特開 2024-106040 通信装置、通信方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106040

(43)【公開日】2024-08-07

(54)【発明の名称】通信装置、通信方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 40/24 20090101AFI20240731BHJP

   H04W 40/12 20090101ALI20240731BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20240731BHJP

【ＦＩ】

H04W40/24

H04W40/12

H04W84/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023010101

(22)【出願日】2023-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小堺 康之

(72)【発明者】

【氏名】小林 崇裕

(72)【発明者】

【氏名】米山 清二郎

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067DD11

5K067DD45

5K067EE02

5K067EE25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】近隣ノードに関する情報を保持するメモリリソースを枯渇し、新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させる通信装置、通信方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】通信装置は、近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報を含むネイバーテーブルを記憶する記憶部１０５と、近隣情報に基づいて、近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部と、テストフレームを送信し、近隣ノードとの間の通信品質を測定し、近隣情報を更新するテストフレーム送受信部と、新規の近隣ノードから広報フレームを受信し、広報フレームの送信元の新規の近隣ノードの近隣情報がテーブルに存在せず、テーブルに空きが無く、かつ、テーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数未満である場合、新規の近隣ノードの近隣情報をテーブルに登録しない広報フレーム受信部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報を含むネイバーテーブルを記憶する記憶部と、
前記ネイバーテーブルが含む前記近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部と、
前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新するテストフレーム送受信部と、
新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない広報フレーム受信部と、
を備える通信装置。

【請求項2】

前記広報フレーム受信部は、
前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが前記所定数以上である場合、
前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶されている前記近隣ノードとの前記通信品質と、集約装置から当該近隣ノードまでのパスコストと、を足し合わせた第１コストを算出し、
前記集約装置から前記新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたパスコストと、を足し合わせた第２コストを算出し、
前記第１コストが最も大きい前記近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し、前記第２コストが、前記削除候補の近隣ノードの前記第１コストより大きい場合、前記新規の近隣ノードを前記削除候補の近隣ノードに設定し直し、
前記削除候補の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在する場合、前記削除候補の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルから削除し、かつ前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録する、請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記テストフレーム送受信部は、前記近隣ノードからのテストフレームの受信電波レベル、または前記近隣ノードに届いた前記通信装置からのテストフレームの受信電波レベルを前記通信品質として測定し、
前記広報フレーム受信部は、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が含まれる前記近隣ノード、および前記新規の近隣ノードのうち、前記受信電波レベルが最も低い前記近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルから削除する、請求項１または２に記載の通信装置。

【請求項4】

前記広報フレーム受信部は、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が登録された前記近隣ノードのうち前記受信電波レベルが最も低い前記近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し、前記新規の近隣ノードの前記受信電波レベルが前記削除候補の近隣ノードの前記受信電波レベルより低い場合、前記新規の近隣ノードを前記削除候補の近隣ノードに設定し直し、前記削除候補の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルから削除する、請求項３に記載の通信装置。

【請求項5】

通信装置で実行される通信方法であって、
経路制御部が、ネイバーテーブルに含まれかつ近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する工程と、
テストフレーム送受信部が、前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新する工程と、
広報フレーム受信部が、新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない工程と、
を含む通信方法。

【請求項6】

コンピュータを、
ネイバーテーブルに含まれかつ近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部と、
前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新するテストフレーム送受信部と、
新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない広報フレーム受信部と、
して機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、通信装置、通信方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

木構造（ＤＡＧ：Directed Acyclic Graph）の通信経路（所謂、メッシュネットワーク）を自動構成する技術、各ノード（通信装置の一例）がデータをバケツリレーする技術、通信品質が良くかつ集約装置までのポップ数が少なくなる親ノードを選択して自動的に切り替える技術等が開示されている。ここで、集約装置は、ボーダールータ、コンセントレータ、ルートノード等とも呼ばれる。

【0003】

また、親ノードを選択するために、近隣ノードに関する情報を収集し、当該収集した情報を用いて親ノードを選択するアルゴリズムが開示されている。ここで、近隣ノードに関する情報としては、受信電波レベル（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator、ＬＱＩ：Link Quality Indicator）、フレーム到達の割合を示す値であるＥＴＸ、パスコスト（または、Rank値）等であっても良い。

【0004】

受信電波レベルは、自ノードから近隣ノードへ届いたフレームの受信レベルである。または、受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードへ届いたフレームの受信レベルである。ＥＴＸは、自ノードから近隣ノードへ送信したデータフレーム数と、自ノードに到着したデータフレーム数と、から求めた値である。パスコストは、例えば、集約装置から近隣ノードまでのホップ数と、固定値と、を乗算した値である。また、パスコストは、集約装置から近隣ノードまでの通信品質値の累計であっても良く、集約装置から近隣ノードまでのホップ数と、固定値と、を乗算した値に、さらに集約装置から近隣ノードまでの通信品質値の累計を加えた値であっても良い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６１６４００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来技術においては、通信装置のメモリ量には限りがあるため、全ての近隣ノードに関する情報を記憶できない場合がある。また、近隣ノードに関する情報を保持するメモリリソースが枯渇しかつ新たな近隣ノードを検知した場合における当該新たな近隣ノードに関する情報の管理アルゴリズムが知られていない。具体的には、新たな近隣ノードを検知した場合、記憶しているいずれかの近隣ノードに関する情報を破棄するか、または、新たな近隣ノードに関する情報を記憶せずに破棄するか、を管理するアルゴリズムが知られていない。また、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させるための情報管理方法が知られていない。例えば、特許文献１記載の技術では、単純に先勝ちしており、メモリリソースが枯渇していた場合、既存の近隣ノードに関する情報を追い出さず、新規に検知した近隣ノードに関する情報を保持しない。

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、近隣ノードに関する情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる通信装置、通信方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の通信装置は、記憶部と、経路制御部と、テストフレーム送受信部と、広報フレーム受信部と、を備える。記憶部は、近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報を含むネイバーテーブルを記憶する。経路制御部は、ネイバーテーブルが含む近隣情報に基づいて、近隣ノードの中から親ノードを選択する。テストフレーム送受信部は、近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した通信品質に基づいて、近隣情報を更新する。広報フレーム受信部は、新規の近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数未満である場合、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態にかかる通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態にかかる通信装置が有するネイバーテーブルの一例を説明するための図である。

【図3】図３は、第１の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１の実施形態にかかる通信装置における削除候補の近隣ノードの探索処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第２の実施形態にかかる通信装置における受信電波レベルが最悪の近隣ノードを探索する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付の図面を参照して、本実施形態にかかる通信装置、通信方法、およびプログラムの一例について説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる通信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる通信装置１は、図１に示すように、経路制御部１０１、広報フレーム送信部１０２、広報フレーム受信部１０３、テストフレーム送受信部１０４、記憶部１０５、および無線通信インタフェース１０６を有する。

【0012】

記憶部１０５は、ネイバーテーブルを記憶する記憶部の一例である。ここで、ネイバーテーブルは、近隣ノードとの通信品質等、近隣ノードに関する近隣情報を含む管理テーブルである。無線通信インタフェース１０６は、通信装置１（自装置または自ノードという）と、近隣ノード等の外部装置と、の無線通信を司る。

【0013】

経路制御部１０１は、ネイバーテーブルが含む近隣情報に基づいて、近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部の一例である。本実施形態では、経路制御部１０１は、近隣情報が更新されたことをトリガにして、親ノードを選択する。例えば、経路制御部１０１は、ＲＦＣ６５５２またはＲＦＣ６７１９等に従って、親ノードを選択する。

【0014】

テストフレーム送受信部１０４は、近隣ノードにテストフレームを送信する。ここで、テストフレームは、近隣ノードと自ノードとの間の通信品質を計測するためのフレームである。また、テストフレームは、サーバや他のノードとのデータ通信のためのユニキャストフレームであっても良い。

【0015】

本実施形態では、テストフレーム送受信部１０４は、近隣ノードと自ノードとの間の通信品質を計測するために、少なくとも、ネイバーテーブルに近隣情報が保持される近隣ノードに対してテストフレームを送信する。テストフレームを送信するタイミングは、例えば、定期的に送信しても良いし、Trickle Timer（ＲＦＣ６２０６）に従ったタイミングであっても良い。

【0016】

また、テストフレーム送受信部１０４は、近隣ノード等の他のノードからテストフレームを含む任意のフレームを受信した場合に、ネイバーテーブルに含まれる近隣情報のうち、当該テストフレームの送信元の近隣ノードの近隣情報（例えば、受信電波レベル）を更新する。すなわち、テストフレーム送受信部１０４は、近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した通信品質に基づいて、近隣情報を更新するテストフレーム送受信部の一例として機能する。本実施形態では、テストフレーム送受信部１０４は、テストフレーム送信後のＡＣＫ受信時、またはＡＣＫ待ちのタイムアウト時に、テストフレームの送信元の近隣ノードの近隣情報を更新する。

【0017】

広報フレーム送信部１０２は、集約装置から自ノードまでのパスコストを含む広報フレームを近隣ノードに送信する。ここで、広報フレームは、集約装置から自ノードまでのパスコストを含むデータであっても良い。例えば、広報フレームは、ＲＦＣ６５５０のＲＰＬに記載のＤＩＯであっても良いし、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、Bluetooth（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等のビーコンであっても良い。本実施形態では、広報フレーム送信部１０２は、任意のタイミングで広報フレームを送信しても良い。

【0018】

広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードから受信する広報フレームを処理する。具体的には、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードから広報フレームを受信する。また、広報フレーム受信部１０３は、当該受信した広報フレームの送信元の新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数ｎ未満である場合、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。ここで、所定数ｎは、予め設定された数である。これにより、通信品質を測定済みの近隣ノードの数が所定数ｎに達するまで、ネイバーテーブルから近隣情報を削除しない。その結果、通信品質を測定済みの近隣ノードを増やしやすくなるためネットワーク安定化までの時間を短くできる。

【0019】

また、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数ｎ以上である場合、第１コスト、および第２コストを算出する。ここで、第１コストは、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶されている近隣ノードとの通信品質と、集約装置から近隣ノードまでのパスコストと、を足し合わせたコストである。また、第２コストは、集約装置から新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたパスコストと、を足し合わせたコストである。

【0020】

そして、広報フレーム受信部１０３は、第１コストが最も大きい近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し、第２コストが、削除候補の近隣ノードの第１コストより大きい場合、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し直す。さらに、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在する場合、削除候補の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除し、かつ新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録する、これにより、集約装置へのパケット到達率を良くする近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができるので、近隣情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。

【0021】

図２は、第１の実施形態にかかる通信装置が有するネイバーテーブルの一例を説明するための図である。本実施形態では、記憶部１０５に記憶されるネイバーテーブルは、図２に示すように、近隣ノードアドレスと、パスコスト、第１受信電波レベル、第２受信電波レベル、第１通信品質値、第２通信品質値、通信品質値測定済みステータス等を含む。

【0022】

近隣ノードアドレスは、ネイバーテーブルに登録された近隣ノードを識別する情報であり、例えば、近隣ノードのＥＵＩ６４であっても良い。パスコストは、集約装置から近隣ノードまでのパスコストであり、その値が小さい程、集約装置までのパケット到達確率が良いと推定される。ここで、集約装置は、ボーダールータ、コンセントレータ、ルートノードであっても良い。例えば、パスコストは、ＲＦＣ６５５０、ＲＦＣ６５５２、またはＲＦＣ６７１９で定義されるＲａｎｋであっても良いし、集約装置から近隣ノードまでの経路上のポップ数であっても良いし、集約装置から近隣ノードまでの経路上の通信品質の累計であっても良い。

【0023】

第１受信電波レベルは、自ノードでの受信電波レベルである。具体的には、第１受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードに届いた任意のフレームの受信電波レベルである。第２受信電波レベルは、近隣ノードに届いた自ノードからのテストフレームの受信電波レベルである。

【0024】

第１，２受信電波レベルは、その値が大きい程、近隣ノードとの通信品質が良いと推定される。第１受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードに届いた任意のフレームの受信電波レベルの移動平均値であっても良い。第２受信電波レベルは、自ノードから近隣ノードに届いたテストフレームの受信レベルの移動平均値であってもよい。第２受信電波レベルの値は、例えば近隣ノードから送信されるフレームに記載される。第１，２受信電波レベルは、第３受信電波レベルの計算に使用される。第３受信電波レベルは、第１受信電波レベルと同値でも良い。また、第３受信電波レベルは、第１受信電波レベルと第２受信電波レベルのうち、小さい方の値であっても良い。第３受信電波レベルは、自ノードと近隣ノードとの通信時の受信電波レベルとして使用される。

【0025】

第１通信品質値は、近隣ノードへ送信したテストフレームの通信品質値である。第２通信品質値は、近隣ノードから自ノードへ送信したテストフレームの通信品質値である。具体的には、第１，２通信品質値は、テストフレームのパケットが到達する可能性を表す数値であっても良く、その値が小さい程、自ノードと近隣ノードとの間の通信品質が良いと推定される。

【0026】

例えば、第１，２通信品質値は、下記の式（１）で求めても良い。
第１，２通信品質値＝ＭｉｎＣｏｓｔ×近隣ノードからの到達確認フレーム（ＡＣＫ）の受信数÷近隣ノードへのテストフレームの送信数・・・（１）
または、第１，２通信品質値は、上記の式（１）で求めた値の移動平均値であっても良い。

【0027】

通信品質測定済ステータスは、近隣ノードとの通信品質を測定済みか否かを表すステータスである。例えば、ｍを１以上の自然数とし、ネイバーテーブルに近隣ノードの近隣情報を登録してから当該近隣ノードへテストフレームの送信を試行した回数がｍ回に到達したとき、テストフレーム送受信部１０４は、当該近隣ノードの通信品質測定済ステータスをTrueに変更し、広報フレーム受信部１０３が近隣ノードを新規に登録するとき、登録する近隣ノードの通信品質測定済ステータスをFalseに初期化する。なお、テストフレーム送受信部１０４は、ネイバーテーブルに近隣ノードの近隣情報を登録してから当該近隣ノードへテストフレームを送信した回数がｍ回に到達し、かつ当該近隣ノードから第２通信品質値が記載されたフレームを受信したとき、当該近隣ノードの通信品質測定済ステータスをTrueに変更しても良い。

【0028】

図３は、第１の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。近隣ノードから広報フレームを受信すると、広報フレーム受信部１０３は、広報フレームの送信元の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する（ステップＳ３０１）。ネイバーテーブルに送信元の近隣ノードの近隣情報が存在する場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブル内の送信元の近隣ノードの近隣情報を更新して処理を終了する（ステップＳ３０２）。例えば、広報フレーム受信部１０３は、第１受信電波レベルを更新する。

【0029】

ネイバーテーブルに送信元の近隣ノードの近隣情報が存在しない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに空きがあるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、ネイバーテーブルに空きがあるとは、予め設定された数よりも近隣ノードの近隣情報の数が少ないことを示す。そして、ネイバーテーブルに空きがある場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに、送信元の近隣ノード（すなわち、新規の近隣ノード）の近隣情報を追加（登録）する（ステップＳ３０４）。

【0030】

ネイバーテーブルに空きが無い場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブル内の通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数ｎ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数ｎ未満である場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。これにより、通信品質を測定済みの近隣ノードを増やし易くすることができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。

【0031】

通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数ｎ以上である場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードのうち通信品質が最も悪い近隣ノード（以下、削除候補の近隣ノードという）を探索する（ステップＳ３０６）。次いで、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する（ステップＳ３０７）。削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在しない場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、すなわち、新規の近隣ノードが削除候補の近隣ノードである場合、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルから近隣情報を削除せず、また、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。

【0032】

また、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在する場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除するとともに（ステップＳ３０８）、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録する（ステップＳ３０９）。これにより、通信品質が最悪と推定される近隣ノードを優先して削除することができるため、自ノードとの間の通信品質が良い近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができるため、マルチホップネットワーク安定化までの時間を短くできる。

【0033】

図４は、第１の実施形態にかかる通信装置における削除候補の近隣ノードの探索処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードをnilに設定し、かつWorst Costを０に設定する（ステップＳ４０１）。ここで、Worst Costは、削除候補の近隣ノードのパスコストである。

【0034】

広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブル内のすべての近隣ノードそれぞれ（近隣ノードｘとする）について、ステップＳ４０２からステップＳ４０６までを実施する。広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録されている近隣ノードｘが、親ノードであるか否かを判断する（ステップＳ４０２）。近隣ノードｘが親ノードである場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。近隣ノードｘが親ノードでない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘへテストフレームが未送信であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。近隣ノードｘへテストフレームが未送信の場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。これにより、通信品質値を未計測の近隣ノードがネイバーテーブルから追い出され難くすることができる。これにより、通信品質が良い可能性のある近隣ノードがネイバーテーブルに残りやすいため、マルチホップネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。

【0035】

近隣ノードｘへテストフレームを送信済みである場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、集約装置から近隣ノードｘまでのパスコストと、近隣ノードｘとの通信品質値と、を足し合わせた値を、近隣ノードｘのcostとして算出する（ステップＳ４０４）。ここで、集約装置から近隣ノードｘまでのパスコストは、広報フレームに記載された値であっても良い。次いで、広報フレーム受信部１０３は、算出したcostが、Worst Costより大きいか否かを判断する（ステップＳ４０５）。

【0036】

算出したcostがWorst Cost以下である場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。一方、算出したcostがWorst Costより大きい場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、算出したcostをWorst Costに設定し、かつ近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードに設定する（ステップＳ４０６）そして、広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ４０２～ステップＳ４０６の処理を、ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードについて繰り返す。

【0037】

ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードについてステップＳ４０２～ステップＳ４０６の処理が繰り返されると、広報フレーム受信部１０３は、集約装置から新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたMinCostと、を足し合わせたcostを算出する（ステップＳ４０７）。これにより、新規の近隣ノードと、ネイバーテーブル内の近隣ノードと、を比較可能となる。ここで、MinCostは、ネットワークの安定が最良時の通信品質値であり、予め設定されている固定値であっても良い。

【0038】

次いで、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードがnilか、またはステップＳ４０７で算出したcostがWorst Costより大きいか否かを判断する（ステップＳ４０８）。削除候補の近隣ノードがnilでなく、かつステップＳ３０７で算出したcostがWorst Cost以下である場合（ステップＳ４０８：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定せずに、削除候補の近隣ノードを返却する（ステップＳ４０９）。一方、削除候補の近隣ノードがnilか、またはステップＳ４０７で算出したcostがWorst Costより大きい場合（ステップＳ４０８：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し（ステップＳ４１０）、削除候補の近隣ノードを返却する（ステップＳ４０９）。これにより、集約装置へのパケット到達率を良くする近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができる。

【0039】

このように、第１の実施形態にかかる通信装置１によれば、ネイバーテーブルに近隣情報が登録された近隣ノードのうち通信品質が悪い近隣ノードを優先的に削除し、かつ通信品質を測定済みの近隣ノードの数が所定数ｎに達するまで、ネイバーテーブルから近隣情報を削除しない。その結果、近隣情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。

【0040】

（第２の実施形態）
本実施形態は、第３受信電波レベルに基づいて、ネイバーテーブルから、通信品質が悪い近隣ノードを削除する例である。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

【0041】

本実施形態では、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに近隣情報が含まれる近隣ノード、および新規の近隣ノードのうち、第３受信電波レベルが最も低い近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除する。具体的には、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録された近隣ノードのうち第３受信電波レベルが最も低い近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定する。次いで、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードの第３受信電波レベルが削除候補の近隣ノードの第３受信電波レベルより低い場合、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し直し、削除候補の近隣情報をネイバーテーブルから削除する。これにより、通信装置１から遠すぎるノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。

【0042】

図５は、第２の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、ネイバーテーブルに空きが無い場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに近隣情報が含まれる近隣ノード、および新規の近隣ノードのうち、第３受信電波レベルが最も低い近隣ノード（削除候補の近隣ノード）を探索する（ステップＳ５０１）。次いで、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードが見つかったか否かを判断する（ステップＳ５０２）。

【0043】

削除候補の近隣ノードが見つかった場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ３０７に進み、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する。これにより、通信装置１から遠すぎるノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。一方、削除候補の近隣ノードが見つからなかった場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ３０５に進み、ネイバーテーブルの通信品質値測定済みステータスが測定済みの近隣ノードの数が所定数ｎ未満であるか否かを判断する。

【0044】

図６は、第２の実施形態にかかる通信装置における受信電波レベルが最悪の近隣ノードを探索する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードをnilに設定し、かつWorst Levelを０に設定する（ステップＳ６０１）。ここで、Worst Levelは、削除候補の近隣ノードの第３受信電波レベルである。

【0045】

広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ６０２～ステップＳ６０６に示す処理を、ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードそれぞれ（近隣ノードｘとする）について繰り返す。広報フレーム受信部１０３は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録される近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルが十分に強いか否かを判断する（ステップＳ６０２）。ここで、第３受信電波レベルが十分に強いとは、予め設定されている受信電波レベルの閾値以上であることであっても良い。または、第３受信電波レベルが十分に強いとは、近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルが、少なくとも１度、閾値Ｂ以上であり、それ以降、閾値Ｂを下回らないことであっても良い。

【0046】

近隣ノードｘとの通信時の第３受信電波レベルが十分に強い場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、当該近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。第３受信電波レベルが十分に強くない場合（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘが親ノードか否かを判断する（ステップＳ６０３）。近隣ノードｘが親ノードである場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。

【0047】

近隣ノードｘが親ノードでない場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘとの通信時の第３受信電波レベルをlevelに設定する（ステップＳ６０４）。次いで、広報フレーム受信部１０３は、設定したlevelがWorst Levelより低いか否かを判断する（ステップＳ６０５）。設定したlevelがWorst Level以上である場合（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードから外す。一方、設定したlevelがWorst Levelより低い場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、近隣ノードｘとの通信時の第３受信電波レベルをWorst Levelに設定し、かつ近隣ノードｘを削除候補の近隣ノードに設定する（ステップＳ６０６）。

【0048】

その後、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードがnilであるか否かを判断する（ステップＳ６０７）。削除候補の近隣ノードがnilの場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ６０２と同様に、新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルが十分に強いか否かを判断する（ステップＳ６０８）。新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルが十分に強い場合（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、削除候補の近隣ノードが無いことを返却する（ステップＳ６０９）。

【0049】

新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルが十分に強くない場合（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し（ステップＳ６１０）、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードとして返却する（ステップＳ６０９）。

【0050】

また、削除候補の近隣ノードがnilでない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルがWorst Levelより低いか否かを判断する（ステップＳ６１１）。新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルがWorst Level以上である場合（ステップＳ６１１：Ｎｏ）、広報フレーム受信部１０３は、ステップＳ６０２からステップＳ６０６で設定した削除候補の近隣ノードを返却する（ステップＳ６０９）。

【0051】

新規の近隣ノードとの通信時の第３受信電波レベルがWorst Levelより低い場合（ステップＳ６１１：Ｙｅｓ）、広報フレーム受信部１０３は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し（ステップＳ６１０）、当該削除候補の近隣ノードを返却する（ステップＳ６０９）。

【0052】

このように、第２の実施形態にかかる通信装置１によれば、通信装置１から遠すぎる等の理由で受信電波レベルが低い近隣ノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。

【0053】

以上説明したとおり、第１から第２の実施形態によれば、近隣情報を保持するメモリリソースが枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。

【0054】

なお、本実施形態の通信装置１で実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の通信装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。

【0055】

さらに、本実施形態の通信装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の通信装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

【0056】

本実施形態の通信装置１で実行されるプログラムは、上述した各部（経路制御部１０１、広報フレーム送信部１０２、広報フレーム受信部１０３、テストフレーム送受信部１０４、無線通信インタフェース１０６）を含むモジュール構成としても良く、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサの一例が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、経路制御部１０１、広報フレーム送信部１０２、広報フレーム受信部１０３、テストフレーム送受信部１０４、無線通信インタフェース１０６が主記憶装置上に生成されるように構成されても良い。

【0057】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１ 通信装置
１０１ 経路制御部
１０２ 広報フレーム送信部
１０３ 広報フレーム受信部
１０４ テストフレーム送受信部
１０５ 記憶部
１０６ 無線通信インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】