JP2003273788A - 無線マルチホップネットワークにおける送信ノード、中継ノード及び通信システム - Google Patents
無線マルチホップネットワークにおける送信ノード、中継ノード及び通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無線マルチホップネットワークにおける、ホ
ップ数の違いによって生じるパケット間のスループット
格差を解消する送信ノード、中継ノードを提供する。 【解決手段】 送信ノード１０は、データの送信要求を
受けると宛先までのホップ数を検出し、ホップ数に応じ
たパケットサイズを決定し、該データのフラグメント化
を行う。また、中継ノード２０は、そのホップ数毎に中
継すべきパケットのキューイングを行ことにより、ホッ
プ数に応じた優先制御によってパケットを送信する。
ップ数の違いによって生じるパケット間のスループット
格差を解消する送信ノード、中継ノードを提供する。 【解決手段】 送信ノード１０は、データの送信要求を
受けると宛先までのホップ数を検出し、ホップ数に応じ
たパケットサイズを決定し、該データのフラグメント化
を行う。また、中継ノード２０は、そのホップ数毎に中
継すべきパケットのキューイングを行ことにより、ホッ
プ数に応じた優先制御によってパケットを送信する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信ノード、中継
ノード及び通信システムに関し、特に無線リンクをマル
チホップ伝送するネットワーク（以下、無線マルチホッ
プネットワーク）に用いられる送信ノード、中継ノード
及び通信システムに関する。
ノード及び通信システムに関し、特に無線リンクをマル
チホップ伝送するネットワーク（以下、無線マルチホッ
プネットワーク）に用いられる送信ノード、中継ノード
及び通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のネットワークに用いられ
る無線伝送装置は、移動通信システム（セルラーシステ
ム）における基地局間通信の構成や、有線ネットワーク
に接続することなく自律的にネットワークを構成するア
ドホックネットワークのような、無線リンクをマルチホ
ップ伝送する無線マルチホップネットワークにおいて用
いられる。
る無線伝送装置は、移動通信システム（セルラーシステ
ム）における基地局間通信の構成や、有線ネットワーク
に接続することなく自律的にネットワークを構成するア
ドホックネットワークのような、無線リンクをマルチホ
ップ伝送する無線マルチホップネットワークにおいて用
いられる。
【０００３】無線マルチホップネットワークにおいて、
ある送信データの送信要求があると、発生した送信デー
タは中継伝送を行うために所定のサイズのパケットに区
切って転送処理が行われる。あるいは、トランスポート
層やネットワーク層で決められたサイズのパケットをそ
のまま中継伝送することで転送処理がなされる。
ある送信データの送信要求があると、発生した送信デー
タは中継伝送を行うために所定のサイズのパケットに区
切って転送処理が行われる。あるいは、トランスポート
層やネットワーク層で決められたサイズのパケットをそ
のまま中継伝送することで転送処理がなされる。
【０００４】マルチホップ中継を行う途中の中継ノード
では、多くの場合、パケットを受けた順に中継処理を行
うＦＩＦＯ方式によってパケットを扱うか、パケット毎
に決められているＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅ
ｒｖｉｃｅ）に従ったキューイングが行われる。このＱ
ｏＳは、当該パケットの属しているアプリケーションを
実行する上での品質を守るために定められたものであ
る。
では、多くの場合、パケットを受けた順に中継処理を行
うＦＩＦＯ方式によってパケットを扱うか、パケット毎
に決められているＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅ
ｒｖｉｃｅ）に従ったキューイングが行われる。このＱ
ｏＳは、当該パケットの属しているアプリケーションを
実行する上での品質を守るために定められたものであ
る。
【０００５】無線リンクマルチホップネットワークで
は、パケットがマルチホップ伝送されるため、パケット
サイズや中継処理遅延によって総合的な伝送速度が影響
を受ける。マルチホップ伝送におけるパケットサイズお
よび中継処理遅延とスループットの関係を具体的に示す
と以下のようになる。
は、パケットがマルチホップ伝送されるため、パケット
サイズや中継処理遅延によって総合的な伝送速度が影響
を受ける。マルチホップ伝送におけるパケットサイズお
よび中継処理遅延とスループットの関係を具体的に示す
と以下のようになる。
【０００６】スループットは、トラヒックが発生してか
ら該トラヒック分の全パケットが宛先ノードで受信され
るまでの時間で、トラヒックのサイズを割ったもので与
えられる。パケット転送の所要時間は、トラヒック中の
最後のパケットが送信されるまでの待機時間と、最後の
パケットが中継伝送されて宛先ノードに到着するまでの
時間の和で表される。従って、干渉やキューイングによ
る遅延を考慮しない場合、転送所要時間は、
ら該トラヒック分の全パケットが宛先ノードで受信され
るまでの時間で、トラヒックのサイズを割ったもので与
えられる。パケット転送の所要時間は、トラヒック中の
最後のパケットが送信されるまでの待機時間と、最後の
パケットが中継伝送されて宛先ノードに到着するまでの
時間の和で表される。従って、干渉やキューイングによ
る遅延を考慮しない場合、転送所要時間は、
【数１】
で与えられる。ここで、ｍはトラヒック中のパケット
数、Ｄｐｋはパケットサイズ、Ｒはリンク速度（前輪区
で一定速度とする）、Ｎｈは転送ホップ数である。さら
に、各中継処理の遅延が加わるとすると、スループット
Ｓは
数、Ｄｐｋはパケットサイズ、Ｒはリンク速度（前輪区
で一定速度とする）、Ｎｈは転送ホップ数である。さら
に、各中継処理の遅延が加わるとすると、スループット
Ｓは
【数２】
で与えられる。ここで、Ｄｔｒはトラヒックのサイズ、
ｄは１中継処理に要する遅延時間である。トラヒック中
のパケット数ｍを与える際に、パケットのオーバヘッド
を考慮することも可能である。
ｄは１中継処理に要する遅延時間である。トラヒック中
のパケット数ｍを与える際に、パケットのオーバヘッド
を考慮することも可能である。
【０００７】式（２）を用いると、パケットサイズおよ
び中継処理遅延を変化させた場合のホップ数によるスル
ープットの違いを確認することが可能である。ここで
は、トラヒックのサイズをパレート分布（ｓｈａｐｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒ α＝１．１、ｓｃａｌｅ ｐａｒ
ａｍｅｔｅｒ ｋ＝４．５と設定。参照：３ＧＰＰ，"
Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ
ＵＴＲＡ ＨｉｇｈＳｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ
Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ，"ＴＲ２５．８４８
ｖ．０．６．０， ２０００−０５）で与え、中継処理
遅延を０としてパケットサイズを変化させた場合のスル
ープット特性を図９に示し、パケットサイズＤｐｋを３
００オクテット、リンク速度Ｒを１００Ｍｂｐｓとし
て、中継処理遅延を変化させた場合のスループット特性
を図１０に示す。
び中継処理遅延を変化させた場合のホップ数によるスル
ープットの違いを確認することが可能である。ここで
は、トラヒックのサイズをパレート分布（ｓｈａｐｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒ α＝１．１、ｓｃａｌｅ ｐａｒ
ａｍｅｔｅｒ ｋ＝４．５と設定。参照：３ＧＰＰ，"
Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ
ＵＴＲＡ ＨｉｇｈＳｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ
Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ，"ＴＲ２５．８４８
ｖ．０．６．０， ２０００−０５）で与え、中継処理
遅延を０としてパケットサイズを変化させた場合のスル
ープット特性を図９に示し、パケットサイズＤｐｋを３
００オクテット、リンク速度Ｒを１００Ｍｂｐｓとし
て、中継処理遅延を変化させた場合のスループット特性
を図１０に示す。
【０００８】これらの特性は式（２）を元に、トラヒッ
クのサイズを前記パレート分布に従うように重みづけて
計算したものである。図９のパケットサイズに対するス
ループット特性より、ホップ数によって最大スループッ
トとなるパケットサイズが異なり、ホップ数によってス
ループットに格差があることが確認できる。
クのサイズを前記パレート分布に従うように重みづけて
計算したものである。図９のパケットサイズに対するス
ループット特性より、ホップ数によって最大スループッ
トとなるパケットサイズが異なり、ホップ数によってス
ループットに格差があることが確認できる。
【０００９】また、図１０の中継処理遅延に対するスル
ープット特性においても、異なるホップ数同士のスルー
プットの格差を確認することができる。
ープット特性においても、異なるホップ数同士のスルー
プットの格差を確認することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、無線リ
ンクマルチホップネットワークにおいては、伝送するホ
ップ数が異なると最大のスループットを得るパケットサ
イズが異なる。そのため、中継伝送を行うパケットサイ
ズを固定すると、送信元から宛先までのホップ数によっ
て、スループットの差異が生じ、得られるパフォーマン
スの公平性が失われる。
ンクマルチホップネットワークにおいては、伝送するホ
ップ数が異なると最大のスループットを得るパケットサ
イズが異なる。そのため、中継伝送を行うパケットサイ
ズを固定すると、送信元から宛先までのホップ数によっ
て、スループットの差異が生じ、得られるパフォーマン
スの公平性が失われる。
【００１１】また、伝送遅延や処理遅延の影響は、ホッ
プ数の多い伝送の方がより大きいので、各ノードにおけ
る送信処理のキューイングにおいてＦＩＦＯの処理、あ
るいはアプリケーションの品質に応じた優先制御を行っ
た場合、ホップ数の多い伝送のスループットがホップ数
の少ない伝送の場合と比較して低下してしまうと共に、
公平性が失われる。
プ数の多い伝送の方がより大きいので、各ノードにおけ
る送信処理のキューイングにおいてＦＩＦＯの処理、あ
るいはアプリケーションの品質に応じた優先制御を行っ
た場合、ホップ数の多い伝送のスループットがホップ数
の少ない伝送の場合と比較して低下してしまうと共に、
公平性が失われる。
【００１２】本発明の目的は、無線マルチホップネット
ワーク内の伝送において、宛先ノードまでのホップ数に
よって転送パケットサイズを変更し、ホップ数に応じた
優先制御によってパケットを送信することにより、伝送
するホップ数に応じた最大のスループットが得られるよ
うにすると共に、ホップ数の違いによる伝送スループッ
トの格差を解消することができる無線マルチホップネッ
トワークにおける送信ノード、中継ノード及び通信シス
テムを提供することにある。
ワーク内の伝送において、宛先ノードまでのホップ数に
よって転送パケットサイズを変更し、ホップ数に応じた
優先制御によってパケットを送信することにより、伝送
するホップ数に応じた最大のスループットが得られるよ
うにすると共に、ホップ数の違いによる伝送スループッ
トの格差を解消することができる無線マルチホップネッ
トワークにおける送信ノード、中継ノード及び通信シス
テムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、無線マルチホップネットワークにおいて送信
処理を行う送信ノードであって、送信要求されたデータ
について宛先までの前記無線マルチホップネットワーク
内におけるホップ数を検出し、該検出されたホップ数に
応じたサイズに前記データを分割し、該分割されたデー
タをパケットとして送信することを特徴とする。
本発明は、無線マルチホップネットワークにおいて送信
処理を行う送信ノードであって、送信要求されたデータ
について宛先までの前記無線マルチホップネットワーク
内におけるホップ数を検出し、該検出されたホップ数に
応じたサイズに前記データを分割し、該分割されたデー
タをパケットとして送信することを特徴とする。
【００１４】請求項２の本発明の送信ノードは、前記デ
ータについて宛先までの前記無線マルチホップネットワ
ーク内におけるホップ数を検出し、該検出されたホップ
数に応じたサイズに前記データを分割するフラグメント
部と、前記分割されたデータをパケットとして生成する
パケット生成部とを備えることを特徴とする。
ータについて宛先までの前記無線マルチホップネットワ
ーク内におけるホップ数を検出し、該検出されたホップ
数に応じたサイズに前記データを分割するフラグメント
部と、前記分割されたデータをパケットとして生成する
パケット生成部とを備えることを特徴とする。
【００１５】請求項３の本発明の送信ノードは、前記デ
ータの宛先までの前記無線マルチホップネットワーク内
における経路情報を示す経路テーブルを備え、前記フラ
グメント部は、前記経路テーブルを参照しすることによ
り、前記ホップ数を検出し、検出したホップ数に応じて
分割するサイズを決定することを特徴とする。
ータの宛先までの前記無線マルチホップネットワーク内
における経路情報を示す経路テーブルを備え、前記フラ
グメント部は、前記経路テーブルを参照しすることによ
り、前記ホップ数を検出し、検出したホップ数に応じて
分割するサイズを決定することを特徴とする。
【００１６】請求項４の本発明の送信ノードは、前記経
路テーブルには、前記データの宛先ノードと次のホップ
のノードと宛先ノードまでのホップ数が記録されること
を特徴とする。
路テーブルには、前記データの宛先ノードと次のホップ
のノードと宛先ノードまでのホップ数が記録されること
を特徴とする。
【００１７】請求項５の本発明の送信ノードは、前記検
出したホップ数が大きいほど前記データを小さいサイズ
で分割することを特徴とする。
出したホップ数が大きいほど前記データを小さいサイズ
で分割することを特徴とする。
【００１８】請求項６の本発明の送信ノードは、前記パ
ケット生成部は、前記経路テーブルから検出したホップ
数をパケットのヘッダに含めることを特徴とする。
ケット生成部は、前記経路テーブルから検出したホップ
数をパケットのヘッダに含めることを特徴とする。
【００１９】請求項７の本発明の送信ノードは、前記フ
ラグメント部は、ホップ数毎に分割するサイズを定めた
対応テーブルを備えることを特徴とする。
ラグメント部は、ホップ数毎に分割するサイズを定めた
対応テーブルを備えることを特徴とする。
【００２０】請求項８の本発明の送信ノードは、前記パ
ケットを、送信元と宛先の間のホップ数に応じてキュー
イングを行うキューイング部を備え、ホップ数毎にキュ
ーイングされた前記パケットを、ホップ数に応じて定め
られた優先順によって送信することを特徴とする。
ケットを、送信元と宛先の間のホップ数に応じてキュー
イングを行うキューイング部を備え、ホップ数毎にキュ
ーイングされた前記パケットを、ホップ数に応じて定め
られた優先順によって送信することを特徴とする。
【００２１】請求項９の本発明は、無線マルチホップネ
ットワークにおいて中継処理を行う中継ノードであっ
て、中継するパケットの送信元と宛先の間のホップ数に
応じてキューに前記パケットを挿入するキューイングを
行い、ホップ数に応じて定められた優先順に従って前記
キューからパケットを送信することを特徴とする。
ットワークにおいて中継処理を行う中継ノードであっ
て、中継するパケットの送信元と宛先の間のホップ数に
応じてキューに前記パケットを挿入するキューイングを
行い、ホップ数に応じて定められた優先順に従って前記
キューからパケットを送信することを特徴とする。
【００２２】請求項１０の本発明の中継ノードは、ホッ
プ数毎にキューイングされたパケットのうち、ホップ数
が大きいキューに挿入されたパケットを優先的に送信す
ることを特徴とする。
プ数毎にキューイングされたパケットのうち、ホップ数
が大きいキューに挿入されたパケットを優先的に送信す
ることを特徴とする。
【００２３】請求項１１の本発明の中継ノードは、中継
すべきパケットの送信元と宛先から経路テーブルを参照
し、該無線マルチホップネットワークにおける送信元と
宛先の間のホップ数を検出するパケット解析部と、検出
されたホップ数に従って前記パケットのキューイングを
行うキューイング部とを備えることを特徴とする。
すべきパケットの送信元と宛先から経路テーブルを参照
し、該無線マルチホップネットワークにおける送信元と
宛先の間のホップ数を検出するパケット解析部と、検出
されたホップ数に従って前記パケットのキューイングを
行うキューイング部とを備えることを特徴とする。
【００２４】請求項１２の本発明の中継ノードは、前記
経路テーブルには、送信元ノードと宛先ノードと、送信
元から宛先ノードまでのホップ数が記録されることを特
徴とする。
経路テーブルには、送信元ノードと宛先ノードと、送信
元から宛先ノードまでのホップ数が記録されることを特
徴とする。
【００２５】請求項１３の本発明の中継ノードは、前記
パケット解析部が、中継すべきパケットのヘッダから該
パケットがたどる経路のホップ数を検出することを特徴
とする。
パケット解析部が、中継すべきパケットのヘッダから該
パケットがたどる経路のホップ数を検出することを特徴
とする。
【００２６】請求項１４の本発明は、無線マルチホップ
ネットワークにおいて送信処理を行う送信ノード上で実
行される送信制御プログラムであって、送信要求された
データについて宛先までの前記無線マルチホップネット
ワーク内におけるホップ数を検出する機能と、該検出さ
れたホップ数に応じたサイズに前記データを分割し、該
分割されたデータをパケットとして送信する機能を備え
ることを特徴とする。
ネットワークにおいて送信処理を行う送信ノード上で実
行される送信制御プログラムであって、送信要求された
データについて宛先までの前記無線マルチホップネット
ワーク内におけるホップ数を検出する機能と、該検出さ
れたホップ数に応じたサイズに前記データを分割し、該
分割されたデータをパケットとして送信する機能を備え
ることを特徴とする。
【００２７】請求項１５の本発明は、無線マルチホップ
ネットワークにおいて中継処理を行う中継ノード上で実
行される中継制御プログラムであって、中継するパケッ
トの送信元と宛先の間のホップ数に応じてキューに前記
パケットを挿入するキューイングを行う機能と、ホップ
数に応じて定められた優先順に従って前記キューからパ
ケットを送信する機能を備えることを特徴とする。
ネットワークにおいて中継処理を行う中継ノード上で実
行される中継制御プログラムであって、中継するパケッ
トの送信元と宛先の間のホップ数に応じてキューに前記
パケットを挿入するキューイングを行う機能と、ホップ
数に応じて定められた優先順に従って前記キューからパ
ケットを送信する機能を備えることを特徴とする。
【００２８】請求項１６の本発明は、無線マルチホップ
ネットワーク上で送信処理を行う通信システムであっ
て、送信要求されたデータについて宛先までの前記無線
マルチホップネットワーク内におけるホップ数を検出
し、該検出されたホップ数に応じたサイズに前記データ
を分割し、該分割されたデータをパケットとして送信す
る送信ノードと、中継するパケットの送信元と宛先の間
のホップ数に応じてキューに前記パケットを挿入するキ
ューイングを行い、ホップ数に応じて定められた優先順
に従って前記キューからパケットを送信する中継ノード
からなることを特徴とする。
ネットワーク上で送信処理を行う通信システムであっ
て、送信要求されたデータについて宛先までの前記無線
マルチホップネットワーク内におけるホップ数を検出
し、該検出されたホップ数に応じたサイズに前記データ
を分割し、該分割されたデータをパケットとして送信す
る送信ノードと、中継するパケットの送信元と宛先の間
のホップ数に応じてキューに前記パケットを挿入するキ
ューイングを行い、ホップ数に応じて定められた優先順
に従って前記キューからパケットを送信する中継ノード
からなることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。
ついて図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】まず、無線マルチホップネットワークの例
について、図５を参照して説明する。図５に示す無線マ
ルチホップネットワークにおいて、Ａ〜Ｄはノードであ
り、ノードＡとノードＢ間、ノードＢとノードＣ間、ノ
ードＣとノードＥ間、ノードＡとノードＤ間及びノード
ＣとノードＤ間は無線リンクが確立されており、相互に
無線による通信が可能である。
について、図５を参照して説明する。図５に示す無線マ
ルチホップネットワークにおいて、Ａ〜Ｄはノードであ
り、ノードＡとノードＢ間、ノードＢとノードＣ間、ノ
ードＣとノードＥ間、ノードＡとノードＤ間及びノード
ＣとノードＤ間は無線リンクが確立されており、相互に
無線による通信が可能である。
【００３１】図示の状態において、ノードＡがノードＥ
に対してパケットを伝送する際には、ノードＡが送信ノ
ードとなり、ノードＢとノードＣが中継ノードとなる。
ノードＡから送信したパケットは、ノードＢ、ノードＣ
で中継され、ノードＥに到達する。隣接するノード間に
おけるパケット伝送を１ホップとして、ノードＡからノ
ードＥまでは、ノードＡ−ノードＢ間、ノードＢ−ノー
ドＣ間、ノードＣ−ノードＥ間の３ホップの伝送が行わ
れることになる。
に対してパケットを伝送する際には、ノードＡが送信ノ
ードとなり、ノードＢとノードＣが中継ノードとなる。
ノードＡから送信したパケットは、ノードＢ、ノードＣ
で中継され、ノードＥに到達する。隣接するノード間に
おけるパケット伝送を１ホップとして、ノードＡからノ
ードＥまでは、ノードＡ−ノードＢ間、ノードＢ−ノー
ドＣ間、ノードＣ−ノードＥ間の３ホップの伝送が行わ
れることになる。
【００３２】本発明は、無線マルチホップネットワーク
において送信処理を行う送信ノードと中継処理を行う中
継ノードに適用される。
において送信処理を行う送信ノードと中継処理を行う中
継ノードに適用される。
【００３３】図１は本発明の好適な実施の形態による送
信ノードの構成を示すブロック図であり、本実施の形態
による送信ノード１０は、本発明の送信ノード１は送信
要求部１０１と、フラグメント部１０２と、パケット生
成部１０３と、経路テーブルＡ１０４と、送信部１０５
とを備えて構成される。なお、図１には本実施の形態の
特徴的な構成のみを記載し、他の一般的な構成について
は記載を省略してある。
信ノードの構成を示すブロック図であり、本実施の形態
による送信ノード１０は、本発明の送信ノード１は送信
要求部１０１と、フラグメント部１０２と、パケット生
成部１０３と、経路テーブルＡ１０４と、送信部１０５
とを備えて構成される。なお、図１には本実施の形態の
特徴的な構成のみを記載し、他の一般的な構成について
は記載を省略してある。
【００３４】送信要求部１０１は、無線マルチホップ伝
送を要求するモジュールであり、フラグメント部１０２
に対して、送信すべきデータとその宛先（送信先ノー
ド）を供給し、送信を要求する。宛先は要求されたデー
タのヘッダとして含まれる場合もある。
送を要求するモジュールであり、フラグメント部１０２
に対して、送信すべきデータとその宛先（送信先ノー
ド）を供給し、送信を要求する。宛先は要求されたデー
タのヘッダとして含まれる場合もある。
【００３５】フラグメント部１０２は、送信要求部１０
１からのデータの送信要求を受け、経路テーブル１０４
を用いて宛先までのホップ数を検索する。検索したホッ
プ数に応じて、転送するパケットのサイズを決定し、そ
の決定したサイズに応じて送信要求を受けたデータのフ
ラグメント化を行う。
１からのデータの送信要求を受け、経路テーブル１０４
を用いて宛先までのホップ数を検索する。検索したホッ
プ数に応じて、転送するパケットのサイズを決定し、そ
の決定したサイズに応じて送信要求を受けたデータのフ
ラグメント化を行う。
【００３６】すなわち、フラグメント部１０２には、図
８に示すような検索して得られたホップ数に応じて、デ
ータをどのようなサイズ（パケットのサイズ）にフラグ
メント化（決まったサイズに分割する）するかを示す対
応テーブル１０２Ａが予め備えられており、検索された
ホップ数に対応するパケットサイズをその対応テーブル
１０２Ａから読み出して決定する。この対応テーブル１
０２Ａは、図１０に示すような、パケットサイズに対す
るスループット特性に従って作成される。
８に示すような検索して得られたホップ数に応じて、デ
ータをどのようなサイズ（パケットのサイズ）にフラグ
メント化（決まったサイズに分割する）するかを示す対
応テーブル１０２Ａが予め備えられており、検索された
ホップ数に対応するパケットサイズをその対応テーブル
１０２Ａから読み出して決定する。この対応テーブル１
０２Ａは、図１０に示すような、パケットサイズに対す
るスループット特性に従って作成される。
【００３７】また、フラグメント部１０２が、上記のよ
うな対応テーブル１０２Ａの代わりに、図１０に示すス
ループット特性の情報を持ち、得られたホップ数からス
ループットが最大となるパケット数を決定することも可
能である。すなわち、ホップ数に対応するスループット
特性曲線からスループットがピークを示すパケットサイ
ズを決定する。
うな対応テーブル１０２Ａの代わりに、図１０に示すス
ループット特性の情報を持ち、得られたホップ数からス
ループットが最大となるパケット数を決定することも可
能である。すなわち、ホップ数に対応するスループット
特性曲線からスループットがピークを示すパケットサイ
ズを決定する。
【００３８】さらに、フラグメント部１０２は、フラグ
メント化したデータをパケット生成部１０３に供給す
る。
メント化したデータをパケット生成部１０３に供給す
る。
【００３９】パケット生成部１０３は、フラグメント部
１０２から供給されたフラグメント化されたデータにヘ
ッダを付加することにより、転送パケットとして生成
し、送信部１０５から送信する。
１０２から供給されたフラグメント化されたデータにヘ
ッダを付加することにより、転送パケットとして生成
し、送信部１０５から送信する。
【００４０】図２は本発明の好適な実施の形態による中
継ノードの構成を示すブロック図であり、本実施の形態
による送信ノード２０は、受信部２０１と、パケット解
析部２０２と、キューイング部２０３と、経路テーブル
２０４と、送信部２０５とを備えている。なお、図２に
は本実施の形態の特徴的な構成のみを記載し、他の一般
的な構成については記載を省略してある。
継ノードの構成を示すブロック図であり、本実施の形態
による送信ノード２０は、受信部２０１と、パケット解
析部２０２と、キューイング部２０３と、経路テーブル
２０４と、送信部２０５とを備えている。なお、図２に
は本実施の形態の特徴的な構成のみを記載し、他の一般
的な構成については記載を省略してある。
【００４１】パケット解析部２０２は、受信パケットの
送信元ノードと宛先ノードから経路テーブル２０４を検
索して、中継に必要なホップ数を取得する。そして、ホ
ップ数の情報と共に受信パケットをキューイング部２０
３に供給する。
送信元ノードと宛先ノードから経路テーブル２０４を検
索して、中継に必要なホップ数を取得する。そして、ホ
ップ数の情報と共に受信パケットをキューイング部２０
３に供給する。
【００４２】キューイング部２０３は、ホップ数毎にキ
ューを保持しており、パケット解析部２０２から供給さ
れたパケットを、ホップ数に応じたキューに挿入する。
送信可能な状態になると、予め定められた優先制御に基
づいてキューからパケットを取り出して、送信部２０５
から送信する。
ューを保持しており、パケット解析部２０２から供給さ
れたパケットを、ホップ数に応じたキューに挿入する。
送信可能な状態になると、予め定められた優先制御に基
づいてキューからパケットを取り出して、送信部２０５
から送信する。
【００４３】まず、図３のフローチャートを参照して送
信ノード１０の動作について説明する。
信ノード１０の動作について説明する。
【００４４】送信ノード１０の動作は、データ送信要求
の発生から開始される。送信ノード１０の送信要求部１
０１においてデータ送信要求が発生すると（ステップＳ
１１）、フラグメント部１０２に送信すべきデータが供
給される。このとき、該データの宛先は、送信要求部１
０１がフラグメント部１０２に通知するか、供給された
データのヘッダに付加される。
の発生から開始される。送信ノード１０の送信要求部１
０１においてデータ送信要求が発生すると（ステップＳ
１１）、フラグメント部１０２に送信すべきデータが供
給される。このとき、該データの宛先は、送信要求部１
０１がフラグメント部１０２に通知するか、供給された
データのヘッダに付加される。
【００４５】フラグメント部１０２は、データの宛先を
元に、経路テーブル１０４を検索し、宛先までのホップ
数を取得する（ステップＳ１２）。経路テーブル１０４
は、図６に例を示すように、宛先ノードと、次ホップの
送信先と、宛先までのホップ数が記録されている。この
例では、図５のネットワークにおけるノードＡの経路テ
ーブルを示しており、このような経路テーブル１０４
は、ネットワークの経路生成の際に生成することができ
る。また、経路テーブル１０４を生成するための制御信
号の交換を行うことも可能である。
元に、経路テーブル１０４を検索し、宛先までのホップ
数を取得する（ステップＳ１２）。経路テーブル１０４
は、図６に例を示すように、宛先ノードと、次ホップの
送信先と、宛先までのホップ数が記録されている。この
例では、図５のネットワークにおけるノードＡの経路テ
ーブルを示しており、このような経路テーブル１０４
は、ネットワークの経路生成の際に生成することができ
る。また、経路テーブル１０４を生成するための制御信
号の交換を行うことも可能である。
【００４６】フラグメント部１０２は、取得したホップ
数に応じて対応テーブル１０２Ａからパケットサイズを
決定し（ステップＳ１３）、送信要求されたデータを、
決定したパケットサイズにフラグメント化し（ステップ
Ｓ１４）、パケット生成部１０３に供給する。
数に応じて対応テーブル１０２Ａからパケットサイズを
決定し（ステップＳ１３）、送信要求されたデータを、
決定したパケットサイズにフラグメント化し（ステップ
Ｓ１４）、パケット生成部１０３に供給する。
【００４７】例えば、図１０のようなスループット特性
が得られると分かっている場合、ホップ数が「２」なら
スループットが３００オクテット、ホップ数が「６」な
らスループットが１５０オクテットというように設定す
ることで、高いスループットを得ることが期待できる。
が得られると分かっている場合、ホップ数が「２」なら
スループットが３００オクテット、ホップ数が「６」な
らスループットが１５０オクテットというように設定す
ることで、高いスループットを得ることが期待できる。
【００４８】図１０からも分かるように、ホップ数が多
い場合には、ホップ数が少ない場合より小さいパケット
サイズにする方がスループットの劣化が小さくなる。
い場合には、ホップ数が少ない場合より小さいパケット
サイズにする方がスループットの劣化が小さくなる。
【００４９】フラグメント化されたデータを供給された
パケット生成部１０３は、フラグメント化されたデータ
にヘッダを付加して転送パケットを生成し（ステップＳ
１５）、送信端１０５より送信する（ステップＳ１
６）。
パケット生成部１０３は、フラグメント化されたデータ
にヘッダを付加して転送パケットを生成し（ステップＳ
１５）、送信端１０５より送信する（ステップＳ１
６）。
【００５０】なお、パケット生成の際に、ステップＳ１
２にて取得したホップ数の情報を転送パケット内に含め
ることも可能である。ホップ数の情報を転送パケット内
に含める場合、後述する中継ノード２０の処理におい
て、送信元と宛先から経路テーブルを検索してホップ数
を検出する必要が無くなる。
２にて取得したホップ数の情報を転送パケット内に含め
ることも可能である。ホップ数の情報を転送パケット内
に含める場合、後述する中継ノード２０の処理におい
て、送信元と宛先から経路テーブルを検索してホップ数
を検出する必要が無くなる。
【００５１】以上が送信ノード１０の動作である。この
ように、伝送するホップ数に応じて転送するパケットサ
イズを決定することによって、伝送するホップ数に応じ
た最大のスループットを得られると共に、パケットサイ
ズとホップ数の関係から生じるスループットの格差を小
さくすることが可能となる。
ように、伝送するホップ数に応じて転送するパケットサ
イズを決定することによって、伝送するホップ数に応じ
た最大のスループットを得られると共に、パケットサイ
ズとホップ数の関係から生じるスループットの格差を小
さくすることが可能となる。
【００５２】次に、図４のフローチャートを参照して、
中継ノード２０の動作について説明する。
中継ノード２０の動作について説明する。
【００５３】中継ノード２０の動作は、中継すべき転送
パケットの受信によって開始される。中継すべき転送パ
ケットが受信端２０１で受信されると（ステップＳ２
１）、受信した転送パケットがパケット解析部２０２に
供給される。
パケットの受信によって開始される。中継すべき転送パ
ケットが受信端２０１で受信されると（ステップＳ２
１）、受信した転送パケットがパケット解析部２０２に
供給される。
【００５４】パケット解析部２０２では、受信した転送
パケットの送信元と宛先から経路テーブル２０４を検索
し、送信元から宛先までのホップ数を検出する（ステッ
プＳ２２）。経路テーブル２０４には、例えば、図７の
ように、送信元ノードと、宛先ノードと、ホップ数とが
記録されている。図７に示す経路テーブル２０４では、
図５に示したネットワークにおける一部における経路テ
ーブルを示している。このような経路テーブル２０４
は、経路生成の際に作成することが可能である。また、
経路テーブル作成のために制御信号の交換を行うことも
できる。
パケットの送信元と宛先から経路テーブル２０４を検索
し、送信元から宛先までのホップ数を検出する（ステッ
プＳ２２）。経路テーブル２０４には、例えば、図７の
ように、送信元ノードと、宛先ノードと、ホップ数とが
記録されている。図７に示す経路テーブル２０４では、
図５に示したネットワークにおける一部における経路テ
ーブルを示している。このような経路テーブル２０４
は、経路生成の際に作成することが可能である。また、
経路テーブル作成のために制御信号の交換を行うことも
できる。
【００５５】なお、受信した転送パケット内にホップ数
が含まれている場合には、ホップ数の検出に経路テーブ
ル２０４を使用する必要はない。
が含まれている場合には、ホップ数の検出に経路テーブ
ル２０４を使用する必要はない。
【００５６】その後、パケット解析部２０２は、キュー
イング部２０３に対して受信した転送パケットを供給
し、検出したホップ数を通知する。
イング部２０３に対して受信した転送パケットを供給
し、検出したホップ数を通知する。
【００５７】キューイング部２０３は、ホップ数毎にキ
ューを保持しており、パケット解析部２０２から通知さ
れたホップ数に応じたキューに、供給された転送パケッ
トを挿入する（ステップＳ２３）。
ューを保持しており、パケット解析部２０２から通知さ
れたホップ数に応じたキューに、供給された転送パケッ
トを挿入する（ステップＳ２３）。
【００５８】そして、送信可能になるとキューから先頭
のパケットを取り出して、送信端２０５から送信する
（ステップＳ２４）。
のパケットを取り出して、送信端２０５から送信する
（ステップＳ２４）。
【００５９】ここで、いずれのキューのパケットから送
信するか（パケットの送信順）は、設定するスケジュー
リング方法によるが、例えばＷＲＲ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ
Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ：重み付けラウンドロビン）
の方法によってホップ数の多いキューに大きい重みをつ
けること等が可能である。すなわち、ホップ数の多いキ
ューに入った転送パケットから、優先的に送信処理が行
われることになる。
信するか（パケットの送信順）は、設定するスケジュー
リング方法によるが、例えばＷＲＲ（Ｗｅｉｇｈｔｅｄ
Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ：重み付けラウンドロビン）
の方法によってホップ数の多いキューに大きい重みをつ
けること等が可能である。すなわち、ホップ数の多いキ
ューに入った転送パケットから、優先的に送信処理が行
われることになる。
【００６０】以上が中継ノード２０の動作である。この
ように、ホップ数毎のキューイングを行うことで、ホッ
プ数に応じた優先制御が可能となり、ホップ数の多いパ
ケットの伝送で大きくなってしまう遅延を解消するよう
に作用し、ホップ数の違いによって生じるスループット
の格差を抑制することが可能となる。すなわち、ホップ
数の違いによって生じる合計の遅延時間の差が解消され
る。
ように、ホップ数毎のキューイングを行うことで、ホッ
プ数に応じた優先制御が可能となり、ホップ数の多いパ
ケットの伝送で大きくなってしまう遅延を解消するよう
に作用し、ホップ数の違いによって生じるスループット
の格差を抑制することが可能となる。すなわち、ホップ
数の違いによって生じる合計の遅延時間の差が解消され
る。
【００６１】なお、中継ノード２０のキューイング部２
０３を送信ノード１０のパケット生成部１０３の後段に
挿入し、ホップ数毎のキューイングを行うことで、送信
ノード１０においても同様のホップ数に応じた優先制御
を行うことも可能である。
０３を送信ノード１０のパケット生成部１０３の後段に
挿入し、ホップ数毎のキューイングを行うことで、送信
ノード１０においても同様のホップ数に応じた優先制御
を行うことも可能である。
【００６２】なお、上記各実施の形態の送信ノード１０
の送信要求部１０１、フラグメント部１０２、パケット
生成部１０３を含む各構成要素の機能、中継ノード２０
のパケット解析部２０２、キューイング部２０３を含む
各構成要素の機能を、ハードウェア的に実現することは
勿論として、各機能を実行する送信制御プログラム３０
０及び中継制御プログラム４００を、各ノードを実現す
るコンピュータ処理装置のメモリにロードされることで
ソフトウェア的に実現することができる。この送信制御
プログラム３００と中継制御プログラム４００は、磁気
ディスク、半導体メモリその他の記録媒体に格納され
る。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置に
ロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御するこ
とにより、上述した各機能を実現する。
の送信要求部１０１、フラグメント部１０２、パケット
生成部１０３を含む各構成要素の機能、中継ノード２０
のパケット解析部２０２、キューイング部２０３を含む
各構成要素の機能を、ハードウェア的に実現することは
勿論として、各機能を実行する送信制御プログラム３０
０及び中継制御プログラム４００を、各ノードを実現す
るコンピュータ処理装置のメモリにロードされることで
ソフトウェア的に実現することができる。この送信制御
プログラム３００と中継制御プログラム４００は、磁気
ディスク、半導体メモリその他の記録媒体に格納され
る。そして、その記録媒体からコンピュータ処理装置に
ロードされ、コンピュータ処理装置の動作を制御するこ
とにより、上述した各機能を実現する。
【００６３】以上好ましい実施の形態及び実施例をあげ
て本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形
態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思
想の範囲内において様々に変形して実施することができ
る。
て本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形
態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思
想の範囲内において様々に変形して実施することができ
る。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、無
線マルチホップネットワークにおいて発生しうる、ホッ
プ数の違いによる伝送パケット毎のスループットの格差
を抑制することができるようになる。
線マルチホップネットワークにおいて発生しうる、ホッ
プ数の違いによる伝送パケット毎のスループットの格差
を抑制することができるようになる。
【００６５】その理由は、ホップ数とパケットサイズに
依存して発生するスループット格差を、ホップ数に応じ
て転送するパケットのサイズを変更することで解消し、
ホップ数に応じた最大のスループットが得られるようす
ると共に、ホップ数の多いパケットを優先的に中継伝送
という優先制御を行うことによって、ホップ数の違いに
よって生じる合計の遅延時間の差を解消するように動作
するためである。
依存して発生するスループット格差を、ホップ数に応じ
て転送するパケットのサイズを変更することで解消し、
ホップ数に応じた最大のスループットが得られるようす
ると共に、ホップ数の多いパケットを優先的に中継伝送
という優先制御を行うことによって、ホップ数の違いに
よって生じる合計の遅延時間の差を解消するように動作
するためである。
【図１】 本発明の好適な実施の形態による送信ノード
の構成を示すブロックである。
の構成を示すブロックである。
【図２】 本発明の好適な実施の形態による中継ノード
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の好適な実施の形態による送信ノード
の動作を説明するフローチャートである。
の動作を説明するフローチャートである。
【図４】 本発明の好適な実施の形態による中継ノード
の動作を説明するフローチャートである。
の動作を説明するフローチャートである。
【図５】 無線リンクマルチホップネットワークの例を
示す図である。
示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態による送信ノードにおけ
る経路テーブルの内容例を示す図である。
る経路テーブルの内容例を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態による中継ノードにおけ
る経路テーブルの内容例を示す図である。
る経路テーブルの内容例を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態による送信ノードにおけ
るフラグメント部に備えられる対応テーブルの例を示す
図である。
るフラグメント部に備えられる対応テーブルの例を示す
図である。
【図９】 パケットサイズとスループットの関係を示す
図である。
図である。
【図１０】 中継処理遅延とスループットの関係を示す
図である。
図である。
１０ 送信ノード
２０ 中継ノード
１０１ 送信要求部
１０２ フラグメント部
１０２Ａ 対応テーブル
１０３ パケット生成部
１０４ 経路テーブル
１０５ 送信部
２０１ 受信部
２０２ パケット解析部
２０３ キューイング部
２０４ 経路テーブル
２０５ 送信部
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5K030 HA08 JL01 KA03 KX11 KX29
LA03 LC09 MA13 MD07
5K067 AA13 BB04 DD51 EE06 EE10
HH21
5K072 AA11 BB12 BB13 BB15 BB25
CC17 CC34 DD16 DD17 GG01
GG12 GG14
Claims (16)
- 【請求項１】 無線マルチホップネットワークにおいて
送信処理を行う送信ノードであって、 送信要求されたデータについて宛先までの前記無線マル
チホップネットワーク内におけるホップ数を検出し、該
検出されたホップ数に応じたサイズに前記データを分割
し、該分割されたデータをパケットとして送信すること
を特徴とする送信ノード。 - 【請求項２】 前記データについて宛先までの前記無線
マルチホップネットワーク内におけるホップ数を検出
し、該検出されたホップ数に応じたサイズに前記データ
を分割するフラグメント部と、 前記分割されたデータをパケットとして生成するパケッ
ト生成部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の
送信ノード。 - 【請求項３】 前記データの宛先までの前記無線マルチ
ホップネットワーク内における経路情報を示す経路テー
ブルを備え、 前記フラグメント部は、前記経路テーブルを参照しする
ことにより、前記ホップ数を検出し、検出したホップ数
に応じて分割するサイズを決定することを特徴とする請
求項２に記載の送信ノード。 - 【請求項４】 前記経路テーブルには、前記データの宛
先ノードと次のホップのノードと宛先ノードまでのホッ
プ数が記録されることを特徴とする請求項３に記載の送
信ノード。 - 【請求項５】 前記検出したホップ数が大きいほど前記
データを小さいサイズで分割することを特徴とする請求
項１から請求項４の何れか一つに記載の送信ノード。 - 【請求項６】 前記パケット生成部は、前記経路テーブ
ルから検出したホップ数をパケットのヘッダに含めるこ
とを特徴とする請求項２から請求項５の何れか一つに記
載の送信ノード。 - 【請求項７】 前記フラグメント部は、ホップ数毎に分
割するサイズを定めた対応テーブルを備えることを特徴
とする請求項２から請求項６の何れか一つに記載の送信
ノード。 - 【請求項８】 前記パケットを、送信元と宛先の間のホ
ップ数に応じてキューイングを行うキューイング部を備
え、ホップ数毎にキューイングされた前記パケットを、
ホップ数に応じて定められた優先順によって送信するこ
とを特徴とする請求項２から請求項７の何れか一つに記
載の送信ノード。 - 【請求項９】 無線マルチホップネットワークにおいて
中継処理を行う中継ノードであって、 中継するパケットの送信元と宛先の間のホップ数に応じ
てキューに前記パケットを挿入するキューイングを行
い、ホップ数に応じて定められた優先順に従って前記キ
ューからパケットを送信することを特徴とする中継ノー
ド。 - 【請求項１０】 ホップ数毎にキューイングされたパケ
ットのうち、ホップ数が大きいキューに挿入されたパケ
ットを優先的に送信することを特徴とする請求項９に記
載の中継ノード。 - 【請求項１１】 中継すべきパケットの送信元と宛先か
ら経路テーブルを参照し、該無線マルチホップネットワ
ークにおける送信元と宛先の間のホップ数を検出するパ
ケット解析部と、 検出されたホップ数に従って前記パケットのキューイン
グを行うキューイング部とを備えることを特徴とする請
求項９又は請求項１０に記載の中継ノード。 - 【請求項１２】 前記経路テーブルには、送信元ノード
と宛先ノードと、送信元から宛先ノードまでのホップ数
が記録されることを特徴とする請求項１１に記載の中継
ノード。 - 【請求項１３】 前記パケット解析部が、中継すべきパ
ケットのヘッダから該パケットがたどる経路のホップ数
を検出することを特徴とする請求項１１に記載の中継ノ
ード。 - 【請求項１４】 無線マルチホップネットワークにおい
て送信処理を行う送信ノード上で実行される送信制御プ
ログラムであって、 送信要求されたデータについて宛先までの前記無線マル
チホップネットワーク内におけるホップ数を検出する機
能と、 該検出されたホップ数に応じたサイズに前記データを分
割し、該分割されたデータをパケットとして送信する機
能を備えることを特徴とする送信制御プログラム。 - 【請求項１５】 無線マルチホップネットワークにおい
て中継処理を行う中継ノード上で実行される中継制御プ
ログラムであって、 中継するパケットの送信元と宛先の間のホップ数に応じ
てキューに前記パケットを挿入するキューイングを行う
機能と、 ホップ数に応じて定められた優先順に従って前記キュー
からパケットを送信する機能を備えることを特徴とする
中継制御プログラム。 - 【請求項１６】 無線マルチホップネットワーク上で送
信処理を行う通信システムであって、 送信要求されたデータについて宛先までの前記無線マル
チホップネットワーク内におけるホップ数を検出し、該
検出されたホップ数に応じたサイズに前記データを分割
し、該分割されたデータをパケットとして送信する送信
ノードと、 中継するパケットの送信元と宛先の間のホップ数に応じ
てキューに前記パケットを挿入するキューイングを行
い、ホップ数に応じて定められた優先順に従って前記キ
ューからパケットを送信する中継ノードとを備えること
を特徴とする通信システム。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074750A JP4535661B2 (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 無線マルチホップネットワークにおける送信ノード、中継ノード及び通信システム |
| EP20040005186 EP1424818B1 (en) | 2002-03-18 | 2003-03-18 | Packet buffering based on hop count number in a multi-hop network |
| DE2003601585 DE60301585T2 (de) | 2002-03-18 | 2003-03-18 | Multisprungnetzwerk zum Übertragen von Paketen deren Größe durch die Anzahl der Sprünge bestimmt wird |
| EP03006009A EP1347601B1 (en) | 2002-03-18 | 2003-03-18 | Multi-hop network for transmission of packets whose size is determined by hop count number |
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