JP2003273887A - 道路無線システムにおける経路最適化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパニングツリー機能を拡張し、隣接する無
線基地局と経路通知メッセージを交換して経路最適化を
行う無線基地局を用いて適切なパケット送受信の経路を
選択する経路制御を行うことができる道路無線システム
における経路最適化方式を提供すること。 【解決手段】 道路無線システムは、例えば無線基地局
１〜６および通信端末Ａ、Ｂにより構成される。無線基
地局１〜６は、受信パケットの送信元アドレスと該パケ
ットを受信したインターフェースの対応を保持するアド
レステーブルを用いて受信パケットを転送するインター
フェースを決定するブリッジ機能と、無線で接続される
隣接無線基地局と設定メッセージを送受信し、木構造の
ネットワークを構成するスパニングツリー機能を有す
る。無線基地局１〜６は、さらに、隣接無線基地局と経
路通知メッセージを送受信して最適経路を求める経路最
適化機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路無線システム
における経路最適化方式に関し、特に、スパニングツリ
ー機能を拡張し、隣接する無線基地局と経路通知メッセ
ージを交換して経路最適化を行う無線基地局を用いて適
切なパケット送受信の経路を選択する経路制御を行うこ
とができる道路無線システムにおける経路最適化方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＥＥＥ（Institute of Electrical an
d Electronics Engineers)が定めるIEEE802.1Dドキュメ
ントにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ブリッジング
に関するブリッジ機能が規定されている。このブリッジ
機能は、受信パケットの送信元アドレスと受信したイン
ターフェースの対応をアドレステーブルとして保持し、
このアドレステーブルおよび受信パケットの送信先アド
レスを参照して受信パケットを送信するインターフェー
スを決定するものであり、この機能により実際にパケッ
トを受信する端末が存在するインターフェースにのみパ
ケットが送出されるため、受信パケットを全てのインタ
ーフェースに送出するリピータハブに比べてネットワー
クの利用効率を高めることができる。

【０００３】また、同じくIEEE802.1Dドキュメントにお
いてスパニングツリー機能が規定されている。このスパ
ニングツリー機能は、物理的にループを構成するブリッ
ジ・ネットワークにおいて、ネットワーク機器や回線に
障害が発生した場合にパケットを送受信する経路を別の
経路に切り替えることによりネットワーク全体の信頼性
を高めるとともに、パケット中継機器間で設定メッセー
ジを交換し、最もプライオリティが高いブリッジを根
（ルート）とし、論理的にツリー構造のネットワークを
構成することによりパケットがネットワーク上で無限ル
ープに陥ることを防ぐものである。

【０００４】また、本出願人は、高速道路のように移動
ユーザに対するサービスエリアが縦列に展開される無線
通信システムを経済的に構築するとともに効率的かつ信
頼性の高い通信を実現するために、道路に沿って配置さ
れた無線基地局とＩＰベースの通信端末を備えた移動車
両間の路車間無線通信および隣接する無線基地局との間
の無線中継伝送により通信サービスを実現し、さらに、
上位局をも含めて全体を階層構造とする道路無線システ
ムを、特願２００１−６１９２３号として既に提案し
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スパニングツリー機能
は、論理的にツリー構造のネットワークを構成するた
め、ツリー構造の末端に近いブリッジに接続された端末
間でパケットの送受信を行う場合には、他に最短経路が
あるにもかかわらずルートを通る長い経路が選択され
る。したがって、この場合、伝送遅延やパスコストなど
の面から適切な経路が選択されているとはいえず、通信
に要する遅延時間が増大し、スループットが低下するな
どの問題がある。

【０００６】特に、前記のような隣接する無線基地局と
の間の無線中継伝送を行う道路無線システムにおいては
帯域幅の制約が大きく、無線帯域の利用効率がシステム
性能に大きな影響を与えるため、適切な経路を選択して
限られた無線帯域を効率的に利用することが重要であ
る。

【０００７】本発明は、前記のような従来技術における
問題を解決するものであり、スパニングツリー機能を拡
張し、隣接する無線基地局と経路通知メッセージを交換
して経路最適化を行う無線基地局を用いて適切なパケッ
ト送受信の経路を選択する経路制御を行うことができる
道路無線システムにおける経路最適化方式を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の道路無線システムにおける経路最適化方式
は、受信パケットの送信元アドレスと該受信パケットを
受信したインターフェースの対応をアドレステーブルに
保持し、該アドレステーブルを用いて受信パケットを転
送するインターフェースを決定するブリッジ機能と隣接
基地局と設定メッセージを送受信し、論理的に木構造の
ネットワークを構成するスパニングツリー機能とを有す
る複数の無線基地局を含む複数の基地局を備え、前記複
数の無線基地局は道路に沿って配置され、隣接する無線
基地局と無線で接続され、前記複数の基地局は物理的に
ループ状のネットワークを構成し、前記無線基地局−前
記道路上の移動車両間の無線による路車間通信および前
記基地局−基地局間の中継伝送により通信を行う道路無
線システムにおける経路最適化方式において、前記無線
基地局は、隣接する無線基地局と経路通知メッセージを
送受信して適切なパケット送受信の経路を求める経路最
適化機能を有する点に第１の特徴がある。

【０００９】また、本発明は、前記複数の基地局が、前
記複数の無線基地局の２つの無線基地局と有線又は無線
で接続される上位局を含み、前記ループ状のネットワー
クが構成される点に第２の特徴がある。

【００１０】また、本発明は、前記複数の基地局が、前
記複数の無線基地局の少なくとも３つ以上の無線基地局
と有線又は無線で接続される上位局を含み、、前記ルー
プ状のネットワークが複数構成される点に第３の特徴が
ある。

【００１１】また、本発明は、前記上位局はブリッジ機
能、スパニングツリー機能および経路最適化機能を有す
る点に第４の特徴がある。

【００１２】また、本発明は、前記経路最適化機能が、
パケットが送受信される基地局のホップ数が小さい経路
を求めるものである点に第５の特徴がある。

【００１３】また、本発明は、前記経路最適化機能が、
パケットが送受信される際の総パスコストが小さい経路
を求めるものである点に第６の特徴がある。

【００１４】また、本発明は、前記経路通知メッセージ
が、経路最適化の対象となるアドレスと該経路通知メッ
セージが送受信された基地局のホップ数を保持する点に
第７の特徴がある。

【００１５】また、本発明は、前記経路通知メッセージ
が、経路最適化の対象となるアドレスと該経路通知メッ
セージが送受信された際の総パスコストを保持する点に
第８の特徴がある。

【００１６】また、本発明は、前記経路通知メッセージ
を受信した前記基地局が、該経路通知メッセージに保持
されているアドレスと該経路通知メッセージを受信した
インターフェースとの対応を前記アドレステーブルとし
て保持する点に第９の特徴がある。

【００１７】また、本発明は、前記アドレステーブルに
登録されたアドレスとインターフエースとの対応が、前
記受信パケットの送信元アドレスと該受信パケットを受
信したインターフェースの対応であるか、前記経路通知
メッセージに保持されたアドレスと該経路通知メッセー
ジを受信したインターフェースの対応であるかを識別す
る手投を有し、前記アドレステーブルに登録されたアド
レスとインターフエースとの対応が前記経路通知メッセ
ージに保持されたアドレスと該経路通知メッセージを受
信したインターフェースの対応である場合には、該対応
を優先させ、パケットを受信してもアドレステーブルの
変更を行わない点に第１０の特徴がある。

【００１８】さらに、本発明は、前記経路通知メッセー
ジを送信する基地局は、あらかじめ設定された時間間隔
で該経路通知メッセージを再送信する点に第１１の特徴
がある。

【００１９】第１の特徴によれば、適切なパケット送受
信の経路を選択する経路制御を行うことができ、限られ
た無線帯域を効率的に利用してスループットやネットワ
ーク全体の効率を向上させることができる。

【００２０】また、第２、第３および第４の特徴によれ
ば、上位局で複数のループ状ネットワークを接続して広
い領域での適切なパケット送受信が可能になる。

【００２１】また、第５および第６の特徴によれば、通
信に要する遅延時間やパスコストを考慮して適切なパケ
ット送受信の経路を選択することができる。

【００２２】また、第７および第８の特徴によれば、ホ
ップ数やパスコストの大きい経路への経路通知メッセー
ジの無駄な送信をなくすことができる。

【００２３】また、第１０の特徴によれば、経路通知メ
ッセージを用いて行われるアドレスの学習機能を通常の
ブリッジ機能によるアドレスの学習に対して優先させる
ので、経路最適化が行われた後にブロードキャストパケ
ットを送信した後においても最適な経路制御を行うこと
ができる。

【００２４】さらに、第１１の特徴によれば、経路通知
メッセージを再送するので、経路通知メッセージにロス
が生じた場合でも、最適な経路制御を行うことができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は、本発明が適用された
道路無線システムの一実施態様を示す構成図であり、同
図の例では、インターチェンジ（ＩＣ）間に高速道路に
沿ってＩＤが１番から６番までの６台の無線基地局１〜
６が配置されている。

【００２６】複数の基地局、すなわち、無線基地局１〜
６と上位局は、無線基地局１〜６が隣接する無線基地局
と無線で接続され、無線基地局１と無線基地局６が上位
局に有線又は無線で接続されることにより、物理的にル
ープ状のネットワークを構成している。

【００２７】各無線基地局１〜６は、受信パケットの送
信元アドレスと受信パケットを受信したインターフェー
スの対応をアドレステーブルに保持し、このアドレステ
ーブルを参照して受信パケットを転送するインターフェ
ースを決定するブリッジ機能と隣接基地局と設定メッセ
ージを送受信し、論理的に木構造のネットワークを構成
するスパニングツリー機能とを有する。

【００２８】移動車両の通信端末ＡとＢは、無線基地局
との間の無線通信や上位局を介する中継伝送により通信
を行うことができる。なお、上位局は、ループ内の無線
基地局１〜６あるいは移動車両の通信端末がここを通し
てループ外の他の基地局と通信を行うものである。

【００２９】この構成は一例であり、ネットワークを構
成する無線基地局の接続台数やＩＣとループ構成との関
係などはこの例に制限されない。また、上位局を設ける
ことなく無線基地局１と６を直接的に有線又は無線で接
続することもできる。

【００３０】図２は、無線基地局１〜６の一例の機能を
示すブロック図である。この無線基地局は、隣接する無
線基地局と無線で接続される２つのインタフェース、す
なわちアンテナ２１、２２と、移動車両の通信端末と無
線で接続される１つのインタフェース、すなわちアンテ
ナ２３と、アンテナ２１〜２３にそれぞれ接続された無
線機２４〜２６とを備えている。無線機２４〜２６は、
ブリッジ２７により相互に接続されており、これにより
移動車両の通信端末−無線基地局間および無線基地局−
無線基地局間の通信が可能になっている。

【００３１】無線基地局１と６は、アンテナ２１あるい
は２２の一方を隣接するループを構成するために使用す
ることができ、また、アンテナ２１〜２３とは別に、上
位局との有線又は無線通信用のインタフェースも備えて
いる。なお、無線基地局のいくつかは、隣接する無線基
地局との間で中継のみを行うものとして構成することも
でき、その場合にはアンテナ２３を備える必要はない。

【００３２】図３は、移動車両の一例の機能を示すブロ
ック図であり、この移動車両は、無線基地局と無線で接
続されるインタフェース、すなわちアンテナ２８と、ア
ンテナ２８に接続された無線機２９と、パソコンなどを
含むことができる通信端末Ａ（Ｂ）を備えている。

【００３３】以下では、図１に示すように、インターチ
ェンジ（ＩＣ）間に高速道路に沿ってＩＤが１番から６
番までの６台の無線基地局１〜６が配置され、無線基地
局１〜６が隣接する無線基地局と無線で接続され、無線
基地局１と無線基地局６が上位局に有線又は無線で接続
されて物理的にループ状のネットワークが構成され、移
動車両の通信端末ＡがＩＤ３番の無線基地局３の無線通
信領域内にあり、移動車両の通信端末ＢがＩＤ５番の無
線基地局５の無線通信領域内にある場合の通信端末Ａ−
Ｂ間で無線通信を例として説明する。

【００３４】図４は、図１の道路無線システムのネット
ワーク構成に対してスパニングツリー機能を適用した場
合に構成される論理的なネットワークの一例を示す構成
図である。スパニングツリー機能は、最もプライオリテ
ィが高いブリッジをルート（根）とし、論理的にツリー
構造のネットワークを構成することによりパケットがネ
ットワーク上で無限ループに陥ることを防ぐものであ
る。なお、図中の黒丸は、ルートポート、白丸は、指定
ポートを示している。

【００３５】図４では、ＩＤが１番の無線基地局１をプ
ライオリティが最も高いルートと仮定している。また、
各無線基地局１〜６は、ルートとなる無線基地局１のＩ
Ｄおよびルートからのパスコスト等を保持した設定メッ
セージ（Configuration BPDU）を隣接する無線基地局間
で交換する。ルート以外の無線基地局２〜６は、この設
定メッセージを参照することによりルートからのパスコ
ストが最小となるようにネットワークを構成することが
できる。スパニングツリー機能のみによる場合、通信端
末Ａ−Ｂ間の通信経路は、無線基地局２−１−６−５の
ルートを介する経路になり、無線基地局３−４−５の最
短経路は選択されない。

【００３６】本発明は、この場合に無線基地局３−４−
５の最短経路が選択されるようにして無線帯域を効率的
に利用可能にするものであり、そのために無線基地局
は、隣接する無線基地局と経路通知メッセージを送受信
して適切なパケット送受信の経路をアドレステーブルに
保持し、該アドレステーブルを参照して適切なパケット
送受信の経路を求める経路最適化機能を有する。

【００３７】図５は、本発明による無線基地局が保持す
るアドレステーブルの一例を示す。アドレステーブルに
は、アドレスに対して、パケットの送信を行うインター
フェースとタイマー値（aging timer）が保持される。
タイマー値は、このタイマー値により指定された期間、
受信したパケット内で送信元アドレスとして指定されな
い場合にそのアドレスに関する情報をアドレステーブル
から削除するために用いられる。アドレスが追加される
のは、パケットを受信した際に、受信パケットの送信元
アドレスに対して受信したインターフエースを保持する
場合と、経路通知メッセージを受信した際に、経路通知
メッセージに保持されたアドレスに対して経路通知メッ
セージを受信したインターフェースを保持する場合であ
る。

【００３８】アドレステーブルには、例えばCAM（Conte
n-Addressable Memory）と呼ばれる高速の物理メモリを
用いることができる。また、ソフトウェア上において変
数や配列、構造体等を用いてアドレスとインターフェー
スの対応を保持するようにすることもできる。

【００３９】図６は、本発明による経路制御メッセージ
のフレームフォーマットの一例を示す。同図は、経路の
最適化処理の対象となるアドレスと送受された無線基地
局のホップ数をイーサネット（登録商標）のフレームで
通知する例を示している。このフレームの送信先アドレ
スとしては最上位のビットが１であるマルチキャストア
ドレスが用いられる。

【００４０】各無線基地局は、パケットを送信する際に
自己のアドレスを送信元アドレスとして格納する。ま
た、タイプとして経路制御メツセージを示す特定の番号
を用いることにより、無線基地局は、受信したメッセー
ジが経路制御メッセージであることを識別することがで
きる。また、ホップ数には、例えば、最初に経路制御メ
ッセージの送信を行う無線基地局のホップ数を１とし、
中継される無線基地局の台数が１台増すごとに１ずつ加
算された値が保持される。

【００４１】図７は、本発明による経路制御メッセージ
を受信した際の各無線基地局における処理の一例を示す
フローチャートであり、この処理フローは、以下のステ
ップＳ１〜Ｓ４からなる。 Ｓ１：受信した経路制御メッセージ内に保持されている
ホップ数に１を加算する。 Ｓ２：経路制御メッセージ内に保持されている送信元ア
ドレスと経路制御メッセージを受信したインターフェー
スの対応をアドレステーブルに保持する。 Ｓ３：ホップ数を判別する。ホップ数があらかじめ指定
された閾値より小さい場合にはステップＳ４へ、ホップ
数が閾値以上の場合には処理を終了する。閾値は、ネッ
トワークを構成する全無線基地局数に基づいて決定さ
れ、例えば全無線基地局数の１／２（小数点以下切り捨
て）、あるいはそれより小さい値にされる。 Ｓ４：経路通知メッセージを受信したインターフェース
以外のインターフェースから経路通知メッセージを送信
する。

【００４２】なお、図７は、ホップ数の再計算を行った
後にホップ数を判別する例であるが、ホップ数を図７の
例の場合より１だけ小さい閾値を用いて判別し、ホップ
数が閾値より小さい場合にホップ数の再計算および経路
制御メッセージの送信を行うようにすることもできる。

【００４３】図８は本発明の道路無線システムにおける
経路最適化方式による通信シーケンスの一例を示すフロ
ー図である。同図では、スパニングツリー機能により図
４に示す論理的なツリー構造のネットワークが構成され
た後に、通信端末Ａと通信端末Ｂが通信を行うことを想
定している。なお、数字の１〜６は、無線基地局を示し
ている。

【００４４】最初に、通信端末Ａが通信端末Ｂ宛てにパ
ケットを送信する（Ｓ１１）。通信端末Ａから送信され
たパケットを受信した無線基地局３は、受信パケットの
送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）を参照し、該
アドレスがアドレステーブルに保持されているか検索を
行う。送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアド
レステーブルに保持されている場合には、該アドレスに
対応するインターフェースからパケットを送信する。送
信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアドレステー
ブルに保持されていない場合には、受信したインターフ
ェース以外の全てのインターフェースからパケットを送
信する。

【００４５】ここでは、送信先アドレス（通信端末Ｂの
アドレス）が無線基地局１〜６のアドレステーブルに保
持されている場合を想定すると、通信端末Ａから送信さ
れたパケットを受信した無線基地局３は、アドレステー
ブルを参照して隣接する無線基地局２に接続されたイン
ターフェースからパケットを送信する（Ｓ１２）。同時
に、無線基地局３は、受信パケットの送信元アドレス
（通信端末Ａのアドレス）と当該パケットを受信したイ
ンターフェースとの対応をアドレステ−ブルに保持する
（Ｓ１３）。

【００４６】無線基地局３から送信されたパケットを受
信した無線基地局２は、アドレステーブルを参照して隣
接する無線基地局１に接続されたインターフェースから
パケットを送信するとともに（Ｓ１４）、受信パケット
の送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）と当該パケ
ットを受信したインターフエースとの対応をアドレステ
ーブルに保持する（Ｓ１５）。

【００４７】同様に、無線基地局１、無線基地局６、無
線基地局５は、パケットを送受信するとともに、受信パ
ケットの送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）と当
該パケットを受信したインタフェースとの対応をアドレ
ステーブルに保持する（Ｓ１６〜Ｓ２１）。最後に、通
信端末Ｂは、無線基地局５から送信されたパケットを受
信する（Ｓ２０）。

【００４８】さらに、パケットを送信した無線基地局３
は、隣接する無線基地局２、４に接続されたインターフ
ェースから経路通知メッセージを送信する（Ｓ２２）。
この経路通知メッセージには、図６に示したように、経
路の最適化処理の対象となるアドレスと送受された無線
基地局のホップ数が保持されている。Ｓ２２において経
路通知メッセージに保持されている対象アドレスは通信
端末Ａのアドレスであり、ホップ数は１である。

【００４９】また、無線基地局３からの経路通知メッセ
ージを受信した無線基地局２、４は、ホップ数を１だけ
加算して２とし、経路通知メッセージに保持されている
対象アドレス、すなわち通信端末Ａのアドレスと経路通
知メッセージを受信したインターフェースとの対応をア
ドレステーブルに保持する（Ｓ２３、Ｓ２４）ととも
に、隣接する無線基地局１、５に経路通知メッセージを
送信する（Ｓ２５、Ｓ２６）。

【００５０】同様に、経路通知メッセージを受信した無
線基地局１、５は、経路通知メッセージに保持されてい
る対象アドレスと経路通知メッセージを受信したインタ
ーフェースとの対応をアドレステーブルに保持する（Ｓ
２７、Ｓ２８）。ここで、無線基地局５では、通信端末
Ａのアドレスに対応づけられるインターフェースが、無
線基地局６に接続されたインターフェースから無線基地
局４に接続されたインターフェースに変更される。ま
た、図７のＳ３における閾値として３が設定されている
と想定すると、無線基地局１および無線基地局５は、ホ
ップ数を１だけ加算して３とし、これは閾値３以上であ
るため、経路通知メッセージの送信は行わない。

【００５１】Ｓ２２からＳ２８の経路最適化処理により
各無線基地局に保持されたアドレステーブルを参照する
ことにより、通信端末Ｂから送信されたパケットは、無
線基地局５、無線基地局４、無線基地局３を順次中継す
る最適経路を通じて通信端末Ａに到達する（Ｓ２９〜Ｓ
３２）。すなわち、経路最適化処理により無線基地局の
ホップ数が小さい経路が求められてアドレステーブルと
して保持されており、該経路を通じてパケットが送信さ
れることになる。

【００５２】なお、図７のＳ３における閾値として、前
述のように、例えばネットワークを構成する全無線基地
局数の１／２（小数点以下切り捨て）、あるいはそれよ
り小さい値を用いれば、各無線基地局は複数の経路通知
メッセージを受信することはなく、経路通知メッセージ
の無駄な送信をなくすことができる。また、閾値の設定
によっては経路通知メッセージを受信しない無線基地局
が存在する場合も考えられるが、その場合には該無線基
地局は、スパニングツリー機能によりルート側へパケッ
トを送信するようにしておけばよい。

【００５３】図９は、本発明による無線基地局が保持す
るアドレステーブルの他の例を示す。同図の例では、ア
ドレステーブルに登録されたアドレスとインターフェー
スとの対応が、受信パケットの送信元アドレスと受信パ
ケットを受信したインターフェースとの対応であるか、
経路通知メッセージに保持された対象アドレスと経路通
知メッセージを受信したインターフェースとの対応であ
るかを識別するため、アドレステーブル内にフラグを保
持している。この例では、アドレステーブルに登録され
たアドレスとインターフェースとの対応が、受信パケッ
トの送信元アドレスと受信パケットを受信したインター
フェースとの対応である場合にはフラグを０とし、経路
通知メッセージに保持されたアドレスと経路通知メッセ
ージを受信したインターフェースとの対応である場合に
はフラグを１としている。このフラグは、アドレステー
ブルにアドレスの情報を追加する際に、対応するインタ
ーフェースの情報と合わせて追加することにより保持さ
せることができる。

【００５４】図１０は、本発明による無線基地局が保持
するアドレステーブルのさらに他の例である。同図の例
では、アドレステーブルに登録されたアドレスとインタ
ーフェースとの対応が、受信パケットの送信元アドレス
と受信パケットを受信したインターフェースとの対応で
あるか、経路通知メッセージに保持された対象アドレス
と経路通知メッセージを受信したインターフェースとの
対応であるかを識別するため、アドレステーブル内にホ
ップ数の情報を保持している。

【００５５】この例では、アドレステーブルに登録され
たアドレスとインターフェースとの対応が、受信パケッ
トの送信元アドレスと受信パケットを受信したインター
フェースとの対応である場合にはホップ数を０とし、経
路通知メッセージに保持されたアドレスと経路通知メッ
セージを受信したインターフェースとの対応である場合
には経路通知メッセージが送受された無線基地局のホッ
プ数を保持している。このホップ数は、アドレステーブ
ルにアドレスの情報を追加する際に、対応するインター
フェースの情報と合わせて追加することにより保持させ
ることができる。

【００５６】図１１は、本発明の道路無線システムにお
ける経路最適化方式による通信シーケンスの他の例を示
すフロー図である。同図は、通信端末Ａのアドレスに関
する経路の最適化処理が行われた後に、通信端末Ａがブ
ロードキャストパケットを送信する場合の例を示してい
る。この例において図９あるいは図１０のアドレステー
ブルを用いるものとして以下説明する。

【００５７】最初に、通信端末Ａが通信端末Ｂ宛てにパ
ケットを送信する（Ｓ４１）。通信端末Ａから送信され
たパケットを受信した無線基地局３は、受信パケットの
送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）を参照し、該
アドレスがアドレステーブルに保持されているか検索を
行う。送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアド
レステーブルに保持されている場合には、該アドレスに
対応するインターフェースからパケットを送信する。送
信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアドレステー
ブルに保持されていない場合には、受信したインターフ
ェース以外の全てのインターフェースからパケットを送
信する。

【００５８】ここでは、送信先アドレス（通信端末Ｂの
アドレス）が無線基地局１〜６のアドレステーブルに保
持されている場合を想定すると、通信端末Ａから送信さ
れたパケットを受信した無線基地局３は、アドレステー
ブルを参照して隣接する無線基地局２に接続されたイン
ターフェースからパケットを送信する（Ｓ４２）。同時
に、無線基地局３は、受信パケットの送信元アドレス
（通信端末Ａのアドレス）とパケットを受信したインタ
ーフェースとの対応、およびフラグ０あるいはホップ数
０をアドレスアドレステーブルに保持する（Ｓ４３）。

【００５９】無線基地局３から送信されたパケットを受
信した無線基地局２は、アドレステーブルを参照して隣
接する無線基地局１に接続されたインターフェースから
パケットを送信するとともに（Ｓ４４）、受信パケット
の送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）とパケット
を受信したインターフェースとの対応、およびフラグ０
あるいはホップ数０をアドレステーブルに保持する（Ｓ
４５）。

【００６０】同様に、無線基地局１、無線基地局６、無
線基地局５は、パケットを送受信するとともに、受信パ
ケットの送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）と当
該パケットを受信したインターフェースとの対応、およ
びフラグ０あるいはホップ数０を保持する（Ｓ４６〜Ｓ
５１）。最後に、通信端末Ｂは、無線基地局５から送信
されたパケットを受信する（Ｓ５０）。

【００６１】さらに、パケットを送信した無線基地局３
は、隣接する無線基地局２、４に接続されたインターフ
ェースから経路通知メッセージを送信する（Ｓ５２）。
この経路通知メッセージには、図６に示したように、経
路の最適化処理の対象となるアドレスと送受された無線
基地局のホップ数が保持されている。Ｓ５２において経
路通知メッセージに保持されているアドレスは通信端末
Ａのアドレスであり、ホップ数は１である。また、無線
基地局３からの経路通知メッセージを受信した無線基地
局２、４は、ホップ数を１だけ加算して２とし、経路通
知メッセージに保持されているアドレスと経路通知メッ
セージを受信したインターフェースとの対応、およびフ
ラグ１あるいはホップ数２をアドレステーブルに保持す
る（Ｓ５３、Ｓ５４）とともに、隣接する無線基地局
１、５に経路通知メッセージを送信する（Ｓ５５、Ｓ５
６）。

【００６２】同様に、経路通知メッセージを受信した無
線基地局１、５は、経路通知メッセージに保持されてい
るアドレスと経路通知メッセージを受信したインターフ
ェースの対応、およびフラグ１あるいはホップ数３をア
ドレステーブルに保持する（Ｓ５７、Ｓ５８）。ここ
で、無線基地局５では、通信端末Ａに対応づけられたイ
ンターフェースが、無線基地局６に接続されたインター
フェースから無線基地局４に接続されたインターフェー
スに変更される。また、図７のＳ３における閾値として
３が設定されていると想定すると、無線基地局１および
無線基地局５は、ホップ数を１だけ加算して３とし、こ
れは閾値３以上であるため、経路通知メッセージの送信
は行わない。

【００６３】さらに、Ｓ５２からＳ５８の経路最適化処
理の後に、通信端末Ａはブロードキャストパケットを送
信する（Ｓ５９）。ブロードキャストパケットは、ネッ
トワーク全体に送信される（Ｓ６０〜Ｓ６４）。Ｓ６３
において、無線基地局５がブロードキャストパケットを
受信したインターフェースは、無線基地局６に接続され
たインターフェースであり、アドレステーブルにおいて
通信端末Ａが対応づけられているインターフェースとは
異なっている。しかしながら、アドレステーブルにおい
てフラグ１あるいはホップ数３が設定されているため、
アドレステーブルの修正を行わない。このようにフラグ
あるいはホップ数を参照することにより経路通知メッセ
ージを用いて行われるアドレスの学習機能が通常のブリ
ッジ機能によるアドレスの学習に対して優先される。

【００６４】Ｓ５２からＳ５８の経路最適化処理の後
に、通信端末Ａがブロードキャストパケットを送信した
場合においても（Ｓ５９〜Ｓ６４）、通信端末Ｂから送
信されたパケットは、無線基地局５、無線基地局４、無
線基地局３を順次中継する最適経路を通じて通信端末Ａ
に到達する（Ｓ６５〜Ｓ６８）。

【００６５】図１２は、本発明の道路無線システムにお
ける経路最適化システムによる通信シーケンスのさらに
他の例を示すフロー図である。同図は、通信でのビット
エラー等の理由により経路制御メッセージにロスが生じ
た場合の例を示している。

【００６６】最初に、通信端末Ａが通信端末Ｂ宛てにパ
ケットを送信する（Ｓ７１）。通信端末Ａから送信され
たパケットを受信した無線基地局３は、受信パケットの
送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）を参照し、該
アドレスがアドレステーブルに保持されているか検索を
行う。送信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアド
レステーブルに保持されている場合には、該アドレスに
対応するインターフェースからパケットを送信する。送
信先アドレス（通信端末Ｂのアドレス）がアドレステー
ブルに保持されていない場合には、受信したインターフ
ェース以外の全てのインターフェースからパケットを送
信する。

【００６７】ここでは、送信先アドレス（通信端末Ｂの
アドレス）が無線基地局１〜６のアドレステーブルに保
持されている場合を想定すると、通信端末Ａから送信さ
れたパケットを受信した無線基地局３は、アドレステー
ブルを参照して隣接する無線基地局２に接続されたイン
ターフェースからパケットを送信する（Ｓ７２）。同時
に、無線基地局３は、受信パケットの送信元アドレス
（通信端末Ａのアドレス）と当該パケットを受信したイ
ンターフェースとの対応をアドレステーブルに保持する
（Ｓ７３）。

【００６８】無線基地局３から送信されたパケットを受
信した無線基地局２は、アドレステーブルを参照して隣
接する無線基地局１に接続されたインターフェースから
パケットを送信するとともに（Ｓ７４）、受信パケット
の送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）と当該パケ
ットを受信したインターフェースとの対応をアドレステ
ーブルに保持する（Ｓ７５）。

【００６９】同様に、無線基地局１、無線基地局６、無
線基地局５は、パケットを送受信するとともに、受信パ
ケットの送信元アドレス（通信端末Ａのアドレス）と当
該パケットを受信したインタフェースとの対応をアドレ
ステーブルに保持する（Ｓ７６〜Ｓ８１）。最後に、通
信端末Ｂは無線基地局５から送信されたパケットを受信
する（Ｓ８０）。

【００７０】さらに、パケットを送信した無線基地局３
は、隣接する無線基地局２、４に接続されたインターフ
ェースから経路通知メッセージを送信する（Ｓ８２）。
この経路通知メッセージには、図６に示したように、経
路の最適化処理の対象となるアドレスと送受された無線
基地局のホップ数が保持されている。Ｓ８２において、
経路通知メッセージに保持されているアドレスは通信端
末Ａのアドレスであり、ホップ数は１である。ここで
は、無線基地局３が送信した経路通知メッセージのう
ち、無線基地局２に接続されたインターフェースから送
信された経路通知メッセージにビットエラー等の理由に
よりロスが生じたことを想定する。従って、無線基地局
４のみが経路通知メッセージを受信し、ホップ数を１だ
け加算して２とし、経路通知メッセージに保持されてい
るアドレスと経路通知メッセージを受信したインターフ
ェースとの対応をアドレステーブルに保持する（Ｓ８
３）とともに、隣接する無線基地局５に経路通知メッセ
ージを送信する（Ｓ８４）。

【００７１】同様に、経路通知メッセージを受信した無
線基地局５は、経路通知メッセージに保持されているア
ドレスと経路通知メッセージを受信したインターフェー
スとの対応をアドレステーブルに保持する（Ｓ８５）。

【００７２】また、経路通知メッセージを送信した無線
基地局３は、あらかじめ設定された時間間隔で該経路通
知メッセージを再送信する（Ｓ８６）。これにより、最
初に送信された経路通知メッセージを受信できなかった
無線基地局２および無線基地局１は、経路通知メッセー
ジを受信でき、経路通知メッセージに保持されているア
ドレスと経路通知メッセージを受信したインターフェー
スとの対応をアドレステーブルに保持することができる
ようになる（Ｓ８７〜Ｓ８９）。

【００７３】Ｓ８６からＳ９０の経路通知メッセージの
再送処理により、経路通知メッセージにロスが生じた場
合でも、通信端末Ｂから送信されたパケットは、無線基
地局５、無線基地局４、無線基地局３を順次中継するホ
ップ数の小さい最適経路を通じて通信端末Ａに到達する
（Ｓ９１〜Ｓ９４）。

【００７４】以上の実施態様では上位局がブリッジ機能
およびスパニングツリー機能を有しないものとして説明
したが、上位局にこれら機能および上述の経路最適化機
能を持たせることもできる。すなわち、上位局を介する
中継伝送において上位局のブリッジに無線基地局と同様
のアドレステーブルをもたせ、上位局を介する経路を含
めて最適な経路を選択するようにすることができる。な
お、この場合には、上位局をプライオリティが最も高い
ルート、すなわち、そのＩＤを１とするのが適当であ
る。

【００７５】また、図１の上位局よりさらに階層的に上
位の上位局がある場合には、これら上位局を介するルー
プ状のネットワークにおける通信も本発明の経路最適化
処理の対象とすることができ、さらに、上位局が他の１
つあるいは複数のループ状ネットワークの上位局にもな
っている場合の通信も本発明の経路最適化処理の対象と
することができる。

【００７６】図１３は、上位局が他のループ状ネットワ
ークの上位局にもなっている場合の例であり、上位局と
無線基地局は有線又は無線で接続され、無線基地局と無
線基地局とは無線で接続されている。上位局は、無線基
地局１〜６とでループ状ネットワークを構成すると共
に、無線基地局７〜１２とで別のループ状ネットワーク
を構成している。また、上位局は、無線基地局１〜１２
とでさらに別のループ状ネットワークを構成している。
この上位局は、ブリッジ機能、スパニングツリー機能お
よび経路最適化機能を有していても有していなくてもよ
いが、これら機能を有する場合には、上位局をプライオ
リティが最も高いルート、すなわち、そのＩＤを１とす
るのが適当であり、各ループにおいて上位局も含めて上
述の経路最適化処理を行うようにすればよい。この例に
よれば、移動車両の通信端末Ａ、Ｂ、Ｃの任意の間で、
無線基地局や上位局を中継しての最適経路による通信が
可能になる。

【００７７】上述した実施形態は、あくまで例であっ
て、本発明は、これに限定されるものではない。例え
ば、経路制御メッセージにホップ数を保持するのに代
え、あるいはそれに加えて経路通知メッセージが送受信
された際の各ポートから定められるパスコストの累算値
を総パスコストとして保持するようにし、総パスコスト
の閾値内で経路通知メッセージを送信してアドレステー
ブルを更新することにより総パスコストを考慮した経路
の選択が可能になる。当業者であれば本発明の技術思想
の範囲において種々の変更、修正及び省略は容易に可能
であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。本発
明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するも
のにのみ制約される。

【００７８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、スパニングツリー機能を拡張し、ツリー構造の
末端に近いブリッジに接続された通信端末間が通信を行
う場合においても、適切な経路を選択する経路制御を行
うことができる。これにより、帯域幅の制約が大きい道
路無線システムにおいて、通信に要する遅延時間を小さ
くしスループットを向上させることができ、且つネット
ワーク全体の効率を向上させることができるため、シス
テムの性能を向上させることができる。

【００７９】また、経路通知メッセージを用いて行われ
るアドレスの学習機能を通常のブリッジ機能によるアド
レスの学習に対して優先することにより、経路最適化が
行われた後にブロードキャストパケットを送信した後に
おいても適切な経路制御を行うことができる。

【００８０】さらに、経路通知メッセージを再送するこ
とにより、経路通知メッセージにロスが生じた場合で
も、適切な経路制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用された道路無線システムの一実
施形態を示す構成図である。

【図２】 無線基地局の一例の機能を示すブロック図で
ある。

【図３】 移動車両の一例の機能を示すブロック図であ
る。

【図４】 図１のネットワーク構成に対してスパニング
ツリー機能を適用した場合に構成される論理的なネット
ワークの一例を示す構成図である。

【図５】 本発明による無線基地局が保持するアドレス
テーブルの一例の説明図である。

【図６】 本発明による経路制御メッセージのフレーム
フォーマットの一例の説明図である。

【図７】 本発明による各無線基地局の処理の一例を示
すフローチャートである。

【図８】 本発明の道路無線システムにおける経路最適
化方式による通信シーケンスの一例を示すフロー図であ
る。

【図９】 本発明による無線基地局が保持するアドレス
テーブルの他の例である。

【図１０】 本発明による無線基地局が保持するアドレ
ステーブルのさらに他の例である。

【図１１】 本発明の道路無線システムにおける経路最
適化方式による通信シーケンスの他の例を示すフロー図
である。

【図１２】 本発明の道路無線システムにおける経路最
適化方式による通信シーケンスのさらに他の例を示すフ
ロー図である。

【図１３】 本発明が適用される道路無線システムの他
の例を示す構成図である。

【符号の説明】

１〜１２・・・無線基地局、２１，２２，２３，２８・・・イ
ンタフェース（アンテナ）、２４，２５，２６，２９・・
・無線機、２７・・・ブリッジ、Ａ，Ｂ・・・通信端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠永 英之 埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号 株式 会社ケイディーディーアイ研究所内 Ｆターム(参考） 5K030 GA03 HA08 HC14 HD03 JL01 LB05 5K031 AA02 CB11 DA03 DA20 EC05 5K033 AA01 CB01 DA02 DA03 DA17 DB01 EC01 EC04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信パケットの送信元アドレスと該受信
   パケットを受信したインターフェースの対応をアドレス
   テーブルに保持し、該アドレステーブルを用いて受信パ
   ケットを転送するインターフェースを決定するブリッジ
   機能と隣接基地局と設定メッセージを送受信し、論理的
   に木構造のネットワークを構成するスパニングツリー機
   能とを有する複数の無線基地局を含む複数の基地局を備
   え、 前記複数の無線基地局は道路に沿って配置され、隣接す
   る無線基地局と無線で接続され、前記複数の基地局は物
   理的にループ状のネットワークを構成し、 前記無線基地局−前記道路上の移動車両間の無線による
   路車間通信および前記基地局−基地局間の中継伝送によ
   り通信を行う道路無線システムにおける経路最適化方式
   において、 前記無線基地局は、隣接する無線基地局と経路通知メッ
   セージを送受信して適切なパケット送受信の経路を求め
   る経路最適化機能を有することを特徴とする道路無線シ
   ステムにおける経路最適化方式。
2. 【請求項２】 前記複数の基地局は、前記複数の無線基
   地局の２つの無線基地局と有線又は無線で接続される上
   位局を含み、前記ループ状のネットワークが構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の道路無線システムに
   おける経路最適化方式。
3. 【請求項３】 前記複数の基地局は、前記複数の無線基
   地局の少なくとも３つ以上の無線基地局と有線又は無線
   で接続される上位局を含み、、前記ループ状のネットワ
   ークが複数構成されることを特徴とする請求項１に記載
   の道路無線システムにおける経路最適化方式。
4. 【請求項４】 前記上位局はブリッジ機能、スパニング
   ツリー機能および経路最適化機能を有することを特徴と
   する請求項２または３に記載の道路無線システムにおけ
   る経路最適化方式。
5. 【請求項５】 前記経路最適化機能は、パケットが送受
   信される基地局のホップ数が小さい経路を求めるもので
   あることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
   載の道路無線システムにおける経路最適化方式。
6. 【請求項６】 前記経路最適化機能は、パケットが送受
   信される際の総パスコストが小さい経路を求めるもので
   あることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
   載の道路無線システムにおける経路最適化方式。
7. 【請求項７】 前記経路通知メッセージは、経路最適化
   の対象となるアドレスと該経路通知メッセージが送受信
   された基地局のホップ数を保持することを特徴とする請
   求項５に記載の道路無線システムにおける経路最適化方
   式。
8. 【請求項８】 前記経路通知メッセージは、経路最適化
   の対象となるアドレスと該経路通知メッセージが送受信
   された際の総パスコストを保持することを特徴とする請
   求項６に記載の道路無線システムにおける経路最適化方
   式。
9. 【請求項９】 前記経路通知メッセージを受信した前記
   基地局は、該経路通知メッセージに保持されているアド
   レスと該経路通知メッセージを受信したインターフェー
   スとの対応を前記アドレステーブルとして保持すること
   を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載におけ
   る道路無線システムにおける経路最適化方式。
10. 【請求項１０】 前記アドレステーブルに登録されたア
    ドレスとインターフエースとの対応が、前記受信パケッ
    トの送信元アドレスと該受信パケットを受信したインタ
    ーフェースの対応であるか、前記経路通知メッセージに
    保持されたアドレスと該経路通知メッセージを受信した
    インターフェースの対応であるかを識別する手投を有
    し、 前記アドレステーブルに登録されたアドレスとインター
    フエースとの対応が前記経路通知メッセージに保持され
    たアドレスと該経路通知メッセージを受信したインター
    フェースの対応である場合には、該対応を優先させ、パ
    ケットを受信してもアドレステーブルの変更を行わない
    ことを特徴とする請求項９に記載の道路無線システムに
    おける経路最適化方式。
11. 【請求項１１】 前記経路通知メッセージを送信する基
    地局は、あらかじめ設定された時間間隔で該経路通知メ
    ッセージを再送信することを特徴とする請求項１ないし
    １０のいずれかに記載の道路無線システムにおける経路
    最適化方式。