JP2006186583A - Radio device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線装置に関し、特に、複数の無線装置によって、自律的、かつ、即時的に構築されるアドホックネットワークを構成する無線装置に関するものである。 The present invention relates to a radio apparatus, and more particularly to a radio apparatus constituting an ad hoc network that is autonomously and instantaneously constructed by a plurality of radio apparatuses.
アドホックネットワークは、複数の無線装置が相互に通信を行なうことによって自律的、かつ、即時的に構築されるネットワークである。アドホックネットワークでは、通信する２つの無線装置が互いの通信エリアに存在しない場合、２つの無線装置の中間に位置する無線装置がルータとして機能し、データパケットを中継するので、広範囲のマルチホップネットワークを形成することができる。 An ad hoc network is a network that is autonomously and instantaneously constructed by a plurality of wireless devices communicating with each other. In an ad hoc network, when two wireless devices that communicate with each other do not exist in the communication area, a wireless device located between the two wireless devices functions as a router and relays a data packet. Can be formed.
このようなアドホックネットワークは、被災地での無線通信網やＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）車車間通信でのストリーミングなど、様々な方面に応用されようとしている（非特許文献１）。 Such an ad hoc network is about to be applied to various fields such as a wireless communication network in a stricken area and streaming in ITS (Intelligent Transport Systems) inter-vehicle communication (Non-Patent Document 1).
マルチホップ通信をサポートする動的なルーティングプロトコルとしては、テーブル駆動型プロトコルとオンデマンド型プロトコルとがある。テーブル駆動型プロトコルは、定期的に経路に関する制御情報の交換を行ない、予め経路表を構築しておくものであり、ＧＳＲ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）、ＦＳＲ（Ｆｉｓｈ−ｅｙｅ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＤＳＤＶ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）等が知られている。 Dynamic routing protocols that support multi-hop communication include table-driven protocols and on-demand protocols. The table-driven protocol periodically exchanges control information related to a route and constructs a route table in advance, and includes GSR (Global State Routing), FSR (Fish-eye State Routing), OLSR (Optimized Link). State Routing) and DSDV (Destination Sequential Distance Vector) are known.
また、オンデマンド型プロトコルは、データ送信の要求が発生した時点で、初めて宛先までの経路を構築するものであり、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＡＯＤＶ（Ａｄ Ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等が知られている。 In addition, the on-demand protocol is a method for constructing a route to a destination for the first time when a data transmission request occurs, and includes DSR (Dynamic Source Routing) and AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing). Are known.
そして、従来のアドホックネットワークにおいては、送信元から送信先へデータ通信を行なう場合、送信元から送信先までのホップ数ができる限り少なくなるように通信経路が決定される（非特許文献２）。
しかし、従来のルーティングプロトコルは、送信元と送信先との間で無線通信を行なうための通信経路をホップ数が少なくなるように決定するため、２つの無線装置間の通信距離が無線通信の遮断に繋がる特定の通信距離となる場合も送信元と送信先との間で無線通信を行なうための通信経路として決定される。その結果、送信元と送信先との間で無線通信を安定して行なうことが困難である。 However, since the conventional routing protocol determines the communication path for performing wireless communication between the transmission source and the transmission destination so that the number of hops is reduced, the communication distance between the two wireless devices is cut off from the wireless communication. Even when the communication distance is a specific communication distance, the communication path is determined as a wireless communication path between the transmission source and the transmission destination. As a result, it is difficult to stably perform wireless communication between the transmission source and the transmission destination.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、自律的に構築され、かつ、安定した無線通信を行なう無線ネットワークを構成する無線装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a wireless device that constitutes a wireless network that is autonomously constructed and performs stable wireless communication. .
この発明によれば、無線装置は、自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信が行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置であって、位置情報記憶手段と、通信手段とを備える。位置情報記憶手段は、無線ネットワークを構成する複数の無線装置の当該無線装置に対する絶対位置を示す絶対位置情報を記憶する。通信手段は、位置情報記憶手段に記憶された絶対位置情報に基づいて、無線通信の遮断に繋がる特定の通信距離を除外して無線通信を行なう。 According to the present invention, the wireless device is a wireless device that is autonomously established and constitutes a wireless network in which wireless communication is performed between a transmission source and a transmission destination, and is configured to communicate with a position information storage unit. Means. The position information storage means stores absolute position information indicating the absolute position of the plurality of wireless devices constituting the wireless network with respect to the wireless device. Based on the absolute position information stored in the position information storage means, the communication means performs wireless communication excluding a specific communication distance that leads to interruption of wireless communication.
好ましくは、無線装置は、位置情報作成手段を更に備える。位置情報作成手段は、各無線装置が計測した隣接する無線装置との間の距離および角度からなる位置情報を複数の無線装置から受信するとともに、その受信した位置情報に基づいて絶対位置情報を作成し、その作成した絶対位置情報を位置情報記憶手段に格納する。 Preferably, the wireless device further includes position information creation means. The position information creating means receives position information including a distance and an angle between adjacent wireless devices measured by each wireless device from a plurality of wireless devices, and creates absolute position information based on the received position information. Then, the created absolute position information is stored in the position information storage means.
好ましくは、位置情報作成手段は、当該無線装置の位置を原点とする平面座標を設定し、その設定した平面座標に距離および角度に基づいて複数の無線装置の絶対位置を設定して絶対位置情報を作成する。 Preferably, the position information creating means sets the plane coordinates with the position of the wireless device as an origin, sets the absolute positions of the plurality of wireless devices based on the distance and angle to the set plane coordinates, and stores the absolute position information. Create
好ましくは、無線装置は、経路決定手段を更に備える。経路決定手段は、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離以外の通信距離になるように送信先までの通信経路を絶対位置情報に基づいて決定する。そして、通信手段は、経路決定手段によって決定された通信経路に沿ってデータを送信先へ送信する。 Preferably, the wireless device further includes route determination means. The route determining means determines the communication route to the transmission destination based on the absolute position information so that the communication distance between adjacent wireless devices is a communication distance other than the specific communication distance. Then, the communication unit transmits data to the transmission destination along the communication path determined by the path determination unit.
好ましくは、通信手段は、送信元から送信先までのｎ（ｎは３以上の整数）個の無線装置が使用すべき周波数を示す周波数設定情報を経路決定手段によって決定された通信経路に沿って送信する。 Preferably, the communication unit sets frequency setting information indicating a frequency to be used by n (n is an integer of 3 or more) wireless devices from the transmission source to the transmission destination along the communication path determined by the path determination unit. Send.
好ましくは、通信手段は、第１および第２の通信手段を含む。第１の通信手段は、送信元の方向において当該無線装置に隣接する第１の無線装置と通信する。第２の通信手段は、送信元から送信された経路情報に従って送信先の方向において当該無線装置に隣接する第２の無線装置を決定し、その決定した第２の無線装置と通信する。 Preferably, the communication means includes first and second communication means. The first communication means communicates with the first wireless device adjacent to the wireless device in the direction of the transmission source. The second communication means determines a second wireless device adjacent to the wireless device in the direction of the transmission destination in accordance with the route information transmitted from the transmission source, and communicates with the determined second wireless device.
好ましくは、第１の通信手段は、第１の無線装置と第１の周波数で通信を行ない、第２の通信手段は、第２の無線装置と第１の周波数と異なる第２の周波数で通信を行なう。 Preferably, the first communication means communicates with the first radio apparatus at a first frequency, and the second communication means communicates with the second radio apparatus at a second frequency different from the first frequency. To do.
好ましくは、第１および第２の通信手段は、送信元から送信され、かつ、送信元から送信先までのｎ（ｎは３以上の整数）個の無線装置が使用すべき周波数を示す周波数設定情報に基づいて、それぞれ、第１および第２の周波数を選択し、その選択した第１および第２の周波数で通信を行なう。 Preferably, the first and second communication means are frequency settings indicating frequencies to be used by n (n is an integer of 3 or more) wireless devices transmitted from the transmission source and from the transmission source to the transmission destination. Based on the information, first and second frequencies are selected, respectively, and communication is performed at the selected first and second frequencies.
好ましくは、無線装置は、位置情報作成手段を更に備える。位置情報作成手段は、各無線装置が計測した隣接する無線装置との間の距離および角度と、隣接する無線装置の移動速度とからなる位置情報を複数の無線装置から受信するとともに、その受信した位置情報に基づいて複数の無線装置の現在位置と移動速度とからなる絶対位置情報を作成し、その作成した絶対位置情報を位置情報記憶手段に格納する。 Preferably, the wireless device further includes position information creation means. The position information creation means receives position information including a distance and an angle between adjacent wireless devices measured by each wireless device and a moving speed of the adjacent wireless device from a plurality of wireless devices, and receives the received position information. Based on the position information, absolute position information composed of current positions and movement speeds of a plurality of wireless devices is created, and the created absolute position information is stored in the position information storage means.
好ましくは、移動速度は、方向および大きさからなるベクトルである。位置情報作成手段は、当該無線装置の位置を原点とする平面座標を設定するとともに、その設定した平面座標に距離、角度および移動速度に基づいて複数の無線装置の現在位置をプロットし、そのプロットした現在位置に移動速度をベクトル表記して絶対位置情報を作成する。 Preferably, the moving speed is a vector having a direction and a magnitude. The position information creation means sets plane coordinates with the position of the wireless device as an origin, plots the current positions of a plurality of wireless devices based on the distance, angle, and moving speed on the set plane coordinates, and plots Absolute position information is created by vectorizing the moving speed at the current position.
好ましくは、無線装置は、経路予測手段を更に備える。経路予測手段は、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離以外の通信距離になる送信先までの通信経路を絶対位置情報の現在位置および移動速度に基づいて予測する。そして、通信手段は、経路予測手段によって予測された通信経路に沿ってデータを送信先へ送信する。 Preferably, the wireless device further includes route prediction means. The route predicting means predicts a communication route to a transmission destination where the communication distance between adjacent wireless devices becomes a communication distance other than a specific communication distance based on the current position and the moving speed of the absolute position information. And a communication means transmits data to a transmission destination along the communication path | route estimated by the path | route prediction means.
好ましくは、通信手段は、第１および第２の通信手段を含む。第１の通信手段は、送信元の方向において当該無線装置に隣接する第１の無線装置と通信する。第２の通信手段は、絶対位置情報と送信元から送信された経路情報とに基づいて、送信先の方向において当該無線装置に隣接し、かつ、当該無線装置との通信距離が特定の通信距離以外の通信距離になる第２の無線装置を決定し、その決定した第２の無線装置と通信する。 Preferably, the communication means includes first and second communication means. The first communication means communicates with the first wireless device adjacent to the wireless device in the direction of the transmission source. The second communication means is based on the absolute position information and the route information transmitted from the transmission source, is adjacent to the wireless device in the direction of the transmission destination, and the communication distance with the wireless device is a specific communication distance. A second wireless device having a communication distance other than is determined and communicated with the determined second wireless device.
好ましくは、第２の通信手段は、第１の通信手段が第１の無線装置からデータを受信すると、その受信されたデータに含まれる経路情報に基づいてデータを中継すべき中継先無線装置を抽出し、当該無線装置と抽出した中継先無線装置との通信距離を絶対位置情報に基づいて予測し、その予測した通信距離が特定の通信距離に略一致するとき、絶対位置情報に基づいて、当該無線装置との通信距離が特定の通信距離以外の通信距離となり、かつ、中継先無線装置と異なる無線装置を第２の無線装置として決定する。 Preferably, when the first communication unit receives data from the first wireless device, the second communication unit selects a relay destination wireless device to which the data should be relayed based on path information included in the received data. Extracting and predicting the communication distance between the wireless device and the extracted relay destination wireless device based on the absolute position information, and when the predicted communication distance substantially matches the specific communication distance, based on the absolute position information, A wireless device whose communication distance to the wireless device is a communication distance other than a specific communication distance and is different from the relay destination wireless device is determined as the second wireless device.
好ましくは、無線装置は、指向性を切換え可能なアンテナを更に備える。そして、第２の通信手段は、第１の通信手段が第１の無線装置からデータを受信すると、その受信されたデータに含まれる経路情報によって指定されたデータを中継すべき中継先無線装置を第２の無線装置として決定し、当該無線装置と決定した第２の無線装置との通信距離を絶対位置情報に基づいて予測し、その予測した通信距離が特定の通信距離に略一致するとき、第２の無線装置との通信距離の予測に用いた指向性と異なる指向性でデータを第２の無線装置へ送信する。 Preferably, the wireless device further includes an antenna whose directivity can be switched. Then, when the first communication unit receives data from the first wireless device, the second communication unit selects a relay destination wireless device to relay the data specified by the path information included in the received data. When it is determined as a second wireless device, a communication distance between the wireless device and the determined second wireless device is predicted based on the absolute position information, and the predicted communication distance substantially matches a specific communication distance, Data is transmitted to the second wireless device with a directivity different from the directivity used to predict the communication distance with the second wireless device.
好ましくは、第２の通信手段は、第１の通信手段が第１の無線装置からデータを受信すると、その受信されたデータに含まれる経路情報によって指定されたデータを中継すべき中継先無線装置を第２の無線装置として決定し、当該無線装置と決定した第２の無線装置との通信距離を絶対位置情報に基づいて予測し、その予測した通信距離が特定の通信距離に略一致するとき、第２の無線装置との通信距離の予測に用いた周波数と異なる周波数でデータを第２の無線装置へ送信する。 Preferably, when the first communication unit receives data from the first wireless device, the second communication unit relays the data specified by the path information included in the received data to the relay destination wireless device Is determined as the second wireless device, the communication distance between the wireless device and the determined second wireless device is predicted based on the absolute position information, and the predicted communication distance substantially matches the specific communication distance. The data is transmitted to the second radio apparatus at a frequency different from the frequency used for predicting the communication distance with the second radio apparatus.
この発明による無線装置は、無線ネットワークを構成する複数の無線装置の当該無線装置に対する絶対位置を示す絶対位置情報を保持し、その保持した絶対位置情報に基づいて、無線装置間の通信距離が無線通信の遮断に繋がる特定の通信距離を除外して無線通信を行なう。 A wireless device according to the present invention holds absolute position information indicating absolute positions of a plurality of wireless devices constituting a wireless network with respect to the wireless device, and a communication distance between wireless devices is wireless based on the held absolute position information. Wireless communication is performed by excluding a specific communication distance that leads to communication interruption.
従って、この発明によれば、安定して無線通信を行なうことができる。 Therefore, according to the present invention, stable wireless communication can be performed.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークシステムの概略図である。無線ネットワークシステム１００は、無線装置１〜１５を備える。無線装置１〜１５は、無線通信空間に配置され、自律的にネットワークを構成している。そして、無線装置１から無線装置１５へデータを送信する場合、無線装置２〜１４は、無線装置１からのデータを中継して無線装置１５へ届ける。
FIG. 1 is a schematic diagram of a radio network system according to an embodiment of the present invention. The
この場合、無線装置１は、各種の経路を介して無線装置１５との間で無線通信を行なうことができる。即ち、無線装置１は、無線装置３，４，７，８，１２を介して無線装置１５との間で無線通信を行なうことができ、無線装置２，５，８，１１を介して無線装置１５との間で無線通信を行なうこともでき、無線装置６，９，１１を介して無線装置１５との間で無線通信を行なうこともできる。
In this case, the
無線装置６，９，１１を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”４”と最も少なく、無線装置２，５，８，１１を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”５”であり、無線装置３，４，７，８，１２を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”６”と最も多い。
When wireless communication is performed via the
従って、無線装置６，９，１１を介して無線通信を行なう経路を選択すると、ホップ数が”４”と最も少なくなる。
Therefore, when a route for performing wireless communication via the
しかし、例えば、無線装置６と無線通信９との間の通信距離が、受信信号強度が極端に弱くなる特定の通信距離である場合、無線装置６と無線装置９との間で無線通信が遮断され、無線装置１は、無線装置１５との間で無線通信を安定して行なうことができないので、ホップ数が少ない経路を選択すれば、無線通信を安定して行なえるというものではない。
However, for example, when the communication distance between the
そこで、以下においては、無線通信を安定して行なえるように送信元と送信先との間で通信経路を確立するとともに、その確立された通信経路を用いて送信元と送信先との間で無線通信を行なう方法について説明する。 Therefore, in the following, a communication path is established between the transmission source and the transmission destination so that wireless communication can be performed stably, and between the transmission source and the transmission destination using the established communication path. A method for performing wireless communication will be described.
なお、送信元と送信先との間で通信経路を確立するプロトコルとしてＦＳＲプロトコルを基本として用いた。このＦＳＲプロトコルは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであり、比較的、近くに存在する無線装置との間で経路情報の交換を密に行ない、遠くに存在する無線装置との間の経路情報の交換を減らすことによりトラフィックの負荷を減らすプロトコルである。 The FSR protocol is basically used as a protocol for establishing a communication path between a transmission source and a transmission destination. This FSR protocol is a table-driven routing protocol, and exchanges route information with a relatively close wireless device and exchanges route information with a distant wireless device. It is a protocol that reduces the traffic load by reducing.
［実施の形態１］
図２は、図１に示す無線装置１の実施の形態１における構成を示す概略ブロック図である。無線装置１は、アンテナ１１Ａと、入力部１２Ａと、表示部１３Ａと、電子メールアプリケーション１４Ａと、通信制御部１５Ａとを含む。
[Embodiment 1]
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a configuration of the
アンテナ１１Ａは、指向性と全方位性との間でアンテナ特性を切換え可能なアンテナである。そして、アンテナ１１Ａは、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを通信制御部１５Ａへ出力するとともに、通信制御部１５Ａからのデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。
The
入力部１２Ａは、無線装置１の操作者が入力したメッセージおよびデータの宛先を受付け、その受付けたメッセージおよび宛先を電子メールアプリケーション１４Ａへ出力する。表示部１３Ａは、電子メールアプリケーション１４Ａからの制御に従ってメッセージを表示する。
The
電子メールアプリケーション１４Ａは、入力部１２Ａからのメッセージおよび宛先に基づいてデータを生成して通信制御部１５Ａへ出力する。
The
通信制御部１５Ａは、ＡＲＰＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎｃｙ）インターネット階層構造に従って、通信制御を行なう複数のモジュールからなる。即ち、通信制御部１５Ａは、無線インターフェースモジュール１６と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１７と、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１８と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール１９と、ルーティングテーブル２０と、ＴＣＰモジュール２１と、ＵＤＰモジュール２２と、ＳＭＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２３と、ルーティングデーモン２４とからなる。
The
無線インターフェースモジュール１６は、物理層に属し、所定の規定に従って送信信号または受信信号の変復調を行なうとともに、ＩＰモジュール１９によって選択された周波数ｆｘ，ｆｙでアンテナ１１Ａを介して信号を送受信する。この場合、無線インターフェースモジュール１６は、隣接する一方の無線装置へ周波数ｆｘで信号を送信しながら、隣接する他方の無線装置から周波数ｆｘと異なる周波数ｆｙで信号を受信するとともに、隣接する一方の無線装置から周波数ｆｘで信号を受信しながら、隣接する他方の無線装置へ周波数ｆｙで信号を送信する。即ち、無線インターフェースモジュール１６は、２つの無線装置と異なる周波数で同時に通信を行なう。
The
また、無線インターフェースモジュール１６は、隣接する２つの無線装置間の距離および方位角を後述する方法によって測定し、その測定した距離および方位角をルーティングデーモン２４へ送信する。
Further, the
更に、無線インターフェースモジュール１６は、隣接する無線装置から信号を受信したときの受信信号強度を検出してルーティングデーモン２４へ出力する。
Further, the
ＭＡＣモジュール１７は、ＭＡＣ層に属し、ＭＡＣプロトコルを実行して、以下に述べる各種の機能を実行する。
The
即ち、ＭＡＣモジュール１７は、無線ネットワークシステム１００における経路情報を他の無線装置へ送信するとき、隣接する無線装置に関する情報をボディ部分に挿入してリンクステートパケットＬＳＰを作成し、無線インターフェースモジュール１６を介してブロードキャストする。
That is, when the
また、ＭＡＣモジュール１７は、送信元と送信先との間で無線通信を行なうとき、ＩＰモジュール１９からのＩＰパケットおよび無線ネットワークシステム１００において各無線装置が使用する周波数を示す周波数設定情報ＦＱＩＦ１をボディ部分に挿入してデータフレームＤＡＦＭを作成し、無線インターフェースモジュール１６を介して送信する。
Further, when wireless communication is performed between the transmission source and the transmission destination, the
更に、ＭＡＣモジュール１７は、データ（パケット）の再送制御等を行なう。そして、ＭＡＣモジュール１７は、データ（パケット）の再送回数が所定値を超えるとリンクが切断されたことを検知し、リンクが切断されたことをルーティングデーモン２４に通知する。
Further, the
ＬＬＣモジュール１８は、データリンク層に属し、ＬＬＣプロトコルを実行して隣接する無線装置との間でリンクの接続および解放を行なう。
The
ＩＰモジュール１９は、インターネット層に属し、ＩＰパケットを生成する。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、上位のプロトコルのパケットを格納するためのＩＰデータ部とからなる。そして、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からデータを受けると、その受けたデータをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを生成する。そうすると、ＩＰモジュール１９は、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであるＦＳＲ−ＭＳプロトコルに従ってルーティングテーブル２０を検索し、生成したＩＰパケットを送信するための経路を後述する方法によって決定する。そして、ＩＰモジュール１９は、ＩＰパケットをＬＬＣモジュール１８へ送信し、決定した経路に沿ってＩＰパケットを送信先へ送信する。なお、ＦＳＲ−ＭＳプロトコルは、ＦＳＲプロトコルを基本としたプロトコルであり、後述するように、隣接する無線装置との通信距離に重みを置いて送信元と送信先との間の経路を決定するプロトコルである。
The IP module 19 belongs to the Internet layer and generates an IP packet. The IP packet includes an IP header and an IP data portion for storing a packet of a higher protocol. When the IP module 19 receives data from the
また、ＩＰモジュール１９は、無線装置１が送信元である場合、送信元、送信先および送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置が使用する周波数を示す周波数設定情報ＦＱＩＦ１を生成してＬＬＣモジュール１８を介してＭＡＣモジュール１７へ送信する。
In addition, when the
更に、ＩＰモジュール１９は、周波数ｆｘを選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ１、周波数ｆｙを選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ２、および信号を通過させる周波数を変化させるための周波数切換信号ＦＱＥＸ１，ＦＱＥＸ２を生成し、その生成した周波数選択信号ＦＱＳＬ１，ＦＱＳＬ２および周波数切換信号ＦＱＥＸ１，ＦＧＥＸ２を無線インターフェースモジュール１６へ出力する。
Further, the IP module 19 generates a frequency selection signal FQSL1 for selecting the frequency fx, a frequency selection signal FQSL2 for selecting the frequency fy, and frequency switching signals FQEX1 and FQEX2 for changing the frequency through which the signal passes. Then, the generated frequency selection signals FQSL1 and FQSL2 and the frequency switching signals FQEX1 and FGEX2 are output to the
ルーティングテーブル２０は、インターネット層に属し、後述するように、ある１つの無線装置に対する複数の無線装置の絶対位置を示すｘ，ｙ座標からなる。 The routing table 20 belongs to the Internet layer and includes x and y coordinates indicating the absolute positions of a plurality of wireless devices with respect to a certain wireless device, as will be described later.
ＴＣＰモジュール２１は、トランスポート層に属し、ＴＣＰパケットを生成する。ＴＣＰパケットは、ＴＣＰヘッダと、上位のプロトコルのデータを格納するためのＴＣＰデータ部とからなる。そして、ＴＣＰモジュール２１は、生成したＴＣＰパケットをＩＰモジュール１９へ送信する。
The
ＵＤＰモジュール２２は、トランスポート層に属し、ルーティングデーモン２４によって抽出された隣接する無線装置に関する情報をボディ部分に格納してリンクステートパケットＬＳＰを作成するために、その隣接する無線装置に関する情報をＭＡＣモジュール１７へ送信するとともに、他の無線装置からブロードキャストされたリンクステートパケットＬＳＰを受信してルーティングデーモン２４へ出力する。
The
ＳＭＴＰモジュール２３は、プロセス／アプリケーション層に属し、電子メールアプリケーション１４Ａから受け取ったデータに基づいて、全二重通信チャネルの確保およびメッセージの交換等を行なう。
The
ルーティングデーモン２４は、プロセス／アプリケーション層に属し、他の通信制御モジュールの実行状態を監視するとともに、他の通信制御モジュールからのリクエストを処理する。また、ルーティングデーモン２４は、ＦＳＲ−ＭＳプロトコルに従って比較的近くに存在する他の無線装置と経路情報を定期的に交換し合い、取得した経路情報および無線インターフェースモジュール１６から受けた受信信号強度、距離および方位角に基づいて、後述する方法によって無線装置１に対する各無線装置２〜１５の絶対位置を示す絶対位置情報からなるルーティングテーブル２０をインターネット層に動的に作成する。
The
更に、ルーティングデーモン２４は、方位角の測定を指示する信号ＤＩＲを生成して無線インターフェースモジュール１６へ送信するとともに、方位角の測定において、無線インターフェースモジュール１６が他の無線装置から受信した信号ＲＱ（方位角の測定を要求する信号）を無線インターフェースモジュール１６から受信すると、方位角を測定するためのデータＤＡＤＲを生成して無線インターフェースモジュール１６へ送信する。
Further, the
なお、図１に示す無線装置２〜１５の各々も、図２に示す無線装置１の構成と同じ構成からなる。
Note that each of the
図３は、図２に示す無線インターフェースモジュール１６の実施の形態１における構成を示す概略ブロック図である。無線インターフェースモジュール１６は、通信部１６１，１６２と、距離測定部１６３と、方位角測定部１６４とを含む。図１に示す無線装置１と無線装置１５との間で無線通信が行なわれる場合、中継器である無線装置２，５，８，１１の通信部１６１は、送信元である無線装置１側に存在する無線装置と周波数ｆｘで無線通信を行ない、通信部１６２は、送信先である無線装置１５側に存在する無線装置と周波数ｆｙで無線通信を行なう。また、無線装置１と無線装置１５との間で無線通信が行なわれる場合、送信元である無線装置１の通信部１６２は、無線装置２と周波数ｆｙで無線通信を行ない、送信先である無線装置１５の通信部１６１は、無線装置１１と周波数ｆｘで無線通信を行なう。
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the
即ち、通信部１６１，１６２は、相互に異なる周波数で相互に異なる２つの無線装置と無線通信を同時に行なう。
That is, the
距離測定部１６３は、隣接する２つの無線装置間の距離を後述する方法によって測定し、その測定した距離をルーティングデーモン２４へ送信する。
The
方位角測定部１６４は、隣接する２つの無線装置間において、一方の無線装置に対する他方の無線装置の方位角を後述する方法によって測定し、その測定した方位角をルーティングデーモン２４へ送信する。
The azimuth
図４は、図３に示す通信部１６１，１６２の構成を示す概略ブロック図である。図４において、図４の（ａ）は、通信部１６１の構成を示し、図４の（ｂ）は、通信部１６２の構成を示す。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the configuration of the
通信部１６１は、送受信部１６１１と、チャネル部１６１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１６１３とからなる。送受信部１６１１は、周波数ｆｘを選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ１をＩＰモジュール１９から受け、上位層であるＭＡＣモジュール１７からリンクステートパケットＬＳＰおよびデータフレームＤＡＦＭを受ける。そして、送受信部１６１１は、周波数選択信号ＦＱＳＬ１によって指定された周波数ｆｘでリンクステートパケットＬＳＰまたはデータフレームＤＡＦＭを変調する。また、送受信部１６１１は、周波数選択信号ＦＱＳＬ１によって指定された周波数ｆｘと同じ周波数を有するチャネルをチャネル部１６１２の１４チャネルの中から選択する。そうすると、送受信部１６１１は、変調したリンクステートパケットＬＳＰまたはデータフレームＤＡＦＭを選択したチャネルを介してＢＰＦ１６１３へ出力する。
The
また、送受信部１６１１は、チャネル部１６１２を介して受けた信号を復調して上位層へ出力する。
Also, the transmission /
チャネル部１６１２は、チャネルＣｈ１〜Ｃｈ１４からなる。チャネルＣｈ１〜Ｃｈ１４は、それぞれ、周波数ｆ１〜ｆ１４を有する信号を送受信部１６１１とＢＰＦ１６１３との間でやり取りする。
The
ＢＰＦ１６１３は、信号を通過させる周波数を変化させるための周波数切換信号ＦＱＥＸ１と、周波数選択信号ＦＱＳＬ１とをＩＰモジュール１９から受ける。そして、ＢＰＦ１６１３は、周波数切換信号ＦＱＥＸ１を受けると、周波数を周波数ｆ１〜ｆ１４の範囲で変化させながらアンテナ１１Ａからの信号を受信し、その変化させた周波数と信号の周波数とが一致した場合、その一致した周波数と同じ周波数を有するチャネル（チャネルＣｈ１〜Ｃｈ１４のいずれか）を介してアンテナ１１Ａからの信号を送受信部１６１１へ出力する。
The
また、ＢＰＦ１６１３は、周波数選択信号ＦＱＳＬ１をＩＰモジュール１９から受けると、周波数選択信号ＦＱＳＬ１によって指定された周波数ｆｘの信号をチャネル部１６１２とアンテナ１１Ａとの間でやり取りする。
Further, when the
通信部１６２は、送受信部１６２１と、チャネル部１６２２と、ＢＰＦ１６２３とからなる。送受信部１６２１は、周波数ｆｙを選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ２をＩＰモジュール１９から受け、ＢＰＦ１６２３は、信号を通過させる周波数を変化させるための周波数切換信号ＦＱＥＸ２および周波数選択信号ＦＱＳＬ２をＩＰモジュール１９から受ける。そして、チャネル部１６２２は、チャネル部１６１２と同じ構成からなり、送受信部１６２１およびＢＰＦ１６２３は、それぞれ、通信部１６１の送受信部１６１１およびＢＰＦ１６１３と同じ機能を果たす。従って、通信部１６１の説明における周波数選択信号ＦＱＳＬ１および周波数切換信号ＦＱＥＸ１をそれぞれ周波数選択信号ＦＱＳＬ２および周波数切換信号ＦＱＥＸ２に読替えればよい。
The
図５は、図３に示す距離測定部１６３の構成を示す第１の概略ブロック図である。また、図６は、図３に示す距離測定部１６３の構成を示す第２の概略ブロック図である。
FIG. 5 is a first schematic block diagram showing the configuration of the
図５に示す概略ブロック図は、距離測定部１６３が搭載された無線装置が送信機である場合の距離測定部１６３の概略ブロック図であり、図６に示す概略ブロック図は、距離測定部１６３が搭載された無線装置が受信機である場合の距離測定部１６３の概略ブロック図である。
The schematic block diagram shown in FIG. 5 is a schematic block diagram of the
従って、以下においては、送信機の距離測定部１６３を距離測定部１６３Ａとし、受信機の距離測定部１６３を距離測定部１６３Ｂとする。
Therefore, in the following, the
図５を参照して、距離測定部１６３Ａは、入力端子１６３１と、アンプ１６３２，１６３５と、ＢＰＦ１６３３，１６３６と、変調器１６３４と、パワーアンプ１６３７と、基準発振器１６３８と、電力分配器１６３９と、ＰＬＬ発振器１６４０，１６４２と、電力結合器１６４１と、制御部１６４３とを含む。
Referring to FIG. 5,
入力端子１６３１は、ＭＡＣモジュール１７から信号波を受け、その受けた信号波をアンプ１６３２へ出力する。アンプ１６３２は、入力端子１６３１から入力された信号波を増幅する。ＢＰＦ１６３３は、アンプ１６３２により増幅された信号波の所定の周波数帯域の成分を通過させる。
The
基準発振器１６３８は、例えば、１０ＭＨｚの基準信号を発生する。電力分配器１６３９は、基準信号をＰＬＬ発振器１６４０，１６４２に分配する。ＰＬＬ発振器１６４０は、基準発振器１６３８により発生された基準信号を逓倍することにより周波数ｆｍを有する第１の搬送波を出力する。ＰＬＬ発振器１６４２は、基準発振器１６３８により発生された基準信号を逓倍することにより周波数ｆｎを有する第２の搬送波を出力する。
The
制御部１６４３は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）からなり、ＰＬＬ発振器１６４２から出力される第２の搬送波の周波数ｆｎを制御する。この発明においては、ＰＬＬ発振器１６４０から出力される第１の搬送波の周波数ｆｍは、例えば、１００ＭＨｚであり、ＰＬＬ発振器１６４２から出力される第２の搬送波の周波数ｆｎは、例えば、１００ＭＨｚ〜（１００＋ｋ−１）ＭＨｚに制御される。なお、ｋは、２以上の整数である。
The
電力結合器１６４１は、ＰＬＬ発振器１６４０により発生された第１の搬送波とＰＬＬ発振器１６４２により発生された第２の搬送波とを結合し、結合された第１および第２の搬送波を変調器１６３４に与える。
変調器１６３４は、電力結合器１６４１から与えられた第１および第２の搬送波をＢＰＦ１６３３から出力された信号波でそれぞれ変調し、変調波を出力する。ここで、変調器１６３４による変調の方式は特に限定されない。ＧＦＳＫ（ガウシアン周波数シフトキーイング）方式、およびＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式等の種々のデジタル変調方式またはアナログ変調方式を用いることができる。
アンプ１６３５は、変調器１６３４から出力される変調波を増幅する。ＢＰＦ１６３６は、不要輻射を除去するためにアンプ１６３５により増幅された変調波の所定の周波数帯域の成分を通過させる。パワーアンプ１６３７は、ＢＰＦ１６３６から出力される変調波を増幅し、電波としてアンテナ１１Ａから送信する。電波の周波数は、例えば、２．５ＧＨｚ程度であるが、これに限定されない。
The
このようにして、図５に示す距離測定部１６３Ａからは、異なる周波数を有する２つの変調波が送信される。この場合、２つの変調波の周波数差は可変となっている。
In this way, two modulated waves having different frequencies are transmitted from the
図６を参照して、距離測定部１６３Ｂは、低雑音アンプ１６４４と、ＢＰＦ１６４５と、復調器１６４６と、ＰＬＬ発振器１６４７と、アンプ１６４８，１６６１，１６６３と、電力分配器１６４９と、ＢＰＦ１６５１〜１６５ｋと、位相検波器１６６０と、処理部１６６２と、フィルタ１６６４とを含む。
Referring to FIG. 6,
低雑音アンプ１６４４は、アンテナ１１Ａに接続され、アンテナ１１Ａにより受信された変調波を増幅する。ＢＰＦ１６４５は、外部からの不要信号を除去するために低雑音アンプ１６４４により増幅された変調波の所定の周波数帯域の成分を通過させる。
The
ＰＬＬ発振器１６４７は、所定の基準信号を発生する。復調器１６４６は、ＢＰＦ１６４５から出力された変調波をＰＬＬ発振器１６４７により発生された基準信号を用いてダウンコンバートするとともに、変調波を復調することにより信号波をアンプ１６６３へ出力し、周波数ｆｍを有する第１の搬送波および周波数ｆｎを有する第２の搬送波をアンプ１６４８へ出力する。
The
アンプ１６６３は、復調器１６４６から出力された信号波を増幅し、フィルタ１６６４を通して出力する。アンプ１６４８は、復調器１６４６により復調された第１および第２の搬送波を増幅する。電力分配器１６４９は、アンプ１６４８により増幅された第１および第２の搬送波をＢＰＦ１６５１〜１６５ｋに分配する。ＢＰＦ１６５１は、電力分配器１６４９により与えられた搬送波のうち、周波数ｆｍを有する第１の搬送波を通過させる。また、ＢＰＦ１６５２〜１６５ｋのいずれか１つが電力分配器１６４９により与えられた搬送波のうち、周波数ｆｎを有する第２の搬送波を通過させる。
The
この発明においては、ＢＰＦ１６５１は、例えば、１００ＭＨｚの搬送波を通過させ、ＢＰＦ１６５２〜１６５ｋは、それぞれ、１０１ＭＨｚ〜（１００＋ｋ−１）ＭＨｚの搬送波を通過させる。
In the present invention, for example, the
位相検波器１６６０は、ＢＰＦ１６５１から出力される第１の搬送波とＢＰＦ１６５２〜１６５ｋのいずれかから出力される第２の搬送波との位相差を検出し、その検出した位相差に対応する直流の電圧信号を出力する。
The
アンプ１６６１は、位相検波器１６６０から出力された電圧信号を増幅する。処理部１６６２は、アナログ−デジタル変換器、ＣＰＵ、およびメモリ等を含み、後述する方法により、位相差に基づいて隣接する２つの無線装置間の距離を算出する。
The
図７は、図３に示す方位角測定部１６４の構成を示す概略ブロック図である。方位角測定部１６４は、制御部１６７１と、送受信部１６７２と、指向性制御部１６７３と、方位角検出部１６７４とを含む。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of the
制御部１６７１は、方位角の測定を指示する信号ＤＩＲをルーティングデーモン２４から受けると、方位角の測定を他の無線装置へ要求するための信号ＲＱを生成して送受信部１６７２へ出力するとともに、アンテナ１１Ａが信号ＲＱを送信した後、アンテナ１１Ａの指向性を順次切換えるように指示するための信号ＥＸＤＲを生成して指向性制御部１６７３へ出力する。
When the
また、制御部１６７１は、送受信部１６７２から信号ＲＱを受けると、その受けた信号ＲＱをルーティングデーモン２４へ送信する。
In addition, when the
送受信部１６７２は、制御部１６７１から信号ＲＱを受けると、その受けた信号ＲＱを変調および増幅等してアンテナ１１Ａを介して送信する。また、送受信部１６７２は、ＭＡＣモジュール１７等の上位層から方位角を測定するためのデータＤＡＤＲを受けると、その受けたデータＤＡＤＲを変調および増幅等してアンテナ１１Ａを介して送信する。更に、送受信部１６７２は、アンテナ１１Ａを介して信号ＲＱを他の無線装置から受信すると、その受信した信号ＲＱを復調および増幅等して制御部１６７１へ出力する。更に、送受信部１６７２は、アンテナ１１Ａを介してデータＤＡＤＲを他の無線装置から受信すると、その受信したデータＤＡＤＲを復調および増幅等し、データＤＡＤＲの受信信号強度ＲＳＳＩを検出して方位角検出部１６７４へ出力する。
When receiving the signal RQ from the
指向性制御部１６７３は、ルーティングデーモン２４から信号ＤＩＲを受信すると、全方位性のビーム（オムニパターンのビーム）を放射するようにアンテナ１１Ａを制御し、制御部１６７１から信号ＥＸＤＲを受けると、指向性を順次切換えるようにアンテナ１１Ａを制御するとともに、切換えられたアンテナ１１Ａの指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２を方位角検出部１６７４へ出力する。
Upon receiving the signal DIR from the
方位角検出部１６７４は、送受信部１６７２から受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２を受けるとともに、順次切換えられたアンテナ１１Ａの指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２を指向性制御部１６７３から受ける。そして、方位角検出部１６７４は、受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２および指向性ＤＲ１〜ＤＲ１２に基づいて、後述する方法によって、隣接する無線装置の方位角θｒを検出し、その検出した方位角θｒをルーティングデーモン２４へ送信する。
The azimuth
図８は、ＩＰヘッダの構成図である。ＩＰヘッダは、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、パケット長、識別番号、フラグ、フラグメントオフセット、生存時間、プロトコル、ヘッダチェックサム、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、およびオプションからなる。 FIG. 8 is a configuration diagram of the IP header. The IP header includes a version, header length, service type, packet length, identification number, flag, fragment offset, lifetime, protocol, header checksum, source IP address, destination IP address, and options.
図９は、ＴＣＰヘッダの構成図である。ＴＣＰヘッダは、送信元ポート番号、送信先ポート番号、シーケンス番号、確認応答（ＡＣＫ）番号、データオフセット、予約、フラグ、ウィンドサイズ、ヘッダチェックサムおよびアージェントポインタからなる。 FIG. 9 is a configuration diagram of the TCP header. The TCP header includes a transmission source port number, a transmission destination port number, a sequence number, an acknowledgment (ACK) number, a data offset, a reservation, a flag, a window size, a header checksum, and an argent pointer.
送信元ポート番号は、送信元の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、ＴＣＰパケットを出力したアプリケーションを特定する番号である。また、送信先ポート番号は、送信先の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、ＴＣＰパケットを届けるアプリケーションを特定する番号である。 The transmission source port number is a number that identifies an application that has output a TCP packet when a plurality of applications are operating on the transmission source wireless device. The transmission destination port number is a number that identifies an application that delivers a TCP packet when a plurality of applications are operating on the transmission destination wireless device.
ＴＣＰ通信は、エンド・ツー・エンドのコネクション型通信プロトコルである。ＴＣＰ通信のコネクション接続を要求する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信接続要求装置」という。）のＴＣＰモジュール２１は、コネクションの確立時に、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔにＳＹＮ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ Ｆｌａｇ）を設定したコネクションの接続要求を示す第１パケットをＴＣＰ通信のコネクション接続を受理する端末（以下、「ＴＣＰ通信接続受理装置」という。）のＴＣＰモジュール２１へ送信する。これを受けて、ＴＣＰ通信接続受理装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔにＳＹＮおよびＡＣＫ（確認応答）を設定したコネクションの接続要求受理および接続完了を示す第２パケットをＴＣＰ通信接続要求装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。更に、これを受けて、ＴＣＰ通信接続要求装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ（確認応答）に設定したコネクションの接続完了を示す第３パケットをＴＣＰ通信接続受理装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。
TCP communication is an end-to-end connection-oriented communication protocol. A
コネクションの切断要求は、ＴＣＰ通信要求装置およびＴＣＰ通信受理装置のいずれの側からでも行なうことができる。ＴＣＰ通信のコネクション切断を要求する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信切断要求装置」という。）のＴＣＰモジュール２１は、コネクションの切断時に、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＦＩＮ（Ｆｉｎｉｓｈ Ｆｌａｇ）に設定したコネクションの切断要求を示す第１パケットをＴＣＰ通信のコネクション切断を受理する無線装置（以下、「ＴＣＰ通信切断受理装置」という。）へ送信する。これを受けて、ＴＣＰ通信切断受理装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ(確認応答)に設定したコネクションの切断要求受理を示す第２パケットと、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＦＩＮに設定したコネクションの切断完了を示す第３パケットをＴＣＰ通信切断要求装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。更に、これを受けて、ＴＣＰ通信切断要求装置のＴＣＰモジュール２１は、ＴＣＰヘッダ内のＣｏｄｅ ＢｉｔをＡＣＫ(確認応答)に設定したコネクションの切断完了を示す第４パケットをＴＣＰ通信切断受理装置のＴＣＰモジュール２１へ送信する。
The connection disconnection request can be made from either the TCP communication requesting device or the TCP communication receiving device. The
図１０は、リンクステートパケットＬＳＰの内容図である。リンクステートパケットＬＳＰは、パケット長と、予約と、隣接端末情報ＩＦＴ１，ＩＦＴ２，・・・とからなる。 FIG. 10 is a content diagram of the link state packet LSP. The link state packet LSP includes a packet length, a reservation, and adjacent terminal information IFT1, IFT2,.
隣接端末情報ＩＦＴ１は、送信先アドレス１、送信先シーケンス番号１、隣りの無線装置の個数、隣りの無線装置のアドレス１〜Ｎ、リンクメトリック１〜Ｎ、距離１〜Ｎ、方位角１〜Ｎおよび予約からなる。
The adjacent terminal information IFT1 includes a
送信先アドレス１は、送信先の無線装置のＩＰアドレスである。送信先シーケンス番号１は、送信先アドレス１によって表わされた無線装置に対する経路を生成した順序を表す。隣りの無線装置の個数は、リンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に隣接する無線装置の個数である。
The
［隣りの無線装置のアドレス１、予約、リンクメトリック１、距離１、方位角１］、・・・、［隣りの無線装置のアドレスＮ、予約、リンクメトリックＮ、距離Ｎ、方位角Ｎ］の各々は、１つのセットになっており、リンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に隣接する無線装置のＩＰアドレスと、そのＩＰアドレスによって表された無線装置とリンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置との間の経路の安定度合と、そのＩＰアドレスによって表された無線装置とリンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置との間の通信距離と、そのＩＰアドレスによって表された無線装置がリンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に対して存在する方向とを表す。
[
即ち、隣りの無線装置のアドレス１〜Ｎの各々は、リンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に隣接する無線装置のＩＰアドレスを表し、リンクメトリック１〜Ｎの各々は、ＩＰアドレスによって表された無線装置とリンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置との間の経路の安定度合を表し、距離１〜Ｎの各々は、リンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置とＩＰアドレスによって表された無線装置との間の通信距離を表し、方位角１〜Ｎの各々は、ＩＰアドレスによって表された無線装置がリンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に対して存在する方向を表す。
That is, each of the adjacent wireless device addresses 1 to N represents an IP address of a wireless device adjacent to the wireless device that transmitted the link state packet LSP, and each of the
リンクメトリック１〜Ｎの各々は、受信信号強度に基づいて決定される。表１は、信号強度とメトリック値との関係を示す。
Each of the
信号強度が−６０ｄＢよりも強いとき、リンクメトリック値は、”１”となり、信号強度が−６０ｄＢ〜−６５ｄＢの範囲であるとき、リンクメトリック値は、”２”となり、信号強度が−６５ｄＢ〜−７０ｄＢの範囲であるとき、リンクメトリック値は、”４”となり、信号強度が−７０ｄＢ〜−７５ｄＢの範囲であるとき、リンクメトリック値は、”８”となり、信号強度が−７５ｄＢよりも弱いとき、リンクメトリック値は、”１６”となる。 When the signal strength is higher than −60 dB, the link metric value is “1”, and when the signal strength is in the range of −60 dB to −65 dB, the link metric value is “2” and the signal strength is from −65 dB to When the range is −70 dB, the link metric value is “4”, and when the signal strength is within the range of −70 dB to −75 dB, the link metric value is “8” and the signal strength is weaker than −75 dB. Then, the link metric value is “16”.
このように、受信信号強度に基づいて決定されたリンクメトリック値が隣接端末情報ＩＦＴ１のリンクメトリック１〜Ｎに格納される。
Thus, the link metric value determined based on the received signal strength is stored in the
距離１〜Ｎの各々には、距離測定部１６３が後述する方法によって測定した距離が格納され、方位角１〜Ｎの各々には、方位角測定部１６４が後述する方法によって測定した方位角が格納される。
Each of the
隣接端末情報ＩＦＴ２，・・・の各々は、隣接端末情報ＩＦＴ１と同じ構成からなる。そして、隣接端末情報ＩＦＴ１，ＩＦＴ２，・・・は、それぞれ、異なる送信先に対して無線通信を中継し、かつ、リンクステートパケットＬＳＰを送信した無線装置に隣接する無線装置の情報を示す。 Each of the adjacent terminal information IFT2,... Has the same configuration as the adjacent terminal information IFT1. The adjacent terminal information IFT1, IFT2,... Indicates information on wireless devices adjacent to the wireless device that relays wireless communication to different transmission destinations and transmits the link state packet LSP.
例えば、図１に示す無線装置２がリンクステートパケットＬＳＰを無線装置１へ送信する場合、リンクステートパケットＬＳＰは、２つの隣接端末情報ＩＦＴ１，ＩＦＴ２からなる。そして、隣接端末情報ＩＦＴ１は、無線装置１５のＩＰアドレスからなる送信先アドレス１と、“２”からなる隣りの無線装置の個数と、所定の正の整数からなる送信先シーケンス番号１と、無線装置５のＩＰアドレスからなる隣りの無線装置のアドレス１と、所定の正の整数からなるリンクメトリック１と、無線装置２と無線装置５との間の通信距離を示す距離１と、無線装置２に対して無線装置５が存在する方向を示す方位角１と、無線装置６のＩＰアドレスからなる隣りの無線装置のアドレス２（＝Ｎ）と、所定の正の整数からなるリンクメトリック２（＝Ｎ）と、無線装置２と無線装置６との間の通信距離を示す距離２（＝Ｎ）と、無線装置２に対して無線装置６が存在する方向を示す方位角２（＝Ｎ）とからなる。また、隣接端末情報ＩＦＴ２は、無線装置１２のＩＰアドレスからなる送信先アドレス２と、“２”からなる隣りの無線装置の個数と、所定の正の整数からなる送信先シーケンス番号２と、無線装置３のＩＰアドレスからなる隣りの無線装置のアドレス１と、所定の正の整数からなるリンクメトリック１と、無線装置２と無線装置３との間の通信距離を示す距離１と、無線装置２に対して無線装置３が存在する方向を示す方位角１と、無線装置４のＩＰアドレスからなる隣りの無線装置のアドレス２（＝Ｎ）と、所定の正の整数からなるリンクメトリック２（＝Ｎ）と、無線装置２と無線装置４との間の通信距離を示す距離２（＝Ｎ）と、無線装置２に対して無線装置４が存在する方向を示す方位角２（＝Ｎ）とからなる。
For example, when the
図１１は、リンクステートパケットＬＳＰおよびデータフレームＤＡＦＭの構成図である。リンクステートパケットＬＳＰおよびデータフレームＤＡＦＭの各々は、ＭＡＣヘッダと、フレームボディと、ＦＳＣ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）とからなる。ＭＡＣヘッダは、２４Ｏｃｔｅｔにより構成され、フレームボディは、０〜２３１３Ｏｃｔｅｔにより構成され、ＦＣＳは、４Ｏｃｔｅｔにより構成される。なお、１Ｏｃｔｅｔは、８ビットに等しい。 FIG. 11 is a configuration diagram of the link state packet LSP and the data frame DAFM. Each of the link state packet LSP and the data frame DAFM includes a MAC header, a frame body, and an FSC (Frame Check Sequence). The MAC header is composed of 24 octets, the frame body is composed of 0 to 2313 octets, and the FCS is composed of 4 octets. Note that 1 Octet is equal to 8 bits.
ＭＡＣヘッダは、フレーム制御と、デュレーション／ＩＤと、アドレス１〜４と、シーケンス制御とからなる。フレーム制御は、プロトコルバージョン等の各種の制御情報を含む。アドレス領域は、４個のアドレス１〜４が用意されているが、フレームタイプによってアドレス数が変化する。通常、宛先アドレスおよび送信元アドレスとして２つのアドレス１，２が用いられる。デュレーション／ＩＤは、無線回線を使用する予定期間が格納される。シーケンス制御は、リンクステートパケットＬＳＰまたはデータフレームＤＡＦＭのシーケンス番号と、フラグメントのためのフラグメント番号とを示す。
The MAC header includes frame control, duration / ID, addresses 1 to 4 and sequence control. The frame control includes various control information such as a protocol version. In the address area, four
フレームボディは、送信データを格納する。ＦＣＳは、ＭＡＣヘッダと、フレームボディの誤り検出符号を格納する。 The frame body stores transmission data. The FCS stores a MAC header and an error detection code of the frame body.
図１０に示すリンクステートパケットＬＳＰの内容をフレームボディに格納してリンクステートパケットＬＳＰが生成され、送信先へ送信するデータおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１をフレームボディに格納してデータフレームＤＡＦＭが生成される。 The contents of the link state packet LSP shown in FIG. 10 are stored in the frame body to generate the link state packet LSP, and the data to be transmitted to the transmission destination and the frequency setting information FQIF1 are stored in the frame body to generate the data frame DAFM. .
図１２は、図２に示すルーティングテーブル２０の例を示す図である。なお、図１２に示すルーティングテーブル２０は、無線装置１が保持するルーティングテーブルである。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the routing table 20 shown in FIG. Note that the routing table 20 illustrated in FIG. 12 is a routing table held by the
ルーティングテーブル２０は、ｘ−ｙ直交座標において、無線装置１の位置を原点に設定した場合の無線装置２〜１５の無線装置１に対する絶対位置をｘ，ｙ座標で表した構成からなる。そして、２つの無線装置間に表示されたｍ１〜ｍ３１の各々は、２つの無線装置間のリンクメトリック値を表わす。
The routing table 20 has a configuration in which the absolute positions of the
このように、無線装置１は、他の無線装置２〜１５の自己に対する絶対位置をｘ，ｙ座標で表したルーティングテーブル２０を保持する。
As described above, the
無線装置２〜１５の各々は、自己に対する他の無線装置の絶対位置を図１２に示すルーティングテーブル２０の形式で保持する。
Each of the
［距離測定方法］
図１３は、隣接する２つの無線装置間の距離を測定する方法を説明するための図である。図１３においては、送信機として機能する一方の無線装置に搭載された距離測定部１６３Ａから、受信機として機能する他方の無線装置に搭載された距離測定部１６３Ｂへ送信される第１および第２の搬送波が示されている。第１の搬送波は、周波数ｆｍを有し、第２の搬送波は、周波数ｆｎを有する。
[Distance measurement method]
FIG. 13 is a diagram for explaining a method of measuring a distance between two adjacent wireless devices. In FIG. 13, the first and second
また、図１３においては、縦軸は、第１および第２の搬送波の振幅を表し、横軸は、距離を表す。Ｒは、送信機としての一方の無線装置から受信機としての他方の無線装置までの距離を表す。送信機としての一方の無線装置では、第１および第２の搬送波は、同期が取られている。そのため、送信機としての一方の無線装置においては、第１および第２の搬送波の位相は、一致している。 In FIG. 13, the vertical axis represents the amplitudes of the first and second carrier waves, and the horizontal axis represents the distance. R represents the distance from one wireless device as a transmitter to the other wireless device as a receiver. In one radio device as a transmitter, the first and second carrier waves are synchronized. For this reason, in one radio apparatus as a transmitter, the phases of the first and second carrier waves coincide with each other.
Δφは、受信機としての他方の無線装置における第１の搬送波と第２の搬送波との位相差を表す。ここで、−π≦Δφ≦πである。 Δφ represents a phase difference between the first carrier wave and the second carrier wave in the other radio apparatus as the receiver. Here, −π ≦ Δφ ≦ π.
電波の速度をｃとし、搬送波の波長をλとし、搬送波の周波数をｆとし、搬送波の周期をＴとすると、次式が成り立つ。 When the velocity of the radio wave is c, the wavelength of the carrier wave is λ, the frequency of the carrier wave is f, and the period of the carrier wave is T, the following equation is established.
ｃ＝λ／Ｔ＝λｆ・・・（１）
式（１）から搬送波の角周波数ωは次式のようになる。
c = λ / T = λf (1)
From the equation (1), the angular frequency ω of the carrier wave is as follows.
ω＝２π／Ｔ＝２πｆ・・・（２）
送信機としての一方の無線装置から受信機としての他方の無線装置までの距離Ｒを位相で表すと、２πＲ／λ［ｒａｄ］となる。
ω = 2π / T = 2πf (2)
When the distance R from one wireless device as a transmitter to the other wireless device as a receiver is expressed by a phase, it is 2πR / λ [rad].
従って、式（１）を用いれば、位相２πＲ／λは次式のようになる。 Therefore, using Equation (1), the phase 2πR / λ is expressed by the following equation.
２πＲ／λ＝２πＲｆ／ｃ・・・（３）
ここで、送信機としての一方の無線装置における第１および第２の搬送波をそれぞれ式（４）および（５）によって表す。
2πR / λ = 2πRf / c (3)
Here, the first and second carrier waves in one of the wireless devices as the transmitter are expressed by equations (4) and (5), respectively.
ｗ１Ｔ＝ｓｉｎ（２πｆｍｔ＋φ１）・・・（４）
ｗ２Ｔ＝ｓｉｎ（２πｆｎｔ＋φ２）・・・（５）
式（４）および（５）において、ｗ１Ｔおよびｗ２Ｔは、それぞれ、送信機としての無線装置における第１および第２の搬送波の振幅を表し、ｔは、時間を表し、φ１およびφ２は、それぞれ、送信機としての一方の無線装置における第１および第２の搬送波の位相である。
w 1T = sin (2πfmt + φ 1 ) (4)
w 2T = sin (2πfnt + φ 2 ) (5)
In equations (4) and (5), w 1T and w 2T represent the amplitudes of the first and second carriers in the wireless device as the transmitter, respectively, t represents time, and φ 1 and φ 2 Are respectively the phases of the first and second carrier waves in one radio apparatus as a transmitter.
式（３）〜（５）より、受信機としての他方の無線装置における第１および第２の搬送波は、それぞれ、式（６）および（７）によって表すことができる。 From Expressions (3) to (5), the first and second carriers in the other radio apparatus as the receiver can be expressed by Expressions (6) and (7), respectively.
ｗ１Ｒ＝ｓｉｎ（２πｆｍｔ−２πＲｆｍ／ｃ＋φ１）・・・（６）
ｗ２Ｒ＝ｓｉｎ（２πｆｎｔ−２πＲｆｎ／ｃ＋φ２）・・・（７）
式（６）および式（７）において、受信機としての他方の無線装置におけるｗ１Ｒおよびｗ２Ｒは、それぞれ、第１および第２の搬送波の振幅を表し、ｔは、時間を表す。
w 1R = sin (2πfmt−2πRfm / c + φ 1 ) (6)
w 2R = sin (2πfnt−2πRfn / c + φ 2 ) (7)
In Equation (6) and Equation (7), w 1R and w 2R in the other radio apparatus as a receiver represent the amplitudes of the first and second carriers, respectively, and t represents time.
送信機としての一方の無線装置において、第１および第２の搬送波は、同期が取られているので、φ１＝φ２となる。 In one wireless device as a transmitter, the first and second carrier waves are synchronized, so φ 1 = φ 2 .
従って、式（６）および式（７）より、受信機としての他方の無線装置における第１および第２の搬送波の位相差Δφは、次式のようになる。 Therefore, from the equations (6) and (7), the phase difference Δφ between the first and second carriers in the other radio apparatus as the receiver is expressed by the following equation.
Δφ＝２πＲ／ｃ（ｆｍ−ｆｎ）＝２πＲ／ｃ・Δｆ・・・（８）
式（８）において、Δｆは、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差である。式（８）を変形すると、次式のようになる。
Δφ = 2πR / c (fm−fn) = 2πR / c · Δf (8)
In Expression (8), Δf is the difference between the frequency fm and the frequency fn. When formula (8) is transformed, the following formula is obtained.
Ｒ＝（ｃ／２π）・（Δφ／Δｆ）
＝（ｃΔφ）／（２πΔｆ） （−π≦Δφ≦π）・・・（９）
ここで、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆを１．０ＭＨｚに設定した場合を想定する。この場合、位相差Δφがπになると、式（９）より距離Ｒは、次のように算出される。
R = (c / 2π) · (Δφ / Δf)
= (CΔφ) / (2πΔf) (−π ≦ Δφ ≦ π) (9)
Here, it is assumed that the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is set to 1.0 MHz. In this case, when the phase difference Δφ is π, the distance R is calculated as follows from the equation (9).
Ｒ＝（３．０×１０８×π）／（２π×１．０×１０６）＝１５０［ｍ］
次に、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆを５．０ＭＨｚに設定した場合を想定する。この場合、位相差Δφがπになると、式（９）より距離Ｒは次のように算出される。
R = (3.0 × 10 8 × π) / (2π × 1.0 × 10 6 ) = 150 [m]
Next, it is assumed that the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is set to 5.0 MHz. In this case, when the phase difference Δφ becomes π, the distance R is calculated as follows from the equation (9).
Ｒ＝（３．０×１０８×π）／（２π×５．０×１０６）＝３０［ｍ］
また、位相差Δφの検出の分解能Δφｍを１．０°とすると、Δφｍ＝１．０°＝π／１８０［ｒａｄ］である。
R = (3.0 × 10 8 × π) / (2π × 5.0 × 10 6 ) = 30 [m]
When the resolution Δφ m for detecting the phase difference Δφ is 1.0 °, Δφ m = 1.0 ° = π / 180 [rad].
周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆが１．０ＭＨｚの場合、距離の検出の分解能ΔＲｍは、式（９）より次式のようになる。 When the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is 1.0 MHz, the distance detection resolution ΔR m is expressed by the following equation from the equation (9).
ΔＲｍ＝（３．０×１０８×π）／（２π×１．０×１０６×１８０）＝０．８３［ｍ］
また、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆが５．０ＭＨｚの場合、距離の検出の分解能ΔＲｍは、式（９）より次式のようになる。
ΔR m = (3.0 × 10 8 × π) / (2π × 1.0 × 10 6 × 180) = 0.83 [m]
When the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is 5.0 MHz, the distance detection resolution ΔR m is expressed by the following equation from the equation (9).
ΔＲｍ＝（３．０×１０８×π）／（２π×５．０×１０６×１８０）＝０．１７［ｍ］
このように、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆが小さく設定された場合には、低い分解能で遠距離の測定が可能となる。また、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆが大きく設定された場合には、高い分解能で近距離の測定が可能となる。
ΔR m = (3.0 × 10 8 × π) / (2π × 5.0 × 10 6 × 180) = 0.17 [m]
Thus, when the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is set small, it is possible to measure a long distance with low resolution. Further, when the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn is set large, it is possible to measure a short distance with high resolution.
従って、無線装置間の距離に応じて送信機としての一方の無線装置が周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆを制御することにより、適切な分解能で無線装置間の距離を測定することができる。 Therefore, one wireless device as a transmitter controls the difference Δf between the frequency fm and the frequency fn according to the distance between the wireless devices, so that the distance between the wireless devices can be measured with an appropriate resolution.
上述したように、この実施の形態１においては、送信機としての一方の無線装置に搭載された距離測定部１６３Ａから周波数ｆｍを有する第１の搬送波および周波数ｆｎを有する第２の搬送波が受信機としての他方の無線装置へ送信される。そして、他方の無線装置に搭載された距離測定部１６３Ｂは、第１および第２の搬送波を受信し、その受信した第１および第２の搬送波の位相差Δφを検出する。その後、距離測定部１６３Ｂは、その検出した位相差Δφ、周波数ｆｍおよび周波数ｆｎに基づいて、式（９）により一方の無線装置と他方の無線装置との間の距離Ｒを算出する。
As described above, in the first embodiment, the first carrier wave having the frequency fm and the second carrier wave having the frequency fn are received from the
このように、異なる周波数を有する第１および第２の搬送波を用いることにより、簡単な構成で、かつ、低コストで無線装置間の距離を測定することができる。 In this way, by using the first and second carrier waves having different frequencies, the distance between the wireless devices can be measured with a simple configuration and at a low cost.
また、距離測定部１６３Ａにおいて、周波数ｆｎを可変制御できるので、通信すべき無線装置間の距離が近い場合には、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆを大きくすることにより、高い分解能で距離を測定でき、通信すべき無線装置間の距離が遠い場合には、周波数ｆｍと周波数ｆｎとの差Δｆを小さくすることにより、低い分解能にはなるものの、長い距離の測定を行なうことができる。
Further, since the frequency fn can be variably controlled in the
図１に示す無線装置１〜１５の距離測定部１６３は、上述した２つの距離測定部１６３Ａ，１６３Ｂからなる。この場合、距離測定部１６３Ａ，１６３Ｂは、アンテナ１１Ａを共用する。そして、距離測定部１６３Ａのパワーアンプ１６３７および距離測定部１６３Ｂの低雑音アンプ１６４４と、アンテナ１１Ａとの間に送信および受信を切換えるスイッチが設けられる。
The
従って、無線装置１〜１５の各々は、距離測定において、送信機または受信機として機能し、隣接する無線装置との間の距離Ｒを測定できる。
Therefore, each of the
図１４は、送信元から送信先までの無線通信経路上に存在する複数の無線装置の各々が隣接する無線装置間の距離を測定する概念図である。無線装置１，２間で距離ｒ１２が測定される場合、無線装置１が送信機として機能し、無線装置２が受信機として機能する。また、無線装置２，５間で距離ｒ２５が測定される場合、無線装置２が送信機として機能し、無線装置５が受信機として機能する。以下、同様にして、距離ｒ５８，ｒ８１１，ｒ１１１５が測定される場合、それぞれ、無線装置５，８，１１が送信機として機能し、無線装置８，１１，１５が受信機として機能する。
FIG. 14 is a conceptual diagram in which each of a plurality of wireless devices existing on a wireless communication path from a transmission source to a transmission destination measures a distance between adjacent wireless devices. When the distance r12 is measured between the
従って、無線装置１，２，５，８，１１は、距離測定部１６３Ａによって周波数ｆｍを有する第１の搬送波と周波数ｆｎを有する第２の搬送波とを送信し、無線装置２，５，８，１１，１５は、距離測定部１６３Ｂによって第１および第２の搬送波を受信し、その受信した第１および第２の搬送波に基づいて、上述した方法によって、それぞれ、距離ｒ１２，ｒ２５，ｒ５８，ｒ８１１，ｒ１１１５を算出する。
Accordingly, the
［方位角測定方法］
図１５は、図２に示すアンテナ１１Ａから放射されるビームパターンの平面図である。アンテナ１１Ａは、指向性制御部１６７３からの制御に従って、全方位性のビームパターンＢＰＭ０、または指向性ＤＲ１〜ＤＲ１２をそれぞれ有するビームパターンＢＰＭ１〜ＢＰＭ１２を放射する。
[Azimuth measuring method]
FIG. 15 is a plan view of a beam pattern radiated from the
指向性ＤＲ１の方向を０度の方向とすると、ビームパターンＢＰＭ１〜ＢＰＭ１２は、それぞれ、０度、３０度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度、２１０度、２４０度、２７０度、３００度および３３０度の方向に放射される。なお、この０度の方向は、図１２に示すルーティングテーブル２０のｘ軸の方向である。 Assuming that the direction of directivity DR1 is 0 degree, the beam patterns BPM1 to BPM12 are 0 degree, 30 degrees, 60 degrees, 90 degrees, 120 degrees, 150 degrees, 180 degrees, 210 degrees, 240 degrees, and 270, respectively. Radiated in directions of degrees, 300 degrees and 330 degrees. The direction of 0 degrees is the x-axis direction of the routing table 20 shown in FIG.
指向性制御部１６７３は、アンテナ１１Ａの指向性を順次切換えるとき、例えば、指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２の順序でアンテナ１１Ａの指向性を切換えるので、上述したように指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２を、順次、方位角検出部１６７４へ出力する。
When the
図１４に示す無線装置１に対する無線装置２の方位角θｒ１２を測定する方法について説明する。
A method for measuring the azimuth angle θr12 of the
無線装置１のルーティングデーモン２４は、信号ＤＩＲを生成して無線インターフェースモジュール１６の方位角測定部１６４へ送信する。無線装置１の方位角測定部１６４の制御部１６７１は、ルーティングデーモン２４からの信号ＤＩＲに応じて、信号ＲＱを生成して送受信部１６７２へ出力する。また、無線装置１の指向性制御部１６７３は、ルーティングデーモン２４からの信号ＤＩＲに応じて、全方位性のビームパターンＢＰＭ０を放射するようにアンテナ１１Ａを制御する。
The
無線装置１の送受信部１６７２は、制御部１６７１からの信号ＲＱを変調および増幅等し、全方位性のビームパターンＢＰＭ０を放射するアンテナ１１Ａを介して信号ＲＱを送信する。
The transmission /
無線装置２のアンテナ１１Ａは、全方位性のビームパターンＢＰＭ０により無線装置１からの信号ＲＱを受信し、その受信した信号ＲＱを方位角測定部１６４の送受信部１６７２へ出力する。無線装置２の送受信部１６７２は、信号ＲＱを復調および増幅等して制御部１６７１へ出力する。無線装置２の制御部１６７１は、信号ＲＱをルーティングデーモン２４へ送信し、ルーティングデーモン２４は、信号ＲＱに応じて、方位角を測定するためのデータＤＡＤＲを生成し、その生成したデータＤＡＤＲをＭＡＣモジュール１７等の下位層を介して方位角測定部１６４の送受信部１６７２へ送信する。
The
無線装置２の送受信部１６７２は、ルーティングデーモン２４からのデータＤＡＤＲを変調および増幅等して全方位性のビームパターンＢＰＭ０を放射するアンテナ１１Ａを介して送信する。
The transmitting /
無線装置１において、制御部１６７１は、信号ＲＱをアンテナ１１Ａを介して無線装置２へ送信した後、信号ＥＸＤＲを生成して指向性制御部１６７３へ出力し、指向性制御部１６７３は、信号ＥＸＤＲに応じて、アンテナ１１Ａの指向性を指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２に順次切換えるとともに、その切換えた指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２を、順次、方位角検出部１６７４へ出力する。
In
無線装置１のアンテナ１１Ａは、その指向性を指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２に順次変えながら、無線装置２からのデータＤＡＤＲを受信し、その受信したデータＤＡＤＲを送受信部１６７２へ出力する。そして、送受信部１６７２は、アンテナ１１Ａから受けたデータＤＡＤＲを復調および増幅等し、データＤＡＤＲの受信信号強度ＲＳＳＩを検出する。この場合、送受信部１６７２は、アンテナ１１Ａの指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２に対応して、１２個の受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２を検出する。そして、送受信部１６７２は、その検出した１２個の受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２を、順次、方位角検出部１６７４へ出力する。
The
方位角検出部１６７４は、送受信部１６７２から１２個の受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２を順次受け、指向性制御部１６７３から１２個の指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２を順次受ける。そして、方位角検出部１６７４は、受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２をそれぞれ指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２に対応付け、受信信号強度ＲＳＳＩ１〜ＲＳＳＩ１２のうち、最大の受信信号強度ＲＳＳＩ＿ＭＡＸを検出する。
The azimuth angle detection unit 1674 sequentially receives twelve received signal strengths RSSI1 to RSSI12 from the transmission /
そうすると、方位角検出部１６７４は、最大の受信信号強度ＲＳＳＩ＿ＭＡＸに対応する指向性（指向性ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ１２のいずれか）を検出し、その検出した指向性の方向を無線装置２が存在する方位角θｒ１２とする。そして、方位角検出部１６７４は、検出した方位角θｒ１２をルーティングデーモン２４へ送信する。
Then, the azimuth angle detection unit 1674 detects the directivity (any one of directivity DR1, DR2,..., DR12) corresponding to the maximum received signal strength RSSI_MAX, and the direction of the detected directivity is the wireless device. An azimuth angle θr12 in which 2 is present. Then, the azimuth angle detection unit 1674 transmits the detected azimuth angle θr12 to the
図１４に示す無線装置２，５，８，１１も、上述した無線装置１と同じ方法によって、それぞれ、無線装置５，８，１１，１５が存在する方位角θｒ２５，θｒ５８，θｒ８１１，θｒ１１１５を検出する。
14 also detect the azimuth angles θr25, θr58, θr811, and θr1115 where the
無線装置１のルーティングデーモン２４がルーティングテーブル２０を作成する方法について説明する。無線装置１は、短期間ごとに、例えば、５秒ごとに隣接する無線装置２，３，６からリンクステートパケットＬＳＰを受信し、長期間ごとに、例えば、１５秒ごとに無線装置４，５，７〜１５からリンクステートパケットＬＳＰを受信する。これにより、無線装置１は、周囲に存在する無線装置２〜１５を認識する。
A method by which the
そして、無線装置１は、周囲に存在する無線装置２〜１５から受信したリンクステートパケットＬＳＰの端末情報に基づいて、自己に対する無線装置２〜１５の絶対位置と、隣接する無線装置間のリンクメトリック値とを示すルーティングテーブル２０を作成する。
The
図１６〜図１９は、それぞれ、送信元の無線装置１が受信するリンクステートパケットの第１〜第４の内容図である。無線装置１は、無線装置２から図１６に示すリンクステートパケットＬＳＰ１を受信し、無線装置３から図１７に示すリンクステートパケットＬＳＰ２を受信し、無線装置６から図１８に示すリンクステートパケットＬＳＰ３を受信し、無線装置５から図１９に示すリンクステートパケットＬＳＰ４を受信する。なお、リンクステートパケットＬＳＰ１〜ＬＳＰ４の各々は、送信先を無線装置１５とする隣接端末情報ＩＦＴ１のみを示す。
FIGS. 16 to 19 are first to fourth contents diagrams of the link state packet received by the
無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置２，３，６からそれぞれリンクステートパケットＬＳＰ１〜ＬＳＰ３を短期間に受信すると、リンクステートパケットＬＳＰ１〜ＬＳＰ３のＭＡＣヘッダに含まれる送信元アドレスにそれぞれ無線装置２，３，６のＩＰアドレスが格納されていることを検出して、無線装置２，３，６が無線装置１に隣接することを認識する。
When the
そして、無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置２，３，６が無線装置１に隣接することを認識すると、無線装置１と無線装置２，３，６の各々との通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６を測定するように距離測定部１６３を制御するとともに、無線装置１に対して無線装置２，３，６の各々が存在する方位角θｒ１２，θｒ１３，θｒ１６を測定するように方位角測定部１６４を制御する。
When the
そうすると、距離測定部１６３は、上述した方法によって無線装置１と無線装置２，３，６の各々との通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６を測定してルーティングデーモン２４へ送信する。
Then, the
この場合、無線装置１が送信機として機能し、無線装置２，３，６が受信機として機能するとき、無線装置１のルーティングデーモン２４は、測定した通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６を無線装置１へ送信するように無線装置２，３，６へ要求し、無線装置２，３，６のルーティングデーモン２４は、測定した通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６を無線装置１へ送信する。
In this case, when the
また、送信機１が受信機として機能し、無線装置２，３，６が送信機として機能するとき、無線装置１のルーティングデーモン２４は、周波数ｆｍ，ｆｎの電波を無線装置１へ送信するように無線装置２，３，６へ要求し、無線装置２，３，６は、周波数ｆｍ，ｆｎの電波を無線装置１へ送信する。そして、無線装置１の距離測定部１６３は、無線装置２，３，６の各々から周波数ｆｍ，ｆｎの２つの電波を受信し、上述した方法によって、通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６を測定してルーティングデーモン２４へ送信する。
When the
そして、方位角測定部１６４は、上述した方法によって無線装置１に対して無線装置２，３，６の各々が存在する方位角θｒ１２，θｒ１３，θｒ１６を測定してルーティングデーモン２４へ送信する。
Then, the azimuth
無線装置１のルーティングデーモン２４は、距離測定部１６３が測定した通信距離ｒ１２，ｒ１３，ｒ１６と、方位角測定部１６４が測定した方位角θｒ１２，θｒ１３，θｒ１６とに基づいて、無線装置１に対する無線装置２，３，６の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットする。
The
即ち、無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置１の位置をｘ，ｙ座標の原点に設定し、通信距離ｒ１２と方位角θｒ１２とに基づいて、無線装置１に対する無線装置２の絶対位置を示す座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）］を演算し、その演算した座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）］を無線装置１に対する無線装置２の絶対位置としてｘ，ｙ座標にプロットする。
That is, the
また、無線装置１のルーティングデーモン２４は、通信距離ｒ１３と方位角θｒ１３とに基づいて、無線装置１に対する無線装置３の絶対位置を示す座標［ｒ１３ｃｏｓ（θｒ１３），ｒ１３ｓｉｎ（θｒ１３）］を演算し、その演算した座標［ｒ１３ｃｏｓ（θｒ１３），ｒ１３ｓｉｎ（θｒ１３）］を無線装置１に対する無線装置３の絶対位置としてｘ，ｙ座標にプロットする。
Further, the
更に、無線装置１のルーティングデーモン２４は、通信距離ｒ１６と方位角θｒ１６とに基づいて、無線装置１に対する無線装置６の絶対位置を示す座標［ｒ１６ｃｏｓ（θｒ１６），ｒ１６ｓｉｎ（θｒ１６）］を演算し、その演算した座標［ｒ１６ｃｏｓ（θｒ１６），ｒ１６ｓｉｎ（θｒ１６）］を無線装置１に対する無線装置６の絶対位置としてｘ，ｙ座標にプロットする。
Further, the
その後、無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置２，３，６からそれぞれリンクステートパケットＬＳＰ１〜ＬＳＰ３を受信したときの受信電界強度を無線インターフェースモジュール１６から受け、その受けた受信電界強度を表１を参照してリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３に変換し、その変換したリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３をそれぞれ無線装置３，２，６との間に表記する。
Thereafter, the
引続いて、無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置２から受信したリンクステートパケットＬＳＰ１に基づいて、無線装置２に隣接する無線装置が無線装置４，５であることを検出し、無線装置４，５の無線装置１に対する絶対位置を上述した方法によってｘ，ｙ座標にプロットする。
Subsequently, the
即ち、無線装置１のルーティングデーモン２４は、リンクステートパケットＬＳＰ１に含まれる無線装置４のＩＰアドレスおよび無線装置５のＩＰアドレスに基づいて、無線装置２に隣接する無線装置が無線装置４，５であることを検出する。
That is, the
また、リンクステートパケットＬＳＰ１は、無線装置２と無線装置４との通信距離ｒ２４および無線装置２に対して無線装置４が存在する方向を示す方位角θｒ２４を含むので、無線装置１のルーティングデーモン２４は、通信距離ｒ２４と、方位角θｒ２４とに基づいて、無線装置２に対する無線装置４の絶対位置を示す座標［ｒ２４ｃｏｓ（θｒ２４），ｒ２４ｓｉｎ（θｒ２４）］を演算し、その演算した座標［ｒ２４ｃｏｓ（θｒ２４），ｒ２４ｓｉｎ（θｒ２４）］を無線装置１に対する無線装置２の絶対位置を示す座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）］に加算して無線装置１に対する無線装置４の絶対位置を示す座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２）＋ｒ２４ｃｏｓ（θｒ２４），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）＋ｒ２４ｓｉｎ（θｒ２４）］を演算する。そして、無線装置１のルーティングデーモン２４は、演算した座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２）＋ｒ２４ｃｏｓ（θｒ２４），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）＋ｒ２４ｓｉｎ（θｒ２４）］を無線装置１に対する無線装置４の絶対位置としてｘ，ｙ座標にプロットするとともに、リンクステートパケットＬＳＰ１に含まれていたリンクメトリック値ｍ７を無線装置２と無線装置４との間に表記する。
Further, since the link state packet LSP1 includes the communication distance r24 between the
無線装置１のルーティングデーモン２４は、リンクステートパケットＬＳＰ１に含まれる通信距離ｒ２５および方位角θｒ２５に基づいて、同様にして、無線装置１に対する無線装置５の絶対位置を示す座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２）＋ｒ２５ｃｏｓ（θｒ２５），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）＋ｒ２５ｓｉｎ（θｒ２５）］を演算し、その演算した座標［ｒ１２ｃｏｓ（θｒ１２）＋ｒ２５ｃｏｓ（θｒ２５），ｒ１２ｓｉｎ（θｒ１２）＋ｒ２５ｓｉｎ（θｒ２５）］を無線装置５の絶対位置としてｘ，ｙ座標にプロットするとともに、リンクステートパケットＬＳＰ１に含まれていたリンクメトリック値ｍ８を無線装置２と無線装置５との間に表記する。
The
無線装置１のルーティングデーモン２４は、同様にして、図１７に示すリンクステートパケットＬＳＰ２に基づいて、無線装置１に対する無線装置４の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットするとともに、リンクステートパケットＬＳＰ２に含まれるリンクメトリック値ｍ６を無線装置３と無線装置４との間に表記する。
Similarly, the
また、無線装置１のルーティングデーモン２４は、同様にして、図１８に示すリンクスステートパケットＬＳＰ３に基づいて、無線装置１に対する無線装置５，９，１０の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットするとともに、リンクステートパケットＬＳＰ２に含まれるリンクメトリック値ｍ９，ｍ１０，ｍ１１をそれぞれ無線装置６と無線装置５との間、無線装置６と無線装置９との間および無線装置６と無線装置１０との間に表記する。
Similarly, the
なお、リンクステートパケットＬＳＰ３に基づいてプロットされる無線装置１に対する無線装置５の絶対位置は、無線装置１から無線装置６を経由する無線装置５の絶対位置である。そして、リンクステートパケットＬＳＰ３の距離ｒ６５および方位角θｒ６５に基づいて演算された無線装置１に対する無線装置５の絶対位置は、リンクステートパケットＬＳＰ１の距離ｒ２５および方位角θｒ２５に基づいて演算された無線装置１に対する無線装置５の絶対位置に一致する。
The absolute position of the
更に、無線装置１のルーティングデーモン２４は、図１９に示すリンクステートパケットＬＳＰ４を無線装置５から受信し、その受信したリンクステートパケットＬＳＰ４に基づいて、同様にして、無線装置１に対する無線装置７，８，９の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットするとともに、リンクステートパケットＬＳＰ４に含まれるリンクメトリック値ｍ１３，ｍ１７，ｍ１８をそれぞれ無線装置５と無線装置７との間、無線装置５と無線装置８との間および無線装置５と無線装置９との間に表記する。なお、リンクステートパケットＬＳＰ４に基づいてプロットされる無線装置１に対する無線装置７，８，９の絶対位置は、無線装置１から無線装置２，５を経由する無線装置７，８，９の絶対位置である。
Further, the
無線装置１のルーティングデーモン２４は、無線装置７〜１５から受信したリンクステートパケットに基づいて、同様にして、無線装置１に対する無線装置７〜１５の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットするとともに、隣接する無線装置間にリンクメトリック値を表記する。
The
これによって、図１２に示すルーティングテーブル２０が完成する。 Thereby, the routing table 20 shown in FIG. 12 is completed.
無線装置２〜１５の各々のルーティングデーモン２４は、無線装置１のルーティングデーモン２４と同じ方法によって自己に対する他の無線装置の絶対位置と、各隣接する無線装置間のリンクメトリック値とからなるルーティングテーブル２０を作成する。
Each of the
ルーティングテーブル２０に表記されるリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２は、受信電界強度ＲＳＳＩに基づいて表１に従って決定されるが、受信信号強度ＲＳＳＩをリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２に変換する場合、受信信号強度ＲＳＳＩを複数の領域（−６０ｄＢよりも強い領域ＲＧＥ１、−６０ｄＢ〜−６５ｄＢの領域ＲＧＥ２、−６５ｄＢ〜−７０ｄＢの領域ＲＧＥ３、−７０ｄＢ〜−７５ｄＢの領域ＲＧＥ４、−７５ｄＢよりも弱い領域ＲＧＥ５）に分割し、受信信号強度ＲＳＳＩが領域ＲＧＥ１から領域ＲＧＥ５の方向へ弱くなるに従って、リンクメトリック値は、２の累乗によって大きくなる。即ち、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に弱くなるに従って、リンクメトリック値は、指数関数的に大きくなる。 The link metric values m1 to m32 described in the routing table 20 are determined according to Table 1 based on the received electric field strength RSSI. However, when the received signal strength RSSI is converted into the link metric values m1 to m32, the received signal strength RSSI. Are divided into a plurality of regions (region RGE1 stronger than −60 dB, region RGE2 from −60 dB to −65 dB, region RGE3 from −65 dB to −70 dB, region RGE4 from −70 dB to −75 dB, and region RGE5 weaker than −75 dB). As the received signal strength RSSI decreases from the region RGE1 to the region RGE5, the link metric value increases by a power of 2. That is, as the received signal strength RSSI decreases linearly, the link metric value increases exponentially.
このように、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に弱くなるに従って経路安定指標としてのリンクメトリック値を指数関数的に大きくすることによって（即ち、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に強くなるに従って経路安定指標としてのリンクメトリック値を指数関数的に小さくすることによって）、安定度合がより大きい経路を容易に選択できる。 Thus, by increasing the link metric value as a path stability index exponentially as the received signal strength RSSI decreases linearly (that is, as the received signal strength RSSI increases linearly as a path stability index). By making the link metric value of the index exponentially small), a path with a higher degree of stability can be easily selected.
即ち、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に弱くなるに従ってリンクメトリック値を直線的に大きくした場合、受信信号強度ＲＳＳＩの違いによるリンクメトリック値の差は小さくなる。そして、ルーティングテーブル２０を参照すれば、無線装置１から無線装置１５までの全体の経路における総合メトリック数（＝各経路のリンクメトリック値の加算値）を演算できるが、受信信号強度ＲＳＳＩが変動しても値が大きく変化しないリンクメトリック値を用いた場合には、送信元から送信先までの複数の経路に付与された複数の総合メトリック数に大きな差が生じないことになる。
That is, when the link metric value is increased linearly as the received signal strength RSSI decreases linearly, the difference in link metric value due to the difference in received signal strength RSSI decreases. If the routing table 20 is referred to, the total metric number (= added value of link metric value of each route) in the entire route from the
これに対し、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に弱くなるに従ってリンクメトリック値を指数関数的に大きくした場合、受信信号強度ＲＳＳＩの変化に対してリンクメトリック値が大きく変化するので、総合メトリック数も大きく変化することになり、送信元から送信先までの複数の経路に付与された複数の総合メトリック数に大きな差が生じることになる。 In contrast, when the link metric value increases exponentially as the received signal strength RSSI decreases linearly, the link metric value changes greatly with respect to the change in the received signal strength RSSI. As a result, there is a great difference in the number of total metrics assigned to the plurality of paths from the transmission source to the transmission destination.
従って、この発明においては、受信信号強度ＲＳＳＩが直線的に弱くなるに従ってリンクメトリック値が指数関数的に大きくなるようにしたものである。 Therefore, in the present invention, the link metric value increases exponentially as the received signal strength RSSI decreases linearly.
［無線通信経路の確立動作］
図２０は、マルチパス環境下における受信電力と距離との関係を示す図である。図２０において、縦軸は、受信電力を表し、横軸は、距離を表す。また、曲線ｋ１は、垂直偏波における受信電力と距離との関係を示し、曲線ｋ２は、水平偏波における受信電力と距離との関係を示す。
[Wireless communication path establishment operation]
FIG. 20 is a diagram illustrating the relationship between received power and distance in a multipath environment. In FIG. 20, the vertical axis represents received power, and the horizontal axis represents distance. A curve k1 shows the relationship between received power and distance in vertical polarization, and a curve k2 shows the relationship between received power and distance in horizontal polarization.
受信電力は、距離が長くなるに従って指数関数的に低下し、距離が約２ｍを超えると、受信電力が大きく低下する距離が周期的に現れる。そして、この受信電力の大きな低下は、垂直偏波の方が水平偏波よりも大きい。 The received power decreases exponentially as the distance becomes longer, and when the distance exceeds about 2 m, a distance where the received power greatly decreases appears periodically. The large decrease in received power is greater in the vertically polarized wave than in the horizontally polarized wave.
そこで、この発明においては、受信電力Ｐｒにしきい値Ｐｒｔｈを設け、隣接する無線装置間の受信電力Ｐｒがしきい値Ｐｒｔｈよりも低下する経路を除外して送信元から送信先へデータを送信する。即ち、送信元は、隣接する無線装置間の受信電力Ｐｒがしきい値Ｐｒｔｈよりも低下する特定の通信距離ｒｄｓ以外の通信距離を有する経路を介して送信先へデータを送信する。 Therefore, in the present invention, the threshold P rth provided on the received power P r, from the transmission by excluding a route received power P r between adjacent radio device drops below the threshold P rth source to a destination Send data. That is, the transmission source transmits data to the transmission destination via a route having a communication distance other than the specific communication distance r ds at which the reception power P r between adjacent wireless devices is lower than the threshold value P rth .
従って、送信元である無線装置１のＩＰモジュール１９は、受信電力Ｐｒがしきい値Ｐｒｔｈよりも低下する特定の通信距離ｒｄｓを保持しており、データを送信先である無線装置１５へ送信するとき、ルーティングテーブル２０を参照して、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓ以外の通信距離になる経路を選択して無線装置１５までの通信経路を決定する。
Therefore, the IP module 19 of the
例えば、無線装置８と無線装置１１との間の通信距離ｒ８１１および無線装置６と無線装置９との間の通信距離ｒ６９が特定の通信距離ｒｄｓであるとき、無線装置１のＩＰモジュール１９は、無線装置８→無線装置１１の経路および無線装置６→無線装置９の経路を除外し、無線装置１５までの総合メトリック数が最小となる経路：無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５を無線装置１５までの経路と決定する。
For example, when the communication distance r69 between the communication distance r811 and
なお、ＩＰモジュール１９は、全ての隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しない場合、無線装置１５までの総合メトリック数が最小となる経路を無線装置１５までの経路と決定する。 Note that when the communication distance between all adjacent wireless devices does not match the specific communication distance r ds , the IP module 19 determines the route with the smallest total metric number to the wireless device 15 as the route to the wireless device 15. decide.
このように、無線装置１のＩＰモジュール１９は、上位層であるＴＣＰモジュール２１からＴＣＰパケットを受信すると、ルーティングテーブル２０にプロットされた無線装置１〜１５の絶対位置（ｘ，ｙ座標）に基づいて、各隣接する無線装置間の通信距離を演算し、その演算した通信距離のうち、特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離が存在するか否かを判定する。そして、無線装置１のＩＰモジュール１９は、特定の通信距離ｒｄｓに一致する無線装置間の通信距離が存在する場合、その通信距離を有する経路以外の経路を用いて、送信先までの総合メトリック数が最小となる経路を決定する。また、無線装置１のＩＰモジュール１９は、特定の通信距離ｒｄｓに一致する無線装置間の通信距離が存在しない場合、ルーティングテーブル２０に示される全ての経路を対象として、送信先までの総合メトリック数が最小となる経路を決定する。
As described above, when the IP module 19 of the
無線装置１のＩＰモジュール１９は、特定の通信距離ｒｄｓを保持していると説明したが、この発明においては、無線装置１のＩＰモジュール１９は、次の方法によって特定の通信距離ｒｄｓを決定してもよい。
Although it has been described that the IP module 19 of the
マルチパス環境下においては、受信電力と距離との関係は、次式によって表される。 Under a multipath environment, the relationship between received power and distance is expressed by the following equation.
Ｐｒ＝ＰｔＧｔＧｒ［Ｄｄ｛λ／（４πｒｄ）｝＋Ｄｒ｛λ／（４πｒｒ）｝Γｅｘｐ［−ｊ｛ｋ（ｒｄ−ｒｒ）＋φ｝］］２・・・（１０）
但し、Ｐｒ：受信電力、Ｐｔ：送信電力、Ｇｒ：受信アンテナの利得、Ｇｔ：送信アンテナの利得、Ｄｄ：直接波の送受信アンテナの指向性利得、Ｄｒ：間接波の送受信アンテナの指向性利得、ｒｄ：直接波の伝搬距離、ｒｒ：間接波の伝搬距離、ｋ＝２π／λ、λ：電波の波長、Γ：アスファルト路面の反射係数、Φ：アスファルト路面の反射係数の位相遅れ
図２１は、反射係数の絶対値｜Γ｜および位相遅れΦと入射角度θｉとの関係を示す図である。図２１において、縦軸は、反射係数の絶対値｜Γ｜および位相遅れΦを表し、横軸は、入射角度θｉを表す。また、曲線ｋ３は、垂直偏波における反射係数の絶対値｜Γ｜と入射角度θｉとの関係を示し、曲線ｋ４は、垂直偏波における位相遅れΦと入射角度θｉとの関係を示す。また、曲線ｋ５は、水平偏波における反射係数の絶対値｜Γ｜と入射角度θｉとの関係を示し、曲線ｋ６は、水平偏波における位相遅れΦと入射角度θｉとの関係を示す。
P r = P t G t G r [D d {λ / (4πr d )} + D r {λ / (4πr r )} Γexp [−j {k (r d −r r ) + φ}]] 2.・ (10)
However, P r: received power, P t: transmission power, G r: gain of the receiving antenna, G t: gain of the transmitting antenna, D d: directional gain of the transmission and reception of the direct wave antenna, D r: transmission and reception of the indirect waves Antenna directivity gain, r d : propagation distance of direct wave, r r : propagation distance of indirect wave, k = 2π / λ, λ: wavelength of radio wave, Γ: reflection coefficient of asphalt road surface, Φ: reflection of asphalt road surface FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the absolute value | Γ | of the reflection coefficient and the phase delay Φ and the incident angle θi. In FIG. 21, the vertical axis represents the absolute value | Γ | of the reflection coefficient and the phase delay Φ, and the horizontal axis represents the incident angle θi. A curve k3 shows the relationship between the absolute value | Γ | of the reflection coefficient in the vertically polarized wave and the incident angle θi, and a curve k4 shows the relationship between the phase delay Φ in the vertically polarized wave and the incident angle θi. A curve k5 shows the relationship between the absolute value | Γ | of the reflection coefficient in the horizontally polarized wave and the incident angle θi, and a curve k6 shows the relationship between the phase delay Φ in the horizontally polarized wave and the incident angle θi.
入射角度θｉは、各無線装置１〜１５のアンテナ１１Ａから放射された電波が路面へ入射するときの角度（路面の法線方向に対する角度）であり、無線装置１〜１５におけるアンテナ１１Ａの路面からの高さによって決定される。そして、入射角度θｉは、無線装置１〜１５におけるアンテナ１１Ａの路面からの高さが相対的に高くなれば、相対的に小さくなり、無線装置１〜１５におけるアンテナ１１Ａの路面からの高さが相対的に低くなれば、相対的に大きくなる。
The incident angle θi is an angle when the radio wave radiated from the
従って、入射角度θｉが決定されれば、図２１に示す曲線ｋ３〜ｋ６を用いて垂直偏波および水平偏波における反射係数の絶対値｜Γ｜および位相遅れΦが決定される。また、送信電力Ｐｔ、受信アンテナの利得Ｇｒ、送信アンテナの利得Ｇｔ、直接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｄ、間接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｒ、ｋ＝２π／λ、および電波の波長λは、既知であるので、無線装置１のＩＰモジュール１９は、反射係数の絶対値｜Γ｜、位相遅れΦ、送信電力Ｐｔ、受信アンテナの利得Ｇｒ、送信アンテナの利得Ｇｔ、直接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｄ、間接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｒ、ｋ＝２π／λ、および電波の波長λを式（１０）に代入して受信電力Ｐｒがしきい値Ｐｒｔｈよりも低下する直接波の伝搬距離ｒｄを演算し、その演算した伝搬距離ｒｄを特定の通信距離ｒｄｓと決定する。そして、無線装置１のＩＰモジュール１９は、その決定した特定の通信距離ｒｄｓを用いて上述した方法により送信先までの経路を決定する。
Therefore, when the incident angle θi is determined, the absolute value | Γ | of the reflection coefficient in the vertical polarization and the horizontal polarization and the phase delay Φ are determined using the curves k3 to k6 shown in FIG. Also, transmission power P t , receiving antenna gain G r , transmitting antenna gain G t , direct wave transmitting / receiving antenna directivity gain D d , indirect wave transmitting / receiving antenna directivity gain D r , k = 2π / λ , And the wavelength λ of the radio wave are known, the IP module 19 of the
無線装置２〜１５のＩＰモジュール１９も、無線装置２〜１５が送信元である場合、上述した動作によって送信先までの経路を決定する。
The IP modules 19 of the
図２２は、送信元と送信先との間で無線通信経路を確立する動作を説明するためのフローチャートである。無線装置１が無線装置１５と無線通信を行なう場合、送信元である無線装置１のＩＰモジュール１９は、ルーティングテーブル２０を参照して、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓ以外の通信距離を有する経路の中から総合メトリック数が最小である経路を無線装置１５と無線通信を行なうための経路と決定する。即ち、無線装置１のＩＰモジュール１９は、ルーティングテーブル２０を参照して、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外する（ステップＳ１）。そして、無線装置１のＩＰモジュール１９は、特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離を有する経路以外の経路から、より安定な経路である無線装置１−無線装置２−無線装置５−無線装置８−無線装置１２−無線装置１５の経路ｒｔ１を無線装置１５と無線通信を行なうための経路と決定する。この場合、無線装置１のＩＰモジュール１９は、ステップＳ１において、特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離を有する経路がルーティングテーブル２０に存在しない場合、ルーティングテーブル２０の全ての経路を対象として経路ｒｔ１を無線装置１５と無線通信を行なうための経路と決定する。
FIG. 22 is a flowchart for explaining an operation of establishing a wireless communication path between a transmission source and a transmission destination. When the
その後、無線装置１のＩＰモジュール１９は、ルーティングデーモン２４によって生成されたルート要求パケットＲＲＥＱに経路ｒｔ１を示す経路情報＝［無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５］を追加し、より安定な経路に沿ってルート要求パケットＲＲＥＱを周波数ｆ１でユニキャストする（ステップＳ２）。即ち、無線装置１は、ルート要求パケットＲＲＥＱを周波数ｆ１で無線装置２へ送信する。
Thereafter, the IP module 19 of the
このルート要求パケットＲＲＥＱは、ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｑと、データ部ＤＡ＿Ｑとからなる。ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｑは、送信元アドレスと、送信先アドレスとからなる。データ部ＤＡ＿Ｑは、タイプと、ホップ数と、ルート要求パケット特定ＩＤと、送信先ＩＰアドレスと、送信元ＩＰアドレスと、経路情報とからなる。 This route request packet RREQ includes an IP header portion HED_Q and a data portion DA_Q. The IP header portion HED_Q includes a transmission source address and a transmission destination address. The data part DA_Q includes a type, the number of hops, a route request packet identification ID, a transmission destination IP address, a transmission source IP address, and route information.
ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｑの送信元アドレスは、ルート要求パケットＲＲＥＱを送信する無線装置のアドレスであり、ルート要求パケットＲＲＥＱを受信する各無線装置が送信先から送信元への逆通信経路において次に送信すべき無線装置であると認識するアドレスである。そして、この送信元アドレスは、ルート要求パケットＲＲＥＱを中継する無線装置によって変えられる。 The source address of the IP header portion HED_Q is the address of the wireless device that transmits the route request packet RREQ, and each wireless device that receives the route request packet RREQ transmits next in the reverse communication path from the transmission destination to the transmission source. This is an address that is recognized as a wireless device to be operated. The source address is changed by the wireless device that relays the route request packet RREQ.
ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｑの送信先アドレスは、無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５の経路ｒｔ１に沿って順次変えられる。
The transmission destination address of the IP header portion HED_Q is sequentially changed along the route rt1 of the
データ部ＤＡ＿Ｑのタイプは、ルート要求パケットＲＲＥＱがルートの確立を要求するパケットであることを示す”ｒｒｅｑ”からなり、この”ｒｒｅｑ”は、変更されない。 The type of the data part DA_Q is composed of “rreq” indicating that the route request packet RREQ is a packet requesting establishment of the route, and this “rreq” is not changed.
ホップ数は、ルート要求パケットＲＲＥＱの生成元からルート要求パケットＲＲＥＱを中継する各無線装置までのホップ数を表す。従って、このホップ数は、ルート要求パケットＲＲＥＱを中継する無線装置によって”１”づつインクリメントされる。 The number of hops represents the number of hops from the generation source of the route request packet RREQ to each wireless device that relays the route request packet RREQ. Therefore, the number of hops is incremented by “1” by the wireless device that relays the route request packet RREQ.
ルート要求パケット特定ＩＤは、順次生成される複数のルート要求パケットＲＲＥＱの各々を特定するシーケンス番号である。そして、このルート要求パケット特定ＩＤは、一度付与されると、変更されない。 The route request packet identification ID is a sequence number that identifies each of a plurality of route request packets RREQ that are sequentially generated. And this route request packet specific ID is not changed once it is given.
送信先ＩＰアドレスは、確立しようとしている通信経路における最終的な送信先である無線装置のＩＰアドレスである。そして、送信先ＩＰアドレスは、不変である。 The transmission destination IP address is the IP address of the wireless device that is the final transmission destination in the communication path to be established. The destination IP address is unchanged.
送信元ＩＰアドレスは、ルート要求パケットＲＲＥＱの生成元のＩＰアドレスである。従って、この送信元ＩＰアドレスは、不変である。 The transmission source IP address is an IP address of a generation source of the route request packet RREQ. Therefore, this source IP address is unchanged.
経路情報は、送信元である無線装置１のＩＰモジュール１９によって決定された経路ｒｔ１＝［無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５］からなる。
The route information is made up of the route rt1 = [
従って、無線装置１のＩＰモジュール１９は、［｛ｓｒｃ１／ｄｓｔ２｝／｛ｒｒｅｑ／１／ｒｒｅｑＩＤ／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ１５）｝］からなるルート要求パケットＲＲＥＱを生成してより安定な経路に沿って周波数ｆ１でユニキャストする。
Therefore, the IP module 19 of the
無線装置１の隣りの無線装置２，３，６は、無線装置１からのルート要求パケットＲＲＥＱを周波数ｆ１で受信する。そして、無線装置３，６のルーティングデーモン２４は、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれる送信先アドレスとして“ｄｓｔ２”を検出し、ルート要求パケットＲＲＥＱが無線装置３，６へ送信されたものでないことを検知し、ルート要求パケットＲＲＥＱの中継を中止する。
The
一方、無線装置２のルーティングデーモン２４は、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれる送信先アドレスとして“ｄｓｔ２”を検出し、ルート要求パケットＲＲＥＱが無線装置２へ送信されたものであることを検知する。そして、無線装置２のＩＰモジュール１９は、ルート要求パケットＲＲＥＱのデータ部ＤＡ＿Ｑに含まれる経路情報（ａｄｄｒ１−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ１５）を参考にして、より安定な経路を選択してルート要求パケットＲＲＥＱを中継する。
On the other hand, the
即ち、無線装置２のＩＰモジュール１９は、無線装置１５への方向において、無線装置２に隣接する無線装置４，５，６との経路のうち、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓになる経路を除外し（ステップＳ３）、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓ以外の通信距離になる経路からより安定な経路（リンクメトリック値がより小さい経路）を選択してルート要求パケットＲＲＥＱを中継する（ステップＳ４）。なお、無線装置２のＩＰモジュール１９は、無線装置２と無線装置４，５，６の各々との間の通信距離がいずれも特定の通信距離ｒｄｓに一致しないとき、無線装置２と無線装置４，５，６との３つの経路の中からより安定な経路（リンクメトリック値がより小さい経路）を選択してルート要求パケットＲＲＥＱを中継する。
That is, the IP module 19 of the
この場合、無線装置２のＩＰモジュール１９は、無線装置２→無線装置５の経路を選択し、ルート要求パケットＲＲＥＱの送信先アドレスを“ｄｓｔ２”から“ｄｓｔ５”に代え、送信元アドレスを“ｓｒｃ１”から“ｓｒｃ２”に代え、更に、無線装置１から無線装置２までのホップ数に“１”を加算してルート要求パケットＲＲＥＱ＝［｛ｓｒｃ２／ｄｓｔ５｝／｛ｒｒｅｑ／２／ｒｒｅｑＩＤ／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ１５）｝］を生成する。
In this case, the IP module 19 of the
そして、無線装置２のＩＰモジュール１９は、その生成したルート要求パケットＲＲＥＱ＝［｛ｓｒｃ２／ａｄｄｒ５｝／｛ｒｒｅｑ／２／ｒｒｅｑＩＤ／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ１５）｝］を周波数ｆ１でユニキャストして中継する。
The IP module 19 of the
また、無線装置２のＩＰモジュール１９は、送信元アドレスｓｒｃ１に基づいて、無線装置１５から無線装置１への逆通信経路において無線装置２が次に送信すべき無線装置が無線装置１であると認識する。
The IP module 19 of the
その後、無線装置５，８，１２は、無線装置２と同様にして、ルート要求パケットＲＲＥＱが送信先の無線装置１５へ到達するまで、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外し、かつ、より安定な経路（リンクメトリック値がより小さい経路）を選択してルート要求パケットＲＲＥＱを周波数ｆ１で中継する（ステップＳ３，Ｓ４）。
Thereafter, in the same manner as the
送信先である無線装置１５のルーティングデーモン２４は、ルート要求パケットＲＲＥＱを受信すると、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれる送信先ＩＰアドレスｄｓｔ１５に基づいて自己が送信先であることを検知し、ルート返答パケットＲＲＥＰを生成する。
When receiving the route request packet RREQ, the
この場合、ルート返答パケットＲＲＥＰは、ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｐと、データ部ＤＡ＿Ｐとからなる。ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｐは、送信元アドレスと、送信先アドレスとからなる。また、データ部ＤＡ＿Ｐは、タイプと、ホップ数と、送信先ＩＰアドレスと、送信元ＩＰアドレスと、経路情報とからなる。 In this case, the route reply packet RREP includes an IP header portion HED_P and a data portion DA_P. The IP header portion HED_P includes a transmission source address and a transmission destination address. The data part DA_P includes a type, the number of hops, a transmission destination IP address, a transmission source IP address, and route information.
ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｐの送信元アドレスは、ルート返答パケットＲＲＥＰを送信する無線装置のアドレスである。そして、この送信元アドレスは、ルート返答パケットＲＲＥＰを中継する無線装置によって変えられる。 The source address of the IP header part HED_P is the address of the wireless device that transmits the route reply packet RREP. The transmission source address is changed by a wireless device that relays the route reply packet RREP.
ＩＰヘッダ部ＨＥＤ＿Ｐの送信先アドレスは、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれている送信元ＩＰアドレスである。 The transmission destination address of the IP header part HED_P is the transmission source IP address included in the route request packet RREQ.
データ部ＤＡ＿Ｐのタイプは、ルート返答パケットＲＲＥＰがルート要求パケットＲＲＥＱに対する返答であることを示す”ｒｒｅｐ”からなり、この”ｒｒｅｐ”は、変更されない。 The type of the data part DA_P includes “rrep” indicating that the route reply packet RREP is a reply to the route request packet RREQ, and this “rrep” is not changed.
ホップ数は、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれる送信先ＩＰアドレスの無線装置からルート返答パケットＲＲＥＰを中継する各無線装置までのホップ数を表す。従って、このホップ数は、ルート返答パケットＲＲＥＰを中継する無線装置によって”１”づつインクリメントされる。 The number of hops represents the number of hops from the wireless device having the destination IP address included in the route request packet RREQ to each wireless device that relays the route response packet RREP. Therefore, the number of hops is incremented by “1” by the wireless device that relays the route reply packet RREP.
送信先ＩＰアドレスは、確立された通信経路の送信先のＩＰアドレスである。そして、この送信先ＩＰアドレスは、変更されない。 The transmission destination IP address is the IP address of the transmission destination of the established communication path. The destination IP address is not changed.
送信元ＩＰアドレスは、確立された通信経路の送信元のＩＰアドレスである。 The transmission source IP address is the IP address of the transmission source of the established communication path.
経路情報は、［無線装置１５→無線装置１２→無線装置８→無線装置５→無線装置２→無線装置１］からなる。
The route information includes [wireless device 15 →
従って、無線装置１５のルーティングデーモン２４は、［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／経路情報｝］からなるルート返答パケットＲＲＥＰを生成し、その生成したルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／経路情報｝］をＩＰモジュール１９へ送信する。
Accordingly, the
無線装置１５のＩＰモジュール１９は、ルーティングデーモン２４から受信したルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／経路情報｝］の“経路情報”に“（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）”を格納してルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］を生成し、その生成したルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］をルート要求パケットＲＲＥＱを受信した経路に沿って周波数ｆ１で送信する。即ち、無線装置１５のルーティングデーモン２４は、ルート要求パケットＲＲＥＱを無線装置１２から受信したので、無線装置１５のＩＰモジュール１９は、ルート返答パケットＲＲＥＰを無線装置１２へ送信する。
The IP module 19 of the wireless device 15 receives “(addr15−) in the“ route information ”of the route reply packet RREP = [{src15 / dst12} / {rrep / 1 / dst15 / src1 / route information}] received from the
無線装置１２のルーティングデーモン２４は、無線装置１５からルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］を受信し、その受信したルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１５／ｄｓｔ１２｝／｛ｒｒｅｐ／１／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］の送信元アドレスｓｒｃ１５を無線装置１２を示す送信元アドレスｓｒｃ１２に代え、送信先アドレスｄｓｔ１２を経路情報（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）に基づいて送信先アドレスｄｓｔ８に代え、無線装置１５から無線装置１２までの経路数であるホップ数に”１”を加算してルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１２／ｄｓｔ８｝／｛ｒｒｅｐ／２／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］を生成し、その生成したルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１２／ｄｓｔ８｝／｛ｒｒｅｐ／２／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］をＩＰモジュール１９へ送信する。そして、無線装置１２のＩＰモジュール１９は、ルート返答パケットＲＲＥＰ＝［｛ｓｒｃ１２／ｄｓｔ８｝／｛ｒｒｅｐ／２／ｄｓｔ１５／ｓｒｃ１／（ａｄｄｒ１５−ａｄｄｒ１２−ａｄｄｒ８−ａｄｄｒ５−ａｄｄｒ２−ａｄｄｒ１）｝］を周波数ｆ１で無線装置８へ送信する。
The
以下、同様にして、無線装置８，５，２は、ルート返答パケットＲＲＥＰを中継し、無線装置１は、無線装置１５からのルート返答パケットＲＲＥＰを受信する（ステップＳ５）。これによって、無線装置１と無線装置１５との間で無線通信を行なうための無線通信経路が確立される。
Similarly, the
図２３は、図２２に示すステップＳ２，Ｓ４における詳細な動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線装置１または中継器（無線装置２等）のＩＰモジュール１９は、ルーティングテーブル２０を参照し、送信先（無線装置１５）に対して総合メトリック数が同じである複数の経路が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。より具体的には、無線装置１または中継器（無線装置２等）のＩＰモジュール１９は、ルーティングテーブル２０に示された各隣接する無線装置間のリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２を加算して各経路における総合メトリック数を演算し、その演算した総合メトリック数に基づいて、総合メトリック数が同じである複数の経路が存在するか否かを判定する。
FIG. 23 is a flowchart for explaining detailed operations in steps S2 and S4 shown in FIG. When a series of operations starts, the IP module 19 of the
そして、総合メトリック数が同じである複数の経路が存在しないとき、無線装置１または中継器（無線装置２等）のＩＰモジュール１９は、総合メトリック数が最小である経路を複数の経路から選択し、その選択した経路に沿ってデータを送信または中継する（ステップＳ１２）。
Then, when there are not a plurality of routes having the same total metric number, the IP module 19 of the
一方、ステップＳ１１において、総合メトリック数が同じである複数の経路が存在すると判定されたとき、無線装置１または中継器（無線装置２等）のＩＰモジュール１９は、送信先（無線装置１５）に対してホップ数が同じ複数の経路が存在するか否かを判定する（ステップＳ１３）。
On the other hand, when it is determined in step S11 that there are a plurality of routes having the same total metric number, the IP module 19 of the
そして、ホップ数が同じである複数の経路が存在するとき、無線装置１または中継器（無線装置２等）のルーティングデーモン２４は、いずれかの経路を複数の経路から選択し、その選択した経路に沿ってデータを送信または中継する（ステップＳ１４）。
When there are a plurality of routes having the same number of hops, the
一方、ステップＳ１３において、ホップ数が同じ複数の経路が存在しないと判定されたとき、無線装置１または中継器（無線装置２等）のＩＰモジュール１９は、ホップ数が最小である経路を複数の経路から選択し、その選択した経路に沿ってデータを送信または中継する（ステップＳ１５）。
On the other hand, when it is determined in step S13 that a plurality of routes having the same number of hops does not exist, the IP module 19 of the
これにより、図２２に示すステップＳ２，Ｓ４の詳細な動作が終了する。 Thereby, the detailed operation of steps S2 and S4 shown in FIG. 22 is completed.
上述したように、この発明は、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外し、総合メトリック数に基づいて、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しない経路の中からデータを送信または中継する経路を決定し、総合メトリック数によって経路を決定できないとき、送信先までのホップ数が少なくなるように、データを送信または中継する経路を決定する。即ち、この発明は、無線通信の遮断に繋がる経路（＝通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路）を除外し、経路の安定度合に基づいて、より安定な経路をデータを送信または中継する経路として決定し、経路の安定度合によって経路を決定できないとき、送信先までのホップ数に基づいて、データを送信または中継する経路を決定する。 As described above, the present invention excludes the path communication distance between adjacent wireless devices matches a specific communication distance r ds, based on the number of total metrics, consistent communication distance to a specific communication distance r ds The route for transmitting or relaying data is determined from the routes not to be transmitted, and when the route cannot be determined by the total metric number, the route for transmitting or relaying data is determined so that the number of hops to the destination is reduced. In other words, the present invention excludes a route (= route whose communication distance matches a specific communication distance r ds ) that leads to interruption of wireless communication, and transmits data on a more stable route based on the degree of stability of the route. When the route is determined to be relayed and the route cannot be determined depending on the degree of stability of the route, the route for transmitting or relaying data is determined based on the number of hops to the transmission destination.
これによって、安定な経路を介してデータを送信先へ送信することができる。その結果、データを送信するときのスループットを向上できる。従来のアドホックネットワークにおいては、送信先までのホップ数が増加すると、そのホップ数の増加に伴ってスループットは低下するが、この発明は、送信先までのホップ数が多くても、無線通信の遮断に繋がる経路を除外し、総合メトリック数がより小さい、即ち、より安定度合が大きい経路を介してデータを送信先まで送信するので、ホップ数が多くなってもデータを安定して送信先まで送信でき、スループットを向上できる。つまり、より安定度合が大きい経路を選択してデータを送信または中継するので、各無線装置間においてデータの再送が発生することが極めて低くなり、スループットを向上できる。 As a result, data can be transmitted to the transmission destination via a stable path. As a result, the throughput when transmitting data can be improved. In conventional ad hoc networks, when the number of hops to the destination increases, the throughput decreases with the increase in the number of hops. However, the present invention cuts off wireless communication even if the number of hops to the destination is large. Data is sent to the destination via a route with a smaller total metric number, that is, a higher degree of stability, so even if the number of hops increases, the data is stably sent to the destination. Can improve throughput. That is, since a route with a higher degree of stability is selected and data is transmitted or relayed, the occurrence of data retransmission between wireless devices is extremely low, and the throughput can be improved.
［送信元と送信先との間の無線通信動作］
送信元（無線装置１）と送信先（無線装置１５）との間で無線通信を行なう動作について説明する。図２４は、送信元と送信先との間の無線通信動作を説明するためのフローチャートである。
[Wireless communication operation between source and destination]
An operation of performing wireless communication between the transmission source (wireless device 1) and the transmission destination (wireless device 15) will be described. FIG. 24 is a flowchart for explaining a wireless communication operation between a transmission source and a transmission destination.
一連の動作が開始されると、送信元である無線装置１のＴＣＰモジュール２１は、送信すべきデータを上位層から受け、その受けたデータをＴＣＰデータ部に格納し、ＴＣＰデータ部にＴＣＰヘッダを付加してＴＣＰパケットを作成してＩＰモジュール１９へ送信する。
When a series of operations is started, the
無線装置１のＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からＴＣＰパケットを受けると、その受けたＴＣＰパケットをＩＰデータ部に格納し、ＩＰデータ部にＩＰヘッダを付加してＩＰパケットを作成する。そして、ＩＰモジュール１９は、その作成したＩＰパケットをＬＬＣモジュール１８を介してＭＡＣモジュール１７へ送信する。
When receiving the TCP packet from the
また、無線装置１のＩＰモジュール１９は、無線装置１，２，５，８，１２，１５が使用する周波数を示す周波数設定情報ＦＱＩＦ１を作成する。即ち、無線装置１のＩＰモジュール１９は、［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］からなる周波数設定情報ＦＱＩＦ１を作成し、その作成した周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＬＬＣモジュール１８を介してＭＡＣモジュール１７へ送信する。
The IP module 19 of the
更に、無線装置１のＩＰモジュール１９は、周波数ｆｙとして周波数ｆ１を選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ２を生成して無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６２の送受信部１６２１およびＢＰＦ１６２３へ出力する。
Further, the IP module 19 of the
そうすると、無線装置１のＭＡＣモジュール１７は、ＩＰモジュール１９から受信したＩＰパケットおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１をフレームボディに格納してデータフレームＤＡＦＭを作成し、その作成したデータＤＡＦＭを無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６２の送受信部１６２１へ送信する。
Then, the
通信部１６２の送受信部１６２１は、ＩＰモジュール１９から受信した周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ１を周波数ｆｙとして選択し、その選択した周波数ｆ１によってＭＡＣモジュール１７から受信したデータフレームＤＡＦＭを変調する。そして、送受信部１６２１は、その変調したデータフレームＤＡＦＭを周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ１を有するチャネル（チャネルＣｈ１〜Ｃｈ１４のいずれか）を介してＢＰＦ１６２３へ送信する。
The transmission /
ＢＰＦ１６２３は、ＩＰモジュール１９からの周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ１を有するデータフレームＤＡＦＭを通過させ、アンテナ１１Ａへ送信する。そして、アンテナ１１Ａは、通信部１６２からのデータフレームＤＡＦＭをユニキャストする。これによって、送信元である無線装置１は、データおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１を周波数ｆ１でユニキャストする（ステップＳ２１）。
The
無線装置２のＩＰモジュール１９は、周波数切換信号ＦＱＥＸ１を生成して無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６１へ出力する。通信部１６１のＢＰＦ１６１３は、ＩＰモジュール１９からの周波数切換信号ＦＱＥＸ１に基づいて、周波数を周波数ｆ１〜ｆ１４の範囲で変化させながらアンテナ１１Ａからの信号を受信する。
The IP module 19 of the
無線装置１は、周波数ｆ１でデータフレームＤＡＦＭを送信したので、無線装置２の通信部１６１のＢＰＦ１６１３は、アンテナ１１Ａが受信した信号のうち、周波数ｆ１を有するデータフレームＤＡＦＭのみを通過させ、その通過させたデータフレームＤＡＦＭを周波数ｆ１を有するチャネルＣｈ１を介して送受信部１６１１へ出力する。
Since the
そして、送受信部１６１１は、チャネル部１６１２を介して受けたデータフレームＤＡＦＭを復調等して上位層へ送信する。
Then, the transmitting /
無線装置２のＭＡＣモジュール１７は、データフレームＤＡＦＭのフレームボディに格納された周波数設定情報ＦＱＩＦ１を抽出し、その抽出した周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＬＬＣモジュール１８を介してＩＰモジュール１９へ送信する。無線装置２のＩＰモジュール１９は、周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＭＡＣモジュール１７から受信し、その受信した周波数設定情報ＦＱＩＦ１＝［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］に基づいて、無線装置２が周波数ｆ２でデータフレームＤＡＦＭを無線装置５へ中継すべきことを検知する。
The
そうすると、無線装置２のＩＰモジュール１９は、周波数ｆｙとして選択すべき周波数ｆ２を周波数ｆ１〜ｆ１４の範囲から選択し、周波数ｆ２を選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ２を生成して無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６２の送受信部１６２１およびＢＰＦ１６２３へ出力する。また、無線装置２のＩＰモジュール１９は、周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＬＬＣモジュール１８を介してＭＡＣモジュール１７へ送信する。
Then, the IP module 19 of the
そして、無線装置２のＭＡＣモジュール１７は、ＩＰモジュール１９から周波数設定情報ＦＱＩＦ１を受けると、その受けた周波数設定情報ＦＱＩＦ１をデータフレームＤＡＦＭのフレームボディに格納して無線インターフェースモジュール１６へ送信する。
When receiving the frequency setting information FQIF1 from the IP module 19, the
無線装置２の無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６２の送受信部１６２１は、ＩＰモジュール１９から受信した周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ２を周波数ｆｙとして選択し、その選択した周波数ｆ２によってＭＡＣモジュール１７から受信したデータフレームＤＡＦＭを変調する。そして、送受信部１６２１は、その変調したデータフレームＤＡＦＭを周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ２を有するチャネルＣｈ２を介してＢＰＦ１６２３へ送信する。
The transmission /
ＢＰＦ１６２３は、ＩＰモジュール１９からの周波数選択信号ＦＱＳＬ２によって指定された周波数ｆ２を有するデータフレームＤＡＦＭを通過させ、アンテナ１１Ａへ送信する。そして、アンテナ１１Ａは、通信部１６２からのデータフレームＤＡＦＭをユニキャストする。これによって、中継器である無線装置２は、データおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１を周波数ｆ２でユニキャストする。
The
無線装置５，８，１２も、無線装置２と同じようにしてデータフレームＤＡＦＭをそれぞれ無線装置２，５，８から受信するとともに、データフレームＤＡＦＭをそれぞれ無線装置８，１２，１５へ送信し、データフレームＤＡＦＭを中継する。
Similarly to the
即ち、無線装置２，５，８，１２からなる中継器は、周波数を探索し、周波数ｆｉ（ｉ＝１〜４）で送信元（無線装置１）または送信元の方向に存在する中継器（無線装置２，５，８）からデータフレームＤＡＦＭ（データおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１）を受信する（ステップＳ２２）。
That is, the repeater including the
そして、無線装置２，５，８，１２は、周波数設定情報ＦＱＩＦ１に基づいて、周波数ｆｉと異なる周波数ｆｊ（ｊ＝２〜５）を選択し、データフレームＤＡＦＭ（データおよび周波数設定情報ＦＱＩＦ１）を周波数ｆｊでユニキャストする（ステップＳ２３）。
Then, the
そうすると、無線装置１５のＩＰモジュール１９は、周波数切換信号ＦＱＥＸ１を生成して無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６１へ出力する。通信部１６１のＢＰＦ１６１３は、ＩＰモジュール１９からの周波数切換信号ＦＱＥＸ１に基づいて、周波数を周波数ｆ１〜ｆ１４の範囲で変化させながらアンテナ１１Ａからの信号を受信する。
Then, the IP module 19 of the wireless device 15 generates the frequency switching signal FQEX1 and outputs it to the
無線装置１２は、周波数ｆ５でデータフレームＤＡＦＭを送信するので、無線装置１５の通信部１６１のＢＰＦ１６１３は、アンテナ１１Ａが受信した信号のうち、周波数ｆ５を有するデータフレームＤＡＦＭのみを通過させ、その通過させたデータフレームＤＡＦＭを周波数ｆ５を有するチャネルＣｈ５を介して送受信部１６１１へ出力する。
Since the
そして、送受信部１６１１は、チャネル部１６１２を介して受けたデータフレームＤＡＦＭを復調等して上位層へ送信する。
Then, the transmitting /
無線装置１５のＭＡＣモジュール１７は、データフレームＤＡＦＭのフレームボディに格納された周波数設定情報ＦＱＩＦ１を抽出し、その抽出した周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＬＬＣモジュール１８を介してＩＰモジュール１９へ送信する。無線装置１５のＩＰモジュール１９は、周波数設定情報ＦＱＩＦ１をＭＡＣモジュール１７から受信し、その受信した周波数設定情報ＦＱＩＦ１＝［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］に基づいて、無線装置１５が周波数ｆ５で無線装置１２と無線通信を行なうべきことを検知する（ステップＳ２４）。
The
そうすると、無線装置１５のＩＰモジュール１９は、周波数ｆｘとして選択すべき周波数ｆ５を周波数ｆ１〜ｆ１４の範囲から選択し、周波数ｆ５を選択するための周波数選択信号ＦＱＳＬ１を生成して無線インターフェースモジュール１６に含まれる通信部１６１の送受信部１６１１およびＢＰＦ１６１３へ出力する。
Then, the IP module 19 of the wireless device 15 selects the frequency f5 to be selected as the frequency fx from the range of the frequencies f1 to f14, generates the frequency selection signal FQSL1 for selecting the frequency f5, and sends it to the
送受信部１６１１は、周波数選択信号ＦＱＳＬ１に基づいて周波数ｆ５を有するチャネルＣｈ５を介してＢＰＦ１６１３と信号をやり取りし、ＢＰＦ１６１３は、周波数ｆ５を有する信号のみをチャネル部１６１２またはアンテナ１１Ａへ通過させる。
The transmission /
その後、送信元である無線装置１、送信先である無線装置１５、および中継器である無線装置２，５，８，１２は、異なる周波数で隣接する無線装置と無線通信を行なう（ステップＳ２５）。
Thereafter, the
即ち、無線装置２は、周波数ｆ１で無線装置１と無線通信を行ない、かつ、周波数ｆ２で無線装置５と無線通信を行なう。また、無線装置５は、周波数ｆ２で無線装置２と無線通信を行ない、かつ、周波数ｆ３で無線装置８と無線通信を行なう。更に、無線装置８は、周波数ｆ３で無線装置５と無線通信を行ない、かつ、周波数ｆ４で無線装置１２と無線通信を行なう。更に、無線装置１２は、周波数ｆ４で無線装置８と無線通信を行ない、周波数ｆ５で無線装置１５と無線通信を行なう。
That is, the
その結果、無線装置２は、無線装置１からのデータフレームＤＡＦＭの受信と無線装置５へのデータフレームＤＡＦＭの送信とを同時に行なうことができ、無線装置５は、無線装置２からのデータフレームＤＡＦＭの受信と、無線装置８へのデータフレームＤＡＦＭの送信とを同時に行なうことができ、無線装置８は、無線装置５からのデータフレームＤＡＦＭの受信と無線装置１２へのデータフレームＤＡＦＭの送信とを同時に行なうことができ、無線装置１２は、無線装置８からのデータフレームＤＡＦＭの受信と無線装置１５へのデータフレームＤＡＦＭの送信とを同時に行なうことができる。つまり、無線装置１，２，５，８，１２，１５は、同時に無線通信を行なうことができ、スループットが向上する。
As a result, the
従って、この発明においては、各無線装置の絶対位置を示すルーティングテーブル２０（図１２参照）に基づいて、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外し、総合メトリック数という経路の安定度合に基づいて、より安定な経路を選択して送信元から送信先への無線通信経路を確立し（図２２および図２３参照）、その確立した無線通信経路上に存在する無線装置１，２，５，８，１２，１５が相互に異なる周波数ｆ１〜ｆ５を用いてデータを送受信するので、より安定な無線通信経路の確立と相互に異なる周波数を用いた無線通信とにより、スループットを従来のアドホックネットワークに比べ飛躍的に向上できる。
Therefore, in the present invention, based on the routing table 20 (see FIG. 12) indicating the absolute position of each wireless device, a route in which the communication distance between adjacent wireless devices matches the specific communication distance rds is excluded, Based on the degree of stability of the route, which is the total metric number, a more stable route is selected to establish a wireless communication route from the transmission source to the transmission destination (see FIGS. 22 and 23), and on the established wireless communication route Since existing
この場合、中継器である無線装置２，５，８，１２は、それぞれ、無線装置１，２，５，８からのデータを周波数ｆｉで受信しながら、それぞれ、無線装置５，８，１２，１５へデータを周波数ｆｊで送信する。つまり、無線装置２，５，８，１２は、受信と送信とを同時に行なうが、アンテナ１１Ａは、全方位性のアンテナであるので、１つのアンテナ１１Ａを用いて周波数の異なる２つのデータを同時に送受信することは可能である。
In this case, the
上記においては、送信元である無線装置１がデータフレームＤＡＦＭを送信先である無線装置１５へ送信する際に、周波数設定情報ＦＱＩＦ１＝［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］をデータフレームＤＡＦＭのフレームボディに格納して送信すると説明したが、この発明においては、これに限らず、送信元である無線装置１は、周波数設定情報ＦＱＩＦ１＝［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］を送信元から送信先までの経路を確立するとき（図２２および図２３）に送信してもよい。
In the above, when the
この場合、経路情報＝［無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５］に代えて周波数設定情報ＦＱＩＦ１＝［無線装置１→ｆ１→無線装置２→ｆ２→無線装置５→ｆ３→無線装置８→ｆ４→無線装置１２→ｆ５→無線装置１５］がルート要求パケットＲＲＥＱに格納されて送信される。
In this case, instead of route information = [
これによって、送信元から送信先までの経路が確立された時点で無線装置１，２，５，８，１２，１５の各々が使用すべき周波数ｆ１〜ｆ５を各無線装置１，２，５，８，１２，１５へ通知することができ、データフレームＤＡＦＭの送信時には、各無線装置１，２，５，８，１２，１５が相互に異なる周波数で通信を行なうので、スループットを向上させた無線通信を迅速に行なうことができる。
As a result, the frequencies f1 to f5 to be used by each of the
また、上記においては、ＦＳＲ−ＭＳプロトコル、即ち、経路の安定度合を示す総合メトリック数に重みを置いて送信元から送信先までの経路を確立するプロトコルを用いたが、この発明においては、これに限らず、従来のＦＳＲプロトコルを用いて送信元から送信先までの経路を確立する場合にも、周波数設定情報ＦＱＩＦ１を送信し、送信元から送信先までの複数の無線装置が相互に異なる周波数で無線通信を行なうようにしてもよい。 In the above, the FSR-MS protocol, that is, the protocol that establishes a route from the transmission source to the transmission destination by placing a weight on the total metric number indicating the degree of stability of the route, is used in the present invention. The frequency setting information FQIF1 is transmitted even when a path from the transmission source to the transmission destination is established using the conventional FSR protocol, and a plurality of wireless devices from the transmission source to the transmission destination have different frequencies. Wireless communication may be performed using
ＦＳＲプロトコルを用いた場合には、送信元から送信先までの経路は、メトリック、即ち、ホップ数に基づいて決定され、受信信号強度が相対的に弱い経路が選択されることもあるが、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外して送信先までの無線通信経路を確立し、かつ、送信元から送信先までの複数の無線装置が相互に異なる周波数で無線通信を行なうことによって、複数の無線装置がほぼ同時に無線通信を安定して行なうことができるので、従来のアドホックネットワークに比べスループットを向上できる。 When the FSR protocol is used, the route from the transmission source to the transmission destination is determined based on the metric, that is, the number of hops, and a route with relatively weak received signal strength may be selected. A wireless communication path from a transmission source to a transmission destination is established by excluding a route whose communication distance between the wireless devices to be matched with a specific communication distance r ds , and a plurality of wireless devices from the transmission source to the transmission destination are different from each other By performing wireless communication at a frequency, a plurality of wireless devices can stably perform wireless communication almost simultaneously, so that throughput can be improved compared to conventional ad hoc networks.
なお、ＦＳＲプロトコルを用いた場合、リンクステートパケットＬＳＰの内容は、図１０に示す内容からリンクメトリック１〜Ｎを削除した内容になる。従って、各無線装置は、隣接する無線装置から５秒ごとに受信した隣接端末情報と、隣接する無線装置よりも遠くの無線装置から１５秒ごとに受信した隣接端末情報とに基づいて、図１２に示すルーティングテーブル２０から”リンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２”を削除したルーティングテーブルを作成する。
When the FSR protocol is used, the contents of the link state packet LSP are the contents obtained by deleting the
更に、上記においては、送信元（無線装置１）から送信先（無線装置１５）へデータを送信するとき、無線装置１，２，５，８，１２，１５は、相互に異なる周波数ｆ１〜ｆ５を用いて無線通信を行なうと説明したが、この発明においては、これに限らず、無線装置１，２，５，８，１２，１５は、相互に同じ周波数で無線通信を行なってもよい。この場合、無線装置１，２，５，８，１２，１５は、同時に無線通信を行なうことができないが、無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５の経路は、隣接する無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しない経路（＝無線通信の遮断に繋がらない経路）からなるので、データの再送を極力回避してデータを安定して送信先へ送信できる。その結果、スループットを向上できる。
Furthermore, in the above, when data is transmitted from the transmission source (wireless device 1) to the transmission destination (wireless device 15), the
更に、この発明においては、無線装置１〜１５の各々は、それぞれ、異なる周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信してもよい。これにより、無線装置１〜１５が同じ周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信する場合に比べ、同時に送信できるリンクステートパケットＬＳＰの数を増加させることができ、無線装置１に対する無線装置２〜１５の絶対位置をプロットしたルーティングテーブル２０（図１２参照）を迅速に作成できる。
Furthermore, in the present invention, each of the
即ち、各無線装置１〜１５が同じ周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信する場合、無線装置１は、隣接する無線装置２，３からのリンクステートパケットＬＳＰを同時に受信できないが、無線装置２，３が相互に異なる周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信すれば、無線装置１は、無線装置２，３からのリンクステートパケットＬＳＰを同時に受信できるので、ルーティングテーブル２０をより迅速に作成できる。
That is, when each of the
また、各無線装置１〜１５が同じ周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信する場合、無線装置１は、短期間（約５秒）ごとの無線装置２等（＝隣接する無線装置）からのリンクステートパケットＬＳＰと、長期間（約１５秒）ごとの無線装置８等（＝隣接しない無線装置）からのリンクステートパケットＬＳＰとを同時に受信できないが、無線装置２，８が相互に異なる周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信すれば、無線装置１は、無線装置２，８からのリンクステートパケットＬＳＰを同時に受信できるので、ルーティングテーブル２０を迅速に作成できる。
Further, when each wireless device 1-15 transmits the link state packet LSP at the same frequency, the
アンテナ１１Ａが同時に受信できる電波は、周波数が異なる２つの電波であるため、無線装置１が同時に受信できるリンクステートパケットＬＳＰの数は、２個に制限されるが、同時に受信可能な電波の数が２よりも多くなれば、無線装置１は、２以上のリンクステートパケットＬＳＰを同時に受信できるため、ルーティングテーブル２０を更に迅速に作成できる。
Since the radio waves that can be simultaneously received by the
このように、各無線装置１〜１５が異なる周波数でリンクステートパケットＬＳＰを送信することによって、ルーティングテーブル２０を迅速に作成できる。
In this manner, the routing table 20 can be quickly created by transmitting the link state packet LSP at different frequencies from the
この発明においては、ルーティングテーブル２０は、ある１つの無線装置に対する複数の無線装置の絶対位置を示す「絶対位置情報」を構成する。 In the present invention, the routing table 20 constitutes “absolute position information” indicating the absolute positions of a plurality of wireless devices with respect to a certain wireless device.
また、通信制御部１５Ａのインターネット層は、ルーティングテーブル２０を記憶するので、絶対位置情報を記憶する「位置情報記憶手段」を構成する。
Further, since the Internet layer of the
更に、ルーティングデーモン２４は、ルーティングテーブル２０を作成するので、「位置情報作成手段」を構成する。
Further, since the
更に、ＩＰモジュール１９は、「経路決定手段」を構成する。 Further, the IP module 19 constitutes “route determination means”.
更に、ＩＰモジュール１９および通信部１６１は、「第１の通信手段」を構成し、ＩＰモジュール１９および通信部１６２は、「第２の通信手段」を構成する。
Further, the IP module 19 and the
［実施の形態２］
図２５は、実施の形態２における無線装置１〜１５の構成を示す概略ブロック図である。実施の形態２においては、図１に示す無線装置１〜１５の各々は、図２５に示す無線装置１Ａからなる。無線装置１Ａは、例えば、自動車に搭載された無線装置等の移動体端末装置である。従って、実施の形態２においては、無線装置１〜１５の各々は、移動体端末装置からなる。
[Embodiment 2]
FIG. 25 is a schematic block diagram illustrating a configuration of
無線装置１Ａは、図２に示す無線装置１の無線インターフェースモジュール１６、ＩＰモジュール１９、ルーティングテーブル２０およびルーティングデーモン２４をそれぞれ無線インターフェースモジュール１６Ａ、ＩＰモジュール１９Ａ、ルーティングテーブル２０Ａおよびルーティングデーモン２４Ａに代えたものであり、その他は、無線装置１と同じである。
The wireless device 1A replaces the
無線インターフェースモジュール１６Ａは、無線装置１Ａの移動速度を測定し、その測定した移動速度をルーティングデーモン２４Ａへ送信する。無線インターフェースモジュール１６Ａは、その他、無線インターフェースモジュール１６と同じ機能を果たす。
The
ＩＰモジュール１９Ａは、自己が搭載された無線装置が送信元である場合、ルーティングテーブル２０Ａを参照して、送信先までの経路を後述する方法によって決定し、その決定した経路に沿ってＩＰパケットを送信先へ送信する。
When the wireless device on which the
ＩＰモジュール１９Ａは、その他、ＩＰモジュール１９と同じ機能を果たす。
The
ルーティングデーモン２４Ａは、無線インターフェースモジュール１６Ａから受信した受信電界強度、距離、方位角および移動速度に基づいて、後述する方法によってルーティングテーブル２０Ａを作成する。
The
ルーティングデーモン２４Ａは、その他、ルーティングデーモン２４と同じ機能を果たす。
The
図２６は、図２５に示す無線インターフェースモジュール１６Ａの構成を示す概略ブロック図である。無線インターフェースモジュール１６Ａは、通信部１６１，１６２と、距離／方位角測定部１６７と、速度センサ１６８とを含む。
FIG. 26 is a schematic block diagram showing the configuration of the
通信部１６１，１６２については、上述したとおりである。
The
距離／方位角測定部１６７は、後述する方法によって、隣接する２つの無線装置間の距離および方位角を測定し、その測定した距離および方位角をルーティングデーモン２４Ａへ送信する。
The distance / azimuth
速度センサ１６８は、自己が搭載された無線装置の移動速度を後述する方法によって測定し、その測定した移動速度をルーティングデーモン２４Ａへ送信する。
The
図２７は、図２６に示す距離／方位角測定部１６７の構成を示す概略ブロック図である。距離／方位角測定部１６７は、サーキュレータ１６７０と、指向性制御部１６８０と、データパケット送受信部１６９０と、トラヒックモニタ部１７３０と、回線制御部１７４０とを含む。
FIG. 27 is a schematic block diagram showing the configuration of the distance /
サーキュレータ１６７０は、アンテナ１１Ａが受信したパケットをデータパケット送受信部１６９０へ出力するとともに、データパケット送受信部１６９０からのパケットをアンテナ１１Ａへ出力する。
The
指向性制御部１６８０は、電気的な制御によって、セクタパターンの主ビーム（図１５に示すビームパターンＢＰＭ１〜ＢＰＭ１２参照）の方向を、例えば、０度から３３０度までの範囲で３０度毎に変更可能にアンテナ１１Ａを制御する。
The
データパケット送受信部１６９０は、データパケットの送信処理および受信処理を行なう。
Data packet transmission /
トラヒックモニタ部１７３０は、方位角の測定の処理を実行するとともに、他の無線装置とのパケット通信において使用すべき通信チャネルを決定し、その決定した通信チャネルに対応する通信チャネル用拡散符号を回線制御部１７４０を介してデータパケット送受信部１６９０に与える。
The
回線制御部１７４０は、データパケット送受信部１６９０とトラヒックモニタ部１７３０との間、またはＭＡＣモジュール１７等の上位層とデータパケット送受信部１６９０との間でデータ等をやり取りする。また、回線制御部１７４０は、距離／方位角測定部１６７内の各部を制御する。
The
データパケット送受信部１６９０は、データパケット受信部１７００と、拡散符号発生器１７１０と、データパケット送信部１７２０とを含む。データパケット受信部１７００は、アンテナ１１Ａが受信した受信信号をサーキュレータ１６７０を介して受け、その受けた受信信号を増幅および復調して上位層へ出力する。
Data packet transmitter /
拡散符号発生器１７１０は、トラヒックモニタ部１７３０からの通信チャネル用拡散符号を回線制御部１７４０を介して受け、その受けた通信チャネル用拡散符号に基づいて、指定されたＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の拡散符号を発生する。そして、拡散符号発生器１７１０は、その発生した拡散符号をデータパケット受信部１７００およびデータパケット送信部１７２０へ出力する。
The
データパケット送信部１７２０は、上位層からデータを受け、その受けたデータを変調および増幅してサーキュレータ１６７０を介してアンテナ１１Ａへ出力する。
データパケット受信部１７００は、高周波受信機１７０１と、復調器１７０２と、受信バッファメモリ１７０３とを含む。データパケット送信部１７２０は、送信タイミング制御部１７２１と、送信バッファメモリ１７２２と、変調器１７２３と、高周波送信機１７２４とを含む。
The data
トラヒックモニタ部１７３０は、管理制御部１７３１と、検索エンジン１７３２と、更新エンジン１７３３と、データベースメモリ１７３４とを含む。
The
高周波受信機１７０１は、サーキュレータ１６７０を介してアンテナ１１Ａから入力された受信信号を低雑音増幅し、その増幅した受信信号を復調器１７０２へ出力する。
復調器１７０２は、拡散符号発生器１７１０から拡散符号を受け、その受けた拡散符号によって受信信号をスペクトル逆拡散して受信信号を復調し、その復調したデータを受信バッファメモリ１７０３へ出力する。
受信バッファメモリ１７０３は、復調されたデータを一時保持し、その後、復調されたデータを上位層およびトラヒックモニタ部１７３０へ出力する。
The
送信タイミング制御部１７２１は、回線制御部１７４０からの制御に従って、送信バッファメモリ１７２２に格納されたデータの変調器１７２３への出力タイミングを制御する。
The transmission timing control unit 1721 controls the output timing of the data stored in the
送信バッファメモリ１７２２は、上位層から受けたデータを一時保持し、送信タイミング制御部１７２１によって制御された出力タイミングに同期してデータを変調器１７２３へ出力する。
The
変調器１７２３は、所定の無線周波数を有する搬送波を拡散符号発生器１７１０からの拡散符号によってスペクトル拡散するとともに、スペクトル拡散された搬送波をデータによって変調して変調信号を生成し、その生成した変調信号を高周波送信機１７２４へ出力する。
The
高周波送信機１７２４は、変調信号を増幅し、その増幅した変調信号をサーキュレータ１６７０を介してアンテナ１１Ａに与える。
The
データベースメモリ１７３４は、ＡＳテーブルと、ルーティングテーブルと、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ；Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）に対する電界強度と方位角との関係を示す情報とを記憶する。
The
なお、ＡＳテーブルは、ＳＩＮＲを示すテーブル（Ａｎｇｌｅ ＳＩＮＲ Ｔａｂｌｅ）である。 The AS table is a table indicating the SINR (Angle SINR Table).
管理制御部１７３１は、検索エンジン１７３２および更新エンジン１７３３と回線制御部１７４０との間でデータ等をやり取りする。また、管理制御部１７３１は、検索エンジン１７３２および更新エンジン１７３３を制御する。
The
検索エンジン１７３２は、管理制御部１７３１からの制御に従ってデータベースメモリ１７３４内のデータを検索し、その検索した所定のデータを管理制御部１７３１に与える。
The
更新エンジン１７３３は、管理制御部１７３１からの制御に従ってデータベースメモリ１７３４内のデータを更新する。
The
距離／方位角測定部１６７は、自己が搭載された無線装置（自局）を中心とした所定の方位角毎に他の無線装置（他局）に対するＳＩＮＲを予め測定しておき、その測定したＳＩＮＲを示すＡＳテーブルを作成する。そして、距離／方位角測定部１６７は、その作成したＡＳテーブルに基づいて概略の方位角を測定し、更に、ＡＳテーブルに基づいて、後述するモノパルス処理を実行して詳細な方位角を測定する。
The distance /
なお、隣接する２つの無線装置間の距離の測定は、後述するモノパルス処理により測定された詳細な方位角に基づいて行なわれる。 Note that the measurement of the distance between two adjacent wireless devices is performed based on the detailed azimuth angle measured by monopulse processing described later.
［距離／方位角の測定方法］
まず、方位角の測定手順について説明する。
[Measurement method of distance / azimuth]
First, the procedure for measuring the azimuth will be described.
図２８は、方位角を測定する手順を示す説明図である。なお、図２８においては、図１に示す無線装置１を基準とし、例えば、無線装置２，３，６の方位角を測定する場合について説明する。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a procedure for measuring the azimuth angle. In FIG. 28, a case will be described in which, for example, the azimuth angles of the
最初に、無線装置１の距離／方位角測定部１６７がＣＳＭＡ／ＣＳ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式により、キャリアセンスを行ないながら、第１のセットアップ信号をオムニパターンで無線装置２，３，６へ送信することにより、概略の方位角の測定処理の開始を通知する。
First, the distance / azimuth
次に、無線装置２，３，６の距離／方位角測定部１６７は、それぞれ、第１のセットアップ信号を受信する。その後、無線装置１の距離／方位角測定部１６７は、０度から３３０度までの３０度毎のセクタパターンで１２個の第１の要求信号（以下、「ＲＱ１信号」と言う。）を送信する。無線装置２，３，６の距離／方位角測定部１６７は、無線装置１から送信された１２個のＲＱ１信号をオムニパターンで受信して受信電界強度を測定するとともに、ＲＱ１信号を受信したときのＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を測定し、受信電界強度をＳＩＮＲに換算する。
Next, the distance / azimuth
引続いて、無線装置２，３，６の距離／方位角測定部１６７は、キャリアセンスを行ないながら、順次キャリアを検出していない期間に、ＳＩＮＲを示すデータを返信信号（以下、「ＲＥ信号」と言う。）によりセクタパターンで無線装置１へ送信する。
Subsequently, the distance /
無線装置１の距離／方位角測定部１６７は、無線装置２，３，６から受信したＲＥ信号に基づいてＡＳテーブルを作成する。そして、作成されたＡＳテーブルは、データベースメモリ１７３４に格納される。
The distance /
無線装置２，３，６の各々の距離／方位角測定部１６７は、自己が基準となって無線装置１の距離／方位角測定部１６７と同じ方法によってＡＳテーブルを作成する。
The distance /
図２９は、図２７に示すデータベースメモリ１７３４に格納されるＡＳテーブルの一例を示す説明図である。ＡＳテーブルは、無線装置１からの指向性ビームを受信した無線装置２，３，６におけるＳＩＮＲの値をビームの角度に対応付けて格納する。なお、図２９において、ＳＩＮＲの値が記載されていない部分は、測定限界以下であることを示し、ＳＩＮＲの単位は、ｄＢである。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of the AS table stored in the
以下、一例として無線装置２の概略の方位角をＡＳテーブルにより測定した後、後述するモノパルス処理により詳細な方位角を測定する場合について説明する。
Hereinafter, as an example, a case where a detailed azimuth angle of the
無線装置２における１２個のセクタパターンに対する１２個のＳＩＮＲのうち、最大値を検出し、その検出した最大値に対応するビームの角度が無線装置１を基準とした無線装置２の概略の方位角となる。
Among 12 SINRs for 12 sector patterns in the
この場合、ＳＩＮＲの最大値は、２．３ｄＢであり、２．３ｄＢに対応するビームの角度は、９０度であるので、無線装置１に対する無線装置２の概略の方位角は、９０度である。
In this case, the maximum value of SINR is 2.3 dB, and the angle of the beam corresponding to 2.3 dB is 90 degrees. Therefore, the approximate azimuth angle of the
その後、モノパルス処理が行なわれる。このモノパルス処理とは、セクタパターンによる受信電界強度を用いることにより詳細な方位角を測定する処理を言う。 Thereafter, monopulse processing is performed. The monopulse processing refers to processing for measuring a detailed azimuth angle by using the received electric field strength based on the sector pattern.
無線装置１の距離／方位角測定部１６７は、ＣＳＭＡ／ＣＳ方式によりキャリアセンスを行ないながら、順次キャリアを検出していない期間において、オムニパターンで第２のセットアップ信号を無線装置２，３，６へ送信することにより、詳細な方位角の測定処理の開始を通知する。
The distance / azimuth
その後、無線装置１の距離／方位角測定部１６７は、オムニパターンで第２の要求信号（以下、「ＲＱ２信号」と言う。）を無線装置２，３，６へ送信する。
After that, the distance /
図３０は、無線装置から出力される３方向のセクタパターンを示す模式図である。無線装置２，３，６の距離／方位角測定部１６７は、図３０に示すように、それぞれが保持するＡＳテーブルから決定した無線装置１に対する概略の方位角のセクタパターン（以下、「中心セクタパターン」という）と、この中心セクタパターンから両側にそれぞれ３０度回転した方向のセクタパターン（以下、「左セクタパターン」および「右セクタパターン」と言う。）とにより、ＲＱ２信号を受信し、その受信したＲＱ２信号の受信電界強度を測定する。
FIG. 30 is a schematic diagram showing sector patterns in three directions output from the wireless device. As shown in FIG. 30, the distance /
無線装置２，３，６の各々の距離／方位角測定部１６７は、自己が基準となって無線装置１の距離／方位角測定部１６７と同じ方法によって他の無線装置から受信したＲＱ２信号の受信電界強度を測定する。
The distance / azimuth
その後、中心セクタパターンによる受信電界強度と、右セクタパターンによる受信電界強度とを用いて詳細な方位角を測定する第１の処理と、中心セクタパターンによる受信電界強度と、左セクタパターンによる受信電界強度とを用いて詳細な方位角を測定する第２の処理とが行なわれる。 Thereafter, a first process for measuring a detailed azimuth angle using the received electric field strength by the central sector pattern and the received electric field strength by the right sector pattern, the received electric field strength by the central sector pattern, and the received electric field by the left sector pattern And a second process of measuring a detailed azimuth angle using the intensity.
図３１は、隣接する２つのセクタパターンによる受信電界強度を示す模式図である。図３１において、縦軸は、受信電界強度を表し、横軸は、方位角を表す。各受信電界強度を示す曲線（以下、「電界強度パターン」と言う。）は、扇型形状を有する。 FIG. 31 is a schematic diagram showing received electric field strengths by two adjacent sector patterns. In FIG. 31, the vertical axis represents the received electric field strength, and the horizontal axis represents the azimuth angle. A curve indicating each received electric field intensity (hereinafter referred to as “electric field intensity pattern”) has a fan shape.
図３２は、和パターンおよび差パターンを示す模式図である。また、図３３は、差パターンを和パターンで除算することにより算出した正規化パターンを示す模式図である。 FIG. 32 is a schematic diagram showing a sum pattern and a difference pattern. FIG. 33 is a schematic diagram showing a normalization pattern calculated by dividing the difference pattern by the sum pattern.
距離／方位角測定部１６７は、図３２に示すように、上述した２つの電界強度パターンの和からなる電界強度パターン（以下、「和パターン」と言う。）および上述した２つの電界強度パターンの差からなる電界強度パターン（以下、「差パターン」と言う。）を算出する。
As shown in FIG. 32, the distance /
そして、距離／方位角測定部１６７は、図３３に示すように、差パターンを和パターンで除算することによって正規化パターンを算出する。なお、和パターン、差パターンおよび正規化パターンは、データベースメモリ１７３４に記憶される。
Then, as shown in FIG. 33, the distance /
その後、距離／方位角測定部１６７は、算出した正規化パターンを直線近似することにより直線近似式を算出する。この場合、直線近似式の傾きａが算出されるとともに、データベースメモリ１７３４に記憶される。
Thereafter, the distance /
引続いて、距離／方位角測定部１６７は、右セクタパターンおよび中心セクタパターンによる無線装置２の受信電界強度を求める。この右セクタパターンによる無線装置２の受信電界強度をＬとし、中心セクタパターンによる無線装置２の受信電界強度をＲとする。
Subsequently, the distance /
そうすると、上述した直線近似式は、次式のようになる。 Then, the above-described linear approximation formula is as follows.
（Ｒ−Ｌ）／（Ｒ＋Ｌ）＝ａ×θ・・・（１１）
式（１１）より、方位角θは、次式のようになる。
(R−L) / (R + L) = a × θ (11)
From Expression (11), the azimuth angle θ is as follows.
θ＝（Ｒ−Ｌ）／｛ａ×（Ｒ＋Ｌ）｝・・・（１２）
データベースメモリ１７３４には、０度から３３０度までの１２個のセクタパターンに対応する１２個の電界強度パターンの傾きａが記憶されている。従って、電界強度ＬおよびＲを取得し、その取得した電界強度ＬおよびＲと、データベースメモリ１７３４に記憶された傾きａとを式（１２）に代入することによって、方位角θを算出できる。
θ = (R−L) / {a × (R + L)} (12)
The
方位角θが測定されると、その測定された方位角θに基づいて、隣接する２つの無線装置間の距離が測定される。図３４は、隣接する２つの無線装置間の距離を測定する方法を示す説明図である。 When the azimuth angle θ is measured, the distance between two adjacent wireless devices is measured based on the measured azimuth angle θ. FIG. 34 is an explanatory diagram showing a method of measuring the distance between two adjacent wireless devices.
以下においては、例えば、無線装置１と無線装置２との間の距離を測定する場合について説明する。無線装置１と無線装置２とを結ぶ線分をＶとする。無線装置１は、進行方向を示す直線Ｕに沿って移動するものとする。ここで、直線Ｕに沿って移動した後の無線装置１を無線装置１ａとする。
In the following, for example, a case where the distance between the
無線装置１の直線Ｕに沿った移動距離をｒとする。移動距離ｒは、トラヒックモニタ部１７３０により無線装置１の移動速度と移動時間とを乗算することによって算出される。なお、移動速度は、速度センサ１６８によって検出され、移動時間は、ＡＳテーブルの更新周期に設定される。
Let r be the moving distance of the
無線装置１ａと無線装置２とを結ぶ線分をＷとし、この線分の長さをｄ１とする。この長さｄ１が無線装置１ａと無線装置２との距離に相当する。
A line segment connecting the
また、直線Ｕと線分Ｖとが成す角度をθ０とし、直線Ｕと線分Ｗとが成す角度をθ１とする。この場合、線分Ｖと線分Ｗとが成す角度は、θ１−θ０となる。 In addition, an angle formed by the straight line U and the line segment V is θ 0, and an angle formed by the straight line U and the line segment W is θ 1 . In this case, the angle formed by the line segment V and the line segment W is θ 1 −θ 0 .
ここで、角度θ０，θ１は、上述したＡＳテーブルに基づいたモノパルス処理により測定された角度である。 Here, the angles θ 0 and θ 1 are angles measured by monopulse processing based on the above-described AS table.
そうすると、余弦定理により次式によって示される関係が成り立つ。 Then, the relationship shown by the following equation is established by the cosine theorem.
ｄ１・ｓｉｎ（θ１−θ０）＝ｒ・ｓｉｎ（θ０）・・・（１３）
式（１３）により、無線装置１ａと無線装置２との距離ｄ１は、次式により算出される。
d1 · sin (θ 1 −θ 0 ) = r · sin (θ 0 ) (13)
From equation (13), the distance d1 between the
ｄ１＝ｒ・ｓｉｎ（θ０）／ｓｉｎ（θ１−θ０）・・・（１４）
なお、無線装置１が移動距離ｒを移動する間において、無線装置２は静止しているか、あるいは無線装置１の移動速度に比べて十分に遅い速度で移動しているものとする。
d1 = r · sin (θ 0 ) / sin (θ 1 −θ 0 ) (14)
It is assumed that the
距離／方位角測定部１６７は、上述した方法によって、隣接する２つの無線装置間の距離および方位角を測定し、その測定した距離および方位角をルーティングデーモン２４Ａへ送信する。
The distance / azimuth
距離／方位角測定部１６７は、無線装置が移動している場合に、移動後の無線装置と隣接する無線装置との間の距離を測定することを特徴とする。従って、距離／方位角測定部１６７は、移動する無線装置によって構成される無線ネットワークにおいて、隣接する２つの無線装置間の距離および方位角を測定するのに特に適している。
The distance /
速度センサ１６８は、速度計と方位計とからなり、自己が搭載された無線装置（自動車に搭載された無線装置）が移動する速さを速度計により検出し、自己が搭載された無線装置が移動する方向を方位計により検出する。そして、速度センサ１６８は、速さと方向とからなる移動速度をルーティングデーモン２４Ａへ送信する。このように、この発明においては、移動速度は、大きさと方向とからなるベクトル量である。
The
図３５は、実施の形態２におけるリンクステートパケットの内容図である。実施の形態２におけるリンクステートパケットＬＬＳＰは、実施の形態１におけるリンクステートパケットＬＳＰ（図１０参照）の隣接端末情報ＩＦＴ１，ＩＦＴ２，・・・の各々に移動速度１〜Ｎを追加したものであり、その他は、リンクステートパケットＬＳＰと同じである。
FIG. 35 is a contents diagram of a link state packet in the second embodiment. The link state packet LLSP in the second embodiment is obtained by adding moving
従って、無線装置１〜１５の各々は、短期間（約５秒）ごとに隣接する無線装置からリンクステートパケットＬＬＳＰを受信し、隣接する無線装置よりも遠い無線装置から長期間（約１５秒）ごとにリンクステートパケットＬＬＳＰを受信し、その受信したリンクステートパケットＬＬＳＰに基づいてルーティングテーブル２０Ａを作成する。
Accordingly, each of the
図３６は、図２５に示すルーティングテーブル２０Ａの例を示す図である。送信元である無線装置１がルーティングテーブル２０Ａを作成する方法について説明する。
FIG. 36 is a diagram illustrating an example of the routing table 20A illustrated in FIG. A method by which the
無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置２〜１５からリンクステートパケットＬＬＳＰを受信すると、リンクステートパケットＬＬＳＰに含まれている距離１〜Ｎおよび方位角１〜Ｎに基づいて、ルーティングデーモン２４と同じ方法によって、無線装置１に対する無線装置２〜１５の絶対位置をｘ，ｙ座標にプロットするとともに各無線装置間にリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２を表示する。つまり、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置２〜１５から受信したリンクステートパケットＬＬＳＰに基づいて、ルーティングテーブル２０を作成する。
When the
その後、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置１の速度センサ１６８が検出した無線装置１の移動速度ｖ１を速度センサ１６８から受信し、その受信した移動速度ｖ１を無線装置１の絶対位置を示す座標にベクトル表示する。
Thereafter, the
引続いて、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置２〜１５から受信したリンクステートパケットＬＬＳＰに含まれている移動速度１〜Ｎ（ｖ２〜ｖ１５）を検出し、その検出した移動速度１〜Ｎ（ｖ２〜ｖ１５）を対応する無線装置２〜１５の絶対位置を示す座標にベクトル表示する。
Subsequently, the
この場合、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、移動速度ｖ１〜ｖ１５の長さが移動する速さを表すように表示する。
In this case, the
このようにして、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置２〜１５から受信したリンクステートパケットＬＬＳＰに基づいて、無線装置１に対する無線装置２〜１５の絶対位置と、各無線装置間のリンクメトリック値ｍ１〜ｍ３２と、各無線装置１〜１５が移動する移動速度ｖ１〜ｖ１５とからなるルーティングテーブル２０Ａを作成する。この場合、無線装置１に対する無線装置２〜１５の絶対位置は、無線装置２〜１５の無線装置１に対する現在位置を示すものである。
In this way, the
無線装置２〜１５のルーティングデーモン２４Ａは、無線装置１のルーティングデーモン２４Ａと同じ方法によってルーティングテーブル２０Ａを作成する。
The
送信元である無線装置１と送信先である無線装置１５との間で無線通信経路が確立される場合の動作は、基本的には、図２２および図２３に示すフローチャートに従って実行される。
The operation when the wireless communication path is established between the
この場合、送信元である無線装置１のＩＰモジュール１９Ａは、ルーティングテーブル２０Ａを参照して、無線装置２〜１５の現在位置に基づいて各無線装置間の通信距離を演算し、特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離を有する経路を除外するのではなく、無線装置２〜１５の現在位置と移動速度ｖ２〜ｖ１５とに基づいて、各無線装置２〜１５が移動した後の絶対位置を演算し、その演算した絶対位置に基づいて、各無線装置間の通信距離を演算して特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離を有する経路を除外する。
In this case, the
そして、無線装置１のＩＰモジュール１９Ａは、特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離を有する経路を除外すると、ＩＰモジュール１９と同じ方法によって、送信先である無線装置１５までの経路としてより安定した経路を決定し、その決定した経路に沿って、ルーティングデーモン２４Ａから受信したルート要求パケットＲＲＥＱを送信する。
When the
無線装置１のＩＰモジュール１９Ａは、無線装置１→無線装置２→無線装置５→無線装置８→無線装置１２→無線装置１５の経路に沿ってルート要求パケットＲＲＥＱを送信すると決定した場合、ルート要求パケットＲＲＥＱを中継する無線装置２，５，８，１２のＩＰモジュール１９Ａは、ルート要求パケットＲＲＥＱを受信した時点において、ルート要求パケットＲＲＥＱを中継すべき無線装置との間の経路のうち、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する経路を除外してルート要求パケットＲＲＥＱを中継する経路を決定する。
When the
例えば、無線装置５のＩＰモジュール１９Ａは、ルート要求パケットＲＲＥＱに含まれる経路情報に従えば、ルート要求パケットＲＲＥＱを無線装置８へ中継すべきであるが、無線装置５，８の移動後における無線装置５と無線装置８との間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する場合、無線装置７を経由する経路を選択してルート要求パケットＲＲＥＱを無線装置７へ中継する。
For example, the
この場合、無線装置５のＩＰモジュール１９Ａは、無線装置５，７の移動後における無線装置５と無線装置７との間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しないことを第１の条件とし、その次に、リンクメトリック値ｍ１３が最小であることを第２の条件とし、送信先である無線装置１５までのホップ数が最小であることを第３の条件として、無線装置８に代わってルート要求パケットＲＲＥＱを中継する無線装置７を選択する。
In this case, the
送信元である無線装置１と送信先である無線装置１５との間で無線通信経路が確立された後の送信元と送信先との間の通信動作は、基本的には、図２４に示すフローチャートに従って実行される。
The communication operation between the transmission source and the transmission destination after the wireless communication path is established between the transmission
但し、送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置２，５，８，１２のＩＰモジュール１９Ａは、この場合も、本来の中継先との通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する場合、上述した方法によって別の中継先を選択してデータを無線装置１５へ中継する。
However, in this case as well, the
なお、上記においては、現在位置と移動速度とにより予想した無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する場合、通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しない経路を選択すると説明したが、この発明においては、これに限られず、各無線装置は、本来の中継先までの通信距離が特定の通信距離ｒｄｓにならないように周波数またはアンテナ１１Ａの指向性を変えてもよい。
Note that in the above, the communication distance between the wireless devices expected by the current position and the traveling speed if it matches certain communication distance r ds, selects a path that the communication distance does not match a specific communication distance r ds Description However, the present invention is not limited to this, and each radio apparatus may change the frequency or the directivity of the
特定の通信距離ｒｄｓに一致する通信距離は、式（１０）によって決定されるが、アンテナ１１Ａの指向性を変えれば、式（１０）に含まれる直接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｄ、および間接波の送受信アンテナの指向性利得Ｄｒを変えることができ、式（１０）に従って演算される直接波の伝搬距離ｒｄが特定の通信距離ｒｄｓに一致しないようにできる。
The communication distance that matches the specific communication distance r ds is determined by Expression (10). If the directivity of the
また、周波数を変えることによって、式（１０）に含まれる電波の波長λおよびｋ＝２π／λを変えることができるので、式（１０）に従って演算される直接波の伝搬距離ｒｄが特定の通信距離ｒｄｓに一致しないようにできる。 Further, by changing the frequency, it is possible to change the radio waves of wavelength lambda and k = 2π / λ included in the formula (10), wherein the propagation distance r d of the direct wave which is calculated specific according (10) It can be made not to correspond to the communication distance rds .
従って、この発明においては、各無線装置は、本来の中継先との通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致する場合、本来の中継先との通信距離が特定の通信距離ｒｄｓに一致しないように、送信する電波の周波数またはアンテナ１１Ａの指向性を変えてもよい。
Therefore, in the present invention, when the communication distance with the original relay destination matches the specific communication distance r ds , each wireless device does not match the specific communication distance r ds with the original communication destination. In this way, the frequency of the radio wave to be transmitted or the directivity of the
その他は、実施の形態１と同じである。 Others are the same as in the first embodiment.
このように、実施の形態２においては、各無線装置のルーティングデーモン２４Ａは、各無線装置間の通信距離、各無線装置が存在する方位角、および各無線装置の移動速度を含むリンクステートパケットＬＬＳＰに基づいて、各無線装置の現在位置と、各無線装置の移動速度と、各無線装置間のリンクメトリック値とからなるルーティングテーブル２０Ａを作成し、各無線装置のＩＰモジュール１９Ａは、その作成されたルーティングテーブル２０Ａに基づいて、各無線装置が移動した後の絶対位置を予想し、無線装置間の通信距離が特定の通信距離ｒｄｓになる経路を除外して無線装置を行なうことを特徴とする。
As described above, in the second embodiment, the
この特徴により、無線アドホックネットワークが移動体端末装置により構成される場合であっても、無線装置の遮断に繋がる経路を避けて送信元と送信先との間で安定した無線通信を行なうことができる。その結果、移動体端末装置により構成される無線アドホックネットワークにおいてスループットを向上できる。 With this feature, even when a wireless ad hoc network is configured by a mobile terminal device, stable wireless communication can be performed between a transmission source and a transmission destination by avoiding a route that leads to blocking of the wireless device. . As a result, throughput can be improved in a wireless ad hoc network composed of mobile terminal devices.
なお、上述した実施の形態１，２においては、各無線装置が使用する周波数を変えることにより、複数の無線装置が同時に無線通信を行なうと説明したが、この発明は、これに限らず、各無線装置が放射する電波の偏波を変えることによって複数の無線装置が同時に無線通信を行なうようにしてもよい。 In the first and second embodiments described above, it has been described that a plurality of wireless devices perform wireless communication simultaneously by changing the frequency used by each wireless device. However, the present invention is not limited to this, A plurality of wireless devices may simultaneously perform wireless communication by changing the polarization of radio waves emitted by the wireless devices.
この発明においては、ルーティングテーブル２０Ａは、ある１つの無線装置に対する複数の無線装置の絶対位置を示す「絶対位置情報」を構成する。 In the present invention, the routing table 20A constitutes “absolute position information” indicating the absolute positions of a plurality of wireless devices with respect to a certain wireless device.
また、通信制御部１５Ａのインターネット層は、ルーティングテーブル２０Ａを記憶するので、絶対位置情報を記憶する「位置情報記憶手段」を構成する。
Further, since the Internet layer of the
更に、ルーティングデーモン２４Ａは、ルーティングテーブル２０Ａを作成するので、「位置情報作成手段」を構成する。
Furthermore, since the
更に、ＩＰモジュール１９Ａは、「経路予測手段」を構成する。
Further, the
更に、ＩＰモジュール１９Ａおよび通信部１６１は、「第１の通信手段」を構成し、ＩＰモジュール１９Ａおよび通信部１６２は、「第２の通信手段」を構成する。
Furthermore, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、自律的に構築され、かつ、安定した無線通信を行なう無線ネットワークを構成する無線装置に適用される。 The present invention is applied to a wireless device that constitutes a wireless network that is autonomously constructed and performs stable wireless communication.
１〜１５，１Ａ 無線装置、１００ 無線ネットワークシステム、１１Ａ アンテナ、１２Ａ 入力部、１３Ａ 表示部、１４Ａ 電子メールアプリケーション、１５Ａ 通信制御部、１６，１６Ａ 無線インターフェースモジュール、１７ ＭＡＣモジュール、１８ ＬＬＣモジュール、１９，１９Ａ ＩＰモジュール、２０，２０Ａ ルーティングテーブル、２１ ＴＣＰモジュール、２２ ＵＤＰモジュール、２３ ＳＭＴＰモジュール、２４，２４Ａ ルーティングデーモン、３０ 空間、１６１，１６２ 通信部、１６３，１６３Ａ，１６３Ｂ 距離測定部、１６４ 方位角測定部、１６７ 距離／方位角測定部、１６８ 速度センサ、１６１１，１６２１、１６７２ 送受信部、１６１２，１６２２ チャネル部、１６１３，１６２３，１６３３，１６３６，１６４５，１６５１〜１６５ｋ ＢＰＦ、１６３１ 入力部、１６３２，１６３５，１６６３，１６４８，１６６１ アンプ、１６３４ 変調器、１６３７ パワーアンプ、１６３８ 基準発振器、１６３９，１６４９ 電力分配器、１６４０，１６４２，１６４７ ＰＬＬ発振器、１６４１ 電力結合器、１６４３ 制御部、１６４４ 低雑音アンプ、１６４６ 復調器、１６６０ 位相検波器、１６６２ 処理部、１６７０ サーキュレータ、１６７１ 制御部、１６７３，１６８０ 指向性制御部、１６７３ 方位角検出部、１６９０ データパケット送受信部、１７００ データパケット受信部、１７０１ 高周波受信機、１７０２ 復調器、１７０３ 受信バッファメモリ、１７１０ 拡散符号発生機、１７２０ データパケット送信部、１７２１ 送信タイミング制御部、１７２２ 送信バッファメモリ、１７２３ 変調器、１７２４ 高周波送信機、１７３０ トラヒックモニタ部、１７３１ 管理制御部、１７３２ 検索エンジン、１７３３ 更新エンジン、１７３４ データベースメモリ、１７４０ 回線制御部。 1 to 15, 1A wireless device, 100 wireless network system, 11A antenna, 12A input unit, 13A display unit, 14A e-mail application, 15A communication control unit, 16, 16A wireless interface module, 17 MAC module, 18 LLC module, 19 , 19A IP module, 20, 20A routing table, 21 TCP module, 22 UDP module, 23 SMTP module, 24, 24A routing daemon, 30 space, 161, 162 communication unit, 163, 163A, 163B distance measurement unit, 164 azimuth angle Measuring unit, 167 Distance / azimuth measuring unit, 168 Speed sensor, 1611, 1621, 1672 Transmitting / receiving unit, 1612, 1622 Channel unit, 1613, 1623, 1633 1636, 1645, 1651 to 165k BPF, 1631 input section, 1632, 1635, 1663, 1648, 1661 amplifier, 1634 modulator, 1637 power amplifier, 1638 reference oscillator, 1639, 1649 power distributor, 1640, 1642, 1647 PLL oscillator , 1641 Power combiner, 1643 control unit, 1644 low noise amplifier, 1646 demodulator, 1660 phase detector, 1662 processing unit, 1670 circulator, 1671 control unit, 1673, 1680 Directivity control unit, 1673 azimuth angle detection unit, 1690 Data packet transmission / reception unit, 1700 data packet reception unit, 1701 high frequency receiver, 1702 demodulator, 1703 reception buffer memory, 1710 spread code generator, 1720 data packet transmission unit , 1721 transmission timing control unit, 1722 transmission buffer memory, 1723 modulator, 1724 high frequency transmitter, 1730 traffic monitor unit, 1731 management control unit, 1732 search engine, 1733 update engine, 1734 database memory, 1740 line control unit.
Claims (15)
前記無線ネットワークを構成する他の複数の無線装置の当該無線装置に対する絶対位置を示す絶対位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、
前記位置情報記憶手段に記憶された絶対位置情報に基づいて、無線通信の遮断に繋がる特定の通信距離を除外して前記無線通信を行なう通信手段とを備える無線装置。 A wireless device that is autonomously established and constitutes a wireless network in which wireless communication is performed between a transmission source and a transmission destination,
Position information storage means for storing absolute position information indicating absolute positions of the other wireless devices constituting the wireless network with respect to the wireless device;
A wireless device comprising: communication means for performing the wireless communication by excluding a specific communication distance that leads to interruption of wireless communication based on the absolute position information stored in the position information storage means.
前記通信手段は、前記経路決定手段によって決定された通信経路に沿ってデータを前記送信先へ送信する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線装置。 Path determining means for determining a communication path to the transmission destination based on the absolute position information so that a communication distance between adjacent wireless devices is a communication distance other than the specific communication distance;
The radio apparatus according to claim 1, wherein the communication unit transmits data to the transmission destination along a communication path determined by the path determination unit.
前記送信元の方向において当該無線装置に隣接する第１の無線装置と通信する第１の通信手段と、
前記送信元から送信された経路情報に従って前記送信先の方向において当該無線装置に隣接する第２の無線装置を決定し、その決定した第２の無線装置と通信する第２の通信手段とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線装置。 The communication means includes
First communication means for communicating with a first wireless device adjacent to the wireless device in the direction of the source;
2nd communication means which determines the 2nd radio | wireless apparatus adjacent to the said radio | wireless apparatus in the direction of the said transmission destination according to the path | route information transmitted from the said transmission source, and communicates with the determined 2nd radio | wireless apparatus. The wireless device according to any one of claims 1 to 3.
前記第２の通信手段は、前記第２の無線装置と前記第１の周波数と異なる第２の周波数で通信を行なう、請求項６に記載の無線装置。 The first communication means communicates with the first wireless device at a first frequency;
The radio apparatus according to claim 6, wherein the second communication unit communicates with the second radio apparatus at a second frequency different from the first frequency.
前記位置情報作成手段は、当該無線装置の位置を原点とする平面座標を設定するとともに、その設定した平面座標に前記距離、前記角度および前記移動速度に基づいて前記複数の無線装置の前記現在位置をプロットし、そのプロットした現在位置に前記移動速度をベクトル表記して前記絶対位置情報を作成する、請求項９に記載の無線装置。 The moving speed is a vector consisting of direction and magnitude,
The position information creating means sets a plane coordinate with the position of the wireless device as an origin, and sets the current position of the plurality of wireless devices based on the distance, the angle, and the moving speed to the set plane coordinate. The wireless device according to claim 9, wherein the absolute position information is generated by plotting the moving speed at a vector position of the plotted current position.
前記通信手段は、前記経路予測手段によって予測された通信経路に沿ってデータを前記送信先へ送信する、請求項９または請求項１０に記載の無線装置。 Path predicting means for predicting a communication path to the transmission destination where the communication distance between adjacent wireless devices is a communication distance other than the specific communication distance based on the current position and the moving speed of the absolute position information; Prepared,
The wireless device according to claim 9 or 10, wherein the communication unit transmits data to the transmission destination along a communication path predicted by the path prediction unit.
前記送信元の方向において当該無線装置に隣接する第１の無線装置と通信する第１の通信手段と、
前記絶対位置情報と前記送信元から送信された経路情報とに基づいて、前記送信先の方向において当該無線装置に隣接し、かつ、当該無線装置との通信距離が前記特定の通信距離以外の通信距離になる第２の無線装置を決定し、その決定した第２の無線装置と通信する第２の通信手段とを含む、請求項９または請求項１０に記載の無線装置。 The communication means includes
First communication means for communicating with a first wireless device adjacent to the wireless device in the direction of the source;
Based on the absolute position information and the route information transmitted from the transmission source, the communication is adjacent to the wireless device in the direction of the transmission destination and the communication distance with the wireless device is other than the specific communication distance. 11. The wireless device according to claim 9, further comprising: a second communication unit that determines a second wireless device to be a distance and communicates with the determined second wireless device.
前記第２の通信手段は、前記第１の通信手段が前記第１の無線装置からデータを受信すると、その受信されたデータに含まれる前記経路情報によって指定された前記データを中継すべき中継先無線装置を前記第２の無線装置として決定し、当該無線装置と前記決定した第２の無線装置との通信距離を前記絶対位置情報に基づいて予測し、その予測した通信距離が前記特定の通信距離に略一致するとき、前記第２の無線装置との通信距離の予測に用いた指向性と異なる指向性で前記データを前記第２の無線装置へ送信する、請求項１２に記載の無線装置。 Further equipped with an antenna that can switch directivity,
When the first communication unit receives data from the first wireless device, the second communication unit relays the data designated by the route information included in the received data. A wireless device is determined as the second wireless device, a communication distance between the wireless device and the determined second wireless device is predicted based on the absolute position information, and the predicted communication distance is the specific communication. The wireless device according to claim 12, wherein when the distance substantially matches the distance, the data is transmitted to the second wireless device with a directivity different from the directivity used for predicting a communication distance with the second wireless device. .
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