JP2006014346A

JP2006014346A - 共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法

Info

Publication number: JP2006014346A
Application number: JP2005188723A
Authority: JP
Inventors: Boem-Jin Chung; 凡振鄭; Kunseki Kim; 訓▲せき▼ 金
Original assignee: Xeline Co Ltd
Current assignee: Xeline Co Ltd
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2006-01-12
Also published as: KR100607139B1; KR20060000077A

Abstract

【課題】共有媒体上のすべてのノードが自動ルータとして動作し、直接通信が不可能なノード間にも他のノードを経由して安定して通信を行えるようにした共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法を提供する。
【解決手段】共有媒体を利用した通信システムにおいて、複数の通信領域に分散し、共有媒体を利用して通信をしようとするそれぞれのノードが到達距離と目的地ノードＩＤとが含まれた経路情報パケットを、隣合うノードと設定時間毎に交換して自身のノードに保存されたルーティング経路テーブルを完成する第１過程；及びそれぞれのノードのルーティング経路テーブルが完成された後にもそれぞれのノードが設定時間毎に経路情報パケットのブロードキャスティングを遂行し、それぞれのノードでは受信された経路情報パケットに基づいて既に完成されたルーティング経路テーブルを更新する第２過程を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法に関し、より詳しくは、電力線または無線媒体などを利用して通信を行うシステムで様々な通信妨害要素及び信号減衰などの原因による通信不可能に備えられるようにした共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法に関する。

特定媒体（電力線、専用線、空気など）を利用して通信をしようとする場合に、媒体の距離による信号の減衰及び外部から引き込まれるノイズなどの影響によって各ノード間の通信が円滑になされ得ない。さらに、各通信しようとするノードで発生するノイズなどの予想できない原因によって、通信しようとする各ノード間に通信が円滑になされない場合がかなり多く発生する。

特に、各ノード間のインピーダンス不整合などによっても通信に必要な最小信号のレベルまでも確保することができなかった状態で、結局は通信品質の劣化などによって所望する通信が不可能になる場合が生じる。

既存に提示されたルーティングアルゴリズムは、ランダムブロードキャスティング（Ｆｌｏｏｄｉｎｇ）に依存したり、あらかじめ作成されたルーティングテーブルに依存した方式が大部分であった。既存に提示された自動設定ルーティング方法では、非対称経路及び不安定経路に対する対策が全くないか不足している。

本発明は、上記の従来の問題点を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、共有媒体上のすべてのノードが自動ルータとして動作し、直接通信が不可能なノード間にも他のノードを経由して安定して通信を行えるようにした共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明の好ましい実施例による、共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法は、共有媒体を利用した通信システムにおいて、
複数の通信領域に分散し、前記共有媒体を利用して通信するそれぞれのノードが到達距離と目的地ノードＩＤとが含まれた経路情報パケットを、隣合うノードと設定時間毎に交換して自身のノードに保存されたルーティング経路テーブルを完成する第１過程；及び前記それぞれのノードのルーティング経路テーブルが完成された後にもそれぞれのノードが設定時間毎に前記経路情報パケットのブロードキャスティングを遂行し、それぞれのノードでは受信された経路情報パケットに基づいて既に完成されたルーティング経路テーブルを更新する第２過程を備えることを特徴とする。

本発明によれば、直接通信が不可能なノードに通信信号を伝達するために通信チャンネル上の各ノードがルータとして自動動作し、一回のリピートが必要な度に、相対距離を１ずつ増加して最小限のリピートだけで目的地まで到達できるようにする最短距離アルゴリズムを使用することによって、付加的な装置を使用しないながらも従来の問題点であった信号の減衰及びノイズの影響などによる通信品質の劣化を防止することができるようになる。

即ち、スマートルーティング機能を搭載したノードは、自動でルーティング経路を把握した後、最短経路上のリピーターとして動作するようになるため、付加的なハードウェアのリピーター設置を必要としない。

それだけでなく、既存の固定されたルーティングテーブルに依存するルーティング方式とは異なり、本発明では簡単なアルゴリズムを通じて自動でルーティングテーブルを生成して維持することができ、電力線とＲＦのように急変する環境に適応が容易である。

電力線とＲＦなどの媒体を使用する時に頻繁に発生する不安定経路と非対称経路に対しても本発明が提示する対備策を活用する場合、手軽に対応することが可能になる。

＜実施例＞
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例による共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法について説明する。

図１は、本発明の方法が適用される通信チャンネルの仮想構成図である。通信領域（ａ１、ａ２、ａ３）は、互いに両方向通信が可能な範囲を意味する。電力線や無線などの共有媒体を使用するようになれば、ノイズや信号減衰によって通信可能範囲が狭くなるため通信チャンネル１０上のすべてのノード１２、１４、１６、１８、２０が直接通信が可能なわけではない。

各ノード１２、１４、１６、１８、２０は自身と隣接したいくつかのノードと両方向通信が可能であり、直接通信が可能なノード同士は同じ通信領域に属するようになる。即ち、ノードＡ１２とノードＢ１４とは、同一の通信領域ａ１に属するため相互間の直接通信が可能であり、ノードＢ１４とノードＣ１６及びノードＤ１８は、同一の通信領域（ａ２）に属するため相互間の直接通信が可能であり、ノードＤ１８とノードＥ２０とは、同一の通信領域（ａ３）に属するため相互間の直接通信が可能である。しかし、ノードＡ１２とノードＣ１６のように通信領域が相違する場合には相互間の直接通信が不可能である。

スマートルーティング機能のために、すべてのノード１２、１４、１６、１８、２０はルーティング経路テーブルをノード内部に生成するが、初期設置時にはそれぞれのノード１２、１４、１６、１８、２０に保存されたルーティング経路テーブルがすべて空の状態である。ルーティング経路テーブルを完成するためにそれぞれのノード１２、１４、１６、１８、２０は周期的に自身が把握しているルーティング経路情報をパケット化して周辺の通信可能なノードにブロードキャスティングする。本発明では、すべてのノード１２、１４、１６、１８、２０が周期的に転送するルーティング情報パケットを経路情報パケットと言う。

前記経路情報パケットは、図２に示すように前記経路情報パケットを転送したノードを表示する１バイトのパケット転送ノードＩＤ領域と、含んでいる経路情報ユニットの個数を表示する１バイトの経路情報ユニット個数領域、及びそれぞれ２バイトからなる複数の経路情報ユニット領域を備える。前記それぞれの経路情報ユニット領域は、目的地ノードまでの相対的距離を表示する１バイトの到達距離領域及び目的地ノードを表示する１バイトの目的地ノードＩＤ領域に細分化される。

各ノード１２、１４、１６、１８、２０は、周囲のノードが周期的に転送する経路情報パケットを収集して自身が保存しているルーティング経路テーブルを更新して行く。

各ノード１２、１４、１６、１８、２０のルーティング経路テーブルは、目的地ノード、前記目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離、及び前記目的地ノードまでのパケット中継が可能なノードを表示する中継ノードに対する領域に区画される。その中継ノードは、経路情報パケットを中継する時に用いられるノードではなく一般パケットを中継する時に用いられるノードであり、その経路情報パケットは中継されるのではなく通信領域内部でのみブロードキャスティングされる。

各ノード１２、１４、１６、１８、２０の初期ルーティング経路テーブルは、図３に例示するように空である。図３において到達距離が０ｘＦＦであるのは、まだ経路の把握ができていないことを意味する。各ノード１２、１４、１６、１８、２０が周期的に転送するルーティング経路情報パケットを何回か受信し、ルーティング経路テーブルを完成することが本発明での優先課題である。

図１と同じ通信チャンネル環境によって、最終的に完成された各ノード１２、１４、１６、１８、２０のルーティング経路テーブルは、図４に例示するような形態になる。同一通信領域内に存在して直接通信が可能なノードとノードとの間の到達距離は１になる。本発明では直接通信が可能なノードとノードとの間の相対的距離は一括的に１に設定されるため一回のリピートを必要とするノードまでの相対的距離は２になり、二回のリピートを必要とするノードまでの相対的距離は３となる。到達距離が１より大きくて直接通信が不可能なノードと通信を試みる場合には、目的地ノードを明示した状態で中継ノードにパケットを転送する。そのパケットを伝達された中継ノードもまた自身のルーティング経路テーブルを検索した後に目的地ノードと直接通信が可能であれば目的地ノードに直接転送し、再び中継ノードが必要であれば中継ノードにパケットを転送する。

例えば、ノードＢ１４の立場でノードＢ１４とノードＣ１６との間の物理的距離と、ノードＢ１４とノードＤ１８との間の物理的距離とは相互差があるが、前記ノードＢ１４とノードＣ１６との間の相対的距離と、ノードＢ１４とノードＤ１８との間の相対的距離とは相互同一の１である。

本発明では相対的距離と到達距離とが同一の意味となる。そして、ノードＡ１２の立場でノードＡ１２とノードＣ１６との間の相対的距離と、ノードＡ１２とノードＤ１８との間の相対的距離とは相互同一の２であり、ノードＢ１４で一回のリピートが行われる。

図４の完成されたルーティング経路テーブルに対してノードＡ１２に保存されたルーティング経路テーブルを例にあげて説明する。即ち、ルーティング経路テーブルが完成された以後に一般パケットを取り交わす状況に対する説明である。

ノードＡ１２に保存された完成されたルーティング経路テーブルで、目的地ノードがＢの場合には到達距離が１で中継ノードがＢに設定されている。この場合にはノードＡ１２がノードＢ１４と通信を試みる時に直接通信が可能であるということを意味する。一方で、目的地ノードがＥの場合には到達距離が３で中継ノードがＢに設定されている。これはノードＡ１２がノードＥ２０と通信をしようとする時は直接通信が不可能であるためノードＢ１４を通さなければならないし、この時、中間に二回のリピート過程を要するという意味になる。従って、ノードＡ１２がノードＥ２０と通信を試みる時は、中継ノードであるノードＢ１４にパケットを転送する。

このパケットを受信したノードＢ１４も目的地ノードであるノードＥ２０に対する到達距離と中継ノードとを検索する。ノードＢ１４に保存されたルーティング経路テーブルを見ればノードＥ２０に対する情報に到達距離が２あり、中継ノードがＤに設定されているためノードＢ１４はノードＤ１８にパケットを転送する。

ノードＤ１８はノードＥ２０と直接通信が可能であるためノードＥ２０にパケットを転送すれば、ついにノードＡ１２の生成したパケットが所望する目的地ノードであるＥ２０に伝達する。

ここからは、各ノードに保存されるルーティング経路テーブルを更新する動作に対して図５のフローチャートを参照して説明する。上述したように各ノード１２、１４、１６、１８、２０は、経路情報パケットを周期的にブロードキャスティングし、その経路情報パケットを受信したノードは、受信した経路情報パケットに基づいて自身のルーティング経路テーブルを更新する。

図１の通信チャンネルで、ノードＢ１４が下の表１のような経路情報パケットを転送したと仮定する。

そして、ルーティング経路テーブルが下記の表２のような状態にあるノードＣ１６が前記表１の経路情報パケットを受信したと仮定する（段階Ｓ１０）。

経路情報パケットを受信したノードＣ１６は、一旦どんなノードが経路情報パケットを発生したのか確認するために初バイトからパケット転送ノードＩＤを把握する（段階Ｓ１２）。上記の例ではノードＢ１４が経路情報パケットを発生させたため、パケット転送ノードＩＤはＢとなる。それではノードＣ１６の立場で、ノードＢ１４は直接通信可能なノードになるため到達距離を１と設定し、中継ノードはＢと設定して自身のルーティング経路テーブルを検索する（段階Ｓ１４）。その検索結果、前記１と設定された到達距離が現在ルーティング経路テーブルに保存されているノードＢ１４に対する到達距離（初期値である０ｘＦＦ）より小さいため（段階Ｓ１６で“Ｎ”）その１と設定された到達距離がそのノードＢ１４に対する到達距離即ち、最短距離になる。それによって、目的地ノードであるノードＢ１４に対するルーティング経路は下の表３のように修正される（段階Ｓ１８）。

次に、そのノードＣ１６は、受信した経路情報パケットに含まれた経路情報ユニット個数を把握するようになる。その経路情報ユニット個数が０より大きければ（段階Ｓ２０で“Ｙ”）、その経路情報ユニット個数だけ上述した動作を繰り返すようになる。

前記表１を見れば、一番目の経路情報ユニットに含まれた情報が到達距離は１であり、目的地ノードＩＤはＡとされている。ここで、一旦到達距離に１を足さなければならないが、これはノードＢ１４を中継ノードとして使用する場合に到達距離がノードＢ１４からの相対距離に１だけ追加されるためである。従って目的地ノードＩＤ（Ａ）に対する実際到達距離は２になる（段階Ｓ２２、段階Ｓ２４）。

そして、上述した段階Ｓ１４に復帰してその段階からの動作を繰り返すようになるが、そのノードＣ１６は自身のルーティング経路テーブルから目的地ノードＩＤ（Ａ）に対する到達距離を検索すれば０ｘＦＦになっていて２より大きいため、目的地ノードＩＤ（Ａ）に対する到達距離を２として下の表４のようにノードＣ１６のルーティング経路テーブルが更新される。即ち、以後には目的地ノードＩＤ（Ａ）に対する到達距離は２となり、この時の中継ノードはＢとなる。

後続する経路情報ユニットを見れば到達距離が１で目的地ノードＩＤがＤとされている。この時も同じように到達距離に１を足さなければならないため、実際到達距離は２となる。

ノードＣ１６のルーティング経路テーブルを検索すれば目的地ノードＤに対して到達距離は１であるため、前記計算された到達距離より小さな値である（段階Ｓ１６で“Ｙ”）。即ち、ノードＢ１４を中継して通信する場合、最短距離ではないため段階Ｓ２６に進行し、ノードＣ１６は自身のルーティング経路テーブルを更新しない。

最後の経路情報ユニットを見れば、到達距離が２で目的地ノードＩＤはＥになっている。到達距離に１を足して３にした後、目的地ノードＥに対する自身のルーティング経路テーブルを検索して見れば到達距離が同様に３になっている。

これはノードＣ１６からノードＥ２０に通信する場合、ノードＦを中継して行く時やノードＢ１４を中継して行く時のいずれの到達距離も３で同じであるということを意味する。このような場合には一番最近受けた情報がさらに信じられる情報であるため、中継ノードをＢに更新しなければならない。

結局ノードＣ１６のルーティング経路テーブルに対して更新された結果は、下の表５のようになる。

これによって、ノードＣ１６は新しいルーティング経路テーブルを有するようになる。これに基づいてノードＣ１６が周期的に経路情報パケットを転送する時は、下の表６のような形態の経路情報パケットを転送するようになる。

今回は、すべてのノードのルーティング経路テーブルが空の初期状態からルーティング経路テーブルが完全に構築される最終状態までの過程に対して説明する。

図１の通信チャンネル上に存在するすべてのノード１２、１４、１６、１８、２０に保存されたルーティング経路テーブルは、初期にはすべて空の状態である。各ノードが経路情報パケットを周期的に発生させるため、経路情報パケットを転送するノードの順序は一定しないと言える。しかし、順序に構わず一定の時間が過ぎれば常にルーティング経路テーブルが完成されるため、以後の説明では便宜上任意の順序で経路情報パケットが転送されると仮定する。

すべてのノード１２、１４、１６、１８、２０のルーティング経路テーブルが空の状態で一番最初にノードＣ１６が経路情報パケットを発生したと仮定すれば、この場合ノードＣ１６が発生した経路情報パケットは下の表７に例示したような形態になる。

ノードＣ１６が転送した経路情報パケットは図１で、同じ通信領域に属するようになるノードＢ１４とノードＤ１８までのみ伝達され、ノードＡ、Ｅ１２、２０は経路情報パケットを伝達されることはない。この時ノードＣ１６が転送した経路情報パケットを受信したノードＢ１４とノードＤ１８とでは、上述した経路情報パケット受信後の処理過程（図５参照）によって下の表８のようにルーティング経路テーブルが更新される。即ち目的地ノードがＣの場合には直接通信が可能であるということを把握したものである。

次に、ノードＢ１４が経路情報パケットをブロードキャスティングすると仮定すれば、ノードＢ１４は自身が保存しているルーティング経路テーブルを検索して経路情報パケットを作る。ノードＢ１４のルーティング経路テーブルには目的地ノードＣについて経路が知られているため、目的地ノードＣに対する到達距離をルーティング経路テーブルに示される通りに設定し、経路情報パケットに経路情報ユニット形態として下の表９のように含ませる。

この場合にはノードＢ１４と同じ通信領域に属するノードＡ、Ｃ、Ｄ１２、１６、１８が経路情報パケットを受信し、自身のルーティング経路テーブルを更新するようになる。それぞれのノードで経路情報パケットを受信した以後、更新したルーティング経路テーブルは下の表１０のようである。

次に、ノードＥ２０が経路情報パケットをブロードキャスティングすると仮定すれば、ノードＥ２０のルーティング経路テーブルは空であるため、ノードＥ２０が生成した経路情報パケットは下の表１１のようである。

前記ノードＥ２０が転送した経路情報パケットは、ノードＤ１８でのみ受信することができるため下の表１２のようにルーティング経路テーブルが更新される。

次に、ノードＤ１８が再び経路情報パケットをブロードキャスティングすると仮定すれば、ノードＤ１８のルーティング経路テーブルには目的地ノードＢ、Ｃ、Ｅに対する経路が知られているため、各目的地ノードに対する到達距離をルーティング経路テーブルに示される通りに設定し、経路情報パケットに下の表１３のように含ませる。

前記ノードＤ１８が生成した経路情報パケットは、ノードＢ、Ｃ、Ｅが受信して下の表１４のような形態でルーティング経路テーブルが更新される。

次に、ノードＡ１２が経路情報パケットを発生させると仮定すれば、先に説明したのと同一の過程を経て下の表１５のような形態で経路情報パケットが生成され、そのノードＡ１２から転送されたパケットをノードＢ１４でのみ受信することができるため、該当のノードのルーティング経路テーブルが表１６のように更新される。

次に、ノードＢ１４が経路情報パケットを発生させると仮定すれば、先に説明したのと同一の過程を経て下の表１７のような経路情報パケットが生成され、該当のノードのルーティング経路テーブルは表１８のように更新される。

次に、ノードＤ１８が経路情報パケットを発生させると仮定すれば、先に説明したのと同一の過程を経て下の表１９のように経路情報パケットが生成され、該当のノードのルーティング経路テーブルが下の表２０のように更新される。

以上の過程を通じてすべてのノードのルーティング経路テーブルが目的の通り完成された。このような過程によって生成されたルーティング経路は、目的地ノードと通信をするための最短距離となる。このようなルーティング経路テーブルに即して通信を試みる場合、同一の媒体上にいるすべてのノードがたとえ直接通信が不可能であるとしても何回かのリピート過程を通じて成功的に通信がなされるようになる。

すべてのノードのルーティング経路テーブルが完成した後にも、各ノードは周期的に経路情報パケット転送を続けるようになる。この時到達距離がルーティング経路テーブルに保存された値と同じ場合にもルーティング経路テーブルの更新がなされるため、常に最近のルーティング経路を維持することができるようになる。

上述したようなルーティング経路テーブル構築過程に追加し、より信頼性のあるルーティング経路テーブル維持のために次の方法が追加されたりする。

まず、タイムスタンプ項目を追加しても良い。これは最近のルーティング経路を更新した時刻を記録して一定時間が経ってもルーティング情報が更新されない場合、該当ルーティング経路を信頼性のないものと見做し、Ｆｌｏｏｄｉｎｇなどの方式に切り替えるために用いられる。正常な環境では到達距離が同じルーティング経路が認識される度にルーティング経路テーブルが更新されるため、タイムスタンプもまた一定時間ごとに更新される。しかし、最短経路上のノードに異常が生じれば、到達距離が最短距離より大きい経路情報のみ受信されるようになる。この場合、持続的にタイムスタンプが更新されないようになるため、一定時間後に最短経路が損傷されたことを把握することができるようになる。

そして、非対称経路及び不安定経路を把握するための方法によって、モメンタム情報を追加したりする。モメンタム情報は、シーケンスナンバーに基づいて更新される別個の情報であるため、既存の経路情報パケットとルーティング経路テーブルに新しい項目として追加管理されなければならない。

まず、各ノードが生成する経路情報パケットの先端にシーケンスナンバーが追加されなければならず、経路情報ユニットにも各目的地ノードに該当するモメンタム値が追加されなければならない。そして、ルーティング経路テーブルにもやはり各ノード別に一番最近のシーケンスナンバーとモメンタム値とが保存されていなければならない。

それによって、各ノードから転送される経路情報パケットは図６のように、１バイトのシーケンスナンバー領域、前記経路情報パケットを転送したノードを表示する１バイトのパケット転送ノードＩＤ領域と、含んでいる経路情報ユニットの個数を表示する１バイトの経路情報ユニット個数領域、及びそれぞれ２バイトからなる複数の経路情報ユニット領域を備える。前記それぞれの経路情報ユニット領域は、４ビートのモメンタム領域と目的地ノードまでの相対的距離を表示する４ビートの到達距離領域及び目的地ノードを表示する１バイトの目的地ノードＩＤ領域に細分化される。

そして、各ノードに保存されたルーティング経路テーブルは、図７のように、目的地ノード、前記目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離、前記目的地ノードまでパケットの中継が可能なノードを表示する中継ノード、各目的地ノード別に一番最近のシーケンスナンバーとモメンタム値、及び各目的地ノード別に最近のルーティング経路の更新時刻を示すタイムスタンプに対する領域に区画される。

今から、モメンタム情報を活用する方法に対して説明する。図１の通信チャンネル上でノードＡ１２が経路情報パケットを発生させてこのパケットのシーケンスナンバーが１００であると仮定する。そして、この経路情報パケットをノードＢ１４で受信し、そのノードＢ１４に保存されているルーティング経路テーブルが下の表２１のようであると仮定する。

この時、ノードＡ１２が転送した経路情報パケットによってルーティング経路テーブルを更新する以前に必ずシーケンスナンバーから確認する。受信した経路情報パケットのシーケンスナンバーが１００で、ノードＢ１４のルーティング経路テーブルに示された目的地ノードＡに該当する最近のシーケンスナンバーが９９であるため、シーケンスナンバーが連続していると言える。このように、シーケンスナンバーが連続する場合には、目的地ノードＡのモメンタムを１増加させる。それでは、モメンタムが３から４へと１だけ増加するようになる。

モメンタムが４になったということは、少なくとも４回連続でシーケンスナンバーが順次であるパケットをノードＡ１２から受信したということを意味する。モメンタム値が充分に大きい時には、ノードＡ１２と安定した通信が可能であると信頼することができるため、ノードＡ１２が転送した経路情報パケットによってノードＢ１４は自身のルーティング経路テーブルを更新する。それから目的地ノードＡに該当する最近のシーケンスナンバーを１００に更新する。

今回は、ノードＣ１６がシーケンスナンバーが３６である経路情報パケットを転送したと仮定すれば、ノードＢ１４がこれを受信した後にルーティング経路テーブルを検索して見れば目的地ノードＣの最近のシーケンスナンバーが３４になっていてシーケンスナンバーが連続しない。この時はモメンタム値を１引くが、そうするとノードＣ１６に該当するモメンタム値が２から１へと減少する。モメンタムが１に過ぎないということは、それだけノードＢ１４とノードＣ１６との間の通信が安定的ではないということを意味する。このような場合にはノードＣ１６を中継ノードとして活用することができないため、ノードＣ１６が転送した経路情報パケットを処理せずに廃棄する。しかしこの場合にもノードＣ１６に対する最近のシーケンスナンバーを３４から３６へと変更させる。

但し、モメンタム値に１を足すか引く場合に、一定の範囲を定めて最大値より大きくなく０よりは小さくない値を維持するようにする。一定の臨界値より小さいモメンタム値を有する場合に、該当ノードが不安定経路にあると把握するようになるが、この時の臨界値が大きいほど正確な不安定経路の把握が可能になる一方、安定した経路の把握にも長い時間が必要となるようになる。

上記のようなシーケンスナンバーとモメンタム情報とを活用して不安定な経路を把握することができるようになる。しかし、非対称経路を把握するためには図６の改善された経路情報ユニット構造から分かるように、経路情報パケットにさらに含まれているモメンタム情報まで分析しなければならない。

本発明の実施例の説明で言及される非対称経路に対して説明すれば次の通りである。図８において、もしノードＡ２２から送信したパケットをノードＢ２４で受信することはできるが、ノードＢ２４から送信したパケットをノードＡ２２で受信することができなければ、ノードＡ２２とノードＢ２４との間の経路は、非対称経路であると言える。このような非対称経路でノードＡ２２とノードＢ２４との間の通信のためには常にノードＣ２６を経る方が有利である。

上記のような非対称経路の状況において、ノードＡ２２が生成した経路情報パケットが下の表２２のようであり、ノードＢ２４に保存されたルーティング経路テーブルは下の表２３のようであると仮定する。

この時、ノードＡ２２で生成した経路情報パケットをノードＢ２４で受信すれば、まずシーケンスナンバーを確認する。ノードＡ２２からノードＢ２４への通信は、円滑な状態であるためシーケンスナンバーは連続的であり、ノードＡ２２に該当するモメンタム値も１０と充分に大きいということが分かる。

そして、ノードＢ２４は、ノードＡ２２が転送した経路情報パケットを検索して自己身自身、即ちノードＢ２４に対するモメンタムがいくつに設定されているのかを確認する。ノードＡ２２が転送した経路情報パケットを見れば、目的地ノードＢに対するモメンタム値が０に設定されていることが分かる。

これはノードＢ２４からノードＡ２２に向かう通信経路が非常に不安定であって、ノードＢ２４が転送したパケットをノードＡ２２が受信することができなかったためである。このような場合にノードＡ２２とノードＢ２４との間の経路が非対称経路であることを把握することができるようになる。

よって、ノードＢ２４はノードＡ２２を中継ノードとして活用することができないと判断し、ノードＡ２２が転送した経路情報パケットを解読せずに廃棄するようになる。

これとは別に、もしチャンネル上にノードＣ２６が存在しなければ、ノードＡ２２が発生させた経路情報パケットにはノードＢ２４に対する経路情報ユニットが初めから含まれていないことになる。このような場合にもノードＢ２４では、ノードＡ２２が転送した経路情報パケットを分析して自身に該当する経路情報ユニットがないということを把握し、ノードＡ２２が非対称経路上にあることを判定できるようになる。この場合にも同じようにノードＢ２４はノードＡ２２が転送した経路情報パケットを解読せずに廃棄するようになる。

チャンネルの状況によっては、一定時間の間ノードＢ２４から転送されたパケットが成功的にノードＡ２２に到達してから、時間が流れに従ってノードＢ２４から転送されたパケットをノードＡ２２でそれ以上受信することができない状況に変化することもある。

この場合、通信が円滑であった時間にノードＡ２２に保存されたノードＢ２４に対するモメンタム情報は、臨界値より大きくなる。しかしこれ以上パケットを受信することができなくなれば、ノードＡ２２に保存されたノードＢ２４に対するモメンタム情報は現在の値を維持するようになる。この時タイムスタンプを周期的に確認して一定時間が経ってもそのタイプスタンプが更新されなければ、ノードＡ２２ではノードＢ２４に対するモメンタム値を０に初期化する。

上記の非対称経路の状況においてノードＣ２６は、ノードＡ２２とノードＢ２４とどちらとも対称的経路を成しているので、ノードＣ２６が転送した経路情報パケットは、ノードＡ２２とノードＢ２４とですべて正常に解読してルーティング経路テーブルの更新に用いる。

結局、上記のような非対称経路の状況で完成されたルーティング経路テーブルは、下の表２４、表２５、表２６のようになる。

以上の過程で説明したように、シーケンスナンバーとモメンタム値を活用すれば、不安定経路及び非対称経路を比較的簡単に把握することができ、迂回経路を設定するのにも問題なく適用され得る。

一方、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を脱しない範囲内において修正及び変形して実施することができ、そのような修正及び変形が加えられた技術思想もまた以下の特許請求の範囲に属するものと見なされなければならない。

本発明の方法が適用される通信チャンネルの仮想構成図である。図１に示された各ノードから転送する経路情報パケットの構造図である。図１に示された各ノードのルーティング経路テーブルの初期状態を表した構造図である。図１に示された各ノードのルーティング経路テーブルの完成状態を表した構造図である。図１に示されたノードが経路情報パケットを受信した場合の処理手順を説明するフローチャートである。図２の経路情報パケットの構造を変形させた例を表した図面である。図３のルーティング経路テーブルを変形させた例を表した図面である。非対称経路の状況を例示的に表した図面である。

符号の説明

１０通信チャンネル
１２、２２ノードＡ
１４、２４ノードＢ
１６、２６ノードＣ
１８ノードＤ
２０ノードＥ
ａ１、ａ２、ａ３通信領域

Claims

共有媒体を利用した通信システムのルーティング方法であって、
複数の通信領域に分散し、前記共有媒体を利用して通信するそれぞれのノードが到達距離と目的地ノードＩＤとが含まれた経路情報パケットを、隣合うノードと設定時間毎に交換して自身のノードに保存されたルーティング経路テーブルを完成する第１過程と、
前記それぞれのノードのルーティング経路テーブルが完成された後にも、それぞれのノードが設定時間毎に前記経路情報パケットのブロードキャスティングを遂行し、それぞれのノードでは受信された経路情報パケットに基づいて既に完成されたルーティング経路テーブルを更新する第２過程とを備えることを特徴とする共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記経路情報パケットは、前記経路情報パケットを転送したノードを表示するパケット転送ノードＩＤ領域と、含んでいる経路情報ユニットの個数を表示する経路情報ユニット個数領域、及び複数の経路情報ユニット領域を備え、
前記それぞれの経路情報ユニット領域は、目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離領域及び目的地ノードを表示する目的地ノードＩＤ領域に細分化されたことを特徴とする請求項１に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記パケット転送ノードＩＤ領域及び経路情報ユニット個数領域は１バイトであり、
前記それぞれの経路情報ユニット領域は２バイトであり、
前記到達距離領域は１バイトであり、
前記目的地ノードＩＤ領域は１バイトであることを特徴とする請求項２に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードに保存されたルーティング経路テーブルは、目的地ノード、前記目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離、及び前記目的地ノードまでのパケット中継が可能なノードを表示する中継ノードに対する領域に区画されたことを特徴とする請求項２に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
同一通信領域内に存在して直接通信が可能なノードとノードとの間の到達距離を１と設定し、一回のリピートを要するノードまでの到達距離を２とし、二回のリピートを要するノードまでの到達距離を３にすることを特徴とする請求項２乃至４のうち何れか１項に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記到達距離が１より大きくて直接通信が不可能なノードと通信を試みる場合には、目的地ノードを記録した状態で中継ノードにパケットを転送することを特徴とする請求項５に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記パケットを受信した中継ノードは、自身のルーティング経路テーブルを検索して目的地ノードと直接通信ができれば受信したパケットを該当目的地ノードに直接転送し、直接通信が不可能であれば自身のルーティング経路テーブルに記録された中継ノードに前記受信したパケットを転送することを特徴とする請求項６に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記経路情報パケットの最先端にシーケンスナンバー領域を追加し、前記それぞれの経路情報ユニット領域内に各目的地ノードに対するモメンタム値が表示されるモメンタム領域を追加することを特徴とする請求項２に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードに保存されたルーティング経路テーブルには、各目的地ノード別に一番最近のシーケンスナンバーとモメンタム値及び各目的地ノード別に最近のルーティング経路の更新時刻を示すタイムスタンプに対する領域がさらに区画されることを特徴とする請求項８に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードは、任意のノードから転送されて来た経路情報パケットのシーケンスナンバーが連続している場合には、自身のルーティング経路テーブル内に記録された前記任意のノードに該当する目的地ノードに対するモメンタム値を増加させ、連続していなければ前記任意のノードに該当する目的地ノードに対するモメンタム値を減少させ、前記加減されるモメンタム値が一定水準以上であれば、前記任意のノードが転送した経路情報パケットによって自身のルーティング経路テーブルを更新し、前記加減されるモメンタム値が一定水準以下であれば、前記経路情報パケットを転送したノードとの通信経路が不安定なものと把握することを特徴とする請求項９に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意のノードから転送される最近のシーケンスナンバー及びモメンタム値が含まれた経路情報パケットを受信したノードでは、自身のルーティング経路テーブル内の前記任意のノードに該当する最近のシーケンスナンバーを確認し、連続していれば前記受信された経路情報パケットから自身に対するモメンタム値を確認し、確認されたモメンタム値が一定水準以下であれば、前記任意のノードと自身のノードとの間の経路が非対称経路であるものと判断して前記任意のノードから転送されて来た経路情報パケットを廃棄することを特徴とする請求項９に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意のノードから転送される最近のシーケンスナンバー及びモメンタム値が含まれた経路情報パケットを受信したノードでは、受信された経路情報パケット内に自身のノードに該当する経路情報が存在しなければ、前記任意のノードが非対称経路上にあるものと判断して前記任意のノードから転送されて来た経路情報パケットを廃棄することを特徴とする請求項９に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意の送信ノードからの経路情報パケットを受信したノードでは、一定時間が経っても内部のルーティング経路テーブルの前記任意の送信ノードに対するタイムスタンプに変化がない場合、前記任意の送信ノードを損傷された経路と判断して内部のルーティング経路テーブル内に保存された前記任意の送信ノードに対するモメンタム値を初期化させることを特徴とする請求項９に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
共有媒体を利用した通信システムのルーティング方法であって、
複数の通信領域で分けられた通信チャンネル上に存在するそれぞれのノードが、任意のノードから転送される経路情報パケットを受信する第１過程と、
前記経路情報パケットを受信したノードは、前記受信された経路情報パケットによって自身のノードに保存されたルーティング経路テーブルを更新するが、さらに前記ルーティング経路テーブルに既保存された目的地ノードに連携されている到達距離を最短距離に更新して中継ノードを更新する第２過程と、
前記自身のルーティング経路テーブルを更新したノードは、自身のルーティング経路テーブル内の情報を利用して経路情報パケットを作り、前記通信チャンネル上に存在する他のノードにブロードキャスティングする第３過程とを備えることを特徴とする共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記経路情報パケットは、前記経路情報パケットを転送したノードを表示するパケット転送ノードＩＤ領域と、含んでいる経路情報ユニットの個数を表示する経路情報ユニット個数領域、及び複数の経路情報ユニット領域を備え、
前記それぞれの経路情報ユニット領域は、目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離領域及び目的地ノードを表示する目的地ノードＩＤ領域に細分化されたことを特徴とする請求項１４に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードに保存されたルーティング経路テーブルは、目的地ノード、前記目的地ノードまでの相対的距離を表示する到達距離、及び前記目的地ノードまでのパケット中継が可能なノードを表示する中継ノードに対する領域に区画されたことを特徴とする請求項１５に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記第２過程は、前記経路情報パケットを受信したノードは、前記受信した経路情報パケット内の情報に基づいてパケット転送ノードを把握してそのパケット転送ノードを目的地ノードとし、その目的地ノードに対する到達距離及び中継ノードを設定する第１段階とと、
前記経路情報パケットを受信したノードは、自身のルーティング経路テーブル内に既保存された前記目的地ノードに対する到達距離と前記第１段階で設定された前記目的地ノードに対する到達距離とを相互比較して前記目的地ノードに対するルーティング経路を更新する第２段階と、
前記経路情報パケットを受信したノードは、前記受信された経路情報パケットに含まれた経路情報ユニット個数を把握し、前記把握されたそれぞれの経路情報ユニットの情報に基づいて自身のルーティング経路テーブル内に既保存された該当目的地ノードに対するルーティング経路を更新する第３段階とを備えることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記第２段階において、前記設定した到達距離が自身のルーティング経路テーブル内に既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離より小さければ、前記既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離は前記設定した到達距離に更新されることを特徴とする請求項１７に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記第３段階において、前記把握された経路情報ユニット内の目的地ノードに対する到達距離に一定数を加算した結果値が前記経路情報パケットを受信したノードのルーティング経路テーブルに既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離より小さければ、前記既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離は前記結果値に更新され、前記結果値が前記経路情報パケットを受信したノードのルーティング経路テーブルに既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離より大きければ、前記既保存されている前記目的地ノードに対する到達距離はそのまま維持され、相互同一であれば、前記目的地ノードに対する中継ノードは前記経路情報パケットを転送したノードに更新されることを特徴とする請求項１７に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記経路情報パケットの最先端にシーケンスナンバー領域を追加し、前記それぞれの経路情報ユニット領域内に各目的地ノードに対するモメンタム値が表示されるモメンタム領域を追加することを特徴とする請求項１５に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードに保存されたルーティング経路テーブルには、各目的地ノード別に一番最近のシーケンスナンバーとモメンタム値及び各目的地ノード別に最近のルーティング経路の更新時刻を示すタイムスタンプに対する領域がさらに区画されることを特徴とする請求項２０に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
前記それぞれのノードは、任意のノードから転送されて来た経路情報パケットのシーケンスナンバーが連続している場合には、自身のルーティング経路テーブル内に記録された前記任意のノードに該当する目的地ノードに対するモメンタム値を増加させ、連続していなければ前記任意のノードに該当する目的地ノードに対するモメンタム値を減少させ、前記加減されるモメンタム値が一定水準以上であれば、前記任意のノードが転送した経路情報パケットによって自身のルーティング経路テーブルを更新し、前記加減されるモメンタム値が一定水準以下であれば、前記経路情報パケットを転送したノードとの通信経路が不安定なものと把握することを特徴とする請求項２１に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意のノードから転送される最近のシーケンスナンバー及びモメンタム値が含まれた経路情報パケットを受信したノードでは、自身のルーティング経路テーブル内の前記任意のノードに該当する最近のシーケンスナンバーを確認し、連続していれば前記受信された経路情報パケットから自身に対するモメンタム値を確認し、確認されたモメンタム値が一定水準以下であれば、前記任意のノードと自身のノードとの間の経路が非対称経路であるものと判断して前記任意のノードから転送されて来た経路情報パケットを廃棄することを特徴とする請求項２１に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意のノードから転送される最近のシーケンスナンバー及びモメンタム値が含まれた経路情報パケットを受信したノードでは、受信された経路情報パケット内に自身のノードに該当する経路情報が存在しなければ、前記任意のノードが非対称経路上にあるものと判断して前記任意のノードから転送されて来た経路情報パケットを廃棄することを特徴とする請求項２１に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。
任意の送信ノードからの経路情報パケットを受信したノードでは、一定時間が経っても内部のルーティング経路テーブルの前記任意の送信ノードに対するタイムスタンプに変化がない場合、前記任意の送信ノードを損傷された経路と判断して内部のルーティング経路テーブル内に保存された前記任意の送信ノードに対するモメンタム値を初期化させることを特徴とする請求項２１に記載の共有媒体を利用した通信システムでノード間の相対距離に基づいたスマートルーティング方法。