JP2011217141A - 無線通信装置及びデータ中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トラフィックの増大を抑制し、周囲の通信に対する干渉を削減すること。
【解決手段】最適経路記憶部１０は、データの宛先となり得るすべての無線通信装置についての最適経路を記憶している。受信部２０は、中継対象の中継データを受信する。ＱｏＳ判定部３０は、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路を最適経路記憶部１０から読み出し、最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たすか否かを判定する。そして、ＱｏＳ判定部３０は、ＱｏＳ要求を満たす場合には、中継データを送信部４０へ出力する。送信部４０は、中継データを最適経路の次ノードへ送信する。ＮＡＣＫ情報生成部５０は、最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たさない場合に、中継データの転送が中止された旨を含むＮＡＣＫ情報を生成し、周囲の無線通信装置に対してＮＡＣＫ情報を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置及びデータ中継方法に関する。

近年、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）におけるアクセスポイントなどを必要とせずに、無線通信装置同士が直接接続する無線アドホックネットワークに関する検討が行われている。無線アドホックネットワークでは、データの送信元の無線通信装置によって送信されたデータは、他の無線通信装置によって中継されて宛先の無線通信装置に到達する。このとき、無線通信装置間の伝送経路における通信環境などによってデータの伝送品質が変化するため、各無線通信装置は、評価関数を用いて最適な伝送経路を探索し、最適経路を経路テーブルに記憶するのが一般的である。具体的には、無線通信装置は、他の無線通信装置が周囲の無線通信装置との間の伝送経路の情報を報知するために周期的に送信する経路情報パケットを受信する。そして、無線通信装置は、経路情報パケットによって報知される情報を用いてデータの宛先となり得る無線通信装置までの経路の評価を行い、それぞれの無線通信装置についての最適経路を決定する。

最適経路の決定に際しては、例えば遅延、スループット及びリンク品質などのＱｏＳ（Quality of Service）基準に対応する評価関数が用いられることがある。すなわち、例えば遅延が最も小さい伝送経路を最適経路とする場合には、伝送経路ごとの遅延を算出するための評価関数が用いられて最適経路が決定される。また、複数のＱｏＳ基準を組み合わせた評価関数によって、無線通信装置間の伝送経路に順位を付け、最適経路を決定することも検討されている。

各無線通信装置は、それぞれ同一の経路情報パケット及び評価関数に基づいて最適経路を決定するため、データの送信元の無線通信装置が決定した最適経路上の無線通信装置は、いずれも送信元無線通信装置と同様の最適経路を経路テーブルに記憶している。したがって、送信元無線通信装置が最適経路上の次の無線通信装置へデータを送信すれば、このデータを受信した無線通信装置は、送信元無線通信装置が決定したのと同一の最適経路でデータを中継することになる。これにより、データは、最適経路を経由して宛先無線通信装置へ転送される。

特開２００９−１２４３０３号公報 特開２００３−３２４４４３号公報

しかしながら、最適経路によってデータを転送しても、データに要求されるＱｏＳが必ず満たされるとは限らないという問題がある。すなわち、データには、例えばリアルタイム性などの観点から様々なＱｏＳが要求されることがあるが、このＱｏＳ要求が最適経路によって満たされるとは限らず、宛先無線通信装置における受信データの品質が基準を満たさない可能性がある。

これを回避するために、データの送信時に最適経路がデータのＱｏＳ要求を満たすか否かを送信元無線通信装置が判断し、ＱｏＳ要求を満たす場合にのみ最適経路によってデータを送信することが考えられる。しかし、例えば無線通信装置の移動などにより伝送経路の無線環境は変化するため、送信元無線通信装置がデータを送信する際には最適経路がＱｏＳ要求を満たしていても、データの転送中に最適経路がＱｏＳ要求を満たさなくなることもある。この場合には、結局、宛先無線通信装置における受信データの品質が基準を満たさないため、受信データは破棄されてデータの再送などが発生する。結果として、トラフィックが増大し、データを中継する無線通信装置のリソース消費の無駄が生じたり、周囲の無線通信装置における干渉が増大したりする。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、トラフィックの増大を抑制し、周囲の通信に対する干渉を削減することができる無線通信装置及びデータ中継方法を提供することを目的とする。

本願が開示する無線通信装置は、１つの態様において、データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部と、前記複数の宛先装置のうちのいずれか１つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信部と、前記記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信部によって受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされる場合に、前記最適経路上の次装置へデータを中継する一方、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中継部と、を有する。

本願が開示する無線通信装置及びデータ中継方法の１つの態様によれば、トラフィックの増大を抑制し、周囲の通信に対する干渉を削減することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係るデータ中継方法を示すフロー図である。 図３は、実施の形態２に係るアドホックネットワークの構成例を示す図である。 図４は、実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態２に係る経路テーブルの具体例を示す図である。 図６は、実施の形態２に係るデータ中継方法を示すフロー図である。 図７は、実施の形態２に係るＮＡＣＫ受信処理を示すフロー図である。 図８は、実施の形態２に係るデータ中継の具体例を示す図である。 図９は、コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。

以下、本願が開示する無線通信装置及びデータ中継方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信装置１００は、図示しない送信元無線通信装置から送信されたデータの最適経路上に設置されており、宛先無線通信装置へ転送されるデータを中継する。具体的には、無線通信装置１００は、最適経路記憶部１０、受信部２０、ＱｏＳ判定部３０、送信部４０及びＮＡＣＫ情報生成部５０を有している。

最適経路記憶部１０は、データの宛先となり得るすべての無線通信装置についての最適経路を記憶している。具体的には、最適経路記憶部１０は、宛先無線通信装置ごとの最適経路における次の無線通信装置（以下「次ノード」という）を記憶している。最適経路記憶部１０に記憶されている次ノードは、例えば各無線通信装置が周期的に送信する経路情報パケットなどから求められた最適経路における次ノードである。この次ノードは、通信環境の変化に応じて、常に最新の最適経路における次ノードに更新される。

また、最適経路記憶部１０は、例えば遅延、スループット及びリンク品質などの複数のＱｏＳ基準について、それぞれ最適経路と最適経路のＱｏＳ基準を示す最適値とを記憶している。したがって、最適経路記憶部１０は、すべての無線通信装置についてＱｏＳ基準ごとの最適経路における次ノードを記憶している。

受信部２０は、図示しない送信元無線通信装置又は他の無線通信装置から送信された中継対象の中継データを受信する。受信部２０が受信する中継データは、例えば遅延、スループット又はリンク品質などのＱｏＳについて、所定の基準を満たすことを要求されている。中継データには、複数のＱｏＳ基準が要求されていても良いが、いずれか１つのＱｏＳ要求が支配的であるものとする。

ＱｏＳ判定部３０は、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路を最適経路記憶部１０から読み出し、最適経路のＱｏＳを示す最適値が中継データのＱｏＳ要求を満たすか否かを判定する。そして、ＱｏＳ判定部３０は、最適値がＱｏＳ要求を満たす場合には、最適経路の次ノードを送信部４０へ通知するとともに、中継データを送信部４０へ出力する。一方、ＱｏＳ判定部３０は、最適値がＱｏＳ要求を満たさない場合には、その旨をＮＡＣＫ情報生成部５０へ通知し、中継データを破棄する。

送信部４０は、ＱｏＳ判定部３０から中継データが出力されると、中継データを最適経路の次ノードへ送信する。ここでは、ＱｏＳ判定部３０によって最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たすと判定されているため、送信部４０が送信する中継データが不要なトラフィックになることはない。

ＮＡＣＫ情報生成部５０は、最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たさない旨がＱｏＳ判定部３０から通知されると、中継データの転送が中止された旨を含むＮＡＣＫ情報を生成する。具体的には、ＮＡＣＫ情報生成部５０は、最適経路における最新の経路情報を最適経路記憶部１０から取得し、この経路情報とデータ転送が中止された旨とを含むＮＡＣＫ情報を生成する。そして、ＮＡＣＫ情報生成部５０は、周囲の無線通信装置に対してＮＡＣＫ情報を送信する。ＮＡＣＫ情報は、中継データが転送された最適経路を逆に辿って、図示しない送信元無線通信装置まで転送される。これにより、送信元無線通信装置は、データ転送が中止されたことを把握することができる。また、ＮＡＣＫ情報には最適経路に関する最新の経路情報が含まれるため、ＮＡＣＫ情報を受信する無線通信装置は、それぞれ記憶している最適経路を最新の状態に更新することができる。

次いで、上記のように構成された無線通信装置１００によるデータ中継方法について、図２に示すフロー図を参照しながら説明する。

図示しない送信元無線通信装置又は他の無線通信装置から送信された中継データは、受信部２０によって受信される（ステップＳ１０１）。中継データは、ＱｏＳ判定部３０へ出力され、ＱｏＳ判定部３０によって、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路が最適経路記憶部１０から取得される（ステップＳ１０２）。すなわち、ＱｏＳ判定部３０によって、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路における次ノードと最適経路のＱｏＳを示す最適値とが取得される。

そして、ＱｏＳ判定部３０によって、中継データのＱｏＳ要求と最適経路における最適値とが比較され、最適経路によって中継データのＱｏＳ要求が満たされるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。この判定の結果、最適経路によってＱｏＳ要求が満たされる場合には（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、送信部４０によって最適経路の次ノードへ中継データが送信される（ステップＳ１０４）。ここでは、最適経路を経由して中継データが転送されることにより、ＱｏＳ要求が満たされると判定されているため、送信部４０によって送信された中継データが不要なトラフィックになることはない。したがって、不要なトラフィックによる干渉の増大を抑制することができる。

一方、最適経路によってもＱｏＳ要求が満たされない場合には（ステップＳ１０３Ｎｏ）、ＱｏＳ判定部３０によって中継データが破棄され（ステップＳ１０５）、ＮＡＣＫ情報生成部５０へＱｏＳ要求が満たされないことが通知される。そして、ＮＡＣＫ情報生成部５０によって、最適経路の最新の経路情報が最適経路記憶部１０から取得され、最適経路の最新の経路情報とデータ転送が中止された旨とを含むＮＡＣＫ情報が生成される（ステップＳ１０６）。生成されたＮＡＣＫ情報は、ＮＡＣＫ情報生成部５０によって、周囲の無線通信装置へ送信される（ステップＳ１０７）。

ＮＡＣＫ情報は、周囲の無線通信装置によって受信されるとともに、中継データが転送された最適経路を逆に辿って送信元無線通信装置へ転送される。そして、ＮＡＣＫ情報を受信した各無線通信装置は、ＮＡＣＫ情報に含まれる最新の経路情報に基づいて最適経路を更新する。これにより、送信元無線通信装置がデータの再送を行う場合には、最適経路が最新の状態に更新されており、正確なＱｏＳ制御が可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、データを中継する無線通信装置が中継データのＱｏＳ要求とＱｏＳ要求に対応する最新の最適経路のＱｏＳとを比較することにより、中継データのＱｏＳ要求が満たされるか否かを判定する。そして、無線通信装置は、ＱｏＳ要求が満たされる場合には、最適経路の次ノードへ中継データを中継し、ＱｏＳ要求が満たされない場合には、中継データの転送を中止してＮＡＣＫ情報を送信する。このため、ＱｏＳ要求が満たされないデータの転送によるトラフィックの増大を抑制することができ、トラフィックの増大による周囲の通信に対する干渉を削減することができる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係るアドホックネットワークの構成例を示す図である。図３に示すアドホックネットワークは、無線通信装置１００−１〜１００−６を有している。これらの無線通信装置１００−１〜１００−６は、互いに直接無線通信することが可能であり、送信元無線通信装置が離れた宛先無線通信装置に対してデータを転送する場合には、宛先無線通信装置までの間に位置する無線通信装置がデータを中継する。

具体的には、例えば無線通信装置１００−１が無線通信装置１００−３へデータを転送する場合には、例えば無線通信装置１００−２がデータを中継する。このとき、各無線通信装置は、無線通信装置１００−３までのＱｏＳ基準ごとの最適経路を記憶しており、データのＱｏＳ要求に応じた最適経路でデータを転送する。すなわち、ＱｏＳ基準によって最適経路が異なる可能性があり、例えば遅延に関する最適経路は、図３中実線で示す無線通信装置１００−２によってデータが中継される経路であるものとする。これに対して、例えばスループットに関する最適経路は、図３中破線で示す無線通信装置１００−５、１００−６によってデータが中継される経路である場合がある。

ＱｏＳ基準ごとの最適経路上の無線通信装置は、それぞれ中継データを受信すると、最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たすか否かを判定する。そして、無線通信装置は、中継データのＱｏＳ要求を満たす場合に、最適経路上の次ノードへ中継データを送信する。

図４は、実施の形態２に係る無線通信装置１００ａ、１００ｂの構成を示すブロック図である。無線通信装置１００ａ、１００ｂは、最適経路上で隣接する無線通信装置であり、無線通信装置１００ａの次ノードが無線通信装置１００ｂであるものとする。なお、図４においては、説明の便宜上、無線通信装置１００ａ、１００ｂが異なる構成を有するものとしているが、無線通信装置１００ａ、１００ｂは、同様の構成を有していても良い。

無線通信装置１００ａは、経路評価部１０１、最適経路記憶部１０２、受信部１０３、ＱｏＳ判定部１０４、送信部１０５、ＮＡＣＫ情報受信部１０６及びＮＡＣＫ情報送信部１０７を有している。

経路評価部１０１は、無線通信装置１００ｂを含めた周囲の無線通信装置から周期的に送信される経路情報パケットを受信し、データの宛先となり得るすべての無線通信装置についてＱｏＳ基準ごとに伝送経路を評価する。そして、経路評価部１０１は、それぞれの無線通信装置に関するＱｏＳ基準ごとの最適経路を決定する。また、経路評価部１０１は、無線通信装置１００ｂから送信されるＮＡＣＫ情報に含まれる最適経路の最新の経路情報を用いて、最適経路を再評価する。

最適経路記憶部１０２は、経路評価部１０１によって決定された無線通信装置ごと及びＱｏＳ基準ごとの最適経路を記憶する。具体的には、最適経路記憶部１０２は、図５に示すようにＱｏＳ基準ごとの経路テーブルを記憶している。すなわち、最適経路記憶部１０２は、例えば遅延及びリンク品質などのＱｏＳ基準それぞれについての経路テーブルを有しており、各ＱｏＳ基準について、宛先無線通信装置ごとに最適経路上の次ノードと実際のＱｏＳを示す最適値とを記憶している。図５において、例えば遅延テーブルを参照すると、無線通信装置１００−１が宛先である場合の最適経路においては次ノードが無線通信装置１００−１であり、最適経路のＱｏＳを示す遅延の最適値がｘミリ秒であることがわかる。同様に、無線通信装置１００−３が宛先である場合の最適経路においては次ノードが無線通信装置１００−６であり、遅延の最適値がｚミリ秒であることがわかる。これらの最適経路における次ノードは、経路評価部１０１が経路情報パケット又はＮＡＣＫ情報に基づいて伝送経路の評価をすることにより決定されている。

受信部１０３は、図示しない送信元無線通信装置又は他の無線通信装置から送信された中継対象の中継データを受信する。受信部１０３が受信する中継データは、最適経路記憶部１０２に記憶されたいずれかの経路テーブルに対応するＱｏＳについて、所定の基準を満たすことが要求されている。また、中継データには、複数のＱｏＳ基準が要求されていても良いが、いずれか１つのＱｏＳ要求が支配的であるものとする。ここでは、無線通信装置１００ａの受信部１０３によって受信される中継データについては、最適経路のＱｏＳがＱｏＳ要求を満たしているものとする。

ＱｏＳ判定部１０４は、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路を最適経路記憶部１０２から読み出し、最適経路のＱｏＳを示す最適値が中継データのＱｏＳ要求を満たすか否かを判定する。そして、ＱｏＳ判定部１０４は、最適値がＱｏＳ要求を満たす場合には、最適経路の次ノードを送信部１０５へ通知するとともに、中継データを送信部１０５へ出力する。ここでは、最適値が中継データのＱｏＳ要求を満たすものとしているため、中継データは送信部１０５へ出力されることになる。なお、ＱｏＳ判定部１０４は、最適値がＱｏＳ要求を満たさない場合には、その旨を図示しないＮＡＣＫ情報生成部へ通知し、中継データを破棄する。

送信部１０５は、ＱｏＳ判定部１０４から中継データが出力されると、中継データを最適経路の次ノードへ送信する。ここでは、ＱｏＳ判定部１０４によって最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たすと判定されているため、送信部１０５が送信する中継データが不要なトラフィックになることはない。

ＮＡＣＫ情報受信部１０６は、無線通信装置１００ｂから送信されたＮＡＣＫ情報を受信する。ＮＡＣＫ情報受信部１０６が受信するＮＡＣＫ情報には、中継データの転送が中止された旨とともに中継データが転送されていた最適経路の最新の経路情報が含まれている。したがって、上述した経路評価部１０１は、このＮＡＣＫ情報に含まれる最新の経路情報を用いて、最適経路記憶部１０２に記憶された最適経路の情報を更新することになる。なお、ＮＡＣＫ情報に含まれる経路情報は、実際に中継データが転送されていた最適経路の経路情報であるため、いずれかのＱｏＳ基準についての宛先無線通信装置までの最適経路に関して更新が可能となる。

ＮＡＣＫ情報送信部１０７は、無線通信装置１００ｂからＮＡＣＫ情報が受信されると、実際に中継データが転送されていた最適経路を逆方向に辿ってＮＡＣＫ情報を転送する。すなわち、ＮＡＣＫ情報送信部１０７は、最適経路上の１つ前の無線通信装置へＮＡＣＫ情報を送信する。このとき、ＮＡＣＫ情報送信部１０７は、最適経路の無線通信装置１００ａ以降の経路情報をＮＡＣＫ情報に含めて送信する。

一方、無線通信装置１００ｂは、経路評価部１５１、最適経路記憶部１５２、受信部１５３、ＱｏＳ判定部１５４、送信部１５５、ＮＡＣＫ情報生成部１５６及び経路情報パケット生成部１５７を有している。

経路評価部１５１は、経路評価部１０１と同様に、無線通信装置１００ａを含めた周囲の無線通信装置から周期的に送信される経路情報パケットを受信し、データの宛先となり得るすべての無線通信装置についてＱｏＳ基準ごとに伝送経路を評価する。そして、経路評価部１５１は、それぞれの無線通信装置に関するＱｏＳ基準ごとの最適経路を決定する。また、経路評価部１５１は、図示しない無線通信装置１００ｂの次ノードから送信されるＮＡＣＫ情報に含まれる最適経路の最新の経路情報を用いて、最適経路を再評価する。

最適経路記憶部１５２は、最適経路記憶部１０２と同様に、経路評価部１５１によって決定された無線通信装置ごと及びＱｏＳ基準ごとの最適経路を記憶する。具体的には、最適経路記憶部１５２は、ＱｏＳ基準ごとの経路テーブルを有しており、各ＱｏＳ基準について、宛先無線通信装置ごとに最適経路上の次ノードと実際のＱｏＳを示す最適値とを記憶している。

受信部１５３は、無線通信装置１００ａから送信された中継対象の中継データを受信する。受信部１５３が受信する中継データは、最適経路記憶部１５２に記憶されたいずれかの経路テーブルに対応するＱｏＳについて、所定の基準を満たすことが要求されている。

ＱｏＳ判定部１５４は、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路を最適経路記憶部１５２から読み出し、最適経路のＱｏＳを示す最適値が中継データのＱｏＳ要求を満たすか否かを判定する。そして、ＱｏＳ判定部１５４は、最適値がＱｏＳ要求を満たす場合には、最適経路の次ノードを送信部１５５へ通知するとともに、中継データを送信部１５５へ出力する。一方、ＱｏＳ判定部１５４は、最適値がＱｏＳ要求を満たさない場合には、その旨をＮＡＣＫ情報生成部１５６へ通知し、中継データを破棄する。

送信部１５５は、ＱｏＳ判定部１５４から中継データが出力されると、中継データを最適経路の次ノードへ送信する。送信部１５５へ出力される中継データは、ＱｏＳ判定部１５４によって最適経路がＱｏＳ要求を満たすと判定された中継データであるため、送信部１５５が送信する中継データが不要なトラフィックになることはない。

ＮＡＣＫ情報生成部１５６は、最適経路が中継データのＱｏＳ要求を満たさない旨がＱｏＳ判定部１５４から通知されると、中継データの転送が中止された旨を含むＮＡＣＫ情報を生成する。具体的には、ＮＡＣＫ情報生成部１５６は、最適経路における最新の経路情報を最適経路記憶部１５２から取得し、この経路情報とデータ転送が中止された旨とを含むＮＡＣＫ情報を生成する。そして、ＮＡＣＫ情報生成部１５６は、無線通信装置１００ａを含む周囲の無線通信装置に対してＮＡＣＫ情報を送信する。ＮＡＣＫ情報には最適経路に関する最新の経路情報が含まれるため、ＮＡＣＫ情報を受信する周囲の無線通信装置は、それぞれ記憶している最適経路を最新の状態に更新することができる。

経路情報パケット生成部１５７は、最適経路記憶部１５２に記憶された最適経路の情報に基づいて、無線通信装置１００ｂから他の無線通信装置までの伝送経路の通信環境を示す経路情報パケットを生成し、周期的に経路情報パケットを送信する。

次いで、上記のように構成された無線通信装置１００ｂによるデータ中継方法について、図６に示すフロー図を参照しながら説明する。以下においては、無線通信装置１００ａから中継データを受信した場合の、無線通信装置１００ｂによるデータ中継方法について説明する。

無線通信装置１００ａから送信された中継データは、受信部１５３によって受信される（ステップＳ２０１）。中継データは、ＱｏＳ判定部１５４へ出力され、ＱｏＳ判定部１５４によって、最適経路記憶部１５２に記憶されたＱｏＳ基準ごとの経路テーブルのうち中継データのＱｏＳ要求に対応する経路テーブルが選択される（ステップＳ２０２）。そして、ＱｏＳ判定部１５４によって、選択された経路テーブルから中継データの宛先無線通信装置に対応する最適経路が取得される（ステップＳ２０３）。すなわち、ＱｏＳ判定部１５４によって、中継データのＱｏＳ要求に対応する最適経路における次ノードと最適経路のＱｏＳを示す最適値とが取得される。

ここで、最適経路記憶部１５２に記憶された最適経路は、経路評価部１５１によって周期的に受信される経路情報パケットなどに基づいて更新されている。このため、例えば最適経路上の無線通信装置が移動した場合などには、最適経路における次ノードが変更されたり最適経路のＱｏＳを示す最適値が変更されたりする。この結果、無線通信装置１００ａのＱｏＳ判定部１０４においては中継データのＱｏＳ要求が最適経路によって満たされた場合でも、無線通信装置１００ｂによって中継データが中継される際の最適経路によって、中継データのＱｏＳ要求が満たされるとは限らない。

そこで、ＱｏＳ判定部１５４によって、中継データのＱｏＳ要求と最適経路における最適値とが比較され、最適経路によって中継データのＱｏＳ要求が満たされるか否かが判定される（ステップＳ２０４）。この判定の結果、最適経路によってＱｏＳ要求が満たされる場合には（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、送信部１５５によって最適経路の次ノードへ中継データが送信される（ステップＳ２０５）。ここでは、最適経路を経由して中継データが転送されることにより、ＱｏＳ要求が満たされると判定されているため、送信部１５５によって送信された中継データが不要なトラフィックになることはない。したがって、不要なトラフィックによる干渉の増大を抑制することができる。

一方、最適経路によってもＱｏＳ要求が満たされない場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、データの送信が中止されることになる。すなわち、ＱｏＳ要求が満たされないデータが中継データであるか無線通信装置１００ｂが送信元となるデータであるかが判定され（ステップＳ２０６）、無線通信装置１００ｂが送信元となるデータである場合には（ステップＳ２０６Ｎｏ）、データ送信が中止される（ステップＳ２１０）。この場合には、例えば無線通信装置１００ｂの図示しないアプリケーションなどに対してデータ送信が中止された旨が通知され、アプリケーションによる再送処理などが行われる。

また、ＱｏＳ要求が満たされないデータが中継データである場合には（ステップＳ２０６Ｙｅｓ）、ＱｏＳ判定部１５４によって、中継データが破棄されて中継データの転送が中止される（ステップＳ２０７）。そして、中継データの転送が中止された旨がＱｏＳ判定部１５４からＮＡＣＫ情報生成部１５６へ通知されると、ＮＡＣＫ情報生成部１５６によって、最適経路の最新の経路情報が最適経路記憶部１５２から取得され、最適経路の最新の経路情報とデータ転送が中止された旨とを含むＮＡＣＫ情報が生成される（ステップＳ２０８）。生成されたＮＡＣＫ情報は、ＮＡＣＫ情報生成部１５６によって、周囲の無線通信装置へ送信される（ステップＳ２０９）。

このように、本実施の形態においては、中継データのＱｏＳ要求がＱｏＳ要求に対応する最適経路によっても満たされない場合には、データを中継する無線通信装置１００ｂによって中継データの転送が中止される。このため、ＱｏＳ要求が満たされないトラフィックの増大を抑制することができ、トラフィックの増大による干渉を削減することができる。また、中継データの転送が中止された場合に、最適経路の最新の経路情報を含むＮＡＣＫ情報が周囲の無線通信装置へ送信される。このため、周囲の無線通信装置は、経路情報パケットのみならず、ＮＡＣＫ情報を用いて最適経路の情報を更新することができる。

次に、中継データの転送が中止された場合の無線通信装置１００ａによるＮＡＣＫ受信処理について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。以下においては、無線通信装置１００ｂからＮＡＣＫ情報を受信した場合の、無線通信装置１００ａによるＮＡＣＫ受信処理について説明する。

無線通信装置１００ｂから送信されたＮＡＣＫ情報は、ＮＡＣＫ情報受信部１０６によって受信される（ステップＳ３０１）。ＮＡＣＫ情報は、経路評価部１０１へ出力され、経路評価部１０１によって、ＮＡＣＫ情報に含まれる最適経路の最新の経路情報が用いられることにより、最適経路記憶部１０２に記憶された経路テーブルが更新される（ステップＳ３０２）。すなわち、実際に中継データが転送されていた最適経路について、無線通信装置１００ｂ以降の経路情報がＮＡＣＫ情報に含まれているため、この経路情報が経路テーブルに反映される。

最適経路記憶部１０２の経路テーブルが更新されると、経路評価部１０１によって、無線通信装置１００ａが送信元のデータの転送を中止した旨がＮＡＣＫ情報に含まれるか否かが判断される（ステップＳ３０３）。そして、無線通信装置１００ａが送信元のデータの転送が中止された旨のＮＡＣＫ情報であれば（ステップＳ３０３Ｙｅｓ）、例えば無線通信装置１００ａの図示しないアプリケーションなどによって再送処理が実行される（ステップＳ３０４）。この再送処理においては、ＮＡＣＫ情報に基づいて最適経路記憶部１０２の経路テーブルが更新されているため、最新の経路情報に従った適切な伝送経路によってデータが再送される。

一方、無線通信装置１００ａが送信元のデータの転送が中止された旨のＮＡＣＫ情報でなければ（ステップＳ３０３Ｎｏ）、経路評価部１０１によって、無線通信装置１００ａが中継データを中継したか否かが判断される（ステップＳ３０５）。そして、無線通信装置１００ａが中継データを中継していれば（ステップＳ３０５Ｙｅｓ）、ＮＡＣＫ情報送信部１０７によって、中継データが転送されていた最適経路を逆方向に辿ってＮＡＣＫ情報が転送される（ステップＳ３０６）。すなわち、中継データが転送されていた最適経路上の１つ前の無線通信装置へＮＡＣＫ情報が転送される。

このとき、無線通信装置１００ｂからのＮＡＣＫ情報によって、宛先無線通信装置までの最新の経路情報が得られていることから、ＮＡＣＫ情報送信部１０７によって送信されるＮＡＣＫ情報は、最適経路の最新の経路情報を含んでいる。つまり、ＮＡＣＫ情報送信部１０７によって、無線通信装置１００ａから宛先無線通信装置までの最適経路の最新情報がＮＡＣＫ情報に含められて送信される。このように、ＮＡＣＫ情報が最適経路を逆方向に辿って送信元無線通信装置まで転送されていく際に、各無線通信装置が自装置から宛先無線通信装置までの最適経路の最新情報をＮＡＣＫ情報に含めて送信する。これにより、最適経路上の送信元無線通信装置から無線通信装置１００ａまでの無線通信装置において、最適経路の経路情報を最新の状態に更新することが可能となる。

なお、無線通信装置１００ａが中継データを中継しておらず無線通信装置１００ｂからＮＡＣＫ情報を受信した単なる周囲の無線通信装置である場合には（ステップＳ３０５Ｎｏ）、経路テーブルの更新が実行されるのみで処理が終了する。このように、最適経路のＱｏＳに応じて中継データの転送を中止した無線通信装置１００ｂがＮＡＣＫ情報を送信した場合、最適経路上にない周囲の無線通信装置もＮＡＣＫ情報を受信して経路テーブルを更新する。このため、最適経路上の無線通信装置のみならず、多くの無線通信装置が経路テーブルを最新の状態に保つことができ、最適経路の探索の効率化を図ることができる。

次に、本実施の形態に係るデータ中継の具体例について、図８を参照して説明する。以下においては、無線通信装置＃１〜＃７を有するアドホックネットワークにおけるデータ中継について説明する。ここでは、送信元無線通信装置である無線通信装置＃１が遅延のＱｏＳ要求がｎミリ秒以内であるデータを、宛先無線通信装置の無線通信装置＃５へ送信するものとする。また、無線通信装置＃１における経路評価の結果、無線通信装置＃２〜＃４を経由する最適経路において、各無線通信装置間の遅延が図８上図に示すようにａ〜ｄミリ秒であるものとする。

このとき、無線通信装置＃１は、最適経路における遅延（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）ミリ秒がデータのＱｏＳ要求ｎミリ秒以内であれば、この最適経路によってデータを転送する。そして、データが最適経路上の無線通信装置＃３まで転送された時点で、無線通信装置＃１〜＃２及び無線通信装置＃２〜＃３の実際の遅延時間が図８中図に示すようにａ’ミリ秒及びｂ’ミリ秒であったものとする。この場合、無線通信装置＃３は、（ａ’＋ｂ’＋ｃ＋ｄ）ミリ秒がデータのＱｏＳ要求ｎミリ秒以内であれば、引き続き最適経路によってデータを転送する。

しかし、（ａ’＋ｂ’＋ｃ＋ｄ）ミリ秒がデータのＱｏＳ要求ｎミリ秒を超えている場合には、無線通信装置＃３は、データの転送を中止し、図８中図に示すように、無線通信装置＃１へ向けてＮＡＣＫ情報を送信する。なお、データの転送が中止されるのは、実際の遅延時間にのみ依存するわけではなく、例えばデータが無線通信装置＃３まで転送される間に、各無線通信装置が経路情報パケットを送受信して最適経路が更新された場合にもデータの転送が中止され得る。すなわち、更新後の最適経路がデータのＱｏＳ要求を満たさなくなった場合にも、データの転送が中止されて送信元無線通信装置へＮＡＣＫ情報が転送される。

無線通信装置＃３から送信されるＮＡＣＫ情報には、無線通信装置＃３〜＃５の最新の経路情報が含まれる。そして、ＮＡＣＫ情報を受信した無線通信装置＃２は、さらに無線通信装置＃２〜＃３の最新の経路情報を追加し、無線通信装置＃２〜＃５の最新の経路情報を含むＮＡＣＫ情報を無線通信装置＃１へ送信する。これにより、無線通信装置＃１は、無線通信装置＃２〜＃４を経由する最適経路の最新の経路情報を取得し、データの再送処理時には、最新の経路情報に応じたデータの再送を実行することができる。

また、無線通信装置＃３が送信するＮＡＣＫ情報は、図８下図に示すように、周囲の無線通信装置＃６、＃７によっても受信される。そして、無線通信装置＃６、＃７は、受信したＮＡＣＫ情報に基づいて経路テーブルを更新する。これにより、無線通信装置＃６、＃７は、経路情報パケットによる経路テーブルの更新に加えて、ＮＡＣＫ情報による経路テーブルの更新を実行することになる。結果として、経路テーブルの更新の頻度が高くなり、経路テーブルが常に最新の状態に保たれる。

以上のように、本実施の形態によれば、データを中継する無線通信装置が中継データのＱｏＳ要求とＱｏＳ要求に対応する最新の最適経路のＱｏＳとを比較することにより、中継データのＱｏＳ要求が満たされるか否かを判定する。そして、無線通信装置は、ＱｏＳ要求が満たされる場合には、最適経路の次ノードへ中継データを中継し、ＱｏＳ要求が満たされない場合には、中継データの転送を中止してＮＡＣＫ情報を送信する。このため、ＱｏＳ要求が満たされないデータの転送によるトラフィックの増大を抑制することができ、トラフィックの増大による周囲の通信に対する干渉を削減することができる。

また、ＮＡＣＫ情報を受信した無線通信装置は、ＮＡＣＫ情報に含まれる最新の経路情報を用いて経路テーブルを更新する。このため、例えばデータの再送処理が行われる場合には、無線通信装置は、新しい情報が記憶された経路テーブルを用いて効率良くデータの再送を実行することができる。

なお、上記各実施の形態に係る無線通信装置が実行するデータ中継処理及びＮＡＣＫ受信処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記各実施の形態と同様のデータ中継処理及びＮＡＣＫ受信処理を実現しても良い。

図９は、データ中継処理又はＮＡＣＫ受信処理を実現するコンピュータ２００のハードウェア構成を示すブロック図である。図９に示すように、このコンピュータ２００は、上記プログラムを実行するＣＰＵ２１０と、データを入力する入力装置２２０と、各種データを記憶するＲＯＭ２３０と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ２４０と、データ中継処理又はＮＡＣＫ受信処理を実現するためのプログラムを記録した記録媒体３００からプログラムを読み取る読取装置２５０と、ディスプレイ等の出力装置２６０と、ネットワーク４００を介して他のコンピュータとの間でデータの授受をおこなうネットワークインターフェース２７０とが、バス２８０で接続された構成となっている。

ＣＰＵ２１０は、読取装置２５０を経由して記録媒体３００に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、データ中継処理又はＮＡＣＫ受信処理を実現する。なお、記録媒体３００としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等が挙げられる。また、このプログラムは、ネットワーク４００を介してコンピュータ２００に導入することとしても良い。このとき、ネットワーク４００は、無線ネットワークであっても有線ネットワークであっても良い。

以上の各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部と、
前記複数の宛先装置のうちのいずれか１つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信部と、
前記記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信部によって受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされる場合に、前記最適経路上の次装置へデータを中継する一方、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中継部と、
を有することを特徴とする無線通信装置。

（付記２）前記中継部は、
前記記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信部によって受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定部を含み、
前記判定部による判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定部による判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する一方、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記３）前記中継部によってデータの転送が中止される場合に、データ転送を中止する旨の中止情報を送信する送信部、
をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記４）前記送信部は、
前記最適経路の現状の品質を示す経路情報を含む中止情報を生成する生成部を含み、
前記生成部によって生成された中止情報を送信することを特徴とする付記３記載の無線通信装置。

（付記５）周囲の無線通信装置から各無線通信装置における通信環境の通知を受け、通知された通信環境に基づいて前記複数の宛先装置ごとの最適経路を決定する決定部をさらに有し、
前記記憶部は、
前記決定部によって決定された最適経路を記憶することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記６）前記決定部は、
データ転送を中止する旨とともに最適経路の現状の品質を示す経路情報を含む中止情報を取得し、取得された中止情報に含まれる経路情報に基づいて最適経路を再決定することを特徴とする付記５記載の無線通信装置。

（付記７）前記最適経路上の次装置から、データ転送を中止する旨の中止情報を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された中止情報をデータの送信元へ転送する転送部と、
をさらに有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記８）前記受信部は、
最適経路の現状の品質を示す経路情報を含む中止情報を受信し、
前記転送部は、
前記受信部によって受信された中止情報に含まれる経路情報を自装置における通信環境に基づいて更新し、更新後の経路情報を含む中止情報を転送する
ことを特徴とする付記７記載の無線通信装置。

（付記９）１つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信ステップと、
データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信ステップにて受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定ステップの判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する中継ステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中止ステップと、
を有することを特徴とするデータ中継方法。

（付記１０）コンピュータによって実行されるデータ中継プログラムであって、前記コンピュータに、
１つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信ステップと、
データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信ステップにて受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定ステップの判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する中継ステップと、
前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中止ステップと、
を実行させることを特徴とするデータ中継プログラム。

１０、１０２、１５２ 最適経路記憶部
２０、１０３、１５３ 受信部
３０、１０４、１５４ ＱｏＳ判定部
４０、１０５、１５５ 送信部
５０、１５６ ＮＡＣＫ情報生成部
１００、１００ａ、１００ｂ 無線通信装置
１０１、１５１ 経路評価部
１０６ ＮＡＣＫ情報受信部
１０７ ＮＡＣＫ情報送信部
１５７ 経路情報パケット生成部

Claims (8)

1. データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部と、
   前記複数の宛先装置のうちのいずれか１つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信部と、
   前記記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信部によって受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされる場合に、前記最適経路上の次装置へデータを中継する一方、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中継部と、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記中継部は、
   前記記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信部によって受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定部を含み、
   前記判定部による判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定部による判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する一方、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記中継部によってデータの転送が中止される場合に、データ転送を中止する旨の中止情報を送信する送信部、
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記送信部は、
   前記最適経路の現状の品質を示す経路情報を含む中止情報を生成する生成部を含み、
   前記生成部によって生成された中止情報を送信することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
5. 前記最適経路上の次装置から、データ転送を中止する旨の中止情報を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された中止情報をデータの送信元へ転送する転送部と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記受信部は、
   最適経路の現状の品質を示す経路情報を含む中止情報を受信し、
   前記転送部は、
   前記受信部によって受信された中止情報に含まれる経路情報を自装置における通信環境に基づいて更新し、更新後の経路情報を含む中止情報を転送する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信装置。
7. １つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信ステップと、
   データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信ステップにて受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定ステップの判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する中継ステップと、
   前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中止ステップと、
   を有することを特徴とするデータ中継方法。
8. コンピュータによって実行されるデータ中継プログラムであって、前記コンピュータに、
   １つの宛先装置へ転送されるデータを受信する受信ステップと、
   データ転送の品質を示す基準それぞれについて複数の宛先装置ごとにデータ転送の品質が最良となる最適経路を記憶する記憶部によって記憶された最適経路であって、前記受信ステップにて受信されたデータが要求する要求品質を示す基準及び前記１つの宛先装置に対応する最適経路によって、データの要求品質が満たされるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされる場合に、前記判定ステップの判定に用いられた最適経路上の次装置へデータを中継する中継ステップと、
   前記判定ステップにおける判定の結果、データの要求品質が満たされない場合に、データの転送を中止する中止ステップと、
   を実行させることを特徴とするデータ中継プログラム。

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