JP2006287538A - 無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワークを安定化させることが可能な無線装置を提供する。
【解決手段】 無線ネットワークシステムを構成する複数の無線装置の各々は、ルーティングテーブルを作成するとき、空のルーティングテーブルを作成し（ステップＳ１）、無線通信が行なわれている経路の経路情報をコピーする（ステップＳ２）。つまり、各無線装置は、無線通信が行なわれている経路の経路情報を変更せずに維持する。そして、各無線装置は、その後、１ホップの経路、２ホップの経路および３ホップの経路を、順次、ルーティングテーブルに追加してルーティングテーブルを作成する（ステップＳ３〜ステップＳ５）。
【選択図】 図１０

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。

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。

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）。

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。

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。

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）。

また、従来のアドホックネットワークにおいては、隣接する無線装置間の無線通信の負荷を考慮し、ネットワーク全体において無線装置間の無線通信の負荷が小さくなるように経路が決定される、所謂、ロードバランスが行なわれている（非特許文献３）。
渡辺正浩"無線アドホックネットワーク"，自動車技術会春季大会ヒューマトロニクスフォーラム，ｐｐ１８−２３，横浜，５月２００３年． Guangyu Pei, at al, "Fisheye state routing: a routing scheme for ad hoc wireless networks", ICC2000. Commun., Volume 1, pp70-74, L.A., June 2000. Audrey Zhou and Hossam Hassanein, "Load-Balanced Wireless Ad Hoc Routing", Proceeding of Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering, 2001, Vol.2, pp1157-1161.

しかし、従来のアドホックネットワークにおいて行なわれているロードバランスは、シングルホップ（１ホップ）の通信経路に対して実行されるため、マルチホップの通信経路においては、無線装置間の通信負荷を低減して経路を決定することが困難である。

また、従来のアドホックネットワークにおいては、隣接無線装置に関する情報およびネットワークのトポロジーに関する情報が定期的に各無線装置へ送信され、各無線装置は、送信先までの経路を示すルーティングテーブルを定期的に再計算するため、再計算の度に送信先までの経路が変更されると、ネットワークが安定しないという問題がある。

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、ネットワークを安定化させることが可能な無線装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、安定化させたネットワークにおいて全体の通信負荷を分散させることが可能な無線装置を提供することである。

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、テーブル保持手段と、経路情報維持手段とを備える。テーブル保持手段は、ｎ（ｎは正の整数）個の送信先までの経路を示すｎ個の経路情報を含むルーティングテーブルを保持する。経路情報維持手段は、ｎ個の経路情報によって示されるｎ個の経路のうち、ｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の経路においてｔ（ｔはｍ≦ｔを満たす整数）個の無線通信が実際に行なわれているとき、ルーティングテーブルにおいて重複しないｓ（ｓは、ｍ≦ｓ≦ｔ）個の経路情報を維持する。

好ましくは、無線装置は、経路決定手段をさらに備える。経路決定手段は、ルーティングテーブルを参照して、各送信先までの経路を決定する。ｎ個の経路情報の各々は、対応する送信先までの通信負荷の度合を示す総合経路指標を含む。そして、経路決定手段は、通信負荷の度合が最小である経路を各送信先までの経路として決定する。

好ましくは、無線装置は、経路指標演算手段をさらに備える。経路指標演算手段は、実際に行なわれている無線通信の個数が相対的に多いほど通信負荷の度合が相対的に大きくなるように総合経路指標を演算する。

好ましくは、無線装置は、経路更新手段をさらに備える。経路更新手段は、実際に行なわれている無線通信の個数に増減があったとき、引き続き実際に無線通信が行なわれているｓ個の経路情報を維持したまま、実際に行なわれている無線通信の個数に増減があった送信先について経路を更新する。

好ましくは、ｎ個およびｓ個の経路情報の各々は、実際に行なわれている無線通信の有無または個数を示すフラグを含む。フラグは、カウンタのカウンタ値からなる。そして、経路更新手段は、実際に行なわれている無線通信の個数に増減のあった送信先経路についてフラグのカウンタ値を増減する。

好ましくは、無線装置は、フローテーブル保持手段と、テーブル更新手段とをさらに備える。フローテーブル保持手段は、無線通信が実際に行なわれているｔ個のフロー情報を含むフローテーブルを保持する。テーブル更新手段は、ｓ個の経路のうち、Ｋ（Ｋは１≦Ｋ≦ｓを満たす整数）個の経路における無線通信の停止が検出されると、ルーティングテーブルをチェックするとともに、チェック結果に基づいてルーティングテーブルおよびフローテーブルを更新し、またはフローテーブルを更新するテーブル更新手段とをさらに備える。

この発明による無線装置においては、無線通信が行なわれている経路が存在すれば、無線通信が行なわれている経路をルーティングテーブルへコピーすることによって無線通信が行なわれている経路を維持したまま、ルーティングテーブルが計算される。その結果、ルーティングテーブルに基づいて新たなパケットを送信するための経路が決定される場合、無線通信が行なわれている経路は、変更されないので、既に行なわれている無線通信の経路が頻繁に切換えられることがない。

従って、この発明によれば、無線ネットワークを安定化できる。

また、この発明による無線装置は、既に無線通信が行なわれているときに、新しい無線装置の要求があれば、既に無線通信が行なわれている経路と異なる経路を新しい無線通信のための経路として決定する。

従って、この発明によれば、無線ネットワーク全体の負荷を分散させることができる。

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。

図１は、この発明の実施の形態による無線装置を用いた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１０は、無線装置０〜９を備える。無線装置０〜９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。アンテナＡ０〜Ａ９は、それぞれ、無線装置０〜９に装着される。

例えば、無線装置０から無線装置８へデータを送信する場合、無線装置１〜７，９は、無線装置０からのデータを中継して無線装置８へ届ける。

この場合、無線装置０は、各種の経路を介して無線装置８との間で無線通信を行なうことができる。即ち、無線装置０は、無線装置２，５を介して無線装置８との間で無線通信を行なうことができ、無線装置３，６，９を介して無線装置８との間で無線通信を行なうこともでき、無線装置１，２，６，９を介して無線装置８との間で無線通信を行なうこともできる。

無線装置２，５を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”３”と最も少なく、無線装置３，６，９を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”４”であり、無線装置１，２，６，９を介して無線通信を行なう場合、ホップ数が”５”と最も多い。

従って、無線装置２，５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”３”と最も少なくなる。

しかし、無線装置０−無線装置２−無線装置５−無線装置８の経路によって無線装置０と無線装置８との間で無線通信を行なっていても、新たな無線装置が無線ネットワークシステム１０に追加され、無線装置０〜９におけるルーティングテーブルが再計算されると、無線装置０−無線装置２−無線装置５−無線装置８の経路よりもホップ数が少ない経路によって無線装置０と無線装置８との間で無線通信が行なわれる。即ち、経路の切換えが生じる。このような経路の切換えが頻繁に生じると、無線ネットワークシステム１０が安定しない。

また、ホップ数のより少ない経路を選択して無線通信を行なうと、無線通信が１つの経路に集中し、その１つの経路の通信負荷が大きくなる。その結果、無線ネットワークシステム１０の全体においては、通信負荷が相対的に大きい経路と通信負荷が相対的に小さい経路とが存在し、無線ネットワークシステム１０の全体において通信負荷が偏在する。

そこで、以下においては、無線ネットワークシステム１０を安定化させる方法について説明する。また、その安定化させた無線ネットワークシステム１０において通信負荷を分散させる方法について説明する。

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ＯＬＳＲプロトコルを基本として用いる。このＯＬＳＲ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、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージを用いて経路情報を交換し、ルーティングテーブルを作成するプロトコルである。

図２は、図１に示す無線装置０の構成を示す概略ブロック図である。無線装置０は、アンテナ１１と、入力部１２と、出力部１３と、ユーザアプリケーション１４と、通信制御部１５とを含む。

アンテナ１１は、図１に示すアンテナＡ０〜Ａ９の各々を構成する。そして、アンテナ１１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１５へ出力するとともに、通信制御部１５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。

入力部１２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ユーザアプリケーション１４へ出力する。出力部１３は、ユーザアプリケーション１４からの制御に従ってメッセージを表示する。

ユーザアプリケーション１４は、入力部１２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１５へ出力する。

通信制御部１５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１５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、バッファ１８と、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１９と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２０と、ルーティングテーブル２１と、ＴＣＰモジュール２２と、ＵＤＰモジュール２３と、ＳＭＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２４と、ルーティングデーモン２５とからなる。

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、アンテナ１１を介して信号を送受信する。そして、無線インターフェースモジュール１６は、アンテナ１１が他の無線装置から受信したＨｅｌｌｏパケットをＵＤＰモジュール２３へ出力する。

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。

即ち、ＭＡＣモジュール１７は、ＩＰモジュール２０から受信したＨｅｌｌｏパケットを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。

また、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２５に通知する。

バッファ１８は、データリンク層に属し、パケットを一時的に格納する。

ＬＬＣモジュール１９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。

ＩＰモジュール２０は、インターネット層に属する。そして、ＩＰモジュール２０は、無線ネットワークシステム１０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等の各種のメッセージを含むＨｅｌｌｏパケットを作成し、その作成したＨｅｌｌｏパケットをＭＡＣモジュール１７へ送信する。

また、ＩＰモジュール２０は、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２０は、ＴＣＰモジュール２２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２０は、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであるＯＬＳＲプロトコルに従ってルーティングテーブル２１を検索し、生成したＩＰパケットを送信するための経路を決定する。そして、ＩＰモジュール２０は、ＩＰパケットをＬＬＣモジュール１９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。

また、ＩＰモジュール２０は、後述する方法によって、無線通信が実際に行なわれている経路の経路情報をルーティングテーブル２１において維持する。即ち、ＩＰモジュール２０は、無線通信が継続している期間、その無線通信が継続している経路の経路情報を変更せずに維持する。

更に、ＩＰモジュール２０は、無線通信が停止されると、後述する方法によって、ルーティングテーブル２１をチェックし、そのチェック結果に応じてルーティングテーブル２１を更新する。

ルーティングテーブル２１は、インターネット層に属し、後述するように、各送信先に対応付けて経路情報を格納する。

ＴＣＰモジュール２２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２２は、生成したＴＣＰパケットをＩＰモジュール２０へ送信する。

ＵＤＰモジュール２３は、トランスポート層に属し、ルーティングデーモン２５によって作成されたＵｐｄａｔｅ情報を含んだＴＣメッセージをブロードキャストし、他の無線装置からブロードキャストされたＵｐｄａｔｅ情報を含んだＴＣメッセージを受信してルーティングデーモン２５へ出力する。

ＳＭＴＰモジュール２４は、プロセス／アプリケーション層に属し、ユーザアプリケーション１４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。

ルーティングデーモン２５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２５は、ＯＬＳＲプロトコルに従って比較的近くに存在する他の端末装置と経路情報を定期的に交換し合い、取得した経路情報に基づいて、最適な経路を算出してルーティングテーブル２１をインターネット層に動的に作成する。

なお、図１に示す無線装置１〜９の各々も、図２に示す無線装置０の構成と同じ構成からなる。

図３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。

図４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。

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。

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２２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２２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２２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２２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２２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２２へ送信する。

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２２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２２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２２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２２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２２へ送信する。

図５は、ＯＬＳＲプロトコルにおけるパケットＰＫＴの構成図である。パケットＰＫＴは、パケットヘッダＰＨＤと、メッセージヘッダＭＨＤ１，ＭＨＤ２，・・・とからなる。なお、パケットＰＫＴは、ＵＤＰモジュール２３のポート番号６９８番を使用して送受信される。

パケットヘッダＰＨＤは、パケット長と、パケットシーケンス番号とからなる。パケット長は、１６ビットのデータからなり、パケットのバイト数を表す。また、パケットシーケンス番号は、１６ビットのデータからなり、どのパケットが新しいかを区別するために用いられる。そして、パケットシーケンス番号は、新しいパケットが生成される度に”１”づつ増加される。従って、パケットシーケンス番号が大きい程、そのパケットＰＫＴが新しいことを示す。

メッセージヘッダＭＨＤ１，ＭＨＤ２，・・・の各々は、メッセージタイプと、有効時間と、メッセージサイズと、発信元アドレスと、ＴＴＬと、ホップ数と、メッセージシーケンス番号と、メッセージとからなる。

メッセータイプは、８ビットのデータからなり、メッセージ本体に書かれたメッセージの種類を表し、０〜１２７は、予約済みである。有効時間は、８ビットのデータからなり、受信後に、このメッセージを管理しなければならない時間を表す。そして、有効時間は、仮数部と、指数部とからなる。

メッセージサイズは、１６ビットのデータからなり、メッセージの長さを表す。発信元アドレスは、３２ビットのデータからなり、メッセージを生成した無線装置を表す。ＴＴＬは、８ビットのデータからなり、メッセージが転送される最大ホップ数を指定する。そして、ＴＴＬは、メッセージが転送される時に”１”づつ減少される。そして、ＴＴＬが“０”か“１”である場合、メッセージは、転送されない。ホップ数は、８ビットのデータからなり、メッセージの生成元からのホップ数を表す。そして、ホップ数は、最初、“０”に設定され、転送される毎に“１”づつ増加される。メッセージシーケンス番号は、１６ビットのデータからなり、各メッセージに割当てられる識別番号を表す。そして、メッセージシーケンス番号は、メッセージが作成される毎に、“１”づつ増加される。メッセージは、送信対象のメッセージである。

ＯＬＳＲプロトコルにおいては、各種のメッセージが図５に示す構成のパケットＰＫＴを用いて送受信される。

図６は、図２に示すルーティングテーブル２１の構成図である。ルーティングテーブル２１は、インデックス、送信先、次の無線装置、総合メトリックおよびフローカウンタ値からなる。インデックス、送信先、次の無線装置、総合メトリックおよびフローカウンタ値は、相互に対応付けられている。

“インデックス”は、ルーティングテーブル２１の各経路情報を特定し、１，２，３，・・・が格納される。

“送信先”は、送信先の無線装置のＩＰアドレスを表す。“次の無線装置”は、送信先にパケットＰＫＴを送信するときに、次に送信すべき無線装置のＩＰアドレスを表す。

“総合メトリック”は、送信先までのホップ数および隣接する無線装置間のフローを考慮して決定された送信先までの通信負荷を表す。“総合メトリック”については、後に詳述する。

“フローカウンタ値”は、無線通信が送信先まで行なわれているか、または送信先まで行なわれている無線通信の個数を表す。より具体的には、フローカウンタ値には、０，１，２，・・・が格納される。“０”は、無線通信が送信先まで行なわれていないことを表し、１，２，・・・の各々は、無線通信が送信先まで行なわれていることを表すとともに、送信先までの無線通信の個数を表す。

ＯＬＳＲプロトコルに従ったルーティングテーブル２１の作成について詳細に説明する。無線装置０〜９は、ルーティングテーブル２１を作成する場合、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信する。

Ｈｅｌｌｏメッセージは、各無線装置０〜９が有する情報の配信を目的として、定期的に送信される。このＨｅｌｌｏメッセージを受信することによって、各無線装置０〜９は、周辺の無線装置に関する情報を収集でき、自己の周辺にどのような無線装置が存在するのかを認識する。

ＯＬＳＲプロトコルにおいては、各無線装置０〜９は、ローカルリンク情報を管理する。そして、Ｈｅｌｌｏメッセージは、このローカルリンク情報の構築および送信を行なうためのメッセージである。ローカルリンク情報は、「リンク集合」、「隣接無線装置集合」、「２ホップ隣接無線装置集合とそれらの無線装置へのリンク集合」、「ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｒｅｌａｙ）集合」、および「ＭＰＲセレクタ集合」を含む。

リンク集合は、直接的に電波が届く無線装置（隣接無線装置）の集合へのリンクのことであり、各リンクは２つの無線装置間のアドレスの組の有効時間によって表現される。なお、有効時間は、そのリンクが単方向なのか双方向なのかを表すためにも利用される。

隣接無線装置集合は、各隣接無線装置のアドレス、およびその無線装置の再送信の積極度（Ｗｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓ）等によって構成される。２ホップ隣接無線装置集合は、隣接無線装置に隣接する無線装置の集合を表す。

ＭＰＲ集合は、ＭＰＲとして選択された無線装置の集合である。なお、ＭＰＲとは、各パケットＰＫＴを無線ネットワークシステム１０の全ての無線装置０〜９へ送信する場合、各無線装置０〜９が１つのパケットＰＫＴを１回だけ送受信することによってパケットＰＫＴを全ての無線装置０〜９へ送信できるように中継無線装置を選択することである。

ＭＰＲセレクタ集合は、自己をＭＰＲとして選択した無線装置の集合を表す。

ローカルリンク情報が確立される過程は、概ね、次のようになる。Ｈｅｌｌｏメッセージは、初期の段階では、各無線装置０〜９が自己の存在を知らせるために、自己のアドレスが入ったＨｅｌｌｏメッセージを隣接する無線装置へ送信する。これを、無線装置０〜９の全てが行ない、各無線装置０〜９は、自己の周りにどのようなアドレスを持った無線装置が存在するのかを把握する。このようにして、リンク集合および隣接無線装置集合が構築される。

そして、構築されたローカルリンク情報は、再び、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送り続けられる。これを繰返すことによって、各リンクが双方向であるのか、隣接無線装置の先にどのような無線装置が存在するのかが徐々に明らかになって行く。各無線装置０〜９は、このように徐々に構築されたローカルリンク情報を蓄える。

更に、ＭＰＲに関する情報も、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送信され、各無線装置０〜９へ告知される。各無線装置０〜９は、自己が送信するパケットＰＫＴの再送信を依頼する無線装置として、いくつかの無線装置をＭＰＲ集合として隣接無線装置の中から選択している。そして、このＭＰＲ集合に関する情報は、Ｈｅｌｌｏメッセージによって隣接する無線装置へ送信されるので、このＨｅｌｌｏメッセージを受信した無線装置は、自己がＭＰＲとして選択してきた無線装置の集合を「ＭＰＲセレクタ集合」として管理する。このようにすることにより、各無線装置０〜９は、どの無線装置から受信したパケットＰＫＴを再送信すればよいのかを即座に認識できる。

Ｈｅｌｌｏメッセージの送受信により各無線装置０〜９において、ローカルリンク集合が構築されると、無線ネットワークシステム１０全体のトポロジーを知らせるためのＴＣメッセージが無線装置０〜９へ送信される。このＴＣメッセージは、ＭＰＲとして選択されている全ての無線装置によって定期的に送信される。そして、ＴＣメッセージは、各無線装置とＭＰＲセレクタ集合との間のリンクを含んでいるため、無線ネットワークシステム１０の全ての無線装置０〜９は、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合を知ることができ、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合に基づいて、無線ネットワークシステム１０全体のトポロジーを知ることができる。各無線装置０〜９は、無線ネットワークシステム１０全体のトポロジーを用いて最短路を計算し、それに基づいて経路表を作成する。

なお、各無線装置０〜９は、Ｈｅｌｌｏメッセージとは別に、ＴＣメッセージを頻繁に交換する。そして、ＴＣメッセージの交換にも、ＭＰＲが利用される。

各無線装置０〜９のＵＤＰモジュール２３は、上述したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信し、ルーティングデーモン２５は、ＵＤＰモジュール２３が受信したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージに基づいて無線ネットワークシステム１０全体のトポロジーを認識し、その無線ネットワークシステム１０全体のトポロジーに基づいて、最短路を計算し、それに基づいて、図６に示すルーティングテーブル２１を動的に作成する。

図７は、フローテーブルの構成図である。フローテーブル３０は、フローと、経路特定情報と、フロー最新通信時刻とからなる。“フロー”は、ソケット情報によって特定される送信元からソケット情報によって特定される送信先までの無線通信の流れを表す。

ソケット情報は、無線装置のＩＰアドレスと、無線装置において実行されるアプリケーションを特定するポート番号とからなる。従って、フローテーブル３０における送信元および送信先とは、各無線装置を特定するＩＰアドレスと、そのＩＰアドレスによって特定された無線装置において実行されるアプリケーションを特定するポート番号とによって特定されるものであり、ＩＰアドレスのみによって特定されるルーティングテーブル２１の送信先とは異なるものである。

“経路特定情報”は、ルーティングテーブル２１の各経路情報によって示される各経路を特定するものであり、具体的には、ルーティングテーブル２１の“インデックス”が格納される。“フロー最新通信時刻”は、フローが開始された最新の時刻を表す。

図８は、トポロジーテーブルの構成図である。トポロジーテーブル４０は、基準となる無線装置（無線装置０〜９のいずれか）であるｏｒｉｇｉｎａｔｏｒと、ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒに隣接する無線装置Ｎ［ｎ１］（ｎ１＝０，１，・・）と、ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒと無線装置Ｎ［ｎ１］との間のメトリックＭ［ｎ１］とからなる。

図９は、ルーティングテーブル２１、フローテーブル３０およびトポロジーテーブル４０の具体例を示す図である。図９に示すルーティングテーブル２１Ａ、フローテーブル３０Ａおよびトポロジーテーブル４０Ａは、無線装置０によって保持される。

ルーティングテーブル２１Ａにおいて、インデックス“１”の経路は、送信先が無線装置４であり、次の無線装置が無線装置１であり、総合メトリックが“６”であり、フローカウンタ値が“１”である経路である。

トポロジーテーブル４０Ａ（図９の（ｃ）参照）のサブテーブル４０Ａ−１によれば、無線装置０（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝０）と無線装置１（Ｎ［０］＝１）との間のメトリックＭ［０］は、Ｍ［０］＝“３”であり、サブテーブル４０Ａ−４によれば、無線装置１（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝１）と無線装置４（Ｎ［１］＝４）との間のメトリックＭ［１］は、Ｍ［１］＝“３”であるので、無線装置４を送信先とする経路の総合メトリックは、３＋３＝６となる。

そして、フローカウンタ値が“１”であるので、無線装置０−無線装置１−無線装置４の経路において無線通信が実際に行なわれていることを表す。

また、ルーティングテーブル２１Ａにおいて、インデックス“２”の経路は、送信先が無線装置７であり、次の無線装置が無線装置１であり、総合メトリックが“８”であり、フローカウンタ値が“１”である経路である。

トポロジーテーブル４０Ａ（図９の（ｃ）参照）のサブテーブル４０Ａ−７によれば、無線装置４（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝４）と無線装置７（Ｎ［２］＝７）との間のメトリックＭ［２］は、Ｍ［２］＝“２”であり、無線装置０と無線装置４との間の総合メトリックは、上述したように“６”であるので、無線装置７を送信先とする経路の総合メトリックは、６＋２＝８となる。

そして、フローカウンタ値が“１”であるので、無線装置０−無線装置１−無線装置４−無線装置７の経路において無線通信が実際に行なわれていることを表す。

更に、ルーティングテーブル２１Ａにおいて、インデックス“３”の経路は、送信先が無線装置８であり、次の無線装置が無線装置２であり、総合メトリックが“６”であり、フローカウンタ値が“１”である経路である。

トポロジーテーブル４０Ａ（図９の（ｃ）参照）のサブテーブル４０Ａ−１によれば、無線装置０（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝０）と無線装置２（Ｎ［１］＝２）との間のメトリックＭ［１］は、Ｍ［１］＝“２”であり、サブテーブル４０Ａ−２によれば、無線装置２（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝２）と無線装置５（Ｎ［２］＝５）との間のメトリックＭ［２］は、Ｍ［２］＝“２”であり、サブテーブル４０Ａ−６によれば、無線装置５（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝５）と無線装置８（Ｎ［１］＝８）との間のメトリックＭ［１］は、Ｍ［１］＝“２”であるので、無線装置２を経由して無線装置８を送信先とする経路の総合メトリックは、２＋２＋２＝６となる。

そして、フローカウンタ値が“１”であるので、無線装置０−無線装置２−無線装置５−無線装置８の経路において無線通信が実際に行なわれていることを表す。

更に、ルーティングテーブル２１Ａにおいて、インデックス“４”の経路は、送信先が無線装置８であり、次の無線装置が無線装置３であり、総合メトリックが“８”であり、フローカウンタ値が“１”である経路である。

トポロジーテーブル４０Ａ（図９の（ｃ）参照）のサブテーブル４０Ａ−１によれば、無線装置０（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝０）と無線装置３（Ｎ［２］＝３）との間のメトリックＭ［２］は、Ｍ［２］＝“２”であり、サブテーブル４０Ａ−３によれば、無線装置３（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝３）と無線装置６（Ｎ［１］＝６）との間のメトリックＭ［１］は、Ｍ［１］＝“２”であり、サブテーブル４０Ａ−５によれば、無線装置６（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝６）と無線装置９（Ｎ［１］＝９）との間のメトリックＭ［１］は、Ｍ［１］＝“２”であり、サブテーブル４０Ａ−８によれば、無線装置９（Ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ＝９）と無線装置８（Ｎ［２］＝８）との間のメトリックＭ［２］は、Ｍ［２］＝“２”であるので、無線装置３を経由して無線装置８を送信先とする経路の総合メトリックは、２＋２＋２＋２＝８となる。

そして、フローカウンタ値が“１”であるので、無線装置０−無線装置３−無線装置６−無線装置９−無線装置８の経路において無線通信が実際に行なわれていることを表す（図９の（ａ）参照）。

なお、隣接する２つの無線装置間のメトリックＬＭは、
ＬＭ＝（無線通信の個数）＋１・・・（１）
によって演算される。式（１）における“１”は、隣接する２つの無線装置間のホップ数＝１を考慮したものである。

例えば、無線装置０と無線装置１との間では、送信先を無線装置４，７とする２つの無線通信が行なわれているので、無線装置０と無線装置１との間のメトリックは、２＋１＝３となる（サブテーブル４０Ａ−１，４０Ａ−３参照）。

このように、この発明においては、隣接する２つの無線装置間のメトリックは、実際に行なわれている無線通信の個数と隣接する２つの無線装置間のホップ数とを考慮して演算され、無線通信の個数が相対的に多くなればメトリックは相対的に大きくなる。

上述したように、４個の経路に沿って４個の無線通信が行なわれているので、フローテーブル３０Ａにおいては、４個の無線通信に対応して、４個のフローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）が記載されている。

この場合、フローｆ１（０．１→８．１）において、“０．１”の“０”は、送信元である無線装置０のＩＰアドレスを表し、“０．１”の“１”は、無線装置０において実行されているアプリケーションを特定するポート番号を表す。また、“８．１”の“８”は、送信先である無線装置８のＩＰアドレスを表し、“８．１”の“１”は、無線装置８において実行されているアプリケーションを特定するポート番号を表す。

フローｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）についても同じである。

このように、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）は、ソケット情報（ＩＰアドレスおよびポート番号）によって特定された送信元からソケット情報によって特定された送信先へ無線通信が行なわれていることを表す。

そして、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）に対応して経路特定情報“３”，“４”，“２”，“１”がフローテーブル３０Ａに格納される。この経路特定情報“３”，“４”，“２”，“１”は、ルーティングテーブル２１Ａのインデックス“３”，“４”，“２”，“１”と同じである。

従って、フローテーブル３０Ａの経路特定情報を検出すれば、各フローｆ１〜ｆ４（＝無線通信）が実行されている経路を特定することができる。

また、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）に対応してフロー最新通信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４が格納される。このフロー最新通信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、それぞれ、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）が開始された時刻を表す。そして、フロー最新通信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、それぞれ、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）が停止されたか否かを判定するために用いられる。

即ち、フロー最新通信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４から一定時間内に次のパケットが来なければ、そのフローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）は、停止されたものと判定されるので、フロー最新通信時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、フローｆ１（０．１→８．１），ｆ２（０．２→８．２），ｆ３（０．３→７．３），ｆ４（０．４→４．４）が停止されたか否かを判定する基準となるものである（図９の（ｂ）参照）。

図１に示す無線装置０〜９の配置構造によれば、トポロジーテーブル４０Ａは、図９の（ｃ）に示すようにサブテーブル４０Ａ−１〜４０Ａ−８からなる。

図１０は、ルーティングデーモン２５が作成したルーティングテーブル２１を再計算する動作を説明するためのフローチャートである。また、図１１は、再計算されたルーティングテーブルの構成図である。

なお、ルーティングテーブル２１の再計算は、無線装置０のＩＰモジュール２０によって行なわれる。この場合、無線装置０のＩＰモジュール２０は、図９の（ｂ），（ｃ）に示すフローテーブル３０Ａおよびトポロジーテーブル４０Ａを保持している。また、再計算されるときのルーティングテーブル２１は、図９の（ａ）に示すルーティングテーブル２１Ａからなる。

一連の動作が開始されると、ＩＰモジュール２０は、空のルーティングテーブルを作成する（ステップＳ１）。即ち、ＩＰモジュール２０は、図１１に示すように、“インデックス”、“送信先”、“次の無線装置”、“総合メトリック”および“フローカウンタ値”のみからなるサブテーブル２１Ｂ−１を作成する。

その後、ＩＰモジュール２０は、現在のルーティングテーブル２１Ａを参照して、現在、無線通信が行なわれている経路をフローカウンタ値により検出し、その検出した経路をルーティングテーブル２１Ｂにコピーする（ステップＳ２）。

この場合、ルーティングテーブル２１Ａにおいて、インデックス＝１〜４によって表される４個の経路情報の４個のフローカウンタ値は全て“１”であるので、４個の経路情報を全てルーティングテーブル２１Ｂへコピーする。即ち、ＩＰモジュール２０は、図１１に示すサブテーブル２１Ｂ−２をルーティングテーブル２１Ｂへコピーする。

このコピーによって、ＩＰモジュール２０は、現在、無線通信が行なわれている４個の経路を示す４個の経路情報を維持する。即ち、ＩＰモジュール２０は、サブテーブル２１Ｂ−２に含まれる経路情報を変更することなく維持する。その結果、送信先を無線装置４，７，８，８とする４個の経路は、ルーティングテーブルの再計算の対象とならず、無線通信が行なわれている限り、そのまま維持される。

ステップＳ２の後、ＩＰモジュール２０は、トポロジーテーブル４０Ａを参照して、無線装置０から１ホップの経路をルーティングテーブル２１Ｂに追加する（ステップＳ３）。即ち、ＩＰモジュール２０は、無線装置０と無線装置１との間の経路、無線装置０と無線装置２との間の経路および無線装置０と無線装置３との間の経路からなるサブテーブル２１Ｂ−３をルーティングテーブル２１Ｂに追加する。

この場合、無線装置１，２，３を送信先とする無線通信は、実際には行なわれていないので、送信先“１”，“２”，“３”に対応するフローカウンタ値には、“０”が格納される。

また、無線装置１，２，３を送信先とするときの総合メトリックは、図９の（ｃ）に示すトポロジーテーブル４０Ａのサブテーブル４０Ａ−１を参照して演算される。

１ホップの経路がルーティングテーブル２１Ｂに追加されると、ＩＰモジュール２０は、トポロジーテーブル４０Ａを参照して、無線装置０から２ホップの経路をルーティングテーブル２１Ｂに追加する（ステップＳ４）。即ち、ＩＰモジュール２０は、トポロジーテーブル４０Ａのサブテーブル４０Ａ−１〜４０Ａ−４を参照して、無線装置０−無線装置２−無線装置５からなる経路と、無線装置０−無線装置３−無線装置６からなる経路とを含むサブテーブル２１Ｂ−４をルーティングテーブル２１Ｂに追加する。

この場合、無線装置５，６を送信先とする無線通信は、実際には行なわれていないので、送信先“５”，“６”に対応するフローカウンタ値には、“０”が格納される。

また、無線装置５，６を送信先とするときの総合メトリックは、トポロジーテーブル４０Ａのサブテーブル４０Ａ−１〜４０Ａ−３を参照して演算される。

なお、サブテーブル２１Ｂ−４が無線装置４を送信先とする経路を含まないのは、無線装置４を送信先とする経路は、ルーティングテーブル２１Ｂのサブテーブル２１Ｂ−２に既に含まれているからである。

２ホップの経路がルーティングテーブル２１Ｂに追加されると、ＩＰモジュール２０は、トポロジーテーブル４０Ａを参照して、無線装置０から３ホップの経路をルーティングテーブル２１Ｂに追加する（ステップＳ５）。即ち、ＩＰモジュール２０は、トポロジーテーブル４０Ａのサブテーブル４０Ａ−５〜４０Ａ−７を参照して、無線装置０−無線装置３−無線装置６−無線装置９からなる経路を含むサブテーブル２１Ｂ−５をルーティングテーブル２１Ｂに追加する。

この場合、無線装置９を送信先とする無線通信は、実際には行なわれていないので、送信先“９”に対応するフローカウンタ値には、“０”が格納される。

また、無線装置９を送信先とするときの総合メトリックは、トポロジーテーブル４０Ａのサブテーブル４０Ａ−１，４０Ａ−３，４０Ａ−５を参照して演算される。

なお、サブテーブル２１Ｂ−５が無線装置７，８を送信先とする経路を含まないのは、無線装置７，８を送信先とする経路は、ルーティングテーブル２１Ｂのサブテーブル２１Ｂ−２に既に含まれているからである。

これによって、一連の動作は終了する。

なお、４ホップの経路、５ホップの経路、・・・が存在すれば、ステップＳ５の後、これらの経路がルーティングテーブル２１Ｂに追加される。

上述したように、この発明においては、ルーティングテーブル２１を再計算するとき、無線通信が行なわれている経路が存在すれば、無線通信が行なわれている経路を新しいルーティングテーブル２１Ｂへコピーすることによって無線通信が行なわれている経路を維持したまま、新しいルーティングテーブル２１Ｂが計算される。

その結果、ルーティングテーブル２１Ｂに基づいて新たなパケットを送信するための経路が決定される場合、ＩＰモジュール２０は、無線通信が行なわれている経路を変更しないので、パケットを無線装置４，７，８，８まで送信するための経路が頻繁に切換えられることがない。その結果、無線ネットワークシステム１０を安定化できる。

図１２は、新しいフローが開始されるときの動作を説明するためのフローチャートである。また、図１３は、新しいフローが開始されるときのフローテーブルおよびルーティングテーブルを示す図である。

新しいフローが開始されるとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、図１３の（ａ）に示すフローテーブル３０Ｂを保持しており、新しいフローが開始されるときのルーティングテーブル２１は、図１３の（ｂ）に示すルーティングテーブル２１Ｃからなる。

即ち、新しいフローが開始されるとき、無線装置０を送信元とし、無線装置８を送信先とし、無線装置２を次の無線装置とするインデックス＝“３”の経路において１個の無線通信が行なわれており、その他の経路においては、無線通信が行なわれていない（図１３の（ａ），（ｂ）参照）。

このような状況において、新しいフローが開始されると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ＴＣＰモジュール２２からＴＣＰパケットを受信する。即ち、新しいパケットが到着する（ステップＳ１１）。

そうすると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ＴＣＰパケットのＴＣＰヘッダ（図４参照）を参照して“送信元ポート番号”および“送信先ポート番号”を検出し、その検出した“送信元ポート番号”および“送信先ポート番号”と、無線装置０のＩＰアドレスと、送信先である無線装置８のＩＰアドレスとに基づいて、新しいフローのフロー情報を取得する（ステップＳ１２）。例えば、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ｆ２（０．２→８．２）からなるフロー情報を取得する。

そして、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローテーブル３０Ｂのフローｆ１（０．１→８．１）を参照し（ステップＳ１３）、新しいフローがフローテーブル３０Ｂ中に存在するか否かを判定する（ステップＳ１４）。

そして、新しいフローがフローテーブル３０Ｂ中に存在するとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローｆ１（０．１→８．１）のフロー最新通信時刻ｔ１を更新する（ステップＳ１５）。

その後、一連の動作は、ステップＳ１３へ移行し、ステップＳ１４において新しいフローがフローテーブル３０Ｂに存在しないと判定されるまで、各フローのフロー最新通信時刻が更新される。

そして、ステップＳ１４において、新しいフローがフローテーブル３０Ｂ中に存在しないと判定されると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ルーティングテーブル２１Ｃ（図１３の（ｂ）参照）を参照して、総合メトリックが最小である経路を選択する（ステップＳ１６）。

この場合、ＩＰモジュール２０は、インデックス＝“４”によって示される経路を選択する。インデックス＝“４”によって示される経路は、無線装置８を送信先とし、無線装置３を次の無線装置とする総合メトリックが“４”である経路である。そして、この経路は、無線通信が行なわれていない（フローカウンタ値＝０）。

無線通信が行なわれていないとき、隣接する２つの無線装置間のメトリックは、式（１）より、０＋１＝１となるので、無線装置８を送信先とする経路の総合メトリックは、１＋１＋１＋１＝４となる。

従って、無線装置０のＩＰモジュール２０は、新しいフローを送信先である無線装置８まで送信するための経路をインデックス＝“４”によって示される経路と決定する。

新しいフローを送信するための経路が決定されると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、新しいフロー情報（“ｆ２（０．２→８．２）”，“４”，“ｔ２”）をフローテーブル３０Ｂに追加してフローテーブル３０Ｃ（図１３の（ｃ）参照）を作成する（ステップＳ１７）。

そして、無線装置０のＩＰモジュール２０は、無線装置０−無線装置３−無線装置６−無線装置９−無線装置８からなる経路の隣接する２つの無線装置間のメトリックを式（１）により、１＋１＝２と演算し、無線装置３を経由して送信先である無線装置８までの総合メトリックを２＋２＋２＋２＝８と演算する。

そして、ルーティングテーブル２１Ｃのインデックス＝“４”によって示される経路の総合メトリックを“４”から“８”へ更新し、フローカウンタ値を“０”から“１”へ更新してルーティングテーブル２１Ｄ（図１３の（ｄ）参照）を作成する（ステップＳ１８）。

これによって、一連の動作は終了する。

上述したように、新しいフロー（無線通信）の要求があったとき、ＩＰモジュール２０は、新しいフロー（無線通信）と同じフロー（無線通信）がフローテーブル３０Ｂ中に存在しなければ、現在、無線通信を行なっている経路（ルーティングテーブル２１Ｃのインデックス＝“３”によって示される経路）をそのまま維持したまま、新しいフロー（無線通信）を送信先まで送信するための経路を決定する（ステップＳ１６参照）。従って、２つのフローｆ１，ｆ２をそれぞれインデックス＝“３”，“４”によって示される経路に分散させることによって無線ネットワークシステム１０全体の通信負荷を分散させることができる。

この場合、ＩＰモジュール２０は、新しいフローｆ２（０．２→８．２）の送信元のＩＰアドレス（＝０）および送信先のＩＰアドレス（＝８）がフローテーブル３０Ｂに存在するフローｆ１（０．１→８．１）の送信元のＩＰアドレス（＝０）および送信先のＩＰアドレス（＝８）と同じであっても、新しいフローｆ２（０．２→８．２）の送信元のポート番号（＝２）および送信先のポート番号（＝２）がフローテーブル３０Ｂに存在するフローｆ１（０．１→８．１）の送信元のポート番号（＝１）および送信先のポート番号（＝１）と異なれば、新しいフロー（無線通信）を送信先まで送信するための経路を決定する。

そして、ＩＰモジュール２０は、新しいフロー（無線通信）を送信先まで送信するための経路のフローカウンタ値を無線通信を行なっていないことを示す“０”から無線通信を行なっていることを示す“１”へ変更する（ステップＳ１８参照）。

そして、インデックス＝“４”で示される経路のフローカウンタ値を“０”から“１”に変更した後、ＩＰモジュール２０は、インデックス＝“３”，“４”によって示される経路を無線通信が行なわれている経路として維持の対象とする。

また、ＩＰモジュール２０は、新しいフロー情報をフローテーブル３０Ｂに追加する（ステップＳ１７参照）。

更に、ＩＰモジュール２０は、インデックス＝“４”によって示される経路を新しいフロー（ｆ２（０．２→８．２））を送信するための経路として決定すると、無線通信が行なわれていないときの総合メトリック＝“４”を新しいフロー（ｆ２（０．２→８．２））を考慮して総合メトリックを総合メトリック＝“８”と演算する（ステップＳ１８参照）。

そして、総合メトリックは、式（１）によって演算された２つの隣接無線装置間のメトリックの総和であり、その値が相対的に大きければ新しいフロー（ｆ２（０．２→８．２））のための経路として決定され難くなる。その結果、総合メトリックは、送信先までの通信負荷を示す経路指標となる。

従って、ＩＰモジュール２０は、実際に行なわれている無線通信（＝新しいフロー（ｆ２（０．２→８．２）））の個数が相対的に多いほど（この場合は、無線通信の個数が０個から１個に増加）、通信負荷の度合が相対的に大きくなるように総合メトリックを演算する。

図１４は、フローが停止されたときの動作を説明するためのフローチャートである。また、図１５は、フローが停止されたときのフローテーブルおよびルーティングテーブルを示す図である。

フローが停止されたとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、図１５の（ａ）に示すフローテーブル３０Ｄを保持しており、フローが停止されたときのルーティングテーブル２１は、図１５の（ｂ）に示すルーティングテーブル２１Ａからなる。

即ち、フローが停止されたとき、無線装置０を送信元とし、無線装置４，７，８，８を送信先とし、それぞれ無線装置１，１，２，３を次の無線装置とする４個の経路において無線通信が行なわれている（図１５の（ａ），（ｂ）参照）。

このような状況において、フローが停止されたときの動作が開始されると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ｋ＝１を設定し（ステップＳ２１）、現在の時刻Ｔｎｏｗをタイマー（図示せず）から取得する（ステップＳ２２）。

そして、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローｆｋが停止されたか否かを判定する（ステップＳ２３）。より具体的には、ＩＰモジュール２０は、フローテーブル３０Ｄ（図１５の（ａ）参照）からフローｆ１（０．１→８．１）に対応するフロー最新通信時刻ｔ１を取得し、フロー最新通信時刻ｔ１から現在の時刻Ｔｎｏｗまでの間に新しいパケットを上位層から取得したか否かを判定することによって、フローｆ１が停止したか否かを判定する。

この場合、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フロー最新通信時刻ｔ１から現在の時刻Ｔｎｏｗまでの間に新しいパケットを上位層から取得したとき、フローｆ１は停止されていないと判定し、フロー最新通信時刻ｔ１から現在の時刻Ｔｎｏｗまでの間に新しいパケットを上位層から取得しなかったとき、フローｆ１は停止されていると判定する。

フローテーブル３０Ｄの他のフローｆ２〜ｆ４についても、同様な方法によってフローが停止されたか否かが判定される。

ステップＳ２３において、フローｆｋが停止されていないと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ２９へ移行する。

一方、ステップＳ２３において、フローｆｋが停止されたと判定されたとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローテーブル３０Ｄ（図１５の（ａ）参照）を参照して、フローｆｋの経路特定情報と同じインデックスを有する経路をルーティングテーブル２１Ａ（図１５の（ｂ）参照）から取得する（ステップＳ２４）。この場合、ＩＰモジュール２０は、インデックス＝“４”によって特定される経路を取得する。

その後、無線装置０のＩＰモジュール２０は、経路ｒｔのフローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔを“１”だけ減少（“１”→“０”）する（ステップＳ２５）。そして、無線装置０のＩＰモジュール２０は、（１）フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔ＝０であり、（２）送信先が経路ｒｔと同じである経路ｒｔ２が存在し、さらに、（３）経路ｒｔ２の総合メトリックが経路ｒｔの総合メトリックよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２６）。

そして、無線装置０のＩＰモジュール２０は、上記の（１）〜（３）の全てが成立するとき、ルーティングテーブル２１Ａ（図１５の（ｂ）参照）から経路ｒｔ（＝インデックス＝“４”の経路）を削除する（ステップＳ２７）。

この場合、ルーティングテーブル２１Ａ（図１５の（ａ）参照）は、ルーティングテーブル２１Ｅへ更新される（図１５の（ｃ）参照）。

上記の（１）〜（３）の全てが成立するとき、経路ｒｔがルーティングテーブル２１Ａから削除されるのは、経路ｒｔにおける無線通信が停止されており、経路ｒｔよりも総合メトリックが小さい経路ｒｔ２（代替経路）が存在するので、経路ｒｔの送信先と同じ送信先への無線通信が要求された場合、より小さい総合メトリックを有する経路ｒｔ２（即ち、送信先までの通信負荷が経路ｒｔよりも小さい経路）によって、要求された無線通信を行なうことができるからである。

一方、ステップＳ２６において、上記の（１）〜（３）のいずれか１個が成立しないとき、フローｆｋ（＝ｆ２）をフローテーブル３０Ｄ（図１５の（ａ）参照）から削除する（ステップＳ２８）。 この場合、フローテーブル３０Ｄは、フローテーブル３０Ｅへ更新される（図１５の（ｄ）参照）。

上記の（１）〜（３）のいずれか１個が成立しない場合としては、（Ａ）フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔが“０”でない場合、（Ｂ）送信先が経路ｒｔと同じである経路ｒｔ２が存在しない場合、（Ｃ）経路ｒｔ２の総合メトリックが経路ｒｔの総合メトリック以上である場合、（Ｄ）フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔが“０”でなく、かつ、送信先が経路ｒｔと同じである経路ｒｔ２が存在しない場合、（Ｅ）フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔが“０”でなく、かつ、経路ｒｔ２の総合メトリックが経路ｒｔの総合メトリック以上である場合、（Ｆ）送信先が経路ｒｔと同じである経路ｒｔ２が存在せず、かつ、経路ｒｔ２の総合メトリックが経路ｒｔの総合メトリック以上である場合、および（Ｇ）フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔが“０”でなく、かつ、送信先が経路ｒｔと同じである経路ｒｔ２が存在せず、さらに、経路ｒｔ２の総合メトリックが経路ｒｔの総合メトリック以上である場合が存在する。

ステップＳ２８の後、またはステップＳ２３において“Ｎｏ”と判定されたとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ｋ＝Ｋ（Ｋは、フローテーブル３０Ｄのフロー数の最大数＝４）であるか否かを判定し（ステップＳ２９）、ｋ＝Ｋでないとき、ｋ＝ｋ＋１を設定する（ステップＳ３０）。

そして、一連の動作は、ステップＳ２３へ移行し、ステップＳ２９において、ｋ＝Ｋであると判定されるまで、上述したステップＳ２３〜ステップＳ３０が繰り返し実行される。即ち、フローテーブル３０Ｄの全てのフローｆ１〜ｆ４について、フローテーブル３０Ｄおよびルーティングテーブル２１Ａの更新が終了するまで、ステップＳ２３〜ステップＳ３０が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ２９において、ｋ＝Ｋであると判定されると、一連の動作が終了する。

上述したように、フローｆｋが停止されると、無線装置０のＩＰモジュール２０は、その停止されたフローｆｋの経路ｒｔのフローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔを“１”だけ減少し、フローカウンタ値ｆｌｏｗ＿ｃｎｔを減少した後にルーティングテーブル２１Ａをチェックし（ステップＳ２６の判定）、そのチェック結果に基づいて、ルーティングテーブル２１Ａおよびフローテーブル３０Ｄを更新し、またはフローテーブル３０Ｄのみを更新する。

また、フローｆｋが停止されると、その停止されたフローｆｋのフローカウンタ値が“０”であり、その停止されたフローの経路ｒｔよりも総合メトリックが小さい経路ｒｔ２（代替経路）が存在するとき（ステップＳ２６の“Ｙｅｓ”）、無線装置０のＩＰモジュール２０は、経路ｒｔを削除することによりルーティングテーブル２１Ａをルーティングテーブル２１Ｅへ更新するとともに、フローｆｋを削除してフローテーブル３０Ｄをフローテーブル３０Ｅへ更新する。

即ち、フローｆｋが停止されると、その停止されたフローｆｋのフローカウンタ値が“０”であり、その停止されたフローの経路ｒｔよりも総合メトリックが小さい経路ｒｔ２（代替経路）が存在するとき（ステップＳ２６の“Ｙｅｓ”）、無線装置０のＩＰモジュール２０は、ルーティングテーブル２１Ａおよびフローテーブル３０Ｄを更新する。

更に、上記の（１）〜（３）のいずれかが成立しないとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローｆｋをフローテーブル３０Ｄから削除してフローテーブル３０Ｄをフローテーブル３０Ｅへ更新する。

即ち、上記の（１）〜（３）のいずれかが成立しないとき、無線装置０のＩＰモジュール２０は、フローテーブル３０Ｄのみを更新し、ルーティングテーブル２１Ａをそのまま維持する。

更に、図１４に示すフローチャートは、Ｋ個のフローｆ１〜ｆＫが停止された場合について実行されるので、無線装置０のＩＰモジュール２０は、Ｋ個のフローｆ１〜ｆＫに対応するフローテーブルおよびルーティングテーブルをチェックし、そのチェック結果に基づいて、フローテーブルおよびルーティングテーブルを更新し、またはフローテーブルのみを更新する。

上述したように、隣接する２つの無線装置間のメトリックは、その２つの無線装置間のフロー数に“１”を加えた値であり、ルーティングテーブル２１における総合メトリックは、送信元から送信先までの間に存在する２つの無線装置間のメトリックの総和である。

そして、総合メトリックは、フロー数が多くなれば相対的に大きくなり、総合メトリックが大きくなれば、その経路は、パケットを送信先まで送信するための経路として決定され難くなる。

従って、総合メトリックは、送信元から送信先までのホップ数と、２つの無線装置間のフロー数とを考慮して決定される通信負荷である。

また、上記においては、２つの無線装置間のリンクメトリックＬＭは、式（１）によって演算されると説明したが、この発明においては、これに限らず、リンクメトリックＬＭは、次の式（２）および式（３）によって演算されてもよい。

ＬＭ＝ｉｎｔ（Ｔ_Ａ−Ｂ／β）・・・（２）
Ｔ_Ａ−Ｂ＝γ・Ｔ_Ａ，ＮＡ＋α［Ｔ_Ａ，Ｂ］＋１・・・（３）
なお、α，β，γは、定数である。Ｔ_Ａ，ＮＡは、無線装置Ａと、無線装置Ａの周囲に存在する無線装置とのトラック数（＝フロー数）の総和であり、Ｔ_Ａ，Ｂは、無線装置Ａから無線装置Ｂへ向かうトラック数（＝フロー数）である。

図１６は、リンクメトリックＬＭを演算する方法を説明するための図である。無線装置Ｂ，Ｃ，Ｄが無線装置Ａに隣接して存在する。そして、無線装置Ａから無線装置Ｂ，Ｃ，Ｄへそれぞれ向かう１個のフローが存在するものとする（図１６の（ａ）参照）。

そうすると、式（３）におけるＴ_Ａ，ＮＡは、無線装置Ａから無線装置Ｂへ向かう１個のフローと、無線装置Ａから無線装置Ｃへ向かう１個のフローと、無線装置Ａから無線装置Ｄへ向かう１個のフローとの総和として演算される。

定数αは、０＜α＜１の範囲の実数からなる。βは、正の実数からなる。γは、γ≧０である。

式（３）によりＴ_Ａ−Ｂを演算した後、Ｔ_Ａ−ＢをリンクメトリックＬＭに変換する方法は、図１６の（ｂ）に示されている。このように、Ｔ_Ａ−Ｂは、各レベルに応じて、“１”〜“６”のいずれかのメトリックに変換される。

式（２）および式（３）を用いて無線装置Ａと無線装置Ｃとの間のリンクメトリックＬＭを演算することにより、無線装置Ａと無線装置Ｃとの間のフロー数のみならず、無線装置Ａと無線装置Ｂ，Ｄとの間のフロー数も考慮してリンクメトリックＬＭが演算される。

従って、無線装置Ａと無線装置Ｂとの間のフロー数、または無線装置Ａと無線装置Ｄとの間のフロー数が増加しても、無線装置Ａと無線装置Ｃとの間のリンクメトリックが大きくなる。

その結果、式（２）および（３）を用いて、リンクメトリックを演算することによって、より周囲の無線通信の状況を考慮してリンクメトリック、最終的には総合メトリックを決定でき、無線ネットワークシステム１０の全体における通信負荷を考慮してパケットを送信先まで送信するための経路を決定できる。

この発明においては、ルーティングテーブル２１を保持するインターネット電子制御部１５は、「テーブル保持手段」を構成する。

また、図１０に示すステップＳ２に従って無線通信が行なわれている経路の経路情報をコピーするＩＰモジュール２０は、「経路情報維持手段」を構成する。この場合、経路情報維持手段（ＩＰモジュール２０）は、ルーティングテーブル２１Ａにおいて重複しない経路情報をコピーする。

更に、図１１に示すルーティングテーブル２１Ｂのサブテーブル２１Ｂ−１〜２１Ｂ−５によって示される１０個の経路情報は、［ｎ（ｎは正の整数）個の経路情報］を構成する。そして、ｎ個の経路情報は、各無線装置がルーティングテーブル２１に保持しているｎ個の送信先に対する経路情報である。

更に、図１１に示すルーティングテーブル２１Ｂのサブテーブル２１Ｂ−１によって示される４個の経路情報は、［ｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の経路情報］を構成する。そして、ｍ個の経路情報は、無線通信が実際に行なわれているｍ個の経路に対応する経路情報である。図１４に示すフローチャートは、無線通信が実際に行なわれている経路について実行されるので、停止された無線通信（＝フロー）の個数を示すＫは、１≦Ｋ≦ｍを満たす整数となる。

更に、ルーティングテーブル２１を参照して、各送信先までの経路を決定するＩＰモジュール２０は、「経路決定手段」を構成する。

更に、ルーティングテーブル２１の総合メトリックは、対応する送信先までの通信負荷の度合を示す「総合経路指標」を構成する。

更に、トポロジーテーブル４０Ａに従って各送信先までの総合メトリックを演算するＩＰモジュール２０は、「経路指標演算手段」を構成する。

更に、図１２に示すステップＳ１６に従って総合メトリックが最小である経路を新しいフローに対する経路と決定するＩＰモジュール２０は、「経路決定手段」を構成する。

更に、フローカウンタ値に格納される０，１，２，・・・の各数値は、実際に行なわれている無線通信の有無または個数を示す「フラグ」を構成する。

更に、フローテーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅを保持するＩＰモジュール２０は、「フローテーブル保持手段」を構成する。

更に、図１４に示すフローチャートに従ってルーティングテーブル２１Ａおよびフローテーブル３０Ｄをチェックし、そのチェック結果に応じてルーティングテーブル２１Ａおよびフローテーブル３０Ｄ、またはフローテーブル３０Ｄを更新するＩＰモジュール２０は、「テーブル更新手段」を構成する。

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。

この発明は、ネットワークを安定化させることが可能な無線装置に適用される。また、この発明は、安定化させたネットワークにおいて全体の通信負荷を分散させることが可能な無線装置に適用される。

この発明の実施の形態による無線装置を用いた無線ネットワークシステムの概略図である。 図１に示す無線装置の構成を示す概略ブロック図である。 ＩＰヘッダの構成図である。 ＴＣＰヘッダの構成図である。 ＯＬＳＲプロトコルにおけるパケットＰＫＴの構成図である。 図２に示すルーティングテーブルの構成図である。 フローテーブルの構成図である。 トポロジーテーブルの構成図である。 ルーティングテーブル、フローテーブルおよびトポロジーテーブルの具体例を示す図である。 ルーティングデーモンが作成したルーティングテーブルを再計算する動作を説明するためのフローチャートである。 再計算されたルーティングテーブルの構成図である。 新しいフローが開始されるときの動作を説明するためのフローチャートである。 新しいフローが開始されるときのフローテーブルおよびルーティングテーブルを示す図である。 フローが停止されたときの動作を説明するためのフローチャートである。 フローが停止されたときのフローテーブルおよびルーティングテーブルを示す図である。 リンクメトリックＬＭを演算する方法を説明するための図である。

符号の説明

０〜９ 無線装置、１０ 無線ネットワークシステム、Ａ０〜Ａ９，１１ アンテナ、１２ 入力部、１３ 出力部、１４ ユーザアプリケーション、１５ 通信制御部、１６ 無線インターフェースモジュール、１７ ＭＡＣモジュール、１８ バッファ、１９ ＬＬＣモジュール、２０ ＩＰモジュール、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ ルーティングテーブル、２１Ｂ−１〜２１Ｂ−５，４０Ａ−１〜４０Ａ−８ サブテーブル、２２ ＴＣＰモジュール、２３ ＵＤＰモジュール、２４ ＳＭＴＰモジュール、２５ ルーティングデーモン、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ フローテーブル、４０，４０Ａ トポロジーテーブル。

Claims (6)

1. 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、
   ｎ（ｎは正の整数）個の送信先までの経路を示すｎ個の経路情報を含むルーティングテーブルを保持するテーブル保持手段と、
   前記ｎ個の経路情報によって示されるｎ個の経路のうち、ｍ（ｍは１≦ｍ≦ｎを満たす整数）個の経路においてｔ（ｔはｍ≦ｔを満たす整数）個の無線通信が実際に行なわれているとき、前記ルーティングテーブルにおいて重複しないｓ（ｓは、ｍ≦ｓ≦ｔ）個の経路情報を維持する経路情報維持手段とを備える無線装置。
2. 前記ルーティングテーブルを参照して、各送信先までの経路を決定する経路決定手段をさらに備え、
   前記ｎ個の経路情報の各々は、対応する送信先までの通信負荷の度合を示す総合経路指標を含み、
   前記経路決定手段は、前記通信負荷の度合が最小である経路を前記各送信先までの経路として決定する、請求項１に記載の無線装置。
3. 実際に行なわれている無線通信の個数が相対的に多いほど前記通信負荷の度合が相対的に大きくなるように前記総合経路指標を演算する経路指標演算手段をさらに備える、請求項２に記載の無線装置。
4. 実際に行なわれている無線通信の個数に増減があったとき、引き続き実際に無線通信が行なわれている前記ｓ個の経路情報を維持したまま、実際に行なわれている無線通信の個数に増減があった送信先について経路を更新する経路更新手段をさらに備える、請求項２または請求項３に記載の無線装置。
5. 前記ｎ個および前記ｓ個の経路情報の各々は、実際に行なわれている無線通信の有無または個数を示すフラグを含み、
   前記フラグは、カウンタのカウンタ値からなり、
   前記経路更新手段は、実際に行なわれている無線通信の個数に増減のあった送信先経路についてフラグのカウンタ値を増減する、請求項４に記載の無線装置。
6. 無線通信が実際に行なわれている前記ｔ個のフロー情報を含むフローテーブルを保持するフローテーブル保持手段と、
   前記ｓ個の経路のうち、Ｋ（Ｋは１≦Ｋ≦ｓを満たす整数）個の経路における無線通信の停止が検出されると、前記ルーティングテーブルをチェックするとともに、前記チェック結果に基づいて前記ルーティングテーブルおよび前記フローテーブルを更新し、または前記フローテーブルを更新するテーブル更新手段とをさらに備える、請求項１、請求項４および請求項５のいずれか１項に記載の無線装置。

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