JP2004282269A

JP2004282269A - Radio ad hoc communication system, terminal, processing method therein, and program for making terminal to execute the method

Info

Publication number: JP2004282269A
Application number: JP2003068961A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Isotsu; 政明礒津
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP4131181B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attempt repair in the midway node without deleting all the routes to reach a transmission origin when a substitute route can not be discovered, in a certain node in a radio ad hoc communication system. <P>SOLUTION: When the corresponding route is not set during the data communication request 10, a route discovering process 20 discovers and sets the route. A link state management process 40 monitors the state of a link 30 on the route set by the route discovering process 20, and it updates the link state in a route table of each radio terminal. A route information notifying process 50 notifies the link state during the deterioration of the link quality, and it urges to hold the transmission data. A substitute route searching process 60 retrieves the substitute route during the deterioration of the link quality. When it can not discover the substitute route, it further searches while retracing to the terminal on the transmission side. A route switching process 70 switches a candidate for the substitute route as the regular route. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線アドホック通信システムに関し、特にパケットの送信中に中間のリンク品質が悪化した際に代替経路を発見しておいてその後の経路切替に備える無線アドホック通信システム、当該システムにおける端末、および、これらにおける処理方法ならびに当該方法をコンピュータ（端末）に実行させるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化、高性能化が進み、簡単に持ち運び利用することが可能となったことから、必要になったその場で端末をネットワークに接続し、通信を可能とする環境が求められている。その一つとして、必要に応じて一時的に構築されるネットワーク、すなわち無線アドホックネットワーク技術の開発が進められている。この無線アドホックネットワークでは、特定のアクセスポイントを設けることなく、各端末（例えば、コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ：ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、携帯電話等）が自律分散して相互に接続される。
【０００３】
この無線アドホックネットワークでは、従来の固定的なネットワークとは異なりトポロジの変化が頻繁に起こるので、信頼性を確保するための経路制御方式、すなわちルーティングプロトコルを確立する必要がある。現在提案されている無線アドホックネットワークのルーティングプロトコルは、オンデマンド方式とテーブル駆動方式という二つのカテゴリーに大きく分けられる。また、これらを統合したハイブリッド方式も提案されている。
【０００４】
テーブル駆動方式およびハイブリッド方式は、常時経路情報を交換していることから、比較的障害には強いとされている。一方で、常に情報を送受信することによるオーバーヘッドの大きさが問題となる。例えば、電池により駆動されるモバイル機器が無線アドホックネットワークに接続された環境を考えると、消費電力の面からも常に経路情報を交換するのは得策ではない。また、経路テーブルを更新する周期が長いと、突然の障害に対処できないという問題もある。
【０００５】
一方、オンデマンド方式は、通信する直前に経路発見要求を送信して経路を作成するので、通信を開始する段階でリンクに突然障害が起きた場合でも、そのリンクを無視して有効な経路を作成する。しかし、通信中に使用リンクの品質が低下し、経路が利用できなくなると、すぐに通信は中断されてしまい、もう一度送信元から経路を作成し直す必要がある。
【０００６】
オンデマンド方式の代表的なルーティングプロトコルとして、例えば、ＩＥＴＦ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃｅ）のＭＡＮＥＴＷＧ（ＭｏｂｉｌｅＡｄｈｏｃＮＥＴｗｏｒｋＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐ）で提案されているＡＯＤＶ（ＡｄｈｏｃＯｎ−ｄｅｍａｎｄＤｉｓｔａｎｃｅＶｅｃｔｏｒ）プロトコルがある。このＡＯＤＶプロトコルでは、「ローカルリペア」という手法により、リンクに障害が起きて切断されたときに、両端のノードから経路の再発見を要求するメッセージを送信し、新たに経路を作成する手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
【非特許文献１】
チャールス・パーキンス（ＣｈａｒｌｅｓＥ．Ｐｅｒｋｉｎｓ）他，「アドホック・オンデマンド・ディスタンス・ベクター・ルーティング（ＡｄｈｏｃＯｎ−ｄｅｍａｎｄＤｉｓｔａｎｃｅＶｅｃｔｏｒＲｏｕｔｉｎｇ）」，（米国），アイイーティーエフ（ＩＥＴＦ），２００３年２月１７日，ｐ．２３−２５，インターネット・ドラフト＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍａｎｅｔ−ａｏｄｖ−１３．ｔｘｔ＞
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術によれば、代替経路を発見することにより障害が起きた経路を修復できるが、もしそのような修復が不可能であった場合、障害が起きたリンクを経路として持つノードのどちらかが経路エラーメッセージを送信元に対して送信する。経路エラーメッセージを受信したノードは、該当する経路を削除した上でその経路エラーメッセージをさらに送信元に対して転送する。
【０００９】
このような性質から、一つのリンクに障害が発生して修復不可能であったときは、経路エラーメッセージの転送を繰り返しながら全ての経路を削除してしまうことになる。例えば、送信元から受信先まで１０ホップあるようなアドホックネットワークにおいて、最後の１ホップで障害が起きて修復できなかったときには、全ての経路を消去することになってしまう。経路を最初から作り直すのは、計算コストがかかるばかりか、時間的なコストや、パケットロスの面でも無駄が多い。
【００１０】
特に、無線アドホックネットワークでは、端末（ノード）の移動や電波状況などによりトポロジの変化が非常に頻繁に起こるため、リンクの切断時にも通信できる方法を確保しておくことが重要である。上述の従来技術では、リンクに障害が起きたときに、障害を発見したノードから代替経路を発見しようとするが、そのノードで一度失敗してしまうとすべての経路を消去する必要がある。一方で、送信元から改めて経路を発見する方法では、計算コストや時間コストがかかりすぎてしまう。特に大規模なアドホックネットワークにおいては、受信先に近い一つのリンクに障害が起きても、経路を全部消したり、送信元から経路発見をやり直すのではコストがかかりすぎるため、モバイル機器がノードとして想定されるような省電力指向の環境においては望ましくない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、無線アドホック通信システムにおいて、あるノードにおいて代替経路が発見できない場合に送信元に至る全ての経路を削除せずに途中ノードにおける修復を試みることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の無線アドホック通信システムは、複数の端末により構成される無線アドホック通信システムであって、通信データを発信する発信端末と上記通信データを受信する宛先端末との間において自端末に接続するリンクの品質が悪化すると代替経路を発見するための要求を送信する第１の中間端末と、発信端末と上記宛先端末との間において上記第１の中間端末の上流に位置して上記第１の中間端末にデータを送信する第２の端末とを具備し、上記第１の中間端末は、上記要求に失敗した場合に経路エラーの報告を上記第２の端末に送信し、上記第２の中間端末は、上記第１の中間端末から上記報告を受信すると他の代替経路を発見するための要求を送信するものである。これにより、第１の中間端末において代替経路が発見できない場合に送信元に至る全ての経路を削除せずに第２の中間端末に修復を試行せしめるという作用をもたらす。
【００１３】
また、本発明の請求項２記載の無線アドホック通信システムは、請求項１記載の無線アドホック通信システムにおいて、上記第１の中間端末は、自端末に接続するリンクの品質が悪化するとそのリンクに関する経路情報を上記第２の端末に通知し、上記第２の中間端末は、データバッファを備え、上記第１の中間端末から上記報告を受信すると上記第１の中間端末に送信している上記データを上記データバッファに保持するものである。これにより、第１の端末が経路エラーの報告に先立って経路情報の通知をすることによって第２の端末において経路切替に備えて送信データをデータバッファへ保持させるという作用をもたらす。
【００１４】
また、本発明の請求項３記載の端末は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手段と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手段と、上記要求に失敗すると上記アドレスリストに示される送信元に対して経路エラーの報告を送信する手段とを具備する。これにより、経路上のリンクが不安定状態になったことにより代替経路を検索して、検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末においてさらに代替経路を検索させるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本発明の請求項４記載の端末は、請求項３記載の端末において、上記リンク状態が不安定状態になるとそのリンクに関する経路情報を上記アドレスリストに示される送信元に対して送信する手段をさらに具備するものである。これにより、経路エラーの報告に先立って経路情報の通知をすることによって自端末より上流の端末において経路切替に備えて送信データをデータバッファに保持させるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本発明の請求項５記載の端末は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手段と、上記リンク状態が不安定状態になるとそのリンクに関する経路情報を上記アドレスリストに示される送信元に対して送信する手段とを具備する。これにより、経路情報の通知をすることによって自端末より上流の端末においてその後の経路切替に備えて送信データをデータバッファへ保持させるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本発明の請求項６記載の端末は、データバッファと、他の端末にデータを送信している際に上記他の端末からリンク状態が不安定状態になったリンクに関する経路情報を受信すると上記他の端末へ送信しているデータを上記データバッファに保持する手段とを具備する。これにより、経路情報の通知を受信した場合にその後の経路切替に備えて送信データをデータバッファへ保持せしめるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の請求項７記載の端末は、請求項６記載の端末において、上記経路情報を受信してから所定時間を経過しても上記他の端末から経路エラーの報告を受信しない場合には上記データバッファに保持されたデータを破棄する手段をさらに具備する。これにより、自端末より下流の端末において代替経路の検索に成功したことが推測される場合に、不要となったデータをデータバッファから破棄させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本発明の請求項８記載の端末は、請求項６記載の端末において、上記経路情報を受信してから所定時間内に上記他の端末から経路エラーの報告を受信した場合には上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求をさらに他の端末に送信する手段をさらに具備する。これにより、自端末より下流の端末からの経路エラー報告の受信を契機として代替経路の検索をさせるという作用をもたらす。
【００２０】
また、本発明の請求項９記載の端末は、請求項８記載の端末において、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、上記要求に失敗すると上記アドレスリストに示される送信元に対して上記他の端末からの経路エラーの報告を転送する手段とをさらに具備する。これにより、代替経路の検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末においてさらに代替経路を検索させるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の請求項１０記載の端末は、請求項８記載の端末において、上記要求に対して代替経路が発見されると当該発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手段をさらに具備する。これにより、自端末より下流の端末において代替経路が発見できなかった場合でも自端末において代替経路が発見されればその代替経路を正規の経路として切り替えるという作用をもたらす。
【００２２】
また、本発明の請求項１１記載の処理方法は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手順と、上記リンク状態が不安定状態になるとそのリンクに関する経路情報を上記アドレスリストに示される送信元に対して送信する手順と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、上記要求に失敗すると上記アドレスリストに示される送信元に対して経路エラーの報告を送信する手順とを具備する。これにより、経路上のリンクが不安定状態になったことによりそのリンク状態を通知して経路切替に備えて送信データをデータバッファへ保持せしめるとともに代替経路を検索して、検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末における代替経路の発見を促すという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の請求項１２記載の処理方法は、データバッファを備える端末における処理方法であって、他の端末にデータを送信している際に上記他の端末からリンク状態が不安定状態になったリンクに関する経路情報を受信すると上記他の端末へ送信しているデータを上記データバッファに保持する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間内に上記他の端末から経路エラーの報告を受信した場合には上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求をさらに他の端末に送信する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間を経過しても上記他の端末から経路エラーの報告を受信しない場合には上記データバッファに保持されたデータを破棄する手順とを具備する。これにより、代替経路の検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末において代替経路の発見を促し、代替経路の検索に成功したことが推測される場合には不要となったデータをデータバッファから破棄させるという作用をもたらす。
【００２４】
また、本発明の請求項１３記載の処理方法は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルとデータバッファとを備える端末における処理方法であって、他の端末にデータを送信している際に上記他の端末からリンク状態が不安定状態になったリンクに関する経路情報を受信すると上記他の端末へ送信しているデータを上記データバッファに保持する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間内に上記他の端末から経路エラーの報告を受信した場合には上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求をさらに他の端末に送信する手順と、上記要求に対して代替経路が発見されれば当該発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順と、上記要求に対して代替経路が発見されなければ上記アドレスリストに示される送信元に対して上記他の端末からの経路エラーの報告を転送する手順とを具備する。これにより、自端末より下流の端末において経路が発見できなかった場合に、代替経路を検索して代替経路が発見されれば当該発見された代替経路を正規の経路として切り替え、代替経路が発見できなければ自端末よりも上流の端末に経路エラーの報告を転送して代替経路の発見を促すという作用をもたらす。
【００２５】
また、本発明の請求項１４記載のプログラムは、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手順と、上記リンク状態が不安定状態になるとそのリンクに関する経路情報を上記アドレスリストに示される送信元に対して送信する手順と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、上記要求に失敗すると上記アドレスリストに示される送信元に対して経路エラーの報告を送信する手順とを実行させるものである。。これにより、経路上のリンクが不安定状態になったことによりそのリンク状態を通知して経路切替に備えて送信データをデータバッファへ保持せしめるとともに代替経路を検索して、検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末における代替経路の発見を促すという作用をもたらす。
【００２６】
また、本発明の請求項１５記載のプログラムは、データバッファを備える端末に、他の端末にデータを送信している際に上記他の端末からリンク状態が不安定状態になったリンクに関する経路情報を受信すると上記他の端末へ送信しているデータを上記データバッファに保持する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間内に上記他の端末から経路エラーの報告を受信した場合には上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求をさらに他の端末に送信する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間を経過しても上記他の端末から経路エラーの報告を受信しない場合には上記データバッファに保持されたデータを破棄する手順とを実行させるものである。これにより、代替経路の検索に失敗すると経路エラーの報告を送信することによって自端末より上流の端末において代替経路の発見を促し、代替経路の検索に成功したことが推測される場合には不要となったデータをデータバッファから破棄させるという作用をもたらす。
【００２７】
また、本発明の請求項１６記載のプログラムは、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態と上記宛先アドレスに向けた通信を自端末に送信する送信元のアドレスリストとを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルとデータバッファとを備える端末に、他の端末にデータを送信している際に上記他の端末からリンク状態が不安定状態になったリンクに関する経路情報を受信すると上記他の端末へ送信しているデータを上記データバッファに保持する手順と、上記経路情報を受信してから所定時間内に上記他の端末から経路エラーの報告を受信した場合には上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求をさらに他の端末に送信する手順と、上記要求に対して代替経路が発見されれば当該発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順と、上記要求に対して代替経路が発見されなければ上記アドレスリストに示される送信元に対して上記他の端末からの経路エラーの報告を転送する手順とを実行させるものである。これにより、自端末より下流の端末において経路が発見できなかった場合に、代替経路を検索して代替経路が発見されれば当該発見された代替経路を正規の経路として切り替え、代替経路が発見できなければ自端末よりも上流の端末に経路エラーの報告を転送して代替経路の発見を促すという作用をもたらす。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態における無線アドホック通信システムで想定する無線アドホックネットワークの一例を示す図である。この図１（ａ）の例では、端末Ｓ（２０１）乃至端末Ｅ（２０６）の６つの端末が無線アドホック通信システムのネットワークを構成している。また、各端末の周囲の点線は、各端末２０１乃至２０６の通信範囲２９１乃至２９６をそれぞれ表している。
【００３０】
例えば、端末Ｓ（２０１）の通信範囲２９１には、端末Ａ（２０２）および端末Ｂ（２０３）が含まれる。また、端末Ａ（２０２）の通信範囲２９２には、端末Ｓ（２０１）、端末Ｂ（２０３）および端末Ｃ（２０４）が含まれる。また、端末Ｂ（２０３）の通信範囲２９３には、端末Ｓ（２０１）、端末Ａ（２０２）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｃ（２０４）の通信範囲２９４には、端末Ａ（２０２）、端末Ｄ（２０５）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｄ（２０５）の通信範囲２９５には、端末Ｃ（２０４）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｅ（２０６）の通信範囲２９６には、端末Ｂ（２０３）、端末Ｃ（２０４）および端末Ｄ（２０５）が含まれる。
【００３１】
このような端末間の関係を模式的に表したのが図１（ｂ）である。この図１（ｂ）では、互いに通信範囲２９１乃至２９６内にある端末同士が線により結ばれている。従って、直接結ばれていない端末間で通信を行う場合には他の端末を介して複数ホップにより通信を行わなければならないことがわかる。
【００３２】
図２は、図１の例による無線アドホックネットワークにおいて経路を設定するための手順を示す図である。ある端末間で経路が設定されていない場合に、最初に経路を設定するための手順は従来技術を用いることができる。例えば、上述のＡＯＤＶプロトコルでは、発信端末から宛先端末に対して経路要求メッセージを送信し、宛先端末から発信端末に対して経路返答メッセージを送信することにより、経路を設定している。
【００３３】
図２（ａ）は、端末Ｓ（２０１）から端末Ｄ（２０５）に対して経路要求を行う際のパケットの流れを示すものである。端末Ｓは、端末Ｄにデータを送信する際に、まだ端末Ｄへの経路が設定されていなければ、経路発見プロセスに入る。まず、端末Ｓは、経路要求メッセージ（ＲｏｕｔｅＲＥＱｕｅｓｔｍｅｓｓａｇｅ：ＲＲＥＱ）をブロードキャストする。この経路要求メッセージを受信した端末Ａ（２０２）および端末Ｂ（２０３）は、その経路要求メッセージの送信元である端末Ｓへの逆向きの経路（ＲｅｖｅｒｓｅＰａｔｈ）を設定する。ここで逆向きの経路とは、経路要求メッセージの送信元までデータを送信したいという要求が生じた場合に、その経路要求メッセージを送信してきた近隣端末を次の転送先とする経路を意味する。
【００３４】
経路要求メッセージを受信した端末Ａおよび端末Ｂは、宛先が自端末でないことから、その経路要求メッセージをさらにブロードキャストする。これにより、端末Ｃ（２０４）および端末Ｅ（２０６）に経路要求メッセージが伝わる。一方、端末Ａのブローキャストした経路要求メッセージは、端末Ｓや端末Ｂにおいても受信されるが、経路要求メッセージに付された要求識別子が一致するため、端末Ｓや端末Ｂにおいて破棄される。同様にして、端末Ｂのブローキャストした経路要求メッセージは、端末Ｓや端末Ａにおいて破棄される。このように、要求識別子は二重受け取りチェックのために使用される。
【００３５】
経路要求メッセージを受信した端末Ｃおよび端末Ｅは、端末Ｓへの逆向きの経路を設定した後、その経路要求メッセージをさらにブロードキャストする。これにより、端末Ｄ（２０５）に経路要求メッセージが到達する。端末Ｄは、端末Ｃおよび端末Ｅの両者から経路要求メッセージを受信するが、後から受信した経路要求メッセージを破棄する。
【００３６】
図２（ｂ）は、端末Ｄから端末Ｓに対して経路返答を行う際のパケットの流れを示すものである。端末Ｄは、端末Ｓへの逆向きの経路を設定した後、送信元である端末Ｓに対して経路返答メッセージ（ＲｏｕｔｅＲＥＰｌｙｍｅｓｓａｇｅ：ＲＲＥＰ）をユニキャストで送信する。例えば、端末Ｄが端末Ｃからの経路要求メッセージに返答する場合には、端末Ｄは端末Ｃを次の送信先としてユニキャストによる送信を行う。
【００３７】
経路返答メッセージを受信した端末Ｃは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定する。そして、端末Ｃはその経路返答メッセージを端末Ａに転送する。同様に、経路返答メッセージを受信した端末Ａは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定して、その経路返答メッセージを端末Ｓに転送する。
【００３８】
経路返答メッセージを受信した端末Ｓは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定する。これにより、経路発見プロセスは完了する。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態における処理の概要を示す図である。既に図２により説明したとおり、データ通信要求１０の発生の際にまだ宛先端末への経路が設定されていなければ、その端末は経路発見プロセス２０に入る。これにより端末間に経路が設定される。端末間の経路は、端末同士を結ぶリンク３０を１つ以上経ることにより構成される。
【００４０】
経路が設定されると、そのリンクはリンク状態管理プロセス４０において監視される。具体的には、各端末における経路テーブルの経路エントリ内のリンク状態という項目が適宜更新される。各端末は後述するように自端末に接続するリンクに関する情報を経路テーブルに保持しており、リンク状態が変化するたびにこの経路テーブルが更新されるようになっている。これにより、各端末は最新のリンク状態を常に把握できる。
【００４１】
使用している経路のリンク状態が所定の状態になると、経路情報通知プロセス５０において、当該リンク状態が送信元に向けて通知される。例えば、何らかの理由によりリンクの品質が悪化すると、そのリンクに接続する送信側の端末が送信元に向けて経路情報通知を送信する。この経路情報通知を受信した端末は自端末の有するデータバッファにデータを保持するようになる。また、この経路情報通知は、送信元に向けて各端末間で転送されていく。
【００４２】
使用している経路のリンク状態が所定の状態になると、代替経路探索プロセス６０において、代替経路が探索される。例えば、何らかの理由によりリンクの品質が悪化すると、そのリンクに接続する送信側の端末が代替経路を発見するために経路要求を送信する。その経路要求を送信した端末が所定の手順により経路返答を受信することにより、代替経路の候補が設定される。
【００４３】
但し、この経路要求に対して適切な代替経路が発見されなかった場合には、送信元に向けた経路上の次の端末に経路エラーが送信される。そして、この経路エラーを受信した端末が、代替経路を発見するために経路要求を送信する。これによっても適切な代替経路が発見されなかった場合には、送信元に向けた経路上のさらに次の端末に経路エラーが転送され、代替経路を発見されるまで同様の手順を繰り返す。
【００４４】
代替経路の候補が設定された後、使用している経路のリンク状態が所定の状態になると、経路切替プロセス７０において、代替経路への切り替えが行われる。例えば、何らかの理由によりリンクの品質がさらに悪化して切断されそうになると、代替経路の候補を設定させた端末は、代替経路の候補を正規の経路として切り替えるよう他の端末に指示をする。これにより、代替経路が宛先端末までの正規な経路となる。
【００４５】
次に本発明の実施の形態における無線端末の構成例について図面を参照して説明する。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態における無線端末１００の一構成例を示す図である。この無線端末１００は、通信処理部１１０と、制御部１２０と、表示部１３０と、操作部１４０と、メモリ６００とを備え、これらの間をバス１８０が接続する構成となっている。また、通信処理部１１０にはアンテナ１０５が接続されている。通信処理部１１０は、アンテナ１０５を介して受信した信号からネットワークインターフェース層（データリンク層）のフレームを構成する。また、通信処理部１１０は、ネットワークインターフェース層のフレームをアンテナ１０５を介して送信する。また、通信処理部１１０は、アンテナ１０５を介して受信した信号について信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を検出して制御部１２０に報告する。
【００４７】
制御部１２０は、無線端末１００全体を制御する。例えば、通信処理部１１０により構成されたフレームを参照して所定の処理を行う。制御部１２０は、タイマ１２５を有し、時間を計測する。また、制御部１２０は、フレームもしくはパケットのエラー率を算出する。
【００４８】
表示部１３０は、所定の情報を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイ等が用いられ得る。操作部１４０は、無線端末１００に対して外部から操作指示を行うためのものであり、例えば、キーボードやボタンスイッチ等が用いられ得る。
【００４９】
メモリ６００は、制御部１２０の動作に必要なデータを保持するものであり、次に説明するように、自端末に接続する経路に関する情報を保持する経路テーブル６１０と、他の端末に送信されるデータを保持するデータバッファ６２０とを含む。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態における無線端末１００に保持される経路テーブル６１０の構成例を示す図である。経路テーブル６１０は、経路エントリとして、宛先アドレス６１１と、転送先アドレス６１２と、宛先ホップ数６１３と、リンク状態６１４と、シーケンス番号６１５と、先行リスト６１７とを保持する。宛先アドレス６１１は、その経路の最終的な宛先端末のアドレスを示す。ここでアドレスとは、端末を一意に識別できるものであればよく、例えば、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスやＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス等を用いることができる。転送先アドレス６１２は、対応する宛先アドレス６１１に到達するために次に転送すべき端末のアドレスを示す。
【００５１】
宛先ホップ数６１３は、対応する宛先アドレス６１１に到達するために必要なリンクの数を示す。例えば、図１（ｂ）の例では、端末Ｃから端末Ｓに到達するためには途中に端末Ａを介して、合計２つのリンクを経る必要があるのでホップ数は「２」となる。リンク状態６１４は、対応する転送先アドレス６１２との間のリンクについて、その状態を示すものである。このリンク状態については後述する。
【００５２】
シーケンス番号６１５は、過去に作成された経路と新規に作成された経路との間で生じ得るループを回避するためのものである。このシーケンス番号６１５の大小を比較することにより、何れの経路が新規のものであるかを判断することができる。
【００５３】
先行リスト６１７は、その経路の宛先アドレス６１１とは逆方向の端末のアドレス群を示すものである。例えば、端末Ｄから端末Ｃを介し、さらに端末Ａを介して端末Ｓに向かう経路が存在する場合、端末Ｃの経路テーブル６１０において、宛先アドレス６１１を端末Ｓ、転送先アドレス６１２を端末Ａとする経路エントリの先行リスト６１７は端末Ｄを含むことになる。ここで、例えば、端末Ｘから端末Ｃを介し、さらに端末Ａを介して端末Ｓに向かうデータの流れがさらにあったとすると、その先行リスト６１７はさらに端末Ｘを含むことになる。この先行リスト６１７は、代替経路が発見できなかった場合の経路エラーメッセージの送信先となる。
【００５４】
次に本発明の実施の形態におけるリンク状態の状態遷移について図面を参照して説明する。
【００５５】
図６は、本発明の実施の形態のリンク状態管理プロセス４０における状態遷移の一例を示す図である。リンク状態としては、有効状態（Ｖ状態：Ｖａｌｉｄ）４１、無効状態（Ｉ状態：Ｉｎｖａｌｉｄ）４２、切断状態（Ｂ状態：Ｂｒｅａｋ）４３、不安定状態（Ｓ状態：Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）４４、候補状態（Ｃ状態：Ｃａｎｄｉｄａｔｅ）４５という５つの状態を持ち得る。
【００５６】
有効状態４１は、正規の経路として設定されている状態である。無効状態４２は、経路としては使用されていない状態であるが、経路テーブル６１０には経路エントリが保持されているものである。一方、切断状態４３も経路としては使用されていない状態であるが、既に経路テーブル６１０から削除されているものである。この切断状態４３を想定することにより、経路エントリを最小限に抑えて空きメモリを増大させ、管理コストを下げることができる。
【００５７】
不安定状態４４は、それまで有効状態４１であったリンクがリンク品質の悪化によって不安定になった状態を示すものである。例えば電波の受信状況が悪化してくる場合や、人体遮蔽により電波が通りにくくなっている場合などが考えられる。ただし、この不安定状態４４においても、多少通信に問題はあるものの、全く通信できない程の状態ではないものとする。候補状態４５は、代替経路探索プロセス６０により代替経路の候補として設定された状態であり、使用可能ではあるがこの時点ではまだ正規の経路として使用されていない状態である。
【００５８】
最初に経路発見プロセス２０において経路が設定されると有効状態４１となるが、その後、リンクの品質が悪化すると不安定状態４４に遷移する。また、有効状態４１において経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして無効状態４２に遷移する。また、代替経路が正規の経路として切り替わると、元の有効状態４１のリンクは無効状態４２に遷移する。
【００５９】
不安定状態４４になると、代替経路探索プロセス６０により代替経路が発見される。代替経路が正規の経路として切り替わると、元の不安定状態４４のリンクは無効状態４２に遷移する。また、不安定状態４４において経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして無効状態４２または切断状態４３に遷移する。なお、不安定状態４４において、さらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になると切断状態４３に遷移するが、リンクの品質が改善した場合には再び有効状態４１に戻る。
【００６０】
候補状態４５においてその代替経路が正規の経路として切り替わると有効状態４１に遷移する。一方、候補状態４５においてさらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になったり、そのまま経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして切断状態４３に遷移して経路テーブル６１０から削除される。
【００６１】
また、無効状態４２においてさらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になるか、そのまま所定時間が経過すると切断状態４３に遷移して経路テーブル６１０から削除される。一方、有効状態４１にある経路は通信ができないくらい急激に品質が劣化したとしても一旦必ず不安定状態４４に遷移するものとし、切断状態４３には直接遷移しないものとする。
【００６２】
なお、この状態遷移におけるリンクの品質の良否は、通信処理部１１０により検出された物理層の信号ノイズ比や制御部１２０により算出されたＭＡＣ副層のエラー率に基づいて、制御部１２０により判断される。また、タイムアウトの判断は、制御部１２０のタイマ１２５を基準として判断される。
【００６３】
次に本発明の実施の形態におけるパケット構成について図面を参照して説明する。
【００６４】
図７は、本発明の実施の形態の経路情報通知プロセス５０において使用される経路情報通知パケット８３０の一構成例を示す図である。この経路情報通知パケット８３０は、経路テーブル６１０におけるリンク状態６１４が有効状態（Ｖ状態）４１から不安定状態（Ｓ状態）４４に遷移した際に、そのリンクに接続する送信側の端末が送信するものである。この経路情報通知パケット８３０は、パケットタイプ８３１と、リンク状態８３２と、発信アドレス８３３と、上流アドレス８３４と、下流アドレス８３５と、データ保持時間８３６とを含んでいる。
【００６５】
パケットタイプ８３１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路情報通知パケット８３０の場合は、経路情報通知パケットであることが示される。リンク状態８３２は、そのリンクの現在のリンク状態を表すフィールドである。本発明の実施の形態では、このリンク状態８３２として、有効状態（Ｖ状態）４１および不安定状態（Ｓ状態）４４の何れかを想定するが、これ以外の状態であっても送信することはできるようにしてよい。
【００６６】
発信アドレス８３３は、その経路を使用してデータを送信している端末のアドレスを表すフィールドである。上流アドレス８３４および下流アドレス８３５は、リンク状態８３２を有するリンクを特定する端末のアドレスを表すフィールドである。すなわち、上流アドレス８３４は、そのリンクに接続する送信側の端末であり、この経路情報通知パケット８３０を送信する端末のアドレスを表す。また、下流アドレス８３５は、そのリンクに接続する受信側の端末であり、この経路情報通知パケット８３０を送信する端末の次ホップに該当する端末のアドレスを表す。
【００６７】
データ保持時間８３６は、この経路情報通知パケット８３０を受信した端末がその送信中のデータをデータバッファ６２０（図４）にどれ位の時間保持しておくべきかを指定するフィールドである。例えば、数ミリ秒から数秒の間、データを保持しておくべき旨を指定することができる。一方、保持させない場合には、このデータ保持時間８３６には「０」値を設定しておく。無線端末１００は、経路情報通知パケット８３０を受信した後、このデータ保持時間８３６を経過するまでの間に経路エラーメッセージを受け取らなければデータバッファ６２０に保持していたデータを破棄する。
【００６８】
図８は、本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路要求パケット８１０の一構成例を示す図である。この経路要求パケット８１０は、経路テーブル６１０におけるリンク状態６１４が有効状態（Ｖ状態）４１から不安定状態（Ｓ状態）４４に遷移した際に、そのリンクに接続する送信側の端末が送信するものである。この経路要求パケット８１０は、パケットタイプ８１１と、代替フラグ８１２と、ホップカウント８１３と、要求識別子８１４と、宛先アドレス８１５と、宛先シーケンス番号８１６と、発信アドレス８１７と、代行アドレス８１８と、発信シーケンス番号８１９とを含んでいる。
【００６９】
パケットタイプ８１１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路要求パケット８１０の場合は、経路要求パケットであることが示される。代替フラグ８１２は、その経路要求パケット８１０が当初の経路設定のために使用されているのか、もしくは代替経路の候補を設定するために使用されているのかを表示するフィールドである。例えば、代替フラグ８１２が「ＯＦＦ」であれば通常の経路要求であり、代替フラグ８１２が「ＯＮ」にセットされていれば代替経路の候補を設定するための特別な経路要求であることがわかる。この代替フラグ８１２がセットされている経路要求パケット８１０は、不安定状態４４以外の端末にマルチプルユニキャスト転送される。また、この代替フラグ８１２がセットされている経路要求パケット８１０を受信した端末においては、後述のシーケンス番号やホップ数の制限に制約されずに経路要求元に対する経路情報が作成される。
【００７０】
ホップカウント８１３は、発信アドレス８１７から経てきたリンクの数を表すフィールドである。要求識別子８１４は、その経路要求パケット８１０に係る経路要求を一意に識別するための識別子を表すフィールドである。この要求識別子８１４は、発信アドレス８１７から宛先アドレス８１５まで経路要求が転送されていく過程において変更されない。
【００７１】
宛先アドレス８１５は、設定すべき経路の終点となる端末のアドレスを表すフィールドであり、この宛先アドレス８１５がその経路要求パケット８１０の最終的な宛先端末のアドレスを表す。この経路要求パケット８１０により、宛先アドレス８１５までの経路が設定される。宛先シーケンス番号８１６は、宛先アドレス８１５に向けた経路上にある端末が過去に受信した最大のシーケンス番号を表すフィールドである。
【００７２】
発信アドレス８１７は、設定すべき経路の始点となる端末のアドレスを表すフィールドである。代替フラグ８１２がセットされていない場合にはこの発信アドレス８１７がその経路要求パケット８１０を最初に発信した発信端末のアドレスを表すが、代替フラグ８１２がセットされている場合には次の代行アドレス８１８がその経路要求パケット８１０を最初に発信した発信端末のアドレスを表すことになる。代行アドレス８１８は、代替フラグ８１２がセットされている場合において、その経路要求パケット８１０を代行して発信した端末のアドレスを表すフィールドである。
【００７３】
発信シーケンス番号８１９は、発信端末の現在のシーケンス番号を表すフィールドであり、その発信端末に向けて経路を設定した端末にとっての宛先シーケンス番号となる。
【００７４】
図９は、本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路返答パケット８２０の一構成例を示す図である。この経路返答パケット８２０は、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５に示された端末がその経路要求パケット８１０に対する返答として送信するものである。この経路返答パケット８２０は、パケットタイプ８２１と、代替フラグ８２２と、ホップカウント８２３と、宛先アドレス８２５と、宛先シーケンス番号８２６と、発信アドレス８２７と、代行アドレス８２８と、残存時間８２９とを含んでいる。
【００７５】
パケットタイプ８２１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路返答パケット８２０の場合は、経路返答パケットであることが示される。代替フラグ８２２は、代替フラグ８１２と同様に、その経路返答パケット８２０が当初の経路設定のために使用されているのか、もしくは代替経路の候補を設定するために使用されているのかを表示するフィールドである。この代替フラグ８２２がセットされている経路返答パケット８２０は、代行アドレス８１８に示される端末によって受信されると、それ以上転送されなくなる。
【００７６】
ホップカウント８２３は、宛先アドレス８２５から経てきたリンクの数を表すフィールドである。宛先アドレス８２５は、設定すべき経路の終点となる端末のアドレスを表すフィールドであり、この宛先アドレス８２５がその経路返答パケット８２０を発信した端末のアドレスを表す。宛先シーケンス番号８２６は、宛先アドレス８２５に向けた経路上にある端末が過去に受信した最大のシーケンス番号を表すフィールドである。
【００７７】
発信アドレス８２７は、設定すべき経路の始点となる端末のアドレスを表すフィールドである。代行アドレス８２８は、代替フラグ８２２がセットされている場合において、その経路返答パケット８２０の最終的宛先となる端末のアドレスを表すフィールドである。残存時間８２９は、その経路の残存時間を表すフィールドであり、上述のタイムアウトを判断するために用いられる。
【００７８】
図１０は、本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路エラーパケット８４０の一構成例を示す図である。この経路エラーパケット８４０は、代替経路探索プロセス６０においてリンクの品質が悪化したことをきっかけに代替経路を検索しても発見できなかった場合に、そのリンクに接続する送信側の端末が送信するものである。この経路エラーパケット８４０は、パケットタイプ８４１と、未到達宛先アドレス８４２とを含んでいる。パケットタイプ８４１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路エラーパケット８４０の場合は、経路エラーパケットであることが示される。
【００７９】
未到達宛先アドレス８４２は、経路エラーパケット８４０の送信端末において代替経路を検索しても発見できなかったその経路の宛先アドレスを表すフィールドである。経路エラーパケット８４０を受信した端末は、この未到達宛先アドレス８４２を参照して、経路テーブル６１０の宛先アドレス６１１（図５）と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４を有効状態から不安定状態に変更して、自端末からの代替経路の検索を行う。この検索によっても代替経路を発見できなかった場合には、経路エントリのリンク状態６１４を不安定状態から無効状態に変更（もしくは削除）して、先行リスト６１７に記されたアドレスに対して経路エラーパケット８４０を転送する。
【００８０】
図１１は、本発明の実施の形態の経路切替プロセス７０において使用される経路切替パケット８５０の一構成例を示す図である。この経路切替パケット８５０は、代替経路の候補を設定するために経路要求パケット８１０を送信した端末がその代替経路の候補を正規の経路として切り替えるために送信するものである。この経路切替パケット８５０は、通常のデータパケットを利用することができる。例えば、図１１のように、ペイロード部８５６にデータ８５７を含むデータパケットにおいて、ヘッダ部８５１の定義を一部変更することにより実現することができる。但し、ＩＰｖ４のようにヘッダ部を変更できない場合には、同様の情報を含む経路切替パケット８５０を制御パケットとして送信した後にデータパケットを送信するようにしてもよい。
【００８１】
データパケットを利用した経路切替パケット８５０のヘッダ部８５１は、通常の宛先アドレス８５２および発信アドレス８５３に加えて、経路切替フラグ８５４が追加されている。この経路切替フラグ８５４が「ＯＮ」にセットされているデータパケットを受信した端末は、代替経路の候補を正規の経路として切り替える。すなわち、経路テーブル６１０において、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリを探し、そのような経路エントリにおけるリンク状態６１４を候補状態４５から有効状態４１に変更する。また、それに先だって、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４が有効状態４１もしくは不安定状態４４のものがあれば無効状態４２に変更しておく。
【００８２】
次に本発明の実施の形態における各プロセスにおける動作について図面を参照して説明する。
【００８３】
図１２は、本発明の実施の形態において端末Ｃが経路情報通知パケット８３０を送信する際の経路を示す図である。ここでは、端末Ｓから端末Ｄへデータの送信が行われるに際して、端末Ａ、端末Ｂおよび端末Ｃを介した経路が使用されているものとする。端末Ｃと端末Ｄとの間のリンクの品質が悪化して不安定状態になると、端末Ｃは経路情報通知パケット８３０を端末Ｂに送信する。この場合、図７の経路情報通知パケット８３０において、発信アドレス８３３はデータ送信元である端末Ｓのアドレス、上流アドレス８３４はこの経路情報通知パケット８３０を送信する端末Ｃのアドレス、下流アドレス８３５は次ホップの端末Ｄのアドレスをそれぞれ示す。リンク状態８３２としては不安定状態であることを示す。
【００８４】
この経路情報通知パケット８３０を受信した端末Ｂは、それ以降、端末Ｃに対して送信するデータを自端末のデータバッファ６２０に保持する。端末Ｂは、この経路情報通知パケット８３０をさらに上流の端末Ａに転送する。これにより、端末Ａも、それ以降、端末Ｂに対して送信するデータを自端末のデータバッファ６２０に保持するようになる。同様に、端末Ａは、この経路情報通知パケット８３０をさらに上流の端末Ｓ転送する。これにより、端末Ｓも、それ以降、端末Ａに対して送信するデータを自端末のデータバッファ６２０に保持するようになる。端末Ｓは、データの送信元であり、発信アドレス８３３と自端末のアドレスとが一致することから、それ以上の転送は行わない。
【００８５】
図１３は、本発明の実施の形態において端末Ｃが経路エラーパケット８４０を送信する際の経路を示す図である。図１２で端末Ｃが経路情報通知パケット８３０を送信した後、端末Ｃは不安定状態となっている端末Ｃと端末Ｄとの間の経路に代わる代替経路を検索するために、経路要求パケット８１０を送信する。端末Ｃから見ると端末Ｄ以外の隣接端末は端末Ｂおよび端末Ｇである。端末Ｂは現在の経路の先行リスト６１７に含まれているため、端末Ｂを介する経路はこの段階では検索されない。ここで、図１３に示すように、端末Ｃと端末Ｇとの間の経路が既に切断されていたとすると、端末Ｇを介する経路も発見できない。従って、端末Ｃはそれ以外の経路を発見できない。そこで、端末Ｃは端末Ｂに対して経路エラーパケット８４０を送信する。
【００８６】
この経路エラーパケット８４０を受信した端末Ｂは、端末Ｂと端末Ｄとの間の代替経路を検索するために、経路要求パケット８１０を送信する。端末Ｂから見ると端末Ｃ以外の隣接端末は端末Ａおよび端末Ｆである。端末Ａは現在の経路の先行リスト６１７に含まれているため、端末Ａを介する経路はこの段階では検索されない。ここで、図１３に示すように、端末Ｆと端末Ｇとの間の経路および端末Ｆと端末Ｉとの間の経路が既に切断されていたとすると、端末Ｂはそれ以外の経路を発見できない。そこで、端末Ｂは端末Ａに対して経路エラーパケット８４０を転送する。
【００８７】
この経路エラーパケット８４０を受信した端末Ａは、端末Ａと端末Ｄとの間の代替経路を検索するために、経路要求パケット８１０を送信する。端末Ａから見ると端末Ｂ以外の隣接端末は端末Ｓおよび端末Ｅである。端末Ｓは現在の経路の先行リスト６１７に含まれているため、端末Ｓを介する経路はこの段階では検索されない。端末Ｅについては、図１３に示すように端末Ｆとの間の経路が切断されているが、端末Ｈへの経路はつながっている。端末Ａから送信された経路要求パケット８１０は、端末Ｅから端末Ｈ、端末Ｉおよび端末Ｊによって、端末Ｄに到達するまで転送される。この過程で、経路上の端末における経路テーブル６１０には、端末Ｄから端末Ｓに向けた経路が設定される。この段階では、この経路上のリンク状態６１４は候補状態となっている。
【００８８】
経路要求パケット８１０を受信した端末Ｄは、端末Ｊに対して経路返答パケット８２０を送信する。この経路返答パケット８２０は、経路要求パケット８１０の転送されてきた経路を逆方向に転送されていく。この過程で、経路上の端末における経路テーブル６１０には、端末Ｓから端末Ｄに向けた経路が設定される。この段階では、この経路上のリンク状態６１４は候補状態となっている。
【００８９】
図１４は、本発明の実施の形態において端末Ｓと端末Ｄとの間で代替経路に切り替えられた状態を示す図である。上述のように経路要求パケット８１０および経路返答パケット８２０により代替経路が設定された段階では経路上のリンク状態６１４は候補状態となっている。これを正規の経路に切替えるために、端末Ａは経路切替パケット８５０を端末Ｅに送信する。この経路切替パケット８５０を受信した代替経路上の端末Ｅは、元の経路を無効状態に変更した後に、候補状態のリンクを有効状態に変更する。そして、この経路切替パケット８５０は、端末Ｅから端末Ｈ、端末Ｉおよび端末Ｊによって、端末Ｄに到達するまで転送される。これにより、代替経路が正規の経路として切替えられる。
【００９０】
図１５は、本発明の実施の形態における経路情報通知前後の端末Ａのデータ送信タイミングを示す図である。図１５（ａ）は、端末Ａから端末Ｂにデータ送信がされる際のデータの流れが示されている。端末Ａがデータｄ１からｄ３を送信したところで、経路情報通知パケット８３０を受信したとすると、ｄ４以降のデータは、端末Ｂに送信されるとともに、図１５（ｂ）に示されるように端末Ａのデータバッファ６２０に保持される。
【００９１】
端末Ａがｄ６を送信したところで、端末Ｅに経路を切替える旨の経路切替パケット８５０を受信したとすると、次に端末Ａは端末Ｅにデータを送信する。このとき、端末Ａは次のデータｄ７を送信するのではなく、データバッファ６２０に保持されていたデータｄ４からｄ６を先に送信する。そして、データバッファ６２０に保持されていたデータｄ４からｄ６の端末Ｅへの送信が終了すると、端末Ａは次いでデータｄ７以降を端末Ｅに送信していく。これにより、経路切替の際に切替途中の送信データを漏らすことなく送信することができる。なお、その結果、端末Ｂを介した元の経路によるデータｄ４からｄ６が端末Ｄによって重複して受信されてしまう可能性もあるが、その場合には端末Ｄは後から到達したデータを破棄するので問題は生じない。
【００９２】
次に本発明の実施の形態の各端末における処理方法について図面を参照して説明する。
【００９３】
図１６は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路情報通知パケット８３０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路情報通知パケット８３０を受信すると（ステップＳ９１１）、その経路情報通知パケット８３０の発信アドレス８３３が自端末のアドレスでなければ（ステップＳ９１２）、その経路情報通知パケット８３０を発信アドレス８３３に向けて転送する（ステップＳ９１３）。また、この経路情報通知パケット８３０のリンク状態８３２が不安定状態または切断状態以外（すなわち、有効状態、無効状態または候補状態）であれば（ステップＳ９１４）、次の経路情報通知パケット８３０を受信する（ステップＳ９１１）。
【００９４】
ステップＳ９１４において、リンク状態８３２が不安定状態または切断状態であると判断すると、無線端末１００は現在の経路における送信データをデータバッファ６２０に保持する（ステップＳ９１５）。そして、データ保持時間８３６を経過する前に（ステップＳ９１７）、経路エラーパケット８４０を受信すると、自端末から宛先端末への代替経路を検索する（ステップＳ９２０）。これについては、図１７を参照して後述する。
【００９５】
一方、データバッファ６２０への保持（ステップＳ９１５）を開始してからデータ保持時間８３６を経過すると（ステップＳ９１７）、データバッファ６２０に保持していたデータを廃棄する（ステップＳ９１８）。
【００９６】
図１７は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路エラーパケット８４０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路エラーパケット８４０を受信すると（ステップＳ９２１）、自端末から宛先端末への代替経路を検索するために経路要求パケット８１０を送信する（ステップＳ９２２）。この経路要求パケット８１０に対して経路返答パケット８２０を受信すれば、宛先端末への代替経路が発見されたことになるので（ステップＳ９２３）、経路切替パケット８５０を送信することにより代替経路への切り替えを行う（ステップＳ９６０）。これら経路検索から経路切替の手順については、図１８から図２０を参照して後述する。
【００９７】
ステップＳ９２３において経路が発見できなかった場合には、その経路エントリを経路テーブル６１０から削除もしくは無効状態にして（ステップＳ９２４）、データバッファ６２０に保持していたデータを廃棄する（ステップＳ９２５）。そして、自端末がデータの送信元でなければ（ステップＳ９２６）、その経路エラーパケット８４０を先行リスト６１７に記載されたアドレスに向けて転送する（ステップＳ９２７）。
【００９８】
図１８は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路要求パケット８１０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路要求パケット８１０を受信すると（ステップＳ９３１）、その経路要求パケット８１０の要求識別子８１４を参照することにより、重複して受信していないかどうかを判断する（ステップＳ９３２）。既に同じ要求識別子を有する経路要求パケットを受信していれば、後から受信したその経路要求パケット８１０を廃棄する（ステップＳ９４３）。
【００９９】
ステップＳ９３２において重複受信ではないと判断した場合には、その経路要求パケット８１０の要求識別子８１４を記録して（ステップＳ９３３）、その後の重複受信の判断に利用する。そして、その経路要求パケット８１０の代替フラグ８１２を参照して、「ＯＮ」にセットされているか、すなわち代替経路発見のための経路要求であるかを判断する（ステップＳ９３４）。代替経路発見のための経路要求であれば、以下のステップＳ９３５およびＳ９３６の判断は行わずに経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９３７）。
【０１００】
ステップＳ９３４において代替経路発見のための経路要求でなく通常の（最初の）経路要求であると判断されると、シーケンス番号のチェック（ステップＳ９３５）およびホップカウントのチェック（ステップＳ９３６）が行われる。すなわち、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５よりも新しいものであれば、経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９３７）。一方、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５よりも古いものであれば、経路情報の作成（ステップＳ９３７）は行わない。また、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５と一致する場合には、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３と現在設定されている経路の宛先ホップ数６１３とを比較して、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３の方が短ければ、経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９３７）。
【０１０１】
ステップＳ９３７において経路要求元への経路情報を作成する際には、具体的には以下の処理を行う。すなわち、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６をシーケンス番号６１５に設定し、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３に「１」を加えたものを宛先ホップ数６１３に設定し、その経路要求パケット８１０を送信した近隣端末のアドレスを転送先アドレス６１２に設定する。また、通常の（最初の）経路要求であればリンク状態６１４を有効状態とするが、代替経路発見のための経路要求であればリンク状態６１４を候補状態とする。
【０１０２】
そして、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５が自端末のアドレスであれば（ステップＳ９３８）、この経路要求パケット８１０に対して経路返答パケット８２０を送信する（ステップＳ９４１）。一方、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５が自端末のアドレスでなければ、その経路要求パケット８１０を他の端末に転送する（ステップＳ９４２）。このとき、通常の（最初の）経路要求であればブロードキャストにより送信するが、代替経路発見のための経路要求であれば不安定状態のリンクに接続する端末以外の端末であって且つ先行リスト６１７（図５）に記載されていない端末に対してマルチプルユニキャストにより送信する。
【０１０３】
図１９は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路返答パケット８２０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路返答パケット８２０を受信すると（ステップＳ９５１）、経路返答送信元への経路情報を作成する（ステップＳ９５２）。
【０１０４】
そして、経路返答パケット８２０の発信アドレス８２７が自端末のアドレスと一致する場合には（ステップＳ９５３）、通常の経路が設定されたことになるため、そのまま処理を終了する。一方、経路返答パケット８２０の発信アドレス８２７が自端末のアドレスと一致しない場合には、さらに代替フラグ８２２を調べ（ステップＳ９５４）、代替フラグ８２２がセットされていなければ通常の経路返答であると解釈して、その経路返答パケット８２０をさらに転送する（ステップＳ９５６）。
【０１０５】
ステップＳ９５４において代替フラグ８２２がセットされていれば、さらに代行アドレス８２８を調べ（ステップＳ９５５）、代行アドレス８２８が自端末のアドレスと一致しない場合にはその経路返答パケット８２０をさらに転送する（ステップＳ９５６）。一方、代行アドレス８２８が自端末のアドレスと一致する場合には、自端末から送信した代替経路要求に対する返答が戻ってきたことになるため、そのまま処理を終了する。
【０１０６】
図２０は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路切替パケット８５０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、データパケットを受信すると（ステップＳ９６１）、そのデータパケットの経路切替フラグ８５４がセットされているか否かを調べる（ステップＳ９６２）。経路切替フラグ８５４がセットされていなければ、通常のデータパケットであるため、経路の切替えは行わない。
【０１０７】
ステップＳ９６２において経路切替フラグ８５４がセットされていると判断した場合には、そのデータパケットは経路切替パケット８５０であるため、以下の手順で経路の切替えを行う。まず、経路テーブル６１０で、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４が有効状態もしくは不安定状態のものがあれば（ステップＳ９６３）、無効状態に変更しておく（ステップＳ９６４）。そして、経路テーブル６１０で、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４を候補状態から有効状態に変更する（ステップＳ９６５）。
【０１０８】
そして、宛先アドレス８５２が自端末のアドレスと一致すれば（ステップＳ９６６）、そのまま処理を終了する。一方、宛先アドレス８５２が自端末のアドレスと一致しなければ、そのデータパケットを経路テーブル６１０に従って他の端末に転送する（ステップＳ９６７）。
【０１０９】
このように、本発明の実施の形態によれば、経路発見プロセス２０によって設定された経路上のリンク３０の状態をリンク状態管理プロセス４０により監視して、リンク品質が悪化した際に経路情報通知プロセス５０によりリンク状態を通知した上で代替経路探索プロセス６０により代替経路を検索する。これにより、通知を受けた端末は送信データの保持を開始し、その後の経路切替プロセス７０における代替経路の切替えに備えることができる。
【０１１０】
また、代替経路探索プロセス６０においてある端末から代替経路を発見できなかった場合には送信側の隣接する端末に経路エラーが送信され、その経路エラーを受信した端末が代替経路を検索する。これにより、全ての経路を削除することなく、代替経路を設定することができる。すなわち、リンクの障害が頻繁に起こるような電波状況の劣悪なアドホックネットワーク環境においても安定した通信を行え、また、ノードの移動が頻繁に起こるアドホックネットワークの環境においても継続的に通信を行える信頼性の高いネットワークを提供することができる。
【０１１１】
なお、ここでは本発明の実施の形態を例示したものであり、本発明はこれに限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１１２】
また、ここで説明した処理手順はこれら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によると、無線アドホック通信システムにおいて、あるノードにおいて代替経路が発見できない場合に送信元に至る全ての経路を削除せずに途中ノードにおける修復を試みることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線アドホック通信システムで想定する無線アドホックネットワークの一例を示す図である。
【図２】図１の例による無線アドホックネットワークにおいて経路を設定するための手順を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における処理の概要を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における無線端末１００の一構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における無線端末１００に保持される経路テーブル６１０の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のリンク状態管理プロセス４０における状態遷移の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の経路情報通知プロセス５０において使用される経路情報通知パケット８３０の一構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路要求パケット８１０の一構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路返答パケット８２０の一構成例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の代替経路探索プロセス６０において使用される経路エラーパケット８４０の一構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の経路切替プロセス７０において使用される経路切替パケット８５０の一構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態において端末Ｃが経路情報通知を送信する際の経路を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態において端末Ｃが経路エラーを送信する際の経路を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態において端末Ｓと端末Ｄとの間で代替経路に切り替えられた状態を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における経路情報通知前後の端末Ａのデータ送信タイミングを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路情報通知パケット８３０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図１７】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路エラーパケット８４０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図１８】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路要求パケット８１０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図１９】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路返答パケット８２０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図２０】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路切替パケット８５０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０データ通信要求
２０経路発見プロセス
３０リンク
４０リンク状態管理プロセス
４１有効状態
４２無効状態
４３切断状態
４４不安定状態
４５候補状態
５０経路情報通知プロセス
６０代替経路探索プロセス
７０経路切替プロセス
１００無線端末
１０５アンテナ
１１０通信処理部
１２０制御部
１２５タイマ
１３０表示部
１４０操作部
１８０バス
２０１−２１１無線端末
２９１−２９６通信範囲
６００メモリ
６１０経路テーブル
６２０データバッファ
８１０経路要求パケット
８２０経路返答パケット
８３０経路情報通知パケット
８４０経路エラーパケット
８５０経路切替パケット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless ad hoc communication system, in particular, a wireless ad hoc communication system for finding an alternative route when the intermediate link quality deteriorates during packet transmission and preparing for subsequent route switching, a terminal in the system, and And a program for causing a computer (terminal) to execute the method.
[0002]
[Prior art]
With the advancement of miniaturization and high performance of electronic devices, it has become possible to easily carry and use them.Therefore, an environment where terminals can be connected to a network on the spot and communication is possible is required. I have. As one of them, the development of a network that is temporarily constructed as necessary, that is, a wireless ad hoc network technology is being promoted. In this wireless ad hoc network, each terminal (for example, a computer, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, and the like) is autonomously distributed and connected to each other without providing a specific access point.
[0003]
In this wireless ad hoc network, unlike a conventional fixed network, topology changes frequently occur, so it is necessary to establish a route control method for ensuring reliability, that is, a routing protocol. Currently proposed routing protocols for wireless ad hoc networks can be broadly divided into two categories: on-demand systems and table-driven systems. Also, a hybrid system integrating these has been proposed.
[0004]
Since the table drive system and the hybrid system constantly exchange route information, they are said to be relatively resistant to obstacles. On the other hand, the size of overhead due to constantly transmitting and receiving information poses a problem. For example, considering an environment in which a mobile device driven by a battery is connected to a wireless ad hoc network, it is not advisable to always exchange path information from the viewpoint of power consumption. Further, if the cycle of updating the route table is long, there is a problem that a sudden failure cannot be dealt with.
[0005]
On the other hand, the on-demand method sends a route discovery request immediately before communication to create a route, so even if a link suddenly fails at the start of communication, ignore the link and create a valid route. create. However, if the quality of the link used deteriorates during communication and the route becomes unavailable, the communication is immediately interrupted, and it is necessary to re-create the route from the source.
[0006]
As a typical routing protocol of the on-demand method, for example, there is an AODV (Ad hoc On-demandD) protocol proposed in MANET WG (Mobile Ad Hoc NETwork Working Group) of IETF (Internet Engineering Task Force). In the AODV protocol, a method of creating a new route by transmitting a message requesting to rediscover the route from the nodes at both ends when a link is broken and disconnected by a method called "local repair" is proposed. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0007]
[Non-patent document 1]
Charles E. Perkins, et al., "Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing", (USA), IETF, February 2003. 17, p. 23-25, Internet Draft <http: // www. ief. org / internet-drafts / draft-ietf-manet-aodv-13. txt>
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional technology, a failed path can be repaired by finding an alternative path. However, if such a repair cannot be performed, which of the nodes having the failed link as a path is used. Sends a route error message to the source. The node that has received the route error message deletes the corresponding route, and further transfers the route error message to the transmission source.
[0009]
Due to such a property, when a failure occurs in one link and it cannot be repaired, all routes are deleted while repeating transfer of the route error message. For example, in an ad hoc network in which there are 10 hops from a transmission source to a reception destination, if a failure occurs in the last hop and it cannot be repaired, all routes are deleted. Re-creating a route from the beginning not only requires computational costs, but also wastes time and packet loss.
[0010]
In particular, in a wireless ad hoc network, topology changes occur very frequently due to the movement of terminals (nodes), radio wave conditions, and the like. Therefore, it is important to secure a method that enables communication even when a link is disconnected. In the above-described related art, when a failure occurs in a link, an attempt is made to find an alternative route from a node that has found the failure. However, once a failure has occurred at that node, all routes need to be erased. On the other hand, a method of re-discovering a route from a transmission source requires too much calculation cost and time cost. Especially in a large-scale ad hoc network, even if a failure occurs in one link close to the destination, it is too costly to delete all routes or redo route discovery from the source, so mobile devices are assumed as nodes. This is undesirable in a power-saving environment such as that described above.
[0011]
It is therefore an object of the present invention to provide a wireless ad hoc communication system in which, when an alternative route cannot be found in a certain node, restoration is attempted in an intermediate node without deleting all routes to the transmission source.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a wireless ad hoc communication system according to claim 1 of the present invention is a wireless ad hoc communication system including a plurality of terminals, and a transmitting terminal for transmitting communication data and receiving the communication data. A first intermediate terminal for transmitting a request for finding an alternative route when the quality of a link connected to the own terminal between the destination terminal and the destination terminal deteriorates, and the first intermediate terminal between the originating terminal and the destination terminal A second terminal that is located upstream of the terminal and transmits data to the first intermediate terminal, wherein the first intermediate terminal transmits a path error report to the second intermediate terminal if the request fails. And the second intermediate terminal transmits a request for finding another alternative route upon receiving the report from the first intermediate terminal. As a result, when the first intermediate terminal cannot find an alternative route, there is an effect that the second intermediate terminal tries to repair without deleting all the routes to the transmission source.
[0013]
Also, in the wireless ad hoc communication system according to the second aspect of the present invention, in the wireless ad hoc communication system according to the first aspect, when the quality of a link connected to the first intermediate terminal is deteriorated, the first intermediate terminal may transmit a path related to the link. Notifying the second terminal of the information, the second intermediate terminal includes a data buffer, and upon receiving the report from the first intermediate terminal, transmits the data transmitted to the first intermediate terminal. The data is stored in the data buffer. As a result, there is an effect that the first terminal notifies the path information prior to the report of the path error, so that the second terminal holds the transmission data in the data buffer in preparation for the path switching.
[0014]
Further, the terminal according to the third aspect of the present invention is directed to a destination address of a communication, a next transfer destination address for reaching the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and the destination address. A path table that stores a path entry in association with a source address list that transmits communication to the terminal, a unit that monitors the state of the link and updates the link state, and an unstable state of the link state Means for transmitting a request for finding an alternative route for the corresponding destination address to another terminal, and means for transmitting a path error report to the transmission source indicated in the address list if the request fails. And As a result, an alternative route is searched for because the link on the route has become unstable, and if the search fails, a route error report is transmitted so that a terminal located upstream of the own terminal can further search for an alternative route. Brings action.
[0015]
Also, the terminal according to claim 4 of the present invention is the terminal according to claim 3, wherein when the link state becomes unstable, the terminal transmits route information related to the link to the transmission source indicated in the address list. Is further provided. This provides an effect of notifying the path information prior to the report of the path error, and causing the terminal upstream of the own terminal to hold the transmission data in the data buffer in preparation for the path switching.
[0016]
Further, the terminal according to claim 5 of the present invention provides a destination address for communication, a next transfer destination address for reaching the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a destination address for the destination address. A path table that stores a path entry in association with a source address list that transmits communication to the terminal, a unit that monitors the state of the link and updates the link state, and an unstable state of the link state And means for transmitting the path information relating to the link to the transmission source indicated in the address list. This provides an effect of notifying the path information and causing the terminal upstream of the own terminal to hold the transmission data in the data buffer in preparation for the subsequent path switching.
[0017]
Further, the terminal according to claim 6 of the present invention is configured such that, when transmitting data to the data buffer and the other terminal, the terminal receives path information on the link whose link state has become unstable from the other terminal. Means for holding data transmitted to the other terminal in the data buffer. This brings about an effect that, when the notification of the path information is received, the transmission data is held in the data buffer in preparation for the subsequent path switching.
[0018]
Further, the terminal according to claim 7 of the present invention is the terminal according to claim 6, wherein the terminal does not receive a path error report from the other terminal even after a lapse of a predetermined time after receiving the path information. Further comprises means for discarding the data held in the data buffer. This brings about an effect that, when it is estimated that the terminal located downstream of the terminal itself has succeeded in the search for the alternative route, unnecessary data is discarded from the data buffer.
[0019]
Also, the terminal according to claim 8 of the present invention is the terminal according to claim 6, wherein, if a route error report is received from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, the destination The apparatus further comprises means for transmitting a request for finding an alternative route to the address to another terminal. This brings about an effect that an alternative route is searched upon receiving a route error report from a terminal downstream from the own terminal.
[0020]
The terminal according to the ninth aspect of the present invention is the terminal according to the eighth aspect, wherein the destination address of the communication, the next transfer destination address for reaching the destination address, and the link connected to the transfer destination address are linked. A route table that holds a state entry and a source address list that transmits communication directed to the destination address to the own terminal and holds the route table as a route entry; and, if the request fails, a source indicated in the address list. Means for transferring a path error report from the other terminal. As a result, when the search for the alternative route fails, a report of the route error is transmitted, so that the terminal located upstream of the own terminal can further search for the alternative route.
[0021]
Further, the terminal according to claim 10 of the present invention transmits an instruction to switch the discovered alternative route as a regular route when an alternative route is found in response to the request. Means for performing the operation. As a result, even when an alternative route cannot be found in a terminal downstream of the own terminal, if an alternative route is found in the own terminal, an effect is obtained that the alternative route is switched as a regular route.
[0022]
Further, according to the processing method of the present invention, the destination address of the communication, the next transfer destination address for reaching the destination address, the link state of the link connected to the transfer destination address, and the destination address A terminal having a route table that holds a route entry in association with an address list of a transmission source that transmits the communication to the own terminal, wherein the link status is monitored and the link status is updated. Transmitting the path information related to the link to the transmission source indicated in the address list when the link state becomes unstable; and an alternative path for the destination address corresponding to the link state when the link state becomes unstable. Sending a request to discover another terminal to the terminal, and if the request fails, the address is indicated in the address list. Comprising the step of transmitting the report of the route error to the transmission source. As a result, when the link on the route becomes unstable, the link status is notified, the transmission data is held in the data buffer in preparation for the route switching, and the alternative route is searched. By transmitting the report, the terminal located upstream of the terminal itself is encouraged to find an alternative route.
[0023]
Further, the processing method according to claim 12 of the present invention is a processing method in a terminal having a data buffer, wherein the link state is changed from the other terminal to an unstable state while transmitting data to the other terminal. Receiving the route information about the failed link, storing the data transmitted to the other terminal in the data buffer, and reporting a route error from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information When receiving the route information, a procedure for further transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal, and a route from the other terminal even after a lapse of a predetermined time after receiving the route information. Discarding the data held in the data buffer if no error report is received. By this, if the search for the alternative route fails, a route error report is transmitted to prompt the terminal upstream from the own terminal to find the alternative route, and is unnecessary when it is estimated that the search for the alternative route was successful. There is an effect that the lost data is discarded from the data buffer.
[0024]
The processing method according to claim 13 of the present invention is directed to a destination address of a communication, a next transfer destination address for reaching the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and the destination address. Processing method in a terminal including a data buffer and a route table that holds a route entry in association with an address list of a transmission source that transmits the communication to the own terminal, and transmits data to another terminal. When receiving the path information on the link whose link state has become unstable from the other terminal, a procedure for holding the data transmitted to the other terminal in the data buffer, and after receiving the path information, If a route error report is received from the other terminal within a predetermined time, a request for finding an alternative route for the destination address is made. Sending an instruction to switch the discovered alternative route as a regular route if an alternative route is found in response to the request; and sending an alternative route to the request in response to the request. If the terminal error is not found, transferring the path error report from the other terminal to the transmission source indicated in the address list. As a result, when a route cannot be found in a terminal downstream from the own terminal, an alternative route is searched and if an alternative route is found, the found alternative route is switched as a regular route, and the alternative route can be found. If not, an effect of transferring a route error report to a terminal upstream from the own terminal and prompting discovery of an alternative route is provided.
[0025]
A program according to a fourteenth aspect of the present invention is directed to a communication destination address, a next transfer destination address for arriving at the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and the destination address. A terminal that has a route table that holds a route entry in association with a source address list that transmits communication to its own terminal, a procedure for monitoring the link state and updating the link state, A step of transmitting path information on the link to the transmission source indicated in the address list when the link state becomes unstable, and a request for finding an alternative path for the destination address corresponding to the link state when the link state becomes unstable To the other terminal, and if the request fails, a route to the source indicated in the address list is sent. It is intended to execute a step of transmitting the error report. . As a result, when the link on the route becomes unstable, the link status is notified, the transmission data is held in the data buffer in preparation for the route switching, and the alternative route is searched. By transmitting the report, the terminal located upstream of the terminal itself is encouraged to find an alternative route.
[0026]
Further, the program according to claim 15 of the present invention is a program for transmitting, to a terminal equipped with a data buffer, path information relating to a link whose link state has become unstable from another terminal while transmitting data to the other terminal. When receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, the procedure for holding the data transmitted to the other terminal in the data buffer, Transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal, and not receiving a route error report from the other terminal even if a predetermined time has elapsed after receiving the route information In this case, the procedure for discarding the data held in the data buffer is executed. By this, if the search for the alternative route fails, a route error report is transmitted to prompt the terminal upstream from the own terminal to find the alternative route, and is unnecessary when it is estimated that the search for the alternative route was successful. There is an effect that the lost data is discarded from the data buffer.
[0027]
A program according to a sixteenth aspect of the present invention is directed to a destination address of a communication, a next transfer destination address for reaching the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and the destination address. When transmitting data to another terminal, the terminal having a route table and a data buffer that holds a route entry in association with a source address list that transmits communication to the own terminal, A step of receiving, in the data buffer, data transmitted to the other terminal when receiving the path information about the link in which the link state has become unstable, and a step of receiving the path information within a predetermined time after receiving the path information. When a route error report is received from one terminal, a request for finding an alternative route for the destination address is transmitted to another terminal. A procedure for transmitting an instruction to switch the discovered alternative path as a normal path if an alternative path is found for the request, and the address if an alternative path is not found for the request. And transmitting a path error report from the other terminal to the transmission source indicated in the list. As a result, when a route cannot be found in a terminal downstream from the own terminal, an alternative route is searched and if an alternative route is found, the found alternative route is switched as a regular route, and the alternative route can be found. If not, an effect of transferring a route error report to a terminal upstream from the own terminal and prompting discovery of an alternative route is provided.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless ad hoc network assumed in a wireless ad hoc communication system according to an embodiment of the present invention. In the example of FIG. 1A, six terminals, namely, a terminal S (201) to a terminal E (206), constitute a network of the wireless ad hoc communication system. Dotted lines around each terminal indicate communication ranges 291 to 296 of the terminals 201 to 206, respectively.
[0030]
For example, the communication range 291 of the terminal S (201) includes the terminal A (202) and the terminal B (203). The communication range 292 of the terminal A (202) includes the terminal S (201), the terminal B (203), and the terminal C (204). The communication range 293 of the terminal B (203) includes the terminal S (201), the terminal A (202), and the terminal E (206). The communication range 294 of the terminal C (204) includes the terminal A (202), the terminal D (205), and the terminal E (206). The communication range 295 of the terminal D (205) includes the terminal C (204) and the terminal E (206). The communication range 296 of the terminal E (206) includes the terminal B (203), the terminal C (204), and the terminal D (205).
[0031]
FIG. 1B schematically shows such a relationship between terminals. In FIG. 1B, terminals within the communication ranges 291 to 296 are connected by lines. Therefore, it can be understood that when communication is performed between terminals that are not directly connected, communication must be performed with a plurality of hops via another terminal.
[0032]
FIG. 2 is a diagram showing a procedure for setting a route in the wireless ad hoc network according to the example of FIG. When a route is not set between certain terminals, a conventional technique can be used as a procedure for initially setting a route. For example, in the above-described AODV protocol, a route is set by transmitting a route request message from a calling terminal to a destination terminal, and sending a route reply message from the destination terminal to the calling terminal.
[0033]
FIG. 2A shows a flow of a packet when a route request is made from the terminal S (201) to the terminal D (205). When transmitting data to the terminal D, the terminal S enters a route discovery process if a route to the terminal D has not been set yet. First, the terminal S broadcasts a route request message (RREQ). The terminal A (202) and the terminal B (203) that have received this route request message set a reverse route (Reverse Path) to the terminal S that is the transmission source of the route request message. Here, the reverse route means a route in which, when a request to transmit data to the transmission source of the route request message occurs, the neighboring terminal that has transmitted the route request message is the next transfer destination.
[0034]
Terminals A and B that have received the route request message further broadcast the route request message because the destination is not their own terminal. As a result, the route request message is transmitted to the terminal C (204) and the terminal E (206). On the other hand, the route request message broadcasted by the terminal A is also received by the terminals S and B, but is discarded by the terminals S and B because the request identifiers attached to the route request messages match. Similarly, the route request message broadcasted by the terminal B is discarded in the terminal S or the terminal A. Thus, the request identifier is used for double receipt checking.
[0035]
Terminals C and E that have received the route request message set up a reverse route to terminal S, and then further broadcast the route request message. As a result, the route request message reaches the terminal D (205). Terminal D receives the route request message from both terminal C and terminal E, but discards the route request message received later.
[0036]
FIG. 2B shows a flow of a packet when a route reply is sent from the terminal D to the terminal S. After setting the reverse route to the terminal S, the terminal D unicasts a route reply message (Route REPly message: RREP) to the source terminal S. For example, when the terminal D replies to the route request message from the terminal C, the terminal D performs the unicast transmission with the terminal C as the next transmission destination.
[0037]
The terminal C that has received the route reply message sets a reverse route to the terminal D that is the source of the route reply message. Then, the terminal C transfers the route reply message to the terminal A. Similarly, the terminal A that has received the route reply message sets a reverse route to the terminal D that is the transmission source of the route reply message, and transfers the route reply message to the terminal S.
[0038]
The terminal S that has received the route reply message sets a reverse route to the terminal D that is the source of the route reply message. This completes the route discovery process.
[0039]
FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a process according to the embodiment of the present invention. As described with reference to FIG. 2, if a route to the destination terminal has not been set when the data communication request 10 is generated, the terminal enters a route discovery process 20. As a result, a route is set between the terminals. The route between the terminals is configured by passing one or more links 30 connecting the terminals.
[0040]
When the route is set, the link is monitored in the link state management process 40. Specifically, the item of link status in the route entry of the route table in each terminal is updated as appropriate. Each terminal holds information on a link connected to its own terminal in a route table as described later, and this route table is updated each time the link state changes. Thereby, each terminal can always grasp the latest link state.
[0041]
When the link state of the used path becomes a predetermined state, the link state is notified to the transmission source in the path information notification process 50. For example, when the quality of a link deteriorates for some reason, a transmitting terminal connected to the link transmits a route information notification to the transmission source. The terminal which has received the route information notification holds the data in its own data buffer. The route information notification is transferred between the terminals toward the transmission source.
[0042]
When the link state of the used route becomes a predetermined state, an alternative route is searched for in the alternative route search process 60. For example, when the quality of a link deteriorates for some reason, a transmitting terminal connected to the link transmits a route request to find an alternative route. The terminal that has transmitted the route request receives a route reply according to a predetermined procedure, so that alternative route candidates are set.
[0043]
However, if an appropriate alternative route is not found in response to the route request, a route error is transmitted to the next terminal on the route toward the transmission source. Then, the terminal that has received the path error transmits a path request to find an alternative path. If an appropriate alternative route is not found, a route error is transferred to the next terminal on the route toward the transmission source, and the same procedure is repeated until an alternative route is found.
[0044]
When the link state of the route being used becomes a predetermined state after the alternative route candidates are set, the route switching process 70 switches to the alternative route. For example, if the link quality is further deteriorated for some reason and the link is about to be disconnected, the terminal that has set the alternative route candidate instructs another terminal to switch the alternative route candidate as the normal route. As a result, the alternative route becomes a regular route to the destination terminal.
[0045]
Next, a configuration example of a wireless terminal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0046]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention. The wireless terminal 100 includes a communication processing unit 110, a control unit 120, a display unit 130, an operation unit 140, and a memory 600, and a bus 180 connects between them. An antenna 105 is connected to the communication processing unit 110. The communication processing unit 110 forms a network interface layer (data link layer) frame from a signal received via the antenna 105. Further, the communication processing unit 110 transmits the frame of the network interface layer via the antenna 105. Further, the communication processing unit 110 detects a signal-to-noise ratio (S / N ratio) of a signal received via the antenna 105 and reports the signal-to-noise ratio to the control unit 120.
[0047]
The control unit 120 controls the entire wireless terminal 100. For example, predetermined processing is performed with reference to the frame configured by the communication processing unit 110. The control unit 120 has a timer 125 and measures time. Further, the control unit 120 calculates an error rate of the frame or the packet.
[0048]
The display unit 130 displays predetermined information, and for example, a liquid crystal display or the like may be used. The operation unit 140 is for externally giving an operation instruction to the wireless terminal 100, and for example, a keyboard, a button switch, or the like may be used.
[0049]
The memory 600 holds data necessary for the operation of the control unit 120. As described below, the memory 600 holds a route table 610 holding information on a route connected to the own terminal, and transmits the route table 610 to another terminal. A data buffer 620 for holding data.
[0050]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the routing table 610 held in the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention. The route table 610 holds, as route entries, a destination address 611, a transfer destination address 612, a destination hop number 613, a link state 614, a sequence number 615, and a preceding list 617. The destination address 611 indicates the address of the final destination terminal of the route. Here, the address only needs to uniquely identify the terminal, and for example, a MAC (Media Access Control) address, an IP (Internet Protocol) address, or the like can be used. The transfer destination address 612 indicates the address of the terminal to be transferred next to reach the corresponding destination address 611.
[0051]
The destination hop number 613 indicates the number of links required to reach the corresponding destination address 611. For example, in the example of FIG. 1 (b), in order to reach the terminal S from the terminal C, it is necessary to go through a total of two links via the terminal A, so that the hop number is “2”. The link status 614 indicates the status of the link to the corresponding transfer destination address 612. This link state will be described later.
[0052]
The sequence number 615 is for avoiding a loop that may occur between a route created in the past and a newly created route. By comparing the size of the sequence number 615, it is possible to determine which route is new.
[0053]
The precedence list 617 shows a group of addresses of terminals in the direction opposite to the destination address 611 of the route. For example, when there is a route from the terminal D via the terminal C to the terminal S via the terminal A, in the route table 610 of the terminal C, the destination address 611 is the terminal S and the transfer destination address 612 is the terminal A. The preceding list 617 of the route entries will include terminal D. Here, for example, if there is a further data flow from the terminal X via the terminal C to the terminal S via the terminal A, the preceding list 617 further includes the terminal X. The preceding list 617 is a destination of a route error message when an alternative route cannot be found.
[0054]
Next, the state transition of the link state according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0055]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state transition in the link state management process 40 according to the embodiment of this invention. The link state includes a valid state (V state: Valid) 41, an invalid state (I state: Invalid) 42, a disconnected state (B state: Break) 43, an unstable state (S state: Stretched) 44, and a candidate state (C (State: Candidate) 45.
[0056]
The valid state 41 is a state set as a normal route. The invalid state 42 is a state where the path is not used, but the path table 610 holds a path entry. On the other hand, the disconnected state 43 is also not used as a path, but has already been deleted from the path table 610. By assuming this disconnected state 43, it is possible to increase the available memory by minimizing the number of path entries and reduce the management cost.
[0057]
The unstable state 44 indicates a state in which the link that has been in the valid state 41 becomes unstable due to the deterioration of the link quality. For example, there may be a case where the reception condition of the radio wave is deteriorated, or a case where the radio wave is difficult to pass due to a human body shielding. However, even in the unstable state 44, it is assumed that although there is some communication problem, it is not in a state where communication cannot be performed at all. The candidate state 45 is a state that has been set as a candidate for an alternative route by the alternative route search process 60, and is a state that is usable but not yet used as a regular route at this time.
[0058]
First, when a route is set in the route discovery process 20, the state becomes the valid state 41, and thereafter, when the quality of the link deteriorates, the state transitions to the unstable state 44. When a predetermined time elapses without using a route in the valid state 41, the state transits to the invalid state 42 as a timeout. When the alternative route is switched as a normal route, the link in the original valid state 41 transits to the invalid state 42.
[0059]
In the unstable state 44, an alternative route is found by the alternative route search process 60. When the alternative route is switched as a normal route, the link in the original unstable state 44 transitions to the invalid state 42. When a predetermined time elapses without using a route in the unstable state 44, the state transitions to the invalid state 42 or the disconnected state 43 as a timeout. In the unstable state 44, when the link quality further deteriorates and the communication becomes completely impossible, the state transits to the disconnection state 43. However, when the link quality improves, the state returns to the valid state 41 again.
[0060]
When the alternative route is switched as the normal route in the candidate state 45, the state transits to the valid state 41. On the other hand, in the candidate state 45, if the link quality further deteriorates to make communication impossible, or if the path is not used and a predetermined time elapses, the state transits to the disconnected state 43 as a timeout and is deleted from the path table 610. Is done.
[0061]
Further, in the invalid state 42, the link quality is further degraded to a state where communication is not possible at all, or after a lapse of a predetermined time, the state transits to the disconnected state 43 and is deleted from the route table 610. On the other hand, it is assumed that even if the quality of the route in the valid state 41 is deteriorated so rapidly that communication cannot be performed, the path temporarily transitions to the unstable state 44 and does not directly transition to the disconnected state 43.
[0062]
The quality of the link in this state transition is determined by the control unit 120 based on the signal-to-noise ratio of the physical layer detected by the communication processing unit 110 and the error rate of the MAC sub-layer calculated by the control unit 120. Is done. The determination of the timeout is made based on the timer 125 of the control unit 120.
[0063]
Next, a packet configuration according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0064]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the route information notification packet 830 used in the route information notification process 50 according to the embodiment of the present invention. When the link state 614 in the path table 610 changes from the valid state (V state) 41 to the unstable state (S state) 44, this path information notification packet 830 is transmitted by the transmitting terminal connected to the link. Things. This route information notification packet 830 includes a packet type 831, a link state 832, a transmission address 833, an upstream address 834, a downstream address 835, and a data holding time 836.
[0065]
The packet type 831 is a field indicating the type of the packet. In the case of the route information notification packet 830, it is indicated that the packet is a route information notification packet. The link status 832 is a field indicating the current link status of the link. In the embodiment of the present invention, the link state 832 is assumed to be either the valid state (V state) 41 or the unstable state (S state) 44, but it is possible to transmit even in other states. You may be able to.
[0066]
The originating address 833 is a field indicating the address of a terminal transmitting data using the route. The upstream address 834 and the downstream address 835 are fields indicating the address of a terminal that specifies a link having the link state 832. That is, the upstream address 834 is the terminal on the transmitting side connected to the link, and represents the address of the terminal transmitting the route information notification packet 830. The downstream address 835 is a terminal on the receiving side connected to the link, and represents the address of a terminal corresponding to the next hop of the terminal transmitting the route information notification packet 830.
[0067]
The data holding time 836 is a field for specifying how long the terminal receiving this path information notification packet 830 should hold the data being transmitted in the data buffer 620 (FIG. 4). For example, it is possible to specify that data should be held for several milliseconds to several seconds. On the other hand, if the data is not to be retained, the value “0” is set in the data retention time 836. After receiving the path information notification packet 830, if the wireless terminal 100 does not receive a path error message until the data holding time 836 has elapsed, the wireless terminal 100 discards the data held in the data buffer 620.
[0068]
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the route request packet 810 used in the alternative route search process 60 according to the embodiment of this invention. This route request packet 810 is transmitted by a terminal on the transmission side connected to the link when the link state 614 in the path table 610 changes from the valid state (V state) 41 to the unstable state (S state) 44. It is. The route request packet 810 includes a packet type 811, a substitution flag 812, a hop count 813, a request identifier 814, a destination address 815, a destination sequence number 816, a transmission address 817, a proxy address 818, and a transmission sequence. No. 819.
[0069]
The packet type 811 is a field indicating the type of the packet. In the case of the route request packet 810, it is indicated that the packet is a route request packet. The substitution flag 812 is a field indicating whether the path request packet 810 is used for initial path setting or used for setting an alternative path candidate. For example, if the alternative flag 812 is “OFF”, it is a normal route request, and if the alternative flag 812 is set to “ON”, it is a special route request for setting an alternative route candidate. . The route request packet 810 in which the substitute flag 812 is set is transferred to a terminal other than the unstable state 44 by multiple unicast transfer. Further, in the terminal that has received the route request packet 810 in which the substitute flag 812 is set, the route information for the route request source is created without being restricted by the sequence numbers and the hop counts described below.
[0070]
The hop count 813 is a field indicating the number of links transmitted from the transmission address 817. The request identifier 814 is a field representing an identifier for uniquely identifying a route request related to the route request packet 810. This request identifier 814 is not changed in the process of transferring the route request from the source address 817 to the destination address 815.
[0071]
The destination address 815 is a field indicating the address of the terminal which is the end point of the route to be set, and the destination address 815 indicates the address of the final destination terminal of the route request packet 810. The route request packet 810 sets a route to the destination address 815. The destination sequence number 816 is a field indicating the largest sequence number received in the past by a terminal on the path toward the destination address 815.
[0072]
The transmission address 817 is a field indicating the address of a terminal that is a start point of a route to be set. When the substitution flag 812 is not set, the transmission address 817 indicates the address of the transmission terminal that transmitted the route request packet 810 first, but when the substitution flag 812 is set, the next substitution address 818 is set. Represents the address of the transmitting terminal that first transmitted the route request packet 810. The proxy address 818 is a field representing the address of the terminal that has transmitted the route request packet 810 on behalf of the terminal when the substitute flag 812 is set.
[0073]
The transmission sequence number 819 is a field indicating the current sequence number of the transmission terminal, and is a destination sequence number for the terminal that has set a route to the transmission terminal.
[0074]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the route reply packet 820 used in the alternative route search process 60 according to the embodiment of this invention. The route reply packet 820 is transmitted by the terminal indicated by the destination address 815 of the route request packet 810 as a reply to the route request packet 810. The route reply packet 820 includes a packet type 821, a substitute flag 822, a hop count 823, a destination address 825, a destination sequence number 826, a transmission address 827, a proxy address 828, and a remaining time 829. I have.
[0075]
The packet type 821 is a field indicating the type of the packet. In the case of the route reply packet 820, it is indicated that the packet is a route reply packet. An alternative flag 822 is a field indicating whether the route reply packet 820 is used for the initial route setting or used for setting an alternative route candidate, similarly to the alternative flag 812. It is. When the route reply packet 820 in which the substitute flag 822 is set is received by the terminal indicated by the substitute address 818, it is no longer transferred.
[0076]
The hop count 823 is a field indicating the number of links that have passed from the destination address 825. The destination address 825 is a field indicating the address of the terminal which is the end point of the route to be set, and the destination address 825 indicates the address of the terminal which transmitted the route reply packet 820. The destination sequence number 826 is a field indicating the largest sequence number received in the past by a terminal on the route toward the destination address 825.
[0077]
The transmission address 827 is a field indicating the address of a terminal that is a start point of a route to be set. The proxy address 828 is a field indicating the address of the terminal that is the final destination of the route reply packet 820 when the substitute flag 822 is set. The remaining time 829 is a field indicating the remaining time of the route, and is used for determining the above-mentioned timeout.
[0078]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the route error packet 840 used in the alternative route search process 60 according to the embodiment of this invention. This route error packet 840 is transmitted by a transmitting terminal connected to the link when the alternative route search process 60 fails to find an alternative route even after searching for an alternative route due to the deterioration of the link quality. It is. This route error packet 840 includes a packet type 841 and an unreachable destination address 842. The packet type 841 is a field indicating the type of the packet. In the case of the route error packet 840, it is indicated that the packet is a route error packet.
[0079]
The unreachable destination address 842 is a field indicating the destination address of the route that has not been found by searching for an alternative route in the transmission terminal of the route error packet 840. The terminal that has received the route error packet 840 changes the link state 614 from the valid state to the unstable state in the route entry that matches the destination address 611 (FIG. 5) of the route table 610 with reference to the unreachable destination address 842. Then, a search for an alternative route from the own terminal is performed. If an alternative route cannot be found even by this search, the link state 614 of the route entry is changed (or deleted) from an unstable state to an invalid state, and a path error is added to the address described in the preceding list 617. The packet 840 is transferred.
[0080]
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of the path switching packet 850 used in the path switching process 70 according to the embodiment of this invention. The route switching packet 850 is transmitted by a terminal that has transmitted the route request packet 810 to set an alternative route candidate so as to switch the alternative route candidate as a normal route. This route switching packet 850 can use a normal data packet. For example, as shown in FIG. 11, in a data packet in which the data portion 857 is included in the payload portion 856, this can be realized by partially changing the definition of the header portion 851. However, when the header portion cannot be changed as in IPv4, the data packet may be transmitted after transmitting the path switching packet 850 containing the same information as the control packet.
[0081]
The header portion 851 of the route switching packet 850 using a data packet has a route switching flag 854 added to the normal destination address 852 and the source address 853. The terminal that has received the data packet in which the route switching flag 854 is set to “ON” switches the alternative route candidate as the normal route. That is, in the route table 610, a route entry whose destination address 611 matches the destination address 852 is searched, and the link status 614 in such a route entry is changed from the candidate status 45 to the valid status 41. Prior to that, if there is any route entry whose destination address 611 matches the destination address 852 and the link state 614 is the valid state 41 or the unstable state 44, the link state 614 is changed to the invalid state 42.
[0082]
Next, an operation in each process in the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0083]
FIG. 12 is a diagram illustrating a route when the terminal C transmits the route information notification packet 830 in the embodiment of the present invention. Here, it is assumed that when data is transmitted from the terminal S to the terminal D, a route via the terminal A, the terminal B, and the terminal C is used. When the quality of the link between the terminal C and the terminal D deteriorates and becomes unstable, the terminal C transmits a route information notification packet 830 to the terminal B. In this case, in the route information notification packet 830 of FIG. 7, the source address 833 is the address of the terminal S that is the data transmission source, the upstream address 834 is the address of the terminal C that transmits the route information notification packet 830, and the downstream address 835 is the next address. The address of the hop terminal D is shown. The link state 832 indicates an unstable state.
[0084]
The terminal B that has received the route information notification packet 830 thereafter holds the data to be transmitted to the terminal C in the data buffer 620 of the own terminal. The terminal B transfers the route information notification packet 830 to the terminal A further upstream. As a result, the terminal A also holds the data to be transmitted to the terminal B thereafter in the data buffer 620 of the terminal itself. Similarly, the terminal A transfers the route information notification packet 830 to the terminal S further upstream. As a result, the terminal S also holds the data to be transmitted to the terminal A in the data buffer 620 of the terminal S thereafter. The terminal S is the source of the data, and does not perform any further transfer because the transmission address 833 matches the address of the terminal itself.
[0085]
FIG. 13 is a diagram illustrating a route when the terminal C transmits the route error packet 840 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 12, after the terminal C transmits the route information notification packet 830, the terminal C searches for an alternative route instead of the route between the terminal C and the terminal D in an unstable state. Send From the viewpoint of the terminal C, the adjacent terminals other than the terminal D are the terminal B and the terminal G. Since the terminal B is included in the preceding list 617 of the current route, the route via the terminal B is not searched at this stage. Here, as shown in FIG. 13, if the route between the terminal C and the terminal G has already been disconnected, the route via the terminal G cannot be found. Therefore, the terminal C cannot find any other route. Then, the terminal C transmits a path error packet 840 to the terminal B.
[0086]
The terminal B that has received the path error packet 840 transmits a path request packet 810 to search for an alternative path between the terminal B and the terminal D. From the viewpoint of the terminal B, the adjacent terminals other than the terminal C are the terminal A and the terminal F. Since terminal A is included in the preceding list 617 of the current route, the route via terminal A is not searched at this stage. Here, as shown in FIG. 13, if the route between terminal F and terminal G and the route between terminal F and terminal I have already been disconnected, terminal B cannot find any other route. Then, the terminal B transfers the path error packet 840 to the terminal A.
[0087]
The terminal A that has received the path error packet 840 transmits a path request packet 810 to search for an alternative path between the terminal A and the terminal D. From the viewpoint of the terminal A, the adjacent terminals other than the terminal B are the terminal S and the terminal E. Since the terminal S is included in the preceding list 617 of the current route, the route via the terminal S is not searched at this stage. As for the terminal E, as shown in FIG. 13, the route to the terminal F is disconnected, but the route to the terminal H is connected. The route request packet 810 transmitted from the terminal A is transferred from the terminal E by the terminals H, I, and J until reaching the terminal D. In this process, a route from the terminal D to the terminal S is set in the route table 610 of the terminal on the route. At this stage, the link state 614 on this route is a candidate state.
[0088]
The terminal D that has received the route request packet 810 transmits a route reply packet 820 to the terminal J. The route reply packet 820 is transferred in the reverse direction on the route to which the route request packet 810 has been transferred. In this process, a route from the terminal S to the terminal D is set in the route table 610 of the terminal on the route. At this stage, the link state 614 on this route is a candidate state.
[0089]
FIG. 14 is a diagram showing a state in which an alternative route is switched between terminal S and terminal D in the embodiment of the present invention. As described above, when the alternative route is set by the route request packet 810 and the route reply packet 820, the link status 614 on the route is in the candidate status. In order to switch the route to the normal route, the terminal A transmits a route switching packet 850 to the terminal E. The terminal E on the alternative route that has received the route switching packet 850 changes the link in the candidate state to the valid state after changing the original path to the invalid state. Then, the route switching packet 850 is transferred from the terminal E by the terminal H, the terminal I, and the terminal J until reaching the terminal D. As a result, the alternative route is switched as the normal route.
[0090]
FIG. 15 is a diagram illustrating data transmission timings of the terminal A before and after the notification of the route information according to the embodiment of the present invention. FIG. 15A shows the flow of data when data is transmitted from terminal A to terminal B. Assuming that the terminal A has transmitted the route information notification packet 830 when transmitting the data d1 to d3, the data after d4 is transmitted to the terminal B and the terminal A's data is transmitted as shown in FIG. The data is stored in the data buffer 620.
[0091]
Assuming that a route switching packet 850 for switching the route to the terminal E is received when the terminal A transmits d6, the terminal A next transmits data to the terminal E. At this time, the terminal A transmits the data d4 to d6 stored in the data buffer 620 first, instead of transmitting the next data d7. Then, when the transmission of the data d4 to d6 held in the data buffer 620 to the terminal E is completed, the terminal A then transmits the data d7 and thereafter to the terminal E. Thus, transmission data in the middle of switching at the time of path switching can be transmitted without leaking. As a result, there is a possibility that the data D4 to d6 on the original route via the terminal B may be received redundantly by the terminal D, but in that case, the terminal D discards the data that arrives later. No problem arises.
[0092]
Next, a processing method in each terminal according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0093]
FIG. 16 is a flowchart illustrating a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives the route information notification packet 830. Upon receiving the route information notification packet 830 (step S911), the wireless terminal 100 transmits the route information notification packet 830 to the source address if the transmission address 833 of the route information notification packet 830 is not the address of the terminal itself (step S912). 833 (step S913). If the link state 832 of the path information notification packet 830 is other than the unstable state or the disconnected state (that is, valid state, invalid state, or candidate state) (step S914), the next path information notification packet 830 is received. (Step S911).
[0094]
If it is determined in step S914 that the link state 832 is in the unstable state or the disconnected state, the wireless terminal 100 holds the transmission data on the current path in the data buffer 620 (step S915). When the route error packet 840 is received before the data holding time 836 elapses (step S917), an alternative route from the own terminal to the destination terminal is searched (step S920). This will be described later with reference to FIG.
[0095]
On the other hand, when the data holding time 836 has elapsed since the start of holding in the data buffer 620 (step S915) (step S917), the data held in the data buffer 620 is discarded (step S918).
[0096]
FIG. 17 is a flowchart illustrating a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives the route error packet 840. Upon receiving the route error packet 840 (step S921), the wireless terminal 100 transmits a route request packet 810 to search for an alternative route from the terminal itself to the destination terminal (step S922). If a route reply packet 820 is received for this route request packet 810, it means that an alternative route to the destination terminal has been found (step S923), and by transmitting the route switching packet 850, switching to the alternative route is performed. Is performed (step S960). The procedure from the route search to the route switching will be described later with reference to FIGS.
[0097]
If the route cannot be found in step S923, the route entry is deleted or invalidated from the route table 610 (step S924), and the data held in the data buffer 620 is discarded (step S925). If the own terminal is not the data transmission source (step S926), the route error packet 840 is transferred to the address described in the preceding list 617 (step S927).
[0098]
FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure when wireless terminal 100 receives route request packet 810 according to the embodiment of the present invention. Upon receiving the route request packet 810 (step S931), the wireless terminal 100 refers to the request identifier 814 of the route request packet 810 to determine whether the route request packet 810 has been received repeatedly (step S932). If a route request packet having the same request identifier has already been received, the route request packet 810 received later is discarded (step S943).
[0099]
If it is determined in step S932 that the reception is not duplicate reception, the request identifier 814 of the route request packet 810 is recorded (step S933), and used for subsequent determination of duplicate reception. Then, referring to the substitute flag 812 of the route request packet 810, it is determined whether the flag is set to “ON”, that is, whether the request is a route request for finding an alternative route (step S934). If it is a route request for finding an alternative route, the route information to the route request source is created without performing the determinations in steps S935 and S936 below (step S937).
[0100]
If it is determined in step S934 that the request is not a route request for finding an alternative route but a normal (first) route request, a sequence number check (step S935) and a hop count check (step S936) are performed. That is, if the destination sequence number 816 of the route request packet 810 is newer than the sequence number 615 of the currently set route, the route information to the route request source is created (step S937). On the other hand, if the destination sequence number 816 of the route request packet 810 is older than the sequence number 615 of the currently set route, the creation of the route information (step S937) is not performed. If the destination sequence number 816 of the route request packet 810 matches the sequence number 615 of the currently set route, the hop count 813 of the route request packet 810 and the destination hop number 613 of the currently set route are set. If the hop count 813 of the route request packet 810 is shorter, the route information to the route request source is created (step S937).
[0101]
When creating the route information to the route request source in step S937, the following process is specifically performed. That is, the destination sequence number 816 of the route request packet 810 is set to the sequence number 615, the value obtained by adding “1” to the hop count 813 of the route request packet 810 is set to the destination hop number 613, and the route request packet 810 is set. The address of the neighboring terminal that has transmitted is set as the transfer destination address 612. If the request is a normal (first) route request, the link state 614 is set to a valid state. If the request is a route request for finding an alternative path, the link state 614 is set to a candidate state.
[0102]
Then, if the destination address 815 of the route request packet 810 is the address of the terminal itself (step S938), a route reply packet 820 is transmitted to the route request packet 810 (step S941). On the other hand, if the destination address 815 of the route request packet 810 is not the address of the own terminal, the route request packet 810 is transferred to another terminal (step S942). At this time, if it is a normal (first) route request, it is transmitted by broadcast, but if it is a route request for finding an alternative route, it is a terminal other than the terminal connected to the link in the unstable state and the preceding list 617. It transmits to the terminal not described in (FIG. 5) by multiple unicast.
[0103]
FIG. 19 is a flowchart showing a processing procedure when wireless terminal 100 receives route reply packet 820 in the embodiment of the present invention. Upon receiving the route reply packet 820 (step S951), the wireless terminal 100 creates route information to the route reply source (step S952).
[0104]
Then, when the transmission address 827 of the route reply packet 820 matches the address of the own terminal (step S953), it means that a normal route has been set, and the process ends as it is. On the other hand, if the source address 827 of the route reply packet 820 does not match the address of the own terminal, the alternative flag 822 is further checked (step S954), and if the substitute flag 822 is not set, it is interpreted as a normal route reply. Then, the route reply packet 820 is further transferred (step S956).
[0105]
If the substitute flag 822 is set in step S954, the proxy address 828 is further checked (step S955). If the proxy address 828 does not match the address of the own terminal, the route reply packet 820 is further transferred (step S956). ). On the other hand, if the proxy address 828 matches the address of the own terminal, it means that a reply to the alternative route request transmitted from the own terminal has returned, and the process is terminated as it is.
[0106]
FIG. 20 is a flowchart illustrating a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives the route switching packet 850. Upon receiving the data packet (step S961), the wireless terminal 100 checks whether or not the route switching flag 854 of the data packet is set (step S962). If the path switching flag 854 is not set, the path is not switched because the packet is a normal data packet.
[0107]
If it is determined in step S962 that the route switching flag 854 is set, the data packet is the route switching packet 850, and the route is switched in the following procedure. First, in the route table 610, if there is a route entry whose destination address 611 matches the destination address 852 and the link status 614 is valid or unstable (step S963), it is changed to an invalid status (step S964). ). Then, in the path table 610, the link state 614 is changed from the candidate state to the valid state in the path entry where the destination address 611 matches the destination address 852 (step S965).
[0108]
Then, if the destination address 852 matches the address of the own terminal (step S966), the process ends. On the other hand, if the destination address 852 does not match the address of the own terminal, the data packet is transferred to another terminal according to the route table 610 (step S967).
[0109]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the status of the link 30 on the route set by the route discovery process 20 is monitored by the link status management process 40, and when the link quality is deteriorated, the route information is notified. After notifying the link state by the process 50, the alternative route search process 60 searches for an alternative route. Accordingly, the terminal that has received the notification starts holding the transmission data, and can prepare for the subsequent switching of the alternative route in the route switching process 70.
[0110]
If an alternative route cannot be found from a certain terminal in the alternative route search process 60, a route error is transmitted to an adjacent terminal on the transmitting side, and the terminal receiving the route error searches for an alternative route. As a result, an alternative route can be set without deleting all the routes. In other words, reliable communication can be performed even in an ad hoc network environment with poor radio wave conditions where link failures frequently occur, and continuous communication can be performed even in an ad hoc network environment where nodes frequently move. Network can be provided.
[0111]
Here, the embodiment of the present invention is exemplified, and the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0112]
Further, the processing procedure described here may be regarded as a method having a series of these procedures, or may be regarded as a program for causing a computer to execute the series of procedures or a recording medium storing the program.
[0113]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in a wireless ad hoc communication system, when an alternative route cannot be found in a certain node, it is possible to attempt restoration at an intermediate node without deleting all routes to the transmission source. The effect that can be obtained is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless ad hoc network assumed in a wireless ad hoc communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a procedure for setting a route in the wireless ad hoc network according to the example of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless terminal 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a route table 610 held in the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state transition in the link state management process 40 according to the embodiment of this invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a route information notification packet 830 used in the route information notification process 50 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a route request packet 810 used in the alternative route search process 60 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a route reply packet 820 used in the alternative route search process 60 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a path error packet 840 used in the alternative path search process 60 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a path switching packet 850 used in the path switching process 70 according to the embodiment of this invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a route when a terminal C transmits a route information notification in the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a route when the terminal C transmits a route error in the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a state where an alternative route is switched between a terminal S and a terminal D in the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing data transmission timings of terminal A before and after notification of route information according to the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives a route information notification packet 830.
FIG. 17 is a flowchart showing a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives a path error packet 840.
FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure when wireless terminal 100 receives route request packet 810 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart illustrating a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives a route reply packet 820.
FIG. 20 is a flowchart illustrating a processing procedure when the wireless terminal 100 according to the embodiment of the present invention receives a path switching packet 850.
[Explanation of symbols]
10 Data communication request
20 Route Discovery Process
30 links
40 Link state management process
41 Valid state
42 Invalid state
43 Disconnected state
44 Unstable state
45 Candidate status
50 Route information notification process
60 Alternative route search process
70 Route switching process
100 wireless terminal
105 antenna
110 communication processing unit
120 control unit
125 timer
130 Display
140 Operation unit
180 bus
201-211 wireless terminal
291-296 Communication range
600 memory
610 route table
620 data buffer
810 Route request packet
820 Route reply packet
830 Route information notification packet
840 Route error packet
850 Route switching packet

Claims

A wireless ad hoc communication system configured by a plurality of terminals,
A first intermediate terminal for transmitting a request for finding an alternative route when the quality of a link connected to the own terminal deteriorates between a transmitting terminal that transmits communication data and a destination terminal that receives the communication data;
A second terminal located upstream of the first intermediate terminal between the originating terminal and the destination terminal and transmitting data to the first intermediate terminal,
The first intermediate terminal transmits a path error report to the second terminal when the request fails,
The wireless ad hoc communication system, wherein the second intermediate terminal transmits a request for finding another alternative route when receiving the report from the first intermediate terminal.

The first intermediate terminal notifies the second terminal of path information on the link when the quality of a link connected to the own terminal deteriorates,
The second intermediate terminal includes a data buffer, and when receiving the report from the first intermediate terminal, holds the data transmitted to the first intermediate terminal in the data buffer. The wireless ad hoc communication system according to claim 1.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; And a route table that stores the route entries in association with
Means for monitoring the state of the link and updating the link state;
Means for transmitting a request for finding an alternative route to the corresponding destination address to another terminal when the link state becomes unstable,
Means for transmitting a path error report to the transmission source indicated in the address list when the request fails.

4. The terminal according to claim 3, further comprising means for transmitting, when the link state becomes unstable, path information related to the link to a transmission source indicated in the address list.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; And a route table that stores the route entries in association with
Means for monitoring the state of the link and updating the link state;
Means for transmitting, when the link state becomes unstable, path information relating to the link to a transmission source indicated in the address list.

A data buffer,
When receiving path information about a link whose link state has become unstable from the other terminal while transmitting data to another terminal, the data buffer transmitting data to the other terminal is held in the data buffer. And a terminal.

The apparatus further comprises means for discarding data held in the data buffer if a report of a path error is not received from the other terminal even if a predetermined time has elapsed after receiving the path information. The terminal according to claim 6.

Means for transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal when receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information. The terminal according to claim 6, comprising:

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; And a route table that stores the route entries in association with
9. The terminal according to claim 8, further comprising: means for transferring a path error report from the other terminal to the transmission source indicated in the address list when the request fails.

The terminal according to claim 8, further comprising: a unit that transmits an instruction to switch the found alternative route as a normal route when an alternative route is found in response to the request.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; Is a processing method in a terminal including a route table that holds as a route entry in association with
Monitoring the state of the link and updating the link state;
When the link state becomes unstable state, a step of transmitting path information about the link to the transmission source indicated in the address list,
Transmitting a request to another terminal to find an alternative route for the corresponding destination address when the link state becomes unstable;
Transmitting a path error report to the transmission source indicated in the address list when the request fails.

A processing method in a terminal including a data buffer,
When receiving path information about a link whose link state has become unstable from the other terminal while transmitting data to another terminal, the data buffer transmitting data to the other terminal is held in the data buffer. Instructions and
When receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal,
A step of discarding the data held in the data buffer when a path error report is not received from the other terminal even if a predetermined time has elapsed after receiving the path information. Processing method to do.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; Is a processing method in a terminal including a route table and a data buffer that hold a route entry in association with
When receiving path information about a link whose link state has become unstable from the other terminal while transmitting data to another terminal, the data buffer transmitting data to the other terminal is held in the data buffer. Instructions and
When receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal,
A step of transmitting an instruction to switch the discovered alternative route as a regular route if an alternative route is found for the request;
Transferring a path error report from the other terminal to the transmission source indicated in the address list if an alternative path is not found in response to the request.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; To a terminal having a route table that holds
Monitoring the state of the link and updating the link state;
When the link state becomes unstable state, a step of transmitting path information about the link to the transmission source indicated in the address list,
Transmitting a request to another terminal to find an alternative route for the corresponding destination address when the link state becomes unstable;
Transmitting a path error report to the transmission source indicated in the address list when the request fails.

To a terminal equipped with a data buffer,
When receiving path information about a link whose link state has become unstable from the other terminal while transmitting data to another terminal, the data buffer transmitting data to the other terminal is held in the data buffer. Instructions and
When receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal,
If a path error report is not received from the other terminal even after a lapse of a predetermined time from the reception of the path information, a procedure of discarding the data held in the data buffer is executed. Program to do.

A destination address of the communication, a next transfer destination address to reach the destination address, a link state of a link connected to the transfer destination address, and a source address list for transmitting communication directed to the destination address to the own terminal; To a terminal having a route table and a data buffer that hold the
When receiving path information about a link whose link state has become unstable from the other terminal while transmitting data to another terminal, the data buffer transmitting data to the other terminal is held in the data buffer. Instructions and
When receiving a route error report from the other terminal within a predetermined time after receiving the route information, transmitting a request for finding an alternative route to the destination address to another terminal,
A step of transmitting an instruction to switch the discovered alternative route as a regular route if an alternative route is found for the request;
Transferring a path error report from the other terminal to the transmission source indicated in the address list if an alternative path is not found in response to the request.