JP2019121920A - Communication route control device and communication route control method - Google Patents

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Abstract

To construct a communication route having high quality in a short time in a radio network in which arrangement of nodes can change.SOLUTION: A communication route control device for controlling a communication route in a radio network comprises: a communication route setting unit for individually setting a plurality of communication routes between a gateway router and each multi-hop router; a communication route selection unit for selecting one or a plurality of communication routes from each of the plurality of communication routes set between the gateway router and the multi-hop router, on the basis of radio wave environments measured by respective radio routers; a resource allocation unit for allocating different communication resources to the respective communication routes selected by the communication route selection unit; and a notification unit for notifying the plurality of radio routers of resource information showing the communication resources allocated by the resource allocation unit.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、無線ネットワークにおいて通信経路を制御する装置および方法に係わる。   The present invention relates to an apparatus and method for controlling a communication path in a wireless network.

複数の無線ルータを備える無線ネットワークにおいて、ノードの配置が変化したときには、通信経路の構築（または、再構築）が必要となる。通信経路の構築は、例えば、トラフィックの発生に起因して実行される。この場合、無線ネットワーク内に存在する無線リンクを考慮しながら送信元ノードと宛先ノードとの間で通信コストの低い経路が選択される。   In a wireless network provided with a plurality of wireless routers, when the arrangement of nodes changes, it is necessary to establish (or reconstruct) a communication path. The establishment of the communication path is performed, for example, due to the occurrence of traffic. In this case, a route with a low communication cost is selected between the source node and the destination node while considering the wireless link existing in the wireless network.

例えば、隣接ノード間で定期的に制御メッセージが交換され、各ノードの位置および移動ベクトルがモニタされる。そして、トラフィック要求が生成されると、このモニタ結果を利用して、要求されたトラフィックに係わる通信経路が構築される。   For example, control messages are periodically exchanged between adjacent nodes, and the position and movement vector of each node are monitored. Then, when a traffic request is generated, the monitoring result is used to establish a communication path related to the requested traffic.

加えて、ユーザの利便性を高めるためには、通信経路の構築に要する時間が短いことが好ましい。すなわち、通信経路の構築は、リアルタイム性が要求される。   In addition, in order to enhance the convenience of the user, it is preferable that the time required for establishing a communication path is short. That is, construction of a communication path is required to be real time.

なお、関連技術として、無線通信装置間で通信できない状況においても、代替の通信経路を動的に形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。   As a related art, there has been proposed a method of dynamically forming an alternative communication path even in a situation where communication can not be performed between wireless communication apparatuses (for example, Patent Document 1).

特開２０１７−１０３５８６号公報JP, 2017-103586, A

上述の無線ネットワークにおいて、高品質の通信を実現するためには、通信経路が適切に構築されることが要求される。ところが、従来の技術では、品質の高い通信経路を構築するためには、リアルタイム性を確保することが容易ではない。例えば、各ノードの位置および移動ベクトルのモニタ結果を利用して通信経路を構築する手順では、制御メッセージに係わるオーバヘッドが大きく、また、通信経路の構築に要する時間が長くなるおそれがある。   In the above-described wireless network, in order to realize high quality communication, it is required that a communication path be properly established. However, in the prior art, it is not easy to secure real-time property in order to construct a communication path of high quality. For example, in the procedure of constructing a communication path using the monitoring results of the position of each node and the movement vector, the overhead associated with the control message may be large, and the time required to construct the communication path may be long.

本発明の１つの側面に係わる目的は、ノードの配置が変化し得る無線ネットワークにおいて、短時間で品質の高い通信経路を構築する装置および方法を提供することである。   An object according to one aspect of the present invention is to provide an apparatus and method for establishing a high quality communication path in a short time in a wireless network in which the arrangement of nodes can change.

本発明の１つの態様の通信経路制御装置は、ゲートウェイルータおよび複数のマルチホップルータを含む複数の無線ルータを備える無線ネットワークにおいて通信経路を制御する通信経路制御装置であって、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間にそれぞれ複数の通信経路を設定する通信経路設定部と、各無線ルータにより測定される電波環境に基づいて、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択する通信経路選択部と、前記通信経路選択部により選択された各通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てるリソース割当て部と、前記リソース割当て部により割り当てられた通信リソースを表すリソース情報を前記複数の無線ルータに通知する通知部と、を備える。   A communication path control device according to one aspect of the present invention is a communication path control device for controlling a communication path in a wireless network including a gateway router and a plurality of wireless routers including a plurality of multi-hop routers, wherein It is set between the gateway router and each multi-hop router based on a communication path setting unit for setting a plurality of communication paths between the multi-hop router and the radio wave environment measured by each wireless router A communication path selection unit for selecting one or more communication paths from a plurality of communication paths, a resource allocation unit for allocating different communication resources to each communication path selected by the communication path selection unit, and the resource Resource information representing communication resources allocated by the allocation unit; Comprising a notification unit that notifies the line router, a.

上述の態様によれば、ノードの配置が変化し得る無線ネットワークにおいて、短時間で品質の高い通信経路を構築できる。   According to the above aspect, it is possible to establish a high quality communication path in a short time in a wireless network in which the arrangement of nodes may change.

本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a wireless network according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a wireless network according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わる通信経路制御装置の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the communication path control device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a wireless network according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わる無線ネットワークにおける通信経路と時間スロットの割当ての一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of communication path and time slot assignment in a wireless network according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the communication path control method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法のうち、静的な通信経路を設定する方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the method of setting a static communication path among the communication path control methods concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法のうち、通信経路を動的に選択する方法の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of a method of dynamically selecting a communication path in the communication path control method according to the embodiment of the present invention.

図１、図２は、本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す。
無線ネットワーク１００は、無線ルータ１〜９、無線端末１１および通信経路制御装置１０を備える。なお、無線ネットワーク１００に実装される無線ルータの数および無線端末の数は、それぞれ特に限定されるものではない。 1 and 2 show an example of a wireless network according to an embodiment of the present invention.
The wireless network 100 includes wireless routers 1 to 9, a wireless terminal 11, and a communication path control device 10. The number of wireless routers and the number of wireless terminals implemented in the wireless network 100 are not particularly limited.

各無線ルータ１〜９は、無線リンクを介して、隣接ノードに実装されている他の無線ルータとの間で信号を送信および受信する。また、各無線ルータ１〜９は、通信経路制御装置１０から指定される経路および通信リソースに従ってパケットを転送する。   Each wireless router 1 to 9 transmits and receives signals with other wireless routers implemented in neighboring nodes via wireless links. Also, each of the wireless routers 1 to 9 transfers a packet in accordance with the route and communication resource specified by the communication route control device 10.

さらに、各無線ルータ１〜９は、１または複数の無線端末を収容することができ、無線アクセスポイントとして動作し得る。すなわち、各無線ルータ１〜９は、無線端末から出力される上りリンク信号を受信し、無線端末へ下り信号を送信する。また、各無線ルータ１〜９は、他の無線ルータ１〜９との間で無線信号を送信および受信することができる。すなわち、無線ルータ１〜９は、マルチホップルータとして動作し得る。   Furthermore, each wireless router 1-9 may house one or more wireless terminals and may operate as a wireless access point. That is, each of the wireless routers 1 to 9 receives the uplink signal output from the wireless terminal, and transmits the downlink signal to the wireless terminal. In addition, each wireless router 1 to 9 can transmit and receive wireless signals with other wireless routers 1 to 9. That is, the wireless routers 1 to 9 can operate as multi-hop routers.

無線ルータ１〜９のうちの１つは、ゲートウェイルータとして動作する。図１に示す例では、無線ルータ１がゲートウェイルータとして動作する。ゲートウェイルータは、無線ネットワーク１００と不図示の他のネットワークとを接続することができる。各無線ルータ１〜９は、電波環境として、他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度を測定することができる。   One of the wireless routers 1 to 9 operates as a gateway router. In the example shown in FIG. 1, the wireless router 1 operates as a gateway router. The gateway router can connect the wireless network 100 to another network (not shown). Each of the wireless routers 1 to 9 can measure the reception strength of beacon signals periodically transmitted from other wireless routers as a radio wave environment.

各無線端末１１は、無線リンクを介して、隣接ノードに実装されている無線ルータ１〜９との間で信号を送信および受信する。このとき、各無線端末１１は、自分が接続する無線ルータから通知されるリソース情報に従ってパケットを送信および受信する。リソース情報は、無線端末に割り当てられたリソース（例えば、時間スロット）を指定する情報を含む。   Each wireless terminal 11 transmits and receives signals to / from wireless routers 1 to 9 implemented in adjacent nodes via wireless links. At this time, each wireless terminal 11 transmits and receives a packet according to the resource information notified from the wireless router to which it is connected. The resource information includes information specifying a resource (for example, a time slot) assigned to the wireless terminal.

通信経路制御装置１０は、無線ネットワーク１００の状態を管理すると共に、無線ネットワーク１００の動作を制御する。すなわち、通信経路制御装置１０は、各無線通信装置（無線ルータ１〜９、無線端末１１）の位置および無線通信装置間に設定される無線リンクを管理する。   The communication path control device 10 manages the state of the wireless network 100 and controls the operation of the wireless network 100. That is, the communication path control device 10 manages the position of each wireless communication device (wireless routers 1 to 9 and wireless terminal 11) and the wireless link set between the wireless communication devices.

また、通信経路制御装置１０は、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間にそれぞれ複数の通信経路を設定する。そして、通信経路制御装置１０は、無線ルータ１〜９により測定される電波環境に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択する。   The communication path control device 10 sets a plurality of communication paths between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9, respectively. Then, the communication path control device 10 selects one of a plurality of communication paths set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 based on the radio wave environment measured by the wireless routers 1 to 9, respectively. Select one or more communication paths.

通信経路制御装置１０は、選択された各通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てる。そして、通信経路制御装置１０は、割り当てられた通信リソースを表すリソース情報を複数の無線ルータ１〜９に通知する。   The communication path control device 10 allocates different communication resources to each of the selected communication paths. Then, the communication path control device 10 notifies the plurality of wireless routers 1 to 9 of resource information representing the allocated communication resources.

また、通信経路制御装置１０は、無線端末１１が各無線ルータ１〜９から受信する無線信号の強度についての測定結果に基づいて、複数の無線ルータ１〜９の中から無線端末１１が接続する無線ルータを選択する。そして、通信経路制御装置１０は、選択された無線ルータ１〜９に対して、無線端末１１が接続することを表す情報を通知する。   Also, the communication path control device 10 connects the wireless terminal 11 among the plurality of wireless routers 1 to 9 based on the measurement result of the strength of the wireless signal received by the wireless terminal 11 from each of the wireless routers 1 to 9 Choose a wireless router. Then, the communication path control device 10 notifies the selected wireless routers 1 to 9 of information indicating that the wireless terminal 11 is connected.

図２では、無線ルータ１〜９により測定される電波環境に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路が選択されている。図２の例では、無線端末１１が接続する無線ルータとして無線ルータ７が選択されている。以下、説明の都合上、「無線ルータ１」を「Ｇ１」と表記し、「無線ルータ２〜無線ルータ９」をそれぞれ「Ｒ２〜Ｒ９」と表記する場合がある。   In FIG. 2, based on the radio wave environment measured by the wireless routers 1 to 9, one or more communications are selected from the plurality of communication paths set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9. A route has been selected. In the example of FIG. 2, the wireless router 7 is selected as a wireless router to which the wireless terminal 11 connects. Hereinafter, for convenience of description, “wireless router 1” may be described as “G1”, and “wireless router 2 to wireless router 9” may be described as “R2 to R9”, respectively.

無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間にそれぞれ複数の通信経路が設定される。図１〜図２に示す例では、例えば、無線ルータ１と無線ルータ７との間に９本の通信経路「Ｇ１−Ｒ２−Ｒ５−Ｒ６−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ２−Ｒ６−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ２−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ３−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ４−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ４−Ｒ３−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ４−Ｒ８−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ４−Ｒ９−Ｒ８−Ｒ７」を設定してもよい。   A plurality of communication paths are set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9, respectively. In the example illustrated in FIGS. 1 to 2, for example, nine communication paths “G1-R2-R5-R6-R7” and “G1-R2-R6-R7” between the wireless router 1 and the wireless router 7; "G1-R2-R3-R7", "G1-R2-R7", "G1-R3-R7", "G1-R4-R7", "G1-R4-R3-R7", "G1-R4-R8" -R7 "and" G1-R4-R9-R8-R7 "may be set.

図２の実施形態では、通信経路制御装置１０は、無線ルータ１〜９により測定される電波環境に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている９本の通信経路を予め静的経路として作成しておく。この静的経路は、ネットワーク運用開始から永続的に使用される。予め静的経路を構築しておくことにより、制御パケットおよび遅延時間を最小限に抑えることができる。この場合、最短経路だけではなく、複数の冗長経路が設定される。これにより、通信経路の高信頼性を実現するとともに、遅延時間を最小にすることができる。   In the embodiment of FIG. 2, the communication route control apparatus 10 is configured to set nine communication routers between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 based on the radio wave environment measured by the wireless routers 1 to 9. Communication routes are created in advance as static routes. This static route is used permanently from the start of network operation. By establishing static routes in advance, control packets and delay times can be minimized. In this case, not only the shortest path but a plurality of redundant paths are set. Thus, high reliability of the communication path can be realized, and delay time can be minimized.

そして、通信経路制御装置１０は、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている９本の通信経路の中から、一例として、３本の通信経路「Ｇ１−Ｒ２−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ３−Ｒ７」、「Ｇ１−Ｒ４−Ｒ７」すなわち、通信経路３１、３２、３３を選択する。通信経路３１、３２、３３は、各無線ルータ１〜９において測定される、他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度に基づいて、無線ルータ１と無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の通信経路の中から１または複数の動的経路として選択される。   Then, the communication path control device 10 selects three communication paths “G1-R2-R7” as an example out of nine communication paths set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2-9. "G1-R3-R7", "G1-R4-R7", that is, communication paths 31, 32, 33 are selected. The communication paths 31, 32, 33 are based on the reception strengths of beacon signals periodically transmitted from other wireless routers measured by the respective wireless routers 1 to 9, and the wireless router 1 and the wireless routers 2 to 9 Are selected as one or more dynamic paths from among the plurality of communication paths set up between.

なお、以下の記載において、「ノード」は、無線ネットワーク１００内で無線ルータまたは無線端末が実装される位置を表す。すなわち、無線ネットワーク１００の各ノードに無線通信装置（無線ルータまたは無線端末）が実装される。   In the following description, “node” indicates a position in the wireless network 100 where a wireless router or a wireless terminal is mounted. That is, a wireless communication device (wireless router or wireless terminal) is implemented in each node of the wireless network 100.

図３は、本発明の実施形態に係わる通信経路制御装置の一例を示す。
通信経路制御装置１０は、通信経路設定部４１、通信経路選択部４２、リソース割当て部４３、ルータ選択部４４、メモリ４５および通知部４６を備える。メモリ４５には、経路テーブルおよび経路情報が格納されている。なお、通信経路制御装置１０は、図３に示していない他の機能を備えていてもよい。また、メモリ４５は、図３に示していない他の情報を格納していてもよい。 FIG. 3 shows an example of a communication path control apparatus according to an embodiment of the present invention.
The communication route control apparatus 10 includes a communication route setting unit 41, a communication route selection unit 42, a resource assignment unit 43, a router selection unit 44, a memory 45, and a notification unit 46. The memory 45 stores a route table and route information. The communication path control device 10 may have other functions not shown in FIG. The memory 45 may also store other information not shown in FIG.

無線ルータ１〜９は、周辺環境測定部５１およびリソース割当て部５２を備える。なお、無線ルータ１〜９は、図３に示していない他の機能を備えていてもよい。   The wireless routers 1 to 9 include a peripheral environment measurement unit 51 and a resource assignment unit 52. The wireless routers 1 to 9 may have other functions not shown in FIG.

周辺環境測定部５１は、自装置の周辺の電波環境を測定する。一例としては、周辺環境測定部５１は、自己の無線ルータの周辺にある他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度（即ち、ＲＳＳＩ）を周期的に測定する。そして、周辺環境測定部５１は、この測定結果を保持し、測定結果報告（ＭＲＥＰ：Measurement Report）を利用して測定結果を通信経路制御装置１０へ通知する。本実施形態において、隣接するノードとは、ビーコン信号が届く範囲内に位置する無線ルータをいう。   The surrounding environment measuring unit 51 measures the radio wave environment around the own device. As an example, the surrounding environment measurement unit 51 periodically measures the reception strength (that is, the RSSI) of beacon signals periodically transmitted from other wireless routers in the vicinity of the wireless router of its own. Then, the surrounding environment measurement unit 51 holds the measurement result, and notifies the communication route control apparatus 10 of the measurement result by using a measurement result report (MREP: Measurement Report). In this embodiment, the adjacent node refers to a wireless router located within the reach of the beacon signal.

リソース割当て部５２は、通信経路制御装置１０から通知されるリソース情報に従って、各無線ルータ１〜９と無線端末１１との間の通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てる。リソース割当て部５２により割り当てられる通信リソースは、例えば、時間スロットである。   The resource assignment unit 52 assigns different communication resources to the communication route between each of the wireless routers 1 to 9 and the wireless terminal 11 in accordance with the resource information notified from the communication route control apparatus 10. The communication resource allocated by the resource allocation unit 52 is, for example, a time slot.

無線端末１１は、周辺環境測定部６１を備える。なお、無線端末１１は、図３に示していない他の機能を備えていてもよい。   The wireless terminal 11 includes a peripheral environment measurement unit 61. The wireless terminal 11 may have other functions not shown in FIG.

周辺環境測定部６１は、無線ルータ１〜９の周辺環境測定部５１と同様に、自装置の周辺の電波環境を測定する。一例として、周辺環境測定部６１は、自己の無線端末１１の周辺にある無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度（ＲＳＳＩ）を周期的に測定する。そして、周辺環境測定部６１は、この測定結果を保持し、測定結果報告（ＭＲＥＰ）を利用して測定結果を通信経路制御装置１０へ通知する。また、無線端末１１は、無線ルータ１〜９から通知されるリソース情報に従って通信を行う。   The peripheral environment measurement unit 61 measures the radio wave environment around the own device as the peripheral environment measurement unit 51 of the wireless routers 1 to 9 does. As an example, the surrounding environment measurement unit 61 periodically measures the received signal strength indicator (RSSI) of a beacon signal periodically transmitted from a wireless router in the vicinity of the wireless terminal 11 of its own. Then, the surrounding environment measurement unit 61 holds the measurement result, and notifies the communication route control apparatus 10 of the measurement result using the measurement result report (MREP). Also, the wireless terminal 11 performs communication in accordance with the resource information notified from the wireless routers 1 to 9.

通信経路設定部４１は、ゲートウェイルータとして動作する無線ルータ１とマルチホップルータとして動作する各無線ルータ２〜９との間にそれぞれ複数の通信経路を設定する。一例として、通信経路設定部４１は、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に、それぞれ、通信コストの低い順に所定数の通信経路を設定する。通信コストは、通信経路のホップ数、遅延時間、トラフィック量、距離、電波強度等のうち、１または複数の組み合わせに基づいて算出される。   The communication path setting unit 41 sets a plurality of communication paths between the wireless router 1 operating as a gateway router and each of the wireless routers 2 to 9 operating as a multi-hop router. As an example, the communication path setting unit 41 sets a predetermined number of communication paths between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 in ascending order of communication cost. The communication cost is calculated based on one or a plurality of combinations of the number of hops in the communication path, the delay time, the traffic volume, the distance, the radio wave intensity, and the like.

通信経路選択部４２は、各無線ルータ１〜９により測定される電波環境に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択する。一例として、通信経路選択部４２は、各無線ルータ１〜９において測定される、他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度に基づいて、ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に設定されている複数の静的な通信経路の中からそれぞれ１または複数の動的な通信経路を選択する。例えば、図２の例においては、無線ルータ１と無線ルータ７との間に９本の静的な通信経路が設定されており、通信経路選択部４２は、それら通信経路の中から３つの動的な通信経路３１、３２、３３を選択している。   The communication path selection unit 42 selects one of the plurality of communication paths set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 based on the radio wave environment measured by each of the wireless routers 1 to 9. Or select multiple communication paths. As an example, the communication route selection unit 42 determines whether the gateway router and each multi-hop router are connected based on the reception strength of the beacon signal periodically transmitted from the other wireless routers measured in each of the wireless routers 1 to 9. One or more dynamic communication paths are selected from the plurality of static communication paths set up between them. For example, in the example of FIG. 2, nine static communication paths are set between the wireless router 1 and the wireless router 7, and the communication path selection unit 42 selects three of the three communication paths. Communication paths 31, 32, and 33 are selected.

リソース割当て部４３は、通信経路選択部４２により選択された各通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てる。リソース割当て部４３により割り当てられる通信リソースは、例えば、時間スロットである。この場合、各通信経路に対して異なる時間スロットが割り当てられる。リソース割当て部４３は、メモリ４５の経路情報を参照し、リソース割当てを表すリソース情報を生成する。リソース情報は、各通信経路に対する時間スロット情報を含む。時間スロット情報は、各時間スロットにおいてデータ送信が許可される通信経路を表す。通信経路と時間スロットの割当てについては後述する。   The resource allocation unit 43 allocates different communication resources to each communication path selected by the communication path selection unit 42. The communication resource allocated by the resource allocation unit 43 is, for example, a time slot. In this case, different time slots are assigned to each communication path. The resource assignment unit 43 refers to the path information in the memory 45 and generates resource information representing resource assignment. The resource information includes time slot information for each communication path. The time slot information represents a communication path for which data transmission is permitted in each time slot. The assignment of communication paths and time slots will be described later.

ルータ選択部４４は、無線端末１１が各無線ルータ１〜９から受信する無線信号の強度についての測定結果に基づいて、複数の無線ルータ１〜９の中から無線端末１１が接続する無線ルータを選択する。一例として、ルータ選択部４４は、無線端末１１の周辺に位置する無線ルータ１〜９のうち、無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度（即ち、ＲＳＳＩ）が大きい無線ルータを無線端末１１が接続する無線ルータとして選択する。   The router selection unit 44 selects a wireless router to which the wireless terminal 11 connects from among the plurality of wireless routers 1 to 9 based on the measurement result of the strength of the wireless signal received by the wireless terminal 11 from each of the wireless routers 1 to 9. select. As an example, the router selection unit 44 wirelessly transmits a wireless router having a large reception strength (that is, RSSI) of a beacon signal periodically transmitted from the wireless router among the wireless routers 1 to 9 located around the wireless terminal 11 The terminal 11 is selected as a wireless router to be connected.

次に、通信経路と時間スロットの割当てについて説明する。図４は、本発明の実施形態に係わる無線ネットワークの一例を示す。図４では、通信経路と時間スロットの割当てについて説明をわかりやすくするために、図１、図２の無線ネットワークの構成を簡略化している。図４の無線ネットワーク１００は、無線ルータ１〜４、無線端末１１および通信経路制御装置１０を備える。無線ルータ１は、ゲートウェイルータとして動作する。無線ルータ２〜４は、マルチホップルータとして動作する。無線端末１１は、無線ルータ２に収容されている。なお、図４において、無線ルータ１〜４間を接続する線は、無線リンクを表している。すなわち、互いに隣接する無線ルータ１〜４は、無線リンクを介して互いに無線信号を送受信できる。なお、図面を見やすくするために省略されているが、無線ルータ２、４も互いに隣接しているものとする。   Next, allocation of communication paths and time slots will be described. FIG. 4 shows an example of a wireless network according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the configuration of the wireless network of FIGS. 1 and 2 is simplified in order to facilitate the explanation of the communication paths and the assignment of time slots. The wireless network 100 of FIG. 4 includes the wireless routers 1 to 4, the wireless terminal 11, and the communication path control device 10. The wireless router 1 operates as a gateway router. The wireless routers 2 to 4 operate as multihop routers. The wireless terminal 11 is accommodated in the wireless router 2. In FIG. 4, lines connecting between the wireless routers 1 to 4 represent wireless links. That is, the wireless routers 1 to 4 adjacent to each other can transmit and receive wireless signals to each other via the wireless link. Although omitted for the sake of clarity, it is assumed that the wireless routers 2 and 4 are also adjacent to each other.

図５は、図４の無線ネットワーク１００における通信経路と時間スロットの割当ての一例を示す。この実施例では、４００個の時間スロットが無線ルータ１〜４に割り当てられる。具体的には、時間スロットＴ０〜Ｔ３９９は、１０個単位でそれぞれ１つの通信経路に割当てられる。すなわち、リソース割当て部４３は、１０個の時間スロットを一群の時間スロットとしてそれぞれ１つの通信経路に対して割り当てる。図５の例では、時間スロットＴ０〜Ｔ１５９は、それぞれ無線ルータ１から無線端末１１に向かう下り方向の通信経路に割り当てられている。一方、時間スロットＴ２４０〜Ｔ３９９は、無線端末１１から無線ルータ１に向かう上り方向の通信経路が割り当てられている。なお、時間スロットＴ１６０〜Ｔ２３９は未使用である。   FIG. 5 shows an example of allocation of communication paths and time slots in the wireless network 100 of FIG. In this example, 400 time slots are assigned to wireless routers 1-4. Specifically, time slots T0 to T399 are assigned to one communication path in units of ten. That is, the resource assignment unit 43 assigns ten time slots as one group of time slots to one communication path. In the example of FIG. 5, the time slots T0 to T159 are assigned to the communication paths in the downlink direction from the wireless router 1 to the wireless terminal 11, respectively. On the other hand, in the time slots T240 to T399, an uplink communication path from the wireless terminal 11 to the wireless router 1 is assigned. The time slots T160 to T239 are unused.

下り方向の通信経路が割り当てられている例として、例えば、時間スロットＴ０〜Ｔ９は、無線ルータ１から無線ルータ２に向かう通信経路に割り当てられている。そして、時間スロットＴ１０〜Ｔ１９は、無線ルータ２から無線端末１１に向かう通信経路に割り当てられている。例えば、時間スロットＴ１０〜Ｔ１９は、１０個の時間スロットを有するため、１０台の無線端末１１を収容することができる。この場合、無線ルータ２は、時間スロットＴ１０〜Ｔ１９をそれぞれどの無線端末に割り当てるのかを決定することができる。時間スロットＴ２０〜Ｔ２９は、無線ルータ１から無線ルータ３に向かう通信経路に割り当てられている。時間スロットＴ３０〜Ｔ３９は、無線ルータ３から無線ルータ２に向かう通信経路に割り当てられている。そして、時間スロットＴ４０〜Ｔ４９は、無線ルータ２から無線端末１１に向かう通信経路に割り当てられている。この場合も、無線ルータ２は、時間スロットＴ４０〜Ｔ４９をそれぞれどの無線端末に割り当てるのかを決定することができる。   As an example in which the downlink communication path is allocated, for example, time slots T0 to T9 are allocated to the communication path from the wireless router 1 to the wireless router 2. The time slots T10 to T19 are allocated to the communication route from the wireless router 2 to the wireless terminal 11. For example, since time slots T10 to T19 have ten time slots, ten radio terminals 11 can be accommodated. In this case, the wireless router 2 can determine to which wireless terminal each of the time slots T10 to T19 is assigned. The time slots T20 to T29 are assigned to the communication path from the wireless router 1 to the wireless router 3. The time slots T30 to T39 are assigned to the communication path from the wireless router 3 to the wireless router 2. The time slots T40 to T49 are assigned to the communication route from the wireless router 2 to the wireless terminal 11. Also in this case, the wireless router 2 can determine to which wireless terminal each of the time slots T40 to T49 is assigned.

また、上り方向の通信経路が割り当てられている例として、例えば、時間スロットＴ３００〜Ｔ３０９は、無線端末１１から無線ルータ３に向かう通信経路に割り当てられている。時間スロットＴ３１０〜Ｔ３１９は、無線ルータ３から無線ルータ２に向かう通信経路に割り当てられている。そして、時間スロットＴ３２０〜Ｔ３２９は、無線ルータ２から無線ルータ１に向かう通信経路に割り当てられている。同様に、時間スロットＴ３８０〜Ｔ３８９は、無線端末１１から無線ルータ２に向かう通信経路に割り当てられている。そして、時間スロットＴ３９０〜Ｔ３９９は、無線ルータ２から無線ルータ１に向かう通信経路に割り当てられている。   Further, as an example in which the uplink communication path is allocated, for example, time slots T300 to T309 are allocated to the communication path from the wireless terminal 11 to the wireless router 3. The time slots T310 to T319 are assigned to the communication route from the wireless router 3 to the wireless router 2. The time slots T320 to T329 are assigned to the communication route from the wireless router 2 to the wireless router 1. Similarly, time slots T380 to T389 are assigned to the communication path from the wireless terminal 11 to the wireless router 2. The time slots T390 to T399 are assigned to the communication route from the wireless router 2 to the wireless router 1.

図５のリソース情報によると、例えば、時間スロットＴ０〜Ｔ９において、無線ルータ１から無線ルータ２に向かう通信経路が送信可能であり、時間スロットＴ１０〜Ｔ１９において、無線ルータ２から無線端末１１に向かう通信経路が送信可能である状態が示されている。   According to the resource information of FIG. 5, for example, in time slots T0 to T9, a communication route from the wireless router 1 to the wireless router 2 can be transmitted, and in time slots T10 to T19, the wireless router 2 goes from the wireless router 11 A state in which the communication path can be transmitted is shown.

無線ルータ１から無線端末１１にパケットを送信する場合について考える。まず、無線ルータ１は、時間スロットＴ０〜Ｔ９において、無線ルータ１から無線ルータ２に向かう下り方向の通信経路でパケットを無線ルータ２へ送信することができる。そして、無線ルータ２は、時間スロットＴ１０〜Ｔ１９において、無線ルータ２から無線端末１１に向かう下り方向の通信経路で無線ルータ１から送信されたパケットを無線ルータ２に収容されている無線端末１１へ送信することができる。   The case of transmitting a packet from the wireless router 1 to the wireless terminal 11 will be considered. First, in time slots T0 to T9, the wireless router 1 can transmit a packet to the wireless router 2 through the downstream communication path from the wireless router 1 to the wireless router 2. Then, in time slot T10 to T19, the wireless router 2 transmits the packet transmitted from the wireless router 1 along the downlink communication route from the wireless router 2 to the wireless terminal 11 to the wireless terminal 11 accommodated in the wireless router 2 Can be sent.

ここで、無線ルータ２と接続していた無線端末１１が移動することにより、無線ルータ２から受信する無線信号の強度が下がり、無線ルータ３から受信する無線信号の強度が上がった場合について考える。この場合、無線端末１１により測定されたＲＳＳＩが通信経路制御装置１０に通知され、ルータ選択部４４は、通知されたＲＳＳＩに基づいて、無線端末１１の新たな接続先として、無線ルータ２より無線信号の強度が高い無線ルータ３を選択する。   Here, a case is considered where the strength of the wireless signal received from the wireless router 2 decreases and the strength of the wireless signal received from the wireless router 3 increases due to the movement of the wireless terminal 11 connected to the wireless router 2. In this case, the communication path control device 10 is notified of the RSSI measured by the wireless terminal 11, and the router selection unit 44 transmits the wireless connection from the wireless router 2 as a new connection destination of the wireless terminal 11 based on the notified RSSI. The wireless router 3 with high signal strength is selected.

無線端末１１の新たな接続先として無線ルータ３が選択されたケースにおいて、無線ルータ１から無線端末１１にパケットを送信する場合について考える。まず、無線ルータ１は、時間スロットＴ５０〜Ｔ５９において、無線ルータ１から無線ルータ３に向かう下り方向の通信経路でパケットを無線ルータ３へ送信することができる。そして、無線ルータ３は、時間スロットＴ６０〜Ｔ６９において、無線ルータ３から無線端末１１に向かう下り方向の通信経路で無線ルータ１から送信されたパケットを無線ルータ３に収容されている無線端末１１へ送信することができる。   In the case where the wireless router 3 is selected as a new connection destination of the wireless terminal 11, a case will be considered in which a packet is transmitted from the wireless router 1 to the wireless terminal 11. First, at time slots T50 to T59, the wireless router 1 can transmit a packet to the wireless router 3 through the downlink communication path from the wireless router 1 to the wireless router 3. Then, at time slots T60 to T69, the wireless router 3 transmits the packet transmitted from the wireless router 1 along the downlink communication route from the wireless router 3 to the wireless terminal 11 to the wireless terminal 11 accommodated in the wireless router 3. Can be sent.

また、無線ルータ３に収容されている無線端末１１は、時間スロットＴ３３０〜Ｔ３３９において、無線端末１１から無線ルータ３に向かう上り方向の通信経路で無線ルータ３にパケットを送信することができる。そして、無線ルータ３は、時間スロットＴ３４０〜Ｔ３４９において、無線ルータ３から無線ルータ１に向かう上り方向の通信経路で無線端末１１から送信されたパケットを無線ルータ１へ送信することができる。   In addition, the wireless terminal 11 accommodated in the wireless router 3 can transmit a packet to the wireless router 3 through the upstream communication path from the wireless terminal 11 to the wireless router 3 in time slots T330 to T339. Then, in time slots T340 to T349, the wireless router 3 can transmit the packet transmitted from the wireless terminal 11 to the wireless router 1 through the communication path in the upward direction from the wireless router 3 to the wireless router 1.

通知部４６は、リソース割当て部４３により割り当てられた通信リソースを表すリソース情報を複数の無線ルータ１〜９に通知する。更に、通知部４６は、ルータ選択部４４により選択された無線ルータに対して、無線端末１１が接続することを表す情報を通知する。   The notification unit 46 notifies the plurality of wireless routers 1 to 9 of resource information representing the communication resource allocated by the resource allocation unit 43. Furthermore, the notification unit 46 notifies the wireless router selected by the router selection unit 44 of information indicating that the wireless terminal 11 is connected.

無線ルータ１〜９は、リソース割当て部４３により割り当てられたリソース情報を自装置内のメモリに保存する。そして、リソース割当て部５２は、このリソース情報を利用して通信を制御する。また、無線ルータ１〜９は、配下の無線端末１１に対して、その無線端末が通信可能な時間スロットを決定して通知する。そして、無線端末１１は、通知された時間スロットを使用して通信を行う。   The wireless routers 1 to 9 store the resource information allocated by the resource allocation unit 43 in the memory in the own device. Then, the resource allocation unit 52 controls communication using this resource information. Also, the wireless routers 1 to 9 determine and notify time slots in which the wireless terminal can communicate with the subordinate wireless terminal 11. Then, the wireless terminal 11 performs communication using the notified time slot.

このように、通信経路制御装置１０は、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の静的な通信経路の中から動的に選択された通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てる。ここで、電波環境に基づく通信経路の動的な選択は、予め設定されている複数の通信経路の中から行われる。したがって、複雑な制御シーケンスなしで、電波環境に応じた好適な通信経路を短い時間内に構築することができる。更に、最短経路だけでなく複数の冗長経路を持たせることができ、高信頼性を実現することができる。   As described above, the communication route control apparatus 10 can set the communication route dynamically selected from among a plurality of static communication routes set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9. Allocate different communication resources. Here, the dynamic selection of the communication path based on the radio wave environment is performed from among a plurality of communication paths set in advance. Therefore, a suitable communication path according to the radio wave environment can be established in a short time without complicated control sequences. Furthermore, not only the shortest path but also a plurality of redundant paths can be provided, and high reliability can be realized.

図６は、本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法の一例を示す。
通信経路制御装置１０は、プランニング処理の開始の指示を受け付けると、ネットワーク条件設定から指定された伝搬モデルを使って、任意のノードから送信される信号の受信強度（ＲＳＳＩ）を推定する無線シミュレーションを行う（Ｓ１１）。 FIG. 6 shows an example of a communication path control method according to an embodiment of the present invention.
When the communication route control apparatus 10 receives an instruction to start the planning process, it uses a propagation model specified from network condition settings to estimate a received signal strength indicator (RSSI) of a signal transmitted from an arbitrary node. Perform (S11).

通信経路制御装置１０は、無線シミュレーションにより得られた受信強度（ＲＳＳＩ）を入力値として、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間の複数の通信経路から、通信コストが低い順に所定数の静的な通信経路（例えば、２０経路分）を設定する経路設定を行う（Ｓ１２）。経路設定では、静的経路の設定が行われる。通信経路制御装置１０は、静的経路の設定結果を経路情報としてメモリ４５に格納する。経路情報はネットワーク条件設定の情報を含む。従って、通信経路制御装置１０は、プランニング処理の開始時にメモリ４５の経路情報内のネットワーク条件設定を読み込むことで、静的な経路設定を行うことができる。   The communication route control apparatus 10 uses the reception strength (RSSI) obtained by the wireless simulation as an input value and sets a predetermined number of communication routes between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 in ascending order of communication cost Path setting for setting a static communication path (for example, 20 paths) is performed (S12). In route setting, setting of a static route is performed. The communication route control apparatus 10 stores the setting result of the static route in the memory 45 as route information. The route information includes information of network condition setting. Therefore, the communication route control apparatus 10 can perform static route setting by reading the network condition setting in the route information of the memory 45 at the start of the planning process.

通信経路制御装置１０は、無線ルータ１〜９から経路要求（ＲＲＥＱ：Route Request）を受信すると（Ｓ１３）、経路要求に対する経路応答（ＲＲＥＰ：Route Reply）を利用してＳ１２で設定した静的な経路設定の結果を各無線ルータ１〜９へ通知する（Ｓ１４）。このように、静的な通信経路を事前に構築しておくことで、トラフィック発生時にあらためて経路構築の必要がないため、経路構築にかかる時間を削減することができる。なお、本実施形態においては、ネットワーク運用の開始時に１度だけ静的経路設定が行われるがこの限りではなく、任意のタイミングで静的経路設定を行なってもよい。   When the communication route control apparatus 10 receives a route request (RREQ: Route Request) from the wireless routers 1 to 9 (S13), the static route set in S12 using the route response to the route request (RREP: Route Reply) The result of the route setting is notified to each of the wireless routers 1 to 9 (S14). As described above, by establishing a static communication path in advance, it is possible to reduce the time required for path construction since it is not necessary to establish a path again when traffic is generated. In the present embodiment, the static route setting is performed only once at the start of the network operation. However, the present invention is not limited to this, and the static route setting may be performed at an arbitrary timing.

通信経路制御装置１０は、無線端末１１の周辺環境測定部６１で測定された周辺環境情報および無線ルータ１〜９の周辺環境測定部５１で測定された周辺環境情報を測定結果報告（ＭＲＥＰ）として受信する（Ｓ１５、Ｓ１６）。   The communication route control apparatus 10 uses the peripheral environment information measured by the peripheral environment measurement unit 61 of the wireless terminal 11 and the peripheral environment information measured by the peripheral environment measurement unit 51 of the wireless routers 1 to 9 as a measurement result report (MREP) It receives (S15, S16).

通信経路制御装置１０は、無線端末１１および無線ルータ１〜９において測定された周辺環境情報に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の静的経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を動的に選択する経路選択を行う（Ｓ１７）。例えば、静的経路として２０本の通信経路が設定されている場合において、その２０本の通信経路の中から３本の通信経路が動的経路として選択される。   The communication route control apparatus 10 sets a plurality of static routes set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 based on the surrounding environment information measured in the wireless terminal 11 and the wireless routers 1 to 9. Path selection for dynamically selecting one or a plurality of communication paths from among the above (S17). For example, in the case where 20 communication paths are set as static paths, three communication paths are selected as dynamic paths from the 20 communication paths.

通信経路制御装置１０は、選択された動的経路に対して異なる時間スロットを割り当てるリソース割当てを行う（Ｓ１８）。   The communication path control device 10 performs resource allocation for allocating different time slots to the selected dynamic path (S18).

通信経路制御装置１０は、複数の静的経路の中から選択された動的経路の情報および動的経路毎に割り当てられた通信リソースの情報を、ＲＩＮＤ（Route Indicator）を利用して無線ルータ１〜９へ通知する経路通知を行う（Ｓ１９）。   The communication route control apparatus 10 uses the RIND (Route Indicator) to determine the information on the dynamic route selected from among the plurality of static routes and the information on the communication resource allocated for each dynamic route. Route notification to notify to 9 is performed (S19).

通信経路制御装置１０は、無線端末１１において測定された周辺環境情報に基づいて、複数の無線ルータ１〜９の中から無線端末１１の接続先となる無線ルータの選択を行う（Ｓ２０）。   The communication path control device 10 selects a wireless router as a connection destination of the wireless terminal 11 from the plurality of wireless routers 1 to 9 based on the surrounding environment information measured in the wireless terminal 11 (S20).

通信経路制御装置１０は、無線端末１１の接続先となる選択された無線ルータの情報を、ＲＯＡＭ（Roaming Request）を利用して無線ルータ１〜９および無線端末１１へ通知する接続先通知を行う（Ｓ２１、Ｓ２２）。   The communication path control device 10 performs connection destination notification to notify the wireless routers 1 to 9 and the wireless terminal 11 of the information on the selected wireless router to which the wireless terminal 11 is connected using ROAM (Roaming Request). (S21, S22).

＜静的な通信経路の設定＞
図７は、本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法のうち、静的な通信経路を設定する方法の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、図６のＳ１２の処理に相当する。静的な通信経路の設定は、ゲートウェイノードや、マルチホップノードのような移動しないノードについて、所定のネットワーク条件に基づき予め通信コストの小さい経路を構築するために行われる。 <Setting of static communication route>
FIG. 7 is a flow chart showing an example of a method of setting a static communication path in the communication path control method according to the embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 7 corresponds to the process of S12 of FIG. The setting of the static communication route is performed to establish a route with a small communication cost in advance based on predetermined network conditions for a non-moving node such as a gateway node or a multi-hop node.

図７では、説明の便宜上、無線ネットワーク１００は、同一のネットワークＩＤ（ＮＷ−ＩＤ）で、ゲートウェイノードが１つである場合について説明するが、これに限られるものではない。また、通信経路の構築には、ダイクストラ法などの計算量削減アルゴリズムを適用せず、総当たりにより経路構築することもできるが、これに限られるものではない。   Although FIG. 7 illustrates the case where the wireless network 100 has one gateway node with the same network ID (NW-ID) for convenience of description, the present invention is not limited thereto. In addition, in order to construct a communication route, a route may be constructed by a brute force method without applying a computational complexity reduction algorithm such as Dijkstra's algorithm, but it is not limited thereto.

Ｓ３１において、通信経路設定部４１は、ゲートウェイルータとして動作する無線ルータ１を選択する。Ｓ３２において、通信経路設定部４１は、ゲートウェイルータとして動作する無線ルータ１に隣接するマルチホップルータとして動作する無線ルータ２〜９のうちいずれかの無線ルータを選択する。   In S31, the communication path setting unit 41 selects the wireless router 1 operating as a gateway router. In S32, the communication path setting unit 41 selects one of the wireless routers 2 to 9 operating as a multi-hop router adjacent to the wireless router 1 operating as a gateway router.

Ｓ３３において、通信経路設定部４１は、ゲートウェイルータとＳ３３で選択したマルチホップルータとの間の通信経路をメモリ４５内の経路テーブルに追加する。これにより、ゲートウェイノードとして動作し得る無線ルータ１と該ゲートウェイノードに隣接するマルチホップルータとの間の経路が登録される。   In S33, the communication path setting unit 41 adds the communication path between the gateway router and the multihop router selected in S33 to the path table in the memory 45. Thereby, a route between the wireless router 1 which can operate as a gateway node and a multi-hop router adjacent to the gateway node is registered.

Ｓ３４において、通信経路設定部４１は、ゲートウェイルータに隣接する全てのマルチホップルータを選択したか判定する。ゲートウェイルータに隣接する全てのマルチホップルータが選択されていない場合（Ｓ３４：Ｎｏ）には、ゲートウェイルータに隣接する全てのマルチホップルータが選択されるまでＳ３２〜Ｓ３４の処理が繰り返し実行される。   In S34, the communication path setting unit 41 determines whether all multi-hop routers adjacent to the gateway router have been selected. When all multi-hop routers adjacent to the gateway router are not selected (S34: No), the processes of S32 to S34 are repeatedly executed until all multi-hop routers adjacent to the gateway router are selected.

ゲートウェイルータに隣接する全てのマルチホップルータが選択された場合（Ｓ３４：Ｙｅｓ）には、Ｓ３５において、通信経路設定部４１は、マルチホップルータとして動作する各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の通信経路の中から中継対象経路を通信コストに基づき選択する。   When all the multihop routers adjacent to the gateway router are selected (S34: Yes), in S35, the communication path setting unit 41 sets up with each of the wireless routers 2 to 9 operating as the multihop router. The relay target route is selected based on the communication cost from among the plurality of communication routes being processed.

Ｓ３６において、通信経路設定部４１は、Ｓ３５において選択した経路がループを構成していないかチェックし、ループを構成していない場合（Ｓ３７：Ｎｏ）には、Ｓ３５で選択した経路をメモリ４５の経路テーブルに追加する（Ｓ３８）。Ｓ３５において選択した経路がループを構成している場合（Ｓ３７：Ｙｅｓ）には、Ｓ３８の処理を省略し、処理はＳ３９に進む。   In S36, the communication path setting unit 41 checks whether or not the path selected in S35 forms a loop. If the loop is not formed (S37: No), the path selected in S35 is stored in the memory 45. It adds to a routing table (S38). If the path selected in S35 constitutes a loop (S37: Yes), the process of S38 is omitted, and the process proceeds to S39.

Ｓ３９において、通信経路設定部４１は、経路テーブルに追加された経路の数が所定数（例えば、２０）に達したか判定する。経路テーブルに追加された経路の数が所定数に達していない場合（Ｓ３９：Ｎｏ）には、処理はＳ３５に戻り、経路テーブルに所定数の経路が登録されるまでＳ３５〜Ｓ３９の処理が繰り返し実行される。経路テーブルに追加された経路の数が所定数に達した場合（Ｓ３９：Ｙｅｓ）には、静的な通信経路を設定するフローチャートは終了となる。経路テーブルに登録された経路が静的な通信経路として設定される。   In S39, the communication path setting unit 41 determines whether the number of paths added to the path table has reached a predetermined number (for example, 20). If the number of routes added to the route table has not reached the predetermined number (S39: No), the process returns to S35, and the processes of S35 to S39 are repeated until a predetermined number of routes are registered in the route table. To be executed. If the number of routes added to the route table has reached a predetermined number (S39: Yes), the flowchart for setting a static communication route ends. The route registered in the route table is set as a static communication route.

＜通信経路の動的な選択＞
図８は、本発明の実施形態に係わる通信経路制御方法のうち、通信経路を動的に選択する方法の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図６のＳ１６〜Ｓ２１の処理に相当する。通信経路の動的な選択は、無線ルータ１〜９、無線端末１１で測定された周辺環境情報に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の静的経路の中からそれぞれ１または複数の経路を選択することにより実現される。 <Dynamic selection of communication path>
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method of dynamically selecting a communication path in the communication path control method according to the embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 8 corresponds to the process of S16 to S21 of FIG. The dynamic selection of the communication route is performed based on the peripheral environment information measured by the wireless routers 1 to 9 and the wireless terminal 11, a plurality of statics set between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9. This is realized by selecting one or more paths from among the target paths.

Ｓ５１において、通信経路選択部４２は、無線端末１１または無線ルータ１〜９で測定された周辺環境情報を通知する測定結果報告（ＭＲＥＰ）を待ち受ける。測定結果報告（ＭＲＥＰ）により周辺環境情報を受信すると（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、通信経路選択部４２は、受信した周辺環境情報に基づいて、無線ルータ１と各無線ルータ２〜９との間に設定されている複数の静的経路の中からそれぞれ１または複数の経路を動的経路として選択する（Ｓ５２）。   In S51, the communication path selection unit 42 waits for a measurement result report (MREP) for notifying the surrounding environment information measured by the wireless terminal 11 or the wireless routers 1 to 9. When the peripheral environment information is received by the measurement result report (MREP) (S51: Yes), the communication route selection unit 42 sets between the wireless router 1 and each of the wireless routers 2 to 9 based on the received peripheral environment information. One or more routes are selected as dynamic routes from among the plurality of static routes that have been selected (S52).

Ｓ５３において、リソース割当て部４３は、Ｓ５２で動的経路として選択された各通信経路に対して異なる通信リソース（実施例では、異なる時間スロット）を割り当てる。   In S53, the resource allocation unit 43 allocates different communication resources (in the embodiment, different time slots) to each communication path selected as the dynamic path in S52.

Ｓ５４において、通知部４６は、Ｓ５２で選択された動的経路の情報およびＳ５３で動的経路毎に割り当てられた通信リソースの情報を、ＲＩＮＤを利用して無線ルータ１〜９へ通知する経路通知を行う。   In S54, the notification unit 46 notifies the wireless routers 1 to 9 of using the RIND to notify the information on the dynamic route selected in S52 and the information on the communication resource allocated for each dynamic route in S53. I do.

Ｓ５５において、ルータ選択部４４は、無線端末１１において測定された周辺環境情報に基づいて、複数の無線ルータ１〜９の中から無線端末１１の接続先となる無線ルータを選択する。なお、無線端末１１が移動していない場合、または、無線端末１１と無線ルータ１〜９との間の電波状態が変化していない場合は、無線端末１１が接続中の無線ルータが継続して選択される。Ｓ５６において、通知部４６は、Ｓ５５で選択された無線端末１１の接続先となる無線ルータの情報を、ＲＯＡＭを利用して無線ルータ１〜９および無線端末１１へ通知する。なお、無線端末１１の接続先が変わらないときは、Ｓ５６の処理を省略してもよい。   In S55, based on the surrounding environment information measured in the wireless terminal 11, the router selection unit 44 selects a wireless router to which the wireless terminal 11 is to be connected, from among the plurality of wireless routers 1-9. When the wireless terminal 11 is not moving or when the radio wave state between the wireless terminal 11 and the wireless routers 1 to 9 is not changed, the wireless router connected to the wireless terminal 11 continues. It is selected. In S56, the notification unit 46 notifies the wireless routers 1 to 9 and the wireless terminal 11 of the information on the wireless router to which the wireless terminal 11 selected in S55 is connected using ROAM. When the connection destination of the wireless terminal 11 does not change, the process of S56 may be omitted.

Ｓ５７において、通信経路制御装置１０は、ネットワークが運用停止であるか判定する。ネットワークが稼働中である場合（Ｓ５７：Ｎｏ）には、通信経路制御装置１０の処理はＳ５１に戻り、測定結果報告（ＭＲＥＰ）を受信するとＳ５２〜Ｓ５７の処理が繰り返し実行される。したがって、ノードの配置が変化した場合など、電波環境が変化した場合には、好適な通信経路が動的に選択される。ここで、通信経路の動的な選択は、予め設定されている複数の通信経路の中から行われる。したがって、ノードの配置が変化した場合であっても、複雑な制御シーケンスなしで、電波環境に応じた好適な通信経路を短い時間で構築することができる。   In S57, the communication path control device 10 determines whether the network is in operation stop. When the network is in operation (S57: No), the processing of the communication path control device 10 returns to S51, and when the measurement result report (MREP) is received, the processing of S52 to S57 is repeatedly executed. Therefore, when the radio wave environment changes, such as when the arrangement of nodes changes, a suitable communication path is dynamically selected. Here, the dynamic selection of the communication path is performed from among a plurality of communication paths set in advance. Therefore, even when the arrangement of nodes changes, a suitable communication path according to the radio wave environment can be constructed in a short time without a complicated control sequence.

＜ハードウェア構成＞
通信経路制御装置１０は、プロセッサを備える。そして、通信経路設定部４１、通信経路選択部４２、リソース割当て部４３、ルータ選択部４４は、プロセッサを用いて通信経路制御プログラムを実行することにより実現される。この場合、通信経路制御プログラムは、プロセッサがアクセス可能なメモリ領域に格納される。なお、通信経路設定部４１、通信経路選択部４２、リソース割当て部４３、ルータ選択部４４の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。 <Hardware configuration>
The communication path control device 10 includes a processor. The communication path setting unit 41, the communication path selection unit 42, the resource allocation unit 43, and the router selection unit 44 are realized by executing a communication path control program using a processor. In this case, the communication path control program is stored in a memory area accessible to the processor. A part of the functions of the communication path setting unit 41, the communication path selection unit 42, the resource allocation unit 43, and the router selection unit 44 may be realized by a hardware circuit.

１〜９ 無線ルータ
１０ 通信経路制御装置
１１ 無線端末
３１〜３３ 通信経路
４１ 通信経路設定部
４２ 通信経路選択部
４３ リソース割当て部
４４ ルータ選択部
４５ メモリ
４６ 通知部
５１ 周辺環境測定部
５２ リソース割当て部
６１ 周辺環境測定部
１００ 無線ネットワーク 1 to 9 wireless router 10 communication route control device 11 wireless terminal 31 to 33 communication route 41 communication route setting unit 42 communication route selection unit 43 resource allocation unit 44 router selection unit 45 memory 46 notification unit 51 peripheral environment measurement unit 52 resource allocation unit 61 Peripheral Environment Measurement Unit 100 Wireless Network

Claims (8)

ゲートウェイルータおよび複数のマルチホップルータを含む複数の無線ルータを備える無線ネットワークにおいて通信経路を制御する通信経路制御装置であって、
前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間にそれぞれ複数の通信経路を設定する通信経路設定部と、
各無線ルータにより測定される電波環境に基づいて、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択する通信経路選択部と、
前記通信経路選択部により選択された各通信経路に対して異なる通信リソースを割り当てるリソース割当て部と、
前記リソース割当て部により割り当てられた通信リソースを表すリソース情報を前記複数の無線ルータに通知する通知部と、
を備える通信経路制御装置。 A communication path control apparatus for controlling a communication path in a wireless network comprising a plurality of wireless routers including a gateway router and a plurality of multi-hop routers, comprising:
A communication path setting unit configured to set a plurality of communication paths between the gateway router and each multi-hop router;
A communication path selection unit that selects one or more communication paths from among a plurality of communication paths set between the gateway router and each multi-hop router based on the radio wave environment measured by each wireless router When,
A resource assignment unit that assigns different communication resources to each communication route selected by the communication route selection unit;
A notification unit configured to notify the plurality of wireless routers of resource information representing communication resources allocated by the resource allocation unit;
A communication path control device comprising: 移動端末が各無線ルータから受信する無線信号の強度についての測定結果に基づいて、前記複数の無線ルータの中から前記移動端末が接続する無線ルータを選択するルータ選択部をさらに備え、
前記通知部は、前記ルータ選択部により選択された無線ルータに対して、前記移動端末が接続することを表す情報を通知する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信経路制御装置。 The mobile terminal further comprises a router selection unit for selecting a wireless router to which the mobile terminal is to connect from the plurality of wireless routers based on the measurement result of the strength of the wireless signal received from each wireless router.
The communication path control device according to claim 1, wherein the notification unit notifies the wireless router selected by the router selection unit of information indicating that the mobile terminal is connected. 前記通信経路設定部は、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に、それぞれ、通信コストの低い順に所定数の通信経路を設定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信経路制御装置。 The communication path according to claim 1 or 2, wherein the communication path setting unit sets a predetermined number of communication paths between the gateway router and each multi-hop router in ascending order of communication cost. Control device. 前記通信経路選択部は、各無線ルータにおいて測定される、他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度に基づいて、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信経路制御装置。 The communication path selection unit is set between the gateway router and each multi-hop router, based on the reception strength of beacon signals periodically transmitted from other wireless routers, measured in each wireless router. The communication path control device according to any one of claims 1 to 3, wherein one or more communication paths are selected from the plurality of communication paths. ゲートウェイルータおよび複数のマルチホップルータを含む複数の無線ルータを備える無線ネットワークにおいて通信経路を制御する通信経路制御方法であって、
前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間にそれぞれ複数の通信経路を設定し、
各無線ルータにより測定される電波環境に基づいて、前記ゲートウェイルータと各マルチホップルータとの間に設定されている複数の通信経路の中からそれぞれ１または複数の通信経路を選択し、
前記選択された各通信経路に対して異なる通信リソースを割り当て、
前記選択された通信経路に対して割り当てられた通信リソースを表すリソース情報を前記複数の無線ルータに通知する
ことを特徴とする通信経路制御方法。 A communication path control method for controlling a communication path in a wireless network comprising a gateway router and a plurality of wireless routers including a plurality of multi-hop routers, comprising:
Setting a plurality of communication paths between the gateway router and each multi-hop router,
Based on the radio wave environment measured by each wireless router, one or more communication paths are selected from among a plurality of communication paths set up between the gateway router and each multi-hop router,
Assigning different communication resources to each of the selected communication paths,
A communication path control method comprising: notifying resource information representing communication resources allocated to the selected communication path to the plurality of wireless routers. 移動端末が各無線ルータから受信する無線信号の強度についての測定結果に基づいて、前記複数の無線ルータの中から前記移動端末が接続する無線ルータを選択し、
前記選択された無線ルータに対して、前記移動端末が接続することを表す情報を通知する
ことを特徴とする請求項５に記載の通信経路制御方法。 The wireless router to which the mobile terminal is to be connected is selected from the plurality of wireless routers based on the measurement result of the strength of the wireless signal received by the mobile terminal from each wireless router,
The communication path control method according to claim 5, wherein information representing that the mobile terminal is connected is notified to the selected wireless router. 前記選択された無線ルータは、前記ゲートウェイルータと前記選択された無線ルータとの間の通信経路に対して割り当てられた通信リソースの中から、前記移動端末に割り当てる通信リソースを決定し、決定した通信リソースを前記移動端末に通知する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の通信経路制御方法。 The selected wireless router determines the communication resource to be assigned to the mobile terminal from among the communication resources assigned to the communication route between the gateway router and the selected wireless router, and the determined communication The communication path control method according to claim 5 or 6, wherein a resource is notified to the mobile terminal. 各無線ルータは、前記電波環境として、他の無線ルータから定期的に送信されるビーコン信号の受信強度を測定する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の通信経路制御方法。 The communication path control according to any one of claims 5 to 7, wherein each wireless router measures the reception strength of a beacon signal periodically transmitted from another wireless router as the radio wave environment. Method.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282270A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Sony Corp Radio ad hoc communication system, terminal, processing method therein, and program for making terminal to execute the method
JP2005064721A (en) * 2003-08-08 2005-03-10 Sony Corp Communication system and method, communication terminal device and control method thereof, and program
JP2006197288A (en) * 2005-01-14 2006-07-27 Mitsubishi Electric Corp Ad-hoc network system
JP2007142612A (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Nec Corp Wireless multi-hop network, communication terminal and resource reservation communication method for use therein
JP2007535203A (en) * 2003-07-17 2007-11-29 センシキャスト・システムズ・インコーポレーテッド Wireless communication method and apparatus in mesh network
JP2012147298A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Yokogawa Electric Corp Route setting device, route setting method, management device, management system and recording medium

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282270A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Sony Corp Radio ad hoc communication system, terminal, processing method therein, and program for making terminal to execute the method
JP2007535203A (en) * 2003-07-17 2007-11-29 センシキャスト・システムズ・インコーポレーテッド Wireless communication method and apparatus in mesh network
JP2005064721A (en) * 2003-08-08 2005-03-10 Sony Corp Communication system and method, communication terminal device and control method thereof, and program
JP2006197288A (en) * 2005-01-14 2006-07-27 Mitsubishi Electric Corp Ad-hoc network system
JP2007142612A (en) * 2005-11-16 2007-06-07 Nec Corp Wireless multi-hop network, communication terminal and resource reservation communication method for use therein
JP2012147298A (en) * 2011-01-13 2012-08-02 Yokogawa Electric Corp Route setting device, route setting method, management device, management system and recording medium

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