JP2005341231A - ルーティング方法およびそれを利用した無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アドホックネットワークにおいて、通信速度を考慮したルーティングを実行する。
【解決手段】 入力部３０は、所定の信号を入力する。ルーティング情報生成部３８は、ルーティング情報を生成する。ここでルーティング情報生成部３８は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれにおいて、データパケットを直接送信すべき端末装置との間の通信速度と回線品質を導出し、導出した通信速度と回線品質をＤＳＤＶ方式でのルーティング情報にそれぞれ対応づける。記憶部４４は、ルーティング情報を記憶する。決定部３２は、要求される条件を満たすように、記憶部４４に記憶されたルーティング情報にもとづいて、データパケットを送信すべき端末装置を決定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ルーティング技術に関し、特にアドホックネットワークにおいて信号を送信すべき経路を決定するルーティング方法およびそれを利用した無線装置に関する。

アドホックネットワークとは、移動通信システムなどのような無線通信システムでの基地局装置や基幹網などの構成に依存せず、端末装置だけで構成されるネットワークである。アドホックネットワークにおいて、端末装置は互いに対等に通信を実行する。また、直接通信できない端末装置であっても、他の端末装置によって信号が中継されるので、通信を実行できる（例えば、非特許文献１参照。）。
Ｂａｒｕｃｈ Ａｗｅｒｂｕｃｈ， Ｄａｖｉｄ Ｈｏｌｍｅｒ， Ｈｅｒｂｅｒｔ Ｒｕｂｅｎｓ， "Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ Ｒｏｕｔｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｕｌｔｉ−Ｒａｔｅ Ａｄ Ｈｏｃ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"， Ｆｉｒｓｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍｓ (ＷＯＮＳ ２００４), ｐｐ．２５１−２６８，２００４

アドホックネットワークでは、移動通信システムのような基地局装置や交換機を含まないので、通信すべき信号の経路の制御、すなわちルーティングの制御を端末装置で実行する。そのため、従来はＤＳＤＶ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）方式等が使用されている。ＤＳＤＶでは、端末装置は互いに通信可能な端末装置に関する情報を交換し、宛先となる端末装置に信号を送信するために直接信号を送信すべき端末装置と、宛先となる端末装置に信号が到達（到達するまでに経由される端末装置の組み合わせを「経路」という）するまでに中継される端末装置の数（以下、「ホップ数」という）などの情報が、それぞれの端末装置で管理される。端末装置は、中継すべき信号を受信した場合、当該信号の宛先を確認し、信号の宛先までのホップ数が最小となる経路を選択する。その結果、端末装置は、選択した経路に含まれた直接信号を送信すべき端末装置に信号を送信する。

本発明者はこうした状況下、以下の課題を認識するに至った。アドホックネットワークで使用される端末装置における通信速度が可変である場合、例えば、変調方式や符号化率が可変に設定可能である場合、端末装置が選択した経路に応じて通信速度が異なる。そのため、通信速度の高い経路、すなわち変調多値数の多い変調方式が使用できる経路を選択すれば、同じ時間で多くの信号を伝送できる。一方、アドホックネットワークで伝送すべきデータの種類は様々であり、所定のサーバからデータをダウンロードする場合には通信速度の高い経路を要求するが、ＩＰ電話のようにリアルタイム性が高いアプリケーションを使用する場合には遅延の少ない経路を要求する。そのため、単に通信速度の高い経路を選択しているだけでは、アドホックネットワークで使用するアプリケーションの要求を満たせない場合があり、また、当該経路のトラヒックが高くなってしまうおそれがある。

本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的はアドホックネットワークで伝送されるデータの性質に応じて、データを送信する経路を選択するルーティング方法およびそれを利用した無線装置を提供することである。

本発明のある態様は、無線装置である。この装置は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶する記憶部と、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれにおいて、信号を直接送信すべき無線装置との間の通信速度を導出し、導出した通信速度を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づける導出部と、アドホックネットワークに含まれた所定の無線装置から信号を受信する受信部と、受信した信号から、信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得し、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定する決定部と、決定した無線装置に対して、受信した信号を送信する送信部とを備える。

「当該宛先までに要求される条件」とは、例えば、通信速度や遅延時間であり、これらは信号に対応したアプリケーション等によって要求される。
「経路に関する情報」とは、信号の宛先となる端末装置、次に信号を送信すべき端末装置、信号の宛先となる端末装置までのホップ数などを含み、アドホックネットワークにおいてルーティング制御を実行するために必要な情報である。「通信速度」は、特に単位時間あたりの通信速度を意味しており、これは誤り訂正の符号化率や変調方式によって特徴づけられる。

以上の装置により、アドホックネットワークにおけるルーティング制御に対して、通信速度を考慮できる。そのため、送信すべき信号に要求される通信速度に応じたルーティング制御を実行できる。

導出部は、信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質も導出し、導出した回線品質を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、決定部は、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定してもよい。導出部は、信号を直接送信すべき無線装置に対して、回線品質の測定を要求し、信号を直接送信すべき無線装置で測定された回線品質を受け付けることによって、信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質を導出してもよい。

「回線品質」とは、無線装置間の無線伝送路の特性を反映した値であればよく、誤り率、受信電力、干渉量などを含む。

本発明の別の態様も、無線装置である。この装置は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報であって、かつ送信すべき信号の宛先に対応した無線装置までの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶する記憶部と、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度を導出し、導出した通信速度を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づける導出部と、アドホックネットワークで送信すべき信号に対する信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得する取得部と、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定する決定部と、決定した経路のうちの信号を直接送信すべき無線装置に対して、信号を送信する送信部とを備える。

「宛先」とは、送信すべき信号を最終的に伝送する無線装置である。
以上の装置により、アドホックネットワークにおけるルーティング制御に対して、通信速度を考慮でき、かつ信号を送信すべき送信元に対応した端末装置が、信号の経路を決定できる。

導出部は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の通信速度をアドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度としてもよい。導出部は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質も導出し、導出した回線品質を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、決定部は、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定してもよい。導出部は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の回線品質をアドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質としてもよい。

「所定の無線装置間の通信速度」とは、複数の無線装置からなる経路のうち、ふたつの無線装置間の通信速度を意味する。「所定の無線装置間の回線品質」とは、複数の無線装置からなる経路のうち、ふたつの無線装置間の回線品質を意味する。

本発明のさらに別の態様は、ルーティング方法である。この方法は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応した通信速度を記憶しており、送信すべき信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、記憶した情報と通信速度を参照して、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき無線装置を決定する。

本発明のさらに別の態様も、ルーティング方法である。この方法は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶するステップと、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれにおいて、信号を直接送信すべき無線装置との間の通信速度を導出し、導出した通信速度を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけるステップと、アドホックネットワークに含まれた所定の無線装置から信号を受信するステップと、受信した信号から、信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得し、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定するステップと、決定した無線装置に対して、受信した信号を送信するステップとを備える。

対応づけるステップは、信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質も導出し、導出した回線品質を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、決定するステップは、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定してもよい。対応づけるステップは、信号を直接送信すべき無線装置に対して、回線品質の測定を要求し、信号を直接送信すべき無線装置で測定された回線品質を受け付けることによって、信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質を導出してもよい。

本発明のさらに別の態様も、ルーティング方法である。この方法は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報であって、かつ送信すべき信号の宛先に対応した無線装置までの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶するステップと、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度を導出し、導出した通信速度を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけるステップと、アドホックネットワークで送信すべき信号に対して、信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得するステップと、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定するステップと、決定した経路のうちの信号を直接送信すべき無線装置に対して、信号を送信するステップとを備える。

対応づけるステップは、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の通信速度をアドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度としてもよい。対応づけるステップは、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質も導出し、導出した回線品質を記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、決定するステップは、取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定してもよい。対応づけるステップは、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の回線品質をアドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質としてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、アドホックネットワークで伝送されるデータの性質に応じて、データを送信する経路を選択できる。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、複数の端末装置によって構成された通信システムに関しており、さらに当該通信システムはアドホックネットワークを構成する。複数の端末装置のそれぞれは、宛先の端末装置、信号を送信すべき端末装置、ホップ数等を含んだルーティング情報を交換し、受けつけたルーティング情報にもとづいて自らのルーティング情報を更新する。端末装置は、所定の端末装置から信号を受信すると、当該信号の宛先にもとづき、ルーティング情報を参照しつつ信号を送信すべき端末装置を決定する。ここで、本実施例に係る端末装置は通信速度を可変に設定できるので、以上のように説明したルーティング情報に通信速度および誤り率の情報を加える。すなわち、信号を送信すべき端末装置を決定する場合に、通信速度の程度および回線品質も考慮できるようにする。

さらに、本実施例に係る通信システムでは、送信される信号であるデータパケットに要求品質に関する情報を含ませる。要求品質に関する情報とは、通信速度が高いことや遅延時間が小さいことなどの内容に相当し、これらは送信対象となるデータの種類に応じて特定される。以上のようなデータパケットを受信した端末装置は、当該データパケットの宛先や要求品質に応じて、記憶したルーティング情報を参照して、データパケットを送信すべき端末装置を決定する。例えば、高い通信速度が要求されている場合には、宛先までの経路のうちで、通信速度が高くなるような端末装置に対してデータパケットを送信する。また、小さい遅延時間が要求されている場合には、宛先までの経路のうちで、遅延時間が小さくなるような端末装置に対してデータパケットを送信する。

図１は、実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、端末装置１０と総称される第１端末装置１０ａ、第２端末装置１０ｂ、第３端末装置１０ｃ、第４端末装置１０ｄ、第５端末装置１０ｅ、第６端末装置１０ｆを含む。

端末装置１０は、データを送信、中継し、あるいは受信する機能を有する。ここで端末装置１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線ＬＡＮとし、そのため通信速度は、１１Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、２Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓのいずれかに選択される。ここで、１１Ｍｂｐｓの場合、通信速度は高速であるが、回線品質は低下しやすい。一方、１Ｍｂｐｓの場合、通信速度は低速であるが、回線品質は低下しにくい。そのため、１Ｍｂｐｓの方が、伝送距離が長くなり、再送回数も減少するという特徴を有する。また、図では端末装置１０のみを示しているが、端末装置１０にパーソナルコンピュータが接続されていてもよい。

複数の端末装置１０は、アドホックネットワークを構成しており、一例として第１端末装置１０ａをデータの送信元とし、第６端末装置１０ｆをデータの宛先としている。さらに、第１端末装置１０ａから第６端末装置１０ｆまでの経路として、第２端末装置１０ｂと第３端末装置１０ｃを経由する経路（以下、「第１経路」という）と、第２端末装置１０ｂと第４端末装置１０ｄと第５端末装置１０ｅを経由する経路（以下、「第２経路」という）を示す。ここで、第１経路は第２経路より少ないホップ数であるが、第２経路の端末装置１０の間の距離は第１経路の端末装置１０の間の距離よりも短い。すなわち、第２経路の方が第１経路よりも高い伝送速度を可能にする。一方、第１経路の方が第２経路よりも伝送の遅延時間を小さくできる。

ここで、本実施例の前提として、通信システム１００は、ＤＳＤＶ方式等によるルーティング方式を実行しているものとする。すなわち、それぞれの端末装置１０は、他のＤＳＤＶとの間で、「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ（宛先）」、「ＮｅｘｔＨｏｐ（データを直接送信すべき端末装置）」、「Ｍｅｔｒｉｃ（ホップ数）」、「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ」、「Ｉｎｓｔａｌｌ」、「Ｆｌａｇｓ」を含んだルーティング情報を交換する。端末装置１０は、交換したルーティング情報にもとづいて、最新のルーティング情報を更新する。すなわちこれらの情報は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報に相当する。特に、これらのうちで、「Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ」、「ＮｅｘｔＨｏｐ」、「Ｍｅｔｒｉｃ」が本実施例の説明に関連する。

図２は、第２端末装置１０ｂの構成を示す。第２端末装置１０ｂは、アンテナ１２、ＲＦ部１４、変復調部１６、処理部１８、ＩＦ部２０、制御部２２を含む。

アンテナ１２は、無線周波数の信号を送受信する。ここで、アンテナの数および指向性は任意のものとする。ＲＦ部１４は、アンテナ１２で送受信される無線周波数の信号と、後述の変復調部１６で処理されるベースバンドの信号との間で、周波数変換を実行する。また、増幅処理、アナログ−デジタル変換処理、デジタル−アナログ変換処理を実行する。

変復調部１６は、送信すべき信号に対して、変調処理および拡散処理を実行し、受信した信号に対して、逆拡散処理および復調処理を実行する。また、誤り訂正処理等も実行する。前述のごとく、端末装置１０は複数の通信速度に対応しているので、変復調部１６は複数の変調方式に対応する。変復調部１６が変調処理の際に使用する変調方式は、処理部１８や制御部２２によって指定されるものとする。処理部１８は、アドホックネットワークに対応したルーティングの処理を実行する。詳細は後述する。ＩＦ部２０は、図示しないパーソナルコンピュータや有線のネットワークを接続する。制御部２２は、タイミング制御など端末装置１０の動作に必要な処理を制御する。なお、ここでは、複数の端末装置１０のうち、第２端末装置１０ｂを説明したが、それは後述の説明に対する便宜上のものであり、他の端末装置１０も同様の構成を有する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリのロードされた予約管理機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図３は、処理部１８の構成を示す。処理部１８は、入力部３０、決定部３２、データパケット生成部３４、出力部３６、ルーティング情報生成部３８を含む。また、ルーティング情報生成部３８は、生成部４０、通知メッセージ処理部４２、記憶部４４、メッセージ送信制御部４６、要求メッセージ生成部４８、要求メッセージ処理部５０、応答メッセージ生成部５２、応答メッセージ処理部５４、計測メッセージ生成部５６、計測メッセージ処理部５８、通知メッセージ生成部６０を含む。

入力部３０は、図２の変復調部１６から所定の信号を入力する。信号は、通信システム１００で伝送されるデータパケット、すなわちアドホックネットワークに含まれた所定の端末装置１０から受信したデータパケットに限らず、ルーティング情報を生成するために使用されるデータパケットも含む。

ルーティング情報生成部３８は、ルーティング情報を生成する。ここでルーティング情報生成部３８は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれにおいて、データパケットを直接送信すべき端末装置１０との間の通信速度と回線品質を導出し、導出した通信速度と回線品質を前述のＤＳＤＶ方式でのルーティング情報にそれぞれ対応づける。特に、通信速度や回線品質は、ひとつの端末装置１０だけでは決定できないので、端末装置１０は、所定の端末装置１０に対して、通信速度と回線品質の測定を要求し、所定の端末装置１０で測定された回線品質を受け付ける。

以上を図の構成にあわせて説明すると以下の通りになる。メッセージ送信制御部４６、要求メッセージ生成部４８、要求メッセージ処理部５０、応答メッセージ生成部５２、応答メッセージ処理部５４、計測メッセージ生成部５６、計測メッセージ処理部５８、通知メッセージ生成部６０、通知メッセージ処理部４２は、信号を直接送信すべき端末装置１０との間の通信速度と回線品質を導出する。生成部４０は、前述のＤＳＤＶ方式によるルーティング情報に対して、導出した通信速度と回線品質を対応づける。ここで、通信速度と回線品質は、ふたつの端末装置１０の間で測定されるので、これらを取得側端末装置１０と測定側端末装置１０として説明するが、ひとつの端末装置１０は両方の機能を有する。なお、取得側端末装置１０は、最終的に通信速度と回線品質の情報を取得する端末装置１０であり、測定側端末装置１０は、取得側端末装置１０に通信速度と回線品質を提供するために、これらを測定する端末装置１０である。

メッセージ送信制御部４６は、取得側端末装置１０で通信速度と回線品質を新たに取得、あるいは更新することを決定する。これは、定期的なタイミングで決定したり、任意のタイミングで決定する。任意のタイミングとは、例えば端末装置１０の通信状態が変更したと認識されたタイミングである。要求メッセージ生成部４８は、メッセージ送信制御部４６での決定を測定側端末装置１０に通知するための要求メッセージを生成して送信する。要求メッセージには、測定側端末装置１０が計測すべき通信速度や、当該通信速度で、後述の計測メッセージを送信する回数が含まれる。

要求メッセージ処理部５０は、測定側端末装置１０において、取得側端末装置１０からの要求メッセージを受信して、測定の可否を決定する。測定側端末装置１０は、データパケットの通信の負荷が高ければ測定の拒否を決定する。また、これ以外の理由で測定の拒否を決定してもよい。応答メッセージ生成部５２は、決定した測定の可否を取得側端末装置１０に通知するための応答メッセージを生成して送信する。応答メッセージは、測定の可否に関する情報を含む。

応答メッセージ処理部５４は、取得側端末装置１０において、測定側端末装置１０からの応答メッセージを受信して、測定の可否を確認する。計測メッセージ生成部５６は、測定側端末装置１０が回線品質を測定する際に使用すべき計測メッセージを送信する。その際に、計測メッセージは、通信速度を変えながら複数回数送信する。例えば、最初に１１Ｍｂｐｓの計測メッセージを送信し、次に５．５Ｍｂｐｓの計測メッセージを送信し、それらに続いて、２Ｍｂｐｓの計測メッセージ、１Ｍｂｐｓの計測メッセージを送信する。これらの送信回数は、前述の要求メッセージに含まれた情報に従う。

計測メッセージ処理部５８は、測定側端末装置１０において、計測メッセージを受信し、受信した計測メッセージに対応した通信速度における誤り率を測定する。たとえば、１１Ｍｂｐｓに対応した計測メッセージを複数回数受信し、そのうちの正確に受信できた計測メッセージの数をカウントして誤り率を測定する。なお、所定の通信速度における計測メッセージがすべて正確に受信できれば、誤り率０％である。また、所定の通信速度における計測メッセージがすべて受信できなければ、当該通信速度は使用不可能である。通知メッセージ生成部６０は、測定結果を取得側端末装置１０に通知するための通知メッセージを生成して送信する。通知メッセージは、測定した通信速度と当該通信速度における誤り率を含む。

通知メッセージ処理部４２は、取得側端末装置１０において、通知メッセージを受信し、生成部４０に出力する。生成部４０は、前述のごとく、ＤＳＤＶ方式によってルーティング情報を生成する。また、通知メッセージ処理部４２から通知された通信速度と回線品質をルーティング情報に対応づけて、あらたなルーティング情報とする。記憶部４４は、生成部４０で生成したルーティング情報を記憶する。図４は、記憶部４４に記憶されたルーティング情報のデータ構造を示す。「宛先」は、データパケットが最終的に送信されるべき端末装置１０を示す。ここでは、第６端末装置１０ｆを例示したが、これ以外の端末装置１０に関する情報も含まれているものとする。「送信先」は、データパケットを直接送信すべき端末装置１０を示す。「メトリック」は、「宛先」に相当した端末装置１０までのホップ数を示す。以上は、ＤＳＤＶ方式によって生成される。さらに、「通信速度」と「誤り率」は、前述のごとく測定された値である。

図３に戻る。決定部３２は、データパケットを中継する際に、送信先の端末装置１０を決定する。決定部３２は、受信したデータパケットから、データパケットに要求される条件と宛先を取得し、取得した条件と信号の宛先にもとづいて、記憶部４４に記憶したルーティング情報を参照して、信号を直接送信すべき端末装置１０を決定する。ここで要求される条件とは、例えば、通信速度、伝送の遅延時間、回線品質である。図５（ａ）−（ｃ）は、実施例１に係るデータパケットのフォーマットを示す。これらは、すべてＩＰパケットを対象にする。なお、複数の端末装置１０の間における無線区間では、図示したようなＩＰパケットに無線用のヘッダ信号やプリアンブル信号が付加されるが、ここでは省略する。

図５（ａ）は、ＩＰヘッダのＴＯＳ（Ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｆ Ｔｙｐｅ）フィールドに要求される条件を含ませた場合である。ここでは、ＴＯＳフィールドで規定されたＱｏＳの要求条件を指定でき、要求条件は優先度、遅延、スループット、信頼性に相当する。図５（ｂ）は、ＩＰヘッダのオプションフィールドに要求条件を含ませた場合であり、図５（ｃ）は、ＴＣＰ／ＵＤＰデータに要求条件を含ませた場合である。これらの場合は、予め定めた規則によって、要求条件を指定する。例えば、「スループット５００ｋｂｐｓ以上」、「誤り率５％以下」、「遅延１００ｍｓｅｃ以下」というように指定される。

図３に戻る。決定部３２の動作例を以下に示す。ここで、宛先は、所定の端末装置１０が指定されているものとする。例えば、要求された条件が「高スループット」、「遅延要求なし」であれば、決定部３２は、高い通信速度である送信先の端末装置１０を選択する。なおその結果、ホップ数が多くなる傾向にある。また、要求された条件が「スループットの要求なし」、「低遅延」であれば、決定部３２は、ホップ数を少なくするように、メトリックの小さい送信先の端末装置１０を選択する。要求された条件が「高スループット」、「低遅延」であれば、決定部３２は、高い通信速度であり、かつメトリックの小さい送信先の端末装置１０を選択する。要求された条件が「スループットも要求なし」、「遅延要求なし」、「低誤り率」であれば、決定部３２は、誤り率の低い送信先の端末装置１０を選択する。データパケット生成部３４は、決定部３２で決定した端末装置１０に対するデータパケットを生成し、出力部３６は生成したデータパケットを決定部３２で決定した端末装置１０に対して出力する。

図６は、第２端末装置１０ｂでのルーティング情報の生成手順を示すシーケンス図である。ここでは、第２端末装置１０ｂが前述の取得側端末装置１０に相当し、第３端末装置１０ｃが前述の測定側端末装置１０に相当する。第２端末装置１０ｂが、第３端末装置１０ｃに要求メッセージを送信する（Ｓ１０）。第３端末装置１０ｃは、第２端末装置１０ｂに応答メッセージを送信する（Ｓ１２）。それとともに、第３端末装置１０は、測定のための準備を行う。第２端末装置１０ｂは、第３端末装置１０ｃに複数回にわたって計測メッセージを送信する（Ｓ１４〜Ｓ２０）。ここでは、計測メッセージの送信回数は４回であるとしたが、これ以外であってもよい。第３端末装置１０ｃは、第２端末装置１０ｂに測定結果を通知メッセージに含めて送信する（Ｓ２２）。

図７は、要求メッセージ生成部４８での処理手順を示すフローチャートである。要求メッセージ生成部４８は、メッセージ送信制御部４６から要求メッセージの送信の指示を受けつける（Ｓ３０）。端末装置１０がデータパケットの中継などの処理を行っていなければ（Ｓ３２のＮ）、要求メッセージ生成部４８は、要求メッセージを生成し（Ｓ３４）、出力部３６から要求メッセージを送信する（Ｓ３６）。一方、端末装置１０がデータパケットの中継などの処理を行っていれば（Ｓ３２のＹ）、要求メッセージを生成せずに、処理を終了する。

図８は、応答メッセージ生成部５２での処理手順を示すフローチャートである。要求メッセージ処理部５０が要求メッセージを受けると（Ｓ４０）、応答メッセージ生成部５２は測定処理を実行できれば（Ｓ４２のＹ）、例えば、端末装置１０がデータパケットの中継処理を行っていなければ、測定可能を示した応答メッセージを生成する（Ｓ４４）。一方、応答メッセージ生成部５２は測定処理を実行できなければ（Ｓ４２のＮ）、例えば、端末装置１０がデータパケットの中継処理を行っていれば、測定不可能を示した応答メッセージを生成する（Ｓ４６）。出力部３６は、生成した応答メッセージを送信する（Ｓ４８）。

図９は、計測メッセージ生成部５６での処理手順を示すフローチャートである。応答メッセージ処理部５４が応答メッセージを受けつける（Ｓ５０）。計測メッセージ生成部５６は、受けつけた応答メッセージにおいて測定が許可されていれば（Ｓ５２のＹ）、計測メッセージを生成する（Ｓ５４）。出力部３６は、生成した計測メッセージを送信する（Ｓ５６）。一方、計測メッセージ生成部５６は、受けつけた応答メッセージにおいて測定が許可されていなければ（Ｓ５２のＮ）、計測メッセージを生成せずに、処理を終了する。

図１０は、通知メッセージ生成部６０での処理手順を示すフローチャートである。計測メッセージ処理部５８は、計測メッセージを受けつけ（Ｓ６０）、誤り率を測定する（Ｓ６２）。計測が終了していなければ（Ｓ６４のＮ）、これらの処理を繰り返す。計測が終了すれば（Ｓ６４のＹ）、通知メッセージ生成部６０は、測定結果を含めた形で通知メッセージを生成する（Ｓ６６）。出力部３６は、通知メッセージを送信する（Ｓ６８）。

図１１は、生成部４０での処理手順を示すフローチャートである。通知メッセージ処理部４２は、通知メッセージを受けつける（Ｓ７０）。生成部４０は、受けつけた通知メッセージの内容、すなわち通信速度および誤り率の値が記憶部４４に記憶したルーティング情報と異なれば（Ｓ７２のＹ）、ルーティング情報を生成する（Ｓ７４）。記憶部４４は、生成したルーティング情報を記憶する（Ｓ７６）。一方、生成部４０は、受けつけた通知メッセージの内容が記憶部４４に記憶したルーティング情報と同一であれば（Ｓ７２のＮ）、処理を終了する。

図１２は、決定部３２での処理手順を示すフローチャートである。入力部３０は、データパケットを受信する（Ｓ８０）。決定部３２は、要求条件に基づき、記憶部４４に記憶したルーティング情報を参照して、送信先の端末装置１０および通信速度を決定する（Ｓ８２）。データパケット生成部３４は、データパケットを生成する（Ｓ８４）。出力部３６は、データパケットを送信する（Ｓ３６）。

本発明の実施例によれば、ルーティング制御の際に通信速度を考慮するので、高い通信速度が要求されるデータを中継する場合に高い通信速度が実行される経路を選択できる。また、ルーティング制御の際に回線品質を考慮するので、高い回線品質が要求されるデータを中継する場合に高い回線品質が実行される経路を選択できる。また、宛先が同じであっても経路を変更するので、トラヒックの集中を防げる。また、通信速度や回線品質の測定よりもデータ通信を優先するので、測定がデータ通信に影響を与えない。また、通信速度や回線品質の測定は、リアルタイム性を要求しないので、処理が高速でなくてもよい。また、アドホックネットワークにおいてもＱｏＳを考慮できる。また、テーブル駆動型ルーティングに容易に適用できる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様にアドホックネットワークを構成した通信システムに関する。さらに、実施例１と同様にルーティングを実行する際に、宛先の端末装置、信号を送信すべき端末装置、ホップ数等を含んだルーティング情報に通信速度および誤り率の情報を加える。実施例１は、アドホックネットワークに含まれた複数の端末装置がそれぞれ有したルーティング情報にもとづいて、それぞれの端末装置がデータパケットを中継するルーティングを実行するような、いわゆるテーブル駆動型ルーティングである。しかしながら、実施例２は、データパケットの送信元となる端末装置が当該データパケットの経路を決定し、当該経路に含まれた端末装置がデータパケットを決定通りに中継するような、いわゆるソースルーティングに関する。

実施例２に係る処理部１８は、図３の処理部１８と同じタイプである。ここでは、それぞれの構成要素の差異を中心に説明する。記憶部４４は、実施例１と同様にルーティング情報を記憶する。しかしながら、実施例２では、ソースルーティングに対応したルーティング情報を記憶する。すなわち、記憶部４４は、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報であって、かつ送信すべきデータパケットの宛先に対応した端末装置１０までの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶する。

図１３は、記憶部４４に記憶されたルーティング情報のデータ構造を示すが、これは図１の第１端末装置１０ａに記憶されたルーティング情報に対応する。図１３の記憶部４４に含まれた「宛先」と「送信先」は、図４の記憶部４４のものと同一である。「経由」は、「送信元」の第１端末装置１０ａから「宛先」の第６端末装置１０ｆまでの経路において中継される端末装置１０を示す。すなわち、上段は前述の第１経路に相当し、下段は前述の第２経路に相当する。第１端末装置１０ａから第６端末装置１０ｆへの経路のうち、データの送信元に相当する第１端末装置１０ａが経路を制御をする。第１経路での場合に、第２端末装置１０ｂ、第３端末装置１０ｃでは、第１端末装置１０ａからの指示にもとづいてデータパケットを中継する。また、第２経路でも同様である。

実施例２の記憶部４４においても、実施例１と同様に「通信速度」と「誤り率」を記憶する。すなわち、アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度と回線品質が導出されている。ここで、第１経路や第２経路などの経路は、複数の端末装置１０を含んでいるので、所定の端末装置１０間における通信速度と回線品質を使用している。例えば、第１経路においては、第２端末装置１０ｂと第３端末装置１０ｃにおける通信速度と回線品質を使用し、第２経路においては、第２端末装置１０ｂと第４端末装置１０ｄにおける通信速度と回線品質を使用しているものとする。これらの区間が、第１経路と第２経路のそれぞれのうち、通信速度が低く、回線品質が悪い区間であるとする。なぜなら、経路に対する通信速度と回線品質は、通信速度が低く、回線品質が悪い区間の影響を受けるからである。

入力部３０は、図２のＩＦ部２０からアドホックネットワークで送信すべきデータパケットに対して、要求条件と宛先を取得する。図示しないが、これらの情報は、ＩＦ部２０を介して所定のアプリケーションから入力されているものとする。決定部３２は、要求条件と宛先にもとづいて、記憶部４４に記憶したルーティング情報を参照して、経路を選択し、当該経路のうちの「送信先」に対応した端末装置１０を特定する。データパケット生成部３４と出力部３６は、特定した端末装置１０に対してデータパケットを送信する。なお、端末装置１０がデータパケットを中継する場合、ルーティングの制御を実行せず、データパケットに含まれた経路の情報に従って、次の端末装置１０にデータパケットを送信する。

図１４は、実施例２に係るルーティング情報の生成手順を示すシーケンス図である。前提として、第１端末装置１０ａから第６端末装置１０ｆは、実施例１で説明した方法によって、任意の端末装置１０との間の通信速度と回線品質に関する情報を既に取得しているものとする。ここでは、第１端末装置１０ａが、第２端末装置１０ｂから第６端末装置１０ｆがそれぞれ取得した通信速度と回線品質に関する情報を集める処理を説明する。第１端末装置１０ａは、第２端末装置１０ｂに要求信号を送信する（Ｓ１００）。第２端末装置１０ｂは、第３端末装置１０ｃに要求信号を送信し（Ｓ１０２）、第３端末装置１０ｃは、第６端末装置１０ｆに要求信号を送信する（Ｓ１０４）。また、第２端末装置１０ｂは、第４端末装置１０ｄに要求信号を送信し（Ｓ１０６）、第４端末装置１０ｄは、第５端末装置１０ｅに要求信号を送信し（Ｓ１０８）、第５端末装置１０ｅは、第６端末装置１０ｆに要求信号を送信する（Ｓ１１０）。

第６端末装置１０ｆは、第３端末装置１０ｃに情報を通知し（Ｓ１１２）、第３端末装置１０ｃは、受けつけた情報に自らの情報を加えて第２端末装置１０ｂに通知する（Ｓ１１４）。第６端末装置１０ｆは、第５端末装置１０ｅに情報を通知し（Ｓ１１６）、第５端末装置１０ｅは、受けつけた情報に自らの情報を加えて第４端末装置１０ｄに通知し（Ｓ１１８）、第４端末装置１０ｄは、受けつけた情報に自らの情報を加えて第２端末装置１０ｂに通知し（Ｓ１２０）。最終的に、第２端末装置１０ｂは、受けつけた情報に自らの情報を加えて第１端末装置１０ａに通知する（Ｓ１２２）。第１端末装置１０ａは、このように取得した情報にもとづいて、図１３に示したルーティング情報を生成する。

本発明の実施例によれば、本発明をソースルーティングに適用できる。また、ルーティング制御の際に通信速度を考慮するので、高い通信速度が要求されるデータを中継する場合に高い通信速度が実行される経路を選択できる。また、ルーティング制御の際に回線品質を考慮するので、高い回線品質が要求されるデータを中継する場合に高い回線品質が実行される経路を選択できる。また、宛先が同じであっても経路を変更するので、トラヒックの集中を防げる。また、通信速度や回線品質の測定よりもデータ通信を優先するので、測定がデータ通信に影響を与えない。また、通信速度や回線品質の測定は、リアルタイム性を要求しないので、処理が高速でなくてもよい。また、アドホックネットワークにおいてもＱｏＳを考慮できる。また、通信速度や回線品質は、最も通信に影響を及ぼす区間における値を使用するので、経路全体としてマージンを持たせた制御を可能にする。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例１と２において、通信システム１００が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格に準拠した無線ＬＡＮであるとして説明した。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は、それ以外の無線通信システムであってもよい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮである。本変形例によれば、本発明を様々な無線通信システムに適用可能である。つまり、アドホックネットワークに対応した無線通信システムであればよい。

本発明の実施例１と２において、通信速度が無線ＬＡＮで規定された通信速度であるとして説明した。しかしながらこれに限らず例えば、通信速度が実効的なスループットであるとしてもよい。スループットはｐｉｎｇなどによって測定してもよいし、また通信速度と誤り率から導出してもよい。本変形例によれば、実質的な通信速度でルーティング制御を実行できる。つまり、通信速度が認識できればよい。

本発明の実施例１と２において、回線品質が誤り率であるとして説明した。しかしながらこれに限らず例えば、受信電力や干渉量であってもよい。その場合には、実施例１と２と同様なシーケンスにおいて受信電力や干渉量を測定する。本変形例によれば、使用されている無線通信システムが影響を受ける測定量にもとづいてルーティング制御を実行できる。つまり、回線品質が認識できればよい。

本発明の実施例２において、端末装置１０は、宛先に対応した端末装置１０までの経路のうちで、通信速度が低く、回線品質が悪い区間における値を当該経路の通信速度と回線品質とした。しかしながらこれに限らず例えば、当該経路での各区間での通信速度と回線品質を平均して、当該経路の通信速度と回線品質としてもよい。なお、平均に限らず、その他の統計処理であってもよい。本変形例によれば、経路の全体的な通信速度と回線品質にもとづいてルーティング制御を実行できる。つまり、経路に対応した通信速度と回線品質が認識できればよい。

本発明の実施例１と実施例２を組み合わせた発明も有効である。本変形例によれば、実施例１と実施例２を組み合わせた効果が得られる。

実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の第２端末装置の構成を示す図である。 図２の処理部の構成を示す図である。 図３の記憶部に記憶されたルーティング情報のデータ構造を示す図である。 図５（ａ）−（ｃ）は、実施例１に係るデータパケットのフォーマットを示す図である。 図１の第２端末装置でのルーティング情報の生成手順を示すシーケンス図である。 図３の要求メッセージ生成部での処理手順を示すフローチャートである。 図３の応答メッセージ生成部での処理手順を示すフローチャートである。 図３の計測メッセージ生成部での処理手順を示すフローチャートである。 図３の通知メッセージ生成部での処理手順を示すフローチャートである。 図３の生成部での処理手順を示すフローチャートである。 図３の決定部での処理手順を示すフローチャートである。 実施例２に係る記憶部に記憶されたルーティング情報のデータ構造を示す図である。 実施例２に係るルーティング情報の生成手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１０ 端末装置、 １２ アンテナ、 １４ ＲＦ部、 １６ 変復調部、 １８ 処理部、 ２０ ＩＦ部、 ２２ 制御部、 ３０ 入力部、 ３２ 決定部、 ３４ データパケット生成部、 ３６ 出力部、 ３８ ルーティング情報生成部、 ４０ 生成部、 ４２ 通知メッセージ処理部、 ４４ 記憶部、 ４６ メッセージ送信制御部、 ４８ 要求メッセージ生成部、 ５０ 要求メッセージ処理部、 ５２ 応答メッセージ生成部、 ５４ 応答メッセージ処理部、 ５６ 計測メッセージ生成部、 ５８ 計測メッセージ処理部、 ６０ 通知メッセージ生成部、 １００ 通信システム。

Claims (8)

1. アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶する記憶部と、
   前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれにおいて、信号を直接送信すべき無線装置との間の通信速度を導出し、前記導出した通信速度を前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づける導出部と、
   前記アドホックネットワークに含まれた所定の無線装置から信号を受信する受信部と、
   前記受信した信号から、信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得し、前記取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定する決定部と、
   前記決定した無線装置に対して、前記受信した信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする無線装置。
2. 前記導出部は、信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質も導出し、前記導出した回線品質を前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、
   前記決定部は、前記取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、前記情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、信号を直接送信すべき無線装置を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記導出部は、前記信号を直接送信すべき無線装置に対して、回線品質の測定を要求し、前記信号を直接送信すべき無線装置で測定された回線品質を受け付けることによって、前記信号を直接送信すべき無線装置との間の回線品質を導出することを特徴とする請求項２に記載の無線装置。
4. アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報であって、かつ送信すべき信号の宛先に対応した無線装置までの少なくともひとつの経路に関する情報を記憶する記憶部と、
   前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度を導出し、前記導出した通信速度を前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づける導出部と、
   前記アドホックネットワークで送信すべき信号に対して、信号の宛先と当該宛先までに要求される条件を取得する取得部と、
   前記取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応づけた通信速度を参照して、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定する決定部と、
   前記決定した経路のうちの信号を直接送信すべき無線装置に対して、信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする無線装置。
5. 前記導出部は、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の通信速度を前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する通信速度とすることを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
6. 前記導出部は、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質も導出し、前記導出した回線品質を前記記憶したアドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報にそれぞれ対応づけ、
   前記決定部は、前記取得した信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、前記情報にそれぞれ対応づけた回線品質も参照して、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき経路を決定することを特徴とする請求項４または５に記載の無線装置。
7. 前記導出部は、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、所定の無線装置間の回線品質を前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のそれぞれに対する回線品質とすることを特徴とする請求項６に記載の無線装置。
8. アドホックネットワークの少なくともひとつの経路に関する情報と、当該情報にそれぞれ対応した通信速度を記憶しており、送信すべき信号の宛先と当該宛先までに要求される条件にもとづいて、前記記憶した情報と通信速度を参照して、前記アドホックネットワークの少なくともひとつの経路のうち、信号を送信すべき無線装置を決定することを特徴とするルーティング方法。
   
   

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