JP2007043504A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ伝送路が使用できなくなっても、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】受信されたデータが自無線通信装置１０１からのデータであるか他の無線通信装置からのデータであるかを判定するデータ判定部１０２ａと、前記受信されたデータが自無線通信装置１０１からのデータであると判定された場合、前記データを伝送している第１の伝送経路とは異なる第２の伝送経路を探索する予備伝送経路検索部と、前記第２の伝送経路に関する情報を記憶するセッションデータテーブル記憶部１０６と、前記第１の伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記セッションデータテーブル記憶部１０６に記憶された前記第２の伝送経路へ、伝送経路を切り替える伝送経路切替部とを備え、伝送経路を正常なデータ伝送路に素早く切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線を使用してデータ転送を行う無線通信装置に係り、更に詳しくは、直接通信できない無線通信装置へデータを伝送するために他の無線通信装置を経由する機能を備える無線通信装置に関する。

従来、広範囲の敷地で無線データ伝送を行う際に、直接通信できない通信装置に対してデータを伝送するために、他の無線機器を経由するアドホック・ネットワークが用いられている。しかし、アドホック・ネットワークでは、無線環境は変化しやすくそのためデータ特性が低下するという課題があった。

そこで、無線品質を調べるためのデータを定期的に相互に伝送し、無線品質の良い伝送経路を選択し、データの伝送を行う方式が提案されている（特許文献１参照）。これにより無線環境が変化しても、無線品質の良い伝送経路に変えて伝送を行うため、無線品質の良い伝送経路でデータを送信することが可能となる。
特開２０００−１３３７６号公報

しかし、特許文献１に記載された発明では、無線品質を調べるためのデータを定期的に伝送しあうため、そのデータが帯域に与える影響が大きい。また、データの伝送路上のリンクが切断されてから、他の伝送経路を検索し再びデータ伝送が可能となるまでの時間が、最大で無線品質を調べるためのデータ転送間隔分かかるという課題がある。

本発明の無線通信装置は、送信側無線通信装置が中継無線通信装置を介して受信側無線通信装置へデータ伝送する無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうち、何れかの無線通信装置として機能する無線通信装置であって、前記送信側無線通信装置としてデータを送信する場合に、前記データを伝送する第１の伝送経路とは異なる第２の伝送経路を探索する予備伝送経路検索部と、前記第２の伝送経路に関する情報を記憶するセッションデータテーブル記憶部と、前記第１の伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記セッションデータテーブル記憶部に記憶された前記第２の伝送経路へ、伝送経路を切り替える伝送経路切替部とを備える。

この構成によれば、予備伝送経路に関する情報を予め格納しておき、伝送経路の伝送状態が劣化した場合に、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることができる。

本発明の無線通信装置は、前記第２の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する予備伝送経路検査部を備える。

この構成によれば、予備伝送経路の伝送状態を検査することにより、最適な予備伝送経路に切り替えることができる。

本発明の無線通信装置は、前記予備伝送経路検査部が前記第２の伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記第２の伝送経路とは異なる第３の伝送経路を探索する予備伝送経路再探索部を備える。

この構成によれば、複数の予備伝送経路を確保することにより、かかる複数の予備伝送経路から最適な予備伝送経路を選択できる。

本発明の無線通信装置は、前記伝送経路切替部により伝送経路が切り替えられた後に、前記第１の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する伝送経路検査部を更に備える。

この構成によれば、元の伝送経路の伝送状態を検査することにより、元の伝送経路を再び伝送経路として利用できるか否か判断できる。

本発明の無線通信装置では、前記伝送経路切替部は、前記伝送経路検査部が前記第１の伝送状態を検査した結果、前記第１の伝送経路の伝送状態が回復したと判断された場合、前記第１の伝送経路へ伝送経路を再び切り替える。

この構成によれば、元の伝送経路を再び伝送経路とすることにより、元の伝送経路を有効に活用することができる。

本発明の無線通信装置は、送信側無線通信装置が中継無線通信装置を介して受信側無線通信装置へデータ伝送する無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうち、何れかの無線通信装置として機能する無線通信装置であって、前記中継無線通信装置としてデータを転送する場合に、前記データの転送先との転送経路における伝送状態の劣化を検知し、前記送信側無線通信装置へ伝送状態の劣化を通知するリンクロス通知部を備える。

この構成によれば、伝送状態の劣化を送信側無線通信装置に通知することにより、伝送経路を正常な予備伝送経路に素早く切り替えることができる。

本発明の無線通信装置は、前記転送先とは異なる他の転送先を識別する識別子を保持する接続管理部を備える。

この構成によれば、予備伝送経路の転送先を識別する識別子を保持することにより、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることができる。

本発明の無線通信装置は、前記リンクロス通知部が前記転送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記識別子により識別される前記他の転送先へ転送経路を切り替える転送経路切替部を備える。

この構成によれば、中継無線通信装置により、伝送経路を正常な予備伝送経路に素早く切り替えることができる。

本発明に係る無線通信装置よれば、データ伝送路が使用できなくなっても、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることが可能となる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の一例を示す図である。

本発明の実施の形態の無線通信装置１０１は、送信側無線通信装置（送信元）が中継無線通信装置を介して受信側無線通信装置（送信先）へデータを伝送する無線通信システムに用いられる無線通信装置である。かかる無線通信システムでは、中継無線通信装置が複数あってもよい。すなわち、それぞれの中継無線通信装置がデータを次々に転送することにより、送信元から送信先へデータが伝送される。この場合、中継無線通信装置は、直接通信できる転送元から、直接通信できる転送先へデータを転送する。

無線通信装置１０１は、データ送受信部１０２、送信セッション管理部１０３、中継セッション管理部１０４、受信セッション管理部１０５、セッションデータテーブル記憶部１０６から構成される。また、図１に示すように、データ送受信部１０２はデータ判定部１０２ａを備える。

データ送受信部１０２は、無線ネットワークとデータの送受信をする機能を持つ。データ判定部１０２ａは、受信したデータが自無線通信装置１０１からのデータであるか他の無線通信装置（図示せず）からのデータであるかを判定する。

送信セッション管理部１０３は、アプリケーションの命令に従って出力されるデータを送信するための伝送経路を探索し、探索された伝送経路を管理し、及び自無線通信装置１０１と転送先とのリンクを監視するという機能を持つ。

中継セッション管理部１０４は、他の無線通信装置（図示せず）からのデータの中継を行うために転送元と転送先を管理し、及び転送先とのリンク品質を監視する。そして、中継セッション管理部１０４は、転送先とのリンク品質が低下した場合にデータの送信元へ通知する機能と、確認応答を転送元へ送信する機能を持つ。

受信セッション管理部１０５は、データの受信を行う機能を有する。セッションデータテーブル記憶部１０６は、図２に示すような送信セッションデータテーブル６０１、中継セッションデータテーブル６０２、及び受信セッションデータテーブル６０３から構成される。

図３に示すように、図１の送信セッション管理部１０３は、予備伝送経路検索部１０３ａ、伝送経路切替部１０３ｂ、予備伝送経路検査部１０３ｃ、予備伝送経路再探索部１０３ｄ、伝送経路検査部１０３ｅを備える。

予備伝送経路検索部１０３ａは、受信したデータが自無線通信装置１０１からのデータであると判定された場合、データを伝送している伝送経路（第１の伝送経路）とは異なる予備伝送経路（第２の伝送経路）を探索する。

伝送経路切替部１０３ｂは、データを伝送している伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、セッションデータテーブル記憶部１０６に記憶された予備伝送経路へ、伝送経路を切り替える。また、伝送経路切替部１０３ｂは、予備伝送経路へ伝送経路を切り替えた後に、元の伝送経路（第１の伝送経路）における伝送状態が回復したと判断された場合は、元の伝送経路へ伝送経路を再び切り替える。

予備伝送経路検査部１０３ｃは、第２の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する。

予備伝送経路再探索部１０３ｄは、予備伝送経路検査部１０３ｃが予備伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、予備伝送経路とは異なる伝送経路を探索する。

伝送経路検査部１０３ｅは、伝送経路切替部１０３ｂにより伝送経路が切り替えられた後に、元の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する。伝送経路検査部１０３ｅは、元の伝送経路における伝送状態が回復したと判断した場合、元の伝送経路へ伝送経路を再び切り替えるように伝送経路切替部１０３ｂに指示する。

図４に示すように、図１の中継セッション管理部１０４は、リンクロス通知部１０４ａ、接続管理部１０４ｂ、転送経路切替部１０４ｃを備える。

リンクロス通知部１０４ａは、受信されたデータが他の無線通信装置からのデータであると判定された場合、データの転送先との転送経路における伝送状態の劣化を検知し、送信側無線通信装置へ伝送状態の劣化を通知する（リンクロスフィードバック）。

接続管理部１０４ｂは、転送先とは異なる他の転送先を識別する識別子を保持する。

転送経路切替部１０４ｃは、リンクロス通知部１０４ａが転送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、識別子により識別される他の転送先へ転送経路を切り替える。
以下にデータ送受信部１０２の動作について図５に示すフロー図を用いて説明する。

まず、データ送受信部１０２は、パケットの受信を行う（ステップ２０１）。

そして、データ送受信部１０２に備えられたデータ判定部１０２ａは、ステップ２０１で受信したパケットの送信元の判定を行う（ステップ２０２）。

ステップ２０２の判定結果が、送信セッション管理部１０３、中継セッション管理部１０４、受信セッション管理部１０５のいずれかである場合（すなわち、パケットの送信元が自無線通信装置である場合）は、ステップ２０３へ進む。そして、パケットに示されている転送先に向けて無線ネットワークへ送信する（ステップ２０３）。

ステップ２０２の判定結果が、無線ネットワークを経由した他の無線通信装置からのものである場合は、ステップ２０４へ進む。そして、データ判定部１０２ａは、ステップ２０１で受信したパケットの種類の判定を行う（ステップ２０４）。

ステップ２０４における判定の結果、パケットの種類が自無線通信装置１０１宛ての受信パケットである場合は、ステップ２０５へ進む。そして、受信したパケットを受信セッション管理部１０５へ転送する（ステップ２０５）。

ステップ２０４における判定の結果、パケットの種類が他の無線通信装置宛ての転送パケットである場合は、ステップ２０６へ進む。そして、受信したパケットを中継セッション管理部１０４へ転送する（ステップ２０６）。

ステップ２０４における判定の結果、パケットの種類がリンクロスフィードバックのためのパケットである場合は、ステップ２０７へ進む。そして、受信したパケットを送信セッション管理部１０３へ転送する（ステップ２０７）。

次に、送信セッション管理部１０３の動作について図６に示すフロー図を用いて説明する。

まず、送信セッション管理部１０３は、処理ブロックやアプリケーションの命令に従って出力されるデータであるイベントを受信する（ステップ３０１）。

ステップ３０１で、送信セッション管理部１０３は、受信したイベントの種類の判定を行う（ステップ３０２）。

ステップ３０２における判定の結果、イベントがアプリケーションの命令に従って出力されたデータである場合は、ステップ３０３へ進む。そして、送信セッション管理部１０３は、データ送信要求の送信先がセッションデータテーブル記憶部１０６の送信セッションデータテーブル６０１に既に登録されているか判定する（ステップ３０３）。

ステップ３０３における判定の結果が真である場合は、ステップ３０４へ進む。そして、テーブルに記述されている転送先へデータを送信し、転送先からの確認応答を受信する（ステップ３０４）。ここで、一定時間確認応答を受信しない場合は、伝送経路切替部１０３ｂは、転送先への転送経路を予備伝送経路に切り替えるために、使用している伝送経路のセッション識別子のアクティブフラグを「０」にし、予備伝送経路のセッション識別子のアクティブフラグを「１」にする。また、使用している伝送経路が予備伝送経路である場合は、送信不能であることをアプリケーションに通知する。伝送経路が切り替えられた後に、伝送経路検査部１０３ｅが元の伝送経路における伝送状態を定期的に検査し、元の伝送経路における伝送状態が回復した場合に、伝送経路切替部１０３ｂが元の伝送経路へ伝送経路を再び切り替えてもよい。

ステップ３０３における判定の結果が偽である場合は、ステップ３０５へ進む。そして、送信セッション管理部１０３は、データの伝送経路の探索を行い、予備伝送経路でないことを示すプライマリフラグを「１」に、アクティブフラグを「１」にして、送信セッションデータテーブル６０１に登録する（ステップ３０５）。

予備伝送経路探索部１０３ａは、予備伝送経路探索を行い、探索された予備伝送経路のプライマリフラグを「０」に、アクティブフラグを「０」にして、送信セッションデータテーブル６０１に登録する（ステップ３０６）。

ステップ３０２における判定の結果、イベントがリンクロス通知の受信である場合は、ステップ３０７へ進む。

伝送経路切替部１０３ｂは、アクティブフラグが「１」となっているセッションＩＤのプライマリフラグが「１」である場合は、アクティブフラグを「０」にする。そして、伝送経路切替部１０３ｂは、プライマリフラグが「０」である予備伝送経路のアクティブフラグを「１」にすることで、予備伝送経路へ伝送経路を切り替える（ステップ３０７）。伝送経路が切り替えられた後に、伝送経路検査部１０３ｅが元の伝送経路における伝送状態を定期的に検査し、元の伝送経路における伝送状態が回復した場合に、伝送経路切替部１０３ｂが元の伝送経路へ伝送経路を再び切り替えてもよい。

ステップ３０２における判定の結果、イベントがタイマーによる一定時間経過の通知である場合は、ステップ３０８へ進む。そして、予備伝送経路検査部１０３ｃは、空パケットであるメンテナンス用のパケットを予備伝送経路によって送信し、確認応答を受信する（ステップ３０８）。

ステップ３０８で、予備伝送経路検査部１０３ｃは、確認応答を受信せずにタイムアウトになったか判定を行う（ステップ３０９）。

ステップ３０９における判定の結果が真である場合、つまりタイムアウトになった場合は、ステップ３１０へ進む。そして、予備伝送経路再探索部１０３ｄは、予備伝送経路の再探索を行う（ステップ３１０）。

次に、中継セッション管理部１０４の動作について図７に示すフロー図を用いて説明する。

まず、中継セッション管理部１０４は、イベントの受信を行う（ステップ４０１）。

中継セッション管理部１０４は、ステップ４０１で受信したイベントの種類の判定を行う（ステップ４０２）。

ステップ４０２における判定の結果、イベントがルート探索パケット受信である場合は、ステップ４０３へ進む。そして、接続管理部１０４ｂは、所定のルーティングアルゴリズムに従ってパケットの転送を行い、パケットの転送に関する中継セッションデータを中継セッションデータテーブル６０２に登録する（ステップ４０３）。

ステップ４０２における判定の結果、イベントが中継データの受信である場合は、ステップ４０４へ進む。そして、確認応答を転送元に送信し、中継セッションデータテーブル６０２を参照して転送先にパケットを転送し、転送先からの確認応答を受信する。伝送先からの確認応答を受信せずにタイムアウトになった場合、リンクロス通知部１０４ａは、送信元へリンクロス通知を転送する（ステップ４０４）。そして、データの伝送経路を切り替える場合は、転送経路切替部１０４ｃは、識別子により識別される他の転送先へ転送経路を切り替える。

次に、受信セッション管理部１０５の動作について図８に示すフロー図を用いて説明する。

まず、受信セッション管理部１０５は、イベントの受信を行う（ステップ５０１）。

受信セッション管理部１０５は、ステップ５０１で受信したイベントの種類の判定を行う（ステップ５０２）。

ステップ５０２における判定の結果、イベントがルート探索パケット受信である場合は、ステップ５０３へ進む。そして、受信セッション管理部１０５は、所定のルーティングアルゴリズムに従って確認応答などの返信を行う。また、受信セッション管理部１０５は、確認応答などに関する受信セッションデータを受信セッションデータテーブル６０３に登録する（ステップ５０３）。

ステップ５０２における判定の結果、イベントがデータ受信である場合は、ステップ５０４へ進む。そして、受信セッション管理部１０５は、受信セッションデータテーブル６０３を参照し、データをアプリケーションに転送後、確認応答を転送元に送信し、所定のアルゴリズムに従った必要な処理を行う（ステップ５０４）。

次に、本発明の実施の形態に係る無線通信装置を利用した無線通信システムの動作例について図９を用いて説明する。

図９のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはそれぞれ本発明の無線通信装置を表す。

無線通信装置Ａ（送信側無線通信装置）から無線通信装置Ｄ（受信側無線通信装置）へデータを伝送するものとする。各無線通信装置は隣接する無線通信装置と直接通信を行うことができる。一方、直接通信できない無線通信装置へは、無線通信装置Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ（中継無線通信装置）を中継してデータ伝送を行う。

無線通信システムは、データ伝送経路として、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄという経路を定めるとすると、Ａ−Ｅ−Ｃ−Ｄの経路を予備伝送経路として検索する（図９に示す予備伝送経路１）。ＣからＤへの転送経路において、データ伝送経路と予備伝送経路は重複する。ここで、予備伝送経路を使用して無線通信装置Ａから無線通信装置Ｄへ空のメンテナンス用データを伝送する。無線通信装置Ｄはメンテナンス用データを受信したら、確認応答を無線通信装置Ａに返す。無線通信装置Ａは、確認応答を一定時間内に受信しなかった場合、予備伝送経路が切断されたと判断して再度予備伝送経路探索を行う。例えば、Ａ−Ｆ−Ｃ−Ｄという経路が、予備伝送経路として検索される（図９に示す予備伝送経路２）。

データ伝送経路を使用してデータを伝送しているときに、例えば、無線通信装置Ｂから無線通信装置Ｃへのリンクで、パケットロス率などをモニタしリンクの劣化を検知した場合、無線通信装置Ｂは、無線通信装置Ａへリンクの劣化の通知を行う。無線通信装置Ａは、リンクの劣化を検知すると、データ伝送経路を予備伝送経路２に切り替え、以降のデータを予備伝送経路２を使用して伝送する。

以上の構成により、データ伝送路が使用できなくなっても、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることが可能となる。

本実施例では予備伝送経路を１つ又は２つとしたが、３つ以上の予備伝送経路を探索してもよい。これにより、予備伝送経路が劣化したときに、多くの予備伝送経路のうち最適な予備伝送経路に伝送経路を切り替えることが可能となる。

本発明に係る無線通信装置は、データ伝送路が使用できなくなっても、正常なデータ伝送路に素早く切り替えることが可能となるという効果を有し、無線を使用してデータ転送を行う無線通信装置などとして有用である。

本発明の実施の形態に係る無線通信装置の一例を示す図 本発明の実施の形態に係るセッションデータテーブル記憶部が備える送信セッションデータテーブル、中継セッションデータテーブル、及び受信セッションデータテーブルの一例を示した図 本発明の実施の形態に係る送信セッション管理部の一例を示した図 本発明の実施の形態に係る中継セッション管理部の一例を示した図 本発明の実施の形態に係る無線通信装置の動作の一例を示したフロー図 本発明の実施の形態に係る送信セッション管理部の動作の一例を示したフロー図 本発明の実施の形態に係る中継セッション管理部の動作の一例を示したフロー図 本発明の実施の形態に係る受信セッション管理部の動作の一例を示したフロー図 本発明の実施の形態に係る無線通信装置を利用した無線通信システムの動作例を示した図

符号の説明

１０１ 無線通信装置
１０２ データ送受信部
１０２ａ データ判定部
１０３ 送信セッション管理部
１０３ａ 予備伝送経路探索部
１０３ｂ 伝送経路切替部
１０３ｃ 予備伝送経路検査部
１０３ｄ 予備伝送経路再探索部
１０３ｅ 伝送経路検査部
１０４ 中継セッション管理部
１０４ａ リンクロス検知部
１０４ｂ 接続管理部
１０４ｃ 転送経路切替部
１０５ 受信セッション管理部
１０６ セッションデータテーブル記憶部

Claims (8)

1. 送信側無線通信装置が中継無線通信装置を介して受信側無線通信装置へデータ伝送する無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうち、何れかの無線通信装置として機能する無線通信装置であって、
   前記送信側無線通信装置としてデータを送信する場合に、前記データを伝送する第１の伝送経路とは異なる第２の伝送経路を探索する予備伝送経路検索部と、
   前記第２の伝送経路に関する情報を記憶するセッションデータテーブル記憶部と、
   前記第１の伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記セッションデータテーブル記憶部に記憶された前記第２の伝送経路へ、伝送経路を切り替える伝送経路切替部と、
   を備えた無線通信装置。
2. 前記第２の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する予備伝送経路検査部を更に備えた請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記予備伝送経路検査部が前記第２の伝送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記第２の伝送経路とは異なる第３の伝送経路を探索する予備伝送経路再探索部を更に備えた請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記伝送経路切替部により伝送経路が切り替えられた後に、前記第１の伝送経路における伝送状態を定期的に検査する伝送経路検査部を更に備えた請求項１乃至３の何れかに記載の無線通信装置。
5. 前記伝送経路切替部は、前記伝送経路検査部が前記第１の伝送状態を検査した結果、前記第１の伝送経路の伝送状態が回復したと判断された場合、前記第１の伝送経路へ伝送経路を再び切り替える請求項４に記載の無線通信装置。
6. 送信側無線通信装置が中継無線通信装置を介して受信側無線通信装置へデータ伝送する無線通信システムを構成する前記無線通信装置のうち、何れかの無線通信装置として機能する無線通信装置であって、
   前記中継無線通信装置としてデータを転送する場合に、前記データの転送先との転送経路における伝送状態の劣化を検知し、前記送信側無線通信装置へ伝送状態の劣化を通知するリンクロス通知部を備えた無線通信装置。
7. 前記転送先とは異なる他の転送先を識別する識別子を保持する接続管理部を更に備えた請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記リンクロス通知部が前記転送経路における伝送状態の劣化を検知した場合、前記識別子により識別される前記他の転送先へ転送経路を切り替える転送経路切替部を更に備えた請求項７に記載の無線通信装置。
   

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