JP2008271304A

JP2008271304A - 通信装置

Info

Publication number: JP2008271304A
Application number: JP2007113045A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujisawa; 寛藤沢; Hiroki Minami; 浩樹南; Yoshinori Izumi; 吉則和泉
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: JP5022091B2

Abstract

【課題】映像等ストリームを途切れなく伝送することができる通信装置を提供すること。
【解決手段】通信装置１０は、パケットを受信するパケット受信部１１と、パケットを送信するパケット送信部１２と、受信したパケットを振り分けるパケット振分部１３と、データパケットを転送処理するデータパケット転送処理部１４と、メンテナンスパケットを処理するメンテナンスパケット処理部１５と、経路表のデータを記憶する経路表記憶部１７と、メンテナンスパケットを生成するメンテナンスパケット生成部１８と、シーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部１９とを備え、メンテナンスパケットは、宛先ノードが更新するシーケンス番号情報と、メンテナンスパケットを送信したノードを示す送信ノード情報とを有し、メンテナンスパケットの有する情報に基づいて経路制御を行う構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う通信装置に関する。

無線アドホックネットワークは、複数の無線端末装置によって自律的に形成されるネットワークであり、無線端末装置の移動や新たな参加、離脱等の状況に応じて適応的に伝送路を変更することができる柔軟なネットワークである。無線アドホックネットワークでは、外部からのノイズ、マルチパス、フェージングや、遮蔽、端末の移動等によりパケットロスが生じやすく、経路の通信品質が変化しやすい。

したがって、無線アドホックネットワークにおいて、映像や音声等のストリーム（以下「映像等ストリーム」という。）を途切れないよう伝送するには、経路上のリンク状態を常に把握し、リンク状態に応じて最適な経路を素早く選定して切り替える経路制御が必要である。

従来の経路制御としては、パケットを送信するノード側の主導で経路制御を行う送信側主導の経路制御（例えば、非特許文献１参照）や、パケットを受信するノード側の主導で経路制御を行う受信側主導の経路制御（例えば、非特許文献２参照）が知られている。以下、図７を用いて具体的に説明する。図７は、送信元ノードＳ、中間ノードＩ及び宛先ノードＤで構成された無線アドホックネットワークを示している。図７（ａ）〜（ｇ）は送信側主導の経路制御を、図７（ｈ）〜（ｋ）は受信側主導の経路制御を、それぞれ示している。

まず、送信側主導の経路制御において、送信元ノードＳから宛先ノードＤにパケットを送信する場合（図７（ａ））、宛先ノードＤはパケットの受信毎に受信した旨を示すパケットを送信元ノードＳに返信する（図７（ｂ））。送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間が通信不能となると（図７（ｃ））、宛先ノードＤはパケットを受け取れず送信元ノードＳに返信しない。その結果、送信元ノードＳは、通信断を検知し（図７（ｄ））、経路探索を開始し（図７（ｅ））、経路確立を確認（図７（ｆ））した後に送信を再開（図７（ｇ））することができるようになる。

一方、受信側主導の経路制御において、送信元ノードＳから宛先ノードＤにパケットを送信する場合（図７（ｈ））、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間が通信不能となると宛先ノードＤは通信断を検知する（図７（ｉ））。その結果、宛先ノードＤは、経路探索を開始し（図７（ｊ））、送信元ノードＳは、宛先ノードＤからのパケットが届いた経路で送信を再開（図７（ｋ））することができるようになる。

以上のように、受信側主導の経路制御は、送信側主導の経路制御よりも、通信障害が発生した経路から新たな経路に素早く切り替えることができる。したがって、映像等ストリームを途切れなく伝送するには、受信側主導の経路制御を採用することが好ましい。
Ｃ．Ｅ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｅ．Ｍ．Ｒｏｙｅｒ，ａｎｄＳ．Ｒ．Ｄａｓ，"ＡｄＨｏｃＯｎ−ＤｅｍａｎｄＤｉｓｔａｎｃｅＶｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）Ｒｏｕｔｉｎｇ"，ＩＥＴＦＭｏｂｉｌｅＡｄＨｏｃＮｅｔｗｏｒｋｓＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐ，ＩＥＴＦＲＦＣ３５６１Ｈ．Ｆｕｊｉｓａｗａｅｔａｌ．，"ＲｏｕｔｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇＲｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰａｃｋｅｔｓｆｏｒＶｉｄｅｏＳｔｒｅａｍｉｎｇｏｎＡｄＨｏｃＮｅｔｗｏｒｋｓ"，ＩＥＥＥＲａｄｉｏ＆ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｙｍｐｏｓｉｕｍ２００６

しかしながら、受信側主導の経路制御では、映像等ストリームの伝送中に経路が分断されてしまうことがあった。

例えば図８（ａ）に示すように、送信元ノードＳから宛先ノードＤに、中継ノードＩ_１及びＩ_２を介して映像等ストリームが伝送されていたとする。ある瞬間に中間ノードＩ_１とＩ_２との間のリンク、中間ノードＩ_２と宛先ノードＤとの間のリンクが同時に途切れたとする（図８（ｂ））。宛先ノードＤは中間ノードＩ_１に対して経路変更を要求し（図８（ｃ））、中間ノードＩ_２は送信元ノードＳに対して経路変更を要求する（図８（ｄ））。その結果、送信元ノードＳは、中間ノードＩ_２に対して映像等ストリームの転送を開始してしまい、宛先ノードＤには映像等ストリームが届かなくなる（図８（ｅ））。さらに、送信元ノードＳは、宛先ノードＤに映像等ストリームが届かなくなったことが分からないため、そのまま継続して中間ノードＩ_２に映像等ストリームを転送し続けてしまう。

以上のように、受信側主導の経路制御では、複数のノードが同時に経路切り替えをした際に経路が分断されてしまうという課題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる通信装置を提供することを目的とする。

本発明の通信装置は、データパケットを送信する送信元ノードと前記データパケットの宛先である宛先ノードとの間で前記データパケットを転送する経路をメンテナンスするためのメンテナンスパケットを送受信するメンテナンスパケット送受信手段と、前記メンテナンスパケットが有する情報に基づいて経路制御を行う経路制御手段とを備え、前記メンテナンスパケットは、前記宛先ノードが定期的に発行するものであり、前記宛先ノードが発行毎に付与した発行順を示す発行順情報と、前記メンテナンスパケットを送信した送信ノードを示す送信ノード情報とを有する構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、メンテナンスパケットの発行順情報及び送信ノード情報に基づいて経路制御を行うことにより、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができるので、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本発明の通信装置は、前記データパケットの転送経路を示す経路表のデータを記憶する経路表記憶手段を備え、前記メンテナンスパケット送受信手段は、前記経路表に基づいて前記メンテナンスパケットを送信する構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、メンテナンスパケットをデータパケットの送信元ノードや、経路探索によって決定された通信品質の高いリンクが確立できるノードに送信することができるので、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができ、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記データパケットを転送する経路が切断された情報を前記発行順情報に基づいて取得する経路切断情報取得手段を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、受信したメンテナンスパケットの発行順情報が所定時間経過しても更新されないとき、いずれかの経路が切断されたと判断することができるので、経路探索を行って最適な経路を選択することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに前記発行順情報を更新して付与する発行順情報付与手段とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、データパケットの宛先ノードである場合に、メンテナンスパケットを定期的に生成し、発行順情報を更新して付与し、所定のノードに送信することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット送受信手段が受信した前記メンテナンスパケットに含まれる前記発行順情報を前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに付与する発行順情報付与手段とを備えた構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、データパケットを中継する際に、受信したメンテナンスパケットの発行順情報を、生成したメンテナンスパケットに付与して所定のノードに送信することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケット送受信手段が複数のメンテナンスパケットを受信したとき、前記経路制御手段は、最新の発行順情報を有するメンテナンスパケットに基づいて経路制御を行う構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、最新のメンテナンスパケットが転送された経路を用いてデータパケットを伝送することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットは、所定のリンク間の通信品質情報を有する構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、所定のリンク間の通信品質情報を取得することができるので、最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

さらに、本発明の通信装置は、前記データパケットは、前記送信元ノードによって付与された発行順情報を有し、前記メンテナンスパケットの発行順情報と前記データパケットの発行順情報とに基づいて所定ノード間における伝送時間の情報を取得する伝送時間情報取得手段を備え、前記データパケットを中継する中間ノードが前記所定ノード間にあるとき、前記伝送時間は、前記データパケットが前記中間ノードを経由して伝送される時間を含む構成を有している。

この構成により、本発明の通信装置は、データパケットを中継する中間ノードの有無に拘わらず、所定ノード間における伝送時間の情報を取得することができるので、取得した伝送時間の情報をホップ数の削減処理や新たな経路を探索するための経路制御等に用いることができる。その結果、本発明の通信装置は、伝送時間がより短い最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

本発明は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができるという効果を有する通信装置を提供することができるものである。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の通信装置を、無線アドホックネットワークを介して映像等ストリームのデータパケットを伝送するものに適用した例を挙げて説明する。

まず、本実施の形態における通信装置の構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における通信装置１０は、パケットを受信するパケット受信部１１と、パケットを送信するパケット送信部１２と、受信したパケットを振り分けるパケット振分部１３と、データパケットを転送処理するデータパケット転送処理部１４と、メンテナンスパケットを処理するメンテナンスパケット処理部１５と、経路品質を監視する経路品質監視部１６と、経路表のデータを記憶する経路表記憶部１７と、メンテナンスパケットを生成するメンテナンスパケット生成部１８と、シーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部１９と、データパケットを処理するアプリケーション部２０とを備えている。なお、本実施の形態における通信装置１０は、ＣＰＵやメモリ等のハードウェアと、このハードウェア上で実行されるプログラムとを備えて動作するようになっている。

パケット受信部１１及びパケット送信部１２は、アドホック方式の無線通信を行う無線モジュールで構成されている。パケット受信部１１及びパケット送信部１２が処理するパケットは、映像等ストリームのデータパケットと、無線アドホックネットワークをメンテナンス（保守）するためのメンテナンスパケットとを含む。

メンテナンスパケットは、例えば図２に示すように、パケットの種別を示すパケットタイプ情報、メンテナンスパケットの送信元を示す送信アドレス情報、メンテナンスパケットの発行順序を示すシーケンス番号情報、例えば受信電界強度のようなリンク間の通信品質を示すリンク品質情報を有する。

なお、リンク品質情報は必須のものではなく、状況に応じて省略することもできる。また、後述するように、シーケンス番号は、映像等ストリームの宛先である宛先ノードによって更新されるようになっている。このシーケンス番号は、特許請求の範囲に記載の発行順情報に対応するものである。発行順情報は、シーケンス番号に限定されるものではなく、メンテナンスパケットの発行順が特定できるものであればよい。また、送信アドレス情報は、特許請求の範囲に記載の送信ノード情報に対応するものである。送信ノード情報は、送信アドレス情報に限定されるものではなく、メンテナンスパケットを送信したノードが特定できるものであればよい。

パケット受信部１１は、映像等ストリームのデータパケット及びメンテナンスパケットを受信し、パケット振分部１３に出力するようになっている。なお、パケット受信部１１は、本発明のメンテナンスパケット送受信手段に対応する。

パケット送信部１２は、データパケット転送処理部１４からの映像等ストリームのデータパケットと、シーケンス番号付与部１９からのメンテナンスパケットとを送信するようになっている。なお、パケット送信部１２は、本発明のメンテナンスパケット送受信手段に対応する。

パケット振分部１３は、パケット受信部１１が受信したパケットを振り分けるようになっており、映像等ストリームのデータパケットをデータパケット転送処理部１４に、メンテナンスパケットをメンテナンスパケット処理部１５に、それぞれ振り分けるものである。

データパケット転送処理部１４は、受信側主導の経路制御を行ってデータパケットを転送するものである。その際、データパケット転送処理部１４は、経路表記憶部１７に記憶されている経路表を参照するようになっている。なお、データパケット転送処理部１４は、本発明の経路制御手段に対応する。

メンテナンスパケット処理部１５は、メンテナンスパケットの送信アドレス情報から取得したメンテナンスパケットの送信元アドレスを、映像等ストリームの送信先アドレスとして経路表記憶部１７の経路表に登録するようになっている。また、メンテナンスパケット処理部１５は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報を経路品質監視部１６に出力するようになっている。

さらに、メンテナンスパケット処理部１５は、シーケンス番号情報を格納するメモリ（図示省略）を有し、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報をこのメモリに格納するとともに、シーケンス番号付与部１９にも出力するようになっている。また、メンテナンスパケット処理部１５は、メモリに記憶されたシーケンス番号よりも小さい、すなわち古いシーケンス番号のメンテナンスパケットを受信した場合、そのメンテナンスパケットを無視するようになっている。

さらに、メンテナンスパケット処理部１５は、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号が所定時間経過しても更新されないとき、データパケットを転送する経路のいずれかが切断されていると判断するようになっている。なお、メンテナンスパケット処理部１５は、本発明の経路切断情報取得手段に対応する。

経路品質監視部１６は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報によって、無線アドホックネットワークにおけるノード間のリンク状態を監視するものである。

経路表記憶部１７は、映像等ストリームのデータパケットに関する送信元及び送信先のノード情報が記述された経路表のデータを記憶するようになっている。なお、経路表記憶部１７は、本発明の経路表記憶手段に対応する。

メンテナンスパケット生成部１８は、経路表記憶部１７の経路表を参照し、定期的にメンテナンスパケットを生成するものであって、本発明のメンテナンスパケット生成手段に対応する。ここで、定期的とは、映像等ストリームの受信パケット数毎や所定時間毎に行うことをいう。なお、本実施の形態では、メンテナンスパケット生成部１８は、所定時間毎にメンテナンスパケットを生成するものとする。メンテナンスパケット生成部１８が生成したメンテナンスパケットは、経路表に基づいて所定のノードに送信される。これは、映像等ストリームの送信元ノード、又は、経路探索等によって決定された品質の高いリンクが確立できるノードに対してメンテナンスパケットが送信されることを意味している。

シーケンス番号付与部１９は、自ノードが映像等ストリームの宛先ノードである場合、メンテナンスパケット生成部１８がメンテナンスパケットを生成する毎にシーケンス番号を更新し、メンテナンスパケットに付与するようになっている。一方、自ノードが映像等ストリームの宛先ノード以外の場合、シーケンス番号付与部１９は、受信したメンテナンスパケットからメンテナンスパケット処理部１５が取得したシーケンス番号情報を、メンテナンスパケット生成部１８が生成したメンテナンスパケットに付与するようになっている。なお、シーケンス番号付与部１９は、本発明の発行順情報付与手段に対応する。

アプリケーション部２０は、自ノードが映像等ストリームの送信元ノードである場合、他ノード宛に映像等ストリームを出力することができるものである。また、アプリケーション部２０は、自ノードが映像等ストリームの宛先ノードである場合、自ノード宛の映像等ストリームの保存や実行を行うことができるものである。

次に、本実施の形態における通信装置１０の動作について図３を用いて説明する。図３は、映像等ストリームを送信する送信元ノードＳと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードＤと、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードＩ_１、Ｉ_２及びＩ_３とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置１０を備えている。

図３（ａ）に示すように、映像等ストリームが送信元ノードＳ→中間ノードＩ_１→中間ノードＩ_２→宛先ノードＤと伝送されているとする。

宛先ノードＤにおいて、メンテナンスパケット生成部１８は、メンテナンスパケットを所定時間毎に生成する。次に、シーケンス番号付与部１９は、例えばシーケンス番号（ｓｅｑ）＝１の情報をメンテナンスパケットに付与する。続いて、パケット送信部１２は、メンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を中間ノードＩ_２に送信する（図３（ｂ））。

次に、中間ノードＩ_２において、パケット受信部１１は、メンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を受信する。次いで、パケット振分部１３は、受信したメンテナンスパケットをメンテナンスパケット処理部１５に出力する。

続いて、メンテナンスパケット処理部１５は、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号情報を取得し、メモリに格納する。また、メンテナンスパケット処理部１５は、メンテナンスパケットの送信アドレス情報から取得したメンテナンスパケットの送信元アドレスを、映像等ストリームの送信先アドレスとして経路表記憶部１７の経路表に登録する。また、メンテナンスパケット処理部１５は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報をシーケンス番号付与部１９に出力する。また、メンテナンスパケット処理部１５は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報を経路品質監視部１６に出力する。経路品質監視部１６は、シーケンス番号情報及びリンク品質情報を取得することによって、ノード間のリンク状態を監視する。

メンテナンスパケット生成部１８は、メンテナンスパケットを生成してシーケンス番号付与部１９に出力する。なお、メンテナンスパケット生成部１８は、経路表を参照することにより、自ノードがデータパケットの送信元ノードであるメンテナンスパケットの宛先ノードでないことが分かる。

シーケンス番号付与部１９は、自ノードは宛先ノードではないので、メンテナンスパケット処理部１５から取得したシーケンス番号情報をメンテナンスパケットに付与し、パケット送信部１２に出力する。

パケット送信部１２は、メンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を中間ノードＩ_１に送信する（図３（ｃ））。

中間ノードＩ_１は、中間ノードＩ_２と同様な処理を行ってメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を送信元ノードＳに送信する（図３（ｃ））。

以後同様に、宛先ノードＤのメンテナンスパケット生成部１８は、メンテナンスパケットを所定時間毎に生成し、宛先ノードＤは、ｓｅｑ＝２、３・・・のメンテナンスパケットを中間ノードＩ_２に順次出力する。

以上のように、映像等ストリームが送信元ノードＳ→中間ノードＩ_１→中間ノードＩ_２→宛先ノードＤと伝送されている状態では、経路上にある各ノードは、それぞれ、メンテナンスパケット生成部１８から定期的にメンテナンスパケットを生成して出力する。

次に、無線アドホックネットワークにおいて、人物や物体等の移動により、ある瞬間に複数のリンクが切断された場合について図４を用いて説明する。図４は、映像等ストリームを送信する送信元ノードＳと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードＤと、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードＩ_１及びＩ_２とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置１０を備えている。

図４（ａ）は、宛先ノードＤが出力したメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）が、中間ノードＩ_２及びＩ_１を経由して送信元ノードＳに送信された状態を示している。

送信元ノードＳがメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を受信した後、ある瞬間に中間ノードＩ_１とＩ_２、中間ノードＩ_２と宛先ノードＤとの間のリンクが、ほぼ同時に切断されたものとする（図４（ｂ））。

この場合、宛先ノードＤは、新たに生成したメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝２）により経路変更を中間ノードＩ_１に要求する（図４（ｃ））。中間ノードＩ_１は送信元ノードＳにメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝２）を送信する。遅れて、中間ノードＩ_２がメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を送信元ノードＳに送信する（図４（ｄ））。

ここで、送信元ノードＳは、中間ノードＩ_１及びＩ_２から受信した２つのメンテナンスパケットのシーケンス番号を比較する。中間ノードＩ_２からのメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）は、中間ノードＩ_１からのメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝２）よりも古いので、送信元ノードＳのメンテナンスパケット処理部１５は、中間ノードＩ_２からのメンテナンスパケット（ｓｅｑ＝１）を無視する。

その結果、送信元ノードＳのデータパケット転送処理部１４は、中間ノードＩ_１を経由して宛先ノードＤに至る経路を選択し、パケット送信部１２は、映像等ストリームを中間ノードＩ_１に向けて送信する（図４（ｅ））。

以上のように、本実施の形態における通信装置１０を備えた全てのノードは、宛先ノードＤで生成されるシーケンス番号情報に基づいて管理されることとなり、ある瞬間に複数のリンクがほぼ同時に切断されたとしても、新たな経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

次に、無線アドホックネットワークにおいて、リンクが切断された場合の新たな経路設定について図５を用いて説明する。図５は、映像等ストリームを送信する送信元ノードＳと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードＤと、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードＩ_１、Ｉ_２及びＩ_３とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置１０を備えている。

図５（ａ）に示すように、中間ノードＩ_２と宛先ノードＤとの間のリンクが切断されたとする。送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間のいずれかのリンクが切断された場合、宛先ノードＤからのメンテナンスパケットが届かないので、送信元ノードＳに届くメンテナンスパケットのシーケンス番号は所定時間経過しても更新されない（図５（ｂ）及び（ｃ））。

その結果、送信元ノードＳは、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間のいずれかのリンクが切断されており、映像等ストリームが宛先ノードＤに届かないと判断する。そこで、送信元ノードＳは、宛先ノードＤに向けたルート検索を開始することにより（図５（ｄ））、中間ノードＩ_３を経由する新たな経路を選択し、映像等ストリームを宛先ノードＤに送信することができる（図５（ｅ））。なお、新たなルート検索は、例えばＡＯＤＶのルートリクエスト、ルートリプライ等により行うことができる。

次に、シーケンス番号情報を経路の品質管理に用いることについて図６を用いて説明する。図６は、映像等ストリームを送信する送信元ノードＳと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードＤと、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードＩ_１及びＩ_２とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置１０を備えている。

図６（ａ）は、ある瞬間におけるメンテナンスパケットの送信状態を示しており、"Ｍｓｅｑ"はメンテナンスパケットのシーケンス番号を示す。すなわち、宛先ノードＤはメンテナンスパケット（Ｍｓｅｑ＝８）を中間ノードＩ_２に、中間ノードＩ_２はメンテナンスパケット（Ｍｓｅｑ＝７）を中間ノードＩ_１に、中間ノードＩ_１はメンテナンスパケット（Ｍｓｅｑ＝６）を送信元ノードＳに、それぞれ、送信している状態にある。

図６（ａ）に示すように、ある瞬間における各ノードから送信されるメンテナンスパケットのシーケンス番号は１つずつ異なったものとなっている。

そこで、送信元ノードＳが、メンテナンスパケットを受信する毎に、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号を映像等ストリームのデータパケットに付与して送信すれば、ある瞬間において図６（ｂ）に示すような状態となる。なお、図６（ｂ）において"Ｍｓｅｑ"はメンテナンスパケットのシーケンス番号を示し、"Ｄｓｅｑ"はデータパケットのシーケンス番号を示す。すなわち、送信元ノードＳはデータパケット（Ｄｓｅｑ＝６）を中間ノードＩ_１に、中間ノードＩ_１はデータパケット（Ｄｓｅｑ＝５）を中間ノードＩ_２に、中間ノードＩ_２はデータパケット（Ｄｓｅｑ＝４）を宛先ノードＤに、それぞれ、送信している状態にある。

したがって、各ノードが有するパケット振分部１３は、メンテナンスパケットのシーケンス番号（Ｍｓｅｑ）とデータパケットのシーケンス番号（Ｄｓｅｑ）とをそれぞれ比較することにより、送信元ノードＳから各ノードに到着するまでの遅延時間（ｄｅｌａｙ）情報を取得することができる。なお、この遅延時間情報は、特許請求の範囲に記載の伝送時間の情報に対応する。また、各ノードが有するパケット振分部１３は、本発明の伝送時間情報取得手段に対応する。

例えば、中間ノードＩ_１において、メンテナンスパケット（Ｍｓｅｑ＝８）を送信するときにデータパケット（Ｄｓｅｑ＝６）が到着する場合、中間ノードＩ_１のパケット振分部１３は、送信元ノードＳと中間ノードＩ_１との間をパケットが１往復するのに、（８−６）＝２シーケンス番号分の遅延時間が生じるという情報を取得することができる。

また、例えば、宛先ノードＤにおいて、メンテナンスパケット（Ｍｓｅｑ＝１０）を送信するときにデータパケット（Ｄｓｅｑ＝４）が到着する場合、宛先ノードＤのパケット振分部１３は、中間ノードＩ_１及びＩ_２を経由して送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間をパケットが１往復するのに、（１０−４）＝６シーケンス番号分の遅延時間が生じるという情報を取得することができる。

前述のように取得された遅延時間の情報は、無線アドホックネットワークにおける遅延時間の短縮処理、例えばホップ数の削減処理や新たな経路を探索するための経路制御等に用いることができる。

以上のように、本実施の形態における通信装置１０によれば、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及び送信ノード情報に基づいて経路制御を行う構成としたので、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができる。したがって、本実施の形態における通信装置１０は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本実施の形態における通信装置１０によれば、経路表記憶部１７は、データパケットの転送経路を示す経路表のデータを記憶し、パケット送信部１２は、経路表に基づいてメンテナンスパケットを送信する構成としたので、メンテナンスパケットをデータパケットの送信元や、経路探索によって決定された通信品質の高いリンクが確立できるノードに送信することができる。その結果、本実施の形態における通信装置１０は、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができ、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本実施の形態における通信装置１０によれば、データパケットを転送する経路が切断された情報をシーケンス番号情報に基づいて取得する構成としたので、受信したメンテナンスパケットの発行順情報が所定時間経過しても更新されないとき、いずれかの経路が切断されたと判断することができ、経路探索を行って最適な経路を選択することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本実施の形態における通信装置１０によれば、複数のメンテナンスパケットを受信したとき、最新のシーケンス番号情報を有するメンテナンスパケットに基づいて経路制御を行う構成としたので、最新のメンテナンスパケットが転送された経路を用いてデータパケットを伝送することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本実施の形態における通信装置１０によれば、メンテナンスパケットがリンク間の通信品質情報を有する構成としたので、リンク間の通信品質情報を取得することにより、最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

また、本実施の形態における通信装置１０によれば、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報とデータパケットのシーケンス番号情報とに基づいて、データパケットを中継する中間ノードの有無に拘わらず、所定ノード間における伝送時間の情報を取得する構成としたので、所定ノード間に中間ノードが有る場合又は無い場合のいずれにおいても伝送時間の情報を取得することができ、取得した伝送時間の情報に基づいて最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。

なお、本実施の形態における通信装置１０をコンピュータで実現し、前述した通信装置１０の動作をプログラミングすることにより、映像等ストリームを途切れなく伝送するためのデータパケット伝送プログラムを制作することができる。

以上のように、本発明に係る通信装置は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができるという効果を有し、無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う通信装置等として有用である。

本発明に係る通信装置の一実施の形態における構成を示すブロック図本発明に係る通信装置の一実施の形態におけるメンテナンスパケットの構成を示す図本発明に係る通信装置の一実施の形態において、無線アドホックネットワークにおける動作の説明図本発明に係る通信装置の一実施の形態において、無線アドホックネットワークの複数のリンクが、ある瞬間に切断された場合の動作の説明図本発明に係る通信装置の一実施の形態において、無線アドホックネットワークのリンクが切断された場合の新たな経路設定についての説明図本発明に係る通信装置の一実施の形態において、シーケンス番号情報を経路の品質管理に用いる場合の説明図従来の経路制御の説明図（ａ）送信側主導の経路制御の説明図（ｂ）受信側主導の経路制御の説明図従来の受信側主導の経路制御における課題の説明図

符号の説明

１０通信装置
１１パケット受信部（メンテナンスパケット送受信手段）
１２パケット送信部（メンテナンスパケット送受信手段）
１３パケット振分部（伝送時間情報取得手段）
１４データパケット転送処理部（経路制御手段）
１５メンテナンスパケット処理部（経路切断情報取得手段）
１６経路品質監視部
１７経路表記憶部（経路表記憶手段）
１８メンテナンスパケット生成部（メンテナンスパケット生成手段）
１９シーケンス番号付与部（発行順情報付与手段）
２０アプリケーション部

Claims

データパケットを送信する送信元ノードと前記データパケットの宛先である宛先ノードとの間で前記データパケットを転送する経路をメンテナンスするためのメンテナンスパケットを送受信するメンテナンスパケット送受信手段と、前記メンテナンスパケットが有する情報に基づいて経路制御を行う経路制御手段とを備え、
前記メンテナンスパケットは、前記宛先ノードが定期的に発行するものであり、前記宛先ノードが発行毎に付与した発行順を示す発行順情報と、前記メンテナンスパケットを送信した送信ノードを示す送信ノード情報とを有することを特徴とする通信装置。
前記データパケットの転送経路を示す経路表のデータを記憶する経路表記憶手段を備え、
前記メンテナンスパケット送受信手段は、前記経路表に基づいて前記メンテナンスパケットを送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記データパケットを転送する経路が切断された情報を前記発行順情報に基づいて取得する経路切断情報取得手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに前記発行順情報を更新して付与する発行順情報付与手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の通信装置。
前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット送受信手段が受信した前記メンテナンスパケットに含まれる前記発行順情報を前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに付与する発行順情報付与手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の通信装置。
前記メンテナンスパケット送受信手段が複数のメンテナンスパケットを受信したとき、前記経路制御手段は、最新の発行順情報を有するメンテナンスパケットに基づいて経路制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信装置。
前記メンテナンスパケットは、所定のリンク間の通信品質情報を有することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の通信装置。
前記データパケットは、前記送信元ノードによって付与された発行順情報を有し、前記メンテナンスパケットの発行順情報と前記データパケットの発行順情報とに基づいて所定ノード間における伝送時間の情報を取得する伝送時間情報取得手段を備え、前記データパケットを中継する中間ノードが前記所定ノード間にあるとき、前記伝送時間は、前記データパケットが前記中間ノードを経由して伝送される時間を含むことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の通信装置。