JP4379237B2 - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
目的局に対するマルチホップ伝送を要求する要求局が、隣接局毎に通信容量を求め、容量情報を記載した経路発見要求メッセージを各隣接局に送信し、
目的局は各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている容量情報を基に、いずれの経路発見要求メッセージに応答するかを決定し、経路発見を行なう、
ことを特徴とする無線通信システムである。
各隣接局との容量情報を算出する容量情報算出ステップと、
マルチホップ伝送の要求局として動作するとき、隣接局毎に求めた容量情報を記載した経路発見要求メッセージを各隣接局に送信する要求局動作ステップと、
自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した場合、容量情報を更新して該経路発見要求メッセージを各隣接局へ転送する中継局動作ステップと、
自局宛ての経路発見要求メッセージを受信した場合、各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている容量情報を参照し、最も帯域を確保できる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なう目的局動作ステップと、
を具備することを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
図1には、本発明の一実施形態に係る無線ネットワークにおいて通信局として動作する無線通信装置の機能構成を模式的に示している。図示の無線通信装置100は、同じ無線システム内では効果的にチャネル・アクセスを行なうことにより、衝突を回避しながらネットワークを形成することができる。
本実施形態に係る自律分散型ネットワークでは、各通信局は、所定のチャネル上で所定の時間間隔でビーコン情報を報知することにより、近隣(すなわち通信範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。ビーコンを送信する伝送フレーム周期のことを、ここでは「スーパーフレーム(Super Frame)」と定義し、1スーパーフレームを例えば40ミリ秒とする。
本発明に係る無線通信システムでは、上述したような自律分散型のネットワーク構成において、1以上の中継局を介して送信元の通信局から送信先の通信局へデータ伝送を行なうマルチホップ伝送方式が採用されている。マルチホップ伝送によれば、通信局の電波が届く通信範囲に限定されないデータ伝送を行なうことができる。この場合、マルチホップ伝送を要求する通信局は、中継局となるべき周辺局の利用状況を把握し、経路発見要求メッセージを送信しなければならない。本発明に係るマルチホップ伝送では、周波数利用効率を向上させることをメトリックとした経路発見作成を行なうプロトコルを採用している。以下では、通信路を決定するための手順について詳解する。
(1−1)当該通信システムを構成するすべての通信局S、A〜Eは、自局のすべての隣接局から聞こえるビーコン情報(例えばNBOI(図5を参照のこと))を参照し、自身が利用できる帯域として空きスロット数Nを調べて記憶する。そして、以下の式に従い、各隣接局との間(すなわち区間毎)の無線容量値を計算する。
(2−1)次に、要求局Sの隣接局である通信局Aと通信局Bは、要求局Sから自分宛てではない経路発見要求RREQを受信すると、それぞれ受信した経路発見要求パケットの経路選択に関する情報フィールドに記載されている要求局Sの無線容量と、自分自身の無線容量を比較する。ここで、自局が隣接局に対して持つ無線容量の方が小さいときは、経路選択に関する情報フィールド自分の値に書き直して、各隣接局宛ての経路発見要求パケットを生成する。このとき、ホップ・カウント数を1だけインクリメントする。
(3−1)次に、自分宛ての経路発見要求RREQを受信したノードは、上述した(2−2)と(2−3)と同じ手順を取る。
経路2:要求局S→容量4G→通信局B→容量4G→通信局E→容量2.5G→D:容量最小値2.5G ホップ・カウント数3
経路3:要求局S→容量4G→通信局B→容量6G→通信局A→容量4G→通信局C→容量6G→目的局D:容量最小値4G ホップ・カウント数4
Error Message)パケットを送り返す機能を有してもいい。
(4−1)経路発見応答(RREP)パケットを受信した通信局Cは、そのパケットの最終目的局(この場合は要求局S)が自分か否か判断をする。
101…インターフェース
102…データ・バッファ
103…中央制御部
104…送信データ生成部
106…無線送信部
107…タイミング制御部
109…アンテナ
110…無線受信部
112…受信データ解析部
113…情報記憶部
Claims (13)
- 要求局から目的局へのマルチホップ伝送を行なう無線通信システムであって、
目的局に対するマルチホップ伝送を要求する要求局が、自局に隣接する隣接局毎に通信容量を求め、容量情報を記載した経路発見要求メッセージを自局に隣接する各隣接局に送信し、
目的局は、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージの到来を所定時間だけ待機し、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージを受信したならば、経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なうが、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージを受信できなかった場合には、これまでに受信できた経路発見要求メッセージの少なくとも1つを用い、要求を満足する経路を発見できなかった旨の応答メッセージを返す、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 経路発見要求メッセージを送信する通信局は、自局に隣接する各隣接局との間で設定されている実効レートと空き帯域量を乗算した値を各区間における通信容量とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した中継局は、容量情報を更新して自局に隣接する各隣接局へ転送する、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した中継局は、自局に隣接する各隣接局との間で設定されている実効レートと空き帯域量を乗算して各区間における通信容量を算出し、経路発見要求メッセージに記載されている通信容量よりも小さい場合には自局で算出した通信容量に置き換える、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 目的局は、自局に隣接する各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている容量情報を参照し、最も帯域を確保できる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なう、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - 目的局は、自局に隣接する各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている通信容量をホップ数でそれぞれ割り算し、ホップ当たりの容量が最大となる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なう、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 - マルチホップ伝送を行なう通信環境下で通信動作を行なう無線通信装置であって、
伝送路上での送受信を行なう通信部と、
前記通信部における通信動作を制御する通信制御部を備え、
前記通信制御部は、
自局宛ての経路発見要求メッセージを受信した場合、各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている通信容量をホップ数でそれぞれ割り算し、ホップ当たりの容量が最大となる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なうが、経路発見要求メッセージの到来を所定時間だけ待機し、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージを受信できなかった場合には、これまでに受信できた経路発見要求メッセージの少なくとも1つを用い、要求を満足する経路を発見できなかった旨の応答メッセージを返す、
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記通信制御部は、各隣接局との間で設定されている実効レートと空き帯域量を乗算した値を各区間における通信容量とする、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。 - マルチホップ伝送の要求局として動作するとき、前記通信制御部は、隣接局毎に求めた容量情報を記載した経路発見要求メッセージを各隣接局に送信する、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。 - 自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した場合、前記通信制御部は、容量情報を更新して該経路発見要求メッセージを各隣接局へ転送する、
ことを特徴とする請求項7に記載の無線通信装置。 - 前記通信制御部は、各隣接局との間で設定されている実効レートと空き帯域量を乗算して各区間における通信容量を算出し、受信した経路発見要求メッセージに記載されている通信容量よりも小さい場合には自局で算出した通信容量に置き換える、
ことを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。 - マルチホップ伝送を行なう通信環境下で通信動作を行なうための無線通信方法であって、
各隣接局との容量情報を算出する容量情報算出ステップと、
マルチホップ伝送の要求局として動作するとき、隣接局毎に求めた容量情報を記載した経路発見要求メッセージを各隣接局に送信する要求局動作ステップと、
自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した場合、容量情報を更新して該経路発見要求メッセージを各隣接局へ転送する中継局動作ステップと、
自局宛ての経路発見要求メッセージを受信した場合、各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている容量情報を参照し、最も帯域を確保できる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なう目的局動作ステップと、
自局宛ての経路発見要求メッセージの到来を所定時間だけ待機し、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージを受信できなかった場合には、これまでに受信できた経路発見要求メッセージの少なくとも1つを用い、要求を満足する経路を発見できなかった旨の応答メッセージを返す第2の目的局動作ステップと、
を有することを特徴とする無線通信方法。 - マルチホップ伝送を行なう通信環境下で通信動作を行なうための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
各隣接局との容量情報を算出する容量情報算出ステップと、
マルチホップ伝送の要求局として動作するとき、隣接局毎に求めた容量情報を記載した経路発見要求メッセージを各隣接局に送信する要求局動作ステップと、
自局宛てでない経路発見要求メッセージを受信した場合、容量情報を更新して該経路発見要求メッセージを各隣接局へ転送する中継局動作ステップと、
自局宛ての経路発見要求メッセージを受信した場合、各隣接局から受信した経路発見要求メッセージに記載されている容量情報を参照し、最も帯域を確保できる経路発見要求メッセージに対して経路発見応答メッセージを返信し、要求局との間で経路作成を行なう目的局動作ステップと、
自局宛ての経路発見要求メッセージの到来を所定時間だけ待機し、要求局が期待する通信容量を満たす容量情報が記載されている経路発見要求メッセージを受信できなかった場合には、これまでに受信できた経路発見要求メッセージの少なくとも1つを用い、要求を満足する経路を発見できなかった旨の応答メッセージを返す第2の目的局動作ステップと、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
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