JP2019068126A - Communication device, communication system, and route cost calculation method - Google Patents

Communication device, communication system, and route cost calculation method Download PDF

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Abstract

To provide a communication device that calculates a route cost for selecting an appropriate transmission destination device in a mesh network in which if transmission of a packet on a selected communication link is failed, another communication link is re-selected and the packet is transmitted.SOLUTION: A communication device 5 includes a route cost calculation unit 5221 for calculating a route cost of the communication device 5 for a destination device by using a route cost per adjacent device which is a packet loss rate at which a packet does not reach from an adjacent device to a destination device even if all communication routes selectable between the adjacent device with which the communication device 5 can directly communicate and the destination device of a packet and a link cost per communication link which is a packet loss rate at which a packet does not reach from the communication device 5 to the adjacent device on a communication link between the communication device and adjacent device.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、通信装置、通信システム、及びルートコスト計算方法に関する。   The present invention relates to a communication apparatus, a communication system, and a route cost calculation method.

マルチホップ型の無線通信ネットワークにおいてパケットの送信元の通信装置から宛先の通信装置までの通信ルートを構築する方法としては、例えば、特許文献1に記載の以下のような方法が知られている。   As a method of constructing a communication route from a communication apparatus of a packet transmission source to a communication apparatus of a destination in a multi-hop wireless communication network, for example, the following method described in Patent Document 1 is known.

特許文献1に記載の通信ネットワークは、1台の親機と複数台の子機とで構成され、親機と各子機との間ではマルチホップ通信により信号を送受している。各子機は、直接通信可能な隣接端末を探索する処理を行っており、親機は、各子機から当該子機が直接通信可能な隣接端末に関するリンク情報を受信する。親機は、受信したリンク情報を基に、始点側の通信端末の端末ID、終点側の通信端末の端末ID、及び両端末間の通信品質レベルを示すリンクコストを一次元のデータテーブルからなるトポロジーテーブルに記録させる。そして、親機は、トポロジーテーブルに記録されたリンク情報を基に、ダイクストラアルゴリズムを用いて各子機への通信ルートを求めるルート探索処理を行う。   The communication network described in Patent Document 1 includes one master unit and a plurality of slave units, and signals are transmitted and received between the master unit and each slave unit by multi-hop communication. Each slave unit performs processing for searching for an adjacent terminal capable of direct communication, and the master unit receives, from each slave unit, link information on the adjacent terminal with which the slave unit can directly communicate. Based on the received link information, the master unit is composed of a one-dimensional data table with the terminal ID of the communication terminal on the start point side, the terminal ID of the communication terminal on the end point side, and the link cost indicating the communication quality level between both terminals. Make it recorded in the topology table. Then, based on the link information recorded in the topology table, the parent device performs route search processing for obtaining a communication route to each child device using the Dijkstra algorithm.

特開2008−301269号公報JP 2008-301269 A

選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークでは、パケットの送信元装置から該パケットの宛先装置までの通信ルートは複数存在し得る。そこで、こうしたメッシュネットワークでは、パケットを送信する通信装置(送信元装置及び中継装置)は、宛先装置までの通信ルートが複数存在し得る隣接装置の中から、宛先装置へのパケットの送信に成功する可能性が高い適切な送信先装置を選択することが望まれる。隣接装置とは、パケットを送信する通信装置と通信リンクにより繋がる通信装置であり、パケットを送信する通信装置が直接通信可能な通信装置を指す。また、送信先装置とは、パケットを送信する通信装置が該パケットを直接送信する通信装置として選択した隣接装置を指す。   In a mesh network that reselects another communication link and transmits a packet when transmission of the packet on the selected communication link fails, there are multiple communication routes from the packet source device to the packet destination device It can. Therefore, in such a mesh network, the communication device (the transmission source device and the relay device) transmitting the packet succeeds in transmitting the packet to the destination device from among the adjacent devices which may have a plurality of communication routes to the destination device. It is desirable to select a likely suitable destination device. The adjacent device is a communication device connected by a communication link to a communication device that transmits a packet, and refers to a communication device with which a communication device that transmits a packet can directly communicate. Also, the transmission destination device refers to an adjacent device selected by the communication device that transmits the packet as the communication device that transmits the packet directly.

しかしながら、上述した特許文献1が通信ルートの構築方法に用いるダイクストラアルゴリズムは、最短経路を探索するためのアルゴリズムであり、特許文献1に記載の方法は、子機と親機とをつなぐ一本道の通信ルートを探索するにすぎない。このため、特許文献1に記載の方法は、上述したようなメッシュネットワークには利用できない。   However, the Dijkstra algorithm used in the method of establishing a communication route in Patent Document 1 described above is an algorithm for searching for the shortest path, and the method described in Patent Document 1 is a method of connecting a slave unit and a master unit. It only searches for communication routes. For this reason, the method described in Patent Document 1 can not be used for the mesh network as described above.

本発明の一側面に係る目的は、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算する通信装置を提供することである。   An object according to one aspect of the present invention is to reselect another communication link and select an appropriate destination device in a mesh network that transmits a packet when transmission of a packet on a selected communication link fails. Providing a communication device for calculating the route cost of

本発明に係る一つの形態である通信装置はルートコスト計算部を備える。ルートコスト計算部は、隣接装置毎のルートコストと通信リンク毎のリンクコストとを用いて、宛先装置に対する通信装置のルートコストを計算する。隣接装置毎のルートコストは、通信装置が直接通信可能な隣接装置とパケットの宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても隣接装置から宛先装置にパケットが到達しないパケットロス率である。通信リンク毎のリンクコストは、通信装置と隣接装置との間の通信リンクにおいて通信装置から隣接装置にパケットが到達しないパケットロス率である。   A communication apparatus according to an aspect of the present invention includes a route cost calculation unit. The route cost calculation unit calculates the route cost of the communication device with respect to the destination device using the route cost of each adjacent device and the link cost of each communication link. The route cost for each adjacent device is the packet loss rate at which packets do not reach the destination device from the adjacent device even if all communication routes selectable between the adjacent device with which the communication device can directly communicate and the destination device of the packet are used. It is. The link cost for each communication link is a packet loss rate at which packets do not reach the adjacent device from the communication device in the communication link between the communication device and the adjacent device.

一実施形態に従った通信装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   According to the communication device according to one embodiment, if transmission of a packet on the selected communication link fails, another communication link is reselected to select an appropriate destination device in the mesh network that transmits the packet. You can calculate the root cost to

実施形態に従った通信システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a communication system according to an embodiment. 実施形態に従ったリンクコスト及びルートコストの説明図である。It is explanatory drawing of the link cost and route cost according to embodiment. 実施形態に従ったリンクコストの計算方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the calculation method of the link cost according to embodiment. 実施形態に従ったルートコストの計算方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the calculation method of the root cost according to an embodiment. 図4(C)に示したネットワーク構成でのルートコストの収束計算の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of convergence calculation of the route cost in the network configuration shown to FIG. 4C. 実施形態に従った通信装置が行うルートコストの計算方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the calculation method of the root cost which the communications device according to an embodiment performs. 実施形態に従った通信装置の通信手順の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of a communication procedure of a communication apparatus according to an embodiment. 実施形態に従ったノード装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the node apparatus according to embodiment. 実施形態に従った集約器の構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of an aggregator according to an embodiment. 実施形態に従った監視装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the monitoring apparatus according to embodiment.

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
<通信システムの構成例>
図1は、実施形態に従った通信システムの構成例を示す図である。図1に示す構成例では、通信システム1は、監視装置2及び無線通信ネットワーク3を備える。なお、図1に示す一例では、通信システム1は1つの無線通信ネットワーク3を備えるが、通信システム1は複数の無線通信ネットワーク3を備えてもよい。
Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
<Configuration Example of Communication System>
FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a communication system according to an embodiment. In the configuration example shown in FIG. 1, the communication system 1 includes a monitoring device 2 and a wireless communication network 3. In the example shown in FIG. 1, the communication system 1 includes one wireless communication network 3, but the communication system 1 may include a plurality of wireless communication networks 3.

無線通信ネットワーク3は、例えば、センサネットワークである。無線通信ネットワーク3は、集約器4と複数のノード装置5(5−1〜5−3)とを備える。なお、図1に示す一例では、無線通信ネットワーク3は3つのノード装置5−1〜5−3を備えるが、無線通信ネットワーク3は任意の数のノード装置5を備えてもよい。   The wireless communication network 3 is, for example, a sensor network. The wireless communication network 3 includes an aggregator 4 and a plurality of node devices 5 (5-1 to 5-3). In the example illustrated in FIG. 1, the wireless communication network 3 includes three node devices 5-1 to 5-3, but the wireless communication network 3 may include any number of node devices 5.

ノード装置5は、無線通信を用いて集約器4との間でデータを送受信する装置である。また、ノード装置5は、無線通信を用いて他のノード装置5との間でデータを送受信し得る。例えば、無線通信ネットワーク3がセンサネットワークである場合、ノード装置5は、センサノードである。   The node device 5 is a device that transmits and receives data to and from the concentrator 4 using wireless communication. In addition, the node device 5 can transmit and receive data to and from another node device 5 using wireless communication. For example, when the wireless communication network 3 is a sensor network, the node device 5 is a sensor node.

集約器4は、無線通信ネットワーク3と広域ネットワーク6とを接続する中枢ノード(例えば、ゲートウェイ)である。広域ネットワーク6は、インターネットといった有線又は無線の通信ネットワークである。例えば、図1に示す構成例では、集約器4は、配下のノード装置5−1〜5−3から受信したデータを、広域ネットワーク6を介して監視装置2へ送信する。   The concentrator 4 is a central node (for example, a gateway) that connects the wireless communication network 3 and the wide area network 6. The wide area network 6 is a wired or wireless communication network such as the Internet. For example, in the configuration example illustrated in FIG. 1, the aggregator 4 transmits data received from the subordinate node devices 5-1 to 5-3 to the monitoring device 2 via the wide area network 6.

監視装置2は、無線通信ネットワーク3の状態を集約器4との通信を通じて監視する装置である。図1に示した一例では、監視装置2と集約器4とは広域ネットワーク6を介して接続する。   The monitoring device 2 is a device that monitors the state of the wireless communication network 3 through communication with the concentrator 4. In the example shown in FIG. 1, the monitoring device 2 and the concentrator 4 are connected via the wide area network 6.

集約器4及びノード装置5は、実施形態に従った通信装置の一例である。また、監視装置2は、実施形態に従ったルートコスト計算装置の一例である。なお、実施形態によっては、集約器4は、実施形態に従ったルートコスト計算装置の一例であってもよい。   The concentrator 4 and the node device 5 are an example of the communication device according to the embodiment. The monitoring device 2 is an example of a route cost calculation device according to the embodiment. Note that, depending on the embodiment, the concentrator 4 may be an example of a route cost calculation device according to the embodiment.

無線通信ネットワーク3は、マルチホップ型の無線通信ネットワークである。図1に示すように、無線通信ネットワーク3は、集約器4と直接通信するノード装置5だけでなく、中継する他のノード装置5を介して集約器4と通信するノード装置5を備える。例えば、複数のノード装置5の内、ノード装置5−1及びノード装置5−2は集約器4と直接通信する。一方、ノード装置5−3は、ノード装置5−1又はノード装置5−2を介して集約器4と通信する。   The wireless communication network 3 is a multi-hop wireless communication network. As shown in FIG. 1, the wireless communication network 3 includes not only the node device 5 that directly communicates with the concentrator 4 but also the node device 5 that communicates with the concentrator 4 via another node device 5 that relays. For example, among the plurality of node devices 5, the node device 5-1 and the node device 5-2 directly communicate with the concentrator 4. On the other hand, the node device 5-3 communicates with the concentrator 4 via the node device 5-1 or the node device 5-2.

また、無線通信ネットワーク3は、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークである。例えば、ノード装置5−1は、直接通信可能な集約器4及びノード装置5−3の内、一方の隣接装置へのパケットの送信に失敗した場合には、他方の隣接装置へパケットを送信する。また、例えば、ノード装置5−3は、直接通信可能なノード装置5−1及びノード装置5−2の内、一方の隣接装置へのパケットの送信に失敗した場合には、他方の隣接装置へパケットを送信する。前述したように、隣接装置とは、パケットを送信する通信装置(パケットの送信元装置又は中継装置)と通信リンクにより繋がる通信装置であり、パケットを送信する通信装置が直接通信可能な通信装置を指す。   The wireless communication network 3 is a mesh network that reselects another communication link and transmits a packet when transmission of a packet on the selected communication link fails. For example, the node device 5-1 transmits a packet to the other adjacent device when transmission of the packet to one of the adjacent devices among the aggregator 4 and the node device 5-3 that can directly communicate fails. . Also, for example, if the node device 5-3 fails to transmit a packet to one of the node devices 5-1 and 5-2 capable of direct communication, to the other adjacent device. Send a packet As described above, the adjacent apparatus is a communication apparatus connected by a communication link with a communication apparatus (packet transmission source apparatus or relay apparatus) that transmits a packet, and a communication apparatus that can directly communicate with a communication apparatus that transmits a packet. Point to.

<リンクコスト及びルートコスト>
無線通信ネットワーク3では、パケットを送信する通信装置(パケットの送信元装置及び中継装置)は、複数の隣接装置が存在する場合には、隣接装置毎のルートコストの中で宛先装置に対するルートコストが小さい順に隣接装置を送信先装置に選択する。送信先装置とは、パケットを送信する通信装置が該パケットを直接送信する隣接装置を指す。また、ルートコストとは、パケットを送信する通信装置と該パケットの宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても該通信装置から該宛先装置へ該パケットが到達しないパケットロス率を指す。例えば、隣接装置のルートコストは、隣接装置と宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても隣接装置から宛先装置へパケットが到達しないパケットロス率である。
<Link cost and route cost>
In the wireless communication network 3, the communication apparatus (the packet transmission source apparatus and relay apparatus) transmitting the packet has the route cost for the destination apparatus among the route costs for each adjacent apparatus when there are a plurality of adjacent apparatuses. The adjacent devices are selected as transmission destination devices in ascending order. A transmission destination device refers to an adjacent device to which a communication device that transmits a packet transmits the packet directly. Also, the root cost means the packet loss rate at which the packet does not reach the destination device from the communication device even if all communication routes selectable between the communication device transmitting the packet and the destination device of the packet are used. Point to For example, the route cost of the adjacent device is a packet loss rate at which packets do not reach the destination device from the adjacent device even if all communication routes selectable between the adjacent device and the destination device are used.

<ルートコスト及びリンクコスト>
図2は、実施形態に従ったリンクコスト及びルートコストの説明図である。図2において、各通信装置(集約器4及びノード装置5)付近に括弧書きで示した数字は、集約器4をパケットの宛先装置とした場合の各通信装置のルートコストを表す。図2に示した一例では、集約器4のルートコストは0であり、ノード装置5−1のルートコストは0.014であり、ノード装置5−2のルートコストは0.017であり、ノード装置5−3のルートコストは0.025である。
<Root cost and link cost>
FIG. 2 is an explanatory diagram of link cost and route cost according to the embodiment. In FIG. 2, numbers in parentheses near the respective communication devices (the aggregator 4 and the node device 5) indicate route costs of the respective communication devices when the aggregator 4 is the destination device of the packet. In the example illustrated in FIG. 2, the root cost of the aggregator 4 is 0, the root cost of the node device 5-1 is 0.014, and the root cost of the node device 5-2 is 0.017. The root cost of the device 5-3 is 0.025.

例えば、ノード装置5−1の隣接装置である集約器4及びノード装置5−3では、ノード装置5−3のルートコストよりも集約器4のルートコストが小さい。そこで、ノード装置5−1は、隣接装置である集約器4及びノード装置5−3の内、集約器4を送信先装置にまず選択し、ノード装置5−1から集約器4へのパケット送信に失敗した場合にはノード装置5−3を送信先装置に次に選択する。また、ノード装置5−3の隣接装置であるノード装置5−1及びノード装置5−2では、ノード装置5−2のルートコストよりもノード装置5−1のルートコストが小さい。そこで、ノード装置5−3は、ノード装置5−1を送信先装置にまず選択し、ノード装置5−3からノード装置5−1へのパケット送信に失敗した場合にはノード装置5−2を送信先装置に次に選択する。   For example, in the concentrator 4 and the node device 5-3 which are adjacent devices of the node device 5-1, the root cost of the concentrator 4 is smaller than the route cost of the node device 5-3. Therefore, the node device 5-1 first selects the aggregator 4 as the transmission destination device among the aggregator 4 and the node device 5-3 which are adjacent devices, and transmits the packet from the node device 5-1 to the aggregator 4 If the node device 5-3 fails, the node device 5-3 is next selected as the destination device. In addition, in the node device 5-1 and the node device 5-2, which are adjacent devices to the node device 5-3, the root cost of the node device 5-1 is smaller than the root cost of the node device 5-2. Therefore, the node device 5-3 first selects the node device 5-1 as the transmission destination device, and if the packet transmission from the node device 5-3 to the node device 5-1 fails, the node device 5-2 is selected. Next, select the destination device.

後述するように、各通信装置のルートコストは、リンクコストを用いて各通信装置(集約器4及びノード装置5)或いはルートコスト計算装置(監視装置2又は集約器4)が計算する。リンクコストとは、パケットを送信する通信装置と隣接装置との間の通信リンクにおいて該通信装置から隣接装置にパケットが到達しないパケットロス率を指す。図2において、通信装置間を繋ぐ通信リンクL1〜L4付近に記載された数字は、該通信リンクL1〜L4のリンクコストを指す。例えば、通信リンクL1のリンクコスト0.1は、ノード装置5−1と集約器4との間ではパケットの送信が10回の内1回の確率で失敗することを示す。なお、図2には、各通信装置の通信性能(送信性能及び受信性能)が同じである場合を一例として示したが、各通信装置の通信性能は異なってもよい。   As described later, the route cost of each communication device is calculated by each communication device (the concentrator 4 and the node device 5) or the route cost calculation device (the monitoring device 2 or the concentrator 4) using the link cost. The link cost refers to a packet loss rate at which a packet does not reach the adjacent apparatus from the communication apparatus in the communication link between the communication apparatus transmitting the packet and the adjacent apparatus. In FIG. 2, numerals written in the vicinity of the communication links L1 to L4 connecting the communication devices indicate link costs of the communication links L1 to L4. For example, the link cost 0.1 of the communication link L1 indicates that packet transmission between the node device 5-1 and the aggregator 4 fails with a probability of one out of ten. In addition, although the case where the communication performance (transmission performance and reception performance) of each communication apparatus is the same is shown as an example in FIG. 2, the communication performance of each communication apparatus may be different.

実施形態に従ったリンクコスト及びルートコストの計算方法の一例を以下に説明する。   An example of the link cost and route cost calculation method according to the embodiment will be described below.

<<リンクコストの計算例>>
各通信リンクのリンクコストは、各通信リンクを繋ぐ通信装置(集約器4及びノード装置5)が計算する。
<< Calculation example of link cost >>
The link cost of each communication link is calculated by the communication device (the aggregator 4 and the node device 5) connecting the communication links.

例えば、図3に示すように、通信装置(集約器4及びノード装置5)は、隣接装置が通信装置へ送信した送信パケット数と、通信装置が隣接装置から受信した受信パケット数とを用いて、通信装置と隣接装置との間の通信リンクのリンクコストを計算してもよい。図3は、実施形態に従ったリンクコストの計算方法の一例を説明する図である。   For example, as shown in FIG. 3, the communication apparatus (the aggregator 4 and the node apparatus 5) uses the number of transmission packets transmitted by the adjacent apparatus to the communication apparatus and the number of received packets received by the communication apparatus from the adjacent apparatus. The link cost of the communication link between the communication device and the adjacent device may be calculated. FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a link cost calculation method according to the embodiment.

図3に示した一例では、送信側の通信装置Aは、送信側の通信装置Aと繋がる通信リンクにおいて送信側の通信装置Aからパケットを受信する受信側の通信装置毎に、送信パケット数をカウントする。例えば、送信側の通信装置Aは、受信側の通信装置Bに対する送信パケット数をカウントし、受信側の通信装置Bへパケットを新たに送信する度に受信側の通信装置Bに対する送信パケット数を更新する。そして、送信側の通信装置Aは、送信側の通信装置Aの識別子と更新した送信パケット数とを含むパケットを受信側の通信装置Bへ送信する。受信側の通信装置Bへ送信するパケットは、リンクコストを計算するための専用パケットでもよいし、所要のデータを送受信するためのパケットでもよい。   In the example shown in FIG. 3, the communication apparatus A on the transmission side transmits the number of transmission packets for each communication apparatus on the reception side that receives packets from the communication apparatus A on the transmission side on the communication link connected to the communication apparatus A on the transmission side. Count. For example, the communication apparatus A on the transmission side counts the number of transmission packets for the communication apparatus B on the reception side, and the number of transmission packets for the communication apparatus B on the reception side every time a packet is newly transmitted to the communication apparatus B on the reception side. Update. Then, the communication apparatus A on the transmission side transmits a packet including the identifier of the communication apparatus A on the transmission side and the updated number of transmission packets to the communication apparatus B on the reception side. The packet transmitted to the communication apparatus B on the receiving side may be a dedicated packet for calculating the link cost, or may be a packet for transmitting / receiving required data.

受信側の通信装置Bは、受信側の通信装置Bと繋がる通信リンクにおいて受信側の通信装置Bへパケットを送信した送信側の通信装置毎に、受信パケット数をカウントする。例えば、受信側の通信装置Bは、送信側の通信装置Aに対する受信パケット数をカウントし、送信側の通信装置Aからパケットを新たに受信する度に送信側の通信装置Aに対する受信パケット数を更新する。そして、受信側の通信装置Bは、送信側の通信装置Aに対する受信パケット数と、送信側の通信装置Aから受信したパケットが含む送信パケット数とを用いて、送信側の通信装置Aと受信側の通信装置Bとを繋ぐ通信リンクのリンクコストを次の式(1)により計算する。   The communication apparatus B on the reception side counts the number of received packets for each communication apparatus on the transmission side which has transmitted the packet to the communication apparatus B on the reception side through the communication link connected to the communication apparatus B on the reception side. For example, the communication apparatus B on the reception side counts the number of received packets for the communication apparatus A on the transmission side, and each time a new packet is received from the communication apparatus A on the transmission side, the number of received packets for the communication apparatus A on the transmission side Update. Then, the communication apparatus B on the reception side uses the number of received packets for the communication apparatus A on the transmission side and the number of transmission packets included in the packet received from the communication apparatus A on the transmission side to receive the communication apparatus A on the transmission side and the reception The link cost of the communication link connecting the communication apparatus B on the side is calculated by the following equation (1).

Figure 2019068126
Figure 2019068126

例えば、送信側の通信装置Aが受信側の通信装置Bへ送信した送信パケット数がXであり、受信側の通信装置Bが送信側の通信装置Aから受信した受信パケット数がYであると仮定する。この仮定では、送信側の通信装置Aと受信側の通信装置Bとを繋ぐ通信リンクのリンクコストは、1−(Y/X)である。   For example, it is assumed that the number of transmission packets transmitted from the communication apparatus A on the transmitting side to the communication apparatus B on the receiving side is X and the number of received packets received from the communication apparatus A on the transmitting side is Y. Assume. Under this assumption, the link cost of the communication link that connects the communication apparatus A on the transmission side and the communication apparatus B on the reception side is 1− (Y / X).

図3に示すように、受信側の通信装置Bは、送信側の通信装置Aの識別子、受信パケット数、及びリンクコストを対応付けてリンクコストテーブルに記憶する。このように、各通信装置は、隣接装置と繋ぐ通信リンク毎のリンクコストを計算し、計算したリンクコストを隣接装置の識別子と対応付けてリンクコストテーブルに記憶する。   As shown in FIG. 3, the communication apparatus B on the receiving side stores the identifier of the communication apparatus A on the transmitting side, the number of received packets, and the link cost in the link cost table in association with each other. As described above, each communication device calculates the link cost for each communication link connecting to the adjacent device, stores the calculated link cost in the link cost table in association with the identifier of the adjacent device.

なお、図3を参照しながら上述したリンクコストの計算方法は、一例であって、その他の方法が用いられてもよい。   The method of calculating the link cost described above with reference to FIG. 3 is an example, and other methods may be used.

例えば、通信装置(集約器4及びノード装置5)は、隣接装置から受信したパケットの受信電力に対応するパケットロス率を通信リンク毎のリンクコストとして取得してもよい。具体的には、例えば、通信装置は、受信電力とパケットロス率との関係を通信装置の受信性能として予め測定し、測定結果を受信電力対パケットロス率テーブルに記憶する。そして、通信装置は、隣接装置からパケットを受信した時に受信電力対パケットロス率テーブルを参照し、受信したパケットの受信電力に対応するパケットロス率を、通信装置と該隣接装置との間の通信リンクのリンクコストとして取得する。   For example, the communication device (the aggregator 4 and the node device 5) may obtain a packet loss rate corresponding to the received power of the packet received from the adjacent device as the link cost for each communication link. Specifically, for example, the communication device measures in advance the relationship between the received power and the packet loss rate as the reception performance of the communication device, and stores the measurement result in the received power vs. packet loss rate table. When the communication device receives a packet from the adjacent device, the communication device refers to the received power-to-packet loss rate table, and communicates the packet loss rate corresponding to the received power of the received packet between the communication device and the adjacent device. Acquire as link cost of link.

また、通信装置(集約器4及びノード装置5)は、隣接装置から受信したパケットの受信電力に対応するビットエラーレートと、パケットサイズと、パケットの送信リトライ回数とを用いて、通信リンク毎のリンクコストを計算してもよい。具体的には、例えば、通信装置は、受信電力とビットエラーレートとの関係を通信装置の受信性能として予め測定し、測定結果を受信電力対ビットエラーレートテーブルに記憶する。通信装置は、隣接装置からパケットを受信した時に受信電力対ビットエラーレートテーブルを参照し、受信したパケットの受信電力に対応するビットエラーレートを取得する。そして、通信装置は、取得したビットエラーレートと、受信したパケットのサイズと、通信規約として予め定められた送信リトライ回数とから、パケットを送信した隣接装置との通信リンクのパケットロス率を計算する。   Also, the communication device (the aggregator 4 and the node device 5) uses the bit error rate corresponding to the received power of the packet received from the adjacent device, the packet size, and the number of transmission retries of the packet, for each communication link. The link cost may be calculated. Specifically, for example, the communication apparatus measures in advance the relationship between the received power and the bit error rate as the reception performance of the communication apparatus, and stores the measurement result in the received power vs. bit error rate table. The communication apparatus refers to the received power-to-bit error rate table when receiving a packet from the adjacent apparatus, and obtains a bit error rate corresponding to the received power of the received packet. Then, the communication apparatus calculates the packet loss rate of the communication link with the adjacent apparatus that has transmitted the packet, from the acquired bit error rate, the size of the received packet, and the number of transmission retries predetermined as the communication protocol. .

<<ルートコストの計算例>>
各通信装置(集約器4及びノード装置5)のルートコストは、各通信装置が計算したリンクコストを用いて、各通信装置或いはルートコスト計算装置(監視装置2又は集約器4)が計算する。図4(A)〜図4(C)は、実施形態に従ったルートコストの計算方法の一例を説明する図である。図4(A)〜図4(C)に示す一例では、パケットの送信元装置及び中継装置はノード装置5であり、該パケットの宛先装置は集約器4である。すなわち、図4(A)〜図4(C)は、集約器4を宛先装置とするパケットをノード装置5が送信するケースを一例として示す。
<< Example of calculation of root cost >>
The root cost of each communication device (aggregator 4 and node device 5) is calculated by each communication device or route cost calculator (monitoring device 2 or concentrator 4) using the link cost calculated by each communication device. FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining an example of a method of calculating the route cost according to the embodiment. In one example shown in FIGS. 4A to 4C, the source apparatus and the relay apparatus of the packet are the node apparatus 5, and the destination apparatus of the packet is the aggregator 4. That is, FIG. 4 (A)-FIG.4 (C) show the case where the node apparatus 5 transmits the packet which makes the aggregator 4 a destination apparatus as an example.

まず、図4(A)は、パケットの送信元装置と該パケットの宛先装置とが通信リンクにより繋がるケースの一例を示す。具体的には、ノード装置5−1と集約器4とは通信リンクL1により繋がり、ノード装置5−2と集約器4とは通信リンクL2により繋がる。このように、送信元装置と宛先装置とが、両通信装置の間でパケットを中継する中継装置を介さずに直接繋がるケースでは、各通信装置のルートコストを次のように計算する。   First, FIG. 4A shows an example of a case where a transmission source device of a packet and a destination device of the packet are connected by a communication link. Specifically, the node device 5-1 and the concentrator 4 are connected by the communication link L1, and the node device 5-2 and the concentrator 4 are connected by the communication link L2. As described above, in the case where the transmission source device and the destination device are directly connected to each other without passing through the relay device that relays the packet between the two communication devices, the route cost of each communication device is calculated as follows.

宛先装置は、受信したパケットを保持し、該パケットを他の通信装置へ送信しない。このため、宛先装置のルートコストは0である。したがって、図4(A)に示す一例では、集約器4のルートコストは0である。   The destination device holds the received packet and does not transmit the packet to another communication device. Therefore, the route cost of the destination device is zero. Therefore, in the example shown in FIG. 4A, the root cost of the aggregator 4 is zero.

送信元装置が宛先装置へ通信リンクを介して直接送信する場合には、中継によるパケットロスがない。このため、送信元装置のルートコストは、送信元装置と宛先装置とを繋ぐ通信リンクのリンクコストと同じである。したがって、図4(A)に示す一例では、ノード装置5−1のルートコストは、ノード装置5−1と集約器4とを繋ぐ通信リンクL1のリンクコストと同じ0.1である。また、ノード装置5−2のルートコストは、ノード装置5−2と集約器4とを繋ぐ通信リンクL2のリンクコストと同じ0.15である。   If the source device directly transmits to the destination device via the communication link, there is no packet loss due to relaying. For this reason, the route cost of the transmission source device is the same as the link cost of the communication link connecting the transmission source device and the destination device. Therefore, in the example illustrated in FIG. 4A, the root cost of the node device 5-1 is 0.1, which is the same as the link cost of the communication link L1 connecting the node device 5-1 and the concentrator 4. The root cost of the node device 5-2 is 0.15, which is the same as the link cost of the communication link L2 connecting the node device 5-2 and the concentrator 4.

次に、図4(B)は、送信元装置と宛先装置とが中継装置を介して繋がるケースの一例を示す。具体的には、ノード装置5−3と集約器4とはノード装置5−1を介して繋がる。また、図4(B)は、送信元装置から宛先装置までを繋ぐ通信ルートが1本であるケースの一例を示す。具体的には、ノード装置5−1から集約器4までを繋ぐ通信ルートは、通信リンクL3及び通信リンクL1から構成される1本の通信ルートである。このように、送信元装置と宛先装置とが中継装置を介して1本道の通信ルートで繋がるケースでは、各通信装置のルートコストを次のように計算する。   Next, FIG. 4B shows an example of a case where the transmission source device and the destination device are connected via the relay device. Specifically, the node device 5-3 and the concentrator 4 are linked via the node device 5-1. Further, FIG. 4B shows an example of the case where there is one communication route connecting the transmission source device to the destination device. Specifically, the communication route connecting the node device 5-1 to the concentrator 4 is a single communication route composed of the communication link L3 and the communication link L1. As described above, in the case where the transmission source device and the destination device are connected by one communication route via the relay device, the route cost of each communication device is calculated as follows.

宛先装置のルートコストは、図4(A)を参照しながら前述したとおり0である。したがって、図4(B)に示す一例では、集約器4のルートコストは0である。   The root cost of the destination device is 0 as described above with reference to FIG. 4 (A). Therefore, in the example shown in FIG. 4B, the root cost of the aggregator 4 is zero.

宛先装置と通信リンクを介して繋がる中継装置のルートコストは、図4(A)で説明した送信元装置のルートコストと同様に、宛先装置と中継装置とを繋ぐ通信リンクのリンクコストと同じである。したがって、図4(B)に示した一例では、ノード装置5−1のルートコストは、ノード装置5−1と集約器4とを繋ぐ通信リンクL1のリンクコストと同じ0.1である。   The route cost of the relay device linked with the destination device via the communication link is the same as the link cost of the communication link connecting the destination device and the relay device, similarly to the route cost of the transmission source device described in FIG. is there. Therefore, in the example illustrated in FIG. 4B, the root cost of the node device 5-1 is 0.1, which is the same as the link cost of the communication link L1 connecting the node device 5-1 and the concentrator 4.

中継装置と通信リンクを介して繋がる送信元装置のルートコストは、送信元装置と中継装置との間の通信リンク、及び中継装置と宛先装置との間の通信ルートの何れかにおいてパケットがロスする確率である。中継装置と宛先装置との間の通信ルートにおいてパケットがロスする確率は、中継装置のルートコストを指す。したがって、図4(B)で示した一例では、ノード装置5−3のルートコストは、ノード装置5−3がノード装置5−1にパケットを送信できない確率と、ノード装置5−3からノード装置5−1へパケットを送信したがノード装置5−1において集約器4へのパケット送信に失敗する確率との総和である。すなわち、ノード装置5−3のルートコストは、0.12+(1−0.12)×0.1=0.208である。   The route cost of the transmission source device linked to the relay device via the communication link is that the packet is lost either in the communication link between the transmission source device and the relay device, or in the communication route between the relay device and the destination device It is a probability. The probability of packet loss on the communication route between the relay device and the destination device indicates the route cost of the relay device. Therefore, in the example shown in FIG. 4B, the root cost of the node device 5-3 is the probability that the node device 5-3 can not transmit a packet to the node device 5-1, and the node device from the node device 5-3 This is the sum of the probability that the node device 5-1 fails to transmit the packet to the aggregator 4 when the packet is transmitted to 5-1. That is, the root cost of the node device 5-3 is 0.12+ (1-0.12) × 0.1 = 0.208.

なお、図4(B)に示した一例では、送信元装置と宛先装置とが1つの中継装置を介して繋がるが、送信元装置と宛先装置とが複数の中継装置を介して繋がる場合においても、上述と同様の計算方法により各通信装置のルートコストを計算できる。   In the example shown in FIG. 4B, although the transmission source device and the destination device are connected via one relay device, even in the case where the transmission source device and the destination device are connected via a plurality of relay devices. The route cost of each communication device can be calculated by the same calculation method as described above.

さらに、図4(C)は、送信元装置と宛先装置とが中継装置を介して繋がるケースの一例を示す。具体的には、ノード装置5−3と集約器4とはノード装置5−1又はノード装置5−2を介して繋がる。また、図4(C)は、送信元装置から宛先装置までを繋ぐ通信ルートが複数本であるケースの一例を示す。具体的には、ノード装置5−3から集約器4までを繋ぐ通信ルートには、通信リンクL3及び通信リンクL1から構成される第1の通信ルートと、通信リンクL4及び通信リンクL2から構成される第2の通信ルートとがある。また、ノード装置5−3から集約器4までを繋ぐ通信ルートには、ノード装置5−3からパケットを受信したノード装置5−1が該パケットをノード装置5−3へ返送した場合の通信ルートとして、通信リンクL3、通信リンクL4、及び通信リンクL2から構成される第3の通信ルートもある。さらに、ノード装置5−3から集約器4までを繋ぐ通信ルートには、ノード装置5−3からパケットを受信したノード装置5−2が該パケットをノード装置5−3へ返送した場合の通信ルートとして、通信リンクL4、通信リンクL3、及び通信リンクL1から構成される第4の通信ルートもある。このように、送信元装置と宛先装置とが中継装置を介して複数本の通信ルートで繋がるケースでは、各通信装置のルートコストを次のように計算する。   Further, FIG. 4C shows an example of a case where the transmission source device and the destination device are connected via the relay device. Specifically, the node device 5-3 and the concentrator 4 are linked via the node device 5-1 or the node device 5-2. Further, FIG. 4C shows an example of a case in which there are a plurality of communication routes connecting the transmission source device to the destination device. Specifically, the communication route connecting the node device 5-3 to the concentrator 4 includes a first communication route including the communication link L3 and the communication link L1, and a communication link L4 and the communication link L2. And a second communication route. In addition, in the communication route connecting the node device 5-3 to the aggregator 4, the communication route in the case where the node device 5-1 which receives the packet from the node device 5-3 returns the packet to the node device 5-3. There is also a third communication route composed of the communication link L3, the communication link L4, and the communication link L2. Furthermore, in the communication route connecting the node device 5-3 to the aggregator 4, the communication route in the case where the node device 5-2 which has received the packet from the node device 5-3 returns the packet to the node device 5-3. There is also a fourth communication route composed of the communication link L4, the communication link L3, and the communication link L1. Thus, in the case where the transmission source device and the destination device are connected by a plurality of communication routes via the relay device, the route cost of each communication device is calculated as follows.

宛先装置のルートコストは、図4(A)及び図4(B)と同様に0である。したがって、図4(C)に示した一例では、集約器4のルートコストは0である。   The root cost of the destination device is 0, as in FIGS. 4 (A) and 4 (B). Therefore, in the example shown in FIG. 4C, the root cost of the aggregator 4 is zero.

宛先装置と通信リンクを介して繋がる中継装置のルートコストは、図4(B)と同様に、宛先装置と中継装置とを繋ぐ通信リンクのリンクコストと同じである。したがって、図4(C)に示した一例では、ノード装置5−1のルートコストは0.1であり、ノード装置5−2のルートコストは0.15である。   The route cost of the relay apparatus linked with the destination apparatus via the communication link is the same as the link cost of the communication link connecting the destination apparatus and the relay apparatus, as in FIG. 4 (B). Therefore, in the example illustrated in FIG. 4C, the root cost of the node device 5-1 is 0.1, and the root cost of the node device 5-2 is 0.15.

複数の中継装置と通信リンクを介して繋がる送信元装置のルートコストは、次のように計算する。前述したように、無線通信ネットワーク3では、各通信装置は、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信する。また、パケットを送信する通信装置は、複数の隣接装置が存在する場合には、隣接装置毎のルートコストの中で宛先装置に対するルートコストが小さい順に隣接装置を送信先装置に選択する。そこで、こうしたメッシュネットワークでは、パケットを送信する装置(送信元装置又は中継装置)のルートコストを、次の式(2)のように確率A及び確率Bの総和により計算する。   The route cost of the transmission source device linked to the plurality of relay devices via the communication link is calculated as follows. As described above, in the wireless communication network 3, each communication device reselects another communication link and transmits a packet when transmission of a packet on the selected communication link fails. In addition, when there are a plurality of adjacent devices, the communication device that transmits the packet selects the adjacent device as the transmission destination device in ascending order of the route cost for the destination device among the route costs of the adjacent devices. Therefore, in such a mesh network, the route cost of an apparatus (transmission source apparatus or relay apparatus) transmitting a packet is calculated by the sum of the probability A and the probability B as in the following equation (2).

Figure 2019068126
Figure 2019068126

ここで、確率Aは、パケットを送信する通信装置と隣接装置との間の全ての通信リンクでパケットがロスする確率である。また、確率Bは、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信する通信装置が宛先装置に対するルートコストが小さい順に選択した隣接装置と宛先装置との間の通信ルートでパケットがロスする確率の和である。   Here, the probability A is the probability that a packet will be lost on all communication links between the communication device that transmits the packet and the adjacent device. Also, probability B indicates that, when transmission of a packet on the selected communication link fails, another communication link is reselected and the communication device that transmits the packet selects an adjacent device selected in order of small route cost to the destination device This is the sum of the probability of packet loss on the communication route to the destination device.

図4(C)に示した一例では、確率Aは、ノード装置5−3がノード装置5−1及びノード装置5−2の何れにもパケットを送信できない確率であり、0.12×0.09である。また、確率Bは、ノード装置5−3からノード装置5−1へパケットを送信したがノード装置5−1において集約器4へのパケット送信に失敗する確率と、ノード装置5−1へのパケットの送信が失敗したため、ノード装置5−3がノード装置5−2へパケットを送信したが、ノード装置5−2において集約器4へのパケット送信に失敗する確率との和であり、(1−0.12)×0.1+0.12×(1−0.09)×0.15である。したがって、ノード装置5−3のルートコストは、確率A及び確率Bの和である約0.115である。   In the example illustrated in FIG. 4C, the probability A is a probability that the node device 5-3 can not transmit a packet to any of the node device 5-1 and the node device 5-2, and 0.12 × 0. It is 09. Also, the probability B is a probability that the node device 5-3 transmits a packet to the node device 5-1 but fails to transmit the packet to the aggregator 4 in the node device 5-1, and a packet to the node device 5-1 The node device 5-3 transmits a packet to the node device 5-2, but the node device 5-2 has a probability of failing to transmit the packet to the aggregator 4 in the node device 5-2. 0.12) x 0.1 + 0.12 x (1-0.09) x 0.15. Therefore, the root cost of the node device 5-3 is approximately 0.115 which is the sum of the probability A and the probability B.

このように、宛先装置、中継装置、及び送信元装置のルートコストを上述のようにまず計算する。しかしながら、中継装置と宛先装置との間の通信ルートには、送信元装置が存在することで、上述の計算で用いた通信ルートの他に、中継装置が送信元装置を介して宛先装置へパケットを送信する通信ルートがある。具体的には、ノード装置5−1と集約器4との通信ルートには、ノード装置5−1と集約器4とを直接繋ぐ通信ルートの他に、ノード装置5−3及びノード装置5−2を介してノード5−1と集約器4とを繋ぐ通信ルートがある。また、ノード装置5−2と集約器4との通信ルートには、ノード装置5−2と集約器4とを直接繋ぐ通信ルートの他に、ノード装置5−3及びノード装置5−1を介してノード装置5−2と集約器4とを繋ぐ通信ルートがある。そこで、送信元装置を介した通信ルートを考慮して、中継装置のルートコストを上述した式(2)により再計算する。   Thus, the route costs of the destination device, the relay device, and the transmission source device are first calculated as described above. However, since the transmission source device exists in the communication route between the relay device and the destination device, in addition to the communication route used in the above calculation, the relay device packets to the destination device via the transmission source device There is a communication route to send Specifically, in addition to the communication route connecting the node device 5-1 and the concentrator 4 directly to the communication route between the node device 5-1 and the concentrator 4, the node device 5-3 and the node device 5- There is a communication route connecting the node 5-1 and the aggregator 4 via the node 2. In addition to the communication route connecting the node device 5-2 and the concentrator 4 directly, the communication route between the node device 5-2 and the concentrator 4 is via the node device 5-3 and the node device 5-1. There is a communication route connecting the node device 5-2 and the concentrator 4. Therefore, in consideration of the communication route via the transmission source device, the route cost of the relay device is recalculated by the above-mentioned equation (2).

図4に示した一例では、ノード装置5−1のルートコストは、0.1×0.12(確率A)と0.1×(1−0.12)×0.115(確率B)との総和により約0.22と再計算できる。また、ノード装置5−2のルートコストは、0.15×0.09(確率A)と0.15×(1−0.09)×0.115(確率B)との総和により約0.029と再計算できる。   In the example shown in FIG. 4, the root cost of the node device 5-1 is 0.1 × 0.12 (probability A) and 0.1 × (1−0.12) × 0.115 (probability B). It can be recalculated to about 0.22 by the sum of. Further, the root cost of the node device 5-2 is approximately 0. 0 by the sum of 0.15 × 0.09 (probability A) and 0.15 × (1−0.09) × 0.115 (probability B). It can be recalculated as 029.

中継装置のルートコストを上述のように再計算した結果、中継装置のルートコストが変わると、送信元装置のルートコストも変わり得る。そこで、再計算後の中継装置のルートコストを用いて、送信元装置のルートコストを再計算する。同様に、送信元装置のルートコストを上述のように再計算した結果、送信元装置のルートコストが変わると、中継装置のルートコストも変わり得る。そこで、再計算後の送信元装置のルートコストを用いて、送信元装置のルートコストを再計算する。こうして、送信元装置及び中継装置のルートコストの計算を繰り返す。図5は、図4(C)に示したネットワーク構成でのルートコストの収束計算の一例を示す図である。図5に示すように、各通信リンクのリンクコストが変わらない限り、送信元装置及び中継装置のルートコストの計算を数回繰り返すことで計算結果は収束し得る。この結果、図2に示すような各通信装置のルートコストを得ることができる。   As a result of recalculating the route cost of the relay device as described above, if the route cost of the relay device changes, the route cost of the transmission source device may also change. Therefore, the route cost of the transmission source device is recalculated using the route cost of the relay device after the recalculation. Similarly, as a result of recalculation of the route cost of the source device as described above, if the route cost of the source device changes, the route cost of the relay device may also change. Therefore, the route cost of the transmission source device is recalculated using the route cost of the transmission source device after the recalculation. Thus, the calculation of the route cost of the transmission source device and the relay device is repeated. FIG. 5 is a diagram showing an example of calculation of convergence of route cost in the network configuration shown in FIG. 4 (C). As shown in FIG. 5, as long as the link cost of each communication link does not change, the calculation result can be converged by repeating the calculation of the root cost of the transmission source device and the relay device several times. As a result, the route cost of each communication device as shown in FIG. 2 can be obtained.

なお、図4(C)に示した一例では、送信元装置と宛先装置とが1つの中継装置を介して繋がるが、送信元装置と宛先装置とが複数の中継装置を介して繋がる場合においても、上述と同様の計算方法により各通信装置のルートコストを計算できる。また、上述の説明では、全ての通信装置のルートコストが一定値に収束するまで計算する場合を一例として説明したが、各通信装置のルートコストを一定値に収束するまで計算しなくてもよい。正確な値でなくても任意の値のルートコストを各通信装置が所持すれば、各通信装置はルートコストの小さい順に隣接装置を宛先装置に選択し得るからである。   In the example shown in FIG. 4C, although the transmission source device and the destination device are connected via one relay device, even in the case where the transmission source device and the destination device are connected via a plurality of relay devices. The route cost of each communication device can be calculated by the same calculation method as described above. In the above description, although the case where calculation is performed until the route costs of all the communication devices converge to a constant value is described as an example, the route costs of each communication device may not be calculated to converge to a constant value. . This is because each communication device can select an adjacent device as a destination device in ascending order of the route cost if each communication device possesses an arbitrary value of the route cost even if it is not an accurate value.

また、上述では、無線通信ネットワーク3を構成する各通信装置のルートコストを初めて計算する場合の一例を図4を参照しながら説明した。しかしながら、無線通信ネットワークの運用中に通信リンクのリンクコストが変化した場合においても、各通信装置のルートコストを同様の方法により再計算し得る。また、無線通信ネットワーク3に新たに追加されたノード装置5のルートコストを計算済みのその他の通信装置のルートコストを用いて計算する場合にも、同様の方法により計算し得る。   Further, in the above, an example in the case of calculating the route cost of each communication device configuring the wireless communication network 3 for the first time has been described with reference to FIG. However, even if the link cost of the communication link changes during the operation of the wireless communication network, the route cost of each communication device can be recalculated by the same method. Also, in the case of calculating the route cost of the node device 5 newly added to the wireless communication network 3 using the calculated route costs of other communication devices, the same method can be used.

<ルートコストの計算方法>
図4を参照しながら上述したようなルートコストの計算は、通信装置(集約器4及びノード装置5)が行ってもよい。
<How to calculate root cost>
The calculation of the route cost as described above with reference to FIG. 4 may be performed by the communication device (the aggregator 4 and the node device 5).

具体的には、例えば、図6に示すように、各通信装置は、宛先装置毎に通信装置のルートコストを記録するルートコストテーブルを保持し、ルートコストテーブルを隣接装置と交換することで当該通信装置のルートコストを計算してもよい。図6は、実施形態に従った通信装置が行うルートコストの計算方法の一例を説明する図である。   Specifically, for example, as shown in FIG. 6, each communication device holds a route cost table for recording the route cost of the communication device for each destination device, and exchanges the route cost table with an adjacent device. The root cost of the communication device may be calculated. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method of calculating a route cost performed by the communication device according to the embodiment.

図6に示す一例では、送信側の通信装置Aは、パケットの宛先装置毎に送信側の通信装置Aのルートコストが記録されたルートコストテーブルを保持する。同様に、受信側の通信装置Bは、パケットの宛先装置毎に受信側の通信装置Bのルートコストが記録されたルートコストテーブルを保持する。   In the example shown in FIG. 6, the communication apparatus A on the transmission side holds a route cost table in which the route cost of the communication apparatus A on the transmission side is recorded for each destination apparatus of the packet. Similarly, the communication apparatus B on the receiving side holds a route cost table in which the route cost of the communication apparatus B on the receiving side is recorded for each destination apparatus of the packet.

また、図3を参照しながら前述したように、各通信装置は、隣接装置と繋ぐ通信リンク毎のリンクコストを計算し、計算したリンクコストを隣接装置の識別子と対応付けてリンクコストテーブルに記憶する。図6に示す一例では、受信側の通信装置Bは、送信側の通信装置Aと繋ぐ通信リンクのリンクコストを含むリンクコストテーブルを保持する。   Also, as described above with reference to FIG. 3, each communication device calculates the link cost for each communication link connecting to the adjacent device, stores the calculated link cost in the link cost table in association with the identifier of the adjacent device. Do. In the example shown in FIG. 6, the communication apparatus B on the receiving side holds a link cost table including the link cost of the communication link connected to the communication apparatus A on the transmitting side.

各通信装置は、保持するルートコストテーブルを隣接装置と交換する。そして、各通信装置は、保持するリンクコストテーブルと、交換したルートコストテーブルとを用いて、宛先装置毎のルートコストを式(2)により計算する。図6に示す一例では、受信側の通信装置Bは、互いが保持するルートコストテーブルを送信側の通信装置Aと交換する。そして、受信側の通信装置Bは、受信側の通信装置Bが保持するリンクコストテーブルと、交換により取得した送信側の通信装置Aのルートコストテーブルとを用いて、第3の通信装置C(例えば、集約器4)を宛先装置とする受信側の通信装置Bのルートコストを計算する。   Each communication device exchanges the held route cost table with the adjacent device. Then, each communication device calculates the route cost for each destination device using equation (2), using the link cost table held and the exchanged route cost table. In the example illustrated in FIG. 6, the communication devices B on the receiving side exchange the route cost tables held by each other with the communication device A on the transmitting side. Then, the communication apparatus B on the reception side uses the link cost table held by the communication apparatus B on the reception side and the route cost table of the communication apparatus A on the transmission side acquired by the exchange to use the third communication apparatus C ( For example, the route cost of the communication apparatus B on the receiving side with the aggregator 4) as the destination apparatus is calculated.

このように、実施形態に従った通信装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   Thus, according to the communication device according to the embodiment, when transmission of a packet on the selected communication link fails, an appropriate destination in the mesh network that reselects another communication link and transmits the packet The root cost for selecting a device can be calculated.

また、図4を参照しながら上述したルートコストの計算は、ルートコスト計算装置(集約器4又は監視装置2)が行ってもよい。   Also, the calculation of the route cost described above with reference to FIG. 4 may be performed by the route cost calculation device (the aggregator 4 or the monitoring device 2).

具体的には、各通信装置(集約器4及びノード装置5)は、保持するリンクコストテーブルをルートコスト計算装置へ送信する。ルートコスト計算装置は、受信した各リンクコストテーブルが記録する通信リンク毎のリンクコストを用いて、特定の通信装置或いは全ての通信装置を宛先装置として各通信装置のルートコストを計算する。ルートコスト計算装置は、計算結果を対応する通信装置へ送信し、各通信装置は、受信した宛先装置毎のルートコストをルートコストテーブルに記憶する。   Specifically, each communication device (the aggregator 4 and the node device 5) transmits the link cost table that it holds to the route cost calculation device. The route cost calculation device calculates the route cost of each communication device with the specific communication device or all the communication devices as the destination device, using the link cost for each communication link recorded by each received link cost table. The route cost calculation device transmits the calculation result to the corresponding communication device, and each communication device stores the received route cost for each destination device in the route cost table.

このように、実施形態に従ったルートコスト計算装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   Thus, according to the route cost calculation device according to the embodiment, when transmission of a packet on the selected communication link fails, it is appropriate in a mesh network that reselects another communication link and transmits the packet. The root cost for selecting the destination device can be calculated.

<送信先装置の選択方法>
前述したように、各通信装置(集約器4及びノード装置5)は、宛先装置へパケットを送信する場合に、隣接装置毎のルートコストの中で宛先装置に対するルートコストが小さい順に隣接装置を送信先装置に選択する。例えば、各通信装置は、図7に示すような通信手順に従って送信先装置を選択してもよい。図7は、実施形態に従った通信装置の通信手順の一例を説明する図である。
<Method of selecting destination device>
As described above, when transmitting a packet to the destination device, each communication device (the aggregator 4 and the node device 5) transmits the adjacent devices in ascending order of the route cost for the destination device among the route costs for each adjacent device. Select the destination device. For example, each communication apparatus may select the transmission destination apparatus according to the communication procedure as shown in FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the communication procedure of the communication apparatus according to the embodiment.

例えば、集約器4宛のデータが発生したノード装置5−3は、隣接するノード装置5−1及びノード装置5−2へパケットの送信要求を同報送信する。送信要求を受信したノード装置5−1及びノード装置5−2は、データ要求をノード装置5−3へ返す。ノード装置5−3は、データ要求を受信したノード装置5−1及びノード装置5−2の内、集約器4に対するルートコストが小さいノード装置5−1を送信先装置に選択し、データを含むパケットをノード装置5−1へ送信する。なお、送信先装置を選択する際に、ノード装置5−3は、ルートコストテーブルに記憶しているノード装置5−1及びノード装置5−2のルートコストを使用してもよい。或いは、ノード装置5−3は、データ要求に付加してノード装置5−1及びノード5−2から通知されたルートコストを使用してもよい。   For example, the node device 5-3 that has generated data addressed to the aggregator 4 broadcasts a packet transmission request to the adjacent node device 5-1 and the node device 5-2. The node device 5-1 and the node device 5-2 having received the transmission request return the data request to the node device 5-3. The node device 5-3 selects, as a transmission destination device, the node device 5-1 having a small root cost for the aggregator 4 among the node devices 5-1 and 5-2 that have received the data request, and includes data. The packet is transmitted to the node device 5-1. When selecting the transmission destination device, the node device 5-3 may use the route cost of the node device 5-1 and the node device 5-2 stored in the route cost table. Alternatively, the node device 5-3 may use the route cost notified from the node device 5-1 and the node 5-2 in addition to the data request.

ノード装置5−2は、データパケットをノード装置5−3から受信すると、受信応答をノード装置5−3へ返す。そして、ノード装置5−2は、同様の方法でデータパケットを集約器4へ送信する。   When receiving the data packet from the node device 5-3, the node device 5-2 returns a reception response to the node device 5-3. Then, the node device 5-2 transmits the data packet to the aggregator 4 in the same manner.

このように、実施形態に従った通信装置によれば、隣接装置のルートコストを参照することで、宛先装置までの通信ルートが複数存在し得る隣接装置の中から、宛先装置へのパケットの送信に成功する可能性が高い適切な送信先装置を選択することができる。   As described above, according to the communication device according to the embodiment, by referring to the route cost of the adjacent device, transmission of a packet from the adjacent device to the destination device among the adjacent devices in which there may be a plurality of communication routes to the destination device It is possible to select an appropriate destination device that is likely to succeed.

<各装置の構成例>
<<ノード装置>>
ノード装置5は、実施形態に従った通信装置の一例である。図8は、実施形態に従ったノード装置の構成例を示す図である。図8に示す構成例では、ノード装置5は、センサノードであり、計測部51及び無線通信部52を含む。
<Example of configuration of each device>
<< node device >>
The node device 5 is an example of a communication device according to the embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an exemplary configuration of a node device according to the embodiment. In the configuration example illustrated in FIG. 8, the node device 5 is a sensor node and includes a measurement unit 51 and a wireless communication unit 52.

計測部51は、例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、雨量センサ、音量センサ、及び/又は圧力センサ等の各種センサである。計測部51は、該計測部51が設置された位置において対象物を所定周期又は任意のタイミングで計測し、計測データを無線通信部52へ出力する。   The measurement unit 51 is, for example, various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, a rainfall sensor, a sound volume sensor, and / or a pressure sensor. The measurement unit 51 measures an object at a predetermined cycle or at an arbitrary timing at a position where the measurement unit 51 is installed, and outputs measurement data to the wireless communication unit 52.

無線通信部52は、計測部51による計測データ等のデータを集約器4と送受信する。無線通信部52は、記憶部521、制御部522、送信部523、及び受信部524を含む。   The wireless communication unit 52 transmits and receives data such as measurement data by the measurement unit 51 with the aggregator 4. The wireless communication unit 52 includes a storage unit 521, a control unit 522, a transmission unit 523, and a reception unit 524.

記憶部521は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等により構成される。記憶部521は、当該ノード装置5の識別子や集約器4の識別子等を記憶する。また、記憶部521は、ノード装置5と隣接装置とを繋ぐ通信リンク毎のリンクコストが格納されたリンクコストテーブル(図3参照)を記憶する。さらに、記憶部521は、ノード装置5が宛先装置に選択可能な宛先候補装置毎のルートコストが格納されたルートコストテーブル(図6参照)を記憶する。なお、実施形態によっては、記憶部521は、前述したような受信電力対パケットロス率テーブルや受信電力対ビットエラーレートテーブルを更に記憶し得る。   The storage unit 521 is configured by, for example, a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), or the like. The storage unit 521 stores the identifier of the node device 5, the identifier of the aggregator 4, and the like. The storage unit 521 also stores a link cost table (see FIG. 3) in which the link cost for each communication link that connects the node device 5 and the adjacent device is stored. Furthermore, the storage unit 521 stores a route cost table (see FIG. 6) in which a route cost for each destination candidate device that can be selected by the node device 5 as a destination device is stored. Note that, depending on the embodiment, the storage unit 521 may further store the received power-to-packet loss rate table and the received power-to-bit error rate table as described above.

制御部522は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)等)等により構成される。制御部522は、リンクコスト計算部5221、ルートコスト計算部5222、及び送信先装置選択部5223を備える。制御部522は、例えば、以下に説明するような処理を実行する。   The control unit 522 is configured by, for example, a central processing unit (CPU), a multi-core CPU, or a programmable device (such as a field programmable gate array (FPGA) or a programmable logic device (PLD)). The control unit 522 includes a link cost calculation unit 5221, a route cost calculation unit 5222, and a transmission destination device selection unit 5223. The control unit 522 executes, for example, processing as described below.

リンクコスト計算部5221は、図3等を参照しながら前述したような計算方法を用いてリンクコストを計算する。具体的には、例えば、リンクコスト計算部5221は、隣接装置がノード装置5へ送信した送信パケット数と、ノード装置5が隣接装置から受信した受信パケット数とを用いて通信リンク毎のリンクコストを計算してもよい。また、例えば、リンクコスト計算部5221は、隣接装置から受信したパケットの受信電力を測定し、測定した受信電力に対応するパケットロス率を通信リンク毎のリンクコストとして取得してもよい。さらに、例えば、リンクコスト計算部5221は、隣接装置から受信したパケットの受信電力を測定し、測定した受信電力に対応するビットエラーレートと、パケットサイズと、パケットの送信リトライ回数とを用いて通信リンク毎のリンクコストを計算してもよい。   The link cost calculation unit 5221 calculates the link cost using the calculation method as described above with reference to FIG. 3 and the like. Specifically, for example, the link cost calculation unit 5221 uses the number of transmission packets transmitted by the adjacent device to the node device 5 and the number of received packets received by the node device 5 from the adjacent device for the link cost for each communication link. You may calculate Also, for example, the link cost calculation unit 5221 may measure the reception power of the packet received from the adjacent device, and acquire the packet loss rate corresponding to the measured reception power as the link cost for each communication link. Furthermore, for example, the link cost calculation unit 5221 measures the received power of the packet received from the adjacent device, and communicates using the bit error rate corresponding to the measured received power, the packet size, and the number of transmission retries of the packet. The link cost per link may be calculated.

ルートコスト計算部5222は、図4〜図6等を参照しながら前述したような計算方法を用いてルートコストを計算する。具体的には、例えば、ルートコスト計算部5222は、隣接装置毎のルートコストと通信リンク毎のリンクコストとを用いて、宛先装置に対するノード装置5のルートコストを計算する。前述したように、ルートコストとは、ノード装置5が直接通信可能な隣接装置とパケットの宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても隣接装置から宛先装置にパケットが到達しないパケットロス率を指す。また、リンクコストとは、ノード装置5と隣接装置との間の通信リンクにおいてノード装置5から隣接装置にパケットが到達しないパケットロス率を指す。例えば、図6を参照しながら前述したように、ルートコスト計算部5222は、隣接装置から取得したルートコストテーブルと、記憶部521が記憶するリンクコストテーブルとを用いて宛先候補装置毎のルートコストを計算してもよい。   The route cost calculation unit 5222 calculates a route cost using the calculation method as described above with reference to FIGS. 4 to 6 and the like. Specifically, for example, the route cost calculation unit 5222 calculates the route cost of the node device 5 with respect to the destination device using the route cost of each adjacent device and the link cost of each communication link. As described above, the route cost means that the packet does not reach the destination device from the neighboring device even if all communication routes selectable between the neighboring device with which the node device 5 can directly communicate and the destination device of the packet are selected. Point to packet loss rate. Also, the link cost indicates a packet loss rate at which packets do not reach the adjacent device from the node device 5 in the communication link between the node device 5 and the adjacent device. For example, as described above with reference to FIG. 6, the route cost calculation unit 5222 uses the route cost table acquired from the adjacent device and the link cost table stored in the storage unit 521 to be the route cost for each destination candidate device. You may calculate

送信先装置選択部5223は、図7等を参照しながら前述したように、隣接装置毎のルートコストの中で宛先装置に対するルートコストが小さい順に隣接装置を送信先装置に選択する。   As described above with reference to FIG. 7 and the like, the transmission destination apparatus selection unit 5223 selects the adjacent apparatus as the transmission destination apparatus in ascending order of the route cost for the destination apparatus among the route costs of the adjacent apparatuses.

制御部522は、計測部51による計測データを含むパケットを生成する。生成するパケットのヘッダは、当該ノード装置5の識別子と、パケットの宛先装置(例えば、集約器4)の識別子とを含む。送信部523は、生成されたパケットを、図7に示したような通信手順に従って送信先装置へ送信する。送信部523は、例えば、無線送信機等により構成される。   The control unit 522 generates a packet including measurement data by the measurement unit 51. The header of the generated packet includes the identifier of the node device 5 and the identifier of the destination device (for example, the aggregator 4) of the packet. The transmitting unit 523 transmits the generated packet to the transmission destination device in accordance with the communication procedure as shown in FIG. The transmission unit 523 is configured of, for example, a wireless transmitter or the like.

また、制御部522は、受信部524が受信したパケットの宛先を判別する。受信部524は、例えば、無線受信機等により構成される。受信したパケットの宛先が当該ノード装置5である場合、制御部522は、受信したパケットのデータに従った処理を実行する。パケットの宛先が他の通信装置である場合、送信部523は、受信したパケットを、図7に示したような通信手順に従って送信先装置へ送信する。   Also, the control unit 522 determines the destination of the packet received by the receiving unit 524. The receiving unit 524 is configured of, for example, a wireless receiver or the like. When the destination of the received packet is the node device 5, the control unit 522 executes processing in accordance with the data of the received packet. If the destination of the packet is another communication device, the transmission unit 523 transmits the received packet to the destination device according to the communication procedure as shown in FIG.

このように、実施形態に従った通信装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   Thus, according to the communication device according to the embodiment, when transmission of a packet on the selected communication link fails, an appropriate destination in the mesh network that reselects another communication link and transmits the packet The root cost for selecting a device can be calculated.

また、実施形態に従った通信装置によれば、隣接装置のルートコストを参照することで、宛先装置までの通信ルートが複数存在し得る隣接装置の中から、宛先装置へのパケットの送信に成功する可能性が高い適切な送信先装置を選択することができる。   Also, according to the communication device according to the embodiment, by referring to the route cost of the adjacent device, it is possible to successfully transmit the packet to the destination device from among the adjacent devices which may have a plurality of communication routes to the destination device. It is possible to select an appropriate destination device that is likely to be.

<集約器>
集約器4は、実施形態に従った通信装置の一例である。また、集約器4は、実施形態によってはルートコスト計算装置の一例であってもよい。図9は、実施形態に従った集約器の構成例を示す図である。図9に示す構成例では、集約器4は、無線通信部41及び情報処理部42を含む。
<Consolidator>
The aggregator 4 is an example of the communication device according to the embodiment. Moreover, the aggregator 4 may be an example of a route cost calculation device depending on the embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a concentrator according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 9, the concentrator 4 includes a wireless communication unit 41 and an information processing unit 42.

無線通信部41は、無線通信を用いてノード装置5との間でデータを送受信する。無線通信部41は、記憶部411、制御部412、送信部413、及び受信部414を含む。   The wireless communication unit 41 transmits and receives data to and from the node device 5 using wireless communication. The wireless communication unit 41 includes a storage unit 411, a control unit 412, a transmission unit 413, and a reception unit 414.

記憶部411は、例えば、RAMやROM等により構成される。記憶部411は、集約器4の識別子等を記憶する。また、記憶部411は、集約器4と隣接装置とを繋ぐ通信リンク毎のリンクコストが格納されたリンクコストテーブル(図3参照)を記憶する。さらに、記憶部411は、集約器4が宛先装置に選択可能な宛先候補装置毎のルートコストが格納されたルートコストテーブル(図6参照)を記憶する。なお、実施形態によっては、記憶部411は、前述したような受信電力対パケットロス率テーブルや受信電力対ビットエラーレートテーブルを更に記憶し得る。   The storage unit 411 is configured of, for example, a RAM, a ROM, and the like. The storage unit 411 stores the identifier of the aggregator 4 and the like. Further, the storage unit 411 stores a link cost table (see FIG. 3) in which link costs for each communication link connecting the concentrator 4 and the adjacent device are stored. Furthermore, the storage unit 411 stores a route cost table (see FIG. 6) in which a route cost for each destination candidate device that can be selected by the aggregator 4 as a destination device is stored. Note that, depending on the embodiment, the storage unit 411 may further store the reception power-to-packet loss rate table and the reception power-to-bit error rate table as described above.

制御部412は、例えば、CPU、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイス(FPGAやPLD等)等により構成される。制御部412は、リンクコスト計算部4121、ルートコスト計算部4122、及び送信先装置選択部4123を備える。   The control unit 412 is configured of, for example, a CPU, a multi-core CPU, or a programmable device (such as an FPGA or a PLD). The control unit 412 includes a link cost calculation unit 4121, a route cost calculation unit 4122, and a transmission destination device selection unit 4123.

リンクコスト計算部4121は、前述したリンクコスト計算部5221と同様の処理を行い得る。ルートコスト計算部4122は、前述したルートコスト計算部5222と同様の処理を行い得る。送信先装置選択部4123は、前述した送信先装置選択部5223と同様の処理を行い得る。   The link cost calculation unit 4121 can perform the same process as the link cost calculation unit 5221 described above. The route cost calculation unit 4122 can perform the same process as the above-described route cost calculation unit 5222. The transmission destination device selection unit 4123 can perform the same processing as the transmission destination device selection unit 5223 described above.

制御部411は、ノード装置5へ送信するパケットを生成し、生成したパケットを、送信部412を介して送信先装置へ送信する。送信部412は、例えば、無線送信機等により構成される。また、制御部411は、ノード装置5から送信されたパケットを、受信部413を介して受信し、受信したパケットを処理する。受信部413は、例えば、無線受信機等により構成される。例えば、受信したパケットのデータがノード装置5による計測データある場合、制御部411は、受信したパケットのデータを情報処理部42へ出力する。   The control unit 411 generates a packet to be transmitted to the node device 5, and transmits the generated packet to the transmission destination device via the transmission unit 412. The transmission unit 412 is configured of, for example, a wireless transmitter or the like. Further, the control unit 411 receives the packet transmitted from the node device 5 via the receiving unit 413, and processes the received packet. The receiving unit 413 is configured of, for example, a wireless receiver or the like. For example, when the data of the received packet is measurement data by the node device 5, the control unit 411 outputs the data of the received packet to the information processing unit 42.

情報処理部42は、例えば、広域ネットワーク6を介して監視装置2とデータを送受信する。情報処理部42は、例えば、ボードコンピュータ等により構成される。情報処理部42は、処理部421、記憶部422、及び通信部423を含む。   The information processing unit 42 transmits and receives data to and from the monitoring device 2 via the wide area network 6, for example. The information processing unit 42 is configured by, for example, a board computer or the like. The information processing unit 42 includes a processing unit 421, a storage unit 422, and a communication unit 423.

処理部421は、例えば、CPU、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイス(FPGAやPLD等)等により構成される。記憶部422は、例えば、RAMやROM等により構成される。通信部423は、例えば、有線及び/又は無線の通信インタフェース装置等により構成される。   The processing unit 421 is configured of, for example, a CPU, a multi-core CPU, or a programmable device (such as an FPGA or a PLD). The storage unit 422 is configured by, for example, a RAM, a ROM, or the like. The communication unit 423 is configured by, for example, a wired and / or wireless communication interface device.

処理部421は、無線通信部41を介してノード装置5と送受信するデータや、通信部423を介して監視装置2と送受信するデータを処理する。例えば、処理部421は、ノード装置5による計測データを制御部412を介して受信し、受信した計測データを通信部423を介して監視装置2へ送信する。   The processing unit 421 processes data transmitted to and received from the node device 5 via the wireless communication unit 41, and data transmitted to and received from the monitoring device 2 via the communication unit 423. For example, the processing unit 421 receives measurement data by the node device 5 via the control unit 412, and transmits the received measurement data to the monitoring device 2 via the communication unit 423.

また、集約器4が実施形態に従ったルートコスト計算装置として機能する場合、処理部421は、各通信装置が記憶するリンクコストテーブルを無線通信部41を介して集約する。すなわち、処理部421は、各ノード装置5が記憶するリンコストテーブルを各ノード装置5から無線通信部41を介して受信し、記憶部411が記憶するリンコストテーブルを制御部411を介して受信する。処理部421は、集約したリンクコストテーブルが格納するリンクコストを用いて宛先候補装置毎のルートコストを通信装置毎に計算する。宛先候補装置毎のルートコストとは、通信装置と、通信装置が送信するパケットの宛先候補装置との間での選択可能な全ての通信ルートを用いても通信装置から宛先候補装置へパケットが到達しないパケットロス率を指す。処理部421は、計算したルートコストを対応する通信装置へ無線通信部41を介して送信する。   When the aggregator 4 functions as a route cost calculation device according to the embodiment, the processing unit 421 aggregates link cost tables stored in the respective communication devices via the wireless communication unit 41. That is, the processing unit 421 receives the phosphorus cost table stored in each node device 5 from each node device 5 via the wireless communication unit 41, and receives the phosphorus cost table stored in the storage unit 411 via the control unit 411. Do. The processing unit 421 calculates the route cost for each destination candidate apparatus for each communication apparatus using the link cost stored in the aggregated link cost table. The route cost for each destination candidate device means that the packet reaches the destination candidate device from the communication device even if all selectable communication routes between the communication device and the destination candidate device for packets transmitted by the communication device are used. Not refers to the packet loss rate. The processing unit 421 transmits the calculated route cost to the corresponding communication device via the wireless communication unit 41.

このように、実施形態に従ったルートコスト計算装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   Thus, according to the route cost calculation device according to the embodiment, when transmission of a packet on the selected communication link fails, it is appropriate in a mesh network that reselects another communication link and transmits the packet. The root cost for selecting the destination device can be calculated.

<監視装置>
監視装置2は、実施形態に従ったルートコスト計算装置の一例である。監視装置2は、例えば、コンピュータである。図10は、実施形態に従った監視装置の構成例を示す図である。図10に示す構成例では、監視装置2は、記憶部21、処理部22、入力部23、出力部24、通信部25、及び記憶媒体読み書き部26を含む。
<Monitoring device>
The monitoring device 2 is an example of a route cost calculation device according to the embodiment. The monitoring device 2 is, for example, a computer. FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a monitoring device according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 10, the monitoring device 2 includes a storage unit 21, a processing unit 22, an input unit 23, an output unit 24, a communication unit 25, and a storage medium read / write unit 26.

記憶部21は、例えば、RAMやROM等により構成される。処理部22は、例えば、CPU、マルチコアCPU、又はプログラマブルなデバイス(FPGAやPLD等)等により構成される。入力部23は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパッド等により構成される。出力部24は、例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)等により構成される。通信部25は、例えば、有線及び/又は無線の通信インタフェース装置等により構成される。記憶媒体読み書き部26は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又はフラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体からデータを読み取り、該可搬型記憶媒体にデータを書き込む装置により構成される。   The storage unit 21 includes, for example, a RAM, a ROM, and the like. The processing unit 22 is configured by, for example, a CPU, a multi-core CPU, or a programmable device (such as an FPGA or a PLD). The input unit 23 includes, for example, a keyboard, a mouse, and a touch pad. The output unit 24 is configured of, for example, a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube). The communication unit 25 includes, for example, a wired and / or wireless communication interface device. The storage medium read / write unit 26 is constituted by, for example, a device that reads data from a portable storage medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a flash memory and writes the data to the portable storage medium.

処理部22は、各ノード装置5の計測データを通信部25を介して受信する。処理部22は、受信した計測データを出力部24に表示させてもよい。   The processing unit 22 receives the measurement data of each node device 5 via the communication unit 25. The processing unit 22 may cause the output unit 24 to display the received measurement data.

また、処理部22は、各通信装置(集約器4及びノード装置5)のリンクコストを計算する。具体的には、例えば、処理部22は、各通信装置が記憶するリンクコストテーブルを通信部25を介して集約する。処理部22は、集約したリンクコストテーブルが格納するリンクコストを用いて宛先候補装置毎のルートコストを通信装置毎に計算する。宛先候補装置毎のルートコストとは、通信装置と、通信装置が送信するパケットの宛先候補装置との間での選択可能な全ての通信ルートを用いても通信装置から宛先候補装置へパケットが到達しないパケットロス率を指す。処理部22は、計算したルートコストを対応する通信装置へ通信部25を介して送信する。   The processing unit 22 also calculates the link cost of each communication device (the concentrator 4 and the node device 5). Specifically, for example, the processing unit 22 aggregates link cost tables stored in the respective communication devices via the communication unit 25. The processing unit 22 calculates the route cost for each destination candidate device for each communication device using the link cost stored in the aggregated link cost table. The route cost for each destination candidate device means that the packet reaches the destination candidate device from the communication device even if all selectable communication routes between the communication device and the destination candidate device for packets transmitted by the communication device are used. Not refers to the packet loss rate. The processing unit 22 transmits the calculated route cost to the corresponding communication device via the communication unit 25.

このように、実施形態に従ったルートコスト計算装置によれば、選択した通信リンクでのパケットの送信に失敗した場合には別の通信リンクを再選択してパケットを送信するメッシュネットワークにおいて適切な送信先装置を選択するためのルートコストを計算できる。   Thus, according to the route cost calculation device according to the embodiment, when transmission of a packet on the selected communication link fails, it is appropriate in a mesh network that reselects another communication link and transmits the packet. The root cost for selecting the destination device can be calculated.

本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 通信システム
2 監視装置
3 無線通信ネットワーク
4 集約器
5、5−1〜5−3 ノード装置
6 広域ネットワーク
21 記憶部
22 処理部
23 入力部
24 出力部
25 通信部
26 記憶媒体読み書き部
41 無線通信部
42 情報処理部
51 計測部
52 無線通信部
411 記憶部
412 制御部
413 送信部
414 受信部
421 処理部
422 記憶部
423 通信部
521 記憶部
522 制御部
523 送信部
524 受信部
4121 リンクコスト計算部
4122 ルートコスト計算部
4123 送信先装置選択部
5221 リンクコスト計算部
5222 ルートコスト計算部
5223 送信先装置選択部
A、B 通信装置
L1〜L4 通信リンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 communication system 2 monitoring apparatus 3 wireless communication network 4 aggregating unit 5, 5-5 to 5-3 node device 6 wide area network 21 storage unit 22 processing unit 23 input unit 24 output unit 25 communication unit 26 storage medium read / write unit 41 wireless communication Section 42 information processing unit 51 measurement unit 52 wireless communication unit 411 storage unit 412 control unit 413 transmission unit 414 reception unit 421 processing unit 422 storage unit 423 communication unit 521 storage unit 522 control unit 523 transmission unit 524 reception unit 4121 link cost calculation unit 4122 Root cost calculation unit 4123 Transmission destination device selection unit 5221 Link cost calculation unit 5222 Root cost calculation unit 5223 Transmission destination device selection unit A, B Communication devices L1 to L4 Communication link

Claims (9)

通信装置が直接通信可能な隣接装置とパケットの宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても前記隣接装置から宛先装置に前記パケットが到達しないパケットロス率である前記隣接装置毎のルートコストと、前記通信装置と前記隣接装置との間の通信リンクにおいて前記通信装置から前記隣接装置に前記パケットが到達しないパケットロス率である前記通信リンク毎のリンクコストとを用いて、前記宛先装置に対する前記通信装置の前記ルートコストを計算するルートコスト計算部を備える通信装置。   Even when using all communication routes selectable between an adjacent device with which a communication device can directly communicate and a destination device of a packet, each adjacent device has a packet loss rate at which the packet does not reach the destination device from the adjacent device And the link cost for each communication link, which is a packet loss rate at which the packet does not reach the adjacent device from the communication device in the communication link between the communication device and the adjacent device. A communication apparatus, comprising: a route cost calculator configured to calculate the route cost of the communication apparatus with respect to a destination apparatus. 前記隣接装置毎の前記ルートコストの中で前記宛先装置に対する前記ルートコストが小さい順に前記隣接装置を、前記通信装置が前記パケットを直接送信する送信先装置に選択する送信先装置選択部を更に備える、請求項1に記載の装置。   The apparatus further includes a transmission destination device selection unit that selects the adjacent device as the transmission destination device to which the communication device directly transmits the packet, in the order of the route cost for the destination device being smaller among the route costs for each adjacent device. The device according to claim 1. 前記隣接装置が前記通信装置へ送信した送信パケット数と、前記通信装置が前記隣接装置から受信した受信パケット数とを用いて前記通信リンク毎の前記リンクコストを計算するリンクコスト計算部を更に備える、請求項1又は2に記載の通信装置。   The apparatus further comprises a link cost calculation unit that calculates the link cost for each communication link using the number of transmission packets transmitted by the adjacent apparatus to the communication apparatus and the number of received packets received by the communication apparatus from the adjacent apparatus. The communication device according to claim 1 or 2. 前記通信装置が前記隣接装置から受信したパケットの受信電力に対応するパケットロス率を前記通信リンク毎の前記リンクコストとして取得するリンクコスト計算部を更に備える、請求項1又は2に記載の通信装置。   The communication apparatus according to claim 1, further comprising a link cost calculation unit configured to acquire, as the link cost for each communication link, a packet loss rate corresponding to received power of a packet received from the adjacent apparatus by the communication apparatus. . 前記通信装置が前記隣接装置から受信したパケットの受信電力に対応するビットエラーレートと、パケットサイズと、パケットの送信リトライ回数とを用いて前記通信リンク毎の前記リンクコストを計算するリンクコスト計算部を更に備える、請求項1又は2に記載の通信装置。   A link cost calculation unit that calculates the link cost for each communication link using the bit error rate corresponding to the received power of the packet received from the adjacent device by the communication device, the packet size, and the number of transmission retries of the packet The communication device according to claim 1, further comprising: 前記通信リンク毎の前記リンクコストが格納されたリンクコストテーブルと、前記通信装置が前記宛先装置に選択可能な宛先候補装置毎の前記ルートコストが格納されたルートコストテーブルとを記憶する記憶部を更に備え、
前記ルートコスト計算部は、前記隣接装置から取得したルートコストテーブルと、前記記憶部が記憶する前記リンクコストテーブルとを用いて前記宛先候補装置毎の前記ルートコストを計算する、
請求項1〜5の何れか一項に記載の通信装置。
A storage unit storing a link cost table storing the link cost for each communication link, and a route cost table storing the route cost for each destination candidate apparatus that can be selected by the communication apparatus as the destination apparatus In addition,
The route cost calculation unit calculates the route cost for each destination candidate device using the route cost table acquired from the adjacent device and the link cost table stored in the storage unit.
The communication device according to any one of claims 1 to 5.
通信装置と前記通信装置と直接通信可能な隣接装置との間の通信リンクにおいて前記通信装置から前記隣接装置に前記パケットが到達しないパケットロス率である前記通信リンク毎のリンクコストを格納するリンクコストテーブルを記憶する通信装置と、
前記複数の通信装置から集約した前記リンクコストテーブルが格納する前記リンクコストを用いて、前記通信装置と、前記通信装置が送信するパケットの宛先候補装置との間での選択可能な全ての通信ルートを用いても前記通信装置から前記宛先候補装置へ前記パケットが到達しないパケットロス率である前記宛先候補装置毎のルートコストを前記通信装置毎に計算するルートコスト計算装置と
を備える通信システム。
A link cost for storing the link cost for each communication link, which is a packet loss rate at which the packet does not reach the adjacent device from the communication device in the communication link between the communication device and the adjacent device capable of direct communication with the communication device A communication device for storing a table;
All selectable communication routes between the communication device and destination candidate devices of packets transmitted by the communication device using the link cost stored in the link cost table aggregated from the plurality of communication devices And a route cost calculation device for calculating, for each of the communication devices, a route cost for each of the destination candidate devices, which is a packet loss rate at which the packet does not reach the destination candidate device from the communication device.
前記通信装置は、前記通信装置と直接通信可能な隣接装置毎の前記ルートコストと、前記通信装置と前記隣接装置との間の通信リンク毎の前記リンクコストとを用いて前記通信装置の前記ルートコストを計算する、
請求項7に記載の通信システム。
The communication device uses the route cost of each adjacent device capable of directly communicating with the communication device, and the link cost of each communication link between the communication device and the adjacent device to use the route of the communication device. Calculate the cost,
The communication system according to claim 7.
通信装置が直接通信可能な隣接装置とパケットの宛先装置との間で選択可能な全ての通信ルートを用いても前記隣接装置から宛先装置に前記パケットが到達しないパケットロス率である前記隣接装置毎のルートコストと、前記通信装置と前記隣接装置との間の通信リンクにおいて前記通信装置から前記隣接装置に前記パケットが到達しないパケットロス率である前記通信リンク毎のリンクコストとを用いて、前記宛先装置に対する前記通信装置の前記ルートコストを計算する
ことをコンピュータが実行するルートコスト計算方法。
Even when using all communication routes selectable between an adjacent device with which a communication device can directly communicate and a destination device of a packet, each adjacent device has a packet loss rate at which the packet does not reach the destination device from the adjacent device And the link cost for each communication link, which is a packet loss rate at which the packet does not reach the adjacent device from the communication device in the communication link between the communication device and the adjacent device. A method of calculating a root cost, wherein a computer executes calculating the root cost of the communication device relative to a destination device.
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