JP5455820B2 - Route selection method, communication apparatus, and communication system - Google Patents
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Description
本発明は、トポロジー発見方法、経路選択方法、通信装置および通信システムに関する。 The present invention relates to a topology discovery method, a route selection method, a communication device, and a communication system.
FA(Factory Automation)等に用いられる工業用の無線通信では、機器をリアルタイムに制御する必要があり、短いレイテンシー(低レイテンシー)が要求される場合が多い。このため、従来の工業用無線通信のトポロジー発見方式では、ゲートウエイ装置が無線ノード装置とダイレクトに通信を行う、スター型トポロジー(Star Topology)を前提に検討が行われている。スター型トポロジーでは、ゲートウエイ装置が無線ノード装置とダイレクトに通信を行うため、あるリンクで障害が発生すると代替ルートが無い。 In industrial wireless communication used for FA (Factory Automation) and the like, it is necessary to control a device in real time, and short latency (low latency) is often required. For this reason, in the conventional topology discovery method for industrial wireless communication, a study is performed on the premise of a star topology in which a gateway device communicates directly with a wireless node device. In the star topology, since the gateway device communicates directly with the wireless node device, there is no alternative route when a failure occurs in a certain link.
一方、適応的に経路を選択するマルチホップ通信が近年用いられるようになっている。マルチホップ通信では、無線ノードの追加や位置変更などに柔軟に対応し適応的に経路を選択する。例えば、下記特許文献1では、HELLOメッセージを用いて通信品質の評価値を交換・管理することにより、品質の劣化したリンクを避けて経路を選択する方法が提案されている。
On the other hand, multi-hop communication that adaptively selects a route has recently been used. In multi-hop communication, a route is adaptively selected by flexibly responding to the addition of a wireless node or a location change. For example,
しかしながら、上記従来の工業用無線通信技術によれば、スター型トボロジーを前提としているため、上述のようにダイレクトな通信経路に障害が発生した場合の代替経路がなく、障害通知や設定変更指示等のメッセージを送信することができない、という問題点があった。また、ゲートウエイ装置は、ダイレクトに通信できない場所に無線ノード装置が存在した場合に無線ノードの存在を発見できない。そのため、設置場所などの設定変更を促す処理を起動することができないという問題点があった。 However, according to the above-mentioned conventional industrial wireless communication technology, since it is premised on star-type topology, there is no alternative route when a failure occurs in the direct communication route as described above, failure notification, setting change instruction, etc. There was a problem that the message of could not be sent. Further, the gateway device cannot find the presence of the wireless node when the wireless node device exists in a place where direct communication is not possible. For this reason, there has been a problem that it is not possible to start processing for prompting a change in the setting of the installation location or the like.
一方、マルチホップ通信では、適応的に経路を選択できるため、各無線ノード装置は、ダイレクトに通信できない無線ノード装置との通信を行うことができる。しかし、マルチホップ通信は、中継する無線ノード装置の数がダイレクト通信に比べ多く、また中継する無線ノード装置の数が不定であるため、レイテンシーが大きくなる可能性が高い。そのため、短いレイテンシーが要求される通信には要求を満たさない可能性がある、という問題があった。 On the other hand, in multi-hop communication, since a route can be selected adaptively, each wireless node device can communicate with a wireless node device that cannot communicate directly. However, in multi-hop communication, the number of wireless node devices to be relayed is larger than that in direct communication, and the number of wireless node devices to be relayed is indeterminate, so there is a high possibility that latency will increase. Therefore, there is a problem that there is a possibility that the request is not satisfied for the communication requiring a short latency.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レイテンシーを抑えるとともに、直接無線通信できない無線ノード装置間の通信経路を発見することができるトポロジー発見方法、経路選択方法、通信装置および通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and has a topology discovery method, a route selection method, a communication device, and a communication system that can suppress latency and discover a communication route between wireless node devices that cannot perform direct wireless communication. The purpose is to obtain.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信を行う複数の通信装置を備える通信システムにおけるトポロジー発見方法であって、前記通信装置のうち前記通信システム内の通信経路を選択する送信元装置が、他の前記通信装置との間の所定のホップ数以内の通信経路ごとに、前記通信経路を構成するリンクごとの品質を示すリンク情報を取得するリンク情報取得ステップと、前記送信元装置が、前記リンク情報に基づいて通信相手の前記通信装置ごとに前記通信経路の優先順位を決定する順位付ステップと、前記送信元装置が、前記通信経路ごとの前記通信経路の前記優先順位をトポロジーテーブルとして保持するテーブル保持ステップと、前記送信元装置が、前記優先順位に基づいて通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択する経路選択ステップと、前記送信元装置が、前記通信装置ごとに、前記経路選択ステップにより選択されている通信経路のうち前記通信装置を経由する前記送信元装置と他の前記通信装置との間の通信経路の数を中継装置数として求める中継装置数算出ステップと、を含み、前記経路選択ステップでは、さらに前記中継装置数に基づいて、通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a topology discovery method in a communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication, and includes a communication path in the communication system among the communication devices. A link information acquisition step of acquiring link information indicating the quality of each link that constitutes the communication path, for each communication path within a predetermined number of hops with the other communication apparatus. An ordering step in which the transmission source device determines a priority order of the communication path for each communication device of a communication partner based on the link information; and the transmission source device defines the communication path for each communication path. between the table holding step for holding the priority as the topology table, the transmission source device, and the communication device of the communication partner based on said priority A route selection step for selecting a communication route to be used, and the transmission source device, for each communication device, among the communication routes selected by the route selection step and the transmission source device via the communication device and the other A relay device number calculating step for determining the number of communication paths with the communication device as the number of relay devices, and in the route selection step, based on the number of relay devices, between the communication devices of communication partners The communication path to be used in is selected .
本発明によれば、レイテンシーを抑えるとともに、直接無線通信できない無線ノード装置間の通信経路を発見することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to suppress latency and to discover a communication path between wireless node devices that cannot perform direct wireless communication.
以下に、本発明にかかるトポロジー発見方法、経路選択方法、通信装置および通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a topology discovery method, a route selection method, a communication device, and a communication system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態.
図1は、本発明にかかる通信システムの実施の形態の構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の通信システムは、無線通信機能を有するゲートウエイ(Gateway)1と、無線通信装置であるノード2−1〜2−4と、で構成される。なお、図1の構成例では、ノードの台数を4台としているが、ノードの台数はこれに限らず何台としてもよい。図1では、直接無線接続可能なリンクを点線の矢印で示している。
Embodiment.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of a communication system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the communication system according to the present embodiment includes a
図2は、本実施の形態のノード2−1の機能構成例を示す図である。ノード2−2〜2−4の構成は、ノード2−1の構成と同様である。図2に示すように、ノード2−1は、受信した無線信号に対して所定の受信処理を行い、また送信するデータに所定の送信処理を行い無線信号として送信する無線送受信部21と、無線信号として送信する各メッセージを生成し、また受信した各メッセージを処理し、通信システム内のリンクごとのリンク情報(リンクの品質を示す情報等)を管理する制御部(リンク情報取得部)22と、HELLOメッセージにより送受信する情報であるHELLOメッセージ情報管理テーブルを保持するテーブル保持部23と、を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration example of the node 2-1 according to the present embodiment. The configuration of the nodes 2-2 to 2-4 is the same as the configuration of the node 2-1. As illustrated in FIG. 2, the node 2-1 performs a predetermined reception process on the received radio signal, performs a predetermined transmission process on data to be transmitted, and transmits the data as a radio signal; A control unit (link information acquisition unit) 22 that generates each message to be transmitted as a signal, processes each received message, and manages link information (information indicating link quality, etc.) for each link in the communication system; And a
図3は、本実施の形態のゲートウエイ1の機能構成例を示す図である。ゲートウエイ1は、ノード2−1と同様の無線送受信部21および制御部22を備え、さらに、通信経路を選択する経路選択部24と、テーブル保持部25と、を備える。また、ゲートウエイ1のテーブル保持部25は、ノード2−1のテーブル保持部23と同様にHELLOメッセージ管理テーブルを保持するとともに、さらに経路選択を行うために用いるトポロジーテーブルを保持する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
本実施の形態の通信システムは、例えば工業用無線通信を行う通信システムである。例えば産業用のコントローラをゲートウエイ1に接続し、産業用のセンサやアクチュエータ等をノード2−1〜2−4に接続し、ゲートウエイ1とノード2−1〜2−4とが無線通信を行うことにより、コントローラとセンサまたはアクチュエータとの間の通信を実現できる。
The communication system of the present embodiment is a communication system that performs, for example, industrial wireless communication. For example, an industrial controller is connected to the
従来の工業用無線通信技術では、レイテンシーを短くするために、ゲートウエイと各ノードが直接無線通信を行うスター型トボロジーを前提としている。例えばIEEE802.15.4gワーキンググループでは、スター型トポロジーにおいて、発見モード、設定モード、運用モードという動作状態を持ち、発見モードにおいて、ネットワークセットアップや既存ネットワークへ新たなデバイスの追加などの、トポロジー発見処理を行うことが提案されている。このトポロジー発見処理では、ゲートウエイが送信するビーコン信号を無線ノード装置が受信し、無線ノード装置がこれに対してレスポンス信号を返すことにより、トポロジー発見を行っている。 In the conventional industrial wireless communication technology, in order to shorten the latency, a star-type topology in which the gateway and each node directly perform wireless communication is assumed. For example, the IEEE 802.15.4g working group has an operating state of discovery mode, configuration mode, and operation mode in a star topology, and topology discovery processing such as network setup and addition of a new device to an existing network in the discovery mode. Has been proposed to do. In this topology discovery process, the wireless node device receives the beacon signal transmitted by the gateway, and the wireless node device returns a response signal to the topology discovery.
一方、上述のIEEE802.15.4gワーキンググループで検討されているようなトポロジー発見処理では、スター型トボロジーを前提としているため、ダイレクトな通信経路に障害が発生した場合の代替経路がなく、障害通知や設定変更指示等のメッセージを送信することができない。 On the other hand, the topology discovery processing as discussed in the above IEEE 802.15.4g working group assumes a star-type topology, so there is no alternative route when a failure occurs in the direct communication route, and the failure notification And messages such as setting change instructions cannot be sent.
これに対し、本実施の形態では、ゲートウエイ1とノード2−1〜2−4との間の通信経路として、直接無線通信経路だけでなく、所定のホップ数(中継ノード数)以下となる経路を把握し、把握した経路のなかから通信に用いる経路を選択する。したがって、ダイレクトな通信経路に障害が発生した場合でも、他のノード2−1〜2−4を中継ノードとして用いる通信経路を確保できる。
On the other hand, in the present embodiment, as a communication path between the
上述の所定のホップ数は、例えば、レイテンシーに対する要求値に基づいて決定しておく。レイテンシーに対する要求値は通信システムによって異なるが、FA向けの技術規格を検討しているISA(International Society of Automation)100 WG(Working Group)16では、レイテンシーの基準値を10msとしている。1ホップ(1回の送信、または転送)の所要時間は装置によるが数ms程度と考えられる。仮に、1ホップの所要時間を5msと仮定すると、ISA100 WG16のレイテンシーの基準値10ms以下となるためには、2ホップ以下であればよい。したがって、この場合には、所定のホップ数として2を設定する。以下の説明では、所定のホップ数を2とする場合を例に説明する。なお、所定のホップ数は2に限らず、通信システムに対する要求と、通信システムでの処理時間等に応じて適切に設定すればよい。 The predetermined number of hops is determined based on, for example, a request value for latency. Although the required value for latency differs depending on the communication system, in the ISA (International Society of Automation) 100 WG (Working Group) 16 that is studying technical standards for FA, the latency reference value is 10 ms. Although the time required for one hop (one transmission or transfer) depends on the apparatus, it is considered to be several ms. Assuming that the required time for one hop is 5 ms, the ISA100 WG16 may have a latency reference value of 10 ms or less, and may be 2 hops or less. Therefore, in this case, 2 is set as the predetermined number of hops. In the following description, a case where the predetermined number of hops is 2 will be described as an example. Note that the predetermined number of hops is not limited to two, and may be appropriately set according to a request for the communication system, a processing time in the communication system, and the like.
例えば、図1の構成例では、ゲートウエイ1とノード2−1を無線接続する場合、いくつかの通信経路が考えられる。まず、ゲートウエイ1とノード2−1を直接無線接続する通信経路10がある。次に、ゲートウエイ1と直接無線接続する他のノードを経由して、ゲートウエイ1とノード2−1を2ホップで接続する通信経路(2ホップ経路)として、ノード2−2を経由する通信経路11とノード2−3を経由する通信経路12とノード2−4を経由する通信経路13と、の3つの通信経路がある。このようなトポロジーを2ホップメッシュネットワーク型トポロジーと呼ぶ。
For example, in the configuration example of FIG. 1, when the
メッシュネットワーク型トポロジーとしては、例えばノード2−3とノード2−4を経由してゲートウエイ1とノード2−1を無線接続する3ホップ経路やノード2−3とノード2−4とノード2−2とを経由する4ホップ経路もあるが、本実施の形態では上述のように、所定のホップ数を2とするため、スター型トポロジー(ゲートウエイ1とノード2−1〜2−4との直接無線通信)と2ホップメッシュネットワーク型トポロジーを対象としてトポロジー発見を実施する。
As the mesh network type topology, for example, a three-hop route that wirelessly connects the
また、本実施の形態では、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4は、所定のホップ数(2ホップ)までの経路を把握するために、報知メッセージを定期的に交換し、この報知メッセージに基づいてトポロジー発見処理を行う。本実施の形態では、この報知メッセージとして、IETF(Internet Engineering Task Force)のMANET(Mobile Ad−hoc Networks)ワーキンググループで検討された、OLSR(Optimized Link State Routing)プロトコル(RFC(Request For Comments)3626)に基づくHELLOメッセージを拡張したメッセージを用いる。図1では、ブロック矢印で示したHELLOメッセージ送信方向14が、本実施の形態のHELLOメッセージが送信される方向を示している。なお、図1では、簡単のため、符号は1つのHELLOメッセージ送信方向14にしか付していないが、他のブロック矢印も同様にHELLOメッセージ送信方向を示す。
Further, in the present embodiment, the
OLSRプロトコルでは、各ノードは、自ノード情報と隣接リンク情報を搭載したHELLOメッセージをブロードキャストにより周期的に送信する。各ノードは、受信したHELLOメッセージに基づいて、隣接ノードのアドレス等を取得する。そして、取得した情報に基づいて、隣接リンク情報、隣接ノード情報および2ホップ隣接リンク情報等の管理を行っている。具体的には、OLSRプロトコルでは、まず、自分のアドレスの入ったHELLOメッセージを隣接ノードへ向けて送信する。これをすべてのノードが行なうことにより、各ノードは隣接ノード情報(隣接ノードのアドレス)を知ることができる。そして、各ノードは、自身が把握した隣接ノード情報をHELLOメッセージに格納して送信する。これにより、各ノードは、自身の隣接ノードの先の(2ホップの)ノードの情報を知ることができる。 In the OLSR protocol, each node periodically transmits a HELLO message carrying its own node information and adjacent link information by broadcasting. Each node acquires an address of an adjacent node based on the received HELLO message. Based on the acquired information, management of adjacent link information, adjacent node information, 2-hop adjacent link information, and the like is performed. Specifically, in the OLSR protocol, first, a HELLO message containing its own address is transmitted to the adjacent node. When all the nodes do this, each node can know adjacent node information (adjacent node address). Each node stores the adjacent node information grasped by itself in a HELLO message and transmits it. Thereby, each node can know information of a node (two hops) ahead of its own adjacent node.
図4は、本実施の形態のHELLOメッセージのフォーマット例を示す図である。本実施の形態のHELLOメッセージのフォーマットのうち、予約フィールドを示すReserved(予約)と、HELLOメッセージの送信間隔を示すHtimeと、再送への積極度を示すWillingnessと、隣接ノードとの間のリンクの状態などのリンク情報を示すLink Codeと、リンクメッセージのサイズを示すLink Message Sizeと、隣接ノードのインターフェースアドレスを示すNeighbor Interface Address #N(N=1,2,…)と、は、通常のOSLRのHELLOメッセージと同様である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a format example of the HELLO message according to the present embodiment. Of the HELLO message format of the present embodiment, Reserved (reserved) indicating a reserved field, Htime indicating a transmission interval of the HELLO message, Willingness indicating aggressiveness to retransmission, and the link between adjacent nodes The Link Code indicating the link information such as the status, the Link Message Size indicating the size of the link message, and the Neighbor Interface Address #N (N = 1, 2,...) Indicating the interface address of the adjacent node are the normal OSLR. This is the same as the HELLO message.
なお、図4には、HELLOメッセージが送信されるパケットのメッセージ部分を示しているが、これ以外にHELLOメッセージを格納したパケットには所定のヘッダが付加されており、このヘッダには、宛先のアドレスや送信元のアドレスが格納されているとする。例えば、OSLRパケットでは、Originator Addressのフィールドに送信元のアドレスを格納する。 FIG. 4 shows the message portion of the packet to which the HELLO message is transmitted. In addition, a predetermined header is added to the packet storing the HELLO message, and this header contains the destination address. Assume that the address and the source address are stored. For example, in the OSLR packet, the source address is stored in the Originator Address field.
本実施の形態HELLOメッセージは、通常のOSLRのHELLOメッセージの各フィールドに加え、隣接ノードごとに(隣接ノードのインターフェースアドレスごとに)、自局リンク情報(LI:Link Information)と、隣局リンク情報(NLI:Neighbor Link Information)と、のフィールドを有する。そして、自局リンク情報はLI0,LI1の2種類の情報で、隣局リンク情報はNLI0,NLI1の2種類の情報で、それぞれ構成される。 The HELLO message of this embodiment includes, in addition to each field of a normal OSLR HELLO message, for each adjacent node (for each interface address of the adjacent node), own station link information (LI: Link Information) and adjacent station link information. (NLI: Neighbor Link Information) field. The local station link information is composed of two types of information, LI0 and LI1, and the adjacent station link information is composed of two types of information, NLI0 and NLI1.
LI0,LI1は、それぞれ隣接ノードとの間のリンクの品質を示す情報であり、パケット伝送品質(HELLOメッセージの受信率(ロス率),PER(Packet Error Rate)等)、無線品質(RSSI(Received Signal Strength Indicator),SINR(Signal to Interference and Noise power Ratio)等)、トラヒック量、通信(変調)レート等のうち1つ以上を用いることができる。たとえば、LI0としてRSSI(Received Signal Strength Indicator)を用い、LI1としてPER(Packet Error Rate)を用いることができる。 LI0 and LI1 are information indicating the quality of a link with an adjacent node, respectively, packet transmission quality (such as a HELLO message reception rate (loss rate), PER (Packet Error Rate)), and radio quality (RSSI (Received)). One or more of Signal Strength Indicator, SINR (Signal to Interference and Noise Power Ratio), traffic amount, communication (modulation) rate, and the like can be used. For example, RSSI (Received Signal Strength Indicator) can be used as LI0, and PER (Packet Error Rate) can be used as LI1.
また、ゲートウエイ1および各ノード2−1〜2−4は、受信したHELLOメッセージにより、隣接ノードとの間の逆方向リンクのLI0,LI1(隣接ノードにおいて、自装置から送信した無線信号に基づいて算出したLI0,LI1)を取得することができる。ゲートウエイ1および各ノード2−1〜2−4は、NLI0,NLI1として、受信したHELLOメッセージに格納されたLI0,LI1に基づいて、NLI0,NLI1を決定する。例えば、ゲートウエイ1は、送信するHELLOメッセージのノード2−1に対応するNLI0,NLI1のフィールドには、ノード2−1から受信したHELLOメッセージに格納されたゲートウエイ1に対応するLI0,LI1を格納する。
Further, the
なお、LI0,LI1,NLI0,NLI1のそれぞれのビット数は何ビットとしてもよいが、図4では一例としてそれぞれ8ビットとして場合を示している。また、図4では、自局リンク情報および隣局リンク情報をそれぞれ2種類とする例を示しているが、自局リンク情報および隣局リンク情報は、それぞれ1種類としてもよいし、3種類以上としてもよい。自局リンク情報および隣局リンク情報の格納順は図4の例に限らず、どのような順序としてもよい。 Note that the number of bits of LI0, LI1, NLI0, and NLI1 may be any number, but FIG. 4 shows the case of 8 bits as an example. Further, FIG. 4 shows an example in which the local station link information and the adjacent station link information are each two types, but the local station link information and the adjacent station link information may be one type each, or three or more types. It is good. The storage order of the local station link information and the adjacent station link information is not limited to the example of FIG. 4 and may be any order.
なお、本実施の形態では、OSLRのHELLOメッセージを拡張したHELLOメッセージを用いる例を説明したが、隣接ノードごとの自局リンク情報および隣局リンク情報を格納した報知メッセージであれば他の形式の報知メッセージを用いてもよい。 In this embodiment, an example of using a HELLO message that is an extension of the OSLR HELLO message has been described. However, any other type of notification message may be used as long as it is a broadcast message storing the local station link information and the adjacent station link information for each adjacent node. An information message may be used.
つぎに、本実施の形態の動作を説明する。図5は、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4が実施するトポロジー発見処理手順の一例を示すフローチャートである。また、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4では、制御部22がHELLOメッセージを生成して、一定周期(HELLOメッセージのHtimeとして格納する周期)ごとに無線送受信部21経由で送信しているとする。なお、初期の段階(他のゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4からのHELLOメッセージを受信していない状態)では、隣接ノードのインターフェースアドレスや自局リンク情報および隣局リンク情報などは把握できていないため、これらの項目は格納しなくてよく、自ノードのアドレスが格納されていればよい。なお、ここでは、一例としてゲートウエイ1の動作を説明するが、ノード2−1〜2−4も同様の動作を実施する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a topology discovery processing procedure performed by the
ゲートウエイ1の制御部22は、自局リンク情報の更新周期内での経過時間を計測するためのタイマの時刻tを0に初期化する(ステップS11)。そして、ゲートウエイ1の制御部22は、HELLOメッセージの受信を待機する(ステップS12)。
The
ゲートウエイ1の制御部22は、無線送受信部21経由でHELLOメッセージを受信すると、HELLOメッセージに格納されている情報を保持するとともに、受信したHELLOメッセージに基づいて、当該HELLOメッセージの送信元のゲートウエイ1またはノード2−2〜2−4との間のリンクについての自局リンク情報を算出するための情報を一時情報として保持する(ステップS13)。
When the
なお、自局リンク情報は、上述のように、パケット伝送品質、無線品質、トラヒック量、通信(変調)レート等のうち1つ以上である。ここでは、例えば、LI0としてRSSIを用い、LI1としてPERを用いるとすると、ステップS13では、1回分のHELLOメッセージ受信時のRSSIを求めて一時情報として保持し、また1回分のHELLOメッセージ受信時のパケットごとのエラーの有無を一時情報として保持するとする。なお、HELLOメッセージを複数のノード2−1〜2−4から受信した場合には、これらのHELLOメッセージの送信元ごとに(リンクごとに)、一時情報を保持する。 As described above, the local station link information is one or more of packet transmission quality, wireless quality, traffic volume, communication (modulation) rate, and the like. Here, for example, assuming that RSSI is used as LI0 and PER is used as LI1, in step S13, the RSSI at the time of receiving one HELLO message is obtained and held as temporary information, and at the time of receiving one HELLO message. It is assumed that the presence / absence of an error for each packet is held as temporary information. When HELLO messages are received from a plurality of nodes 2-1 to 2-4, temporary information is held for each source (for each link) of these HELLO messages.
つぎに、ゲートウエイ1の制御部22は、tが所定のしきい値T以下か否か(t=0とした時点から時間Tが経過していないか否か)を判断し(ステップS14)、tがTより小さい場合(ステップS14 Yes)、ステップS12に戻り、HELLOメッセージの受信を待機する。
Next, the
tがT以上となった場合(ステップS14 No)、ステップS11に戻りステップS11からの処理を行うとともに、保持している一時情報に基づいて自局リンク情報を算出する(ステップS15)。例えば、LI0がRSSIの場合には、保持しているRSSIの一時情報の数がN個であったとすると、これらN個の平均値、移動平均値、最大値等の演算値を求め、この演算値をLI0とする。また、LI1がPERの場合は、保持しているPERの一時情報(パケットのエラーの有無)に基づいて、PERを算出する。このようにして、周期TごとにLI0およびLI1を更新することができる。 If t is equal to or greater than T (No in step S14), the process returns to step S11 to perform the processing from step S11, and calculates the local station link information based on the stored temporary information (step S15). For example, when LI0 is RSSI, assuming that the number of temporary RSSI information held is N, these N pieces of average values, moving average values, maximum values, and the like are obtained, and this calculation is performed. The value is LI0. When LI1 is PER, PER is calculated based on the stored temporary information of PER (presence / absence of packet error). In this way, LI0 and LI1 can be updated every period T.
そして、ゲートウエイ1の制御部22は、隣接ノードごとに、受信したHELLOメッセージで通知された当該隣接ノードのアドレスと、当該隣接ノードに対応する算出した自局リンク情報と、を格納したHELLOメッセージを生成する(ステップS16)。この際、ステップS13で受信したHELLOメッセージにゲートウエイ1に対応するLI0およびLI1が格納されていた場合には、格納されていたLI0およびLI1を、当該HELLOメッセージの送信元のノードに対応するNLI0およびNLI1として、生成するHELLOメッセージに格納する。
Then, the
具体的には、例えば、ゲートウエイ1がノード2−1から受信したHELLOメッセージのNeighbor Interface Address #1にゲートウエイ1のアドレスが格納され、このアドレスに対応するLI0およびLI1(受信LI0および受信LI1とする)が格納されていたとする。また、ゲートウエイ1から送信するHELLOメッセージのNeighbor Interface Address #1としてノード2−1のアドレスを格納するとする。この場合、ゲートウエイ1は、生成するHELLOメッセージのNeighbor Interface Address #1に対応するNLI0,NLI1として、それぞれ、受信LI0,受信LI1をそれぞれ格納する。
Specifically, for example, the address of the
つぎに、ゲートウエイ1の制御部22は、算出した自局リンク情報と受信したHELLOメッセージに基づいて得られる情報(隣接ノードのインターフェースアドレスや隣接ノードごとのLI0,NLI0等)とに基づいて、テーブル保持部25に格納しているHELLOメッセージ情報管理テーブルを更新する(ステップS17)。なお、HELLOメッセージ情報管理テーブルには、自局が送信するHELLOメッセージに格納する情報と、受信したHELLOメッセージから抽出した情報と、を格納する。
Next, the
以上のようなトポロジー発見処理をゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4が実施することにより、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4は、HELLOメッセージ情報管理テーブルにより、通信システム内のリンクごとのリンク情報(リンクの品質情報を含む)を管理することができる。
When the
なお、以上の説明では、周期Tごとに一時情報に基づいて自局リンク情報を求めるようにしたが、周期で管理せずに、例えば、受信したHELLOメッセージ数がN個になった場合に、N個分の一時情報に基づいて自局リンク情報を求めるようにしてもよい。また、送信元のノード2−1〜2−4によって、ゲートウエイ1がHELLOメッセージを受信しはじめる時刻が異なる場合等には、HELLOメッセージの送信元ごとに経過時間を管理し、送信元ごとに所定の周期で自局リンク情報を求めるようにしてもよい。
In the above description, the local station link information is obtained based on the temporary information every period T. However, without managing by the period, for example, when the number of received HELLO messages is N, The local station link information may be obtained based on N pieces of temporary information. In addition, when the time when the
また、以上の説明では、自局リンク情報をHELLOメッセージに基づいて算出するようにしたが、自局リンク情報は隣接ノードとの間(自局が隣接ノードから受信する方向の)のリンクの品質を示す値であればよく、例えばHELLOメッセージ以外の受信信号に基づいて算出した無線品質等であってもよい。 In the above description, the local station link information is calculated based on the HELLO message. However, the local station link information is the link quality with the adjacent node (in the direction in which the local station receives from the adjacent node). For example, it may be a wireless quality calculated based on a received signal other than the HELLO message.
図6は、本実施の形態のトポロジーテーブルの一例を示す図である。図6では、自局リンク情報として1つの情報(LI0)を用いる例を示している。ゲートウエイ1の制御部22は、各ノード2−1〜2−4から受信したHELLOメッセージに基づいて求めた自局リンク情報と、受信したHELLOメッセージに格納された他のノード2−1〜2−4における自局リンク情報および隣局リンク情報と、に基づいてトポロジーテーブルを生成および更新し、テーブル保持部25に格納する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a topology table according to the present embodiment. FIG. 6 shows an example in which one piece of information (LI0) is used as the local station link information. The
図6に示すようにトポロジーテーブルは、まず、自装置が直接無線通信可能な1ホップノード(ノード2−1〜2−4)ごとの情報を有する。そして、1ホップノードごとに、さらに当該ノードを経由して自装置が2ホップで無線通信可能となるノード(2ホップノード)への経路情報(図6のテーブルの一行分の情報に相当)を有する。 As shown in FIG. 6, the topology table first has information for each 1-hop node (nodes 2-1 to 2-4) in which the device itself can directly perform wireless communication. Then, for each hop node, route information (corresponding to information for one line of the table in FIG. 6) to a node (two-hop node) through which the own device can perform wireless communication with two hops is obtained. Have.
例えば、1ホップノードをノード2−1とする情報は、2ホップノードがnone(すなわちノード2−1と直接無線通信)の経路の情報、ノード2−1を経由したノード2−2との間の経路の情報、ノード2−1を経由したノード2−3との間の経路の情報、およびノード2−1を経由したノード2−4との間の経路の情報の4つの経路の情報で構成される。 For example, the information that the 1-hop node is the node 2-1 is the route information of the 2-hop node being none (that is, direct wireless communication with the node 2-1), and the node 2-2 via the node 2-1. Information on the route, information on the route to the node 2-3 via the node 2-1, and information on the route to the node 2-4 via the node 2-1. Composed.
トポロジーテーブルの各経路の情報は、自局リンク情報、隣局リンク情報、往復リンク情報、リンク情報メトリック、経路候補優先順位、1位の中継数および2位の中継数で構成される。 The information of each path in the topology table is composed of own station link information, adjacent station link information, round trip link information, link information metric, path candidate priority, first relay number, and second relay number.
自局リンク情報としては、2ホップノードがnoneの経路については、上述したステップS16で算出した自局リンク情報を格納し、2ホップノードがnone以外の経路については、1ホップノードが算出した自局リンク情報(すなわち1ホップノードから受信したHELLOメッセージに格納された2ホップノードのインターフェースアドレスに対応するLI0)を格納する。 As the local station link information, the local link information calculated in step S16 described above is stored for a route with a two-hop node of none, and the local link information calculated by the 1-hop node for a route other than the two-hop node is none. Stores station link information (ie, LI0 corresponding to the interface address of the 2-hop node stored in the HELLO message received from the 1-hop node).
隣局リンク情報としては、2ホップノードがnoneの経路については、1ホップノードが算出したゲートウエイ1との間の経路の自局リンク情報(1ホップノードから受信したゲートウエイ1のインターフェースアドレスに対応するLI0)を格納する。また、2ホップノードがnone以外の経路については、隣局リンク情報としては、1ホップノードでの隣局リンク情報(すなわち1ホップノードから受信したHELLOメッセージに格納された2ホップノードのインターフェースアドレスに対応するNLI0)を格納する。
As the neighboring station link information, for a route with a two-hop node of none, the local station link information of the route to the
なお、図6では、自局リンク情報と隣局リンク情報は、それぞれ無線品質の良さを0(品質が悪い)〜1(品質が良い)の間の数値として正規化して表すこととする。例えば、自局リンク情報および隣局リンク情報としてRSSIを用いる場合は、値が大きい方が、電力強度が大きくなり無線品質が良い。したがって、例えば、RSSIで表現されている自局リンク情報や隣局リンク情報にそれぞれ所定の値を乗算する(または所定の値で除する)ことにより、0(品質が悪い)〜1(品質が良い)の値に変換する。また、PERの場合には、数値が小さい方が、品質が良いため、1からPERで表現されている自局リンク情報や隣局リンク情報の値を減じて正規化する等の演算を行う。 In FIG. 6, the local station link information and the adjacent station link information are represented by normalizing good radio quality as a numerical value between 0 (poor quality) and 1 (good quality). For example, when RSSI is used as the local station link information and the neighbor station link information, the larger the value, the higher the power intensity and the better the radio quality. Therefore, for example, by multiplying (or dividing by a predetermined value) the local station link information and the adjacent station link information expressed in RSSI, 0 (poor quality) to 1 (quality is low). To good) value. Further, in the case of PER, the smaller the numerical value, the better the quality. Therefore, calculation such as normalization is performed by subtracting the values of the local station link information and the adjacent station link information expressed by PER from 1.
また、図6では、2ホップ経路までの通信経路のなかから通信経路を選択する例を示している。3ホップ以上のMホップの経路までの通信経路のなかから通信経路を選択する場合には、図6にさらに、3ホップノードからMホップノードまでの列を追加し、Mホップノードまでの通信経路ごとに、リンク情報メトリック等を求めるようにすればよい。 FIG. 6 shows an example in which a communication route is selected from communication routes up to a 2-hop route. When a communication route is selected from among communication routes up to three or more M-hop routes, a column from 3 hop nodes to M hop nodes is added to FIG. What is necessary is just to obtain | require a link information metric etc. for every.
往復リンク情報(RTLI:Round Trip−Link Information)は、当該経路の自局リンク情報(LI)と隣局リンク情報(NLI)とに基づいて求めた演算値を格納する。この演算値としては、例えば自局リンク情報(LI)と隣局リンク情報(NLI)と積(RTLI=LI*NLI)を用いることができる。なお、積の代わりに和を用いる等、また所定も重み付け係数を乗じて加算する等、NLIとLIのそれぞれが大きくほどRTLIが大きくなるような算出方法を用いればどのような算出方法としてもよい。自局リンク情報と隣局リンク情報とは、同一経路の逆方向のリンクについてのリンク情報を示している。したがって、往復リンク情報は、双方向のリンク情報を反映したリンク情報である。 Round-trip link information (RTLI: Round Trip-Link Information) stores a calculated value obtained based on the local station link information (LI) and the adjacent station link information (NLI) of the route. As this calculation value, for example, the local station link information (LI), the adjacent station link information (NLI), and the product (RTLI = LI * NLI) can be used. It should be noted that any calculation method may be used as long as each of NLI and LI increases such that RTLI becomes larger, such as using sum instead of product or adding a predetermined weighting coefficient. . The local station link information and the adjacent station link information indicate link information regarding links in the reverse direction of the same route. Therefore, the round-trip link information is link information reflecting bidirectional link information.
リンク情報メトリック(LIM)としては、2ホップノードがnoneの場合には、往復リンク情報の逆数(LIM=1/(LI*NLI))を格納する。2ホップノードがnoneの以外場合には、リンク情報メトリックとしては、往復リンク情報の逆数と、同一1ホップノードの情報内の2ホップノードがnoneの場合のリンク情報メトリックと、の和を格納する。リンク情報メトリックは、経路ごとのメトリックを示す。一般に経路選択の際に、メトリックが小さい経路を優先して選択する。一方、自局リンク情報(隣局リンク情報も同様)は、値が大きい方が、品質が良くなるように正規化されているため、リンク情報メトリックとして往復リンク情報の逆数をとることにより、リンク情報メトリックが小さい経路を選択することにより品質の良い経路が選択されるようになる。 As the link information metric (LIM), when the two-hop node is none, the reciprocal number of the round-trip link information (LIM = 1 / (LI * NLI)) is stored. When the 2-hop node is other than none, the sum of the reciprocal of the round-trip link information and the link information metric when the 2-hop node in the same 1-hop node information is none is stored as the link information metric. . The link information metric indicates a metric for each route. In general, when a route is selected, a route with a small metric is preferentially selected. On the other hand, the link information of the local station (same for the link information of the neighboring station) is normalized so that the higher the value, the better the quality. Therefore, by taking the reciprocal of the round-trip link information as the link information metric, By selecting a route with a small information metric, a route with good quality is selected.
例えば、1ホップノードがノード2−1で2ホップノードがnoneの経路(図6の最上行のの経路)では、自局リンク情報の欄にはノード2−1から受信したHELLOメッセージに基づいて算出した自局リンク情報を正規化した値を格納し、隣局リンク情報の欄には、ノード2−1から受信したHELLOメッセージに格納されているゲートウエイノード1に対応するLI0を正規化した値を格納する。そして、往復リンク情報には、自局リンク情報(0.60)と隣局リンク情報(0.50)目の積(0.50×0.60=0.30)を格納し、リンク情報メトリックは、往復リンク情報の逆数(1/0.30=3.33)を格納する。
For example, in a route in which the 1-hop node is the node 2-1 and the 2-hop node is none (the route in the uppermost row in FIG. 6), the local link information column is based on the HELLO message received from the node 2-1. A value obtained by normalizing the calculated local station link information is stored, and a value obtained by normalizing LI0 corresponding to the
1ホップノードがノード2−1で2ホップノードがノード2−2の経路(図6の上から2行目の経路)では、自局リンク情報の欄にはノード2−1から受信したHELLOメッセージに格納されたノード2−2に対応するLI0を正規化した値を格納し、隣局リンク情報の欄には、ノード2−1から受信したHELLOメッセージに格納されているノード2−2に対応するNLI0を正規化した値を格納する。そして、往復リンク情報には自局リンク情報(0.90)と隣局リンク情報(0.90)目の積(0.90×0.90=0.81)を格納し、リンク情報メトリックは、往復リンク情報の逆数と、2ホップノードがnoneの場合のリンク情報メトリックとの和(1/0.81+3.33=4.57)を格納する。 In the route where the 1-hop node is the node 2-1 and the 2-hop node is the node 2-2 (route in the second row from the top in FIG. 6), the HELLO message received from the node 2-1 is displayed in the local link information column. The value obtained by normalizing LI0 corresponding to the node 2-2 stored in the node 2-2 is stored, and the adjacent link information column corresponds to the node 2-2 stored in the HELLO message received from the node 2-1. A value obtained by normalizing NLI0 to be stored is stored. The round trip link information stores the product (0.90 × 0.90 = 0.81) of the local station link information (0.90) and the adjacent station link information (0.90), and the link information metric is The sum (1 / 0.81 + 3.33 = 4.57) of the reciprocal of the round-trip link information and the link information metric when the two-hop node is none is stored.
なお、ここではリンク情報メトリックとして往復リンク情報の逆数をとるようにしたが、往復リンク情報に基づいて品質の良い経路ほど値が小さくなるようにリンク情報メトリックを決定する方法であれば他の演算方法を用いてもよい。さらに、往復リンクを経由せず、自局リンク情報と隣局リンク情報とを用いて品質の良いほど値が小さくなるように直接情報リンク情報メトリックを求めるようにしてもよい。 Here, the reciprocal number of the round trip link information is taken as the link information metric, but other computations can be used as long as the link information metric is determined based on the round trip link information so that the value of the route having a better quality becomes smaller. A method may be used. Further, the information link information metric may be obtained directly so that the value becomes smaller as the quality is higher, without using the round trip link, using the local station link information and the adjacent station link information.
経路候補優先順位には、通信先ごとの通信経路の優先順位を格納する。この経路候補優先順位は、次のように求める。まず、図6に例示したトポロジーテーブルから通信先の宛先が同一となる経路を抽出する。そして、抽出した経路のリンク情報メトリックを小さい順に高順位(順位が小さい値)になるように順位付けを行い、この順位を通信先ごとの経路候補優先順位として格納する。図6の例では、経路候補優先順位の欄に通信先のノードをカッコ内に記載している。これらの処理を通信先ごとに実施する。 In the route candidate priority, the priority of the communication route for each communication destination is stored. The route candidate priority order is obtained as follows. First, a route with the same communication destination is extracted from the topology table illustrated in FIG. Then, the link information metrics of the extracted routes are ranked so as to have a high rank (low rank value) in ascending order, and this rank is stored as a route candidate priority for each communication destination. In the example of FIG. 6, the communication destination node is described in parentheses in the path candidate priority column. These processes are performed for each communication destination.
例えば、ノード2−1を通信先とする経路(ゲートウエイ1とノード2−1との間の通信経路)としては、「ゲートウエイ1−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−3−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−4−ノード2−1」(図6の最上行目、6行目、10行目、14行目の経路)の4つの経路を抽出する。これらの経路のリンク情報メトリックは、それぞれ3.33,2.35,2.95,5.37であるから、最も小さい値2.35となる経路、すなわち「ゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−1」の経路が優先順位1となる。
For example, as a route (communication route between the
また、1位の中継数は、1ホップノードを同一とする経路の集合のうち、直接無線接続する経路以外の経路(中継ノードを含む経路)で経路候補優先順位が1となる経路とその数を示しており、2位の中継数は、1ホップノードを同一とする経路の集合のうち、直接無線接続する経路以外の経路で経路候補優先順位が2となる経路とその数を示している。図6では、直接無線接続する経路以外の経路で経路候補優先順位が1となる経路に、1位の中継数の欄に丸を記載している。同様に、直接無線接続する経路以外の経路で経路候補優先順位が2となる経路に、2位の中継数の欄に丸を記載している。 Further, the number of relays in the first place is the number of routes whose route candidate priority is 1 among routes (routes including relay nodes) other than the directly wirelessly connected route among a set of routes having the same 1-hop node. The number of relays in the second place indicates the number of routes having a route candidate priority of 2 among routes other than those directly connected by radio among the set of routes having the same 1-hop node. . In FIG. 6, a circle other than the direct wireless connection route having a route candidate priority of 1 is indicated with a circle in the first relay number column. Similarly, a circle other than the direct wireless connection route with a route candidate priority of 2 is marked with a circle in the second relay number column.
また、図6では、1ホップノードごとに2ホップノードがnoneの行の1位の中継数,2位の中継数の欄に、当該1ホップノードを1ホップノードとする経路の集合のうちの直接無線接続する経路以外の経路で経路候補優先順位が1となる経路の数、2となる経路の数をそれぞれ記載している。 Further, in FIG. 6, for each 1-hop node, in the column of 1st relay number and 2nd relay number in the row where 2 hop node is none, among the set of routes having the 1 hop node as 1 hop node The number of routes that have a route candidate priority of 1 in routes other than those directly connected by wireless connection is described.
なお、1位の中継数,2位の中継数の欄は、特定のノードに中継処理が集中することを防ぐ処理(中継負荷低減処理)を行なう際に参照するために設けており、中継負荷低減処理を行わない場合には1位の中継数,2位の中継数の欄はトポロジーテーブルには設けなくてもよい。2ホップの通信経路は、他のノード(中継ノード)を経由した通信を行うことになる。通信先のノードが異なっても、同一の中継ノードを用いる場合も想定される。このような場合、中継ノードでの処理負荷が集中するため、1つの中継ノードが中継する通信経路の数(以下、中継装置数という)に制限を求めることにより、処理負荷の集中を避けることができる。 The columns for the number of first relays and the number of second relays are provided for reference when performing processing (relay load reduction processing) for preventing relay processing from concentrating on a specific node. When the reduction process is not performed, the first relay number and second relay number columns need not be provided in the topology table. The two-hop communication path performs communication via another node (relay node). Even when the communication destination nodes are different, the same relay node may be used. In such a case, since the processing load at the relay node is concentrated, it is possible to avoid the concentration of the processing load by obtaining a limit on the number of communication paths relayed by one relay node (hereinafter referred to as the number of relay devices). it can.
したがって、本実施の形態では、中継負荷低減処理としては、経路選択の際、通信経路ごとの優先順位だけでなく、通信経路ごとの中継ノードの中継数も考慮する処理を行う。例えば、図6の例では、ノード2−2およびノード2−3では1位の中継数や2位の中継数の経路数が多く、ノード2−1およびノード2−4では1位の中継数や2位の中継数の経路数が少ない。そのため、ノード2−2およびノード2−3の方が、ノード2−1およびノード2−4に比べ、中継負荷が集中する可能性が高い。 Therefore, in the present embodiment, as the relay load reduction process, a process is performed in consideration of not only the priority for each communication path but also the number of relay nodes of each relay path when selecting a path. For example, in the example of FIG. 6, the number of relays of the first place and the number of relays of the second place are large in the node 2-2 and the node 2-3, and the number of relays of the first place in the nodes 2-1 and 2-4. There are few routes of the second number of relays. Therefore, the node 2-2 and the node 2-3 are more likely to concentrate relay loads than the nodes 2-1 and 2-4.
例えば、ゲートウエイ1とノード2−3との中継装置数の上限を1とする。そして、例えば、ゲートウエイ1とノード2−1との通信経路として、ノード2−2を経由した通信経路を選択し、ゲートウエイ1とノード2−3との間は直接無線接続する通信経路を選択しているとする。この場合に、ゲートウエイ1とノード2−3と間にリンク障害が生じると、ゲートウエイ1とノード2−3のとの間の2番目の優先順位の通信経路はゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−3の経路であるが、ノード2−2は既に中継装置数が1であり、中継装置数の上限を1とした場合、ゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−3の経路は選択できない。したがって、この場合は3番目の優先順位のゲートウエイ1−ノード2−4−ノード2−3を選択する。
For example, the upper limit of the number of relay devices between the
このように、例えば、中継装置数に上限を設け、中継ノードが中継装置数の上限以内の中継を行なう範囲で、優先順位が最も高い通信経路を選択する。ゲートウエイ1は、ノード2−1〜2−4ごとに中継装置数を管理しておくこととする。トポロジーテーブルに中継装置数の欄を設け、ノード2−1〜2−4ごとに中継装置数を格納しておくようにしてもよい。また、トポロジーテーブルに現在選択中の経路を示す欄を設け、経路選択時にその欄を参照することにより、ノード2−1〜2−4ごとの中継装置数を求めるようにしてもよい。
Thus, for example, an upper limit is set for the number of relay devices, and a communication path with the highest priority is selected within a range where the relay node performs relaying within the upper limit of the number of relay devices. The
なお、本実施の形態では、ゲートウエイ1は、HELLOメッセージを用いて図6に示したトポロジーテーブを生成および更新するようにしたが、2ホップまでの通信経路を構成するリンクごとの品質をそれぞれ取得すれば、HELLOメッセージを用いた方法に限らず、どのような方法としてもよい。
In this embodiment, the
図7は、本実施の形態の経路選択手順の一例を示すフローチャートである。図7に示す経路選択手順は、図5で説明したトポロジー発見処理が実施された後に実施される。ゲートウエイ1の経路選択部24は、ステップS17で更新されたHELLOメッセージ情報管理テーブルから2ホップまでの通信経路のリンク情報(自局リンク情報および隣リンク情報)を抽出してトポロジーテーブルに格納し、通信経路ごとに往復リンク情報およびリンク情報メトリックを算出し、算出結果をさらにトポロジーテーブルに格納する(ステップS21)。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a route selection procedure according to the present embodiment. The route selection procedure shown in FIG. 7 is performed after the topology discovery process described in FIG. 5 is performed. The
つぎに、ゲートウエイ1の経路選択部24は、通信先のノードごとに、リンク情報メトリックに基づいて通信経路を順位付けし、その順位をトポロジーテーブルの経路候補優先順位として格納する(ステップS22)。そして、ゲートウエイ1の経路選択部24は、経路候補優先順位に基づいて、通信先ごとに経路を選択する(ステップS23)。なお、通常は高順位の経路を優先して選択する。なお、ここでは以上の経路選択手順を経路選択部24が行うようにしたが、制御部22がこの処理も行うようにしてもよい。
Next, the
以上のような手順でゲートウエイ1は、ノード2−1〜2−4との間の通信経路を2ホップ以内で品質の良い経路を選択することができる。
The
なお、HELLOメッセージに格納した情報およびHELLOメッセージから抽出した情報(図6では、自局リンク情報と隣局リンク情報に相当)はHELLOメッセージ情報管理テーブルに保持されている。ここでは、説明のため、HELLOメッセージ情報管理テーブルと重複する情報については、トポロジーテーブルに含めなくてもよい。HELLOメッセージ情報管理テーブルと重複する情報についてトポロジーテーブルに含めない場合、自局リンク情報と隣局リンク情報については、HELLOメッセージ情報管理テーブルから読出し、読みだした値に基づいて上述の往復リンク情報、リンク情報メトリック等を算出し、算出した値を経路ごとにトポロジーテーブルとして保持するようにしてもよい。すなわち、トポロジーテーブルには、往復リンク情報、リンク情報メトリック、経路候補有順位が格納されていればよい。この場合、上述の自局リンク情報および隣局リンク情報の正規化は、往復リンク情報を求める際に実施すればよい。 Information stored in the HELLO message and information extracted from the HELLO message (corresponding to own station link information and adjacent station link information in FIG. 6) are held in the HELLO message information management table. Here, for the sake of explanation, information overlapping with the HELLO message information management table may not be included in the topology table. When information overlapping with the HELLO message information management table is not included in the topology table, the local station link information and the neighboring station link information are read from the HELLO message information management table and based on the read values, the above-described round-trip link information, A link information metric or the like may be calculated, and the calculated value may be held as a topology table for each route. That is, the topology table only needs to store round-trip link information, link information metrics, and route candidate presence ranks. In this case, normalization of the local station link information and the adjacent station link information described above may be performed when the round-trip link information is obtained.
また、本実施の形態では、ゲートウエイ1が通信経路を選択し、各ノード2−1〜2−4は経路選択を実施しないようなマスタ−スレーブ構成に準じる場合を想定したが、これに限らず、全てのノードがそれぞれ通信経路を選択する場合には、通信システムを構成するノードがそれぞれ図3に示したゲートウエイ1と同様の構成を有し、ゲートウエイ1と同様に、トポロジーテーブルを用いて経路選択手順実施するようにすればよい。すなわち、通信システム内でデータの通信経路を選択する送信元ノード(ゲートウエイ1を含む)が、上述のゲートウエイ1と同様に、トポロジーテーブルを用いて経路選択手順実施することにより、当該送信元ノードから2ホップまでの経路で経路選択を行なうことができる。
In the present embodiment, it is assumed that the
また、本実施の形態では、往復の通信で同一通信経路を用いることとし、ゲートウエイ1が往復リンク情報に基づいてリンク情報メトリックを算出し、通信経路を選択するようにしたが、往復の通信で同一通信経路を用いる必要がない場合(例えば送信元ノードがそれぞれ送信する通信経路を選択する場合)は、送信方向のリンク情報に基づいてリンク情報メトリックを算出すようにしてもよい。
In the present embodiment, the same communication path is used for round-trip communication, and the
なお、図6のトポロジーテーブルでは、自局リンク情報を1つの情報とする例を示したが、この自局リンク情報を複数の種別の情報に基づいて算出した値としてもよい。具体的には、パケット伝送品質評価値(PER等)のN回分の演算値をV1とし、無線品質評価値(RSSI等)のN回分(HELLOメッセージN回分)の演算値をV2とし、トラヒック量等の無線使用状況を評価する値の演算値をV3というように、i番目の種別のN回分の演算値をVi(iは1以上の整数)とする。その場合、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4は、例えば、以下の式(1)に基づいて自局リンク情報(LI)を算出する。なお、a1,a2,a3,…は重み付け係数とする。
LI= a1×V1+a2×V2+a3×V3+… …(1)
In the topology table of FIG. 6, the local station link information is shown as one piece of information. However, the local station link information may be a value calculated based on a plurality of types of information. Specifically, the calculated value for N times of packet transmission quality evaluation values (such as PER) is V1, the calculated value for N times of wireless quality evaluation values (such as RSSI) (for HELLO messages N times) is V2, and the traffic volume The calculated value of the value for evaluating the wireless usage status, such as V3, is set to Vi (i is an integer equal to or greater than 1) as the calculated value for the i-th type N times. In that case, the
LI = a1 * V1 + a2 * V2 + a3 * V3 + (1)
a1,a2,a3,…は、各情報の重要度等に基づいてあらかじめ設定しておく。なお、a1,a2,a3,…を更新するための手段を設け、a1,a2,a3,…を更新できるようにしてもよい。 a1, a2, a3,... are set in advance based on the importance of each information. Note that a means for updating a1, a2, a3,... May be provided so that a1, a2, a3,.
また、複数の種別の情報を上述のように1つの自局リンク情報として統合せずに、複数のリンク情報として管理し(HELLOメッセージに格納して送信し)、経路選択時に複数の種別の情報を統合するようにしてもよい。 Also, a plurality of types of information are managed as a plurality of link information (stored in a HELLO message and transmitted) without being integrated as a single local station link information as described above, and a plurality of types of information are selected at the time of route selection. May be integrated.
図8は、自局リンク情報として3つの種別の情報を用いる場合に、ゲートウエイ1が保持するトポロジーテーブルの一例を示す図である。この例では、自局リンク情報としてLI0,LI1,LI2の3つを、隣局リンク情報としてNLI0,NLI1,NLI2の3つをそれぞれ用いる。例えば、LI0およびNLI0としてRSSIを、LI1およびNLI1としてPERを、LI2およびNLI2として往復遅延時間(RTT(Round Trip Time))を用いることができる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a topology table held by the
なお、図8では、HELLOメッセージにより交換および管理される自局リンク情報(LI0、LI1,LI2)と隣局リンク情報(NLI0,NLI1,NLI1)を記載していない。自局リンク情報(LI)と隣局リンク情報(NLI)は、HELLOメッセージ情報管理テーブルに格納されており、図8の例ではHELLOメッセージ情報管理テーブルと重複する情報を含まない例を示している。 In FIG. 8, the local station link information (LI0, LI1, LI2) and the adjacent station link information (NLI0, NLI1, NLI1) exchanged and managed by the HELLO message are not described. The local station link information (LI) and the adjacent station link information (NLI) are stored in the HELLO message information management table, and the example of FIG. 8 shows an example that does not include information overlapping with the HELLO message information management table. .
図8のトポロジーテーブルでは、リンク情報ごとに同一リンクについての自局リンク情報と隣局リンク情報とに基づいて往復リンク情報を算出し、算出した往復リンク情報に基づいてリンク情報ごとのリンク情報メトリックを求める。すなわち、LI0とNLI0とに基づいて、往復リンク情報#0を算出し、LI1とNLI1とに基づいて往復リンク情報#1を算出し、LI2とNLI2とに基づいて往復リンク情報#2を算出する。そして、往復リンク情報#0に基づいて、図6の例と同様にリンク情報メトリック#0を算出し、復リンク情報#1に基づいてリンク情報メトリック#1を算出し、往復リンク情報#2に基づいてリンク情報メトリック#2を算出する。
In the topology table of FIG. 8, for each link information, round-trip link information is calculated based on the local station link information and neighboring station link information for the same link, and the link information metric for each link information is calculated based on the calculated round-trip link information. Ask for. That is, round trip
そして、リンク情報メトリック(総合)として、リンク情報メトリック#0〜リンク情報メトリック#2の総和を格納する。経路候補優先順位については、リンク情報メトリック(総合)に基づいて順位付けを行う。1位の中継数および2位の中継数については、図6の例と同様である。
Then, the sum of link information
例えば、1ホップノードがノード2−1で2ホップノードがnoneの経路(図8の最上行)については、リンク情報メトリック#0,#1,#2の欄には、それぞれ往復リンク情報#0,#1,#2の逆数を格納する。そして、リンク情報メトリック(総和)の欄には、リンク情報メトリック#0,#1,#2の総和を格納する。
For example, for the route in which the 1-hop node is the node 2-1 and the 2-hop node is none (the top row in FIG. 8), the column of link
また、例えば、1ホップノードがノード2−1で2ホップノードがノード2−2の経路(図8の2行目)では、リンク情報メトリック#0の欄には、図8の2行目の往復リンク情報#0の値の逆数と、2ホップノードがnoneの場合(図8の最上行)のリンク情報メトリック#0の値と、の和を格納する。同様に、リンク情報メトリック#1の欄には、図8の2行目の往復リンク情報#1の値の逆数と、2ホップノードがnoneの場合(図8の最上行)のリンク情報メトリック#1の値と、の和をそれぞれ格納し、リンク情報メトリック#2の欄には、図8の2行目の往復リンク情報#2の値の逆数と、2ホップノードがnoneの場合(図8の最上行)のリンク情報メトリック#2の値と、の和をそれぞれ格納する。そして、図8の2行目のリンク情報メトリック(総和)には、図8の2行目のリンク情報メトリック#0,#1,#2の総和を格納する。
Further, for example, in the route (the second line in FIG. 8) where the 1-hop node is the node 2-1 and the 2-hop node is the node 2-2, the link information
そして、ゲートウエイ1は、図8に例示したトポロジーテーブルに基づいて、上述の経路選択手順と同様に、通信先ごとに、使用する通信経路を選択する。図8の例では、例えば、ゲートウエイ1とノード2−1との間の通信経路として、「ゲートウエイ1−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−3−ノード2−1」、「ゲートウエイ1−ノード2−4−ノード2−1」(図8の最上行目、6行目、10行目、14行目の経路)の4つの経路がある。そして、これらの経路のリンク情報メトリック(総合)の値は、それぞれ9.37,7.47,10.31,17.71である。したがって、リンク情報メトリック(総合)の値が最も小さい「ゲートウエイ1−ノード2−2−ノード2−1」の経路が選択される。
Then, the
つぎに、図8の例で自局リンク情報#2(LI2)として用いたRTTの測定方法について説明する。RTTの測定方法はどのような測定方法を用いてもよいが、例えば以下に示す方法で測定することができる。なお、RTTは、これ自体が往復のリンク状態を表す値であるため、RTTに対応する自局リンク情報#2としてはRTTの測定値を正規化した数値を用いればよい。また、RTTについてはHELLOメッセージにより情報交換を行なわなくてもよいため、ここでは、ゲートウエイ1がRTTを測定することとする。なお、RTTのみをリンク情報として用いる場合には、HELLOメッセージに自局リンク情報および隣局リンク情報を含まなくてもよい。
Next, the RTT measurement method used as the local station link information # 2 (LI2) in the example of FIG. 8 will be described. Any measurement method may be used as the RTT measurement method. For example, it can be measured by the following method. Since the RTT itself is a value representing the reciprocal link state, a numerical value obtained by normalizing the measured value of the RTT may be used as the local station
図9は、RTTの測定方法の一例を示すチャート図である。まず、ゲートウエイ1とノード2−1〜2−4の間で、上述したトポロジー発見処理が実施される(ステップS31)。ゲートウエイ1は、トポロジー発見処理により、1ホップノードと2ホップノードのインターフェースアドレスを取得することができる。ゲートウエイ1は、1ホップノードと2ホップノードのインターフェースアドレスを取得した後に、1ホップノードうちの1つに対してユニキャストにより応答を要求するプローブパケット(Probe)を送信する(ステップS32)。1ホップノードは、当該プローブパケットを受信すると、最短時間で受信したプローブパケットに対する応答として当該プローブパケットをゲートウエイ1へ返送する(ステップS33)。
FIG. 9 is a chart showing an example of an RTT measurement method. First, the above-described topology discovery process is performed between the
ゲートウエイ1では、ステップS3でプローブパケットを送信した送信時間を保持しておき、また返送されたプローブパケットを受信した受信時刻を保持し、送信時間と受信時間とに基づいてRTTを算出する(ステップS34)。
The
そして、ゲートウエイ1は、ステップS32でプローブパケットを送信した際の1ホップノードを経由する2ホップノードのうちの1つに対して、当該1ホップノードを経由した経路でユニキャストによりプローブパケット(Probe)を送信する(ステップS35,S36)。2ホップノードは、当該プローブパケットを受信すると、最短時間でプローブパケットを当該1ホップノード経由でゲートウエイ1へ返送する(ステップS37,S38)。
Then, the
ゲートウエイ1では、ステップS35でプローブパケットを送信した際の送信時間を保持しておき、また返送されたプローブパケットを受信した受信時刻を保持し、送信時間と受信時間とに基づいてRTTを算出する(ステップS39)。そして、同一の1ホップノードを経由する2ホップノードについて、それぞれステップS35からステップS39を実施して、2ホップノードごとにRTTを求める。さらに、1つの1ホップノードごとに、これらの処理を終了すると、他の1ホップノードについてステップS32以降の処理を同様に実施する。
The
なお、図9の手順は一例であり、2ホップまでの経路ごとにRTTを算出することができれば、プローブパケットの送信の順序はどのような順序としてもよい。また、ここでは1ホップノードごとに上述のようにRTTを算出するようにしたが、複数の1ホップノードについて、同時にこれらの処理を行い、それぞれのRTTを求めるようにしてもよい。 Note that the procedure of FIG. 9 is an example, and the order of probe packet transmission may be any order as long as the RTT can be calculated for each route up to two hops. Here, the RTT is calculated for each one-hop node as described above. However, these processes may be simultaneously performed for a plurality of one-hop nodes to obtain each RTT.
このように、本実施の形態では、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4は、HELLOメッセージを送信し、受信したHELLOメッセージに基づいて隣接ノードとのリンクの品質を示すリンク情報を自局リンク情報として算出し、隣接ノードごとの自局リンク情報をHELLOメッセージに格納して送信する。そして、ゲートウエイ1およびノード2−1〜2−4は、受信したHELLOメッセージに基づいて、隣接ノードが算出した自局との間のリンクの品質を示す自局リンク情報を隣局リンク情報として抽出する。ゲートウエイ1は、通信経路ごとに、自局リンク情報および隣局リンク情報に基づいて通信経路の品質を示すリンク情報メトリックを求め、リンク情報メトリックに基づいて通信経路を選択するようにした。そのため、レイテンシーを抑えるとともに、直接無線通信できない無線ノード装置間に通信経路を設定することができる。
As described above, in the present embodiment, the
以上のように、本発明にかかるトポロジー発見方法、経路選択方法、通信装置および通信システムは、工業用無線通信システムに有用であり、特に、レイテンシーを短くすることが要求される工業用無線通信システムに適している。 As described above, the topology discovery method, route selection method, communication apparatus, and communication system according to the present invention are useful for industrial wireless communication systems, and in particular, industrial wireless communication systems that are required to reduce latency. Suitable for
1 ゲートウエイ(Gateway)
2−1〜2−4 ノード(Node)
10,11,12,13 通信経路
14 HELLOメッセージ送信方向
21 無線送受信部
22 制御部
23,25 テーブル保持部
24 経路選択部
1 Gateway
2-1 to 2-4 Node (Node)
10, 11, 12, 13
Claims (16)
前記通信装置のうち前記通信システム内の通信経路を選択する送信元装置が、他の前記通信装置との間の所定のホップ数以内の通信経路ごとに、前記通信経路を構成するリンクごとの品質を示すリンク情報を取得するリンク情報取得ステップと、
前記送信元装置が、前記リンク情報に基づいて通信相手の前記通信装置ごとに前記通信経路の優先順位を決定する順位付ステップと、
前記送信元装置が、前記通信経路ごとの前記通信経路の前記優先順位をトポロジーテーブルとして保持するテーブル保持ステップと、
前記送信元装置が、前記優先順位に基づいて通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択する経路選択ステップと、
前記送信元装置が、前記通信装置ごとに、前記経路選択ステップにより選択されている通信経路のうち前記通信装置を経由する前記送信元装置と他の前記通信装置との間の通信経路の数を中継装置数として求める中継装置数算出ステップと、
を含み、
前記経路選択ステップでは、さらに前記中継装置数に基づいて、通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択することを特徴とする経路選択方法。 A route selection method in a communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication,
The quality of each link that constitutes the communication path for each communication path within a predetermined number of hops between the source apparatus that selects a communication path in the communication system among the communication apparatuses. A link information acquisition step for acquiring link information indicating
A ranking step in which the transmission source device determines a priority of the communication path for each communication device of a communication partner based on the link information;
A table holding step in which the transmission source device holds the priority of the communication path for each communication path as a topology table;
A route selection step in which the transmission source device selects a communication route to be used with the communication device of a communication partner based on the priority order;
The transmission source device determines, for each communication device, the number of communication paths between the transmission source device and other communication devices that pass through the communication device among the communication routes selected in the route selection step. A step of calculating the number of relay devices to be obtained as the number of relay devices;
Including
In the route selection step, a route selection method further comprising: selecting a communication route to be used with the communication device as a communication partner based on the number of relay devices.
前記報知メッセージを受信した前記通信装置が、該報知メッセージに含まれる自局を隣接通信装置とする前記自局リンク情報を、該報知メッセージの送信元の前記通信装置を隣接通信装置とした場合の隣局リンク情報とし、自局が送信する前記報知メッセージに隣接通信装置ごとの前記隣局リンク情報をさらに格納して送信する隣局リンク情報送信ステップと、
をさらに含み、
前記リンク情報取得ステップでは、前記送信元装置が受信した前記報知メッセージに基づいて前記リンク情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の経路選択方法。 The communication device calculates the local station link information that is the link information with the adjacent communication device based on the received signal received from the adjacent communication device, and stores the local station link information for each adjacent communication device. A local station link information transmission step for transmitting a notification message;
When the communication device that has received the notification message uses the local station link information in which the local station included in the notification message is the adjacent communication device, and the communication device that is the transmission source of the notification message is the adjacent communication device Neighboring station link information, the neighboring station link information transmission step of further storing and transmitting the neighboring station link information for each neighboring communication device in the notification message transmitted by the own station,
Further including
In the link information acquisition step, the link information is acquired based on the notification message received by the transmission source device.
The route selection method according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載の経路選択方法。 In the local station link information transmission step, the notification message is used as the received signal.
The route selection method according to claim 2, wherein:
ことを特徴とする請求項2または3に記載の経路選択方法。 The local station link information is information indicating one or more of packet transmission quality, radio quality, traffic volume, and communication rate.
The route selection method according to claim 2 or 3, wherein
前記自局リンク情報送信ステップでは、受信した所定数の前記報知メッセージに対して所定の演算を行なうことにより前記自局リンク情報を算出する、
ことを特徴とする請求項2、3または4に記載の経路選択方法。 The communication device periodically transmits the notification message,
In the local station link information transmission step, the local station link information is calculated by performing a predetermined calculation for the predetermined number of received notification messages.
The route selection method according to claim 2, 3, or 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の経路選択方法。 The predetermined calculation is one of an average value calculation calculation and a maximum value calculation calculation,
The route selection method according to claim 5, wherein:
をさらに含み、
前記順位付ステップでは、前記リンク情報メトリックに基づいて前記通信経路ごとの前記通信経路の前記優先順位を決定する、
ことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1つに記載の経路選択方法。 For the communication path in which the transmission source device directly wirelessly connects to the own station for each communication device, the own station link information calculated by the own station for each communication partner device that is the communication device of the communication partner, A round-trip link information indicating a round-trip quality of a link with the communication counterpart device based on the neighbor link information corresponding to the communication counterpart device stored in the notification message transmitted by a station, for the communication path via the relay device is a pre-Symbol communications device for relaying, and the own station link information local station is calculated for each communication partner device is the communication device of the communication partner, the mobile station transmits The neighboring station link information corresponding to the communication partner apparatus stored in the notification message, the own station link information stored in the notification message received from the relay apparatus, and the neighboring station link Information, and round trip link information indicating the round trip quality of the link with the communication partner device is calculated, a link information metric is obtained based on the calculated round trip link information, and the link information metric is further calculated Metric calculation step for storing each communication path in the topology table,
Further including
In the ranking step, the priority of the communication path for each communication path is determined based on the link information metric.
The route selection method according to any one of claims 2 to 6.
ことを特徴とする請求項7に記載の経路選択方法。 For communication paths of two or more hops, the local station link information calculated by the local station for each communication partner apparatus that is the communication apparatus of the communication partner and the communication partner apparatus stored in the notification message transmitted by the local station Direct round-trip link information which is round-trip link information obtained based on the corresponding neighboring station link information, the local station link information and the neighboring station link information stored in the notification message received from the relay device, The round-trip link information is calculated by summing or weighted addition of the relay link information obtained based on
The route selection method according to claim 7.
ことを特徴する請求項7または8に記載の経路選択方法。 Calculating the round-trip link information as a product or sum of the local station link information and the neighboring station link information;
9. The route selection method according to claim 7 or 8, wherein:
前記メトリック算出ステップでは、種別ごとに前記通信経路ごとの前記リンク情報メトリックを算出し、種別ごとの前記リンク情報メトリックに基づいて前記通信経路ごとの総合リンク情報メトリックを算出し、前記総合リンク情報メトリックをさらに前記トポロジーテーブルに通信経路ごとに格納する総合メトリック算出ステップ、
をさらに含み、
前記順位付ステップでは、前記総合リンク情報メトリックに基づいて前記通信経路ごとの前記通信経路の前記優先順位を決定する、
ことを特徴とする請求項7、8または9に記載の経路選択方法。 The local station link information and the neighbor station link information are composed of one or more types of link information,
In the metric calculation step, the link information metric for each communication path is calculated for each type, the total link information metric for each communication path is calculated based on the link information metric for each type, and the total link information metric Further, a total metric calculation step for storing each communication path in the topology table,
Further including
In the ranking step, the priority of the communication path for each communication path is determined based on the total link information metric.
The route selection method according to claim 7, 8 or 9.
前記プローブパケットを受信した前記通信相手装置が、前記プローブパケットに対する応答パケットを前記送信元装置へ送信する応答ステップと、
前記送信元装置が、前記プローブパケットを送信した時刻と、前記応答パケットを受信した時刻と、に基づいて前記通信経路ごとの往復応答時間を求める応答時間算出ステップと、
をさらに含み、
総合メトリック算出ステップでは、さらに前記往復応答時間に基づいてリンク情報メトリックを算出し、さらに該リンク情報メトリックに基づいて前記総合リンク情報メトリックを算出する、
ことを特徴とする請求項10に記載の経路選択方法。 A packet transmission step in which the transmission source device transmits a probe packet for requesting a response packet to a communication partner device of the communication path using the communication path for each of the communication paths;
The communication partner device that has received the probe packet transmits a response packet to the probe packet to the transmission source device; and
A response time calculating step for obtaining a round-trip response time for each of the communication paths based on the time when the transmission source device transmits the probe packet and the time when the response packet is received;
Further including
In the total metric calculation step, a link information metric is further calculated based on the round-trip response time, and the total link information metric is further calculated based on the link information metric.
The route selection method according to claim 10.
前記通信装置のうち前記通信システム内の通信経路を選択する送信元装置が、他の前記通信装置との間の所定のホップ数以内の通信経路ごとに、該通信経路を用いて該通信経路の通信相手装置へ応答パケットを要求するプローブパケットを送信するパケット送信ステップと、
前記プローブパケットを受信した前記通信相手装置が、前記プローブパケットに対する応答パケットを前記送信元装置へ送信する応答ステップと、
前記送信元装置が、前記プローブパケットを送信した時刻と、前記応答パケットを受信した時刻と、に基づいて前記通信経路ごとの往復応答時間を求める応答時間算出ステップと、
前記送信元装置が、前記応答時間に基づいて通信相手装置ごとに前記通信経路の優先順位を決定する順位付ステップと、
前記送信元装置が、前記通信経路ごとの前記通信経路の前記優先順位をトポロジーテーブルとして保持するテーブル保持ステップと、
前記送信元装置が、前記優先順位に基づいて通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択する経路選択ステップと、
前記送信元装置が、前記通信装置ごとに、前記経路選択ステップにより選択されている通信経路のうち前記通信装置を経由する前記送信元装置と他の前記通信装置との間の通信経路の数を中継装置数として求める中継装置数算出ステップと、
を含み、
前記経路選択ステップでは、さらに前記中継装置数に基づいて、通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択する、
ことを特徴する経路選択方法。 A route selection method in a communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication,
A transmission source device that selects a communication route in the communication system among the communication devices uses the communication route for each communication route within a predetermined number of hops with the other communication device. A packet transmission step of transmitting a probe packet for requesting a response packet to the communication partner device;
The communication partner device that has received the probe packet transmits a response packet to the probe packet to the transmission source device; and
A response time calculating step for obtaining a round-trip response time for each of the communication paths based on the time when the transmission source device transmits the probe packet and the time when the response packet is received;
A ranking step in which the transmission source device determines the priority of the communication path for each communication partner device based on the response time;
A table holding step in which the transmission source device holds the priority of the communication path for each communication path as a topology table;
A route selection step in which the transmission source device selects a communication route to be used with the communication device of a communication partner based on the priority order;
The transmission source device determines, for each communication device, the number of communication paths between the transmission source device and other communication devices that pass through the communication device among the communication routes selected in the route selection step. A step of calculating the number of relay devices to be obtained as the number of relay devices;
Including
In the route selection step, further, based on the number of relay devices, select a communication route to be used with the communication device of the communication partner,
A route selection method characterized by that.
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の経路選択方法。 The transmission source device is a gateway device that is one of the communication devices,
The route selection method according to any one of claims 1 to 12.
ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載の経路選択方法。 In the route selection step, as a communication route to be used with the communication device of the communication partner, a communication route having the highest priority is selected in a range where the number of relay devices is within a predetermined upper limit value.
The route selection method according to any one of claims 1 to 13, wherein the method is selected.
通信経路ごとの優先順位を格納したトポロジーテーブルを格納するためのトポロジー保持部と、
他の前記通信装置との間の所定のホップ数以内の通信経路ごとに、前記通信経路を構成するリンクごとの品質を示すリンク情報を取得し、前記リンク情報に基づいて通信相手の前記通信装置ごとに前記通信経路の前記優先順位を決定し、前記優先順位を前記トポロジーテーブルとして格納するリンク情報取得部と、
前記トポロジーテーブルに格納された前記優先順位に基づいて、通信相手の前記通信装置との間に用いる通信経路を選択する経路選択部と、
を備え、
前記経路選択部は、前記通信装置ごとに、前記経路選択部により選択されている通信経路のうち前記通信装置を経由する前記送信元装置と他の前記通信装置との間の通信経路の数を中継装置数として求め、さらに前記中継装置数に基づいて、通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択することを特徴とする通信装置。 The communication device in a communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication,
A topology holding unit for storing a topology table storing priorities for each communication path;
Link information indicating the quality of each link constituting the communication path is acquired for each communication path within a predetermined number of hops with another communication apparatus, and the communication apparatus of the communication partner is acquired based on the link information A link information acquisition unit that determines the priority of the communication path for each and stores the priority as the topology table;
A route selection unit that selects a communication route to be used with the communication device of the communication partner based on the priority order stored in the topology table;
With
The path selection unit determines, for each communication device, the number of communication paths between the transmission source device and the other communication devices that pass through the communication device among the communication routes selected by the route selection unit. determined as a relay device number, further on the basis of the relay device number, a communication device according to claim you to select the communication channel to be used with the communication device of the communication partner.
通信経路ごとの優先順位を格納したトポロジーテーブルを格納するためのトポロジー保持部と、
他の前記通信装置との間の所定のホップ数以内の通信経路ごとに、前記通信経路を構成するリンクごとの品質を示すリンク情報を取得し、前記リンク情報に基づいて通信相手の前記通信装置ごとに前記通信経路の前記優先順位を決定し、前記優先順位を前記トポロジーテーブルとして格納するリンク情報取得部と、
前記トポロジーテーブルに格納された前記優先順位に基づいて、通信相手の前記通信装置との間に用いる通信経路を選択する経路選択部と、
を備え、
前記経路選択部は、前記通信装置ごとに、前記経路選択部により選択されている通信経路のうち前記通信装置を経由する前記送信元装置と他の前記通信装置との間の通信経路の数を中継装置数として求め、さらに前記中継装置数に基づいて、通信相手の前記通信装置との間で用いる通信経路を選択することを特徴する通信システム。 A communication system including a plurality of communication devices that perform wireless communication, wherein a transmission source device that selects a communication path in the communication system among the communication devices is
A topology holding unit for storing a topology table storing priorities for each communication path;
Link information indicating the quality of each link constituting the communication path is acquired for each communication path within a predetermined number of hops with another communication apparatus, and the communication apparatus of the communication partner is acquired based on the link information A link information acquisition unit that determines the priority of the communication path for each and stores the priority as the topology table;
A route selection unit that selects a communication route to be used with the communication device of the communication partner based on the priority order stored in the topology table;
With
The path selection unit determines, for each communication device, the number of communication paths between the transmission source device and the other communication devices that pass through the communication device among the communication routes selected by the route selection unit. communication system determined as a relay device number, further based on the relay device number, features that you select a communication channel to be used with the communication device of the communication partner.
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