CN101438541A - 中继传输设备以及中继传输方法 - Google Patents

Abstract

一种中继传输设备，即使在网络环境发生变化或成为通信对方的中继设备的性能发生变化的情况下，也可以抑制在自组织网络发生的拥塞，并能够实现高质量的传输，该中继传输设备包括：最佳化系数存储部(1608)，按照每个协调中继设备存储自我最佳化系数和全体最佳化系数，该自我最佳化系数用于对由自我最佳化流量控制部(1603)决定的数据量进行加权，该全体最佳化系数用于对由全体最佳化流量控制部(1604)决定的数据量进行加权；以及平衡调整部(1605)，按照每个所述协调中继设备，对因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述中继传输设备的影响程度、和因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述协调中继设备的影响程度进行比较，根据比较结果来调整自我最佳化系数的值和全体最佳化系数的值。

Description

中继传输设备以及中继传输方法

技术领域

本发明涉及中继并传输在有线网或无线网络上的固定终端或移动终端所连接的网络系统中的数据的中继传输装置。

背景技术

多个终端(包括发送终端和接收终端)以及中继设备在互相连接的网络中，在数据从发送终端经由中继设备被发送到接收终端时，会发生“拥塞”，并且还会引起传输错误(数据的损失)或到接收数据为止的时间延迟。

在发送数据时，在发送终端和接收终端之间进行中继的中继设备，将从被连接的发送终端(或中继设备)发送来的数据，暂时保存到下一个收信方(接收终端或中继设备)所分别具有的缓冲器后再发送到下一个收信方。所谓“拥塞”是指，例如在超过缓冲器的容量的数据被发送时，数据从缓冲器中溢出，而造成数据的损失或到发送到下一个收信方的时间发生延迟。即，“拥塞”是指，由于传输数据包集中在一处发生混乱，因此发生数据的损失或数据传输的延迟。

对仅由不需要访问点的无线(例如：无线LAN(Local AreaNetwork：局域网)、UWB(Ultra Wide Band：超宽带无线技术))就能够连接的多个终端(例如：个人电脑、个人数字助理、移动电话等)构成的自组织网络(ad hoc network)(一般也称为多跳网络(multi-hopnetwork)或网状网(mesh network))环境，和仅由有线构成的网络或由有线以及无线构成的网络环境进行比较。在自组织网络环境中，所有的终端和中继设备之间以无线连接，因此发送终端和中继设备之间、中继设备和中继设备之间、以及中继设备和接收终端之间的传输容易出现不稳定，并容易引起由“拥塞”造成的数据的损失或时间延迟。

在这种自组织网络的环境下，作为引起“拥塞”的要因可以举出，在多个缓冲器之间发生两种数据包余量的偏倾。

其一是，在同一中继设备内，按每个收信方而准备的多个缓冲器之间发生数据包余量的偏倾，从而成为造成多个通信量(traffic)间的损失或延迟偏倾的原因。

另一个是，在同一传输路径上的中继设备的缓冲器间发生的数据包余量的偏倾，从而成为传输路径上中继设备发生拥塞的原因。

作为降低同一中继设备内的缓冲器余量的偏倾，以及抑制通信量间的延迟或损失的方法，在非专利文献1中提出了，在无线LAN或移动电话网等无线网和有线网相互连接的网络，为了缓解因传输路径上的传输错误率的变动而造成的QoS(Qual ity of Service：服务质量)的降低，按照使有线网和无线网互相连接的网关的无线链接的传输错误率，而对变更影像分发、声音通话或数据通信等各种服务中的发送优先(优先权)的调度进行控制。

并且，作为通过降低各个中继设备间的缓冲器余量的偏倾，来抑制在中继设备发生的拥塞的方法，提出了各个中继设备自主地根据自身的电台或邻近的中继设备的负载状态，在无线网络中按照网络的混乱程度，以每个收信方的节点为单位或按每个到接收方的通信流程，对资源进行自主分散地控制。

具体而言，在专利文献1对于这个课题公开了构成自主分散地无线通信网络的无线网桥。该无线网桥包括：负载检测部，检测自身电台的负载；高负载节点判定部，使检测出的负载信息与其他的无线网桥交换，并判定网络上集中了传送负载的节点；收信方判别部，判定接收的数据包的下一个收信方节点；以及资源分配控制部，根据由高负载节点判别部的判别结果，对每个收信方节点的资源的分配进行控制。根据此构成，在无线网络根据网络的混乱程度，按每个收信方节点或按每个到接收方的通信流程，来自主分散地控制资源。

但是，各个中继设备采取了为了最大限度地确保自身的资源的战略(自我最佳化)，因此发生中继设备间的资源分配时的竞争。

并且，在专利文献2和非专利文献2公开了自主分散地工作的多个节点相互协调地控制资源的分配的方法。

在专利文献2中，对于能够通过摇摄(pan)、倾斜(tilt)、变焦(zoom)控制来调整摄影区域(多个摄像机共有的资源)的多个摄像机而言，除在摄影时为了不发生失真，而对自己的摄像机的正下方进行拍摄的自我最佳化控制以外，还同时对各个摄像机执行全体最佳化控制，该全体最佳化控制用于为了不产生死角而使多个摄像机拍摄监视区域全体。作为系统整体，为了最大限度地达成自己的摄像机的正下方的摄影和监视区域的全体摄影这两个目的，对于针对监视区域的多个摄像机的摄影区域的分配进行了最佳控制。另外，为了使各个摄像机的自我最佳化控制和全体最佳化控制这两个相反的控制同时成立，而各个控制的比率是在摄像机设置时，在考虑房间的大小、摄像机的数量、以及摄像机的性能之上，反复摸索事先决定的。

并且，在非专利文献2，作为缓解在多个交叉点的汽车的堵塞的方法，提出了为了减少在各个交叉点等待信号的汽车，而进行自我最佳化控制和全体最佳化控制，在此，所述自我最佳化控制是指，按照在交叉点的不同目的地的汽车的交通量，来调整信号机的切换时机，所述全体最佳化控制是指，为了在相邻的交叉点不出现停车现象、继续使汽车行驶，而调整信号机的切换时机。

另外，为了在各个信号机使自我最佳化控制和全体最佳化控制两立，而各个控制的比率是在考虑交叉点的数量、位置、以及交叉点间的距离之上事先决定的。

并且，在非专利文献3提出了，在具有多个访问点的无线多跳网络中，由终端来选择用于发送数据的访问点(通信对方)的方法。

在非专利文献3还提出了，在多个访问点互相无线连接的多跳无线LAN中，根据连接于各个访问点的终端的数量、接收电场强度、以及传输错误率，由终端自主地选择访问点的方法。

专利文献1日本特开2005-303828号公报

专利文献2日本特许第3903062号

非专利文献1  各务，“Assured Serviceのための無線スケジユ—リング手法(为了Assured Service的无线调度方法)”，电子信息通信学会技术研究报告.CQ2000-11，Vol.100，No.93(2000)，pp.65-70

非专利文献2  杉，“グラフ上の反应扩散方程式によゐ交通信号网の自律分散型制御(根据图表上的反应扩散方程式的交通信号网络的自律分散型控制”，测量自动控制学会，Vol.39，No.1，2003年1月

非专利文献3  大薮(Oyabu)，“マルチホツプ无线LANにおけゐアクセスポイント选择手法の提案と评价(多跳无线LAN的访问点选择方法的提案与评价)”，电子信息通信学会技术研究报告，IN2005-207，pp.299-304

对于降低成为自组织(Ad—hoc)网络中的延迟或损失的原因的、多个缓冲器间发生的两种数据包余量的偏倾的方法，在专利文献1中为在各个中继设备独立地进行自我最佳化控制。为此，出现的问题是，由于各个中继设备想要最大限度地确保自身的资源，因此发生在中继设备间的资源分配的竞争。

在以往的方法中，不对通信量的目的地进行区别，而是控制缓冲器的送出量，以成为根据在单个缓冲器中预先规定的网络的运用策略而被分配的频带。但是，由于以同一个缓冲器控制目的地不同的通信量的送出量，因此容易出现因通信量间的干扰而产生通信量的延迟或起伏，并成为发生拥塞的原因。

并且，为了能够有效利用频带，按照通信量的种类提出了能够与各个通信量的流量相应地变更频带的CBQ(Class-Based Queuing：基于类别的排队)。但是，由于在CBQ没有同时考虑自身的中继设备邻居的中继设备的拥塞状态，而控制了中继设备内的多个缓冲器间的传输频带，因此容易发生通信量的延迟或起伏，从而成为拥塞发生的原因。

这样，作为在自组织网络发生的拥塞的原因可以分析出，由于是在区别目的地的基础上，考虑自身中继设备和邻居的中继设备的拥塞状态，而没有进行自身中继设备的传输频带的分配，因此由通信量间的干扰或传输路径的物理频带等起伏而造成中继设备间的缓冲器余量不均匀，从而容易发生拥塞。

成为这种拥塞的原因的不均匀可以分类为：中继设备内的多个缓冲器间的数据余量的不均匀，和传输路径上的中继设备间的缓冲器余量的不均匀。

因此，要实现稳定的高质量的传输，就需要同时抑制这两种不均匀。

通过以上的考察，为了抑制网络系统内的所有中继设备的拥塞，就需要具体的实现方法，该具体的实现方法是指，在区别目的地的基础上，考虑自身中继设备的缓冲器的余量和邻居的中继设备的余量，动态地决定各个不同目的地的传输频带的分配比率，以抑制上述两种不均匀。

并且，在专利文献2和非专利文献2中公开了，在网络以外的领域(摄像机控制、信号机控制)，不仅采用自我最佳化控制，还通过采取全体最佳化控制，来消除设备间的资源分配的竞争。

在将自我最佳化控制和全体最佳化控制适用于分散系统的情况下，该怎样设计自我最佳化控制和全体最佳化控制则成为课题。在对没有死角的摄像机摄影控制和在网络控制上的应用进行比较的情况下，由于成为对象的课题完全不同，因此解决方法也不同，自我最佳化控制和全体最佳化控制也完全不同。

作为类似于网络的以往的研究中可例举出解除交通堵塞的系统。在网络控制中与以解除交通堵塞为目的的信号机控制相比，由于传输的数据包的损失、数据包的再次发送以及传输路径的物理上的传输频带发生变化，因此与解除交通堵塞系统相比，中继设备中残留的数据包的量也发生各种变化。为此，在将解除交通堵塞的系统适用于网络的情况下，即使将在解除交通堵塞系统实现的、为了使每辆汽车的停车时间(延迟)减少而控制信号机的切换时机的方法，作为单纯地将汽车替换为数据包，并控制各个数据包的发送时机的方法来实现，回避拥塞也是困难的。

这是因为，与解除交通堵塞的系统相比，传输的数据包的损失、数据包的再次发送以及传输路径的物理上的传送频带发生变化，由于各个数据包的残留时间不同，因此以数据包的残留时间来进行控制是困难的。

在专利文献2以及非专利文献2中，自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率是根据经验，是在设计时事先固定决定的。为此，在设备所在环境为持续地动态地变化的情况下，在解除设备间的资源分配的竞争上存在着对环境变化的追随性的问题。

因此，对于像网络这样的、发送的流程数或传输错误率的变化等对环境变化的追随性要求较高的用途而言，需要一种平衡控制的具体的实现方法，该平衡控制是指，对自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率进行动态地决定。

并且，在以往的网络领域的各个终端的通信对象的决定中，终端一侧仅根据被连接方的状态而独自决定通信对象或通信频度，却没有考虑由于终端本身的连接而给通信对象一侧造成的影响。因此，在相互的负载(例如，缓冲器的混乱程度)或性能(例如，缓冲器的物理大小或最大传输速度)的差异较大的对象被选为通信对象的情况下，出现由于负载的急剧发生而导致通信失败的问题。为此，就会需要考虑了终端间的相互的负载或性能差的通信对象，以及通信频度的具体决定方法。

而且，在摄像机控制、信号机控制中的全体最佳化控制中，对于协调对象(通信对象)的选择以及与协调对象的通信频度而言，由于是在设计时被事先固定地决定的，因此在设备的增减或设备的设置变化等对系统构成的变化的适应性方面出现问题。

为此，就需要用于像网络这样的、终端的增减或设备的设置变化等、对于系统构成的变化能够实现高适应性的全体最佳化控制的协调对象(通信对象)以及与协调对象的通信频度的决定方法。

并且，对于中继设备的性能不同的情况下的自我最佳化控制和全体最佳化控制的控制方法的实现方法也没有得以讨论。

发明内容

本发明为了解决上述课题，目的在于提供一种中继传输设备，即使在网络环境发生了变化的情况下，或成为通信对象的中继设备的性能发生了变化的情况下，也能够抑制自组织网络所发生的拥塞，并且可以实现高质量传输。

本发明所涉及的中继传输设备，经由多个中继设备，将数据从发送终端发送到接收终端，其特征在于，包括：多个发送缓冲器，用于成为数据接收方的每个中继设备，并暂时保持所述数据；协调对方决定部，从所述多个中继设备中决定协调中继设备，该协调中继设备是与所述中继传输设备进行协调的中继设备；发送流量信息管理部，按照每个所述协调中继设备，在与该协调中继设备之间交换信息，该信息包含发送缓冲器中所保持的数据的余量；自我最佳化流量控制部，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器中的各个发送缓冲器的余量均等；全体最佳化流量控制部，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器的余量和所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量均等；最佳化系数存储部，按照每个所述协调中继设备，存储自我最佳化系数和全体最佳化系数，所述自我最佳化系数用于对由所述自我最佳化流量控制部决定的数据量进行加权，所述全体最佳化系数用于对由所述全体最佳化流量控制部决定的数据量进行加权；以及发送缓冲器管理部，按照每个所述协调中继设备，将根据所述自我最佳化系数对所述自我最佳化流量控制部决定的数据量进行加权后的值、和根据所述全体最佳化系数对所述全体最佳化流量控制部决定的数据量进行加权后的值进行合计，并将以合计值表示的数据量的数据发送到所述协调中继设备。

根据此构成，可以根据自我最佳化系数和全体最佳化系数，来变更自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率。为此，对于像通过网络发送的流程数或传输错误率的变化等要求对环境变化的追随性高的用途而言，可以使自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率发生变化。因此，即使在网络环境变化了的情况下，或成为通信对方的中继设备的性能发生了变化的情况下，也可以抑制在自组织网络发生的拥塞，从而实现高质量传输。

最好是，所述中继传输设备进一步包括平衡调整部，按照每个所述协调中继设备，对因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述中继传输设备的影响程度、和因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述协调中继设备的影响程度进行比较，在对所述中继传输设备的影响程度比对所述协调中继设备的影响程度大的情况下，使所述自我最佳化系数增大并使所述全体最佳化系数减小，在对所述协调中继设备的影响程度比对所述中继传输设备的影响程度大的情况下，使所述全体最佳化系数增大并使所述自我最佳化系数减小。

根据此构成，可以按照对中继传输设备的影响程度和对协调中继设备的影响程度，来动态地变更自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率。为此，对于像通过网络发送的流程数或传输错误率的变化等要求对环境变化的追随性高的用途而言，可以动态地决定自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率。因此，即使在网络环境变化了的情况下，或成为通信对方的中继设备的性能发生了变化的情况下，也可以抑制在自组织网络发生的拥塞，从而实现高质量传输。

最好是，所述平衡调整部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量大的情况下，使所述自我最佳化系数增大并使所述全体最佳化系数减小，在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量小的情况下，使所述自我最佳化系数减小并使所述全体最佳化系数增大。

在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量大的情况下，可以判断出中继传输设备处于更为严重的拥塞状态。为此，通过使自我最佳化系数增大，全体最佳化系数减小，从而可以优先解消中继传输设备的拥塞状态。另一方面，在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量小的情况下，可以判断出协调中继设备处于更为严重的拥塞状态。为此，通过使全体最佳化系数增大，自我最佳化系数减小，从而可以优先解消歇台传输设备的拥塞状态。

并且，最好是，所述自我最佳化流量控制部按照每个所述协调中继设备，对该协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量和所述多个发送缓冲器的余量的平均值进行比较，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述多个发送缓冲器的余量的平均值大的情况下，使发送给所述协调中继设备的数据的量增加，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述多个发送缓冲器的余量的平均值小的情况下，使发送给所述协调传输设备的数据的量减少。

为了使中继传输设备内的各个发送缓冲器的缓冲器余量成为均等的值，而调整数据的发送量。因此，可以使被发送到各个收信方的数据流程的质量(延迟或损失率)接近于均等。

并且，最好是，所述全体最佳化流量控制部，算出所有的所述协调中继设备所具有的发送缓冲器余量的平均值，并按照每个所述协调中继设备，对该协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量和所述平均值进行比较，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述平均值大的情况下，使发送给该协调中继设备的数据的量增加，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述平均值小的情况下，使发送给该协调中继设备的数据的量减少。

这样，通过控制数据发送量以使中继传输设备的缓冲器余量和成为协调对方的协调中继设备的平均缓冲器余量成为均等，从而可以抑制在从发送方到接收方的路径上的一部分中继设备发生缓冲器的混杂。

而且，最好是，所述协调对方决定部，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使从所述中继传输设备到所述协调中继设备的跳数增加，并将从所述中继传输设备开始到增加后的跳数以内的这段距离中的中继设备作为所述协调中继设备。

在中继传输设备中的发送缓冲器的余量多的情况下，由于在中继传输设备发生拥塞，因此可以通过增加跳数来使协调中继设备的范围增大。通过增大协调中继设备的范围，从而可以容易地解消拥塞。

而且，最好是，所述协调对方决定部，进一步将从所述中继传输设备开始到增加后的跳数以内的这段距离中的、中继设备中的发送缓冲器的余量比第二阈值大的中继设备，从协调中继设备中除外。

即使是上述跳数以内的中继设备，在缓冲器余量多的中继设备之间，解消拥塞也是困难的。为此，这样的中继设备从协调中继设备中除去。

而且，最好是，所述协调对方决定部将发送缓冲器的余量比规定的阈值小的中继设备作为协调中继设备；所述规定的阈值是指，所述发送缓冲器的余量在规定时间内的中值或众数。

在时间上缓冲器余量的变动大的中继设备不作为协调中继设备被选择。据此，由于按照缓冲器余量变动大的其他的中继设备调整传输量，因此中继传输设备自身的传输量控制会有很大的变动，从而可以防止传输质量(损失率、延迟时间、抖动)的低下。

而且，最好是，所述协调对方决定部将具有物理大小大的发送缓冲器的中继设备优先作为协调中继设备。

通过优先将缓冲器容量大的中继设备选为协调对方并控制传输量，从而对于缓冲器容量大的中继设备而言可以接受更多的协调中继设备的发送缓冲器内的缓冲器余量，因此可以迅速地控制缓冲器的混杂。

而且，最好是，所述协调对方决定部，将AirTime尺度、传输错误率、前向纠错强度、再次发送次数、再次发送时间以及收容终端数中的至少一个以上比所述中继传输设备高的中继设备，从所述协调中继设备中除外。

并且，所述协调对方决定部，将接收电场强度比所述中继传输设备小的中继设备，从协调中继设备中除外。

据此，可以尽早地切断有障碍的网络，从而实现稳定的网络上的传输。

而且，最好是，所述协调对方决定部，将与所述中继传输设备的最大传输速度的差的绝对值在规定的阈值以上的中继设备，从所述协调中继设备中除外。

在中继设备和中继传输设备之间的最大传输速度的差比较大的情况下，就容易在最大传输速度低的设备一侧发生拥塞。通过将这样的中继设备从协调对方中除外，从而可以回避中继设备和中继传输设备之间的最佳化控制失败。

而且，最好是，所述发送流量信息管理部，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使交换所述信息的频度增大。

在协调中继设备处于高负荷的情况下，为了尽早尽快地降低负荷，而频繁地交换用于协调的信息。

而且，最好是，所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大、且所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量比第二阈值小的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大。

在协调中继设备处于低负荷状态的情况下，由于可以降低中继传输设备的负荷，因此使交换用于协调的信息的频度增加。

并且，最好是，所述发送流量信息管理部在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使交换所述信息的频度增大；所述第一阈值是指，所述多个发送缓冲器的余量在第一时间内的中值或众数。

在中继传输设备的负荷变动幅度大的情况下，为了迎合急剧地负荷变动，而频繁地交换用户协调的信息。

而且，最好是，所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大、且所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量比第二阈值小的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大；所述第二阈值是指，所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量在第二时间内的中值或众数。

在协调对方的负荷的变动幅度低的情况下，由于可以期待中继传输设备中的稳定的控制，因此使用于协调的信息交换的频度增加。

而且，最好是，所述发送流量信息管理部按照每个协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的物理大小比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的物理大小大的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大。

在被发送到中继设备的数据量发送变动的情况下，比起缓冲器的物理大小大的中继设备而言，缓冲器的物理大小小的中继设备的缓冲器内的数据占有率的变动幅度增大。因此，在中继传输设备内的多个发送缓冲器的物理大小比协调中继设备的发送缓冲器的物理大小小的情况下，由于对于协调中继设备而言，中继传输设备内的多个发送缓冲器内的数据占有率的变动相对要大，因此使向协调中继设备的信息通信频度增大。据此，协调中继设备对于缓冲器的物理大小小的中继传输设备而言，可以控制能够及时迎合缓冲器内的缓冲器余量的变动的传输量。

而且，最好是，对于从所述中继传输设备开始的跳数越大的协调中继设备，所述发送流量信息管理部就越使与该协调中继设备之间进行的所述信息交换的频度增大。

据此，即使中继用于全体最佳化信息交换的中继设备较多的情况下(即使到协调中继设备的距离远的情况下)，也可以抑制因中继时对处理负荷延迟的影响或因数据包发生损失时的影响等由中继设备之间的连接关系或状态变化而造成的影响。

而且，最好是，所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备的最大传输速度比所述协调中继设备的最大传输速度小的情况下，使在与该中继传输设备之间交换所述信息的频度增大。

在中继传输设备的最大传输速度比协调中继设备的最大传输速度小的情况下，中继传输设备的缓冲器余量容易比协调中继设备的缓冲器余量多。为此，增加协调中继设备之间的信息通信频度。据此，协调中继设备对于缓冲器的最大传输速度小的中继传输设备而言，可以控制能够及时迎合缓冲器余量的变动的传输量。

并且，最好是，所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备和所述协调中继设备互相进行数据发送的情况下，并且在所述中继传输设备的最大传输速度和所述协调中继设备的最大传输速度之间的差的绝对值比规定的阈值大的情况下，使在与该中继传输设备之间进行的所述信息交换的频度减少。

在中继传输设备的最大传输速度和协调中继设备的最大传输速度的差比较大的情况下，用于使缓冲器余量成为均等的传输量控制在双方都会有很大的不同，因此最佳化控制有可能失败。为此，优先进行与最大传输速度的差较小的协调中继设备之间的全体最佳化控制，使向最大传输速度的差较大的协调中继设备的信息通信频度减少。

并且，本发明不仅可以作为具有这些特征性单元的中继传输设备来实现，而且还可以作为将中继传输设备中所包含的特征性单元作为步骤的中继传输方法来实现，而且还可以作为将中继传输方法中所包含的特征性步骤作为使计算机执行的程序来实现。并且，这些程序可以通过CD—ROM(Compact Disc-Read Only Memory)等的记录介质或互联网等的通信网络来流通也是不言而喻的。

根据本发明的中继传输设备，通过对在按照各个中继设备内的每个收信方准备的多个缓冲器间所产生的数据包余量的均等化(自我最佳化)，和中继传输设备间的同一传输路径上的中继设备的缓冲器间所产生数据包余量的均等化(全体最佳化)的观点上的中继传输设备的缓冲器进行控制，从而中继设备内的多个缓冲间所发生的为了确保传输频带的竞争，以及中继传输设备间发生的为了确保传输频带的竞争能够得以解除。据此，可以抑制在自组织网络所发生的拥塞，从而可以实现高质量的传输。

具体而言，由从中继设备的缓冲器溢出的数据包引起的数据包的损失可以减少，各个通信量的总处理能力得以提高，并可以将传输延迟和抖动(jitter)抑制到很小。

附图说明

图1是用于说明本发明中的成为对象的网络的构成的图。

图2是用于说明终端的构成的图。

图3是用于说明中继设备的构成的图。

图4是用于说明中继设备的构成的图。

图5是用于说明使网络全体中所残留的数据包最小化的方法的图。

图6是用于详细说明中继设备的发送流量管理部308的构成的图。

图7是说明用于发送流量的控制的一连串工作的流程图。

图8是用于说明从路选择信息中得到数据损失率的具体方法的图。

图9是用于说明协调对象(范围)的选择条件的图。

图10是用于说明缓冲器余量通信部进行通信的数据的图。

图11是用于说明缓冲器余量通信部进行通信的数据的图。

图12是用于说明用于在中继设备间被通知的协调的信息的内容的图。

图13是用于说明通知频度的决定条件的图。

图14是用于说明各个工作(自我最佳化控制和全体最佳化控制)的列方程式的图。

图15是用于说明各个工作(自我最佳化控制和全体最佳化控制)的列方程式的图。

图16是说明各个中继设备的自我最佳化控制的顺序的流程图。

图17是说明各个中继设备的全体最佳化控制的顺序的流程图。

图18是用于说明调整中继设备中的系数α、β的方法的流程图。

图19是用于说明从邻居的中继设备和自身的中继设备的缓冲器余量的差分中决定α、β的控制量的方法的图。

图20是说明在考虑传输错误的基础上决定α、β的控制量的方法的流程图。

图21是用于说明实施例中的假想条件的图。

图22是用于说明通过发送缓冲器的调度的发送量的调整方法的图。

图23是用于说明在发送缓冲器的数据包废弃的图。

图24是用于说明从中继设备发送的数据的总处理能力的算出的图。

图25是用于说明EDCA(Enhanced Distributed Channel Access：增强分散式通道存取)中的访问控制的图。

图26是用于说明排他地获得了发送权(TXOP)的情况下的数据的发送时机的图。

图27是用于说明标准规格IEEE802.11s中的拥塞控制功能的工作的图。

图28是用于说明拥塞控制请求消息被发送的概率的图。

符号说明

201    表示部

202    解码部

203    输入部

204    编码部

205    无线质量管理部

206    拥塞状态管理部

208    纠错码处理部

209    收发部

301    接收部

302    接收缓冲器管理部

303    目的地分配处理部

304    发送缓冲器管理部

305    无线质量管理部

306    拥塞状态管理部

307    路径选择处理部

308    发送流量管理部

309    发送部

310    接收缓冲器

311    发送缓冲器

501～508     信号机

1601   缓冲器余量取得部

1602   缓冲器余量通信部

1603   自我最佳化流量控制部

1604   全体最佳化流量控制部

1605   平衡调整部

1606   协调对象决定部

1607   发送流量信息管理部

1608   最佳化系数存储部

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行说明。

利用图1对本发明中的作为对象的网络的构成进行说明。

多个终端(在图1中为摄像机节点)通过无线网与中继设备连接。通过无线自组织网络，在各个中继设备间构筑了网络，并与有线网侧的监视终端PC相互连接。与该监视终端PC连接的中继设备被称为网关，也就是说将无线网和有线网相互连接的中继设备被称为网关。网关可以有多个，也可以没有。并且，中继设备可以是被设置在预先决定的位置的固定终端，也可以是位置可变更的移动终端。

中继设备具有路径选择功能，该路径选择功能是指，寻找并决定最适合数据发送的传送路径的功能，实现了无线自组织网络内的相互连接以及无线自组织网络和有线网之间的相互连接。

在此，路径选择功能是指，选择经由中继设备，从发送终端到接收终端的传输数据的最适合的路径，并传输数据的功能。路径选择功能可以以IP数据包等级来实现，也可以以IEEE802.11s这样的数据链路层来实现。

在图1中，终端由摄像机和监视终端PC(个人电脑)构成，对于在固定位置上的电视接收机、可在移动目的地利用的移动电话、汽车导航系统等终端的种类或性能等不加以规定。

连接终端与中继设备、以及中继设备之间的无线网对于无线LAN、DSRC(Dedicated Short Range Communication：专用短程无线通信)、移动电话网等无线介质的种类以及性能不加以规定。同样，对于有线网的光导纤维、PSTN(Public Switched Telephone Networks：公用交换电话网)、LAN等有线网的介质的种类以及性能不加以规定。

图1所示的网络，不仅可以适用于影像或声音，而且还可以适用于文本、静止图像、音乐、控制数据等各种媒体传输，利用场所也没有限定，不仅是室外，即使是室内的高质量的媒体传输也可成为对象。

并且，在本发明以无线自组织网络为中心进行了说明，不论构成的网络是有线网络还是有线与无线混在的网络都具有同样的课题。本发明不仅限于无线自组织网络，即使是有线网络或有线与无线混在的网络也可以得到同样的效果。

并且，本发明通过将图1中的各个中继设备视为构成大规模集成电路(Large Scale Integration：LSI)或数字信号处理(DigitalSignal Processor：DSP)的编码处理或图像处理等功能模块，将图1的传输路径(无线网、有线网)视为连接各个功能模块的通信总线，从而也可以利用于LSI或DSP中的各个功能模块间的通信总线的传输频带的分配控制。

尤其是对于在构成LSI或DSP的多个功能模块被处理的任务而言，假定在LSI或DSP中具有通过功能模块间的通信总线，决定任务处理所需的数据的传递所需要的路径的路径选择功能，则与控制在无线自组织网络中的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的偏倾同样，为了在由路径选择功能决定的总线路径上的功能模块间，抑制相互任务的处理量(工作效率或任务的余量)的偏倾，而调整通信总线的利用频带的分配。发送缓冲器的数据余量是指未处理的数据的量。

图2是用于说明终端的构成的图。

终端(收发的终端)包括：表示部201、解码部202、输入部203、编码部204、无线质量管理部205、纠错码处理部208、拥塞状态管理部206、以及收发部209。

表示部201表示被解码处理了的数据，例如由显示器等构成。

解码部202是解码影像或声音等解码处理所需要的数据的处理部。

输入部203是接受影像、静止图像、声音、音乐、文本、CG(ComputerGraphics：计算机图形图像)、控制信息等各种媒体的数据输入的处理部。

编码部204是编码由输入部203输入的各种数据的处理部。

无线质量管理部205是根据终端之间或终端和中继设备之间的接收数据的损失比率来算出传输错误率的处理部。

纠错码处理部208是根据从无线质量管理部205得到的传输错误率，决定传输纠错码方式及强度，并将传输纠错码附加到在编码部204编码后的数据的处理部。

拥塞状态管理部206是通过在发送终端和接收终端之间利用质量记录协议(例如因特网的RTP(Realt ime Transport Protocol：实时传输协议)/RTCP(RTP Control Protocol：实时控制协议)协议)进行通信，来求收发终端之间的传输质量信息(损失率、延迟时间、抖动)的处理部。

收发部209是进行数据收发的处理部。

图3和图4是用于说明有关中继设备的构成的图。

首先，利用图3对中继设备的构成的概要进行叙述。在图3中示出了，经由多个中继设备，从与中继设备连接的发送方终端向连接在中继设备的接收方终端进行发送的例子。该例子是，数据从发送方S1或发送方S2发送到接收方G1或G2，并且示出了连接从S1到G1(从S2到G2)的传输路径。

在各个中继设备按照每个数据包的收信方准备了缓冲器。在图3中，中继设备A与中继设备B、中继设备C以及中继设备D连接。中继设备A按照连接的每个收信方(中继设备B、中继设备C、以及中继设备D)对数据包进行分类，并缓冲到各个缓冲器(与中继设备B对应的缓冲器B，与中继设备C对应的缓冲器C，与中继设备D对应的缓冲器D)，并且各个缓冲器按照每个收信方进行发送量的控制(例如：缓冲器B为发送量X₁，缓冲器C为发送量X₂，缓冲器D为发送量X₃)。并且，在物理上并非必需要准备多个缓冲器，也可以是逻辑上的能够区别多个缓冲器的构成。

并且，在图3(b)中示出了连接S1到G1的传输路径中的中继设备间的缓冲器内的数据包余量。在图3(b)所示的缓冲器内的数据包余量的线的宽度与各个中继设备所具有的缓冲器的数据包的余量相对应，并且可以看出线的宽度是各不相同的。这示出了，由于从各个方向流入的通信量汇合，而发生通信量的干扰，因此自身的中继设备内的按照每个收信方准备的缓冲器或同一路径上的各个中继设备的缓冲器内的数据包余量(数据包的滞留时间)出现不均匀。

并且，由于被发送来的数据包超出了针对中继设备的缓冲器的容许量，因此发生数据包的损失或延迟。

以下利用图4对中继设备的构成进行说明。

中继设备包括：接收部301、接收缓冲器管理部302、目的地分配处理部303、发送缓冲器管理部304、无线质量管理部305、拥塞状态管理部306、路径选择处理部307、发送流量管理部308、以及发送部309。

接收部301是接收从其他的中继设备或终端发送来的数据的处理部。

接收缓冲器管理部302是在暂时蓄积接收的数据的接收缓冲器中的数据将要溢出时，以预先规定的规则(例如，在达到接收缓冲器的容量的2/3时，随机地废弃传输包)进行数据包废弃的处理部。

目的地分配处理部303是发出传输路径的分配指示，并向成为对象的发送目标的发送队列(具有先输入的数据先被输出的特征的数据)进行目的地分配的处理部。

发送缓冲器管理部304是按照每个收信方来准备发送队列，并按照在以后将要叙述的发送流量管理部308决定的、被分配到每个接收方的发送队列的发送量，来发送传输包的处理部。

无线质量管理部305是按照根据质量测量的协议的传输错误率的收集或无线尺度(wireless metric)(表示传输质量的尺度，详细待后述)，来求出传输错误率的处理部。

拥塞状态管理部306是根据无线尺度，并按照正处于拥塞状态的中继设备的发现，以及按照传输错误率和质量测定的协议，来求出因拥塞而造成的损失(损失率、延迟时间、抖动)的处理部。

路径选择处理部307是从接收部301接收的路径选择协议，生成有关数据的收信方或路径的路径选择表，或抽出无线尺度的处理部。

发送流量管理部308是根据每个接收方的发送缓冲量、传输错误率、因拥塞造成的损失(损失率、延迟时间、抖动)、每个路径的缓冲器余量，来决定每个接收方的发送量或发送时机等的处理部。

发送部309是发送数据的处理部。

在中继设备的接收部301或发送部309，按照发送终端的纠错码处理部208的指示，至少进行被附加在中继设备间传输的数据中的前向纠错码的有无、方式的选定、以及强度的选定之中的一个。

并且，中继设备的构成可以是以IP数据包等级来处理的形态(IP路由器)，也可以是以数据链路层的数据包(帧)等级来处理的形态(网桥)。

(在网络上的拥塞说明)

以下说明通过减少拥塞的原因，而进行的无线自组织网络中的高质量传输。在本发明中，通过使被残留在网络全体的数据包最小化，来减少拥塞的原因。

正如在背景技术中所说明的那样，拥塞是指，例如超过了缓冲器的容量的数据被发送来，并且数据从缓冲器中溢出，而发生的数据的损失或到发送给下一个收信方的时间延迟。作为中继设备的缓冲器的溢出原因可以表现为，由于从发送终端或其他的中继设备向中继设备发送的数据量比网络的传输容量大，而超出容量的部分在中继设备被废弃，以及图像或声音的传输质量恶化(由于数据包损失而造成的画质或音质的降低，以及由于延迟而造成的显示的延迟)。

为了减少这样的拥塞，中继设备调整发送量以达到与发送目标的中继设备所具有的缓冲器的数据量成比例，并在同一个传输路径上的中继设备中，抑制缓冲器余量的不均匀(具体的方法以后详细叙述)。据此，来实现网络全体所残留的数据包的最小化。

(网络上的拥塞状态的解决方法)

作为同时实现自我最佳化和全体最佳化的方法例如是：在道路的多个交叉点上设置的信号机，分别同时进行自我最佳化控制和全体最佳化控制，从而缓解汽车的堵塞(非专利文献2)。为了说明自我最佳化控制和全体最佳化控制，而利用图5来说明非专利文献2中的汽车堵塞的缓解方法。

首先，对抑制汽车堵塞的控制进行说明。图5示出了在东西走向和南北走向的道路的交叉点和通过的汽车。在图5中示出的状态是：南北走向的道路上的信号机502、信号机504、信号机506、以及信号机508为红灯，在东西走向的道路上的信号机501、信号机503、信号机505、信号机507为绿灯。缓解这种多个交叉点的汽车堵塞的方法在非专利文献2得到公开。以下对内容进行具体说明。

为了缓解汽车的堵塞，在着重于某一个交叉点进行信号机的切换时机控制的情况下，就需要控制信号机的切换时机，以便尽量地使在交叉点等待信号的汽车的数量减少。为此，较理想的是，为使从东西方向驶来的汽车和南北方向驶来的汽车的数量分别成比例，而以信号机的切换时机来控制东西方向上的绿灯的时间长度和南北方向上的绿灯的时间长度的调整。像这种信号机的切换时机的控制工作是在各个交叉点设置的信号机独立进行的，是用于缓解汽车的堵塞而进行的自我最佳化控制。

另外，较理想的也可以是，为了缓解汽车的堵塞，在着重于某一辆汽车进行信号机的切换时机的控制的情况下，在汽车的移动路径上的多个信号机为了迎合汽车的移动方向和速度而切换为绿灯，据此，控制信号机的切换时机，以便尽量使汽车不停下。像这种信号机的切换时机的控制工作是使汽车移动路径上的多个信号机协调工作，是迎合了汽车的流量而缓解汽车的堵塞的全体最佳化控制。

通过使各个交叉点的信号机同时执行，像这样使各个交叉点独立来缓解堵塞的自我最佳化控制和使汽车移动路径上的信号协调起来缓解堵塞的全体最佳化控制，从而可以缓解道路整体上的汽车的堵塞(流量)。

而且，各个信号机的切换时机的控制不是全体集中型控制，而是利用分布型控制来实现缓解汽车堵塞的，所述分布型控制是指，对各个信号机规定自我最佳化控制和全体最佳化控制，各个信号机按照相邻的信号机的切换时机，来独自协调地调整自身的切换时机。这是因为与全体集中型控制相比，可以以较少的信息使全体的控制成为可能，并提高对于汽车流量变化的追随性、与信号机数量及道路相关的扩张性以及信号机的耐故障性。

但是，在信号机的切换时机控制中，对于各个信号机的自我最佳化控制和全体最佳化控制的比率是在考虑成为堵塞缓解对象的交叉点的数量和位置，以及交叉点之间的距离等基础上采用了一定的值。

以下，将对利用自我最佳化控制和全体最佳化控制的汽车的堵塞控制的方法适用于网络的拥塞控制的方法进行说明，并且还对作为本发明的特征之一的自我最佳化控制和全体最佳化控制的比率的调整进行说明。

首先，利用图3和图5对汽车的堵塞控制和网络的拥塞控制的关系进行说明。图3中的多个中继设备(中继设备A、中继设备B、中继设备C、中继设备D等)相当于图5中的交叉点的信号机，流过网络的数据(数据包)相当于行驶在道路上的汽车。

各个中继设备中具有发送缓冲器，该发送缓冲器使到下一个发送时机为止被传送到下一个中继设备的数据(数据包)待机，暂时停留在发送缓冲器内的数据(数据包)相当于在交叉点等待信号的汽车。

在此，将这种自我最佳化控制定义为全体最佳化控制，这种自我最佳化控制是指：在汽车的堵塞控制中，通过信号机在移动路径上进行全体最佳化控制，从而可以使在各个交叉点等待信号的汽车减少，以控制道路整体的堵塞；在网络的拥塞控制中，为了使残留在各个中继设备的发送缓冲器中的数据量(以下称为缓冲器余量)减少，而按照数据(数据包)的收信方，例如与一跳邻居的中继设备相协调，以调整数据包的传输量。

作为在中继设备中的自我最佳化控制是指，将以下所述方法以公式来定义，所述方法是，按照被传输到中继设备本身的数据包在发送缓冲器内的余量，来控制各个发送缓冲器内的数据包的传输量，以使每个收信方的发送缓冲器内的余量(在发送缓冲器内的数据包的滞留时间)均等。

据此，由于可以以相同的延迟时间将数据包传送给各个收信方，因此在发送量较多的传输路径中可以得到抑制因传送而造成的延迟增加的效果。

作为在中继设备中的全体最佳化控制是指，将以下所述的方法以公式来定义，所述方法是，将为了使到接收方为止的路径上的中继设备之间的、发送缓冲器内的数据余量(发送缓冲器内的数据包的滞留时间)均等，而调整传输量的方法。

据此，各个通信流程的传输路径上的拥塞之处可以得到解消，并可以得到减少因在拥塞之处而发生的数据包的再次发送等而造成的延迟的效果。并且，各个中继设备的发送缓冲器的余量几乎是以相同值来增减的，因此可以减少拥塞原因。为此，可以使最大限度利用了传输路径上的发送缓冲器容量的数据传输成为可能，从而可以得到降低数据损失率的效果。

通过这些自我最佳化控制和全体最佳化控制，使各个发送缓冲器的数据余量成为均等，从而可以防止在中继设备发生数据包在发送缓冲器内残留时间过长。据此，可以防止由发送缓冲器内的数据包的长时间滞留而造成的延迟时间的增加、由于每个数据包的发送时机大不相同而发生的抖动、以及由于缓冲器溢出而造成的数据包损失。即，可以不必降低数据的质量(数据的损失或延迟)，而使数据的传输成为可能。

接收缓冲器管理部302是管理接收缓冲器310的处理部，所述接收缓冲器310在不管目的地是什么，而蓄积从相邻的中继设备接收的、发送给自身中继设备的传输数据包，所述接收缓冲器管理部302取得接收缓冲器310内的数据包余量，或对从接收缓冲器310向目的地分配处理部303发送的数据包的发送量进行调整。该接收缓冲器310主要用于填充发送方的通信速度和接收方的通信速度的间隙。接收缓冲器管理部302中所蓄积的传输数据包按照蓄积的顺序被传递给目的地分配处理部303，并被分类到各个传输数据包的目的地，被传递给发送缓冲器管理部304。

发送缓冲器管理部304是管理发送缓冲器311的处理部，所述发送缓冲器311暂时保持按照每个传输数据包的目的地而准备的传输数据包，且所述发送缓冲器管理部304取得各个发送缓冲器311内的数据包余量，或对从发送缓冲器311被发送到发送部309的数据包的发送量进行调整。

并且，由目的地分配处理部303传递来的数据包按照在目的地分配处理部303的分类结果，被蓄积到与发送缓冲器管理部304相对应的发送缓冲器311。发送缓冲器管理部304通过调整各个发送缓冲器311的传输量，从而可以调整各个不同中继目的地的发送量。

发送缓冲器管理部304在物理上可以由一个缓冲器构成，在逻辑上可以是在能够区别每个目的地的基础上将传输数据包记录到假想的缓冲器。

另外，在以下的说明中，在没有特殊要求的情况下，都是以按照缓冲器311中残留的数据的余量来控制中继设备的传输量的方法为例进行说明。

(用于发送流量控制的构成)

图6是用于说明通过自我最佳化控制和全体最佳化控制，来进行数据包的传输量的调整的各个中继设备的发送流量管理部308的详细构成的图。

发送流量管理部308包括：缓冲器余量取得部1601、缓冲器余量通信部1602、自我最佳化流量控制部1603、全体最佳化流量控制部1604、平衡调整部1605、协调对方决定部1606、发送流量信息管理部1607、以及最佳化系数存储部1608。

缓冲器余量取得部1601取得由发送缓冲器管理部304记录的发送缓冲器的缓冲器余量。

缓冲器余量通信部1602使与在缓冲器余量取得部1601取得的缓冲器余量相关的信息和一跳邻居的中继设备互相通信，并保持与一跳邻居的中继设备的缓冲器余量相关的信息。

自我最佳化流量控制部1603根据缓冲器余量取得部1601所取得的各个发送缓冲器的缓冲器余量的值，独立地控制各个发送缓冲器的发送量，即决定各个发送缓冲器的调整量，以便接近与发送量相关的自我最佳状态。

全体最佳化流量控制部1604为了使从发送终端到接收终端的路径上的中继设备之间的缓冲器余量均等，对于通过缓冲器余量通信部1602取得的路径上的一跳邻居的中继设备的缓冲器余量控制发送量，以便接近于由缓冲器余量取得部1601取得的自身的缓冲器余量的值。即为了接近于与发送量相关的全体最佳状态而决定中继设备的调整量。

平衡调整部1605根据由无线质量管理部305求出的传输错误率，或由拥塞状态管理部306求出的损失(损失率、延迟时间、抖动)，来调整与发送量相关的自我最佳化和与发送量相关的全体最佳化的发送量控制的平衡。

协调对方决定部1606决定与自身中继设备进行协调的其他的中继设备。

发送流量信息管理部1607使自身中继设备与协调对方决定部1606决定的其他的中继设备交换信息，该信息是包含其他的中继设备所具有的缓冲器中保持的数据的量的信息。

最佳化系数存储部1608存储自我最佳化系数的初始值和全体最佳化系数的初始值，所述自我最佳化系数的初始值是由根据多个中继设备之间的通信方式以及多个中继设备之间的传输距离而决定的传播状况事先决定的。

在此，接近自我最佳的状态是指，使按照各个中继设备内的收信方而准备的多个缓冲器之间发生的数据包余量均等。

并且，接近全体最佳的状态是指，使中继传输设备之间的、同一传输路径上的中继设备的缓冲器之间所发生的数据包余量均等。

发送部309(参照图4)根据按照发送流量管理部308所决定的收信方的每个发送队列而被分配的发送量，将发送缓冲器管理部304发送来的传输数据包发送到其他中继设备。

发送缓冲器管理部304根据调整量来变更中继设备的传输量，从而调整中继设备的传输量的值，以便更加接近同时满足两个最佳化的状态，所述调整量是指，由自我最佳化流量控制部1603提供的用于接近自我最佳化状态的调整量，和由全体最佳化流量控制部1604提供的用于接近全体最佳化状态的调整量相加之后的调整量。

另外，中继设备的传输量的调整量也可以是，由自我最佳化流量控制部1603提供的调整量和由全体最佳化流量控制部1604提供的调整量相加之后的值以外的值。也就是说，发送缓冲器管理304可以采用由自我最佳化流量控制部1603提供的调整量和由全体最佳化流量控制部1604提供的调整量的平均值来进行控制，也可以对两个调整量的值进行比较，仅采用调整量的幅度大的值(忽视幅度小的值)来进行控制。

作为自我最佳化流量控制部1603以及全体最佳化流量控制部1604决定的具体的传输量的调整量例如有：与后述的IP层的传输量控制有关的调度处理的调整量、数据包废弃处理的调整量、与MAC(介质访问控制)层的传输量控制有关的数据包的发送间隔的调整量。

另外，中继设备之间可以通过有线网连接，也可以通过上述的无线网连接。

最佳化系数存储部1608中存储的自我最佳化系数和全体最佳化系数的初始值一般是由所述多个中继设备之间的通信方式、以及根据所述多个中继设备之间的连接构成(中继设备间的连接关系以及数量、物理上的距离)而决定的传输状况(例如，以模拟求出的损失率或延迟等传输质量特性)而被决定的。

并且，自我最佳化系数和全体最佳化系数在考虑围绕着系统的动态环境变化(拍摄对象、用户数、电波传播)的情况下，在计算机上模拟由系统设计和安装过程中假定的环境变化造成的影响，反复摸索地决定满足规定条件的系数的初始值。

(用于传输量控制的工作流程)

在图7中示出了中继设备的发送流量管理部308进行的发送流量的一连串控制工作的流程。

利用图7在说明发送流量管理部308进行的发送流量的一连串控制工作的概要之后，对各个工作的详细内容进行说明。

平衡调整部1605以及协调对方决定部1606取得在无线质量管理部305算出的传输错误率(S2601)。

之后，协调对方决定部1606从邻居的中继设备之中开始协调，并决定调整传输量的协调对方(S2602)。另外，在决定协调对方时也可以在考虑在S2601取得的传输错误的大小的基础上来决定。详细待后述。

之后，缓冲器余量通信部1602通知作为协调对方而被选出的其他的中继设备彼此的缓冲器内的缓冲器余量，在发送流量信息管理部1607记录与成为协调对方的中继设备的缓冲器余量有关的信息(S2603)。

之后，平衡调整部1605取得在拥塞状态管理部306求出的损失(损失率、延迟时间、抖动)(S2604)。

之后，平衡调整部1605根据在S2601取得的传输错误率或在S2604求出的损失，决定自我最佳化和全体最佳化控制的比率(平衡控制)，并变更最佳化系数存储部1608中存储的自我最佳化系数和全体最佳化系数的值(S2605)。

之后，自我最佳化流量控制部1603根据最佳化系数存储部1608中记录的自我最佳化系数的值，进行发送量的调整(S2606)。

并且，与自我最佳化流量控制部1603同时且并行的全体最佳化流量控制部1604根据最佳化系数存储部1608中存储的全体最佳化系数的值，进行自我最佳化控制，以及通过全体最佳化控制的发送量的调整(S2607)。

发送缓冲器管理部304，根据自我最佳化流量控制部1603进行自我最佳化控制而调整的发送量，和全体最佳化流量控制部1604进行全体最佳化控制而调整的发送量，决定实际发送的数据的量(S2608)。

发送流量管理部308通过重复从S2601到S2608的处理，来调整中继设备的传输量。

以下对图7中的各个步骤的处理内容进行详细说明。

(传输路径上的无线质量的测定(S2601))

平衡调整部1605以及协调对方决定部1606取得在无线质量管理部305中算出的传输错误率。所以，首先说明在无线质量管理部305的传输错误率的算出。

利用图8对无线质量管理部305从路径选择信息获得数据损失率的具体方法进行说明。对在中继设备的路径选择处理部307(参照图4)记录的信息进行具体说明。

本发明中的路径选择信息不仅包括在上述的确定路径时以路径选择协议交换的信息(接收方IP地址、发送方IP地址、序列编号、生存时间、跳数等)，而且还包括有关传输质量的信息。路径选择信息例如在目前标准化不断发展的IEEE802.11s中有以下的规定(例如，非专利文献：阪田史郎“アドホツクネツトワ—クと無線L A Nメツシユネツトワ—ク(自组织网络和无线LAN网状网)”電子情報通信学会論文誌B，Vol.J89-B，No.6，pp.811-823)影响无线LAN网状网的质量的基本特性是无线质量、干扰和无线资源的利用率。提出了反映所有这些状况的Airtime，以作为安装容易的无线网状网。在IEEE802.11s中的Airtime尺度(Ca)被定义为(公式1)。

$c_a=[O_{\mathrm{ca}}+O_p+\frac{B_t}{r}]\frac{1}{1-e_{\mathrm{pt}}}$         (公式1)

(公式1)的Oca、Op、Bt分别表示图8(a)的表中示出的信道访问所需要的额外开销、协议额外开销、成帧误差率的取得所利用的测试数据包的帧长。r表示传输速度、e_pt表示成帧误差率。在Ca、Oca、Op、Bt为已知的情况下，可以算出传输错误率(成帧误差率)e_pt。

各个中继设备的无线质量管理部305事先计算无线尺度(上述的(公式1)的计算)，发送对象的中继设备向接收对象的中继设备发送数据的情况下，需要设定路径选择。在设定路径选择时，向所有终端同时发送用于确定路径选择的询问数据包。中继数据包的中继设备对询问数据包所描述的无线尺度的值和自身的无线尺度的值进行合计，并代入描述询问数据包的无线尺度的区域。

接收对象的中继设备接收通过各种路径接收的多个询问数据包，沿着无线尺度为最小的应答数据包的传输路径，通过将应答数据包回信给发送对象的中继设备，从而确定路径选择。

这些信息在中继设备之间构筑路径选择时，通过交换被赋予了错误循环码的测试数据包而进行计测，所述错误循环码是指，在中继设备之间在取得成帧误差率(传输数据包的误差率)时利用的CRC(Cyclicredundancy Checking：循环冗余码校验)等。通过利用用于观测而发送的测试数据包的信息量和错误循环码，以位为单位对测试数据包检测错误位置或数量，并从与错误检测出的信息量的比率来决定传输错误率(成帧误差率)。具体而言，传输错误率以以下的公式来定义。

传输错误率＝所有测试数据包中的错误的比特量

            /所有测试数据包的比特量

同样，对于收发终端和中继设备之间，也可以通过交换测试数据包，来使传输错误率(成帧误差率)等的取得成为可能。

图8示出了以IEEE802.11a、IEEE802.11b为对象的情况下的各个参数的具体的数值例。在图8所示的方法中，有可能得到多个路径选择候补，上述的IEEE802.11s也可以通过利用采用的无线尺度，从而能够选择质量高的路径。

像这样决定以及取得的传输错误率(成帧误差率)由平衡调整部1605以及协调对方决定部1606取得。

(协调对方(通信对方)的选择(S2602))

以下，对协调对方决定部1606的工作进行说明。

在通过路径选择处理部307(参照图4)，自身中继设备的下一个收信方的中继设备被决定时，协调对方决定部1606通过路径选择处理部307取得路径信息，并将下一个收信方的中继设备或向自身中继设备发送的发送方的中继设备作为被协调对方来选择。另外，作为路径选择处理的方法，可以列举出在自组织网络使用的称为AODV(Ad hocOn-Demand Distance Vector：Ad Hoc网络按需距离矢量路由协议)、OLSR(Optimized Link State Routing：最优化链路状态)的路由协议。

图9是用于说明协调对方(范围)的选择条件的图。

各个中继设备的协调对方决定部1606，除了将由路径选择处理部307决定的收信方的中继设备或向自身中继设备发送的发送方的中继设备作为被协调对方来选择以外，还可以利用图9所示的选择条件来选择协调对方(范围)。

(基于其他的中继设备的状态的协调对方的选择)

从作为被协调对方而决定的候补中，不将Airtime尺度(Ca)或传输错误率、前向纠错强度、再次发送次数、再次发送时间、收容终端数中的至少一个以上比自身中继设备高，或共享接收电场强度低的传输路径的邻居的中继设备，作为使缓冲器余量均等的控制对象的中继设备来选择。据此，可以及早地与有障碍的网络分开，从而可以实现在稳定的网络上的传输。

通过具有此功能，即使不预先对各个中继设备决定协调对方，也可以按照周围的终端或其他的中继设备的构成，或中继设备之间的传输状况，来自动决定能够实现各个中继设备稳定的传输的协调对方。因此，不仅可以向固定终端和由有线构成的网络系统展开，而且可以向对网络构成或传输路径的状况进行预测，且在能够事先实现稳定的传输的协调对方的决定上较为困难的移动终端或汽车等移动终端、以及以无线构成的网络系统展开。

(基于缓冲器余量的协调对方的选择)

在自身的缓冲器内的缓冲器余量(负载)比规定的阈值多、且缓冲器混杂或拥塞的情况下，可以将协调对方的范围从以协调对方的范围为发送方或收信方的一跳邻居的中继设备扩大到相隔两跳以上的中继设备。

因此，可以按照网络内的一部分中继设备发生的拥塞的大小，来调整用于协调并处理所述拥塞的抑制的中继设备的台数，并可以更及时地抑制拥塞。

例如，自身的缓冲器余量在缓冲器的容量的50％以下的情况下，将一跳邻居的中继设备作为协调对方来选择，缓冲器余量在50％以上、80％以下的情况下，将到两跳为止邻居的中继设备作为协调对方来选择，在缓冲器余量在80％以上的情况下，将到三跳为止邻居的中继设备作为协调对方来选择。

相隔两跳以上的中继设备和用于协调的信息进行通信的方法可以由以下的方法等来实现，例如有：由单目标广播通信直接向对方发送用于协调的信息的方法，或将决定数据包的中继次数的TTL(Time ToLive：生存时间阈)的值作为相当于协调的范围的跳数，并将用于协调的信息广播通信到近邻的中继设备的方法等。

并且，像上述这样，即使是存在于按照自身的缓冲器余量的值而决定的范围中的中继设备，对于缓冲器余量多、在缓冲器中没有承受自身中继设备的缓冲器余量的空余的中继设备(例如缓冲器余量在80％以上的中继设备)，也从协调对方中除去。

并且，在作为协调对方能够选择的其他的中继设备的台数有限制的情况下，在存在于按照自身的缓冲器的余量的值而决定的范围的中继设备，尤其是将缓冲器余量少的中继设备优先选择为承受自身中继设备的缓冲器的余量有充分空余的协调对方。

另外，被选为协调对方的中继设备，接受从缓冲器为拥塞状态的中继设备发送来的用于协调的信息时，将该中继设备也作为自身的协调对方来进行全体最佳化。

并且，被选为协调对方的中继设备，在自身的发送缓冲器的缓冲器余量混杂的情况下(例如，将缓冲器容量的80％以上定义为混杂状态)或发生拥塞的情况下，可以不将发送用于协调的信息的中继设备作为协调对方。并且，可以向发送了用于协调的信息的中继设备通知自身的缓冲器余量，也可以不通知。

(基于缓冲器余量的变动的协调对方的选择)

并且，在协调对方的选择中，也可以将比起发送缓冲器内的阈值而言，缓冲器余量的变动较大的中继设备从协调对方中除外。据此，可以与缓冲器余量的变动比阈值大的其他的中继设备相配合来调整传输量，从而可以防止因中继设备自身的传输量控制发生大的变动而造成的传输质量(损失率、延迟时间、抖动)的降低。

另外，作为其他的中继设备的缓冲器余量的变动的测定方法可以是，预先记录从其他的中继设备发送来的用于协调的信息(缓冲器余量)的内容和时刻，并根据这些履历来求出规定的时间内的中值(中位数)或众数(模式)，据此来测定缓冲器余量的变动。将中值或众数作为阈值，若其他的中继设备的缓冲器余量比阈值大，则作为缓冲器余量的变动大的中继设备，若比阈值小，则作为缓冲器余量的变动小的中继设备。

(基于缓冲器的物理大小的协调对方的选择)

并且，成为协调对方的中继设备的候补的性能(缓冲器的物理大小)上存在差的情况下，可以将性能高的中继设备优先作为协调对方来选择。例如，因各个中继设备而缓冲器的物理大小不同的情况下，缓冲器大小越大的中继设备就越能蓄积更多的数据包。为此，通过优先将缓冲器大小大的中继设备选为协调对方并控制传输量，从而缓冲器大小大的中继设备就可以更多地承受自身的发送缓冲器内的缓冲器余量，因此，可以迅速地控制缓冲器的混杂。

并且，收集其他的中继设备的缓冲器大小，根据收集的结果来求中值(中位数)或众数(模式)，据此来决定缓冲器的大小。将中值或众数作为阈值，若收集的结果比阈值大，则作为缓冲器大的中继设备，若比阈值小，则作为缓冲器小的中继设备。

并且，各个中继设备之间的物理上的缓冲器余量的差距非常大的情况下，由于在缓冲器余量小的中继设备一侧容易发生拥塞，因此可以不将差距大的各个中继设备选为协调对象。据此，可以回避差距大的中继设备之间的最佳化控制的失败。

(基于最大传输速度不同的协调对方的决定)

并且，在各个中继设备之间最大传输速度的差距显著的情况下(例如，与自身中继设备的最大传输速度的最大传输速度的差的绝对值在规定的阈值以上的情况下)，由于在最大传输速度低的中继设备一侧容易发生拥塞，因此可以不将差距大的各个中继设备选为协调对象。据此，可以回避中继设备之间的最佳化控制的失败。

并且，定期地收集其他的中继设备的缓冲器余量或最大传输速度的信息，根据收集的结果来求出自身中继设备的缓冲器余量或与最大传输速度的差，据此来决定缓冲器余量或最大传输速度的大小。由于上述的理由，自身中继设备的缓冲器余量或与最大传输速度的差为最大的中继设备不作为协调对象被选择。

(与协调对方互相通知缓冲器余量(S2603))

以下以自身中继设备与成为协调对方的中继设备互相通知缓冲器余量为例，并对信息通知的频度(也就是信息通知的时间间隔)进行说明。

首先，以缓冲器余量为例进行说明。

利用图10对在发送流量信息管理部1607记录的信息进行说明。

图10(a)是用于说明在缓冲器余量通信部1602被通信的数据的内容的图。通过缓冲器余量通信部1602通信的数据中包含：用于识别发送方的发送方地址、发送缓冲器的状态为被发送的发送时刻、以及作为用于协调的信息的各个发送缓冲器之间的平均缓冲器余量的值，缓冲器余量通信部1602通过广播或单目标广播，将此信息定期地通知给成为协调对方的中继设备。

图10(b)是用于说明在缓冲器余量通信部1602保持的、与成为协调对方的其他的中继设备的发送缓冲器的状态有关的信息的图。

缓冲器余量通信部1602在通过近邻的中继设备，接受与发送缓冲器的状态相关的信息时，在图10(b)的列表中的、与被发送来的数据中所包含的发送方地址相对应的数据已经存在的情况下，更新近邻的中继设备内的多个缓冲器的平均发送缓冲器信息的内容，以作为用于与发送时刻协调的信息。

在被发送来的数据中所包含的发送方地址所对应的数据不存在的情况下，重新登记发送方地址，并记录发送时刻和发送缓冲器信息的内容。

※按照不同的中继设备而性能不同的情况

图11是用于为了将与中继设备自身的性能有关的信息通知给其他的中继设备，而说明在缓冲器余量通信部1602被通信的数据的内容的图。

各个中继设备在协调对方的决定/变更时，或以一定的时间间隔，如图11(a)所示，将用于表示中继设备的性能的性能信息附加到利用图10(a)说明的信息后，一起通知给其他的中继设备。

作为向近邻的中继设备通知的性能信息可以列举出，根据中继设备内的缓冲器的物理大小或最大传输速度、以及缓冲器的物理大小和最大传输速度，求出的数据包的最大滞留时间等。

并且，图11(b)是用于说明在中继设备之间的性能不同的情况下，与缓冲器余量通信部1602中保持的近邻的其他的中继设备的发送缓冲器的状态有关的信息的图。

缓冲器余量通信部1602除利用图10(b)说明的信息以外，还记录表示成为协调对方的中继设备的性能的信息。并且，在图11(b)的例子中，作为性能信息仅记录了缓冲器的物理大小，作为各个中继设备的性能信息也可以记录缓冲器的物理大小和最大传输速度。

(缓冲器余量的定义)

在上述说明中，作为在中继设备之间交换的“缓冲器余量”的定义，以利用缓冲器内残留的数据包(数据)的余量的情况为例进行了说明，除此以外也可以将基于缓冲器内保持的数据包(数据)的量求出的信息作为“缓冲器余量”来定义，并在成为协调对方的中继设备之间进行交换。

并且，在中继设备间通知的用于上述以外的协调的信息、以及性能信息的内容如图12所示。

除缓冲器内保持的数据包(数据)的余量以外，还可以以缓冲器的空容量(或物理上的对于所有缓冲器容量的比率的缓冲器空余率)来表示，也可以得到同样的效果。并且，在利用空容量的情况下，即使在中继设备之间缓冲器的物理大小不同的情况，也可以以同样的方法，在考虑各自的中继节点进一步可以保持在缓冲器的数据量的基础上，进行传输量的控制。

而且，可以根据在近邻的中继设备之间交换的数据包废弃率，来推定各个中继设备的缓冲器所保持的数据包余量(或物理上占所有缓冲器容量的比率的缓冲器占有率)。

一般会按照中继设备的缓冲器的占有率，而安装相应的废弃缓冲器的废弃率的算法。例如可以举出以下的情况：在达到接收缓冲器的容量的1/3的阶段，以1/2的概率随机地废弃传输数据包，在达到接收缓冲器的容量的1/2的阶段，以2/3的概率随机地废弃传输数据包。也可以根据在相邻的中继设备之间被交换的数据包的废弃率，来推定各个中继设备的缓冲器中所保持的数据包的余量。

但是，在各个中继设备的性能不同，尤其在各个中继设备的缓冲器大小在物理上有很大不同的情况下，由于在以相对的缓冲器余量或数据包废弃率的值的控制中，实质上的缓冲器的容许量不同，因此近邻的中继设备之间的最佳化控制会出现失败。

因此，预先在近邻的中继设备之间交换物理上的缓冲器的大小，并根据收集的结果来求出与自身中继设备的缓冲器大小的差，据此来决定缓冲器容量的大小。求出与自身中继设备和其他的中继设备的缓冲器大小的差有关的中值或众值，若比其中某个值大则判断为缓冲器大小在物理上有很大的不同。并且，根据预先在近邻的中继设备之间交换了物理上的缓冲器大小的、各个中继设备的物理上的缓冲器的大小，来修改从近邻的中继设备接收的缓冲器余量(或缓冲器的空余容量)或数据包废弃率的信息，从而可以解决各个中继设备的性能不同时出现的课题。

(缓冲器余量的时间平均值的利用)

并且，也可以将求出的缓冲器内残留的数据量的时间平均值的值定义为“缓冲器余量”，并在中继节点之间交换。据此，即使在缓冲器内的数据余量有较大变动的情况下或频繁变动的情况下，通过利用数据余量在规定时间内的平均值，从而可以降低因数据量的变动而给传输量的调整带来的影响。

并且，通过在中继设备之间交换与数据包在缓冲器内残留的平均滞留时间，和将用于计算平均滞留时间的各个数据包的延迟时间作为合计对象的期间有关的信息，从而即使在各个中继设备的性能不同，尤其在各个中继设备的缓冲器大小在物理上不同的情况下，由于是绝对的值，也可以直接用于缓冲器余量的计算。

并且，在不同的中继设备而最大传输速度不同的情况下，数据包的平均滞留时间和缓冲器余量的关系是不成比例的。为此，也可以通过各个中继设备的缓冲器的物理上的大小和最大传输速度来求缓冲器内的数据包的最大滞留时间，将对于作为相对的值的最大滞留时间的平均滞留时间率直接用于缓冲器余量的计算。

(余量的评价函数的利用)

并且，可以将由对于缓冲器内存在的数据量，求出的规定的评价函数算出的值作为“缓冲器余量”来定义，并在中继节点之间进行交换，所述规定的评价函数例如是求数据量的常数倍的一次函数、或求平方后的值的二次函数等。

通过设计这样的评价函数，从而可以按照缓冲器内存在的数据的余量，使传输量的调整幅度发生变化的控制则成为可能。

※中继设备之间性能(缓冲器大小)不同的情况

并且，在中继设备之间的性能不同的情况下，也可以按照目的并基于相互的性能信息，将中继设备之间的全体最佳化控制所利用的缓冲器余量的值用于从绝对量变换为相对量，或从相对量变换为绝对量。

性能信息是指，有关各个中继设备的物理性能的信息，具体而言例如有发送缓冲器的物理大小，或在数据的发送中的最大传输量。

缓冲器余量的绝对量是指，利用缓冲器内的数据包或空余容量、数据包平均滞留时间等与其他的中继设备相同的基准值(Byte，μsec)来表现的量。

并且，缓冲器余量的相对量是指，以各个中继设备的性能为基准来表现的量，所述各个中继设备的性能例如有缓冲器内的数据占有率、缓冲器空余率、对于数据包在缓冲器内能够滞留的时间的、实际数据包滞留的时间率等。

绝对量和相对量的关系由(公式2)所示的公式来表示。

q_absolute＝q_relative*Buffer_size      (公式2)

(公式2)的q_absolute是缓冲器余量的相对量，q_relative是缓冲器余量的绝对量，Buffer_size是缓冲器的物理大小。通过利用(公式2)，在知道缓冲器的物理大小的情况下，可以将以绝对量(或相对量)表现的缓冲器余量的值变换相对量(或绝对量)。

并且，作为按照目的来分开使用绝对量和相对量的例子，例如，在要求有利用UDP(User Datagram Protocol：用户数据报协议)的影像传输或声音传输等实时性的情况下，通过利用以绝对量表现的缓冲器余量来调整传输量，从而可以调整各个中继设备的传输量，以使各个中继设备内滞留的物理上的缓冲器余量成为相等。

据此，各个中继设备的数据包的滞留时间成为相等，从而可以使实时传输中的传输延迟减少。

并且，利用TCP(传输控制协议)的文件传送等，对于实时性而言更要求数据损失少的传输的情况下，通过利用以相对量表现的缓冲器余量来调整传输量，从而可以调整传输量，以使各个中继设备的缓冲器内的数据的占有率成为相等。据此，由于可以按照各个中继设备的缓冲器的物理大小，执行了最大限度地将数据保持到缓冲器的中继，因此可以进行因传输路径上的数据包废弃而造成的损失较少的传输。

另外，为了能够区别是以绝对量还是以相对量表现的，而描述到发送数据包，在通信开始时在中继设备之间互相通知。

并且，作为通知到协调对方的用于协调的信息，除用于传输量的调整的发送缓冲器的状态以外，还可以将用于协调对方的选择或自我最佳化和全体最佳化的比率控制的Airtime尺度或传输错误、前向纠错强度、再次发送次数/时间、收容终端数、接收电场强度的信息，定期地或在这些值发生变化时通知给协调对方。

(用于协调的信息通知的频度调整)

以下对信息通知的频度(信息通知的时间间隔)进行说明。

图13是用于说明调整信息通知的频度的条件的图。

按照自身中继设备的拥塞状态或负载的变动幅度、到协调对方的距离、协调对方的负载状态或负载的变动幅度、和协调对方的缓冲器的物理大小的不同或最大传输速度的不同，来控制用于协调的信息(例如缓冲器余量)的交换频度。

(基于缓冲器余量的频度调整)

在自身中继设备的负载状态高的情况下，为了能够尽早地使负载降低，而以高的频度来交换用于协调的信息。相反，在低负载的情况下，由于成为通信或中继设备的处理的开销额外量，因此以低频度进行交换。

并且，在也考虑协调对方的负载状态进行频度调整的情况下，在协调对方的负载状态高时，由于对自身中继设备的负载降低效果的期待较少，因此使用于协调的信息交换的频度降低。另一方面，在协调对方的负载状态低时，由于可以期待自身中继设备的负载降低效果，因此使用于协调的信息交换的频度升高。

在缓冲器余量比规定的阈值大的情况下，可以判断为高负载，在规定的阈值以下的情况下，可以判断为低负载。另外，可以分别设定有关自身中继设备以及协调对方的阈值。

(基于缓冲器余量的变动量的频度调整)

在自身中继设备的负载的变动幅度大的情况下，为了能够追随急剧地负载变动，而以高频度交换用于协调的信息。相反，在负载的变动幅度小的情况下，由于高追随性会造成通信或中继设备的处理的开销额外量，因此以低频度交换用于协调的信息。

并且，在考虑协调对方的负载的变动幅度进行频度调整的情况下，在协调对方的负载的变动幅度大时，由于自身控制会变得不稳定，因此使用于协调的信息交换的频度降低。另一方面，在协调对方的负载的变动幅度低的情况下，由于可以期待稳定的自身控制，因此使用于协调的信息交换的频度升高。

作为负载的变动幅度的一个例子可以举出缓冲器余量的变动。另外，缓冲器余量的测定可以通过预先记录缓冲器余量的内容和时刻，并从这些履历中求出规定时间内的中值(中位数)或众数(模式)，来测定缓冲器余量的变动。将中值或众值作为阈值，若缓冲器余量比阈值大，则为缓冲器余量的变动大的中继设备，若比阈值小，则为缓冲器余量的变动小的中继设备。

(基于通信距离的频度调整)

到协调对方的距离越远(到协调对方的跳数越大)，用于协调的信息交换的频度就越高，越近用于协调的信息交换的频度就越低。据此，即使中继用于全体最佳化的信息交换的中继设备增多(到协调对方的距离变远)，也可以抑制中继时的处理负载延迟的影响或发生的数据包损失而造成的影响等，因中继设备之间的连接关系或状态的变化而造成的影响。

※按照中继设备间的不同的性能的信息交换频度的调整

(基于缓冲器的不同的物理大小的频度调整)

并且，用于协调的信息交换的频度可以按照与协调对方的性能(缓冲器的物理大小)的不同来变更。

例如，由中继设备发送来的数据量发生变动的情况下，比起缓冲器的物理大小大的中继设备而言，缓冲器的物理大小小的中继设备的缓冲器内的数据占有率的变动幅度变大。

因此，自身的缓冲器的物理大小比协调对方的缓冲器的物理大小小的情况下，由于自身的缓冲器内的数据占有率的变动对于协调对方而言相对较大，因此增加向协调对方的信息的通信频度。据此，协调对方对于缓冲器的物理大小小的中继设备，可以实现对缓冲器内的缓冲器余量的变动的追随性高的传输量控制。

另一方面，自身的缓冲器的物理大小比协调对方的缓冲器的物理大小大的情况下，由于自身的缓冲器内的数据的占有率的变动对于协调对方来说相对较小，因此降低向协调对方的信息的通信频度。据此，具有减少向协调对方进行信息通知时的通信量的效果。

(基于最大传输速度的差的频度调整(传输路径上的对方))

并且，在任意的数据流动的传输路径上，由各个中继设备的发送电力的不同或中继设备之间的距离的不同等而造成各个中继设备的最大传输速度不同的情况下，自身的缓冲器的最大传输速度比数据流动的传输路径上的协调对方的最大传输速度小的情况下，由于自身的缓冲器余量容易比协调对方的缓冲器余量多，因此增加向协调对方的信息的通信频度。据此，协调对方对于缓冲器的最大传输速度小的中继设备，可以实现对缓冲器内的缓冲器余量的变动的追随性高的传输量控制。

另一方面，在自身的缓冲器的最大传输速度比数据流动的传输路径上的协调对方的最大传输速度大的情况下，由于自身的缓冲器余量容易比协调对方的缓冲器余量多，因此降低向协调对方的信息的通信频度。据此，具有减少向协调对方进行信息通知时的通信量的效果。

(基于最大传输速度的差的频度调整(与协调对方进行双方向通信))

并且，在自身中继设备和协调对方之间进行双方向通信时，由彼此的发送电力的不同等而造成自身中继设备的最大传输速度和协调对方的最大传输速度的差有非常大的情况下，由于为了使缓冲器余量均等化的传输量控制的影响在双方都有很大不同，因此最佳化控制会有失败的可能。为此，为了使与最大传输速度的差异小的协调对方的全体最佳化控制优先，因此降低向最大传输速度的差非常大的协调对方的通信频度。最大传输速度的差是否非常大，可以通过最大传输速度的差的绝对值是否比规定的阈值大来判断。

在上述的情况，是按照自身中继设备的拥塞状态或负载的变动幅度、到协调对方的距离、协调对方的负载状态或负载的变动幅度、和协调对方的缓冲器的物理大小的不同或最大传输速度的不同，并根据个别的信息来决定用于协调的信息交换的频度的，但也可以通过适当地选择并组合这些，来决定用于协调的信息交换的频度。

(自我最佳化控制(S2606)和全体最佳化控制(S2607))

以下对为了进行各个中继设备的传输量控制的自我最佳化控制和全体最佳化控制的内容以及定义进行说明。另外，对于拥塞状态的测定(S2604)和自我最佳化控制和全体最佳化控制的平衡控制(S2605)的说明，将在自我最佳化控制和全体最佳化控制的说明之后进行。

图14以及图15是用于说明为了进行各个中继设备的传输流量控制的自我最佳化控制和全体最佳化控制的定义的图。

图14示出了由多个中继设备构成的自组织网络。

S1、S2为数据的发送方，G1、G2是数据的接收方。各个中继设备如图14的弹出框中所示，按照中继的数据包的每个收信方准备了多个发送缓冲器。在图14的弹出框中，在中继设备A中准备了多个发送缓冲器q_n，1、q_n，2，各自的发送缓冲器内的数据余量以影线来表示。

并且，图15是用于说明中继设备n内的多个发送缓冲器和传送数据的一跳邻居的其他的中继设备的关系的图。

在图15中，中继设备n作为传送数据的一跳邻居的中继设备存在Mn台中继设备，并按每个中继设备准备了专用的发送缓冲器。

在数据包从其他的终端或中继设备被发送到中继设备n时，中继设备n通过发送缓冲器管理部304参照数据包的MAC报头等内容，据此确定成为下一个收信方的中继设备，并将数据包分配到与被确定的中继设备对应的发送缓冲器。

将这样的数据包分配到不同的发送缓冲器的处理和对各个发送缓冲器的传输量的调整由发送缓冲器管理部304来执行，中继设备n可以按照数据包的每个收信方来分别调整发送流量。

在设区别中继设备的号码为n，设区别中继设备n内的发送缓冲器的号码为i的情况下，在中继设备n的第i个发送缓冲器的传输量为x_n，i时，各个中继设备通过自我最佳化流量控制部1603和全体最佳化流量控制部1604来调整各个发送缓冲器的传输量x_n，i，据此，进行各个数据流动的延迟时间、损失率、抖动的控制。

(自我最佳化控制的列方程式)

作为各个中继设备的自我最佳化控制，由自我最佳化流量控制部1603根据第n个中继设备的各个发送缓冲器的缓冲器余量(定义为q_n，i)，向每个收信方的传输量x_n，i得以调整。关于由自我最佳化流量控制部1603进行的自我最佳化控制的列方程式，具体可以像以下这样列方程式。

(公式3)是评价中继设备n的发送缓冲器的状态的评价函数。

$F\left({\stackrel{\→}{q}}_n\right)={(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{n,j})}^2$             (公式3)

(公式3)的

${\stackrel{\→}{q}}_n$                                  (公式4)

是第n个中继设备的各个发送缓冲器的缓冲器余量的集合，(公式6)是表示

${\stackrel{\→}{q}}_n$                                  (公式5)

的定义的式子。

${\stackrel{\→}{q}}_n=\{q_{n,1},q_{n,2},\·\·\·,q_{n,M_n}\}$             (公式6)

在(公式3)、(公式6)中，n是用于区别中继设备的编号。并且，i、j是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。M_n是从中继设备n传送数据的一跳邻居的中继设备的台数。

(公式3)的函数F是这样一种函数，即：在中继设备n内的第i个的发送缓冲器的缓冲器余量与传送数据的一跳邻居的中继设备所对应的M_n个发送缓冲器的缓冲器余量的平均值相等时，成为最小值，且，随着中继设备n内的第i个发送缓冲器的缓冲器余量，和中继设备内的、传送数据的一跳邻居的中继设备所对应的M_n个的发送缓冲器的缓冲器余量的平均值的差的增大，而值单调地增加。

在(公式7)示出了由自我最佳化流量控制部1603调整的数据传输量x_n，i的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dx}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\α}\frac{\∂F\left({\stackrel{\→}{q}}_n\right)}{{\∂x}_{n,i}}$

$=-2\mathrm{\α}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{n,j})\frac{{\∂q}_{n,i}}{{\∂x}_{n,i}}$            (公式7)

在(公式7)，n是用于区别中继设备的编号。并且，i、j是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。M_n是中继设备n传送数据的、存在于一跳邻居的其他的中继设备的台数。α是系数。

(公式7)是将以数据传输量x_n，i对(公式3)的函数进行偏微分的导数放在右边的控制公式，自我最佳化流量控制部1603算出数据传输量x_n，i的值，以使函数F的值接近最小值。

并且，在(公式7)的右边，是表示对于传输量x_n，i的调整量的缓冲器余量的变化量的关系的项目，一般，由于传输量x_n，i增加则缓冲器的余量减少，因此的值如(公式8)所示，为负值。

$\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;x}_{n,i}}<0$                          (公式8)

根据(公式7)、(公式8)，进行如下控制，即：在缓冲器余量q_n，i比同一中继设备内存在的发送缓冲器的平均缓冲器余量大时，使中继设备n内的第i个发送缓冲器的传输量增大，在缓冲器余量q_n，i比成为协调对方的其他的中继设备的平均缓冲器余量的平均值小时，使中继设备n内的第i个发送缓冲器的传输量减小。

基于(公式7)的传输量的控制由自我最佳化流量控制部1603来执行，由于为使中继设备n内的各个发送缓冲器的缓冲器余量q_n，i成为相同的值而调整数据传输量x_n，i，因此可以使被发送到各个收信方的数据流动的质量(延迟或损失率)接近于均等。

(全体最佳化控制的列方程式)

作为中继设备间的全体最佳化控制，可以由全体最佳化流量控制部1604进行数据包的传输量的调整，以使从发送方到接收方的路径上的中继设备之间的缓冲器余量q_n，i成为均等。在全体最佳化流量控制部1604，全体最佳化控制可以以(公式9)所示的公式来定义。

(公式9)是评价中继设备n和成为协调对方的中继设备的发送缓冲器的缓冲器余量的差异的函数。

$G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})={(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)}^2$ (公式9)

在(公式9)，n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、j是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。

next(n)是识别成为中继设备n的协调对方的中继设备的编号的集合。

N_n是中继设备n的协调对方的数。

(公式10)是表示成为中继设备n的协调对方的中继设备所保持的多个发送缓冲器的缓冲器余量的统计值的集合的公式。

${\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)}=\left\{Q_k\right|k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)\}$ (公式10)

(公式11)是求在(公式10)中的缓冲器余量的统计值的公式，在(公式11)给出了各个发送缓冲器的余量的平均值。

$Q_k=\frac{1}{M_n}\underset{i}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{k,i}$ (公式11)

在(公式9)、(公式11)中，n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、k是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。

(公式11)的Q_n是中继设备n的各个发送缓冲器的平均缓冲器余量。

(公式10)的

${\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)}$                       (公式12)

是成为中继设备n的协调对方的每个中继设备的平均缓冲器余量Q_k的集合。M_n是中继设备n传送数据的、存在于一跳邻居的其他的中继设备的台数。(公式9)的函数G是这样一种函数，即：在中继设备n内的第i个的发送缓冲器的缓冲器余量与成为协调对方的N_n个的中继设备的平均缓冲器余量Q_k的平均值相等时，成为最小值(0)，且，随着中继设备n内的第i个发送缓冲器的缓冲器余量，和成为协调对方的N_n个的中继设备的平均缓冲器余量Q_k的设备间的平均值的差的增大，而值单调地增加。

$\frac{{\mathrm{dx}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$

$=-2\mathrm{\&beta;}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$              (公式13)

在(公式13)中n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、k是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。

next(n)是识别成为第n个中继设备的协调对方的中继设备的编号的集合。

N_n是成为中继设备n的协调对方的中继设备的数量。

β是系数。

(公式13)是将以数据传输量x_n，i对(公式9)的函数进行偏微分的导数放在右边的控制公式，并且是全体最佳化流量控制部1604为使函数G的值接近最小值而算出数据传输量x_n，i的值的公式。

并且，在(公式13)右边的

与在自我最佳化控制说明的(公式8)相同。

因此，根据(公式13)进行如下控制，即：在缓冲器余量q_n，i比成为协调对方的其他的中继设备的平均缓冲器余量的平均值大时，使中继设备n内的第i个发送缓冲器的传输量增大，在缓冲器余量q_n，i比成为协调对方的其他的中继设备的平均缓冲器余量的平均值小时，使中继设备n内的第i个发送缓冲器的传输量减小。

根据(公式13)的传输量的控制由全体最佳化流量控制部1604执行，为使缓冲器余量q_n，i接近于与成为协调对方的中继设备的平均缓冲器余量Q_k相等的值而进行调整。结果是，在从发送方到接收方的路径上的一部分中继设备，抑制了缓冲器的混杂的发生。

并且，根据(公式13)的传输量的控制也可以用于使不具有多个发送缓冲器的中继设备之间的缓冲器余量均等化。

在一般的中继设备的构成中仅具有作为发送缓冲器的单FIFO队列(First In First Out：先入先出)。

在具有多个缓冲器的中继设备中，是将各个缓冲器的缓冲器余量的平均值通知到成为协调对方的其他的中继设备的，但在仅具有单FIFO队列的中继设备之间，是将FIFO队列的余量的值通知到成为协调对方的中继设备的。

并且，即使在发送缓冲器仅有一个的情况下，也可以利用上述协调对方(范围)的决定方法以及通信频度的调整方法来决定协调对方(范围)和通信频度。

(自我最佳化控制的工作流程)

图16是说明在各个中继设备中的自我最佳化控制的顺序的流程图。

自我最佳化流量控制部1603通过缓冲器余量取得部1601取得各个发送缓冲器的余量(S1701)。

之后，自我最佳化流量控制部1603根据(公式5)算出各个发送缓冲器的传输量的调整量(S1702)。

之后，自我最佳化流量控制部1603变更各个发送缓冲器的数据传输量x_n，i的值(S1703)。

自我最佳化流量控制部1603通过重复从S1701到S1703的处理，从而按照各个发送缓冲器的混杂程度的不同，独立地进行各个发送缓冲器的传输量的调整。

(全体最佳化控制的工作流程)

图17是说明各个中继设备的全体最佳化控制的顺序的流程图。

全体最佳化流量控制部1604通过缓冲器余量取得部1601取得各个发送缓冲器的余量(S1801)。

之后，全体最佳化流量控制部1604通过缓冲器余量通信部1602，取得在传输路径上的与一跳邻居的中继设备的发送缓冲器的余量相关的信息(S1802)。

另外，在此由一跳邻居的中继设备来取得各个发送缓冲器余量的平均值，以作为与各个发送缓冲器的余量相关的具体的信息。

并且，通过缓冲器余量通信部1602与近邻的中继设备之间的通信，是与全体最佳化流量控制部1604的工作独立地、以一定的时间间隔被进行的，全体最佳化流量控制部1604是取得并具有与缓冲器余量通信部1602所保持的邻接的中继设备的缓冲器余量相关的最新的值。

之后，全体最佳化流量控制部1604根据(公式13)算出各个发送缓冲器的传输量的调整量(S1803)。

之后，全体最佳化流量控制部1604将各个发送缓冲器的数据传输量x_n，i的调整量通知给发送缓冲器管理部304，并变更数据传输量x_n，i(S1804)。

全体最佳化流量控制部1604通过重复从S1801到S1804的处理，从而为使传输路径上的中继设备之间彼此的发送缓冲器的余量接近均等值，而协调地调整各个发送缓冲器的传输量。

(传输量全体最佳化控制的列方程式)

(公式14)是将根据自我最佳化流量控制部1603的(公式7)的控制公式，和根据全体最佳化流量控制部1604的(公式13)的控制公式归纳为一个的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dx}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\frac{\&PartialD;F\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_{n,i}\right)}{{\&PartialD;x}_{n,i}}-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$       (公式14)

(公式14)的右边的第一项，决定由自我最佳化流量控制部1603进行的自我最佳化控制而被调整的传输量。并且，右边的第二项，决定由全体最佳化流量控制部1604进行的全体最佳化控制而被调整的传输量。

(公式14)的第一项的系数α和第二项的系数β的大小是表示在传输量控制中的自我最佳化控制和全体最佳化控制的比率的值，可以通过改变该值来调整自我最佳化和全体最佳化的平衡控制。

另外，在不具有多个发送缓冲器的中继设备中，仅将α的值为0的全体最佳化控制的公式，作为使中继设备之间的缓冲器余量均等化的传输量控制公式来使用。

(自我最佳化控制和全体最佳化控制的平衡控制(S2605))

如图6所示，各个中继设备包括发送流量控制部和平衡调整部1605，所述发送流量控制部包括自我最佳化流量控制部1603以及全体最佳化流量控制部1604。

发送流量控制部根据预先被存储在最佳化系数存储部1608的自我最佳化系数和全体最佳化系数的初始值开始工作，在中继设备工作过程中，决定从发送终端发送到接收终端的数据量。即，根据自我最佳化系数，自我最佳化流量控制部1603被控制，根据全体最佳化系数，全体最佳化流量控制部1604被控制。

平衡调整部1605，在中继设备所具有的缓冲器余量比其他的中继设备所具有的缓冲器余量大时，使自我最佳化系数增大，以使自我最佳化控制的比率增大，在中继设备所具有的发送缓冲器的余量比其他的中继设备所具有的发送缓冲器的余量小时，使全体最佳化系数增大，以使全体最佳化控制的比率增大。

发送流量控制部在平衡调整部1605使自我最佳化系数增大，或使全体最佳化系数增大的情况下，根据变更了的自我最佳化系数以及全体最佳化系数，决定发送给接收终端的数据量。

图18是用于说明有关调整中继设备中的系数α、β的流程图。

在以往的方法中(例如，参照专利文献2)，由于自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率是根据经验被固定决定的，因此在围绕着设备的环境不断地动态变化的情况下，在设备间的资源分配竞争的解消中，向环境变化的追随性方面存在着问题。为此，对于像网络这样的发送流程数量或传输错误率的变化等要求对环境变化的追随性较高的用途而言，就需要有动态决定自我最佳化控制和全体最佳化控制的各个控制的比率的具体实现方法(在中继设备中的α、β的系数调整方法)。

作为在中继设备中的系数α、β的调整方法的基本想法有以下(1)、(2)两种。

(1)为了在自身中继设备和成为协调对方的中继设备之间，比较因资源(传输频带)分配竞争而产生的影响的程度，因此彼此通知因各个中继设备的拥塞而导致的损失(损失率、延迟时间、抖动)。

(2)各个中继设备在因自身的拥塞而发生损失(损失率、延迟时间、抖动)的情况下，使由自我最佳化控制的传输量控制的比率增大，在因传输路径上的其他的中继设备而发生损失(损失率、延迟时间、抖动)的情况下，使由全体最佳化控制的传输量控制的比率增大。

(用于变更系数α、β的工作流程)

各个中继设备通过拥塞状态管理部306来测定传输路径上的损失(损失率、延迟时间、抖动)(S1901)。

判定在传输路径上的一跳邻居的中继设备是否发生了拥塞(S1902)，在邻居的中继设备发生了拥塞的情况下(S1902的“是”)，移向S1903。在邻居的中继设备没有发生拥塞的情况下(S1902的“否”)，移向S1904(S1902)。

在邻居的中继设备发生了拥塞的情况下(S1902的“是”)，为了抑制在邻居的中继设备的拥塞状态，就要使全体最佳化控制的比率比自我最佳化控制大，因此使决定自我最佳化控制的程度的系数α的值减少，相反，使决定全体最佳化控制的程度的系数β的值增加(S1903)。

在邻居的中继设备没有发生拥塞的情况下(S1902的“否”)，判定是否在自身的发送缓冲器发生了拥塞(S1904)。在发生了拥塞的情况下(S1904的“是”)，移向S1905，在没有发生拥塞的情况下(S1904的“否”)，返回S1901(S1904)。

在中继设备自身发生了拥塞的情况下(S1904的“是”)，为了使抑制自身的发送缓冲器的拥塞优先于与邻居的中继设备的全体最佳化控制，而使决定自我最佳化控制的程度的系数α的值增加，相反，使决定全体最佳化控制的程度的系数β的值减少(S1905)。各个中继设备通过重复从S1901到S1905的处理，按照拥塞的发生位置，自动地进行自我最佳化控制和全体最佳化控制的平衡调整。

另外，虽然在图18中以使抑制在邻居的中继设备发生的拥塞优先于在自身的发送缓冲器发生的拥塞为例进行了说明，不过也可以通过调换S1902和S1904的顺序，使抑制自身的发送缓冲器发生的拥塞优先于邻居的中继设备发生的拥塞，而进行系数α、β的值的调整。

图19是用于说明根据邻居的中继设备和自身中继设备的缓冲器余量的差来决定α、β的控制量的方法的图。

在路径上的中继设备使用在中继处理中所利用的缓冲器余量，来调查在近邻的中继设备和自身中继设备的拥塞状态是否有偏差。由邻居的中继设备收集各个中继设备的缓冲器的余量，通过与自身中继设备的缓冲器余量相比较，来判断是自身中继设备的拥塞状态严重还是近邻的中继设备的拥塞状态严重。在图所示的例子中，在邻居的中继设备和自身中继设备的缓冲器余量的差(从自身中继设备的缓冲器余量中减去邻居的中继设备的缓冲器余量后的值)为正“+”的情况下，将自身中继设备的α设定为高，邻居的中继设备的β设定为低。相反，在为负“—”的情况下，将自身中继设备的α设定为低，近邻的中继设备的β设定为高。据此，由于可以通过动态地决定α和β的值，来取得自我最佳化控制和全体最佳化控制的平衡，因此可以在抑制自身中继设备的拥塞的同时，还可以使相同路径上的邻居的中继设备和自身中继设备之间的拥塞偏差消失。另外，近邻的中继设备需要按照每个收信方来协调自身中继设备并进行最佳化控制，因此只有目的地的中继设备的数M_n需要进行全体最佳化控制。并且，也可以按照正“+”或负“—”的大小来决定α或β的值。

并且，α、β的调整根据与其他的中继设备的资源(传输频带)分配竞争而在自身中继设备一侧发生的影响的程度，被定义为如(公式15)、(公式16)、(公式17)所示。

$I_n={(C_{\mathrm{self}}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{C}_k)}^2$             (公式15)

(公式15)是比较在自身中继设备和成为协调对方的中继设备之间，因资源(传输频带)分配竞争产生的影响的程度的函数。

在(公式15)中的C_self是表示因资源(传输频带)分配竞争而在自身中继设备一侧产生的影响的程度的值。C_k是表示因资源(传输频带)分配竞争而在协调对方一侧产生的影响的程度的值。

next(n)是识别成为中继设备n的协调对方的中继设备的编号的集合。

N_n是中继设备n的协调对方的数。

(公式15)中的函数I是这样一种函数，即：在因资源(传输频带)分配竞争而产生的对自身的影响程度和对协调对方的影响程度的平均值相等的情况下取最小值，且随着因资源(传输频带)分配竞争产生的对自身的影响程度和对成为协调对方的中继设备的影响程度的平均值的差异增大而值变大。

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&alpha;}}{\&PartialD;t}=+\mathrm{\&gamma;}\frac{{\&PartialD;I}_n}{\&PartialD;\mathrm{\&alpha;}}\\ \frac{\&PartialD;\mathrm{\&beta;}}{\&PartialD;t}=-\mathrm{\&gamma;}\frac{{\&PartialD;I}_n}{\&PartialD;\mathrm{\&beta;}}\end{array}\right.$              (公式16)

(公式16)是在右边具有对(公式15)的函数I以α或β进行偏微分的导数的控制公式，并且也是为使因自身中继设备和协调对方的资源(传输频带)分配竞争而产生的影响的程度接近于相等状态而调整α、β的值的公式。

γ是决定α、β的调整速度的系数。

为了更详细地说明(公式16)，而以(公式17)示出(公式16)的展开式。

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&alpha;}}{\&PartialD;t}=+2\mathrm{\&gamma;}(C_{\mathrm{self}}-\frac{1}{M_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{C}_k)\frac{{\&PartialD;C}_{\mathrm{self}}}{\&PartialD;\mathrm{\&alpha;}}\\ \frac{\&PartialD;\mathrm{\&beta;}}{\&PartialD;t}=-2\mathrm{\&gamma;}(C_{\mathrm{self}}-\frac{1}{M_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{C}_k)\frac{{\&PartialD;C}_{\mathrm{self}}}{\&PartialD;\mathrm{\&beta;}}\end{array}\right.$     (公式17)

根据(公式17)，在因资源(传输频带)分配竞争产生的对自身的影响程度比对协调对方的影响程度的平均值大时，由于需要增加α并减少β，因此增大自我最佳化控制的比率，以使自我中继设备的拥塞状态得以缓解。

在因资源(传输频带)分配竞争产生的对自身的影响程度比对协调对方的影响程度的平均值小时，由于需要减少α并增加β，因此增大全体最佳化控制的比率，以使因资源(传输频带)分配竞争产生的对协调对方的影响程度得以缓解。

另外，在α、β的调整中所涉及的(公式15)、(公式16)、(公式17)中，作为因资源(传输频带)分配竞争而产生的对自身中继设备的影响程度C_self和对协调对方的影响程度C_k的值，可以利用因拥塞而造成的损失(损失率、延迟时间、抖动)的值，并且，作为测定因资源(传输频带)分配竞争而产生的影响程度的值，可以利用自身中继设备和协调对方的AirTime尺度、传输错误、前向纠错强度、再次发送次数/时间、收容终端数、接收电场强度、缓冲器余量、以及缓冲器余量的变动量，来决定α、β的值。

图20是用于说明决定考虑了传输错误的α、β的控制量的方法的图。

为了考虑传输错误，在中继设备的无线质量管理部305进行目的地的中继设备和自身中继设备之间的传输错误率的计测(S1906)。判断各个目的地的中继设备和自身中继设备之间的传输错误率是否在阈值以内(S1907)，若传输错误率在阈值以上(S1907的“否”)，则不进行α、β的参数调整。据此，发送终端可以尽早地检测出传输路径上的异常，并可以尽早地选择其他的路径，从而可以期待尽早地从因错误传输而导致的质量降低得以恢复的效果。相反，若传输错误率比阈值小(S1907的“是”)，如图19所示，取得目的地的中继设备的缓冲器余量(S1908)，根据邻居的中继设备和自身中继设备的缓冲器余量的差来决定增减(S1909)。以上的处理一直实施到所有的目的地1到M_n(S1910)。作为传输错误率的阈值的决定方法，可以是根据分别在向自身中继设备输入的网络接口，和在输出的网络接口观测到的平均的传输错误率的差分值的方法，也可以按照经验来决定传输错误率的阈值。

并且，作为β的增减量，在传输错误多发的情况下，使用于增大传输量的β的值比不发生传输错误的情况时大。据此，可以期待对因传输错误产生的拥塞的抑制。

并且，不仅是传输错误率，还可以根据按照每个收信方设定的前向纠错强度、再次发送次数，来推定传输路径的质量，并判断是否进行α、β的参数调整。例如，前向纠错的强度高，或再次发送次数高的传输路径被判断为传输质量低。

通过以上对α、β的调整，说明了取得各个中继设备的自我最佳化控制和全体最佳化控制的平衡的方法，不过也可以根据α或β的比率仅使特定的路径优先传输。具体而言，α、β的比率决定方法可以是，为使特定的传输流优先，而明确地示出并分配利用者希望优先度高的照相机，也可以是以正在拍摄的照相机，利用图像处理或传感器来自动地判断拍摄对象的存在，若拍摄对象存在则自动地分配为高优先度的方法。

(实施例)

图21是根据(公式14)、((公式7)以及(公式13))，说明用于自我最佳化和全体最佳化的传输量控制的具体例子及其假定条件的图。

在实施例1，对以下的抑制方法进行说明，这些抑制方法是指，通过根据(公式14)((公式7)以及(公式13))的调度，来调整来自各个发送缓冲器的发送量，从而对自身的中继设备内的各个发送缓冲器之间的数据余量的偏倾进行控制(自我最佳化)，以及对中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的偏倾进行控制(全体最佳化)。

在实施例1的自我最佳化中，作为自身的发送缓冲器状态，利用各个发送缓冲器内的数据余量进行调度(发送量)的调整。

并且，在全体最佳化中，选择中继设备自身的数据的收信方以及成为收信方的中继设备，以作为协调对方，作为自身的发送缓冲器的状态，利用各个发送缓冲器的数据余量，并且，作为协调对方的发送缓冲器的状态，利用协调对方的发送缓冲器的平均数据余量，来进行调度(发送量)的调整。

在实施例2，对以下的抑制方法进行说明，这些抑制方法是指，通过根据(公式14)((公式7)以及(公式13))的发送缓冲器的数据包废弃，来调整来自各个发送缓冲器的发送量，从而对自身的中继设备内的各个发送缓冲器之间的数据余量的偏倾进行控制(自我最佳化)，以及对中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的偏倾进行控制(全体最佳化)。

在实施例2的自我最佳化中，作为自身的发送缓冲器的状态，利用各个发送缓冲器内的数据余量进行数据包废弃的调整。

并且，在全体最佳化中，选择中继设备自身的数据的收信方以及成为收信方的中继设备，以作为协调对方，作为自身的发送缓冲器的状态，利用各个发送缓冲器的数据余量，并且，作为协调对方的发送缓冲器的状态，利用协调对方的发送缓冲器的平均数据余量，来进行数据包废弃(发送量)的调整。

在实施例3，对以下的控制方法进行说明，该控制方法是指，根据(公式14)((公式7)以及(公式13))，通过MAC层的访问控制来调整各个发送缓冲器的发送量，从而对中继设备间的发送缓冲器的数据余量的偏倾进行控制(全体最佳化)。

在实施例3中的全体最佳化中，作为协调对方选择能够直接通信的一跳邻居的中继设备，作为自身的发送缓冲器的状态，利用所有的发送缓冲器的数据余量的合计值，并且作为协调对方的发送缓冲器的状态，利用每个协调对方的所有的发送缓冲器的数据余量，来进行MAC层的访问控制(发送量)的调整。

并且，在实施例3的自我最佳化中利用实施例1的调度或实施例2的数据包废弃。

在实施例4中对这样一种方法进行说明，即：通过利用按照多个发送缓冲器独立地进行MAC层的访问控制的构成，根据(公式14)((公式7)以及(公式13))，由MAC层的访问控制对各个发送缓冲器的发送量进行调整，据此，进行自身的中继设备内的各个发送缓冲器之间的数据余量的偏倾的抑制(自我最佳化)，以及在中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的偏倾的抑制(全体最佳化)。

在实施例4的自我最佳化控制中，作为自身的发送缓冲器的状态，利用各个发送缓冲器内的数据余量来调整MAC层的访问控制(发送量)的调整。

并且，在全体最佳化控制中，选择能够直接通信的一跳邻居的中继设备以作为协调对方，作为自身的发送缓冲器的状态，利用各个发送缓冲器内的数据余量，并且，作为协调对方的发送缓冲器的状态，利用协调对方的发送缓冲器的平均数据余量，来进行MAC层的访问控制(发送量)的调整。

在实施例5对这样一种方法进行说明，即：通过利用由目前正在不断被标准化的无线LAN构筑网状网的技术标准化规格的IEEE802.11s所利用的拥塞控制请求(CCR：Congestion ControlRequest)消息，来推定协调对方的发送缓冲器的状态，即使不直接地将发送缓冲器的余量和协调对方相互通知，也可以通过根据(公式14)((公式7)以及(公式13))的发送量的调整，来进行自身的中继设备内的各个发送缓冲器之间的数据余量的偏倾的抑制(自我最佳化)，以及中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的偏倾的抑制(全体最佳化)。

而且，在实施例5中还对这样一种方法进行说明，即：根据拥塞控制请求消息推定协调对方的发送量，在根据(公式14)((公式7)以及(公式13))的发送量的调整中，不是通过比较中继设备间的发送缓冲器的状态，而是通过比较中继设备间的发送量来调整发送量。

(实施例1：由调度进行的传输量控制)

图22是用于说明由发送缓冲器的调度来调整发送量的方法的图。

作为由发送缓冲器的调度调整发送量的方法，可以通过利用加权循环等方法，来调整从各个发送缓冲器发送来的数据的发送量。

加权循环(WRR：Weighted Round Robin)是指，按照被赋予的权重w_n，i的大小，对各个发送缓冲器调整来自发送缓冲器的传输量x_n，i的方法。

在图22中，在从中继设备发送来的数据的发送量为x_n的情况下，从各个发送缓冲器发送来的数据的发送量成为，使发送量的值x_n与被赋予到各个发送缓冲器的权重w_n，i的大小成比例并分配的值。

为此，通过调度的传输量x_n，i的控制可以根据(公式7)、(公式13)的控制公式，并通过调整被赋予到各个发送缓冲器的权重的值w_n，i来实现。

首先，对根据(公式7)的自我最佳化流量控制部1603的控制公式进行说明。

$\frac{{\mathrm{dw}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\frac{\&PartialD;F_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;w}_{n,i}}$           (公式18)

(公式18)是将(公式7)的控制公式的控制对象替换为各个发送缓冲器的权重w_n，i的公式。并且，以被赋予到发送缓冲器的权重w_n，i对(公式18)的函数F进行偏微分后的控制公式在(公式19)中示出。

$\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;w}_{n,i}}=-2\mathrm{\&alpha;}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;w}_{n,i}}$         (公式19)

(公式19)的右边

的值是表示缓冲器余量的变化量对权重的值的变化量的关系的调整项。

若设中继设备n的数据发送中的发送量为x_n，i，则每单位时间ΔT的第i个的发送缓冲器的缓冲器余量的变化量q_n，i以(公式20)所示的关系式来表示。

q_n，i＝x_n，iΔT

＝(x_n，i，in-x_n，i，out)ΔT         (公式20)

在(公式20)中，x_n，i，in是被发送到中继设备n的数据的发送量，x_n，i，out是从中继设备n送出的数据的发送量。

若假设发送缓冲器的权重w_n，i的变更不会对发送给中继设备n的数据的发送量产生影响，则对于w_n，i的变化量的x_n，i，in的变化量成为0((公式21))。

$\frac{{\&PartialD;x}_{n,i,\mathrm{in}}}{{\&PartialD;w}_{n,i}}=0$               (公式21)

并且，因发送缓冲器的权重w_n，i的变更，而从中继设备n发送来的数据的发送量x_n，i，out的变化量的关系由(公式22)示出。

$\frac{{\&PartialD;x}_{n,i,\mathrm{out}}}{{\&PartialD;w}_{n,i}}=\frac{\&PartialD;}{{\&PartialD;w}_{n,i}}\frac{w_{n,i}}{W_n}{x}_{n,\mathrm{out}}$             (公式22)

x_n，out是从中继设备n的所有发送缓冲器发送来的数据的发送量。

在(公式22)中的w_n是被赋予到中继设备n内的各个发送缓冲器的权重w_n，i的总和((公式23))。

$W_n=\underset{i}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{n,i}$                (公式23)

为了更具体地表示(公式22)的右边，以w_n，i对右边进行偏微分后的控制公式在(公式24)中示出。不过，w_else是被分配到第i个以外的发送缓冲器的权重的总和。

$\frac{{\&PartialD;x}_{n,i,\mathrm{out}}}{{\&PartialD;w}_{n,i}}=\frac{W_n-w_{n,i}}{{W_n}^2}{x}_{n,\mathrm{out}}$

$=\frac{w_{n,i,\mathrm{else}}}{{(w_{n,i}+w_{n,i,\mathrm{else}})}^2}{x}_{n,\mathrm{out}}$

                            (公式24)

不过，(公式24)的常数w_n，i，clse是中继设备n内的除w_n，i以外的权重加在一起的值，以(公式25)来定义。

$w_{n,i,\mathrm{else}}=\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{n,j}-w_{n,i}$        (公式25)

根据(公式24)，对于被赋予到发送缓冲器的权重的调整的数据的发送量增减幅度的关系为，在w_n，i的值比其他的发送缓冲器的权重的总和W_n，i，else小时，几乎保持一定的关系，即w_n，i，else平方分之一左右，而在w_n，i比w_n，i，else大时，被调整为与被赋予到发送缓冲器的权重w_n，i的大小的平方成反比例的传输量的增减幅度。

也就是说，在被赋予到发送缓冲器的权重的值大的情况下，通过调整权重，从而对发送量的调整的影响会变小，大致与权重的平方成反比例。

根据(公式19)、(公式24)，由自我最佳化流量控制部1603进行的调度(加权)的控制公式由(公式26)来定义。

$\frac{{\mathrm{dw}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\&alpha;}}_{w,i}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{W_n-w_{n,i}}{{W_n}^2}{x}_{n,\mathrm{out}}$        (公式26)

(公式26)的α_w，j是系数，在(公式27)示出了这些系数的定义。

α_w，i＝2*α*ΔT

                                  (公式27)

根据(公式26)，在WRR所利用的各个发送缓冲器的权重w_n，i的值被控制，即：对于中继设备内的所有发送缓冲器的平均缓冲器余量而言，成为控制对象的缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使权重w_n，i的值增大，相反，对于中继设备内的所有发送缓冲器的平均缓冲器余量而言，成为控制对象的缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使w_n，i的值减小。

根据(公式26)，w_n，i的控制由自我最佳化流量控制部1603来执行，通过根据(公式26)来调整各个发送缓冲器的权重，从而各个中继设备可以使各个发送缓冲器之间的调度成为可能，据此，使各个发送缓冲器的数据余量q_n，i接近同一个值，并使各个中继路径的传输质量(延迟或损失率)均一。

因此结果是，在各个中继设备，为使各个发送缓冲器的缓冲器余量q_n，i成为同一个值，而控制传输量、并使各个收信方的传输质量(延迟或损失率)接近于均等的值。

以下，根据(公式13)对全体最佳化流量控制部1604的控制公式进行说明。

在(公式28)示出了将(公式13)的控制公式中的控制对象替换为各个发送缓冲器的权重w_n，i。

$\frac{{\mathrm{dw}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;w}_{n,i}}$           (公式28)

根据(公式28)，为了求更具体的控制公式，以被赋予到发送缓冲器的权重w_n，i来对函数G进行偏微分的控制公式在(公式29)示出。

$\frac{{\mathrm{dw}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-2\mathrm{\&beta;}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;w}_{n,i}}$      (公式29)

N_n是成为中继设备n的协调对方的中继设备的台数。

至于(公式29)的右边

的部分，与以自我最佳化流量控制部1603的控制公式求出的(公式24)相同。

根据(公式29)、(公式24)，根据全体最佳化控制部1604的调度(权重)的控制公式由(公式30)来定义。

$\frac{{\mathrm{dw}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\&beta;}}_{w,i}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{W_n-w_{n,i}}{{W_n}^2}{x}_{n,\mathrm{out}}$           (公式30)

N_n是成为中继设备n的协调对方的中继设备的台数。

(公式30)的β_w，j是系数，在(公式31)示出了其定义。

β_w，i＝2*β*ΔT                 (公式31)

根据(公式30)，在WRR所利用的各个发送缓冲器的权重w_n，i的值被控制，即：对于成为协调对方的各个中继设备的平均缓冲器余量的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使权重w_n，i的值增大，相反，在q_n，i小的情况下，使w_n，i的值减小。

根据(公式30)，w_n，i的控制由全体最佳化流量控制部1604来执行，通过根据(公式30)调整各个发送缓冲器的权重，从而使发送缓冲器间的调度成为可能，以使自身的发送缓冲器的余量q_n，i和成为协调对方的中继设备和平均缓冲器余量Q_n的值均等化，并使传输路径上的缓冲器余量的偏倾得以抑制。

另外，在实施例1说明了，作为根据调度的自我最佳化的方法，可以根据(公式7)对被分配到各个发送缓冲器的权重w_n，i进行控制(公式26)，作为全体最佳化的方法，可以根据(公式13)对被分配到各个发送缓冲器的权重w_n，i进行控制(公式30)，不过，也可以是除上述以外的控制公式，即只要是能够使发送缓冲器之间的缓冲器余量均等，无论是哪种控制各个发送缓冲器的权重的控制公式都可以。

并且，作为由调度进行的传输量控制的方法，以控制在WRR利用的权重的值为例进行了说明，不过，除WRR以外，也可以利用按照被分配到发送缓冲器的权重，对发送量进行调整的WFQ(Weighted FairQueuing：加权公平排队法)等调度方式。

并且，对于(公式22)所示的权重调整幅度的缓冲器余量的变化量的关系，在与权重大小无关成为一定的情况下，也可以利用将(公式22)作为常数的公式。

(实施例2：基于数据包废弃的传输量控制)

图23是用于说明在发送缓冲器的数据包废弃的图。

作为调整中继设备内的各个缓冲器的缓冲器余量的方法，除控制数据的传输量以外，还可以通过利用RED(Random Early Detection：随机早期检测)等数据包的废弃方法来实现。

RED是回避拥塞发生的技术，即：通过按照发送缓冲器内的缓冲器余量(时间平均)来调整废弃率y，从而预先随机地选择发送缓冲器内的数据包，并废弃被选择的数据包。

图23是示出发送缓冲器内的缓冲器余量(时间平均)和通过RED废弃的数据包的比例(数据包废弃率)关系的图表。

图23的横轴表示中继设备内的缓冲器余量(时间平均)的值，纵轴表示发送缓冲器的数据包废弃率的值。

在RED中，针对发送缓冲器的物理大小，预先决定缓冲器余量的上限值(Max Threshold)和下限值(Min Threshold)，如图23的图表所示，在平均缓冲器余量超过下限值(Min Threshold)时，以一定的比率(倾斜a)使数据包废弃率y增加，在平均缓冲器余量超过上限值(MaxThreshold)的情况下，变更数据包废弃率y，使废弃率y为1.0。

平均缓冲器余量的值在下限值(Min Threshold)和上限值(MaxThreshold)之间时的数据包废弃率的值，可以由(公式32)所示的公式来求。

y＝aq+b

                         (公式32)

在(公式32)中，y是数据包废弃率，q是在一定时间内的时间平均缓冲器余量，a是倾斜(对于时间平均缓冲器余量的值的数据包废弃率的增加量)，b是截取(决定Min Threshold的值)。

通过调整(公式32)的倾斜a和截取b的值，从而能够变更发送缓冲器内的数据包废弃的程度，并通过在多个发送缓冲器的每个中进行调整，从而可以使中继设备内的各个发送缓冲器间的数据余量(缓冲器余量)均等化，或使中继设备的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)均等化。

因此，通过根据(公式7)、(公式13)的控制公式来调整决定各个发送缓冲器的废弃率y的倾斜a和截取b的值，从而可以对发送缓冲器的数据包废弃率进行控制。

首先，根据(公式7)对自我最佳化流量控制部1603的控制公式进行说明。

$\frac{{\mathrm{da}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;a}_{n,i}}$

                              (公式33)

$\frac{{\mathrm{db}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;b}_{n,i}}$

                              (公式34)

在(公式33)和(公式34)将在(公式7)的控制公式中的控制对象替换为决定废弃率y的倾斜a_n，i。并且，(公式34)将在(公式7)的控制公式中的控制对象替换为决定废弃率y_n，i的截取b_n，i。

并且，以被赋予到发送缓冲器的权重a_n，i对(公式33)的函数F进行偏微分后的控制公式在(公式35)示出。

$\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;a}_{n,i}}=-2\mathrm{\&alpha;}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;a}_{n,i}}$        (公式35)

并且，以被赋予到发送缓冲器的权重b_n，i对(公式34)的函数F进行偏微分后的控制公式在(公式36)示出。

$\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;b}_{n,i}}=-2\mathrm{\&alpha;}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;b}_{n,i}}$

                                      (公式36)

以废弃率y_n，i进行了数据包废弃后的缓冲器余量成为(公式37)所示的值。

q_n，i＝(1-y_n，i)q_n，i

＝(1-a_n，iq_n，i-b_n，i)q_n，i        (公式37)

因此，以倾斜a_n，i以及截取b_n，i对q_n，i的值进行偏微分后的值分别成为(公式38)和(公式39)所示的值。

$\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;a}_{n,i}}=-{q_{n,i}}^2$                        (公式38)

$\frac{{\&PartialD;q}_{n,i}}{{\&PartialD;b}_{n,i}}=-q_{n,i}$                    (公式39)

根据(公式36)和(公式38)，通过自我最佳化流量控制部1603决定的IP层的废弃率y_n，i的倾斜a_n，i的控制公式由(公式40)来定义。

$\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;a}_{n,i}}=2\mathrm{\&alpha;}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j}){q_{n,i}}^2$              (公式40)

根据(公式37)和(公式39)，通过自我最佳化流量控制部1603决定的IP层的废弃率y_n，i的倾斜b_n，i的控制公式由(公式41)来定义。

$\frac{{\&PartialD;F}_i\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;b}_{n,i}}=2\mathrm{\&alpha;}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})q_{n,i}$             (公式41)

根据(公式40)对决定y_n，i的倾斜a_n，i的值进行控制，即：对于中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的平均值而言，在控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使倾斜a_n，i的值增大，相反，对于中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的平均值而言，在控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使倾斜a_n，i的值减小。

并且，根据(公式41)对决定y_n，i的截取b_n，i的值进行控制，即：对于中继设备内的各个阿送缓冲器的数据余量的平均值而言，在成为控制对象的缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使截取b_n，i的值增大，相反，对于中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使截取b_n，i的值减小。

根据(公式40)的倾斜a_n，i的值的控制以及根据(公式41)的切片b_n，i的值的控制由自我最佳化流量控制部1603执行，通过根据(公式40)和(公式41)对倾斜a_n，i和截取b_n，i的值进行调整，从而使各个发送缓冲器的数据包废弃成为可能，据此，通过各个中继设备使各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)q_n，i接近同一个值、并使各个中继路径的传输质量(延迟或损失率)成为均等。

其结果是，各个中继设备为使各个发送缓冲器的缓冲器余量q_n，i成为同一个值，而控制传输量，以使每个收信方的传输质量(延迟或损失率)接近于均等的值。

以下，根据(公式13)对全体最佳化流量控制部1604的控制公式进行说明。

在(公式42)示出将(公式13)的控制公式中的控制对象替换为决定数据包废弃率y_n，i的倾斜a_n，i。

$\frac{{\mathrm{da}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;a}_{n,i}}$              (公式42)

并且，(公式43)示出将(公式13)的控制公式中的控制对象替换为决定数据包废弃率y_n，i的倾斜b_n，i。

$\frac{{\mathrm{db}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{Q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;b}_{n,i}}$             (公式43)

为了通过(公式42)求出具体的控制公式，进而以(公式44)示出以决定数据包废弃率y_n，i的倾斜a_n，i对函数G进行偏微分后的控制公式。

$\frac{{\mathrm{da}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=2\mathrm{\&beta;}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k){q_{n,i}}^2$         (公式44)

为了通过(公式43)求出具体的控制公式，进而以(公式45)示出以决定数据包废弃率y_n，i的倾斜b_n，i对函数G进行偏微分后的控制公式。

$\frac{{\mathrm{db}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=2\mathrm{\&beta;}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)q_{n,i}$          (公式45)

根据(公式44)，对于成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使决定数据包废弃率y_n，i的倾斜a_n，i的值增大，对于成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使决定数据包废弃率y_n，i的倾斜a_n，i的值减小。

根据(公式45)，对于成为协调对方的各个中继设备的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使决定数据包废弃率y_n，i的截取b_n，i的值增大，对于成为协调对方的各个中继设备的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值而言，在成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使决定数据包废弃率y_n，i的截取b_n，i的值减小。

根据(公式44)和(公式45)，决定数据包废弃率y_n，i的倾斜a_n，i和截取b_n，i的控制由全体最佳化流量控制部1604执行，通过根据(公式44)和(公式45)对倾斜a_n，i和截取b_n，i的值进行调整，从而使各个发送缓冲器的数据包废弃成为可能，据此，使自身的发送缓冲器余量q_n，i和成为协调对方的中继设备的平均数据余量Q_n的值均等，并使传输路径上的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的偏倾得到抑制。

并且，在实施例2中以根据(公式7)控制各个发送缓冲器的数据包废弃率y_n，i的(公式40)和(公式41)为例对通过数据包废弃的自我最佳化的方法进行了说明，并且以根据(公式13)控制各个发送缓冲器的数据包废弃率y_n，i的(公式44)和(公式45)为例对全体最佳化的方法进行了说明，不过，也可以是除此之外的控制数据包废弃率的公式，只要能够使各个中继设备之间的缓冲器余量以及发送缓冲器之间的缓冲器余量均等的控制各个发送缓冲器的权重的公式即可。

(实施例3：基于MAC层的访问控制的传输量控制)

在实施例3对全体最佳化方法进行说明，即：通过根据(公式1

3)对MAC层的访问控制进行调整，从而调整中继设备之间的发送量，并抑制中继设备之间的缓冲器余量的偏倾。

并且，在实施例3假设的构成是对中继设备内的各个发送缓冲器进行共同的访问控制，不能对各个发送缓冲器进行个别的发送调整。为此，关于实施例3的自我最佳化，可以通过与实施例1的调度或实施例2的数据包废弃并用，来同时进行自我最佳化和全体最佳化。

以下，对基于MAC层的访问控制的全体最佳化进行说明。

图24是用于说明作为在MAC层的访问控制方式，通过无线LAN等所利用的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection：带有避免冲突的载波监听多路访问(协议))的中继设备的数据发送定时和发送量的关系的图。

图24(a)是用于求从中继设备n发送来的数据的传输量的值的公式。从中继设备n发送来的数据的发送量是通过以发送时间来除发送数据的数据大小而被求出的，所述发送时间是指从发送数据的发送到下一个发送数据的发送为止所需要的时间。

图24(b)是用于说明在CSMA/CA中的数据(数据包)的发送定时的图。以下，以利用图24(b)以通过CSMA/CA，将数据从中继设备n发送到中继设备m的情况为例，对从发送数据的发送到下一个发送数据的发送为止所需要的发送时间的求出方法进行说明。

在发送数据被正确地从中继设备n发送到其他的中继设备m的情况下，在发送数据的发送结束后经过SIFS(Short Interframe Space：短帧隙)时间后，ACK数据被发送到中继设备n，该ACK数据用于传达数据已被正确地发送到中继设备m。中继设备n在接受从中继设备m发送来的ACK数据的情况下，等待DIFS(DCF Interframe Space：分布式协调功能帧隙)时间和BO(Back Off：重传延时)时间之后，再次进行数据的发送。因此，中继设备n的发送量可以通过(公式46)来求。

$x_{n,\mathrm{out}}=\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{r}+\mathrm{SIFS}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size}}{r}+\mathrm{DIFS}+\mathrm{BO}}$

                                            (公式46)

在(公式46)中，DATA_Size是发送数据的大小，ACK_Size是ACK数据的大小，SIFS、DIFS、BO是等待数据发送的时间，r是数据的传输速度，(Data_Size/r)是发送数据在发送时所需的时间，(ACK_Size/r)是ACK数据在发送时所需的时间。

图24(b)的DIFS时间和BO时间的区别在于：DIFS是到下一次发送为止等待被提供的一定的时间，而BO是到下一次发送为止，等待如图24(c)所示的、在访问控制中成为最小的时间单位的SlotTime乘以随机的整数后而求出的时间，所述随机的整数是从0到CW(ContentionWindow)的范围的均匀分布中生成的。这样，通过在BO提供随机性的待机时间，从而可以回避与其他的中继设备同时发送数据。并且，由于在BO的待机时间期待值是与图24(c)所示的CW的大小成比例地进行变化的，因此通过改变CW的值就可以调整BO时间(的期待值)。

在MAC层的数据传输量的控制是指，根据(公式7)和(公式13)，进行DIFS时间以及CW(Contention Window：争用窗口)的调整。

首先，对根据在全体最佳化流量控制部1604的(公式13)的CW的控制公式进行说明。

在(公式47)示出了将在(公式13)的控制公式中的控制对象替代为中继设备n的CW_n的公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}}_n}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;G(q_n,{\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$

                               (公式47)

并且，在中继设备之间协调的MAC层的数据传输量控制，是利用如(公式48)所示的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)进行的控制。

$q_n=\underset{i}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,i}$                       (公式48)

(公式47)的next(n)是成为中继设备n的协调对方的中继设备的编号的集合，(公式49)是表示中继设备n和成为协调对方的中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)的集合的公式。

${\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_{\mathrm{next}\left(n\right)}=\left\{q_k\right|k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)\}$           (公式49)

为了进一步求在全体最佳化流量控制部1604的具体的控制公式，在(公式50)示出以中继设备n的CW对函数G进行偏微分后的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}}_n}{\mathrm{dt}}=-2\mathrm{\&beta;}(q_n-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{q}_k)\frac{{\&PartialD;q}_n}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}$

                                         (公式50)

(公式50)的右边的

的值是表示对于CW的变化量的、中继设备n的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)q_n的变化量的关系的调整项。N_n是成为中继设备n的协调对方的中继设备的台数。

设在中继设备n的数据发送中的发送量为x_n，则对于每单位时间ΔT的中继设备n的CW的调整量的、发送缓冲器的数据余量的变化量q_n成为(公式51)所示的关系式。

$\frac{{\&PartialD;q}_n}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}=\frac{{\&PartialD;x}_n\mathrm{\&Delta;T}}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}$

       $=\frac{\&PartialD;(x_{n,\mathrm{in}}-x_{n,\mathrm{out}})\mathrm{\&Delta;T}}{\&PartialD;\mathrm{CW}}$               (公式51)

在(公式51)，x_n，in是被发送到中继设备n的数据的发送量，x_n，out是从中继设备n送出的数据的发送量。

在此，假定中继设备n的CW_n的变更不会对发送给中继设备n的数据的发送量产生影响，则对于CW_n变化量的x_n，in的变化量成为0((公式52))。

$\frac{{\&PartialD;x}_{n,\mathrm{in}}}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}=0$                         (公式52)

并且，对于中继设备n的CW_n的变更的从中继设备n发送的数据的传输量x_n，out的变化量的关系，可以由利用以图24(b)说明的(公式46)的(公式53)来表示。

$\frac{\&PartialD;x_{n,\mathrm{out}}}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}=\frac{\&PartialD;}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{r}+\mathrm{SIFS}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size}}{r}+\mathrm{DIFS}+\mathrm{BO}}$

                                    (公式53)

在此，以包含CW的形式来替换由图24(c)和(公式54)表示的BO时间。

$\mathrm{BO}=\mathrm{SlotTime}*\mathrm{Random}\left(\right)$

     $=\mathrm{SlotTime}*\frac{{\mathrm{CW}}_n}{2}$                 (公式54)

通过以CW对(公式53)进行偏微分而求出(公式55)。

$\frac{{\&PartialD;x}_{n,\mathrm{out}}}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}=\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}*\frac{\&PartialD;}{{\&PartialD;\mathrm{CW}}_n}\frac{1}{\frac{\mathrm{SlotTime}}{2}*{\mathrm{CW}}_n+T_{\mathrm{CW}}}$

$=\frac{2*\mathrm{DATA}\_\mathrm{SIZE}*\mathrm{SlotTime}}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}}_n+4T_{\mathrm{CW}})}^2}$

                                        (公式55)

(公式55)的T_CW是常数，其内容在(公式56)示出。

$T_{\mathrm{CW}}=\mathrm{SIFS}+\mathrm{DIFS}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size}+\mathrm{DATA}\_\mathrm{SIZE}}{r}$

                                        (公式56)

根据(公式55)，对于中继设备n的CW_n的大小的调整量，与来自发送缓冲器的数据的发送量的增减幅度的关系是：在CW_n的值比其他的T_CW小时，传输量的增减幅度被调整为T_CW的平方分之一左右，几乎保持一定的关系，在CW_n比T_CW大的情况下，传输量的增减幅度被调整为与被提供到发送缓冲器的权重CW_n的大小的平方成反比。

也就是说，在中继设备n的CW_n的值大的情况下，由调整CW_n而对发送量的调整产生的影响变小，大致与CW_n的平方成反比。

通过(公式50)和(公式55)，根据与中继设备n一跳邻居的中继设备的全体最佳化控制的CW的控制公式，由(公式57)来定义。

$\frac{{\mathrm{dCW}}_n}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{cw}}(q_n-\frac{1}{M_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{q}_k)\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}}_n+4T_{\mathrm{CW}})}^2}$

                                         (公式57)

其中β_CW为系数，其定义在(公式58)示出。

β_CW＝2β*ΔT*DATA_SIZE*SlotTime        (公式58)

根据(公式57)，中继设备n的CW_n的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值大的情况下，使CW_n的值减小，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值小的情况下，使CW_n的值增大。

根据(公式57)的CW的控制由全体最佳化流量控制部1604执行，根据(公式57)，与成为协调对方的中继设备进行相互发送的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)q_n的值被均等化，据此抑制CW的值，以使传输路径上的发送缓冲器的数据余量(总缓冲器余量)的偏倾得到抑制。

并且，在CSMA/CA中，由中继设备发送了发送数据而造成与其他的中继设备的发送数据相冲突的情况下、或接收方的中继设备的发送缓冲器发生拥塞的情况下、或发送数据不能正确发送的情况下，在等待一定的时间后发送数据被再次发送。此时，在CSMA/CA中，在再次发送数据时为了降低与其他的中继设备的发送数据发生冲突的概率，根据被称为退避算法的规则来变更CW的值。

在由退避算法进行的CW变更中，以CW_min作为初始值，直到成为上限的CW_max的值为止，在每进行再次发送时，就进行使CW的值增加到两倍的处理。

因此，在由退避算法进行CW控制的中继设备中，为了根据(公式13)进行MAC层的数据传送量的控制，因此最好是取代(公式57)的调整，对成为CW初始值的CW_min或决定CW的上限的CW_max的值进行调整。

(公式59)示出了CW_min的控制公式，(公式60)示出了CW_max的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}}_{\min ,n}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{cw}}(q_n-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{q}_k)\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}}_{\min ,n}+4T_{\mathrm{CW}})}^2}$

                                             (公式59)

$\frac{{\mathrm{dCW}}_{\max ,n}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{cw}}(q_n-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{q}_k)\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}}_{\max ,n}+4T_{\mathrm{CW}})}^2}$

                                       (公式60)

通过(公式59)，中继设备n的CW_min的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值大的情况下，使CW_min的值减小，相反，在中继设备内的发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值小的情况下，使CW_min的值增大。

并且，通过(公式60)，中继设备n的CW_max的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值大的情况下，使CW_max的值减小，相反，在中继设备内的发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值小的情况下，使CW_max的值增大。

根据(公式59)的CW_min的控制以及根据(公式60)的CW_max的控制由全体最佳化流量控制部1604来执行，通过由(公式59)和(公式60)对各个发送缓冲器的CW_min和CW_max的值进行调整，从而使中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)和成为协调对方的中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)均等，据此，使各个中继路径的传输质量(延迟或损失率)成为均等的MAC层的访问控制成为可能。

并且，取代CW而调整DIFS的值时的公式，同样以DIFS替换CW来定义。(公式61)中示出了DIFS的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dDIFS}}_n}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{DIFS}}(q_n-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{q}_k)\frac{1}{{({\mathrm{DIFS}}_n+T_{\mathrm{DIFS}})}^2}$

                                             (公式61)

(公式61)中的β_DIFS为系数，其内容在(公式62)示出。

β_DIFS＝2β*ΔT*DATA_SIZE                   (公式62)

(公式61)中的T_DIFS是常数，其内容在(公式63)示出。

$T_{\mathrm{DIFS}}=\mathrm{SIFS}+\mathrm{BO}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{SIZE}+\mathrm{DATA}\_\mathrm{SIZE}}{r}$

                                             (公式63)

通过(公式61)，中继设备n的DIFS的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值大的情况下，使DIFS的值减小，相反，在中继设备内的发送缓冲器的数据余量的合计值(自身的总缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的数据余量的合计值(协调对方的总缓冲器余量)的平均值小的情况下，使DIFS的值增大。

根据(公式61)，DIFS的控制由全体最佳化流量控制部1604执行，通过由(公式61)对各个发送缓冲器的DIFS进行调整，从而使与成为协调对方的中继设备彼此的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量q_n)均等，据此，MAC层的访问控制成为可能，从而使传输路径上的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的偏倾得以抑制。

另外，在实施例3中，作为MAC层的传输量的控制方法，以根据(公式13)，作为CSMA/CA的调整参数，对控制CW的(公式57)、控制CW_min的(公式59)、控制CW_max(公式60)、控制DIFS的(公式61)进行了说明，除此之外，也可以是其他的控制各个发送缓冲器的传输量的公式，也就是说只要是能够使各个中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)均等即可。

例如，为了求出从中继设备发送的数据的发送量，而假定图24所示的发送定时，并根据(公式46)算出了吞吐量，不过，也可以按照假定条件，利用其他的公式，在此其他的公式例如是，假定在考虑中继设备之间的RTS(发送请求)和CTS(接收准备结束)的通知的基础上的发送定时，而求出的发送量的公式等。

并且，对于(公式51)所示的、成为控制对象的CW(CW_min、CW_max)或DIFS的调整幅度的发送缓冲器的数据余量的变化量，在与CW(CW_min、CW_max)的大小无关为一定的情况下，可以将(公式51)作为常数来进行调整。

(实施例4：在各个发送缓冲器能够进行分别访问控制时的传输量控制)

以下对在各个发送缓冲器独立地进行由CSMA/CA进行的访问控制的情况下，根据(公式7)和(公式13)，由MAC层的访问控制进行的自我最佳化和全体最佳化的方法进行说明。

作为各个缓冲器独立地进行MAC层的访问控制的方法，可以由在IEEE802.11e被标准化的EDCA(Enhanced Distributed ChannelAccess：增强分散式通道存取)来实现。

图25是用于说明EDCA中的访问控制的图。

如图25(a)所示，在EDCA中由于是按照数据的优先度来进行QoS(Quality of Service：通信质量)控制的，因此准备了四个发送缓冲器(访问类型)，可以按每个发送缓冲器独立地进行通过CSMA/CA的访问控制。

在EDCA中，如图25(b)所示，在各个发送缓冲器中准备了，取代DIFS时间的AIFS(Arbitration IFS：仲裁帧间隔)时间、决定BO时间的CW_min、CW_max、以及决定缓冲器排他性地获得发送权的时间的TXOP(Transmission Opportunity：传输机会)，以作为接收ACK数据后的待机时间。

因此，通过调整各个缓冲器的AIFS时间、CW_min、CW_max、以及TXOP，从而可以分别变更从各个缓冲器发送来的发送数据的发送量。

对由自我最佳化流量控制部1603进行的、根据(公式7)的CW_min、CW_max的控制公式进行说明。

在(公式7)的控制公式中示出将控制对象替换为中继设备n的CW_min、CW_max的控制公式。

(公式64)是由自我最佳化流量控制部1603进行的CW_min的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}\min }_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{cw}}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}\min }_{n,i}+4T_{C{W}_{n,i}})}^2}$

                                           (公式64)

(公式65)是由自我最佳化流量控制部1603进行的CW_max的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}\max }_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{cw}}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j})\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}\max }_{n,i}+4T_{C{W}_{n,i}})}^2}$

                                           (公式65)

在(公式66)中示出了(公式64)和(公式65)中的系数β_CW的内容的定义公式。

α_CW＝2α*ΔT*DATA_SIZE*SlotTime

                                           (公式66)

在(公式67)中示出了(公式64)和(公式65)中的常数T_cw的内容的定义公式。

$T_{{\mathrm{cw}}_{n,i}}=\mathrm{SIFS}+\mathrm{AIF}{S}_i+\frac{\mathrm{SlotTime}}{2}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size}+\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{r}$

                                           (公式67)

通过(公式64)，中继设备n的CW_min的值被控制，即：在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使CW_min的值减小，相反，在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使CW_min的值增大。

并且，通过(公式65)，中继设备n的CW_max的值被控制，即：在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使CW_max的值减小，相反，在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使CW_max的值增大。

根据(公式64)和(公式65)，CW_min或CW_max的控制由自我最佳化流量控制部1603来执行，通过由(公式64)和(公式65)对各个发送缓冲器的CW_min或CW_max的值进行调整，从而各个中继设备可以使各个缓冲器的数据余量(缓冲器余量)q_n，i接近同一个值，据此，使各个中继路径的传输质量(延迟或损失率)成为均等的MAC层的访问控制成为可能。

至于(公式64)和(公式65)的导出，由于与全体最佳化流量控制部1604中的MAC层的控制公式(公式59)和(公式60)相同，因此省略说明。

(公式64)和(公式65)与(公式59)和(公式60)的不同之处为，(公式59)和(公式60)是通过对一跳邻居的中继设备之间的发送缓冲器的数据余量的合计值(总缓冲器余量)q_n进行比较，来进行MAC层的传输量的控制的控制公式，而(公式64)和(公式65)是通过对同一中继设备内的多个发送缓冲器之间的数据余量(缓冲器余量)q_n，i进行比较，来调整各个缓冲器的发送量的控制公式。

并且，调整了AIFS的值的情况下的独立型的控制公式，可以与CW_min和CW_max同样，由(公式68)所示的公式来定义。

(公式68)是由自我最佳化流量控制部1603对AIFS时间进行控制的公式。

$\frac{{\mathrm{dAIFS}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{AIFS}}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{k}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,k})\frac{1}{{({\mathrm{AIFS}}_{n,i}+T_{\mathrm{AIFS}})}^2}$

                                        (公式68)

(公式68)中的T_AIFS是常数，其定义在(公式69)示出。

$T_{\mathrm{AIFS}}=\mathrm{SIFS}+\mathrm{BO}+\frac{\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size}+\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{r}$

                                         (公式69)

(公式68)的α_AIFS是系数，其定义在(公式70)中示出。

α_AIFS＝2α*ΔT*DATA_Size               (公式70)

通过(公式68)，中继设备n的AIFS的值被控制，即：在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使AIFS的值减小，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i小的情况下，使AIFS的值增大。

根据(公式68)，AIFS的控制由自我最佳化流量控制部1603来执行，通过由(公式68)进行各个发送缓冲器的AIFS的值进行调整，从而各个中继设备可以使各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)qn，i接近于同一个值，据此，使每个中继路径的传输质量(延迟或损失率)均等的MAC层的访问控制成为可能。

以下，对根据(公式7)的独立型的TXOP的控制公式进行说明。

图26是用于说明EDCA中的排他地获得了发送权(TXOP)情况下的数据的发送定时的图。

在TXOP被提供给中继设备的情况下，中继设备TXOP时间之间，可以不等待AIFS时间以及BO时间，而连续地发送数据。

为此，从被提供了TXOP时间时的中继设备发送来的发送数据的发送量，可以由图26所示的发送数据的发送定时，作为(公式71)来求。

$x_{n,i,\mathrm{out}}=\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}*\frac{{\mathrm{TOXP}}_{n,i}}{(\mathrm{DATA}\_\mathrm{SIZE}+\mathrm{ACK})/r+2\mathrm{SIFS}}}{{\mathrm{TOXP}}_{n,i}+\mathrm{AIFS}+\mathrm{BO}}$

                                    (公式71)

(公式71)的右边的分子是，在TXOP时间内被发送来的数据的大小，右边的分母是发送数据时所花费的时间的总和。

将在(公式7)的控制公式中的控制对象替换为中继设备n的TXOP的控制公式在(公式72)中示出。

$\frac{{\mathrm{dTXOP}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{TXOP}}(q_{n,i}-\frac{1}{M_n}\underset{k}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,k})\frac{\mathrm{AIFS}+\mathrm{BO}}{{({\mathrm{TOXP}}_{n,i}+\mathrm{AIFS}+\mathrm{BO})}^2}$

                                    (公式72)

(公式72)的α_TXOP是系数，其定义在(公式73)示出。

${\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{TXOP}}=2\mathrm{\&alpha;\&Delta;T}\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{(\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}+\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size})/r+2\mathrm{SIFS}}$

                                    (公式73)

通过(公式72)，中继设备n的TXOP的值被控制，即：在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送缓冲器i的数据余量q_n，i大的情况下，使TXOP的值增大，相反，在对于中继设备内的各个发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)而言，成为控制对象的发送i的数据余量q_n，i小的情况下，使TXOP的值减小。

根据(公式72)，TXOP的控制由自我最佳化流量控制部1603来执行，通过由(公式72)对各个发送缓冲器的TXOP的值进行调整，从而各个中继设备可以使各个缓冲器的数据q_n，i接近于同一个值，据此，使各个中继路径的传输质量(延迟或损失率)均等的MAC层的访问控制成为可能。

※具有EDCA功能的中继设备的全体最佳化控制

并且，在具有EDCA功能的中继设备之间，与成为协调对方的中继设备的全体最佳化被控制的情况下，在(公式64)、(公式65)、(公式68)、(公式72)的各个控制公式中，通过将发送缓冲器余量的比较对方，从相同中继设备内的其他的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)替换为成为协调对方的其他的中继设备内的发送缓冲器的平均数据余量(平均数据余量)，从而可以对各个发送缓冲器实现用于全体最佳化的MAC层的访问控制，以使传输路径上的发送缓冲器的数据余量的偏倾得以抑制。

(公式74)示出了由全体最佳化流量控制部1604控制的CW_min的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}\min }_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{cw}}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(m\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}\min }_{n,i}+4T_{C{W}_{n,i}})}^2}$

                                      (公式74)

(公式75)示出了由全体最佳化流量控制部1604控制的CW_max的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dCW}\max }_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{cw}}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_{n,j})\frac{1}{{(\mathrm{SlotTime}*{\mathrm{CW}\max }_{n,i}+4T_{C{W}_{n,i}})}^2}$

                                       (公式75)

(公式74)和(公式75)中的β_CW是系数，其定义在(公式76)示出。

β_CW＝2β*ΔT*DATA_SIZE*SlotTime

                                      (公式76)

通过(公式74)，中继设备n的CW_min的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值大的情况下，使CW_min的值减小，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值小的情况下，使CW_min的值增大。

通过(公式75)，中继设备n的CW_max的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值大的情况下，使CW_max的值减小，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值小的情况下，使CW_max的值增大。

根据(公式74)和(公式75)，CW_min和CW_max的控制由全体最佳化流量控制部1604来执行，通过由(公式74)和(公式75)对CW_min和CW_max的值进行调整，从而可以使各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)和成为协调对方的中继设备的平均数据余量(平均缓冲器余量)均等化，据此，MAC层的访问控制成为可能，从而传输路径上的缓冲器余量的偏倾得以控制。

在(公式77)示出了由全体最佳化流量控制部1604控制AIFS时间的公式。

$\frac{{\mathrm{dAIFS}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-{\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{AIFS}}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{1}{{({\mathrm{AIFS}}_{n,i}+T_{\mathrm{AIFS}})}^2}$

                                      (公式77)

(公式68)和(公式77)的βAIFS是系数，其定义在(公式78)示出。

β_AIFS＝2β*ΔT*DATA_Size              (公式78)

通过(公式77)，中继设备n的AIFS的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值大的情况下，使AIFS的值减小，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的中继设备的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值小的情况下，使AIFS的值增大。

根据(公式77)，AIFS的控制由全体最佳化流量控制部1604来执行，通过由(公式77)调整各个发送缓冲器的AIFS的值，从而可以使各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)和成为协调对方的所有中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)q_n均等化，据此，MAC层的访问控制成为可能，从而传输路径上的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的偏倾得以抑制。

(公式79)中示出了由全体最佳化流量控制部1604进行的TXOP的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dTXOP}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}={\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{TXOP}}(q_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{Q}_k)\frac{\mathrm{AIFS}+\mathrm{BO}}{{({\mathrm{TOXP}}_{n,i}+\mathrm{AIFS}+\mathrm{BO})}^2}$

                                     (公式79)

(公式79)的β_TXOP是系数，其定义在(公式80)中示出。

${\mathrm{\&beta;}}_{\mathrm{TXOP}}=2\mathrm{\&beta;\&Delta;T}\frac{\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}}{(\mathrm{DATA}\_\mathrm{Size}+\mathrm{ACK}\_\mathrm{Size})/r+2\mathrm{SIFS}}$

                                     (公式80)

通过(公式80)，中继设备n的TXOP的值被控制，即：在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值大的情况下，使TXOP的值增大，相反，在中继设备内的各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)比成为协调对方的各个中继设备的平均数据余量(平均缓冲器余量)的平均值小的情况下，使TXOP的值减小。

根据(公式79)，TXOP的控制由全体最佳化流量控制部1604来执行，通过由(公式77)调整各个发送缓冲器的TXOP的值，从而可以使各个发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)和成为协调对方的所有中继设备的发送缓冲器的平均数据余量(平均缓冲器余量)q_n均等化，据此，MAC层的访问控制成为可能，从而传输路径上的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的偏倾得以抑制。

并且，在实施例4作为利用EDCA的传输量控制的方法，根据(公式7)，以控制CW_min的(公式64)和(公式74)、控制CW_max的(公式65)和(公式75)、控制AIFS的(公式68)和(公式77)以及控制TXOP时间的(公式72)和(公式79)为例，对CSMA/CA的调整参数进行了说明，不过，也可以是除此以外的控制公式，只要是能够使各个中继设备之间的各个发送缓冲器的数据余量以及缓冲器之间的发送缓冲器余量均等的控制公式均可。

例如，为了求出从中继设备发送的数据的发送量，而假定图25(b)所示的发送定时，并根据(公式67)算出了吞吐量，不过，也可以按照假定条件，利用其他的公式，在此其他的公式例如是，假定在考虑中继设备之间的RTS(发送请求)和CTS(接收准备结束)的通知的基础上的发送定时，而求出的发送量的公式等。

并且，与实施例3同样，对于相当于(公式51)所示的、成为控制对象的CW_min、CW_max或AIFS、TXOP的发送缓冲器的数据余量(缓冲器余量)的变化量几乎保持一定的情况下，可以将(公式51)作为常数来进行调整。

(实施例5：利用拥塞控制请求消息的协调对方的推定)

在实施例5对以下的方法进行说明，即：通过利用在IEEE802.11s所使用的拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息，可以不必在近邻的中继设备之间进行发送缓冲器的数据包余量的通知，就可以实现本发明的传输量控制。

图27是用于说明在标准规格IEEE802.11s中的拥塞控制功能的工作的图。

目前，在IEEE802.11s中正在进行着在无线LAN的访问点之间，使通过无线的数据中继成为可能的技术标准化活动，在IEEE802.11s中所具有的功能是，各个中继设备监视自身的拥塞状态，在拥塞发生的情况下，向将数据发送给自身中继设备的上游侧中继设备通知拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息，并通过限制上游侧的中继设备的发送量，从而可以回避拥塞。

图27(a)示出了用于说明IEEE802.11s中的拥塞控制功能的中继设备的构成。在图27(a)中的三台中继设备A、中继设备B、中继设备C按顺序被排成一列，并示出了数据从中继设备A(上游)被中继到中继设备B(下游)，并从中继设备B(下游)被中继到中继设备C。

图27(b)是用于说明由图27(a)的中继设备A和中继设备B进行拥塞控制的工作的时间图。利用图27(b)的时间图对各个中继设备的工作进行说明。

各个中继设备监视自身的拥塞发生状况(S2701)。

作为监视拥塞的发生状况的方法有，监视被发送到中继设备的数据的传输量和从中继设备发送出的数据的传输量的差的方法，或监视发送缓冲器内的数据包余量的值的方法。不论是哪种情况都根据监视的值的大小来判定拥塞的发生。

以下，以监视拥塞的发生状况的结果为，在中继设备B检测出拥塞的情况为例进行说明。作为在中继设备B发生拥塞的原因可以举出，发送给中继设备B的数据的发送量x_A比从中继设备B发送出的数据的发送量x_B大的情况。因此，中继设备B为了使上游侧的中继设备A的发送量x_A比中继设备B的发送量x_B小，而对自身的发送量x_B进行测定(S2702)，并对上游侧的中继设备A通知拥塞控制请求(CongestionControl Request)消息(S2703)，以使中继设备A以发送量x_B作为自身的发送量x_A的目标值(上限值)来变更传输量。

接受了拥塞控制请求消息的中继设备A调整传输量(S2704)，以使自身的发送量x_A成为被发送的发送量x_B以下。

由IEEE802.11s的拥塞控制功能进行的传输量控制和本发明的传输量控制的不同在于：在本发明的传输量控制中，考虑了中继设备间的发送缓冲器的混杂程度，为了不发生双方的发送缓冲器的数据包余量的偏倾而对传输量进行控制，而在通过IEEE802.11s的拥塞控制功能的传输量控制中，检测出拥塞的中继设备只是一味地变更上游侧的中继设备的传输量的上限，而没有考虑因上游侧的中继设备的发送量的上限变更给其他的中继设备的缓冲器余量(拥塞)带来的变化。

图28是用于说明拥塞控制请求消息被发送的概率的图。

在基于发送缓冲器的数据包余量来判定中继设备的拥塞的情况下，如图28(a)所示，将upper_threshold和lower_threshold这两种阈值提供给发送缓冲器，在数据包的余量比upper_threshold大的情况下，拥塞控制请求数据包被发送到上游侧的中继设备。数据包余量在lower_threshold以下的情况下，拥塞控制请求数据包不被发送。并且，在数据包余量的值在upper_threshold以下、lower_threshold以上的情况下，根据图28(b)所示的公式算出的概率通知拥塞控制请求数据包。

例如，在upper_threshold的值为50、lower_threshold的值为80的情况下，在数据包余量为60时，拥塞控制请求数据包的发送概率Pr为1/3，在数据包余量为70时，拥塞控制请求数据包的发送概率Pr为2/3。

像这样数据包余量的值在upper_threshold以下、lower_threshold以上的情况下，与数据包余量的值成比例地、拥塞控制请求数据包的发送概率Pr发生变化。

因此，在其他的中继设备观测拥塞控制请求数据包的发送概率，并通过利用表示拥塞控制请求数据包的发送频度和数据包余量的关系的图28(c)的公式，从而可以不必直接通知发送缓冲器的数据包余量就能够推定接收方的中继设备的数据包余量，并可以用于传输量控制。

关于根据拥塞控制请求数据包的发送频度对数据包余量的推定，可以在缓冲器余量通信部1602进行。缓冲器余量通信部1602取代从其他的中继设备发送来的用于协调的信息，而是根据在规定的时间内接受的拥塞控制请求消息的数量或比例来求发送概率，并利用图28(c)的公式来推定缓冲器余量。

并且，为了更加详细地确定中继设备的数据包余量，还可以变更upper_threshold和lower_threshold的值。例如，通过将upper_threshold设定为缓冲器的大小的上限值、将lower_threshold设定为0，从而数据包余量可以被推定为从0％的状态到100％的状态。

并且，在每个中继设备upper_threshold和lower_threshold不同的情况下，作为在图11说明的性能信息，将upper_threshold和lower_threshold通知给其他的中继设备，据此可以推定数据包的余量。

在能够通过拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息，推定协调对方的发送缓冲器的状态的情况下，通过实施例1到实施例5的任一种方法就可以使用于自我最佳化和全体最佳化的传输量控制成为可能。

在拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息的发送概率不因发送缓冲器的数据包余量而变化的情况下，不利用根据与协调对方的发送缓冲器的数据包余量的差异来调整传输量的(公式13)，而利用根据协调对方的传输量和自身传输量的差异来调整传输量的(公式81)和(公式83)的控制公式，据此可以仅以通过拥塞控制请求(Congest ion Control Request)消息而得到的传输量的信息，来使各个中继设备的传输量均等化，并可以抑制传输路径上的拥塞的发生。

$J(x_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{X}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})={(x_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{x}_k)}^2$           (公式81)

在(公式81)中，n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、j是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。

next(n)是用于识别成为中继设备n的协调对方的中继设备的编号的集合。

N_n是中继设备n的协调对方的数量。并且，(公式81)的X是根据拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息获得的、成为协调对方的中继设备的发送量x的集合，X的定义在(公式82)中示出。

${\stackrel{\&RightArrow;}{X}}_{\mathrm{next}\left(n\right)}=\left\{x_k\right|k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)\}$

                                     (公式82)

并且，(公式81)的函数J是这样一种函数，即：在中继设备n内的第i个发送缓冲器的传输量x_i，与成为协调对方的N_n个中继设备的发送量x_k的平均值相等时，为最小值(0)，随着中继设备n内的第i个发送缓冲器的发送量x_i和成为协调对方的N_n个中继设备的发送量x_k的平均值的差的增大，值也单纯地增加。

$\frac{{\mathrm{dx}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&beta;}\frac{\&PartialD;J(x_{n,i},{\stackrel{\&RightArrow;}{X}}_{\mathrm{next}\left(n\right)})}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$

$=-2\mathrm{\&beta;}(x_{n,i}-\frac{1}{N_n}\underset{k\&Element;\mathrm{next}\left(n\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{x}_k)$

                                 (公式83)

在(公式83)中的n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、k是用于区别中继设备内的发送缓冲器的编号。

next(n)是用于识别成为第n个中继设备的协调对方的中继设备的编号的集合。N_n是成为中继设备n的协调对方的中继设备的数量。β是系数。

(公式83)是控制公式，在其右边有以数据传输量x_n，i对(公式81)的函数进行偏微分的导数，并且全体最佳化流量控制部1604算出数据传输量x_n，i，以使的函数J的值接近于最小值。

通过(公式83)对中继设备n内的第i个的发送缓冲器的传输量进行控制，即：在自身的传输量x_i比成为协调对方的其他的中继设备的传输量x_k的平均值大的情况下，使中继设备n内的第i个的发送缓冲器的传输量减小，在自身的发送量x_i比成为协调对方的其他的中继设备的发送量x_k的平均值小的情况下，使中继设备n内的第i个的发送缓冲器的传输量增大。

根据(公式83)的传输量的控制由全体最佳化流量控制部1604执行，并被调整，以便能够接近于与成为协调对方的中继设备的发送量x_k的值相等的值。其结果是，由于在从发送方到接收方的路径上的一部分中继设备发送量x的偏倾得到了抑制，因此可以抑制拥塞的发生。

另外，作为在IEEE802.11s中的基于拥塞的消息发送，可以不利用用于单目标广播通信的拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息，取而代之，可以利用用于广播通信的Neighborhood CongestionAnnuncement(邻居系统拥塞通告)消息，来推定发生了拥塞的中继设备的缓冲器余量，或获得传输量的值。

如以上说明，通过利用在标准规格IEEE802.11s中所利用的拥塞控制请求(Congestion Control Request)消息，从而可以仅利用现存的标准规格所利用的消息，就可以实现抑制传输路径上的缓冲器余量偏倾的传输量控制。

另外，在实施例1到实施例5中，对以协调对方具有的多个缓冲器的缓冲器余量的平均值或合计值进行通知的例子进行了说明，不过，也可以是，缓冲器余量通信部1602分别通知各个缓冲器余量或传输量，在全体最佳化流量控制部1604仅选择并利用与各个数据流动的传输路径有关的缓冲器的缓冲器余量。据此，因为可以仅利用与通信量的流动路径有关的发送缓冲器的数据包余量来调整传输量x_n，i，因此可以更准确地控制传输量x_n，i。

并且，在实施例中以(公式7)对自我最佳化控制的公式进行了说明，不过，也可以根据(公式7)以外的公式，按照各个缓冲器的拥塞程度，来决定各个缓冲器的传输量。

例如，为了使中继设备内的各个缓冲器的发送量x_n，i，out的值与针对中继设备n的总传输量的各个缓冲器的数据余量的值成比例并被分配，也可以利用(公式84)所示的评价函数。

$H\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)={(x_{n,i,\mathrm{out}}-\frac{q_{n,i}}{\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j}}{x}_{n,\mathrm{out}})}^2$        (公式84)

(公式84)的函数H是评价函数，在缓冲器的数据传输量是与针对从中继设备发送来的总传输量的各个缓冲器的余量的值成比例的值的情况下，数据传输量为与各个缓冲器的余量的值成比例的值情况下，函数H取最小值，随着与针对从中继设备发送来的总传输量的各个缓冲器的余量的值成比例的值和缓冲器的数据传输量的差的增大，函数H的值也增大。

若取代(公式3)的评价函数F，而利用(公式84)的评价函数来对(公式7)求传输量的控制公式，则可以求出(公式85)的控制公式。

$\frac{{\mathrm{dx}}_{n,i}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{\&alpha;}\frac{\&PartialD;H\left({\stackrel{\&RightArrow;}{q}}_n\right)}{{\&PartialD;x}_{n,i}}$

$=-2\mathrm{\&alpha;}(x_{n,i,\mathrm{out}}-\frac{q_{n,i}}{\underset{j}{\overset{M_n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{q}_{n,j}}{x}_{n,\mathrm{out}})$              (公式85)

在(公式85)中，n是用于区别中继设备的编号。

并且，i、j是用于区别中继设备内的缓冲器的编号。

M_n是中继设备n传送数据时的一跳邻居的中继设备的台数。

α是系数。

通过(公式85)进行控制，在来自各个缓冲器的传输量比将中继设备的所有传输量与缓冲器的余量成比例并分配的值大的情况下，使传输量减小，在来自各个缓冲器的传输量比将中继设备的所有传输量与缓冲器的余量成比例并分配的值小的情况下，使传输量增大。

并且，在上述说明中作为全体最佳化控制的公式，以(公式13)为例进行了说明，不过，也可以利用(公式13)以外的决定传输量的公式，只要是能够使传输路径上的各个中继设备发送缓冲器的拥塞程度均等化就可以。

例如，在本发明的实施例中，作为在传输路径上的一跳邻居的中继设备的发送缓冲器的状态，对各个发送缓冲器的数据余量的平均值进行了比较，不过，除此之外，也可以是对在规定时间内的缓冲器余量的最大值或最小值、以及分散(标准偏差)等值进行比较的控制公式。

在像这样对规定时间内的缓冲器余量的最大值进行比较的情况下，可以在考虑到缓冲器内数据余量最多，也就是最差的条件的基础上，对传输量进行调整，而在对最小值进行比较的情况下，可以在假设最大限度地利用缓冲器的空余的基础上，对传输量进行调整。

如以上说明，根据本发明的实施方式，各个通信流程的传输路径上的拥塞之处可以得到缓解，并可以得到降低因在拥塞之处发生的数据包的再次发送等而导致的延迟的效果。

并且，由于各个中继设备的数据余量几乎以同一个值进行增减，因此可以最大限度地利用传输路径上的缓冲器容量来进行数据传输，从而可以得到降低数据损失率的效果。

此次公开的实施方式均为一个例子，本发明并非受此所限。本发明的范围并非由上述的说明示出，而是由权利要求的范围示出，并且包括与权利要求的范围均等之意以及范围内的所有变更。

本发明可以实现以高质量对利用连接有有线网或无线网络上的固定终端或移动终端的网络系统的影像、声音进行传送，并可以利用于家庭内监视系统或街区监视系统、ITS(高速道路交通系统)等。

并且，不仅可以适用于影像或声音的传送，而且还可以适用于文本、静止图像、音乐等各种各样的媒体传送，并且不论在室外还是在室内都可以实现高质量的媒体传送。并且，不仅可以在利用UDP(UserDatagram Protocol：用户数据报协议)或TCP(Transmission ControlProtocol：传输控制协议)的实时媒体传送中实现高质量传送，而且在像Web或数据下载传送这样的非实时传送中也可以实现高质量传送。

Claims (22)

1.一种中继传输设备，经由多个中继设备，将数据从发送终端发送到接收终端，其特征在于，包括：

多个发送缓冲器，用于成为数据接收方的每个中继设备，并暂时保持所述数据；

协调对方决定部，从所述多个中继设备中决定协调中继设备，该协调中继设备是与所述中继传输设备进行协调的中继设备；

发送流量信息管理部，按照每个所述协调中继设备，在与该协调中继设备之间交换信息，该信息包含发送缓冲器中所保持的数据的余量；

自我最佳化流量控制部，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器中的各个发送缓冲器的余量均等；

全体最佳化流量控制部，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器的余量和所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量均等；

最佳化系数存储部，按照每个所述协调中继设备，存储自我最佳化系数和全体最佳化系数，所述自我最佳化系数用于对由所述自我最佳化流量控制部决定的数据量进行加权，所述全体最佳化系数用于对由所述全体最佳化流量控制部决定的数据量进行加权；以及

发送缓冲器管理部，按照每个所述协调中继设备，将根据所述自我最佳化系数对所述自我最佳化流量控制部决定的数据量进行加权后的值、和根据所述全体最佳化系数对所述全体最佳化流量控制部决定的数据量进行加权后的值进行合计，并将以合计值表示的数据量的数据发送到所述协调中继设备。

2.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述中继传输设备进一步包括平衡调整部，按照每个所述协调中继设备，对因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述中继传输设备的影响程度、和因分配在传输频带的竞争而导致的拥塞对所述协调中继设备的影响程度进行比较，在对所述中继传输设备的影响程度比对所述协调中继设备的影响程度大的情况下，使所述自我最佳化系数增大并使所述全体最佳化系数减小，在对所述协调中继设备的影响程度比对所述中继传输设备的影响程度大的情况下，使所述全体最佳化系数增大并使所述自我最佳化系数减小。

3.如权利要求2所述的中继传输设备，其特征在于，

所述平衡调整部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量大的情况下，使所述自我最佳化系数增大并使所述全体最佳化系数减小，在所述中继传输设备所具有的所述多个发送缓冲器的余量比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量小的情况下，使所述自我最佳化系数减小并使所述全体最佳化系数增大。

4.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述自我最佳化流量控制部按照每个所述协调中继设备，对该协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量和所述多个发送缓冲器的余量的平均值进行比较，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述多个发送缓冲器的余量的平均值大的情况下，使发送给所述协调中继设备的数据的量增加，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述多个发送缓冲器的余量的平均值小的情况下，使发送给所述协调中继设备的数据的量减少。

5.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述全体最佳化流量控制部，算出所有的所述协调中继设备所具有的发送缓冲器余量的平均值，并按照每个所述协调中继设备，对该协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量和所述平均值进行比较，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述平均值大的情况下，使发送给该协调中继设备的数据的量增加，在所述协调中继设备所对应的发送缓冲器的余量比所述平均值小的情况下，使发送给该协调中继设备的数据的量减少。

6.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使从所述中继传输设备到所述协调中继设备的跳数增加，并将从所述中继传输设备开始到增加后的跳数以内的这段距离中的中继设备作为所述协调中继设备。

7.如权利要求6所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部，进一步将从所述中继传输设备开始到增加后的跳数以内的这段距离中的、中继设备中的发送缓冲器的余量比第二阈值大的中继设备，从协调中继设备中除外。

8.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部将发送缓冲器的余量比规定的阈值小的中继设备作为协调中继设备；

所述规定的阈值是指，所述发送缓冲器的余量在规定时间内的中值或众数。

9.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部将具有物理大小大的发送缓冲器的中继设备优先作为协调中继设备。

10.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部，将AirTime尺度、传输错误率、前向纠错强度、再次发送次数、再次发送时间以及收容终端数中的至少一个以上比所述中继传输设备高的中继设备，从所述协调中继设备中除外。

11.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部，将接收电场强度比所述中继传输设备小的中继设备，从协调中继设备中除外。

12.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述协调对方决定部，将与所述中继传输设备的最大传输速度的差的绝对值在规定的阈值以上的中继设备，从所述协调中继设备中除外。

13.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使交换所述信息的频度增大。

14.如权利要求13所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大、且所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量比第二阈值小的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大。

15.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大的情况下，使交换所述信息的频度增大；

所述第一阈值是指，所述多个发送缓冲器的余量在第一时间内的中值或众数。

16.如权利要求15所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的余量比第一阈值大、且所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量比第二阈值小的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大；

所述第二阈值是指，所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量在第二时间内的中值或众数。

17.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部按照每个协调中继设备，在所述多个发送缓冲器的物理大小比所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的物理大小大的情况下，使在与该协调中继设备之间进行所述信息交换的频度增大。

18.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

对于从所述中继传输设备开始的跳数越大的协调中继设备，所述发送流量信息管理部就越使与该协调中继设备之间进行的所述信息交换的频度增大。

19.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备的最大传输速度比所述协调中继设备的最大传输速度小的情况下，使在与该中继传输设备之间交换所述信息的频度增大。

20.如权利要求1所述的中继传输设备，其特征在于，

所述发送流量信息管理部按照每个所述协调中继设备，在所述中继传输设备和所述协调中继设备互相进行数据发送的情况下，并且在所述中继传输设备的最大传输速度和所述协调中继设备的最大传输速度之间的差的绝对值比规定的阈值大的情况下，使在与该中继传输设备之间进行的所述信息交换的频度减少。

21.一种在中继传输设备中的中继传输方法，经由多个中继设备，将数据从发送终端发送到接收终端，其特征在于，

所述中继传输设备包括多个发送缓冲器，用于成为数据接收方的每个中继设备，并暂时保持所述数据；

所述中继传输方法包括：

协调对方决定步骤，从所述多个中继设备中决定协调中继设备，该协调中继设备是与所述中继传输设备进行协调的中继设备；

发送流量信息管理步骤，按照每个所述协调中继设备，在与该协调中继设备之间交换信息，该信息包含发送缓冲器中所保持的数据的余量；

自我最佳化流量控制步骤，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器中的各个发送缓冲器的余量均等；

全体最佳化流量控制步骤，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器的余量和所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量均等；以及

发送缓冲器管理步骤，按照每个所述协调中继设备，将根据所述自我最佳化系数对在所述自我最佳化流量控制步骤决定的数据量进行加权后的值、和根据所述全体最佳化系数对所述全体最佳化流量控制步骤决定的数据量进行加权后的值进行合计，并将以合计值表示的数据量的数据发送到所述协调中继设备。

22.一种计算机能够执行的程序，经由多个中继设备，将数据从发送终端发送到接收终端，其特征在于，

所述计算机包括多个发送缓冲器，用于成为数据接收方的每个中继设备，并暂时保持所述数据；

所述程序使计算机执行以下步骤：

协调对方决定步骤，从所述多个中继设备中决定协调中继设备，该协调中继设备是与所述中继传输设备进行协调的中继设备；

发送流量信息管理步骤，按照每个所述协调中继设备，在与该协调中继设备之间交换信息，该信息包含发送缓冲器中所保持的数据的余量；

自我最佳化流量控制步骤，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器中的各个发送缓冲器的余量均等；

全体最佳化流量控制步骤，对每个所述协调中继设备决定从所述中继传输设备发送给所述协调中继设备的数据的量，以使所述多个发送缓冲器的余量和所述协调中继设备所具有的发送缓冲器的余量均等；以及

发送缓冲器管理步骤，按照每个所述协调中继设备，将根据所述自我最佳化系数对在所述自我最佳化流量控制步骤决定的数据量进行加权后的值、和根据所述全体最佳化系数对所述全体最佳化流量控制步骤决定的数据量进行加权后的值进行合计，并将以合计值表示的数据量的数据发送到所述协调中继设备。

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