JP2005311576A - 無線通信装置、無線通信プログラムおよび経路探索方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の宛先無線通信装置に対する経路探索におけるネットワークの負荷を軽減すること。
【解決手段】アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録した経路要求情報記録部１０７と、これに記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成部１０６と、これで生成した経路要求メッセージを同報送信する送信部１０３と、経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、経路要求情報記録部１０７から該当する経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理部１０８と有しているので、一つの経路要求メッセージにまとめて複数の探索対象の無線通信装置識別子を載せられる。
【選択図】図１

Description

本発明は無線アドホックネットワークシステムにおける無線通信装置に関し、さらに詳しくは、アドホックネットワークシステムにおいて複数の宛先への経路を探索する経路探索方法に関する。

ユーザが所有する無線通信装置の多様化に伴い、オフィスや街角、移動中の交通機関などで無線通信装置から電子メールやインターネットの使用、データの交換を行うことが可能になってきている。これらの無線ネットワークはインフラストラクチャの存在を前提としている。これに対し、インフラストラクチャを必要とせず、無線通信装置が近隣に散在する無線通信装置と一時的にネットワークを構築して通信を行うアドホックネットワークが注目され始めている。

アドホックネットワークは、ある無線通信装置が任意の無線通信装置と互いに直接通信する事ができなくとも、いくつかの無線通信装置を経由して多段接続し、通信を可能にするシステムであり、適宜任意の無線通信装置への経路を探索し、パケット通信を実現するものである。

アドホックネットワークは、いつでもどこでもネットワークが容易に構成できるため、災害現場での配信システムや、特定のユーザ間でコミュニティを形成することによるメッセージングサービスなどのアプリケーションへの応用が考えられる。

例えば、数十台の無線通信装置でアドホックネットワークを構築し、その中で、一部の特定のユーザ同士でグループを形成し、それらユーザ間で、メールの交換やチャットなどのサービスを利用するといった使用法がある。この時、各ユーザは、互いに独立して移動しながら前記サービスを利用するため、各ユーザの無線通信装置への経路は時々刻々と変化する。このため、各無線通信装置への経路を迅速に、かつ効率的に探索することが重要となる。

アドホックネットワークにおける従来の経路探索方法としては、無線通信装置において特定の無線通信装置への通信要求が発生した場合に、宛先となる無線通信装置までの経路情報を所有していない場合に経路探索を起動し、自己の識別子と前記宛先となる無線通信経路の識別子を経路要求メッセージに格納して経路要求信号を同報し、経路要求メッセージは宛先の無線通信装置もしくは宛先無線通信装置までの経路を有する無線通信装置まで、再同報される。宛先の無線通信装置もしくは宛先無線通信装置の経路を有する無線通信装置にて前記経路要求メッセージを受信すると、送信元無線通信装置に経路応答メッセージを送信することで経路を獲得する方式がある（例えば、特許文献１参照）。

また、同様の経路探索方式で、各無線通信装置において任意の宛先無線通信装置までの経路内に含まれる中継無線通信装置の管理を行わない方式もある（例えば、非特許文献１参照）。
特開平８−９７８２１号公報（第６−７頁、図９−１０） C. Perkins and E. Royer. "Ad Hoc On-Demand Distance-Vector Routing". Proceedings of the 2nd IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, pages 90-100, February 1999

しかしながら、前記従来の構成では、複数の無線通信装置宛のパケットが無線通信装置にて発生し、前期無線通信装置への経路を確保していない場合、各無線通信装置ごとに経路要求メッセージの同報中継が行われ、ネットワークの負荷が増加するといった課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ネットワークの負荷を増加させることなく複数の宛先無線通信装置への経路を獲得するための無線通信装置および経路探索方法を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信装置は、アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録した経路要求情報記録部と、前記経路要求情報記録部に記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成部と、前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路要求メッセージを同報送信する送信部と、前記経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録部から該当する前記経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理部とを有している。

これにより、一つの経路要求メッセージにまとめて複数の探索対象の無線通信装置識別子を載せられるので、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージを大幅に削減することができる。

また、本発明に係る無線通信装置は、経路探索の必要となった無線通信装置の識別子を前記経路要求情報記録部へ逐次記録する経路要求部と、前記経路要求メッセージ生成部に経路要求メッセージの生成タイミングを指示する経路要求指示部とを有し、前記経路要求指示部が前記経路要求情報記録部への記録開始からの経路探索待機時間を計測し、所定時間経過後に前記経路要求メッセージ生成部に指示する。

これにより、ある時間の間に発生した経路探索要求を一つの経路要求メッセージの送信で送信できるので、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージをさらに削減することができる。

また、本発明に係る無線通信装置の前記経路要求指示部は、経路探索を必要とするデータが同期データか否かを判定し、前記データが非同期データである場合に、前記経路探索待機時間を計測する。

これにより、遅延の許容される非同期データを選択して、別の通信要求として発生した非同期データの宛先無線通信装置に対する経路要求を、一つの経路要求メッセージで送信するので、遅延の許容されない同期データには影響を与えることなしに、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージを大幅に削減することができる。

また、本発明に係る無線通信装置は、自己が送信元である経路要求メッセージの送信から、経路応答メッセージの受信までの経路応答待機時間を管理する応答時間管理部と、前記経路要求メッセージ内に含まれる全ての探索対象の無線通信装置から、経路応答メッセージを受信するまでに試行した経路要求メッセージの送信試行回数をカウントする送信カウンタとをさらに有し、前記経路制御メッセージ生成部の前記送信試行回数が所定の回数内であって、前記経路応答時間経過しても応答のない探索対象の無線通信装置への経路要求メッセージを再び生成し、前記送信部が同報送信する。

これにより、所定の時間内に要求した全ての無線通信装置からの応答がない場合に、応答のなかった無線通信装置へのみ経路要求メッセージを再度同報中継するので、経路応答メッセージの到着にばらつきが生じても、既に獲得した宛先無線通信装置への経路要求を行わずに経路探索を継続できる。また、経路の見つからない無線通信装置に対していつまでの経路探索をし続けることがないようにできる。

また、本発明に係る無線通信装置は、アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を１乃至複数含む経路要求メッセージを受信する受信部と、受信した経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定部と、前記経路対象判定部により自己が経路探索の対象であるとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成する経路制御メッセージ生成部と、前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする送信部とを有している。

これにより、宛先まで届いた分の経路探索に必要なデータは削除されるので、転送される経路要求メッセージのデータ長は必要なデータだけを含むものになるので、ネットワークのトラフィック量の増加を防ぐことができる。

また、本発明に係る無線通信装置は、アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録した経路要求情報記録部と、前記経路要求情報記録部に記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成部と、前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路要求メッセージを同報送信する送信部と、前記経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録部から該当する前記経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理部と、受信した前記経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定部を有し、前記経路制御メッセージ生成部は、前記経路対象判定部により自己が経路探索の対象であるとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成し、前記送信部は、前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする。

これにより、経路探索の送信元である場合、一つの経路要求メッセージにまとめて複数の探索対象の無線通信装置識別子を載せられるので、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージを大幅に削減することができる。また、他の無線通信装置から経路要求メッセージを受信する場合、宛先まで届いた分の経路探索に必要なデータは削除されるので、転送される経路要求メッセージのデータ長は必要なデータだけを含むものになるので、ネットワークのトラフィック量の増加を防ぐことができる。

また、本発明に係る無線通信装置の前記経路制御メッセージ生成部は、経路要求メッセージを一意に識別するための経路要求識別子と、探索対象の無線通信装置に対応する、当該無線通信装置の識別子よりもデータ量の少ない新たな識別コードとをさらに含む経路要求メッセージを生成し、あるいは前記経路要求識別子と、自己の前記識別コードとのみを含む前記経路応答メッセージを生成する。

これにより、通信要求発生時に、複数の宛先無線通信装置識別子と、これらの無線通信
装置までの経路を探索するために送信する経路要求メッセージの有効期間、すなわち、経路応答待機時間内に限って有効な、前記複数の宛先無線通信装置に対する一時的な識別子を含む経路要求メッセージを作成し、経路応答時には前記一時的な識別子を利用することができる。このため、複数の宛先無線通信装置への経路を探索する際に、経路応答メッセージ内の無線通信装置識別子のビット数の削減が可能となり、ネットワークの負荷を削減することができる。

本発明に係る経路探索方法は、アドホックネットワーク上で経路探索する第１の無線通信装置が、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を経路要求情報記録部に記憶するステップと、第１の無線通信装置が、記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成し同報送信するステップと、前記経路要求メッセージを受信した第２の無線通信装置が探索対象の無線通信装置である場合、送信元の第１の無線通信装置へ経路応答メッセージを送信するステップと、第２の無線通信装置が、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージを生成し、同報転送をするステップと、第１の無線通信装置が第２の無線通信装置から前記経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録部に記憶していた経路探索対象から第２の無線通信装置の識別子を削除するステップとを有する。

これにより、一つの経路要求メッセージにまとめて複数の探索対象の無線通信装置識別子を載せられるので、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージを大幅に削減することができる。また、宛先まで届いた分の経路探索に必要なデータは削除されるので、転送される経路要求メッセージのデータ長は必要なデータだけを含むものになり、ネットワークのトラフィック量の増加を防ぐことができる。

また、本発明に係る経路探索方法において、第１の無線通信装置は、前記経路要求情報記録部への記録開始からの経路探索待機時間を計測するステップをさらに有し、所定時間経過後に前記経路要求メッセージを生成し同報送信する。

これにより、ある時間の間に発生した経路探索要求を一つの経路要求メッセージの送信で送信できるので、ネットワーク内に散布される経路制御メッセージをさらに削減することができる。

また、本発明に係る経路探索方法において、第１の無線通信装置は経路要求メッセージの送信から経路応答メッセージの受信までの経路応答待機時間を計測し、所定時間内に探索対象の無線通信装置から経路応答メッセージを受信しない場合に経路要求メッセージを再度生成し、同報送信するステップを有し、前記経路要求メッセージの送信試行回数が所定の回数を越えるまで繰り返す。

これにより、所定の時間内に要求した全ての無線通信装置からの応答がない場合に、応答のなかった無線通信装置へのみ経路要求メッセージを再度同報中継するので、経路応答メッセージの到着にばらつきが生じても、既に獲得した宛先無線通信装置への経路要求を行わずに経路探索を継続できる。また、経路の見つからない無線通信装置に対していつまでの経路探索をし続けることがないようにできる。

本発明に係る無線通信プログラムは、アドホックネットワーク上の無線通信装置を経路探索するために、コンピュータを、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録する経路要求情報記憶手段、記録した１乃至複数の無線通信装置の前記識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成手段、生成した前記経路要求メッセージを同報送信する送信手段、前記経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録手段から該当する
前記経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理手段として機能させるためのものである。

また、本発明に係る無線通信プログラムは、アドホックネットワーク上の無線通信装置を経路探索するために、コンピュータを、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を１乃至複数含む経路要求メッセージを受信する受信手段、受信した経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定手段、前記経路対象判定手段により自己が経路探索の対象であるとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成する経路制御メッセージ生成手段、前記経路制御メッセージ生成手段で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする送信手段として機能させるためのものである。

本発明の無線通信装置および経路探索方法によれば、一つの経路要求メッセージにて複数の宛先無線通信装置の経路を獲得することができるため、ネットワークの負荷を軽減できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一の構成要素には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
図１は、本発明の無線通信装置の構成を示すブロック図であり、物理インタフェース１０１、データリンク制御部１０２、ネットワークコントローラ１０３、上位レイヤ処理部１０４、および経路制御部１１１から構成される。経路制御部１１１は、経路制御メッセージ送信処理部１０５、経路制御メッセージ生成処理部１０６、経路要求情報記録部１０７、経路制御メッセージ受信処理部１０８、経路記録部１０９、および経路制御処理決定部１１０から構成される。

物理インタフェース１０１はアンテナ、ＲＦ回路、ベースバンド処理回路から構成され、データリンク制御部１０２から受け取った信号に変調を施して無線信号に変換し、アンテナから送信する処理と、アンテナから受信した無線信号を復調し、デジタル信号をデータリンク制御部１０２に渡す処理とを行う。

データリンク制御部１０２では、ネットワークコントローラ部１０３から得た信号に所定のデータリンク層によって定められたフォーマットでのフレーミングを行い、物理インタフェース１０１に渡す処理と、物理インタフェース１０１から受け取ったデジタル信号からデータリンク層ヘッダ、テイラを取り外してネットワークコントローラ１０３に渡す処理と、データリンク層によって定められたアクセス方式に従い無線メディアのアクセス権を獲得する処理を行う。また、自己宛ではないフレームも受信するプロミスカスモードに設定されている場合には、受信フレームの宛先が自己へのユニキャストでない場合にもフレームを解析し、フレームを正しく受信している場合はフレームヘッダを除去してパケット化し、ネットワークコントローラへ渡す。

物理インタフェース１０１とデータリンク制御部１０２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）などで規定される。

ネットワークコントローラ部１０３は上位レイヤから受け取ったメッセージに対して、ＩＰヘッダを付加し、経路記録部１０９の情報を元に送信先を決定してデータリンク制御部１０２に渡す処理と、データリンク制御部１０２から受け取ったパケットに対して上位レイヤ処理部１０４に渡す処理と、他の無線通信装置に中継する処理と、経路制御メッセージ受信処理部１０８に渡す処理と、のいずれかの判断を下してそれぞれを実施する処理を行う。パケット内に経路要求メッセージ、経路応答メッセージが含まれる場合は、これらのメッセージを抽出し、経路制御メッセージ受信処理部１０８に渡し、パケットの宛先が自己であり、上位レイヤのメッセージを含む場合は上位レイヤ処理部１０４に渡し、パケットの宛先が自己でない場合には経路記録部１０９の情報に基づき転送先を決定し、必要に応じてパケットヘッダを改定して、データリンク制御部１０２に渡す。

上位レイヤ処理部１０４では、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層のレイヤ処理を行い、ネットワークコントローラ１０３との間で必要に応じてデータの受け渡しを行う。

経路制御メッセージ送信処理部１０５は、経路制御メッセージ生成処理部１０６より受け取った経路要求メッセージ、経路応答メッセージを送信するためにネットワークコントローラ１０３に渡す処理を行う。この経路制御メッセージ送信処理部１０５、ネットワークコントローラ部１０３、データリンク制御部１０２、および物理インタフェース１０１が送信部に相当する。

経路制御メッセージ生成処理部１０６は、経路制御処理決定部１１０より、経路要求メッセージ、経路応答メッセージのいずれかの生成指示を受け、前記経路制御処理決定部１１０より受け取った経路制御情報を元に該当する経路制御メッセージを生成する。

経路要求情報記録部１０７には、図２に示すように、送信元経路要求テーブル２０１と、経路要求テーブル２０２を設ける。経路要求情報記録部１０７では、自無線通信装置にて新規に経路要求メッセージを作成・送信する場合に、送信元無線通信装置識別子、すなわち自無線通信装置識別子、経路要求識別子、宛先無線通信装置識別子を｛送信元無線通信装置識別子、経路要求識別子｝の組み合わせで区別して送信元経路要求テーブル２０１に記録する。また、経路要求メッセージに関しては、送信試行回数、宛先無線通信装置までの経路の応答の有無、各エントリの最新の更新時刻も記録する。これらのエントリは、一定時間が経過する、あるいは、エントリ内の全ての宛先無線通信装置の経路を獲得した場合には削除する。さらには、受信した経路要求メッセージの送信元無線通信装置識別子、経路要求識別子、宛先無線通信装置識別子、および受信時刻を、｛送信元無線通信装置識別子、経路要求識別子｝の組み合わせで区別して経路要求テーブル２０２に記録する。これらのエントリは、一定時間が経過した場合には削除する。

経路制御メッセージ受信処理部１０８では、ネットワークコントローラ１０３において抽出された経路要求メッセージを受け取り、経路要求情報の｛自無線通信装置識別子、経路要求識別子｝のエントリに該当するものがあるかを検出する。すなわち、既に自己が送信したあるいは、受信した経路要求メッセージを受信したか否かを判定する。既に受信している場合は、経路要求メッセージを廃棄する。受信していない場合は、前記経路要求メッセージを送信した隣接の無線通信装置識別子を、経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子への経路の直前ホップとして、また、経路要求メッセージ内の送信元無線通信装置識別子への経路の次ホップとして経路記録部１０９に記録し、前記経路要求メッセージを経路制御処理決定部１１０に渡す。また、経路応答メッセージを受信した場合には、自己が送信元である経路要求メッセージに対する応答の場合、経路要求情報記録部１０７の該当するエントリを更新し、経路記録部１０９に後述の該当するエントリを作成、ある
いは更新する。また、経路要求メッセージの送信元が自己でない場合には前記経路応答メッセージを送信した隣接の無線通信装置識別子を、経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子への経路の次ホップとして、また、経路要求メッセージ内の送信元無線通信装置識別子への経路の直前ホップとして経路記録部１０９に記録し、経路制御処理決定部１１０に渡す。この経路制御メッセージ受信処理部１０８、ネットワークコントローラ部１０３、データリンク制御部１０２、および物理インタフェース１０１が受信部に相当する。

経路記録部１０９は、任意の無線通信装置への経路情報を記録するメモリであり、図１０に示すように１８エントリ毎に、宛先無線通信装置識別子１００１、次ホップ無線通信装置識別子１００２、直前ホップ無線通信装置識別子１００３が記録される。また、宛先無線通信装置までの中継数や、このエントリが有効であるか、あるいは新鮮であるかを示すために、各宛先無線通信装置識別子に対応してシーケンス番号や、エントリの有効時間、有効／無効フラグなどの情報を合わせて記録することもできる。また、隣接する無線通信装置を有効エントリとして、次ホップ無線通信識別子、直前ホップ無線通信識別子を空にして記録することもできる。

経路制御処理決定部１１０では、ネットワークコントローラ１０３において送信しようとするデータの経路情報が経路記録部１０９にない場合に、宛先となる無線通信装置への経路を獲得するための経路探索を起動する処理を行う。この処理を行う部分が経路要求部に相当する。経路制御処理決定部１１０では、自己が生成する経路要求メッセージを区別するための経路要求識別子を記録して管理している。この時、経路制御処理決定部１１０は自己の経路要求識別子を1加算し、経路制御メッセージ生成処理部１０６に経路要求メッセージの生成を指示する。また、経路要求情報記録部１０７に該当するエントリを作成して記録する。この経路要求メッセージに含まれる全ての宛先無線通信装置への経路に対する応答があらかじめ定めた時間なかった場合には、経路要求識別子、試行回数をそれぞれ１加算し、経路を獲得できなかった宛先無線通信装置の識別子のみを含む経路要求メッセージの生成を経路制御メッセージ生成処理部１０６に指示する。このとき、経路要求情報記録部１０７の該当するエントリを更新する。この試行回数を加算するものが送信カウンタであり、この時間を計測するものが応答時間管理部である。

また、経路制御処理決定部１１０では、経路制御メッセージ受信処理部１０８から受け取った経路制御メッセージに応じて、経路要求情報記録部１０７、経路記録部１０９の情報を参照し、経路応答メッセージの作成、あるいは経路要求メッセージの再構成を経路制御メッセージ生成処理部１０５に指示する処理とを行う。この処理を行う部分が経路対象判定部に相当する。経路要求メッセージを受け取った場合には、応答を行うか、経路要求メッセージの中継を行うか、前記双方を行うかを判定する。自己が宛先無線通信装置である場合、経路要求メッセージの宛先無線通信識別子フィールドから自己の無線通信装置識別子を削除して経路応答メッセージの生成を経路制御メッセージ生成処理部１０６へ指示する。このとき、送信元無線通信装置への有効な経路が存在しない場合には、送信元無線通信装置への経路を獲得するため、前述の経路探索処理を起動する。

さらに、経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子フィールドに他の無線通信装置識別子が存在する場合には、ＩＰヘッダの中継限界数フィールドの値が１より大きい場合のみ、経路要求メッセージ内の中継数を１加算して、経路制御メッセージ生成処理部１０６に経路要求メッセージを再構成して中継することを指示する。このとき、経路要求情報記録部１０７に該当するエントリを作成して記録する。自己が宛先無線通信識別子フィールドに存在しない場合、ＩＰヘッダの中継限界数フィールドの値が１より大きい場合のみ、経路要求メッセージ内の中継数を１加算して、経路制御メッセージ生成処理部１０６に経路要求メッセージを再構成して中継することを指示する。また、経路要求情報記録部
１０７に該当するエントリを作成して記録する。

なお、宛先無線通信装置までの経路を所有している無線通信装置が、宛先無線通信装置の代わりに経路応答メッセージを作成して送信しても良い。また、経路制御メッセージ受信処理部１０８より経路応答メッセージを受信した場合には、経路記録部１０９を参照し、送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置へ経路応答メッセージを中継するために経路応答メッセージを構成するように、経路制御メッセージ生成処理部１０６に指示する。

なお、経路制御処理決定部１１０では、経路情報の新鮮度を表すシーケンス番号を記録して管理してもよく、この場合、自己の無線通信装置識別子を格納した経路制御メッセージを新たに生成する場合にはシーケンス番号を1更新し、経路制御メッセージに付加して送信し、これを利用することで、各無線通信装置において、最新の情報として記録することができる。

以下、本実施の形態における無線通信装置の経路探索方法に関して例示する。

図３は、無線通信装置によって構成されているアドホックネットワークの一例を示している。本例におけるアドホックネットワークはＮ１からＮ１１までの１１台の無線通信装置３０１で構成され、実線で結ばれている無線通信装置同士が直接通信できる通信リンク３０２を有している。

以上のように構成されたアドホックネットワークにおいて、無線通信装置Ｎ１から無線通信装置Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１にメールを送信するなどの通信要求が発生した場合の動作について説明する。

図４は無線通信装置Ｎ１における経路探索処理のフローを示したものである。無線通信装置Ｎ１において、無線通信装置Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１への通信要求が発生すると、経路制御処理決定部１１０は各無線通信装置Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１への経路情報が存在するか否かを経路記録部１０９の各エントリを検索し、有効な経路情報の存在しない宛先無線通信装置のリストアップを行う（ステップＳ４０１）。

次に、経路制御処理決定部１１０は経路要求情報記録部１０７の送信元経路要求テーブル２０１に｛経路要求識別子、宛先無線通信装置識別子｝エントリを作成する（ステップＳ４０２）。ここで、時刻Ｔ１での送信元経路要求テーブル２０１を図５に示す。時刻Ｔ１においては、｛送信元無線通信装置識別子５０１＝Ｎ１、経路要求識別子５０２＝１、試行回数５０３＝１、更新時刻５０４＝Ｔ１、宛先無線通信装置識別子５０５＝Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１、経路応答５０６＝Ｎ５：なし、Ｎ１０：なし、Ｎ１１：なし｝というエントリが作成される。

その後、経路制御メッセージ処理部１０６にて経路要求メッセージを作成する（ステップＳ４０３）。図６は経路要求メッセージのフォーマットを示している。

図６において、タイプフィールド６０１（８ビット）は経路要求メッセージを示すための番号を格納する。フラグフィールド６０２（５ビット）は、宛先無線通信装置からの経路応答のみを有効とするなどの、モードを示すフラグを格納する。中継数フィールド６０３（８ビット）は、送信元無線通信装置から、経路要求メッセージを送信した無線通信装置までの中継数を示す。経路要求識別子フィールド６０４３２ビット)、宛先無線通信装置識別子フィールド６０５３２ビット）、送信元無線通信装置識別子フィールド６０６３２ビット）、送信元無線通信装置シーケンス番号フィールド６０７３２ビット）には、各
々の値を格納する。また、宛先ノード数フィールド６０８には、経路探索対象となる無線通信装置１乃至ｎの総数が設定される。なお、送信元無線通信装置が、該当する宛先無線通信装置識別子のシーケンス番号を記録している場合には、各宛先無線通信装置識別子６０５ごとに対応する宛先無線通信装置シーケンス番号フィールド３２ビット）を付加してその値を格納しても良い。また、本例では、無線通信装置識別子をＩＰｖ４アドレスとしたが、ＩＰｖ６アドレスとする場合には、無線通信装置識別子を格納するフィールドは、１２８ビット長となる。

次に、前記経路要求メッセージは経路制御メッセージ送信処理部１０５からネットワークコントローラ１０３へ渡り、宛先アドレスを同報アドレス、送信元アドレスを自無線通信装置のアドレスとしたＩＰヘッダを付加し、データリンク制御部１０２、物理インタフェース１０１を経由して送信される（ステップＳ４０４）。

図７は、本例における経路要求メッセージの例を示している。経路要求メッセージの宛先ノード数フィールド６０８に３を、経路要求識別子６０４に１を、宛先無線通信装置識別子フィールド６０５に無線通信装置Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１の識別子を、送信元無線通信装置識別子フィールドにＮ１を、それぞれ格納する。

次に、後述する経路応答待機処理を行う（ステップＳ４０５）。

次に、経路制御処理決定部１１０は経路応答待機処理の終了が、全ての要求経路を獲得した事に起因するのか、経路応答待機時間の満了に起因するものかを判定する（ステップＳ４０６）。全ての要求経路を獲得したことによる経路応答待機処理の終了であれば、送信元経路要求テーブル２０１から該当する経路要求識別子で示されるエントリを削除し（ステップＳ４１０）、経路探索処理を終了する。

一方、経路応答待機時間の満了によるものであれば、試行回数が最大許容試行回数を越えていないか判定し（ステップＳ４０７）、最大許容試行回数を超えていない場合は、経路要求情報を更新して（ステップＳ４０８）、ステップＳ４０３へ戻る。ステップＳ４０３では、経路制御メッセージ生成処理部１０６が経路を獲得できていない無線通信装置に関してのみ経路を探索する経路要求メッセージを生成（ステップＳ４０３）し、以下同様の処理を行う。

ステップＳ４０７において最大許容試行回数を超えている場合、経路制御処理決定部１１０は経路探索エラーと判断し、経路を獲得できなかった宛先無線通信装置情報を上位レイヤに渡す（ステップＳ４０９）。

図８は経路応答待機処理（ステップＳ４０５）のフローを示したものである。経路応答待機処理では、はじめに経路制御処理決定部１１０が経路応答待機時間を設定し（ステップＳ８０１）、このタイマが満了するまで、経路応答メッセージの受信を待機する。

次に、経路制御処理決定部１１０は該当する宛先からの経路応答を受信した場合（ステップＳ８０２）、後述する経路応答受信処理（ステップＳ８０３）を行い、送信元経路要求テーブル２０１中の経路要求情報を更新する。

その後、要求した無線通信装置への経路を全て獲得したか否かを判定する（ステップＳ８０４）。全てを獲得した場合には経路応答待機処理を終了し、全てを獲得していない場合はステップＳ８０２の判定に戻る。

一方、ステップＳ８０２において、経路制御処理決定部１１０は該当する宛先からの経
路応答を受信しなかった場合、経路応答待機時間が満了したか否かを判定し（ステップＳ８０５）、満了した場合、試行回数を１加算し（ステップＳ８０６）、経路応答待機処理を終了する。

図９は経路応答受信処理（ステップＳ８０３）のフローを示したものである。まず、経路制御メッセージ受信処理部１０８は自己が送信した経路要求メッセージに対する経路応答メッセージを受信すると、経路応答メッセージ内に含まれる宛先無線通信装置識別子を送信元経路要求テーブル２０１の宛先無線通信装置フィールドから検索する（ステップＳ９０１）。該当するものがあれば（ステップＳ９０２）、該当エントリの経路応答フィールドを応答ありに設定する（ステップＳ９０３）。例えば、無線通信装置Ｎ１が時刻Ｔ２において無線通信装置Ｎ５からの経路応答メッセージを受信した場合、経路制御メッセージ受信処理部１０８は送信元経路要求テーブル２０１の内容を図１８に示すように、｛経路要求識別子５０２＝１、試行回数５０３＝１、更新時刻５０４＝Ｔ２、宛先無線通信装置識別子５０５＝Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１、経路応答５０６＝Ｎ５：あり、Ｎ１０：なし、Ｎ１１：なし｝と更新する。

さらに、経路制御メッセージ受信処理部１０８は、経路記録部１０９に｛宛先無線通信装置識別子１００１＝経路応答メッセージ内宛先無線通信識別子、次ホップ無線通信装置識別子１００２＝経路応答メッセージを送信してきた隣接無線通信装置、直前ホップ無線通信装置識別子１００３＝なし｝というエントリを作成する （ステップＳ９０４）。この場合、既にエントリが存在していればそれらを更新する。また、このエントリの有効時間や、有効／無効を示すフラグ、宛先無線通信装置までの中継数などを合わせて記録することもできる。

図１１は、経路応答が無線通信装置Ｎ５からのみ有った状態で、経路応答待機時間が満了した場合の再度送信する経路要求信号メッセージの一例を示している。経路要求メッセージの宛先無線通信装置識別子フィールドの無線通信装置Ｎ５の識別子を初回の経路要求メッセージから省き、無線通信装置Ｎ１０、Ｎ１１の識別子を設定し、宛先ノード数フィールドに２を、経路要求識別子に２を、送信元無線通信装置識別子フィールドにＮ１を、それぞれ設定する。

また、図１２は、このときに、再度経路要求信号メッセージを送信する直前の時刻Ｔ３における送信元経路要求テーブル２０１の内容を示している。時刻Ｔ３では、図１８に示した送信元経路要求テーブル２０１の経路要求識別子、および試行回数を１加算し、更新時刻をＴ３として格納している。

なお、図４、図８、図９の経路探索処理において、経路応答メッセージを受信して獲得した経路は、経路応答待機処理が終了しなくとも、随時使用可能であり、パケットの送信に用いることができる。

次に、無線通信装置が経路要求メッセージを受信したときの動作について図１３を用いて説明する。

まず、無線通信装置は、経路要求テーブル２０２の｛送信元識別子、経路要求識別子｝を参照し、受信した経路要求メッセージ内の送信元無線通信装置識別子６０６、および経路要求識別子６０４と同一の内容があるか否かを検証し、既に自己の無線通信装置において受信した経路要求メッセージか否かを判定し、また、経路要求メッセージ内の送信元無線通信装置識別子６０６が自己のものと一致する場合には、自己が送信した経路要求メッセージを、他の無線通信装置が中継転送したものであると判定する。（ステップＳ１３０１）。ステップＳ１３０１において、自己が送信した経路要求メッセージ、あるいは、既
に受信している経路要求メッセージと判定した場合は、経路要求信号受信処理を終了する。

ステップＳ１３０１において、未受信の経路要求メッセージと判定した場合は、経路要求メッセージから送信元無線通信情報を抽出し、経路記録部１０９に｛宛先無線通信識別子＝経路要求メッセージ内の送信元無線通信識別子、次ホップ無線通信装置識別子＝受信した経路要求メッセージを送信した直前の隣接無線通信装置の識別子、直前ホップ無線通信装置識別子＝空｝を記録、もしくは既にエントリがある場合には更新する（ステップＳ１３０２）。また、中継数やシーケンス番号も管理している場合には、受信した経路要求メッセージ内の中継数、送信元無線通信装置シーケンス番号を記録（更新）する。さらには、エントリの有効時間、有効／無効フラグなどの情報を合わせて記録（更新）することもできる。ここで、無線通信装置Ｎ５が無線通信装置Ｎ１からこの経路要求メッセージを受信したときの経路記憶部１０９内の記録データを図１０に示す。

さらに、経路要求情報記録部１０７の経路要求テーブル２０２に｛送信元識別子、経路要求識別子｝のエントリを作成し、受信時刻、宛先無線通信装置識別子を合わせて記録する（ステップＳ１３０３）。図１４は、無線通信装置Ｎ５が経路要求メッセージを受信した時刻Ｔ４における無線通信装置Ｎ５の経路要求テーブル２０２の一例を示している。

その後、経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子フィールドに他の無線通信装置識別子が格納されているか否かを判定する（ステップＳ１３０４）。格納されていない場合、ステップＳ１３０７へ進む。

一方、他の無線通信装置識別子が格納されている場合は、ＩＰヘッダの中継限界数フィールドの値が１より大きいか否かを判定し（ステップＳ１３０５）、小さい場合はステップＳ１３０７へ進む。そして、大きい場合のみ、受信した経路要求メッセージの中継数を1加算し、自己の無線通信装置識別子を経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子フィールドから削除した経路要求メッセージを生成して送信する（ステップＳ１３０６）。このとき、無線通信装置Ｎ５において転送する経路要求メッセージを図１７に示す。図１７において、受信した経路要求メッセージの宛先無線通信装置識別子フィールドから無線通信装置Ｎ５の識別子が省かれており、無線通信装置Ｎ１０、Ｎ１１の識別子が設定されている。したがって、宛先ノード数フィールドは２が設定される。さらに、中継数フィールドには１が加算されて「２」を、送信元無線通信装置識別子フィールドにはＮ１をそれぞれ設定されている。

次に、経路制御処理決定部１１０は経路要求メッセージの宛先が自己であるか否かを判定し（ステップＳ１３０７）、自己宛でない場合は処理を終了する。

一方、自己宛である場合、経路制御メッセージ生成処理部１０６へ経路応答メッセージの作成を指示する。図１５は経路応答メッセージのフォーマットを示している。

図１５において、タイプフィールド（８ビット）は経路応答メッセージを示すための番号を格納する。フラグフィールド２ビット）は、経路応答メッセージに対する送達確認を要求するなどの、モードを示すフラグを格納する。プレフィックス長フィールド（５ビット）は、次ホップ無線通信装置識別子をサブネット単位で指定する場合にはそのマスクビット数を格納する。中継数フィールド（８ビット）は、送信元無線通信装置から、宛先無線通信装置までの中継数を示す。宛先無線通信装置識別子フィールド３２ビット)、宛先無線通信装置シーケンス番号フィールド３２ビット）、送信元無線通信装置識別子フィールド３２ビット）には、各々の値を格納する。ライフタイムフィールド３２ビット）には、この経路の有効時間を示す値を格納する。

さらには、ＩＰヘッダの送信元アドレスを自己の無線通信装置識別子、宛先アドレスを、経路記録部１０９を参照し、経路応答メッセージ内の送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置の識別子を格納して送信する（ステップＳ１３０７）。本例では、無線通信装置識別子をＩＰｖ４アドレスとしたが、ＩＰｖ６アドレスとする場合には、無線通信装置識別子を格納するフィールドは、１２８ビット長、プレフィックス長フィールドは７ビットとなる。

図１６は、無線通信装置Ｎ５において図７に示す経路要求メッセージを受信した場合に送信される経路応答メッセージを示す。経路制御メッセージ生成処理部１０６は、この経路応答メッセージを作成し、経路制御メッセージ送信処理部１０５がネットワークコントローラ１０３へ送信要求する。そして、送信データがネットワークコントローラ１０３から、データリンク制御部１０２、物理インタフェース１０１を介して送出される（ステップＳ１３０８）。次に、自己が送信元でもなく、また経路探索の対象でもない場合に、経路応答メッセージを受信したときの転送の動作について図１９を用いて説明する。

まず、経路制御メッセージ受信処理部１０８は経路応答メッセージを受信すると、経路記録部１０９に、｛宛先無線通信識別子１００１＝経路応答メッセージ内の宛先無線通信識別子、次ホップ無線通信装置識別子１００２＝受信した経路応答メッセージを送信した直前の隣接無線通信装置の識別子、直前ホップ無線通信装置識別子１００３＝経路記録部１０９に記録されている、経路応答メッセージ内の送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置識別子｝を記録、もしくは既にエントリがある場合には更新する（ステップＳ１９０１）。また、中継数やシーケンス番号も管理している場合には、受信した経路応答メッセージ内の中継数、宛先無線通信装置シーケンス番号を記録（更新）する。さらには、エントリの有効時間、有効／無効フラグなどの情報を合わせて記録（更新）することもできる。

次に、経路制御メッセージ生成処理部１０６が経路制御処理決定部１１０からの指示を受けて、ＩＰヘッダの送信元アドレスを自己の無線通信装置識別子、宛先アドレスを送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置識別子、中継限界数フィールドを1減算して、経路応答メッセージを中継送信する（ステップＳ１９０２）。

以上のようにして、経路要求メッセージが伝搬する様子を図２０に示す。

無線通信装置Ｎ１で生成された経路要求メッセージＡ２００１は、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１｝を含み、同報送信される。このメッセージは無線通信装置Ｎ２、Ｎ３、Ｎ６で受信される。

無線通信装置Ｎ２、Ｎ３、Ｎ６は宛先無線通信装置ではないので、さらに、その隣接する無線通信装置に経路要求メッセージＡ２００１を、ＩＰヘッダの送信元アドレスをそれぞれ、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ６として同報中継送信する。この時、無線通信装置Ｎ４、Ｎ５、Ｎ７が経路要求メッセージＡ２００１を受信するが、無線通信装置Ｎ１は、無線通信装置Ｎ２、Ｎ３、Ｎ６から中継送信された経路要求メッセージは自己が送信したものであるため、中継処理は行わない。無線通信装置Ｎ５にて経路要求メッセージＡ２００１を受信すると、自己が宛先無線通信装置に含まれるので、自己を除いた経路要求メッセージＣ２００３をＩＰヘッダの送信元アドレスを自無線通信装置識別子にして同報中継送信する。経路要求メッセージＣ２００３は、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ１０、Ｎ１１｝という構成になる。したがって、無線通信装置Ｎ３は自己が中継した経路要求メッセージに有った宛先無線通信装置識別子＝Ｎ５がないので、宛先無線通信装置フィールドの値が異なる経路要求メッセージを受信する。

しかし、無線通信装置Ｎ３は経路要求テーブル２０２に｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、経路要求識別子＝１｝が既に存在しており、以前に受信している経路要求メッセージであると判定できるので、経路要求メッセージの中継処理は行わない。無線通信装置Ｎ５では、前記経路要求メッセージＣ２００３を同報中継送信した後、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ５｝を含んだ経路応答メッセージを、経路要求メッセージが届けられた経路、すなわち、無線通信装置Ｎ３を経由して無線通信装置Ｎ１に届けるために無線通信装置Ｎ３に送信する。

無線通信装置Ｎ７は、宛先無線通信装置ではないので、さらに、その隣接する無線通信装置に経路要求メッセージＡ２００１を同報中継送信する。この時無線通信装置Ｎ６は、既に受信している経路要求メッセージを受信するため中継処理を行わない。

無線通信装置Ｎ５から同報中継された経路要求メッセージＣ２００３は、無線通信装置Ｎ１１にて受信され、無線通信装置Ｎ１１においても、前述の無線通信装置Ｎ５と同様の処理を行い、自己を除いた経路要求メッセージＤ２００４をＩＰヘッダの送信元アドレスを自無線通信装置識別子にして同報中継送信する。経路要求メッセージＤ２００４は、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ１０｝という構成になる。その後、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ１１｝を含んだ経路応答メッセージを、経路要求メッセージが届けられた経路、すなわち、無線通信装置Ｎ５、Ｎ３を経由して無線通信装置Ｎ１に届けるために無線通信装置Ｎ５に送信する。

無線通信装置Ｎ９から同報中継された経路要求メッセージＡ２００１は、無線通信装置Ｎ１０にて受信される。無線通信装置Ｎ１０においても、前述の無線通信装置Ｎ５、Ｎ１１と同様の処理を行い、自己を除いた経路要求メッセージＢ２００２をＩＰヘッダの送信元アドレスを自無線通信装置識別子、宛先アドレスを同報アドレスにして同報中継送信する。経路要求メッセージＢ２００２は、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、Ｎ５、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ１１｝という構成になる。その後、｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、宛先無線通信装置識別子＝Ｎ１０｝を含んだ経路応答メッセージを、経路要求メッセージが届けられた経路、すなわち、無線通信装置Ｎ９、Ｎ６を経由して無線通信装置Ｎ１に届けるために無線通信装置Ｎ９に送信する。

その後、無線通信装置Ｎ１０では、経路要求メッセージＤ２００４が受信されるが、経路要求テーブル２０２に｛送信元無線通信装置識別子＝Ｎ１、経路要求識別子＝１｝が既に存在しており、以前に受信している経路要求メッセージであると判定できるので、経路応答メッセージの送信は行わない。無線通信装置Ｎ１１についても同様で、経路要求メッセージＢ２００２を受信しても、既に応答しているので、経路応答メッセージの送信は行わない。

なお、各テーブルおよびメッセージフォーマットは一例であり、同様の情報を有するものであれば、その形式は異なっていてもかまわない。

また、本実施の形態では、自己の無線通信装置識別子が経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子フィールド内に含まれるか否かで、その後の処理が分岐していたが、この条件を、自己の無線通信装置識別子が経路要求メッセージ内の宛先無線通信装置識別子フィールド内に含まれる、もしくは、宛先無線通信装置識別子までの有効な経路情報を経路記録部１０９に所有している場合としても良い。この場合、たとえ宛先が自己ではなくても、保有している経路情報に基づいて送信元に経路応答メッセージを送信し、転送する経路要求メッセージの宛先からも保有する宛先の無線通信装置のアドレスを削除する。こ
れにより、経路探索している送信元の無線通信装置はより早く対象までの経路を知ることができる。

なお、本実施の形態では、経路制御部１１１を個別のハードウェアで実現したが、これに限らず、中央処理装置（ＣＰＵ）とメインメモリとからなるコンピュータを用いて、ソフトウェアにより実現することも可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、複数の無線通信装置宛のデータが発生した場合にも、一回の経路探索において複数の宛先への経路を獲得することができるので、ネットワークの負荷を大幅に低減することができる。

（実施の形態２）
図２１〜図３０は、本発明の実施の形態２における無線通信装置および経路探索方法の一実施の形態を示したものである。

本実施の形態における経路探索方法は、経路要求メッセージにおいて宛先無線通信装置識別子に対応する３２ビット長のエイリアスを識別子として付加し、経路応答メッセージでは宛先無線通信装置識別子６０５を使用せずに、エイリアスを使用する点が実施の形態１における方法と異なる。ここで、図２２に経路要求メッセージを示す。

図２２において、エイリアスオプションを設け、経路要求メッセージにて要求している各宛先無線通信装置におけるエイリアス値を格納する点が、図６に示した実施の形態１における経路要求メッセージとは異なる。

図２３にエイリアスオプションのフォーマットを示す。

図２３において、オプションタイプフィールド（８ビット）には、エイリアスオプションを示すための番号を格納する。オプション長フィールド（８ビット）には、本エイリアスオプションのデータの長さを３２ビット単位で示す値を格納する。エイリアス長フィールド（８ビット）は各エイリアスのビット長を示す値を格納する。エイリアスフィールドの値には宛先無線通信装置識別子に格納されたそれぞれの無線通信装置に対する、本経路要求メッセージの情報が各無線通信装置で記録される間だけ有効なエイリアス値を格納する。

なお、各宛先無線通信装置識別子には、送信元無線通信装置が、該当する宛先無線通信装置識別子のシーケンス番号を記録している場合には、その値を付加して格納しても良い。また、本例では、無線通信装置識別子をＩＰｖ６アドレスとしたが、ＩＰｖ４アドレスとする場合には、無線通信装置識別子を格納するフィールドは、３２ビット長となる。

次に、図２６に本実施の形態における経路応答メッセージのフォーマットを示す。

図２６において、エイリアスフィールド２６０１と経路要求識別子フィールド２６０２とを有している点が、図１５に示した経路応答メッセージと異なる。エイリアスフィールド（７ビット）２６０１は、受信した経路要求メッセージで示されていた自己のエイリアス値を７ビットに変換して格納する。経路要求識別子は経路要求メッセージを一意に識別するためのものであり、この経路応答メッセージが対応する経路要求メッセージを特定する。

また、これらのメッセージの通信を実現するために、経路要求情報記録部１０７内の送信元経路要求テーブル２０１と経路要求テーブル２０２の構成が図２１および図２５に示
すように、実施の形態１のものと異なる。

図２１は、本発明の無線通信装置Ｎ１における送信元経路要求テーブルの一例を示したものである。図５に示した実施の形態１における送信元経路要求テーブルとは、各宛先無線通信装置識別子に対して、エイリアスフィールド２１０１をさらに設けている点が異なる。エイリアスフィールドの値は、経路要求メッセージの送信元無線通信装置において、各経路要求識別子毎に、宛先となる各無線通信装置に対して１から順に加算して割り当てる。したがって、宛先無線通信装置Ｎ５にはエイリアス１、宛先無線通信装置Ｎ１０にはエイリアス２、宛先無線通信装置Ｎ１１にはエイリアス３を割り当てている。

図２５は、中継する無線通信装置における経路要求テーブル２０２の内容を示したものである。図１４に示した実施の形態１における経路要求テーブルとは、宛先無線通信装置に対するエイリアス２５０１を記録する点が異なる。

以上のような送信元経路要求テーブル、および経路要求テーブルを有する無線通信装置が行う通信動作について以下に説明する。本実施の形態も実施の形態１と同様、無線通信装置Ｎ１が、無線通信装置Ｎ５、Ｎ１０、Ｎ１１への経路を探索する場合であり、無線通信装置の構成は実施の形態１と同一である。

図２４は、無線通信装置Ｎ１から送信される経路要求メッセージの例を示している。エイリアスオプションフィールドには、オプション長＝１、エイリアス長＝２が格納され、エイリアスオプションのデータ長が３２ビット、各エイリアスのビット数が２ビットであることが示され、無線通信装置Ｎ５のエイリアス値は１、Ｎ１０のエイリアス値が２、Ｎ１１のエイリアス値が３として格納され、エイリアスフィールドの残りの２６ビットは０パディングしている。

各無線通信装置において、経路要求メッセージを受信した場合、図１３に示した実施の形態１と同様の動作を行うが、ステップＳ１３０３において、各宛先無線通信装置に対するエイリアス情報も合わせて記録する。図２５は、中継無線通信装置における経路要求テーブル２０２の内容を示したものである。

自己の宛先無線通信装置識別子が含まれ、他の無線通信装置識別子もさらに含み、中継が可能な経路要求メッセージを受信した場合、受信した経路要求メッセージから自己の無線通信装置識別子、エイリアスを削除し、宛先ノード数フィールドおよびエイリアスオプション内のオプション長フィールドを再設定した経路要求メッセージを再構成し、ＩＰヘッダの送信元アドレスを自己の無線通信装置識別子にして同報中継送信する（ステップＳ１３０６）。

また、自己の宛先無線通信装置識別子が含まれる経路要求メッセージを受信した場合、図２６に示すフォーマットにて経路応答メッセージを作成し、ＩＰヘッダの送信元アドレスを自己の無線通信装置識別子、宛先アドレスを、経路記録部（１０９）を参照し、経路応答メッセージ内の送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置の識別子を格納して送信する（ステップＳ１３０８）。 本例では、無線通信装置識別子をＩＰｖ６アドレスとしたが、ＩＰｖ４アドレスとする場合には、無線通信装置識別子を格納するフィールドは、３２ビット長、プレフィックス長フィールドは５ビットとなる。

図２７は無線通信装置Ｎ５において図２４に示す経路要求メッセージを受信した場合に送信される経路応答メッセージの例であり、エイリアスフィールドには、００００００１が設定されている。

また、無線通信装置Ｎ５において、図２４に示す経路要求メッセージを受信した場合、自己以外の宛先無線通信装置識別子が含まれているので、ＩＰヘッダの中継限界数フィールドが１より大きい場合に、経路要求メッセージを再構成して送信する。

図２８は中継される経路要求メッセージの一例を示している。経路要求メッセージの宛先無線通信装置識別子フィールド６０５の無線通信装置Ｎ５の識別子を省き、無線通信装置Ｎ１０、Ｎ１１の識別子を設定し、宛先ノード数フィールド６０８に２を、中継数フィールド６０３に２を、送信元無線通信装置識別子フィールド６０６にＮ１を、それぞれ設定する。また、エイリアスオプションのエイリアスフィールド２２０１のＮ５に該当する０１を削除し、エイリアスオプションを再構成して経路要求メッセージに付加して送信する。

次に、自己が送信元とならない経路応答メッセージを受信した場合の中継動作について、図２９を用いて説明する。

まず、経路応答メッセージ内の｛送信元無線通信装置識別子、経路要求識別子、エイリアス｝の組み合わせに一致するエントリを経路要求テーブル２２内から検索する（ステップＳ２９０１）。エントリがあるか否かを判定し（ステップＳ２９０２）、エントリがない場合はそのまま終了する。

一方、エントリがあった場合には、経路記録部（１０９）に、｛宛先無線通信識別子＝検索したエントリの宛先無線通信識別子、次ホップ無線通信装置識別子＝受信した経路応答メッセージを送信した直前の隣接無線通信装置の識別子、直前ホップ無線通信装置識別子＝経路記録部（１０９）に記録されている、経路応答メッセージ内の送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置識別子｝を記録する、もしくは既にエントリがある場合には更新する（ステップＳ２９０３）。また、中継数やシーケンス番号も管理している場合には、受信した経路応答メッセージ内の中継数、宛先無線通信装置シーケンス番号を記録（更新）する。さらには、エントリの有効時間、有効／無効フラグなどの情報を合わせて記録（更新）することもできる。

その後、ＩＰヘッダの送信元アドレスを自己の無線通信装置識別子とし、宛先アドレスを送信元無線通信装置への次ホップ無線通信装置識別子とし、中継限界数フィールドを1減算して、経路応答メッセージを中継送信する（ステップＳ２９０４）。

次に、自己が送信元である経路応答メッセージを受信した場合の動作について、図３０を用いて説明する。

まず、自己が送信した経路要求メッセージに対する経路応答メッセージを受信すると、経路応答メッセージ内に含まれる｛送信元無線通信装置識別子、経路要求識別子、エイリアス｝で示されるエントリを送信元経路要求テーブル２１内から検索する（ステップＳ３００１）。そして、該当するエントリがあるか否かを判定し（ステップＳ３００２）、エントリがなければ処理を終了する。

一方、該当するエントリがあれば、該当エントリの経路応答フィールドを応答ありに設定する（ステップＳ３００３）。さらに、経路記録部（１０９）に｛宛先無線通信装置識別子＝検索したエントリの宛先無線通信識別子、次ホップ無線通信装置識別子＝経路応答メッセージを送信してきた隣接無線通信装置、直前ホップ無線通信装置識別子＝なし｝というエントリを作成する。あるいは、既に存在していれば更新する（ステップＳ３００４）。また、このエントリの有効時間や、有効／無効を示すフラグ、宛先無線通信装置までの中継数などを合わせて記録することもできる。

以上のように、無線通信装置を特定する識別子長がＩＰｖ６をサポートするために長くなった場合に、各経路探索試行に対して一時的に短い識別子を割り当て、その識別子を用いて経路応答を行うことができるので、一回の経路探索に制御メッセージのビット数を削減して、複数の宛先への経路探索を行うことができ、ネットワークの負荷を低減することができる。

（実施の形態３）
図３１、図３２は、本発明の実施の形態３における無線通信装置および経路探索方法の一実施の形態を示したものである。

図３１は本実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図であり、経路探索始動判定部３１１をさらに有する点が実施の形態１と異なる。

ネットワークコントローラ３１１は、基本機能は実施の形態１、２に示したものと同様であるが、経路探索を起動するデータの種別が、リアルタイムに伝送する音声や動画などに代表される同期データか、ファイル転送や、ＷＥＢ閲覧などに代表される非同期データかを経路制御処理決定部１１０に渡す機能をさらに有する。

経路制御処理決定部３３１４は、基本機能は実施の形態１に示したものと同様であるが、ネットワークコントローラ３１１から経路探索を起動するデータの種別が、同期データであることを示された場合には、直ちに経路探索を起動する。また、非同期データであることを示された場合は、経路探索始動判定部３１２内の経路探索待機タイマを始動する。そして、経路探索始動判定部３１２のタイマが満了すると、非同期用の経路探索を開始する。なお、この経路探索始動判定部３１２が経路要求指示部に相当する。

経路要求情報記録部３１３の送信元経路要求テーブル２０１は、非同期データ用のエントリ、同期データ用のエントリに分けて記録する。ただし、既に同期データ用のエントリに宛先無線通信装置識別子が存在する場合には、非同期データ用にエントリを作成しない。

以上のように構成された無線通信装置が行う通信動作について、以下に説明する。

図３２は無線通信装置における経路探索のフローを示したものである。

まず、上位レイヤ処理部１０４からの通信要求が発生すると、経路制御処理決定部３１４は経路記録部１０９を検索し、データの宛先無線通信装置までの有効な経路を所有しているか否かを判定する。有効な経路を所有していない場合は、経路探索を起動する。経路探索を起動すると、経路制御処理決定部３１４は発生したデータの種別が、同期データか非同期データかを判定する（ステップＳ３１０１）。同期データである場合には、経路要求情報記録部３１３の同期データ用送信元経路要求テーブルに、送信元無線通信装置識別子、すなわち自無線通信装置識別子や、経路要求識別子や、宛先無線通信装置識別子や更新時刻などの必要情報を記録する（ステップＳ３１０２）。

その後、実施の形態１と同じく、図４に示す経路探索処理のステップＳ４０３〜ステップＳ４１０を行う（ステップＳ３１０３）。

一方、ステップＳ３１０１の判定において、非同期データと判定した場合には、経路探索始動判定部３１２内の経路探索待機タイマが動作中か否かを判定する（ステップＳ３１０４）。経路探索待機タイマが動作中でなければ、タイマを始動し（ステップＳ３１０７
）、経路探索待機タイマが動作中であればタイマの計時を継続し、経路要求情報記録部３１３の非同期データ用送信元経路要求テーブルに、送信元無線通信装置識別子、すなわち自無線通信装置識別子や、経路要求識別子や、宛先無線通信装置識別子や更新時刻などの必要情報を記録する（ステップＳ３１０５）。

次に、経路探索待機タイマが満了か否かを判定し（ステップＳ３１０６）、満了すると、非同期データ用送信元経路要求テーブルに記述されたエントリで、経路探索を行っていないものに関して、図４に示す経路探索処理のステップＳ４０３〜ステップＳ４１０を行う（ステップＳ３１０３）。

一方、経路探索待機タイマが満了していない場合は、ステップＳ３無線通信装置１０１へ戻る。

なお、本実施の形態では、経路制御部１１１を個別のハードウェアで実現したが、これに限らず、中央処理装置（ＣＰＵ）とメインメモリとからなるコンピュータを用いて、ソフトウェアにより実現することも可能である。

以上のように、経路探索を非同期データ用と同期データ用に分け、非同期データについては、同一のデータを複数の宛先に配信する場合の経路探索の他に、所定時間内に発生した複数の送信データのそれぞれの宛先までの経路探索を、一つの経路制御メッセージで行うことができるので、ネットワークの負荷を大幅に低減することが可能になる。

本発明にかかる無線通信装置および経路探索方法は、アドホックネットワーク、自律分散ネットワーク、自己組織型ネットワーク等に有用であり、これらのネットワーク上で経路探索するのに適している。

本発明の実施の形態１における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１における経路要求情報記録部内の各テーブルを示す図 本発明の実施の形態１における無線通信装置によって構成されるアドホックネットワークの例を示す図 本発明の実施の形態１における経路探索のフローを示す図 本発明の実施の形態１の時刻Ｔ１における送信元経路要求テーブルの例を示す図 本発明の実施の形態１における経路要求メッセージのフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１における経路要求メッセージの例を示す図 本発明の実施の形態１における経路応答待機処理のフローを示す図 本発明の実施の形態１における経路応答受信処理のフローを示す図 本発明の実施の形態１における経路記録部に記録する経路情報を示す図 本発明の実施の形態１における経路要求メッセージの例を示す図 本発明の実施の形態１における送信元経路要求テーブルの例を示す図 本発明の実施の形態１における無線通信装置において、自己への経路要求を行う経路要求メッセージの受信処理のフローを示す図 本発明の実施の形態１における経路要求テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態１における経路応答メッセージのフォーマットを示す図 本発明の実施の形態１における経路応答メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態１における宛先無線通信装置から送信される経路要求メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態１の時刻Ｔ２における送信元経路要求テーブルの例を示す図 本発明の実施の形態１における中継を担う無線通信装置における経路応答受信処理のフローを示す図 本発明の実施の形態１における経路要求メッセージの散布を示す図 本発明の実施の形態２における送信元経路要求テーブルの例を示す図 本発明の実施の形態２における経路要求メッセージのフォーマットを示す図 本発明の実施の形態２における経路要求メッセージのエイリアスオプションのフォーマットを示す図 本発明の実施の形態２における経路要求メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態２における経路要求テーブルの一例を示した図 本発明の実施の形態２における経路応答メッセージのフォーマットを示す図 本発明の実施の形態２における経路応答メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態２における宛先無線通信装置から送信される経路要求メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態２における中継を担う無線通信装置における経路応答受信処理のフローを示す図 本発明の実施の形態２における経路要求メッセージを生成した送信元無線通信装置における経路応答受信処理のフローを示す図 本発明の実施の形態３における無線通信装置の構成を示す図 本発明の実施の形態３における経路探索のフローを示す図

符号の説明

１０１ 物理インタフェース
１０２ データリンク制御部
１０３、３１１ ネットワークコントローラ
１０４ 上位レイヤ処理部
１０５ 経路制御メッセージ送信処理部
１０６ 経路制御メッセージ生成処理部
１０７、３１３ 経路要求情報記録部
１０８ 経路制御メッセージ受信処理部
１０９ 経路記録部
１１０、３１４ 経路制御処理決定部
１１１、３１５ 経路制御部
２０１ 送信元経路要求テーブル
２０２ 経路要求テーブル
３０１ 無線通信装置
３０２ 通信リンク
２００１、２００２、２００３、２００４ 経路要求メッセージ
３１２ 経路探索始動判定部

Claims (12)

1. アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録した経路要求情報記録部と、
   前記経路要求情報記録部に記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成部と、
   前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路要求メッセージを同報送信する送信部と、前記経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録部から該当する前記経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理部と、
   を有する無線通信装置。
2. 経路探索の必要となった無線通信装置の識別子を前記経路要求情報記録部へ逐次記録する経路要求部と、
   前記経路要求メッセージ生成部に経路要求メッセージの生成タイミングを指示する経路要求指示部と
   を有し、
   前記経路要求指示部が前記経路要求情報記録部への記録開始からの経路探索待機時間を計測し、所定時間経過後に前記経路要求メッセージ生成部に指示する請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記経路要求指示部は、経路探索を必要とするデータが同期データか否かを判定し、
   前記データが非同期データである場合に、前記経路探索待機時間を計測する請求項２に記載の無線通信装置。
4. 自己が送信元である経路要求メッセージの送信から、経路応答メッセージの受信までの経路応答待機時間を管理する応答時間管理部と、
   前記経路要求メッセージ内に含まれる全ての探索対象の無線通信装置から、経路応答メッセージを受信するまでに試行した経路要求メッセージの送信試行回数をカウントする送信カウンタと
   をさらに有し、
   前記経路制御メッセージ生成部の前記送信試行回数が所定の回数内であって、前記経路応答時間経過しても応答のない探索対象の無線通信装置への経路要求メッセージを再び生成し、前記送信部が同報送信する請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. アドホックネットワーク上の、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を１乃至複数含む経路要求メッセージを受信する受信部と、
   受信した経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定部と、
   前記経路対象判定部により自己が経路探索の対象であるとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成する経路制御メッセージ生成部と、
   前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする送信部と、
   を有する無線通信装置。
6. 受信した前記経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定部をさらに有し、
   前記経路制御メッセージ生成部は、前記経路対象判定部により自己が経路探索の対象であ
   るとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成し、
   前記送信部は、前記経路制御メッセージ生成部で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信装置。
7. 前記経路制御メッセージ生成部は、経路要求メッセージを一意に識別するための経路要求識別子と、探索対象の無線通信装置に対応する、当該無線通信装置の識別子よりもデータ量の少ない新たな識別コードとをさらに含む経路要求メッセージを生成し、あるいは前記経路要求識別子と、自己の前記識別コードとのみを含む前記経路応答メッセージを生成する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線通信装置。
8. アドホックネットワーク上で経路探索する第１の無線通信装置が、経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を経路要求情報記録部に記憶するステップと、
   第１の無線通信装置が、記録した１乃至複数の無線通信装置の識別子を含む、経路要求メッセージを生成し同報送信するステップと、
   前記経路要求メッセージを受信した第２の無線通信装置が探索対象の無線通信装置である場合、送信元の第１の無線通信装置へ経路応答メッセージを送信するステップと、
   第２の無線通信装置が、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージを生成し、同報転送をするステップと、
   第１の無線通信装置が第２の無線通信装置から前記経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録部に記憶していた経路探索対象から第２の無線通信装置の識別子を削除するステップと
   を有する経路探索方法。
9. 第１の無線通信装置は、前記経路要求情報記録部への記録開始からの経路探索待機時間を計測するステップをさらに有し、
   所定時間経過後に前記経路要求メッセージを生成し同報送信する請求項８に記載の経路探索方法。
10. 第１の無線通信装置は経路要求メッセージの送信から経路応答メッセージの受信までの経路応答待機時間を計測し、所定時間内に探索対象の無線通信装置から経路応答メッセージを受信しない場合に経路要求メッセージを再度生成し、同報送信するステップを有し、
    前記経路要求メッセージの送信試行回数が所定の回数を越えるまで繰り返す請求項８あるいは請求項９に記載の経路探索方法。
11. アドホックネットワーク上の無線通信装置を経路探索するために、コンピュータを、
    経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を記録する経路要求情報記憶手段、
    記録した１乃至複数の無線通信装置の前記識別子を含む、経路要求メッセージを生成する経路制御メッセージ生成手段、
    生成した前記経路要求メッセージを同報送信する送信手段、
    前記経路要求メッセージを受信した経路対象の無線通信装置から送信される経路応答メッセージを受信し、前記経路要求情報記録手段から該当する前記経路探索対象の無線通信装置の識別子を削除する経路制御メッセージ受信処理手段、
    として機能させるための無線通信プログラム。
12. アドホックネットワーク上の無線通信装置を経路探索するために、コンピュータを、
    経路探索対象の無線通信装置を特定する識別子を１乃至複数含む経路要求メッセージを受
    信する受信手段、
    受信した経路要求メッセージの経路探索の対象に自己があるか否かを判定する経路対象判定手段、
    前記経路対象判定手段により自己が経路探索の対象であるとされた場合、経路探索の送信元の無線通信装置への経路応答メッセージと、前記経路要求メッセージに記載されている無線通信装置識別子から自己の無線通信装置識別子を除いた経路要求メッセージとを生成する経路制御メッセージ生成手段、
    前記経路制御メッセージ生成手段で生成した経路応答メッセージの送信と、生成した経路要求メッセージの同報転送をする送信手段、
    として機能させるための無線通信プログラム。
    
    

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