JP2008187237A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線リンク情報を用いてＭＰＲ選択および経路制御を行う通信装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる通信装置は、隣接ノードとの間の無線リンク情報を算出する無線リンク情報算出部（１１）と、各無線リンク情報を隣接ノードに対して通知し、また、隣接ノードが算出した隣接ノードと２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報を取得するＲｏｕｔｉｎｇメッセージ交換部（２２）と、無線リンク情報算出部（１１）により算出された無線リンク情報をＲＬＩとして記憶し、また、隣接ノードから取得した無線リンク情報をＮＲＬＩとして記憶しておく無線リンク情報管理部（２１）と、Willingness情報と、無線リンク情報管理部（２１）が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方と、に基づいて、ＭＰＲを選択するＭＰＲ／経路選択部（２３）と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信技術に関するものであり、特に、マルチホップ通信を行う通信システムにおいて無線リンクの情報に基づいて最適な経路制御を行う通信装置に関するものである。

従来の経路選択方法として、下記非特許文献１および２に記載の技術が存在する。下記非特許文献１に記載された、ＭＡＮＥＴ（Mobile Ad-hoc Networks）のＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing Protocol）では、最小ホップ数により経路選択を行っている。また、下記非特許文献２に記載された、ＯＬＳＲを拡張した技術（Radio Aware OLSR）では、Ｈｅｌｌｏメッセージやテストパケットを利用して行った無線リンクの到達率（ロス率）測定結果などに基づいて品質のよい経路を選択している。

ＩＥＴＦ ＭＡＮＥＴ ＲＦＣ３６２６,（October 2003） ＩＥＥＥ Ｐ８０２．１１ｓ／Ｄ１．０,（November 2006）

しかしながら、上記従来の技術では、無線リンクの情報を用いたＭＰＲ（Multipoint Relay）選択、経路制御の概念については規定されているが、詳細な動作までは規定されていない、という問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線リンクの情報を用いたＭＰＲ選択、経路制御の詳細な動作を示すことにより、品質のよいＭＰＲを選択しつつＭＰＲ数を最適にするとともに、最適な経路制御を実現する通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）が策定したＲＦＣ３６２６において規定されているＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing Protocol）を使用したマルチホップ通信機能を有し、他の通信装置とともに特定の通信ネットワークを構成する通信装置であって、隣接する他の通信装置である隣接ノードとの間の各無線リンクにおける通信品質に基づいて、各無線リンクについての無線リンク情報を算出する無線リンク情報算出手段と、前記各無線リンク情報を全ての隣接ノードに対して通知し、また、当該隣接ノードが算出した当該隣接ノードと２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報を取得する無線リンク情報通知取得手段と、前記無線リンク情報算出手段により算出された無線リンク情報をＲＬＩ（Radio Link Information）として記憶しておき、また、前記無線リンク情報通知取得手段が隣接ノードから取得した無線リンク情報をＮＲＬＩ（Neighbor Radio Link Information）として記憶しておく無線リンク情報記憶手段と、品質のよい無線リンクのみを抽出したうえで、隣接ノードから予め通知されていた前記ＲＦＣ３６２６において規定されたＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓ情報と、前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方とに基づいて、隣接ノードの中から品質がよくて、効率的なＭＰＲ（Multipoint Relay）を選択するＭＰＲ選択手段と、を備え、ＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方に基づいて、品質の良い経路選択を行う経路選択手段を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、品質のよい無線リンクのみを抽出したうえで、効率的なＭＰＲ（Multipoint Relay）を選択するＭＰＲ選択および、品質の良い経路を選択できる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信装置により構成された通信ネットワークの実施の形態１の構成例を示す図である。この図１に示した通信ネットワークは、複数の通信装置（以下、ノードと呼ぶ）により構成されたメッシュネットワーク（またはアドホックネットワーク）であり、各ノードは、隣接するノードと無線リンクにより接続される。具体的には、ノード１およびノード２が無線リンク１０１により接続され、ノード１およびノード３が無線リンク１０２により接続され、ノード２およびノード４が無線リンク１０３により接続され、ノード２およびノード５が無線リンク１０４により接続され、ノード３およびノード４が無線リンク１０５により接続され、ノード３およびノード５が無線リンク１０６により接続され、ノード１およびノード６が無線リンク１０７により接続され、ノード４およびノード６が無線リンク１０８により接続され、ノード１およびノード７が無線リンク１０９により接続され、ノード７およびノード８が無線リンク１１０により接続され、ノード６およびノード９が無線リンク１１１により接続される。

この通信ネットワークにおいて、各ノードは、プロアクティブ（Proactive）なルーティングプロトコルを使用してマルチホップ通信を行う。ここでは、ルーティングプロトコルとしてＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）が策定されたＲＦＣ３６２６において規定されているＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing Protocol）を使用する場合の動作について説明する。

また、図１に示したように、ノード１およびノード４の間，ノード１およびノード５の間と、ノード１およびノード８の間と、ノード１およびノード９の間は、直接接続される無線リンクが存在しない。そのため、ノード１からノード４への通信には、ノード１からノード２を経由してノード４と接続する無線マルチホップ経路２０１、ノード１からノード３を経由してノード４と接続する無線マルチホップ経路２０２またはノード１からノード６を経由してノード４と接続する無線マルチホップ経路２０３を使用する。

次に各ノード１〜９の動作について説明する。まず、ノードは、隣接ノードとの無線リンク毎に（例えば、ノード１では無線リンク１０１、１０２、１０７および１０９の無線リンク毎に）、伝送品質（Ｈｅｌｌｏメッセージやテストパケットで測定する到達率（ロス率）または再送率など），無線品質（ＲＳＳＩ（Radio Signal Strength Indicator）、ＳＩＮＲ（Signal to Noise and Interference Ratio））など），無線使用状況（無線リンク数、Ａｉｒ占有率など），トラヒック量（送受信パケット数、送受信ビット数など），通信レート（送信変調レートなど），無線伝送容量，などの複数の通信品質（無線通信状態情報）の１つ、または複数を何らかの重み付けに従い組み合わせるなどして、自ノードにおける隣接ノードとの無線リンク情報であるＲＬＩ（Radio Link Information）なるメトリック（Metric）を算出する。

従来のＯＬＳＲでは、各ノードが自ノード情報と隣接リンク情報を搭載したＨｅｌｌｏメッセージを、隣接ノードへ周期的に送信することにより、隣接リンク情報、隣接ノード情報、２ｈｏｐ隣接リンク情報を交換・管理しているが、本発明においては、Ｈｅｌｌｏメッセージに無線リンク情報フィールドを拡張し、無線リンク情報（ＲＬＩ）を隣接ノードと交換することにより、隣接ノードとの無線リンク情報、２ｈｏｐ隣接ノードとの無線リンク情報も同時に管理する。

具体的には、Ｈｅｌｌｏメッセージのフィールドを拡張し、この拡張したフィールドへ上述した自ノード側のＲＬＩ（自身が算出した無線リンク毎のＲＬＩ全て）を搭載して隣接ノード（Neighbor Interface Address）との無線リンク毎に送信する（各隣接ノードへ送信する）。そして、Ｈｅｌｌｏメッセージを受信した隣接ノードは、Ｈｅｌｌｏメッセージに対する応答メッセージとして送信するＨｅｌｌｏメッセージへ自身が算出したＲＬＩ（当該隣接ノード自身が算出した無線リンク毎のＲＬＩ全て）を搭載して送信する。これにより、各ノードは、自ノードが算出した無線リンク情報（ＲＬＩ）とともに隣接ノードが算出した無線リンク情報（当該隣接ノードと２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報）を取得する。そして、各ノードは、隣接ノードから受信したＨｅｌｌｏメッセージに搭載されたＲＬＩを隣接無線リンク情報（ＮＲＬＩ：Neighbor Radio Link Information）なるＭｅｔｒｉｃとして保持する。また、ＮＲＬＩを取得したノードは、以降のＨｅｌｌｏメッセージ送信タイミングにおいて上記メッセージフィールドを拡張したＨｅｌｌｏメッセージへＲＬＩおよびＮＲＬＩを搭載したＨｅｌｌｏメッセージを無線リンク毎に送信することにより、ＲＬＩおよびＮＲＬＩを各隣接ノードと交換する。以上の動作を実行することにより、各ノードは、２ｈｏｐ隣接ノードまでのＲＬＩおよびＮＲＬＩを収集することができる。

図２は、図１に示した通信ネットワークを構成するノードの構成例を示す図であり、一例として、隣接する２つのノード１および２についての構成例を示している。図２に示したように、ノード１および２は同一の構成をとり、無線リンク情報算出部１１およびRouting処理部１２により構成される。また、Routing処理部１２は、無線リンク情報記憶手段を構成する無線リンク情報管理部２１と、無線リンク情報通知取得手段を構成するRoutingメッセージ交換部２２と、ＭＰＲ選択手段および経路選択手段を構成するＭＰＲ／経路選択部２３と、を備えている。なお、他のノード（ノード３〜９）の構成も同様である。以下に、図２を参照しながら、隣接するノード間で行われるＨｅｌｌｏメッセージを使用したＲＬＩおよびＮＲＬＩの交換動作について説明する。

ノード１において、無線リンク情報算出部１１は、上述した無線通信状態情報（伝送品質，無線品質，無線使用状況，など）の中から必要な情報を取得し、取得した情報を使用して無線リンク情報であるＲＬＩを算出する。なお、ＲＬＩはノード１と各隣接ノードとの間の全ての無線リンクについて算出する。また、算出されたＲＬＩは、無線リンク情報管理部２１に渡される。無線リンク情報管理部２１は、無線リンク情報算出部１１から受け取ったＲＬＩを保持しておくとともに、当該ＲＬＩをRoutingメッセージ交換部２２に渡す。Routingメッセージ交換部２２は、無線リンク情報管理部２１から受け取ったＲＬＩをＨｅｌｌｏメッセージへ格納し、隣接ノード（ここではノード２）へ送信する。

ノード１から上記Ｈｅｌｌｏメッセージを受信したノード２において、Routingメッセージ交換部２２は、受信したＨｅｌｌｏメッセージの中からＲＬＩ（ノード１が算出したＲＬＩ）を抽出し、抽出したＲＬＩは隣接ノードからのＲＬＩすなわちノード１との間の無線リンクのＮＲＬＩとして無線リンク情報管理部２１へ渡され、無線リンク情報管理部２１により管理される。また、ノード１の無線リンク情報算出部１１と同様に、ノード２の無線リンク情報算出部１１は、各隣接ノードとの間の無線リンクのＲＬＩを算出し、算出したＲＬＩを無線リンク情報管理部２１に渡す。無線リンク情報管理部２１は、受け取ったＲＬＩを保持しておくとともに、当該ＲＬＩをRoutingメッセージ交換部２２へ渡す。Routingメッセージ交換部２２は、無線リンク情報管理部２１から受け取ったＲＬＩをＨｅｌｌｏメッセージに格納し、ノード１へ送信する。

そして、ノード２からＲＬＩ（ノード２が算出したＲＬＩ）が格納されたＨｅｌｌｏメッセージを受信したノード１では、Routingメッセージ交換部２２が、受信したＨｅｌｌｏメッセージからＲＬＩを抽出し、抽出したＲＬＩはノード２から取得した無線リンク情報ＮＲＬＩとして無線リンク情報管理部２１へ渡され、無線リンク情報管理部２１により管理される。

さらに、ノード１およびノード２は、次回以降のＨｅｌｌｏメッセージ送信時において、それ以前に隣接ノードから取得したＲＬＩをＮＲＬＩとして管理している場合には、自身が算出した全ての無線リンクのＲＬＩおよび管理している全てのＮＲＬＩを格納したＨｅｌｌｏメッセージを送信することにより、これらの情報を隣接ノードへ通知する。

図３は、ノード１とノード２との間で行われるＲＬＩおよびＮＲＬＩの交換動作例を示したシーケンス図である。ここでは、ノード１が算出したＲＬＩ無線リンク情報をＲＬＩ＃１、ノード２が算出したＲＬＩをＲＬＩ＃２、ノード２でＲＬＩ＃１を受信することにより得られるＮＲＬＩをＮＲＬＩ＃１２、ノード１でＲＬＩ＃２を受信することにより得られるＮＲＬＩをＮＲＬＩ＃２１として説明を行う。

最初にノード１からＨｅｌｌｏメッセージが送信される場合、ＲＬＩ＃１がＨｅｌｌｏメッセージに搭載されて送信される。次に、ノード２が、ノード１からＨｅｌｌｏメッセージを受信した後に、Ｈｅｌｌｏメッセージをノード１に対して送信する場合には、ＲＬＩ＃１に対応するＮＲＬＩ＃１２を保持しているため、ＲＬＩ＃２とともにＮＲＬＩ＃１２を送信する。そして、次の周期でノード１からＨｅｌｌｏメッセージが送信される場合には、ＲＬＩ＃１とともにＮＲＬＩ＃２１が送信される。以上のように、ＮＲＬＩを管理している場合、ＨｅｌｌｏメッセージにＲＬＩおよびＮＲＬＩを搭載して送信することにより、隣接ノード間でこれらの情報を交換できる。さらに各ノードは、自ノードと接続されるすべての隣接ノードとの無線リンクのＲＬＩおよびＮＲＬＩを管理するとともに、これらをＨｅｌｌｏメッセージに搭載して、すべての隣接ノードへ送信するため、各ノードは、隣接リンク情報だけでなく、２ｈｏｐ隣接ノードとの無線リンク情報も収集、管理することができる。

つづいて、各ノードのＭＰＲ／経路選択部２３が実行するＭＰＲ集合選択動作について説明する。

ＭＰＲ集合選択動作において、ＭＰＲ／経路選択部２３は、隣接ノードのＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓの場合には、従来の選択動作時と同様に、このＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓの隣接ノードをＭＰＲとして選択する。これに対して、ＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓ以外の場合には、ＲＬＩおよびＮＲＬＩを用いて隣接ノードとの間の隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃと２ｈｏｐ隣接ノードとの間の２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを算出し、算出結果に基づいて最適なＭＰＲ集合を選択する。なお、Ｗｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓは、ＲＦＣ３６２６において規定されている。また、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃは、次式（１）または（２）のいずれかを使用して算出する。

ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ ＝ ＲＬＩ＊ＮＲＬＩ …（１）
ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ ＝ ｍＲＬＩ＋（１−ｍ）ＮＲＬＩ，（ｍ＝０〜１）…（２）
特に、式（２）において、ｍ＝１の場合にＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ、ｍ＝０の場合にＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＮＲＬＩとなり、片方向の無線リンク情報となる。

たとえば、図１に示した通信ネットワークにおいて、ノード１からＭＰＲ候補である複数の隣接ノード（ノード２、ノード３、ノード６）のいずれかを介した同一の２ｈｏｐ隣接ノード（ノード４）への複数の２ｈｏｐ隣接リンク（経路２０１、経路２０２および経路２０３）の中から、品質のよい２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ集合を選択する場合、「（隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」が最大となるようにＭＰＲを選択する（ノードをＭＰＲとして選択する）。この方法を使用することにより、常に最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択することができる。この常に最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択する手順を図４に基づいて説明する。なお、図４は、最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択する手順の一例を示したフローチャートである。

図４に示したように、ＭＰＲ選択処理を開始後、ＭＰＲ／経路選択部２３は、まず、ステップＳ１１を実行することにより、選択済みのＭＰＲ集合をクリアする。このとき、各ノードが前回のＭＰＲ選択処理において選択されたかどうかを示すＭＰＲフラグの情報はクリアせずにそのまま保持しておく。

次に、Ｌｏｏｐ１を構成する各ステップ（ステップＳ１２〜Ｓ１４）を実行することにより、ＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿ＡｌｗａｙｓのノードをＭＰＲとして選択する。

次に、Ｌｏｏｐ２を構成する各ステップ（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ２０〜Ｓ２２，Ｌｏｏｐ３を構成する各ステップ）を実行することにより、２ｈｏｐ隣接ノード毎にＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの最もよいノードをＭＰＲとして選択する。このとき、仮にＭＰＲ候補のノードの中に２ｈｏｐ隣接ノードかつ隣接ノードにも該当するものが存在していても、当該ノードのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計が他のノードのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃよりもよければ、当該ノードをＭＰＲとして選択する。なお、Ｌｏｏｐ３を構成する各ステップ（ステップＳ１７〜Ｓ１９）を実行することにより、ＭＰＲ候補の隣接ノードにおいて前回ＭＰＲとして選択されたノードのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃに対して優先度を乗じて補正し、補正された後のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを使用したノード選択（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃが最もよいノードの選択）を行う。

ここで、上記ステップＳ１４およびＳ２２に示した処理は、ＭＰＲ集合に選択したノードについて、その旨を示すフラグをたて、次回のＭＰＲ集合選択動作において、このフラグがたっていたノード（前回のＭＰＲ選択において選択されたノード）のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃに対して優先度（ＭＰＲ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−Ｒａｔｅ（１００〜２００％））を乗じて補正できるようにするためのものである。

なお、上記ＭＰＲ集合選択手順を実行した結果、ＭＰＲとして選択された各ノードは、フィールドを拡張したＴＣ（Topology Control）メッセージへＭＰＲセレクタノード（Advertised Neighbor Main Address）との無線リンク毎のＲＬＩおよびＮＲＬＩを搭載して送信することにより全ノードへ広告（フラッディング）する。各ノードにおいては、各ＭＰＲから送信されたＴＣメッセージを受信することにより、トポロジ情報とともに、ＭＰＲとＭＰＲセレクタ間の無線リンク毎のＲＬＩおよびＮＲＬＩを取得・保持する。ＴＣメッセージの送受信はRoutingメッセージ交換部２２により行われ、また受信した（取得した）ＲＬＩおよびＮＲＬＩはリンク情報管理部２１により保持される。

このように、本実施の形態においては、各ノードが、２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線通信状態情報に基づいて算出した情報（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）を隣接ノード経由で取得し、この２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報および隣接ノードとの間の無線リンク情報に基づいてＭＰＲ集合を選択することとした。これにより、各ノードは、最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択することができる。

また、ＭＰＲ集合選択処理においては、ＭＰＲとして選択されたノードに関してその旨を示すフラグを立てておき、次回のＭＰＲ集合選択時には、フラグのたっている前回選択されたＭＰＲ（前回ＭＰＲとして選択されたノード）について、その対応するＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃに対してＭＰＲ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−Ｒａｔｅを乗じて優先度を上げてから、当該ノードをＭＰＲとして選択するかどうかを判断するようにした。これにより、無線環境のわずかな変動に対してＭＰＲ集合選択結果がばらつかない（変動しない）ようにすることができる。

なお、上述した無線通信状態情報（伝送品質，無線品質，無線使用状況，…など）は、１つのＲＬＩに集約するだけでなく、送信側で測定するＴＸ＿ＲＬＩと受信側で測定するＲＸ＿ＲＬＩの２つのＲＬＩに集約することも有効な手段である。また、ＲＬＩをＴＸ＿ＲＬＩおよびＲＸ＿ＲＬＩに集約した場合、ＮＲＬＩも同様に、ＴＸ＿ＮＲＬＩおよびＲＸ＿ＮＲＬＩとなる。この場合、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの算出式として、「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＴＸ＿ＲＬＩ＊ＲＸ＿ＮＲＬＩ」（自ノードからの送信方向の無線リンクを示す）または「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＸ＿ＲＬＩ＊ＴＸ＿ＮＲＬＩ」（自ノードからの受信方向の無線リンクを示す）を使用すればよい。これは、後述する実施の形態についても同様である。

図５および図６にＩＰＶ４のＬ３ルーティングにおけるＲＬＩをＴＸ＿ＲＬＩおよびＲＸ＿ＲＬＩ（同様に、ＮＲＬＩをＴＸ＿ＮＲＬＩおよびＲＸ＿ＮＲＬＩ）に分離した場合のＨｅｌｌｏメッセージとＴＣメッセージのフレームフォーマットを示す。Ｈｅｌｌｏメッセージ（例えばType=211）では「Neighbor Interface Address」にリンクした４バイトの拡張したフィールド、ＴＣメッセージ（例えばType212）では「Advertised Neighbor Main Address」にリンクした４バイトの拡張したフィールドを設けている。なお、ＲＬＩを分離しない場合、ＴＸ＿ＲＬＩまたはＲＸ＿ＲＬＩのどちらかのエリアをのみを用い、残りをReserved（未使用領域）とすることも可能であり、ＲＬＩおよびＮＲＬＩそれぞれを２バイトにすることも可能である。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１のＭＰＲ集合選択手順では、常に最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択する反面ＭＰＲ配置の最適化が考慮されず、ＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃのみでＭＰＲ集合の選択が行われ、必要数以上のノードがＭＰＲ集合に選択されてしまう可能性がある。そのため、本実施の形態では、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを考慮しつつ、ＭＰＲ配置を最適とするＭＰＲ集合選択手順について説明を行う。なお、各ノードが２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報（ＲＬＩ）を取得する手順は、実施の形態１で示した手順と同様である。

ＭＰＲ集合選択手順を簡単に示すと、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを考慮しつつＭＰＲ配置を最適とするために、本実施の形態のＭＰＲ集合選択では、まず、各隣接ノードとの間の無線リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃおよび２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃが最低限の品質であるＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上のリンクを持つ隣接ノードを抽出する（手順１）。次に、手順１において抽出された隣接ノードの中で、ＭＰＲ数が最適となるようにＭＰＲ集合を選択する（手順２）。ただし、複数の抽出された隣接ノードのいずれを選択してもＭＰＲ配置が同等の場合（例えばＭＰＲ数が同じ場合）には、「（隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」を隣接ノード毎に平均し、その平均値が最大となる隣接ノードをＭＰＲとして選択する。

さらに、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上のリンクを持つ隣接ノードだけでは全ての２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ集合が選択できない場合、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のリンクを持つ隣接ノードの中で、「（隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋（２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」が最小となる隣接ノードをＭＰＲとして選択する（手順３）。

このようなＭＰＲ集合選択手順を、図１に示した通信ネットワークにおいてノード１がＭＰＲ集合を選択する場合を例として以下に説明する。

（１）まず、Ｗｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓの選択として、隣接集合に登録されているノードの中からＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿ＡｌｗａｙｓのノードをＭＰＲとして選択する。図１に示した例ではノード７がＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓのため、ノード１（ノード１のＭＰＲ／経路選択部２３）は、ノード７をＭＰＲとして選択する。

（２）次に、最低限の品質を確保した無線リンクによるＭＰＲ集合の選択として、全リンクの中から最低限の品質（Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）以上のリンクを抽出する。図１に示した例では無線リンク１０７がＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のため、このリンク１０７は抽出されず、ノード６は一旦、ＭＰＲ候補から外れる。

（２−１）次に、抽出されたリンクによる非ＭＰＲの各隣接ノードのＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙ（（非ＭＰＲの）隣接ノードが接続を持つ（ＭＰＲによって未到達の）２ホップ隣接ノードの数）を計算する。

（２−２）そして、Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが多い隣接ノードをＭＰＲとして選択する。ただし、同じＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙのノードが複数存在する場合は、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均が最も高い隣接ノードをＭＰＲとして選択する。図１に示した例では、ノード２とノード３がＭＰＲの対象となるが、Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙは等しいため、ノード２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値（＝｛（無線リンク１０１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（無線リンク１０３のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋（無線リンク１０１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（無線リンク１０４のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）｝／２）およびノード３のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値（＝｛（無線リンク１０２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（無線リンク１０５のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋（無線リンク１０２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（無線リンク１０６のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）｝／２）を比較して、平均値の高い方のノードをＭＰＲとして選択する。

（２−３）上記（２−２）で示した処理において求めるＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが１以上の隣接ノードなくなるまで、または、ＭＰＲによって未到達の２ホップ隣接ノードがなくなるまで、上記（２−１）で示した処理および上記（２−２）で示した処理を繰り返す。

（３）さらに、最低限の品質を確保していない無線リンクによるＭＰＲ集合の選択として、最低限の品質（Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）以上のリンクだけで未到達の２ホップ隣接ノードが無くならない場合、２ホップ隣接ノード毎にＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃが最も高いノードをＭＰＲ集合として選択する。図１に示した例においては、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上の無線リンクだけでは、ノード１からの２ｈｏｐ隣接ノードのノード９に未到達のため、ノード１とノード６間の無線リンクも用いて、「（隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋（２ｈｏｐ隣接リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」が最小となる隣接ノード６がＭＰＲ集合として選択される。

そして、ノード１がＭＰＲ集合選択手順を実行した結果、ＭＰＲとして選択された各ノードは、フィールドを拡張したＴＣメッセージへＭＰＲセレクタノードとの無線リンク毎のＲＬＩおよびＮＲＬＩを搭載して送信することにより全ノードへ広告（フラッディング）する。各ノードにおいては、各ＭＰＲからのＴＣメッセージを受信することにより、トポロジ情報とともに、ＭＰＲとＭＰＲセレクタ間の無線リンク毎のＲＬＩおよびＮＲＬＩを取得・保持する。なお、各ノードのRoutingメッセージ交換部２２がＴＣメッセージの送受信を行い、またリンク情報管理部２１が受信した（取得した）ＲＬＩおよびＮＲＬＩを保持する。

そして、ＭＰＲ／経路選択部２３は、無線リンク情報管理部２１が保持しているＲＬＩおよびＮＲＬＩを用いて算出したＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを用いて、例えばダイキストラ法に基づいて、宛先までの各経路で最適な経路を選択する。具体的なＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの算出方法としては、次式（３）または（４）のいずれかを用い、宛先までの各経路のうちＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計が最小の経路を選択する。

１／（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ） ＝ １／（ＲＬＩ＊ＮＲＬＩ） …（３）
１／（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ） ＝ １／（ｍＲＬＩ＋（１−ｍ）ＮＲＬＩ），（ｍ＝０〜１） …（４）

たとえば、図１において、仮にノード２、ノード３、ノード６がともにＭＰＲとして選択された場合、ノード１からノード４への経路は、ノード１からノード２を経由してノード４と接続される無線マルチホップ経路２０１、ノード１からノード３を経由してノード４と接続される無線マルチホップ経路２０２、ノード１からノード６を経由してノード４と接続される無線マルチホップ経路２０３がある。この場合、経路２０１のＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計（＝１／（無線リンク１０１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋１／（無線リンク１０３のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ））、経路２０２のＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計（＝１／（無線リンク１０２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋１／（無線リンク１０５のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ））および経路２０３のＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計（＝１／（無線リンク１０７のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋１／（無線リンク１０８のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ））のうち、Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計が最小となる経路を選択する。

この時、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のリンクを含む場合、候補から除外し、経路選択を行うようにしてもよい。その場合でも、他の候補が存在しなければ、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のリンクを含む経路の中からＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計が最小となる経路を選択する。

つづいて、上記「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを考慮しつつＭＰＲ数を最適にするＭＰＲ集合選択手順」を図７に基づいて説明する。図７は、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを考慮しつつＭＰＲ数を最適にするＭＰＲ集合選択動作の一例を示したフローチャートである。

図７に示したように、ＭＰＲ選択処理を開始したノードのＭＰＲ／経路選択部２３は、まず、ステップＳ３１を実行することにより、選択済みのＭＰＲ集合をクリアする。このとき、各ノードが前回のＭＰＲ選択処理において選択されたかどうかを示すＭＰＲフラグの情報はクリアせずにそのまま保持しておく。

次に、Ｌｏｏｐ１を構成する各ステップ（ステップＳ３２およびＬｏｏｐ２を構成する各ステップ）を実行することにより、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃが最低限の品質であるＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上である隣接ノードを抽出する。なお、Ｌｏｏｐ２を構成する各ステップ（ステップＳ３３〜Ｓ３６）を実行することにより、隣接ノードでない２ｈｏｐ隣接ノードを抽出しＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙを算出する。また、ステップＳ３３における判定条件＃１は、「判定対象の対照の２ｈｏｐ隣接ノードが隣接集合に含まれない」、「自ノード（ＭＰＲ選択を行っているノード）と２ｈｏｐ隣接ノードとの直接リンクが非対称」および「自ノードと２ｈｏｐ隣接ノードとの直接リンクのＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満」のすべての条件を満たしているかどうかを判定し、これらすべての条件を満たしていれば、ステップS３４を実行する。また、ステップＳ３３における判定条件＃２は、「自ノードと隣接ノードとのリンクのＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上」という条件を満たしているかどうかを判定し、条件を満たしていれば、ステップＳ３５およびＳ３６を実行する。

次に、Ｌｏｏｐ３を構成する各ステップ（ステップＳ３７〜Ｓ４０）を実行することにより、ＷｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓがＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓである隣接ノードをＭＰＲとして選択する。

次に、Ｌｏｏｐ４を構成する各ステップ（ステップＳ４１〜Ｓ４３）を実行することにより、前回選択のＭＰＲには優先度を乗じるとともに最もＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが多い隣接ノードを選択し、また、Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが同等の場合にはＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ合計の平均値が高いノードを選択する。

次に、Ｌｏｏｐ４およびＬｏｏｐ５の間の各ステップ（ステップＳ４４〜Ｓ４８）を実行することにより、抽出されたノードにフラグを立てるとともにＭＰＲ集合として選択する。

次に、Ｌｏｏｐ５を構成する各ステップ（Ｌｏｏｐ６を構成する各ステップおよびステップＳ５２〜Ｓ５４）を実行することにより、すべてのＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のリンクでしか到達できない２ｈｏｐ隣接ノードが存在する場合、抽出されたノードにフラグをたてＭＰＲ集合として選択する。なお、Ｌｏｏｐ６を構成する各ステップ（ステップＳ４９〜Ｓ５１）を実行することにより、前回ＭＰＲとして選択されたノードのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃに対して優先度を乗じてその値を補正し、さらにＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃのよいノードをＭＰＲとして選択する。

ここで、「Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが多い隣接ノードをＭＰＲとして選択する手順」について、図８を用いて説明する。図８において、ノード１およびノード２はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１２の無線リンクで接続され、ノード１およびノード３はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１３の無線リンクで接続され、ノード２およびノード４はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−２４の無線リンクで接続され、ノード２およびノード５はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−２５の無線リンクで接続され、ノード３およびノード４はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−３４の無線リンクで接続され、ノード３およびノード５はＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−３５の無線リンクで接続されている。

このような状態において、ＭＰＲ選択処理を実行するノードである自ノード１から２ｈｏｐ隣接ノード３および４へのＭＰＲの候補として隣接ノード２および３が存在する。仮に自ノード１〜ノード４へのすべての経路についてのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃおよび自ノード１〜ノード５へのすべての経路についてのＭＰＲ＿ＭｅｔｒｉｃがＭｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上、すなわち最低限の品質を満たしている場合、自ノード１は、Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙ（既にＭＰＲ集合に選択されたＭＰＲ（ノード）でも未到達であり、該当する非ＭＰＲ（ノード）の隣接ノードがリンク接続されている２ｈｏｐ隣接ノードの数）によりＭＰＲ数が最小となるように隣接ノードをＭＰＲとして選択する。しかしながら、ＭＰＲ数が変わらない（ＭＰＲ数が最小となる隣接ノードが複数存在する）場合、自ノード１は、各々のＭＰＲ候補となる隣接ノード毎に２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値を算出し、平均値が最大となる隣接ノードをＭＰＲ集合に選択する。

なお、図８に示した例における自ノード１からノード２を介した２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値は、「｛（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１２）＊（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−２４）＋（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１２）＊（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−２５）｝／２」となり、自ノード１からノード３を介した２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値は、「｛（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１３）＊（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−３４）＋（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−１３）＊（ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ−３５）｝／２」となる。

つづいて、上記「Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを用いた経路選択手順」を図９に基づいて説明する。図９は、Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを用いた経路選択手順の一例を示したフローチャートである。

図９に示した手順は、一般的なダイキストラ法に対して本発明の特徴的な処理を追加したものであり、具体的には、ステップＳ６８およびＳ６９とステップＳ７７〜Ｓ８０が追加された特徴的な処理に該当する。そのため、ここでは特徴的な処理についてのみ説明する。

この経路選択手順では、経路選択のＭｅｔｒｉｃとなる距離にＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを用い、また、経路選択結果のばらつきをおさえるために、優先すべき経路の選択マーキング処理として「前回経路として選択された無線リンクにマーキングする処理」および「前回マーキングされた無線リンクに対応するＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃに優先度を乗じる処理」を追加している。

図９に示したように、今回追加したステップＳ６８では、対象の無線リンクが前回の経路選択手順においてマーキングされたかどうか（すなわち前回経路として選択されたかどうか）を確認し、マーキングされていたのであれば、ステップＳ６９を実行して、対応するＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃに対して優先度（Ｐａｔｈ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−Ｒａｔｅ）を乗じて、今回の処理において選択されやすくする。

また、ステップＳ７６では、全ての選択経路の無線リンクのマーキングをクリアし、ステップＳ７７〜Ｓ８０では、選択された無線リンクに対してマーキングを行う。

このように、本実施の形態においては、上述した実施の形態１と同様に、２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報および隣接ノードとの間の無線リンク情報に基づいてＭＰＲ集合を選択することとした。また、ＭＰＲ集合を選択する際には、ＭＰＲ配置の最適化を考慮し、ＭＰＲ数を最小とすることが可能なＭＰＲ候補の隣接ノードが複数存在する場合、当該複数の隣接ノードそれぞれについて、２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの平均値を算出し、平均値が最大となる隣接ノードをＭＰＲ集合に選択することとした。これにより、各ノードは、ＭＰＲ配置（ＭＰＲ数）の最適化を実現しつつ最適な無線リンクをもつ隣接ノードをＭＰＲ集合に選択することができる。

また、ＭＰＲ集合選択処理では、前回のＭＰＲ集合選択処理においてＭＰＲとして選択されたノードのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを補正し、補正後のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを用いてＭＰＲ選択を行うようにしたので、当該ノードが再度ＭＰＲとして選択され易くなり、無線環境のわずかな変動に対してＭＰＲ選択結果がばらつく（変動する）のを抑えることができる。

また、経路選択処理においては、選択された無線リンクにマーキングを行い、次回の経路選択処理においては、マーキングされている無線リンク（前回選択された無線リンク）について、その対応するＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃに対してＰａｔｈ＿Ｐｒｉｏｒｉｔｙ−Ｒａｔｅ（１〜１００％）を乗じて優先度を上げてから、当該無線リンクを選択するかどうかを判断するようにしたので、前回の経路選択において選択された無線リンクが再度選択され易くなり、無線環境のわずかな変動で経路選択結果がばらつくのを抑えることができる。

なお、実施の形態１および本実施の形態において示したＭＰＲ集合選択手順および経路選択手順は、８０２．１１、８０２．１５、８０２．１６、８０２．２０などのＩＥＥＥ８０２系、または、３ＧＰＰ系、３ＧＰＰ２系、あるいは、３Ｇの後継および、４Ｇ系など、すべての無線アクセス方式の単独または複合基地局間、端末局間を無線マルチホップで接続されるメッシュネットワークまたはアドホックネットワークに対しても適用可能である。また、レイヤ２による経路制御およびレイヤ３による経路制御に対しても適用可能であり、各実施の形態で示したものと同様の効果がある。したがって、本実施の形態において示した発明は、すべての無線マルチホップの経路制御（ＭＰＲ集合選択、経路選択）において有効である。

実施の形態３．
つづいて実施の形態３の通信装置について説明する。一般的なＯＬＳＲのＴＣメッセージには、すべての隣接リンクを搭載せず、ＭＰＲとＭＰＲセレクタのリンクのみを広告（ＴＣ＿ＲＥＤＵＮＤＡＣＹ＝０）し、「Advertised Neighbor Main Address」としてＭＰＲセレクタのアドレスを搭載している。しかしながら、この方法を用いた場合、上述した実施の形態のＭＰＲ集合選択処理および経路選択処理において、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩまたはＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＮＲＬＩとした片方向の無線リンク情報を用いてＭＰＲ集合を選択し、Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝１／ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃで経路を選択すると、Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの品質が良いにもかかわらず、その経路が選択されない場合がある。

このような場合の一例として、図１０−１〜１０−３に示したような４つのノード（ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）により構成されたシステムにおいて、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩとし、ノードＡのノードＢとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ａｂ、ノードＡのノードＣとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ａｃ、ノードＢのノードＡとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｂａ、ノードＢのノードＤとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｂｄ、ノードＤのノードＢとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｄｂ、ノードＤのノードＣとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｄｃ、ノードＣのノードＤとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｃｄ、ノードＣのノードＡとの無線リンクのＲＬＩがＲＬＩ−ｃａである場合（図１０−１参照）の動作を以下に示す。

図１０−１に示した例において、仮に「（ＲＬＩ−ａｂ）＊（ＲＬＩ−ｂｃ）＞（ＲＬＩ−ａｃ）＊（ＲＬＩ−ｃｄ）」，「（ＲＬＩ−ｂｄ）＊（ＲＬＩ−ｄｃ）＞（ＲＬＩ−ｂａ）＊（ＲＬＩ−ａｃ）」，「（ＲＬＩ−ｄｃ）＊（ＲＬＩ−ｃａ）＞（ＲＬＩ−ｄｂ）＊（ＲＬＩ−ｂａ）」，「（ＲＬＩ−ｃａ）＊（ＲＬＩ−ａｂ）＞（ＲＬＩ−ｃｄ）＊（ＲＬＩ−ｄｂ）」である場合、ノードＡは、ノードＢをＭＰＲとして選択し、ノードＢは、ノードＤをＭＰＲとして選択し、ノードＣは、ノードＡをＭＰＲとして選択し、ノードＤは、ノードＣをＭＰＲとして選択する（図１０−２参照）。

ここで、たとえばＭＰＲとして選択されたノードＢは、ＴＣメッセージを利用して、ノードＢをＭＰＲとして選択しているＭＰＲセレクタ（この例ではノードＡ）との無線リンク情報のみを広告する。同様に、ノードＣはノードＤとの無線リンク情報のみを広告し、ノードＤはノードＢとの無線リンク情報を広告し、ノードＡはノードＣとの無線リンク情報のみを広告する（図１０−３参照）。

そして、ＴＣメッセージを受信したノードＡは、ノードＢおよびノードＤの間の無線リンクが存在していないと認識し、ノードＡからノードＢを介したノードＤへの経路についてのＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計値よりもノードＡからノードＣを介したノードＤへの経路についてのＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計値が小さい場合であっても、品質が良い方の経路（ノードＣを介したノードＤへの経路）を選択しない。また、ノードＢ、ＣおよびＤによる経路選択動作でも同様に、品質が良い方の経路が選択されない。

そのため、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩまたはＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＮＲＬＩの場合、片方向の無線リンクの情報とならないように、無線リンク情報管理部がＭＰＲからＭＰＲセレクタ方向へのリンク情報だけでなく、ＭＰＲセレクタからＭＰＲ方向へのリンク情報も記憶すること、あるいは、ＯＬＳＲのＴＣメッセージで広告する情報をＭＰＲセレクタとのリンクだけ（ＴＣ＿ＲＥＤＵＮＤＡＣＹ＝０）でなく、すべてのリンクを広告するモード（ＴＣ＿ＲＥＤＵＮＤＡＣＹ＝２）にてＭＰＲの全リンクをフラッディングし、全リンクを記憶することで、品質が良い方の経路が選択されるようにする。ただし、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ＊ＮＲＬＩ、ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ／２＋ＮＲＬＩ／２、などのように、無線リンクの双方向が対象の場合は、従来どおりでよい。

このように、本実施の形態においては、片方向の無線リンク情報を用いてＭＰＲ集合選択が行われた場合には、片方向の無線リンクの情報とならないように、ＭＰＲからＭＰＲセレクタ方向へのリンクだけでなく、ＭＰＲセレクタからＭＰＲ方向へのリンクも記憶すること、あるいは、ＯＬＳＲのＴＣメッセージをすべてのリンクを広告するモード（ＴＣ＿ＲＥＤＵＮＤＡＣＹ＝２）に設定して送信することとしたので、片方向の無線リンク情報を使用して上述した実施の形態の処理（ＭＰＲ集合選択および経路選択）を行った場合であっても、品質が良い経路を選択することができる。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、マルチホップ通信を行う通信システムに有用であり、特に、無線リンク情報（伝送品質，無線品質，無線使用状況，など）を考慮したＭＰＲ選択および経路選択を実現するための通信装置に適している。

本発明にかかる通信装置により構成された通信ネットワークの実施の形態１の構成例を示す図である。 本発明にかかる通信装置の構成例を示す図である。 隣接するノード間で行われるＲＬＩおよびＮＲＬＩの交換動作例を示したシーケンス図である。 最適な無線リンクをもつＭＰＲ集合を選択する手順の一例を示したフローチャートである。 本発明において使用するＨｅｌｌｏメッセージのフレームフォーマットの一例を示す図である。 本発明において使用するＴＣメッセージのフレームフォーマットの一例を示す図である。 ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを考慮しつつＭＰＲ数を最適にするＭＰＲ集合選択動作の一例を示したフローチャートである。 Ｒｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙが多い隣接ノードをＭＰＲとして選択する手順を説明するための図である。 Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを用いた経路選択手順の一例を示したフローチャートである。 片方向の無線リンク情報を用いて行う経路選択動作を説明するための図である。 片方向の無線リンク情報を用いて行う経路選択動作を説明するための図である。 片方向の無線リンク情報を用いて行う経路選択動作を説明するための図である。

符号の説明

１〜９ ノード（通信装置）
１１ 無線リンク情報算出部
１２ Routing処理部
２１ 無線リンク情報管理部
２２ Routingメッセージ交換部
２３ ＭＰＲ／経路選択部
１０１〜１１１ 無線リンク
２０１〜２０３ 無線マルチホップ経路

Claims (17)

1. ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）が策定したＲＦＣ３６２６において規定されているＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing Protocol）を使用したマルチホップ通信機能を有し、他の通信装置とともに特定の通信ネットワークを構成する通信装置であって、
   隣接する他の通信装置である隣接ノードとの間の各無線リンクにおける通信品質に基づいて、各無線リンクについての無線リンク情報を算出する無線リンク情報算出手段と、
   前記各無線リンク情報を全ての隣接ノードに対して通知し、また、当該隣接ノードが算出した当該隣接ノードと２ｈｏｐ隣接ノードとの間の無線リンク情報を取得する無線リンク情報通知取得手段と、
   前記無線リンク情報算出手段により算出された無線リンク情報をＲＬＩ（Radio Link Information）として記憶しておき、また、前記無線リンク情報通知取得手段が隣接ノードから取得した無線リンク情報をＮＲＬＩ（Neighbor Radio Link Information）として記憶しておく無線リンク情報記憶手段と、
   前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方に基づいて、隣接ノードの中からＭＰＲ（Multipoint Relay）を選択するＭＰＲ選択手段と、
   を備え、
   前記無線リンク情報通知取得手段は、前記無線リンク情報算出手段により算出された各無線リンク情報であるＲＬＩを隣接ノードに対して通知する場合、各無線リンク毎の全てのＲＬＩおよびその時点で前記無線リンク情報記憶手段が記憶している各無線リンク毎の全てのＮＲＬＩを通知することを特徴とする通信装置。
2. 前記無線リンク情報算出手段は、伝送品質、無線品質、無線使用状況、トラヒック量、通信レートおよび無線伝送容量の少なくともいずれか一つを前記通信品質として使用して無線リンク情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記無線リンク情報通知取得手段は、前記ＲＦＣ３６２６において規定されたＨｅｌｌｏメッセージのフィールドを拡張して得られた領域へ前記ＲＬＩおよび前記ＮＲＬＩを格納して隣接ノードへ送信することを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記ＭＰＲ選択手段は、ＭＰＲとして選択したノードを記憶しておき、次回のＭＰＲ選択処理において、当該記憶しておいたノードを優先的に選択することを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信装置。
5. 隣接ノードによりＭＰＲとして選択された場合、
   前記無線リンク情報通知取得手段は、前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩを前記ＭＰＲ手段により選択されたＭＰＲ経由で前記通信ネットワークを構成する全ての通信装置へ通知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置。
6. 前記無線リンク情報通知取得手段は、前記ＲＦＣ３６２６において規定されたＴＣ（Topology Control）メッセージのフィールドを拡張して得られた領域へ前記ＲＬＩおよび前記ＮＲＬＩを格納して前記ＭＰＲへ送信することにより、当該ＲＬＩおよび当該ＮＲＬＩを前記全ての通信装置へ通知することを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 前記ＭＰＲ選択手段は、ＭＰＲ選択処理において、前記Ｗｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓ情報がＷｉｌｌ＿Ａｌｗａｙｓの隣接ノードを優先的にＭＰＲとして選択し、さらにＭＰＲを選択する必要がある場合に、前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方を用いて算出したＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃに基づいてＭＰＲを追加選択することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の通信装置。
8. 前記ＭＰＲ選択手段は、各隣接ノードとの間の無線リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃである第１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃと、各隣接ノードおよび２ｈｏｐ隣接ノード間の無線リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃである第２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃとを算出し、第１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃと第２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計値が最小となる隣接ノードをＭＰＲとして追加選択することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
9. 前記ＭＰＲ選択手段は、まず、各隣接ノードとの間の無線リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃである第１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃと、各隣接ノードおよび２ｈｏｐ隣接ノード間の無線リンクのＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃである第２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃとを算出し、それぞれが最低限の品質であるMini-ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上のリンクを持つ隣接ノードを抽出し、次に、抽出した隣接ノードの中で、従来のＯＬＳＲで規定されるＲｅａｃｈａｂｉｌｉｔｙに基づいてＭＰＲ数が最適となるようにＭＰＲ集合を選択することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
10. 前記ＭＰＲ選択手段は、さらに、前記抽出した隣接ノードが複数存在し、かついずれの隣接ノードを選択してもＭＰＲ配置が同等の場合、「（第１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＊（第２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」を隣接ノード毎に平均し、その平均値が最大となる隣接ノードをＭＰＲとして選択することを特徴とする請求項９に記載の通信装置。
11. 前記ＭＰＲ選択手段は、さらに、前記Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ以上のリンクを持つ隣接ノードだけでは全ての２ｈｏｐ隣接ノードへのＭＰＲ集合が選択できない場合、Ｍｉｎｉ−ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ未満のリンクを持つ隣接ノードの中で、「（第１のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）＋（第２のＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ）」が最小となる隣接ノードをＭＰＲとして選択することを特徴とする請求項９または１０に記載の通信装置。
12. 前記ＭＰＲ選択手段は、「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ＊ＮＲＬＩ」、「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ」および「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＮＲＬＩ」のいずれか１つの算出式を使用して前記ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃを算出することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一つに記載の通信装置。
13. 前記ＭＰＲ選択手段が前記ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃの算出式として「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＲＬＩ」または「ＭＰＲ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝ＮＲＬＩ」を使用する場合、片方向の無線リンクの情報となるため、前記無線リンク情報記憶手段が、ＭＰＲからＭＰＲセレクタ方向へのリンク情報だけでなく、ＭＰＲセレクタからＭＰＲ方向へのリンク情報も記憶すること、あるいは、ＯＬＳＲのパラメータであるＴＣ＿ＲＥＤＵＮＤＡＣＹへ‘２’を設定してＭＰＲの全リンク情報をフラッディングすることにより全リンク情報を記憶することを特徴とする請求項１２に記載の通信装置。
14. さらに、
    前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩの少なくともいずれか一方に基づいて経路選択処理を行う経路選択手段、
    を備えることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の通信装置。
15. 前記経路選択手段は、選択した無線リンクを記憶しておき、次回の経路選択処理において、当該記憶しておいた無線リンクを優先的に選択することを特徴とする請求項１４に記載の通信装置。
16. 前記経路選択手段は、前記無線リンク情報記憶手段が記憶しているＲＬＩおよびＮＲＬＩと、「Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝１／（ＲＬＩ＊ＮＲＬＩ）」、「Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝１／ＲＬＩ」および「Ｒｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃ＝１／ＮＲＬＩ」のいずれか一つの算出式と、を使用してＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃを算出し、当該算出したＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃに基づいて経路選択を行うことを特徴とする請求項１４または１５に記載の通信装置。
17. 前記経路選択手段は、宛先ノードまでの経路を構成する各無線リンクのＲｏｕｔｅ＿Ｍｅｔｒｉｃの合計値が最小となる経路を選択することを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。

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