacent terminals not including identification information of adjacent terminals.
  • d may not be an absolute value but may be degenerated information (for example, information expressed in a predetermined number of stages). When such a simplified expression method is used, the information amount of (P, n, d) is reduced.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a main part of a communication terminal in a wireless ad hoc network.
  • the communication terminal 20 notifies the adjacent terminal 2 of control information including at least the number of adjacent terminals as information, and acquires the control information of the adjacent terminal 2 from the adjacent terminal 2.
  • a relay terminal selection unit that selects, as a relay terminal, a communication terminal that can directly communicate with all communication terminals in the wireless ad hoc network based on the control information.
  • the reselection necessity determination unit 103 (which is realized by the relay terminal reselection necessity determination unit 13 and the priority calculation unit 14 in the embodiment) that calculates the priority of the communication terminal in the network.
  • the relay terminal reselection request unit 105 executes the relay terminal reselection request process for transmitting the included relay terminal reselection request according to the priority.
  • the control information sharing unit 100 distributes the relay terminal reselection request, and the transmission power control unit 102 adjusts the transmission power based on the relay terminal reselection request.
  • Control information sharing means for acquiring, a relay terminal selecting means for selecting, as a relay terminal, a communication terminal capable of directly communicating with all communication terminals in the wireless ad hoc network based on the control information, and the relay terminal selecting means
  • the transmission power control means for adjusting the transmission power according to the selection result, and whether or not the other communication terminal should be a new relay terminal, and that the other communication terminal should be a new relay terminal If it is determined, a reselection necessity determination unit that calculates the priority of the communication terminal in the wireless ad hoc network, and a relay terminal included in the control information Relay terminal reselection request means for executing a relay terminal reselection request process for transmitting a selection request according to the priority, the control information sharing means
  • the control information includes information corresponding to the transmission power value of the own terminal, information corresponding to the number of adjacent terminals, and information corresponding to an average value of the estimated distance between the own terminal and the adjacent terminals.
  • the relay terminal selection means among communication terminals that recognize that the number of adjacent terminals is (the total number of communication terminals-1), the average value of the estimated distances between the own terminal and the adjacent terminals is The communication terminal according to Supplementary Note 1 or Supplementary Note 2, wherein the communication terminal that is minimized is selected as a relay terminal.
  • the reselection necessity determining unit determines that another communication terminal is a new relay terminal.
  • the communication terminal according to any one of supplementary notes 1 to 3 that is determined to be.
  • the reselection necessity determining unit determines that another communication terminal is a new relay terminal when the transmission power of the relay terminal becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. Communication terminal in any one of them.
  • the reselection necessity determining unit determines that the average value of the estimated distances between the communication terminal and the adjacent terminals is Any one of appendix 1 to appendix 3 that determines that the communication terminal is a new relay terminal when the average value of the estimated distance between the relay terminal and the adjacent terminal is smaller than a predetermined threshold value A communication terminal according to the above.
  • the transmission power control means sets the transmission power to a fixed value when distributing the initial state in which control information of other communication terminals is not held or the relay terminal reselection request, or The communication terminal according to any one of appendix 1 to appendix 7, wherein transmission power is increased stepwise until all communication terminals can receive signals.
  • the transmission power control means When the transmission power control means receives the relay terminal reselection request from another communication terminal, the transmission power control means sets the transmission power so that the signal reaches the communication terminal that is the transmission source of the relay terminal reselection request.
  • the communication terminal according to any one of supplementary notes 1 to 8 to be adjusted.
  • the relay terminal reselection request means determines a transmission power value when the relay terminal reselection request is transmitted to a value proportional to the priority of the terminal itself.
  • the communication terminal in any one.
  • the control information includes information corresponding to the transmission power value of the own terminal, information corresponding to the number of adjacent terminals, and information corresponding to an average value of the estimated distance between the own terminal and the adjacent terminals.
  • a relay terminal reselection request process for transmitting a relay terminal reselection request included in the control information according to a rejection determination process and the priority, and the relay terminal re
  • a non-transitory recording medium that records a communication program implemented in a communication device in a wireless ad hoc network in which a plurality of communication terminals exist, and the communication program is at least adjacent when executed by a processor. Control information including the number of terminals as information is notified to the adjacent terminal, the control information of the adjacent terminal is acquired from the adjacent terminal, and all the communication terminals in the wireless ad hoc network are directly connected based on the control information.
  • Select a communication terminal that can communicate as a relay terminal adjust transmission power according to the selection result in the process of selecting a relay terminal, determine whether another communication terminal should become a new relay terminal, If it is determined that the communication terminal should be a new relay terminal, the priority of the communication terminal in the wireless ad hoc network is calculated, In response to the advance, a process for transmitting a relay terminal reselection request included in the control information is executed, and when the control information is notified to the adjacent terminal, the relay terminal reselection request is distributed, The transmission power is adjusted based on the relay terminal reselection request.

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Abstract

通信端末は、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、制御情報共有手段は、中継端末再選択要求を配信し、送信電力制御手段は、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する。

Description

無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラム
　本発明は、送信電力が増加しないように最適な中継端末を選択する無線アドホックネットワークにおける通信端末、通信方法及び通信プログラムに関する。
　無線アドホックネットワークは、端末自体の中継機能を利用して、一時的に相互接続される端末群で構成されるネットワークである。無線アドホックネットワークでは、多数の端末同士を基地局の介在なしに接続する「マルチホップ通信」の技術が用いられる（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。無線アドホックネットワーク内では、端末は常に移動する。
　端末の移動が多い無線アドホックネットワークでは、全端末間の通信を維持するために、通信の負荷、端末の処理能力、バッテリ残量などの指標に基づいて適切な中継（Relay ）端末が選択されることが好ましい。
　無線アドホックネットワークにおいて使用されるプロトコルとして、OLSR（Optimized Link State Routing protocol ）がある。OLSRが使用される場合、フラッディングにおいて冗長メッセージを削減するために、中継端末の集合であるMPR（Multi Point Relay）集合が利用される。LTE-D2D （Long Term Evolution - Device to Device）では、周辺の端末を発見するためのDiscovery 信号（Discovery message ）を用いて中継端末が選択される。センサーネットワークにおけるクラスタヘッドは、周囲のセンサノードからセンサー情報を収集してシンクノードに送る。クラスタヘッドとして、全ノード間の距離とシンクノードとの間の距離が最も短いノードが選択されたり、通信コストやバッテリ残量などに基づいてクラスタヘッドが選択される。
　例えば特許文献３に、無線アドホックネットワークにおいて、全端末が、各パケットを送信するときの電力を様々な目的に基づいて調節することが記載されている。なお、無線アドホックネットワークに関してではないが、無線端末の送信電力制御が、例えば、特許文献４に記載されている。
　送信電力を調節する目的として、通信品質向上、干渉抑制、傍受回避、バッテリー消費抑制などがある。通信品質向上に関して、例えば、マルチホップ通信を許容するネットワークにおいて、リアルタイム性が求められる重要なパケットを低遅延で通信する必要があるときに、送信電力を大きくすることが挙げられる。送信電力を大きくすることによって、通信範囲が広がるので、ホップ数とパケットロス率とが減る。一方、送信電力を小さくして通信範囲を狭めることによって、干渉抑制、傍受回避、及びバッテリー消費抑制が実現される。他端末との距離に基づいて中継端末を選択する場合、各端末は、信号が中継端末に届くように送信電力を調節すればよい。
　なお、特許文献１には、無線アドホックネットワークにおいて、端末が、受信電界強度に基づいて通信経路を選択する技術が記載されている。しかし、その技術によれば、各端末は、一定の送信電力で制御情報を送信する。また、各端末は、送信電力制御に関して、受信電界強度に応じて送信電力を制御しているにすぎない。
　また、特許文献４には、中継端末として選択されるべきでない端末を中継端末としないようにする技術が記載されている。しかし、その技術によれば、基地局が中継端末を選定する。よって、その技術を無線アドホックネットワークに適用することはできない。
特開２００５－２５２７８１号公報 特表２００９－５１７９１８号公報 特開２０１２－５４８７９号 特開２００１－１３６１２３号公報
　中継端末選択および送信電力制御に関して、適切な中継端末を選択するために、又は、送信電力を計算するために、端末は、例えば、リアクティブに、又は、プロアクティブに、必要な情報を取得する。
　しかし、端末が、中継端末に届くのに必要な分にだけ送信電力を絞ったままの状態である場合、各端末の移動によってネットワークの環境が変化すると、正確な情報を取得できない可能性がある。例えば、先に選ばれた中継端末が最適でなくなっても中継端末を選び直すことができなかったり、端末の送信電力が不適切になる可能性がある。正確な情報を取得するために送信電力を大きくすると、干渉抑制や傍受回避などの効果が低減する。
　本発明は、無線アドホックネットワークにおいて端末の移動の程度が高くても、端末が、適切な送信電力制御を行いつつ常に最適な中継端末を選択し続けることを目的とする。
　本発明による通信端末は、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、制御情報共有手段は、中継端末再選択要求を配信し、送信電力制御手段は、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする。
　本発明による通信方法は、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、優先度に応じて、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、制御情報を隣接端末に通知するときに、中継端末再選択要求を配信し、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする。
　本発明による通信プログラムは、複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、コンピュータに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末に通知し、隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、優先度に応じて、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、制御情報共有処理で、中継端末再選択要求を配信する処理を実行させ、送信電力制御処理で、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させることを特徴とする。
　本発明によれば、無線アドホックネットワークにおいて、通信端末が、適切な送信電力制御を行いつつ常に最適な中継端末を選択し続けることができる。
通信端末の構成例を示すブロック図である。 通信端末の基本的な動作を示すフローチャートである。 制御情報共有処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末選択処理の一例を示すフローチャートである。 送信電力制御処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末再選択要否判定処理の一例を示すフローチャートである。 中継端末再選択要求処理の一例を示すフローチャートである。 無線アドホックネットワークにおける各通信端末の具体的な動作例を示す説明図である。 無線アドホックネットワークにおける通信端末の主要部を示すブロック図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、狭帯域であって、ネットワーク内での端末の移動の程度が高い無線アドホックネットワークが想定されるが、本発明は、そのような条件を満たさない無線アドホックネットワークにも適用可能である。また、本実施形態では、各端末において送信電力が最大に設定されると、少なくとも１台の端末は、他の全ての端末と直接通信できる（つまり、隣接する。）程度の規模の無線アドホックネットワーク（以下、単に、ネットワークということがある。）が想定される。
　図１は、無線アドホックネットワークにおける通信端末の構成例を示すブロック図である。なお、通信端末は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、又はパーソナルコンピュータである。図１に示すように、通信端末１は、制御情報共有部１０、中継端末選択部１１、送信電力制御部１２、中継端末再選択要否判定部１３、優先度計算部１４、及び中継端末再選択要求部１５を備える。なお、図１には、１つの隣接端末２が記載されているが、無線アドホックネットワークには、複数の隣接端末が存在しうる。なお、通信端末１における本来の通信（例えば、データ通信）を制御するブロックは、図１において記載省略されている。
　通信端末１は、ソフトウェアで実現可能である。すなわち、制御情報共有部１０、中継端末選択部１１、送信電力制御部１２、中継端末再選択要否判定部１３、優先度計算部１４、及び中継端末再選択要求部１５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスクなどの記憶装置に格納されたプログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit ）を有する情報処理装置で実現される。ただし、制御情報共有部１０、中継端末選択部１１、送信電力制御部１２、中継端末再選択要否判定部１３、優先度計算部１４、及び中継端末再選択要求部１５は、個別のハードウェアでも実現可能である。
　制御情報共有部１０は、固定長の制御情報を隣接端末２と共有し、中継端末選択部１１、送信電力制御部１２、中継端末再選択要否判定部１３、及び優先度計算部１４に、自端末（通信端末１）の制御情報と隣接端末２の制御情報とを供給する。
　中継端末選択部１１は、制御情報共有部１０から入力された制御情報（自端末の制御情報と隣接端末２の制御情報）に含まれる隣接端末数ｎと、自端末と隣接端末２との間の平均推定距離を示す情報ｄとに基づいて、自端末及び１つ又は複数の隣接端末２のうちから中継端末になる通信端末を選択する。そして、中継端末選択部１１は、自端末が中継端末か否かを送信電力制御部１２に通知する。なお、情報ｄは、例えば、ｎ個の隣接端末のそれぞれと自端末との間の距離の平均に相当する値（（Σn ｄｎ）／ｎ：ｄｎは、自端末とｎ番目の隣接端末２との間の推定された距離）を示す。隣接端末２との間の距離は、例えば、隣接端末２からの信号の受信電力に基づくパスロス値から推定可能である。
　送信電力制御部１２は、初期起動時には、送信電力を固定値（例えば、最大値）に設定するか、又は、全端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくするよう制御する。以下、初期起動時において送信電力が最大値に設定される場合を例にする。上述したように、最大値は、他の全ての端末と直接通信可能になる電力値である。
　送信電力制御部１２は、中継端末を選択した後、制御情報共有部１０から入力された隣接端末２の制御情報（隣接端末２から受信した制御情報）に含まれる隣接端末２の送信電力値Ｐと、中継端末選択部１１から入力された中継端末の制御情報とに基づいて、送信電力を制御する。例えば、送信電力制御部１２は、自端末が中継端末として選択された場合、自端末からの信号が最遠の通信端末に到達するように送信電力を制御する。送信電力制御部１２は、自端末以外の通信端末が中継端末として選択された場合、中継端末として選択された通信端末に対して自端末からの信号が到達するように送信電力を制御する。
　また、送信電力制御部１２は、制御情報共有部１０から入力された制御情報に中継端末再選択要求が含まれていた場合には、制御情報の送信元の通信端末に自端末からの信号が到達するように送信電力を制御する。
　中継端末再選択要否判定部１３は、上記の隣接端末数ｎと上記の情報ｄに基づいて現在の中継端末が適切か否かを判定し、否の場合、優先度計算部１４を起動する。
　優先度計算部１４は、制御情報共有部１０から取得できる自端末及び隣接端末２の（ｎ，ｄ）に基づいて、次の中継端末候補になる優先度を計算し、優先度を中継端末再選択要求部１５に供給する。中継端末再選択要求部１５は、優先度計算部１４から入力された優先度に基づいて、中継端末再選択要求を制御情報共有部１０に対して出力する。なお、（ｎ，ｄ）は、制御情報のうちの、ｎの情報とｄの情報とを意味する。
　次に、通信端末１の動作を説明する。図２は、通信端末１の基本的な動作を示すフローチャートである。
　通信端末１は、初期状態である場合すなわち他の通信端末の制御情報を保有していない場合には、自端末の送信電力の値を、ネットワークの端まで到達するのに十分な固定値に設定する。そして、図２に示すように、制御情報共有部１０と中継端末選択部１１とは、まず、初期の中継端末を選択するために、制御情報共有処理及び中継端末選択処理を実行する（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）。また、送信電力制御部１２は、送信電力制御処理を行う（ステップＳ４）。
　その後、すなわち、初期起動時でない場合、中継端末再選択要否判定部１３は、現在の中継端末が適切か否かを判定する（ステップＳ５）。すなわち、中継端末再選択の要否を判定する。中継端末再選択要否判定部１３が、中継端末再選択が必要であると判定した場合（ステップＳ６）、中継端末再選択要求処理が実行される（ステップＳ７）。中継端末再選択が必要でないと判断された場合には、ステップＳ７の処理は実行されない。
　中継端末再選択要求処理では、中継端末再選択要求部１５の要請に応じて、優先度計算部１４が、優先度に応じた中継端末再選択手順を実行する。その後、ステップＳ２～Ｓ４の処理が実行される。
　なお、通信端末１は、ステップＳ１～Ｓ７の処理を繰り返し実行する。
　図３は、ステップＳ２の制御情報共有処理の一例を示すフローチャートである。制御情報共有処理において、通信端末１の制御情報共有部１０は、ステップＳ１１～Ｓ１２の処理を繰り返し実行する（ステップＳ１３）。具体的には、制御情報共有処理時間としてあらかじめ定められた時間が経過するごとに、ステップＳ１１～Ｓ１２の処理を実行する。
　ステップＳ１１において、制御情報共有部１０は、他の通信端末から中継端末再選択要求が未受信であって、かつ、中継端末再選択要否判定部１３から中継端末再選択要求が入力されていない場合、制御情報（Ｐ，ｎ，ｄ）を含めたデータを他の通信端末に送信する。なお、Ｐは自端末の送信電力の値であり、ｎ，ｄは、それぞれ、自端末において認識されている隣接端末数、自端末と１つ又は複数の隣接端末２との間の距離の平均を示す情報である。また、制御情報（Ｐ，ｎ，ｄ）は、制御情報のうちの、Ｐの情報、情報ｎ及び情報ｄを意味する。
　また、制御情報共有部１０は、周辺の他の通信端末からの制御情報の受信を監視する（ステップＳ１２）。制御情報共有部１０は、隣接端末から制御情報を取得したときに、自端末の制御情報のうち情報ｎと情報ｄとを更新する。
　図４は、ステップＳ３の中継端末選択処理の一例を示すフローチャートである。中継端末選択処理において、通信端末１の中継端末選択部１１は、隣接端末数を示すｎがＮ－１（Ｎは全端末数）になっている通信端末（ｎ＝Ｎ－１と認識している通信端末）を中継端末候補として選定する（Ｓ１０１）。中継端末選択部１１は、選定された中継端末候補のうち隣接端末間の距離情報を示すｄが最も小さい値である通信端末を中継端末として選択する（Ｓ１０２）。
　ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理によって、最も多く他の通信端末と隣接し、かつ、隣接する他の通信端末との間の平均距離が最も小さくなっている通信端末が選出される。なお、本実施形態では、各端末において送信電力が最大に設定されると、少なくとも１台の端末は、他の全ての端末と直接通信できるという前提があるので、ｎがＮ－１になっている通信端末は１台以上存在する。
　図５は、ステップＳ４の送信電力制御処理の一例を示すフローチャートである。送信電力制御処理において、通信端末１の送信電力制御部１２は、自端末が中継端末になっている場合には（ステップＳ２０１）、最も遠い通信端末の送信電力値ＰとRSSI（Received Signal Strength Indicator）とに基づいてパスロス値を算出する（ステップＳ２０２）。すなわち、送信電力制御部１２は、パスロス値を推定する。自端末が中継端末ではない場合には（ステップＳ２０１）、中継端末の送信電力値ＰとRSSIとに基づいてパスロス値を推定する（Ｓ２０３）。
　次に、送信電力制御部１２は、推定したパスロス値とメッセージを復号するのに要するSNR（Signal to Noise Ratio）又はBER（Bit Error Rate ）に基づいて、ターゲットとの通信に必要な送信電力を算出する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４の算出結果は、通信端末１の送信電力として設定される。なお、ターゲットは、ステップＳ２０２の処理が実行された場合には自端末から最も遠くに位置する通信端末に相当し、ステップＳ２０３の処理が実行された場合には中継端末に相当する。
　また、送信元の通信端末の受信環境が悪い可能性もあるので、送信電力制御部１２は、送信電力を算出する際に、必要であれば、（Ｐ，ｎ，ｄ）に加えて送信元の通信端末のSNR やBER や平均の雑音電力値などの情報も使用してよい。すなわち、SNR やBER を考慮したうえで、通信に必要な送信電力を算出してもよい。また、送信電力制御部１２は、SNR やBER を考慮に入れる代わりに、一定値のマージンを含めた送信電力を算出してもよい。
　図６は、ステップＳ５の中継端末再選択要否判定処理の一例を示すフローチャートである。通信端末１の中継端末再選択要否判定部１３は、現在の中継端末が中継端末として適切か否かを判断する。
　中継端末再選択要否判定処理において、中継端末再選択要否判定部１３は、まず、制御情報共有部１０が現在の中継端末の制御情報を保有しているかを確認する（ステップＳ３０１）。制御情報が保有されている場合には、中継端末再選択要否判定部１３は、制御情報共有部１０が保有している制御情報が中継端末であることの条件を今も満たしているか否かを確認する（ステップＳ３０２）。中継端末であることの条件は、例えば、中継端末の隣接端末数ｎがＮ－１（Ｎは全端末数）であることや、中継端末の送信電力値Ｐがユーザが設定するしきい値Pth 未満であることや、中継端末と隣接端末との平均推定距離ｄがしきい値dth 未満であることなどである。
　中継端末であることの条件が満たされていない場合には、ステップＳ３０３の処理が実行される。なお、中継端末再選択要否判定部１３は、中継端末の隣接端末数ｎがＮ－１（Ｎは全端末数）未満であること、中継端末の送信電力値Ｐがユーザが設定するしきい値Pth 以上であること、中継端末と隣接端末との平均推定距離ｄがしきい値dth 以上であることの、少なくとも１つに該当するときに、中継端末であることの条件が満たされなくなったと判定する。また、中継端末の隣接端末数ｎがＮ－１であっても、隣接端末数ｎがＮ－１である他の通信端末Ｘが存在する場合、中継端末再選択要否判定部１３は、通信端末Ｘと隣接端末との平均推定距離ｄx と、中継端末と隣接端末との平均推定距離ｄとの差（ｄx －ｄ）が、所定のしきい値以上になったときに、中継端末であることの条件が満たされなくなったと判定してもよい。
　なお、初期状態又は現在の中継端末が圏外にいるなどの原因で、制御情報が保有されていない場合には、中継端末の再選択は必須であるから、ステップＳ３０３に移行する。
　ステップＳ３０３では、中継端末再選択要否判定部１３は、中継端末再選択要請を優先度計算部１４に通知する。
　図７は、ステップＳ７の中継端末再選択要求処理の一例を示すフローチャートである。ネットワーク内の通信端末をcx（x ＝ ０，１，・・・，Ｎ－１）とし、通信端末cxの隣接端末の集合をC(x)＝｛co, c1, ・・・｝とする。つまり、隣接端末数ｎ＝｜C(x)｜である。
　通信端末cxの優先度計算部１４は、中継端末再選択要否判定部１３から中継端末再選択要請が通知されたら、まず、通信端末cxの隣接端末数と通信端末cxに隣接する通信端末の数（隣接端末数）との合計値nsum (x)を、優先度として中継端末再選択要求部１５に通知する（ステップＳ４０１）。nsum (x)は、（１）式のように表現される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　nsum (x)は、通信端末cxの２ホップ以内に通信端末がどれだけ存在するかを示す。nsum (x)は、通信端末cxがネットワーク内において中心位置に近いか否かを簡易的に示す指標になる。つまり、nsum (x)が大きいほど優先的に中継端末になりやすいことになる。ただし、現在の中継端末の制御情報を保有しない通信端末は中継端末候補としてふさわしくないので、そのような通信端末に関して、nsum (x)を０と設定して最低優先度となるようにする。
　次に、中継端末再選択要求部１５は、nsum (x)に基づいて中継端末再選択要求を生成する（Ｓ４０２）。具体的には、優先度が所定値を越える場合（一例として、０でない場合）に、中継端末再選択要求を生成する。そして、制御情報共有部１０は、受信待ち状態に移行する（ステップＳ４０３）。受信待ち状態は、優先度に基づいて計算される遅延時間が経過するまで継続する（ステップＳ４０７）。
　受信待ち状態で、制御情報共有部１０が他の通信端末からの中継端末再選択要求を受信した場合には（ステップＳ４０４）、中継端末再選択要求部１５は、自端末よりも優先度の高い通信端末が存在すると判断して中継端末再選択要求を取り消す（ステップＳ４０５）。そして、中継端末再選択要求部１５は、送信電力制御部１２に、中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を設定するように要求する（ステップＳ４０６）。送信電力制御部１２は、要求に応じて送信電力を設定する。
　受信待ち状態で、他の通信端末からの中継端末再選択要求を受信する前に、上記の遅延時間が経過した場合には（ステップＳ４０７）、中継端末再選択要求部１５は、送信電力制御部１２に、遠方の通信端末（例えば、最も遠い通信端末）まで信号が到達するのに十分な送信電力に設定するように要求する（ステップＳ４０８）。送信電力制御部１２は、要求に応じて送信電力を設定する。また、中継端末再選択要求部１５は、ステップＳ４０２の処理で生成した中継端末再選択要求を制御情報共有部１０に通知する（ステップＳ４０８）。なお、制御情報共有部１０は、中継端末再選択要求を自端末の制御情報に追加し、中継端末再選択要求が追加された制御情報を他の通信端末に送信する（図３におけるステップＳＳ１１参照）。
　優先度に基づいて生成される中継端末選択要求に含まれる情報の例として、中継端末再選択要求を配信するまでの「遅延時間」と、中継端末再選択要求を配信するときの「送信電力値」がある。
　遅延時間は、nsum (x)に反比例（二乗反比例、対数反比例、指数反比例等も含む。）した時間T1と、情報ｄに比例（二乗比例、対数比例、指数比例等も含む。）した時間T2を加算した時間Ｔによって示される。ｄに基づくT2が加算されるのは、nsum (x)が同じになる通信端末が複数存在する可能性があるので、それらの通信端末に差異をつけるためである。T2のタイムスケールをT1に比べて十分短いものとしてよい。例えば、T1を秒単位とし、T2をミリ秒単位にするなどが考えられる。
　そのようにすることによって、おおよその優先度はnsum (x)によって定まり、優先度が近似する通信端末を、ｄによってさらに細かく優先順位付けすることができる。上記のように遅延時間Ｔを決めることによって、優先度の高い通信端末ほど中継端末再選択要求を早くに配信できる。優先度の低い通信端末は、自身の中継端末再選択要求を配信する前に優先度の高い通信端末の中継端末再選択要求を受信するので、自身の中継端末再選択要求の配信を中止できる。
　なお、上述したように決定された遅延時間は、ステップＳ４０７の処理で使用される。
　送信電力値は、nsum (x)に比例（二乗比例、対数比例、指数比例等も含む。）した送信電力値P1と、情報ｄに反比例（二乗反比例、対数反比例、指数反比例等も含む。）した送信電力値P2を加算した送信電力値Ｐによって示される。ｄに基づくP2が加算されるのは、T2と同様に、nsum (x)が同じになる通信端末が複数存在する可能性があるので、それらの通信端末に差異をつけるためである。P2の送信電力値をP1に比べて十分小さいものとしてよい。例えば、P1を１０dBm 単位とし、P2を１dBm 単位とするなどが考えられる。
　上記のように送信電力値Ｐを決めることによって、優先度の高い通信端末ほど中継端末再選択要求をより遠くまで配信できる。そして、中継端末再選択要求を受信した通信端末に、自端末（中継端末再選択要求を送信した通信端末）に到達する送信電力で返答させることによって、続いて実行される制御情報共有処理（図２におけるステップＳ２参照）において、中継端末再選択要求を送信した通信端末は、隣接端末数ｎをＮ－１にしやすくなる。
　なお、上述したように決定された送信電力値は、ステップＳ４０８の処理で使用される。
　また、中継端末再選択要求に含まれる情報が送信電力値である場合には、図７に示された中継端末再選択要求処理において、通信端末１のステップＳ４０３以降の動作が変わる。
　まず、中継端末再選択要求部１５は、送信電力制御部１２に送信電力の値を上記の送信電力値Ｐに設定するように要求する。また、全通信端末間で共通の固定時間が経過するまで、中継端末再選択要求部１５は、全通信端末間で共通の固定時間が経過するまで、制御情報共有部１０に中継端末再選択要求を送受信させる。そして、中継端末再選択要求部１５は、送信電力制御部１２に、最も送信電力が大きかった要求元の通信端末に到達するように送信電力を設定するように要求する。その後、図２に示されたステップＳ２の処理が実行される。
　無線アドホックネットワークにおける各通信端末の具体的な動作例を、図８の説明図を参照して説明する。なお、図８において、無線アドホックネットワークに分散配置されている各通信端末の状態は、矢印が示す時間方向に変化する。また、図８には６台の通信端末Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが例示されている。最初の状態では、ネットワークにおいて、通信端末Ａが最も中央に近い位置に存在するとする。
　通信端末を示す丸の近傍に記された括弧の中には、その通信端末の制御情報のうちの（Ｐ，ｎ，ｄ）が示されている。上述したように、Ｐは送信電力値を示す。ｎは隣接端末数を示す。ｄは自端末と隣接端末との間の平均推定距離を示す。
　最初の状態（１）では、全通信端末が、最大の送信電力で制御情報を配信する（図３におけるステップＳ１１参照）。次いで、各通信端末は、他の通信端末から受信できた信号数（隣接端末数ｎに相当）と制御情報とに基づいて自端末の制御情報を更新する。その後、各通信端末は、再度、制御情報を配信する（図３におけるステップＳ１３及びステップＳ１１参照）。
　状態（２）では、各通信端末は、自端末のｎとｄと隣接端末のｎとｄとを比較する。各通信端末は、比較の結果に基づいて中継端末を選択する。図８に示す例では、状態（１）において、全通信端末のｎは５（Ｎ－１）であり、全通信端末が中継端末になる資格を有している。そこで、全通信端末は、最も小さいｄの値を含む制御情報を有する通信端末Ａを中継端末として選択する（図４参照）。通信端末Ａは最も遠い通信端末Ｂに到達するように送信電力を制御する（図５におけるステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０４参照）。他の通信端末は、中継端末になった通信端末Ａに到達するように送信電力を制御する（図５におけるステップＳ２０１，Ｓ２０３，Ｓ２０４参照）。
　状態（３）では、移動により通信端末Ａが、通信端末Ｂ，Ｄと離れすぎて通信が不可能になる。各通信端末は、通信端末Ａのｎが３になり中継端末として不適切になったので、中継端末再選択が必要と判断する（図６におけるステップＳ３０２，Ｓ３０３参照）。
　なお、通信端末Ｂ，Ｄは、送信電力が上限値に達しても中継端末（通信端末Ａ）と通信できない時点で、自端末は中継端末にふさわしくないと判断し、状態（４）及び状態（５）における処理を実行しなくてもよい。
　状態（４）では、通信端末Ａと、現中継端末である通信端末Ａの制御情報を保有している通信端末Ｃ，Ｅ，Ｆとは、それぞれ、自端末のｎと隣接端末のｎとの合計値nsum（優先度）を算出する。
　状態（５）では、通信端末Ｃのnsumが最も大きい値である。すなわち、通信端末Ｃの優先度が最も高い。よって、通信端末Ｃが最も早く中継端末選択要求を含む制御情報を十分大きい送信電力（一例として、固定値（例えば、最大値））で配信する（図７におけるステップＳ４０８参照）。なお、各通信端末は、nsumに基づいて中継端末再選択要求を配信するまでの遅延時間を算出しているとする（図７におけるステップＳ４０７参照）。また、通信端末Ｃの送信電力制御部１２は、最大値などの固定値に送信電力を設定する代わりに、全端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする要にしてもよい。
　状態（６）では、通信端末Ｃからの中継端末再選択要求を受信した通信端末Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、通信端末Ｃに到達する送信電力で制御情報を送信する（図７におけるステップＳ４０４，Ｓ４０５，Ｓ４０６参照）。
　状態（７）では、通信端末Ｃは、中継端末再選択要求を配信後、他の通信端末から取得した制御情報に基づいて自端末の制御情報を更新し、自端末の制御情報を再配信する（図２におけるステップＳ２及び図３におけるステップＳ１１，Ｓ１２参照）。
　状態（８）では、通信端末Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、制御情報に含まれる（Ｐ，ｎ，ｄ）を更新して制御情報を再配信する（図２におけるステップＳ２及び図３におけるステップＳ１１参照）。
　状態（９）では、全通信端末は、互いの最新の制御情報を取得したら、中継端末を選出する（図２におけるステップＳ３参照）。図８に示す例では、状態（９）において、通信端末Ｃにおいてのみ、ｎが５になっている。よって、全通信端末は、通信端末Ｃを、通信端末Ａに代わる中継端末として認識し（図４におけるステップＳ１０１，Ｓ１０２参照）、それに対応した送信電力制御を行う（図２におけるステップＳ４及び図５参照）。
　なお、通信端末Ｃの他に、ｎが５になり、かつ、ｄがより小さい通信端末が存在する場合は、全通信端末は、その通信端末を中継端末として認識し、送信電力制御を行う（図４におけるステップＳ１０１，Ｓ１０２参照）。
　また、状態（１），（２）における各通信端末の動作は、初期の立ち上げ時のみになされ、その後、状態（３）～（９）における動作が繰り返される。
　本実施形態では、隣接端末数ｎと、自端末と隣接端末との間の平均推定距離ｄとに相当する情報（ｎ，ｄ）を周辺端末に配信するとともに、周辺端末から、その通信端末の情報（ｎ，ｄ）を受信し、受信した他通信端末（周辺端末）の情報（ｎ，ｄ）と自端末の情報（ｎ，ｄ）とを比較することによって、中継端末が選定される。具体的には、ｎがＮ－１（Ｎは全端末数）の制御情報を有する通信端末のうちｄが最も小さい通信端末が中継端末になる。その後、各通信端末は、中継端末のｎがＮ－１未満になったり、又は、Ｎ－１になりそうになったときに、収集した情報（ｎ，ｄ）に基づいて自身の優先度を算出し、その優先度に基づいて中継端末再選択手順を開始する。
　また、各通信端末は、ネットワーク内の全通信端末の情報（ｎ，ｄ）とともに、送信元（各通信端末）の送信電力に対応する情報Ｐを共有する。各通信端末は、情報Ｐに基づいて自身の役割（中継端末であるのか非中継端末であるのか）に応じて送信電力を制御する。中継端末は、自身から最も遠い通信端末に信号が届くように送信電力を調節する。他の通信端末は、中継端末に信号が届くように送信電力を調節する。
　本実施形態では、動的な運用状況であっても、全通信端末が、互いに２ホップ以内で通信可能である。中継端末が、最も遠くに位置する通信端末に信号が届くように送信電力制御を行うからである。また、無線アドホックネットワークにおける他の通信端末に対して与えられる干渉電力を抑制することができ、かつ、被探知性が低下する。中継端末以外の通信端末は、送信電力を、中継端末が信号が届く程度に抑えるからである。
　また、本実施形態では、各通信端末が詳細な位置情報や通信端末特有の情報を含む制御信号を交換することなく、ネットワークの中央に近い通信端末を中継端末に選定できる。
　なお、（Ｐ，ｎ，ｄ）は定期的に配信される。又は、（Ｐ，ｎ，ｄ）は任意のデータに追加して送信される。狭帯域に対応するために、Ｐは、x[mW]， y[dBm]のような絶対値ではなく、システムにおいてあらかじめ定められている例えば１０段階の電力レベル情報で表されてもよい。ｎは、隣接端末の識別情報を含まない隣接端末数のみの情報であってもよい。ｄも、Ｐと同様に、絶対値ではなく、縮退した情報（例えば、所定数の段階で表される情報）であってもよい。そのような簡略化された表現方法が用いられる場合には、（Ｐ，ｎ，ｄ）の情報量は削減される。
　図９は、無線アドホックネットワークにおける通信端末の主要部を示すブロック図である。図９に示すように、通信端末２０は、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を隣接端末２に通知し、隣接端末２から該隣接端末２の制御情報を取得する制御情報共有部１００（実施形態では、制御情報共有部１０で実現される。）と、制御情報に基づいて、無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択部１０１（実施形態では、中継端末選択部１１で実現される。）と、中継端末選択部１０１の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御部１０２（実施形態では、送信電力制御部１２で実現される。）と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定部１０３（実施形態では、中継端末再選択要否判定部１３と優先度計算部１４とで実現される。）と、制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を優先度に応じて実行する中継端末再選択要求部１０５（実施形態では、中継端末再選択要求部１５で実現される。）とを備え、制御情報共有部１００は、中継端末再選択要求を配信し、送信電力制御部１０２は、中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する。
　上記の実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載されうるが、本発明の構成は以下の構成に限定されない。
（付記１）複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、前記中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を前記優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、前記制御情報共有手段は、前記中継端末再選択要求を配信し、前記送信電力制御手段は、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする通信端末。
（付記２）前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む付記１に記載の通信端末。
（付記３）前記中継端末選択手段は、隣接端末数が（全通信端末数－１）であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する付記１または付記２に記載の通信端末。
（付記４）前記再選択要否判定手段は、現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が（全端末数－１未満）になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１から付記３のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記５）前記再選択要否判定手段は、中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１から付記３のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記６）前記再選択要否判定手段は、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１から付記３のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記７）前記再選択要否判定手段は、隣接端末数が（全通信端末数－１）の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１から付記３のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記８）前記送信電力制御手段は、他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする付記１から付記７のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記９）前記送信電力制御手段は、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信したときに、当該中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を調整する付記１から付記８のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記１０）再選択要否判定手段は、自端末の隣接端末数と隣接端末に隣接する通信端末数との合計値を優先度とする付記１から付記９のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記１１）前記中継端末再選択要求手段は、自端末の優先度に応じて前記中継端末再選択要求の送信タイミングを決定する付記１から付記１０のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記１２）前記中継端末再選択要求手段は、前記中継端末再選択要求が送信されるときの送信電力値を、自端末の優先度に比例した値に決定する付記１から付記１１のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記１３）複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、前記中継端末再選択要求を配信し、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整することを特徴とする通信方法。
（付記１４）前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む付記１３に記載の通信方法。
（付記１５）隣接端末数が（全通信端末数－１）であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する付記１３または付記１４に記載の通信方法。
（付記１６）現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が（全端末数－１未満）になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１３から付記１５のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記１７）中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１３から付記１５のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記１８）中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１３から付記１５のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記１９）隣接端末数が（全通信端末数－１）の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する付記１３から付記１５のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記２０）他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする付記１３から付記１９のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記２１）他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信したときに、当該中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を調整する付記１３から付記２０のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記２２）自端末の隣接端末数と隣接端末に隣接する通信端末数との合計値を優先度とする付記１３から付記２１のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記２３）自端末の優先度に応じて前記中継端末再選択要求の送信タイミングを決定する付記１３から付記２２のうちのいずれかに記載の通信端末。
（付記２４）前記中継端末再選択要求が送信されるときの送信電力値を、自端末の優先度に比例した値に決定する付記１３から付記２３のうちのいずれかに記載の通信方法。
（付記２５）複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、コンピュータに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、前記中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、前記制御情報共有処理で、前記中継端末再選択要求を配信する処理を実行させ、前記送信電力制御処理で、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させるための通信プログラム。
（付記２６）複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムを記録した非一時的な記録媒体であって、通信プログラムは、プロセッサで実行されるときに、少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、前記中継端末再選択要求を配信し、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する。
（付記２７）付記１３から付記２４のいずれかに記載された通信方法を実行するための通信プログラム。
　１　　　通信端末
　２　　　隣接端末
　１０　　制御情報共有部
　１１　　中継端末選択部
　１２　　送信電力制御部
　１３　　中継端末再選択要否判定部
　１４　　優先度計算部
　１５　　中継端末再選択要求部
　２０　　通信端末
　１００　制御情報共有部
　１０１　中継端末選択部
　１０２　送信電力制御部
　１０３　再選択要否判定部
　１０５　中継端末再選択要求部

Claims (14)

  1. 　複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信端末であって、
    　少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有手段と、
    　前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択手段と、
    　前記中継端末選択手段の選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御手段と、
    　他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定手段と、
    　前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を前記優先度に応じて実行する中継端末再選択要求手段とを備え、
    　前記制御情報共有手段は、前記中継端末再選択要求を配信し、
    　前記送信電力制御手段は、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する
    　ことを特徴とする通信端末。
  2. 　前記制御情報は、自端末の送信電力値に相当する情報と、隣接端末数に相当する情報と、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に相当する情報とを含む
    　請求項１記載の通信端末。
  3. 　前記中継端末選択手段は、隣接端末数が（全通信端末数－１）であると認識している通信端末のうち、自端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が最小になっている通信端末を、中継端末として選択する
    　請求項１または請求項２記載の通信端末。
  4. 　前記再選択要否判定手段は、現在中継端末になっている通信端末の隣接端末数が（全端末数－１未満）になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  5. 　前記再選択要否判定手段は、中継端末の送信電力が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  6. 　前記再選択要否判定手段は、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が所定のしきい値以上になったときに、他の通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  7. 　前記再選択要否判定手段は、隣接端末数が（全通信端末数－１）の通信端末が存在する場合に、当該通信端末と隣接端末との間の推定距離の平均値が、中継端末と隣接端末との間の推定距離の平均値に対して所定のしきい値以上に小さいときに、当該通信端末を新たな中継端末とすると判定する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  8. 　前記送信電力制御手段は、他の通信端末の制御情報を保有していない初期状態又は前記中継端末再選択要求を配信するときに、送信電力を固定値に設定するか、又は、全通信端末が信号を受信できるまで送信電力を段階的に大きくする
    　請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  9. 　前記送信電力制御手段は、他の通信端末から前記中継端末再選択要求を受信したときに、当該中継端末再選択要求の送信元の通信端末に信号が到達するように送信電力を調整する
    　請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  10. 　再選択要否判定手段は、自端末の隣接端末数と隣接端末に隣接する通信端末数との合計値を優先度とする
    　請求項１から請求項９のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  11. 　前記中継端末再選択要求手段は、自端末の優先度に応じて前記中継端末再選択要求の送信タイミングを決定する
    　請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  12. 　前記中継端末再選択要求手段は、前記中継端末再選択要求が送信されるときの送信電力値を、自端末の優先度に比例した値に決定する
    　請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の通信端末。
  13. 　複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信方法であって、
    　少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得し、
    　前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択し、
    　中継端末を選択する処理での選択結果に応じて送信電力を調整し、
    　他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算し、
    　前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための処理を実行し、
    　前記制御情報を前記隣接端末に通知するときに、前記中継端末再選択要求を配信し、
    　前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する
    　ことを特徴とする通信方法。
  14. 　複数の通信端末が存在する無線アドホックネットワークにおける通信装置に実装される通信プログラムであって、
    　コンピュータに、
    　少なくとも隣接端末の数を情報として含む制御情報を前記隣接端末に通知し、前記隣接端末から該隣接端末の制御情報を取得する制御情報共有処理と、
    　前記制御情報に基づいて、前記無線アドホックネットワーク内の全ての通信端末と直接通信可能な通信端末を中継端末として選択する中継端末選択処理と、
    　前記中継端末選択処理での選択結果に応じて送信電力を調整する送信電力制御処理と、
    　他の通信端末が新たな中継端末となるべきか否か判定し、他の通信端末が新たな中継端末となるべきであると判定した場合には、前記無線アドホックネットワーク内の通信端末の優先度を計算する再選択要否判定処理と、
    　前記優先度に応じて、前記制御情報に含まれる中継端末再選択要求を送信するための中継端末再選択要求処理を実行させ、
    　前記制御情報共有処理で、前記中継端末再選択要求を配信する処理を実行させ、
    　前記送信電力制御処理で、前記中継端末再選択要求に基づいて送信電力を調整する処理を実行させる
    　ための通信プログラム。
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