JP4023681B2 - Multi-hop wireless communication system and route selection method thereof - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチホップ無線通信システムおよびその経路選択方法に係り、特に、リンク品質に基づいて最適経路を選択できるマルチホップ無線通信システムおよびその経路選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信需要の増加に伴い、無線通信では伝送速度を向上させるために高周波数帯を利用する傾向にある。しかしながら、高周波数帯を利用した無線通信システムでは無線カバレッジが狭まり、より多くの基地局が必要となるため、基地局設置コストが増加する。コストの増加を避けるためには、基地局の無線カバレッジ外であっても、中継局あるいは別の端末を経由して実効的にカバレッジを拡張する、マルチホップ無線ネットワークシステムの導入が有効である。また、その際にはシステム容量の増大のため適切な経路制御手法（アドホックルーティングプロトコル）が必要となる。
【０００３】
このようなるマルチホップ無線ネットワークでの経路制御方式については、IETFのMANETワーキンググループにおいて、これまで複数のアドホックルーティングプロトコルが提案され、検討されてきている。
【０００４】
既存のアドホックルーティングプロトコル（MANETにおけるAODVやDSRなど）は有線網の経路制御から発展したものが多く、経路選択の基準となるのはホップ数（＝経由ノードの数）となっている。また、動的にネットワーク構成が変化するため、有線網のルーティングプロトコルであるOSPFのように、コストを用いて事前に経路を決定することができない。そのため、無線伝搬環境が大幅に変動し、伝送速度が適応的に変化するような無線システムにおいては、必ずしも有効な経路制御を行うことができるわけではない。
【０００５】
アプリケーションレイヤの要求に応じて経路確立を行うオンデマンド型のアドホックルーティングプロトコル（AODVやDSR）では、「経路確立要求(=RREQ ：Route Request)メッセージ」や「経路確立応答(=RREP：Route Reply)メッセージ」を利用した経路確立が行われる。図１２は従来の経路確立手順を模式的に示しており、以下の手順で経路が選択される。
(1)送信元ノードＳは、RREQメッセージを通信範囲内の全端末にブロードキャストする。
(2)このRREQメッセージを受け取った中継ノードＭは、さらにそのRREQメッセージをブロードキャストする。こうして、RREQメッセージは宛先ノードＤに到着するまで中継される。なお、中継ノードＭは中継したRREQメッセージの情報を保持しておき、既に中継済みのRREQメッセージについては再中継を行わない。
(3)RREQメッセージが宛先ノードＤに到着すると、宛先ノードＤはRREQメッセージの送信元ノードＳに対してRREPを返す。それ以降に宛先ノードＤに到着したRREQメッセージは無視される。
(4)RREPメッセージが中継ノードＭを経由し送信元ノードＳに到着することで、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間に経路が確立される。
【０００６】
このような仕様上、オンデマンド型のアドホックルーティングプロトコルでは、最も早く到着した制御パケットに基づいて経路が確立されることになる。ここで、パケットの伝搬時間は、無線ノードにおける中継処理時間よりも十分に短いことから、結果的に従来技術では経由ノード数が最も少ない経路（すなわち、ホップ数が最小の経路）が常に確立されることになる。このため、図１２であれば、中継ノードを経由する経路ｂよりも、直接通信が可能な経路ａが優先される。
【０００７】
しかしながら、一般的に電波は２点間の距離が長くなるほど減衰し、リンクの品質は低下する。図１２において、ノードＳＤ間の伝送速度が1Mbpsだったとする。一方、ノードＳＭ間およびノードＭＤ間の距離がノードＳＤ間の距離よりも短く、いずれも５Mbpsの速度が得られた場合、送信元ノードＳは中継ノードＭを経由してノードＤ宛にデータ送信を行うことにより、より高いリンク品質（伝送速度）で通信を行うことができる。しかしながら、従来技術ではリンク品質が考慮されていないので、ホップ数が最小の経路が必ず選択されてしまうという欠点があった。
【０００８】
電子情報通信学会論文誌 B Vol.J86-B No.3 pp.322-332 「高負荷アドホックネットワークにおけるノードの負荷を考慮したルート確立プロトコルの提案とその評価」（撫中、他）では、中継ノードの負荷に応じて経路確立要求メッセージを意図的に廃棄することで、負荷分散を行いネットワーク全体のデータ転送性能を向上させることを目的としているが、経路はホップ数を基準として選択しているため、伝搬環境によって通信速度が大幅に変化する実環境では、リンク品質の最適な経路を設定することができない。
【０００９】
また、特開２００１−１２７７９７号公報（株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信研究所、門他）では、アドホック無線ネットワークにおいて、端末情報テーブルと経路断検出パケットにより、経路断時の経路の再構築の時間短縮を目的としているが、経路の評価基準は上記と同様にホップ数を用いているため、リンク品質のよい有効な経路を利用できない。
【００１０】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、リンク品質を考慮して最適な経路確立を可能にするマルチホップ無線通信システムおよびその経路選択方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、複数の無線ノードを含み、送信元ノード、宛先ノードおよび少なくとも１つの中継ノードからなる経路を特定するマルチホップ無線通信システムおよびその経路選択方法において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【００１２】
(1)送信元ノードは、宛先ノードを指定して経路要求メッセージを送信する手段と、前記経路要求メッセージに応答して、送信元ノードから宛先ノードに至る経路のリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを受信する手段と、前記経路応答メッセージに基づいて経路情報を生成する手段と、同一の経路要求メッセージに応答して受信した複数の経路応答メッセージに関して、そのリンク品質メトリックを比較する手段と、リンク品質メトリックの優れた経路を選択する手段とを含む。
【００１３】
(2)中継ノードは、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと、当該経路要求メッセージを転送したノードから自ノードへのリンクの品質とに基づいて、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手段と、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックを前記信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックに更新して転送する手段と、受信した経路応答メッセージを中継する手段とを含む。
【００１４】
(3)宛先ノードは、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと、当該経路要求メッセージが転送された隣接リンクの品質とに基づいて、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手段と、前記送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを生成する手段と、前記経路応答メッセージを前記送信元ノード宛へ返信する手段と、同一の経路要求メッセージを別経路で受信した際に、今回の経路要求メッセージに登録されたリンク品質メトリックから求めた、送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックと前記リンク品質メトリックとを比較する手段と、今回のリンク品質メトリックが以前のリンク品質メトリックよりも優れている場合に、前記今回の経路要求メッセージに対して経路応答メッセージを返信する手段とを含む。
【００１５】
上記(1)の特徴によれば、送信元ノードでは、経路要求メッセージに応答して複数の経路で同一の経路応答メッセージを受信した際に、それぞれのリンク品質メトリックを比較すれば、リンク品質メトリックの優れた経路を選択できる。
【００１６】
上記(2)の特徴によれば、中継ノードでは、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを含む経路要求メッセージを転送できる。
【００１７】
上記(3)の特徴によれば、宛先ノードでは、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと隣接リンクのリンク品質メトリックとに基づいて、この経路要求メッセージが転送された経路のリンク品質メトリックを知ることができる。したがって、複数の経路で経路要求メッセージを受信した際に、それぞれのリンク品質メトリックを比較すれば、リンク品質メトリックの優れた経路を判断できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明に係るネットワーク端末（以下、ノードと表現する場合もある）の主要部の構成を示したブロック図であり、ここでは、本発明の説明に必要な構成のみを示し、他の構成は図示を省略している。
【００１９】
ネットワークI/F１は、ノードとネットワークとの通信を制御する。リンク品質測定部２は、例えば隣接ノードからパケットを受信した際に、その伝送速度を測定し、測定値の逆数をリンク品質として、後述する隣接リンク管理テーブル５０３へ隣接ノードごとに登録する。なお、本実施形態では伝送速度でリンク品質を代表させているが、受信電力、遅延時間、送信バッファ残量あるいはビットレート等の一つまたは複数で代表させるようにしても良い。
【００２０】
リンク品質メトリック算出部３は、後に詳述するように、RREQメッセージを隣接ノードから受信した際に、当該RREQメッセージに登録されているリンク品質メトリックと前記隣接ノードに関して予め登録されているリンク品質メトリックとに基づいて、当該RREQメッセージの送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックを算出する。
【００２１】
前記リンク品質メトリック算出部３はさらに、RREPメッセージを隣接ノードから受信した際に、当該RREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックと前記RREQメッセージの送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックとに基づいて、自ノードから宛先のノードまでのリンク品質メトリックを算出する。
【００２２】
ルーティング制御部４は、RREQメッセージを生成するRREQ生成部４０１、RREPメッセージを生成するRREP生成部４０２、および後述する各データデーブル５０１，５０２，５０３へのデータの登録、更新、削除等を制御するテーブル管理部４０３とを含む。
【００２３】
図２は、前記RREQメッセージのヘッダ構造を示した図であり、本実施形態では、従来から登録されている宛先IPアドレスADd、宛先シーケンス番号Nd_req、送信元IPアドレスADsおよび送信元シーケンス番号Ns_req等に加えて、前記リンク品質メトリック算出部３により算出された、RREQメッセージの送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックQreqが登録される。
【００２４】
図３は、前記RREPメッセージのヘッダ構造を示した図であり、本実施形態では、従来から登録されている宛先IPアドレスADd、宛先シーケンス番号Nd_repおよび送信元IPアドレスADsに加えて、RREQメッセージの送信元ノードから宛先ノードまでのリンク品質メトリックQrepが登録される。
【００２５】
図１へ戻り、データベース５には、ルーティングテーブル５０１、ならびに本発明に固有のRREQ転送情報テーブル５０２および隣接リンク管理テーブル５０３が格納されている。
【００２６】
前記ルーティングテーブル５０１には、図４に示したように、宛先ノードのIPアドレスごとに、転送先ノードのIPアドレスや送信元シーケンス番号Nrtと共に、自ノードから宛先ノードまでのリンク品質メトリックが登録されている。前記RREQ転送情報テーブル５０２には、図５に示したように、RREQメッセージの送信元ノードから自ノードまでの転送情報として、RREQメッセージの送信元ノード、RREQ_ID、RREQメッセージの宛先およびRREQメッセージの転送元ノードと共に、送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックが登録されている。前記隣接リンク管理テーブル５０３には、図６に示したように、隣接ノードから自ノードへ向かう無線リンクのリンク品質メトリックQnextとして、隣接ノードから自ノードに転送されたパケットを受信した際の伝送速度またはその逆数（平均値および／または最新値）が隣接リンクごとに登録されている。
【００２７】
図７は、前記リンク品質メトリックの算出方法を模式的に示した図であり、ここでは、送信元ノードＳから中継ノードＭに向かう無線リンクの伝送速度が５Mbps、であり、中継ノードＭから宛先ノードＤに向かう無線リンクの伝送速度が２Mbpsである場合を例にして説明する。前記各伝送速度は、予め各ノード間で送受されるパケットに基づいて前記リンク品質測定部２で測定され、前記隣接リンク管理テーブル５０３に登録されている。
【００２８】
送信元ノードＳからブロードキャストされるRREQメッセージのリンク品質メトリックQreqは「０」である。このRREQメッセージを受信した中継ノードＭでは、前記隣接リンク管理テーブル５０３の対応レコードから前記伝送速度（５Mbps）が読み出される。前記リンク品質メトリック算出部３は、前記RREQメッセージに登録されているリンク品質メトリックQreq（ここでは、「０」）と前記読み出した伝送速度の逆数（０．２）とを加算することにより、送信元ノードＳから中継ノードＭまでのリンク品質メトリック（０．２）を求める。中継ノードＭのRREQ生成部４０１は、リンク品質メトリックQreqが前記０．２に更新されたRREQメッセージを生成し、これをブロードキャストする。
【００２９】
このRREQメッセージを受信した宛先ノードＤでは、前記隣接リンク管理テーブル５０３の対応レコードから前記伝送速度（２Mbps）が読み出される。前記リンク品質メトリック算出部３は、前記RREQメッセージに登録されているのリンク品質メトリックQreq（ここでは、「０．２」）と前記読み出した伝送速度の逆数（０．５）とを加算して、送信元ノードＳから宛先ノードＤまでのリンク品質メトリック（０．７）を求める。宛先ノードＤのRREP生成部４０２は、リンク品質メトリックQrepとして前記０．７が登録されたRREPメッセージを生成し、これを送信元ノードＳ宛にユニキャストする。
【００３０】
このRREPメッセージを受信した中継ノードＭでは、当該RREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックQreq（ここでは、「０．７」）から、前記送信元ノードＳから中継ノードＭまでのリンク品質メトリック（０．２）を減じることで、中継ノードＭから宛先ノードＤに向かう無線リンクの品質メトリックが（０．５）であることを知り、これを前記ルーティングテーブル５０１に登録する。送信元ノードＳは、受信したRREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックQreqに基づいて、送信元ノードＳから宛先ノードＤに向かう無線リンクの品質メトリックが（０．７）であることを知り、これを前記ルーティングテーブル５０１に登録する。
【００３１】
図８は、各ノードにおいてRREQ受信時に実行されるRREQ受信処理の動作を示したフローチャートであり、ここでは、図９に示したように、送信元ノードＳからノードＤ宛に送信されたRREQメッセージが、最初は宛先ノードＤに直接受信されてRREPメッセージが返信され、その後、中継ノードＭ経由で宛先ノードＤに再び受信されてRREPメッセージが返信される場合を例にして、各ノードにおけるRREQ受信時の動作を説明する。
【００３２】
(1)中継ノードＭのRREQメッセージ受信処理
【００３３】
図１０(a)に示したように、時刻t1で送信元ノードＳからRREQメッセージがブロードキャストされ、同図(b)に示したように、時刻t2で中継ノードＭにより受信されると、中継ノードＭではステップＳ１において、受信したRREQメッセージに関するレコードが前記転送情報テーブル５０２に登録されているか否かが判定される。最初は、RREQメッセージの送信元アドレスADdおよび宛先アドレスADsと同一のアドレスが転送情報テーブル５０２に登録されていないのでステップＳ２へ進む。
【００３４】
ステップＳ２では、前記RREQメッセージに関する情報が前記転送情報テーブル５０２に登録される。このとき、当該RREQメッセージに登録されていたリンク品質メトリックQreqと前記隣接リンク管理テーブル５０３で管理されているリンク品質メトリックQnextとに基づいて、送信元ノードＳから自ノードまでのリンク品質メトリックが前記図７に関して説明した手順で求められ、これが転送情報テーブル５０２のリンク品質メトリック欄に登録される。
【００３５】
ステップＳ３では、RREQメッセージに登録されている送信元シーケンス番号Ns_reqとルーティングテーブル５０１の対応レコードに登録されている送信元シーケンス番号Nrtとが比較される。ここで、Nreq≧NrtであればステップＳ４へ進み、Ns_req＜Nrtであれば、今回のRREQメッセージが無視される。ステップＳ４では、前記ルーティングテーブル５０１が前記RREQメッセージに基づいて更新される。このとき、ルーティングテーブル５０１のリンク品質メトリック欄にはデータが登録されない。
【００３６】
ステップＳ５では、受信したRREQメッセージの宛先が参照され、ここでは宛先が自ノード以外と判定されるのでステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、宛先までの経路情報が既にルーティングテーブル５０１に登録されているか否かが判定される。ここでは未登録と判定されるのでステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、受信したRREQメッセージが更新されてブロードキャストされる。このRREQメッセージでは、リンク品質メトリックQreqが前記送信元ノードＳから自ノードまでのリンク品質メトリックに書き換えられている。
【００３７】
(2)宛先ノードＤのRREQメッセージ受信処理
【００３８】
一方、図１０(c)に示したように、前記RREQメッセージが時刻t3で宛先ノードＤにより受信されると、ステップＳ１からＳ４までは、前記中継ノードＭの場合と同様の処理が実行される。ステップＳ５では、RREQメッセージの宛先が自ノードと判定されるのでステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、前記RREQメッセージに応答したRREPメッセージが生成され、図１０(d)に示したように、時刻t4において送信元ノードＳ宛にユニキャストされる。この際、RREPメッセージのリンク品質メトリック欄には、前記と同様の手順で算出された送信元ノードＳから自ノードＤまでのリンク品質メトリックが登録される。
【００３９】
これと前後して、宛先ノードＤでは中継ノードＭから転送されたRREQメッセージを受信すると、ステップＳ１では、受信したRREQメッセージに関するレコードが転送情報テーブル５０２に既登録と判定されるのでステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では、このRREQメッセージに登録されているRREQ_IDと前記転送情報テーブル５０２の対応レコードに登録されているRREQ_IDとが比較される。RREQメッセージのRREQ_IDが転送情報テーブル５０２の対応RREQ_IDよりも新しければ、既登録の情報を更新するためにステップＳ２３へ進む。両者が同一であればさらにステップＳ２２へ進む。RREQメッセージのRREQ_IDが転送情報テーブル５０２の対応RREQ_IDよりも古ければ、今回のRREQメッセージが無視される。
【００４０】
ステップＳ２２では、当該RREQメッセージに既登録のリンク品質メトリックと前記隣接リンク管理テーブル５０３に既登録のリンク品質メトリックとに基づいて、送信元ノードＳから自ノードＤまでの最新のリンク品質メトリックが求められる。そして、この最新のリンク品質メトリックが、前記転送情報テーブル５０２に既登録の対応リンク品質メトリックと比較される。最新のリンク品質メトリックが既登録の対応リンク品質メトリックと同等またはそれ以上であればステップＳ２３へ進み、それ以外であれば、今回のRREQメッセージは無視される。ステップＳ２３では、今回のRREQメッセージに基づいて転送情報テーブル５０２の対応レコードが更新される。このとき、転送情報テーブル５０２のリンク品質メトリック欄には、送信元ノードＳから自ノードＤまでのリンク品質メトリックが登録される。
【００４１】
このように、本実施形態ではRREQメッセージの送信元ノードから自ノードまでの転送情報を登録したRREQ転送情報テーブルを設け、宛先ノードＤがRREPメッセージを返信した後に、同一の送信元ノードから送信されたRREQメッセージを再び受信すると、前回のRREQメッセージにより確立される無線リンクの品質メトリックと今回のRREQメッセージにより確立される無線リンクの品質メトリックとを比較する。そして、今回のRREQメッセージにより確立される無線リンクの品質メトリックの方が優れていれば、このRREQメッセージに応答してRREPメッセージが再び返信される。
【００４２】
なお、前記ステップＳ６において、中継ノードＭに宛先ノードＤまでの経路情報が既に登録されていれば、前記RRPQメッセージに応答したRREPメッセージが生成されて送信元ノードＳ宛にユニキャストされる。この際、RREPメッセージのリンク品質メトリック欄には、前記転送情報テーブル５０２に登録されている、送信元ノードＳから自ノードまでのリンク品質メトリックと、ルーティングテーブル５０１に登録されている、自ノードから宛先ノードＤまでのリンク品質メトリックとの合算値が、送信元ノードＳから宛先ノードＤまでのリンク品質メトリックとして登録される。前記自ノードから宛先ノードＤまでのリンク品質メトリックは、前記図７に関して説明した手順により求められ、予め前記ルーティングテーブル５０１に登録されている。
【００４３】
次いで、前記RREPメッセージを受信した際の各ノードの動作を、図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
(3)送信元ノードＳのRREPメッセージ受信処理
【００４５】
前記図１０(d)に示したように、前記宛先ノードＤから返信されたRREPメッセージが時刻t4で送信元ノードＳにより受信されると、ステップＳ３１では、このRREPメッセージに関する情報が前記ルーティングテーブル５０１に既登録であるか否かが判定される。ここでは未登録と判定されるのでステップＳ３４へ進む。
【００４６】
ステップＳ３４では、このRREPメッセージの宛先が自ノードであるか否かが判定され、ここでは自ノードと判定されてステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、前記RREPメッセージに基づいてルーティングテーブル５０１にルーティング情報が新規登録される。このとき、リンク品質メトリックの欄には、前記受信したRREPメッセージに登録されていたリンク品質メトリックQrepがそのまま登録される。その後、図１０(e)に示したように、送信元ノードＳと宛先ノードＤとを直接結ぶ経路が確立される。
【００４７】
(4)中継ノードＭのRREPメッセージ受信処理
【００４８】
図１０(f)に示したように、前記宛先ノードＤから返信されたRREPメッセージが時刻t5で中継ノードＭにより受信されると、ステップＳ３１〜Ｓ３３では、前記送信元ノードＳの場合と同様の処理が実行される。ステップＳ３４では、宛先が自ノード以外と判定されるのでステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６では、前記RREPメッセージに基づいてルーティングテーブル５０１が更新される。このとき、ルーティングテーブル５０１のリンク品質メトリック欄には、前記受信したRREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックQrepから、前記転送情報テーブルの対応レコードに登録されている、送信元ノードＳから自ノードＭまでのリンク品質メトリックを減じた値が、自ノードＭから宛先ノードＤまでのリンク品質メトリックとして登録される。ステップＳ３７では、前記RREPメッセージが送信元ノードＳ宛に転送される。
【００４９】
(5)送信元ノードＳのRREPメッセージ再受信処理
【００５０】
前記図１０(g)に示したように、前記中継ノードＭから転送されたRREPメッセージが時刻t6で送信元ノードＳにより受信されると、ステップＳ３１では、このRREPメッセージに関するレコードがルーティングテーブル５０１に既登録と判定されるのでステップＳ３２へ進む。ステップＳ３２では、RREPメッセージに登録されている送信元シーケンス番号とルーティングテーブルの対応レコードに登録されている送信元シーケンス番号とが比較される。RREPメッセージの送信元シーケンス番号がルーティングテーブル５０１の送信元シーケンス番号よりも新しければ前記ステップＳ３４へ飛び、同一であればステップＳ３３進み、RREPメッセージの送信元シーケンス番号がルーティングテーブルの送信元シーケンス番号よりも古ければ、今回のRREPメッセージが無視される。
【００５１】
ステップＳ３３では、RREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックと前記ルーティングテーブルの対応レコードに登録されているリンク品質メトリックとが比較される。RREPメッセージのリンク品質メトリック情報がルーティングテーブルのリンク品質メトリック情報よりも優れているか同様であれば前記ステップＳ３４へ進み、それ以外であれば、今回のRREPメッセージが無視される。
【００５２】
以下同様に、ステップＳ３４では、このRREPメッセージの宛先が自ノードであるか否かが判定され、ここでは自ノードと判定されてステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、前記RREPメッセージに基づいてルーティングテーブル５０１にルーティング情報が新規登録される。その後、図１０(h)に示したように、送信元ノードＳと宛先ノードＤとを中継ノードＭを経由して結ぶ経路が確立される。
【００５３】
このように、本実施形態では送信元ノードＳがRREPメッセージを受信した後、さらに別経路でRREPメッセージを受信すると、前回のRREPメッセージに登録されていたリンク品質メトリックと今回のRREPメッセージに登録されていたリンク品質メトリックとが比較される。そして、今回のRREPメッセージに登録されているリンク品質メトリックの方が優れていれば、このRREPメッセージに基づいてルーティングテーブルが更新される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)宛先ノードでは、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと隣接リンクのリンク品質メトリックとに基づいて、この経路要求メッセージが転送された経路のリンク品質メトリックを知ることができる。したがって、複数の経路で経路要求メッセージを受信した際に、それぞれのリンク品質メトリックを比較すれば、リンク品質メトリックの優れた経路を判断できる。
(2)中継ノードには、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを含む経路要求メッセージを転送できる。また、自ノードから他のノードに至る経路のリンク品質メトリックが登録されているので、当該他のノードを宛先とする経路要求メッセージの受信した際には、自ノードから宛先ノードに至る経路のリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを返信できる。
(3)送信元ノードでは、経路要求メッセージに応答して複数の経路で経路応答メッセージを受信した際に、それぞれのリンク品質メトリックを比較すれば、リンク品質メトリックの優れた経路を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るネットワーク端末（ノード）の主要部の構成を示したブロック図である。
【図２】 RREQメッセージのヘッダ構造を示した図である。
【図３】 RREPメッセージのヘッダ構造を示した図である。
【図４】 ルーティングテーブルの構造を示した図である。
【図５】 RREQ転送情報テーブルの構造を示した図である。
【図６】 隣接リンク管理テーブルの構造を示した図である。
【図７】 リンク品質メトリックの算出方法を模式的に示した図である。
【図８】 RREQ受信処理の動作を示したフローチャートである。
【図９】 RREQメッセージの転送経路を示した図である。
【図１０】 経路選択手順を模式的に示した図である。
【図１１】 RREQ受信処理の動作を示したフローチャートである。
【図１２】 従来の経路確立手順を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１…ネットワークI/F，２…リンク品質測定部，３…リンク品質メトリック算出部，４…ルーティング制御部，５…データベース，４０１…RREQ生成部，４０２…RREP生成部，４０３…テーブル管理部，５０１…ルーティングテーブル，５０２…RREQ転送情報テーブル，５０３…隣接リンク管理テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-hop wireless communication system and a route selection method thereof, and more particularly to a multi-hop wireless communication system and a route selection method thereof that can select an optimum route based on link quality.
[0002]
[Prior art]
As communication demand increases, wireless communication tends to use a high frequency band in order to improve transmission speed. However, in a radio communication system using a high frequency band, radio coverage is narrowed and more base stations are required, which increases base station installation costs. In order to avoid an increase in cost, it is effective to introduce a multi-hop wireless network system that effectively extends the coverage via a relay station or another terminal even outside the radio coverage of the base station. In this case, an appropriate route control method (ad hoc routing protocol) is required to increase the system capacity.
[0003]
For such a multi-hop wireless network routing control method, several ad hoc routing protocols have been proposed and studied by the IETF MANET working group.
[0004]
Many existing ad-hoc routing protocols (such as AODV and DSR in MANET) have evolved from wired network routing, and the number of hops (= number of via nodes) is the basis for route selection. In addition, since the network configuration changes dynamically, it is impossible to determine a route in advance using cost as in OSPF, which is a routing protocol for a wired network. For this reason, in a radio system in which the radio propagation environment varies greatly and the transmission rate changes adaptively, it is not always possible to perform effective path control.
[0005]
In an on-demand ad hoc routing protocol (AODV or DSR) that establishes a route in response to a request from the application layer, a “route establishment request (= RREQ: Route Request) message” or “route establishment response (= RREP: Route Reply)” Route establishment using “message” is performed. FIG. 12 schematically shows a conventional route establishment procedure, and a route is selected by the following procedure.
(1) The source node S broadcasts an RREQ message to all terminals within the communication range.
(2) The relay node M that has received this RREQ message broadcasts the RREQ message. Thus, the RREQ message is relayed until it arrives at the destination node D. Note that the relay node M holds information of the relayed RREQ message, and does not perform relaying again for the relayed RREQ message.
(3) When the RREQ message arrives at the destination node D, the destination node D returns RREP to the source node S of the RREQ message. Subsequent RREQ messages that arrive at destination node D are ignored.
(4) When the RREP message arrives at the source node S via the relay node M, a path is established between the source node S and the destination node D.
[0006]
Due to such specifications, in the on-demand type ad hoc routing protocol, a route is established based on the control packet that arrives earliest. Here, since the packet propagation time is sufficiently shorter than the relay processing time in the wireless node, as a result, the route with the smallest number of via nodes (ie, the route with the smallest number of hops) is always established in the prior art. Will be. For this reason, in FIG. 12, the path a capable of direct communication is prioritized over the path b via the relay node.
[0007]
However, in general, the radio wave is attenuated as the distance between the two points is increased, and the link quality is deteriorated. In FIG. 12, it is assumed that the transmission speed between the nodes SD is 1 Mbps. On the other hand, when the distance between the nodes SM and the node MD is shorter than the distance between the nodes SD and both have obtained a speed of 5 Mbps, the transmission source node S transmits data to the node D via the relay node M. By performing the above, communication can be performed with higher link quality (transmission speed). However, since the link quality is not considered in the prior art, there is a drawback that a route with the minimum number of hops is always selected.
[0008]
IEICE Transactions B Vol.J86-B No.3 pp.322-332 "Proposal and Evaluation of Route Establishing Protocol Considering Node Load in High Load Ad Hoc Networks" (Hananaka, et al.) The purpose is to distribute the load and improve the data transfer performance of the entire network by intentionally discarding the route establishment request message according to the node load, but the route is selected based on the number of hops. For this reason, in an actual environment where the communication speed varies greatly depending on the propagation environment, it is not possible to set an optimum path of link quality.
[0009]
Also, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-127797 (ATR Co., Ltd. Environment Adapted Communication Laboratory, Mon et al.), In an ad hoc wireless network, a route information at the time of route disconnection is re-established by a terminal information table and a route disconnection detection packet. Although the purpose is to shorten the construction time, the route evaluation criterion uses the number of hops in the same manner as described above, and therefore an effective route with good link quality cannot be used.
[0010]
An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a multi-hop wireless communication system and a route selection method thereof capable of establishing an optimum route in consideration of link quality.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a multi-hop wireless communication system and a route selection method thereof that specify a route including a plurality of wireless nodes and that includes a transmission source node, a destination node, and at least one relay node. It is characterized by the following measures.
[0012]
(1) The source node is a route in which a link quality metric of a route from the source node to the destination node in response to the route request message is registered, and a route request message is transmitted by designating the destination node. Means for receiving a response message; means for generating route information based on the route response message; and means for comparing link quality metrics for a plurality of route response messages received in response to the same route request message; And means for selecting a route with an excellent link quality metric.
[0013]
(2) Based on the link quality metric registered in the received route request message and the quality of the link from the node that forwarded the route request message to the own node, the relay node transfers from the source node to the own node. Means for obtaining a link quality metric of the route to reach, means for updating and transferring the link quality metric registered in the received route request message to the link quality metric of the route from the source node to the own node, and received Means for relaying a route response message.
[0014]
(3) The destination node determines the link of the route from the source node to its own node based on the link quality metric registered in the received route request message and the quality of the adjacent link to which the route request message is transferred. Means for obtaining a quality metric, means for generating a route response message in which a link quality metric from the source node to the own node is registered, and means for returning the route response message to the source node Means for comparing the link quality metric from the source node to the own node obtained from the link quality metric registered in the current route request message and the link quality metric when the route request message is received by another route; , If this link quality metric is better than the previous link quality metric And means for returning the route reply message to the current route request message.
[0015]
According to the feature (1) above, when the source node receives the same route response message in a plurality of routes in response to the route request message, the link quality metric can be obtained by comparing the link quality metrics. You can choose an excellent route.
[0016]
According to the feature (2) above, the relay node can transfer a route request message including the link quality metric of the route from the transmission source node to the self node.
[0017]
According to the feature (3) above, at the destination node, based on the link quality metric registered in the received route request message and the link quality metric of the adjacent link, the link of the route to which this route request message has been transferred. You can know the quality metric. Therefore, when a route request message is received by a plurality of routes, a route having an excellent link quality metric can be determined by comparing the link quality metrics.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the main part of a network terminal (hereinafter also referred to as a node) according to the present invention. Here, only the configuration necessary for the description of the present invention is shown. The configuration of is omitted in the drawing.
[0019]
The network I /
[0020]
As will be described in detail later, when the RREQ message is received from an adjacent node, the link quality
[0021]
When the link quality
[0022]
The
[0023]
FIG. 2 is a diagram showing the header structure of the RREQ message. In this embodiment, conventionally registered destination IP address ADd, destination sequence number Nd_req, source IP address ADs, source sequence number Ns_req, etc. In addition, the link quality metric Qreq from the source node of the RREQ message to the own node calculated by the link quality
[0024]
FIG. 3 is a diagram showing the header structure of the RREP message. In this embodiment, in addition to the conventionally registered destination IP address ADd, destination sequence number Nd_rep, and source IP address ADs, The link quality metric Qrep from the source node to the destination node is registered.
[0025]
Returning to FIG. 1, the
[0026]
In the routing table 501, as shown in FIG. 4, the link quality metric from the own node to the destination node is registered together with the IP address of the transfer destination node and the source sequence number Nrt for each IP address of the destination node. ing. In the RREQ transfer information table 502, as shown in FIG. 5, RREQ message source node, RREQ_ID, RREQ message destination, and RREQ message transfer as transfer information from the RREQ message source node to its own node. Along with the original node, a link quality metric from the transmission source node to the own node is registered. In the adjacent link management table 503, as shown in FIG. 6, the transmission rate when a packet forwarded from the adjacent node to the own node is received as the link quality metric Qnext of the radio link from the adjacent node to the own node. Or the reciprocal (average value and / or latest value) is registered for each adjacent link.
[0027]
FIG. 7 is a diagram schematically showing a method for calculating the link quality metric. Here, the transmission speed of the radio link from the source node S to the relay node M is 5 Mbps, and the destination from the relay node M to the destination. A case where the transmission speed of the wireless link toward the node D is 2 Mbps will be described as an example. Each transmission rate is measured by the link
[0028]
The link quality metric Qreq of the RREQ message broadcast from the transmission source node S is “0”. In the relay node M that has received this RREQ message, the transmission rate (5 Mbps) is read from the corresponding record in the adjacent link management table 503. The link quality
[0029]
In the destination node D that has received this RREQ message, the transmission rate (2 Mbps) is read from the corresponding record in the adjacent link management table 503. The link quality
[0030]
In the relay node M that has received this RREP message, the link quality metric (from “0.7” in this case) registered in the RREP message to the link quality metric (from the transmission source node S to the relay node M) ( By subtracting 0.2), the wireless link quality metric from the relay node M to the destination node D is known to be (0.5), and this is registered in the routing table 501. Based on the link quality metric Qreq registered in the received RREP message, the source node S knows that the quality metric of the radio link from the source node S to the destination node D is (0.7), This is registered in the routing table 501.
[0031]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the RREQ reception process executed at the time of RREQ reception in each node. Here, as shown in FIG. 9, the RREQ message transmitted from the transmission source node S to the node D is shown. Are received directly at the destination node D and the RREP message is returned, and then received by the destination node D via the relay node M again and the RREP message is returned as an example. The operation at the time will be described.
[0032]
(1) RREQ message reception processing of relay node M
[0033]
As shown in FIG. 10 (a), when the RREQ message is broadcast from the transmission source node S at time t1 and is received by the relay node M at time t2 as shown in FIG. 10 (b), the relay node In step S1, it is determined whether or not a record related to the received RREQ message is registered in the transfer information table 502. At first, since the same address as the source address ADd and destination address ADs of the RREQ message is not registered in the transfer information table 502, the process proceeds to step S2.
[0034]
In
[0035]
In step S3, the transmission source sequence number Ns_req registered in the RREQ message is compared with the transmission source sequence number Nrt registered in the corresponding record in the routing table 501. If Nreq ≧ Nrt, the process proceeds to step S4. If Ns_req <Nrt, the current RREQ message is ignored. In step S4, the routing table 501 is updated based on the RREQ message. At this time, no data is registered in the link quality metric column of the routing table 501.
[0036]
In step S5, the destination of the received RREQ message is referenced. Here, since the destination is determined to be other than the own node, the process proceeds to step S6. In step S <b> 6, it is determined whether route information to the destination is already registered in the routing table 501. Here, since it is determined as unregistered, the process proceeds to step S7. In step S7, the received RREQ message is updated and broadcast. In this RREQ message, the link quality metric Qreq is rewritten to the link quality metric from the transmission source node S to the own node.
[0037]
(2) RREQ message reception processing of destination node D
[0038]
On the other hand, as shown in FIG. 10 (c), when the RREQ message is received by the destination node D at time t3, the same processing as in the relay node M is executed from step S1 to S4. . In step S5, since the destination of the RREQ message is determined to be its own node, the process proceeds to step S9. In step S9, an RREP message in response to the RREQ message is generated and unicasted to the transmission source node S at time t4 as shown in FIG. 10 (d). At this time, the link quality metric column from the transmission source node S to the own node D calculated in the same procedure as described above is registered in the link quality metric column of the RREP message.
[0039]
Before and after this, when the destination node D receives the RREQ message transferred from the relay node M, it is determined in step S1 that the record related to the received RREQ message is already registered in the transfer information table 502, and the process proceeds to step S21. . In step S21, the RREQ_ID registered in the RREQ message is compared with the RREQ_ID registered in the corresponding record in the transfer information table 502. If the RREQ_ID of the RREQ message is newer than the corresponding RREQ_ID in the transfer information table 502, the process proceeds to step S23 in order to update the registered information. If both are the same, the process further proceeds to step S22. If RREQ_ID of the RREQ message is older than the corresponding RREQ_ID in the transfer information table 502, the current RREQ message is ignored.
[0040]
In step S22, the latest link quality metric from the source node S to the own node D is obtained based on the link quality metric already registered in the RREQ message and the link quality metric already registered in the adjacent link management table 503. It is done. The latest link quality metric is compared with the corresponding link quality metric already registered in the transfer information table 502. If the latest link quality metric is equal to or greater than the corresponding link quality metric already registered, the process proceeds to step S23. Otherwise, the current RREQ message is ignored. In step S23, the corresponding record in the transfer information table 502 is updated based on the current RREQ message. At this time, the link quality metric column from the transmission source node S to the own node D is registered in the link quality metric column of the transfer information table 502.
[0041]
As described above, in this embodiment, an RREQ transfer information table in which transfer information from the source node of the RREQ message to the own node is registered is provided, and the destination node D transmits the RREP message and then is transmitted from the same source node. When the RREQ message is received again, the quality metric of the radio link established by the previous RREQ message is compared with the quality metric of the radio link established by the current RREQ message. If the quality metric of the radio link established by the current RREQ message is better, the RREP message is returned again in response to this RREQ message.
[0042]
In step S6, if the route information to the destination node D is already registered in the relay node M, an RREP message in response to the RRPQ message is generated and unicast to the source node S. At this time, in the link quality metric column of the RREP message, the link quality metric from the source node S to the own node registered in the transfer information table 502 and the own node registered in the routing table 501 are displayed. The total value with the link quality metric up to the destination node D is registered as the link quality metric from the source node S to the destination node D. The link quality metric from the own node to the destination node D is obtained by the procedure described with reference to FIG. 7, and is registered in the routing table 501 in advance.
[0043]
Next, the operation of each node when the RREP message is received will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0044]
(3) RREP message reception processing of source node S
[0045]
As shown in FIG. 10 (d), when the RREP message returned from the destination node D is received by the transmission source node S at time t4, in step S31, information on the RREP message is stored in the routing table 501. It is determined whether or not already registered. Here, since it is determined as unregistered, the process proceeds to step S34.
[0046]
In step S34, it is determined whether or not the destination of this RREP message is the local node. Here, the local node is determined to be the local node and the process proceeds to step S35. In step S35, routing information is newly registered in the routing table 501 based on the RREP message. At this time, the link quality metric Qrep registered in the received RREP message is directly registered in the link quality metric column. Thereafter, as shown in FIG. 10 (e), a route directly connecting the transmission source node S and the destination node D is established.
[0047]
(4) RREP message reception processing of relay node M
[0048]
As shown in FIG. 10 (f), when the RREP message returned from the destination node D is received by the relay node M at time t5, in steps S31 to S33, the same as in the case of the transmission source node S is performed. Processing is executed. In step S34, since the destination is determined to be other than the own node, the process proceeds to step S36. In step S36, the routing table 501 is updated based on the RREP message. At this time, the link quality metric column of the routing table 501 includes the link quality metric Qrep registered in the received RREP message and the own node from the source node S registered in the corresponding record in the transfer information table. A value obtained by subtracting the link quality metric up to M is registered as the link quality metric from the node M to the destination node D. In step S37, the RREP message is transferred to the source node S.
[0049]
(5) RREP message re-reception processing of source node S
[0050]
As shown in FIG. 10 (g), when the RREP message transferred from the relay node M is received by the transmission source node S at time t6, a record related to this RREP message is stored in the routing table 501 in step S31. Since it is determined as already registered, the process proceeds to step S32. In step S32, the transmission source sequence number registered in the RREP message is compared with the transmission source sequence number registered in the corresponding record in the routing table. If the source sequence number of the RREP message is newer than the source sequence number of the routing table 501, the process jumps to step S34, and if it is the same, the process proceeds to step S33, and the source sequence number of the RREP message is the source sequence number of the routing table. If it is older, this RREP message is ignored.
[0051]
In step S33, the link quality metric registered in the RREP message is compared with the link quality metric registered in the corresponding record in the routing table. If the link quality metric information of the RREP message is better than or similar to the link quality metric information of the routing table, the process proceeds to step S34. Otherwise, the current RREP message is ignored.
[0052]
Similarly, in step S34, it is determined whether or not the destination of the RREP message is the own node. Here, the destination is determined to be the own node, and the process proceeds to step S35. In step S35, routing information is newly registered in the routing table 501 based on the RREP message. Thereafter, as shown in FIG. 10 (h), a path connecting the transmission source node S and the destination node D via the relay node M is established.
[0053]
As described above, in this embodiment, when the source node S receives the RREP message after receiving the RREP message, the link quality metric registered in the previous RREP message and the current RREP message are registered. Compared to the link quality metric that had been If the link quality metric registered in the current RREP message is superior, the routing table is updated based on the RREP message.
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) The destination node can know the link quality metric of the route to which this route request message has been transferred based on the link quality metric registered in the received route request message and the link quality metric of the adjacent link. . Therefore, when a route request message is received by a plurality of routes, a route having an excellent link quality metric can be determined by comparing the link quality metrics.
(2) A route request message including a link quality metric of a route from the transmission source node to the local node can be transferred to the relay node. In addition, since the link quality metric of the route from the own node to another node is registered, when the route request message destined for the other node is received, the link of the route from the own node to the destination node is received. A route response message in which the quality metric is registered can be returned.
(3) The transmission source node can select a route having an excellent link quality metric by comparing the link quality metrics when receiving a route response message using a plurality of routes in response to the route request message.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a network terminal (node) according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a header structure of an RREQ message.
FIG. 3 is a diagram illustrating a header structure of an RREP message.
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a routing table.
FIG. 5 is a diagram showing a structure of an RREQ transfer information table.
FIG. 6 is a diagram showing a structure of an adjacent link management table.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a link quality metric calculation method.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation of RREQ reception processing.
FIG. 9 is a diagram illustrating a transfer path of an RREQ message.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a route selection procedure.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation of RREQ reception processing.
FIG. 12 is a diagram schematically showing a conventional route establishment procedure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
送信元ノードが経路要求メッセージを送信する手順と、
中継ノードが前記経路要求メッセージを受信し、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手順と、
前記中継ノードが、当該経路要求メッセージに前記リンク品質メトリックを登録して転送する手順と、
宛先ノードが前記経路要求メッセージを受信し、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手順と、
前記宛先ノードが前記経路要求メッセージに応答して、前記送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを生成する手順と、
前記宛先ノードが、前記経路応答メッセージを前記送信元ノード宛に返信する手順と、
前記各中継ノードが前記経路応答メッセージを中継する手順と、
前記送信元ノードが前記経路応答メッセージを受信する手順と、
同一の経路要求メッセージを別経路で受信した宛先ノードが、今回の経路要求メッセージから求めたリンク品質メトリックと以前に受信した経路要求メッセージから求めたリンク品質メトリックを比較する手順と、
前記宛先ノードが、前記今回のリンク品質メトリックが以前のリンク品質メトリックよりも優れていれば、当該今回の経路要求メッセージに応答して経路応答メッセージを返信する手順と、
同一の経路応答メッセージを別経路で受信した中継ノードが、今回の経路応答メッセージに登録されているリンク品質メトリックと以前に受信した経路応答メッセージに登録されていたリンク品質メトリックを比較する手順と、
前記中継ノードが、今回のリンク品質メトリックが前回のリンク品質メトリックよりも優れていれば、当該今回の経路応答メッセージに基づいて経路情報を更新し、かつ当該メッセージを転送する手順と、
同一の経路応答メッセージを別経路で受信した発信元ノードが、今回の経路応答メッセージに登録されているリンク品質メトリックと以前に受信した経路応答メッセージに登録されていたリンク品質メトリックとを比較する手順と、
前記送信元ノードが、前記今回のリンク品質メトリックが前回のリンク品質メトリックよりも優れていれば、当該今回の経路応答メッセージに基づいて経路情報を更新する手順とを含むことを特徴とするマルチホップ無線通信システムの経路選択方法。In a route selection method for a multi-hop wireless communication system that includes a plurality of wireless nodes and specifies a route including a transmission source node, a destination node, and at least one relay node.
A procedure for the source node to send a route request message;
A procedure in which a relay node receives the route request message and obtains a link quality metric of a route from the transmission source node to the own node;
A procedure in which the relay node registers and transfers the link quality metric in the route request message;
A procedure in which a destination node receives the route request message and obtains a link quality metric of a route from the source node to the own node;
A procedure in which the destination node generates a route response message in which a link quality metric from the transmission source node to its own node is registered in response to the route request message;
A procedure in which the destination node returns the route response message to the source node;
A procedure in which each relay node relays the route response message;
A procedure for the source node to receive the route response message;
The destination node that received the same route request message on another route compares the link quality metric obtained from the current route request message with the link quality metric obtained from the previously received route request message,
The destination node returns a route response message in response to the current route request message if the current link quality metric is superior to the previous link quality metric;
The relay node that has received the same route response message on another route compares the link quality metric registered in the current route response message with the link quality metric registered in the previously received route response message,
If the relay node has a current link quality metric that is superior to the previous link quality metric, the route information is updated based on the current route response message, and the message is forwarded.
A procedure in which a source node that has received the same route response message on another route compares the link quality metric registered in the current route response message with the link quality metric registered in the previously received route response message When,
A step of updating the route information based on the current route response message if the source node is better than the previous link quality metric. A route selection method for a wireless communication system.
受信した経路応答メッセージに登録されているリンク品質メトリックと、当該経路応答メッセージに対応した経路要求メッセージを受信した際に求めた前記送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックとに基づいて、自ノードから宛先ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手順と、
宛先が前記宛先ノードと同一である経路要求メッセージを受信した際に、送信元ノードから自ノードに至るリンクの品質メトリックを求める手順と、
前記各リンク品質メトリックに基づいて、送信元ノードから宛先ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手順と、
前記送信元ノードから宛先ノードに至る経路のリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを生成する手順と、
前記経路応答メッセージを前記送信元ノード宛に返信する手順とを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチホップ無線通信システムの経路選択方法。The relay node is
Based on the link quality metric registered in the received route response message and the link quality metric of the route from the transmission source node to the own node obtained when the route request message corresponding to the route response message is received A procedure for obtaining a link quality metric of a route from the own node to the destination node;
A procedure for obtaining a quality metric of a link from the transmission source node to the own node when receiving a route request message whose destination is the same as the destination node;
Obtaining a link quality metric for a route from the source node to the destination node based on each link quality metric;
Generating a route response message in which the link quality metric of the route from the source node to the destination node is registered;
The route selection method for a multi-hop wireless communication system according to claim 1, further comprising a step of returning the route response message to the transmission source node.
前記各ノードは、受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと、当該経路要求メッセージが転送された隣接リンクの品質とに基づいて、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求めることを特徴とする請求項１または２に記載のマルチホップ無線通信システムの経路選択方法。Further comprising a step for each node to measure the quality of each neighboring link when receiving a packet from each neighboring node;
Each of the nodes is based on the link quality metric registered in the received route request message and the quality of the adjacent link to which the route request message is transferred, and the link quality metric of the route from the source node to the own node. The route selection method for a multi-hop wireless communication system according to claim 1 or 2, wherein:
前記宛先ノードが、The destination node is
受信した経路要求メッセージに登録されているリンク品質メトリックと、当該経路要求メッセージが転送された隣接リンクの品質とに基づいて、送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックを求める手段と、Means for obtaining a link quality metric of a route from the source node to the own node based on the link quality metric registered in the received route request message and the quality of the adjacent link to which the route request message is transferred;
前記送信元ノードから自ノードに至る経路のリンク品質メトリックが登録された経路応答メッセージを生成する手段と、Means for generating a route response message in which a link quality metric of a route from the transmission source node to the own node is registered;
前記経路応答メッセージを前記送信元ノード宛へ返信する手段と、Means for returning the route response message to the source node;
同一の経路要求メッセージを別経路で受信した際に、今回の経路要求メッセージに登録されたリンク品質メトリックから求めた前記送信元ノードから自ノードまでのリンク品質メトリックと前記以前のリンク品質メトリックとを比較する手段と、When the same route request message is received by another route, the link quality metric from the source node to the own node obtained from the link quality metric registered in the current route request message and the previous link quality metric are obtained. Means for comparing;
今回のリンク品質メトリックが以前のリンク品質メトリックよりも優れている場合に、前記今回の経路要求メッセージに応答して経路応答メッセージを返信する手段とを含むことを特徴とするマルチホップ無線通信システム。A multi-hop wireless communication system comprising: means for returning a route response message in response to the current route request message when the current link quality metric is superior to the previous link quality metric.
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