JP4193678B2 - 通信端末および通信ネットワーク - Google Patents

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Description

本発明は、複数の通信端末によって構成されるアドホックネットワーク等の通信ネットワーク、およびこの通信ネットワークを構成する通信端末に関し、特に通信ネットワークにおいてのルーティング技術に関する。
アドホックネットワークでは、ネットワーク内のそれぞれの端末がルータ機能を有し、ソース端末とデスティネーション端末の間の適当な端末(中継端末)によって通信経路(パス)が形成され、このような中継端末がソース端末から送信されたパケットをデスティネーション端末に中継することで、ソース端末とデスティネーション端末の通信がなされる。このようなアドホックネットワークにおいてのルーティング技術には、1つの通信経路を形成して通信するシングルパスルーティング技術(例えば非特許文献1参照)と、複数の通信経路を形成することによって、無線の不安定な経路が切断された場合でも、他の経路を用いての通信の継続を可能とし、通信の安定性を確保できるマルチパスルーティング技術(例えば非特許文献2参照)とがある。
「Ad hoc On-Demand Distance Vector(AODV) Routing」,インターネットURL:<http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt>([平成15年10月16日検索]) 「On-demand Multipath Distance Vector Routing in AD Hoc Networks」,インターネットURL:<http://www.cs.sunysb.edu/~samir/Pubs/icnp-01.pdf>([平成15年10月16日検索])
しかしながら、上記従来のシングルパスルーティング技術を用いて通信する場合には、、中継端末の移動により、通信が切断されたり、不安定になりやすいという課題があった。また、上記従来のマルチパスルーティング技術を用いて通信する場合には、ソース端末とデスティネーション端末の間で、複数の経路が縦横無尽に走って形成され、隣接する端末同士がほぼ同じタイミングでパケットの転送を開始する場合が多々発生するため、隣接端末からの複数のパケットが同じタイミングで縦横無尽に転送されることとなり、せっかく複数経路を使って安定した通信ができるはずなのに、結果として、隣接端末の電波が互いに干渉し(無線の衝突、Collision)、この無線の干渉により、パケットロスや通信遅延を引き起こすという課題があった。さらに、上記従来のマルチパスルーティング技術ではネットワーク資源を大量に消費するが、通信が安定な場合に上記従来のマルチパスルーティング技術を用いることは、ネットワーク資源の無駄使いとなるという課題があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、安定した通信を確保できるとともに、無線の干渉を抑制でき、かつネットワーク資源を有効活用できる通信端末および通信ネットワークを提供することを目的とする。
本発明の通信端末は、
通信ネットワークを構成する他の通信端末との間でパケットの送受信をする通信手段と、
上記通信手段で受信されたパケットから、ソース端末とデスティネーション端末の間の最短パス情報を解析する解析手段と、
自端末が上記最短パスに情報に含まれているか否かを判定し、自端末が上記最短パス情報に含まれていれば、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末が上記最短パス情報に含まれていなければ、上記パケットを一時待機させる判定手段と、
上記パケットを自端末に待機させるための保持時間を設定する待機設定手段と、
上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させるパケット監視手段と
自端末が中継しているフロー数を監視するフロー数監視手段とを備え、
上記判定手段は、自端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローが無ければ、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末が上記最短パス情報に含まれていないか、または自端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
上記待機設定手段は、自端末が上記最短パス情報に含まれているか否か、および自端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定する
ことを特徴とする。
また、本発明の他の通信端末は、
通信ネットワークを構成する他の通信端末との間でパケットの送受信をする通信手段と、
上記通信手段で受信されたパケットから、ソースアドレスと、デスティネーションアドレスと、そのパケットを送ってきた近隣端末のIDと、そのパケットのIDと、当該パケットを受信したときにすぐに中継送信すべき端末を示すPDV(Primary Distance Vector)情報と、当該パケットを受信したときに一時待機すべき端末を示すODV(Other Distance Vector)情報とを解析する解析手段と、
デスティネーション端末のIDごとに、1つのPDV端末のIDと、1つ以上のODV端末のIDとを保持するDV保持手段と、
上記解析手段により解析したソースアドレスをデスティネーション端末のIDとして、当該デスティネーション端末IDおよびパケットIDがすでに上記DV保持手段に保持されている場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のODVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加して、上記DV保持手段を更新し、
当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されているが、パケットIDが異なる場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のPDVの項目を上記解析した近隣端末IDに書き換え、ODVの項目に上記解析した近隣端末IDが保持されていればそれを削除し、パケットIDの項目を上記解析したパケットIDに書き換えて、上記DV保持手段を更新し、
当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されていない場合は、上記DV保持手段のデスティネーションの項目に上記解析したデスティネーション端末IDを追加し、PDVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加し、パケットIDの項目に上記解析したパケットIDを追加して、上記DV保持手段を更新する
DV作成手段と、
送られて来たパケットを解析した結果に基づき、自端末が、上記PDV情報で示されるPDV端末であるか、上記ODV情報で示されるODV端末であるか、上記PDV端末と上記ODV端末のいずれでもないかを判定し、自端末がPDV端末であれば、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末がODV端末であれば、上記パケットを一時待機させ、自端末がPDV端末とODV端末のいずれでもなければ、上記パケットを破棄する判定手段と、
上記パケットを自端末に保持させるための保持時間を設定する待機設定手段と、
上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させるパケット監視手段と、
上記通信手段から中継送信されるパケットのPDV情報及びODV情報を更新するDV情報更新手段とを備え、
上記DV情報更新手段は、上記デスティネーションアドレスをデスティネーション端末のIDとして上記DV保持手段を参照し、このデスティネーション端末のIDについて、上記DV保持手段に保持されている1つのPDV端末IDを上記パケットの新たなPDV情報とするとともに、上記DV保持手段に保持されている1つ以上のODV端末IDを上記パケットの新たなODV情報として、上記通信手段から中継送信される上記パケットの以前のPDV情報および以前のODV情報を上記新たなPDV情報および上記新たなODV情報に更新す
とを特徴とする。
また、本発明の通信ネットワークは、
それぞれルータ機能を備えた複数の通信端末によって構成された通信ネットワークにおいて、
ソース端末とデスティネーション端末の間に最短パス情報を解析して優先度を設定し、
所定の端末が上記最短パス情報に含まれているか否かを判定し、該端末が上記最短パス情報に含まれていれば、上記パケットを上記通信端末からすぐに中継送信させ、
該端末が上記最短パス情報に含まれていなければ、上記パケットを一時待機させ、
上記パケットを該端末に待機させるための保持時間が設定され、
上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、
上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、
上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、
上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させ
該端末が中継しているフロー数を監視させ、
該端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に該端末が中継しているフローが無ければ、上記パケットをすぐに中継送信させ、該端末が上記最短パス情報に含まれていないか、または該端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に該端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
該端末が上記最短パス情報に含まれているか否か、および該端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定させる
ことを特徴とする。
本発明によれば、複数のパスに優先度を設定することにより、最も優先度の高い通信端末によってメインパスを構築するとともに、それよりも優先度の低い通信端末によって、上記メインパスとは空間的および時間的に分離したバックアップパスを構築できるので、安定した通信を確保できるとともに、無線の干渉を抑制でき、かつネットワーク資源を有効活用できるという効果がある。
以下に説明する本発明のそれぞれの実施の形態は、アドホックネットワークにおいてのルーティング制御において、ソース端末とデスティネーション端末の間に構築する複数のパスに優先度を設定し、最も優先度の高いパスを構成する中継端末は、パケットを受信するとすぐに中継送信し、優先度の低いパスを構成する中継端末は、パケットを受信しても中継送信を一時待機して、上記優先度の高いパスが上記パケットを中継送信したか否かを一定時間監視し、時間内に上記優先度の高いパスの中継送信を検出できなかった場合は、上記優先度の高いパスに何らかの障害が発生したと判断して、自端末に待機させているパケットを中継送信し、上記優先度の高いパスの中継送信を検出できた場合は、自端末に待機させているパケットを中継送信せずに破棄することを特徴とする。このように、最も優先度の高いパスの中継送信が失敗したときにのみ、優先度の低いパスが中継送信することにより、隣接端末間の電波の干渉を抑制でき、ネットワーク資源を有効に活用できる。
実施の形態1
本発明の実施の形態1は、ソースルーティング方式(データ送信時に、通過するパスを指定したパス情報をパケットに付加して送信する方法)をベースとしたものであって、ソース端末とデスティネーション端末とが通信するにあたり、以下の1)〜5)の手順でマルチパスが構築される。
1)ソース端末とデスティネーション端末とが通信可能なことを確認するために、ソース端末は、フラッディングにより、自端末の位置を広告し、デスティネーション端末との通信を要求する。このとき、ネットワーク内のそれぞれの端末は、自端末のIDを付加して上記フラッディングのパケットを中継する。上記フラッディングのパケットを受信したデスティネーション端末は、付加された経由端末のIDをもとに、自端末からソース端末までの最短パスを発見できる。
2)ソース端末からのフラッディングを受信したデスティネーション端末は、フラッディングにより、自端末の位置を広告し、ソース端末に返答する。このとき、ネットワーク内のそれぞれの端末は、自端末のIDを付加して上記返答のフラッディングのパケットを中継する。上記返答のフラッディングのパケットを受信したソース端末は、付加された経由端末のIDをもとに、自端末からデスティネーション端末までの最短パスを発見できる。
3)上記フラッディングの送受信動作により、ソース端末とデスティネーション端末は、それぞれ通信が可能であることを確認するとともに、ソース端末とデスティネーション端末との間の最短パスおよびその最短パスを構成する端末のIDを取得する。
4)ソース端末は、最短パス上の端末IDを羅列したパス情報をパケットに付加して送信する。
5)パケットを受信した端末は、自端末が上記パス情報に含まれている端末(=最短パスを構成する端末)か否かを判定し、パス情報に含まれていれば、上記受信したパケットを直ちに中継送信し、パス情報に含まれていなければ、一定時間中継送信を待機し、最短パス上の端末によって中継送信がなされたか否かを監視し、上記一定時間内に上記他の端末による中継送信を検出できれば、上記待機させていたパケットを破棄し、上記一定時間内に上記他の端末による中継送信を検出できなければ、上記待機させていたパケットを中継送信する。
上記5)の手順において、最短パス上の端末によって中継送信がなされたか否かは、待機させているパケットと同じパケットを上記一定時間内に受信したか否かによって判定する。待機させているパケットと同じパケットを時間内に受信した場合には、最短パス上の端末によって中継送信がなされたと判断して、両パケットを破棄し、待機させているパケットと同じパケットを時間内に受信しできなかった場合には、最短パス上の端末によって中継送信がなされなかったと判断して、待機させていたパケットを中継送信する。
図1は本発明の実施の形態1の無線通信端末の構成図である。この実施の形態1の端末は、通信部1と、パケット解析部2Aと、パケット生成部3Aと、パケット監視部4Aと、時間をずらす装置5Aとを備えて構成されている。
[通信部1]
通信部1は、ネットワーク内の他の端末と無線通信して、これら他の端末との間でパケットの送受信をする。
[パケット解析部2A]
パケット解析部2Aは、通信部1で受信されたパケットを解析する。このパケット解析部2Aは、さらに以下のa),b)の2つの解析処理をする。
a)通信部1で受信された経由端末のIDが付加されたパケットから、ソースアドレスをディスティネーション端末のIDとして解析するとともに、経由端末のIDを解析し、これらディスティネーション端末のIDおよび経由端末のIDから、パス情報(自端末からディスティネーション端末までの最短パスを構成する端末IDの情報(最短パス経由端末情報))を生成し、パケット生成部3Aに送る。
b)自端末を他の端末と区別するための自端末の端末ID(通信インタフェースアドレス,IPアドレス,MACアドレス等、端末を特定できる情報)を保持しており、通信部1で受信されたパス情報が付加されたパケットから、パス情報と、ソースアドレスと、デスティネーションアドレスと、パケットID(シーケンスナンバーやポートナンバー等、パケットを特定できる情報)とを解析し、解析したパス情報に自端末のIDが含まれているか否かを判定し、自端末が上記パス情報に含まれていれば、上記パケットを通信部1を用いてすぐに中継送信する。自端末が上記パス情報に含まれていないときは、通信部1によるキャリアセンスで確認できるいずれかの周辺端末の情報が上記パス情報に含まれていれば、上記パケットをパケット監視部4Aに送り、時間をずらす装置5Aによって設定された保持時間、保持させる。周辺端末の情報が上記パス情報に全く含まれていなければ、デスティネーション端末に向かわない方向へのパケットの送信であると判断して、上記パケットをパケット監視部4Aに送り、パケットを破棄させる。なお、上記自端末のIDについては、1つの端末が1つ以上のアドレスをもつことは珍しくないので、複数情報の保持も考慮する。例えば、アドレス形式によってテーブルを分けて、複数のIDデータテーブルのそれぞれに複数情報の保持しておき、上記パス情報が例えばMACアドレスで構成されている場合には、複数のIDテーブルの内、MACアドレスに該当するIDテーブルに保持されているIDが上記パス情報に含まれているか否かを判定する。
[パケット生成部3A]
パケット生成部3Aは、パケットを生成して、通信部1を用いて送信する。このパケット生成部3Aは、さらに以下のA),B)の2つの処理をする。
A)通信要求のパケットを生成して送信し、受信された通信要求パケットについての返答のパケットを生成して送信する。
B)パケット解析部2Aから渡されたパス情報を、生成したパケットに付加して送信する。
[パケット監視部4A]
パケット監視部4Aは、パケット解析部2Aから渡されたパケットを、時間をずらす装置5Aによって設定された保持時間、保持する。そして、その保持時間内に、保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Aから渡された場合、そのパケットについては最短パス上の他の端末が正しく中継したと判断して、保持しているパケットおよび渡された同じパケットをともに破棄する。また、上記保持時間を経過したら、その保持しているパケットについては最短パス上の他の端末が正しく中継できなかったと判断して、保持しているパケットを通信部1を用いて、中継送信する。
[時間をずらす装置5A]
時間をずらす装置5Aは、パケット監視部4Aがパケットを保持しておく保持時間を設定する。この時間をずらす装置5Aは、通信部1には接続されているが、パケット解析部2Aには接続されておらず、電波状態を監視して(無線のキャリアセンスをして)、上記保持時間を設定する。
実施の形態1の端末で構成したアドホックネットワークの動作を以下に説明する。
まず、ソース端末がデスティネーション端末と通信しようとして、フラッディングで通信要求のパケットを送信し、通信可能か否かをデスティネーション端末に問い合わせる。ネットワーク内のそれぞれの端末は、自端末のIDを付加して上記通信要求パケットを中継する。
上記ソース端末からの通信要求パケットを受信したデスティネーション端末は、自端末に対する通信要求パケットであることを知って、さらにフラッディングによって返答パケットを送信し、ソース端末に返答する。ネットワーク内のそれぞれの端末は、自端末のIDを付加して上記返答パケットを中継する。
デスティネーション端末からの返答パケットを受信したソース端末は、自端末からデスティネーション端末までの最短パスおよびその最短パスを構成する端末のIDを知る。以上で、下準備が完了する。
ソース端末は、デスティネーション端末までの最短パスおよびその最短パスを構成する端末のIDを上記の下準備によって知っているため、パケット生成部3Aにおいて、デスティネーション端末に送りたいパケットに上記最短パスを構成する端末IDをパス情報として付加し、このパケットを通信部1を用いて送信する。
図2は本発明の実施の形態1の端末においての中継手順を説明するフローチャートである。
中継端末は、上記パス情報が付加されたパケットを受信すると(ステップS1)、パケット解析部2Aにおいて、パス情報を解析する(ステップS2)。
さらに、中継端末は、パケット解析部2Aにおいて、保持している自端末のID(=自ノード)が上記解析したパス情報に含まれるか否かを判定する(ステップS3)。
そして、上記パス情報に自端末が含まれていた場合は、パケット解析部2Aは、上記パケットを通信部1を用いて直ちに中継送信する(ステップS4)。
また、上記パス情報に自端末が含まれていなかった場合は、パケット解析部2Aは、キャリアセンスで確認できるいずれかの周辺端末の情報が上記パス情報に含まれるか否かを判定する(ステップS5)。そして、判定結果に従った処理を行わせるために、上記パケットをパケット監視部4Aに渡す。
上記パケットをパケット解析部2Aから受け取ったパケット監視部4Aは、受け取ったパケットと同じパケットをすでに保持しているか否かを判定し、同じパケットを保持していない場合は、時間をずらす装置5Aによって設定された保持時間を経過するまで、上記受け取ったパケットを保持して待機する(ステップS6)。
さらに、パケット監視部4Aは、上記保持しているパケットと同じパケットが上記保持時間内に、通信部1で再度受信されてパケット解析部2Aから渡されたか否かにより、周辺の端末が上記保持しているパケットを正しく中継したか否かを監視する(ステップS7)。
そして、パケット監視部4Aは、上記保持時間内に、上記保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Aから受け取った場合は、そのパケットについては周辺の端末が正しく中継をしたと判断して、すでに保持しているパケットおよび受け取った同じパケットをともに破棄する(ステップS8)。
また、パケット監視部4Aは、上記保持時間が経過するまで、保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Aから受け取らなかった場合は、そのパケットについては周辺の端末が正しく中継をしなかったと判断して、保持しているパケットを通信部1を用いて中継送信する。
なお、すでに保持しているパケットと受信されたパケットが同じか否かの判定は、例えば、パケット解析部2Aからパケット監視部4Aに、待機させるパケットとともに、そのパケットから解析したパケットID(または、さらにソースアドレスおよびデスティネーションアドレス)を送り、パケット監視部4Aは、パケットID(または、さらにソースアドレスおよびデスティネーションアドレス)が合致するか否かを判定することにより、同じパケットか否かを判定する。
また、時間をずらす装置5Aは、通信部1を通してパス情報に含まれる経路に対して地理的に自端末と対象に存在する周辺端末(パス情報に含まれる経路に対して自端末の反対側に位置しており、自端末と同様にバックアップパスを構成している周辺端末)も含めた自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の電波状態を監視する(無線のキャリアセンスをする)ことによって、上記周辺端末の通信状況を監視し、上周辺端末の通信状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。例えば、周辺端末が全然通信していなければ上記保持時間を短く設定し、周辺端末が頻繁に通信していれば上記保持時間を長く設定する。なお、この時間をずらす装置5Aでは、特定のアルゴリズムに従って、上記保持時間を設定することも可能である。例えば、時間情報を用いたランダム数値を生成して、上記保持時間に設定することも可能である。さらに、複数の時間のずらし方(周辺端末の通信状況に応じて保持時間に設定するか、アルゴリズムに従って保持時間を設定するか)の内から最適なものを判断して、その最適な時間のずらし方を設定する装置を設け、端末資源およびネットワーク資源にとって最適な時間のずらし方を設定できるようにすることも可能である。
図3から図24までは実施の形態1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。図3から図24までにおいて、a,b,c,d,e,f,gの○はぞれぞれ端末を表し、端末a,b,eは最も優先度の高い最短パスを構成する端末であり、端末c,d,f,gは、上記最短パスよりも優先度の低いパスを構成する端末である。
図3から図7までは、最短パス上での中継転送が成功した場合のそれぞれの端末の動作を説明する図である。
まず、図3において、端末aは、パケットを受信すると、自端末が最短パス上の端末であるため、受信したパケットをすぐに中継転送する。この端末aで中継転送されたパケットは、端末b,c,dによって受信される。
次に、図4において、端末aからのパケットを受信した端末bは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定するが、端末aからのパケットを受信した端末cおよびdは、それぞれ自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図5において、端末bは、端末aから受信したパケットをすぐに中継転送する。端末bで中継転送されたパケットは、端末c,d,e,f,gによって受信される。
次に、図6において、端末aから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末bから受信した端末cおよびdは、上記パケットが正しく中継されたと判断して、上記保持しているパケットおよび端末bから受信した同じパケットを破棄する。また、端末bからのパケットを受信した端末eは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定するが、端末bからのパケットを受信した端末fおよびgは、それぞれ自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図7において、端末eは、端末bから受信したパケットをすぐに中継転送する。端末eで中継送信されたパケットは、端末f,gによって受信される。端末bから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末eから受信した端末fおよびgは、上記パケットが正しく中継されたと判断して、上記保持しているパケットおよび端末eから受信した同じパケットを破棄する。
図8から図14までは最短パス上の端末bでの中継転送が失敗した場合のそれぞれの端末の動作を説明する図である。
まず、図8において、端末aは、パケットを受信すると、自端末が最短パス上の端末であるため、受信したパケットをすぐに中継転送する。この端末aで中継転送されたパケットは、端末cおよびdによって受信される。しかし、端末aで中継転送されたパケットが端末bで受信されたか否かは不明である。
次に、図9において、端末aからのパケットを受信した端末cおよびdは、それぞれ自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継送信を監視すると判定する。しかし、端末bが、端末aからのパケットを受信して、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定できたか否かは不明である。
そして、図10において、端末bが移動や故障等の理由によって端末aからのパケットを中継転送せず、端末dにおいてのパケットに保持時間を経過すると、端末dは、保持しているパケットと同じパケットを上記保持時間内に受信できなかったため、上記パケットが正しく中継されなかったと判断して、保持しているパケットを中継転送する。端末dで中継転送されたパケットは、端末cおよびgによって受信される。
次に、図11において、端末aから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末dから受信した端末cは、上記パケットが正しく中継されたと判断して、上記保持しているパケットおよび端末dから受信した同じパケットを破棄する。また、端末dからのパケットを受信した端末gは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図12において、端末gにおいてのパケットの保持時間を経過すると、端末gは、保持しているパケットと同じパケットを上記保持時間内に受信できなかったため、上記パケットが正しく中継されなかったと判断して、保持しているパケットを中継転送する。端末gで中継転送されたパケットは、端末eおよびfによって受信される。
次に、図13において、端末gからのパケットを受信した端末eは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定するが、端末gからのパケットを受信した端末fは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図14において、端末eは、端末gから受信したパケットをすぐに中継転送する。端末eで中継送信されたパケットは、端末fによって受信される。端末gから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末eから受信した端末fは、上記パケットが正しく中継されたと判断して、上記保持しているパケットおよび端末eから受信した同じパケットを破棄する。
図8および図9ならびに図15から図19までは最短パス上の端末bでの中継転送が失敗した場合のそれぞれの端末の他の動作を説明する図である。
上記図8および上記図9の動作がなされた後、図15において、端末bが移動や故障等の理由によって端末aからのパケットを中継転送せず、端末cおよびdにおいてのパケットの保持時間を経過すると、端末cおよびdは、それぞれ保持しているパケットと同じパケットを上記保持時間内に受信できなかったため、上記パケットが正しく中継されなかったと判断して、保持しているパケットを中継転送する。端末cで中継転送されたパケットは端末fによって受信され、端末dで中継転送されたパケットは端末gによって受信される。
次に、図16において、端末cからのパケットを受信した端末fは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。同様に、端末dからのパケットを受信した端末gは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図17において、端末fにおいてのパケットに保持時間を経過すると、端末fは、保持しているパケットと同じパケットを上記保持時間内に受信できなかったため、上記パケットが正しく中継されなかったと判断して、保持しているパケットを中継転送する。端末fで中継転送されたパケットは、端末eおよびgによって受信される。
次に、図18において、端末dから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末fから受信した端末gは、上記パケットが正しく中継されたと判断し、上記保持しているパケットおよび端末fから受信した同じパケットを破棄する。また、端末fからのパケットを受信した端末eは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定する。
そして、図19において、端末eは、端末fから受信したパケットをすぐに中継転送する。
図8および図9ならびに図20から図24までは最短パス上の端末bが中継転送を失敗した後に復旧した場合のそれぞれの端末の動作を説明する図である。
上記図8および上記図9の動作がなされた後、図20において、端末bが移動や故障等の理由によって端末aからのパケットを中継転送せず、端末cおよびdにおいてのパケットの保持時間内に端末bが復旧し、端末dにおいてのパケットに保持時間を経過すると、端末dは、保持しているパケットと同じパケットを上記保持時間内に受信できなかったため、上記パケットが正しく中継されなかったと判断して、保持しているパケットを中継転送する。端末dで中継転送されたパケットは、端末cおよびgならびに復旧した端末bによって受信される。
次に、図21において、端末aから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末dから受信した端末cは、上記パケットが正しく中継されたと判断し、上記保持しているパケットおよび端末dから受信した同じパケットを破棄する。また、端末dからのパケットを受信した復旧した端末bは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定する。また、端末dからのパケットを受信した端末gは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図22において、復旧した端末bは、端末dから受信したパケットをすぐに中継転送する。端末bで中継転送されたパケットは、端末e,f,gによって受信される。
次に、図23において、端末dから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末bから受信した端末gは、上記パケットが正しく中継されたと判断し、上記保持しているパケットおよび端末bから受信した同じパケットを破棄する。また、端末bからのパケットを受信した端末eは、自端末が最短パス上の端末であり、受信したパケットをすぐに中継転送すると判定する。また、端末bからのパケットを受信した端末fは、自端末が最短パスよりも優先度の低いパス上の端末であり、受信したパケットを一定時間待機させ、最短パスにおいての中継転送を監視すると判定する。
そして、図24において、端末eは、端末bから受信したパケットをすぐに中継転送する。端末eで中継送信されたパケットは、端末fによって受信される。端末bから受信して保持しているパケットと同じパケットを端末eから受信した端末fは、上記パケットが正しく中継されたと判断して、上記保持しているパケットおよび端末eから受信した同じパケットを破棄する。
以上のように実施の形態1によれば、ソース端末から送信するパケットにパス情報(最短パスを構成する経由端末情報)を付加し、このパス情報に含まれる中継端末では受信したパケットをすぐに中継送信し、上記パス情報に含まれない中継端末では、受信したパケットを待機させて最短パス上の中継端末による中継送信を監視し、最短パス上の中継端末が中継送信できない場合に、待機させたパケットを中継送信することにより、上記パス情報上の中継端末で構成されるメインパスと、上記パス情報に含まれない中継端末で構成されるバックアップパスとを空間的および時間的に分離して構築できるので、安定した通信を確保できるとともに、無線の干渉を抑制してパケットロスや遅延を防止し、かつネットワーク資源を有効活用できる。
また、時間をずらす装置5Aによって、パス情報に含まれる経路に対して地理的に自端末と対象に存在する周辺端末も含めた通信状況に応じて、パケットを待機させる保持時間を設定することにより、上記対象に存在する周辺端末との送信タイミングをずらすことができるので、パス情報に含まれる端末が正しくパケットの中継をしなかった場合に、地理的に対象に存在する2つの端末が同時にバックアップ通信を開始する確率を下げることができる。
実施の形態2
25は本発明の実施の形態2の無線通信端末の構成図であり、図1と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態2の端末は、通信部1と、パケット解析部2Aと、パケット生成部3Aと、パケット監視部4Aと、時間をずらす装置5Bとを備えて構成されている。つまり、実施の形態2の端末は、上記実施の形態1の端末(図1参照)において、時間をずらす装置5Aを時間をずらす装置5Bとしたものである。
[時間をずらす装置5B]
時間をずらす装置5Bは、上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aと同様に、パケット監視部4Aがパケットを保持しておく保持時間を設定する。ただし、この時間をずらす装置5Bは、パケット解析部2Aには接続されているが、通信部1には接続されておらず、パケットの送受信を監視して、上記保持時間を設定する。
この時間をずらす装置5Bは、パケット解析部2Aを通して自端末の通信範囲内の周辺端末のパケットの送受信を監視することによって、パケット解析部2Aで解析されたパス情報に含まれる端末が正しく規則的に活動しているか否か等の上記周辺端末の活動状況を監視し、この活動状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。例えば、パス情報に含まれる2つの端末が両方とも正しく規則的に活動していれば、保持時間を長く設定し、上記2つの端末の内のいずれかの活動が不定期になったりすれば、保持時間を短く設定する。なお、この時間をずらす装置5Bでは、特定のアルゴリズムに従って、上記保持時間を設定することも可能である。例えば、時間情報を用いたランダム数値を生成して、上記保持時間に設定することも可能である。さらに、複数の時間のずらし方(周辺端末の活動状況に応じて保持時間に設定するか、アルゴリズムに従って保持時間を設定するか)の内から最適なものを判断して、その最適な時間のずらし方を設定する装置を設け、端末資源およびネットワーク資源にとって最適な時間のずらし方を設定できるようにすることも可能である。
このように実施の形態2によれば、パス情報に含まれる端末の内の自端末の近隣の2つ端末を監視して、これら2つの端末の中継をサポートする場合に、その2端末の活動状況を常に監視しておき、その2つの端末の内の一方がパケットを送信していない場合には、パス情報に含まれる端末に異常が発生したと判断して、保持時間を短くすることにより、パス情報に含まれる経路に異常が発生した場合のリカバーの時間を短くできる。
実施の形態3
26は本発明の実施の形態3の無線通信端末の構成図であり、図1と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態3の端末は、通信部1と、パケット解析部2Aと、パケット生成部3Aと、パケット監視部4Aと、時間をずらす装置5Cとを備えて構成されている。つまり、実施の形態3の端末は、上記実施の形態1の端末(図1参照)において、時間をずらす装置5Aを時間をずらす装置5Cとしたものである。
[時間をずらす装置5C]
時間をずらす装置5Cは、上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aと同様に、パケット監視部4Aがパケットを保持しておく保持時間を設定する。ただし、この時間をずらす装置5Cは、通信部1およびパケット解析部2Aに接続されており、電波状態を監視するとともに(無線のキャリアセンスをするとともに)、パケットの送受信を監視をして、上記保持時間を設定する。
この時間をずらす装置5Cは、通信部1を通して自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の電波状態を監視する(無線のキャリアセンスをする)ことによって、上記自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の通信状況を監視するとともに、パケット解析部2Aを通して自端末の通信範囲内の周辺端末の送受信パケットを監視することによって、パケット解析部2Aで解析されたパス情報に含まれる端末が正しく規則的に活動しているか否か等の上記自端末の通信範囲内の周辺端末の活動状況を監視し、これら自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の通信状況および自端末の通信範囲内の周辺端末の活動状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。
上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aでは、パス情報に含まれる端末の活動状況についての情報を得ることができないため、異常が発生した場合のリカバーの時間を短くできない。また、上記実施の形態2の時間をずらす装置5Bでは、パス情報に含まれる経路に対して自端末と地理的に対象に存在する周辺端末の通信状況についての情報を得ることができないため、この2つの端末が同時にリカバーのための中継パケットを送信して、無線の衝突が起こる可能性がある。
これに対し、この実施の形態3の時間をずらす装置5Cでは、パス情報に含まれる経路に対して自端末と地理的に対象に存在する周辺端末の通信状況についての情報を得ることができるとともに、パス情報に含まれる端末の活動状況についての情報を得ることができるので、上記対象に存在する周辺端末との送信タイミングをずらして、地理的に対象に存在する2つ端末が同時にバックアップ通信を開始して無線の衝突が起こる確率を下げることができるとともに、パス情報に含まれる経路に異常が発生した場合のリカバーの時間を短くできる。さらに、上記対象に存在する周辺端末と通信して互いに同時に動かないように同期することができれば、無線の衝突が起こる確率をほとんど0にできる。
なお、この時間をずらす装置5Cでは、上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aと同様に、自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の通信状況に応じて、上記保持時間を設定することも可能である。また、上記実施の形態2の時間をずらす装置5Bと同様に、自端末の通信範囲内の周辺端末の通信状況に応じて、上記保持時間を設定することも可能である。また、特定のアルゴリズムに従って、上記保持時間を設定することも可能である。例えば、時間情報を用いたランダム数値を生成して、上記保持時間に設定することも可能である。さらに、複数の時間のずらし方(周辺端末の通信状況および活動状況に応じて保持時間に設定するか、周辺端末の通信状況に応じて保持時間に設定するか、周辺端末の活動状況に応じて保持時間に設定するか、アルゴリズムに従って保持時間を設定するか)の内から最適なものを判断して、その最適な時間のずらし方を設定する装置を設け、端末資源およびネットワーク資源にとって最適な時間のずらし方を設定できるようにすることも可能である。
このように実施の形態3によれば、地理的に対象に存在する2つの端末が同時にバックアップ通信を開始して無線の衝突が起こる確率を下げることができるとともに、パス情報に含まれる経路に異常が発生した場合のリカバーの時間を短くできる。
実施の形態4
27は本発明の実施の形態4の無線通信端末の構成図であり、図1と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態4の端末は、通信部1と、パケット解析部2Aと、パケット生成部3Aと、パケット監視部4Aと、時間をずらす装置5Dとを備えて構成されている。つまり、実施の形態4の端末は、上記実施の形態1の端末(図1参照)において、時間をずらす装置5Aを時間をずらす装置5Dとしたものである。
[時間をずらす装置5D]
時間をずらす装置5Dは、上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aと同様に、パケット監視部4Aがパケットを保持しておく保持時間を設定する。ただし、この時間をずらす装置5Dは、通信部1とパケット解析部2Aのいずれにも接続されておらず、例えばランダムに上記保持時間を設定する。
この時間をずらす装置5Dは、電波状態の監視も、パケットの送受信の監視もせずに、特定のアルゴリズムに従って、特定の情報を用いて自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。例えば、時刻情報あるいは日時情報を用いたランダム数値を生成して、上記保持時間に設定する。
このように実施の形態4によれば、時間をずらす装置5Dが上記実施の形態1〜3の時間をずらす装置5A〜5Cのような処理をしないので、端末の処理能力が乏しい場合や、無線の衝突が生じにくい場合などに、簡単に時間をずらす装置5Dを実装して使用でき、端末の資源を有効活用できる。
実施の形態5
本発明の実施の形態5は、ディスタンスベクトル方式をベースとしたものであって、ソース端末とデスティネーション端末とが通信するにあたり、以下の1)〜5)の手順でマルチパスが構築される。
1)ネットワーク内のそれぞれの端末は、パケットを転送してきた近隣端末をDV(Distance Vector)端末として保持するとともに、同じパケットを転送してきた複数のDV端末に、受信タイミングによって優先度を付しておく。
2)ソース端末は、最優先のDV端末の情報およびそれよりも優先度の低いDV端末情報をパケットに付加して送信する。
3)パケットを受信した端末は、自端末が最優先のDV端末であるか、それよりも優先度の低いDV端末であるかを判定し、最優先のDV端末であれば直ちに中継送信し、それよりも優先度の低いDV端末であれば、一定時間中継送信を待機し、最優先の他の端末によって中継送信がなされたか否かを監視し、上記一定時間内に上記他の端末による中継送信を検出できれば、上記待機させていたパケットを破棄し、上記一定時間内に上記他の端末による中継送信を検出できなければ、上記待機させていたパケットの最優先のDV端末の情報およびそれよりも優先度の低いDV端末情報を更新して、上記待機させていたパケットを中継送信する。
上記3)の手順において、最優先の端末によって中継送信がなされたか否かは、待機させているパケットと同じパケットを上記一定時間内に受信したか否かによって判定する。待機させているパケットと同じパケットを時間内に受信した場合には、最優先の端末によって中継送信がなされたと判断して、両パケットを破棄し、待機させているパケットと同じパケットを時間内に受信しできなかった場合には、最優先の端末によって中継送信がなされなかったと判断して、待機させていたパケットを中継送信する。
28は本発明の実施の形態5の無線通信端末の構成図であり、図1と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態5の端末は、通信部1と、パケット解析部2Eと、パケット生成部3Eと、パケット監視部4Eと、時間をずらす装置5Eと、DV(Distance Vector)テーブル6とを備えて構成されている。
[パケット解析部2E]
パケット解析部2Eは、通信部1で受信されたパケットを解析する。このパケット解析部2Eは、さらに以下のa)〜c)の3つの解析処理をする。
a)通信部1で受信されたパケットから、ソースアドレスと、このパケットを送ってきた近隣端末の端末ID(通信インタフェースアドレス,IPアドレス,MACアドレス等、端末を特定できる情報)と、パケットID(シーケンスナンバーやポートナンバー等、パケットを特定できる情報)とを解析し、解析したソースアドレスをデスティネーション端末のIDとして、このデスティネーション端末IDおよびそれに該当するパケットIDをDVテーブル6に問い合わせる。そして、解析したデスティネーション端末IDおよびパケットIDがすでにDVテーブル6に保持されている場合は、そのデスティネーション端末IDについてのDVテーブル6のODV(Other Distance Vector)の項目に上記解析した近隣端末IDを追加して、DVテーブル6を更新する。また、解析したデスティネーション端末IDはDVテーブル6に保持されているが、パケットIDが異なる場合は、そのデスティネーション端末IDについてのDVテーブル6のPDV(Primary Distance Vector)の項目を上記解析した近隣端末IDに書き換え、ODVの項目に上記解析した近隣端末IDが保持されていればそれを削除し、パケットIDの項目を上記解析したパケットIDに書き換えて、DVテーブル6を更新する。また、解析したデスティネーション端末IDがDVテーブル6に保持されていない場合は、DVテーブル6のデスティネーションの項目に上記解析したデスティネーション端末IDを追加し、PDVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加し、パケットIDの項目に上記解析したパケットIDを追加して、DVテーブル6を更新する。
b)自端末がソース端末であるときに、ディスティネーション端末についてのPDV端末IDと、ODV端末IDとをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDをPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDをODV情報として、これらPDV情報およびODV情報をパケット生成部3Eに送る。
c)上記実施の形態1のパケット解析部2Aと同様に自端末を他の端末と区別するための自端末のIDを保持しており、自端末が中継端末であるときに、通信部1で受信されたパケットから、PDV情報と、ODV情報と、デスティネーションアドレスとを解析し、自端末のIDが解析したPDV情報に含まれているか否かおよびODV情報に含まれているか否かを判定することにより、自端末が、PDVであるのか、ODVであるのか、PDVとODVのいずれでもないのか、を判定する。そして、自端末がPDVであれば、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDを新しいODV情報として、上記パケットならびに新しいPDV情報および新しいODV情報をパケット生成部3Eに送り、通信部1を用いてすぐに中継送信する。また、自端末がODVであれば、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDを新しいODV情報として、上記パケットならびに新しいPDV情報および新しいODV情報をパケット監視部4Eに送り、時間をずらす装置5Eによって設定された保持時間、保持させる。また、自端末がPDVとODVのいずれでもなければ、上記パケットを破棄する。
[DVテーブル6]
DVテーブル6は、DV(Distance Vector)を保存しておくデータテーブルであって、図29示すように構成されており、デスティネーションの項目と、PDV(Primary Distance Vector)の項目と、ODV(Other Distance Vector)の項目と、パケットIDの項目とを有する。デスティネーションの項目には、パケット解析部2Eで解析されたソースアドレスがデスティネーション端末IDとして保持される。また、PDVの項目には、パケット解析部2Eで解析された近隣端末のIDの内、そのパケットを最初に転送してきた近隣端末のIDがPDV端末として保持され、ODVの項目には、パケット解析部2Eで解析された近隣端末のIDの内、PDV端末を除いた全ての近隣端末のID(そのパケットを2番目以降に転送してきた全ての近隣端末のID)がODV端末として保持される。また、パケットIDの項目には、パケット解析部2Eで解析されたそのパケットのパケットIDが保持される。
[パケット生成部3E]
パケット生成部3Eは、パケットを生成して、通信部1を用いて送信する。このパケット生成部3Eは、さらに以下のA),B)の2つの処理をする。
A)パケット解析部2Eから渡されたパケットの以前のDV情報(PDV情報およびODV情報)を消去し、パケット解析部2Eから渡された新しいDV情報を書き込み、このDV情報を更新したパケットを送信する。
B)パケット監視部4Eから渡されたパケットの以前のDV情報(PDV情報およびODV情報)を消去し、パケット監視部4Eから渡された新しいDV情報を書き込み、このDV情報を更新したパケットを送信する。
[パケット監視部4E]
パケット監視部4Eは、パケット解析部2Eから渡されたパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報を、時間をずらす装置5Eによって設定された保持時間、保持する。そして、その保持時間内に、保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Eから渡された場合、そのパケットについては最短パス上の他の端末が正しく中継したと判断して、保持しているパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報ならびに渡された同じパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報をともに破棄する。また、上記保持時間を経過したら、その保持しているパケットについては最短パス上の他の端末が正しく中継できなかったと判断して、保持してパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報をパケット生成部3Eに送り、通信部1を用いて中継送信させる。
[時間をずらす装置5E]
時間をずらす装置5Eは、上記実施の形態1〜4の時間をずらす装置5A〜5Dのいずれかと同様に、パケット監視部4Eがパケットを保持しておく保持時間を設定する。
実施の形態5の端末で構成したアドホックネットワークの動作を以下に説明する。
ネットワーク内のそれぞれの端末は、他の端末から送信されたパケットを受信すると、パケット解析部2Eにおいて、上記パケットから、ソースアドレスと、そのパケットを自端末に送ってきた近隣端末のIDと、パケットIDとを解析し、解析したソースアドレスをデスティネーション端末のIDとして、このデスティネーション端末IDおよびそれに該当するパケットIDをDVテーブル6に問い合わせる。
そして、解析したデスティネーション端末IDがDVテーブル6にすでに保持されており、そのデスティネーション端末IDについてDVテーブル6に保持されているパケットIDと上記解析したパケットIDが合致している場合は、上記受信したパケットはすでに受信されたパケットであると判断して、そのデスティネーション端末IDについてのDVテーブル6のODVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加して、DVテーブル6を更新する。
また、解析したデスティネーション端末IDがDVテーブル6にすでに保持されているが、そのデスティネーション端末IDについてDVテーブル6に保持されているパケットIDと上記解析したパケットIDが異なる場合は、上記受信したパケットが初めて受信したパケットであると判断して、そのデスティネーション端末IDについてのDVテーブル6のPDVの項目を上記解析した近隣端末IDに書き換え、ODVの項目に上記解析した近隣端末IDが保持されていればそれを削除し、パケットIDの項目を上記解析したパケットIDに書き換えて、DVテーブル6を更新する。
また、解析したデスティネーション端末IDがDVテーブル6に保持されていない場合も、上記受信したパケットが初めて受信したパケットであると判断して、DVテーブル6のデスティネーションの項目に上記解析したデスティネーション端末IDを追加し、PDVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加し、パケットIDの項目に上記解析したパケットIDを追加して、DVテーブル6を更新する。このようにDVテーブル6は、パケットを受信するごとに逐次更新される。
ソース端末は、上記DVテーブル6の更新処理により、デスティネーション端末についてのPDV端末IDをDVテーブル6のPDVの項目に保持しており、ODV端末IDをDVテーブル6のODVの項目に保持しているので、パケット解析部2Eにおいて、これらPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDをPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDをODV情報としてパケット生成部3Eに送り、パケット生成部3Eおいて、デスティネーション端末に送りたいパケットに上記PDV情報およびODV情報を付加し、このパケットを通信部1を用いて送信する。
30は本発明の実施の形態5の端末においての中継手順を説明するフローチャートである。
中継端末は、上記PDV情報およびODV情報が付加されたパケットを受信すると(ステップS11)、パケット解析部2Eにおいて、PDV情報およびODV情報ならびにデスティネーションアドレスを解析し、保持している自端末のIDがPDV情報に含まれているか否かおよびODV情報に含まれているか否かにより、自端末が、PDV端末であるか(解析したPDV情報に含まれているか)、ODV端末であるか(解析したODV情報に含まれているか)、PDV端末およびODV端末のいずれでもないか(解析したPDV情報とODV情報のいずれにも含まれていないか)を判定する(ステップS12)。ここで、PDV端末は、待機時間=0の最も優先度の高い端末である。なお、上記DVテーブル6の更新処理は、上記PDV情報およびODV情報が付加されたパケットを受信した場合にもなされる。
そして、パケット解析部2Eは、自端末がPDV端末であれば(ステップS12でYes)、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDを新しいODV情報として、上記パケットならびに新しいPDV情報および新しいODV情報をパケット生成部3Eに送る。
上記パケットおよび新しいDV情報をパケット解析部2Eから受け取ったパケット生成部3Eは、パケット解析部2Eから渡されたパケットのDV情報(PDV情報およびODV情報)をパケット解析部2Eから渡された新しいPDV情報および新しいODV情報に更新し(ステップS13)、そのDV情報を更新したパケットを直ちに通信部1を用いて中継送信する(ステップS14)。ここで、新しいPDV情報に含まれる端末は、この中継端末で新たに設定されたPDV端末であって、待機時間=0の最も優先度の高い端末である。
また、パケット解析部2Eは、自端末がPDV端末でなく(ステップS12でNo)、かつODV端末でもなければ、上記パケットを破棄する。
また、パケット解析部2Eは、自端末がPDV端末でなく(ステップS12でNo)、かつ自端末がODV端末であれば、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報とし、応答された1つ以上のODV端末IDを新しいODV情報として、上記パケットならびに新しいPDV情報および新しいODV情報をパケット監視部4Eに送る。
上記パケットおよび新しいDV情報をパケット解析部2Eから受け取ったパケット監視部4Eは、受け取ったパケットと同じパケットをすで保持しているか否かを判定し、同じパケットを保持していない場合は、時間をずらす装置5Eによって設定された保持時間を経過るまで、上記受け取ったパケットおよび新しいDV情報を保持して待機する(ステップS15)。
さらに、パケット監視部4Eは、上記保持しているパケットと同じパケットが上記保持時間内に、通信部1で再度受信されてパケット解析部2Eから渡されたか否かにより、周辺の端末が上記保持しているパケットを正しく中継したか否かを監視する(ステップS16)。
そして、パケット監視部4Eは、上記保持時間内に、上記保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Eから受け取った場合は、そのパケットについては周辺の端末が正しく中継をしたと判断して、すでに保持しているパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報ならびに受け取った同じパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報をともに削除する(ステップS17)。
また、パケット監視部4Eは、上記保持時間が経過するまで保持しているパケットと同じパケットをパケット解析部2Eから受け取らなかった場合は、そのパケットについては周辺の端末が正しく中継をしなかったと判断して、保持しているパケットおよびそのパケットについての新しいDV情報をパケット生成部3Eに送る。
上記パケットおよび新しいDV情報をパケット監視部4Eから受け取ったパケット生成部3Eは、パケット監視部4Eから渡されたパケットのDV情報(PDV情報およびODV情報)をパケット監視部4Eから渡された新しいPDV情報および新しいODV情報に更新し、そのDV情報を更新したパケットを通信部1を用いて中継送信する。ここで、新しいPDV情報に含まれる端末は、この中継端末で新たに設定されたPDV端末であって、待機時間=0の最も優先度の高い端末である。
なお、すでに保持しているパケットと受信されたパケットが同じか否かの判定は、例えば、パケット解析部2Eからパケット監視部4Eに、待機させるパケットとともに、そのパケットから解析したパケットID(または、さらにソースアドレスおよびデスティネーションアドレス)を送り、パケット監視部4Eは、パケットID(または、さらにソースアドレスおよびデスティネーションアドレス)が合致するか否かを判定することにより、同じパケットか否かを判定する。
また、時間をずらす装置5Eは、上記実施の形態1の時間をずらす装置5Aと同様に、通信部1を通して自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の電波状態を監視する(無線のキャリアセンスをする)ことによって、上記自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の通信状況を監視し、このの通信状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。
あるいは、時間をずらす装置5Eは、上記実施の形態2の時間をずらす装置5Bと同様に、パケット解析部2Eを通して自端末の通信範囲内の周辺端末のパケットの送受信を監視することによって、パケット解析部2Eで解析されたPDV情報に含まれる端末およびパケット解析部2Eで生成された新しいPDV情報に含まれる端末が正しく規則的に活動しているか否か等の上記自端末の通信範囲内の周辺端末の活動状況を監視し、この活動状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。
あるいは、時間をずらす装置5Eは、上記実施の形態3の時間をずらす装置5Cと同様に、自端末の通信範囲よりも広い範囲の周辺端末の通信状況を監視するとともに、パケット解析部2Eを通して自端末の通信範囲内の周辺端末の活動状況を監視し、これら通信状況および活動状況に応じて、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)を設定する。
あるいは、時間をずらす装置5Eは、上記実施の形態4の時間をずらす装置5Dと同様に、自端末が中継待機をするためにパケットの中継送信を遅らせる時間(=上記保持時間)をランダムに設定する。
さらに、この時間をずらす装置5Eでも、上記実施の形態1〜3と同様に、複数の時間のずらし方の内から最適なものを判断して、その最適な時間のずらし方を設定する装置を設け、端末資源およびネットワーク資源にとって最適な時間のずらし方を設定できるようにすることも可能である。
この実施の形態5では、上記実施の形態1〜4とは異なり、メインパスおよびバックアップパスはソース端末において設定されるものではなく、ネットワーク内のそれぞれの端末は、デスティネーション端末についてのDV端末のID(PDV端末のIDおよびODV端末のID)を保持しており、それぞれの端末が保持しているPDV端末が結果的にメインパスを構築することになる。この場合、DV端末にPDV端末とODV端末の区別がないと、それぞれの端末が自らをメインパスを構成する端末としてすぐにパケットを中継送信してしまうため、無線の干渉が起こってしまう。そこで、PDVとODVという要素を取り入れて、PDV端末のみがすぐに中継転送し、ODV端末はしばらく待機することにより、干渉を減らしたメインパスを構築できる。
以上のように実施の形態5によれば、それぞれの端末に、PDVとなる端末およびODVとなる端末を保持させ、PVD端末では受信したパケットをすぐに中継送信し、ODV端末では、受信したパケットを待機させてPDV端末による中継送信を監視し、PDV端末が中継送信できない場合に、待機させたパケットを中継送信することにより、PVD端末で構成されるメインパスと、ODV端末で構成されるバックアップパスとを空間的および時間的に分離して構築できるので、安定した通信を確保できるとともに、無線の干渉を抑制してパケットロスや遅延を防止し、かつネットワーク資源を有効活用できる。
実施の形態6
本発明の実施の形態6は、上記実施の形態5において、自端末が現在中継しているフロー数に応じて、受信したパケットの待機時間を設定することにより、自端末の中継の優先度を調整することを特徴とする。
上記実施の形態5では、自端末の中継の優先度は、受信パケットに含まれているDV情報(PDV端末であるか、ODV端末であるか)によって設定され、優先度が高いほど上記待機時間は短く設定されるが、多くのフローをすでに中継している端末は、優先度が高くてもそれだけのフローを処理しきれない。そこで、この実施の形態6では、中継しているフロー数が多いほど上記待機時間を長く設定して、他の端末にフローを担当してもらうことにより、自端末の負荷を減らし、ネットワーク全体の負荷分散させる。このように、中継しているフロー数に応じて中継の優先度を調整することは、ロードバランシングという意味において重要である。
図31は本発明の実施の形態6の無線通信端末の構成図であり、図28と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態6の端末は、通信部1と、パケット解析部2Fと、パケット生成部3Eと、パケット監視部4Eと、時間をずらす装置5Fと、DV(Distance Vector)テーブル6とを備えて構成されている。つまり、実施の形態6の端末は、上記実施の形態5の端末(図28参照)において、パケット解析部2Eをパケット解析部2Fとし、時間をずらす装置5Eを時間をずらす装置5Fとしたものである。
[パケット解析部2F]
パケット解析部2Fは、通信部1で受信されたパケットを解析する。このパケット解析部2Eは、さらに以下のa)〜d)の4つの解析処理をする。
a)上記実施の形態5のパケット解析部2Eの上記手順a)と同様に、通信部1で受信されたパケットを解析し、DVテーブル6を更新する。
b)自端末が現在中継しているフローの数を表す中継フロー数fnを保持しており、任意の2つの端末間のパケットを中継したら、その2つの端末のID(1つがソース端末のID、もう1つがデスティネーション端末のID)を一定時間保持するとともに、中継フロー数fnに1を加算し、2つの端末のIDを保持している間にその2つの端末間のパケットを再度中継したら、そのときから上記2つの端末のIDをさらに一定時間保持するする。上記2つの端末間のパケットを再度中継せずに、上記一定時間を経過したら、上記2つの端末のIDを削除するとともに、中継フロー数fnから1を減算する。
ここで、上記中継しているフローの数とは、中継しているセッションの数という意味である。また、上記2つの端末のIDは、ソース端末とデスティネーション端末に区別して保持され、ソース端末からデスティネーション端末に送信するフローと、デスティネーション端末からソース端末に返信するフローをともに中継する場合には、自端末が現在中継しているフローの数は、2つとなる。なお、保持している2つの端末のIDを定期的に全てクリアにするとともに、中継フロー数fnを定期的に0にクリアすることも可能である。
c)自端末がソース端末であるときに、ディスティネーション端末についてのPDV端末IDと、ODV端末IDとをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDをPDV情報(1stDV情報)とし、応答された1つ以上のODV端末IDの内のいずれか1つのODV端末IDを2ndDV情報、その他のODV端末IDを3rdDV情報として、これらのDV情報(1stDV情報,2ndDV情報,3rdDV情報)をパケット生成部3Eに送る。なお、応答された1つ以上のODV端末IDを全て2ndDV情報とし、3rdDV情報を作成しないことも可能である。
d)上記実施の形態1のパケット解析部2Aと同様に自端末を他の端末と区別するための自端末のIDを保持しており、自端末が中継端末であるときに、通信部1で受信されたパケットから、1stDV情報と、2ndDV情報と、3rdDV情報と、デスティネーションアドレスとを解析し、自端末のIDが解析した1stDV情報に含まれているか否か、2ndDV情報に含まれているか否か、および3rdDV情報に含まれているか否かを判定することにより、自端末が、1stDVであるのか、2ndDVであるのか、3rdDVであるのか、1stDV,2ndDV,3rdDVのいずれでもないのか、を判定する。
そして、自端末が1stDVであって中継フロー数fn=1であれば、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報(1stDV情報)とし、応答された1つ以上のODV端末IDの内の1つのODV端末IDを新しい2ndDV情報、その他のODV端末IDを新しい3ndDV情報として、上記パケットおよび新しいDV情報(1stDV情報,2ndDV情報,3ndDV情報)をパケット生成部3Eに送り、通信部1を用いてすぐに中継送信する。
この手順d)においては、上記パケットの受信によって、自端末が現在中継しているフロー数は1つ増え、中継フロー数fnに1が加算されるので、他のフローを中継していなければ、中継フロー数fn=1であり、例えば上記受信したパケットのフローの他に2つのフローを中継していなれば、中継フロー数fn=3である。つまり、上記手順d)においての中継フロー数fnは、上記受信したパケットのフローを含めたフロー数である。
また、自端末が1stDVであって中継フロー数fn≧2であるか、自端末が2ndDV,3rdDVであれば、解析したデスティネーションアドレスをデスティネーション端末IDとして、このデスティネーション端末IDについてのPDV端末IDおよびODV端末IDをDVテーブル6に問い合わせ、応答された1つのPDV端末IDを新しいPDV情報(1stDV情報)とし、応答された1つ以上のODV端末IDの内の1つのODV端末IDを新しい2ndDV情報、その他のODV端末IDを新しい3ndDV情報として、自端末が属するDV(1stDV,2ndDV,3ndDVのいずれに属すか)および中継フロー数fnを時間をずらす装置5Fに送るとともに、上記パケットおよび新しいDV情報(1stDV情報,2ndDV情報,3ndDV情報)をパケット監視部4Eに送り、時間をずらす装置5Fによって設定された保持時間、保持させる。
また、自端末が1stDV,2ndDV,3rdDVのいずれでもなければ、上記パケットを破棄する。
[時間をずらす装置5F]
時間をずらす装置5Fは、自端末が属するDV(1stDV,2ndDV,3ndDVのいずれに属すか)および中継フロー数fnに応じて、パケット監視部4Eがパケットを保持しておく保持時間(自端末にパケットを待機させる待機時間)を設定する。ここで、受信したパケットをすぐに中継する場合(自端末が1stDVであって中継フロー数fn=1の場合)のパケットの受信から送信までの時間を、例えばSIFS(IEEE802.11bで定められているShort Inter Frame Space)とし、このSIFSにパケット監視部4Eでの保持時間を加算した時間を上記待機時間とする。
この時間をずらす装置5Eは、自端末が2ndDVであって中継フロー数fn=1であれば、待機時間をSIFS×2(保持時間をSIFS)に設定し、自端末が3ndDVであって中継フロー数fn=1であれば、待機時間をSIFS×3(保持時間をSIFS×2)に設定し、自端末が1stDVであって中継フロー数fn≧2であれば、待機時間をSIFS+(fn−1)×SIFS×3(保持時間を(fn−1)×SIFS×3)に設定し、自端末が2ndDVであって中継フロー数fn≧2であれば、待機時間をSIFS×2+(fn−1)×SIFS×3(保持時間をSIFS+(fn−1)×SIFS×3)に設定し、自端末が3rdDVであって中継フロー数fn≧2であれば、待機時間をSIFS×3+(fn−1)×SIFS×3(保持時間をSIFS×2+(fn−1)×SIFS×3)に設定する。
ここでは、1stDV,2ndDV,3rdDVの待機時間をそれぞれSIFS,SIFS*2,SIFS*3として、中継の優先順位が低い端末ほど、待機時間(保持時間)を長く設定している。また、複数のフローを中継しいる場合には、2フロー目以降はSIFS×3ずつ後にずらすのが望ましいので、受信パケットのフローを除いた他の中継しているフロー数(fn−1)に応じて待機時間をSIFS×3ずつ長く設定している。
図32は本発明の実施の形態6の複数の端末によって構成されたアドホックネットワークにおいての中継端末の動作を説明するタイムチャートであり、Srcはソース端末、1stは上記1stDVとなる中継端末(1stDV端末)、2ndは上記2ndDVとなる中継端末(2ndDV端末)、3rdは上記3rdDVとなる中継端末(3rdDV端末)を表し、DATAはソース端末(Src)から送信されて中継されるパケットを表す。
図32(a)は、1stDV端末,2ndDV端末,3ndDV端末のいずれにおいても、ソース端末(Src)から受信したパケット(DATA)のフローの他に、すでに中継しているフローがない(中継フロー数fn=1)の場合である。
この図32(a)では、1stDV端末においての待機時間はSIFS(保持時間は0)であり、2ndDV端末においての待機時間はSIFS×2(保持時間はSIFS)に設定され、3ndDV端末においての待機時間はSIFS×3(保持時間はSIFS×2)に設定される。
そして、1stDV端末,2ndDV端末,3ndDV端末の内、1stDV端末が最も早く待機時間SIFSですぐにパケット(DATA)を中継送信する。2ndDV端末および3ndDV端末は、1stDV端末が中継送信したパケット(DATA)をそれぞれの待機時間内に受信し、その1stDV端末からのパケットおよび保持しているソース端末(Src)からのパケットを破棄する。
また、図32(b)は、2ndDV端末においては、ソース端末(Src)から受信したパケット(DATA)のフローの他に、すでに中継しているフローがない(中継フロー数fn=1である)が、1stDV端末および3ndDV端末においては、ソース端末(Src)から受信したパケット(DATA)のフローの他に、すでに中継しているフローが1つある(中継フロー数fn=2)場合である。
この図32(b)では、1stDV端末においての待機時間はSIFS×4(保持時間はSIFS×3)に設定され、2ndDV端末においての待機時間はSIFS×2(保持時間はSIFS)に設定され、3ndDV端末においての待機時間はSIFS×6(保持時間はSIFS×5)に設定される。
そして、1stDV端末,2ndDV端末,3ndDV端末の内、2ndDV端末が最も早く待機時間SIFS×2でパケット(DATA)を中継送信する。1stDV端末および3ndDV端末は、2ndDV端末が中継送信したパケット(DATA)をそれぞれの待機時間内に受信し、その2ndDV端末からのパケットおよび保持しているソース端末(Src)からのパケットを破棄する。つまり、1stDV端末を迂回するバックアップパスによって中継がなされる。
以上のように実施の形態6によれば、自端末が現在中継しているフロー数に応じて、受信したパケットの待機時間を調整することにより、多くのフローをすでに中継している場合の自端末の負荷を減らすことができ、ネットワーク全体の負荷分散ができる。
実施の形態7
図33は本発明の実施の形態7の無線通信端末の構成図であり、図1または図31と同様のものには同じ符号を付してある。この実施の形態7の端末は、通信部1と、パケット解析部2Gと、パケット生成部3Aと、パケット監視部4Aと、時間をずらす装置5Gとを備えて構成されている。つまり、実施の形態7の端末は、上記実施の形態6を上記実施の形態1〜4に適用したものであって、上記実施の形態1の端末(図1参照)において、パケット解析部2Aを、上記実施の形態6のパケット解析部2Fに相当するパケット解析部2Gとし、時間をずらす装置5Aを、上記実施の形態6の時間をずらす装置5Fに相当する時間をずらす装置5Gとしたものである。
[パケット解析部2G]
パケット解析部2Gは、通信部1で受信されたパケットを解析する。このパケット解析部2Gは、さらに以下のa)〜d)の4つの解析処理をする。
a)上記実施の形態1のパケット解析部2Aの上記手順a)と同様に、パス情報(最短パス経由端末情報)を生成し、パケット生成部3Aに送る。
b)上記実施の形態6のパケット解析部2Fの上記手順b)と同様に、中継フロー数fnを保持しており、この中継フロー数fnを更新する。
c)上記実施の形態1のパケット解析部2Aと同様に自端末を他の端末と区別するための自端末の端末IDを保持しており、通信部1で受信されたパス情報が付加されたパケットから、パス情報と、ソースアドレスと、デスティネーションアドレスと、パケットIDとを解析し、解析したパス情報に自端末のIDが含まれているか否かを判定する。
そして、自端末が上記パス情報に含まれていて中継フロー数fn=1であれば、上記パケットを通信部1を用いてすぐに中継送信する。
また、自端末が上記パス情報に含まれていて中継フロー数fn≧2であるか、自端末が上記パス情報に含まれていなければ、上記パケットをパケット監視部4Aに送り、時間をずらす装置5Gによって設定された保持時間、保持させる。
[時間をずらす装置5G]
時間をずらす装置5Gは、自端末が上記パス情報に含まれているか否かおよび中継フロー数fnに応じて、パケット監視部4Aがパケットを保持しておく保持時間(自端末にパケットを待機させる待機時間)を設定する。ここで、受信したパケットをすぐに中継する場合(自端末がパス情報に含まれていて中継フロー数fn=1の場合)のパケットの受信から送信までの時間を、例えばSIFS(IEEE802.11bで定められているShort Inter Frame Space)とし、このSIFSにパケット監視部4Aでの保持時間を加算した時間を上記待機時間とする。
この時間をずらす装置5Gは、自端末がパス情報に含まれておらず中継フロー数fn=1であれば、待機時間をSIFS×2(保持時間をSIFS)に設定し、自端末が自端末がパス情報に含まれていて中継フロー数fn≧2であれば、待機時間をSIFS+(fn−1)×SIFS×3(保持時間を(fn−1)×SIFS×3)に設定し、自端末がパス情報に含まれておらず中継フロー数fn≧2であれば、待機時間をSIFS×2+(fn−1)×SIFS×3(保持時間をSIFS+(fn−1)×SIFS×3)に設定する。
ここでは、パス情報に含まれる端末での待機時間をSIFS、パス情報に含まれない端末での待機時間をSIFS*2として、中継の優先順位が低い端末ほど、待機時間(保持時間)を長く設定している。また、複数のフローを中継しいる場合には、2フロー目以降はSIFS×3ずつ後にずらすのが望ましいので、受信パケットのフローを除いた他の中継しているフロー数(fn−1)に応じて待機時間をSIFS×3ずつ長く設定している。
この実施の形態7の複数の端末によって構成されたアドホックネットワークにおいてのパス情報に含まれる中継端末の動作は、例えば上記図32の1stDV端末と同様であり、上記アドホックネットワークにおいてのパス情報に含まれない中継端末の動作は、例えば上記図32の2ndDV端末と同様である。
以上のように実施の形態7によれば、自端末の中継の優先度および自端末が現在中継しているフロー数に応じて、受信したパケットの待機時間を調整することにより、多くのフローをすでに中継している場合の自端末の負荷を減らすことができ、ネットワーク全体の負荷分散ができる。
本発明の実施の形態1の無線通信端末の構成図である。 図1の端末においての中継手順を説明するフローチャートである。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 図1の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継動作を説明する図である。 本発明の実施の形態2の無線通信端末の構成図である。 本発明の実施の形態3の無線通信端末の構成図である。 本発明の実施の形態4の無線通信端末の構成図である。 本発明の実施の形態5の無線通信端末の構成図である。 図28の端末においてDVテーブルの構成図である。 図28の端末においての中継手順を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態6の無線通信端末の構成図である。 図31の複数の端末で構成されたアドホックネットワークにおいての中継端末の動作を説明するタイムチャートである。 本発明の実施の形態7の無線通信端末の構成図である。
符号の説明
1 通信部
2A,2E,2F,2G パケット解析部
3A,3E パケット生成部
4A,4E パケット監視部
5A,5B,5C,6D,5E,5F,5G 時間をずらす装置
6 DVテーブル

Claims (10)

  1. 通信ネットワークを構成する他の通信端末との間でパケットの送受信をする通信手段と、
    上記通信手段で受信されたパケットから、ソース端末とデスティネーション端末の間の最短パス情報を解析する解析手段と、
    自端末が上記最短パスに情報に含まれているか否かを判定し、自端末が上記最短パス情報に含まれていれば、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末が上記最短パス情報に含まれていなければ、上記パケットを一時待機させる判定手段と、
    上記パケットを自端末に待機させるための保持時間を設定する待機設定手段と、
    上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させるパケット監視手段と
    自端末が中継しているフロー数を監視するフロー数監視手段とを備え、
    上記判定手段は、自端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローが無ければ、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末が上記最短パス情報に含まれていないか、または自端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
    上記待機設定手段は、自端末が上記最短パス情報に含まれているか否か、および自端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定する
    ことを特徴とする通信端末。
  2. 通信ネットワークを構成する他の通信端末との間でパケットの送受信をする通信手段と、
    上記通信手段で受信されたパケットから、ソースアドレスと、デスティネーションアドレスと、そのパケットを送ってきた近隣端末のIDと、そのパケットのIDと、当該パケットを受信したときにすぐに中継送信すべき端末を示すPDV(Primary Distance Vector)情報と、当該パケットを受信したときに一時待機すべき端末を示すODV(Other Distance Vector)情報とを解析する解析手段と、
    デスティネーション端末のIDごとに、1つのPDV端末のIDと、1つ以上のODV端末のIDとを保持するDV保持手段と、
    上記解析手段により解析したソースアドレスをデスティネーション端末のIDとして、当該デスティネーション端末IDおよびパケットIDがすでに上記DV保持手段に保持されている場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のODVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加して、上記DV保持手段を更新し、
    当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されているが、パケットIDが異なる場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のPDVの項目を上記解析した近隣端末IDに書き換え、ODVの項目に上記解析した近隣端末IDが保持されていればそれを削除し、パケットIDの項目を上記解析したパケットIDに書き換えて、上記DV保持手段を更新し、
    当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されていない場合は、上記DV保持手段のデスティネーションの項目に上記解析したデスティネーション端末IDを追加し、PDVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加し、パケットIDの項目に上記解析したパケットIDを追加して、上記DV保持手段を更新する
    DV作成手段と、
    送られて来たパケットを解析した結果に基づき、自端末が、上記PDV情報で示されるPDV端末であるか、上記ODV情報で示されるODV端末であるか、上記PDV端末と上記ODV端末のいずれでもないかを判定し、自端末がPDV端末であれば、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末がODV端末であれば、上記パケットを一時待機させ、自端末がPDV端末とODV端末のいずれでもなければ、上記パケットを破棄する判定手段と、
    上記パケットを自端末に保持させるための保持時間を設定する待機設定手段と、
    上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させるパケット監視手段と、
    上記通信手段から中継送信されるパケットのPDV情報及びODV情報を更新するDV情報更新手段とを備え、
    上記DV情報更新手段は、中継送信される上記デスティネーションアドレスをデスティネーション端末のIDとして上記DV保持手段を参照し、このデスティネーション端末のIDについて、上記DV保持手段に保持されている1つのPDV端末IDを上記パケットの新たなPDV情報とするとともに、上記DV保持手段に保持されている1つ以上のODV端末IDを上記パケットの新たなODV情報として、上記通信手段から中継送信される上記パケットの以前のPDV情報および以前のODV情報を上記新たなPDV情報および上記新たなODV情報に更新する
    ことを特徴とする通信端末。
  3. 自端末が中継しているフロー数を監視するフロー数監視手段をさらに備え、
    上記判定手段は、受信したパケットのPDV情報により自端末が上記PDV端末でであることが示されており、上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローなければ、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、受信したパケットのODV情報により自端末が上記ODV端末であることが示されているか、または受信したパケットのPDV情報により自端末が上記PDV端末でであることが示されており上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
    上記待機設定手段は、受信したパケットのPDV情報により自端末が上記PDV端末であることが示されているか否か、受信したパケットのODV情報により自端末が上記ODV端末であることが示されているか否か、および自端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の通信端末。
  4. 通信ネットワークを構成する他の通信端末との間でパケットの送受信をする通信手段と、
    上記通信手段で受信されたパケットから、ソースアドレスと、デスティネーションアドレスと、そのパケットを送ってきた近隣端末のIDと、そのパケットのIDと、当該パケットを受信したときに中継送信する際の優先順位を示す第1〜第n(nは2以上の整数)のDV情報とを解析する解析手段と、
    デスティネーション端末のIDごとに、第1のDV端末のIDをPDVの項目に、第2〜第nのDV端末のIDをODVの項目に保持するDV保持手段と、
    上記解析手段により解析したソースアドレスをデスティネーション端末のIDとして、当該デスティネーション端末IDおよびパケットIDがすでに上記DV保持手段に保持されている場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のODVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加して、上記DV保持手段を更新し、
    当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されているが、パケットIDが異なる場合は、そのデスティネーション端末IDについての上記DV保持手段のPDVの項目を上記解析した近隣端末IDに書き換え、ODVの項目に上記解析した近隣端末IDが保持されていればそれを削除し、パケットIDの項目を上記解析したパケットIDに書き換えて、上記DV保持手段を更新し、
    当該デスティネーション端末IDが上記DV保持手段に保持されていない場合は、上記DV保持手段のデスティネーションの項目に上記解析したデスティネーション端末IDを追加し、PDVの項目に上記解析した近隣端末IDを追加し、パケットIDの項目に上記解析したパケットIDを追加して、上記DV保持手段を更新する
    DV作成手段と、
    送られて来たパケットを解析した結果に基づき、自端末が、第k(kは1からnまでのいずれかの整数)のDV情報で示される第kのDV端末であるか、第1〜第nのDV端末のいずれでもないかを判定し、自端末が第1のDV端末であれば、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、自端末が第2〜第nのDV端末のいずれかであれば、上記パケットを一時待機させ、自端末が第1〜第nのDV端末のいずれでもなければ、上記パケットを破棄する判定手段と、
    上記パケットを自端末に保持させるための保持時間を設定する待機設定手段と、
    上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させるパケット監視手段と、
    上記通信手段から中継送信されるパケットのDV情報更新手段とを備え、
    上記DV情報更新手段は、中継送信される上記デスティネーションアドレスをデスティネーション端末のIDとして上記DV保持手段を参照し、このデスティネーション端末のIDについて、上記DV保持手段に保持されている1つのPDV端末IDを上記パケットの新たな第1のDV情報とするとともに、上記DV保持手段に保持されている1つ以上のODV端末IDのそれぞれを上記パケットの新たな第2〜第m(mは2以上の整数)のDV情報として、上記通信手段から中継送信される上記パケットの以前の第1〜第nのODV情報を上記新たな第1〜第mのDV情報に更新する
    ことを特徴とする通信端末。
  5. 自端末が中継しているフロー数を監視するフロー数監視手段をさらに備え、
    上記判定手段は、受信したパケットの第1のDV情報により自端末が上記第1のDV端末でであることが示されており、上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローなければ、上記パケットを上記通信手段からすぐに中継送信させ、受信したパケットの第2〜第nのDV情報により自端末が上記第2〜第nのDV端末であることが示されているか、または受信したパケットの第1のDV情報により自端末が上記第1のDV端末でであることが示されており上記パケットのフローの他に自端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
    上記待機設定手段は、受信したパケットの第1〜第nのDV情報により自端末が上記第1〜第nのPDV端末のいずれであることが示されているか否か、および自端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定する
    ことを特徴とする請求項4に記載の通信端末。
  6. 上記待機設定手段は、周辺端末の通信状況に応じて、上記保持時間を設定することを特徴とする請求項1、2、4のいずれか一つに記載の通信端末。
  7. 上記待機設定手段は、周辺端末の活動状況に応じて、上記保持時間を設定することを特徴とする請求項1、2、4のいずれか一つに記載の通信端末。
  8. 上記待機設定手段は、周辺端末の通信状況および活動状況に応じて、上記保持時間を設定することを特徴とする請求項1、2、4のいずれか一つに記載の通信端末。
  9. 請求項1、2、4のいずれか一つに記載の複数の通信端末によって構成されたことを特徴とする通信ネットワーク。
  10. それぞれルータ機能を備えた複数の通信端末によって構成された通信ネットワークにおいて、
    ソース端末とデスティネーション端末の間に最短パス情報を解析して優先度を設定し、
    所定の端末が上記最短パス情報に含まれているか否かを判定し、該端末が上記最短パス情報に含まれていれば、上記パケットを上記通信端末からすぐに中継送信させ、
    該端末が上記最短パス情報に含まれていなければ、上記パケットを一時待機させ、
    上記パケットを該端末に待機させるための保持時間が設定され、
    上記判定手段によって待機させた上記パケットを、上記保持時間が経過するまで保持し、
    上記パケットと同じパケットが他の通信端末によって中継送信されたか否かを監視し、
    上記保持時間が経過するまでの間に、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されたら、上記保持しているパケットを破棄し、
    上記保持時間が経過しても、上記他の通信端末によって上記同じパケットが中継送信されなかったら、上記保持しているパケットを上記通信手段から中継送信させ
    該端末が中継しているフロー数を監視させ、
    該端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に該端末が中継しているフローが無ければ、上記パケットをすぐに中継送信させ、該端末が上記最短パス情報に含まれていないか、または該端末が上記最短パス情報に含まれていて上記パケットのフローの他に該端末が中継しているフローがあれば、上記パケットを一時待機させ、
    該端末が上記最短パス情報に含まれているか否か、および該端末が中継しているフロー数に応じて、上記保持時間を設定させる
    ことを特徴とする通信ネットワーク。
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