JP7067145B2 - 無線通信システム、及び通信経路の切替方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、及び通信経路の切替方法に関する。

複数の無線通信端末を含む無線通信システムにおいて、送信元の無線通信端末から他の無線通信端末に、コンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信（例えば、ブロードキャスト送信）する技術が知られている。

また、マルチホップ通信を行う無線通信システムにおいて、ノード局が受信電波の強度に基づいて他のノード局を複数のグループにクルーピングし、グループ毎にルーティングテーブルを生成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

送信元の無線通信端末から他の無線通信端末に、コンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムでは、全ての無線通信端末にコンテンツデータが送信されることは、必ずしも保証されていない。

これは、例えば、マルチホップ通信の通信経路を変更するとき等に無線通信が切断した無線通信端末が、新たな接続先に選択する際に、コンテンツデータをより多くの無線通信端末に送信できるか否かについて、考慮していないためである。

このように、従来の技術では、送信元の無線通信端末からコンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムにおいて、コンテンツデータを、より多くの無線通信端末に送信することは困難を伴っていた。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、送信元の無線通信端末から他の無線通信端末にコンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムにおいて、コンテンツデータを、より多くの無線通信端末に送信できるようにする。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る無線通信システムは、複数のホッピング端末と通信管理装置とを含み、送信元の端末から他の端末にデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムであって、前記ホッピング端末は、ミリ波無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記ミリ波無線通信のネットワークセルを形成する第１の通信部と、前記ミリ波無線通信のステーションとして機能し、他のホッピング端末が形成するネットワークセルに接続する第２の通信部と、前記通信管理装置と無線ＬＡＮ通信を行う第３の通信部と、前記第１の通信部、及び前記第２の通信部のうち、一方の通信部で受信した前記データを、他方の通信部で他の端末に送信するデータ転送部と、前記他の端末に前記データを送信中に、前記第２の通信部による前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知したときに、前記第２の通信部で接続可能な他のホッピング端末の情報を含む切断通知を、前記無線ＬＡＮ通信で前記通信管理装置に送信する情報送信部と、前記無線ＬＡＮ通信で前記通信管理装置から通知される接続先のホッピング端末に、前記第２の通信部を接続させる接続制御部と、を有し、前記通信管理装置は、前記ホッピング端末と前記無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部と、前記ホッピング端末のうち、前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知した第１のホッピング端末から、前記ミリ波無線通信で接続可能な第２のホッピング端末の情報を前記無線ＬＡＮ通信で取得する取得部と、前記取得部が取得した前記第２のホッピング端末の情報に基づいて、前記第２のホッピング端末を、前記送信元の端末と通信経路が接続されている第１の端末群と、前記送信元の端末と通信経路が接続されていない第２の端末群とに分類する分類部と、前記分類部によって分類された前記第１の端末群と前記第２の端末群とのうち、前記第１のホッピング端末が属する端末群とは異なる端末群に含まれる前記第２のホッピング端末を、前記接続先のホッピング端末として前記無線ＬＡＮ通信で前記第１のホッピング端末に通知する通知部と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、送信元の無線通信端末から他の無線通信端末にコンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムにおいて、コンテンツデータを、より多くの無線通信端末に送信できるようになる。

一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（１）である。 一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図（２）である。 一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。 一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態に係るホッピングノード、及びエッジノードのハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係る通信管理装置のハードウェア構成の例を示す図である。 一実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係るエッジノードの機能構成の例を示す図である。 一実施形態に係る通信管理装置の機能構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係るホッピングノードの登録処理の例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る切断判定について説明するための図である。 第１の実施形態に係るホッピングノードの処理の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る切断発生時のネットワーク構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る接続先の通知処理の例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る通信システムが管理する情報のイメージを示す図（１）である。 第１の実施形態に係る通信システムが管理する情報のイメージを示す図（２）である。 第１の実施形態に係る経路切替後のネットワーク構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。 第２の実施形態に係る接続先の通知処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る更新された通信経路テーブルの例を示す図である。 第２の実施形態に係る経路切替後のネットワーク構成の例を示す図である。 第２の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。 第３の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係るホッピングノードの起動処理の例を示すシーケンス図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜ミリ波無線通信システムの概要＞
本発明の実施形態について説明する前に、本発明の各実施形態に関連するミリ波無線通信システムの概要について説明する。

ミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信システムである。ここでは、ミリ波無線通信システムが、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａｄに準拠する無線通信システムであるものとして以下の説明を行う。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄは、本実施形態に係るミリ波無線通信システムの一例である。

（ネットワーク構成）
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄに準拠するミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波（６０ＧＨｚ）帯を使用して通信を行い、チャネル当たり２．１６ＧＨｚの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。

また、ミリ波帯では、電波の伝搬損失が大きくなるので、ミリ波無線通信システムでは、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信システムの通信部は、基本的に、複数の通信装置と同時に通信することは困難である。

そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムで用いられているＣＳＭＡ／ＣＡ方式に代えて、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の通信プロトコルが用いられる。

ミリ波無線通信システムでは、ＡＰ（Access Point）と呼ばれるコーディネータ装置が、ＢＳＳ（Basic Service Set）と呼ばれるネットワークセルを形成し、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行う。

図１、２は、一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図である。図１（ａ）は、ミリ波無線通信システムのネットワークセルであるＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、ＳＴＡ（Station）１２０とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行う１対１のネットワーク構成の例を示している。図１（ａ）の例では、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

図１（ｂ）は、ＢＳＳ１００を形成するＡＰ１１０と、複数のＳＴＡ１２０－１～１２０－３とが、ミリ波無線通信１３０で通信を行うスター型のネットワーク構成の例を示している。図１（ｂ）の例においても、ＡＰ１１０が、ＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄでは、図１（ａ）、（ｂ）に示すネットワーク構成に加えて、図２（ａ）に示すように、ＰＣＰと呼ばれるコーディネータ装置によって形成されるＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）２００と呼ばれるネットワーク構成が定義されている。ＰＢＳＳ２００では、ＳＴＡ１２０－１～１２０－３は、ＰＣＰ２０１を介して、他のＳＴＡと通信することもできるし、ＰＣＰ２０１を介さずに、他のＳＴＡと通信することもできる。

（タイムスロットの構成）
図２（ｂ）は、一実施形態に係るタイムスロットの例を示す図である。図２（ｂ）は、ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルにおけるタイムスロットの割り当てを示している。ＡＰ１１０が管理するＴＤＭＡプロトコルのタイムスロットは、図２（ｂ）に示すように、ＢＨＩ（Beacon Header Interval）と、ＤＴＩ（Data Transfer Interval）とを含む。

ＢＨＩは、ＢＴＩ（Beacon Transmission Interval）、Ａ－ＢＦＴ（Association Beamforming Training）、及びＡＴＩ（Announcement Transmission Interval）を含む。

ＢＴＩは、ＡＰ１１０がビーコンフレームを送信する期間である。Ａ－ＢＦＴは、ビームフォーミングのトレーニング期間である。ＡＴＩは、ＡＰ１１０と、ＳＴＡ１２０－１～１２０－３との間で、管理情報、制御情報等を送受信するための期間である。

ＤＴＩは、ＣＢＡＰ（Contention Based Access Period）、及びＳＰ（Service Period）を含む。

ＣＢＡＰは、ＡＰ１１０と複数のＳＴＡ１２０とが競合して通信を行うために割り当てられる競合期間である。ＳＰは、ＡＰ１１０と１つのＳＴＡ１２０との間で通信するために割り当てられる専用期間である。

ＡＰ１１０は、ＢＴＩにおいて、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタの数だけ、ビーコンフレームを送信する。一方、ＳＴＡ１２０－１～１２０－３は、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定してＡＰから送信される全てのビーコンフレームを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。これにより、ＡＰ１１０は、各ＳＴＡ１２０－１～１２０－３に対して、アンテナセクタを利用して、通信すれば良いかを把握することができる。

（ビームフォーミング）
ここでは、ビームフォーミング技術の一例として、ＳＬＳ（Sector Level Sweep）について、概要のみ説明する。

ＳＬＳにはＴＸＳＳ（Tx Sector Sweep）とＲＸＳＳ（Rx Sector Sweep）との２種類がある。ＴＸＳＳは、送信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングであり、ＲＸＳＳは受信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングである。

図３は、一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。図３の例では、説明を容易にするため、ＡＰ１１０が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタのうち、セクタ１～４の４つのアンテナセクタのみを示している。

ＴＸＳＳにおいて、ＡＰ１１０は、アンテナ３０１から複数のビームパターン３０３の各セクタ（セクタ１～４）を切り替えて、順次に所定のパケットを送信することにより、ＢＳＳ３００を形成している。一方、ＳＴＡ１２０は、アンテナ３０２を、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定して、ＡＰ１１０から送信されるパケットを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、ＡＰ１１０にフィードバックする。

ＲＸＳＳでは、上記ＴＸＳＳと逆方向のビームフォーミングトレーニングシーケンスが実行され、ＴＸＳＳ、及びＲＸＳＳが完了すると、ＡＰ１１０とＳＴＡ１２０との間で、ミリ波無線通信による電波の送受信ができるようになる。

＜システム構成＞
続いて、本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。

図４は、一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム（無線通信システム）４００は、例えば、複数のホッピングノード４０１－１～４０１－５、１つ以上のエッジノード４０２－１～４０２－７、及び通信管理装置４０３を有する。なお、以下の説明の中で複数のホッピングノード４０１－１～４０１－５のうち、任意のホッピングノードを示す場合、「ホッピングノード４０１」を用いる。また、１つ以上のエッジノード４０２－１～４０２－７のうち、任意のエッジノードを示す場合、「エッジノード４０２」を用いる。

ホッピングノード（ホッピング端末）４０１は、ミリ波無線通信のＡＰとして機能する第１の通信部、ミリ波無線通信のＳＴＡとして機能する第２の通信部、及び無線ＬＡＮ通信を行う第３の通信部とを備える通信装置である。なお、ミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う無線通信の一例である。また、無線ＬＡＮ通信は、第１の無線通信より通信範囲が広い第２の無線通信の一例である。さらに、ホッピングノード４０１は、無線通信端末の一例である。

複数のホッピングノード４０１－１～４０１－５は、第１の通信部を用いて、ミリ波無線通信で互いに異なるネットワークセル（ＢＳＳ）を形成する。例えば、図４において、ホッピングノード４０１－１は、ネットワークセル４０６－１を形成し、ホッピングノード４０１－２は、ネットワークセル４０６－２を形成している。また、ホッピングノード４０１－３は、ネットワークセル４０６－３を形成しており、他のホッピングノードも、同様にネットワークセルを形成しているものとする。

また、ホッピングノード４０１は、第２の通信部を用いて、他のホッピングノードが形成するネットワークセルに接続することができる。図４の例では、ホッピングノード４０１－２は、第２の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ホッピングノード４０１－１の第１の通信部（ＡＰ）が形成するネットワークセル４０６－１に、ミリ波無線通信で接続することができる。また、ホッピングノード４０１－１は、第２の通信部（ＳＴＡ）により、ホッピングノード４０１－３の第１の通信部（ＡＰ）が形成するネットワークセル４０６－３に、ミリ波無線通信で接続することができる。同様にして、ホッピングノード４０１－３は、第２の通信部（ＳＴＡ）により、ホッピングノード４０１－４の第１の通信部（ＡＰ）が形成するネットワークセルに、ミリ波無線通信で接続することができる。

さらに、複数のホッピングノード４０１－１～４０１－５は、通信管理装置４０３と同じ無線ＬＡＮネットワーク４０７に含まれ、第３の通信部を用いて、通信管理装置４０３と無線ＬＡＮ通信を行うことができる。なお、無線ＬＡＮ通信のアクセスポイントは、通信管理装置４０３であっても良いし、別のアクセスポイントを利用するものであっても良い。

エッジノード（エッジ端末）４０２は、ミリ波無線通信のＳＴＡとして機能する第４の通信部を備え、エッジノード４０２が形成する複数のネットワークセルのうち、１つのネットワークセルに接続する通信装置である。
図４の例では、エッジノード４０２－１～４０２－３は、第４の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ホッピングノード４０１－１の第１の通信部（ＡＰ）が形成するネットワークセル４０６－１に接続している。

また、必須ではないが、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信を行う通信部をさらに有していても良い。例えば、図４の破線４０４は、無線ＬＡＮ通信による装置間の接続関係を示しており、エッジノード４０２－６は、無線ＬＡＮ通信により、通信管理装置４０３と通信可能であることが示されている。同様に、複数のホッピングノード４０１－１～４０１－５は、無線ＬＡＮ通信により、通信管理装置４０３と通信可能であることが示されている。

上記の構成において、各ホッピングノード４０１は、第２の通信部（ＳＴＡ）を用いて、ミリ波無線通信で周辺の通信装置の情報を収集し、収集した情報を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信する。

通信管理装置（通信管理端末）４０３は、各ホッピングノード４０１から、無線ＬＡＮ通信で受信した情報を用いて、例えば、図４に実線４０５で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を管理する。また、通信管理装置４０３は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信が行われるとき、特定した接続関係に基づいてデータの通信経路を決定し、通信経路にあるホッピングノード４０１に、通信経路に関する指示を無線ＬＡＮ通信で送信する。

ホッピングノード４０１は、通信管理装置４０３から無線ＬＡＮ通信で通知された通信経路に関する指示に基づいて、第１の通信部、及び第２の通信部のうち、一方の通信部で受信したデータを、他方の通信部で他の通信装置に転送する。

このように、本実施形態では、ホッピングノード４０１が２つのミリ波通信部を有し、一方の通信部で受信したデータを、他方の通信部で他の通信装置に転送することができるので、映像データや音声データ等を容易にストリーム転送することができるようになる。

＜ハードウェア構成＞
（ホッピングノードのハードウェア構成）
図５（ａ）は、ホッピングノード４０１のハードウェア構成の例を示している。ホッピングノード４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１１、ＲＡＭ（Read Only Memory）５１２、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１３、ストレージ部５１４、無線ＬＡＮ通信装置５１５、ミリ波無線通信装置５１６－１、５１６－２、ランプ５１７、及びバス５１８等を有する。

ＣＰＵ５１１は、ＲＯＭ５１３やストレージ部５１４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ５１２上に読み出し、処理を実行することで、ホッピングノード４０１の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ５１２は、ＣＰＵ５１１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ５１３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ部５１４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はフラッシュＲＯＭ等のストレージデバイスであり、ＯＳ（Operating System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。

無線ＬＡＮ通信装置５１５は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃ等の規格に準拠した無線ＬＡＮ通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ（Media Access Control）部、及び通信制御部等を含む。

ミリ波無線通信装置５１６－１、５１６－２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ等規格に準拠したミリ波無線通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、ＭＡＣ部、及び通信制御部等を含む。

ランプ５１７は、例えば、ホッピングノード４０１の動作状態等を、色の変化や、点灯／点滅等により表示するための発光素子である。バス５１８は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（エッジノードのハードウェア構成）
図５（ｂ）は、エッジノード４０２のハードウェア構成の例を示している。エッジノード４０２は、例えば、ＣＰＵ５２１、ＲＡＭ５２２、ＲＯＭ５２３、ストレージ部５２４、無線ＬＡＮ通信装置５２５、ミリ波無線通信装置５２６、表示装置５２７、入力装置５２８、及びバス５２９等を有する。このうち、ＣＰＵ５２１、ＲＡＭ５２２、ＲＯＭ５２３、ストレージ部５２４、無線ＬＡＮ通信装置５２５、ミリ波無線通信装置５２６、バス５２９等の構成は、ホッピングノード４０１で説明した各部の構成と同様なので、ここでは説明を省略する。

表示装置５２７は、表示画面を表示する、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。入力装置５２８は、ユーザの入力操作を受付する、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力デバイスである。

なお、図５に示すエッジノード４０２の構成は一例であり、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信装置５２５を有していなくても良い。

（通信管理装置のハードウェア構成）
図６は、一実施形態に係る通信管理装置のハードウェア構成の例を示す図である。通信管理装置４０３は、例えば、ＣＰＵ６０１、ＲＡＭ６０２、フラッシュＲＯＭ６０３、無線ＬＡＮ通信装置６０４、及びバス６０５等を有する。

ＣＰＵ６０１は、フラッシュＲＯＭ６０３等に格納されたプログラムを実行することにより、通信管理装置４０３が有する各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ５１１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。フラッシュＲＯＭ６０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる、書き換え可能な不揮発性のメモリである。

無線ＬＡＮ通信装置６０４は、無線ＬＡＮ通信を行うための無線通信デバイスである。バス６０５は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

＜機能構成＞
続いて、各装置の機能構成について説明する。

（ホッピングノードの機能構成）
図７は、一実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。ホッピングノード（ホッピング端末）４０１は、無線ＬＡＮ通信部７０１、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３、記憶部７０４等を有する。また、ホッピングノード４０１は、通信リンク状態測定部７１１、情報収集部７１２、データ転送部７１３、切断判定部７１４、エッジノード管理部７１５、情報転送部７１６、及び接続制御部７１７等を有する。さらに、ホッピングノード４０１は、情報送信部７２１、情報受信部７２２、登録要求部７２３等を有する。

無線ＬＡＮ通信部（第３の通信部）７０１は、例えば、図５（ａ）の無線ＬＡＮ通信装置５１５、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。無線ＬＡＮ通信部７０１は、ホッピングノード４０１を無線ＬＡＮネットワーク４０７に接続し、通信管理装置４０３と無線ＬＡＮ通信を行う。

ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は、例えば、図５（ａ）のミリ波無線通信装置５１６－１、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は、ミリ波無線通信のＡＰ（アクセスポイント）として機能し、ミリ波無線通信のネットワークセルを形成する。また、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は、形成したネットワークセルに接続するミリ波無線通信のＳＴＡと、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は第１の通信部の一例である。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、例えば、図５（ａ）のミリ波無線通信装置５１６－２、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、ミリ波無線通信のＳＴＡ（ステーション）として機能し、他のホッピングノードが形成するミリ波無線通信のネットワークセルに接続する。また、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、ネットワークセルを形成する他のホッピングノードと、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は第２の通信部の一例である。

記憶部７０４は、例えば、図５（ａ）のＲＡＭ５１２、ストレージ部５１４、及び図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現され、例えば、ミリ波無線通信で受信したデータを一時的に記憶するバッファとして機能する。また、記憶部７０４は、通信管理装置４０３から通知されるアクセスポイント情報や、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２が形成するネットワークセルに接続するエッジノード４０２の情報等、様々な情報を記憶する。

通信リンク状態測定部７１１は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現される。通信リンク状態測定部７１１は、例えば、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２、及びミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３と通信可能なホッピングノード４０１、及びエッジノード４０２の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態には、例えば、受信信号強度、スループット値、パケットロス率等の情報が含まれる。なお、以下の説明の中で、通信リンク状態を「通信品質」と呼ぶ場合がある。

情報収集部７１２は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信で周辺の他の無線通信端末（ホッピングノード４０１、エッジノード４０２）をスキャン（検索）して情報を収集する。

例えば、情報収集部７１２は、通信リンク状態測定部７１１を用いて、ホッピングノード４０１の周辺にある他のホッピングノードの識別情報（ホッピングノード番号等）、及び通信リンク状態等の情報を取得する。また、情報収集部７１２は、通信リンク状態測定部７１１を用いて、ホッピングノード４０１の周辺にあるエッジノードの識別情報（エッジノード番号等）、及び通信リンク状態等の情報を取得する。

なお、情報収集部７１２が収集した情報は、例えば、情報送信部７２１により、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信される。

データ転送部７１３は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラム等によって実現される。データ転送部７１３は、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される通信経路に関する指示に基づいて、２つのミリ波無線通信部のうち、一方のミリ波無線通信部で受信したデータを、他方のミリ波無線通信部で他の無線通信端末に転送する。例えば、データ転送部７１３は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２で受信したデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３を用いて、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される通信経路に関する指示に含まれる転送先の無線通信端末に送信する。

切断判定部７１４は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、通信リンク状態測定部７１１が測定する通信リンク状態に基づいて、ミリ波無線通信の切断を判定する。

エッジノード管理部（装置管理部）７１５は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２が形成するネットワークセルに接続するエッジノード４０２の管理を行う。例えば、エッジノード管理部７１５は、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２が形成するネットワークセルに接続したエッジノード４０２を、ホッピングノード４０１に登録し、登録したエッジノード４０２にＩＰアドレス等を通知する。

情報転送部７１６は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、エッジノード４０２と、通信管理装置４０３との間で送受信される情報の中継を行う。例えば、情報転送部７１６は、エッジノード４０２からの要求に応じて、ミリ波無線通信でエッジノード４０２から受信した情報を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に転送する。また、情報転送部７１６は、通信管理装置４０３からの要求に応じて、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から受信した情報を、ミリ波無線通信でエッジノード４０２に転送する。

接続制御部７１７は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３による他のホッピングノード４０１との通信が切断された後、通信管理装置４０３から通知される他のホッピングノード４０１に、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３をミリ波無線通信で接続させる。

なお、接続制御部７１７は、通信管理装置４０３が有していても良い。この場合、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、通信管理装置４０３が有する接続制御部７１７から通知される他のホッピングノード４０１に、ミリ波無線通信で接続する。

情報送信部７２１は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部７０１を用いて、情報を通信管理装置４０３に送信する。例えば、情報送信部７２１は、情報収集部７１２が収集した周辺の無線通信端末の情報や、ミリ波無線通信が切断したことを示す切断通知等を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信する。

情報受信部７２２は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部７０１を用いて、通信管理装置４０３から送信される情報を受信する。例えば、情報受信部７２２は、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される、通信経路に関する指示等の制御情報を受信する。

登録要求部７２３は、例えば、図５（ａ）のＣＰＵ５１１で実行されるプログラムによって実現される。登録要求部７２３は、例えば、起動時等に、情報収集部７１２が収集した周辺の無線通信端末の情報を含む通信システム４００への登録要求を、無線ＬＡＮ通信で送信する。

（エッジノードの機能構成）
図８は、一実施形態に係るエッジノードの機能構成の例を示す図である。エッジノード４０２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）８０１、データ送信部８０２、データ受信部８０３、表示制御部８０４、操作受付部８０５、及び記憶部８０６等を有する。

好ましくは、エッジノード４０２は、無線ＬＡＮ通信部８１１、情報送信部８１２、及び情報受信部８１３等を有する。

ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）８０１は、例えば、図５（ｂ）のミリ波無線通信装置５２６、及び図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラム等によって実現され、ミリ波無線通信のＳＴＡとして、ミリ波無線通信のネットワークセルに接続する。なお、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）８０１は、ミリ波無線通信（第１の無線通信）を行う第４の通信部の一例である。

データ送信部８０２は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）８０１を用いて、ミリ波無線通信で送信する。

データ受信部８０３は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）８０１を用いて、ミリ波無線通信で、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを受信する。

表示制御部８０４は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、図５（ｂ）の表示装置５２７に、操作画面や、データ受信部８０３
が受信した映像データ等を表示させる。

操作受付部８０５は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、図５（ｂ）の入力装置５２８等に対するユーザの入力操作等を受付する。

記憶部８０６は、例えば、データ受信部８０３が受信した、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを記憶する。

無線ＬＡＮ通信部８１１は、例えば、図５（ｂ）の無線ＬＡＮ通信装置５２５、及び図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラム等によって実現され、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３等と通信を行う。

情報送信部８１２は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部８１１を用いて、無線ＬＡＮ通信で情報を通信管理装置４０３等に送信する。例えば、エッジノード４０２は、マルチホップ通信によるデータの送信を要求する要求情報等を、情報送信部８１２を用いて、通信管理装置４０３に送信する。

情報受信部８１３は、例えば、図５（ｂ）のＣＰＵ５２１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信部８１１を用いて、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３から通知される制御情報等を受信する。

（通信管理装置の機能構成）
通信管理装置４０３は、無線ＬＡＮ通信部９０１、情報取得部９０２、通信経路管理部９０３、制御情報送信部９０４、ホッピングノード管理部９０５、エッジノード管理部９０６、記憶部９０７、通知部９０８、及び分類部９０９等を有する。

無線ＬＡＮ通信部（第５の通信部）９０１は、例えば、図６の無線ＬＡＮ通信装置６０４、及び図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、無線ＬＡＮ通信で、ホッピングノード４０１、エッジノード４０２等と通信を行う。

例えば、無線ＬＡＮ通信部９０１は、一のホッピングノード４０１が、他のホッピング端末との間で、通信状態が規定の状態から遷移した場合に、一のホッピングノード４０１から、接続可能な他のホッピング端末を検索した検索結果を受信する受信部として機能する。

なお、「通信状態が規定の状態から遷移した場合」には、例えば、ホッピングノード４０１が、ミリ波無線通信の通信品質の劣化（低下）を検知した場合、又は切断を検知した場合等が含まれる。また、以下の説明の中で、ミリ波無線通信の劣化（低下）、又は切断を検知し、切断通知を通信管理装置４０３に送信したホッピングノード４０１を、「切断したホッピングノード４０１」と呼ぶ場合がある。

情報取得部（取得部）９０２は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で、複数のホッピングノード４０１から、情報を取得する。例えば、情報取得部９０２は、所定の時間間隔等で（定期的に）、無線ＬＡＮ通信で、情報の取得を要求するスキャン要求を複数のホッピングノード４０１に送信し、複数のホッピングノード４０１から送信される周辺の無線通信端末の情報を取得する。

通信経路管理部９０３は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で情報取得部９０２が取得した情報に基づいて、マルチホップ通信でデータを転送する通信経路を管理する。

例えば、通信経路管理部９０３は、情報取得部９０２が取得した情報を用いて、図４に実線４０５で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を特定（又は決定）し、特定（又は決定）した接続関係に基づいて、マルチホップ通信の通信経路を決定する。

制御情報送信部９０４は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、無線ＬＡＮ通信で、ホッピングノード４０１等に制御情報を送信する。

ホッピングノード管理部９０５は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、情報取得部９０２が取得した情報に基づいて、通信システム４００に登録されているホッピングノード４０１の情報を管理する。

エッジノード管理部９０６は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラムによって実現され、情報取得部９０２が取得した情報に基づいて、通信システム４００に含まれるエッジノード４０２の情報を管理する。

記憶部９０７は、例えば、図６（ｂ）のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム、及びフラッシュＲＯＭ６０３、ＲＡＭ６０２等によって実現される。記憶部９０７は、例えば、通信経路管理部９０３が管理する通信経路や、情報取得部９０２が取得した情報等の様々な情報を記憶する。

分類部９０９は、マルチホップ通信でデータを一斉に送信するときに、ホッピングノード４０１から、他のホッピングノード４０１のスキャン結果を含む切断通知を受信すると、他のホッピングノード４０１を第１の端末群と第２の端末群とに分類する。

ここで、第１の端末群には、マルチホップ通信でデータを一斉に送信する送信元の端末とマルチホップ通信の通信経路が接続されているホッピングノード４０１が含まれる。一方、第２の端末群には、送信元の端末とマルチホップ通信の通信経路が接続されていないホッピングノード４０１が分類される。

通知部９０８は、送信元の端末が一斉に送信するデータが、通信システム４００に含まれる全てのホッピングノード４０１（又は、より多くのホッピングノード４０１）にデータが届く接続先を選択し、切断したホッピングノード４０１に通知する。

例えば、通知部９０８は、切断したホッピングノード４０１が、送信元の端末と通信経路が接続されている場合、すなわち、第１の端末群に属する場合、第２の端末群に属するホッピングノード４０１の中から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

一方、通知部９０８は、切断したホッピングノード４０１が、送信元の端末と通信経路が接続されていない場合、すなわち、第２の端末群に属する場合、第１の端末群に属するホッピングノード４０１の中から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

例えば、通知部９０８は、第１の端末群と第２の端末群とのうち、切断したホッピングノード４０１が属する端末群とは異なる端末群に含まれる１つ以上のホッピングノード４０１を、接続先のホッピングノード４０１として選択する。

一例として、通知部９０８は、切断したホッピングノード４０１が属する端末群とは異なる端末群に含まれる１つ以上のホッピングノード４０１の中から、通信品質が最も良い１つのホッピングノード４０１を、接続先のホッピングノード４０１として選択する。

また、別の一例として、通知部９０８は、切断したホッピングノード４０１が属する端末群とは異なる端末群に含まれる１つ以上のホッピングノード４０１の中から、送信元の端末との間のホップ数（中継数）が最小となる１つのホッピングノード４０１を選択しても良い。

さらに、通知部９０８は、選択した接続先のホッピングノード４０１を、制御情報送信部９０４を介して、切断したホッピングノード４０１に通知する。

これにより、切断したホッピングノード４０１の接続制御部７１７は、第１の端末群と第２の端末群とのうち、自端末が属する端末群とは異なる端末群に含まれる一のホッピングノード４０１に、自端末をミリ波無線通信で接続させる。

なお、通知部９０８は、分類部９０９での分類結果を、通信状態が規定の状態から遷移した一のホッピング端末に送信する送信部の一例である。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る通信経路の切替方法における処理の流れについて説明する。

［第１の実施形態］
（ホッピングノードの登録処理）
図１０は、第１の実施形態に係るホッピングノードの登録処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、ホッピングノード４０１が起動し、通信管理装置４０３にホッピングノードとして登録される際の処理の例を示している。なお、以下のシーケンス図において、破線の矢印は無線ＬＡＮ通信による通信を表すものとする。

ステップＳ１００１において、ホッピングノード４０１ａが、例えば、電源の投入や、利用者による起動操作等により起動すると、ステップＳ１００２以降の処理が実行される。

ステップＳ１００２において、ホッピングノード４０１ａは、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に接続する。例えば、無線ＬＡＮ通信部７０１は、ブロードキャスト（又はマルチキャスト）で通信管理装置４０３を検索し、検索された通信管理装置４０３に無線ＬＡＮ通信で接続を要求する。

ステップＳ１００３において、ホッピングノード４０１ａは、通信管理装置４０３からの応答を受付すると、ステップＳ１００４において、ミリ波無線通信で他の無線通信端末をスキャンする。例えば、ホッピングノード４０１ａの情報収集部７１２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３、及び通信リンク状態測定部７１１を用いて、周辺にある他のホッピングノードの情報（例えば、ＳＳＩＤ、電波強度等）を収集する。

ステップＳ１００５において、ホッピングノード４０１ａは、無線ＬＡＮ通信で、通信管理装置４０３への登録を要求する登録要求を送信する。この登録要求には、情報収集部７１２によるスキャン結果（例えば、周辺にある他のホッピングノードのＳＳＩＤ、電波強度等）が含まれる。

ステップＳ１００６において、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ａから登録要求を受付すると、ホッピングノード４０１ａを通信システム４００に登録する処理を実行する。例えば、通信管理装置４０３のホッピングノード管理部９０５は、ホッピングノード４０１から受信した登録要求に含まれる他のホッピングノードの情報を、記憶部９０７に記憶する。また、ホッピングノード管理部９０５は、ホッピングノード４０１に通知するアクセスポイント情報（ＡＰ情報）を決定する。このアクセスポイント情報には、例えば、ホッピングノード４０１のミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２が使用する、ＳＳＩＤ（Service Set Identifier）、暗号鍵、通信チャネル、ＩＰアドレス等の情報が含まれる。

ステップＳ１００７において、通信管理装置４０３のホッピングノード管理部９０５は、ホッピングノード４０１ａが接続する接続先のホッピングノード４０１を選択する。例えば、ホッピングノード管理部９０５は、通信管理装置４０３に登録済のホッピングノード４０１の中から、スキャン結果に含まれる受信電波の強度や、接続されている無線通信端末の数等に基づいて、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

なお、ステップＳ１００７において、接続先のホッピングノードを選択することができた場合、通信管理装置４０３は、ステップＳ１００８～Ｓ１０１０の処理を実行する。ここでは、ホッピングノード４０１ａの接続先として、ホッピングノード４０１ｂが選択されたものとして、以下の説明を行う。

ステップＳ１００８において、通信管理装置４０３のホッピングノード管理部９０５は、登録が完了したことを示す登録完了通知を、無線ＬＡＮ通信で、要求元のホッピングノード４０１ａに送信する。この登録完了通知には、例えば、ステップＳ１００７で選択された接続先のホッピングノード（例えば、ホッピングノード４０１ｂ）の情報と、ステップＳ１００６で決定されたアクセスポイント情報（ＡＰ情報）が含まれる。

ステップＳ１００９において、ホッピングノード４０１ａのミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、登録完了通知に含まれる接続先のホッピングノード４０１ｂに、ミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ１０１０において、ホッピングノード４０１のミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は、登録完了通知に含まれるアクセスポイント情報を用いて、ミリ波無線通信のアクセスポイントとＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバとを起動する。例えば、ミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２は、通知されたアクセスポイント情報に含まれるＳＳＩＤ、暗号鍵、通信チャネル、ＩＰアドレス等を用いて、ミリ波無線通信のネットワークセル（ＢＳＳ）を形成する。

一方、ステップＳ１００７において、接続先のホッピングノードを選択することができなかった場合、通信管理装置４０３は、ステップＳ１０１１の処理を実行する。

ステップＳ１０１１において、通信管理装置４０３のホッピングノード管理部９０５は、登録が完了したことを示す登録完了通知を、無線ＬＡＮ通信で、要求元のホッピングノード４０１ａに送信する。この場合、ホッピングノード４０１ａは、例えば、再度、ミリ波無線通信で他の通信端末をスキャンする処理からやり直す。

ホッピングノード４０１ａは、接続先の他のホッピングノード４０１が見つからない間、その旨をランプ等で知らせても良い。これにより、管理者、設置者等は、ホッピングノード４０１ａの周辺に別のホッピングノード４０１を設置する必要があることを認識することができる。

このように、ホッピングノード４０１は、起動するとすぐに他のホッピングノード４０１に接続する。これにより、基本的には、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信で、全ての無線通信端末にデータを一斉に送信することができるように、ネットワークが形成される。

ただし、状況が改善されず、ミリ波無線通信で接続可能な他のホッピングノード４０１が見つからないホッピングノード４０１がある場合、通信管理装置４０３は、そのホッピングノード４０１を通信経路から除外し、無線ＬＡＮ通信でデータを送信する。

（通信経路の切断判定について）
図１１は、第１の実施形態に係る切断判定について説明するための図である。例えば、図１１に示すように、ホッピングノードＡとミリ波無線通信を行っているホッピングノードＢは、ホッピングノードＡのミリ波無線通信の通信リンク状態を継続的に監視し、ミリ波無線通信の切断（経路切替）を判定する。

このとき、ホッピングノード４０１がミリ波無線通信の切断を判定する判定条件は複数ある。例えば、
１）ミリ波無線が切断した、もしくは切断して再接続要求を行ったが接続できなかった場合
２）ミリ波無線の信号強度、スループット値が閾値以下、又はパケットエラー率が閾値以上
３）映像・音声ストリーム転送の場合は、トランスポート・アプリケーション層での映像データパケットのロス率が閾値以上
４）映像・音声ストリーム転送の場合は、トランスポート・アプリケーション層でのパケットヘッダに含まれるシーケンス番号で次のシーケンス番号を一定期間受信できない場合
等である。

１）の条件の場合は、ホッピングノードＢは、再接続要求を１回以上行うことも想定される。このような処理は、例えば、ホッピングノードＡとホッピングノードＢとの間に短期間だけ障害物が存在した場合などに有効である。

２）の条件に関しては、図１１に示されるように１つ以上の通信品質を示すパラメータ（信号強度、スループット値、エラーレート等）を組合せて閾値判定を行う。このとき、移動平均値を使用しても良い。

３）の条件に関しては、例えば映像ストリームを転送する場合、アプリケーションが求める映像クオリティと品質によってパケットロス率の閾値は上下する。

４）の条件に関しても同様で、例えば映像データのフレームレートや解像度などに依存する。

特に映像ストリーム転送の場合、１）の条件（ミリ波無線通信パラメータ）だけでは切替判定が困難であり、１）の条件を満足した場合、３）、４）の条件で２次判定を行い、この条件も満足した場合に経路切替処理を実施することが望ましい。

（ホッピングノードの処理）
図１２は、第１の実施形態に係るホッピングノードの処理の例を示すフローチャートである。この処理は、ホッピングノード４０１が、マルチホップ通信の通信経路を変更する際に、ミリ波無線通信が切断したときに実行する処理の例を示している。

ステップＳ１２０１において、ホッピングノード４０１の情報受信部７２２は、通信管理装置４０３から、無線ＬＡＮ通信で、マルチホップ通信が開始されることを示す開始通知を受信する。

ステップＳ１２０２において、ホッピングノード４０１の通信リンク状態測定部７１１は、ミリ波無線通信の通信品質の監視を開始する。

例えば、ステップＳ１２０３において、ホッピングノード４０１の通信リンク状態測定部７１１は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３が接続しているホッピングノード４０１のミリ波無線通信のスループット値、エラーレート等の通信品質を測定する。

ステップＳ１２０４において、ホッピングノード４０１の切断判定部７１４は、測定した通信品質が閾値以上であるか否かを判断する。測定した通信品質が閾値以上である場合、切断判定部７１４は、処理をステップＳ１２０３に戻し、通信リンク状態測定部７１１は、通信品質の測定を続ける。一方、測定した通信品質が閾値以上でない場合、切断判定部７１４は、処理をステップＳ１２０７に移行させる。

また、ステップＳ１２０５において、ホッピングノード４０１の通信リンク状態測定部７１１は、ステップＳ１２０３の処理と並行して、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３が接続しているホッピングノード４０１のミリ波無線通信の受信電波強度を測定する。

ステップＳ１２０６において、ホッピングノード４０１の切断判定部７１４は、測定した受信電波の強度が閾値以上であるか否かを判断する。測定した受信電波の強度が閾値以上である場合、切断判定部７１４は、処理をステップＳ１２０５に戻して、通信リンク状態測定部７１１は、受信電波の強度の測定を続ける。一方、測定した受信電波の強度が閾値以上でない場合、切断判定部７１４は、処理をステップＳ１２０７に移行させる。なお、ミリ波無線通信の受信電波の強度は、ミリ波無線通信の通信品質の別の一例である。

ステップＳ１２０７に移行すると、ホッピングノード４０１の情報収集部７１２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３を用いて、ミリ波無線通信で接続可能な他の無線通信端末（ホッピングノード４０１）をスキャン（検索）する。

ステップＳ１２０８において、ホッピングノード４０１の情報送信部７２１は、スキャン結果（検索結果）を含む切断通知を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に通知する。

ステップＳ１２０９において、ホッピングノード４０１の接続制御部７１７は、通信管理装置４０３から通知される接続先の情報を受信すると、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３を、通知された接続先に接続させる。

（接続先の通知処理）
図１３は、第１の実施形態における切断発生時のネットワーク構成の例を示す図である。図１３において、送信元の無線通信端末であるエッジノード（送信元）４０２ａから、他のホッピングノード４０１ａ～４０１ｄ、及びエッジノード４０２ｂ～４０１ｅにコンテンツデータを一斉に送信（例えば、ブロードキャスト送信）するものとする。

このとき、エッジノード（送信元）４０２ａから送信されたコンテンツデータは、図中の「データ送信方向」の矢印の方向に順次にマルチホップ転送され、各無線通信端末に到達するものとする。

ここで、例えば、ホッピングノード４０１ｂが、図１２に示す処理により、ホッピングノード４０１ｃとのミリ波無線通信の通信品質の劣化を検知し、切断通知を通信管理装置４０３に送信するものとする。このとき、通信管理装置４０３は、例えば、図１４（ａ）、（ｂ）に示すような接続先の通知処理を実行する。

図１４は、第１の実施形態に係る接続先の通知処理の例を示すフローチャートである。

（接続先の通知処理１）
図１４（ａ）は、通信管理装置４０３が実行する接続先の通知処理の一例を示している。

ステップＳ１４１１において、通信管理装置４０３は、情報受信部８１３が、ホッピングノード４０１から送信された切断通知を受信すると、ステップＳ１４１２以降の処理を実行する。なお、ホッピングノード４０１から送信された切断通知には、ホッピングノード４０１がスキャンした、ホッピングノード４０１から接続可能な他のホッピングノード４０１のスキャン結果が含まれている。

図１５（ａ）は、図１３に示すホッピングノード４０１ｂによるスキャン結果の一例のイメージが示されている。図１５（ａ）の例では、スキャン結果には、「ホッピングノード」、「ＳＳＩＤ」、及び「電波強度」等の情報が含まれている。なお、エッジノード４０２は、ホッピングノード４０２のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３から接続可能ではないので、スキャン結果には含まれない。

「ホッピングノード」の情報は、スキャンを行ったホッピングノード４０１ｂの情報（例えば、端末名、端末ＩＤ、ノード番号等）である。「ＳＳＩＤ」の情報は、ホッピングノード４０１ｂで検索された他のホッピングノード４０１を識別するＳＳＩＤ等の情報である。「電波強度」の情報は、他のホッピングノード４０１から受信した電波の強度を示す情報である。

ステップＳ１４１２において通信管理装置４０３の通信経路管理部９０３は、送信元の端末であるエッジノード（送信元）４０２ａが送信したコンテンツデータが、全てのホッピングノード４０１に届くかを判定する。

前述したように、通信経路管理部９０３は、無線ＬＡＮ通信で情報取得部９０２が取得した情報に基づいて、マルチホップ通信でデータを転送する通信経路を管理している。例えば、通信経路管理部９０３は、情報取得部９０２が取得した情報を用いて、図１３に実線で示すような、ミリ波無線通信による端末間の接続関係や、マルチホップ通信の通信経路を管理している。

図１３の例では、通信経路管理部９０３は、ホッピングノード４０１ｂとホッピングノード４０１ｃとの間のミリ波無線通信が切断することにより、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄにコンテンツデータが届かないと判定することができる。

ステップＳ１４１３において、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ｂが、接続することにより、全てのホッピングノード４０１にコンテンツデータが届くホッピングノード４０１を、接続先のホッピングノードとして選択する。

例えば、図１３の例では、ホッピングノード４０１ｂが、ホッピングノード４０１ｃ、又はホッピングノード４０１ｄに接続することにより、送信元の端末が送信したコンテンツデータが全てのホッピングノード４０１に届くようになる。

好ましくは、通信経路管理部９０３は、送信元の端末が送信したコンテンツデータが全てのホッピングノード４０１に届くようになるホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄのうち、通信品質が最も良いホッピングノード４０１を接続先として選択する。

例えば、図１５（ａ）の例では、送信元の端末が送信したコンテンツデータが全てのホッピングノード４０１に届くようになるホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄのうち、ホッピングノード４０１ｄの受信電波の強度の方が大きい（通信品質が良い）。従って、通信経路管理部９０３は、切断したホッピングノード４０１ｂの接続先としてホッピングノード４０１ｄを選択する。なお、受信電波の強度は、通信品質に関する情報の一例であり、他の通信品質に関する情報（例えば、スループット値、エラーレート等）を用いるものであっても良い。

ステップＳ１４１４において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、選択した接続先（例えば、ホッピングノード４０１ｄ）の情報を、切断通知を送信したホッピングノード４０１ｂに、無線ＬＡＮ通信で通知する。

（接続先の通知処理２）
図１４（ｂ）は、通信管理装置４０３が実行する接続先の通知処理の別の一例を示している。なお、図１４（ｂ）のステップＳ１４２２～Ｓ１４２６に示す処理は、図１４（ａ）のステップＳ１４１３に示す処理の具体的な一例である。

ステップＳ１４２１において、通信管理装置４０３は、情報受信部８１３が、ホッピングノード４０１から送信された切断通知を受信すると、ステップＳ１４２２以降の処理を実行する。

ステップＳ１４２２において、通信管理装置４０３の分類部９０９は、情報受信部８１３が受信した切断通知に含まれる、ホッピングノード４０１から接続可能な他のホッピングノード４０１のスキャン結果を取得する。

ステップＳ１４２３において、分類部９０９は、取得したスキャン結果に基づいて、接続可能な他のホッピングノード４０１を、送信元の端末と通信経路が接続されている第１の端末群と、送信元の端末と通信経路が接続されていない第２の端末群とに分類する。

前述したように、通信経路管理部９０３は、例えば、図１３に示すネットワーク構成において、実線で示されるマルチホップ通信の通信経路の情報を管理している。

図１５（ｂ）は、通信経路管理部９０３が管理しているマルチホップ通信の通信経路の情報を管理する通信経路テーブルの一例のイメージを示している。図１５（ｂ）の例では、通信経路テーブルには、「ホッピングノード」、「接続先ホッピングノード（ＡＰ）」、「送信元の端末との接続」等の情報が含まれている。

「ホッピングノード」の情報は、通信管理装置４０３に登録されているホッピングノード４０１の情報（例えば、端末名、端末ＩＤ、端末番号等）である。

「接続先ホッピングノード（ＡＰ）」の情報は、各ホッピングノード４０１のミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３が接続している他のホッピングノード４０１の情報（例えば、端末名、端末ＩＤ、端末番号等）である。例えば、図１５（ｂ）の例では、ホッピングノード４０１ａのミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、ホッピングノード４０１ｂのミリ波無線通信部（ＡＰ）７０２にミリ波無線通信で接続されていることが示されている。また、ホッピングノード４０１ｄのミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３は、他のホッピングノード４０１のアクセスポイントにミリ波無線通信で接続していないことが示されている。

「送信元の端末との接続」の情報は、コンテンツデータの送信元の端末であるエッジノード（送信元）４０２ａが直接接続されているホッピングノード４０１ａが、例えば、「○」印で示されている。

分類部９０９は、例えば、図１５（ｂ）に示すような通信経路テーブルを用いて、ホッピングノード４０１ｂのミリ波無線通信が切断したときに、各ホッピングノード４０１から送信元の端末までの通信経路が接続されているか否かを判断する。

図１５（ｃ）は、各ホッピングノード４０１における送信元の端末までの通信経路の判定結果のイメージを示している。

例えば、図１５（ｂ）において、ホッピングノード４０１ａは、送信元の端末に直接接続されているので、図１５（ｃ）において、「送信元の端末までの通信経路」は「○」となる。

また、図１５（ｂ）において、ホッピングノード４０１ｂは、ホッピングノード４０１ａが、ホッピングノード４０１ｂのＡＰに接続しているので、ホッピングノード４０１ａを介してコンテンツデータを受信することができる。従って、図１５（ｃ）において、ホッピングノード４０１ｂの「送信元の端末までの通信経路」は「○」となる。

一方、図１５（ｂ）において、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄは、送信元の端末に直接接続されているホッピングノード４０１ａに至る通信経路がないので、図１５（ｃ）において、「送信元の端末までの通信経路」は「×」となる。

また、分類部９０９は、図１５（ｂ）に示す通信経路テーブルを用いて、各ホッピングノード４０１から、送信元の端末までのホップ数（中継数）を求めることもできる。

分類部９０９は、例えば、図１５（ｃ）に示すような判定結果を用いて、図１５（ａ）に示すようなスキャン結果に含まれるホッピングノード４０１ａ、４０１ｃ、４０１ｄを、前述した第１の端末群と、第２の端末群とに分類する。

例えば、ホッピングノード４０１ａは、図１５（ｃ）に示す判定結果により、「送信元の端末までの通信経路」が「○」なので、第１の端末群に分類される。一方、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄは、図１５（ｃ）に示す判定結果により、「送信元の端末までの通信経路」が「×」なので、第２の端末群に分類される。

ここで、図１４（ｂ）に戻り、フローチャートの説明を続ける。

ステップＳ１４２４において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、切断通知を送信したホッピングノード４０１が、第１の端末群に属するか、第２の端末群に属するかを判断する。例えば、図１３の例では、切断通知を送信したホッピングノード４０１は、ホッピングノード４０１ｂなので、通知部９０８は、図１５（ｃ）に示す判定結果を参照して、ホッピングノード４０１ｂが第１の端末群に属すると判断する。

切断通知を送信したホッピングノード４０１が、第１の端末群に属する場合、通知部９０８は、処理をステップＳ１４２５に移行させる。一方、切断通知を送信したホッピングノード４０１が、第２の端末群に属する場合、通知部９０８は、処理をステップＳ１４２６に移行させる。

ステップＳ１４２５に移行すると、通信管理装置４０３の通知部９０８は、ステップＳ１４２３において、第２の端末群に分類された他のホッピングノード４０１から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

一例として、通知部９０８は、図１５（ａ）に示すスキャン結果を用いて、第２の端末群に分類されたホッピングノード４０１の中から、より電波強度の値が大きい（通信品質が良い）ホッピングノード（例えば、ホッピングノード４０１ｄ）を１つ選択する。

また、別の一例として、通知部９０８は、第２の端末群に分類された他のホッピングノード４０１から、１つ以上のホッピングノード４０１を選択するものであっても良い。この場合、切断通知を送信したホッピングノード４０１は、通信管理装置４０３から通知される１つ以上のホッピングノード４０１の中から、通信品質が最も良いホッピングノード４０１に選択的に接続すれば良い。

この場合、各ホッピングノード４０１は、例えば、図１６（ａ）に示すような、過去のミリ波無線通信における通信品質の測定履歴を記憶部７０４に記憶しておくと良い。これにより、各ホッピングノード４０１は、通信管理装置４０３から通知された１つ以上のホッピングノード４０１の中から、通信品質が最も良いホッピングノード４０１を選択することができる。

図１６（ａ）の例では、ホッピングノード４０１ｂの記憶部７０４に記憶された通信品質の測定履歴のイメージが示されており、ホッピングノード４０１ｃよりホッピングノード４０１ｄの方が、平均スループットが高いことが示されている。従って、ホッピングノード４０１ｂの接続制御部７１７は、通信管理装置４０３から接続先としてホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄが通知された場合、より平均スループットが高いホッピングノード４０１ｄに接続する。

ここで、再び図１４（ｂ）に戻り、フローチャートの説明をさらに続ける。

ステップＳ１４２４からステップＳ１４２６に移行すると、通信管理装置４０３の通知部９０８は、ステップＳ１４２３において、第１の端末群に分類された他のホッピングノード４０１から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

一例として、通知部９０８は、図１５（ａ）に示すようなスキャン結果を用いて、第１の端末群に分類された他のホッピングノード４０１の中から、他のホッピングノード４０１より電波強度の値が大きいホッピングノード４０１を１つ選択する。

また、別の一例として、通知部９０８は、ステップＳ１４２５で説明したように、第１の端末群に分類された他のホッピングノード４０１から、１つ以上のホッピングノード４０１を選択するものであっても良い。

ステップＳ１４２７において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、選択したホッピングノードを接続先として、切断通知を送信したホッピングノード４０１に通知する。

この通知を受けたホッピングノード４０１は、例えば、図１２のステップＳ１２０９に示す処理により、通知された接続先にミリ波無線通信で接続する。

このとき、通信管理装置４０３の通信経路管理部９０３は、例えば、図１５（ｂ）に示すような通信経路テーブルを、図１６（ｂ）に示すような更新された通信経路テーブルのように更新する。図１６（ｂ）の例では、ホッピングノード４０１ｂの接続先が、ホッピングノード４０１ｄに変更されている。

図１７は、第１の実施形態に係る経路切替後のネットワーク構成の例を示す図である。この図は、図１３に示す切断発生時のネットワーク構成から、図１２、１４に示す処理におり通信経路が切り替えられた後のネットワーク構成の例を示している。図１７の例では、ホッピングノード４０１ｃとのミリ波無線通信が切断されたホッピングノード４０１ｂが、ホッピングノード４０１ｄに接続している。これにより、エッジノード（送信元）４０２ａから一斉に送信されたコンテンツデータが、再び、全ての無線通信端末（ホッピングノード４０１、及びエッジノード４０２）に届くようになる。

（通信システム処理）
図１８は、第１の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、図１２、１５に示した処理に対応する通信システム４００全体の処理の一例を示している。

ステップＳ１８０１、Ｓ１８０２において、ホッピングノード４０１ｂは、例えば、図１３に示すように、ホッピングノード４０１ｃにデータを送信中に、ホッピングノード４０１ｃとのミリ波無線通信の切断を判定するものとする。なお、ホッピングノード４０１ｂは、第１の無線通信端末の一例である。

ステップＳ１８０３において、ホッピングノード４０１ｂの情報収集部７１２は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３で、接続可能な他の無線通信端末をスキャン（検索）する。

ステップＳ１８０４において、ホッピングノード４０１の情報送信部７２１は、スキャン結果を含む切断通知を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に通知する。

ステップＳ１８０５において、通信管理装置４０３は、図１４（ａ）のステップＳ１４１１～Ｓ１４１３、又は図１４（ｂ）のステップＳ１４２１～Ｓ１４２６に示すような接続先の通知処理を実行する。なお、通信管理装置４０３は、第２の無線通信端末の一例である。

ステップＳ１８０６において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、ステップＳ１８０５で選択された接続先（例えば、ホッピングノード４０１ｄ）の情報を、無線ＬＡＮ通信でホッピングノード４０１ｂに通知する。

ステップＳ１８０７において、ホッピングノード４０１ｂの接続制御部７１７は、通信管理装置４０３から通知された接続先の情報を受信すると、通知された接続先（例えば、ホッピングノード４０１ｄ）にミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ１８０８において、ミリ波無線通信で接続されたホッピングノード４０１ｂ、及びホッピングノード４０１ｄは、互いにデータの受信状況（又は送信状況）を確認する。

ステップＳ１８０９において、ホッピングノード４０１ｂ、及びホッピングノード４０１ｄは、未受信（又は未送信）のデータがある場合、未受信（又は未送信）のデータを受信（又は送信）する。

ステップＳ１８１０において、ホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ｃは、互いにデータの受信状況（又は送信状況）を確認する。

ステップＳ１８１１において、ホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ｄは、未受信（又は未送信）のデータがある場合、未受信（又は未送信）のデータを受信（又は送信）する。

なお、送信中のコンテンツデータが、リアルタイムのストリーミングデータである場合、ステップＳ１８０８～Ｓ１８１１の処理は不要である。

以上、本実施形態によれば、送信元の無線通信端末からコンテンツデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムにおいて、コンテンツデータを、より多くの無線通信端末に送信できるようになる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、切断したホッピングノード４０１のスキャン結果から、接続先のホッピングノード４０１を選択できる場合の処理の例について説明を行った。しかし、実際には、接続先のホッピングノード４０１を選択できない場合もあり得る。例えば、他のホッピングノード４０１からの電波が、一時的な障害物等により届かない場合や、電波が届かない程遠くにある場合等も考えられる。

そこで、第２の実施形態では、例えば、図１４（ａ）のステップＳ１４１３において、選択先のホッピングノードを選択することができなかった場合の好適な処理の例について説明する。

（接続先の通知処理）
図１９は、第２の実施形態に係る接続先の通知処理の例を示すフローチャートである。なお、図１９に示す処理のうち、ステップＳ１４１１～Ｓ１４１４の処理は、図１４（ａ）に示す第１の実施形態の処理と同様なので、ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ１９０１において、通信管理装置４０３は、ステップＳ１４１３で、接続先のホッピングノードを選択することができたか否かを判断する。接続先のホッピングノードを選択することができた場合、通信管理装置４０３は、処理をステップＳ１４１４に移行させる。一方、接続先のホッピングノードを選択することができなかった場合、通信管理装置４０３は、処理をステップＳ１９０２に移行させる。

ステップＳ１９０２に移行すると、通信管理装置４０３は、データが届かない全てのホッピングノードにスキャンを要求する。

前述したように、通信管理装置４０３の通信経路管理部９０３は、例えば、図１５（ｂ）に示すような、マルチホップ通信の通信経路を管理する通信経路テーブルを管理している。従って、通信管理装置４０３は、例えば、ホッピングノード４０１ｂと、ホッピングノード４０１ｃとの間で切断が発生したときに、図１５（ｃ）に示すように、データが届かないホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄを特定することができる。

ステップＳ１９０３において、通信管理装置４０３は、例えば、データが届かないホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄから受信したスキャン結果から、全てのホッピングノードにデータが届くホッピングノードを選択する。

例えば、図１３に示すネットワーク構成において、第１の実施形態では、切断が発生したホッピングノード４０１ｂから、全てのホッピングノードにデータが届くホッピングノードを選択していた。しかし、これ以外にも、例えば、データが届かないホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄのいずれかが、データが届くホッピングノード４０１ａ、４０１ｂ、４０１のいずれかに接続できれば、全てのホッピングノードにデータが届くようになる。

そこで、本実施形態では、切断が発生したホッピングノード４０１ｂから、接続先のホッピングノード４０１を選択できない場合、データが届かないホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄから、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

例えば、ホッピングノード４０１ｄから接続先のホッピングノード４０１を選択する場合、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ｄがスキャンした他のホッピングノード４０１を、前述した第１の端末群と第２の端末群とに分類する。また、通信管理装置４０３は、分類された第１の端末群と第２の端末群とのうち、ホッピングノード４０１ｄが属する端末群とは異なる端末群の中から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

ステップＳ１９０４において、通信管理装置４０３は、接続先が変更になるホッピングノード４０１に、接続先のホッピングノード４０１の情報を通知する。

例えば、図１３に示すネットワーク構成において、ステップＳ１９０３の処理により、ホッピングノード４０１ｄの接続先として、ホッピングノード４０１ａが選択されたものとする。この場合、例えば、図１５（ｂ）に示すような通信経路テーブルが、図２０に示すように更新される。

図２０の例では、ホッピングノード４０１ｂの接続先が「なし」に変更され、ホッピングノード４０１ｄの接続先が「ホッピングノード４０１ａ」に変更されている。この場合、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ｂと、ホッピングノード４０１ｄとに、変更後の接続先を通知する。

図２１は、第２の実施形態に係る経路切替後のネットワーク構成の例を示す図である。図２１に示すように、ホッピングノード４０１ｄが、ホッピングノード４０１ａに接続することにより、エッジノード（送信元）４０２ａが送信したコンテンツデータが、他の全ての無線通信端末に送信されるようになる。

（通信システムの処理）
図２２は、第２の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、図１９に示す処理に対応する通信システム４００全体の処理の例を示している。なお、図２２に示す処理のうち、ステップＳ１８０１～Ｓ１８０４の処理は、図１８に示す第１の実施形態に係る処理と同様なので、ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明を行う。

ステップＳ２００１において、通信管理装置４０３は、図１４（ａ）のステップＳ１４１１～Ｓ１４１３、又は図１４（ｂ）のステップＳ１４２１～Ｓ１４２６に示すような接続先の通知処理を実行する。ただし、ここでは、ホッピングノード４０１ｂの接続先のホッピングノード４０１が選択できなかったものとする。

ステップＳ２００２において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、接続先のホッピングノード４０１がないことを、切断通知を送信したホッピングノード４０１ｂに、無線ＬＡＮ通信で通知する。

ステップＳ２００３、Ｓ２００５において、通信管理装置４０３は、送信元の端末からのコンテンツデータが届かないホッピングノード（例えば、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄ）に、無線ＬＡＮ通信でスキャンを要求する。

ステップＳ２００４、Ｓ２００６において、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄは、それぞれ、スキャン結果を、無線ＬＡＮ通信で通信管理装置４０３に送信する。

ステップＳ２００７において、通信管理装置４０３は、受信したスキャン結果から、全てのホッピングノード４０１にデータが届くように、接続先を変更するホッピングノード４０１と、その接続先のホッピングノードとを選択する。なお、この処理は、前述した図１９のステップＳ１９０３の処理に対応している。

ステップＳ２００８において、通信管理装置４０３の通知部９０８は、ステップＳ２００７で選択された、接続先を変更するホッピングノード（ホッピングノード４０１ｄ）に、接続先のホッピングノード（ホッピングノード４０１ａ）の情報を通知する。

ステップＳ２００９において、ホッピングノード４０１ｄの接続制御部７１７は、通信管理装置４０３から通知された接続先（例えば、ホッピングノード４０１ａ）にミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２０１０において、ミリ波無線通信で接続されたホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ａは、互いにデータの受信状況（又は送信状況）を確認する。

ステップＳ２０１１において、ホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ａは、未受信（又は未送信）のデータがある場合、未受信（又は未送信）のデータを受信（又は送信）する。

ステップＳ２０１２において、ホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ｃは、互いにデータの受信状況（又は送信状況）を確認する。

ステップＳ２０１３において、ホッピングノード４０１ｄ、及びホッピングノード４０１ｃは、未受信（又は未送信）のデータがある場合、未受信（又は未送信）のデータを受信（又は送信）する。

以上、本実施形態によれば、切断したホッピングノード４０１ｂにおいて、接続先のホッピングノード４０１が選択できない場合であっても、コンテンツデータを、より多くの無線通信端末に送信できるようになる。

［第３の実施形態］
第１、２の実施形態では、通信管理装置４０３は、例えば、図１５（ａ）に示すようなスキャン結果に含まれる他のホッピングノード４０１から受信した電波強度に基づいて、ホッピングノード４０１ｂの接続先のホッピングノード４０１を選択していた。

第３の実施形態では、通信管理装置４０３が、他のホッピングノード４０１との間のミリ波無線通信のスループット値に基づいて、接続先のホッピングノード４０１を選択する場合の処理の例について説明する。

（通信システムの処理）
図２３は、第３の実施形態に係る通信システムの処理の例を示すシーケンス図である。接続先のホッピングノード４０１を、他のホッピングノード４０１のスループット値に基づいて選択する場合の処理の一例を示している。

なお、図２３に示す処理のうち、ステップＳ１８０１～Ｓ１８０４、及びステップＳ１８０６～Ｓ１８０９に示す処理は、図１８に示す第１の実施形態の処理と同様なので、ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

ステップＳ２３０１において、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ｂから受信した切断通知に含まれるスキャン結果を用いて、ホッピングノード４０１ｂの接続先となるホッピングノード４０１の候補を選択する。

例えば、図１５（ａ）に示すようなスキャン結果を含む切断通知を受信した場合、ホッピングノード４０１ｂがミリ波無線通信で接続していないホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄを、接続先となるホッピングノード４０１の候補として選択する。

なお、このとき、ホッピングノード４０１ｂが切断したホッピングノード４０１ｃは、切断判定が行われたばかりなので、候補から除外するものであっても良い。ここでは、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄを、接続先となるホッピングノード４０１の候補とするものとして以下の説明を行う。

ステップＳ２３０２において、通信管理装置４０３は、選択された接続先の候補の一覧を、無線ＬＡＮ通信で、切断通知を送信したホッピングノード４０１ｂに通知する。

ステップＳ２３０３～Ｓ２３０８において、ホッピングノード４０１ｂは、通知された接続先となるホッピングノード４０１の候補の各々に対して、順次にミリ波無線通信を接続し、ミリ波無線通信の通信品質（ここでは、スループットの値）を測定する。

例えば、ステップＳ２３０３において、ホッピングノード４０１ｂの接続制御部７１７は、ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）７０３を用いて、ホッピングノード４０１ｃにミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３０４において、ホッピングノード４０１ｂの通信リンク状態測定部７１１は、例えば、測定用のデータを送受信すること等により、ホッピングノード４０１ｃとの間のミリ波無線通信におけるスループットの値を測定する。

ステップＳ２３０５、Ｓ２３０６において、ホッピングノード４０１ｂの接続制御部７１７は、ホッピングノード４０１ｃとのミリ波無線通信を切断し、ホッピングノード４０１ｄにミリ波無線通信で接続する。

ステップＳ２３０７において、ホッピングノード４０１ｂの通信リンク状態測定部７１１は、ホッピングノード４０１ｄとの間のミリ波無線通信のスループットの値を測定する。

ステップＳ２３０８において、ホッピングノード４０１ｂの接続制御部７１７は、ホッピングノード４０１ｄとのミリ波無線通信を切断する。

ステップＳ２３０９において、ホッピングノード４０１ｂの情報送信部７２１は、接続先の候補の一覧に含まれる各ホッピングノード４０１との間で測定したスループットの値の測定結果を、無線ＬＡＮ通信で、通信管理装置４０３に送信する。

ステップＳ２３１０において、通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１ｂから受信したスループットの値の測定結果に基づいて、ホッピングノード４０１ｂの接続先のホッピングノード４０１を選択する。なお、この処理は、基本的に図１４（ａ）、又は図１４（ｃ）に示す接続先の通知処理と同様であるが、接続先のホッピングノード４０１を選択する際に、受信電波強度に代えて（又は加えて）、スループットの値を用いる点が異なる。

例えば、通信管理装置４０３の分類部９０９は、図１５（ａ）に示されるようなスキャン結果に含まれる他のホッピングノード４０１を、前述した第１の端末群と、第２の端末群とに分類する。

また、通信管理装置４０３の通知部９０８は、分類された第１の端末群と第２の端末群とのうち、切断通知を送信したホッピングノード４０１ｂが属する端末群とは異なる端末群の中から、接続先のホッピングノード４０１を選択する。

このとき、通知部９０８は、ホッピングノード４０１ｂが属する端末群とは異なる端末群に含まれるホッピングノード（例えば、ホッピングノード４０１ｃ、４０１ｄ）の中から、スループットの値が最も高いホッピングノード４０１を選択する。

ここで、接続先のホッピングノードとして、例えば、ホッピングノード４０１ｄが選択された場合、ステップＳ１８０６～Ｓ１８０９に示すような処理が実行される。

このように、通信管理装置４０３が、接続先のホッピングノード４０１を選択する際に用いられるミリ波無線通信の通信品質の値は、受信電波の強度に限られず、スループットの値を用いるものであっても良い。さらに、通信管理装置４０３が、接続先のホッピングノード４０１を選択する際に用いられるミリ波無線通信の通信品質の値は、例えば、ビットエラーレート、フレームエラーレート等、他の通信品質の値を用いるものであっても良い。

（通信管理装置について）
ここまでの説明では、通信管理装置４０３は、例えば、図６に示すようなハードウェア構成を有する専用の装置であるものとして説明を行った。ただし、これに限られず、通信管理装置４０３は、例えば、図５（ａ）に示すようなホッピングノード４０１のハードウェア構成を有する無線通信端末であっても良い。

これにより、例えば、ホッピングノード４０１は、周辺に通信管理装置４０３がない場合、通信管理装置４０３として起動し、通信システム４００を構成することができるようになる。また、ホッピングノード４０１のハードウェア構成を有する通信管理装置４０３は、ホッピングノード４０１の１つとして、マルチホップ通信に参加することも可能である。

図２４は、一実施形態に係るホッピングノードの起動処理の例を示すシーケンス図である。

ステップＳ２４０１において、ホッピングノードＡが起動すると、ステップＳ２４０２において、ホッピングノードＡは、無線ＬＡＮ通信で、通信管理装置４０３の有無を問い合わせることにより、通信管理装置４０３が既に動作しているか否かを判断する。

ステップＳ２４０３において、ホッピングノードＡは、所定の時間内に、通信管理装置４０３から応答がない場合、通信管理装置４０３として起動する。このとき、ホッピングノードＡは、図９に示すような通信管理装置４０３の機能構成のみを実現するものであっても良いし、図７に示すようなホッピングノード４０１の機能構成をさらに実現するものであっても良い。

ステップＳ２４０４において、ホッピングノードＢが起動すると、ステップＳ２４０５において、ホッピングノードＢは、無線ＬＡＮ通信で、通信管理装置４０３の有無を問い合わせる。

ステップＳ２４０６において、既に通信管理装置４０３として起動しているホッピングノードＡは、通信管理装置４０３として動作していることを示す情報を、無線ＬＡＮ通信でホッピングノードＢに応答する。

ステップＳ２４０７において、ホッピングノードＢは、所定の時間内に通信管理装置４０３から応答があった場合、ホッピングノード４０１として起動し、例えば、図１０のステップＳ１００１以降の処理を実行する。

上記の処理により、専用の通信管理装置４０３がない場合であっても、ホッピングノード４０１が自動的に通信管理装置４０３として機能し、通信システム４００を構成することができるようになる。

４００ 通信システム（無線通信システム）
４０１ ホッピングノード（ホッピング端末、無線通信端末）
４０２ エッジノード（エッジ端末）
４０３ 通信管理装置（通信管理端末）
７０１ 無線ＬＡＮ通信部（第３の通信部）
７０２ ミリ波無線通信部（ＡＰ）（第１の通信部）
７０３ ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）（第２の通信部）
７０４ 記憶部
８０１ ミリ波無線通信部（ＳＴＡ）（第４の通信部）
９０１ 無線ＬＡＮ通信部（第５の通信部、受信部）
９０２ 情報取得部（取得部）
９０８ 通知部（送信部）
９０９ 分類部

特開２００９－０９４６２８号公報

Claims (10)

1. 複数のホッピング端末と通信管理装置とを含み、送信元の端末から他の端末にデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムであって、
   前記ホッピング端末は、
   ミリ波無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記ミリ波無線通信のネットワークセルを形成する第１の通信部と、
   前記ミリ波無線通信のステーションとして機能し、他のホッピング端末が形成するネットワークセルに接続する第２の通信部と、
   前記通信管理装置と無線ＬＡＮ通信を行う第３の通信部と、
   前記第１の通信部、及び前記第２の通信部のうち、一方の通信部で受信した前記データを、他方の通信部で他の端末に送信するデータ転送部と、
   前記他の端末に前記データを送信中に、前記第２の通信部による前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知したときに、前記第２の通信部で接続可能な他のホッピング端末の情報を含む切断通知を、前記通信管理装置に送信する情報送信部と、
   前記通信管理装置から通知される接続先のホッピング端末に、前記第２の通信部を接続させる接続制御部と、
   を有し、
   前記通信管理装置は、
   前記ホッピング端末と前記無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信部と、
   前記ホッピング端末のうち、前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知した第１のホッピング端末から、前記ミリ波無線通信で接続可能な第２のホッピング端末の情報を含む前記切断通知を取得する取得部と、
   前記取得部が取得した前記第２のホッピング端末の情報に基づいて、前記第２のホッピング端末を、前記送信元の端末と通信経路が接続されている第１の端末群と、前記送信元の端末と通信経路が接続されていない第２の端末群とに分類する分類部と、
   前記分類部によって分類された前記第１の端末群と前記第２の端末群とのうち、前記第１のホッピング端末が属する端末群とは異なる端末群に含まれる前記第２のホッピング端末を、前記接続先のホッピング端末として前記第１のホッピング端末に通知する通知部と、
   を有する、無線通信システム。
2. 前記通信管理装置は、前記マルチホップ通信の前記通信経路を管理する通信経路管理部を有する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記通知部は、
   前記第１のホッピング端末が前記送信元の端末と前記通信経路が接続されている場合、前記第２の端末群に含まれる１つ以上の前記第２のホッピング端末を選択して、前記第１のホッピング端末に通知し、
   前記第１のホッピング端末が前記送信元の端末と前記通信経路が接続されていない場合、前記第１の端末群に含まれる１つ以上の前記第２のホッピング端末を選択して、前記第１のホッピング端末に通知する、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記通知部は、前記第１の端末群又は前記第２の端末群に含まれる前記第２のホッピング端末の中から、通信品質が最も良い第２のホッピング端末を選択して、前記第１のホッピング端末に通知する、請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記通信品質は、前記第１のホッピング端末における受信信号強度、又はスループットの値を含む、請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記通信品質は、前記第２のホッピング端末における受信信号強度、又はスループットの値を含む、請求項４又は５に記載の無線通信システム。
7. 前記通知部は、前記第１の端末群又は前記第２の端末群に含まれる前記第２のホッピング端末の中から、前記送信元の端末までの中継数が最も少ない第２のホッピング端末を選択して、前記第１のホッピング端末に通知する、請求項３に記載の無線通信システム。
8. 前記第１のホッピング端末は、
   前記データを一時的に記憶する記憶部を有し、
   前記接続制御部が、前記第２の通信部を前記接続先のホッピング端末接続させた後に、前記接続先のホッピング端末との間で送受信していない前記データを送受信する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の無線通信システム。
9. 前記無線通信システムは、前記ミリ波無線通信を行う第４の通信部を備え、前記ネットワークセルのうち、一のネットワークセルに接続するエッジ端末を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の無線通信システム。
10. 複数のホッピング端末と、通信管理装置とを含み、送信元の端末から他の端末にデータをマルチホップ通信で一斉に送信する無線通信システムにおける通信経路の切替方法であって、
    前記ホッピング端末が、
    ミリ波無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記ミリ波無線通信のネットワークセルを形成する第１の通信処理と、
    前記ミリ波無線通信のステーションとして機能し、他のホッピング端末が形成するネットワークセルに接続する第２の通信処理と、
    前記通信管理装置と無線ＬＡＮ通信を行う第３の通信処理と、
    前記第１の通信処理、及び前記第２の通信処理のうち、一方の通信処理で受信した前記データを、他方の通信処理で他の端末に送信するデータ転送処理と、
    前記他の端末に前記データを送信中に、前記第２の通信処理による前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知したときに、前記第２の通信処理で接続可能な他のホッピング端末の情報を含む切断通知を、前記通信管理装置に送信する情報送信処理と、
    前記通信管理装置から通知される接続先のホッピング端末に、前記第２の通信処理で接続させる接続制御処理と、
    を実行し、
    前記通信管理装置が、
    前記ホッピング端末と前記無線ＬＡＮ通信を行う無線ＬＡＮ通信処理と、
    前記ホッピング端末のうち、前記ミリ波無線通信の通信品質の劣化又は切断を検知した第１のホッピング端末から、前記ミリ波無線通信で接続可能な第２のホッピング端末の情報を含む前記切断通知を取得する取得処理と、
    前記取得処理で取得した前記第２のホッピング端末の情報に基づいて、前記第２のホッピング端末を、前記送信元の端末と通信経路が接続されている第１の端末群と、前記送信元の端末と通信経路が接続されていない第２の端末群とに分類する分類処理と、
    前記分類処理で分類された前記第１の端末群と前記第２の端末群とのうち、前記第１のホッピング端末が属する端末群とは異なる端末群に含まれる前記第２のホッピング端末を、前記接続先のホッピング端末として前記第１のホッピング端末に通知する通知処理と、
    を実行する、通信経路の切替方法。

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