CN1929384A - 移动自组织网络系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种在利用OLSR的固定终端和移动终端的通信过程中避免从直接通信向双跳通信切换时发生的通信中断之方法。在利用OLSR的自组织通信过程中，当移动终端向固定终端的通信区域外进行移动时，从出了通信区域到超时的期间，即使存在对固定终端和移动终端的通信进行中继的终端，也不能进行通信。为了实现连续通信，在没有通信中断的状况下从直接通信向双跳通信进行切换。各终端取得位置信息和速度信息，并不断向外围终端进行通告。固定终端和自身的通信区域进行比较，按照移动终端的位置·速度信息来检测出向通信区域外移动的状况，预先向经由中继终端的双跳通信进行切换。

Description

移动自组织网络系统
技术领域
本发明涉及一种自组织网络系统，特别涉及到利用了OLSR的通信系统中固定终端和移动终端的最佳通信路径选择方法。
背景技术
对于由IETF研究的Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)来说，如非专利文献1所示，各终端在终端间定期交换包含可直接通信终端列表的Hello消息。利用该Hello消息，取得外围终端的信息，来构建自组织网络。
非专利文献1 RFC3626，Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)，October，2003
在OLSR中，各终端根据Hello消息的信息，制作到外围终端的通信路径。另外，在一定时间(超时时间)不能接收来自作为可直接通信之终端的Hello消息时，判断出不能和该终端进行直接通信，并变更通信路径。因此，其状态为，在固定终端和移动终端的通信过程中，当移动终端向固定终端的通信区域外进行移动时，从出了通信区域到超时的期间，即使存在对固定终端和移动终端的通信进行中继的终端，也不能进行通信。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在利用OLSR的固定终端和移动终端的通信过程中避免从直接通信向双跳通信切换时发生的通信中断之方法。
为了达到上述目的，各终端取得位置信息和速度信息，向外围终端进行通告。固定终端和自身的通信区域进行比较，按照移动终端的位置·速度信息事先检测出向通信区域外移动的状况，向经由中继终端的双跳通信进行切换。
根据本发明，在移动终端和固定终端的通信过程中，当移动终端从固定终端的通信区域向外移动时，不用中断通信就能够从直接通信向双跳通信进行切换。
附图说明
图1是使用本发明的网络概念图。
图2是表示本发明中使用的基站内部结构的框图。
图3是表示本发明中使用的终端内部结构的框图。
图4是说明邻近终端列表结构的概念图。
图5是说明OLSR消息处理的流程图。
图6是说明通信路径制作处理的流程图。
图7是说明实施本发明后的状态的顺序图。
图8是附加位置·速度信息后的Hello消息的格式图。
图9是说明Hello消息接收历史记录结构的概念图。
图10是说明Hello消息接收历史记录制作时的处理的流程图。
图11是说明电波地图制作时的处理的流程图。
图12是说明分割成放射状网格后的电波图的概念图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式，参照附图进行说明。
实施例1
图1是表示本发明安装的自组织通信系统的结构例。图1所示的系统由基站101及可移动终端102、103构成。基站101及终端102、103利用OLSR相互进行连接。图1是基站101和终端102进行双向通信的示例。终端102在基站101的可通信区域105内时，进行直接通信111，若终端102向可通信区域105外进行了移动，则向经由终端103的双跳通信112进行切换。
图2(a)是基站101的结构例。CPU(Central Processing Unit)201实际执行各种应用程序和OS(Operating System)。在存储器202中，存储着CPU的执行中使用的程序和各种应用程序。CPU201和存储器202通过总线203进行连接。接口部204、205、206接受线路207、208、209，进行和其他设备之间的通信。接口部204、205、206将从CPU201或存储器202所供应的数据向外部设备输出，或者将从外部设备所供应的数据向CPU201、存储器202进行供应。GPS(GlobalPositioning System)210是一种利用从GPS卫星发送的信息来计算接收者当前位置的纬度·经度的系统。GPS将通过计算所求出的当前位置的位置信息对线路209进行输出。基站101因为是固定终端，所以可以利用由手工等进行位置输入，而省去GPS210。
图2(b)表示基站101的功能框。存储器202除了基本OS处理212之外，还有自组织路由选择处理211。基本OS处理212具有进行IP信息包收发的信息包收发处理230。
自组织路由选择处理211具有：OLSR消息处理227，进行Hello消息等OLSR消息的处理；通信路径制作处理226，根据由OLSR消息得到的信息来制作通信路径；通信区域信息管理处理225，掌握基站101可通信的区域。
OLSR消息处理227对Hello消息、TC消息、MID消息及HNA消息等OLSR消息进行处理。
将OLSR消息处理227中的处理结果，在邻近终端列表224和拓扑信息223中进行管理。将由Hello消息得到的外围终端信息在邻近终端列表224进行管理，并将从TC消息等得到的信息在拓扑信息223中进行管理。
电波图222表明可到达电波和本终端可直接通信的区域，Hello消息接收历史记录221保持从移动终端所接收到的Hello消息的信息等。
图3(a)是终端102、103的结构例。除了基站101的结构之外，还具有车速传感器316。另外，也可以替换GPS314，而从汽车导航装置315等输入位置信息。图3(b)表示终端102、103的功能框。和基站相同，具有基本OS处理322和自组织路由选择处理321。因为其前提为进行移动，所以成为省去了通信区域信息管理处理225、Hello消息接收历史记录221及电波图222的结构。
图4(a)表示邻近终端列表的一例。包含：邻近终端地址401，表示电波直接到达的终端的地址；连接状态402，表示和自身终端之间的连接关系；有效期间403，表示连接状态为有效的时间；Willingness404，是终端通过Hello消息进行通告的；选择优先级405，表示路径制作时的优先级；双跳终端列表406，表示邻近终端连接的终端信息。图4(b)表示双跳终端列表406的一例。双跳终端列表406包含邻近终端连接的双跳终端地址410和表示邻近终端与双跳终端连接状态的连接状态411。另外，连接关系402和Willingness404的详细情况和非专利文献1所述的相同。
图5表示OLSR消息处理229接收到Hello消息时的处理流程。若接收到Hello消息(步骤501)，则检索在邻近终端列表的邻近终端地址中是否包含Hello消息的发送地址(步骤502)，不包含时，添加使发送地址为邻近终端地址的项目(步骤503)。接着，确认在Hello消息内是否包含位置·速度信息(步骤504)，未包含时，和通常的OLSR终端相同，更新邻近终端列表(步骤509)。若包含位置·速度信息，则按照从Hello消息得到的位置·速度信息和自身终端的电波图，计算终端的区域滞留时间(步骤505)。在区域滞留时间大于阈值时，根据区域滞留时间来设定邻近终端列表的有效时间(步骤508)，更新邻近终端列表(步骤509)。在终端的区域滞留时间小于阈值时，将邻近终端列表224的选择优先级405设为“低”(步骤507)，根据区域滞留时间来设定邻近终端列表的有效时间(步骤508)，更新邻近终端列表(步骤509)。
通信路径制作处理226是以邻近终端列表224及拓扑信息223的变更为时机来执行的。
图6表示通过通信路径制作处理226由邻近终端列表制作通信路径的处理流程。首先，根据邻近终端列表制作将连接状态为SYM或MPR的要件抽取后的邻近终端列表1(步骤601)，并根据邻近终端列表1制作将选择优先级为“低”的要件去除后的邻近终端列表2(步骤602)。将邻近终端列表2的邻近终端作为直接通信添加于通信路径表中(步骤603)，利用邻近终端列表2的双跳终端列表中的地址，将通信路径表中未登录的终端，登录于通信路径表中(步骤604)。此时，在双跳终端列表中登录包含该地址的邻近终端地址，来作为下一跳地址。接着，从邻近终端列表1制作由选择优先级“低”的要件构成的邻近终端列表3(步骤605)。利用邻近终端列表3的邻近终端地址，将通信路径表中未登录的终端，作为直接通信登录于通信路径表中(步骤606)。利用邻近终端列表3的双跳终端列表中的地址，将通信路径表中未登录的终端，登录于通信路径表中(步骤607)。此时，下一跳地址表中登录通向双跳终端列表中包含相应地址的邻近终端的通信路径的下一跳地址。在到邻近终端的通信路径为直接通信时，下一跳地址为邻近终端地址。
图7表示终端102向基站101的通信区域外移动时的通信顺序。终端102和基站进行Hello消息的交换，实行直接通信。在基站101中，按照终端102的位置·速度信息来计算驻留时间，若比阈值更小，则向经由终端103的通信进行切换。另外，基站101还同时对终端102发出通信路径切换的指令。从基站向终端102的通信可以在判断出驻留时间小于阈值时，立刻向经由终端103的通信进行切换。另外，从终端102向基站101的通信在接收到来自基站的通知或者检测到来自基站101的通信正在经由终端103时，进行切换。从基站101向终端102的通信路径切换指令可以通过从Hello消息的邻近终端列表删除终端102的地址并进行发送来通知。
图8表示包含位置·速度信息在内的Hello消息一例。设立表示在标记中包含位置·速度信息的L位。
下面，对于基站101的通信区域信息管理处理225进行说明。通信区域信息管理处理225用来制作电波图222。为了制作电波图222，要保持Hello信息包接收历史记录221。
图9表示Hello消息接收历史记录221的一例。Hello消息接收历史记录221包含接收可否901、时刻902及发送位置903。
图10表示Hello消息接收历史记录的制作处理流程。若接收到Hello消息(步骤1001)，则确认在Hello消息中包含有位置·速度信息(步骤1002)。在未包含位置·速度信息时，结束处理。在包含位置·速度信息时，将所附加的位置和接收时刻记录到Hello消息接收历史记录221中(步骤1003)，根据速度信息预测该终端下次发送Hello消息的位置，并加以保持(步骤1004)。若在一定期间从该终端接收到下一Hello消息(步骤1005)，则从步骤1001开始再次进行处理。若在一定期间内没有从该终端接收到下一Hello消息(步骤1005)，则将所保持的预测位置和当前时刻作为不能接收记录到Hello消息接收历史记录221中(步骤1006)。
图11表示电波图222的制作处理流程。将以基站101为中心的图分割成若干区域(步骤1101)，对各区域中包含的Hello消息接收历史记录221的项目数进行计数，求取每个区域不能通信的比例(步骤1102)。将不能通信的比例小于阈值的区域设为可通信区域(步骤1103)。电波图的制作有两种方法，一是在基站设置之后只进行一次制作处理的方法，二是定期进行更新的方法。
图12表示电波图222的一例。作为电波图222的区域分割方法，要分割为放射状的网格。若发现了1个不能通信区域，则从该区域沿着放射状网格远离的区域为不能通信区域。
产业上的可利用性
本发明可以利用于给移动终端提供通信环境的服务构建中。特别是，在例如面向汽车的通信网络服务等移动频率和终端数较多的系统中，是有效的。
符号说明
101…基站，102…终端1，103…终端2，105…基站通信区域，111…基站和终端1之间的直接通信，112…，113…，201…CPU，202…存储器，203…总线，204…接口，205…接口，206…接口，207…线路，208…线路，209…线路，210…GPS，211…自组织路由选择处理，212…基本OS处理，221…Hello消息接收历史记录，222…电波图，223…拓扑信息，224…邻近终端列表，225…通信区域信息管理处理，226…通信路径制作处理，227…OLSR消息处理，228…信息包收发处理，301…CPU，302…存储器，303…总线，304…接口，305…接口，306…接口，307…接口，308…接口，309…线路，310…线路，311…线路，312…线路，313…线路，314…GPS，315…汽车导航装置，316…车速传感器，321…自组织路由选择处理，322…基本OS处理，331…拓扑信息，332…邻近终端列表，333…通信路径制作处理，334…OLSR消息处理，335…信息包收发处理，401…邻近终端地址，402…连接状态，403…有效期间，404…Willingness，405…选择优先级，406…双跳终端列表，410…双跳终端地址，441…连接状态，801…邻近终端信息，802…位置·速度信息，901…接收可否，902…时刻，903…发送位置。

Claims (5)

1.一种自组织网络系统，通过自组织式的无线通信进行双向通信，其特征为：
通信终端具有自身的通信区域信息的管理机构，按照从其他通信终端定期发送的位置·速度信息来检测向本终端通信区域外的移动，预先变更为经由存在于本终端的通信区域内的第三终端的通信。
2.根据权利要求1所述的自组织网络系统，其特征为：
若检测出通信对方终端向自身的通信区域外移动，则利用Hello消息，对通信对方终端通知通信路径的切换。
3.根据权利要求1所述的自组织网络系统，其特征为：
上述通信区域信息管理机构收集从终端发送的位置信息，制作以某个时间内蓄积了一定数量的区域作为可通信区域的图。
4.根据权利要求3所述的自组织网络系统，其特征为：
从某个终端接收包含位置·速度信息的Hello消息之后，在预定时间内没有从同一终端接收到Hello消息时，按照原来的Hello消息中记述的位置·速度信息来预测移动目的地，将预测地点作为通信不稳定的区域，登录于图上。
5.根据权利要求4所述的自组织网络系统，其特征为：
通过将通信区域的图设为放射状的网格图，从发现1个通信不稳定区域时，将沿着放射状网格远离该区域的区域设为通信不稳定区域，来制作图。
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