JP2006319676A - フレーム送信方法、トポロジー取得方法、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 データリンク層（レイヤ２）の識別子であるMACアドレスのみでの無線局あるいは無線局に接続している無線端末間のマルチホップ接続が可能となる。
【解決手段】 第１の実施形態のフレーム送信方法は、様々な制御フレームを基地局間で送受信することによりネットワークトポロジーを把握し、無線局に接続されている無線端末のデータをユニキャスト/ブロードキャスト通信方式で他無線端末へのマルチホップ中継を行うフレーム転送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の無線局で構成されたマルチホップ無線通信システムに関し、例えば、各無線局間でフレームを中継する際のフレーム送信方法、トポロジー取得方法、及び無線通信システムに関する。

マルチホップネットワークに対応した無線通信システムでは、中継機能を有する複数の無線局でネットワークを構成し、隣接した無線局でパケットを中継することにより、直接電波の届かない無線局までパケットを転送することができる。
このマルチホップ中継機能を無線LANに適用し、無線LANの基地局であるAP(Access Point)間の接続を無線とすることで、従来APの設置に必要とされていた有線ネットワークの敷設コストを削減することが可能となる。

このようなマルチホップ機能を有した無線LANには、基地局であるAPで無線端末から受信した無線LANフレームをイーサネット（登録商標）フレームに変換し、そのフレームをIP/UDPパケットでカプセル化し、目的APまでマルチホップ中継する方式などがある。（非特許文献１）

ここでのマルチホップ中継方式には、ルーティングプロトコルとしてIETFのRFC3626として標準化勧告されているOLSR(Optimized Link State Routing Protocol)が用いられている。
OLSRは、隣接する無線局間で制御パケットを定期的に交換することにより、ネットワーク全体のトポロジーを把握し、最適なルーティングパスを算出するプロアクティブ型のプロトコルである。
大和田泰伯 照井宏康 間瀬憲一 「無線マルチホップＬＡＮのアーキテクチャにおける検討」電子情報通信学会 信学技報IN2004-112

しかしながら、上述した方法では、無線LANフレームをイーサフレームに変換して、IP/UDPパケットでカプセル化を行うことで、無線LANフレームの中継を実現しているものである。しかし、この方法手法では、カプセル化によるオーバーヘッドの増加や、カプセル化/カプセル化解除の処理遅延などにより、スループットが低下するという問題があった。

一方、無線LANのフレームを無線で中継する方法としては、IEEE802.11で規定されているWDS(Wireless Distribution System)フレームを用いる方法が挙げられる。WDSフレームでは通常の送信元MACアドレス(SA:Source Address)、送信先MACアドレス(DA:Destination Address)に加えて、次転送先基地局MACアドレス(RA:Reciever Address)と転送元基地局MACアドレス(TA:Transmitter Address)フィールドが用意されており、このRAアドレスのフィールドに中継先の基地局MACアドレスを記載することで、基地局間の無線中継を実現する。
しかし、現状のWDSフレームによる中継は、中継先のMACアドレスを静的に設定することしか行えないため、基地局では単純なフラッディング機能(無線フレームの再送)を有するのみであった。単純なフラッディングによる無線フレームの再送は、他の無線端末の送信帯域を圧迫する要因となり、スループットの低下を招くという問題があった。そのため、WDSフレームを用いて動的にマルチホップ経路を形成し、必要なフレームのみの中継を行うマルチホップ中継方法手法の実現が望まれている。

上記した課題を解決するために、本発明ではMACアドレスをルーティング識別子として用い、データリンク層（レイヤ２）の情報（物理アドレス、ＭＡＣアドレス）のみみでマルチホップルーティングの実現手段を提供する。

第１の実施形態の無線フレーム送信方法は、様々な制御フレームを基地局間で送受信することによりネットワークトポロジーを把握し、無線局に接続されている無線端末のデータをユニキャスト/ブロードキャスト通信方式で他無線端末へのマルチホップ中継を行うフレーム転送方法を特徴とする。

第２の実施形態の無線フレーム送信方法は、ホップ（HOP）数が同じ経路が複数ある場合に、混雑していない経路を選択することで、トラフィックの負荷分散を実現するマルチホップルーティング方法を特徴とする。

本発明によれば、データリンク層（レイヤ２）の識別子であるMACアドレスのみでの無線局あるいは無線局に接続している無線端末間のマルチホップ接続が可能となり、従来必要とされてきたカプセル化処理などのオーバーヘッドを削減することができる。
宛先無線局へのホップ数が同じ経路が複数ある場合には、経路上にある無線局において接続されている無線端末の数をカウントすることで、混雑していない経路を選択することが可能となり、トラフィックの負荷分散が実現できる。

（第1の実施形態）
図２は本発明の第１の実施形態におけるネットワーク構成例を示している。図では、無線局に無線で接続することが可能な無線端末21006,21107と、それら無線端末から受信したフレームを隣接無線局に中継することで直接電波の届かない無線局までフレームを転送する機能を備える無線局202,203,204,205と、これら無線局と同様の中継機能を備え、なおかつ有線ネットワークとのゲートウェイ機能を備える無線局201と、インターネット/イントラネットなどを構成するIPネットワーク209と接続し、IPパケットの中継を行うルータ208から構成される。

また、図1は無線局の機能ブロック構成例を示している。無線局は、アンテナ101と電波の信号強度を高める増幅器102と、電気信号と無線信号の相互変換や、その周波数帯域の変換を行う無線/電気変換部103と、スペクトラム拡散技術による変調及び復調を行う変調/復調器104と、高周波な無線周波数を低周波な周波数(ベースバンド)に変換し、他機能部へのバスインタフェースの制御などを行うベースバンド処理部105と、他無線局から受信したフレームのヘッダ部を解析するフレーム解析部106と、制御情報フレームや無線局に中継するためのWDSフレームの生成を行うフレーム生成部107と、受信したフレームが隣接無線局宛てもしくは自無線局に接続している無線端末への中継フレームである場合は、そのフレームを一旦保持するための中継バッファ108と、所望する無線局へフレームを中継するためのルーティング情報、例えば、1HOP隣接テーブル等が保持されているルーティングテーブル109と、各無線局に接続している無線端末のMACアドレスの一覧が記されたMACアドレス管理テーブル110から構成される。

なお、これらフレーム解析部106、フレーム生成部107、中継バッファ108、ルーティングテーブル109、MACアドレス管理テーブル110は、それぞれ汎用的なMPUなどの演算装置や、メモリやハードディスクなどの記憶装置によって構成されても構わない。

本願第1の実施形態の目的は、データリンク層（レイヤ２）での識別子(MACアドレス)のみで無線局間のマルチホップ中継を実現する手段を提供することにある。これにはまずMACアドレスを用いたルーティングテーブルの作成が必要となる。

図３に第1の実施形態における、経路情報であるルーティングテーブルの作成フローを示す。ここでは無線局204での動作例を示す。

まず無線局204では、Helloフレームを隣接する無線局の検出を試みるために送信する。(S301)

ここで、Helloフレームについて説明する。
例えばOLSRでは、Helloパケットと言う制御情報を利用して、他の無線局に対して、自らの無線局の情報及び隣接する局情報を与え、また、他の無線局から自らの無線局にとっての隣接及び2HOPの無線局の情報を取得するための制御情報を用いている。なお自局と隣接した無線局との通信を１HOPでの通信と呼び、自局の隣接無線局の内１つの隣接無線局を介して隣接無線局ではない無線局との通信を２HOPでの通信と呼ぶ。
本実施形態では、データリンク層（レイヤ２）での識別子(MACアドレス)を用いるため、OLSRのHelloパケットと同様な制御情報について、Helloフレームと表現する。

本実施形態では、このHelloフレームには３種類（Hello-empty 、Hello-asyn、Hello-syn）の問い合わせ/応答フレームを設ける。この様子を図4に3種類のフレームの機能と、無線局での送信のフローを示す。

Helloフレームの識別は、例えば既存MACフレームの制御用フレームの識別子(タイプ値:01)のリザーブ領域を用いる。ここではそれぞれサブタイプ値0000〜0010でそれらを識別している。
まず無線局204は宛先アドレス(DA:Destination Address)をブロードキャストアドレス(FF:FF:FF:FF:FF:FF)、送信元アドレス(SA:Source Address)の２つを無線局204のMACアドレスとするして、Hello-emptyフレームを送信する。(S401)

Hello-emptyフレームを受信した無線局202は、自身自局の保有する1HOP隣接テーブルを添付する。この1HOP隣接テーブルを添付する際に無線局202は、1HOP隣接テーブルに無線局204のMACアドレスの記載がなければ、無線局204のMACアドレスを1HOP隣接テーブルに追加する。その後、送信元(無線局204)にHello-asynフレームを返信する。(S402)
この1HOP隣接テーブルはHelloフレームの交換により得られた1HOPで到達可能な周辺無線局のMACアドレスの一覧である。

次に、Hello-asynフレームを受信した無線局204は、自身自局が保有する1HOP隣接テーブルを送信先(無線局202)にHello-synフレームとして返信する。(S403)
S402と同様に、無線局204の1HOP隣接テーブルに無線局202のMACアドレスの記載がなければ、無線局202のMACアドレスを1HOP隣接テーブルに追加する。これにより各無線局では、自身自局の1HOP隣接テーブルには含まれていないが、隣接無線局の1HOP隣接テーブルに含まれている無線局を検出することができる。この検出することのできた無線局は隣接無線局を介して2HOPでフレームを中継することができるため、その検出した無線局のMACアドレスを、自らの無線局で管理している2HOP隣接テーブルに登録する。

例えば図2で、無線局202で隣接無線局として無線局201,205が検出されている場合、無線局204の2HOP隣接テーブルには無線局201,205が追加される。
以上のHelloフレームの送信手順により、各無線局では1HOP隣接テーブルと2HOP隣接テーブルを得ることが出来る。(S302)

次に、無線局では取得した1HOP, 2HOP隣接テーブルを用いて、ブロードキャストフレームの中継を行う無線局を選定する。(S303)

この無線局はOLSRプロトコルのMPR(Multi Point Relay)ノードに相当する。このMPRの選定基準は、すべての無線局にフレームを中継する際に、出来るだけフレームの再送量を減らすことにある。
例えば図2で、無線局204の送信したブロードキャストフレームを中継する場合、無線局202と無線局203が中継無線局の候補となり得るが、無線局203をMPRとして選定した場合、無線局201には1HOPで中継できるが、無線局205には1HOPでの中継はできない。

一方、無線局202をMPRとして選定した場合は、無線局201,205の両方の無線局に1HOPでフレームの中継が可能となる。これによりMPRとして無線局203を選択するよりも無線局202を選択した方が、再送されるフレーム量を削減することができる。このため無線局204のMPRには無線局202が選定される。なおこの選定手法方法は、OLSRプロトコルで提案されているMPRノードへの積極度(Willingness)等を用いて計算してもよい。この選定されたMPRの一覧は、MPR集合として隣接無線局に広告（advertise）される。以下、本願実施形態で広告とは、情報を送信し知らしめることである。(S304) このMPR集合の広告方法としては、ブロードキャストによる方法とユニキャストによる方法がある。

この様子を図5にフレームの機能と、無線局でのブロードキャストとユニキャストでの送信のフロー示す。
このMPR集合の広告方法としては、ブロードキャストによる方法とユニキャストによる方法がある。
ブロードキャストによる方法は、DAにブロードキャストアドレスを、SAに自身自局のMACアドレスを設定し、データ部にはMPR集合が記載されたMPR-adv-bcフレームを作成しブロードキャストする方法である。(S501)

このMPR-adv-bcフレーム受信した無線局は、データ部に記されたMPR集合を参照し、この中に自身自局のMACアドレスが含まれている場合は、新たにMPRセレクタ集合に受信したフレームのSAに記載されたMACアドレスを追加する。このMPRセレクタ集合に記載された無線局から送信されたブロードキャストフレームは、当該無線局により再送される。

例えば図5で、無線局202で無線局204からのMPR-adv-bcフレームを受信した場合、データ部のMPR集合部を参照し、無線局202のMACアドレスが記載されている場合は、無線局202のMPRセレクタ集合に無線局204のMACアドレスを追加する。以後、このMPRセレクタ集合を参照することにより、無線局204から送信されたブロードキャストフレームは無線局202により再送される。

一方、ユニキャストによる方法は、DAにMPR集合に記載されているMACアドレスを、SAに自身自局のMACアドレスを設定したMPR-adv-ucフレームを作成し送信する方法である。このMPR-adv-ucフレームにはデータ部はなく、受信した無線局はSAに記載されたMACアドレスをMPRセレクタ集合に追加する。
例えば図5で、無線局202で無線局204からのMPR-adv-ucフレームを受信した場合は、SAに記載された無線局204のMACアドレスを自身自局のMPRセレクタ集合に追加する。ユニキャストによる方法では、MPR集合に記載されている無線局1台ずつにユニキャストフレームを送信しなければならないが、ACKフレームの受信が必要なことから、データ送受信の信頼度は向上する。

以上２種類のどちらかの方法を用いることにより、隣接する無線局ではMPRセレクタ集合が設定される。(S305)

次にこのMPRセレクタ集合を全無線局に広告する。

この様子を図6にトポロジー制御フレームの機能と、無線局での送信のフローをに示す。
広告する内容はS305で得られたMPRセレクタ集合と自身自局のMACアドレス、及びこの情報の鮮度を表すシーケンス番号などが含まれる。これらの内容はトポロジー制御フレーム(TC-advフレーム)としてブロードキャストされる。(S307)

この時、DAにはブロードキャストアドレスが、SAには自身自局のMACアドレスが設定される。(S601)
例えば図6で、無線局202で無線局204からのTC-advフレームを受信した場合は、データ部に記載されている無線局204のMPRセレクタ集合を抽出しテーブルとして保持する。無線局202は無線局204のMPRとして設定されているため、受信したTC-advフレームは、再送により中継される。(S602)
この時、SAは無線局204から無線局202のMACアドレスに付け替えられる。このTC-advフレームの送信タイミングは、周期的(例えば10秒に一回など)に送信される。また、隣接無線局からMPR集合を受信し(S304)、MPRセレクタ集合の値が更新された場合などにも即時送信される。(S306)

このように各無線局のMPRセレクタ集合を広告することで、すべての無線局のMPR集合を得ることができる。このMPR集合は無線局の接続関係を示していることから、この情報より無線局が形成するネットワークトポロジーを得ることが出来る。これにより所望する無線局への最適な経路を形成することができ、その情報はルーティングテーブル109にて保持される。このルーティングテーブルに基づき、無線局では受信したフレームの中継を行うか否かが判定される。
ただし、このルーティングテーブルには無線局のMACアドレスが登録されているため、所望する無線局へのルーティングは可能となるが、無線局に接続されている無線端末へ直接フレームを転送することができない。

そのため無線端末が現在どの無線局に接続されているかを示す情報が必要となる。この情報をMACアドレス管理テーブル110と呼び、各無線局で保持している無線端末との接続関係をMPRによるブロードキャストを用いて各無線局に広告する。この様子を図7にアドレステーブルの機能と、無線局での送信のフローを示す示す。

広告する内容は自身自局に接続されている無線端末のMACアドレスの一覧、自身自局のMACアドレス及びこの情報の鮮度を表すシーケンス番号などが含まれる。これらの内容はASAT(Associated Station Address Table)-advフレームとしてブロードキャストされる。この時、DAにはブロードキャストアドレスが、SAには自身自局のMACアドレスが設定される。(S701)

例えば図7では、無線局202で無線局204からのASAT-advフレームを受信した場合は、データ部に記載されている無線局204のMACアドレス管理テーブル(ASAT)を抽出し、自身自局の管理するMACアドレス管理テーブル110にデータを追加する。無線局202は無線局204のMPRとして設定されているため、受信したASAT-advフレームは、無線局202により再送される。(S702)
このように各無線局のMACアドレス管理テーブルを広告することで、すべての無線局のMACアドレス管理テーブル110を取得することができる。このMACアドレス管理テーブル110を参照することにより、無線端末宛てのフレームをどの無線局に転送すればよいかが分かる。

以上の動作により、無線端末がどの無線局に接続されているかを示すMACアドレス管理テーブル110と、所望する無線局にフレームを中継するためにはどの無線局にフレームを転送すればよいかを示すルーティングテーブル109を得ることが出来る。

次に、これらテーブルを用いて無線端末間でフレームを中継する手順を図8を用いて説明する。図ではフレームの機能と、無線端末206無線端末211から無線端末207無線端末212へフレームを中継する様子を示している。まず無線端末206無線端末211はDAに無線端末207無線端末212のMACアドレスを、SAに無線端末206無線端末211のMACアドレスを、ネットワーク識別子であるBSSID（Basic Service Set Identifier）にBSSIDに無線局204のMACアドレスを設定したフレームを送信する。(S801)
無線端末206無線端末211からのフレームを受信した無線局204は、MACアドレス管理テーブル110を参照し、DAに記載された無線端末207無線端末212がどの無線局に登録されているかを検索する。検索の結果、無線端末207無線端末212は無線局201に接続していることが分かる。

次に、無線局204ではルーティングテーブル109を参照し、無線局201にフレームを中継するには、どの無線局にフレームを転送すればよいかを検索する。
検索の結果、無線局201にフレームを中継するには無線局202に転送すればよいことが分かる。無線局202に転送するフレームは、WDSフレームの構造を用いることができるが、既存のWDSフレームと区別するために、フレームのサブタイプ値を変更したものを使用する。アドレスフィールドは、RAに無線局202、TAに無線局204、DAに無線端末207無線端末212、SAに無線端末206無線端末211のMACアドレスをそれぞれ設定する。(S802)

このWDS-ucフレームを受信した無線局202は、自身自局の保持するMACアドレス管理テーブル110を参照し、DAに記載された無線端末207無線端末212がどの無線局に接続されているかを検索する。
検索の結果、無線端末207無線端末212は無線局201に接続していることが分かる。同様にルーティングテーブル109を参照し、無線局201への経路を検索する。無線局201には1HOP隣接であることが分かるので、RAに無線局201、TAに無線局202のMACアドレスに変更し、フレームを再送する。(S803)

最後にフレームを受信した無線局201は自身自局のMAC管理テーブルに無線端末207無線端末212が登録されていることが分かるため、通常のインフラモードのフレームに変換し無線端末207無線端末212へと送信する。(S804)

さらに無線端末からすべての無線端末に対してブロードキャストフレームを送信する手順を図９を用いて説明する。

図９ではフレームの機能と、無線端末206無線端末211からのブロードキャストフレームを中継する様子を示している。まず無線端末206無線端末211はDAにブロードキャストアドレスを、SAに無線端末206無線端末211のMACアドレスを、ネットワーク識別子であるBSSID（Basic Service Set Indentifier）に無線局204のMACアドレスを設定したフレームを送信する。(S901)
無線端末206無線端末211からのフレームを受信した無線局204は、他の無線局にブロードキャストするため、TAに無線局204のMACアドレスを設定したWDS-bcフレームを作成し送信する送信する。(S902)

また、無線局204は自身自局に接続されている無線端末に対してもブロードキャストフレームを再送する。(S903)
無線局202は、無線局204のMPRとして設定されている。そのため、無線局202は、受信した無線局204からのブロードキャストフレームの無線局202は、TAを無線局202のMACアドレスに付け替えてフレームを再送する。(S904)
この時S903と同様に、無線局202に接続されている無線端末に対してもブロードキャストフレームを再送する。(S905)

無線局202からのブロードキャストフレームを受信した無線局201は、自身自局に接続されている無線端末に対してブロードキャストフレームを再送する。(S906)

以上の動作によりMACアドレスを用いたデータリンク層（レイヤ２）でのマルチホップルーティングが可能となり、無線端末間のユニキャスト/ブロードキャストフレームを効率よく中継することができる。
なお、本実施形態では無線端末と無線局間で用いる無線チャネルと、無線局間で用いる無線チャネルは同じチャネルを用いているが、それらチャネルを異なるチャネルで構成してもよく、その場合は互いに干渉することがなくなるためよりスループットの向上が図れる。

（第1の実施形態の効果）
以上、,本実施形態によれば、データリンク層（レイヤ２）の識別子であるMACアドレスのみでの無線局あるいは無線局に接続している無線端末間のマルチホップ接続が可能となり、従来必要とされてきたカプセル化処理などのオーバーヘッドを削減することができる。

（第2の実施形態）
図11は本発明の第２の実施形態におけるネットワーク構成例を示している。図では無線端末210が無線局204に、無線端末211,212が無線局203に、無線端末213が無線局202に、無線端末214が無線局206に、無線端末215が無線局201に接続されている様子を示している。

また図10は無線局の機能ブロック構成例を示している。
図１の構成と異なる構成点は接続端末数管理テーブル111が追加されている点である。
第１の実施形態の動作により、各無線局ではMACアドレス管理テーブル110と、ルーティングテーブル109の作成は終えているものとする。

図１２に、無線局204でのルーティングテーブル109と、MACアドレス管理テーブル110、接続端末数管理テーブル111の構成例例を図12に示す。
ルーティングテーブル109は、宛先無線局までの中継するホップ数が最小となる無線局が転送先無線局として登録されている。
第２の例えば実施形態では、無線局205にフレームを中継したいときはするには、無線局206に転送することで２ホップで到達することができる。

ここで無線端末210から無線端末215に向けてフレームが中継される場合を考える。無線端末210からのフレームを受信した無線局204は、MACアドレス管理テーブル110を参照し、無線端末215が無線局201に接続されていることを検出する。

次に無線局204はルーティングテーブル109を参照し、無線局201にフレームを中継するには、どの無線局に転送すればよいかを参照する。この時、無線局201へのホップ数は無線局203に転送した場合も、無線局206に転送した場合もそれぞれ同じ3ホップとなる。このため、同じホップ数をもつ経路が存在するとどちらの無線局に転送すべきかの判断材料が必要となる。

通常、ホップ数以外の値を判断材料(メトリック)として利用するには、リンクの帯域や、転送遅延、ビットエラー率などが用いられることが多い。しかし、これらのパラメータを利用するにはその値を測定する手段が別途必要となり、新たなコストが発生してしまう。

そこで第2の実施形態では、既に取得しているMACアドレス管理テーブル110を経路選択のメトリックとして利用することで新たなコストの発生を低減する。具体的には、宛先無線局までの経路上に無線局に接続されている無線端末数をカウントし、それの合計値が少ない方の経路を優先的に選択する。
例えば、無線局204から無線局201までの経路は、204 ⇒203 ⇒ 202 ⇒201と204 ⇒206 ⇒ 205 ⇒201の2経路ある。
一つ目の経路は無線局203,202を経由するので、それらこれら無線局に接続されている無線端末は211,212,213の3台となる。
一方、二つ目の経路は無線局206,205を経由するので、それらこれら無線局に接続されている無線端末は214の1台となる。
これらの経路上の無線端末数は、接続端末数管理テーブル111によって管理される。

この接続端末数管理テーブル111テーブルを参照することにより、無線局204は、経路204 ⇒206 ⇒ 205 ⇒ 201の方が、接続されている無線端末数が少ないことが分かり、接続端末数が少ないことからトラフィックが混雑していないものと判断し、この経路を使用するため無線端末210のフレームは無線局206へと転送される。

以上の動作により、宛先無線局へのホップ数が同じ場合でも、経路の混雑状況を予測して最適な転送先を決定することが可能となる。

第１の実施形態における無線局の機能の構成を示すブロック図である。「〜を示した平面図である。」のように記載します。 第１の実施形態におけるネットワークの構成を示す図である。 第１の実施形態におけるルーティングテーブル作成を示す図である。 第１の実施形態におけるHelloフレーム送受信を示す図である。 第１の実施形態におけるMPR集合の広告を示す図である。 第１の実施形態におけるトポロジー制御メッセージの広告を示す図である。 第１の実施形態におけるMACアドレス管理テーブルの広告を示す図である。 第１の実施形態におけるユニキャストフレームの転送を示す図である。 第１の実施形態におけるブロードキャストフレーム転送を示す図である。 第２の実施形態における無線局の機能の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態におけるネットワークの構成を示す図である。 第２の実施形態におけるテーブルの構成を示す図である。「〜を示した断面図である。」のように記載します。

符号の説明

101 アンテナ １
102 増幅器
103 無線/電気変換部
104 変調/復調器
105 ベースバンド処理部
106 フレーム解析部
107 フレーム生成部
108 中継バッファ
109 ルーティングテーブル
110 ＭＡＣアドレス管理テーブル
111 接続端末数管理テーブル
201,202,203,204,205,206 無線局
210,211,212,213,214 無線端末
208 ルータ
209 ＩＰネットワーク

Claims (11)

1. 複数の無線局で構成され、それぞれの無線局がフレームを中継する機能を備えたマルチホップネットワークでのフレーム送信方法において、
   各無線局は、問い合わせフレームや応答フレームの送受信を行ない、隣接する無線局との接続状態を検出し、前記検出された情報を無線局間で交換し、前記交換した情報により自局から、１ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出することを特徴とするフレーム送信方法。
2. 請求項１に記載のフレーム送信方法において、
   前記１ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出し、検出した情報から、１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを作成し、自局から宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する無線局が最小となる中継無線局の集合を選定し、前記選定された無線局の集合を当該無線局にブロードキャスト制御フレームもしくはユニキャスト制御フレームにより伝達することを特徴とするフレーム送信方法。
3. 複数の無線局で構成され、それぞれの無線局がフレームを中継する機能を備えたマルチホップネットワークでのフレーム送信方法において、
   各無線局は、問い合わせフレームや応答フレームの送受信を行ない、隣接する無線局との接続状態を検出し、前記検出された情報を無線局間で交換し、前記交換した情報により自局から、
   １ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出し、検出した情報から、１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを作成し、自局から宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する無線局を選定し、
   前記選定した無線局の経路を用いて、各無線局に接続されている無線端末の物理アドレス情報をブロードキャストフレームを用いて広告することにより、無線局と無線端末との接続状態を物理アドレス管理テーブルとして保持することを特徴とするフレーム送信方法。
4. 請求項３に記載のフレーム送信方法において、
   前記物理アドレスは、ＭＡＣアドレスであることを特徴とするフレーム送信方法。
5. 請求項２に記載のフレーム送信方法において、
   無線端末からフレームを受信した無線局は、１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを参照し、中継すべき無線局ならびに次に転送すべき無線局を決定し、決定にもとづいて受信したフレームのアドレス情報を更新し、中継無線局でもさらに、中継局が持つ１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを参照し、受信したフレームのアドレス情報を更新し、宛先の無線局ならびに無線端末までフレームを中継することを特徴とするフレーム送信方法。
6. 請求項２もしくは３に記載のフレーム中継方法において、
   前記１ホップ隣接テーブルと前記２ホップ隣接テーブルを参照し、中継すべき無線局ならびに次に転送すべき無線局を決定する際に、宛先無線局までのホップ数が同じ経路が複数ある場合は、経路上の無線局に接続されている無線端末数をカウントし、経路上の無線端末数が少ない経路を優先的に中継させることを特徴とするフレーム送信方法。
7. 複数の無線局で構成され、各無線局は、フレームを中継する機能を備え、問い合わせフレームや応答フレームの送受信を行ない、隣接する無線局との接続状態を検出し、検出された情報を無線局間で交換し、前記交換した情報により自局から、１ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出し、検出した情報から、１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを作成し、自局から宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する中継無線局を選定し、前記選定された中継無線局を他の無線局にブロードキャストフレームを用いて広告し、各無線局が通信可能なネットワーク全体のトポロジーを取得し任意の無線局間で経路を形成することを特徴とするトポロジー取得方法。
8. 複数の無線局により構成されたマルチホップネットワークの無線通信システムにおいて、
   前記複数の無線局は、各々問い合わせフレームおよび応答フレームの送受信を行なう無線局情報送受信手段と、
   他の無線局から受ける前記他の無線局の経路情報を用いて定期的に自局の経路情報を更新する経路情報作成手段と、
   前記経路情報作成手段の前記自局の経路情報により自局から、１ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出し、この検出した無線局の物理アドレス情報に基づいて１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを作成し、前記１ホップ隣接テーブルと前記２ホップ隣接テーブルを用いて自局から受信したフレームの宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する無線局を選定する中継局選定手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
9. 複数の無線局により構成されたマルチホップネットワークの無線通信システムにおいて、
   前記複数の無線局は各々、問い合わせフレームや応答フレームの送受信を行なう無線局情報送受信手段と、
   前記無線局情報送受信手段で得た前記応答フレーム中にある物理アドレス情報に基づいた隣接する無線局の経路情報を更新し作成する経路情報作成手段と、
   前記経路情報作成手段の経路情報により自局から、１ホップで到達可能な無線局及び２ホップで到達可能な無線局を検出し、この検出した無線局の物理アドレス情報に基づいて１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを作成し、前記１ホップ隣接テーブルと前記２ホップ隣接テーブルを用いて自局から受信したフレームの宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する無線局を選定する中継局選定手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
10. 前記経路情報作成手段は、自局に無線接続している無線端末から受信したフレームの宛先アドレスから、前記１ホップ隣接テーブルと前記２ホップ隣接テーブルを参照し、中継すべき無線局ならびに次に転送すべき無線局を決定すると、受信したフレームのアドレス情報を更新し、前記中継すべき無線局である中継局でも前記経路情報作成手段が１ホップ隣接テーブルと２ホップ隣接テーブルを参照し、受信したフレームのアドレス情報を更新し、
    宛先の無線局ならびに無線端末までフレームを中継することを特徴とする請求項８もしくは９に記載の無線通信システム。
11. 請求項８もしくは９に記載の無線通信システムにおいて、
    無線局は無線端末から受信したフレームの宛先アドレスから、自局から宛先の無線局までブロードキャストフレームを中継する無線局を選定する際に、宛先無線局までのホップ数が同じ経路が複数ある場合は、経路上の無線局に接続されている無線端末数である物理アドレスの数をカウントする無線端末カウント手段とを有し、
    前記無線局情報送受信手段は前記無線端末カウント手段でカウントした経路上の無線端末数が少ない経路を優先的に選定し、宛先の無線局ならびに無線端末までフレームを中継することを特徴とする無線通信システム。

Images