JP2003258811A - 無線ネットワークのためのルーティング方法及びルータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 アドホック無線ネットワークなどの無線ネッ
トワークにおいて、相手局がオフラインであってもメッ
セージのデータを送信することができ、自局がオフライ
ンとなろうとする場合のサービスを提供する。 【解決手段】 自局がオフラインになろうとするときに
所定の判断基準に基づいて自局の代理となるプロキシー
無線局を、ＭＧＬＳテーブルから選択し（Ｓ１４２）、
上記プロキシー無線局に対して自局の代理をすることを
要求するプロキシー要求信号を送信し（Ｓ１４５）、自
局に対するプロキシー要求信号を受信したときは、自局
が他の特定の無線局のプロキシー無線局であることを示
すプロキシー情報をＭＧＬＳテーブルに挿入して更新す
るとともに、他の無線局に所定のパケット信号を送信す
るときに当該プロキシー情報を含めて送信することによ
り他の無線局のＭＧＬＳテーブルを更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の無線局を備
えた、例えば無線ＬＡＮなどの無線ネットワークにおい
てパケット通信を行う、例えばアドホック無線ネットワ
ークなどの無線ネットワークのためのルーティング方法
及びルータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一時的に特定の地域内に集まった不特定
多数の人々の間の通信を無線でサポートするアドホック
無線ネットワークでは、例えばインターネットのルータ
装置のようなインフラストラクチャが存在しないため
に、ネットワーク中のユーザが協調してパケットを中継
し、ルーティングを行う必要がある。

【０００３】アドホック無線ネットワークのルーティン
グとして、例えば、従来技術文献１「D. B. Johnson, e
t al., "Dynamic Source Routing in Ad Hoc Wireless
Networks", in book on "Mobile Computing", Chapter
5, pp.153-181, Kluwer Academic Publishers, 1996」
において、ルート探索パケットを送信して経路情報を得
る方法（以下、従来例という。）が提案されており、一
例では、この経路情報を各無線局でリンク状態テーブル
として保存して、このテーブルに基づいてルーティング
を行っている。

【０００４】しかしながら、従来例では、定期的にトポ
ロジ情報（アドホック無線ネットワーク内のすべての無
線局間のリンク状態を示す経路情報をいい、以下同様で
ある。）を、いわゆるフラッディング方式により他の無
線局へ通知するため、特にモビリティが高くなると頻繁
なトポロジ変化が発生し、オーバーヘッドが大きくな
る。これにより、無線局の移動に伴う新しいルートへの
切り換えが遅延して、しばしばルートパスの切断が生
じ、安定に通信をすることができなくなる場合があると
いう問題点があった。

【０００５】この問題点を解決するために、従来技術文
献２「昌山一成ほか，“無線アドホックネットワークに
おけるDirectionalルーティングプロトコルの提案”，
電子情報通信学会２００１年通信ソサエティ大会講演論
文集１，２００１年８月２９日，電子情報通信学会発
行」において、「複数の無線局を備え、各無線局間で無
線通信を行う無線ネットワークのためのルーティング方
法において、自局からの信号を各隣接無線局が受信した
ときの信号強度を含む評価値の測定値を含む、隣接無線
局からの信号に基づいて、自局を中心とした方位角毎の
各隣接無線局から見た、信号強度を含む評価値を求めた
後、各隣接無線局毎に最大の評価値を選択して各隣接無
線局との親和度とし、当該親和度を含む隣接リンク状態
テーブルを生成して第１の記憶手段に保存し、上記生成
された隣接リンク状態テーブルを含む更新信号を送信し
て他の各無線局と交換することにより、各無線局毎の隣
接リンク状態テーブルの情報を受信して、当該各無線局
毎の隣接リンク状態テーブルの情報を含むグローバルリ
ンク状態テーブルを生成して第２の記憶手段に保存し、
上記グローバルリンク状態テーブルに基づいて、送信元
無線局から目的無線局までのルートを選択して、パケッ
ト信号をルーティングする」方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このル
ーティング方法を用いた無線アドホックネットワークに
おいては、分散制御によりパケット信号をルーティング
しているが、現在オンラインである１つの無線局から、
現在オフラインである無線局に対して電子メールなどの
データメッセージを送信することができない。また、自
局がオフラインとなろうとする場合におけるサービスが
提供されていないという問題点があった。

【０００７】本発明の目的は以上の問題点を解決し、ア
ドホック無線ネットワークなどの無線ネットワークにお
いて、相手局がオフラインであってもメッセージのデー
タを送信することができ、自局がオフラインとなろうと
する場合のサービスを提供することができる無線ネット
ワークのためのルーティング方法及びルータ装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無線ネット
ワークのためのルーティング方法は、複数の無線局を備
え、各無線局間で無線通信を行う無線ネットワークのた
めのルーティング方法において、自局からの信号を各隣
接無線局が受信したときの信号強度を含む評価値の測定
値を含む、隣接無線局からの信号に基づいて、自局を中
心とした方位角毎の各隣接無線局から見た、信号強度を
含む評価値を求めた後、各隣接無線局毎に最大の評価値
を選択して各隣接無線局との親和度とし、当該親和度を
含む隣接リンク状態テーブルを生成して第１の記憶手段
に保存するステップと、上記生成された隣接リンク状態
テーブルを含む更新信号を送信して他の各無線局と交換
することにより、各無線局毎の隣接リンク状態テーブル
の情報を受信して、当該各無線局毎の隣接リンク状態テ
ーブルの情報を含むグローバルリンク状態テーブルを生
成して第２の記憶手段に保存するステップと、上記グロ
ーバルリンク状態テーブルに基づいて、送信元無線局か
ら目的無線局までのルートを選択して、パケット信号を
ルーティングするステップと、自局がオフラインになろ
うとするときに所定の判断基準に基づいて自局の代理と
なるプロキシー無線局を上記グローバルリンク状態テー
ブルから選択し、上記プロキシー無線局に対して自局の
代理をすることを要求するプロキシー要求信号を送信す
るステップと、自局に対するプロキシー要求信号を受信
したときは、自局が他の特定の無線局のプロキシー無線
局であることを示すプロキシー情報を上記グローバルリ
ンク状態テーブルに挿入して更新するとともに、他の無
線局に所定のパケット信号を送信するときに当該プロキ
シー情報を含めて送信することにより他の無線局のグロ
ーバルリンク状態テーブルを更新するステップとを含む
ことを特徴とする。

【０００９】上記ルーティング方法において、上記プロ
キシー情報を含むグローバルリンク状態テーブルは、好
ましくは、上記各無線局が当該無線ネットワークにおい
てオンライン又はオフラインであることを示すことを特
徴とする。

【００１０】上記ルーティング方法において、好ましく
は、所定のパケット信号を送信する宛先無線局がオフラ
インであるときは、上記グローバルリンク状態テーブル
に基づいて宛先無線局のプロキシー無線局を選択し、選
択されたプロキシー無線局に対して当該信号を送信する
ステップをさらに含むことを特徴とする。

【００１１】また、上記ルーティング方法において、好
ましくは、自局がプロキシー無線局であってオフライン
になろうとするときに所定の判断基準に基づいて自局及
び他の無線局の代理となるプロキシー無線局を上記グロ
ーバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロキシー
無線局に対して自局及び他の無線局の代理をすることを
要求するプロキシー要求信号を送信するステップをさら
に含むことを特徴とする。

【００１２】さらに、上記ルーティング方法において、
上記判断基準は、好ましくは、最小のプロキシー数を有
し、自局からその無線局までのホップ数が最小の無線局
をプロキシー無線局として選択することを特徴とする。

【００１３】またさらに、上記ルーティング方法におい
て、上記信号強度を含む評価値は、好ましくは、信号電
力、信号対雑音比又は信号対干渉雑音比であることを特
徴とする。

【００１４】本発明に係る無線ネットワークのためのル
ータ装置は、複数の無線局を備え、各無線局間で無線通
信を行う無線ネットワークのためのルータ装置におい
て、自局からの信号を各隣接無線局が受信したときの信
号強度を含む評価値の測定値を含む、隣接無線局からの
信号に基づいて、自局を中心とした方位角毎の各隣接無
線局から見た、信号強度を含む評価値を求めた後、各隣
接無線局毎に最大の評価値を選択して各隣接無線局との
親和度とし、当該親和度を含む隣接リンク状態テーブル
を生成して第１の記憶手段に保存する手段と、上記生成
された隣接リンク状態テーブルを含む更新信号を送信し
て他の各無線局と交換することにより、各無線局毎の隣
接リンク状態テーブルの情報を受信して、当該各無線局
毎の隣接リンク状態テーブルの情報を含むグローバルリ
ンク状態テーブルを生成して第２の記憶手段に保存する
手段と、上記グローバルリンク状態テーブルに基づい
て、送信元無線局から目的無線局までのルートを選択し
て、パケット信号をルーティングする手段と、自局がオ
フラインになろうとするときに所定の判断基準に基づい
て自局の代理となるプロキシー無線局を上記グローバル
リンク状態テーブルから選択し、上記プロキシー無線局
に対して自局の代理をすることを要求するプロキシー要
求信号を送信する手段と、自局に対するプロキシー要求
信号を受信したときは、自局が他の特定の無線局のプロ
キシー無線局であることを示すプロキシー情報を上記グ
ローバルリンク状態テーブルに挿入して更新するととも
に、他の無線局に所定のパケット信号を送信するときに
当該プロキシー情報を含めて送信することにより他の無
線局のグローバルリンク状態テーブルを更新する手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１５】上記ルータ装置において、上記プロキシー
情報を含むグローバルリンク状態テーブルは、好ましく
は、上記各無線局が当該無線ネットワークにおいてオン
ライン又はオフラインであることを示すことを特徴とす
る。

【００１６】上記ルータ装置において、好ましくは、所
定のパケット信号を送信する宛先無線局がオフラインで
あるときは、上記グローバルリンク状態テーブルに基づ
いて宛先無線局のプロキシー無線局を選択し、選択され
たプロキシー無線局に対して当該信号を送信する手段を
さらに備えたことを特徴とする。

【００１７】また、上記ルータ装置において、好ましく
は、自局がプロキシー無線局であってオフラインになろ
うとするときに所定の判断基準に基づいて自局及び他の
無線局の代理となるプロキシー無線局を上記グローバル
リンク状態テーブルから選択し、上記プロキシー無線局
に対して自局及び他の無線局の代理をすることを要求す
るプロキシー要求信号を送信する手段をさらに備えたこ
とを特徴とする。

【００１８】さらに、上記ルータ装置において、上記判
断基準は、好ましくは、最小のプロキシー数を有し、自
局からその無線局までのホップ数が最小の無線局をプロ
キシー無線局として選択することを特徴とする。

【００１９】またさらに、上記ルータ装置において、上
記信号強度を含む評価値は、好ましくは、信号電力、信
号対雑音比又は信号対干渉雑音比であることを特徴とす
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。

【００２１】＜第１の実施形態＞図１は、本発明に係る
第１の実施形態であるアドホック無線ネットワークの構
成を示す複数の無線局１−１乃至１−９（総称して、符
号１を付す。）の平面配置図であり、図２は、図１の各
無線局１の構成を示すブロック図である。

【００２２】この実施形態の無線通信システムでは、図
１に示すように、複数の無線局１が平面的に散在して存
在し、各無線局１はそれぞれ、可変ビームアンテナ１０
１の利得や送信電力、受信感度などのパラメータで決定
される所定のサービスエリアを有し、このサービスエリ
ア内でパケット通信を行うことができ、サービスエリア
外の無線局１とパケット通信を行うときは、サービスエ
リア内の無線局１を中継局として用いてパケットデータ
を中継することにより、所望の宛先無線局１にパケット
データを伝送する。すなわち、各無線局１は、パケット
のルーティングを行うルータ装置を備え、発信端末、中
継局、又は宛先端末として動作する。

【００２３】この実施形態の無線通信システムは、例え
ば無線ＬＡＮなどのアドホック無線ネットワークのパケ
ット通信システムに適用するものであって、無指向性放
射パターンであるオムニパターンと、自局を中心とした
水平面内の所定の方位角毎にセクタ形状のメインビーム
を選択的に変更可能なセクタビームパターンと、上記方
位角毎にヌル点を形成可能な排他的セクタパターンとを
選択的に切り換え可能な可変ビームアンテナ１０１を備
え、（ａ）自局からのＲＱ（Request）信号を隣接無線
局が受信したときの信号電力対干渉雑音電力比（以下、
ＳＩＮＲという。）の測定値を含む、隣接無線局からの
ＲＥ（Reply）信号に基づいて予め作成され、自局を中
心とした水平面内の所定の方位角毎のサービスエリア内
の無線局１から見たＳＩＮＲを含む方位角対ＳＩＮＲテ
ーブル（以下、ＡＳテーブル（Angle-SINR Table）とい
う。）と、（ｂ）上記ＡＳテーブルの各隣接無線局毎に
最大のＳＩＮＲを選択して各隣接無線局との親和度（親
和度）とし、当該親和度と、それに対応する方位角及び
そのデータの更新時刻とを含む隣接リンク状態テーブル
（以下、ＮＬＳテーブル（Neighbor Link-State Tabl
e）という。）と、（ｃ）当該アドホック無線ネットワ
ークにおいて、自局以外の他の無線局と通信中である隣
接無線局毎の方位角に対して所定の待機期間だけヌル点
を向ける排他的セクタパターンを用いるために設けら
れ、既に他の無線局と無線通信中である各隣接無線局毎
の方位角と、待機期間終了日時とを含む通信中テーブル
（以下、ＯＣテーブル（On-going Table）という。）と
をデータベースメモリ１５４に格納し、ＮＬＳテーブル
及びＯＣテーブルとに基づいて、可変ビームアンテナ１
０１の放射パターンを制御しながらパケット通信を行う
ことを特徴としている。

【００２４】また、本実施形態においては、各無線局間
でＮＬＳテーブルのトポロジ情報を交換することによ
り、当該アドホック無線ネットワーク内のすべての無線
局１に関するＮＬＳテーブルのトポロジ情報を収集し、
このトポロジ情報と、これにおける各無線局毎の当該ト
ポロジ情報の更新回数とをグローバルリンク状態テーブ
ル（以下、ＧＬＳテーブル（Global Link State Tabl
e）という。）としてデータベースメモリ１５４に保存
し、ＧＬＳテーブルに基づいてパケット信号のルーティ
ングを行うことを特徴としている。

【００２５】次いで、図２を参照して、各無線局１の装
置構成について説明する。図２において、無線局１は、
可変ビームアンテナ１０１と、その指向性を制御するた
めの指向制御部１０３と、サーキュレータ１０２と、デ
ータパケット送信部１４０及びデータパケット受信部１
３０を有するデータパケット送受信部１０４と、トラヒ
ックモニタ部１０５と、回線制御部１０６と、上位レイ
ヤ処理部１０７とを備える。

【００２６】送受信すべきデータを処理する上位レイヤ
処理装置１０７によって発生されたパケット形式の通信
用送信信号データは、送信バッファメモリ１４２を介し
て変調器１４３に入力され、変調器１４３は、所定の無
線周波数の搬送波信号を、拡散符号発生器１６０でＣＤ
ＭＡ方式で発生された所定の通信チャネル用拡散符号を
用いて、入力された通信用送信信号データに従ってスペ
クトル拡散変調して、変調後の送信信号を高周波送信機
１４４に出力する。高周波送信機１４４は入力された送
信信号に対して増幅などの処理を実行した後、サーキュ
レータ１０２を介して可変ビームアンテナ１０１から他
の無線局１に向けて送信する。一方、可変ビームアンテ
ナ１０１で受信されたパケット形式の通信チャネル用受
信信号は、サーキュレータ１０２を介して高周波受信機
１３１に入力され、高周波受信機１３１は入力された受
信信号に対して低雑音増幅などの処理を実行した後、復
調器１３２に出力する。復調器１３２は、入力される受
信信号を、拡散符号発生器１６０でＣＤＭＡ方式で発生
された通信チャネル用拡散符号を用いて、スペクトル逆
拡散により復調して、復調後の受信信号データを上位レ
イヤ処理装置１０７に出力するとともに、トラヒックモ
ニタのためにトラヒックモニタ部１０５に出力する。

【００２７】本実施形態においては、指向性アンテナで
ある可変ビームアンテナ１０１は、複数のアンテナ素子
とその指向性を制御する制御部１０３に接続され、
（ａ）無指向性放射パターンであるオムニパターンと、
（ｂ）例えば図３に示すように、自局を中心とした水平
面内の所定の方位角毎にセクタ形状のメインビームを選
択的に変更可能なセクタビームパターンと、（ｃ）上記
方位角毎にヌル点を形成可能な排他的セクタパターンと
を電気的な制御により選択的に切り換え可能なアンテナ
である。なお、可変ビームアンテナ１０１については、
例えば、公知のフェーズドアレーアンテナ装置であって
もよいし、もしくは、以下の従来技術文献に開示された
可変ビームアンテナであってもよい。 （ａ）従来技術文献３「大平孝，”適応アンテナの民生
化にむけて”，平成１１年電気関係学会関西支部連合大
会シンポジウム，「最近のマイクロ波・ミリ波技術」，
Ｓ８−１，ｐｐ．Ｓ４１，１９９９年１１月１４日」、
（ｂ）従来技術文献４「大平孝ほか，”マイクロ波信号
処理によるアダプティブビーム形成と電子制御導波器
（ＥＳＰＡＲ）アンテナの提案”，電子情報通信学会研
究技術報告，ＡＰ９９−６１，ＳＡＴ９９−６１，ｐ
ｐ．９−１４，１９９９年７月」及び（ｃ）従来技術文
献５「田野哲ほか，”Ｍ−ＣＭＡ：マイクロ波信号処理
による適応ビーム形成のためのデジタル信号処理アルゴ
リズム”，電子情報通信学会研究技術報告，ＡＰ９９−
６２，ＳＡＴ９９−６２，ｐｐ．１５−２２，１９９９
年７月」など。

【００２８】トラヒックモニタ部１０５は、検索エンジ
ン１５２と、更新エンジン１５３と、データベースメモ
リ１５４と、クロック回路１５５とを備え、後述のパケ
ット送受信制御処理を実行するとともに、無線局１が他
の無線局１とのパケット通信において使用すべき通信チ
ャネルを決定して、決定した通信チャネルに対応する拡
散符号の指定データを回線制御部１０６を介して拡散符
号発生器１６０に送ることにより、拡散符号発生器１６
０が当該指定データに対応する拡散符号を発生するよう
に制御するとともに、決定した通信チャネルに対応する
タイムスロットの指定データを回線制御部１０６を介し
て送信タイミング制御部１４１に送ることにより、送信
タイミング制御部１４１が送信バッファメモリ１４２に
よる通信チャネル用送信信号データの書き込み及び読み
出しを制御することにより通信チャネル用送信信号が対
応するタイムスロットで送信されるように制御する。な
お、クロック回路１５５は、現在日時を計時してその情
報を、必要に応じて管理制御部１５１に出力する。

【００２９】トラヒックモニタ部１０５の検索エンジン
１５２は、管理制御部１５１の制御によりデータベース
メモリ１５４内のデータを検索して検索したデータを管
理制御部１５１に返信する。また、更新エンジン１５３
は、管理制御部１５１の制御によりデータベースメモリ
１５４内のデータを更新する。さらに、データベースメ
モリ１５４には、ＡＳテーブル、ＮＬＳテーブル、ＯＣ
テーブル、ルーティングのためのテーブルであるＧＬＳ
テーブル、無線信号の受信時に一時的にデータを保存す
るための一時保存テーブルを記憶する。

【００３０】本実施形態においては、アンテナ放射パタ
ーンを単一の通信相手先方向の利得が最大となるように
指向性を変化させるセクタビームパターンの実効的な送
信ビーム幅を３０度としており、可変ビームアンテナ１
０１は、方位角を３０度毎に選択的に変化可能に設定で
きる。

【００３１】次いで、ＡＳテーブルの作成方法について
説明する。当該アドホック無線ネットワーク内の各無線
局は定期的に隣接無線局情報を収集しＡＳテーブルを生
成する。隣接無線局情報を収集する自局の無線局（以
下、無線局Ｓという。）は、まずブロードキャストパケ
ットを３０度毎に１２方向の方位角でセクタビームパタ
ーンにより順に送信する。方位角が１２方向であるのは
セクタビームパターンが３６０度すべてをカバーするよ
うするためである。このパケット信号をＲＱ（Reques
t）信号と呼ぶ。ＲＱ信号には、図８に示すように、パ
ケット種別：ＲＱ、ＲＱ信号の送信元無線局のＩＤ（識
別番号又は識別符号、以下同様である。）と、送信方位
角、待機時間（duration；単位はミリ秒）が記されてい
る。具体的には、待機時間は１２方向のＲＱ信号の送信
が完了するまでの時間である。

【００３２】次いで、ＲＱ信号を受信した周囲の隣接無
線局（以下、無線局Ｄという。）は受信時のＳＩＮＲを
測定する。無線局Ｄは待機時間の間、このＳＩＮＲの値
を一時的に一時保存テーブルに保存しておき、待機時間
の終了後に、図９に示すように、パケット種別：ＲＥ、
宛先無線局のＩＤ、送信元無線局のＩＤ、ＲＱ信号に記
載されていた方位角情報とともにこのＳＩＮＲの値をユ
ニキャストパケット信号でＲＱ信号の送信元である無線
局Ｓに返信する。このパケットをＲＥ信号と呼ぶ。ＲＥ
信号を送信する際には通常のデータパケットを送信する
場合と同じ手順を踏む（なお、データの送信手順につい
ては後述する。）。

【００３３】そして、ＲＥ信号を受信した無線局Ｓは、
ＲＥ信号からＲＥ信号の送信元無線局ＩＤ（ここでは、
無線局ＤのＩＤ）、方位角情報、そしてＳＩＮＲ情報を
取り出し、これらによりＡＳテーブルを生成し又は更新
する。無線局ＳのＡＳテーブルの一例を図４に示す。こ
こで、無線局Ｓ以外、つまり該当ＲＱ信号を送信した無
線局と異なる無線局がＲＥ信号を受信した場合には、こ
れを無視するものとする。図４から明らかなように、Ａ
Ｓテーブルにおいては、各方位角毎に、各隣接無線局か
ら見たＳＩＮＲのデータが格納されている。

【００３４】次いで、ＮＬＳテーブルの生成方法につい
て説明する。各無線局は、ＡＳテーブルに記載されてい
る各隣接無線局についてＳＩＮＲ値が最大となる方位角
を選び、このＳＩＮＲ値を隣接無線局との間の親和度と
する。各無線局はこの方位角と親和度の値を各隣接無線
局毎に取り出し、現在日時を更新日時として、ＮＬＳテ
ーブルを生成して更新する。無線局ＳのＮＬＳテーブル
の一例を図５に示す。ＮＬＳテーブルには、図５から明
らかなように、各隣接無線局毎に、最大のＳＩＮＲ値に
対応する方位角、最大のＳＩＮＲ値である親和度、更新
日時が格納されている。

【００３５】本実施形態においては、ＳＩＮＲを測定す
るためには、他の各無線局１と所定のトレーニングパタ
ーンのデータパケットを送受信することによりＢＥＲを
測定し、無線通信の変復調方式で決定されるＳＩＮＲに
対するＢＥＲ特性のグラフを用いて、ＳＩＮＲに換算す
る。例えば、ＣＤＭＡ方式を用いるときは、ＳＩＮＲに
対するＢＥＲ特性のグラフを用いて換算することがで
き、例えば、ＱＰＳＫ差動検波方式を用いるときは、所
定のＣＮＲに対するＢＥＲ特性のグラフを用いて換算す
ることができる。すなわち、搬送波電力対干渉雑音電力
比（以下、ＣＩＮＲという。）を用いるか、もしくはＳ
ＩＮＲを用いるかは、無線システムで使用する変復調方
式に依存する。本発明では、同一チャンネル干渉雑音に
関する測定値であればよい。

【００３６】さらに、本実施形態において用いる、アダ
プティブＭＡＣ（Media Access Control）方式について
説明する。本実施形態において、各無線局１は２次元の
閉空間を動き回るものであり、無線通信をする場合は共
通の無線チャネルを共有するものとする。各無線局１は
３６０度のビーム／ヌル点形成可能なアダプティブアン
テナである可変ビームアンテナ１０１を装備しているも
のとし、実効的な送信ビーム幅は３０度とする。１つの
無線局１は送信と受信を同時に行うことはできず、ま
た、複数の異なる送信や複数の異なる受信を行うことも
できないものとする。ただし、複数の方向に同じ信号を
送信することは可能である。干渉波の方向を知っている
場合、受信を行う各無線局は不要な信号による干渉を避
けるためにヌル点の形成や調整が可能である。

【００３７】 まず、当該アドホック無線ネットワーク
において、通信が一つの場合について説明する。初期状
態のアイドル状態では、各無線局１はアンテナ放射パタ
ーンを無指向性パターンであるオムニパターンにして送
受信の待機を行う。

【００３８】現在多く用いられている無線ＬＡＮ規格で
あるＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣプロトコル標準で
は、信頼性のあるデータ通信を実現するためにＲＴＳ−
ＣＴＳ−ＤＡＴＡ−ＡＣＫ交換手順を用いる。一方、本
方式においては無線局Ｓが無線局Ｄと無線通信をしたい
場合には、無線局Ｓは最初に無線局Ｄを含む無線局Ｓの
隣接無線局に“無線局Ｓから無線局Ｄへの通信を開始す
る”旨をＲＴＳ（Request-To-Send）信号によりオムニ
パターンで送信する。このＲＴＳ信号には、ＩＥＥＥ８
０２．１１に規定する信号や本方式のＲＥ信号と同様
に、図１０に示すように、パケット種別：ＲＴＳ、送信
元無線局のＩＤ（ここでは、無線局ＳのＩＤ）、宛先無
線局のＩＤ（ここでは、無線局ＤのＩＤ）、待機時間の
値が含まれている。無線局Ｓのすべての隣接無線局（無
線局Ｓへの方向は各自のＡＳテーブル及びＮＬＳテーブ
ルから既知である。）はこの無線局ＳからのＲＴＳ信号
を受信する。

【００３９】このＲＴＳ信号の宛先無線局である無線局
ＤがＲＴＳ信号を受信した場合、無線局Ｄは無線局Ｓに
対してＤＡＴＡ信号（データ信号）の送信を許可するこ
とを伝えるためにＣＴＳ（Clear-To-Send）信号をオム
ニパターンで返信する。このＣＴＳ信号には、図１１に
示すように、パケット種別：ＣＴＳ、宛先無線局のＩＤ
（ここでは、無線局ＳのＩＤ）と、待機時間の値が含ま
れている。

【００４０】次いで、ＲＴＳ信号を送信した無線局であ
る無線局Ｓがその宛先である無線局ＤからのＣＴＳ信号
を受信したとき、ＤＡＴＡ信号を送信する。宛先無線局
である無線局ＤはＤＡＴＡ信号を受信し、その受信が正
常に完了すると確認応答としてＡＣＫ（Acknowledgemen
t）信号（肯定応答信号）を無線局Ｓに返信する。無線
局ＳはＡＣＫ信号を受信することで一つのＤＡＴＡに関
する一連の処理を完了し、アイドル状態に戻る。ここ
で、ＤＡＴＡ信号には、図１２に示すように、パケット
種別：ＤＡＴＡ、送信元無線局のＩＤ（ここでは、無線
局ＳのＩＤ）、宛先無線局のＩＤ（ここでは、無線局Ｄ
のＩＤ）、待機時間の値、送信すべきデータが含まれて
いる。また、ＡＣＫ信号には、図１３に示すように、パ
ケット種別：ＡＣＫ、宛先無線局のＩＤ（ここでは、無
線局ＳのＩＤ）、待機時間の値が含まれている。

【００４１】一方、無線局Ｄ以外の無線局（以下、無線
局Ａとする。）がＲＴＳ信号を受信した場合には、無線
局ＡはＡＳテーブル及びＮＬＳテーブルに基づいてＲＴ
Ｓ信号の送信元無線局である無線局Ｓの方位角情報を取
得し、ＲＴＳ信号に記載されている待機時間の間だけ無
線局Ｓの方向にヌル点を形成する。このような任意の方
向にヌル点を形成したようなアンテナ放射パターンを総
称して排他的セクタパターンと呼ぶ。この際、無線局Ａ
は自身のＯＣテーブルにヌル点を作る要因となった無線
局（ここでは、無線局Ｓ）とその方向への方位角、そし
て待機時間が終了する待機時間期間終了日時（＝現在日
時＋待機時間）を書き込む。ＯＣテーブルの一例を図６
に示す。

【００４２】また、無線局Ｓ以外がＣＴＳ信号を受信し
た場合はＲＴＳ信号の場合と同様にしてＣＴＳ信号の送
信元無線局の方向に一定期間ヌル点を形成する。

【００４３】ＲＴＳ信号やＤＡＴＡ信号を送信した無線
局Ｓや、ＣＴＳ信号を送信した無線局Ｄはその送信後に
一定時間のタイマーを動作させる。無線局Ｓの場合、Ｒ
ＴＳ信号を送信後一定時間内にＣＴＳ信号を受信しない
場合、及びＤＡＴＡ信号を送信後一定時間内にＡＣＫ信
号を受信しない場合には、タイムアウトしたものとして
ＲＴＳ信号の送信処理から一連の処理をやり直す。一
方、無線局ＤではＣＴＳ信号を送信後一定時間内にＤＡ
ＴＡ信号を受信しない場合には、無線局Ｓへのセクタビ
ームパターンをオムニパターンに戻し、アイドル状態と
なる。待機時間の期間が終わると、対応するＯＣテーブ
ルのエントリに基づき、他にその方向に待機時間の期間
中の通信がなければ、可変ビームアンテナ１０１におけ
るその方向のヌル点を解除する。

【００４４】次いで、既に他に通信が行われていること
を知っている場合について説明する。無線局Ｓと無線局
Ｄが通信中にそれらの周辺にある無線局Ｘと無線局Ｙが
無線局Ｘを送信元として通信を行おうとしている場合を
図１５に示す。無線局Ｓから無線局Ｄへのセクタビーム
パターンは図１５のようになっている。ここで、無線局
Ｘと無線局Ｙは無線局Ｓや無線局ＤからのＲＴＳ信号及
びＣＴＳ信号を既に受信しており、ＯＣテーブルにそれ
を登録している。ここで、γ_ｘｙを無線局Ｘから見た無
線局Ｙへの方位角の値とすると、無線局Ｘと無線局Ｙは
それぞれのＡＳテーブル及びＮＬＳテーブルより、無線
局Ｘは方位角γ_ｘｓとγ_ｘｄの値、無線局Ｙは方位角γ
_ｙｓとγ_ｙｄの値を知ることができる。まず、無線局Ｘ
から無線局ＹへのＲＴＳ信号の送信が無線局Ｓや無線局
Ｄに影響を与えてしまうような場合、つまり方位角γ
_ｘｙがγ_ｘｓやγ_ｘｄと重なってしまう場合には、無線
局Ｘは送信をすることが出来ず、アイドル状態で無線局
Ｓと無線局Ｄの通信が終了するのを待つ必要がある。そ
うでない場合、無線局ＸはＲＴＳ信号を送信することが
できる。この際の無線局Ｘのアンテナ放射パターンは前
提条件から、方位角γ _ｘｓとγ_ｘｄの方向にヌル点を形
成した排他的セクタパターンである。

【００４５】同様に、無線局Ｙから無線局Ｘへの排他的
セクタパターンが無線局Ｓや無線局Ｄを捉えていない場
合、すなわち、方位角γ_ｙｘとγ_ｙｓやγ_ｙｄが重なっ
ていない場合、無線局Ｙは無線局ＸへＣＴＳ信号を送信
することができる。以降、無線局Ｘと無線局Ｙはセクタ
ビームパターンによりＤＡＴＡ信号及びＡＣＫ信号の送
受信を行う。

【００４６】さらに、本実施形態においては、指向性ア
ンテナである可変ビームアンテナ１０１を活用し、トポ
ロジ情報の更新度の低い周辺無線局へ優先的に通知する
ことにより、トポロジ情報の最新性を維持するためのオ
ーバーヘッドを削減しつつ、周辺無線局における更新度
の均一性を確保するとともに、通信用ルートとしては、
最も通信品質の安定したルートを選択し、高モビリティ
及びトポロジ更新パケットの伝搬遅延に対しては、中継
無線局でのルート変更により動的に対応するための方法
について以下に詳述する。

【００４７】まず、ＧＬＳテーブルについて説明する。
ＧＬＳテーブルは、当該アドホック無線ネットワーク内
のすべての無線局１内のデータベースメモリ１５４に保
存され、すべての無線局１のＮＬＳテーブルの情報であ
るトポロジ情報を含む。これは、各無線局１内のＧＬＳ
テーブル情報を周期的に他の無線局と交換することによ
り、各無線局１はネットワーク全体のトポロジ情報を把
握することができる。ＧＬＳテーブルは、すべての無線
局１間の接続性と最新性で構成される。ここで、接続性
は、親和度と呼ばれる無線局間の接続強度を表す項目で
あり、各無線局１のＮＬＳテーブルから得ることができ
る。また、最新性は、各無線局情報の更新回数を示す値
であり、隣接無線局からトポロジ情報を受信した際に受
信無線局内にあるトポロジ情報と比較しより最新の情報
に無線局毎に更新する時や、更新されたトポロジ情報を
隣接無線局に送出した後にその隣接無線局から再送信を
防止するために使用するとともに、更新されたトポロジ
情報の隣接無線局への送信先を決定する際にも用いる。

【００４８】このＧＬＳテーブルの一例を図７に示す。
ＧＬＳテーブルは、当該アドホック無線ネットワーク内
の各無線局１のＮＬＳテーブルを収集したものであり、
ある無線局からある無線局までの親和度値の集合になっ
ている。すなわち、ＧＬＳテーブルにおいては、図７か
ら明らかなように、横軸には送信側の無線局が並置され
る一方、縦軸には受信側の無線局が並置され、当該無線
ネットワークにＮ個の無線局１がある場合、ＧＬＳテー
ブルは、個々の交差点における値が送信側の無線局から
受信側の無線局への親和度（最大のＳＩＮＲ値）を示す
Ｎ×Ｎ個の表となる。さらに、各送信側の無線局に対応
して、最新性を示す更新回数を有する。ここで、ＧＬＳ
テーブルは、トポロジ情報を含むＲＥＮ（Renewal）信
号を周期的に他の無線局に対して送信して情報交換され
ることにより生成され、無線局にトポロジ情報（ある無
線局のＧＬＳテーブル）が到着した時、ＧＬＳテーブル
の更新が行われ、そのとき、トポロジ情報内のＧＬＳテ
ーブルとトポロジ情報を受信した無線局のＧＬＳテーブ
ルを比較する必要があり、比較には更新回数の値を使用
し、更新回数の値の大きい情報を新しいＧＬＳテーブル
として使用する。なお、ＲＥＮ信号は、図１４に示すよ
うに、パケット種別：ＲＥＮ、宛先無線局のＩＤ、送信
元無線局のＩＤ（ここでは、無線局ＳのＩＤ）、トポロ
ジ情報を含む。

【００４９】次いで、ＧＬＳテーブルを更新するための
ＲＥＮ信号の送信方法について説明する。トポロジ情報
を各無線局に通知させるため、フラッディングを用いる
とオーバーヘッドが大きくなり、通常のデータ送信に影
響を与える可能性がある。そこで、本実施形態において
は、トポロジ情報を含むＲＥＮ信号によるオーバーヘッ
ドを減らすため公知のleast-visited-neighbor-first方
式（例えば、従来技術文献６「Somprakash Bandyopadhy
ay et al., "Topology Discovery in Ad Hoc Wireless
Networks Using Mobile Agents", Proceedings of MATA
2000, Paris」）参照。）における最新性（recency）
を、トポロジ情報の隣接無線局への送信先決定にも使用
する。具体的には、無線局がトポロジ更新パケット信号
であるＲＥＮ信号を受け取り、ＧＬＳテーブルの更新を
行い、新たにＲＥＮ信号を送信するとき、直接に無線通
信可能な隣接無線局の最新性を示す更新回数を比較し、
最も更新回数の低い値を持つ無線局に対してのみ、ＲＥ
Ｎ信号を送出する。そして、ＲＥＮ信号は、送出先無線
局の更新回数を増やした上で送出する。

【００５０】本実施形態においては、ＮＬＳテーブルを
用いて、１つの隣接無線局のみに対して指向性アンテナ
でトポロジ情報を配布するため、従来の無指向性ビーム
を使用する場合（従来技術文献６）に比べ遥かにオーバ
ーヘッドを抑えることができる。また、更新回数の活用
により、周辺無線局の最新性を平均化することができ
る。

【００５１】さらに、ＧＬＳテーブルを用いた具体的な
ルーティング方法について説明する。図１７に示すよう
な、送信元無線局Ｓから目的地無線局Ｄまでのルートを
考えるとする。本実施形態においては、ＧＬＳテーブル
より送信元無線局Ｓから目的地無線局Ｄまでのルートを
すべて検索し、各ルートを形成するリンクの中で最も低
い親和度を持つリンクを検索する。各ルートが持つ最も
低い親和度のリンク同士を全ルートで比較し、その中で
最も高い親和度である（ルート内で）最低の親和度を持
つリンクを有するルートを選択ルートと決定する。ルー
トの最小親和度が最も高いルートを選択したことによっ
て、ルートのボトルネックを回避し、すなわち、より小
さい親和度を有するリンクを通過するルートを回避し、
最も安定したルートを選択することになる。

【００５２】また、ルート決定処理において、送信元無
線局ＳがＳ−Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ｄのルートを選択したと仮定
する。送信元無線局Ｓから送出されたパケット信号を無
線局Ｙが受け取った時点で、Ｙ−Ｐ−Ｑ−Ｄのルートを
通ったほうが安定している場合、安定している方にルー
トを変更することによって、無線局移動やＧＬＳテーブ
ルの伝搬遅延に対してより柔軟な対応をすることができ
る。

【００５３】このルーティング方法は、公知のリンク-
状態テーブルを用いる方式をベースとするルーティング
方法であり、ルート情報を作成するためのトポロジ情報
として、ＧＬＳテーブルを生成してルーティングに用い
る。より具体的には、以下の手順を用いる。 （１）ＧＬＳテーブルより宛先に対するルートをすべて
作成する。ここで、ルートを作成する際、ＧＬＳテーブ
ルより隣接無線局を抽出する。なお、隣接無線局は、Ｇ
ＬＳテーブルで自無線局に親和度値がある無線局が対象
となる。 （２）次いで、隣接無線局に着目し、親和度値がある無
線局を次々無線局として抽出する。ここで、宛先無線局
がある場合、その情報をルート情報とする。一方、宛先
無線局がない場合、次の次の無線局に着目し、親和度値
がある無線局を抽出する。 （３）さらに、宛先無線局があるかどうか調べる。あれ
ばルート情報とし、なければ上記と同様に次のルート検
索を行う。このようにしてＧＬＳテーブルよりルートを
すべて作成する。 （４）作成されたルートから最低の親和度値のリンクを
抽出する。 （５）抽出された最低の親和度値のリンクの中で最大の
値の（リンク内で）最低親和度値を持つルートを選択す
る。ここで、最大の値の（リンク内で）最低親和度値を
持つルートが複数ある場合、ホップ数の少ない経路を選
択する。このようにしてルート選択を行う。

【００５４】図１８は、最適ルートの選択処理の一例を
示す無線局接続図であり、例えば、無線局Ａ−Ｂ−Ｄの
ルートＲ１と、無線局Ａ−Ｃ−ＤのルートＲ２があった
場合、ルートＲ１における最小の親和度はリンクＢ−Ｄ
の親和度Ａｆｆ＝９であり、ルートＲ２における最小の
親和度はリンクＡ−Ｃの親和度Ａｆｆ＝８である。これ
ら抽出された親和度の中で最大の親和度のリンクＢ−Ｄ
を有するルートＲ１を選択してルーティングを行う。

【００５５】図１９乃至図２８は、図２のトラヒックモ
ニタ部１０５内の管理制御部１５１によって実行される
パケット送受信制御処理を示すフローチャートである。

【００５６】まず、図１９及び図２０はメインフローで
あり、図１９のステップＳ１において、ＯＣテーブルに
基づいて、他の無線局が通信中でないとき又はそれを知
らないとき、アンテナ放射パターンをオムニパターンに
設定し、他の無線局が通信中であるときアンテナ放射パ
ターンを排他的セクタパターンに設定した後、ステップ
Ｓ１Ａでアイドリング状態となり、ステップＳ２におい
てパケットの送信又は受信のイベントが発生したか否か
が判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３に進む一方、
ＮＯのときはステップＳ１に戻る。次いで、ステップＳ
３においてパケットの送信又は受信か否かが判断され、
送信であるときはステップＳ６に進む一方、受信である
ときはステップＳ５に進む。ステップＳ５においては、
図２９のＲＥＮ信号受信処理を実行した後、ステップＳ
１に戻る。一方、ステップＳ６においては、トポロジ情
報の送信か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ
７に進む一方、ＮＯのときは直接に図２０のステップＳ
１０１に進む。

【００５７】図２０のステップＳ１０１においては、Ｒ
Ｑ信号の送信、もしくはＤＡＴＡ信号、ＲＥＮ信号又は
ＲＥ信号の送信か否かが判断され、ＲＱ信号の送信であ
るときはステップＳ１０２に進む一方、ＤＡＴＡ信号、
ＲＥＮ信号又はＲＥ信号の送信のときは図２１のステッ
プＳ１１に進む。さらに、ステップＳ１０２において可
変ビームアンテナ１０１の方位角ＡＮＧを０度に初期化
し、ステップＳ１０３において、上記指定された方位角
ＡＮＧ（度）に対してセクタビームパターンでＲＱ信号
を送信し、ステップＳ１０３においてすべての方位角へ
のＲＱ信号の送信が終了したか否かが判断され、ＮＯの
ときはステップＳ１０５に進む一方、ＹＥＳのときは図
１９のステップＳ１に戻る。ステップＳ１０５において
は、方位角ＡＮＧ（度）を３０度だけインクリメントし
た後、ステップＳ１０３に戻る。従って、ステップＳ１
０１乃至Ｓ１０５の処理では、可変ビームアンテナ１０
１の方位角ＡＮＧを３０度ずつインクリメントしなが
ら、セクタビームパターンでＲＱ信号をすべての方位角
にわたって送信することになる。本実施形態において
は、可変ビームアンテナ１０１の方位角ＡＮＧを３０度
ずつインクリメントしながら、セクタビームパターンで
ＲＱ信号をすべての方位角にわたって送信しているが、
これは一例であって、本発明はこれに限らず、可変ビー
ムアンテナ１０１の方位角ＡＮＧを所定の角度ずつイン
クリメントしてもよい。

【００５８】図２１は、ＲＴＳ信号とＣＴＳ信号の送受
信処理であり、まず、ステップＳ１１においては、図３
１のルーティング決定処理を実行した後、ステップＳ１
２において、ＮＬＳテーブルに記載の隣接無線局への方
位角がＯＣテーブルにあるエントリの方位角と重なって
いないかＯＣテーブルをチェックし、ステップＳ１３に
おいて隣接無線局への方位角がＯＣテーブルにあるエン
トリへの方位角と重なっていないか否かが判断され、Ｙ
ＥＳのときはステップＳ１４に進む一方、ＮＯのときは
ステップＳ１８に進む。ステップＳ１４において隣接無
線局に対してＲＴＳ信号をＯＣテーブルに基づいてオム
ニパターン又は排他的セクタパターンパターンで送信
し、ステップＳ１５においてＣＴＳタイムアウトせずに
自局宛のＣＴＳ信号を受信したか否かが判断され、ＹＥ
ＳのときはステップＳ１６に進む一方、ＮＯのときはス
テップＳ１８に進む。ステップＳ１６において隣接無線
局に対して送信すべきＤＡＴＡ信号、ＲＥＮ信号又はＲ
Ｅ信号をＮＬＳテーブルに記載の方位角のセクタビーム
パターンで送信し、ステップＳ１７においてＡＣＫタイ
ムアウトせずに自局宛のＡＣＫ信号を受信したか否かが
判断され、ＹＥＳのときは図１９のステップＳ１に戻る
一方、ＮＯのときはステップＳ１８に進む。ステップＳ
１８では、ランダム時間だけ待機した後、図１９のステ
ップＳ１に戻る。

【００５９】図２２は、受信したパケット信号のパケッ
ト種別に基づく分岐処理であり、まず、ステップＳ２１
において受信したパケット信号のパケット種別はＲＱで
あるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図２３のステッ
プＳ３１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２２に進
む。ステップＳ２２において受信したパケット信号のパ
ケット種別はＲＥであるか否かが判断され、ＹＥＳのと
きは図２４のステップＳ４１に進む一方、ＮＯのときは
ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において受信し
たパケット信号のパケット種別はＲＴＳであるか否かが
判断され、ＹＥＳのときは図２５のステップＳ５１に進
む一方、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。ステップ
Ｓ２４において受信したパケット信号のパケット種別は
ＣＴＳであるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図２６
のステップＳ６１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ
２５に進む。ステップＳ２５において受信したパケット
信号のパケット種別はＤＡＴＡであるか否かが判断さ
れ、ＹＥＳのときは図２７のステップＳ７１に進む一
方、ＮＯのときはステップＳ２６に進む。ステップＳ２
６において受信したパケット信号のパケット種別はＡＣ
Ｋであるか否かが判断され、ＹＥＳのときは図２８のス
テップＳ８１に進む一方、ＮＯのときは図１９のステッ
プＳ１に戻る。

【００６０】図２３は受信したＲＱ信号についての処理
であり、まず、ステップＳ３１において受信したＲＱ信
号から送信元無線局のＩＤ、送信方位角、及び待機時間
を取得し受信時に検出したＳＩＮＲ値とともに送信元無
線局毎に一時的に一時保存テーブルに保存し、上記取得
した待機時間がセットされた待機時間タイマーをスター
トさせた後、ステップＳ３２において待機時間タイマー
がタイムアップしたか否かが判断され、ＹＥＳのときは
ステップＳ３３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３
４に進む。ステップＳ３３においてＲＱ信号の送信元無
線局毎に一時保存テーブルに保存しておいた送信方位角
情報とＳＩＮＲ値のセット（１つ又は複数）によりＲＥ
信号を作成して送信処理に移り、次いで、図１９のステ
ップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３４において同じ送
信元無線局からのＲＱ信号を受信したか否かが判断さ
れ、ＹＥＳのときはステップＳ３５に進む一方、ＮＯの
ときはステップＳ３２に戻る。これは、同一の無線局か
らのＲＱ信号の受信が完了するまでは、他の無線局から
のＲＱ信号を受信することができないようにするためで
ある。次いで、ステップＳ３５において受信したＲＱ信
号から送信方位角及び待機時間を取得し、受信時のＳＩ
ＮＲ値とともに送信元無線局毎に一時的に一時保存テー
ブルに保存した後、ステップＳ３６において上記取得し
た待機時間がセットされた待機時間タイマーを再スター
トさせ、ステップＳ３２に戻る。

【００６１】図２４は受信したＲＥ信号の処理であり、
ステップＳ４１において受信したＲＥ信号からＲＥ信号
の送信元無線局、方位角情報とＳＩＮＲ値のセットを取
得し、ＡＳテーブルを更新した後、ＮＬＳテーブルを更
新する。なお、新規のときは各テーブルを新規に作成す
る。次いで、図１９のステップＳ１に戻る。

【００６２】図２５は受信したＲＴＳ信号の処理であ
り、まず、ステップＳ５１において受信したＲＴＳ信号
は自分宛のＲＴＳ信号か否かが判断され、ＹＥＳのとき
はステップＳ５２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ
５６に進む。次いで、ステップＳ５２においてＲＴＳ信
号の送信元の隣接無線局に対してＣＴＳ信号をＯＣテー
ブルに基づいてオムニパターン又は排他的セクタパター
ンパターンで送信した後、ステップＳ５３においてＤＡ
ＴＡタイムアウトせずに自局宛のＤＡＴＡ信号を受信し
たか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５４に
進む一方、ＮＯのときはステップＳ５５に進む。ステッ
プＳ５４において隣接無線局に対してＡＣＫ信号をＮＬ
Ｓテーブルに記載の方位角のセクタビームパターンで送
信した後、図１９のステップＳ１に戻る。一方、Ｓ５５
においてランダム時間だけ待機した後、図１９のステッ
プＳ３に戻る。

【００６３】ステップＳ５６においては、ＮＬＳテーブ
ルにおいて、受信したＲＴＳ信号の送信元無線局がある
か否かが判断され、ＹＥＳのときは受信したＲＴＳ信号
の送信元無線局が隣接無線局であるときであり、ステッ
プＳ５７に進む一方、ＮＯのときは受信したＲＴＳ信号
の送信元無線局が隣接無線局ではなく、又はそれを知ら
ないときであり、ステップＳ５９に進む。ステップＳ５
７においては、ＯＣテーブルにおいて、受信したＲＴＳ
信号の送信元無線局と、ＮＬＳテーブルに記載の当該送
信元無線局への方位角情報及び待機期間終了日時（＝現
在日時＋ＲＴＳ信号に記載の待機時間）を格納し、ステ
ップＳ５８において可変ビームアンテナ１０１のアンテ
ナパターンを、ＲＴＳ信号の送信元無線局への方位角方
向にヌル点を形成した排他的セクタパターンパターンに
設定した後、図１９のステップＳ１に戻る。一方、ステ
ップＳ５９においては、無条件でＲＴＳ信号に記載の待
機時間の間待機した後、図１９のステップＳ３に戻る。

【００６４】図２６は受信したＣＴＳ信号の処理であ
り、まず、ステップＳ６１においてＮＬＳテーブルにお
いて、受信したＣＴＳ信号の送信元無線局があるか否か
が判断され、ＹＥＳのときは受信したＣＴＳ信号の送信
元無線局が隣接無線局であるときであり、ステップＳ６
２に進む一方、ＮＯのときは受信したＣＴＳ信号の送信
元無線局が隣接無線局ではなく、又はそれを知らないと
きであり、ステップＳ６４に進む。ステップＳ６２にお
いては、ＯＣテーブルにおいて、ＣＴＳ信号の送信元無
線局と、ＮＬＳテーブルに記載の当該送信元無線局への
方位角情報、及び待機期間終了日時（＝現在日時＋ＣＴ
Ｓ信号に記載の待機時間）を格納し、ステップＳ６３に
おいて可変ビームアンテナ１０１のアンテナパターン
を、ＣＴＳ信号の送信元無線局への方位角方向にヌル点
を形成した排他的セクタパターンパターンに設定した
後、図１９のステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ６
４においては、無条件でＣＴＳ信号に記載の待機時間の
間待機した後、図１９のステップＳ３に戻る。

【００６５】図２７は受信したＤＡＴＡ信号の処理であ
り、まず、ステップＳ７１においてＮＬＳテーブルにお
いて、受信したＤＡＴＡ信号の送信元無線局があるか否
かが判断され、ＹＥＳのときは受信したＤＡＴＡ信号の
送信元無線局が隣接無線局であるときであり、ステップ
Ｓ７２に進む一方、ＮＯのときは受信したＤＡＴＡ信号
の送信元無線局が隣接無線局ではなく、又はこれを知ら
ないときであり、ステップＳ７４に進む。ステップＳ７
２においては、ＯＣテーブルにおいて、ＤＡＴＡ信号の
送信元無線局と、ＮＬＳテーブルに記載の当該送信元無
線局への方位角情報、及び待機期間終了日時（＝現在日
時＋ＤＡＴＡ信号に記載の待機時間）を格納し、ステッ
プＳ７３において可変ビームアンテナ１０１のアンテナ
パターンを、ＤＡＴＡ信号の送信元無線局への方位角方
向にヌル点を形成した排他的セクタパターンパターンに
設定した後、図１９のステップＳ１に戻る。一方、ステ
ップＳ７４においては、無条件でＤＡＴＡ信号に記載の
待機期間の間待機した後、図１９のステップＳ３に戻
る。

【００６６】図２８は受信したＡＣＫ信号の処理であ
り、まず、ステップＳ８１においてＮＬＳテーブルにお
いて、受信したＡＣＫ信号の送信元無線局があるか否か
が判断され、ＹＥＳのときは受信したＡＣＫ信号の送信
元無線局が隣接無線局であるときであり、ステップＳ８
２に進む一方、ＮＯのときは受信したＡＣＫ信号の送信
元無線局が隣接無線局でないとき、又はこれを知れない
ときであり、ステップＳ８４に進む。ステップＳ８２に
おいては、ＯＣテーブルにおいて、ＡＣＫ信号の送信元
無線局と、ＮＬＳテーブルに記載の当該送信元無線局へ
の方位角情報、及び待機期間終了日時（＝現在日時＋Ａ
ＣＫ信号に記載の待機時間）を格納し、ステップＳ８３
において可変ビームアンテナ１０１のアンテナパターン
を、ＡＣＫ信号の送信元無線局への方位角方向にヌル点
を形成した排他的セクタパターンパターンに設定した
後、図１９のステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ８
４において無条件でＡＣＫ信号に記載の待機期間の間待
機した後、図１９のステップＳ３に戻る。

【００６７】図２９は、図１９のサブルーチンであるＲ
ＥＮ信号受信処理（ステップＳ５）を示すフローチャー
トである。

【００６８】図２９において、まず、ステップＳ１１１
で自局のＮＬＳテーブルに基づいてＧＬＳテーブルの自
局送信のデータ（縦の列）を更新し、ステップＳ１１２
において当該自局送信のデータの最下欄にある更新回数
を１だけインクリメントする。次いで、ステップＳ１１
３において比較回数ｉを０に初期化し、ステップＳ１１
４において受信したＲＥＮ信号に含まれるトポロジ情報
から１つの無線局のデータを選択する。そして、ステッ
プＳ１１５において選択された無線局がＧＬＳテーブル
にあるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１
１６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１５１に進
む。ステップＳ１１６において選択された無線局につい
てのトポロジー情報の更新回数は自局のＧＬＳテーブル
内の当該無線局の更新回数よりも多いか否かが判断さ
れ、ＹＥＳのときはステップＳ１１７に進む一方、ＮＯ
のときはステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１７に
おいて受信したＲＥＮ信号に含まれる当該選択された無
線局のトポロジ情報に基づいて自局のＧＬＳテーブル内
の当該無線局のデータを更新してステップＳ１１８に進
む。一方、ステップＳ１５１においては、自局のＧＬＳ
テーブルにおいて、上記選択された無線局についての縦
の列と横の行とを追加し、ステップＳ１５２において、
受信したＲＥＮ信号に含まれる当該選択された無線局の
トポロジ情報に基づいて自局のＧＬＳテーブル内の当該
無線局のデータを新規に挿入してステップＳ１１８に進
む。さらに、ステップＳ１１８において比較回数ｉを１
だけインクリメントした後、ステップＳ１１９において
比較回数ｉはトポロジ情報の全無線局数に等しくなった
か否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ１２０に進
む一方、ＹＥＳのときは元のルーチンに戻る。ステップ
Ｓ１２０においては、受信したＲＥＮ信号に含まれるト
ポロジ情報から別の１つの無線局のデータを選択し、ス
テップＳ１１５に戻る。

【００６９】図３０は、図１９のサブルーチンであるＲ
ＥＮ信号送信準備処理（ステップＳ７）を示すフローチ
ャートである。

【００７０】図３０において、まず、ステップＳ１２１
においては、ＧＬＳテーブルテーブルに基づいて最小の
更新回数を有する送信無線局を選択し、ステップＳ１２
２において最小の更新回数を有する送信無線局は複数あ
るか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１２３
に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１２４に進む。ス
テップＳ１２３において当該複数の送信無線局からラン
ダムに１つを選択して送信先無線局とし、ステップＳ１
２５に進む。一方、ステップＳ１２４において当該送信
無線局を送信先無線局とし、ステップＳ１２５に進む。
ステップＳ１２５において決定された送信先無線局に対
応するＧＬＳテーブルの送信無線局における更新回数を
１だけインクリメントし、ステップＳ１２６において現
在のＧＬＳテーブルであるトポロジ情報を含むＲＥＮ信
号を生成して、送信イベントを発生した後、元のルーチ
ンに戻る。

【００７１】図３１は、図２１のサブルーチンであるル
ーティング決定処理（ステップＳ１１）を示すフローチ
ャートである。

【００７２】図３１において、まず、ステップＳ１３１
においては、ＧＬＳテーブルに基づいて宛先は隣接無線
局であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは元のルーチ
ンに戻る一方、ＮＯのときはステップＳ１３２に進む。
ステップＳ１３２において自局のＧＬＳテーブルから宛
先無線局への全ルートを検索し、ステップＳ１３３にお
いて検索された各ルートにおける最小の親和度を検索
し、ステップＳ１３４において検索された各ルートにお
ける最小の親和度を互いに比較しその最大値を持つルー
トを選択する。そして、ステップＳ１３５において選択
されたルートは複数あるか否かが判断され、ＹＥＳのと
きはステップＳ１３６に進む一方、ＮＯのときはステッ
プＳ１３９に進む。ステップＳ１３６において選択され
た複数のルートのうち最小のホップ数を有するルートを
選択し、ステップＳ１３７において選択されたルートは
複数あるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ
１３８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３９に進
む。ステップＳ１３８において選択された複数のルート
のうちランダムに１つのルートを選択し、ステップＳ１
３９に進む。さらに、ステップＳ１３９において選択さ
れたルートにおける次の無線局を隣接無線局としてルー
トを決定して元のルーチンに戻る。

【００７３】図３２は、図２のトラヒックモニタ部１０
５内の管理制御部１５１によって割り込み処理で実行さ
れる排他的セクタパターン解除処理を示すフローチャー
トである。

【００７４】図３２において、まず、ステップＳ９１に
おいてＯＣテーブルにおいて、待機期間が終了した無線
局はあるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ
９２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ９１に戻る。
次いで、ステップＳ９２において該当する無線局に対す
るヌル点を解除することによりそれに対する排他的セク
タパターンパターンを解除し、ステップＳ９３において
該当する無線局についてのＯＣテーブルのデータを削除
した後、ステップＳ９１に戻る。

【００７５】図１６は、図１のアドホック無線ネットワ
ークにおいて用いる各信号に対する各状態におけるアン
テナ放射パターンを示す図である。

【００７６】図１６から明らかなように、既存の通信が
ない場合、もしくは無線局が既存の通信を認識していな
い場合においては、ＲＴＳ信号及びＣＴＳ信号の送受信
時においては、すべてオムニパターンを用いて行う。ま
た、ＤＡＴＡ信号及びＡＣＫ信号の送受信時において
は、送信無線局又は受信無線局はセクタビームパターン
を用いるが、アイドル状態にある無線局においては排他
的セクタパターンとなっている。一方、既に他に通信が
行われていることを知っている場合においては、ＲＴＳ
信号及びＣＴＳ信号の送受信時においては、すべて排他
的セクタパターンを用いて行う。また、ＤＡＴＡ信号及
びＡＣＫ信号の送受信時においては、送信無線局又は受
信無線局はセクタビームパターンを用いるが、アイドル
状態にある無線局においては排他的セクタパターンとな
っている。

【００７７】本実施形態の制御動作を要約すると、無線
局Ｘが無線局Ｙと通信したいものとし、Ｎ個の無線局
｛ｎ_１，ｎ_２，…，ｎ_Ｎ｝は既に通信プロセスが進行中
であるような、Ｘの隣接無線局の集合であるとする。同
様に、Ｍ個の無線局｛ｍ_１，ｍ _２，…，ｍ_Ｍ｝は既に通
信プロセスが進行中であるような、Ｙの隣接無線局の集
合であるとする。この場合、無線局ＸとＹが通信を開始
できる条件は、以下の通りである。 （１）ＸからＹへの指向性ビームがＮ個の無線局
｛ｎ_１，ｎ_２，…，ｎ_Ｎ｝を捉えない場合。すなわち、
ＸからＹ方向へのビーム方位角γ_ｘｙでカバーされるエ
リアが方位角γ_ｘｎ１，γ_ｘｎ２，…，γ_ｘｎＮがカバ
ーするエリアと重ならない場合。 （２）ＹからＸへの指向性ビームがＭ個の無線局
｛ｍ_１，ｍ_２，…，ｍ_Ｍ｝を捉えない場合。すなわち、
ＸからＹ方向へのビーム方位角γ_ｙｘでカバーされるエ
リアが方位角γ_ｙｍ１，γ_ｙｍ２，…，γ_ｙｍＭがカバ
ーするエリアと重ならない場合。

【００７８】従って、ＸとＹはそれぞれ選択した方向へ
ＲＴＳ信号／ＣＴＳ信号を送信し、現在通信中のプロセ
スのある無線局の方向へヌル点を形成する。また、Ｘ−
Ｙのセクタビームパターンがカバーする範囲にあるその
他のアイドル状態にある無線局は、ＯＣテーブルに基づ
いて、Ｘの方向とＹの方向にヌル点を向けた排他的セク
タパターンで待機することになる。

【００７９】以上の実施形態においては、可変ビームア
ンテナ１０１は、自局を中心とした水平面内の所定の方
位角毎にセクタ形状のメインビームを選択的に変更可能
なセクタビームパターンと、上記方位角毎にヌル点を形
成可能な排他的セクタパターンとを選択的に切り換え可
能に装備しているが、本発明はこれに限らず、セクタビ
ームパターンは、自局を中心とした水平面内においてセ
クタ形状のメインビームの方位角を任意の方位角でディ
ジタル的又はアナログ的に設定可能であってもよく、排
他的セクタパターンは、ヌル点を形成する方位角を任意
の方位角でデジタル的又はアナログ的に設定可能であっ
てもよい。

【００８０】以上の実施形態においては、ＮＬＳテーブ
ルは、ＡＳテーブルに基づいて作成されているので、Ａ
Ｓテーブルは常時保存する必要はなく、一時的な保存テ
ーブルであってもよい。

【００８１】以上の実施形態においては、所定の方位角
幅を有するセクタパターンを用いているが、セクタ形状
でない所定の放射形状を有する放射パターンであっても
よい。

【００８２】以上の実施形態においては、ルーティング
を行うときの基準となる評価値として、信号対干渉雑音
比（電力比又は信号比）を用いているが、本発明はこれ
に限らず、信号対雑音比（電力比又は信号比）（ここ
で、雑音はすべての雑音を含む。）、信号電力、信号強
度などの信号強度を含む評価値を用いてもよい。

【００８３】以上の実施形態においては、各無線局間で
パケット通信により無線通信を行っているが、本発明は
これに限らず、回線交換など他の交換方式により無線通
信を行ってもよい。

【００８４】＜第２の実施形態＞本発明に係る第２の実
施形態においては、第１の実施形態におけるアドホック
無線ネットワークをベースとして、相手局がオフライン
であってもメッセージのデータを送信することができ、
自局がオフラインとなろうとする場合のサービスを提供
することができるルーティング方法及びルータ装置を提
供する。

【００８５】第２の実施形態においては、現在オンライ
ンの無線局であり、オフラインである無線局に代わって
所定の処理を実行するプロキシー無線局（代理無線局）
の概念を導入して実施する。この無線ネットワークにお
ける仮定条件は以下の通りである。 （１）協力：無線ネットワーク内のすべての無線局１
は、無線ネットワーク及びその機能性を維持するように
協力しようとしている。 （２）接続性：無線局１は何れも、無線ネットワークか
ら半永久的には分離されない。

【００８６】第２の実施形態に係るルータ装置において
は、自局がオフラインになろうとするときに所定の判断
基準に基づいて自局の代理となるプロキシー無線局を、
図２のデータベースメモリ１５４に格納される変形され
たグローバルリンク状態テーブル（以下、ＭＧＬＳテー
ブルという。）から選択し（図３６のステップＳ１４
２）、上記プロキシー無線局に対して自局の代理をする
ことを要求するプロキシー要求信号を送信し（ステップ
Ｓ１４５）、自局に対するプロキシー要求信号を受信し
たときは、自局が他の特定の無線局のプロキシー無線局
であることを示すプロキシー情報をＭＧＬＳテーブルに
挿入して更新する（図３８のステップＳ１６９）ととも
に、他の無線局に所定のパケット信号を送信するときに
当該プロキシー情報を含めて送信することにより他の無
線局のＭＧＬＳテーブルを更新する（図３８のステップ
Ｓ１６８，図４０のステップＳ１８６など）ことを特徴
とする。また、所定のパケット信号を送信する宛先無線
局がオフラインであるときは、ＭＧＬＳテーブルに基づ
いて宛先無線局のプロキシー無線局を選択し（図３８の
ステップＳ１６４）、選択されたプロキシー無線局に対
して当該信号を送信する（ステップＳ１６８）ことを特
徴とする。さらに、自局がプロキシー無線局であってオ
フラインになろうとするときに所定の判断基準に基づい
て自局及び他の無線局の代理となるプロキシー無線局を
ＭＧＬＳテーブルから選択し（図３６のステップＳ１４
２）、上記プロキシー無線局に対して自局及び他の無線
局の代理をすることを要求するプロキシー要求信号を送
信する（ステップＳ１４５）ことを特徴としている。

【００８７】図３３は、本発明に係る第２の実施形態に
おいて用いられ、図２のデータベースメモリ１５４に格
納されるＭＧＬＳテーブルの一例を示す図である。この
第２の実施形態に係るＭＧＬＳテーブルは、第１の実施
形態に係る図７のＧＬＳテーブルに比較して、縦の行の
送信無線局を横の列にする一方、横の列の受信無線局を
縦の行にし、さらに、各送信無線局に対応して当該各無
線局がプロキシー無線局となる無線局を第６列に挿入し
ている。

【００８８】このＭＧＬＳテーブルを用いるアドホック
無線ネットワークにおいては、８個の無線局１−１乃至
１−８からなり、そのうちの４個の無線局が現在オンラ
インであると仮定している。このＭＧＬＳテーブルから
明らかなように、無線局１−１は無線局１−２に接続さ
れ、無線局１−２は無線局１−３に接続され、無線局１
−３は無線局１−４に接続されている。また、無線局１
−５乃至１−８は、当該時点ではオフラインである。無
線局１−１は無線局１−８のプロキシー無線局であり、
無線局１−２は無線局１−５のプロキシー無線局であ
り、無線局１−３は無線局１−７のプロキシー無線局で
ある。無線局１−４は、この時点ではプロキシー無線局
を保有していない。当該時刻においては、無線局１−４
はオフラインになったところ（無線局１−３がそのプロ
キシーとして機能している）であり、無線局１−１は、
当該ＭＧＬＳテーブルから無線局１−４がオンラインで
あるという認識を有することが想定されている。

【００８９】ここで、上記プロキシー情報を含むＭＧＬ
Ｓテーブルは、上記各無線局１が当該無線ネットワーク
においてオンライン又はオフラインであることを示して
おり、各無線局１が当該無線ネットワークにおいて存在
するか否かを示すプレゼンスサービスを提供している。
すなわち、ＭＧＬＳテーブルの行列要素において、親和
度が表示されているときは当該無線局１はオンラインで
あるが、プロキシーの欄において無線局１が表示されて
いるときはオフラインであると解される。

【００９０】図３４は、第２の実施形態に係るアドホッ
ク無線ネットワークで用いるプロキシー要求信号のフレ
ームフォーマットを示す図である。図３４から明らかな
ように、プロキシー要求信号は、以下のフレームデータ
を備える。 （ａ）パケット種別：プロキシー要求； （ｂ）宛先無線局のＩＤ； （ｃ）送信元無線局のＩＤ； （ｄ）プロキシー指定先無線局のＩＤ；及び （ｅ）プロキシー指定元無線局のＩＤ（複数Ｎ個）。

【００９１】図３５は、第２の実施形態に係るアドホッ
ク無線ネットワークで用いるＤＡＴＡ信号のフレームフ
ォーマットを示す図である。図３４から明らかなよう
に、プロキシー要求信号は、以下のフレームデータを備
える。 （ａ）パケット種別：ＤＡＴＡ（データ）； （ｂ）宛先無線局のＩＤ； （ｃ）送信元無線局のＩＤ； （ｄ）待機時間； （ｅ）プロキシー指定先無線局のＩＤ； （ｆ）プロキシー指定元無線局のＩＤ（複数Ｎ個）；及
び （ｇ）データ。

【００９２】図３６は、第２の実施形態に係る自局がオ
フラインになろうとするときのプロキシー指定処理を示
すフローチャートである。図３６において、まず、ステ
ップＳ１４１においてオフラインの指示があったか否か
が判断され、ＹＥＳとなれば、ステップＳ１４２におい
て図３７のプロキシー指定先無線局選択処理を実行した
後、ステップＳ１４３においてプロキシー指定先無線局
を送信宛先とする。次いで、ステップＳ１４４において
図３１のルーティング決定処理を実行し、ステップＳ１
４５において決定されたルートに従って、プロキシー要
求信号を送信するイベントを発生し（ＲＥ信号と同様の
送信方法で送信する）、ここで、自局が他局のプロキシ
ーであれば、それらを含めてすべてのプロキシー指定先
無線局のＩＤをこのプロキシー要求信号に挿入する。そ
して、ステップＳ１４６において相手局からＡＣＫ信号
を受信したか否かが判断され、ＮＯのときはステップＳ
１４２に戻る一方、ＹＥＳのときは当該プロキシー指定
処理を終了する。

【００９３】図３７は、図３６及び図３８乃至図４０の
サブルーチンであるプロキシー指定先無線局選択処理
（Ｓ１４２，Ｓ１６４，Ｓ１７２，Ｓ１８７）を示すフ
ローチャートである。図３７において、まず、ステップ
Ｓ１５１においてＭＧＬＳテーブルに基づいて、最小の
プロキシー数を有する無線局を検索し、ステップＳ１５
２において検索された無線局は１つか否かが判断され、
ＹＥＳのときはステップＳ１５６に進む一方、ＮＯのと
きはステップＳ１５３に進む。ステップＳ１５３におい
て検索された複数の無線局の中でＭＧＬＳテーブルに基
づいて、ホップ数が最小の無線局を検索し、ステップＳ
１５４において検索された無線局は１つか否かが判断さ
れ、ＹＥＳのときはステップＳ１５６に進む一方、ＮＯ
のときはステップＳ１５５に進む。さらに、ステップＳ
１５５において検索された複数の無線局の中でランダム
に１つの無線局を選択し、ステップＳ１５６において検
索又は選択された無線局をプロキシー指定先無線局と
し、元のルーチンに戻る。

【００９４】図３８は、第２の実施形態に係る図２２の
フローチャートにおける変形された処理を示すフローチ
ャートであり、図２２のステップＳ２６の処理と、図示
の行き先表示Ｄとの間に挿入される第２の実施形態に係
る処理である。

【００９５】図３８において、図２２のステップＳ２６
が実行された後、ステップＳ１６１において受信したパ
ケット信号のパケット種別はプロキシー要求であるか否
かが判断され、ＮＯのときは図１９のステップＳ１に進
む一方、ＹＥＳのときはステップＳ１６２に進む。ステ
ップＳ１６２において受信したパケット信号のプロキシ
ーは指定先無線局のＩＤは自局か否かが判断され、ＹＥ
ＳのときはステップＳ１６９に進む一方、ＮＯのときは
ステップＳ１６３に進む。次いで、ステップＳ１６３に
おいてＭＧＬＳテーブルに基づいてプロキシー指定先は
オンラインか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップ
Ｓ１６６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１６４に
進む。ステップＳ１６４において図３７のプロキシー指
定先無線局選択処理を実行した後、ステップＳ１６５に
おいてプロキシー指定先無線局のＩＤは自局か否かが判
断され、ＹＥＳのときは図２０のステップＳ１０１に進
む一方、ＮＯのときはステップＳ１６６に進む。

【００９６】ステップＳ１６６においてプロキシー指定
先無線局を送信宛先とし、ステップＳ１６７において図
３１のルーティング決定処理を実行し、ステップＳ１６
８においてＳ１４５と同様に、決定されたルートに従っ
て、プロキシー要求信号を送信するイベントを発生した
後、図１９のステップＳ１に戻る。さらに、ステップＳ
１６９においてＭＧＬＳテーブル内の自局送信のプロキ
シー欄にプロキシー指定先無線局のＩＤを挿入すること
によりＭＧＬＳデーブルを更新した後、図１９のステッ
プＳ１に戻る。

【００９７】図３９は、第２の実施形態に係る図２１の
フローチャートにおける変形された処理を示すフローチ
ャートである。この処理は、図２１のステップＳ１１と
ステップＳ１２との間に挿入される処理である。図３９
において、図２１のステップＳ１１の処理を実行された
後、ステップＳ１７１においてＭＧＬＳテーブルに基づ
いて宛先無線局はオンラインか否かが判断され、ＹＥＳ
のときは図２１のステップＳ１２に進む一方、ＮＯのと
きはステップＳ１７２に進む。ステップＳ１７２におい
て図３７のプロキシー指定先無線局選択処理を実行し、
ステップＳ１７３において選択されたプロキシー指定先
無線局を宛先無線局とし、ステップＳ１７４において図
３１のルーティング決定処理を実行した後、図２１のス
テップＳ１２に進む。

【００９８】図４０は、図２２のステップＳ２５でＹＥ
Ｓであるときの割り込み処理を示すフローチャートであ
る。図４０において、ステップＳ１８１において宛先無
線局は自局であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはス
テップＳ１８２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１
８３に進む。ステップＳ１８２において受信したパケッ
ト信号のデータを復調して取り込んだ後、当該割り込み
処理を終了する。一方、ステップＳ１８３においてＭＧ
ＬＳテーブルに基づいて宛先無線局はオンラインか否か
が判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１８４に進む一
方、ＮＯのときはステップＳ１８７に進む。次いで、ス
テップＳ１８４においてプロキシー指定先無線局を送信
宛先とし、ステップＳ１８５において図３１のルーティ
ング決定処理を実行し、ステップＳ１８６においてＳ１
４５と同様に、決定されたルートに従って、ＤＡＴＡ信
号を送信するイベントを発生した後、当該割り込み処理
を終了する。また、ステップＳ１８７において図３７の
プロキシー指定先無線局選択処理を実行し、ステップＳ
１８８においてプロキシー指定先のＩＤは自局か否かが
判断され、ＮＯのときはステップＳ１８４に進む一方、
ＹＥＳのときはステップＳ１８９に進む。ステップＳ１
８９においてＭＧＬＳテーブル内の自局送信のプロキシ
ー欄にプロキシー指定先無線局のＩＤを挿入することに
よりＭＧＬＳテーブルを更新し、ステップＳ１９０にお
いてＤＡＴＡ信号内のデータをデータベースメモリ１５
４内の代理受信メモリに格納した後、当該割り込み処理
を終了する。

【００９９】図４１は、第２の実施形態に係る割り込み
処理であって、代理受信メモリ内に格納された宛先無線
局の状態監視処理を示すフローチャートである。図４１
において、まず、ステップＳ１９１においてオフライン
からオンラインになったか否かが判断され、ＹＥＳとな
ったときに、ステップＳ１９２においてデータベースメ
モリ１５４内の代理受信メモリに格納されたデータを読
み出し、ステップＳ１９３において図３１のルーティン
グ決定処理を実行し、ステップＳ１９４においてＳ１４
５と同様に決定されたルートに従って読み出したデータ
を含むＤＡＴＡ信号を送信するイベントを発生して当該
割り込み処理を終了する。

【０１００】図４１の割り込み処理により、ある無線局
がオフラインからオンラインになったときに、そのプロ
キシー無線局から一時的に受信して格納しておいたメッ
セージを本来送信すべき宛先の無線局に送信することが
できる。

【０１０１】

【実施例】図３３のＭＧＬＳテーブルを用いた場合の第
２の実施形態に係る実施例について以下に説明する。こ
の実施例において、無線局１−１は無線局１−６にメッ
セージを送り、次いでオフラインに移行することを希望
している、という状況について考察する。図３３のＭＧ
ＬＳテーブルから、無線局１−１は、無線局１−６がオ
フラインであってプロキシーを保有していないことを認
識している。しかしながら、無線局１−１もまたこの時
点でオフラインに移行しなければならないために、無線
局１−１はプロキシーの保有を希望している。自らのＭ
ＧＬＳテーブルから、無線局１−１は、無線局１−４が
目下プロキシー応答性を保有していないために無線局１
−４が適当な候補であることを発見する。従って、無線
局１−１は無線局１−４にプロキシー要求を発行する。
しかしながら、上述したように、無線局１−４はオフラ
インへ移行したところであり、無線局１−３だけが（最
も近い隣者として）これを認識している。よってプロキ
シー要求は、無線局１−３で停止される。ここで、無線
局１−３は既に２つのプロキシー応答性（無線局１−７
及び無線局１−４）に対処していることから、無線局１
−３はこの要求を無線局１−２に向け直す。無線局１−
２はこれを受け入れて、無線局１−１にプロキシーの肯
定応答を送る。よって最終的に、無線局１−２が無線局
１−１のプロキシー−無線局となる。これは、プロキシ
ー要求のアクティブなリダイレクトの一例である。この
状況で無線局１−２が無線ネットワークから離脱しよう
としたときは、無線局１−２は無線局１−５及び無線局
１−１だけではなく、無線局１−２自身も含めて無線局
１−３に対して３つの無線局に対するプロキシー要求信
号を送信する。

【０１０２】以上の第２の実施形態においては、相手局
がオフラインであっても瞬時にメッセージを伝送できる
メッセージサービスと、どの無線局１がオンライン又は
オフラインであってオフラインのときはどの無線局１が
プロキシーとなっているかを通知できるサービスを提供
できる。これについて以下に説明する。

【０１０３】第１の実施形態においては、システム内の
各無線局にトポロジーを認識させ、これにより、２つの
無線局１間の接続管理を長期に渡って可能にしており、
第２の実施形態においては、各無線局１が継続して無線
ネットワーク状態を評価し、かつアダプティブなルート
選択を決定できるようにする。これは、無線局１が他の
無線局１への経路を継続的に発見することだけでなく、
他の無線局の近似状態情報（存在の認識；オンラインか
否か）を追跡することもできる。

【０１０４】第２の実施形態に係るＭＧＬＳテーブル
は、オンライン無線局１の状態を示しており、無線局１
のオフライン状態は、これらの個々のプロキシー情報か
ら利用することができる。但し、この情報もやはり近似
情報であり、上述した例においても指摘したように、無
線局１−１は、無線局１−４がオンラインであり、無線
局１−４は事実上オフラインに移行したばかりであると
いう認識を有している。この情報の浸透、及び無線局１
−１のＭＧＬＳテーブルの更新には遅延がある。但し、
先行的であれ（無線局１−４にメッセージ伝送を試行す
る前など）、応答的であれ（イベント発生後に新規状態
情報が浸透して無線局１−１に到達した時点）、無線局
１−１はいずれ無線局１−４の状態を認識できることか
ら、このために性能に関して何らかの重大な問題が生じ
ることはない。

【０１０５】以上説明したように、第２の実施形態によ
れば、アドホック無線ネットワークなどの無線ネットワ
ークにおいて、ＭＧＬＳテーブルにおいてプロキシー情
報を含むように構成し、その情報に基づいて、相手局が
オフラインであってもメッセージをプロキシー無線局に
対して送信し、これに応答してプロキシー無線局はメッ
セージを受信して一時的に格納することができる。ま
た、自局がオフラインとなろうとする場合において他の
適切な無線局をプロキシーに指定してオフラインとなる
ことができ、さらに、オフラインからオンラインに戻っ
たときは、オフライン時に代理受信されたメッセージを
受信することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る無線ネ
ットワークのためのルーティング方法又はルータ装置に
よれば、複数の無線局を備え、各無線局間で無線通信を
行う無線ネットワークのためのルーティング方法又はル
ータ装置において、自局がオフラインになろうとすると
きに所定の判断基準に基づいて自局の代理となるプロキ
シー無線局を変形されたグローバルリンク状態テーブル
から選択し、上記プロキシー無線局に対して自局の代理
をすることを要求するプロキシー要求信号を送信し、自
局に対するプロキシー要求信号を受信したときは、自局
が他の特定の無線局のプロキシー無線局であることを示
すプロキシー情報を上記グローバルリンク状態テーブル
に挿入して更新するとともに、他の無線局に所定のパケ
ット信号を送信するときに当該プロキシー情報を含めて
送信することにより他の無線局のグローバルリンク状態
テーブルを更新する。従って、自局のプロキシー無線局
を他の適切に選択された無線局を指定することができ、
自局がオフラインであっても、あたかもオンラインのご
とく動作することができ、例えば、メッセージの送受信
などの処理をプロキシー無線局により実行できる。

【０１０７】上記ルーティング方法又はルータ装置にお
いて、上記プロキシー情報を含むグローバルリンク状態
テーブルは、上記各無線局が当該無線ネットワークにお
いてオンライン又はオフラインであることを示してい
る。従って、各無線局１が当該無線ネットワークにおい
て存在するか否かを示すプレゼンスサービスを提供して
いる。これは従来技術にないサービスである。

【０１０８】上記ルーティング方法又はルータ装置にお
いて、所定のパケット信号を送信する宛先無線局がオフ
ラインであるときは、上記グローバルリンク状態テーブ
ルに基づいて宛先無線局のプロキシー無線局を選択し、
選択されたプロキシー無線局に対して当該信号を送信す
る。従って、メッセージの宛先がオフラインであって
も、宛先のプロキシー無線局に対して送信することがで
きる。

【０１０９】また、上記ルーティング方法又はルータ装
置において、自局がプロキシー無線局であってオフライ
ンになろうとするときに所定の判断基準に基づいて自局
及び他の無線局の代理となるプロキシー無線局を上記グ
ローバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロキシ
ー無線局に対して自局及び他の無線局の代理をすること
を要求するプロキシー要求信号を送信する。従って、プ
ロキシー無線局がオフラインとなっても、他の無線局に
その代替を指示することができ、フレキシブルな運用を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態であるアドホッ
ク無線ネットワークを構成する複数の無線局１−１乃至
１−９の平面配置図である。

【図２】 図１の各無線局１の内部構成を示すブロック
図である。

【図３】 図１の可変ビームアンテナ１０１のセクタビ
ームパターンの一例を示す図である。

【図４】 図２のデータベースメモリ１５４に格納され
る方位角対ＳＩＮＲテーブル（ＡＳテーブル）の一例を
示す図である。

【図５】 図２のデータベースメモリ１５４に格納され
る隣接リンク状態テーブル（ＮＬＳテーブル）の一例を
示す図である。

【図６】 図２のデータベースメモリ１５４に格納され
る通信中テーブル（ＯＣテーブル）の一例を示す図であ
る。

【図７】 図２のデータベースメモリ１５４に格納され
るグローバルリンク状態テーブル（ＧＬＳテーブル）の
一例を示す図である。

【図８】 図１のアドホック無線ネットワークで用いる
ＲＱ（Request）信号のフレームフォーマットを示す図
である。

【図９】 図１のアドホック無線ネットワークで用いる
ＲＥ（Reply）信号のフレームフォーマットを示す図で
ある。

【図１０】 図１のアドホック無線ネットワークで用い
るＲＴＳ（Request-to-Send）信号のフレームフォーマ
ットを示す図である。

【図１１】 図１のアドホック無線ネットワークで用い
るＣＴＳ（Clear-to-Send）信号のフレームフォーマッ
トを示す図である。

【図１２】 図１のアドホック無線ネットワークで用い
るＤＡＴＡ信号のフレームフォーマットを示す図であ
る。

【図１３】 図１のアドホック無線ネットワークで用い
るＡＣＫ（Acknowledge）信号のフレームフォーマット
を示す図である。

【図１４】 図１のアドホック無線ネットワークで用い
る、トポロジ情報を含むＲＥＮ（Renewal）信号のフレ
ームフォーマットを示す図である。

【図１５】 図１のアドホック無線ネットワークにおい
て既に他に通信が行われていることを知っている場合の
各無線局の配置及びアンテナ放射パターンを示す平面図
である。

【図１６】 図１のアドホック無線ネットワークにおい
て用いる各信号に対する各状態におけるアンテナ放射パ
ターンを示す図である。

【図１７】 図１のアドホック無線ネットワークにおい
て、中継無線局による最適ルートの選択を示す無線局接
続図である。

【図１８】 図１のアドホック無線ネットワークにおけ
る、最適ルートの選択処理の一例を示す無線局接続図で
ある。

【図１９】 図２のトラヒックモニタ部１０５内の管理
制御部１５１によって実行されるパケット送受信制御処
理の第１の部分を示すフローチャートである。

【図２０】 上記パケット送受信制御処理の第２の部分
を示すフローチャートである。

【図２１】 上記パケット送受信制御処理の第３の部分
を示すフローチャートである。

【図２２】 上記パケット送受信制御処理の第４の部分
を示すフローチャートである。

【図２３】 上記パケット送受信制御処理の第５の部分
を示すフローチャートである。

【図２４】 上記パケット送受信制御処理の第６の部分
を示すフローチャートである。

【図２５】 上記パケット送受信制御処理の第７の部分
を示すフローチャートである。

【図２６】 上記パケット送受信制御処理の第８の部分
を示すフローチャートである。

【図２７】 上記パケット送受信制御処理の第９の部分
を示すフローチャートである。

【図２８】 上記パケット送受信制御処理の第１０の部
分を示すフローチャートである。

【図２９】 図１９のサブルーチンであるＲＥＮ信号受
信処理（ステップＳ５）を示すフローチャートである。

【図３０】 図１９のサブルーチンであるＲＥＮ信号送
信準備処理（ステップＳ７）を示すフローチャートであ
る。

【図３１】 図２１のサブルーチンであるルーティング
決定処理（ステップＳ１１）を示すフローチャートであ
る。

【図３２】 図２のトラヒックモニタ部１０５内の管理
制御部１５１によって割り込み処理で実行される排他的
セクタパターン解除処理を示すフローチャートである。

【図３３】 本発明に係る第２の実施形態において用い
られ、図２のデータベースメモリ１５４に格納される変
形されたグローバルリンク状態テーブル（ＭＧＬＳテー
ブル）の一例を示す図である。

【図３４】 第２の実施形態に係るアドホック無線ネッ
トワークで用いるプロキシー要求信号のフレームフォー
マットを示す図である。

【図３５】 第２の実施形態に係るアドホック無線ネッ
トワークで用いるＤＡＴＡ信号のフレームフォーマット
を示す図である。

【図３６】 第２の実施形態に係る自局がオフラインに
なろうとするときのプロキシー指定処理を示すフローチ
ャートである。

【図３７】 図３６及び図３８乃至図４０のサブルーチ
ンであるプロキシー指定先無線局選択処理（Ｓ１４２，
Ｓ１６４，Ｓ１７２，Ｓ１８７）を示すフローチャート
である。

【図３８】 第２の実施形態に係る図２２のフローチャ
ートにおける変形された処理を示すフローチャートであ
る。

【図３９】 第２の実施形態に係る図２１のフローチャ
ートにおける変形された処理を示すフローチャートであ
る。

【図４０】 図２２のステップＳ２５でＹＥＳであると
きの割り込み処理を示すフローチャートである。

【図４１】 第２の実施形態に係る割り込み処理であっ
て、代理受信メモリ内に格納された宛先無線局の状態監
視処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，１−１乃至１−９…無線局、 １０１…可変ビームアンテナ、 １０２…サーキュレータ、 １０３…指向制御部、 １０４…パケット送受信部、 １０５…トラヒックモニタ部、 １０６…回線制御部、 １０７…上位レイヤー処理装置、 １３０…パケット受信部、 １３１…高周波受信機、 １３２…復調器、 １３３…受信バッファメモリ、 １４０…パケット送信部、 １４１…送信タイミング制御部、 １４２…送信バッファメモリ、 １４３…変調器、 １４４…高周波送信機、 １５１…管理制御部、 １５２…検索エンジン、 １５３…更新エンジン、 １５４…データベースメモリ、 １５５…クロック回路、 １６０…拡散符号発生器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｑ 7/26 7/30 (72)発明者 蓮池 和夫 京都府相楽郡精華町光台二丁目２番地２ 株式会社国際電気通信基礎技術研究所内 Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 JL01 JT09 KA05 LB05 MA06 MB16 5K033 AA05 AA09 BA01 CA19 CB01 CB11 DA19 EC04 5K067 AA21 BB04 BB21 DD11 DD51 EE02 EE10 EE16 HH11 HH22 JJ01 JJ11 JJ21 JJ31 JJ61 JJ76

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の無線局を備え、各無線局間で無線
   通信を行う無線ネットワークのためのルーティング方法
   において、 自局からの信号を各隣接無線局が受信したときの信号強
   度を含む評価値の測定値を含む、隣接無線局からの信号
   に基づいて、自局を中心とした方位角毎の各隣接無線局
   から見た、信号強度を含む評価値を求めた後、各隣接無
   線局毎に最大の評価値を選択して各隣接無線局との親和
   度とし、当該親和度を含む隣接リンク状態テーブルを生
   成して第１の記憶手段に保存するステップと、 上記生成された隣接リンク状態テーブルを含む更新信号
   を送信して他の各無線局と交換することにより、各無線
   局毎の隣接リンク状態テーブルの情報を受信して、当該
   各無線局毎の隣接リンク状態テーブルの情報を含むグロ
   ーバルリンク状態テーブルを生成して第２の記憶手段に
   保存するステップと、 上記グローバルリンク状態テーブルに基づいて、送信元
   無線局から目的無線局までのルートを選択して、パケッ
   ト信号をルーティングするステップと、 自局がオフラインになろうとするときに所定の判断基準
   に基づいて自局の代理となるプロキシー無線局を上記グ
   ローバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロキシ
   ー無線局に対して自局の代理をすることを要求するプロ
   キシー要求信号を送信するステップと、 自局に対するプロキシー要求信号を受信したときは、自
   局が他の特定の無線局のプロキシー無線局であることを
   示すプロキシー情報を上記グローバルリンク状態テーブ
   ルに挿入して更新するとともに、他の無線局に所定のパ
   ケット信号を送信するときに当該プロキシー情報を含め
   て送信することにより他の無線局のグローバルリンク状
   態テーブルを更新するステップとを含むことを特徴とす
   る無線ネットワークのためのルーティング方法。
2. 【請求項２】 上記プロキシー情報を含むグローバルリ
   ンク状態テーブルは、上記各無線局が当該無線ネットワ
   ークにおいてオンライン又はオフラインであることを示
   すことを特徴とする請求項１記載のルーティング方法。
3. 【請求項３】 所定のパケット信号を送信する宛先無線
   局がオフラインであるときは、上記グローバルリンク状
   態テーブルに基づいて宛先無線局のプロキシー無線局を
   選択し、選択されたプロキシー無線局に対して当該信号
   を送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求
   項１又は２記載のルーティング方法。
4. 【請求項４】 自局がプロキシー無線局であってオフラ
   インになろうとするときに所定の判断基準に基づいて自
   局及び他の無線局の代理となるプロキシー無線局を上記
   グローバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロキ
   シー無線局に対して自局及び他の無線局の代理をするこ
   とを要求するプロキシー要求信号を送信するステップを
   さらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちのい
   ずれか１つに記載のルーティング方法。
5. 【請求項５】 上記判断基準は、最小のプロキシー数を
   有し、自局からその無線局までのホップ数が最小の無線
   局をプロキシー無線局として選択することを特徴とする
   請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のルーティ
   ング方法。
6. 【請求項６】 上記信号強度を含む評価値は、信号電
   力、信号対雑音比又は信号対干渉雑音比であることを特
   徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の
   ルーティング方法。
7. 【請求項７】 複数の無線局を備え、各無線局間で無線
   通信を行う無線ネットワークのためのルータ装置におい
   て、 自局からの信号を各隣接無線局が受信したときの信号強
   度を含む評価値の測定値を含む、隣接無線局からの信号
   に基づいて、自局を中心とした方位角毎の各隣接無線局
   から見た、信号強度を含む評価値を求めた後、各隣接無
   線局毎に最大の評価値を選択して各隣接無線局との親和
   度とし、当該親和度を含む隣接リンク状態テーブルを生
   成して第１の記憶手段に保存する手段と、 上記生成された隣接リンク状態テーブルを含む更新信号
   を送信して他の各無線局と交換することにより、各無線
   局毎の隣接リンク状態テーブルの情報を受信して、当該
   各無線局毎の隣接リンク状態テーブルの情報を含むグロ
   ーバルリンク状態テーブルを生成して第２の記憶手段に
   保存する手段と、 上記グローバルリンク状態テーブルに基づいて、送信元
   無線局から目的無線局までのルートを選択して、パケッ
   ト信号をルーティングする手段と、 自局がオフラインになろうとするときに所定の判断基準
   に基づいて自局の代理となるプロキシー無線局を上記グ
   ローバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロキシ
   ー無線局に対して自局の代理をすることを要求するプロ
   キシー要求信号を送信する手段と、 自局に対するプロキシー要求信号を受信したときは、自
   局が他の特定の無線局のプロキシー無線局であることを
   示すプロキシー情報を上記グローバルリンク状態テーブ
   ルに挿入して更新するとともに、他の無線局に所定のパ
   ケット信号を送信するときに当該プロキシー情報を含め
   て送信することにより他の無線局のグローバルリンク状
   態テーブルを更新する手段とを備えたことを特徴とする
   無線ネットワークのためのルータ装置。
8. 【請求項８】 上記プロキシー情報を含むグローバルリ
   ンク状態テーブルは、上記各無線局が当該無線ネットワ
   ークにおいてオンライン又はオフラインであることを示
   すことを特徴とする請求項７記載のルータ装置。
9. 【請求項９】 所定のパケット信号を送信する宛先無線
   局がオフラインであるときは、上記グローバルリンク状
   態テーブルに基づいて宛先無線局のプロキシー無線局を
   選択し、選択されたプロキシー無線局に対して当該信号
   を送信する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項
   ７又は８記載のルータ装置。
10. 【請求項１０】 自局がプロキシー無線局であってオフ
    ラインになろうとするときに所定の判断基準に基づいて
    自局及び他の無線局の代理となるプロキシー無線局を上
    記グローバルリンク状態テーブルから選択し、上記プロ
    キシー無線局に対して自局及び他の無線局の代理をする
    ことを要求するプロキシー要求信号を送信する手段をさ
    らに備えたことを特徴とする請求項７乃至９のうちのい
    ずれか１つに記載のルータ装置。
11. 【請求項１１】 上記判断基準は、最小のプロキシー数
    を有し、自局からその無線局までのホップ数が最小の無
    線局をプロキシー無線局として選択することを特徴とす
    る請求項７乃至１０のうちのいずれか１つに記載のルー
    タ装置。
12. 【請求項１２】 上記信号強度を含む評価値は、信号電
    力、信号対雑音比又は信号対干渉雑音比であることを特
    徴とする請求項７乃至１１のうちのいずれか１つに記載
    のルータ装置。