JP2008236229A - 無線伝送システムおよび無線ノード - Google Patents

Abstract

【課題】パケットを簡易かつ効果的に保護することが可能な無線伝送システムおよび無線ノードを提供すること。
【解決手段】パケットの生成元ノードから送信された無線パケットを、その伝送経路の次ホップとなる中継ノードだけでなく、生成元ノードの全ての周辺ノードが受信する。中継ノード及び他の周辺ノードは、従来の経路検索で求められた伝送経路に沿ってパケットを伝送する。仮にパケットの生成元ノードの周辺に次ホップの中継ノード以外のノードが無い場合には、次ホップの中継ノードがパケット送信する際、その中継ノードの全ての周辺ノードがパケットを受信し、パケットの宛先ノードに向け伝送するようにする。
【選択図】 図５

Description

この発明は、マルチホップ型の無線メッシュネットワークを形成する無線伝送システムと、このシステムで用いられるノード装置に関する。

大規模災害地域、建設・工事現場、イベント会場などといった環境・状況下において、作業者間の連絡などのために、公衆網を介さずにプライベートかつテンポラリな通話網を構築したいという要求がある。このような用途に、マルチホップ型の無線メッシュネットワークを形成する無線伝送システムが注目されている。

有線ネットワークでは例えばＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）システムにおけるＡＰＳ（Automatic Protection Switching）のように、成熟したトラフィック保護の仕組みが種々開発されている。無線ネットワークにおいても伝送の信頼性(データ欠落に対する補償)を高めるべきであるが、これに注目したシステムは少ないのが現状である。

例えば特許文献１に、２本１対の冗長伝送経路を検索・利用する技術が開示されているが、この文献の技術では複雑な経路検索方策を要する。
単純な冗長伝送としてブロードキャストに基づく手法があるが、伝送するパケット数の増大を招き、いわゆるトラフィックのストームを生じる。特許文献２にはパケット数の増大を緩和する手法が示されているが、ネットワーク上の各無線ノードにて受信パケットを記憶することが必要で、端末の構成が複雑化する。このほか、計測制御系ネットワークのような、ネットワーク上の各無線ノードからのデータ送信が周期的であるシステムにおいて特に有効な手法も考案されているが、上記のような状況下では無線ノードからのデータ送信が周期的であるとは限らない。
特開２００４-２８２２４４号公報 特開２００５-２２９６２５号公報

以上述べたように、既存の無線伝送システムでは効果的なパケット保護の仕組みが提供されておらず、何らかの技術開発が待たれている。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、パケットを簡易かつ効果的に保護することが可能な無線伝送システムおよび無線ノードを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、複数の無線ノードにより形成される無線ネットワーク内に設定される伝送経路を介してパケットをマルチホップ伝送する無線伝送システムであって、前記複数の無線ノードは、前ホップノードから受信したパケットを前記伝送経路上の次ホップノードに転送する転送処理部と、前記パケットの特定フィールドに、冗長経路の起点となる起点ノードの識別子を格納するパケット処理部とを具備し、前記転送処理部は、前記前ホップノードから受信したパケットの前記特定フィールドに格納される識別子が自ノードである場合に、この受信したパケットを、前記伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードにも転送することを特徴とする無線伝送システムが提供される。

（用語の説明）
・前ホップノード：任意のノードに対して１ホップ分上流に在るノードを意味する。つまりパケットフローの上流側に隣接するノードである。
・次ホップノード：任意のノードに対して１ホップ分下流に在るノードを意味する。つまりパケットフローの下流側に隣接するノードである。そのノードがパケットの伝送経路上に在るか否かは問わない。例えば図３ではノードＣの前ホップノードはノードＡであり、次ホップノードはノードＦ，Ｇ，Ｈである。このうち伝送経路上の次ホップノードはノードＧになり、伝送経路外の次ホップノードはノードＦ，Ｈになる。

このような手段を講じることにより、起点ノードから無線パスを介して送出されたパケットはその伝送系路上の次ホップノードに加え、伝送経路外の少なくとも１つのノードにおいても破棄されることなく、さらに次のノードに転送される。これにより起点ノードを起点とする複数の冗長経路が確保されるようになる。この処理において既存技術のように、各ノードにおいてパケットを記憶する必要も無い。従って簡易な手法で冗長経路を形成することが可能になる。

この発明によれば、パケットを簡易かつ効果的に保護することが可能な無線伝送システムおよび無線ノードを提供することができる。

図１は、この発明に係わる無線伝送システムの実施の形態を示すシステム図である。このシステムは複数の無線端末１１〜１７を備えてマルチホップ型の無線メッシュネットワークを形成する。特に、無線端末１１〜１７間での通信経路の設定や同期処理などは各無線端末１１〜１７の互いの自立分散処理により実施され、そのためのサーバを要しないアドホックネットワークが形成される。

無線端末１１〜１７間の通信経路は両矢印により示される。この通信経路は固定的ではなく時間の経過、および個々の無線端末１１〜１７の移動に応じて更新設定される。この種のネットワークでは、無線パケットがその送出元から宛先まで１または複数の無線端末を経由するマルチホップ伝送が行われる。

図２は、図１の無線端末１１〜１７の実施の形態を示す機能ブロック図である。図２において、データ入力部２５に与えられた送信データは送信処理部２６により処理されたのち変調部２７においてディジタル変調され、ハイブリッド回路２１を介してアンテナ２０から放射される。一方、アンテナ２０に到来した無線信号はハイブリッド回路２１を介して復調部２２に入力されて受信復調される。得られた信号は受信処理部２３によりパケット分解などの処理を施されたのちデータ出力部２４に与えられ、受信データが出力される。これらの機能ブロックにおける処理、特に送信処理部２６、受信処理部２３におけるパケット生成、分解に関わる機能は制御部２８により統括的に制御される。

制御部２８は、この発明に関わる処理機能として転送処理部２８ａと、パケット処理部２８ｂとを備える。転送処理部２８ａは、前ホップノードから受信したパケットを伝送経路上の次ホップノードに転送する。この通常の処理に加え、転送処理部２８ａは、前ホップノードから受信したパケットの特定のフィールド（後述）に格納される識別子が自ノードであれば、この受信したパケットを、伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードにも転送する。
パケット処理部２８ｂは、上記フィールドに、冗長経路の起点となる起点ノードの識別子を格納する。

［第１の実施形態］
図３は、図１のシステムのもとで形成される無線ネットワークの一例を示す図である。図３において各ノードに符号Ａ〜Ｌを付して示す。各ノードＡ〜Ｌは図２の構成を持つ無線端末である。各ノードＡ〜Ｌ間の無線パケットの伝送経路はＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）などの既知の技術により設定される。パケットの送出前に伝送経路を予め検索して設定する方式を（プロアクティブ型）と称し、パケットの送出の都度、伝送経路を検索して設定する方式を（リアクティブ型）と称する。

パケット生成元ノードをノードＡ、生成されたパケットの宛先ノードをノードＫとする。各ノードごとに、無線パスによる伝送リンクの設定可能なノードを周辺ノードと称する。例えばノードＡの周辺ノードはノードＢ，Ｃ，Ｄである。伝送リンクを設定可能であるか否かは、主としてノード間の電波状態による。設定された伝送経路を図中実線矢印で示し、通信可能な無線リンクを点線矢印で示す。
要するに周辺ノードは、前ホップノードと次ホップノードとを合わせたノード群である。以下に、図３における周辺ノードと宛先ノードＫへのパケットの伝送経路を各ノードＡ〜Ｌごとにまとめた表を示す。

図４は、この実施形態で用いる無線パケットのフレーム構造の一例を示す図である。ヘッダ領域においては送信元および送信先ノードの識別子に加え、全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子を格納するフィールドが設けられているのが特徴的である。このフィールドが転送処理部２８ａおよびパケット処理部２８ｂによる処理に対象になる。以下ではこの特定フィールドを制御フィールドと称する。
「全周辺ノードでの受信を要求したノード」とは、例えば図３ではノードＡまたはノードＣ、あるいはノードＧの場合もある。つまりパケット伝送経路の冗長化のため、本来の経路上のノード（中継ノード）だけでなく、周辺ノード（そのうち次ホップノード）にもパケットを同報転送するノードを、この実施形態ではシステム内に１つだけ設けるようにする。

このノードにはデフォルトではパケットの送出元ノードを指定するが、そのノードの周辺ノードが不在であれば次ホップノードを当該ノードとする。図３ではパケット生成元であるノードＡに対し３つの周辺ノードが在るので（うちノードＢが中継ノードであり、本来の伝送経路上のノード）、ノードＡが「全周辺ノードでの受信を要求したノード」となり、図４のパケットにノードＡの識別子が格納される。
このほか図４のデータ領域には、このパケットの生成元ノードの識別子と、宛先ノードの識別子とを記載するフィールドが設けられる。

図５は、図３のネットワークにおける無線パケット伝送に関わる処理を時系列的に示す図である。この実施形態ではリアクティブ型のネットワークを想定する。
図５においてパケットを生成したノードＡは、制御フィールドに自ノードの識別子を格納する。図中符号１を付したパケット［元＝Ａ，先＝Ｃ，要＝Ａ］の要＝Ａがこれを示す。元＝Ａ，先＝Ｃはそれぞれ送信元がＡ、送信先がＣであることを示す。

ノードＢ，Ｃ，ＤはいずれもノードＡからの電波が届く範囲にあり、ノードＡの周辺ノード（次ホップノード）である。パケット１を受信したノードＢ，Ｃ，Ｄは、いずれもこのパケットを受信したことを示すＡＣＫパケットをノードＡに返送する。ＡＣＫパケット１〜３を受信したノードＡは冗長経路が３つ設定されたことを認識し、以降は他のノードに送出パケットの転送を委ねる。このパケットは３つの伝送経路を辿って最終的にノードＫに到達する。

以上の過程でパケット１〜７が生じるが、制御フィールドに記載される識別子はいずれもノードＡの識別子（要＝Ａ）である。従ってノードＢ〜Ｌ（ノードＫを除く）の転送処理部２８ａは、前ホップノードから受信したパケットを伝送経路（実線矢印）上の次ホップノードに転送する、既知の処理のみを行う。

図６は、図５の状態から一部の周辺ノードが不在となった場合の処理を時系列的に示す図である。この場合、ノードＢ，ＤからノードＡにＡＣＫパケットが帰ってこない。これによりノードＡは次ホップノードがただ１つのノードＣしかなく、冗長経路を確保できないことを認識する。

そこでノードＡは、制御フィールドにノードＣの識別子を格納したパケット２を新たに生成し（要＝Ｃ）、このパケット２を送出する。このパケット２はノードＣで受信され、制御フィールドに自ノードの識別子が格納されていることが認識される。するとノードＣの転送処理部２８ａは、まずノードＡから受信したパケット２を伝送経路上の次ホップノードであるノードＧに転送する。

これに加えノードＣの転送処理部２８ａは、受信したパケット２を、ノードＦ，Ｈにも転送する。これによりノードＣを起点として伝送経路が３つに枝分かれすることになり、経路の冗長化が実現される。パケット２を受信したノードＦ，Ｇ，ＨはそれぞれＡＣＫパケット２〜４をノードＣに返送する。このＡＣＫパケット２〜４を受信したノードＣは冗長経路が３つ設定されたことを認識し、以降は他のノードに送出パケットの転送を委ねる。このパケットは３つの伝送経路を辿って最終的にノードＫに到達する。

以上説明したようにこの実施形態では、パケットの生成元ノードから送信された無線パケットを、その伝送経路の次ホップとなる中継ノードだけでなく、生成元ノードの全ての周辺ノードが受信する。中継ノード及び他の周辺ノードは、従来の経路検索で求められた伝送経路に沿ってパケットを伝送する。仮にパケットの生成元ノードの周辺に次ホップの中継ノード以外のノードが無い場合には、次ホップの中継ノードがパケット送信する際、その中継ノードの全ての周辺ノードがパケットを受信し、パケットの宛先ノードに向け伝送するようにする。このような動作により、冗長経路の起点となるノードの全ての周辺ノードの数の冗長経路を形成することが可能になり、伝送の高信頼化を図ることが可能になる。

しかも上記の過程において、各無線ノードが受信パケットを記憶する必要が無い。また、既存のマルチホップ無線伝送における経路検索方式はそのままに用いることができる。さらに、ノード識別子を記載するに足るビット数の制御フィールドを通常のフレーム構造のパケットに設けるのみで、処理に必要な情報を伝達することが可能になる。従って演算処理にかかる負担が大きくなることもない。これらのことから、パケットを簡易かつ効果的に保護することが可能な無線伝送システムおよび無線ノードを提供することが可能となる。

［第２の実施形態］
図７は、図１のシステムのもとで形成される無線ネットワークの他の例を示す図である。図７のネットワークトポロジは図３と同じであるが、第２の実施形態ではプロアクティブ型のネットワークを想定する。従ってパケットの伝送経路はパケットの伝送の開始前に予め設定されており、図６に示すようなＡＣＫメッセージを必要としないので処理手順をより簡略化することができる。

図７においてパケットを生成したノードＡは、制御フィールドに自ノードの識別子を格納する。図中符号１を付したパケット［元＝Ａ，先＝Ｃ，要＝Ａ］の要＝Ａがこれを示す。元＝Ａ，先＝Ｃはそれぞれ送信元がＡ、送信先がＣであることを示す。

パケット生成前に設定された伝送経路から、各ノードＡ〜Ｌはネットワークトポロジを知っている。よってノードＡは、ノードＢ，Ｃ，ＤがいずれもノードＡからの電波が届く範囲にあり、ノードＡの周辺ノード（次ホップノード）であることを知っている。そこで、ノードＡはパケット１の制御フィールドに予め（要＝Ａ）を格納してノードＢ，Ｃ，Ｄに送出し、以降は他のノードに送出パケットの転送を委ねる。このパケットは３つの伝送経路を辿って最終的にノードＫに到達する。

以上の過程ではパケット１〜４が生じるが、制御フィールドに記載される識別子はいずれもノードＡの識別子（要＝Ａ）である。従ってノードＢ〜Ｌ（ノードＫを除く）の転送処理部２８ａは、前ホップノードから受信したパケットを伝送経路（実線矢印）上の次ホップノードに転送する、既知の処理のみを行う。

図８は、図７の状態から一部の周辺ノードが不在となった場合の処理を時系列的に示す図である。この場合においても、既知の経路検索処理が直ちに実行されて新たなネットワークトポロジが各ノードＡ〜Ｌに記憶される。
パケットの生成前に、ノードＡは次ホップノードがただ１つのノードＣしかなく、冗長経路を確保できないことを認識する。そこでノードＡは、生成したパケット１の制御フィールドにノードＣの識別子を格納し（要＝Ｃ）、このパケット１を送出する。このパケット１はノードＣで受信され、制御フィールドに自ノードの識別子が格納されていることが認識される。

するとノードＣの転送処理部２８ａは、このパケット１をコピーしてパケット２を生成し、パケット２を伝送経路上の次ホップノードであるノードＧに転送するとともに、ノードＦ，Ｈにも転送する。これによりノードＣを起点として伝送経路が３つに枝分かれすることになり、経路の冗長化が実現される。パケット２を受信したノードＦ，Ｇ，Ｈはそれぞれパケット３〜５をノードＪ，Ｋ，Ｌに転送する。これによりノードＡで生成されたパケットは３つの伝送経路を辿って最終的にノードＫに到達する。

この実施形態では、各ノードが事前にネットワークトポロジを知り得ることを利用して、パケットの送出元においてすでに起点ノードの識別子を指定した制御フィールドを持つパケットを生成し、転送するようにしている。これによりパケット生成元ノードの周辺に１つしかノードが無い場合には、その１ホップ下流のノード（あるいはさらに１ホップ下流のノード）において、複数の冗長経路が確保される。これにより第１の実施形態と同じ効果を得られるに加え、プロアクティブ型の経路検索を行うことのメリットを十分に生かすことが可能になる。

以上をまとめると、本願発明思想は次の［１］〜［９］に集約される。
[１] パケットの伝送開始時に生成元ノードから宛先ノードに向けての伝送経路を検索する、リアクティブ型伝送経路検索でのパケット伝送を行うマルチホップ無線伝送ネットワークにおいて、
生成元ノードからパケットを送信する際、宛先ノードへ向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードが無線パケット信号を受信すると共に、次ホップの中継ノード以外にあるパケット生成元ノードの全周辺ノードが無線パケット信号を受信し、
次ホップの中継ノード及び全周辺ノード（計ｎ個とする）は、それらのノードから宛先ノードに向けての伝送経路を検索して伝送を継続することにより、ｎ本の冗長経路を持ったパケット伝送を実施し、かつ生成元ノードに対してＡＣＫ（Acknowledgement）を返信し、
生成元ノードはこのＡＣＫの受信により実施されたパケット伝送の持つ冗長度をカウントし、所定の冗長度閾値（ｍ）以上である場合は冗長度が十分であると判断し、そうでない場合は、次ホップの中継ノードの伝送する無線パケット信号を宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードに受信させると共に、それ以外の次ホップの中継ノードの全周辺ノードにも受信させて冗長度を確保するために、パケットを再送する。

[２］ ［１］において、パケットに「送信元ノードの識別子」、「送信先ノードの識別子」、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」を格納する各々のフィールドを持ち、
生成元ノードがパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納し、
生成元ノードからの無線パケット信号を受信した次ホップの中継ノード及び全周辺ノードが、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」とが生成元ノードの識別子に等しいことを認識した場合、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードの識別子を「送信先ノードの識別子」フィールドに格納し直し、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し直してパケットを伝送すると共に、生成元ノードに対してそれを送信先ノードとし、自ノードを送信元ノードとするＡＣＫパケットを送信し、
生成元ノードにて自ノードを送信先ノードとするＡＣＫパケットの受信数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上であることを確認して伝送処理を終了する、さもなければ送信したパケットを、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに次ホップの中継ノードの識別子を格納し直して再送することを特徴とする。

[３］ パケットの伝送開始以前に生成元ノードから宛先ノードに向けての伝送経路を予め認識したネットワークトポロジを素に検索しておく、プロアクティブ型伝送経路検索でのパケット伝送を行うマルチホップ無線伝送ネットワークにおいて、
生成元ノードがネットワークトポロジにより自ノードの全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上であることを判断した場合、生成元ノードから送信した無線パケット信号を、宛先ノードへ向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードに受信させると共に、次ホップの中継ノード以外にあるパケット生成元ノードの全周辺ノードにも受信させ、次ホップの中継ノード及び全周辺ノードは、それらのノードから宛先ノードに向けての伝送を継続することによりｎ本の冗長経路を持ったパケット伝送を実施し、
全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上ではないことを判断した場合、次ホップの中継ノードから送信する無線パケット信号を、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードに受信させると共に、それ以外にある次ホップの中継ノードの全周辺ノードにも受信させる。

[４］ ［３］において、パケットに「送信元ノードの識別子」、「送信先ノードの識別子」、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」を格納する各々のフィールドを持ち、
生成元ノードが自ノードの全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上であることを判断してパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納し、生成元ノードからの無線パケット信号を受信した次ホップの中継ノード及び全周辺ノードが、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」とが生成元ノードの識別子に等しいことを認識した場合、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードの識別子を「送信先ノードの識別子」フィールドに格納し直し、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し直してパケットを伝送し、
生成元ノードが自ノードの全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上ではないことを判断してパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」と「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納する。

[５］ リアクティブ型伝送経路検索でのパケット伝送を行うマルチホップ無線伝送ネットワークにおいて、
中継ノードが、その前段ノードから冗長度確保のために再送されたパケットを送信する際、宛先ノードへ向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードにおいて無線パケット信号を受信すると共に、次ホップの中継ノード以外にある中継ノードの全周辺ノードにおいても無線パケット信号を受信し、
次ホップの中継ノード及び全周辺ノード（計ｎ個とする）は、それらのノードから宛先ノードに向けての伝送経路を検索して伝送を継続することにより、ｎ本の冗長経路を持ったパケット伝送を実施し、かつ中継ノードに対してＡＣＫ（Acknowledgement）を返信し、
中継ノードはこのＡＣＫの受信により実施されたパケット伝送の持つ冗長度をカウントし、所定の冗長度閾値（ｍ）以上である場合は冗長度が十分であると判断し、そうでない場合は、次ホップの中継ノードの伝送する無線パケット信号を宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードに受信させると共に、それ以外の次ホップの中継ノードの全周辺ノードにも受信させて冗長度を確保するために、パケットを再送する。

[６］ ［５］において、パケットに「送信元ノードの識別子」、「送信先ノードの識別子」、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」を格納する各々のフィールドを持ち、
中継ノードが、その前段ノードから、「送信元ノードの識別子」フィールドに前段ノードの識別子が格納され「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」と「送信先ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子が格納された無線パケット信号を受信した場合、
中継ノードがそのパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納し、
中継ノードからの無線パケット信号を受信した次ホップの中継ノード及び全周辺ノードが、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」とが中継ノードの識別子に等しいことを認識した場合、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードの識別子を「送信先ノードの識別子」フィールドに格納し直し、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し直してパケットを伝送すると共に、中継ノードに対してそれを送信先ノードとし、自ノードを送信元ノードとするＡＣＫパケットを送信し、
中継ノードにて自ノードを送信先ノードとするＡＣＫパケットの受信数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上であることを確認して伝送処理を終了する、さもなければ送信したパケットを、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに次ホップの中継ノードの識別子を格納し直して再送する。

[７］ プロアクティブ型伝送経路検索でのパケット伝送を行うマルチホップ無線伝送ネットワークにおいて、
中継ノードが、その前段ノードにおける全周辺ノード数が所定の冗長度閾値以上ではないことの判断に従い、中継ノードから送信した無線パケット信号を、宛先ノードへ向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードに受信させると共に、次ホップの中継ノード以外にある中継ノードの全周辺ノードにも受信させ、次ホップの中継ノード及び全周辺ノード（計ｎ個）は、それらのノードから宛先ノードに向けての伝送を継続することによりｎ本の冗長経路を持ったパケット伝送を実施し、
更に中継ノードにおいて、その全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上ではないことを判断した場合、次ホップの中継ノードから送信する無線パケット信号を、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードに受信させると共に、それ以外にある次ホップの中継ノードの全周辺ノードにも受信させる。

[８］ ［７］において、パケットに「送信元ノードの識別子」、「送信先ノードの識別子」、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」を格納する各々のフィールドを持ち、
中継ノードが、その前段ノードから、「送信元ノードの識別子」フィールドに前段ノードの識別子が格納され「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」と「送信先ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子が格納された無線パケット信号を受信した場合、
中継ノードが自ノードの全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上であることを判断してパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納し、中継ノードからの無線パケット信号を受信した次ホップの中継ノード及び全周辺ノードが、「送信元ノードの識別子」と「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」とが中継ノードの識別子に等しいことを認識した場合、宛先ノードに向けての伝送経路上にある更なる次ホップの中継ノードの識別子を「送信先ノードの識別子」フィールドに格納し直し、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し直してパケットを伝送し、
中継ノードが自ノードの全周辺ノード数（ｎ）が所定の冗長度閾値（ｍ）以上ではないことを判断してパケットを送信する際、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」と「送信先ノードの識別子」フィールドに宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を格納する。

[９］ ［１］〜［８］において、パケットに「送信元ノードの識別子」、「送信先ノードの識別子」、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」を格納する各々のフィールドを持ち、
中継ノードがその前段ノードから、「送信元ノードの識別子」フィールドに前段ノードの識別子が格納され、「送信先ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子が格納され、「全周辺ノードでの受信を要求したノードの識別子」フィールドにその他のノードの識別子の格納された無線パケット信号を受信した場合、
宛先ノードに向けての伝送経路上にある次ホップの中継ノードの識別子を「送信先ノードの識別子」フィールドに格納し直し、「送信元ノードの識別子」フィールドに自ノードの識別子を格納し直して、パケットを伝送する。

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えば「全周辺ノードでの受信を要求したノード」はネットワーク内に１つとは限らない。伝送帯域に余裕があれば複数設けてもよいし、その数を増やすほどに数多くの冗長経路を確保することができる。

またこの発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明に係わる無線伝送システムの実施の形態を示すシステム図。 図１の無線端末１１〜１７の実施の形態を示す機能ブロック図。 図１のシステムのもとで形成される無線ネットワークの一例を示す図。 この発明の実施形態で用いる無線パケットのフレーム構造の一例を示す図。 図３のネットワークにおける無線パケット伝送に関わる処理を時系列的に示す図。 図５の状態から一部の周辺ノードが不在となった場合の処理を時系列的に示す図。 図１のシステムのもとで形成される無線ネットワークの他の例、および無線パケット伝送に関わる処理を時系列的に示す図。 図７の状態から一部の周辺ノードが不在となった場合の処理を時系列的に示す図。

符号の説明

１１〜１７…無線端末、２０…アンテナ、２１…ハイブリッド回路、２２…復調部、２３…受信処理部、２４…データ出力部、２５…データ入力部、２６…送信処理部、２７…変調部、２８…制御部、２８ａ…転送処理部、２８ｂ…パケット処理部、Ａ〜Ｌ…ノード

Claims (10)

1. 複数の無線ノードにより形成される無線ネットワーク内に設定される伝送経路を介してパケットをマルチホップ伝送する無線伝送システムであって、
   前記複数の無線ノードは、
   前ホップノードから受信したパケットを前記伝送経路上の次ホップノードに転送する転送処理部と、
   前記パケットの特定フィールドに、冗長経路の起点となる起点ノードの識別子を格納するパケット処理部とを具備し、
   前記転送処理部は、
   前記前ホップノードから受信したパケットの前記特定フィールドに格納される識別子が自ノードである場合に、この受信したパケットを、前記伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードにも転送することを特徴とする無線伝送システム。
2. 前記転送処理部は、自ノードが前記パケットの生成元である場合にも、当該生成したパケットを前記伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードに転送することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。
3. 前記パケット処理部は、自ノードが前記パケットの生成元であり自ノードに対する前記伝送経路外の次ホップノードが不在である場合に、自ノードに対する前記伝送経路上の次ホップノードの識別子を前記特定フィールドに格納することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。
4. 前記伝送経路はプロアクティブ型のルーティングプロトコルにより設定されることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。
5. 前記伝送経路はリアクティブ型のルーティングプロトコルにより設定されることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送システム。
6. 複数の無線ノードにより形成される無線ネットワーク内に設定される伝送経路を介してパケットをマルチホップ伝送する無線伝送システムに用いられる前記無線ノードであって、
   前ホップノードから受信したパケットを前記伝送経路上の次ホップノードに転送する転送処理部と、
   前記パケットの特定フィールドに、冗長経路の起点となる起点ノードの識別子を格納するパケット処理部とを具備し、
   前記転送処理部は、
   前記前ホップノードから受信したパケットの前記特定フィールドに格納される識別子が自ノードである場合に、この受信したパケットを、前記伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードにも転送することを特徴とする無線ノード。
7. 前記転送処理部は、自ノードが前記パケットの生成元である場合にも、当該生成したパケットを前記伝送経路外の少なくとも１つの次ホップノードに転送することを特徴とする請求項６に記載の無線ノード。
8. 前記パケット処理部は、自ノードが前記パケットの生成元であり自ノードに対する前記伝送経路外の次ホップノードが不在である場合に、自ノードに対する前記伝送経路上の次ホップノードの識別子を前記特定フィールドに格納することを特徴とする請求項６に記載の無線ノード。
9. 前記伝送経路はプロアクティブ型のルーティングプロトコルにより設定されることを特徴とする請求項６に記載の無線ノード。
10. 前記伝送経路はリアクティブ型のルーティングプロトコルにより設定されることを特徴とする請求項６に記載の無線ノード。

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