移動終端裝置、控制方法以及移動通信系統的制作方法

專利名稱：移動終端裝置、控制方法以及移動通信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及構成自組織網絡(Ad hoc network)的移動終端裝置(以下簡單稱為“終端”)、控制方法以及移動通信系統。
另外，在本說明書中，所謂“發送”是指某個移動終端裝置作為分組的發送起點而將該分組發送到相鄰的移動終端裝置，所謂“轉發”是指某個移動終端裝置將從其他的移動終端裝置接收到的分組轉發到相鄰的移動終端裝置。
背景技術：
在不需要為移動通信網絡的基礎(基礎設施)的設備、而僅由多個移動終端裝置構成的自組織網絡(Ad hoc)(所謂的單純的自組織網絡)的路由協議中，將對網絡中的所有節點發送鏈路信息等控制分組的洪泛(flooding)作為基礎而進行路徑的控制。因此，當終端數增加時控制分組大量流入網絡，從而壓迫通信頻帶。作為減輕該問題的方法，在OLSR(Optimized Link State Routing，最佳鏈路狀態路由)中使用MPR(MultiPoint Relay，多點中繼)集合(參照文獻“T.Clausen以及P.Jacquet著，Project Hipercom，“Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)”，RFC3626，<URLwww.ietf.org/rfc/rfc3626.txt>”)。在OLSR中，各終端為了從本終端向以2跳連接的所有的終端發送分組，從以1跳連接的終端中選擇需要的最小限的中繼終端(MPR)。在某個終端將分組洪泛到整個網絡時，僅由被選擇為發送了分組的終端的MPR的終端來中繼分組。由此，能夠將分組從發送分組的終端發送到2跳范圍的所有的終端。進而，被選定為對分組進行中繼的終端的MPR的終端進一步進行中繼，從而分組最終發送到整個網絡。這樣，在OLSR中，高效地進行洪泛，從而實現系統開銷(overhead)少的路由。
但是，在OLSR中，雖然考慮了控制分組的洪泛的效率化，但沒有考慮路由所需要的鏈路信息的挑選的最佳化。在0LSR中，被選擇為MPR的終端向至少一個終端洪泛自身與將自身選擇為MPR的終端之間的鏈路信息，從而將網絡整體的鏈路信息告知到所有的終端，使用所述鏈路信息來進行路由。此處，所謂的鏈路信息是由自身的ID和與自身相鄰的終端的ID構成，表示在具有所述2個ID的終端之間存在鏈路。
此時，在某2個終端A、B互相將對方選擇為MPR的情況下，終端A、B互相洪泛對方的ID，所以重復發送終端A、B之間的鏈路信息。并且，在某個終端C將多個終端選定為MPR時，該多個終端向該終端C洪泛ID，實際上沒有使用的不需要的鏈路信息也被發送。在這樣的OLSR中，重復的鏈路信息、沒有作為路徑使用的鏈路信息等也沒有必要地發送到所有終端，作為結果存在如下的課題路由的控制分組量增大，路由的系統開銷變大。

發明內容
因此，本發明的目的在于削減路由的控制分組量，實現系統開銷少的路由。
為了解決上述課題，本發明提供一種移動終端裝置，該移動終端裝置存在于由多個移動終端裝置形成自組織網絡(Ad hoc network)的環境中，所述移動終端裝置的特征在于，該移動終端裝置具備成簇(clustering)單元，其通過與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭(cluster head)、網關、或成員；保存單元，其保存通過所述成簇單元識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息收發單元，其在由所述保存單元保存的自身的狀態為簇頭時，發送構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息，并且無論所述保存的自身的狀態是什么狀態，都接收從其他移動終端裝置發送來的所述鏈路信息；以及路由單元，其基于通過所述鏈路信息收發單元收發的所述鏈路信息，求出到任意的移動終端裝置的路徑。
根據該發明，雖然僅簇頭發送鏈路信息，但各網關以及成員能夠從與自身相鄰的簇頭接收鏈路信息，所以各移動終端裝置能夠取得鏈路信息，能夠基于該鏈路信息求出到任意的終端的路徑。這樣，無需所有的移動終端裝置發送鏈路信息，僅簇頭發送鏈路信息即可，所以能夠獲得如下效果能夠削減路由所需要的鏈路信息(所收發的鏈路信息)的量，能夠削減控制分組量而實現系統開銷少的路由。
另外，具體而言，優選成簇單元將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員，以便構成具有如下特征的簇簇頭彼此不相鄰；成員與簇頭相鄰且指定僅屬于一個簇頭；簇頭之間僅通過1個網關連接。
作為上述狀態的決定方法，優選成簇單元收發包含自身的ID、自身的狀態、以及被自身指定為母終端的移動終端裝置的ID信息的控制信息，將所接收的控制信息保存到所述保存單元中，當在所保存的控制信息中存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID時，將自身的狀態決定為成員，當在所保存的控制信息中不存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID、而存在狀態為網關的移動終端裝置的ID時，將自身的狀態決定為簇頭，當在所保存的控制信息中不存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID也不存在狀態為網關的移動終端裝置的ID時，將自身的狀態決定為簇頭，當自身的狀態為成員、并且在所保存的控制信息中存在狀態為簇頭且將自身指定為母終端的移動終端裝置的ID時，將自身的狀態變更為網關。并且，優選成簇單元將從所述保存的控制信息刪除被自身指定為母終端的移動終端裝置的ID作為契機，將自身的狀態初始化，參照所述保存的控制信息，將被自身指定為母終端的移動終端裝置的狀態被初始化作為契機，將自身的狀態初始化。由此，能夠隨移動終端裝置的移動來構成簇。
并且，優選鏈路信息收發單元發送構成為包含與自身相鄰的網關的ID、將自身指定為母終端的成員的ID、以及自身的ID的鏈路信息，作為發送的鏈路信息。即，在鏈路信息收發單元所發送的鏈路信息中，不需要包含自身的ID和所有的相鄰的移動終端裝置的ID，而構成為包含(1)自身的ID、(2)與自身相鄰的網關的ID、以及(3)指定屬于自身的成員的ID即可，此時，得到了能夠削減路由所需要的鏈路信息的數據量的效果。
并且，優選鏈路信息收發單元在由保存單元保存的自身的狀態是簇頭或網關時，轉發從其他移動終端裝置接收的鏈路信息。即，因為成員與某個簇頭相鄰，所以即使成員不轉發鏈路信息，只要簇頭和對簇頭之間進行連接的網關轉發鏈路信息，則所有的移動終端裝置都能夠接收鏈路信息。從而，該情況下得到了能夠削減為了將鏈路信息轉發到所有的移動終端裝置所需要的中繼次數。
進而，與移動終端裝置相關的本發明能夠如下所述那樣作為控制方法的發明來記述，控制方法的發明起到相同的作用和效果。
即，本發明的控制方法由移動終端裝置執行，該移動終端裝置存在于由多個移動終端裝置形成自組織網絡的環境中，所述控制方法的特征在于，該控制方法具有成簇步驟，該步驟中，與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存步驟，該步驟中保存在所述成簇步驟中識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息收發步驟，該步驟中當在所述保存步驟中保存的自身的狀態為簇頭時，發送構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息，并且無論所述保存的自身的狀態是什么狀態，都接收從其他移動終端裝置發送來的所述鏈路信息；以及路由步驟，該步驟中基于通過所述鏈路信息收發步驟收發的所述鏈路信息，求出到任意的移動終端裝置的路徑。
本發明也可以理解為構成為包括拓撲管理裝置和多個移動終端裝置的移動通信系統的發明。即，本發明的移動通信系統的特征在于，所述移動通信系統構成為包括拓撲管理裝置和多個上述的移動終端裝置，所述拓撲管理裝置具備鏈路信息接收單元，其接收構成為包含移動終端裝置的ID和與所述移動終端裝置相鄰的1個以上的移動終端裝置的ID的鏈路信息；以及列表提供單元，其基于所述鏈路信息，求出應該作為用于進行多個移動終端裝置之間的通信的中繼的移動終端裝置的ID列表，將該列表提供給該通信的起點的移動終端裝置。
上述的移動通信系統的發明能夠記載為以下的控制方法的發明。即，本發明的控制方法控制移動通信系統，該移動通信系統構成為包括拓撲管理裝置和多個移動終端裝置，其特征在于，所述控制方法具有成簇步驟，該步驟中各移動終端裝置與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存步驟，該步驟中各移動終端裝置保存在所述成簇步驟中識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息發送步驟，該步驟中各移動終端裝置當在所述保存步驟中保存的自身的狀態為簇頭時，將構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息發送到所述拓撲管理裝置；鏈路信息接收步驟，該步驟中所述拓撲管理裝置接收所述鏈路信息；以及列表提供步驟，該步驟中所述拓撲管理裝置基于所接收的所述鏈路信息，求出應該作為用于進行多個移動終端裝置之間的通信的中繼的移動終端裝置的ID列表，將該列表提供給該通信的起點的移動終端裝置。
在上述的移動通信系統的發明以及控制方法的發明中，僅簇頭將鏈路信息發送到拓撲管理裝置，拓撲管理裝置基于所接收的鏈路信息，求出應該作為用于進行多個移動終端裝置之間的通信的中繼的移動終端裝置的ID列表，將該列表提供給該通信的起點的移動終端裝置。由此，通信的起點的移動終端裝置能夠得到應該成為中繼的移動終端裝置的ID列表，所以能夠基于該列表進行路由。此時，不是所有的移動終端裝置，而是僅簇頭進行鏈路信息向拓撲管理裝置的發送，所以能夠得到如下的效果能夠削減路由所需要的鏈路信息(收發的鏈路信息)的量，能夠削減控制分組量而實現系統開銷少的路由。
根據本發明，無需所有的移動終端裝置發送鏈路信息，僅簇頭發送鏈路信息即可，所以能夠得到如下的效果能夠削減路由所需要的鏈路信息(所收發的鏈路信息)的量，能夠削減控制分組量而實現系統開銷少的路由。


圖1是第1實施方式的移動通信系統的網絡結構圖。
圖2是第1實施方式的移動終端裝置的功能方框結構圖。
圖3是第1實施方式的移動終端裝置的硬件結構圖。
圖4是表示相鄰終端表的一例的圖。
圖5是表示拓撲表的一例的圖。
圖6是表示路由表的一例的圖。
圖7是表示狀態保存表的一例的圖。
圖8是表示第1、第2實施方式中的簇構成時的移動通信系統整體的動作步驟的圖。
圖9是表示第1實施方式中的鏈路信息發送時的移動通信系統整體的動作步驟的圖。
圖10是表示第1實施方式中的通信分組發送時的移動通信系統整體的動作步驟的圖。
圖11是表示第1、第2實施方式中的簇構成時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖12是表示第1實施方式中的鏈路信息發送時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖13是表示第1實施方式中的鏈路信息轉發時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖14是表示第1實施方式中的通信分組發送時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖15是表示第1實施方式中的通信分組轉發時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖16是表示鏈路信息的結構例的圖。
圖17是第2實施方式的移動通信系統的網絡結構圖。
圖18是第2實施方式的移動終端裝置的功能方框結構圖。
圖19是第2實施方式的拓撲管理裝置的功能方框結構圖。
圖20是第2實施方式的移動終端裝置的硬件結構圖。
圖21是第2實施方式的拓撲管理裝置的硬件結構圖。
圖22是表示中繼終端ID列表的構成例的圖。
圖23是表示第2實施方式中的鏈路信息發送時的移動通信系統整體的動作步驟的圖。
圖24是表示第2實施方式中的通信分組發送時的移動通信系統整體的動作步驟的圖。
圖25是表示第2實施方式中的通信分組發送時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
圖26是表示第2實施方式中的通信分組轉發時的移動終端裝置的動作步驟的圖。
具體實施例方式
(第1實施方式)參照圖1至圖7說明本發明的第1實施方式的移動通信系統的結構。如圖1所示，本實施方式的移動通信系統10具備多個移動終端裝置MT#1至MT#9。移動終端裝置MT#1至MT#9全部具有相同的結構和相同的功能，成為簇頭(cluster head)、網關、以及成員3個狀態中的任意1個狀態。各移動終端裝置的狀態不是固定的，而根據與其他終端之間的相對的位置關系動態地變化。滿足以下的條件來動態地決定移動通信系統10的各移動終端裝置的狀態。
1.簇頭彼此不相鄰。
2.成員與簇頭相鄰，指定相鄰的簇頭中的1個。
3.簇頭之間僅通過1個網關相連接。
在圖1的例中，將MT#3以及MT#7設為簇頭，將MT#5設為網關，將MT#1、MT#2、MT#4、MT#6、MT#8、以及MT#9設為成員而構成。另外，在圖1中移動終端裝置的數量為9，但如果滿足與上述移動終端裝置的狀態相關的3個條件，則移動終端裝置的數量沒有限制。
在本實施方式中，簇頭發送與和自身的移動終端裝置(以下稱為“自身”)相鄰的終端之間的鏈路信息。并且，簇頭或網關接收到通過其他的簇頭發送來的鏈路信息時，轉發所接收的鏈路信息。由此，網絡中的所有終端可以知道路由所需要的鏈路信息。例如如圖16所示，此處所謂“鏈路信息”由(1)自身的ID、(2)與自身相鄰的1個以上的終端的ID構成，表示在具有(1)(2)的ID的終端之間存在鏈路。例如，在自身的ID為MT#5、相鄰終端的ID為MT#3和MT#7時，表示在MT#5和MT#3之間、MT#5和MT#7之間分別存在鏈路。
接下來，說明本實施方式的移動終端裝置MT#1至MT#9(以下統稱為“移動終端裝置20”)的結構。圖2表示本實施方式的移動終端裝置20的功能方框結構。移動終端裝置20具備Hello分組收發部21、鏈路信息收發部22、中繼判斷部23、數據收發部24、成簇(clustering)部25、路由部26、相鄰終端列表保存部27、狀態保存部28、拓撲信息保存部29、以及路由表保存部210。以下，依次說明各結構部。
相鄰終端列表保存部27保存如圖4那樣的相鄰終端表27A。在相鄰終端表27A中，包括相鄰終端ID、母終端ID、該相鄰終端的狀態、以及該相鄰終端是否構成樹等信息。
狀態保存部28保存如圖7那樣的狀態保存表28A。在狀態保存表28A中，包括移動終端裝置20的狀態、母終端ID的信息。
路由表保存部210保存如圖6那樣的路由表210A。在路由表210A中，包括自身以外的終端的ID、向該自身以外的終端發送通信分組時成為中繼的相鄰終端的ID(Next Hop，下一跳)。
拓撲信息保存部29保存圖5那樣的拓撲表29A。在拓撲表29A中，包括發送鏈路信息的簇頭的ID、與該簇頭相鄰的終端的ID。并且，拓撲信息保存部29構成為參照拓撲表29A，生成路由表210A，保存在路由表保存部210。從拓撲表29A求出路由表210A的方法有例如Dijstra法等。
Hello分組收發部21構成為定期地發送Hello分組或接收來自其他的終端的Hello分組。Hello分組收發部21將自身的ID、自身的狀態、以及為自身的母終端的ID放入Hello分組，定期地廣播發送。此處，所謂的“廣播”是不指定目的地終端，由可接收的所有終端接收所發送的發送分組的通信形式。終端的狀態存在簇頭(H)、網關(G)、成員(M)、以及無狀態(-)4種。并且，Hello分組收發部21接收其他的終端發送的Hello分組，將其他終端的ID、該其他終端的狀態、以及該其他終端的母終端的ID保存在相鄰終端列表保存部27內的相鄰終端表27A。通過這樣，各移動終端裝置20能夠把握與自身相鄰的終端的存在、該相鄰的終端的狀態、以及該相鄰的終端指定的母終端的ID。
鏈路信息收發部22構成為定期地洪泛鏈路信息，接收其他的終端發送的鏈路信息，或轉發從其他的終端接收到的鏈路信息。此處，所謂“洪泛”是指多個終端彼此相互轉發其他的終端發送的分組從而可以將分組發到所有的終端的通信形式。鏈路信息收發部22參照狀態保存部28內的狀態保存表28A，在自身的狀態為簇頭時，參照相鄰終端列表保存部27內的相鄰終端表27A，洪泛構成樹的鏈路信息。此處，所謂“樹”是指將所有的終端設為頂點，將簇頭和網關之間的鏈路、成員和成員指定為母終端的簇頭之間的鏈路設為邊的拓撲。此時，在成員與多個簇頭相鄰時，構成為僅與1個簇頭之間的鏈路成為樹的要素。例如，在圖1中，樹由終端MT#1～MT#9這9個終端、連接這些終端之間的鏈路MT#1-MT#3、MT#2-MT#3、MT#3-MT#4、MT#3-MT#5、MT#5-MT#7、MT#6-MT#7、MT#7-MT#8、以及MT#7-MT#9這8個鏈路構成。即，鏈路MT#2-MT#5、MT#4-MT#5、MT#5-MT#6、以及MT#5-MT#8這4個鏈路盡管實際存在，但不包括在樹中。使用圖4的相鄰終端表27A來管理鏈路是否包括在樹中。在相鄰終端表27A中，樹的構成條目為“Y”時，該鏈路包括在樹中，另一方面，樹的構成條目為“N”時，該鏈路不包括在樹中。并且，鏈路信息收發部22當接收到來自其他的終端的鏈路信息時，將鏈路信息保存在拓撲信息保存部29內的拓撲表29A中。并且，鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否轉發所接收的鏈路信息。在從中繼判斷部23有中繼指示時，鏈路信息收發部22轉發所接收的鏈路信息。
中繼判斷部23構成為當從鏈路信息收發部22有是否轉發鏈路信息的詢問時，參照狀態保存部28內的狀態保存表28A，在自身的狀態為簇頭或網關時向鏈路信息收發部22輸出轉發指示。但是，即使自身的狀態為簇頭或網關的情況下，當鏈路信息與過去所接收的鏈路信息相同時，也不輸出轉發指示。
數據收發部24構成為以單播方式發送、接收、或轉發在終端之間進行的數據通信和語音通話等通信分組。此處，所謂的“單播”是指定通信對方終端而僅向所指定的通信對方終端發送分組的通信形式。數據收發部24在發送通信分組時，向路由部26詢問作為用于將通信分組發送到目的地終端的中繼終端的相鄰終端的ID，將通信分組發送到該ID的終端。數據收發部24從其他的終端接收到通信分組時，向路由部26詢問轉發所接收的通信分組的相鄰終端的ID。在從路由部26有ID的回答時，將通信分組轉發到該ID的終端。
成簇部25構成為參照相鄰終端列表保存部27內的相鄰終端表27A，決定自身的狀態和構成樹的終端，將自身的狀態保存到狀態保存部28內的狀態保存表28A，將構成樹的終端保存到相鄰終端列表保存部27內的相鄰終端表27A。在移動終端裝置20新參加到網絡時，如果在保存于相鄰終端表27A中的終端中存在一個或多個簇頭時，成簇部25將該簇頭中的一個作為構成樹的終端保存到相鄰終端表27A中，作為母終端保存到狀態保存表28A中，將自身的狀態決定為成員，作為成員保存到狀態保存表28A中。并且，如果在保存于相鄰終端表27A中的終端中不存在簇頭而存在一個或多個網關時，成簇部25將該網關中的一個作為構成樹的終端保存到相鄰終端表27A中，作為母終端保存到狀態保存表28A中，將自身的狀態決定為簇頭，作為簇頭保存到狀態保存表28A中。進而，當保存在相鄰終端表27A中的終端中僅存在成員時，成簇部25將該成員的一個作為構成樹的終端保存到相鄰終端表27A，作為母終端保存到狀態保存表28A，將自身的狀態決定為簇頭，作為簇頭保存到狀態保存表28A中。而且，在自身的狀態為成員(M)時、且在保存于相鄰終端表27A中的終端中存在狀態為簇頭(H)并且將自身指定為母終端的終端時，成簇部25將自身的狀態變更為網關，作為網關保存到狀態保存表28A中。并且，成簇部25將被自身指定為母終端的終端的ID被刪除作為契機而將自身的狀態初始化。進而，成簇部25參照狀態保存表28A，將被自身指定為母終端的終端的狀態被初始化作為契機，將自身的狀態初始化。通過如上所述的成簇部25的動作，形成了具有如下的特征的拓撲(簇)(1)簇頭彼此不相鄰，(2)成員與簇頭相鄰，(3)簇頭之間僅通過1個網關連接。
在本實施方式中，成簇部25的動作是用于構成簇的一例，也可以通過其他的動作來構成簇。
路由部26構成為接收數據收發部24的請求，參照路由表保存部210內的路由表210A，從而將對通信分組進行中繼的相鄰終端的ID通知到數據收發部24。路由部26將通信分組的目的地終端的NextHop的ID通知到數據收發部24。
另外，圖2的Hello分組收發部21以及成簇部25對應于本發明的成簇單元，相鄰終端列表保存部27以及狀態保存部28對應于本發明的保存單元。并且，鏈路信息收發部22以及中繼判斷部23對應于本發明的鏈路信息收發單元，路由部26、拓撲信息保存部29、以及路由表保存部210對應于本發明的路由單元。
接下來，使用圖3來說明本實施方式的移動終端裝置20的硬件結構。移動終端裝置20構成為包括CPU 31、存儲器32、以及網絡接口33。通過CPU 31、以及網絡接口33來實現圖2的Hello分組收發部21。通過CPU 31以及網絡接口33來實現鏈路信息收發部22。通過CPU 31來實現中繼判斷部23。通過CPU 31以及網絡接口33來實現數據收發部24。通過CPU 31來實現成簇部25。通過CPU 31來實現路由部26。通過存儲器32來實現相鄰終端列表保存部27。通過存儲器32來實現狀態保存部28。通過CPU 31以及存儲器32來實現拓撲信息保存部29。通過存儲器32來實現路由表保存部210。
接下來，使用圖8至圖15來說明本實施方式的移動終端裝置的動作。以下，作為移動終端裝置的動作，依次說明如下3個動作(1)簇構成時的動作，(2)鏈路信息發送時的動作，(3)通信分組發送時的動作。
首先，使用圖11來說明(1)簇構成時的移動終端裝置的動作。當移動終端裝置20參加到移動通信系統10中時，定期地發送Hello分組，所以接收來自其他的終端的Hello分組。當移動終端裝置20接收到來自其他終端的Hello分組時(S111)，開始圖11的處理，首先，根據所接收的Hello分組來更新相鄰終端表27A(S112)。此時，在Hello分組中包括發送Hello分組的終端的ID以及狀態、和成為母終端的終端的ID，分別追加到相鄰終端表27A的相鄰終端ID以及狀態、和母終端ID條目中。當在相鄰終端ID條目中存在相同的ID時，僅更新該終端的狀態以及母終端ID條目。并且，當在一定時間內沒有從已一度寫入到相鄰終端表27A的相鄰終端ID條目中的終端接收到Hello分組時，從相鄰終端表27A刪除該終端的條目。此時，參照狀態保存表28A，當從相鄰終端表27A刪除了指定為母終端的終端時，自身的狀態不管是簇頭、網關、或是成員，都設為“無”，將自身的狀態“無(-)”以及母終端ID“無(-)”保存到狀態保存表28A。并且，在相鄰終端表27A中，在指定為母終端的終端的狀態變更為“無(-)”時，自身的狀態不管是簇頭、網關、或是成員，都設為“無”，將自身的狀態“無(-)”以及母終端ID“無(-)”保存到狀態保存表28A。通過像這樣更新(初始化)狀態保存表28A，在由于移動等使拓撲變化時，能夠再次決定自身的狀態，能夠新構成簇。
而且，移動終端裝置20參照狀態保存表28A來判定自身的狀態(S1112)。自身的狀態為簇頭(H)或網關(G)時，參照相鄰終端表27A，將指定自身為母終端的終端指定為構成樹的終端，將相鄰終端表27A的該終端的“樹的構成”欄變更為“Y”(S1115)。在自身的狀態為成員(M)時，參照相鄰終端表27A，確認在相鄰終端中是否存在狀態為簇頭(H)且指定自身為母終端的(母終端ID條目為自身的ID)的終端(S1113)。在不存在所述終端時，結束處理。在存在所述終端時，自身成為簇頭(S1114)。此時，成簇部25將自身的狀態“簇頭(H)”保存到狀態保存表28A。
在自身的狀態為“無”時，移動終端裝置20為了決定自身的狀態，參照相鄰終端表27A，判斷在相鄰終端表27A中是否存在條目(S113)。此處，當在相鄰終端表27A中不存在條目時，則除自身以外不存在移動終端裝置，所以自身成為簇頭(S114)。此時，成簇部25將自身的狀態“簇頭(H)”保存到狀態保存表28A。
另一方面，在S113中相鄰終端表27A中存在條目時，確認在該條目內的相鄰終端中是否存在簇頭(S115)。此處，當存在簇頭時，自身成為成員(S116)，將所存在的簇頭中的1個終端指定為構成樹的終端(S117)。選擇簇頭中的1個的方法可以是選擇ID為最小的終端，也可以是選擇ID為最大的終端，也可以隨機選擇，也可以是選擇通信最穩定的終端。此時，成簇部25將自身的狀態“成員(M)”以及作為母終端ID的上述1個終端的ID保存到狀態保存表28A，并且將相鄰終端表27A中的與上述1個終端相關的“樹的構成”欄設定為“Y”。
另一方面，在S115中在相鄰終端表27A中不存在簇頭時，確認在上述條目內的相鄰終端中是否存在網關(S118)。此處，當存在網關時，自身成為簇頭(S119)，將所存在的網關中的1個指定為構成樹的終端(S1110)。選擇網關中的1個的方法可以是選擇ID最小的終端，也可以是選擇ID最大的終端，也可以隨機選擇，也可以是選擇通信最穩定的終端。此時，成簇部25將自身的狀態“簇頭(H)”、以及作為母終端ID的上述網關中的1個終端的ID保存到狀態保存表28A，并且將相鄰終端表27A中的與上述網關中的1個相關的“樹的構成”欄設定為“Y”。
另一方面，在S118中在相鄰終端表27A中不存在網關時，自身成為簇頭(S1111)，將所存在的成員中的1個指定為構成樹的終端。選擇成員中的1個的方法可以是選擇ID最小的終端，也可以是選擇ID最大的終端，也可以隨機選擇，也可以是選擇通信最穩定的終端。此時，成簇部25將自身的狀態“簇頭(H)”、以及作為母終端ID的上述1個成員中的1個終端的ID保存到相鄰終端表27A，將狀態保存表28A中的與上述所指定的成員相關的“樹的構成”欄設定為“Y”。
接下來，使用圖8說明簇構成時的移動通信系統整體的動作步驟。此處，將以MT#3、MT#1、MT#2、MT#4、MT#5、MT#7、MT#6、MT#8、以及MT#9的順序參加到網絡中的情況作為例子進行說明。
首先，MT#3參加到網絡中。MT#3定期地發送Hello分組，但因為此時間點沒有其他的終端，所以相鄰終端表27A中不存在條目。因此，MT#3的成簇部25將自身為簇頭(H)、母終端ID為無(-)保存到狀態保存表28A(S81)。
接下來，MT#1參加到網絡中。MT#1與MT#3之間交換Hello分組(S82)，MT#3登記到MT#1內的相鄰終端表27A中。此時，因為MT#3為簇頭，所以MT#1的成簇部25將自身的狀態成員(M)、作為母終端ID的MT#3保存到MT#1內的狀態保存表28A，將相鄰終端表27A內的與MT#3相關的樹的構成條目設定為“Y”(S83)。另一方面，MT#1登記到MT#3內的相鄰終端表27A中，MT#3的成簇部25將相鄰終端表27A內的與MT#1相關的樹的構成條目設定為“Y”。由此，在該時間點，構成MT#3為簇頭且MT#1為成員的簇。
接下來，MT#2參加到網絡中。MT#2與MT#3之間交換Hello分組(S84)，MT#3登記到MT#2內的相鄰終端表27A中。此時，因為MT#3為簇頭，所以MT#2的成簇部25將自身的狀態成員(M)、作為母終端ID的MT#3保存到MT#2內的狀態保存表28A中，將相鄰終端表27A內的與MT#3相關的樹的構成條目設定為“Y”(S85)。另一方面，MT#2登記到MT#3內的相鄰終端表27A中，MT#3的成簇部25將相鄰終端表27A內的與MT#2相關的樹的構成條目設定為“Y”。由此，在該時間點，構成MT#3為簇頭且MT#1、MT#2為成員的簇。
接下來，MT#4參加到網絡中，通過與上述相同的處理，構成MT#3為簇頭且MT#1、MT#2、以及MT#4為成員的簇(S86～S87)。
接下來，MT#5參加到網絡中。因為MT#5與MT#2、MT#3、以及MT#4相鄰，所以與MT#2、MT#3、以及MT#4各終端之間交換Hello分組(S88)。由此，MT#2、MT#3、以及MT#4登記在MT#5內的相鄰終端表27A中。在該時間點，因為MT#3為簇頭，所以MT#5成為成員(S89)，構成MT#3為簇頭且MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5為成員的簇。
接下來，MT#7參加到網絡中。MT#7與相鄰的MT#5之間交換Hello分組(S810)，MT#5登記到MT#7內的相鄰終端表27A中。在此時間點，因為MT#5為成員，所以MT#7的成簇部25將自身的狀態“簇頭(H)”、作為母終端ID的MT#5保存到MT#7內的狀態保存表28A中，將相鄰終端表27A內的與MT#5相關的樹的條目設定為“Y”，將與MT#5相關的狀態設定為“網關(G)”(S811)。另一方面，MT#7登記到MT#5內的相鄰終端表27A中，MT#5的成簇部25將MT#5內的相鄰終端表27A內的與MT#7相關的樹的構成條目設定為“Y”，將狀態保存表28A內的自身的狀態條目設定為“網關(G)”。由此，MT#5的狀態從成員變為網關(S812)。在該時間點，構成MT#3、MT#7為簇頭，MT#5為網關，MT#1、MT#2、以及MT#4為成員的簇。
之后，MT#6、MT#8、以及MT#9依次參加到網絡中，通過進行相同的處理，最終構成MT#3、MT#7為簇頭，MT#5為網關，MT#1、MT#2、MT#4、MT#6、MT#8、以及MT#9為成員的簇(S813～S818)。
接下來，說明(2)鏈路信息發送時的動作(鏈路信息的發送方法)。另外，鏈路信息的發送的特征在于利用上述簇的結構。具體而言，簇頭發送與相鄰的終端之間的鏈路信息，僅簇頭和網關來轉發上述鏈路信息，從而實現將路由所需要的路徑信息發送到所有終端。
最初，使用圖12來說明鏈路信息發送時的移動終端裝置20的動作。首先，移動終端裝置20通過參照狀態保存表28A，確認自身是否為簇頭(S121)。因為僅由簇頭發送鏈路信息，所以在S121中自身不是簇頭時，結束處理。另一方面，在S121中自身為簇頭時，生成鏈路信息(S122)，發送所生成的鏈路信息(S123)，結束處理。
另外，在S122的鏈路信息生成時，也可以參照相鄰終端表27A，將相鄰的所有終端列表化而生成鏈路信息，也可以僅將相鄰的終端中的樹的構成條目為“Y”的終端列表化而生成鏈路信息。其中，在僅將樹的構成條目為“Y”的終端列表化而生成鏈路信息時，因為不需要將相鄰的所有終端列表化，所以能夠得到能夠進一步削減鏈路信息的數據量的更佳的效果。
接下來，使用圖13來說明轉發鏈路信息時的移動終端裝置20的動作。移動終端裝置20當接收到來自其他終端的鏈路信息時(S131)，開始圖13的處理，將上述所接收的鏈路信息保存到拓撲表29A(S132)。而且，移動終端裝置20判斷上述所接收的鏈路信息是否為以前接收過的鏈路信息(S133)。此處，在上述所接收的鏈路信息為以前接收過的鏈路信息時，不轉發鏈路信息而結束處理。另一方面，在S133中上述所接收的鏈路信息不是以前接收過的鏈路信息時，通過參照狀態保存表28A，確認自身是否為簇頭或網關(S134)。自身為簇頭或網關時，轉發上述所接收的鏈路信息(S135)。另一方面，在S134中自身既不是簇頭也不是網關而是成員時，不轉發鏈路信息而結束處理。如上所述，移動終端裝置20僅當自身為簇頭或網關時，轉發上述所接收的鏈路信息。
接下來，使用圖9來說明鏈路信息發送時的移動通信系統整體的動作步驟。
作為簇頭的MT#3的鏈路信息收發部22定期地發送鏈路信息。MT#3的鏈路信息收發部22首先參照MT#3內的相鄰終端表27A，將樹的構成條目為“Y”的相鄰終端ID列進列表。此時，在列表中列出MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5。接下來，將在上述列表中添加了自身的ID(MT#3)的列表作為鏈路信息以廣播的方式發送(S91)。
通過與MT#3相鄰的MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5接收所發送的鏈路信息。
此處，作為成員的MT#1、MT#2、以及MT#4的鏈路信息收發部22將鏈路信息保存到本終端內的拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為成員的MT#1、MT#2、以及MT#4的鏈路信息收發部22向本終端內的中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，因為狀態保存表28A的條目為“成員(M)”，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22不輸出中繼指示。由此，作為成員的MT#1、MT#2、以及MT#4不進行鏈路信息的轉發。
另一方面，接收到鏈路信息的作為網關的MT#5的鏈路信息收發部22將鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為網關的MT#5的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，因為狀態保存表28A的條目為“網關(G)”，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22輸出中繼指示。收到中繼指示的鏈路信息收發部22以廣播方式轉發所接收的鏈路信息(S92)。
與進行了轉發的MT#5相鄰的終端(MT#2、MT#3、MT#4、MT#6、MT#7、以及MT#8)接收被轉發的鏈路信息。
相鄰的終端中作為成員的MT#2、MT#4、MT#6、以及MT#8的鏈路信息收發部22將鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為成員的MT#2、MT#4、MT#6、以及MT#8的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，因為狀態保存表28A的條目為“成員(M)”，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22不輸出中繼指示。由此，作為成員的MT#2、MT#4、MT#6、以及MT#8不進行鏈路信息的轉發。
并且，接收到鏈路信息的作為簇頭的MT#3的鏈路信息收發部22將該鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為簇頭的MT#3的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，雖然狀態保存表28A的條目為“簇頭(H)”，但因為上述所接收的鏈路信息為與已一度發送的鏈路信息相同的鏈路信息，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22不輸出中繼指示。由此，作為簇頭的MT#3不進行鏈路信息的轉發。
并且，接收到鏈路信息的作為簇頭的MT#7的鏈路信息收發部22也將該鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為簇頭的MT#7的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，由于狀態保存表28A的條目為“簇頭(H)”、并且上述所接收的鏈路信息為一次也未發送的鏈路信息，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22輸出中繼指示。收到中繼指示的鏈路信息收發部22以廣播方式轉發上述所接收的鏈路信息(S93)。
與進行了轉發的MT#7相鄰的終端(MT#5、MT#6、MT#8、以及MT#9)接收被轉發的鏈路信息。
相鄰的終端中作為成員的MT#6、MT#8、以及MT#9的鏈路信息收發部22將鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為成員的MT#6、MT#8、以及MT#9的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，因為狀態保存表28A的條目為“成員(M)”，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22不輸出中繼指示。由此，不進行鏈路信息的轉發。
另一方面，接收到鏈路信息的作為網關的MT#5的鏈路信息收發部22將鏈路信息保存到拓撲表29A。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲表29A。進而，作為網關的MT#5的鏈路信息收發部22向中繼判斷部23詢問是否對所接收的鏈路信息進行中繼。收到詢問的中繼判斷部23參照狀態保存表28A。此時，雖然狀態保存表28A的條目為“網關(G)”，但因為上述所接收的鏈路信息為與已一度發送的鏈路信息相同的鏈路信息，所以中繼判斷部23對鏈路信息收發部22不輸出中繼指示。由此，不進行鏈路信息的轉發。
通過如上所述的動作，簇頭MT#3發送的鏈路信息被轉發到網絡上的所有終端MT#1～MT#9。
并且，通過與上述相同的動作，簇頭MT#7發送的鏈路信息也被轉發到網絡上的所有終端MT#1～MT#9(S94～S96)。
這樣，各終端通過接收MT#3發送的鏈路信息和MT#7發送的鏈路信息，從而基于這些鏈路信息來生成路由表210A，基于所生成的路由表210A能夠進行路由。
接下來，說明(3)通信分組(用于數據通信和語音通話等的分組)的發送時的動作。
首先，使用圖14來說明通信分組發送時的移動終端裝置的動作。發送通信分組時，移動終端裝置20參照路由表210A，確認為了向目的地終端發送通信分組而應該進行中繼的相鄰終端的ID(S142)。接下來，移動終端裝置20對通過確認而得到的相鄰終端(應該進行中繼的相鄰終端)發送通信分組(S143)。
接下來，使用圖15來說明轉發通信分組時的移動終端裝置的動作。當移動終端裝置20接收到通信分組時(S151)，開始圖15的處理，確認上述所接收的通信分組的目的地是否為自身(S152)。此處，當所接收的通信分組的目的地為自身時，因為不需要進行該通信分組的轉發，所以結束處理。另一方面，在S152中上述所接收的通信分組的目的地不是自身時，參照路由表210A來確認接下來應該進行中繼的相鄰終端的ID(S153)。接下來，移動終端裝置20對通過確認得到的相鄰終端(接下來應該進行中繼的相鄰終端)轉發通信分組(S154)。
接下來，使用圖10來說明通信分組發送時的移動通信系統整體的動作步驟。在圖10中，表示出將通信分組從MT#1發送到MT#9的步驟。
發送通信分組的MT#1的數據收發部24向路由部26詢問為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端。收到詢問的路由部26參照路由表210A內的NextHop條目，得到為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端MT#3，將應該進行中繼的終端信息(MT#3)通知到數據收發部24。收到通知的數據收發部24將通信分組轉發到作為應該進行中繼的終端的MT#3(S101)。
接下來，接收到通信分組的MT#3的數據收發部24向路由部26詢問為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端。收到詢問的路由部26參照路由表210A內的NextHop條目，得到為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端MT#5，將應該進行中繼的終端信息(MT#5)通知到數據收發部24。收到通知的數據收發部24將通信分組轉發到作為應該進行中繼的終端的MT#5(S102)。
接下來，接收到通信分組的MT#5的數據收發部24向路由部26詢問為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端。收到詢問的路由部26參照路由表210A內的NextHop條目，得到為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端MT#7，將應該進行中繼的終端信息(MT#7)通知到數據收發部24。收到通知的數據收發部24將通信分組轉發到作為應該進行中繼的終端的MT#7(S103)。
接下來，接收到通信分組的MT#7的數據收發部24向路由部26詢問為了將通信分組發送到目的地終端MT#9而應該進行中繼的終端。收到詢問的路由部26參照路由表210A內的NextHop條目，通知數據收發部24可以直接發送到目的地終端MT#9。收到通知的數據收發部24將通信分組直接轉發到MT#9(S104)。
通過以上的動作，通信分組從MT#1發送到MT#9。
接下來，說明第1實施方式的效果。根據第1實施方式的移動終端裝置，僅由簇頭將相鄰終端之間的鏈路信息發送到網絡上的所有終端，所有的終端能夠計算出與任意的終端之間的路徑。并且，根據本實施方式的移動終端裝置，僅由簇頭和網關來轉發鏈路信息，能夠將鏈路信息發送到網絡上的所有的終端。通過上述的2個效果，能夠實現系統開銷少的路由。
(第2實施方式)參照圖17至圖22來說明本發明的第2實施方式的移動通信系統的結構。如圖17所示，本實施方式的移動通信系統11構成為包括多個移動終端裝置MT#1至MT#9、和配置在像蜂窩網絡那樣的基礎網絡上的拓撲管理裝置TS。移動終端裝置MT#1至MT#9全部具有相同的結構和相同的功能，成為簇頭、網關、以及成員這3個狀態中的任意1個狀態。各移動終端裝置的狀態不是固定的，而根據與其他終端之間的相對的位置關系動態地變化。滿足以下的條件來動態地決定移動通信系統10的各移動終端裝置的狀態。
1.簇頭彼此不相鄰。
2.成員與簇頭相鄰，指定相鄰的簇頭中的1個。
3.簇頭之間僅通過1個網關相連接。
在圖17的例子中，將MT#3以及MT#7設為簇頭，將MT#5設為網關，將MT#1、MT#2、MT#4、MT#6、MT#8、以及MT#9設為成員而構成。
另外，在圖17中移動終端裝置的數量為9，但如果滿足與上述移動終端裝置的狀態相關的3個條件，則移動終端裝置的數量沒有限制。
在本實施方式中，簇頭將與和自身相鄰的終端之間的鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS。由此，拓撲管理裝置TS能夠得到路由所需要的鏈路信息，能夠計算出任意的終端之間的路徑。此處，“鏈路信息”所意味的內容與第1實施方式的鏈路信息相同。
接下來，說明本實施方式的移動終端裝置MT#1至MT#9(在第2實施方式中統稱為“移動終端裝置180”)的結構。圖18表示本實施方式的移動終端裝置180的功能方框結構。移動終端裝置180具備Hello分組收發部181、鏈路信息收發部182、數據收發部183、成簇部184、路由部185、相鄰終端列表保存部186、以及狀態保存部187。以下，依次說明各結構部。
Hello分組收發部181、成簇部184、相鄰終端列表保存部186、以及狀態保存部187與第1實施方式相同。
鏈路信息收發部182構成為將鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS。鏈路信息收發部182參照狀態保存部187，在自身的狀態為簇頭時，參照相鄰終端列表保存部186，將構成樹的鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS。此處，“樹”所意味的內容與第1實施方式相同。
數據收發部183構成為以單播方式發送、接收、或轉發在終端之間的數據通信和語音通話等中發送的分組(通信分組)。數據收發部183在發送通信分組時，向路由部185詢問作為用于將通信分組發送到目的地終端的中繼終端的相鄰終端的ID列表，對該相鄰終端的ID列表中的最開頭的ID的終端，發送通信分組以及該ID的列表。此處，ID的列表例如如圖22那樣構成，以中繼順序表示出從發送終端到目的地終端為止的對通信分組進行中繼的終端。數據收發部183從其他的終端接收到通信分組時，如果目的地不是自身則參照所接收的ID列表，將通信分組以及該ID列表轉發到記載在自身的ID的下一個的ID的終端。此時，當自身的ID記載在列表的最后時，將通信分組發送到目的地終端。例如，接收到圖22的ID列表，如果自身的ID為MT#5，則轉發到記載在MT#5的下一個的ID(MT#7)的終端。
路由部185構成為接收數據收發部183的請求，通過向拓撲管理裝置TS進行詢問，將對通信分組進行中繼的中繼終端的ID列表通知到數據收發部183。
接下來，使用圖20來說明第2實施方式的移動終端裝置180的硬件結構。移動終端裝置180構成為包括CPU 201、存儲器202、以及網絡接口203。通過CPU 201、以及網絡接口203來實現圖18的Hello分組收發部181。通過CPU 201以及網絡接口203來實現鏈路信息收發部182。通過CPU 201以及網絡接口203來實現數據收發部183。通過CPU 201來實現成簇部184。通過CPU 201以及網絡接口203來實現路由部185。通過存儲器202來實現相鄰終端列表保存部186。通過存儲器202來實現狀態保存部187。
接下來，使用圖19來說明本實施方式的拓撲管理裝置TS的結構。拓撲管理裝置TS構成為包括鏈路信息接收部191、路由部192、以及拓撲信息保存部193。另外，鏈路信息接收部191對應于本發明的鏈路信息接收單元，路由部192以及拓撲信息保存部193對應于本發明的列表提供單元。
鏈路信息接收部191構成為接收來自移動終端裝置180的鏈路信息而保存到拓撲信息保存部193。拓撲信息保存部193保存圖5那樣的拓撲表29A。在拓撲表29A中，包括發送了鏈路信息的簇頭的ID、與該簇頭相鄰的終端的ID。
路由部192構成為接收來自移動終端裝置180的請求，參照拓撲信息保存部193，計算出中繼終端的ID列表，發送到移動終端裝置180。例如通過Dijkstra法來進行ID列表的計算。
接下來，使用圖21來說明拓撲管理裝置TS的硬件結構。拓撲管理裝置TS構成為包括CPU 211、存儲器212、以及網絡接口213。通過CPU211、以及網絡接口213來實現圖19的鏈路信息接收部191。通過CPU 211以及網絡接口213來實現路由部192，通過存儲器212來實現拓撲信息保存部193。
接下來，使用圖23至圖26來說明本實施方式的移動終端裝置180以及拓撲管理裝置TS的動作。另外，(1)簇構成時的動作、(2)鏈路信息發送時的動作、以及(3)通信分組發送時的動作中，(1)簇構成時的移動終端裝置的動作與第1實施方式相同，所以省略說明。并且，(2)鏈路信息發送時的移動終端裝置180的動作在如下方面與第1實施方式不同取代對鏈路信息進行廣播，而將鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS，以及不進行鏈路信息的轉發。
首先，使用圖23來說明(2)鏈路信息發送時的移動通信系統11整體的動作。作為簇頭的MT#3的鏈路信息收發部182定期地將鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS。MT#3的鏈路信息收發部22首先參照相鄰終端表27A，對樹的構成條目為“Y”的相鄰終端ID進行列表。此時，在該列表中列出MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5。接下來，將在該列表中添加了自身的ID(MT#3)的列表作為鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS(圖23的S231)。接收到鏈路信息的拓撲管理裝置TS的鏈路信息接收部191將所接收的鏈路信息保存到拓撲信息保存部193。此時，簇頭的ID(MT#3)、以及與該簇頭相鄰的終端的ID(MT#1、MT#2、MT#4、以及MT#5)保存到拓撲信息保存部193。同樣，作為簇頭的MT#7也將鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS(S232)，拓撲管理裝置TS的鏈路信息接收部191將所接收的鏈路信息保存到拓撲信息保存部193。
接下來，使用圖25來說明(3)通信分組(數據通信和語音通話等的分組)的發送時的移動終端裝置180的動作。移動終端裝置180首先向拓撲管理裝置TS詢問中繼終端的ID列表(S251)。而且，將通信分組以及ID列表發送到記載在針對詢問從拓撲管理裝置TS得到的ID列表的最開頭的ID的終端(S252)。
接下來，使用圖26來說明(3)通信分組的轉發時的移動終端裝置180的動作。移動終端裝置180當從其他的終端接收到通信分組時(S261)，開始圖26的處理，首先，確認所接收的通信分組的目的地終端是否為自身(S262)。此處，在目的地終端為自身時，因為不需要進行所接收的通信分組的轉發，所以不轉發該通信分組而結束處理。另一方面，在S262中目的地終端不是自身時，確認自身的ID是否在列表的最后(S263)。此處，在自身的ID在列表的最后時，因為目的地終端是相鄰的終端，所以對目的地終端轉發通信分組以及ID列表(S265)。另一方面，在S263中自身的ID不在列表的最后時，參照ID列表而將通信分組以及自身的ID轉發到存在于自身的ID的下一個的ID的終端(S264)。
接下來，使用圖24來說明(3)通信分組的轉發時的移動通信系統11整體的動作。圖24表示將通信分組從MT#1發送到MT#9的步驟。發送通信分組的MT#1的數據收發部183向路由部185詢問用于將通信分組發送到目的地終端的中繼終端的ID列表，該路由部185向拓撲管理裝置TS詢問中繼終端的ID列表(S241)。收到詢問的拓撲管理裝置TS的路由部192參照拓撲信息保存部193而生成中繼終端的ID列表，將該中繼終端的ID列表回復到MT#1的路由部185(S242)。由此，MT#1的路由部185得到該中繼終端的ID列表。
而且，MT#1的路由部185將中繼終端的ID列表通知到數據收發部183。收到通知的數據收發部183將通信分組以及ID列表發送到在該中繼終端的ID列表中記載于最開頭的MT#3(S243)。而且，接收到通信分組以及ID列表的MT#3的數據收發部183參照該ID列表，將通信分組以及ID列表轉發到在該ID列表中記載于自身的下一個的MT#5(S244)。
接下來，接收到通信分組以及ID列表的MT#5的數據收發部183參照該ID列表，將通信分組以及ID列表轉發到在該ID列表中記載于自身的下一個的MT#7(S245)。進而，接收到通信分組以及ID列表的MT#7的數據收發部183參照該ID列表，判斷為自身的ID(MT#7)在列表的最后。即，目的地終端(MT#9)因為與自身相鄰，所以MT#7的數據收發部183將通信分組以及ID列表轉發到目的地終端(MT#9)(S246)。這樣，通信分組以及ID列表被發送到了目的地終端MT#9。
最后，說明第2實施方式的效果。根據本實施方式的移動終端裝置180以及拓撲管理裝置TS，僅簇頭將相鄰終端之間的鏈路信息發送到拓撲管理裝置TS，拓撲管理裝置TS能夠計算出任意終端之間的路徑。根據上述效果，能夠實現系統開銷少的路由。
權利要求
1.一種移動終端裝置，該移動終端裝置存在于由多個移動終端裝置形成自組織網絡的環境中，其特征在于，該移動終端裝置具備成簇單元，其通過與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存單元，其保存通過所述成簇單元識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息收發單元，其在由所述保存單元保存的自身的狀態為簇頭時，發送構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息，并且無論所述保存的自身的狀態是什么狀態，都接收從其他移動終端裝置發送來的所述鏈路信息；以及路由單元，其基于通過所述鏈路信息收發單元收發的所述鏈路信息，求出到任意的移動終端裝置的路徑。
2.根據權利要求1所述的移動終端裝置，其特征在于，所述成簇單元將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員，以便構成具有如下特征的簇簇頭彼此不相鄰；成員與簇頭相鄰且指定僅屬于一個簇頭；簇頭之間僅通過1個網關連接。
3.根據權利要求2所述的移動終端裝置，其特征在于，所述成簇單元收發包含自身的ID、自身的狀態、以及被自身指定為母終端的移動終端裝置的ID信息的控制信息；所述成簇單元將所接收的控制信息保存到所述保存單元中；當在所保存的控制信息中存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID時，所述成簇單元將自身的狀態決定為成員；當在所保存的控制信息中不存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID、而存在狀態為網關的移動終端裝置的ID時，所述成簇單元將自身的狀態決定為簇頭；當在所保存的控制信息中不存在狀態為簇頭的移動終端裝置的ID，也不存在狀態為網關的移動終端裝置的ID時，所述成簇單元將自身的狀態決定為簇頭；當自身的狀態為成員、并且在所保存的控制信息中存在狀態為簇頭且將自身指定為母終端的移動終端裝置的ID時，將自身的狀態變更為網關。
4.根據權利要求2所述的移動終端裝置，其特征在于，所述成簇單元將從所述保存的控制信息刪除被自身指定為母終端的移動終端裝置的ID作為契機，將自身的狀態初始化，所述成簇單元參照所述保存的控制信息，將被自身指定為母終端的移動終端裝置的狀態被初始化作為契機，將自身的狀態初始化。
5.根據權利要求1所述的移動終端裝置，其特征在于，所述鏈路信息收發單元發送構成為包含與自身相鄰的網關的ID、將自身指定為母終端的成員的ID、以及自身的ID的鏈路信息，作為發送的鏈路信息。
6.根據權利要求1所述的移動終端裝置，其特征在于，所述鏈路信息收發單元在由所述保存單元保存的自身的狀態是簇頭或網關時，轉發從其他移動終端裝置接收的所述鏈路信息。
7.一種控制方法，所述控制方法由移動終端裝置執行，該移動終端裝置存在于由多個移動終端裝置形成自組織網絡的環境中，其特征在于，該控制方法具有成簇步驟，該步驟中，與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存步驟，該步驟中保存在所述成簇步驟中識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息收發步驟，該步驟中當在所述保存步驟中保存的自身的狀態為簇頭時，發送構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息，并且無論所述保存的自身的狀態是什么狀態，都接收從其他移動終端裝置發送來的所述鏈路信息；以及路由步驟，該步驟中基于通過所述鏈路信息收發步驟收發的所述鏈路信息，求出到任意的移動終端裝置的路徑。
8.一種移動通信系統，其特征在于，所述移動通信系統構成為包括拓撲管理裝置和多個如權利要求1所述的移動終端裝置，所述拓撲管理裝置具備鏈路信息接收單元，其接收構成為包含移動終端裝置的ID和與所述移動終端裝置相鄰的1個以上的移動終端裝置的ID的鏈路信息；以及列表提供單元，其基于所述鏈路信息，求出應該作為用于進行多個移動終端裝置之間的通信的中繼的移動終端裝置的ID列表，將該列表提供給該通信的起點的移動終端裝置。
9.一種控制方法，所述控制方法是構成為包括拓撲管理裝置和多個移動終端裝置的移動通信系統中的控制方法，其特征在于，所述控制方法具有成簇步驟，該步驟中各移動終端裝置與其他移動終端裝置之間收發包含該移動終端裝置自身的ID以及狀態的分組，從而識別與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于該相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存步驟，該步驟中各移動終端裝置保存在所述成簇步驟中識別出的所述相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息發送步驟，該步驟中各移動終端裝置在通過所述保存步驟保存的自身的狀態為簇頭時，將構成為包含所保存的1個以上的所述相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息發送到所述拓撲管理裝置；鏈路信息接收步驟，該步驟中所述拓撲管理裝置接收所述鏈路信息；以及列表提供步驟，該步驟中所述拓撲管理裝置基于所接收的所述鏈路信息，求出應該作為用于進行多個移動終端裝置之間的通信的中繼的移動終端裝置的ID列表，將該列表提供給該通信的起點的移動終端裝置。
全文摘要
本發明提供移動終端裝置、控制方法以及移動通信系統。在形成自組織網絡的移動終端裝置中設有成簇單元(21、25)，其通過與其他的移動終端裝置交換Hello分組(包含自身的ID以及狀態)，識別出與自身相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態，基于相鄰的移動終端裝置的狀態以及自身的狀態，將自身的狀態設定為簇頭、網關、或成員；保存單元(27、28)，其保存相鄰的移動終端裝置的ID以及狀態、和自身的狀態；鏈路信息收發單元(22)，其在自身的狀態為簇頭時，發送包含相鄰的移動終端裝置的ID和自身的ID的鏈路信息，并且接收來自其他的移動終端裝置的鏈路信息；以及路由單元(26)，其基于所收發的鏈路信息，求出到任意的移動終端裝置的路徑。
文檔編號H04L29/12GK101030941SQ20071008479
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月28日 優先權日2006年2月28日
發明者小林基成, 森田正范, 高橋直久, 片山喜章, 和田幸一 申請人:國立大學法人名古屋工業大學, 株式會社Ntt都科摩