CN1953582B - 无线通信终端以及服务质量信息收集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信终端以及QoS信息收集方法，其中，其它设备存在确认单元(11)定期地广播确认消息，接收应答消息，拓扑信息管理单元(12)根据从其它设备定期接收的网络的拓扑信息，计算自身设备所属的网络整体的拓扑，路径管理单元(13)导出到发送目标的便携电话机的最佳路径，QoS信息收集单元(14)在发出了通信开始请求命令、并且发出了QoS信息收集请求命令的情况下，在路径上单播QoS请求分组，接收返送用QoS请求分组，判定单元(15)在QoS信息满足预定的品质基准的情况下，采用作为通信用路径。

Description

无线通信终端以及服务质量信息收集方法
技术领域
本发明涉及无线通信终端以及QoS信息收集方法。
背景技术
特定网络(ad hoc network)由便携型信息终端(PDA)、个人计算机、便携电话机等无线通信终端与各无线通信终端之间的链路构成。在该特定网络中，不存在管理无线通信终端的基站或者接入点等。从而，在开始通信之前，在各无线通信终端中需要进行路由选择。通过该路由选择，决定通信目标的无线通信终端在哪里、为了与该终端进行通信可以经由哪个无线通信终端。作为用于进行这种路由选择的协议，例如包括先应式(proactive)路由选择协议。
在先应式路由选择协议中，各无线终端具有用于存储到网络上的其它无线通信终端的路径信息的路由选择表。这里，例如如下求出存储在路由选择表中的路径信息。首先，根据在各无线通信终端之间定期交换的拓扑信息，求出作为网络连接形态的拓扑。接着，根据该拓扑，求出到其它无线终端的路径信息。通过使用存储了这种路径信息的路由选择表，各无线通信终端可以与是否有通信无关地始终把握到各发送目标的路径。
在这样的特定网络中，与有线网络不同，链路的状态随时变化，因此与其相伴随，带宽(Bandwidth)和延迟(Delay)等通信品质也随时发生变化。从而，在要求高通信品质的特定网络中，必须与链路的存在信息一起，在各无线通信终端之间交换链路的QoS(服务质量)信息。
在使用先应式路由选择协议来交换QoS信息的情况下，在拓扑信息所包含的链路的存在信息上进一步添加该链路的QoS信息，在此基础上，在各无线通信终端之间定期地交换该拓扑信息(参照专利文献1[Hakim Badis，Anelise Munaretto，Khaldoun Al Agha and GuyPujolle，“QoS for Ad-hoc Networking Based on Multiple Metrics：Bandwidth and Delay”，In the Proceeding of the 5th IFIPTC6International Conference on Mobile and Wireless CommunicationNetworks(MWCN’03)，IEEE，Singapore，October 2003.]以及专利文献2[Ying Ge，Thomas Kunz and Louise Lamont，“Quality ofService Routing in Ad-hoc Networks Using OLSR”，In theproceedings of the 36th Hawaii International Conference on SystemSciences(HICSS’03)，IEEE，2003.])。由此，各无线通信终端可以构筑到发送目标的路径，并且可以判断该路径的品质。从而，当存在多条到发送目标的路径时，可以选择具有最佳品质的路径来进行通信。
发明内容
然而，在使用先应式路由选择协议来交换QoS信息的情况下，由于在定期交换的拓扑信息上进一步添加链路的QoS信息，因此增大了CPU、存储器等终端资源和通信频带等无线资源的消耗量，从而增大了对网络的负荷。
因此，为了解决上述课题，本发明的目的在于提供一种可以降低终端资源和无线资源的消耗量、降低对网络的负荷的无线通信终端以及QoS信息收集方法。
本发明的无线通信终端的特征在于，具备：其它终端存在确认单元，确认可以与自身终端相互进行直接无线通信的其它无线通信终端的存在；拓扑信息管理单元，管理与由上述其它终端存在确认单元确认了的上述其它无线通信终端有关的信息、以及从该其它无线通信终端接收的网络的拓扑信息；路径导出单元，根据由上述拓扑信息管理单元管理的上述拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径；以及QoS信息收集单元，在接收到请求收集由上述路径导出单元导出的上述路径 上的QoS、即服务品质信息的收集请求命令的情况下，至少收集上述路径上的一部分的QoS信息。
另外，本发明的QoS信息收集方法的特征在于，由无线通信终端执行以下步骤：其它终端存在确认步骤，确认可以与自身终端相互进行直接无线通信的其它无线通信终端的存在；拓扑信息管理步骤，管理与在上述其它终端存在确认步骤中确认了的上述其它无线通信终端有关的信息、以及从该其它无线通信终端接收的网络的拓扑信息；路径导出步骤，根据在上述拓扑信息管理步骤中管理的上述拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径；以及QoS信息收集步骤，在接收到请求收集在上述路径导出步骤中导出的上述路径上的QoS信息的收集请求命令的情况下，至少收集上述路径上的一部分的QoS信息。
依据上述发明，可以准确地把握可以与自身终端相互进行直接无线通信的其它无线终端、即所谓的单跳邻居的存在，从而可以从该单跳邻居接收网络的拓扑信息。从而，可以始终把握网络整体的连接形态。另外，可以根据接收到的拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径。从而，可以仅管理到发送目标的路径当中最佳的路径。另外，可以仅在接收到QoS信息的收集请求命令的情况下，才收集路径上的全部或者一部分的QoS信息。从而，可以仅在必要时才收集QoS信息。即，依据本发明，可以仅在必要时，才仅收集必要路径上的QoS信息。从而，可以抑制网络上的各通信终端中的QoS信息的计算量、各通信终端之间的QoS信息的交换量和传输量，进而可以降低终端资源和无线资源的消耗量，降低对网络的负荷。
在本发明的无线通信终端中，上述QoS信息收集单元最好是向由上述路径导出单元导出的上述路径上至少发送存储有作为收集对象的QoS项目的分组，并且从该路径上至少接收存储有与上述QoS项目相对应的QoS信息的分组，由此收集上述QoS信息。这样可以高效地收集与所期望的QoS项目相对应的QoS信息。
在本发明的无线通信终端中，最好是还具备：路径采用单元，在由上述QoS信息收集单元收集的上述QoS信息满足预定的品质基准 的情况下，采用与该QoS信息相对应的上述路径。这样可以提供满足预定的品质基准的无线通信环境。
在本发明的无线通信终端中，最好是在上述路径导出单元导出了多条上述路径的情况下，上述QoS信息收集单元分别收集该多条上述路径上的QoS信息。这样，即使是使用多条路径进行通信的情况下，也可以仅收集通信所需的路径上的QoS信息。
依据本发明的无线通信终端以及QoS信息收集方法，可以降低终端资源和无线资源的消耗量，降低对网络的负荷。
附图说明
图1是例示实施方式中的特定网络的网络结构的图。
图2是例示图1所示的便携电话机的功能结构的框图。
图3是例示路由选择表的数据结构的图。
图4是例示QoS请求分组的结构的图。
图5是例示返送用QoS请求分组的结构的图。
图6是例示路由选择处理流程的流程图。
图7是例示变形例中的特定网络的网络结构的图。
图8是例示变形例中的路由选择表的数据结构的图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的无线通信终端以及QoS信息收集方法的实施方式。在各图中，在相同的要素上标注相同的符号并省略重复的说明。
图1是例示实施方式的特定网络1的结构的图。如图1所示，特定网络1具有作为节点的便携电话机10、各便携电话机10之间的链路20。链路20是双向链路。位于链路20两端的便携电话机10可以相互进行直接通信。把一个链路20称为单跳(one hop)，把可以进行直接无线通信的便携电话机称为单跳邻居(one hop neighbor)。在不存在链路20的便携电话机之间不能进行直接无线通信。
在本实施方式中，作为无线通信终端的具体例子，使用便携电话机10进行了说明，但无线通信终端的具体例子不限于此。无线通信终端例如也可以是简易型便携电话机(PHS)、具有无线通信功能的便携型信息终端(PDA)等移动通信终端、具有无线通信功能的个人计算机等固定通信终端、具有无线通信功能的打印机等电子设备。
其次，参照图2说明本实施方式的便携电话机10的功能结构。如图2所示，便携电话机10具有其它设备存在确认单元11(其它终端存在确认单元)、拓扑信息管理单元12(拓扑信息管理单元)、路径管理单元13(路径导出单元)、QoS信息收集单元14(QoS信息收集单元)、判定单元15(路径采用单元)。
其它设备存在确认单元11确认存在可以与自身设备相互进行直接无线通信的其它便携电话机。具体地说，其它设备存在确认单元11向周边存在的所有其它设备定期地(例如每2秒钟)广播确认消息。作为确认消息，例如HELLO Packet相当于此。其它设备存在确认单元11接收针对所广播的确认消息的应答消息。在该应答消息中包含用于唯一地确定返送方的便携电话机的ID。由此，便携电话机10可以确认作为单跳邻居的其它设备的存在。交换确认消息与应答消息的方法和频度并不限于上述的方法和频度。总之，只要可以确认作为单跳邻居的其它设备的存在，可以是任意的方法和频度。但是，通过增加频度可以更可靠地把握单跳邻居的变化，通过减少频度可以进一步降低终端资源和无线资源的消耗量。
拓扑信息管理单元12根据与由其它设备存在确认单元确认了的其它便携电话机有关的信息、以及从该其它便携电话机定期接收的网络的拓扑信息，计算表示自身设备所属的网络整体的连接形态的拓扑，并存储在存储器中。作为与其它便携电话机有关的信息，例如，其它设备的ID相当于此。作为网络的拓扑信息，例如，与其它设备的单跳邻居有关的信息相当于此。作为一边如上所述与其它设备之间定期地交换拓扑信息、一边计算并管理网络拓扑的协议，例如包括OLSR(优化链路状态路由选择协议，Optimized Link State Routing Protocol)和TBRPF(基于反向路径转发的拓扑分发协议，TopologyDissemination Based on Reverse-Path Forwarding)等。
关于OLSR，参照参考文献1(T.Clausen and P.Jacquet，“Optimized link State Routing Protocol(OLSR)”，RFC3626，October，2003，http://ftp.jaist.ac.jp/pub/Internet/RFC.pdf/rfc3626.txt.pdf)，将该内容结合入本申请的公开内容中。另外，关于TBRPF，参照专利文献2(R.Ogier，F.Templin and M.Lewis“Topology Dissemination Basedon Reverse-Path Forwarding(TBRPF)”，RFC3684，February，2004，http://ftp.jaist.ac.jp/pub/Internet/RFC.pdf/rfc3684.txt.pdf)，将该内容结合入本申请的公开内容中。
路径管理单元13根据由拓扑信息管理单元12计算出的拓扑，导出到发送目标的便携电话机的最佳路径，根据该导出的路径来管理路由选择表18。具体地说，首先，路径管理单元13根据上述拓扑，按照不同的发送目标导出路径。接着，路径管理单元13将所导出的路径中、到发送目标的链路数为最小的路径选定为到该发送目标的最佳路径。接着，路径管理单元13根据所选定的最佳路径生成或者更新路由选择表18。
这里，参照图3，说明路由选择表18的数据结构。路由选择表18例如包括发送目标、Next hop(下一跳)作为数据项目。在发送目标中存储用于唯一地确定作为通信对方的便携电话机的ID。在Nexthop中存储用于唯一地确定单跳邻居当中位于与发送目标之间的路径上的便携电话机的ID。即，在Next hop中存储位于到发送目标的最佳路径上的便携电话机当中、当与发送目标进行通信时最初经由的便携电话机的ID。
路径管理单元13每当与由其它设备存在确认单元11确认了的其它便携电话机有关的信息或者由拓扑信息管理单元12计算的拓扑发生变更时，更新路由选择表18的内容。由此，路由选择表18可以存储到其它便携电话机的最新的路径信息。
QoS信息收集单元14在接收到请求开始通信的通信开始请求命令、而且接收到请求收集路径上的QoS信息的收集请求命令的情况下，收集由路径管理单元13导出的路径上的QoS信息。通信开始请求命令是当在数据通信或控制信号通信中到通信对方的路径成为必需时，通过应用程序的请求，在终端内输出的命令。收集请求命令是与上述的通信开始请求命令一起在终端内输出的命令。
以下说明QoS信息的收集方法。首先，QoS信息收集单元14在由路径管理单元13导出的路径上单播图4所示的QoS请求分组。
在图4所示的QoS请求分组中，存储有发送目标的便携电话机的地址和发送方的便携电话机的地址，并且存储有作为收集对象的一个或者多个QoS项目。作为QoS项目，例如包括带宽、延迟、链路错误率。作为收集对象的QoS项目在通信应用程序一侧任意地设定。
然后，接收到QoS请求分组的路径上的各便携电话机在QoS请求分组的预定存储位置，存储在各便携电话机中计算出的QoS信息。
接着，在QoS请求分组到达发送目标的便携电话机后，向发送方的便携电话机返送图5所示的返送用QoS请求分组。在图5所示的返送用QoS请求分组中存储有发送目标的便携电话机的地址和发送方的便携电话机的地址，并且存储有与路径上的各链路的上述QoS项目相对应的QoS信息。在返送用QoS请求分组的发送目标与发送方中，分别存储有QoS请求分组的发送方的便携电话机的地址和发送目标的便携电话机的地址。
接着，发送方的便携电话机接收返送用QoS请求分组。由此，发送方的便携电话机可以收集路径上的QoS信息。通过使用这样的QoS请求分组来收集QoS信息，可以高效地收集与所期望的QoS项目相对应的QoS信息。
判定单元15判定由QoS信息收集单元14收集的QoS信息是否满足预定的品质基准。在判定单元15判定为QoS信息满足预定的品质基准的情况下，采用由路径管理单元13导出的路径作为通信时的路径。另一方面，在判定单元15判定为QoS信息不满足预定的品质基 准的情况下，向路径管理单元13发送请求导出其它路径的路径请求命令。由此，可以向使用者提供满足预定的品质基准的无线通信环境。
然后，参照图6说明包含在本实施方式的便携电话机10中进行的QoS收集处理的路由选择处理的流程。
首先，便携电话机10的其它设备存在确认单元11向存在于周边的所有其它设备定期地广播确认消息(步骤S1)。其它设备存在确认单元11接收针对所广播的确认消息的应答消息(步骤S2)。
接着，拓扑信息管理单元12根据与由其它设备存在确认单元11确认了的其它便携电话机有关的信息以及从该其它便携电话机定期接收的网络的拓扑信息，计算并交换表示自身设备所属的网络整体的连接形态的拓扑(步骤S3)。
接着，路径管理单元13根据由拓扑信息管理单元12计算出的拓扑，导出最佳的路径(步骤S4)，根据该导出的路径，生成或更新路由选择表18(步骤S5)。
上述步骤S1～S5的处理与是否执行以下说明的处理无关地重复执行。
接着，在路径管理单元13输出了请求开始通信的通信开始请求命令的情况下(步骤S6；是)，QoS信息收集单元14判定是否输出了请求收集路径上的QoS信息的收集请求命令(步骤S7)。在该判定为否的情况下(步骤S7；否)，将处理转移到后述的步骤S11。
另一方面，在步骤S7的判定中判定为输出了收集请求命令的情况下(步骤S7；是)，QoS信息收集单元14在由路径管理单元13导出的路径上单播QoS请求分组(步骤S8)。
接着，QoS信息收集单元110接收由路径上的各便携电话机存储了QoS信息的返送用QoS请求分组(步骤S9)。
接着，判定单元15判定由QoS信息收集单元14收集的QoS信息是否满足预定的品质基准(步骤S10)。
在该判定为否的情况下(步骤S10；否)，判定单元15向路径管理单元13送出请求导出其它路径的路径请求命令，并将处理转移到 上述的步骤S7。
另一方面，在步骤S10的判定中判定为QoS信息满足预定的基准品质的情况下(步骤S10；是)，判定单元15将由路径管理单元13导出的路径采用作为通信用路径(步骤S11)。
如上所述，依据本实施方式的便携电话机10，可以正确地把握可以与自身设备相互进行直接无线通信的其它设备、即所谓的单跳邻居的存在，从而可以从该单跳邻居接收网络的拓扑信息。从而，可以始终把握网络整体的连接形态。另外，可以根据接收到的拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径。从而，可以仅管理到发送目标的路径当中最佳的路径。另外，可以仅在发出了QoS信息的收集请求命令的情况下，才收集路径上的QoS信息。从而，可以仅在必要时才收集QoS信息。即，依据本发明，可以仅在必要时，才仅收集最佳路径上、即存储在路由选择表18中的路径上的QoS信息。因而，可以抑制网络上的各便携电话机10中的QoS信息的计算量、各便携电话机10之间的QoS信息的交换量和传输量，进而可以降低终端资源和无线资源的消耗量，降低对网络的负荷。
另外，在上述的实施方式中，说明了到发送目标的路径是一条的情况，但本发明也可以适用于到发送目标的路径是多条的情况。参照图7以及图8，说明到发送目标的路径是多条的情况。图7是例示本变形例的特定网络2的结构的图。图8是例示本变形例的路由选择表的数据结构的图，例示的是图7所示的便携电话机“A”的路由选择表的内容。本变形例的路径管理单元13根据由拓扑信息管理单元12计算出的拓扑，如下生成或者更新路由选择表。首先，路径管理单元13根据拓扑，按不同的发送目标导出路径。接着，路径管理单元13从所导出的路径当中、到发送目标的链路数最小的路径开始，依次将预定的规定数量以内的多条路径选定为到该发送目标的最佳路径。路径管理单元13根据所选定的各路径生成或更新路由选择表。这里，说明图8所示的路由选择表的内容。例如，在发送目标的便携电话机是“F”的情况下，表示将位于“A”和“C”之间的链路作为Next hop的路径、 将位于“A”和“B”之间的链路作为Next hop的路径、以及将位于“A”和“D”之间的链路作为Next hop的路径这三条路径被导出作为从便携电话机“A”到便携电话机“F”的最佳路径。这种情况下，本变形例中的QoS信息收集单元14分别收集这三条路径上的QoS信息。另外，本变形例中的判定单元15分别判定由QoS信息收集单元14收集的各个QoS信息是否满足预定的品质基准。由此，即使在使用多条路径进行通信的情况下，也可以仅收集通信所需要的路径上的QoS信息。
另外，上述实施方式中的QoS信息收集单元14收集由路径管理单元13导出的路径上的所有链路的QoS信息，但不限于此。例如也可以仅收集由路径管理单元13导出的路径上的一部分链路的QoS信息。具体地说，例如也可以预先把所收集的QoS信息存储在存储器中，仅对在存储器中没有存储QoS信息的链路收集QoS信息。由此，可以进一步减少终端资源和无线资源的消耗量以及对网络的负荷。
另外，在上述实施方式中的判定单元15判定为QoS信息不满足预定的品质基准的情况下，向路径管理单元13处送出请求导出其它路径的路径请求命令，但不限于此。例如，在判定为QoS信息不满足预定的品质基准的情况下，也可以降低品质基准的水平，再次判定QoS信息是否满足预定的品质基准。

Claims (4)

1.一种无线通信终端，其特征在于，具备：
其它终端存在确认单元，确认可以与自身终端相互进行直接无线通信的其它无线通信终端的存在；
拓扑信息管理单元，管理与由上述其它终端存在确认单元确认了的上述其它无线通信终端有关的信息、以及从该其它无线通信终端接收的网络的拓扑信息；
路径导出单元，根据由上述拓扑信息管理单元管理的上述拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径；以及
QoS信息收集单元，在接收到请求收集由上述路径导出单元导出的上述路径上的QoS、即服务质量信息的收集请求命令的情况下，在上述导出的路径上单播与为了得到上述拓扑信息而使用的控制消息不同的QoS请求分组，来至少收集上述路径上的一部分的QoS信息，
上述QoS信息收集单元向由上述路径导出单元导出的上述路径上至少发送存储有作为收集对象的QoS项目的分组，并且从该路径上至少接收存储有与上述QoS项目相对应的QoS信息的分组，由此收集上述QoS信息。
2.根据权利要求1所述的无线通信终端，其特征在于，
还具备：路径采用单元，在由上述QoS信息收集单元收集的上述QoS信息满足预定的质量基准的情况下，采用与该QoS信息相对应的上述路径。
3.根据权利要求1所述的无线通信终端，其特征在于，
在上述路径导出单元导出了多条上述路径的情况下，上述QoS信息收集单元分别收集该多条上述路径上的QoS信息。
4.一种QoS信息收集方法，其特征在于，由无线通信终端执行以下步骤：
其它终端存在确认步骤，确认可以与自身终端相互进行直接无线通信的其它无线通信终端的存在；
拓扑信息管理步骤，管理与在上述其它终端存在确认步骤中确认了的上述其它无线通信终端有关的信息、以及从该其它无线通信终端接收的网络的拓扑信息；
路径导出步骤，根据在上述拓扑信息管理步骤中管理的上述拓扑信息，导出到发送目标的最佳路径；以及
QoS信息收集步骤，在接收到请求收集在上述路径导出步骤中导出的上述路径上的QoS信息的收集请求命令的情况下，在上述导出的路径上单播与为了得到上述拓扑信息而使用的控制消息不同的QoS请求分组，来至少收集上述路径上的一部分的QoS信息，
在上述QoS信息收集步骤中，上述无线通信终端向通过上述路径导出步骤导出的上述路径上至少发送存储有作为收集对象的QoS项目的分组，并且从该路径上至少接收存储有与上述QoS项目相对应的QoS信息的分组，由此收集上述QoS信息。
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