JP2010154444A - 無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、アドホック通信のアドホックルーティング機能を停止して再開した場合に発生する一時的なパケットロスを回避または低減することを目的とする。
【解決手段】本発明のアドホック通信を行う無線通信方法は、アドホックルーティング手段と、仮想アドホックプロトコルレイヤ手段とを有し、アドホックルーティング手段が停止している場合は、仮想アドホックプロトコルレイヤ手段で他の無線通信装置とのアドホックルーティング通信を行うことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、アドホック通信を行う無線通信方法に係わり、特にアドホックルーティングを再開する時のパケット損失回避またはパケット損失低減に関するものである。

例えば、アドホック通信のアドホックルーティングは、複数の通信装置（以下、ノード）が無線により構築したネットワークルーティング技術であり、特にノードが移動する場合に用いられる技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００８−１５４０７９号公報

本発明は、アドホック通信のアドホックルーティング機能を停止して再開した場合に発生する一時的なパケットロスを回避または低減することを目的とする。

本発明のアドホック通信を行う無線通信方法は、アドホックルーティング手段と、仮想アドホックプロトコルレイヤ手段とを有し、アドホックルーティング手段が停止している場合は、仮想アドホックプロトコルレイヤ手段で他の無線通信装置とのアドホックルーティング通信を行うことを特徴とする。

また、本発明のアドホック通信を行う無線通信方法は、アドホックルーティング手段と、アドホックルーティング機能の停止および再開をさせる手段と、ネットワーク手段と、無線通信装置内のアドホックルーティング手段とネットワーク手段の間に仮想アドホックプロトコルレイヤ手段を有し、アドホックルーティング手段が停止している場合は、仮想アドホックプロトコルレイヤにて他通信装置とのアドホックルーティング通信をエミュレートすることでパケット損失の回避を行うことを特徴とする。

本発明は、アドホック通信のアドホックルーティングプロトコルを停止状態から再開時に制御メッセージの交換を待つ必要が無いため、制御メッセージの交換待ち中に発生するパケットロスを回避または低減することができる。

また、既に存在するアドホックルーティング可能な通信装置に対して、本発明の仮想アドホックルーティングレイヤを設ける手段をとることで、既存のソフトウェア、ハードウェアに対する改修を最小限に抑えることができる。

本発明による無線通信装置の一実施例について図１〜図７を用いて説明する。
本発明に係わる無線通信装置は、アドホック通信のアドホックルーティング機能を停止する必要がある場合でも、アドホックルーティング手段から他の通信装置（以下、ノードと記載する）向けに発信する制御メッセージを横取りし、実際にネットワーク手段を流れるIPパケットから制御メッセージを生成し自ノードのアドホックルーティング手段に送り、さらにアドホックルーティング手段が実際に経路変更するポイントであるルーティングテーブルのコピーを仮想ルーティングテーブルとして有する仮想アドホックネットワークレイヤを設け、伝送帯域上にアドホックルーティングの制御メッセージが流れることを抑制する。

また、アドホックルーティング機能を再開する場合には、停止期間中に利用した仮想ルーティングテーブルの内容を本来のルーティングテーブルにコピーすることで、発生していたルーティング不可能な状態を回避することを特徴とする。

まず、本発明におけるアドホック通信の形態について図１を用いて説明する。
図１は、本発明におけるアドホック通信のノード構成を示す一実施例である。
各ノードは隣接するノードとの間にノード間リンク102を形成し、ノード間でリンク情報やルーティング情報などの制御メッセージを交換することにより、全体で1つのネットワークを形成する。ここで、ノードCやノードFのように複数の隣接ノードとの経路になりデータを再送信するノードは、中継ノード、特にOLSRの場合にはMPR（Multipoint Relay）と呼ばれる。ここで、ノードBからノードHへデータを送る場合は、データの流れ108に示すようにノードB，ノードC，ノードF，ノードHの順にデータを中継することで通信が成立する。例えノードが移動しても制御メッセージの交換により最適なネットワークを形成することができる。

図２は、本発明におけるノード内部のブロック構成を示す一実施例である。
OSI参照モデルにおける物理層の処理を行う物理レイヤ207、データリンク層の処理を行うLLC/MACレイヤ206、ネットワーク層の処理を行うネットワークレイヤ204、ネットワークレイヤ204にて管理するルーティングテーブル205までは、標準的なネットワーク機器のネットワークスタックに従う。本発明では、アドホックルーティングを実現するアドホックルーティングソフトウェア201とネットワークレイヤ204の間に仮想アドホックプロトコル202を配置し、仮想アドホックルーティングプロトコル202の内部にはルーティングテーブル205を模擬した仮想ルーティングテーブル203を保持している。

仮想アドホックプロトコル202及び仮想ルーティングテーブル203の動作を図３〜図６を用いて説明する。
図３は、アドホックルーティング機能をOFFとした時のアドホックルーティングソフトウェア301（201）、仮想アドホックプロトコル302（202）、ネットワークレイヤ303（204）間の動作概要を示す一実施例である。

本発明の仮想アドホックプロトコル302は、アドホックルーティング機能OFFを指示された場合、ネットワークレイヤ303のルーティングテーブル307から現在のルーティング情報を取得し、仮想アドホックルーティング302内の仮想ルーティングテーブル305へコピーをテーブルコピー311で行う。また、制御メッセージの交換を行わないアドホックルーティング機能OFF状態とするため、アドホックルーティングソフトウェア301からの制御メッセージ308はすべて仮想アドホックプロトコル302により破棄（304）することにより、自ノードから他ノードに対する制御メッセージを抑制する。さらに、仮想アドホックプロトコル302は、ネットワークレイヤ303によりルーティングされるIPパケットをモニタリング（または、スニファ）し（312）、IPパケットのIPアドレスから制御メッセージを生成する（306）。例えばOLSRの場合は、送信元IPアドレスはモニタリングしたIPパケットの送信元IPアドレス、宛先IPアドレスは自ノードのIPアドレス、送信元IPアドレスと自ノードのIPアドレスをローカルリンク情報としてHELLOパケットを生成する。生成したパケットをアドホックルーティングソフトウェア301に送信する。制御メッセージ310を受けたアドホックルーティングソフトウェア301は、仮想アドホックプロトコル302の仮想ルーティングテーブル305に対してテーブル更新309を行う。これらの動作により、アドホックルーティング機能OFFの状態でも仮想ルーティングテーブルには常に最新のアドホックルーティングテーブルが作成される。

図４は、アドホックルーティング機能をONとした時のアドホックルーティングソフトウェア401（201、301）、仮想アドホックプロトコル402（202、302）、ネットワークレイヤ403（204、303）間の動作概要を示す一実施例である。
本発明の仮想アドホックプロトコル402は、アドホックルーティング機能ONを指示された場合、仮想アドホックプロトコル402内の仮想ルーティングテーブル405からルーティング情報を取得し、ネットワークレイヤ403のルーティングテーブル407へコピーする（412）。このルーティング情報は、図３において上述した通り、アドホックルーティング機能ＯＦＦの時に生成した最新のアドホックルーティングテーブルとなっているため、制御メッセージの交換を待たずに、ルーティングテーブルへのコピー412が完了した時点から自ノードはアドホックルーティングが可能となる。

さらに、アドホックルーティングソフトウェア401、ネットワークレイヤ403それぞれからの制御メッセージ408および制御メッセージ413は仮想アドホックプロトコル402を経由してそのままスルー（404、406）することにより、アドホックルーティングソフトウェア401とネットワークレイヤ403が直接制御メッセージを受け渡している状態と等価になる。また、アドホックルーティングソフトウェアがテーブル更新409を行う場合も、仮想ルーティングプロトコル402が仮想ルーティングテーブル405を経由してネットワークレイヤ403のルーティングテーブル407へコピーする（412）ことにより、アドホックルーティング状態を維持することが可能である。

図５は、アドホックルーティング機能ＯＦＦの場合の仮想アドホックプロトコル302における処理フローを示す一実施例である。
図３にて上述した通り、ルーティングテーブル307の情報を取得し（S502）、仮想ルーティングテーブル305へのコピー（S503）を行った後、ＩＰパケットのモニタリングを起動（開始）する（S504）。アドホックルーティング機能OFFの判定（S505）において、”YES”の場合はアドホックルーティングソフトウェア301、ネットワークレイヤ303からの制御メッセージ、ルーティングテーブル更新のイベント受信ありの判定を行う（S507）。S507の判定で”YES”の場合は、制御メッセージ受信(S513)のイベントに対してはその制御メッセージを破棄し（S508）、仮想ルーティングテーブル更新(S509)のイベントに対しては仮想ルーティングテーブル305に対して更新を行う。また、IPパケットモニタリングによりIPパケットを受信（取得）した場合(S514)は、図３にて上述した通り、送信元のIPアドレスを取得し（S510）、HELLOパケットを生成し（S511）、アドホックルーティングソフトウェア301へ生成したパケットを送信する（S512）。

制御メッセージ破棄（S508）、仮想ルーティングテーブル305の更新(S509)、アドホックルーティングソフトウェア301へ生成したパケットを送信する（S512）の各処理後はアドホック機能OFFの判定（S505）の処理に戻る。また、ルーティングテーブル更新のイベント受信ありの判定（S507）で”NO”の場合もアドホック機能OFFの判定（S505）の処理に戻る。
アドホックルーティング機能OFFの判定（S505）において、”NO” の場合はアドホックルーティング機能がONに変化した場合であるため、図６に示すアドホックルーティング機能ON時の処理フローへ進む（S506、S601）。

図６は、アドホックルーティング機能がONの場合の仮想アドホックプロトコル402における処理フローを示す一実施例である。
図４にて上述した通り、仮想ルーティングテーブル405の情報をルーティングテーブル407へコピーし（S602）、IPパケットモニタリングを停止する（S603）。アドホックルーティング機能ONの判定（S604）において、”YES”の場合はアドホックルーティングソフトウェア401、ネットワークレイヤ403からの制御メッセージ、ルーティングテーブル更新のイベント受信ありの判定を行う（S606）。

イベント受信ありの判定（S606）で”YES”の場合で、制御メッセージをアドホックルーティングソフトウェア401から受信した場合（S610）はネットワークレイヤ403に転送し（S607）、制御メッセージをネットワークレイヤ403から受信した場合（S611）は、アドホックルーティングソフトウェア401へ転送する（S609）。また、ルーティングテーブル更新のイベントに対しては、ネットワークレイヤ403のルーティングテーブル407を更新（S608）することでアドホックルーティングを維持する。その後、アドホックルーティング機能ONの判定（S604）の処理に戻る。また、イベント受信ありの判定（S606）で”NO”の場合もアドホックルーティング機能ONの判定（S604）の処理に戻る。

アドホックルーティング機能ONの判定（S604）において、アドホックルーティング機能がOFFに変化した場合は図５に示したアドホックルーティング機能OFF時の処理フローへ進む（S605、S501）。

図７は仮想ルーティングテーブルにおけるテーブルの一実施例である。ネットワークレイヤのルーティングテーブルと同様に宛先（Destination）に合致するパケットをゲートウェイ（Gateway）に対して指定したインタフェース（Iface）より送出するための情報を保持している。

本発明は、アドホック通信のアドホックルーティングプロトコルを停止状態から再開時に制御メッセージの交換を待つ必要が無いため、制御メッセージの交換待ち中に発生するパケットロスを回避または低減することができる。
また、既に存在するアドホックルーティング可能な通信装置に対して、本発明の仮想アドホックルーティングレイヤを設ける手段をとることで、既存のソフトウェア、ハードウェアに対する改修を最小限に抑えることができる。

以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信装置に限定されるものではなく、上記以外の無線通信装置に広く適用することができることは言うまでもない。

本発明の一実施例であるアドホック通信の形態を説明するための図である。 本発明の一実施例であるノード内部のブロック構成を説明するための図である。 本発明の一実施例であるアドホックルーティング機能OFF時のアドホックルーティングソフトウェア、仮想アドホックプロトコル、ネットワークレイヤ間の動作概要を説明するための図である。 本発明の一実施例であるアドホックルーティング機能ON時のアドホックルーティングソフトウェア401、仮想アドホックプロトコル、ネットワークレイヤ間の動作概要を説明するための図である。 本発明の一実施例であるアドホックルーティング機能ＯＦＦの場合の仮想アドホックプロトコルにおける処理フローを説明するための図である。 本発明の一実施例であるアドホックルーティング機能がONの場合の仮想アドホックプロトコルにおける処理フローを説明するための図である。 本発明の一実施例である仮想ルーティングテーブルを説明するための図である。

符号の説明

101〜107：ノード間リンク、Ａ〜Ｈ：ノード、201，301，401：アドホックルーティングソフトウェア、202，302，402：仮想アドホックルーティングプロトコル、203，305，405：仮想ルーティングテーブル、204，303，403ネットワークレイヤ、205，307，407：ルーティングテーブル、206：LLC/MACレイヤ、207：物理レイヤ。

Claims (2)

1. アドホック通信を行う無線通信方法において、
   アドホックルーティング手段と、仮想アドホックプロトコルレイヤ手段とを有し、
   前記アドホックルーティング手段が停止している場合は、前記仮想アドホックプロトコルレイヤ手段で他の無線通信装置とのアドホックルーティング通信を行うことを特徴とする無線通信方法。
2. アドホック通信を行う無線通信方法において、
   アドホックルーティング手段と、アドホックルーティング機能の停止および再開をさせる手段と、ネットワーク手段と、無線通信装置内の前記アドホックルーティング手段と前記ネットワーク手段の間に仮想アドホックプロトコルレイヤ手段を有し、
   前記アドホックルーティング手段が停止している場合は、前記仮想アドホックプロトコルレイヤにて他通信装置とのアドホックルーティング通信をエミュレートすることでパケット損失の回避を行うことを特徴とする無線通信方法。