JP2009296262A - 無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 広帯域無線機10と狭帯域無線機20との間のデータ変換を行う狭帯域無線機用データ変換部18を備え、制御部16が、あて先情報を狭帯域無線機20から送信させ、送信後一定時間内に、狭帯域無線機20であて先ノードから経路情報を受信し、当該経路情報が予め記憶している経路情報と一致した場合に、広帯域無線機10を介して当該経路情報に基づいてデータ送信を行うと共に、自己宛のあて先情報を受信した場合、送信元ノードまでの経路情報を狭帯域無線機20を介して送信させる無線通信装置としている。
【選択図】 図1
Description
基地局装置では、基地局−端末間の通信状態に最適な変調方式や符号化方式を選択し、更に、基地局装置と上位装置との間を大容量のネットワークで接続することにより、端末−端末間での伝送容量を確保するようにしている。
非特許文献1には、MANET標準の一般的な仕様が記載されている。
非特許文献2は、Reactiveと呼ばれる通信開始時点で通信経路を決定する標準である。
一方、非特許文献3はProactiveと呼ばれるルーティングテーブル(経路表)を定期的な情報交換によって作成しておくプロトコルに関する標準である。
この先行技術は、無線通信端末が、アドホックネットワークによる無線通信が可能な場合は、携帯網を利用せず狭帯域無線通信による通信をおこなうものであり、携帯電話網の通信資源を有効活用することができるものである。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信装置及び無線通信システムは、アドホックネットワークによりデータ通信を行う広帯域無線機及びそれを用いた無線通信システムであって、無線通信装置は、狭帯域無線機と接続して狭帯域無線機用にデータ変換を行うデータ変換部を備え、送信元ノードとなる無線通信装置が、広帯域無線通信を用いたデータ伝送を行う前に、あて先ノードを指定するあて先情報を狭帯域無線機から送信し、あて先ノードとなる無線通信装置では、あて先情報を受信して自己宛であることを認識すると、送信元ノードまでのアドホックネットワークの経路情報を構築して、狭帯域無線機を用いて送信元ノードに経路情報を送信し、送信元ノードではあて先ノードからの経路情報を受信すると、自己が記憶している経路情報と比較して、一致している場合に当該経路情報に基づいて広帯域無線機からデータ送信を行うものであり、送信元ノードでは、狭帯域無線通信を用いてあて先ノードが存在するか否かを確認した上で、存在が確認され且つ経路が確立されているあて先ノードにのみ広帯域無線通信を用いたデータ送信を行うので、存在するか否かが不明であったり経路が明確でないあて先ノードのために無線リソースを割り振るのを防ぐことができ、有効なあて先ノードとの通信にアドホックネットワーク通信の無線リソースを集中的に割り振って、無線リソースを有効利用して伝送容量を確保することができるものである。
図1は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置(本装置)の構成ブロック図である。
図1に示すように、本装置は、広帯域無線機10と狭帯域無線機20とから構成されている。
狭帯域無線機20は、既存の狭帯域無線通信を行う無線通信装置である。
また、広帯域無線機10は、外部インタフェース部11と、アプリケーション部12と、ベースバンド処理部13と、高周波無線部14と、アンテナ15と、制御部16と、ネットワーク処理部17と、狭帯域無線機用データ変換部18とを備えており、各部はバスにより接続されている。更に、図示は省略するが各処理部の処理プログラム等を記憶する記憶部が設けられている。
アプリケーション部12は、ユーザデータをメディア変換する。
高周波無線部14は、ベースバンド信号を無線信号に変換し、増幅する。
アンテナ15は、送信すべきベースバンド信号を無線信号を空間に放射し、受信した無線信号をベースバンド信号に変換する。
特に、本装置の特徴として、送信元ノードとして動作する際には、制御部16は、アドホックネットワーク通信を行う際に、狭帯域無線通信を介したあて先情報の送信及び経路情報の受信に伴う処理を行うものである。また、あて先ノードとして動作する際には、制御部16は、あて先情報を受信した場合に、経路構築等を行って送信元ノードに経路情報を送信する処理を行う。制御部16の処理については後で詳細に説明する。
経路情報は、アドホックネットワークに属する各ノードが、自ノードから各々のあて先ノードまでの最適な経路を規定するものであり、ルーティングテーブルとして記憶されている。ルーティングテーブルは、記憶部又はネットワーク処理部17や制御部15のワークメモリ(図示せず)に記憶されている。
次に、本装置を用いた通信システムの概要を図2を用いて説明する。図2は、本装置を用いた無線通信システム(本システム)の概要を示す模式説明図である。
図2に示すように、本システムは、無線通信装置から成るノードA〜ノードLの各ノード31で構成されるアドホックネットワークである。各ノードは予め自己のIDを記憶している。
図2では、アドホックネットワークを構築しているリンク状態を実線で示している。ノードAのリンク状態を太線で示す。
一般に、狭帯域無線機の方が、広帯域無線機よりも通信範囲を広く取ることができるものである。
本装置では、通信可能範囲の狭い広帯域無線機10(図では「広帯域無線通信装置」と記載)を用いて隣接ノードとの通信を行うアドホック通信を行い、通信可能範囲の広い狭帯域無線機(図では「狭帯域無線通信装置」と記載)20を用いてあて先情報及び経路情報の送受信を行うようにしている。ノードAから狭帯域無線機20を用いて通信する場合、ノードJは通信可能範囲内であり、他ノードを介することなく直接送受信可能となる。
本システムでは、送信元ノードが、アドホックネットワークによるデータ伝送を行う前に、あて先ノードを指定するあて先情報を狭帯域無線機20を介して送信する。あて先情報は、あて先情報であることを示すフラグと、送信元ノードのIDと、あて先ノードのIDとを含むものである。
そして、あて先ノードとなる本装置が、狭帯域無線機20で自己宛のあて先情報を受信すると、自ノードから送信元ノードまでの経路構築を行い、構築された経路情報(ルーティングテーブル)を狭帯域無線機20から送信元ノードに送信する。
この動作を行う場合、送信元ノードとあて先ノードのみが狭帯域無線機20を備えていればよく、他ノードは広帯域無線機10のみでも構わない。
次に、送信元ノードの制御部(以降、単に「送信元ノード」とする)における処理について図3を用いて説明する。図3は、送信元ノードの制御部16における処理を示すフローチャート図である。
図3に示すように、送信元ノードの制御部16は、あて先ノードにアドホックネットワークを介してデータを送信する場合、設定されたあて先ノードへの経路情報があるか否かを判断し(100)、既に経路情報が記憶されている場合には、当該あて先ノード宛のデータを送信するために次ホップノード(図2の例ではノードBとなる)との通信に無線リソースを割り当て(122)、ベースバンド処理部13及び高周波無線部14に広帯域無線通信による送信処理を行わせ(124)、通信終了後、無線リソースの割り当てを解除し(126)、処理を終了する。
経路構築の方法としては、上述した非特許文献等に記載されたものがあるが、リアクティブ型のAODV(Ad Hoc Demand Distance Vector Algorithm)や、プロアクティブ型のOLSR(Optimized Link State Routing Protocol)等がある。リアクティブ型は、通信開始時に経路表を作成するものであり、プロアクティブ型は、定期的な情報交換により経路表を作成するものである。
そして、制御部16は、あて先ノードからの応答待ちタイマ(T1)を起動する(108)。
この場合には、あて先ノードの存在が確認できなかったことになり、アドホックネットワークを用いたデータ通信は行われず、無線リソースが無駄に割り当てられることはない。
このようにして、本装置が送信元ノードとして動作する場合の処理が行われる。
次に、あて先ノードの制御部16における処理について図4を用いて説明する。図4は、あて先ノードの制御部16における処理を示すフローチャート図である。
尚、本装置の制御部16は、通常はあて先情報の受信をモニタするので、図4の制御を行っている。
図4に示すように、制御部16は、狭帯域無線機20及び狭帯域無線機用データ変換部18を介して、いずれかの送信元ノードからのあて先情報が入力されたか否かを常時監視している(200)。そして、あて先情報が入力されると、あて先のIDから自己宛か否かを判断して、自己宛であれば、送信元のIDを読み取って、送信元ノードへの経路が既に構築されてルーティングテーブルとして記憶されているか否かを判断し(202)、経路情報がなければ、ネットワーク処理部18に一般的な方法で経路構築を行わせる(204)。
また、処理202で既に送信元ノードへの経路が記憶されている場合には、制御部16は、処理206に移行して、狭帯域無線機用データ変換部18を介して狭帯域無線機20から経路情報を送信元ノードへ送信させる。
受信失敗となるのは、例えば、送信ノードにおいて経路整合が確認できなかった場合である。
このようにして、本装置があて先ノードとして動作する場合の処理が行われる。
次に、他ノード宛のあて先情報を受信した場合の動作について説明する。
あて先情報は、上述したように狭帯域無線通信を介して送信されるため、広い範囲に送信され、あて先ノード以外のノードが当該あて先情報を受信することが考えられる。
このような場合、当該あて先情報に含まれる送信元ノードとあて先ノードとの間でアドホックネットワークを介した通信を開始することが予期されるので、それを傍受した本装置の制御部16は、不要な制御情報の送受信を一時的に停止するよう制御する。
これにより、アドホックネットワークの通信リソースを、あて先情報の送信元ノードとあて先ノードとの間の通信に優先的に割り当てることができ、伝送容量を十分確保することができるものである。
アドホックネットワークを構成する全てのノードが、狭帯域無線機を備えた本装置であれば、一層効果的である。
本発明の実施の形態に係る無線通信装置によれば、アドホックネットワークによりデータ通信を行う広帯域無線機10と、広帯域無線機より通信可能範囲の広い狭帯域無線機20と、制御部16と、広帯域無線機10と狭帯域無線機20との間のデータ変換を行う狭帯域無線機用データ変換部18を備え、送信元ノードとしてあて先ノードに対して広帯域無線通信を行う場合、制御部16が、あて先ノードのIDと送信元ノードとしての自己のIDとを含む宛先情報を狭帯域無線機用データ変換部18及び狭帯域無線機20を介して送信させ、送信後一定時間内に、狭帯域無線機20であて先ノードの無線通信装置から経路情報を受信し、当該経路情報が予め記憶している経路情報と一致した場合に、広帯域無線機10を介してデータ送信を行うと共に、自己宛のあて先情報を受信した場合、送信元ノードまでの経路情報を狭帯域無線機用データ変換部18及び狭帯域無線機20を介して送信し、一定時間広帯域無線機10を介してデータ受信を待ち受ける無線通信装置としているので、送信元ノードでは、狭帯域無線通信を用いてあて先ノードが存在するか否か、及び経路を確認することができ、確実に存在し且つ経路が確立しているあて先ノードとの通信にのみ広帯域無線通信の無線リソースを割り振ってアドホックネットワークを介した広帯域無線通信を行うことができ、無線リソースを無駄に割り当てるのを防ぎ、有効利用して、伝送容量を十分確保することができる効果がある。
この場合には、存在が確認されたあて先ノードに対して広帯域無線通信を用いてデータを送信するものであり、従来に比べて伝送容量を確保することができる効果がある。
Claims (1)
- 複数のノードによって構成されるアドホックネットワークでの通信を行う広帯域無線機と、狭帯域無線通信を行う狭帯域無線機と、前記広帯域無線機と前記狭帯域無線機との間のデータ変換を行うデータ変換部と、通信の制御を行う制御部とを備え、
前記制御部が、前記アドホックネットワーク通信を介したデータ送信を行う際に、あて先ノードのIDと送信元ノードとしての自己のIDとを含むあて先情報を前記データ変換部を介して前記狭帯域無線機から送信させ、送信後一定時間以内に、前記狭帯域無線機で受信された前記あて先ノードからの経路情報が、前記データ変換部を介して入力されると、前記受信した経路情報が記憶されている経路情報と一致するか否かを判断し、一致した場合に、前記経路情報に基づいて、前記広帯域無線機から前記あて先ノード宛にデータ送信を行わせると共に、
前記狭帯域無線機で受信された自己のIDを含むあて先情報が前記データ変換部を介して入力されると、アドホックネットワークにおける前記あて先情報の送信元ノードまでの経路情報を、前記データ変換部を介して前記狭帯域無線機から前記送信元ノードに送信させることを特徴とする無線通信装置。
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