JP4138790B2 - 無線通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、マルチホップ通信を行う無線通信システムに関する。
ある無線通信端末と、これとは別の無線通信端末との間の通信において、さらに別の1台または複数台の無線通信端末が中継局として介在するような通信形態をマルチホップ通信という。この無線通信端末は、情報を作成しその情報を送信することができ、中継局としても機能しうる。
第1、第2の無線通信端末(以下、「端末」と略称する)間における通信を媒介するネットワークがアドホック・ネットワークである。第1の端末と中継端末との通信、中継端末間の通信、あるいは中継端末と第2の端末との通信もアドホック・ネットワークにおける通信の一部である。アドホック・ネットワークの一形態として、IEEE802.11無線LANシステム(ISO/IEC 8802-11: 1999(E)ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 edition)に規定のIBSS(Independent Basic Service Set)が知られている。
端末間通信を行うIEEE802.11無線LANシステムの構成を図1を参照して説明する。図1に示される無線LANシステムの構成は、IEEE802.11無線LANにおけるIBSSである。このIBSSにおいて、少なくとも2つの端末(たとえば端末901と端末902)が通信を行う場合が最小のシステム構成である。
複数の端末がシステム内に存在して端末間通信を行うアドホック・ネットワークにおいては、遠く離れた端末にデータなどの情報を送信する際に、通信電力を上げることで相手先端末と直接的に通信する場合と、近い端末を中継局として利用し、中継局を介して情報を伝達することで相手先端末にデータを送信する場合がある。後者の通信形態がマルチホップ通信に相当する(たとえば、特許文献1参照)。
一般的に、端末を中継局として機能させ、この端末を介してマルチホップ通信をIBSS内で行う場合、4つのアドレスが必要になる。すなわち、現データパケットの直接の送信先中継局のアドレス、現データパケットの直接の送信元中継局のアドレス、最終宛先である端末のアドレス、情報を生成し発信した発信源端末のアドレスが必要になる。
米国特許第6,046,978号明細書
しかしながら、図1に示したような従来のIBSSでは3つのアドレスフィールドしか使用されておらず、上述した4つのアドレスを指定することは不可能である。
したがって、従来の無線端末装置においては、IBSSでのマルチホップ通信に関するアドレス制御を媒体アクセス制御層(MAC層:Media Access Control layer)レベルで対応し得ず、特別に上位レベルへ制御を委ねなければならないという問題点がある。
本発明は係る事情を考慮してなされたものであり、その目的は、無線通信データパケットの中継伝送のためのアドレス制御機能を追加的に付加し、既存の基本構成変更を伴うことなくMAC階層レベルでのマルチホップ通信を容易に実現することにある。
上記の課題を解決し目的を達成するために本発明は次のように構成されている。
本発明の無線通信システムは、
第1の無線通信端末から第2の無線通信端末へ無線通信パケットを送信する際に、該無線通信パケットの伝達を第3の無線通信端末が中継可能な無線通信システムにおいて、
前記無線通信パケットのヘッダ部は、
最終宛先である前記第2の無線通信端末のアドレスを記載する第1のフィールドと、
当該無線通信パケットの発信源である前記第1の無線通信端末のアドレスを記載する第2のフィールドと、
当該無線通信パケットの直接的な送信先である前記第3の無線通信端末のアドレスを記載する第3のフィールドと、を含むアドレスフィールドのうち、少なくとも前記第12のアドレスフィールドを有し、
前記第1の無線通信端末から前記第2の無線通信端末へ直接送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3のフィールドを前記無線通信パケットのヘッダ部に含めず、前記第2の無線通信端末のアドレスを第1のフィールドにセットし、前記第1の無線通信端末から第3の無線通信端末を経由して前記第2の無線通信端末へ送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第2の無線通信端末のアドレスを前記第1のフィールドにセットし、前記第3の無線通信端末のアドレスを前記第3のフィールドにセットし、前記無線通信パケットのヘッダ部に含めることを特徴とする。
また、本発明の無線通信システムは、
第1の無線通信端末から第2の無線通信端末へ無線通信パケットを送信する際に、該無線通信パケットの伝達を第3の無線通信端末が中継可能な無線通信システムにおいて、
前記無線通信パケットのヘッダ部は、
最終宛先である前記第2の無線通信端末のアドレスを記載する第1のフィールドと、
当該無線通信パケットの発信源である前記第1の無線通信端末のアドレスを記載する第2のフィールドと、
当該無線通信パケットの直接的な送信先である前記第3の無線通信端末のアドレスを記載する第3のフィールドと、
当該無線通信パケットを受け取った前記第3の無線通信端末が前記第1の無線通信端末と通信可能であるかどうかを識別する際に使用する識別番号を記載する第4のフィールドとを含むアドレスフィールドのうち、少なくとも前記第1、第2および第4のアドレスフィールドを有し、
前記第1の無線通信端末から前記第2の無線通信端末へ直接送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3のフィールドを前記無線通信パケットのヘッダ部に含めず、前記第1の無線通信端末から第3の無線通信端末を経由して前記第2の無線通信端末へ送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3の無線通信端末のアドレスを前記第3のフィールドにセットし、前記無線通信パケットのヘッダ部に含めることを特徴とする無線通信システム。
以上の構成によれば、無線通信パケットの中継伝達のためのアドレス制御機能を追加的に設け、既存の基本構成変更を伴うことなくMAC階層レベルでのマルチホップ通信を容易に実現できる。すなわち、マルチホップ通信に関するアドレス制御をMAC層レベルで対応することが可能になり、上位レベルへアドレス制御を委ねる必要がなくなる。
端末間通信において端末基地局が用いる中継機能を追加する形態を取ることによりマルチホップ通信を実現する。MAC層での実装は容易であり、マルチホップ通信を端末に行わせるための速やかな対応に有効である。
このように端末間通信の基本機能に追加機能を加える形態とすることで、本発明に対応しない端末が混在するシステム内においても、これら端末間での通信が妨げられることがない。また、混在システム内において本発明に係る端末間でマルチホップ通信を行う際は、係るマルチホップ通信における送信出力を抑えることができ、システム全体での干渉の削減を図ることができる。
また、本発明は、前記第3の無線通信端末は、前記第3のフィールドを抽出し、当該第3のフィールドにもとづいて当該無線通信パケットの直接的な送信先が自端末であるか否かを判定し、自端末である場合は当該第3のフィールドを更新した後、当該無線通信パケットをさらに第3の他の無線通信端末に送信する。
したがって、マルチホップ通信を行おうとする端末が送信したデータパケットを受信した端末は、MACヘッダ部を参照して自身端末が最終宛先の端末であるか否かを判断することが可能になる。
自身端末が最終宛先端末ではない場合、当該端末は受信データパケットを他の端末に転送することにより無線通信データパケットの中継伝送、すなわちマルチホップ通信を実現することが可能になる。
このように、マルチホップ通信の形態を用いて伝送するデータパケットのMACヘッダ部のアドレス3のアドレスフィールドにTAを記述することによって、中継局がルーティングの選択処理を実行した結果をデータパケットを受信した前端末にフィードバックすることができ、かつさらにその前の送信端末にもフィードバックすることができ、端末の移動や無線伝搬環境の変化に対応してルーティングテーブルを更新することができる。
またさらに、本発明は、第1のフィールドまたは第3のフィールドが表すアドレスはグループアドレスを含んでいる。したがって、マルチホップ通信を行う際にグループアドレスを指定可能な構成とすることにより、複数の中継端末を経て該パケットを最終宛先である端末まで送信することができる。また、最終宛先である端末が複数存在する場合にも該パケットを送信することができる。
中継のための他の無線通信端末をルーティングテーブルから選定する。ルーティングテーブルは、最終宛先である中継局のアドレス(DA)、そのDAに対応する現データパケットの直接の送信先中継局のアドレス(RA)、および通信可能局が書き込まれている。また、通信可能局とともに、その通信可能局からのビーコン信号の受信レベルもあわせて書き込まれている。IBSSで各中継局が直接通信することができる相手先の中継局を記載したルーティングテーブルが構築されていく。
以上のように生成、更新されたルーティングテーブルを備えた各中継局は、マルチホップ通信に係るデータパケットを送信のために生成する際、あるいは当該データパケットを中継する際に、次に送信すべき中継局の選定を適切に行うことができる。
さらにまた、本発明は、ルーティングテーブルは前記中継に係る無線通信端末間の信頼性を示す情報を含む。このようなルーティングテーブルを利用することで、中継の際の通信ルートの信頼性を考慮したマルチホップ通信を実現することができる。
また、本発明は、無線通信端末間のパケット交換により前記ルーティングテーブルを更新する。このように各中継局が自身の保有するルーティングテーブルを他の直接通信が可能な中継局に通知することにより、各中継局は、相手中継局の情報を増やし、ルーティングテーブルを更新する。更新されたルーティングテーブルを備えた各中継局は、マルチホップ通信に係るデータパケットを送信のために生成する際、あるいは当該データパケットを中継する際に、次に送信すべき中継局の選定を適切に行うことができる。
さらに、本発明は、無線通信端末が受信する信号の受信レベルにもとづいて、前記ルーティングテーブルを更新する。これにより、マルチホップ通信に係るデータパケットを中継局が受信した際に、これらの中継局は、当該データパケットを次に送信すべき中継局の候補とすることができるようになる。
本発明の無線通信システムによれば、無線通信データパケットの中継伝送のためのアドレス制御機能を追加的に付加し、既存の基本構成変更を伴うことなくMAC階層レベルでのマルチホップ通信を容易に実現することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線通信システムおよび無線通信端末を説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。図2には、端末201から端末203へマルチホップ通信が実行される場合と、端末204から端末207へマルチホップ通信が実行される場合が示されている。
端末201から端末203へマルチホップ通信が実行される場合は、端末202が中継局となり、端末204から端末207へマルチホップ通信が実行される場合は、端末205および端末206が中継局となる。
図2に示されるように、マルチホップ通信では、発信源である端末から最終宛先である端末まで情報が伝達されるために、中継局として端末がその情報を中継する。
図3は本発明の実施形態に係る無線通信端末が内蔵している通信機能部を示す機能ブロック図である。
図3に示されるように、無線通信端末が内蔵している通信機能部10は、メモリ2、ベースバンド処理部14、周波数変換回路8、および無線アンテナ12を備えている。ベースバンド処理部14は、MAC(Media Access Control)部4およびモデム部6から構成されている。
メモリ2は、MAC部4に接続されており、MAC部4のための作業領域、フレームバッファ等を提供する。MAC部4は、送信データに付けるMACヘッダの作成や、MACフレームのアクセス制御等を実行する。MAC部4に接続されたモデム部6は、PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)ヘッダ処理、周波数拡散や位相変調処理、およびA/D変換処理等を実行する。そして、モデム部6に接続された周波数変換回路8は、内部的な信号処理および無線アンテナ12から電波を放射する等のために、送信信号や受信信号の周波数を段階的に変換する回路である。この回路は、たとえばIEEE802.11無線LANシステムに準拠している。
(第1の実施形態)
図4は、本発明の第1の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図である。図4は、IEEE802.11無線LANシステムにおいて、端末同士がIBSS通信形態を取る場合のデータパケットにおけるMACヘッダ部の構成例を示す。
物理層および媒体アクセス制御層(MAC層:Media Access Control Layer)を規定するIEEE802.11では、MACヘッダ部に4つのアドレスフィールドが用意されている。
本実施形態では、MACヘッダ部の後半にそれぞれ6オクテットのアドレスフィールドが設けられ、順に、アドレス1、アドレス2、アドレス3、そして、2オクテットのシーケンスコントロールフィールド、再び6オクテットのアドレスフィールドを使用する。
このようなデータパケット構成は、BSS(Basic Service Set)において端末からデータパケットを受信した端末基地局が受信されたデータパケットを他の端末に転送するために中継局として他の端末基地局に送信する際のものと似通っているが、各アドレスフィールドに書き込まれるアドレス情報およびBSSIDに関して本実施形態のものとは異なる。
すなわち、アドレス1、アドレス2、およびアドレス3の3つのアドレスフィールドには、それぞれ、最終宛先である端末のアドレス(Destination Address:DA)、情報を生成し発信した発信源端末のアドレス(Source Address:SA)、BSSの識別番号(identification number)であるBSSIDが書き込まれ、アドレス4のアドレスフィールドには、現データパケットの直接の送信先中継局のアドレス(Receiver Address:RA)が書き込まれる。
これによって、IBSSでのマルチホップ通信に関するアドレス制御をMAC層レベルで対応することが可能になり、上位レベルへアドレス制御を委ねる必要がなくなる。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際にデータパケットを生成し送信する端末側の通信機能部10でのアドレス処理を示すフローチャートである。
通信機能部10は、送信データパケットを上位層からMAC層で受けると、その送信データパケットのフレームコントロールフィールドを参照して、通信形態がIBSSであるか否かを判定する(ステップS1)。送信データパケット送出時においては、送信データパケットの通信形態がIBSSであるか否かの判定をデータパケット毎ではなく、いくつかのデータパケットをまとめて行ってもよい。
送信データパケットの通信形態がIBSSであると判定された場合はステップS2に進み、他方、送信データパケットの通信形態がIBSSでないと判定された場合はステップS4に進み当該データパケットを送信処理する(ステップS4)。
ステップS1でIBSSであると判定された場合、該データパケットをマルチホップ通信でDAの端末に伝達するか否かを判定する(ステップS2)。データパケットがマルチホップ通信でDAの端末に伝達すると判定された場合はステップS3に進み、他方、データパケットがマルチホップ通信でDAの端末に伝達しないと判定された場合はステップS4に進み当該データパケットを送信処理する(ステップS4)。
ステップS2で該データパケットをマルチホップ通信でDAの端末に伝達すると判定された場合、まず何らかのルーティング選択処理によって、該データパケットを送信する次の端末を選定する(ステップS3)。次に、選定された端末のアドレスに対応するMAC IDをRAとし、該データパケットのMACヘッダ部におけるアドレス4として、6オクテットの領域を確保し、当該領域にRAの値を書き込む(ステップS3)。そして、当該データパケットを送信処理する(ステップS4)。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャートである。
ある端末からデータパケットを受信すると、この受信されたデータパケットのフレームコントロールフィールドを参照して、通信形態がIBSSであるかの判定を行う(ステップS11)。当該処理は、上述した送信時と同様に、データパケット毎ではなく、いくつかのデータパケットをまとめて行ってもよい。
受信されたデータパケットの通信形態がIBSSであると判定された場合は、データパケットに情報として含まれるDAが該中継局である端末のMAC IDと一致するか否かが判定される(ステップS12)。DAが該中継局のMAC IDと一致する場合は、通常の受信処理に移行する(ステップS13)。
一方、DAが該中継局のMAC IDと一致しない場合は、通常はNAV(Network Allocation Vector)の設定が行われるのであるが、本実施形態では、受信データパケットにおいて、MACヘッダ部のシーケンスコントロールに続く6オクテットをアドレス4のアドレスフィールドとして抽出しこれをRAとする(ステップS14)。なお、1オクテットは連続した8個のビットからなる。
さらに、データパケットに情報として含まれるRAが該中継局のMAC IDと一致するか否かが判定される(ステップS15)。ここで、RAが該中継局のMAC IDと一致しない場合は、前ステップでRAとして抽出した6オクテットを受信データパケットのフレームボディと判断し、この6オクテットをフレームボディの先頭に戻し(ステップS18)、通常のNAVの設定処理に移行する(ステップS19)。なお、本発明はこのステップS19の処理としてNAV設定処理を行うものに限定されない。
一方、ステップS15でRAとした6オクテット部分が該中継局のMAC IDと一致する場合は、何らかのルーティング制御を行うことにより、該データパケットを送信する次の端末を選定する(ステップS16)。そして、選定した端末のMAC IDをRAとし、この新たなRAによって上述したアドレス4のアドレスフィールドの6オクテットを更新(ステップS16)し、当該データパケットを送信処理する(ステップS17)。
以上説明したように、本実施形態では、IBSSでのマルチホップ通信を行おうとする端末が送信したデータパケットを受信した端末は、MACヘッダ部を参照して自身端末が最終宛先の端末であるか否かを判断する(ステップS12)。自身端末が最終宛先端末ではない場合、当該端末は受信データパケットを他の端末に転送する(ステップS17)。これにより無線通信データパケットの中継伝送、すなわちマルチホップ通信が実現される。
データパケットを中継する端末での動作は、BSSにおける端末基地局が中継局として機能する場合と同様のMAC層レベルでの動作とすることができ、既存の端末基地局のMAC層でのアドレス制御機能の一部を端末に付加するだけで、容易にマルチホップ通信に対応可能な中継機端末を実現できる。
このように端末間通信の基本機能に追加機能を加える形態とすることで、本実施形態に対応しない追加機能を有しない端末と本実施形態に対応する端末とが混在するシステム内においても、これら端末間での通信が妨げられることがない。
具体的には、マルチホップ通信に対応しない端末が本発明に係るマルチホップ通信が意図されたデータパケットを受信した場合、MAC層レベルの受信処理において、最終宛先である端末のアドレス(DA)を自身端末のアドレスと比較する(ステップS12)。DAが自身端末のアドレスと一致するときは当該データパケットを受信処理する(ステップS13)が、一致しないときはNAVを設定する(ステップS19)。
また、混在システム内において本発明に係る端末間でマルチホップ通信を行う際に、マルチホップ通信時の送信出力を抑えることができ、システム全体での干渉の削減を図ることもできる。
(第2の実施形態)
図7は、本発明の第2の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図である。
第2の実施形態は、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、図4に示された第1の実施形態のマルチホップ通信用のデータパケット構成において、アドレス3のフィールドにBSSIDに代えて現データパケットの直接の送信元である送信端末のアドレス(Transmitter Address:TA)を書き込むことである。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際にデータパケットを生成し送信する端末側の送信部でのアドレス処理を示すフローチャートである。
アドレスTAが書き込まれることに伴い、本実施形態では、図5に示された第1の実施形態での送信時の処理手順において、RAに加えてTAを書き込むアドレス処理(ステップS20)が追加される。
すなわち、ステップS2で該データパケットをマルチホップ通信でDAの端末に伝達すると判定された場合、当該端末のアドレスをTAに書き込む(ステップS20)。その後は、ステップS3に進む。その他のステップは、第1の実施形態でのアドレス処理と同様である。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャートである。
アドレスTAがアドレスフィールドに書き込まれることに伴い、本実施形態では、図6に示された第1の実施形態における中継局での受信処理の際に、シーケンスコントロールのフィールドに続く6オクテットをRAであると判定した場合に、アドレス3のフィールドをBSSIDではなくTAと判断する。
すなわち、ステップS14で受信データパケットが含んでいるMACヘッダ部のシーケンスコントロールに続く6オクテットをアドレス4のアドレスフィールドとして抽出しこのアドレスフィールドをRAとした後に、アドレス3のフィールドをTAと判断する。その他のステップは、第1の実施形態でのアドレス制御と同様である。
中継局として機能する端末がDAに示された最終宛先である端末までの何らかのルーティングを選択する処理を行う。その結果、該中継局以外の別の中継局を用いる方が好ましいという判定結果が得られた場合、該受信データパケットを送信した、TAをMAC IDとして有する前端末にその判定結果を通知する。係る前端末は、この判定通知を受信すると、これを自身端末内でのルーティング選択処理にフィードバックできる。
なお、該中継局にマルチホップ通信形態とするデータパケットを送信し、そのデータパケットのMACヘッダ部のアドレス3のフィールドにTAとして示された前端末は、該中継局から該中継局以外の中継局を用いた方が好ましいという判定を通知として受信し、ルーティング選択処理にフィードバックした結果、その前端末が該データパケットを受信した際にMACヘッダ部のアドレス3のアドレスフィールドにTAとして示された前端末に、該前端末がルーティング選択処理にフィードバックした旨の通知を送信してもよい。
以上のように、マルチホップ通信の形態を用いて伝送するデータパケットのMACヘッダ部のアドレス3のアドレスフィールドにTAを記述することによって、中継局がルーティングの選択処理を実行した結果をデータパケットを送信した前端末にフィードバックすることができ、かつさらにその前の送信端末にもフィードバックすることができ、端末の移動や無線伝搬環境の変化に対応してルーティングテーブルを更新することができる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態が第1の実施形態と異なる点は、最終宛先のアドレスを必ずユニキャスト・アドレスによって設定しなければならないとするマルチホップ通信の形態である。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
ユニキャスト・アドレスによる通信の場合は、図10に示されるように、データパケットの最終宛先である端末のアドレス(すなわち、DA)が1つに決まっている。図10の場合では、中継局101から中継局103にデータパケットが送信され、中継局103からDAである中継局104にデータパケットが送信される。
図11は、本発明の第3の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャートである。
本実施形態でも、図6に示された第1の実施形態における中継局として機能する中継局側の受信処理でのアドレス制御に係る処理と同様に、まずIBSSであるかの判定を行う(ステップS11)。IBSSである場合、DAが該中継局のMAC IDと一致するかの判定を行う(ステップS12)。
ステップS12でDAが該中継局のMAC IDと一致しない場合、本実施形態では、まずMACヘッダ部のアドレス1のアドレスフィールド(DA)がグループアドレスであるか否かが判定される(ステップS22)。ここで、グループアドレスとは、複数のアドレスをまとめて示すアドレスである。ステップS22でアドレス1のアドレスフィールド(DA)がグループアドレスである場合は、当該データパケットにおいてアドレス4のフィールドは存在しないものと判断してNAV設定処理に速やかに移行する(ステップS23)。
一方、ステップS22でアドレス1のアドレスフィールド(DA)がグループアドレスでない場合は、ステップS14に進む。その他のステップは、図6に示された第1の実施形態でのアドレス制御と同様である。
このような第3の実施形態によれば、当該データパケットがマルチホップ通信に係るものであるかを簡単に判断でき、そうでない場合に通常の受信処理(NAV設定処理等)に迅速に移行できる。
ここで、上述した第1乃至第3の実施形態に適用可能なルーティングテーブルの作成および更新を、第4乃至第9の実施形態を参照して説明する。
(第4の実施形態)
図12は、本発明の第4の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
IBSS内の中継局101がシステムが許容する送信電力の範囲内で一定の送信電力レベルのビーコン信号を送信すると、中継局102、103は中継局101から当該ビーコン信号を受信する。このビーコン信号を受信した各中継局は、自中継局が保有するルーティングテーブルに、中継局101とは直接通信が行えることを記録する。
図13は、本発明の第4の実施形態に係る無線通信端末が中継局として機能する場合に参照するそれぞれの中継局が有するルーティングテーブルを示す。
ルーティングテーブルは、最終宛先である中継局のアドレス(DA)、そのDAに対応する現データパケットの直接の送信先中継局のアドレス(RA)、および通信可能局が書き込まれている。また、通信可能局とともに、その通信可能局からのビーコン信号の受信レベルも併せて書き込まれている。
図12に示されている例では、中継局102および103は中継局101からビーコン信号を受信すると、中継局102および103のそれぞれのルーティングテーブルの通信可能局の欄に、101が書き込まれる。さらに、それぞれの中継局102および103がそのビーコン信号を受信した受信レベルが高いか否かもそれぞれのルーティングテーブルに書き込まれる。
これにより、マルチホップ通信に係るデータパケットを中継局102あるいは中継局103が受信した際に、これらの中継局は中継局101を、当該データパケットを次に送信すべき中継局の候補とすることができるようになる。
また、中継局102が中継局101と同様に、一定の送信電力レベルのビーコン信号を送信すると、この場合は中継局101および中継局104が中継局102からのビーコン信号を受信する。そして中継局101と中継局104は、図13に示されるように、中継局102とは直接通信することができることを各々が保有するルーティングテーブルに記録する。
以上の手順を各中継局が踏むことにより、IBSSで各中継局が直接通信することができる相手先の中継局を記載したルーティングテーブルが構築されていく。
さらに、中継局101が、自身が保有するルーティングテーブルを中継局102に通知すると、中継局102は中継局103とも通信できることがわかり、中継局102は、中継局103に情報を送信したいときには、図13に示されるように、中継局101が中継局の候補となることを自身のルーティングテーブルに記録する。
このように各中継局が自身の保有するルーティングテーブルを他の直接通信が可能な中継局に通知することにより、各中継局は、相手中継局の情報を増やし、ルーティングテーブルを更新することが可能になる。
以上のように生成、更新されたルーティングテーブルを備えた各中継局は、マルチホップ通信に係るデータパケットを送信のために生成する際、あるいは当該データパケットを中継する際に、次に送信すべき中継局の選定を適切に行うことができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、上述したルーティングテーブルをオーセンティケーション(Authentication;認証)信号の処理にもとづいて更新する。
図14は、本発明の第5の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
図14に示されるように、中継局101が中継局102に対してオーセンティケーションを与えることにより、これら中継局101と中継局102との間の通信ルートはより信頼性が高くなる。この通信ルートは、たとえば中継局101のルーティングテーブルにおいて、オーセンティケーションを与えていない中継局103との間の通信ルートよりも優先度を高くする。
たとえば、中継局101から中継局105に対してマルチホップ通信に係るデータパケットを送信する際には、中継局102と中継局103のどちらかの中継局を中継する2つのルートが存在する。この場合、中継データパケットを次に送信すべき中継局として、オーセンティケーションが与えられている中継局102が中継局として選択されることになる。
図15は、本発明の第5の実施形態に係る無線通信端末が中継局として機能する場合に参照するルーティングテーブルである。このルーティングテーブルは、中継局102が有するものである。
中継局101と中継局102との間の通信ルートの優先度を高くしたルーティングテーブルを中継局102が保有する場合または上述したように中継局101が中継局102に対してオーセンティケーションを与えた場合に、中継局102は、中継局104から中継局103に向けたマルチホップ通信に係るデータパケットを受信した際には、係るルーティングテーブルを参照して中継局105よりも中継局101を選択する。
以上説明した第5の実施形態によれば、ルーティングテーブルを利用することで、中継の際の通信ルートの信頼性を考慮したマルチホップ通信を実現することができる。
(第6の実施形態)
第6の実施形態では、RTS(Request to Send)信号、およびCTS(Clear to Send)信号のデータパケット交換を行い、その処理結果にもとづいて各中継局でのルーティングテーブルを更新する。
図16は、本発明の第6の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
たとえば図16に示されるように、中継局101が中継局103にRTS信号を送信し、中継局103がこれを受信した場合、中継局103は対応するCTS信号を中継局101に送信する。これを前提とする際に、中継局同士あるいはいずれか一方の中継局が移動し、もしくは外的な要因により、中継局101と中継局103との間の無線伝搬環境が変化して中継局103が中継局101からのRTS信号を受信し得ない場合、中継局101は中継局103からのCTS信号をある一定期間だけ待った後に、CTS信号は送信されなかったものと判断する。さらに、中継局101は、自身が保有するルーティングテーブルについて、中継局103を直接通信が可能な端末の候補から外すか、もしくは中継局103との通信ルートの優先度を下げるといった更新処理をする。中継局103が中継局101に送信したCTS信号が中継局101で受信できなかった場合も同様である。逆に、RTS信号とCTS信号の交換が成功した場合は、その間のチャネルは優先度が高くなる。
このようにして更新された中継局101のルーティングテーブルは、中継局101から中継局102に通知し、中継局102におけるルーティングテーブルの更新にも用いることができる。以上説明した第6の実施形態は上述した第5実施形態と同等の効果を奏する。
(第7の実施形態)
図17は、本発明の第7の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
中継局101でブロードキャストアドレスがRAとして書き込まれると、中継局101が発した電波は、その電波が到達するすべての中継局が受信して中継することが可能になる。
ただルーティングテーブルを生成したのみでどの端末に関する情報も得られておらず、最終宛先である端末にマルチホップ通信に係るデータパケットを送信あるいは中継するための情報がルーティングテーブルに存在しない場合、本実施形態に係る端末は、図18に示されるように次に送信すべき端末のアドレスを書き込むアドレス4のアドレスフィールドに、ブロードキャストアドレスを書き込むようにする。たとえば、ブロードキャストアドレスとして、アドレス4のアドレスフィールドの全ビットに1を書き込む。
ここで、図18は、本発明の第7の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図である。
これにより、無線通信システム内の全ての端末が完全な閉じたルーティングテーブルを保有していなくても、生成されたマルチホップ通信に係るデータパケットが最終宛先である端末に到達する可能性を意図的に付与することができる。
なお、上述した第4乃至第6の実施形態に従い作成または更新されたルーティングテーブルが存在する場合でも、第7の実施形態に係る処理を行ってもよいことは言うまでもない。
(第8の実施形態)
図19は、本発明の第8の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
上述した第4乃至第6の実施形態において、マルチホップ通信に係るデータパケットを生成あるいは中継する中継局が、最終宛先である中継局への送信のために次に送信すべき中継局の選定をルーティングテーブルにもとづいて行う際に、選定条件が等しい、あるいは近いなどの理由により1つの候補を選定できない場合、つまり、複数の中継局候補が存在する場合である。
図19は、中継局101から中継局105にデータパケットを送信する場合に、中継局102および103を中継してデータパケットが送信される場合である。
この場合には、図20に示されるように、次に送信すべき中継局のアドレスRAを書き込むアドレス4のアドレスフィールドに、当該複数の中継局候補のアドレスをマルチキャストアドレスとして書き込むようにする。
ここで、図20は、本発明の第8の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す。
これにより、複数のルートを経由してマルチホップ通信に係るデータパケットを送信することができ、より確実に最終宛先の中継局に該データパケットを到達させることができるようになる。
(第9の実施形態)
上述した第7の実施形態において、ブロードキャストによって送信あるいは中継されたマルチホップ通信に係るデータパケットが最終宛先の端末である中継局まで到達したとき、最終宛先の端末である中継局から、逆に発信源の中継局宛てに、新たなマルチホップ通信に係るデータパケットを生成して送信する。このデータパケットは、逆のルーティングにより相手先の中継局に到達する。
図21は、本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
図21に示される例では、発信源の中継局101から発信されたデータパッケトが中継局102を経由して最終宛先である中継局105に到達する。逆のルーティングの例としては、中継局105から送信されたデータパケットが中継局103を経由して中継局101に到達する経路がある。
これにより、当初、マルチホップ通信に係るデータパケットを生成もしくは中継した中継局が、同じ最終宛先である中継局に向けた次回の送信を行う際に、逆のルーティングによって到達したデータパケット交換の情報にもとづいて、次に送信すべき中継局の候補を複数あるいは1つに特定し、自中継局が保有するルーティングテーブルを更新することができるようになる。
図22は、ブロードキャストによるマルチホップ通信の場合に、本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末が有しているルーティングテーブルが更新される様子を示す。
図21に示されるルートにしたがって、中継局101に到達したデータパケットは、中継局102および103の中継局101に対するデータパケットの受信情報(たとえば、受信レベル情報)もデータとして含む。この受信情報にもとづいて、中継局101が備えているルーティングテーブルは、図22に示されるルーティングテーブルのように更新される。このルーティングテーブルによれば、最終宛先が中継局105である場合は、中継局として、中継局102よりも中継局103を選択する方が安定したデータ通信が可能になることがわかる。
このような第9の実施形態によれば、マルチホップ通信に係る通信ルートの網羅性を高めることができる。
上述した第8の実施形態において、マルチキャストアドレスを指定して送信あるいは中継したマルチホップ通信に係るデータパケットが、最終宛先の中継局に到達したときについても、上述したブロードキャストアドレスを指定した場合と同様に、最終宛先である端末から、逆に送信元の端末宛てに、新たなマルチホップ通信に係るデータパケットを生成して送信してもよい。このデータパケットは、逆のルーティングにより相手先の端末に到達する。
これにより、当初、マルチホップ通信に係るデータパケットを生成もしくは中継した端末が、同じ最終宛先である端末に向けた次回の送信を行う際に、逆のルーティングによって到達したデータパケット交換の情報にもとづいて、次に送信すべき端末の候補を複数あるいは1つに特定し、自端末が保有するルーティングテーブルを更新することができるようになる。
図23は、マルチキャストによるマルチホップ通信の場合に、本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末が有しているルーティングテーブルが更新される様子を示す。
上記のブロードキャストによるマルチホップ通信の場合でのように、中継局101に到達したデータパケットは、中継局102および103の中継局101に対するデータパケットの受信情報もデータとして含む。この受信情報にもとづいて、中継局101が備えているルーティングテーブルは、図23に示されるルーティングテーブルのように更新される。更新される前のルーティングテーブルによれば、中継局101にとって、中継局102および103ともに受信レベルが低かった。しかし、更新されたルーティングテーブルによれば、最終宛先が中継局105である場合は、中継局として、中継局102よりも中継局103を選択する方が安定したデータ通信が可能になることがわかる。電波の通信環境は刻々と変化しているので、更新することによって、以前のルーティングテーブルよりもその時の状況に最も適したルーティングテーブルを得ることが可能になる。
このような第9の実施形態によれば、さらにマルチホップ通信に係る通信ルートの網羅性を高めることができる。
(第10の実施形態)
第10の実施形態は、上述した第4乃至第6の実施形態において、データパケット内に中継局数を記載するフィールドを設ける構成とするものである。
図24は、本発明の第10の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
図24において、中継局101が中継局104を最終宛先の端末としてデータパケットを送信する際に、仮に中継局102を中継局とした場合、この中継局102が中継局104に向けてデータパケットを送信し、中継局104がそのデータパケットの受信に成功したとすると、中継局104側では、所要の中継局(局)数が1(中継局102)であったことがわかる。これは、中継を行った中継局が、中継局数を記載するフィールドの値をそれぞれ1つ加算することによる。
これに対し、中継局101が中継局としてまず中継局103を選択した場合、中継局103から中継局104には直接データパケットを送信できず、もう1つの中継局、たとえば中継局105を中継局として使用しなくてはならない。
この場合、中継局104側では、中継局101から発信されたデータパケットを中継局105から受信したとき、所要の中継局数は2であったことが分かる。
したがって、逆に中継局104が中継局101を最終宛先の端末としてマルチホップ通信に係るデータパケットを送出する場合には、中継局数のより少ない通信ルートを選定するために、次に送信する直接の相手端末として中継局102を選択することができるようになる。
図25は、本発明の第10の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す。
中継局数を書き込む中継局フィールドは、図25に示されるように中継局フィールドに数字が書き込まれる。この数字は、それまで中継した中継局数である総和中継数を示す。たとえば、図24で中継局101から中継局102を経由して中継局104に到達したデータパケットでは、総和中継数は、中継局102の1つに対応して1である。また、図24で中継局101から中継局103および105を経由して中継局104に到達したデータパケットでは、総和中継局数は、中継局103および105の2つに対応して2である。
たとえば、中継局101が中継局104を最終宛先である端末としてデータパケットを送出する際に、直接の通信が可能である旨ルーティングテーブルに記載の2つの端末、すなわち中継局102と中継局103のどちらを中継局として選択すればよいか判定し得ない場合に、中継局102と中継局103のアドレスをマルチキャストアドレスとしてアドレス4に記載して、該データパケットを送信する。
上述したように中継局104は中継局102から中継局数1として、また中継局105から中継局数2として該データパケットを受信した場合、この中継局104が中継局102を中継局に指定して中継局101に向けて応答フレームを送出する。すると、中継局101が該応答フレームを受信した際に、次回からは、中継局104を最終宛先である端末としてデータパケットを送出する際には中継局102を使用すればよいという情報を中継局101のルーティングテーブルに情報として記載することができる。
また、中継局104がさらに中継局となって発信源端末である中継局101からのデータパケットを送信する際に、中継局102および中継局105から、中継局数を記載するフィールド以外が同一情報であるデータパケットを重複して受信した場合に、これら2つのデータパケットの当該フィールドを比較することにより、中継局数が多い方のデータパケットの中継を止めるようにすれば、通信ルートが異なるだけの同一情報のデータパケット通信が増加することを防止することができる。
(第11の実施形態)
本実施形態の無線通信端末は、発信源の中継局から発信されるデータパケットが中継されることが可能な中継局数の上限を設定する場合である。
図26は、本発明の第11の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図である。
図26において中継局101が、中継局104を最終宛先の端末としてマルチホップ通信に係るデータパケットを送出する際に、どの端末を中継局として使用すれば良いか判断し得ない場合に、マルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスであるグループアドレスをアドレス4に記載してデータパケットを送出する上述の実施形態において、許容する最大中継局数を2としたとする。
中継局101から該データパケットを受信した中継局103が自らのルーティングテーブル内に中継局104についての情報が存在しない場合、どの端末を次の中継局として使用するか判定できず、マルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスであるグループアドレスをアドレス4に記載し、かつ、許容する中継局数として自らの中継分を差し引いた値「1」により中継局数を記載するフィールドを書き換え、データパケットを送出する。
中継局103からデータパケットを受信した中継局106が自らのルーティングテーブルに中継局104の情報を持たない場合も同様に、グループアドレスをアドレス4に記載するとともに許容する中継局数として自らの中継分を差し引いた値「0」により中継局数を記載するフィールドを書き換え、データパケットを送出する。該データパケットを受信した端末が中継局104ではない場合、これ以上の中継は行い得ないので、中継を中止する。
図27は、本発明の第11の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す。
図27に示された中継局フィールドに書き込まれた数字は、発信源の中継局から発信されるデータパケットが中継されることが可能な中継局数の上限(可能中継数)が2である場合の例である。
発信源の中継局を発信したデータパケットが、中継局を通過するごとに、中継局フィールドに書き込まれている数字から、1を引いてゆく。たとえば、発信源の中継局101から送信されたデータパケットは、可能中継数の初期値である2が中継局フィールドに書き込まれている。その後、中継局103を経由したデータパケットの中継局フィールドは、中継局103で1が引かれるので、1が書き込まれている。次ぎに、中継局106に受信されたデータパケットは、中継局106が最終宛先でないことを中継局106のMAC IDで確認すると、それ以上の中継動作は中止する。
このような第11の実施形態によれば、システム全体として、発信源である端末から最終宛先である端末までのルーティングが確立していない場合などにおいて、送出されたデータパケットが複数の通信ルートを取り、中継が度重なることで該データパケットがシステム内で発散することを防止できるようになる。
(第12の実施形態)
第12の実施形態は、上述した第10の実施形態と第11の実施形態との組み合わせに係り、中継局数の把握処理および最大中継局数による中止処理を行うものである。第10の実施形態において、データパケットの情報の発信源である端末でデータパケットを送出する際に許容する最大中継局数を規定し、上述した中継局フィールドに記載する。
中継局数を記載するフィールドの基準値を設け、中継局数を把握することを意図した場合の中継の際の操作と、許容可能な最大中継局数が規定されている場合の中継の際の操作を統一化する。
そしてここでは、たとえば中継局フィールドの基準値を0とし、中継をする上で中継局フィールドに書き込まれた値を1ずつ増加させてゆく。この場合、データパケットを受信した端末は該データパケット内の中継局フィールドが0よりも値が大きい、つまり値が正である場合には、当該通信が中継局数を把握するためのものであると判断して中継を続け、他方、0より値が小さい、つまり値が負である場合には、許容できる最大中継局数が規定されて送出されたデータパケットであると判断し、0になれば中継を止める。また、端末が受信したデータパケットの中継局フィールドの値が0である場合は、後述する。
図28は、中継局数を把握する場合での本発明の第12の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す。
図28に示されている中継局フィールドに数字が書き込まれている。このフィールドに書き込まれる数字は、上述したように既に中継した中継局数、またはこれから中継することが可能な中継局数を示す。図28には、基準値である数字0が書き込まれている場合を示している。この値が、0以上の数値を持つ場合には、中継した中継局数に対応する。
中継局数を把握する目的で、発信源の端末がデータパケットを送出する際には、中継局フィールドの初期値を0として送信する。中継局は、中継を行う際に中継局フィールドの値を1ずつ増やして行くことで、各中継局および最終宛先である端末において、発信源である端末からの中継局数を把握することができる。
図29は、許容できる最大中継局数を規定する場合での本発明の第12の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す。
許容できる最大中継局数を規定して発信源である端末がデータパケットを送出する際には、正の最大中継局数を負の符号を付けて該フィールドに記載し、送信する。該データパケットを受信した中継局は負である値に1を加算し、送信する。中継する際に、最終宛先である端末のアドレスが自らのルーティングテーブルに存在しない場合には、中継を止めてよい。
このようにして中継を止める場合には、許容できる最大中継局数を規定する際に、最適な中継局数からこれを求める場合には絶対値を多めに(1つ多くするなど)取っておくことが好ましい。これは、ルーティングテーブルに記載されていなくても、グループアドレスで中継した次の受信端末の中に最終宛先である端末が含まれている場合がある為である。
該データパケットを受信した中継局は、中継局フィールドの値が0の場合、該データパケットが中継局数を把握する目的で送出されたものと判断する。該データパケットを受信した中継局は、中継局フィールドの値が−1の場合、該データパケットが許容できる最大中継局数を規定して送出されたものと判断する。
もしも前の中継局が中継を止めずに送信して、中継局フィールドが0のものを受信してしまった場合でも、第2の実施形態にもとづく場合、つまりアドレス3にTAが記載されている場合はこれを用いることができる。すなわち、アドレス3のTAをアドレス2のSAと比較し、異なる場合は中継されて中継局フィールドが1加算された上で0となったものと判断する。換言すれば、アドレス3のTAとアドレス2のSAとが異なる場合は、許容できる最大中継局数を規定して送出されたデータパケットであると判断する。
以上説明した第12の実施形態によれば、各端末までの最適な中継局数を把握できるとともに、それを参照して別の端末を最終宛先である端末としてデータパケットを生成する場合の最大中継局数を設定することもできる。
以上説明した第1乃至第12の実施形態により得られる作用効果をまとめて、以下に述べる。
IBSSにおける端末間通信においてBSSにおける端末基地局が用いる中継機能を追加する形態を取ることによりマルチホップ通信を実現する。MAC層での実装は容易であり、マルチホップ通信を端末に行わせるための速やかな対応に有効である。このように端末間通信の基本機能に追加機能を加える形態とすることで、本発明に対応しない端末が混在するシステム内においても、これら端末間での通信が妨げられることがない。また、混在システム内において本発明に係る端末間でマルチホップ通信を行う際は、係るマルチホップ通信における送信出力を抑えることができ、システム全体での干渉の削減を図ることができる。
また、マルチホップ通信形態で伝送するデータパケットにTAを記述することによって、中継局がルーティングの選択処理を実行した結果を、データパケットを送信した前端末にフィードバックすることができ、かつ、これをさらにその前の送信端末にもフィードバックすることができる。したがって、端末の移動や無線伝搬環境の変化に対応してルーティングテーブルを更新できる。
また、最終宛先であるである端末のアドレスを必ず単一のユニキャスト・アドレスで設定するマルチホップ通信の形態を取る場合に、中継局として機能する端末での受信処理でのアドレスの判定に伴う処理においては、IBSSであり、DAが該中継局のアドレスと一致せず、かつグループアドレスである場合に、該受信データパケットはマルチホップデータパケットではないと判定してNAVの設定処理に移行する。これにより、データパケットを受信した端末での処理を簡素化できる。
また、各端末においてルーティングテーブルを生成し更新する構成により、マルチホップデータパケットを生成する際、あるいはそれを中継する際に、各端末は次に送信すべき端末をルーティングテーブルにもとづいて選定できる。
各端末においてルーティングテーブルを保持する場合には、オーセンティケーションに関するデータパケット交換により、信頼性の高いルーティングテーブルを保有することができる。複数ルートが存在する場合において、より信頼性の高いルートを選択することができるようになり、確実なマルチホップ通信を実現できる。
また、RTS/CTS信号のデータパケットを交換してもよく、同様に信頼性の高いルーティングテーブルを保有して確実なマルチホップ通信を実現することができる。
また、アドレス4にブロードキャストアドレスを書き込む構成とすることにより、無線通信システム内の全ての端末が完全な閉じたルーティングテーブルを保有していなくても、生成されたマルチホップデータパケットが最終宛先である端末に到達する可能性を与えることができる。
また、ルーティングテーブルにおいて次に送信すべき端末として複数の候補がある場合に、アドレス4にマルチキャストアドレスを書き込むことで複数のルートを経由させてマルチホップデータパケットを送信し、より確実に最終宛先である端末に該データパケットを到達させることができる。
また、前マルチホップデータパケットを生成もしくは中継した端末は、前最終宛先である端末に向けて送信する際に、逆のルーティングによって到達したデータパケット交換の情報にもとづいて次に送信すべき端末の候補数を削減あるいは1つに特定し、保有するルーティングテーブルを更新することができる。
マルチホップデータパケット内に中継局数を記載するフィールドを設け、各端末が保有するルーティングテーブルに中継局数に係る情報を反映させることにより、係る情報にもとづいて、より中継局数の少ないルートを選択することができるようになる。
また、最大中継局数を規定してマルチホップデータパケットを生成・送出することにより、発信源である端末から最終宛先である端末までのルーティングがシステム全体として確立していない場合などにおいて、送出されたデータパケットが、複数のルートを経由して中継が重なりシステム内で発散することを防止できる。
また、各端末での最適な中継局数を把握できるとともに、それを参照して別の端末を最終宛先である端末としてデータパケットを生成する場合の最大中継局数を設定することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
従来の無線通信端末間通信を行うIEEE802.11無線LANシステムのIBSS構成を示す典型図。 本発明の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の実施形態に係る無線通信端末が内蔵している通信機能部を示す機能ブロック図。 本発明の第1の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 本発明の第1の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際にデータパケットを生成し送信する端末側の送信部でのアドレス処理を示すフローチャート。 本発明の第1の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャート。 本発明の第2の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 本発明の第2の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際にデータパケットを生成し送信する端末側の送信部でのアドレス処理を示すフローチャート。 本発明の第2の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャート。 本発明の第3の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第3の実施形態に係る無線通信端末がマルチホップ通信を実現する際に中継局として機能する端末側の受信処理におけるアドレス制御を示すフローチャート。 本発明の第4の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第4の実施形態に係る無線通信端末が中継局として機能する場合に参照するルーティングテーブル。 本発明の第5の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第5の実施形態に係る無線通信端末が中継局として機能する場合に参照するルーティングテーブル。 本発明の第6の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第7の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第7の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 本発明の第8の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第8の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 ブロードキャストによるマルチホップ通信の場合に、本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末が有しているルーティングテーブルが更新される様子を示す図。 マルチキャストによるマルチホップ通信の場合に、本発明の第9の実施形態に係る無線通信端末が有しているルーティングテーブルが更新される様子を示す図。 本発明の第10の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第10の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 本発明の第11の実施形態に係る無線通信端末間においてマルチホップ通信を実行する場合の典型図。 本発明の第11の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 中継局数を把握する場合での本発明の第12の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。 許容できる最大中継局数を規定する場合での本発明の第12の実施形態に係るデータパケットのMACヘッダ部を含む構成を示す図。
符号の説明
2…メモリ、4…MAC部、6…モデム部、8…周波数変換回路、10…通信機能部、12…無線アンテナ、14…ベースバンド処理部、101〜106、201〜207…中継局。

Claims (18)

  1. 第1の無線通信端末から第2の無線通信端末へ無線通信パケットを送信する際に、該無線通信パケットの伝達を第3の無線通信端末が中継可能な無線通信システムにおいて、
    前記無線通信パケットのヘッダ部は、
    最終宛先である前記第2の無線通信端末のアドレスを記載する第1のフィールドと、
    当該無線通信パケットの発信源である前記第1の無線通信端末のアドレスを記載する第2のフィールドと、
    当該無線通信パケットの直接的な送信先である前記第3の無線通信端末のアドレスを記載する第3のフィールドと、を含むアドレスフィールドのうち、少なくとも前記第12のアドレスフィールドを有し、
    前記第1の無線通信端末から前記第2の無線通信端末へ直接送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3のフィールドを前記無線通信パケットのヘッダ部に含めず、前記第2の無線通信端末のアドレスを第1のフィールドにセットし、前記第1の無線通信端末から第3の無線通信端末を経由して前記第2の無線通信端末へ送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第2の無線通信端末のアドレスを前記第1のフィールドにセットし、前記第3の無線通信端末のアドレスを前記第3のフィールドにセットし、前記無線通信パケットのヘッダ部に含めることを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記無線通信パケットのヘッダ部は、さらに、前記無線通信パケットを受け取った前記第3の無線通信端末が前記第1の無線通信端末と通信可能であるかどうかを識別する際に使用する識別番号を表す第4のフィールドを含み、
    前記第3の無線通信端末は、第1の無線通信端末がマルチキャストアドレスまたはブロードキャストアドレスであるグループアドレスを送信先としている場合は前記第3のフィールド及び前記第4のフィールドを参照して中継処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  3. 前記第3の無線通信端末は、前記第3のフィールドにセットされたアドレスが当該第3の無線通信端末のアドレスのみである場合は前記第3のフィールドを参照して中継処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  4. 前記第3の無線通信端末は、前記第3のフィールドを抽出し、当該第3のフィールドにもとづいて当該無線通信パケットの直接的な送信先が自端末であるか否かを判定し、自端末である場合は当該第3のフィールドを更新した後、当該無線通信パケットをさらに第3の無線通信端末に送信することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  5. 前記第3の無線通信端末は、無線通信パケットを受信し、第3のアドレスフィールドのフィールド値が自端末のアドレスと一致した場合には該無線通信パケットの前記第1のフィールドに記載のアドレスを抽出し、該抽出したアドレスに基づいて前記第3のフィールドを更新した後、当該無線通信パケットを転送することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  6. 前記第1のフィールドに記載されるアドレスはグループアドレスを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  7. 前記第3のフィールドに記載されるアドレスはグループアドレスを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  8. 前記中継のための第3の無線通信端末をルーティングテーブルから選定することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  9. 前記ルーティングテーブルは前記中継に係る無線通信端末間の信頼性を示す情報を含むことを特徴とする請求項に記載の無線通信システム。
  10. 無線通信端末間のパケット交換により前記ルーティングテーブルを更新することを特徴とする請求項に記載の無線通信システム。
  11. 無線通信端末が受信する信号の受信レベルにもとづいて、前記ルーティングテーブルを更新することを特徴とする請求項に記載の無線通信システム。
  12. 前記ヘッダ部、さらに、前記中継に係る無線通信端末数を示す情報を記載する第4のフィールドを含むことを特徴とする請求項に記載の無線通信システム。
  13. 前記第4フィールドに含まれる前記中継に係る無線通信端末数の情報に応じて中継を中止することを特徴とする請求項12に記載の無線通信システム。
  14. 前記ヘッダ部は、さらに、中継可能な無線通信端末数を示す情報を記載する第4のフィールドを含み、
    前記第3の無線通信端末が前記無線通信パケットを受信し、該無線通信パケットの第3のフィールドに第3の無線通信端末のアドレスが記載されている場合には、第3の無線通信端末は、前記第4のフィールドに記載されている中継無線通信端末数から1を引いた数であって該数が0でない場合は該数で該第4のフィールドの記載を更新することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  15. 前記ヘッダ部は、さらに、それまでに中継した無線通信端末数を示す情報を記載する第4のフィールドを含み、
    前記第3の無線通信端末が前記無線通信パケットを受信し、該無線通信パケットの第3のフィールドに第3の無線通信端末のアドレスが記載されている場合には、第3の無線通信端末は、前記第4のフィールドに記載されている無線通信端末数が中継可能な無線通信端末数であるならば中継を中止し、前記第4のフィールドに記載されている無線通信端末数が中継可能な無線通信端末数より小さいならば該無線通信端末数に1を加えた数で該第4のフィールドの記載を更新することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
  16. 受信した無線通信パケットの前記第2のフィールドおよび前記第4のフィールドと、中継のための無線通信端末を選定する際に使用するルーティングテーブルとに基づき、前記第2の無線通信端末が前記第2のフィールドに記載された第1の無線通信端末へ中継局を指定した無線通信パケットを送信し、該指定された中継局に基づき第1の無線通信端末が第3の無線通信端末を選定することを特徴とする請求項12または請求項15に記載の無線通信システム。
  17. 中継された無線通信パケット内の前記第4のフィールドに基づき、中継のための無線通信端末を選定する際に使用する、前記第1の無線通信端末でのルーティングテーブルを更新することを特徴とする請求項12または請求項15に記載の無線通信システム。
  18. 第1の無線通信端末から第2の無線通信端末へ無線通信パケットを送信する際に、該無線通信パケットの伝達を第3の無線通信端末が中継可能な無線通信システムにおいて、
    前記無線通信パケットのヘッダ部は、
    最終宛先である前記第2の無線通信端末のアドレスを記載する第1のフィールドと、
    当該無線通信パケットの発信源である前記第1の無線通信端末のアドレスを記載する第2のフィールドと、
    当該無線通信パケットの直接的な送信先である前記第3の無線通信端末のアドレスを記載する第3のフィールドと、
    当該無線通信パケットを受け取った前記第3の無線通信端末が前記第1の無線通信端末と通信可能であるかどうかを識別する際に使用する識別番号を記載する第4のフィールドとを含むアドレスフィールドのうち、少なくとも前記第1、第2および第4のアドレスフィールドを有し、
    前記第1の無線通信端末から前記第2の無線通信端末へ直接送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3のフィールドを前記無線通信パケットのヘッダ部に含めず、前記第1の無線通信端末から第3の無線通信端末を経由して前記第2の無線通信端末へ送信する場合には、前記第1の無線通信端末は、前記第3の無線通信端末のアドレスを前記第3のフィールドにセットし、前記無線通信パケットのヘッダ部に含めることを特徴とする無線通信システム。
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