JP2016025400A - 無線通信システム、無線機、中継ルート決定方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通信障害が発生した場合にソースルーチングによる中継ルートの再検索を行わないようした無線通信システム、中継ルート決定方法を提供する。
【解決手段】送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇへ通信データを順次転送中に無線機Ｆが無線機Ｇへの中継に失敗した場合、無線機Ｆは無線機Ａから無線機Ｆまでの中継ルートを逆にたどって通信データを折り返して無線機Ａまで情報転送する。無線機Ｆ内の転送方向決定処理部によって実施される。無線機Ｆからデータ転送に失敗した情報が含まれた通信データを受信した無線機Ｄは、無線機Ｄ内の転送方向判定送信先決定処理部によって転送方向と中継ルートから自無線機を示す記号を検出して一つ前に格納された記号の無線機Ａに対して通信データを送信する。送信元無線機Ａは戻された通信データにより、無線機Ｆから無線機Ｇの中継区間を避けた中継ルートを選択して再度通信データを宛先無線機Ｇに向けて転送する。
【選択図】図１０

Description

ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムに関する。

多数の無線機間をソースルーチングによって中継転送をする場合、中継ルートを決定する方法として、従来は、“フラッディング”という同報通信を使うのが一般的である。
“フラッディング”とは、データを送信しようとする無線機が宛先を指定したルート検索用のパケットを同報送信する。これを受信した無線機は、それぞれ送信元の無線機を示す記号を格納して同じルート検索用パケットを同報送信する。これを繰り返し、ルート検索用パケットが宛先無線機に到達すると、到達するまでにルート検索パケットを同報送信した無線機を中継機として、これを逆にたどって中継機の情報を最初にルート検索パケットを送信した無線機（発信元）に伝える。最初にルート検索パケットを送信した無線機（発信元）は中継を行った無線機の情報をデータパケットに添付して転送を開始する。

この方法によると、途中の通信障害によってデータパケットが宛先まで到達しない場合には、再び“フラッディング”を行って中継ルートの再検索を行わなければならない。
下記特許文献１に記載されているが、多数の散在する無線機間の通信を行うシステムにおいて、無線機間が無線信号の到達する距離よりも長く、途中の無線機が中継することによって発信元無線機から宛先無線機までの通信を行うものが知られている。その際、発信元無線機がすべての無線機間のつながりを知っている無線通信システムにあっては、発信元無線機が宛先無線機までの中継ルート情報として、中継する無線機の識別符号を中継する順にパケットに付加し、各中継機はその情報から自局が次にデータパケットを転送する無線機であることを知り、バケツリレー式にパケット転送を行うことが開示されている。

特開２０１１−２２３４４２号公報

上記した“フラッディング”は、同報通信によるパケットを受信した無線機全てが同報送信を行い、総当りで宛先無線機まで到達させる方法であるため、ネットワークの負荷が重くなるという課題がある。そして上記の“フラッディング”では、通信障害が発生するたびに中継ルートの再検索を行わなければならないため、その分だけ余計にネットワークの負荷が重くなるので、ネットワークの負荷が重くなる事態を避けなければならないという課題があった。

そこで本発明の目的は、通信障害が発生した場合にソースルーチングによる中継ルートの再検索を行わないようした無線通信システム、無線機、中継ルート決定方法、および、プログラムを提供するものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の無線通信システムにかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおいて、
前記発信を行う無線機は、
無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して宛先までの中継ルートを予め探索しその中からいずれか一つの中継ルートを決定する手段と、
決定した前記中継ルートでの情報転送が中継途中で失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に別の中継ルートを再決定する手段と、を有し、
前記中継を行う無線機は、
前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定する手段と、
前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定手段と、を有し、
前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを受信した前記データ発信元の無線機は、前記通信障害が発生した区間を避けて中継ルートを決定してソースルーチングにより宛先無線機にデータを再送信することを特徴とすることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の請求項２に記載のソースルーチングにより発信を行う無線機にかかる発明は、
ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記発信を行う無線機であって、該発信を行う無線機は、
信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
通信データの送信先を決定し、無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して中継情報として通信データに添付してソースルーチングを行うための処理を行うＮＥＴ処理手段と、
発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナとを備え、
前記ＮＥＴ処理手段は、中継ルートを決定する中継ルート決定処理手段および決定された中継ルートでの情報転送中にエラーが発生して中継に失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に別の中継ルートの再決定処理を行う中継ルート再決定処理手段を含んでいることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の請求項３に記載の中継を行う無線機にかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記中継を行う無線機であって、該中継を行う無線機は、
信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
データの発着信、中継の処理を行うＮＥＴ処理手段と、
発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナとを備え、
前記ＮＥＴ処理手段は、転送方向を決定する処理を行う転送方向決定処理手段および転送方向を判定し送信先を決定する処理を行う転送方向判定送信先決定処理手段を含み、
前記転送方向決定処理手段は、前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定し、
前記転送方向判定送信先決定処理手段は、前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定することを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の請求項４に記載の中継ルート決定方法にかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける中継ルート決定方法であって、
前記発信を行う無線機は、ソースルーチングによりデータ送信する前に、あらかじめ無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集して自局の記憶手段内にＮＥＴ情報として格納しておき、データ送信するときに前記ＮＥＴ情報を参照して宛先までの中継ルートを予め探索しその中からいずれか一つの中継ルートを決定して送信し、
前記決定した中継ルートによりデータ転送の途中で通信障害によって次の中継先無線機にデータの中継に失敗した場合には、中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを、前記中継ルートを逆に辿ってデータ発信元の無線機に逆方向に情報転送し、
該逆方向の情報転送によりデータを受信したデータ発信元の無線機は、中継に失敗した区間を示す情報を基に通信障害が発生した区間を避けて中継ルートを決定してソースルーチングにより宛先無線機にデータを再送信することを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の請求項５に記載の中継ルート作成方法にかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける中継ルート作成方法であって、
前記発信を行う無線機は、あらかじめ無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集して自局の記憶手段内にＮＥＴ情報として格納し、
前記ＮＥＴ情報における自位置からＮ-１段目までに宛先無線機が登場していないかを判定し、宛先無線機が登場していないことを判定したうえで、前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に自局と通信可能なすべての無線機を格納し、
前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に格納された無線機のいずれか一つを選択し、該選択した無線機について前記したと同様の処理を行い、前記ＮＥＴ情報におけるＮ-１段目までに宛先無線機が登場していないかを判定し、宛先無線機が登場していないことを判定したうえで、前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に前記選択した無線機と通信可能なすべての無線機を格納し、発信を行う無線機からの総当りを考慮して、発信を行う無線機と通信可能な無線機すべてについて前記の処理を実行し、
さらにＮをインクリメントして、Ｎ段目に宛先無線機が登場するまでに、前記の処理を繰り返してＮ段目に宛先無線機が登場したら中継ルートの抽出処理を終了し、発信を行う無線機から宛先無線機へ到達可能な中継ルートのすべてを自局の記憶手段に格納することを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の請求項６に記載の発信を行う無線機のコンピュータに実行させるプログラムにかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記発信を行う無線機であって、該発信を行う無線機は、ソースルーチングを行う前に、無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集してＮＥＴ情報記憶部に格納しておき、
前記発信を行う無線機のコンピュータを、
対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
通信データの送信先を決定し、無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して中継情報として通信データに添付してソースルーチングを行うための処理を行うＮＥＴ処理手段と、
発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
決定された中継ルートでの情報転送中にエラーが発生して中継に失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に中継ルートの再決定処理を行う中継ルート再決定処理手段、として機能させる。

上記課題を解決するために本発明の請求項７に記載の中継を行う無線機のコンピュータに実行させるプログラムにかかる発明は、ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記中継を行う無線機のコンピュータを、
信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
データの発着信、中継の処理を行うＮＥＴ処理手段と、
発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定する転送方向決定処理手段と、
前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定する転送方向判定送信先決定処理手段、として機能させる。

本発明によれば、多数の散在する無線機間の通信を行うシステムにおいて、無線機間が無線信号の到達する距離よりも長く、途中の無線機が中継することによって通信を行う方式のうちソースルーチングと呼ばれる、データに中継ルートを添付して中継通信先を決定するルート決定方法において、途中送信が失敗した中継区間を避けて再送用の中継ルートを決定することにより、再送による通信の成功率の向上を見込むことが可能となる。

本発明の実施形態に係る中継及び宛先無線機の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る発信元無線機の構成を示す図である。 本発明が適用される無線通信ネットワークの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線機Ｄが周辺の無線機との接続関係を調査する様子を示す図である。 図４に示した無線機Ｄが調査した情報をデータ送信元無線機Ａに集約する様子を示す図である。 本発明の実施形態に係るＮＥＴ情報の構成例を示す図である。 図６に示したＮＥＴ情報から中継ルートを探索するための処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態に係るソースルーチングによるデータ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇへのデータ転送例を示す図である。 データ送信元無線機によって作成された中継無線機の情報を格納したデータパケットの構成例（フォーマット例）を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信障害情報の折り返し転送例を説明する図である。 本発明の実施形態に係る折り返し通信データのフォーマット例を示す図である。 本発明の実施形態に係るソースルーチングによる通信データの再情報転送例を示す図である。 本発明の実施形態に係るソースルーチングにより再送信した通信データのフォーマット例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る中継又は宛先の無線機の構成を示す図である。図１において、後述する無線通信ネットワーク（図３参照）を構成するためにデータ送信元無線機（無線機Ａ）を除く当該無線通信ネットワークに分散して設置された多数の無線機（無線機Ｂ乃至Ｈ）の内の一つの無線機１０の構成を示すものであり、該無線機１０は、信号の変復調など無線送受信に係る一般的な電気的な変換を行う無線送受信回路１１と、対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理部１２と、データの発着信、中継などの処理を行うＮＥＴ処理部１３と、発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理部１４と、空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナ１５とで構成されている。

図１に示すＮＥＴ処理部１３は、転送方向を判定し送信先を決定する処理を行う転送方向判定送信先決定処理部１３１と、転送方向を決定する処理を行う転送方向決定処理部１３２により構成されている。これら処理部１３１及び１３２の具体的な処理については後述する。

図２は、本発明の実施形態に係るデータ送信元無線機の構成を示す図である。図２において、データ送信元無線機（発信元無線機とも云う）は、後述する無線通信ネットワーク（図３参照）においてソースルーチングを行う無線機であり、データ送信元無線機２０は、信号の変復調など無線送受信に係る一般的な電気的な変換を行う無線送受信回路２１と、対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理部２２と、通信データの送信先を決定し、無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報記憶部２６のＮＥＴ情報を参照して中継情報として通信データに添付してソースルーチングを行うための処理等を行うＮＥＴ処理部２３と、発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理部２４と、空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナ２５とで構成されている。

図２に示すＮＥＴ処理部２３は、中継ルートを決定する中継ルート決定処理部２３１と、決定された中継ルートでの情報転送中にエラー等が発生して中継に失敗した場合に中継ルートの再決定処理を行う中継ルート再決定処理部２３２により構成されている。これらの処理部２３１及び２３２の具体的な処理については後で再度説明する。

図３は、本発明が適用される無線通信ネットワーク１の構成を示す図である。図３のＡからＨはネットワークを構成する無線機をアルファベットで表したものであり、また無線機間を結ぶ実線は各々直接通信可能な相手無線機となることを表している。無線機間が無線信号の到達する距離よりも長い場合には途中の無線機が中継することによって発信元から宛先までの通信を実現する。ソースルーチングを行う無線機Ａには無線局間のつながり(接続状態)に関する情報（ＮＥＴ情報）を記憶するＮＥＴ情報記憶部２が接続されているが、他の無線機にはＮＥＴ情報記憶部２は設けられていない。ＮＥＴ情報記憶部２に記憶されるＮＥＴ情報の作成およびその利用については後述する。各無線機にはすべての無線機にユニークな符号からなる識別符号（図示省略）が割り振られている。

図３において無線機Ａ（発信元無線機Ａ）は、無線機Ｂ、Ｃ、Ｄと直接通信可能であるが、その他の無線機とは直接通信することができないため、無線機Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれかを介して中継によってその他の無線機と通信を行う。各無線機には、ハードウェア構成として不図示のＣＰＵ、メモリ、外部メモリ等のコンピュータにとって通常の資源を備えており、ＮＥＴ情報を記憶するＮＥＴ情報記憶部２は外部メモリに設けるようにしている。ＮＥＴ情報は、上述したように無線機間のつながりに関する情報であり、事前にＮＥＴ情報とすべき情報を無線機Ａ（発信元無線機Ａ）に集約する。これについては後述する。そして発信元無線機ＡはＮＥＴ情報を元にして無線機Ａから他の無線機までの中継ルートを決定する。これについては後述する図６および図７を用いて詳しく説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る無線機Ｄが周辺の無線機との接続関係を調査する様子を示す図であり、図５は、図４に示した無線機Ｄが調査した情報をデータ送信元無線機Ａに集約する様子を示す図である。図４、図５により、本発明の実施形態にかかるＮＥＴ情報がデータ送信元無線機Ａに集約される様子が分かるであろう。すなわち、図４の無線機Ｄは、自無線機が受信状態のときに、周辺の無線機に対して自無線機が受信可能な電波とその強度を調査する。調査するのは、無線機設置時であり、その後は定期的に行ってもよい。

図５は、図４で調査した情報を無線機Ｄが無線機Ａ（発信元無線機Ａ）に送信してソースルーチング方式を採る発信元無線機だけに保持が許されるＮＥＴ情報をＮＥＴ情報記憶部２に作成する。ＮＥＴ情報記憶部２に記憶されたＮＥＴ情報は、上述したように無線通信ネットワークを構成する無線機が互いに直接通信可能な相手無線機を検出して、その情報を収集し、当該無線機Ｄから無線機Ａ（発信元無線機Ａ）に自動で集約されるが、無線通信ネットワーク１の構成を熟知したオペレータが手動によってＮＥＴ情報を作成するようにしても構わない。

図６は、本発明の実施形態に係るＮＥＴ情報の構成例を示す図である。図４における無線機Ｄが調査した結果で、無線機Ｄは無線機Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆと直接通信が可能であることが判明した。図５で説明したように、無線機Ａ（発信元無線機Ａ）が受信する、無線機Ｄからの調査結果は、ＮＥＴ情報のＤの段に上書きされる。図６のＮＥＴ情報では直接通信可能な無線機をフラグ“１”により表し、直接通信が不可能な無線機をフラグ“０”により表している。図４、図５ではもっぱら無線機Ｄが調査した内容について説明されているが、他の無線機、例えばＧ、Ｈが調査した内容についても同様であり、無線機Ｇ、Ｈについては無線機Ｄを経由して無線機Ａに集約される。したがって、無線機Ａに接続されているＮＥＴ情報記憶部２のＮＥＴ情報には無線通信ネットワーク１を構成するすべての無線機の接続関係についての調査結果が格納されることになる。

図７は、図６に示したＮＥＴ情報から中継ルートを探索するための処理を説明するフローチャートである。図７においては、ステップを“S”と略記する。
図７に示す処理は、発信元Ａから宛先Ｇまでの中継ルートを探索するために、図６に示したＮＥＴ情報を参照して発信元Ａから通信可能な無線機を総当りで探索し宛先Ｇが見つかるまでこれを行うものである。

まずステップS1において発信元無線機ＡでＮ=０、Ｘ=Ａと初期値を設定する。次いでステップS2ではＸ=Ａと通信可能で、図６に示すＮＥＴ情報におけるＮ-１段目までに宛先Ｇが登場していないかを判定し、宛先Ｇが登場していないことを判定したうえで、ステップS3においてＮ+１段目にＡと通信可能な無線機としてＢ、Ｃ、Ｄが存在しているとして表（図７の右の表参照）に格納するが、この中に宛先Ｇは含まれていない。

次にステップS4では、図６に示したＮＥＴ情報を参照してＸ=Ａと通信可能なすべての無線機に対する調査が終了したかを判定する。ここでは、Ｘ=Ａと通信可能なすべての無線機に対する調査が終了したものとしてステップS5に移行する。

ステップS5では、Ａからの総当りを考慮して、Ｘ=Ｂに更新し、Ｘ=Ｂについて上記したステップS2〜S4を繰り返し実行し、それが終了したらステップS5でＮ段目の処理を終了したかを判定する。ステップS5におけるＮ段目の処理を終了したらステップS6に進む。

ステップS6では、Ｎをインクリメントして、ステップS7に進む。ステップS7においては、Ｎ段目に宛先Ｇが登場するまでに、上記したステップS2〜S6を繰り返す。この繰り返し処理の中には、Ｘ=Ｃの処理、及びＸ=Ｄの処理が実行され、それらが図７の右の表の２段目の処理として表に格納されることになる。

このように無線機Ｂと通信可能な無線機を探索することで、Ａ、Ｄ、Ｅであることが判明し、また無線機Ｃと通信可能な無線機を探索することで、無線機Ｃと通信可能な無線機はＡ、Ｄ、Ｆであることが判明し、さらに無線機Ｄと通信可能な無線機を探索することで、無線機Ｄと通信可能な無線機は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆであることが判明するが、この中に宛先Ｇは含まれていない。この結果、Ａから始まる総当りによる探索ですでに判明した無線機を除外すれば、図７の右の表のＢ、Ｃ、Ｄにおける２段目の探索結果を得ることができる。

そしてステップS7における処理で、Ｎ段目に宛先Ｇが登場したら、ステップS8に進み、ステップS8において、宛先Ｇが登場した中継ルートを抽出できるので、以上の処理をすべて終了する。すなわち、Ａから始まる総当りによる探索ですでに判明した無線機を除外することによって、図７の右の表のＢ→Ｅ、Ｃ→Ｆ、Ｄ→Ｅ、Ｄ→Ｆにおける３段目の探索結果を得ることができ、宛先Ｇが登場することでこれ以上探索する必要がなくなる。

以上における処理を約すれば、新たに登場した無線機Ｅ、Ｆのうち、無線機Ｅと通信可能な無線機を探索することで、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇであることが判明し、また無線機Ｆと通信可能な無線機を探索することで、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈであることが判明し、ともに宛先Ｇが存在する。

よって宛先Ｇに到達するルートはＥ→Ｇ、Ｆ→Ｇである。またＥ、Ｆに到達するルートはＢ→Ｅ、Ｃ→Ｆ、Ｄ→Ｅ、Ｄ→Ｆとなる。
これによって発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートは、下記の４通りとなる。すなわち、
（１）Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｇ
（２）Ａ→Ｃ→Ｆ→Ｇ
（３）Ａ→Ｄ→Ｅ→Ｇ
（４）Ａ→Ｄ→Ｆ→Ｇ
上記の４通りは発信元Ａから宛先Ｇまで最少の中継回数で到達できるため任意の１つを選択すればよい。従来方式に採用されているルート決定方法には、各々の無線機間の通信信頼性が高い、すなわち電波の強度が強いことや、無線機が電池で動作する場合は、中継する無線機の電池残量が多いこと、などがその判断基準として採用されているので、本実施形態においても上記４通りのいずれかを選択する場合にも上記した従来方式に採用されている基準を当てはめて選択することが望ましい。

図７のような図示をしていないが、再送ソースルーチングによって発信元Ａから宛先Ｇまでの中継ルートを再選択する際にも図７に示した処理を利用することができる。すなわち、図７に示した処理によってソースルーチングを行う発信元Ａが最初に設定・選択した中継ルートで発信元Ａから宛先Ｇまでの情報転送が失敗した場合には、中継に失敗した無線機から逆送されてきた（逆中継ルートによって中継転送されてきた）中継に失敗した無線機から発信元Ａまで逆方向に転送されるデータパケットのフォーマット内に含まれる情報を参照して発信元Ａはどの無線機間で中継に失敗したかを判別することができる。そして発信元Ａは、図７の処理で調査済みの発信元Ａから宛先Ｇまでの上記４通りの中継ルートのうちの残りの中継ルートの中から中継ルートを再選択し、再選択した中継ルートによって発信元Ａから宛先Ｇまでの情報転送を再度試みる。

図１０に示した設例によると最初の情報転送は無線機Ｆから宛先Ｇへの中継に失敗したことが分かるため、図７の処理によって発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートは上記した４通りの中継ルートのうち情報転送に失敗した中継ルートを選択から除外して発信元Ａは残りの三つの選択肢の中から適当な中継ルートを選択して再び発信元Ａから宛先Ｇへの情報転送を行う。

ここでさらに発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートとして選択した上記中継ルートで再度情報転送に失敗した場合には、上記した４つの選択可能な中継ルートのうち残りの選択肢である二つの中継ルートのいずれか一つの中継ルートを選択して再び発信元Ａから宛先Ｇへの情報転送を行う。

ここでも選択した発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートによる情報転送に失敗した場合には、上記した４つの中継ルートのうちの三つが情報転送不可であるため残る一つの中継ルートを用いて再度情報転送を試みることになる。

ここで、図７の処理により探索した発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートの最後で情報転送に失敗した場合には、中継ルートすべてにおける情報転送に失敗したとして処理を終了し、発信元Ａは、図６に示したＮＥＴ情報を参照し、最初から発信元Ａから通信可能な無線機を総当りで探索し宛先Ｇが見つかるまで探索処理を図７により行い、発信元Ａから宛先Ｇへ到達可能な中継ルートの選択をやりなおすことになる。

図８は、本発明の実施形態に係るソースルーチングによるデータ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇへのデータ転送例を示す図である。図８では、通信データがデータ送信元無線機Ａから無線機Ｄに、無線機Ｄから無線機Ｆに、さらに無線機Ｆから宛先無線機Ｇに転送される様子を矢印線により示している。

また図９は、データ送信元無線機によって作成された中継無線機の情報を格納したデータパケット（通信データ）の構成例（フォーマット例）を示す図である。
図９では、転送する通信データ（パケット）１１０中に中継状態１３０と中継ルート１４０の情報が付加されている。中継状態１３０には例えばデータ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇへの順方向の転送中である旨の情報が格納（不図示）されている。中継ルート１４０にはデータ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇまで通信データを中継する無線機を示す記号（例．アルファベット表記でＡ、Ｄ、Ｆ、Ｆ）が格納されている。各無線機（無線機Ａ、Ｄ、Ｆ、Ｆ）は本データを受信すると図１に示したＮＥＴ処理部１３によって転送方向と中継ルートから自無線機を示す記号を検出して次に格納されている記号の無線機に対して通信データを送信する。すなわち、転送方向と中継先の決定処理は、ＮＥＴ処理部１３内の転送方向判定送信先決定処理部１３１によって実施される。これを繰り返して通信データはデータ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇに向けて順次転送が行われる。

図１０は、本発明の実施形態に係る通信障害情報の折り返し転送例を説明する図である。すなわち図１０において、データ送信元無線機Ａから宛先無線機Ｇへ通信データ１１０を順次転送中に無線機Ｆが宛先無線機Ｇへの中継に失敗した例を示す図である。無線機Ｆから宛先無線機Ｇへの中継失敗は、例えば通信データ１１０”の送信後の応答確認ができないなどによって検出することができる。中継失敗を検出した無線機Ｆはデータ送信元無線機Ａから無線機Ｆまでの中継ルートを逆にたどって通信データ１１０を折り返してデータ送信元無線機Ａまで情報転送することができる。この折り返し転送は、図１に示したＮＥＴ処理部１３内の転送方向決定処理部１３２によって実施される。この処理をさらに説明すると、図１１は、本発明の実施形態に係る折り返し通信データのフォーマット例を示す図である。図１１において、無線機Ｆがデータ送信元無線機Ａに送り返す通信データ２１０のフォーマット例を示す図である。すなわち無線機Ｆは、フォーマット２１０内の中継状態２３０領域にデータ転送の失敗を検出して逆方向に送り返している通信データ２１０であることを示す情報を格納（不図示）する。この情報は、例えば中継ルートの宛先無線機Ｇの位置にマークを入れる（図中の×印参照）ことによって示すことができる。

無線機Ｆから情報転送に失敗した情報が含まれた通信データを受信した無線機Ｄは、図１に示したＮＥＴ処理部１３内の転送方向判定送信先決定処理部１３１によって転送方向と中継ルートから自無線機を示す記号を検出して一つ前に格納された記号の無線機に対して通信データを送信する。これを繰り返して通信データ２１０はデータ送信元無線機Ａに戻される。データ送信元無線機Ａは戻された通信データ２１０により図９に示された通信データ１１０が宛先無線機Ｇまで転送されなかったことと、その原因が無線機Ｆから宛先無線機Ｇへのデータ転送失敗だったことを知り、データ送信元無線機Ａは、無線機Ｆから宛先無線機Ｇの中継区間を避けた中継ルートを選択して再度通信データ（図１３に示す通信データ１１０参照）を宛先無線機Ｇに向けて転送する。

図１２は、本発明の実施形態に係るソースルーチングによる通信データの再情報転送例を示す図であり、図１３は、本発明の実施形態に係るソースルーチングにより再送信した通信データのフォーマット例を示す図である。

図１２においては、データ送信元無線機Ａが再度通信データを送信するときは無線機Ｆから宛先無線機Ｇへの中継区間を避けて、無線機Ｆから無線機Ｈを経由して宛先無線機Ｇにデータを転送する中継ルートを選択するものである。図１３の中継ルート１４０に格納された情報により、無線機Ｆ（１４３）から無線機Ｈ（１４７）を経由して宛先無線機Ｇ（１４４）にデータが中継されることが示されているのが分かるであろう。

最初の通信データの送信の際に無線機Ｆから宛先無線機Ｇへのデータ転送失敗が上述したように応答（ＡＣＫ）が確認できなかったとしているが、そのことを含めて、無線機Ｆと宛先無線機Ｇの間に何らかの障害物があることを想定されるので無線機Ｈを経由することで無線機Ｆ、Ｇ間の障害物を避けて通信データの転送成功率を上げることができるものになる。

１ 無線通信ネットワーク
２、２６ ＮＥＴ情報記憶部
１０ 中継・宛先無線機
１１、２１ 無線送受信部
１２、２２ ＭＡＣ処理部
１３、２３ ＮＥＴ処理部
１４、２４ データ処理部
１５、２５ アンテナ
２０ データ送信元無線機
１１０ 通信データフォーマット例
１２０、２２０ ＤＡＴＡ
１３０、２３０ 中継状態
１３１ 転送方向判定送信先決定処理部
１３２ 転送方向決定処理部
１４０、２４０ 中継ルート
２１０ 折り返し通信データフォーマット例
２３１ 中継ルート決定処理部
２３２ 中継ルート再決定処理部

Claims (7)

1. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおいて、
   前記発信を行う無線機は、
   無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して宛先までの中継ルートを予め探索しその中からいずれか一つの中継ルートを決定する手段と、
   決定した前記中継ルートでの情報転送が中継途中で失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に別の中継ルートを再決定する手段と、を有し、
   前記中継を行う無線機は、
   前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定する手段と、
   前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定手段と、を有し、
   前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを受信した前記データ発信元の無線機は、前記通信障害が発生した区間を避けて中継ルートを決定してソースルーチングにより宛先無線機にデータを再送信することを特徴とすることを特徴とする無線通信システム。
2. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記発信を行う無線機であって、該発信を行う無線機は、
   信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
   対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
   通信データの送信先を決定し、無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して中継情報として通信データに添付してソースルーチングを行うための処理を行うＮＥＴ処理手段と、
   発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
   空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナとを備え、
   前記ＮＥＴ処理手段は、中継ルートを決定する中継ルート決定処理手段および決定された中継ルートでの情報転送中にエラーが発生して中継に失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に別の中継ルートの再決定処理を行う中継ルート再決定処理手段を含んでいることを特徴とするソースルーチングにより発信を行う無線機。
3. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記中継を行う無線機であって、該中継を行う無線機は、
   信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
   対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
   データの発着信、中継の処理を行うＮＥＴ処理手段と、
   発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
   空間に電波を放射すると共に電波を受信するアンテナとを備え、
   前記ＮＥＴ処理手段は、転送方向を決定する処理を行う転送方向決定処理手段および転送方向を判定し送信先を決定する処理を行う転送方向判定送信先決定処理手段を含み、
   前記転送方向決定処理手段は、前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定し、
   前記転送方向判定送信先決定処理手段は、前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定することを特徴とする中継を行う無線機。
4. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける中継ルート決定方法であって、
   前記発信を行う無線機は、ソースルーチングによりデータ送信する前に、あらかじめ無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集して自局の記憶手段内にＮＥＴ情報として格納しておき、データ送信するときに前記ＮＥＴ情報を参照して宛先までの中継ルートを予め探索しその中からいずれか一つの中継ルートを決定して送信し、
   前記決定した中継ルートによりデータ転送の途中で通信障害によって次の中継先無線機にデータの中継に失敗した場合には、中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを、前記中継ルートを逆に辿ってデータ発信元の無線機に逆方向に情報転送し、
   該逆方向の情報転送によりデータを受信したデータ発信元の無線機は、中継に失敗した区間を示す情報を基に通信障害が発生した区間を避けて中継ルートを決定してソースルーチングにより宛先無線機にデータを再送信することを特徴とする中継ルート決定方法。
5. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける中継ルート作成方法であって、
   前記発信を行う無線機は、あらかじめ無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集して自局の記憶手段内にＮＥＴ情報として格納し、
   前記ＮＥＴ情報における自位置からＮ-１段目までに宛先無線機が登場していないかを判定し、宛先無線機が登場していないことを判定したうえで、前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に自局と通信可能なすべての無線機を格納し、
   前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に格納された無線機のいずれか一つを選択し、該選択した無線機について前記したと同様の処理を行い、前記ＮＥＴ情報におけるＮ-１段目までに宛先無線機が登場していないかを判定し、宛先無線機が登場していないことを判定したうえで、前記ＮＥＴ情報のＮ+１段目に前記選択した無線機と通信可能なすべての無線機を格納し、発信を行う無線機からの総当りを考慮して、発信を行う無線機と通信可能な無線機すべてについて前記の処理を実行し、
   さらにＮをインクリメントして、Ｎ段目に宛先無線機が登場するまでに、前記の処理を繰り返してＮ段目に宛先無線機が登場したら中継ルートの抽出処理を終了し、発信を行う無線機から宛先無線機へ到達可能な中継ルートのすべてを自局の記憶手段に格納することを特徴とする中継ルート作成方法。
6. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記発信を行う無線機であって、該発信を行う無線機は、ソースルーチングを行う前に、無線通信システムにおける各無線機の接続状態を収集してＮＥＴ情報記憶部に格納しておき、
   前記発信を行う無線機のコンピュータを、
   対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
   通信データの送信先を決定し、無線機同士のつながりの情報を示すＮＥＴ情報を参照して中継情報として通信データに添付してソースルーチングを行うための処理を行うＮＥＴ処理手段と、
   発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
   決定された中継ルートでの情報転送中にエラーが発生して中継に失敗した場合に該中継に失敗したことを検出した途中の無線機から折り返されたデータを基に中継ルートの再決定処理を行う中継ルート再決定処理手段、として機能させるためのプログラム。
7. ソースルーチングにより発信を行う無線機と、該発信されたデータを宛先に到達させるまでの間に中継を行う複数の無線機とで構成される無線通信システムにおける前記中継を行う無線機のコンピュータを、
   信号の変復調を含む無線送受信に係る電気的な変換を行う無線送受信回路と、
   対向する無線機間データの送受を行うＭＡＣ処理手段と、
   データの発着信、中継の処理を行うＮＥＴ処理手段と、
   発生したデータの発信、着信したデータの処理を行うデータ処理手段と、
   前記発信されたデータに含まれる前記宛先までの中継ルートに自局が有る場合には、前記中継ルートで指定された自局より１つ先の中継先に前記データを送信することを決定する転送方向決定処理手段と、
   前記発信されたデータの中継途中に通信障害によって次の中継先へ前記データの中継に失敗したときには、前記中継に失敗した区間を示す情報を格納したデータを前記中継ルートと逆方向に自局より１つ手前の中継先に送信することを決定する転送方向判定送信先決定処理手段、として機能させるためのプログラム。

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