JP4226008B2 - アドホック無線通信システム内でパスを求める方法およびネットワーク側装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の少なくとも部分的に移動体である複数の無線局を備えた無線通信システム内でパスを求める方法に関する。

さらに本発明は、請求項７の上位概念に記載の少なくとも部分的に移動体である複数の無線局を備えた無線通信システムにおけるネットワーク側装置に関する。

無線通信システムにおいては、情報（たとえば制御信号あるいは音声、画像、ショートメッセージまたは他のデータなどのユーザデータ）が電磁波により送信側無線局と受信側無線局との間で無線インタフェースを介して伝送される。

無線通信システムは、たとえばＧＳＭ（Global System for Mobile Communication）標準などに準拠したセルラシステムとして、複数の基地局、それらの基地局を監視および制御する機構ならびに他のネットワーク側装置から成るネットワークインフラストラクチャによって構築されていることが多い。

無線通信システムのアドホック（Ａｄｈｏｃ）モードの場合（このケースでは無線通信システムは自己組織化ネットワークとも称する）には無線局は、交換を行う中央装置が設けられていなくても相互間で無線コネクションを確立することができる。その際、２つの無線局間のコネクション確立はダイレクトに行われるか、または距離が比較的離れている場合には、このコネクションに関して中継局を成す別の無線局を介して行われる。このようにして各無線局の無線サービスエリアに相応する距離を経て、有効情報が無線局から無線局へと送信される。自己組織化ネットワークの無線局を移動無線局（たとえば人が携行する移動無線機器または交通車両内の移動無線機器）としてもよいし、および／または主として定置型の無線局（たとえばコンピュータ、プリンタ、家庭用機器）としてもよい。自己組織化ネットワークの例は、HiperLANまたはIEEE 802.11のような無線支援型のローカルネットワーク（WLAN, Wireless Local Area Network）である。

アドホックネットワークの格別な利点は、モビリティならびにフレキシビリティが大きいことである。ただしこのファクタはルーティング手法にとって大きなチャレンジでもある。多くの無線局によって構成されている無線通信システムの場合、送信側から受信側へ情報を伝達するためには、データパケットを転送する多くの無線局を場合によっては経由しながら送信側から受信側へと向かうパスを突き止めなければならない。このようなパス探索のためには多くのシグナリング情報の伝送が必要であり、したがって場合によってはパス探索のための無線リソースの要求が不所望に大きくなってしまう。無線通信システムを通過するパスを選択することをルーティングと称する。無線局が移動無線局であると、一般にネットワークのトポロジーは時間の経過につれて変化する。

本発明が基礎とする課題は、冒頭で述べた形式の方法ならびにネットワーク側装置において、少なくとも部分的に移動体である多数の無線局を備えた無線通信システムにおけるパスを、リソースを節約して求めることができるようにすることである。

この課題は、方法に関しては請求項１の特徴部分に記載された方法によって解決される。

従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。

無線通信システムには、少なくとも一部は移動体である複数の無線局が含まれている。その際、別の無線局の無線サービスエリア内に位置している無線局を、この別の無線局に隣り合う無線局と称する。このような無線通信システムにおいて、送信側無線局としての第１の無線局から受信側無線局としての第２の無線局へダイレクトに情報を伝送可能であり、またはその情報を受信して転送する１つまたは複数の無線局を経由して少なくとも１つのパスを介して伝送可能である。この場合、第１の無線局と第２の無線局との間のパスは所定の順序で位置する複数の無線局から成り、これらの無線局には第１の無線局と第２の無線局以外に、場合によっては上記の順序でそれらの間に位置し情報を受信して転送する無線局が含まれている。

本発明によれば第１の無線局と第２の無線局との間における少なくとも１つのパスを求めるために、第１の無線局も第２の無線局もそれぞれ隣り合う１つまたは複数の無線局へ、それぞれ他方の無線局の識別情報を含むメッセージを送信する。

この無線通信システムには、移動体の無線局も定置型の無線局も含めることができる。移動体の無線局に関する例は移動局またはラップトップであり、定置型の無線局に関する例は基地局、無線アクセスポイントあるいは無線接続装置を備えた定置型コンピュータである。これらの無線局は相互に通信し合うことができる。その際に無線局に、他の無線局と通信するために種々の無線サービスエリアをもつ様々な無線インタフェースをもたせることができる。つまりある移動局に、たとえば基地局との通信のために他の移動局との通信とは異なる無線サービスエリアをもたせることができる。この場合、ある無線局が現在別の無線局の無線サービスエリア内に位置しているときには、この無線局はその別の無線局に隣り合っていることになる。２つの無線局がそれぞれ隣り合う無線局を成しているか否かのチェックにとって重要であるのは、これら双方の無線局間の通信に係わる無線サービスエリアである。ある移動局が現在、移動局との通信に利用される他の移動局の無線サービスエリア内に位置しているならば、この移動局はたとえば他の移動局と隣り合っていることになる。ここで考察している無線通信システム内の１つの無線局に対し、任意の個数の隣り合う無線局をもたせることができる。

この移動通信システムにおいて、第１の無線局から第２の無線局へ情報を伝送することができる。これら双方の無線局が隣り合う無線局であるならば、情報の伝送をダイレクトに行うことができる。ただしこれら双方の移動局が隣り合っていないならば、他の無線局を介した情報の転送つまり中継が必要とされる。この場合には情報を、１つまたは複数の他の無線局により受信して転送つまり中継することができる。この目的で、情報には第２の無線局の識別情報が含まれている。転送は上述のとおり、それぞれ隣り合う無線局を介して行われる。転送をもっぱら同じ形式の無線局を介して、たとえば同じ形式の移動局を介して行うこともできるし、たとえば移動局と基地局というように異なる形式の無線局を介して行うこともできる。

情報は無線通信システム内で１つのパスを介して伝送される。このパスの始端は情報を最初に発信した第１の無線局となり、ついでこのパスは情報を転送する１つまたは複数の無線局により構成され、さらにこのパスの終端は情報を最後に受け取る第２の無線局となる。

パスを求めるために、第１の無線局と第２の無線局はメッセージを送出する。このメッセージはたとえば、それぞれブロードキャストでこのメッセージを送出した無線局と隣り合うすべての無線局へ送信される。無線通信システムを通るパスを求めることができるようにする目的で、送出されるメッセージにはそれぞれ他方の無線局の識別情報が含まれている。したがって少なくとも１つのパスを求めるために第１の無線局から発せられたメッセージには第２の無線局の識別情報が含まれ、第２の無線局から発せられたメッセージには第１の無線局の識別情報が含まれる。有利には、これら両方のメッセージの送信は第１の無線局と第２の無線局によってほぼ同時に行われる。このメッセージは第１の無線局と第２の無線局から同時に発せられるけれども、これらの無線局はその直前に隣り合う無線局から、第１の無線局と第２の無線局との間のパスを求める類似のメッセージを受け取ってはおらず、それゆえこのメッセージはパスを求めるためのメッセージの中継ではない。殊に双方の無線局のいずれも、自身の固有のメッセージを送信する前は、それぞれ他方の無線局のメッセージを受信していない。したがって両方のメッセージにより無線通信システムの様々な場所で、無線通信システムを通る１つまたは複数の同一のパスを求めるためのプロセスが開始される。第１の無線局と第２の無線局によりパスを求めるメッセージを発信することで、これは双方向のパス探索プロセスとなる。

本発明の実施形態によれば、第１の無線局と第２の無線局は無線通信システムのネットワーク側装置により個々のメッセージを送信するよう要求される。この要求を１つの無線局を介して行わせることができる。たとえばこの要求に、それぞれ他方の無線局の識別情報を含めることができる。このような要求によって、第１の無線局と第２の無線局との間における少なくとも１つのパスの探索を、ネットワーク側装置により制御される中央集中型の探索と個々の無線局により実行される分散型の探索の混在により行うことができる。

有利には、第１の無線局は要求前にネットワーク側装置に対し、第１の無線局から第２の無線局へあとで情報が伝達されることを通知する。さらに第１の無線局に対しやはり要求前に、第１の無線局と第２の無線局との間における少なくとも１つのパスに関する情報をネットワーク装置に対し要求することもできる。

本発明の１つの実施形態によれば、個々のメッセージを受信した１つまたは複数の隣り合う無線局は、自身がそれぞれ隣り合う１つまたは複数の無線局へ、識別情報を付加してから個々のメッセージを転送する。したがって第１の無線局と第２の無線局との間における少なくとも１つのパスを求めるためのメッセージを受信した無線局は、自身に固有の識別情報をそのメッセージに付け加えることができる。この識別情報の付加後、対応する無線局はこのようにして変更されたメッセージを転送する。このプロセスを、このようにして変更されたメッセージを受け取る１つまたは複数の無線局に対しても同様に適用することができる。このようにして、一連の識別情報が含まれているメッセージが生成されることになる。そしてこのような一連の識別情報は、無線通信システムを通るパスに相応することになる。

有利には無線局は、
場合によっては１つまたは複数の無線局により付加された識別情報を含むメッセージを第１の無線局から受け取り、
場合によっては１つまたは複数の無線局により付加された識別情報を含むメッセージを第２の無線局から受け取り、
第１の無線局と第２の無線局との間のパスに関する情報を第１および／または第２の無線局へ、場合によっては１つまたは複数の無線局を経由して、パスに関する上述の情報を利用しながら伝送する。つまり少なくとも１つの無線局は、第１の無線局と第２の無線局から互いに関連する２つの情報を場合によっては別の無線局を介して受け取り、これが第１の無線局と第２の無線局との間のパスを求めるために用いられる。この少なくとも１つの無線局はこれら両方のメッセージが互いに関連していることを、これらのメッセージの識別情報から判別でき、および／または、両方のメッセージがともに第１の無線局と第２の無線局との間のパスを求める役割を果たしていることから判別できる。これらのメッセージには、このメッセージを転送している無線局の識別情報が含まれていることから、この少なくとも１つの無線局にとって、無線通信システムを通る１つのパスが既知となる。したがってこのパスに関する情報をこの少なくとも１つの無線局は、第１および／または第２の無線局へ伝送することができる。この伝送のためにこの少なくとも１つの無線局は、パスに関する自身の知識を利用することができる。それゆえ第１の無線局と第２の無線局との間のパスに関する情報は、第１の無線局と第２の無線局との間のパスのうち１つまたは複数の部分を介して伝送される。このようにして第１および／または第２の無線局は、上述のやり方で求められた第１の無線局と第２の無線局との間のパスに関する情報を取得することができる。その後、第１の無線局から第２の無線局へ情報を送り届けるためにこのパスを利用することができる。この目的で、伝送すべき情報のヘッダ部分にこのパスを挿入することができる。

本発明の１つの実施形態によれば、第１の無線局と第２の無線局との間で求めるべき少なくとも１つのパスは、
パス全体のうち、送信側無線局としての第１の無線局と、受信側無線局としての第２の無線局とは別の無線局との間における一部分のパスを成し、または、
パス全体のうち、送信側無線局としての第１の無線局とは別の無線局と、受信側無線局としての第２の無線局との間における一部分のパスを成し、または、
パス全体のうち、第１の無線局および第２の無線局とは別の無線局と、第１の無線局および第２の無線局とはさらに別の無線局との間における一部分のパスを成す。

したがって本発明による方法を複数の無線局ペアが同時に利用することができ、ひいては複数の個別パスから成る１つのパス全体を求めることができる。この手順はパスを求めるための多方向の方法に対応する。それというのもこの方法をこのケースでは、無線通信システムの３個所以上でほぼ同時に開始させることができるからである。

前述の課題はネットワーク側装置に関しては、請求項７の特徴部分に記載の構成を備えたネットワーク側装置によって解決される。

従属請求項にはその実施形態が示されている。

本発明によればネットワーク側の装置には、第１の無線局と第２の無線局との間における少なくとも１つのパスから少なくとも２つの無線局を選択する手段が設けられており、それらの無線局は少なくとも１つのパスを求めるためにそれぞれメッセージを送信するよう要求される。

少なくとも２つの無線局に対する要求を、本発明によるネットワーク側装置によりダイレクトに実行するができるが、あるいはネットワーク側装置の要求に応じて別の無線局により実行することもできる。求めるべきパスは、少なくとも２つの無線局を選択するときにはネットワーク側装置にとって既知ではない。そうではなくネットワーク側装置は少なくとも２つの無線局を選択することにより、求めるべきパスのポイントを選択された無線局というかたちで規定する。少なくとも２つの無線局のこの選択を、様々な判定基準に基づき行うことができる。判定基準の例として挙げられるのは、選択された無線局のロケーション依存性であり、つまりたとえば有利には、地理的領域または無線セルの中央または周辺に位置する無線局を探索することができるし、あるいは具体的に求めるべきパスが通過することになる無線局各々の中から少なくとも１つの無線局を探索することができる。別の例は無線局の無線信号の信号強度であり、あるいは無線局を選択するためのランダムメカニズムである。

ネットワーク側装置をたとえば基地局とすることができるし、あるいは１つまたは複数の基地局と接続された装置とすることができる。

本発明の１つの実施形態によればネットワーク側装置は、無線システムにおける各無線局間の近隣関係を記憶する手段を有している。その際にたとえば、無線通信システムの無線局ごとに目下隣り合っている無線局がリストアップされたテーブルを設けることができる。本発明によるネットワーク側装置は、本発明による方法を実施するのに殊に適している。本発明による方法を実施するためのさらに別の装置ならびに手段を、ネットワーク側装置に設けておくことができる。

次に、実施例に基づき本発明について詳しく説明する。

図１は無線通信システムの一部分を示す図であり、図２は本発明による方法の第１の流れ図であり、図３は無線通信システムにおける本発明による方法の流れを示す概略図であり、図４は本発明による方法の第２の流れ図であり、図５ａは本発明による方法の利点を示す１つめの図であり、図５ｂは本発明による方法の利点を示す２つめの図である。

図１には、無線通信システムの一部分が描かれている。この無線通信システムには３つの基地局ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣが含まれている。さらにこの無線通信システムには、加入者側の無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５が設けられている。無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５は基地局ＢＳＡの無線セルＡ内に存在している。同様に無線局Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は目下、基地局ＢＳＢの無線セルＢ内に滞留しており、無線局Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５は基地局ＢＳＣの無線セルＣ内に滞留している。コアネットワークＣＮにはネットワーク側装置ＮＥが含まれており、このコアネットワークＣＮは基地局ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣと接続されている。

以下では一例として、無線局Ａ１が無線局Ｃ１へ情報を送信しようとしているケースについて考察する。ここで考察する無線通信システムでは、セルラ無線通信システムと無線支援型のローカルネットワーク（WLAN, Wireless Local Area Network）が混在している。ここで考察する無線通信システムのこのような混在構成にとって特徴的であるのは、個々の無線局間でデータを伝達するためにそれらのデータが無線局から無線局へと転送される一方、特定の機能のためにコアネットワークもしくは基地局が必要とされることである。

無線局Ａ１から無線局Ｃ１へ情報を伝達するために、それらの情報は１つのパスを介して無線局から無線局へと転送される。ある１つの無線局は、自身の無線サービスエリア内に存在する他の無線局へそれぞれ情報を転送することができる。この場合、自身の個々の無線サービスエリア内に滞留している各無線局を隣接無線セルとする。

無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５はそれぞれ同様の第１の無線到達距離を有しており、これは基地局ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣの無線到達距離よりも著しく小さい。基地局ＢＳＢ，ＢＳＢ，ＢＳＣの無線到達距離は少なくとも、無線セルＡ，Ｂ，Ｃの半径に相応する。第１の無線到達距離に加えて無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５は、もっと大きい第２の無線到達距離を有しており、このような第２の無線到達距離ゆえにこれらの無線局は基地局ＢＳＢ，ＢＳＢ，ＢＳＣと通信することができる。したがって無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５は２つの無線到達距離をもつことになり、この場合、第１の無線到達距離は無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５の間の通信に用いられ、第２の無線到達距離は基地局ＢＳＢ，ＢＳＢ，ＢＳＣとの通信に用いられる。

さてここで無線局Ａ１は、他の無線局を介して無線局Ｃ１へ情報を送信しようとしている。このためには無線局Ａ１にとって、無線通信システムを通るパスが既知でなければならない。考察中の例ではたとえば１つのパスを、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ１という順序の無線局を経ることよって構成することができる。上述の無線局Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ１は、それらが情報を受け取って転送できるようそれぞれペアとして考察される。無線局Ａ１が送信する情報をこの無線局にとって既知のパスを介して無線局Ｃ１へ伝達する目的で、このパスに関する情報がそのヘッダパート（Header）に含まれている。

情報を受け取った無線局はパスに関する記述から、この無線局がそのパスに沿って情報を転送すべきことを識別する。このプロセスは、無線局Ｃ１がこのパスに基づきまたはこの情報の受取側に関する他の情報に基づき、自身が情報の最後の受信側であり、自身が情報を評価し転送はしないことを識別するまで続けられる。

無線局Ａ１は最初に自身に接続されている記憶装置において、無線局Ｃ１へのパスが既知であるか否かをチェックすることができる。無線通信システムを通るパスのこのように記憶しておくことは、無線通信システムが定置型の無線局すなわち移動体ではない多数の無線局を有しているときに殊に役立つ。ここではそのような無線局をたとえば基地局と捉えることができ、これらの基地局を情報転送にも利用することができる。これに対し無線通信システムが多数の移動体の無線局を有している場合には、無線局の位置は一般に時間とともに変化していくので、パスは所定時間後にはその現実性を失ってしまう可能性がある。このようなケースでは記憶されているパステーブルの利用をやめることができるし、あるいは規定可能な時間後にテーブル中のパスは自動的に消去され、したがってチェックなしではもはや使用されない。

ここで考察する実施例において前提とするのは、無線局Ｃ１へのパスは無線局Ａ１にとって既知ではないことである。図２には、図１に描いた無線通信システムを通る適切なパスを求めるための本発明による方法について示されている。最初に無線局Ａ１はメッセージＤＮＤＩＤ（Destination Node Identification）を基地局ＢＳＡへ送信する。メッセージＤＮＤＩＤには、無線局Ｃ１が無線通信システム内に登録されているか否かのチェックという基地局ＢＳＡもしくはコアネットワークＣＮに対する要求が含まれている。このチェックはコアネットワークＣＮにおいて、種々のテーブルまたはレジスタたとえばＨＬＲ（Home Location Register）またはＶＬＲ（Visitor Location Register）を利用して行うことができる。情報の受取側として所望の無線局Ｃ１を無線通信システムにおいて現在利用できないことをコアネットワークＣＮが検出すると、基地局ＢＳＡは無線局Ａ１へこのことに対応するエラーメッセージを送信する。ここで考察している実施例の場合には、無線局Ｃ１が基地局ＢＳＣの無線セル内に滞留していることがコアネットワークＣＮにより検出される。

これに基づき基地局ＢＳＡは無線局Ａ１へメッセージＲＤＳＴ（Route Discovery Start）を送信し、これにより無線局Ａ１は、適切なブロードキャストメッセージの送信により無線局Ｃ１へのパスを求めるプロセスを開始するよう要求される。基地局ＢＳＣは相応のメッセージＲＤＳＴを無線局Ｃ１へも送信する。このメッセージＲＤＳＴにより無線局Ｃ１は、ブロードキャストメッセージの送信により同様に無線局Ｃ１と無線局Ａ１との間の適切なパスを求めるプロセスを開始するよう要求される。無線局Ａ１にとっては自身の問い合わせＤＮＩＤゆえに探索されるパスの最終ポイントが無線局Ｃ１としてすでに既知であるのに対し、無線局Ｃ１へは基地局ＢＳＣからのメッセージＲＤＳＴにより無線局Ａ１の識別情報が通知され、これにより無線局Ｃ１に対し突き止めるべきパスの最終ポイントが表される。

その後、無線局Ａ１はメッセージＲＲＥＱ（Route Request）を送出する。このメッセージＲＲＥＱはブロードキャストされ、その結果、無線局Ａ１の近くのすべての無線局はこのメッセージＲＲＥＱによりアドレッシングされる。無線局Ａ１から発せられるメッセージＲＲＥＱには、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスが探索されることに関する情報が含まれている。同様のメッセージＲＲＥＱは無線局Ｃ１からも発せられ、これによって複数の無線局に対し、無線局Ｃ１と無線局Ａ１との間のパスを突き止めるべきであるということが通知される。

メッセージＲＲＥＱには、パス探索の識別番号、突き止めるべきパスに含めることのできる最大無線局数に関する情報、メッセージＲＲＥＱの中継数を示すフィールド、ならびに第１の無線局と第２の無線局の識別情報をもたせることができる。

相応のメッセージＲＲＥＱを受け取るすべての無線局はこのメッセージから、メッセージＲＲＥＱをブロードキャストにより中継するという要求を取り出す。メッセージＲＲＥＱを中継する前に、メッセージＲＲＥＱを受け取って中継する無線局により、この無線局の識別情報がメッセージＲＲＥＱに付け加えられる。さらに無線局はメッセージＲＲＥＱを中継する前に、中継数を含むフィールドを値１だけ高める。中継数が第１の無線局と第２の無線局を差し引いて突き止めるべきパスに含まれてもよい最大無線局数に達すると、無線局はメッセージＲＲＥＱを廃棄し、このメッセージを転送しない。

図３に示されているように、無線局Ａ５は無線局Ａ１に隣接している。したがって無線局Ａ５は無線局Ａ１のメッセージＲＲＥＱを受け取る。メッセージＲＲＥＱの受信後、無線局Ａ５は自身の識別情報をメッセージＲＲＥＱに付け加え、そのようにして変更されたメッセージＲＲＥＱをブロードキャストにより送信する。その結果、無線局Ａ１は、無線局Ａ５と隣り合っていることから無線局Ａ５から発せられたメッセージＲＲＥＱを受け取る。ただし無線局Ａ１はメッセージＲＲＥＱから、このメッセージは自分自身ですでに送信したものであり、したがってメッセージＲＲＥＱを再度転送しない、ということを識別する。メッセージＲＲＥＱを受け取った各無線局は、無線通信システムを通る探索対象のパスが記憶装置内に格納されているのか否かをチェックする。たとえば無線局Ａ５が、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスを知っていることを識別したとしたならば、無線局Ａ５はメッセージＲＲＥＱを送信せず無線局Ａ１に、探索対象のパスを含むメッセージを送信することになる。

同様に無線局Ｃ５も無線局Ｃ１からのメッセージＲＲＥＱを受け取り、このメッセージにより無線局Ｃ５に対し、無線局Ｃ１と無線局Ａ１との間のパスが求められることが指示される。これに基づき無線局Ｃ５は、場合によっては記憶装置からこのようなパスが自身にとって既知であるか否かをチェックする。既知でなければ無線局Ｃ５は、自身の識別情報をメッセージＲＲＥＱに添えた後、このメッセージをブロードキャストで送信する。

パスを求めるための一般的な手順は以下のとおりである。すなわち無線局Ａ１とＣ１は、これらの無線局双方がそのつどメッセージＲＲＥＱをブロードキャストで送信することによりこのプロセスを開始させる。このメッセージＲＲＥＱには、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスが探索される、という通知が含まれている。これら無線局Ａ１，Ｃ１の双方に隣り合う無線局各々はメッセージＲＲＥＱを受け取り、それに基づき、そのようなパスが自身にとって既知であるか否かをチェックする。このようなチェックは、移動無線通信システムの場合には省くこともできる。ついでメッセージＲＲＥＱを受け取った無線局各々は、場合によってはパス探索の識別番号を利用しながら、それ以前の時点に自身がこのメッセージをすでに受け取っていたか否かをチェックする。すでに受け取っていたならば、この無線局はメッセージＲＲＥＱに対して応答しない。しかしながら先行する時点でこのようなメッセージＲＲＥＱを無線局が受け取っていなかったならば、その無線局は自身の識別情報をメッセージＲＲＥＱに付け加え、そのようにして変更されたメッセージＲＲＥＱをやはりブロードキャストで送信する。さらにパスあたりの最大無線局数が適用されているならば、対応するカウンタをこの無線局によって高めることができる。

メッセージＲＲＥＱは無線局Ａ１によっても無線局Ｃ１によっても送信されるので各無線局には、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスを探索する無線局Ａ１の側からもメッセージＲＲＥＱが届くし、無線局Ｃ１と無線局Ａ１との間のパスを探索する無線局Ｃ１の側からもメッセージＲＲＥＱが届く。

図３には、この状況がさしあたり無線局Ｂ３のところで起こっている様子が描かれている。つまりこの場合、無線局Ｂ３は、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスを探索していることが識別される無線局Ｂ２からのメッセージＲＲＥＱと、無線局Ｃ１と無線局Ａ１との間のパスを探索していることが識別される無線局Ｃ２からのメッセージＲＲＥＱとを受け取っている。これら両方のメッセージＲＲＥＱの内容に基づき無線局Ｂ３は、これら両方のメッセージＲＲＥＱが同一の探索対象パスを表していることを識別する。無線局Ｂ２からのメッセージＲＲＥＱには、無線局Ａ１，Ａ５，Ｂ２に関する識別情報が含まれている。同様に無線局Ｃ２からのメッセージＲＲＥＱには、無線局Ｃ１，Ｃ５，Ｃ２に関する識別情報が含まれている。したがってこれら両方のメッセージＲＲＥＱの受信後、無線局Ｂ３にとって無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスは既知である。図２に示されているように、これに基づき無線局Ｂ３はメッセージＲＲＥＰ（Route Reply）を無線局Ｃ２および無線局Ｂ２へ送信する。このメッセージＲＲＥＰはブロードキャストで送信されるのではなく、ユニキャストを利用して送信される。この目的で無線局Ｂ３は、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスに関する知識を利用する。メッセージＲＲＥＰには、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスに関する情報が含まれている。この情報は、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスの順序に従い、送信側無線局Ａ１まで、ならびに受信側無線局Ｃ１まで各無線局によって中継される。この場合、中継に利用されるパスをメッセージＲＲＥＰのヘッダパートに挿入することができる。このとき無線局Ｂ２はたとえば、自身の識別情報のあとに無線局Ａ５が続いていることを識別するので、無線局Ｂ２はメッセージＲＲＥＰを無線局Ａ５へ送信することになる。

無線局Ｂ３がメッセージＲＲＥＰを使用して送信する無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間のパスに関する情報を、無線局Ａ１のみに返送することもできる。このケースでは、無線局Ｃ１はたしかにパス探索プロセスを開始したけれども、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間の探索対象パスに関する知識はもっていない。しかしながらこの場合、無線局Ａ１が無線局Ｃ１へ情報ＩＮＦＯを送信するつもりであるので、この無線局だけが無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間の探索対象パスを知っていれば十分である。また、無線局Ｂ３がメッセージＲＲＥＰを発するパスに関する情報を、パスの一部分にのみ該当するようにしてもよい。このようにすれば無線局Ｂ３はもっぱら、無線局Ａ１と自身との間の部分パスだけを伝達すればよい。その場合には無線局Ａ１から無線局Ｃ１へ情報ＩＮＦＯを送信するために、無線局Ａ１は最初に自身にとって既知の部分パスを送信し、その後、無線局Ｂ３は自身と無線局Ｃ１との間におけるパスの第２の部分について、対応する部分パスを情報のヘッダに挿入することになる。

通常、本発明による方法を利用して、無線通信システムを通る複数のパスが求められる。その結果として無線局Ａ１に対し、情報ＩＮＦＯを無線局Ｃ１へ送信するために複数のパスが提示されることになる。このとき無線局Ａ１は、無線局Ｃ１へ情報ＩＮＦＯを送信する目的でそれら複数のパスから適切な選択を下すことができるし、あるいは無線局Ａ１は無線局Ｃ１へ情報ＩＮＦＯを送信するために複数のパスを利用することができる。

これまで説明してきた方法では、メッセージＲＲＥＱの送信によりパスを求めるプロセスを開始させる無線局Ａ１，Ｃ１の双方が、情報を最初に送信する無線局と情報を最後に受信する無線局であった。したがってこれら双方の無線局の間のパスは、情報を送信すべきパス全体であった。しかしながら求めるべきパスを、情報を送信すべきパス全体のうち部分パスのみであるようにしてもよい。このことは、ネットワーク側装置が複数の無線局に対し、無線通信システムを通過するパスを求めるために相応のメッセージＲＲＥＱを送信するよう指示することによって達成できる。

図４に描かれているケースでは、図１のネットワーク側装置ＮＥが無線局Ａ１からメッセージＤＮＩＤを受信した後、無線局Ａ１，Ｂ２，Ｃ１へメッセージＲＤＳＴを送信する。この送信は、無線局Ａ１については基地局ＢＳＡを利用し、無線局Ｂ２については基地局ＢＳＢを利用し、無線局Ｃ１については基地局ＢＳＣを利用することによって行われる。アドレッシングされた無線局はメッセージＲＤＳＴを介して、無線通信システムを通るパスを求めるためのメッセージＲＲＥＱをブロードキャストするよう要求される。無線局Ａ１へのメッセージＲＤＳＴには、無線局Ａ１と無線局Ｂ２との間のパスを求めさせる命令が含まれている。また、無線局Ｂ２へのメッセージＲＤＳＴには、無線局Ｂ２と無線局Ａ１との間のパスならびに無線局Ｂ２と無線局Ｃ１との間のパスとを求めさせる命令が含まれている。同様に無線局Ｃ１へのメッセージＲＤＳＴには、無線局Ｃ１と無線局Ｂ２との間のパスを求めさせる命令が含まれている。この場合、これら個々の情報を無線局Ａ１，Ｂ２，Ｃ１により、それぞれ自身から発せられるメッセージＲＲＥＱに付け加えることができる。

ネットワーク側装置ＮＥにより無線局を選択する手段Ｍ１を用いて、無線局Ａ１，Ｂ２，Ｃ１が選び出される。この目的で有利であるのは、ネットワーク側装置ＮＥが目下のトポロジーすなわち種々の無線局間の近隣関係を識別することである。ネットワークトポロジーを求める方法はたとえば以下のようなものである。すなわち各無線局が規則的なタイムインターバルでブロードキャスト信号を送信し、その信号を介して各無線局は個々の隣接無線局に対し応答を送信するよう要求する。この種の応答を１つまたは複数の自身の無線局から受け取ると、対応する無線局はどの無線局が自身の近くに目下位置しているのかを知ることになる。ついで無線局は、対応する基地局を介してこの情報をネットワーク側装置ＮＥへ送信する。無線通信システムにおけるすべての無線局が目下のネットワークトポロジーを求めるこの種の方法を実行すれば、ネットワーク側装置ＮＥはネットワークトポロジー全体に関する情報を把握することになる。この方法を何度も実行するのが有利であり、つまりたとえば周期的に繰り返される時点で実行するのが有利であり、これによって無線局のモビリティおよびアベイラビリティを考慮することができる。ネットワーク側装置ＮＥにおいて近隣関係を格納する手段Ｍ２を用いて、このトポロジーを記憶させることができる。

図４に示されているように無線局Ａ１，Ｂ２，Ｃ１はメッセージＲＤＳＴの受信後、対応するパスを求めるためのメッセージＲＲＥＱをそれぞれ送信する。無線局Ａ１とＢ２との間の部分パスならびに無線局Ｂ２とＣ１との間の部分パスを求めるための方法は、無線局Ａ１とＢ１との間のパスを求めるための上述の方法と同じようにして進行する。図４に示されているように無線局Ａ５は無線局Ａ１とＢ２との間のパスを求めるためのメッセージを、無線局Ａ１からも無線局Ｂ２からも受け取っている。これに基づき無線局は相応の通知ＲＲＥＰを、求められたパスに関する情報とともに無線局Ａ１，Ｂ２へ送信する。

メッセージＲＲＥＰを用いたパスに関する情報のこのような送信については、上述の説明によるこの信号ＲＲＥＰに関する説明があてはまる。無線局Ｃ２は、無線局Ｃ１と無線局Ｂ２との間のパスを求めるための無線局Ｃ１の側からの信号も受け取るし、無線局Ｂ２と無線局Ｃ１との間のパスを求めるための無線局Ｂ２の側からのメッセージＲＲＥＱも受け取る。これに応じて無線局Ｃ２は無線局Ｂ２と無線局Ｃ１との間の探索対象パスに関する情報を、このパスの把握を利用して無線局Ｃ５および無線局Ｂ３を介してユニキャストで無線局Ｂ２と無線局Ｃ１へ返送する。無線局Ｂ２はパスに関するこの情報を、さらに無線局Ａ１へ転送することができる。ただし無線局Ａ１への部分パスのこのような転送を行わずに、無線局Ａ１から無線局Ｃ１へ情報を送信することもできる。

最終的に無線局Ａ１は、パスの知識を利用して無線局Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５を介して無線局Ｃ１へ情報ＩＮＦＯを送信することができる。このプロセスにおいても、無線局Ａ１と無線局Ｃ１との間で複数のパスを求めることができる。ただし、それらのパスのいずれにも無線局Ｂ２が含まれる。とはいえこのことは、情報ＩＮＦＯを転送する無線局Ｂ２に障害が発生した場合には問題になってしまう。この種の障害のリスクを低減する目的で、ネットワーク側装置ＮＥは送信側の無線局Ａ１と受信側の無線局Ｃ１との間の複数の無線局に対し、パスを求めるためのメッセージＲＲＥＱの送信を要求することができる。つまりたとえばメッセージＲＲＥＱの送信要求を伴うメッセージＲＤＳＴを、無線局Ａ１，Ｂ２，Ｃ１以外に無線局Ｂ１へも送ることができる。この場合、無線局Ｂ１はメッセージＲＤＳＴにより、無線局Ｂ１と無線局Ａ１との間のパスならびに無線局Ｂ１と無線局Ｃ１との間のパスを求めるよう命令されることになる。

さらにこの場合、無線局Ａ１はメッセージＲＤＳＴにより、無線局Ａ１と無線局Ｂ２との間のパスならびに無線局Ａ１と無線局Ｂ１との間のパスを求めるよう命令されることになる。

同様に無線局Ｃ１は、無線局Ｃ１と無線局Ｂ２との間のパスならびに無線局Ｃ１と無線局Ｂ１との間のパスを求めるよう要求されることになる。したがってこのケースでは無線通信システムを通る少なくとも２つのパスが求められることになり、ここでは少なくとも１つのパスには無線局Ｂ２が含まれ、少なくとも１つの別のパスには無線局Ｂ１が含まれることになる。

また、基地局に対しネットワーク側装置が、部分パスを求めるためのメッセージを送信するよう要求することも可能である。このケースでは、該当する基地局が自身に伝達された部分パスに関する情報をネットワーク側装置へ送信することができる。ネットワーク側装置は該当する情報を、基地局ＢＳＡを介して無線局Ａ１へ伝達することができるし、あるいはネットワーク側装置に格納されている無線通信システム内の無線局のアベイラビリティを更新するためだけに、該当する情報を利用することができる。

これまで説明してきた本発明による方法により得られる利点とは、無線通信システムを通るパスを求めるためのシグナリングメッセージ数を、従来の双方向ではないやり方と比べて著しく低減できることである。図５Ａおよび図５Ｂにはこれについて略示されている。もっぱら無線局Ａ１だけが無線局Ｃ１へのパスを求めるメッセージのブロードキャスト送信を始めた場合には図５Ａの円が、無線通信システムの各無線局からパスを求めるためにブロードキャストでメッセージを送信しなければならない無線通信システムのエリアとなる。これに対し本発明による方法に従って無線局Ａ１も無線局Ｃ１も無線通信システムを通るパスを求めるためのこの種のメッセージを送信すれば、パスを求めるための相応のメッセージを各無線局が送信しなければならない無線通信システムのエリアは、図５Ｂの２つの円の面積によって表される。図５Ａと図５Ｂとの比較から明らかであるのは、無線通信システムを通るパスを求めるための双方向の手順によってシグナリングメッセージ数が大幅に低減されることである。

さらに別の利点として挙げられるのは、本発明による方法を適用すれば送信側の無線局と受信側の無線局との間のパスを、従来のパス探索方法よりも迅速に見つけられることである。その結果、送信側の無線局と受信側の無線局とのコネクションをいっそう短い期間で確立できるようになる。

本発明による方法を著しく様々な大きさの無線通信システムに適用することができ、したがってスケーラビリティが得られる。本発明による方法は単一の無線セル内でも利用できるし、図３に示したように複数の無線セルのためにも利用できる。考察する無線通信システムが大きくなるにつれて、また、送信側の無線局と受信側の無線局との間の空間的隔たりが広がるにつれて、無線通信システムを通るパスを求めるプロセスを適切なメッセージの送信により開始させる命令を、いっそう多くの無線局がネットワーク側装置から受け取ることになる。

無線通信システムの一部分を示す図 本発明による方法の第１の流れ図 無線通信システムにおける本発明による方法の流れを示す概略図 本発明による方法の第２の流れ図 本発明による方法の利点を示す図

Claims (7)

1. 少なくとも一部が移動体である複数の無線局（ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）が設けられている無線通信システム内のパスを求める方法において、
   別の無線局の無線サービスエリア内に位置する無線局が、該別の無線局と隣り合う無線局を成しており、
   前記無線通信システム内で、送信側無線局としての第１の無線局（Ａ１）から受信側無線局としての第２の無線局（Ｃ１）へ情報（ＩＮＦＯ）をダイレクトに、または該情報（ＩＮＦＯ）を受信して転送する１つまたは複数の別の無線局（Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５）を経由し少なくとも１つのパスを介して伝送可能であり、
   前記の第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間のパスは、所定の順序で位置する複数の無線局（Ａ１，Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ１）から成り、該複数の無線局には、前記の第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）以外、場合によっては該第１および第２の無線局間に前記順序で存在し情報（ＩＮＦＯ）を受信して転送する無線局（Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５）が含まれていて、
   前記の第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間における少なくとも１つのパスを求めるために前記第１の無線局（Ａ１）も前記第２の無線局（Ｃ１）もそれぞれ自身が隣り合う１つまたは複数の無線局（Ａ５，Ｃ５）へ、それぞれ他方の無線局（Ａ１，Ｃ１）の識別情報をもつメッセージ（ＲＲＥＱ）を送信し、
   前記第２の無線局（Ｃ１）は、前記第１の無線局（Ａ１）の識別情報を含むメッセージ（ＲＲＥＱ）を送信する前、該第１の無線局（Ａ１）のメッセージ（ＲＲＥＱ）を受信しておらず、
   前記第１の無線局（Ａ１）と前記第２の無線局（Ｃ１）は、無線通信システムにおけるネットワーク側装置（ＮＥ）により個々のメッセージ（ＲＲＥＱ）を送信するよう要求されることを特徴とする、
   無線通信システム内のパスを求める方法。
2. 請求項１記載の方法において、第１の無線局（Ａ１）は前記要求の前に、
   前記ネットワーク側装置（ＮＥ）に対し、第１の無線局（Ａ１）から第２の無線局（Ｃ１）へ情報（ＩＮＦＯ）があとで伝達されることを通知し、または、
   前記ネットワーク側装置（ＮＥ）に対し、第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間における少なくとも１つのパスに関する情報を要求する
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   個々のメッセージ（ＲＲＥＱ）を受信した１つまたは複数の隣り合う無線局（Ａ５，Ｃ５）は、識別情報を付加してから個々のメッセージ（ＲＲＥＱ）を転送することを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法において、少なくとも１つの無線局（Ｂ３）は、
   場合によっては１つまたは複数の無線局（Ａ５，Ｂ２）により付加された識別情報を含むメッセージ（ＲＲＥＱ）を第１の無線局（Ａ１）から受け取り、場合によっては１つまたは複数の無線局（Ｃ５，Ｃ２）により付加された識別情報を第２の無線局（Ｃ１）から受け取り、
   該少なくとも１つの無線局（Ｂ３）は、第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間のパスに関する情報を第１の無線局（Ａ１）および／または第２の無線局（Ｃ１）へ伝送し、場合によってはパスに関する前記情報を利用して、１つまたは複数の別の無線局（Ｂ２，Ａ５，Ｃ２，Ｃ５）を介して伝送する
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、
   第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間で求めるべき少なくとも１つのパスは、
   パス全体のうち、送信側無線局としての第１の無線局（Ａ１）と、受信側無線局としての第２の無線局（Ｃ１）とは別の無線局との間における一部分のパスを成し、または、
   パス全体のうち、送信側無線局としての第１の無線局（Ａ１）とは別の無線局と、受信側無線局としての第２の無線局（Ｃ１）との間における一部分のパスを成し、または、
   パス全体のうち、第１の無線局（Ａ１）および第２の無線局（Ｃ１）とは別の無線局と、第１の無線局（Ａ１）および第２の無線局（Ｃ１）とはさらに別の無線局との間における一部分のパスを成す
   ことを特徴とする方法。
6. 少なくとも一部が移動体である複数の無線局（ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）が設けられている無線通信システム内のネットワーク側装置（ＮＥ）において、
   別の無線局の無線サービスエリア内に位置する無線局は、別の無線局に対し隣り合う無線局を成し、
   前記無線通信システム内で、送信側無線局としての第１の無線局（Ａ１）から受信側無線局としての第２の無線局（Ｃ１）へ情報（ＩＮＦＯ）がダイレクトに、または該情報（ＩＮＦＯ）を受信して転送する１つまたは複数の別の無線局（Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５）を経由し少なくとも１つのパスを介して伝送可能であり、
   前記の第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）との間のパスは、所定の順序で位置する複数の無線局（Ａ１，Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５，Ｃ１）から成り、該複数の無線局は前記の第１の無線局（Ａ１）と第２の無線局（Ｃ１）以外、場合によっては該第１および第２の無線局間に前記順序で存在し情報（ＩＮＦＯ）を受信して転送する無線局（Ａ５，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ５）が含まれていて、
   前記第１の無線局（Ａ１）と前記第２の無線局（Ｃ１）との間における少なくとも１つのパスから少なくとも２つの無線局（Ａ１，Ｃ１；Ａ１，Ｂ２，Ｃ１）を選択する手段（Ｍ１）が設けられており、
   前記第１の無線局（Ａ１）および前記第２の無線局（Ｃ１）は、少なくとも１つのパスを求めるためそれぞれメッセージ（ＲＲＥＱ）を送信するよう要求されることを特徴とする、
   無線通信システム内のネットワーク側装置。
7. 請求項６記載のネットワーク側装置（ＮＥ）において、
   前記無線通信システムにおける複数の無線局（ＢＳＡ，ＢＳＢ，ＢＳＣ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５）の近隣関係を記憶する手段（Ｍ２）が設けられていることを特徴とするネットワーク側装置。

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