JP4517885B2 - Network reconfiguration method, program, information recording medium, node, base station, multi-hop network system - Google Patents

Network reconfiguration method, program, information recording medium, node, base station, multi-hop network system Download PDF

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Description

本発明は、無線センサネットワークにおいてノードの削除、故障、追加時に、ツリーネットワークを部分的に再構成するネットワーク再構成方法に関する。   The present invention relates to a network reconfiguration method for partially reconfiguring a tree network when a node is deleted, failed, or added in a wireless sensor network.

無線センサネットワークとは、温度や湿度の環境情報などを分散配置されたセンサノード(以下、ノード)でセンシングし、その結果をノードによって構成されたネットワークによって基地局に集め、統計分析や異常検出通知に活用するネットワークシステムである。   A wireless sensor network senses environmental information such as temperature and humidity with distributed sensor nodes (hereinafter referred to as nodes), collects the results at a base station by a network composed of nodes, and performs statistical analysis and notification of abnormality detection It is a network system used for

無線センサネットワークにおいては、ツリーネットワークを前提とし、ノードの初期設置時に基地局をルートとしたツリーネットワークが構成される。   A wireless sensor network is premised on a tree network, and a tree network having a base station as a root when a node is initially installed is configured.

ツリーネットワークを構成する方法として、非特許文献1に開示される方法がある。非特許文献1に開示されるルーティングは次のようなものである。
基地局は、各ノードに検出信号を順次送信する。各ノードは検出信号の受信強度がしきい値以上であるか否かを判断し、所定の強度以上で検出信号を受信したノードのみが検出応答信号を基地局へ返信する。
これにより、基地局と検出応答信号を返信したノードとの接続が確立される。
As a method of configuring a tree network, there is a method disclosed in Non-Patent Document 1. The routing disclosed in Non-Patent Document 1 is as follows.
The base station sequentially transmits detection signals to each node. Each node determines whether or not the reception strength of the detection signal is equal to or greater than a threshold value, and only the node that has received the detection signal at a predetermined strength or higher returns a detection response signal to the base station.
This establishes a connection between the base station and the node that has returned the detection response signal.

次に、基地局は、未だ接続が確立していない各ノードに対して既に接続が確立されたノードを介して検出信号を順次発信する。各ノードは検出信号の受信強度がしきい値以上であるか否かを判断し、所定の強度以上で検出信号を受信したノードのみが検出応答信号を検出信号の送信元であるノードを介して基地局へ返信する。   Next, the base station sequentially transmits detection signals to the nodes that have not yet been connected through the nodes that have already been connected. Each node determines whether or not the reception strength of the detection signal is equal to or greater than a threshold value, and only the node that has received the detection signal with a predetermined strength or higher receives the detection response signal via the node that is the transmission source of the detection signal. Reply to the base station.

これにより、基地局と直接は接続できなかったノードは、基地局と直接接続されたノードを介して基地局へ接続される。   As a result, the node that cannot be directly connected to the base station is connected to the base station via the node directly connected to the base station.

以上の手順を繰り返すことにより、ツリーネットワークが構成される。   By repeating the above procedure, a tree network is configured.

非特許文献1に記載の手順は、基地局がノードの信号送信タイミングを集中制御するため、信号衝突を低減でき、ノード数が多い場合でも安定してツリーネットワークを構成できる。   In the procedure described in Non-Patent Document 1, since the base station centrally controls the signal transmission timing of the nodes, signal collision can be reduced and a tree network can be stably configured even when the number of nodes is large.

一方、運用中にツリーネットワークの再構成が必要となる場合がある。これは、不要になったノードを削除する場合や、ノードが故障した場合や、新しいノードを追加する場合である。   On the other hand, it may be necessary to reconfigure the tree network during operation. This is a case where a node that is no longer needed is deleted, a node fails, or a new node is added.

ノードを削除する場合を例として説明する。図1に、基地局をルートとして、ノード1〜ノード14で構成されるツリーネットワーク30を示す。   A case where a node is deleted will be described as an example. FIG. 1 shows a tree network 30 including nodes 1 to 14 with a base station as a root.

ここで、ノード4が削除されるものとする。ノード4が削除されると、ノード4をルートとする部分木に属するノード、すなわちノード7、ノード11、ノード12及びノード14は、ツリーネットワーク30との接続を失って未接続ノードとなる。   Here, it is assumed that the node 4 is deleted. When the node 4 is deleted, the nodes belonging to the subtree having the node 4 as a root, that is, the node 7, the node 11, the node 12, and the node 14 lose connection with the tree network 30 and become unconnected nodes.

同様に、ノードが故障した場合には、故障したノードをルートとした部分木に属するノードは未接続ノードとなる。また、ノードを追加する場合には、追加されるノード自体が未接続ノードとなる。   Similarly, when a node fails, a node belonging to a subtree having the failed node as a root becomes an unconnected node. In addition, when adding a node, the added node itself becomes an unconnected node.

このような場合、ツリーネットワークを再構成することで、未接続ノードをツリーネットワークに再接続する必要が生じる。その際には、できるだけ短時間でツリーネットワークを再構成する必要がある。これは、運用中のサービスの停止時間を最小限に留める必要があるからである。   In such a case, it is necessary to reconnect an unconnected node to the tree network by reconfiguring the tree network. In that case, it is necessary to reconfigure the tree network in as short a time as possible. This is because it is necessary to minimize the downtime of the service in operation.

図24に、従来の再接続の手法を示す。従来は、非特許文献1に記載の手順で、基地局から未接続ノードを一つずつ再検出し、ツリーネットワークを再構成する方法が用いられていた。換言すると、全てのノードを検出するか、全てのノードを経由して検出を行うまで、非特許文献1に記載の手順を繰り返していた。   FIG. 24 shows a conventional reconnection method. Conventionally, a method of re-detecting unconnected nodes from the base station one by one and reconfiguring the tree network by the procedure described in Non-Patent Document 1 has been used. In other words, the procedure described in Non-Patent Document 1 is repeated until all nodes are detected or detection is performed via all nodes.

また、従来のネットワーク再構成方法に関する別の例としては、特許文献1に開示される「マルチホップ無線ネットワークおよび無線局」がある。特許文献1に開示される発明は、各無線局が最適な接続先(上位接続先無線局)を見つけることにより、各無線局が自律的に無線ネットワークを構成するものである。
特開2001−237764号公報 大熊孝裕、川崎大輔、保木本武宏、新井正伸著、「呼出しIDによる省電力マルチホップルーティング機能の実現」、信学技報、Vol.103,No.624,平成16年1月22日、39〜42ページ
Another example of a conventional network reconfiguration method is “multi-hop wireless network and wireless station” disclosed in Patent Document 1. In the invention disclosed in Patent Document 1, each wireless station autonomously configures a wireless network when each wireless station finds an optimum connection destination (higher connection destination wireless station).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-237764 Takahiro Okuma, Daisuke Kawasaki, Takehiro Hokimoto, Masanobu Arai, “Realization of Power Saving Multi-hop Routing Function by Call ID”, IEICE Technical Report, Vol.103, No.624, January 22, 2004, 39- 42 pages

非特許文献1に記載の手法を用いる場合の問題点は、ツリーネットワークの再構成に非常に時間がかかることである。その理由は、基地局から未接続ノードを一つずつ検出して、ツリーネットワークに再接続していくからである。
上記のように、ツリーネットワークの再構成は、できるだけ短時間で行う必要がある。非特許文献1に記載の発明は、この要求を十分に満たすものであるとはいえない。
A problem in using the technique described in Non-Patent Document 1 is that it takes a very long time to reconfigure the tree network. The reason is that unconnected nodes are detected from the base station one by one and reconnected to the tree network.
As described above, it is necessary to reconfigure the tree network in as short a time as possible. The invention described in Non-Patent Document 1 cannot be said to sufficiently satisfy this requirement.

また、特許文献1に記載の発明は、ある無線局が上位接続先無線局と接続できなくなった場合には、それより下位の無線局(子無線局)が順次上位接続先無線局の選定動作を行う。このため、無線局の数が多いとネットワーク再構成に要する時間が長期化してしまうこととなる。   Further, in the invention described in Patent Document 1, when a certain radio station becomes unable to connect to an upper connection destination radio station, a lower radio station (child radio station) sequentially selects an upper connection destination radio station. I do. For this reason, if the number of radio stations is large, the time required for network reconfiguration will be prolonged.

このように、従来は、短期間でツリーネットワークを確実に再構成することはできなかった。   Thus, conventionally, a tree network could not be reliably reconfigured in a short period of time.

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、短時間で確実にツリーネットワークを再構成できるネットワーク再構成方法及びそのプログラム並びにそれが記録されたコンピュータが読み取り可能な情報記録媒体、並びにノード、基地局、及びマルチホップネットワークシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, a network reconfiguration method capable of reliably reconfiguring a tree network in a short time, its program, a computer-readable information recording medium on which it is recorded, and a node, It is an object to provide a base station and a multi-hop network system.

上記目的を達成するため、本発明は、第1の態様として、基地局と複数のノードとを無線通信方式で接続してなる無線ツリーネットワークにおけるネットワーク再構成方法であって、無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを基地局の代理ノードとして指定するステップと、代理ノードが、自ノード又は子孫ノードと無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップと、ツリーネットワークと未接続の部分木に属し該ツリーネットワークとの接続性を有するノードが、該未接続の部分木のルートとなるように、該未接続の部分木の階層構造を変更するステップと、ツリーネットワークとの接続性を有するノードから基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知するステップとを有することを特徴とするネットワーク再構成方法を提供するものである。   To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a network reconfiguration method in a wireless tree network in which a base station and a plurality of nodes are connected by a wireless communication method. Designating the root of the subtree of the connection as a proxy node of the base station, the step of detecting the connectivity between the own node or a descendant node and the wireless tree network, and the subtree not connected to the tree network. A step of changing the hierarchical structure of the unconnected subtree so that a node belonging to the tree network becomes a root of the unconnected subtree, and a node having the connectivity to the tree network To notify each node on the route from the base station to the base station of the hierarchical structure of the changed subtree. There is provided a network reconfiguration method according to symptoms.

本発明の第1の態様においては、無線ツリーネットワークからノードを削除する際に、削除するノードの子ノードを代理ノードとして指定することが好ましい。また、無線ツリーネットワークへノードを追加する際に、追加するノードを代理ノードとして指定することが好ましい。また、無線ツリーネットワークに属するノードが故障した際に、故障したノードの子ノードを代理ノードとして指定することが好ましい。   In the first aspect of the present invention, when deleting a node from the wireless tree network, it is preferable to designate a child node of the node to be deleted as a proxy node. In addition, when adding a node to the wireless tree network, it is preferable to designate the node to be added as a proxy node. In addition, when a node belonging to the wireless tree network fails, it is preferable to designate a child node of the failed node as a proxy node.

本発明の第1の態様の上記のいずれの構成においても、無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップにおいては、代理ノードとのホップ数が小さい順に無線ツリーネットワークとの接続性を検出することが好ましい。   In any of the above configurations of the first aspect of the present invention, in the step of detecting the connectivity with the wireless tree network, the connectivity with the wireless tree network is detected in ascending order of the number of hops with the proxy node. Is preferred.

また、本発明の第1の態様の上記のいずれの構成においても、無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップにおいて無線ツリーネットワークとの接続性を有するノードが複数検出された場合には、基地局までのホップ数が小さいものを部分木のルートとして設定することが好ましい。   In any of the above configurations of the first aspect of the present invention, if a plurality of nodes having connectivity with the wireless tree network are detected in the step of detecting connectivity with the wireless tree network, It is preferable to set a route with a small number of hops to the station as the root of the subtree.

また、上記目的を達成するため、本発明は、第2の態様として、基地局と複数のノードとを無線通信方式で接続してなる無線ツリーネットワークにおけるネットワーク再構成方法をノードに実行させるプログラムであって、ノードを制御する実質的なコンピュータに、無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを基地局の代理ノードとして指定するステップと、代理ノード又はその子孫ノードと無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップと、ツリーネットワークと未接続の部分木に属し該ツリーネットワークとの接続性を有するノードが、該未接続の部分木のルートとなるように、該未接続の部分木の階層構造を変更するステップと、ツリーネットワークとの接続性を有するノードから基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知するステップとを実行させることを特徴とするネットワーク再構成方法のプログラムを提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides, as a second aspect, a program for causing a node to execute a network reconfiguration method in a wireless tree network in which a base station and a plurality of nodes are connected by a wireless communication scheme. A step of designating a wireless tree network and a root of an unconnected sub-tree as a proxy node of a base station to a substantial computer that controls the node, and connectivity between the proxy node or its descendant nodes and the radio tree network And a hierarchical structure of the unconnected subtree such that a node belonging to a subnetwork not connected to the tree network and having connectivity with the tree network becomes a root of the unconnected subtree. Each node in the path from the node having connectivity to the tree network to the base station In contrast, there is provided a program of a network reconfiguration method characterized by and a step of notifying the hierarchical structure of subtrees after the change.

本発明の第2の態様においては、自ノードが無線ツリーネットワークから削除される場合には、実質的なコンピュータに、子ノードを代理ノードとして指定させることが好ましい。また、自ノードが無線ツリーネットワークへ追加される場合には、実質的なコンピュータに自ノードを代理ノードとして指定させることが好ましい。また、自ノードの親ノードが故障した場合には、実質的なコンピュータに、自ノードを代理ノードとして指定させることが好ましい。   In the second aspect of the present invention, when the own node is deleted from the wireless tree network, it is preferable to cause a substantial computer to designate a child node as a proxy node. In addition, when the own node is added to the wireless tree network, it is preferable to cause a substantial computer to designate the own node as a proxy node. In addition, when the parent node of the own node fails, it is preferable to cause the substantial computer to designate the own node as the proxy node.

本発明の第2の態様の上記のいずれの構成においても、自ノードが未接続の部分木に属する場合、実質的なコンピュータに、代理ノードとのホップ数が小さい順に無線ツリーネットワークとの接続性を検出させることが好ましい。   In any of the above configurations according to the second aspect of the present invention, when the own node belongs to an unconnected subtree, connectivity to the wireless tree network in ascending order of the number of hops with the proxy node is provided to a substantial computer. Is preferably detected.

また、未接続の部分木に属する他のノードも無線ツリーネットワークとの接続性を有する場合には、実質的なコンピュータに、基地局までのホップ数が最小の場合にのみ自ノードを部分木の新たなルートとさせることが好ましい。   In addition, when other nodes belonging to the unconnected subtree also have connectivity with the wireless tree network, the subnode is assigned to the subtree only when the number of hops to the base station is minimum. It is preferable to use a new route.

また、上記目的を達成するため、本発明は、第3の態様として、上記本発明の第2の態様のいずれかの構成にかかるネットワーク再構成方法のプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な情報記録媒体を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides, as a third aspect, information that can be read by a computer in which a program of a network reconfiguration method according to any one of the configurations of the second aspect of the present invention is recorded. A recording medium is provided.

また、上記目的を達成するため本発明は、第4の態様として、無線通信方式で基地局と接続されて無線ツリーネットワークを構成するノードであって、無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを基地局の代理ノードとして指定する手段と、代理ノードとして指定された場合に、自ノードの子孫ノードに対して無線ツリーネットワークとの接続性の有無の確認を要求する手段と、無線ツリーネットワークとの接続性の有無を確認する手段と、自ノードが未接続の部分木に属する場合に、代理ノードからの指示に応じて、無線ツリーネットワークとの接続性を有するノードが新たなルートとなるように該未接続の部分木の階層構造を変更する手段と、自ノードが未接続の部分木の新たなルートとなった場合に、自ノードから基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知する手段とを有することを特徴とするノードを提供するものである。   In order to achieve the above object, according to a fourth aspect of the present invention, there is provided, as a fourth aspect, a node that is connected to a base station by a wireless communication method and constitutes a wireless tree network, wherein As a proxy node of the base station, and when specified as a proxy node, means for requesting confirmation of the presence or absence of connectivity with the radio tree network from the descendant node of the own node, and a radio tree network; If the node belongs to an unconnected subtree, the node having connectivity with the wireless tree network becomes a new route in response to an instruction from the proxy node. Means for changing the hierarchical structure of the unconnected subtree, and when the own node becomes a new route of the unconnected subtree, For each node in the path, there is provided a node, characterized in that it comprises a means for notifying the hierarchical structure of subtrees after the change.

本発明の第4の態様においては、自ノードが無線ツリーネットワークから削除される場合には、子ノードを代理ノードとして指定することがこのましい、また、自ノードが無線ツリーネットワークへ追加される場合には、自ノードを代理ノードとして指定することが好ましい。また、自ノードの親ノードが故障した場合には、自ノードを代理ノードとして指定することが好ましい。   In the fourth aspect of the present invention, when the own node is deleted from the radio tree network, it is preferable to designate the child node as a proxy node, and the own node is added to the radio tree network. In this case, it is preferable to designate the own node as a proxy node. In addition, when the parent node of the own node fails, it is preferable to designate the own node as a proxy node.

本発明の第4の態様の上記のいずれの構成においても、自ノードが未接続の部分木に属する場合、代理ノードとのホップ数が小さい順に無線ツリーネットワークとの接続性を検出することがこのましい。   In any of the above configurations of the fourth aspect of the present invention, when the own node belongs to an unconnected subtree, it is possible to detect connectivity with the wireless tree network in ascending order of the number of hops with the proxy node. Good.

本発明の第4の態様の上記のいずれの構成においても、未接続の部分木に属する他のノードも無線ツリーネットワークとの接続性を有する場合には、基地局までのホップ数が最小の場合にのみ部分木の新たなルートとなることが好ましい。   In any of the above configurations of the fourth aspect of the present invention, when the other nodes belonging to the unconnected subtree also have connectivity with the wireless tree network, the number of hops to the base station is minimum It is preferable that only a new root of the partial tree is obtained.

また、上記目的を達成するため、本発明は、第5の態様として、無線通信方式で接続された少なくとも一つのノードとともに無線ツリーネットワークを構成する基地局であって、無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを基地局の代理ノードとして指定する手段と、階層構造が変更された未接続の部分木に属するいずれかのノードから、変更後の未接続の部分木の階層構造に関する情報を受信した場合に、該受信した情報に応じてツリーネットワークの階層構造を表す情報を更新する手段とを有することを特徴とする基地局を提供するものである。   In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided a base station that forms a wireless tree network together with at least one node connected by a wireless communication method, and is not connected to the wireless tree network. Receives information about the hierarchy structure of the unconnected subtree after the change from the means to specify the root of the subtree as the proxy node of the base station and any node belonging to the unconnected subtree whose hierarchy structure has been changed In this case, the present invention provides a base station having means for updating information representing the hierarchical structure of the tree network in accordance with the received information.

また、上記目的を達成するため、本発明は、第6の態様として、上記本発明の第4の態様のいずれかの構成にかかるノードを少なくとも一つと、上記本発明の第5の態様にかかる基地局とを有することを特徴とするマルチホップネットワークシステムを提供するものである。   In order to achieve the above object, as a sixth aspect, the present invention relates to at least one node according to any one of the configurations of the fourth aspect of the present invention and the fifth aspect of the present invention. A multi-hop network system including a base station is provided.

本発明によれば、短時間で確実にツリーネットワークを再構成できるネットワーク再構成方法及びそのプログラム並びにそれが記録されたコンピュータが読み取り可能な情報記録媒体、並びにノード、基地局、及びマルチホップネットワークシステムを提供できる。   According to the present invention, a network reconfiguration method capable of reliably reconfiguring a tree network in a short time, its program, a computer-readable information recording medium, and a node, base station, and multihop network system Can provide.

〔発明の原理〕
本発明では、ノードをツリーネットワークに再接続する処理を図1に示すように四つのステップに分けて行う。
第1のステップ(イニシエータ指定処理)では、基地局の代理となってツリーネットワークの再構成を制御する「イニシエータ」を指定する。このステップにおける処理によって、ノードの削除や故障によってツリーネットワークに未接続となった部分木(以下、未接続の部分木)のルートがイニシエータに指定される。
[Principle of the Invention]
In the present invention, the process of reconnecting the node to the tree network is performed in four steps as shown in FIG.
In the first step (initiator designation process), an “initiator” that controls the reconfiguration of the tree network is designated on behalf of the base station. Through the processing in this step, the root of the subtree that has become unconnected to the tree network (hereinafter referred to as “unconnected subtree”) due to node deletion or failure is designated as the initiator.

第2のステップ(Neighbor Discovery処理)では、ツリーネットワークとの接続性を検出するために、イニシエータがNeighbor Discoveryを実施するか、又は、イニシエータの子孫ノードがイニシエータからの指示に応じてNeighbor Discoveryを実施する。このステップにおける処理により、未接続の部分木に属するいずれかのノードと、ツリーネットワークとの接続性を検出する。   In the second step (Neighbor Discovery process), in order to detect connectivity with the tree network, the initiator performs Neighbor Discovery or the descendant node of the initiator performs Neighbor Discovery according to an instruction from the initiator To do. Through the processing in this step, connectivity between any node belonging to the unconnected subtree and the tree network is detected.

第3のステップ(部分木階層構造更新処理)では、Neighbor Discoveryによって検出したツリーネットワークとの接続性に応じて、未接続の部分木の階層構造を更新する。このステップにおける処理により、Neighbor Discoveryに成功したノードが、新しく未接続の部分木のルートとなるように階層構造を更新する。   In the third step (partial tree hierarchical structure update process), the hierarchical structure of the unconnected partial tree is updated according to the connectivity with the tree network detected by Neighbor Discovery. Through the processing in this step, the hierarchical structure is updated so that the node that has succeeded in Neighbor Discovery becomes the root of a new unconnected subtree.

第4のステップ(部分木再接続処理)では、未接続の部分木を再びツリーネットワークに接続する。このステップにおける処理により、未接続の部分木が再びツリーネットワークに接続される。   In the fourth step (partial tree reconnection process), an unconnected partial tree is connected to the tree network again. By the processing in this step, the unconnected subtree is connected to the tree network again.

ツリーネットワークの再構成が必要となる契機は、上記のように、ノードを削除する場合、ノードが故障した場合及びノードを追加する場合であるが、上記のイニシエータ指定処理は再構成の契機によって手順が異なる。Neighbor Discovery処理、部分木階層構造更新処理及び部分木再接続処理は、全ての契機で共通する処理である。
ノード削除時、ノード故障時及びノード追加時のそれぞれの場合のイニシエータ指定処理については後段で詳細に説明する。
As described above, the tree network needs to be reconfigured when a node is deleted, when a node fails, or when a node is added. Is different. The Neighbor Discovery process, the subtree hierarchical structure update process, and the subtree reconnection process are processes common to all triggers.
The initiator designation process in each case of node deletion, node failure, and node addition will be described in detail later.

ツリーネットワークを再構成する際に、従来の手法のように基地局(ルート)から順に未接続ノードの再接続を試みるのではなく、イニシエータ指定処理でイニシエータを指定し、Neighbor Discovery処理で未接続の部分木に属するいずれかのノードとツリーネットワークとの接続性をイニシエータがNeighbor Discoveryによって検出する。そして、部分木階層構造更新処理では、Neighbor Discovery処理での検出結果に応じて、未接続の部分木の階層構造を更新し、部分木再接続処理で未接続の部分木とツリーネットワークとを再接続する。   When reconfiguring the tree network, instead of trying to reconnect unconnected nodes in order from the base station (root) as in the conventional method, the initiator is specified by the initiator specification process, and the unconnected node is not connected by the Neighbor Discovery process. The initiator detects the connectivity between any node belonging to the subtree and the tree network by Neighbor Discovery. In the subtree hierarchical structure update process, the hierarchical structure of the unconnected subtree is updated in accordance with the detection result in the Neighbor Discovery process, and the unconnected subtree and the tree network are regenerated in the subtree reconnection process. Connecting.

これにより、ノードのルーティングテーブルの更新数を低減でき、結果としてツリーネットワークの再構成に要する時間を短縮できる。   Thereby, the number of updates of the routing table of the node can be reduced, and as a result, the time required for reconfiguration of the tree network can be shortened.

以下、上記原理に基づく本発明の好適な実施の形態について説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention based on the above principle will be described.

〔第1の実施形態〕
本発明を好適に実施した第1の実施形態について説明する。
図2に、基地局をルートとしてノード1〜ノード14によって構成されるツリーネットワークを示す。
各ノードは、図3に示すルーティングテーブルを有する。ルーティングテーブルは、親ノード、子孫ノードの情報を含む。すなわち、自ノードをルートとする部分木の構成と、親ノードとの情報を含む。
[First Embodiment]
A first embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described.
FIG. 2 shows a tree network including nodes 1 to 14 with a base station as a root.
Each node has a routing table shown in FIG. The routing table includes information on parent nodes and descendant nodes. That is, the information includes the configuration of the subtree having the own node as a root and the parent node.

基地局及び各ノードが送受信する信号の種類を図4に示す。   FIG. 4 shows the types of signals transmitted and received by the base station and each node.

図5に、ツリーネットワークに適用されるノードの構成を示す。
ノード500は、入力部501、出力部502、イニシエータ指示/実施部503、Neighbor Discovery指示/実施部504、部分木階層構造更新部505、記憶部506、ルーティング処理部507及び部分木追加部508を有する。
FIG. 5 shows a configuration of a node applied to the tree network.
The node 500 includes an input unit 501, an output unit 502, an initiator instruction / execution unit 503, a Neighbor Discovery instruction / execution unit 504, a subtree hierarchical structure update unit 505, a storage unit 506, a routing processing unit 507, and a subtree addition unit 508. Have.

入力部501は、“ノード削除信号”、“ノード故障信号”、“イニシエータ指示信号”、“更新開始信号”、“更新開始指示信号”、“Neighbor Discovery指示信号”、“Neighbor Discovery成功信号”、“Neighbor Discovery失敗信号”、“更新信号”、“追加信号”、“更新完了信号”、“更新完了指示信号”などを入力として受け付ける。
また、入力部501は、ノード削除時及びノード追加時に、後述するイニシエータ指示/実施部503が動作を開始するための“削除開始信号”及び“追加開始信号”を受信する。
The input unit 501 includes a “node deletion signal”, “node failure signal”, “initiator instruction signal”, “update start signal”, “update start instruction signal”, “Neighbor Discovery instruction signal”, “Neighbor Discovery success signal”, “Neighbor Discovery failure signal”, “update signal”, “addition signal”, “update completion signal”, “update completion instruction signal”, etc. are accepted as inputs.
Further, the input unit 501 receives a “deletion start signal” and an “addition start signal” for starting an operation of an initiator instruction / execution unit 503 described later when a node is deleted or a node is added.

出力部502は、これらの信号を他のノード500や基地局600に対して送信する。   The output unit 502 transmits these signals to the other nodes 500 and the base station 600.

イニシエータ指示/実施部503の機能について説明する。
まず、ノード削除時の動作に関する機能ついて説明する。イニシエータ指示/制御部503は、ノード削除時には、以下のような動作を行う。
・入力部501が“削除開始信号”を受信すると、出力部502に“更新開始信号”を送信させる。
・入力部501が“更新開始信号”を受信すると、自ノードを運用状態から経路更新状態へ移行させ、Neighbor Discoveryに応答しないようにする。
・自ノードが削除ノードであるならば、全ての子孫ノードに“更新開始信号”を送信した後、“ノード削除信号”に自ノードのID情報を含めて、出力部502によって親ノードへ送信する。
・入力部501が“ノード削除信号“を受信すると、記憶部506に保持しているルーティングテーブルから、削除ノードをルートとする部分木を削除する。また、出力部502に親ノードへ“ノード削除信号”を送信させる。
・自ノードが削除ノードであるならば、親ノードに対して“ノード削除信号”を送信した後、出力部502に“イニシエータ指示信号”を送信させる。
・入力部501が“イニシエータ指示信号”を受信した場合には、自ノードをイニシエータとし、後述するNeighbor Discoveryを実行する。
The function of the initiator instruction / execution unit 503 will be described.
First, functions related to the operation at the time of node deletion will be described. The initiator instruction / control unit 503 performs the following operation when deleting a node.
When the input unit 501 receives the “deletion start signal”, the output unit 502 transmits an “update start signal”.
When the input unit 501 receives the “update start signal”, the input node 501 shifts its own node from the operation state to the route update state and does not respond to Neighbor Discovery.
If the own node is a deletion node, after transmitting an “update start signal” to all descendant nodes, the “node deletion signal” includes the ID information of the own node and is transmitted to the parent node by the output unit 502 .
When the input unit 501 receives the “node deletion signal”, the subtree having the deleted node as a root is deleted from the routing table held in the storage unit 506. Further, the output unit 502 transmits a “node deletion signal” to the parent node.
If the local node is a deletion node, after transmitting a “node deletion signal” to the parent node, the output unit 502 is caused to transmit an “initiator instruction signal”.
When the input unit 501 receives the “initiator instruction signal”, the local node is used as an initiator and Neighbor Discovery described later is executed.

ノード故障時のイニシエータ指定/実施部503の動作に関する機能について説明する。イニシエータ指示/制御部503は、ノード故障時には以下のような動作を行う。
・故障を発見したノードであるならば、記憶部506に保持している故障ノードをルートとする部分木を、記憶部506に保持しているルーティングテーブルから削除する。そして、“ノード故障信号”を故障発見ノード(すなわち、故障ノードの親ノードと基地局との間にあるノード)へ送信する。
・入力部501が“更新開始指示信号”を受信すると、記憶部506に保持している部分木から故障ノードをルートとする部分木を削除する。
・入力部501が“更新開始指示信号“を受信すると、出力部502に全子孫ノードに対して“更新開始信号”を送信させる。
・全子孫ノードに対して“更新開始信号”を送信した後、「全ての子孫ノードに対して“更新開始信号”を送信したこと」を示す“通知完了信号”を、出力部502から基地局へ送信させる。
・入力部501が“イニシエータ指示信号”を受信すると、自ノードをイニシエータとする。
Functions related to the operation of the initiator designation / execution unit 503 at the time of a node failure will be described. The initiator instruction / control unit 503 performs the following operation when a node fails.
If the node has found a failure, the subtree having the failure node held in the storage unit 506 as a root is deleted from the routing table held in the storage unit 506. Then, the “node failure signal” is transmitted to the failure discovery node (that is, the node between the parent node of the failure node and the base station).
When the input unit 501 receives the “update start instruction signal”, the subtree having the fault node as the root is deleted from the subtree held in the storage unit 506.
When the input unit 501 receives the “update start instruction signal”, the output unit 502 transmits an “update start signal” to all descendant nodes.
After transmitting the “update start signal” to all the descendant nodes, a “notification completion signal” indicating “the“ update start signal ”has been transmitted to all the descendant nodes” is sent from the output unit 502 to the base station. To send to.
When the input unit 501 receives the “initiator instruction signal”, the local node is set as the initiator.

ノード追加時のイニシエータ指定/実施部503の動作に関する機能について説明する。イニシエータ指定/制御部503は、ノード追加時には以下のような動作を行う。
・入力部501が“追加開始信号”を受信すると、自ノードをイニシエータとする。
Functions related to the operation of the initiator designation / execution unit 503 when adding a node will be described. The initiator designation / control unit 503 performs the following operation when adding a node.
When the input unit 501 receives the “addition start signal”, the local node is set as the initiator.

Neighbor Discovery指示/実施部504について説明する。Neighbor Discovery指示/実施部504では、自ノードがイニシエータであるならば、Neighbor Discoveryを実行する。また、イニシエータは、子孫ノードに対して“Neighbor Discovery指示信号”を送信する。
“Neighbor Discovery指示信号”を受信したノードは、Neighbor Discoveryを実施する。Neighbor Discoveryに成功した場合はその結果を記憶部506に保存し、イニシエータに対して“Neighbor Discovery成功信号”を送信する。Neighbor Discoveryに成功したノードは、新しく部分木のルートとなる(以下、新ルートノード)。
Neighbor Discoveryに失敗した場合は、イニシエータに“Neighbor discovery失敗信号”を送信する。
The Neighbor Discovery instruction / execution unit 504 will be described. In the Neighbor Discovery instruction / execution unit 504, if the own node is an initiator, Neighbor Discovery is executed. Further, the initiator transmits a “Neighbor Discovery instruction signal” to the descendant node.
The node that has received the “Neighbor Discovery instruction signal” performs Neighbor Discovery. When Neighbor Discovery succeeds, the result is stored in the storage unit 506, and a “Neighbor Discovery success signal” is transmitted to the initiator. A node that has succeeded in Neighbor Discovery becomes a root of a new subtree (hereinafter, a new root node).
When Neighbor Discovery fails, a “Neighbor discovery failure signal” is transmitted to the initiator.

部分木階層構造更新部505について説明する。
部分木階層構造更新部505は、Neighbor Discoveryの結果に応じて、イニシエータをルートとして更新した部分木の階層構造をルーティングテーブルに反映させる。
入力部501から“Neighbor Discovery成功信号”を受信すると、イニシエータは自ノードのルーティングテーブルを更新する。そして、そのルーティングテーブルと新しいルートノードの情報とを“更新情報”に含め、出力部502に新しい親ノードへ送信させる。
ここで、新しい親ノードは、旧ルーティングテーブルにおいて、新ルートノードを子孫として持つ子ノードが選択される。
The subtree hierarchical structure update unit 505 will be described.
The subtree hierarchical structure update unit 505 reflects the hierarchical structure of the subtree updated using the initiator as a route in the routing table according to the result of Neighbor Discovery.
When receiving the “Neighbor Discovery success signal” from the input unit 501, the initiator updates the routing table of its own node. Then, the routing table and the new route node information are included in the “update information”, and the output unit 502 is transmitted to the new parent node.
Here, as the new parent node, a child node having the new root node as a descendant in the old routing table is selected.

入力部501から“更新信号”を受信すると、これに含まれる新ルートノードを旧ルーティングテーブルで子孫ノードとして持つ子ノードを新しい親ノードとする。また、“更新信号”に含まれる部分木情報を、ルーティングテーブルに追加する。
そして、自ノードのルーティングテーブルと新しいルートノードとの情報を“更新信号”ともに親ノードへ送信する。
When the “update signal” is received from the input unit 501, a child node having the new route node included therein as a descendant node in the old routing table is set as a new parent node. Also, the subtree information included in the “update signal” is added to the routing table.
Then, the information on the routing table of the own node and the information of the new route node are transmitted to the parent node together with the “update signal”.

新ルートノードが入力部501によって“更新信号”を受信すると、これに含まれるルーティングテーブルを自ノードのルーティングテーブルに追加する。また、Neighbor Discoveryで検出したノードを新しい親ノードにする。   When the new route node receives the “update signal” by the input unit 501, the routing table included therein is added to the routing table of the own node. Also, the node detected by Neighbor Discovery is set as a new parent node.

部分木追加部506について説明する。
新ルートノードでは、出力部502によって、自ノードのルーティングテーブルを“追加信号”とともに親ノードへ送信する。
“追加信号”を受信したノードでは、“追加信号”に含まれるルーティングテーブルの情報を自ノードのルーティングテーブルに追加する。そして、受信した”追加信号”の内容を出力部502を用いて親ノードへ送信する。
入力部501によって“更新完了信号”を受信した新ルートノードは、全子孫ノードへ“更新完了信号”を出力部502から送信する。“更新完了信号”を受信したノードは、経路更新状態から運用状態へと移行する。
The subtree adding unit 506 will be described.
In the new route node, the output unit 502 transmits the routing table of the own node together with the “addition signal” to the parent node.
The node that has received the “additional signal” adds the routing table information included in the “additional signal” to the routing table of the own node. Then, the content of the received “additional signal” is transmitted to the parent node using the output unit 502.
The new root node that has received the “update completion signal” by the input unit 501 transmits the “update completion signal” from the output unit 502 to all descendant nodes. The node that has received the “update completion signal” shifts from the route update state to the operation state.

記憶部506は、ルーティングテーブルNeighbor Discoveryの結果などを保持する。   The storage unit 506 holds a result of the routing table Neighbor Discovery.

ルーティング処理部507は、後述するノード故障時に非特許文献1に開示される手法を利用して、仮経路を作成する際に用いられる。   The routing processing unit 507 is used when creating a temporary route using a technique disclosed in Non-Patent Document 1 when a node failure described later is performed.

図6に、基地局600の構成を示す。
基地局600は、入力部601,出力部602、イニシエータ指示/実施部603、記憶部606、ルーティング処理部607及び部分木追加部608を有する。
入力部601は、“ノード削除信号”、“ノード故障信号”、“追加信号”、“追加完了信号”などを入力として受け付ける。
FIG. 6 shows the configuration of base station 600.
The base station 600 includes an input unit 601, an output unit 602, an initiator instruction / execution unit 603, a storage unit 606, a routing processing unit 607, and a partial tree addition unit 608.
The input unit 601 accepts “node deletion signal”, “node failure signal”, “addition signal”, “addition completion signal”, and the like as inputs.

イニシエータ指示/実施部603の機能について説明する。
入力部601によって“ノード削除信号”を受信すると、記憶部606に保持しているルーティングテーブルから削除ノードをルートとする部分木を削除する。
入力部601によって“ノード故障信号”を受信すると、記憶部606に保持しているルーティングテーブルから故障ノードをルートとする部分木を削除する。また、出力部602を用いて、故障ノードの子ノードへ“更新開始指示信号”を送信する。
入力部601によって“通知完了信号”を受信すると、“イニシエータ指示信号”を故障ノードの子ノードへ出力部602を用いて出力する。
The function of the initiator instruction / execution unit 603 will be described.
When the “node deletion signal” is received by the input unit 601, the subtree having the deletion node as the root is deleted from the routing table held in the storage unit 606.
When the “node failure signal” is received by the input unit 601, the subtree having the failed node as a route is deleted from the routing table held in the storage unit 606. Also, the output unit 602 is used to transmit an “update start instruction signal” to the child node of the failed node.
When the “notification completion signal” is received by the input unit 601, the “initiator instruction signal” is output to the child node of the failed node using the output unit 602.

部分木追加部608の機能について説明する。
入力部601によって“追加信号”を受信した基地局は、“追加信号”に含まれるルーティングテーブルの情報を、自ノードのルーティングテーブルに追加する。そして、基地局のルーティングテーブル更新が完了したことを示す“更新完了信号”を新ルートノードに対して出力部602によって送信する。
The function of the subtree adding unit 608 will be described.
The base station that has received the “additional signal” by the input unit 601 adds the routing table information included in the “additional signal” to the routing table of its own node. Then, the output unit 602 transmits an “update completion signal” indicating that the routing table update of the base station is completed to the new route node.

記憶部606は、ルーティングテーブルやNeighbor Discoveryの結果などを保持する。   The storage unit 606 holds a routing table, a result of Neighbor Discovery, and the like.

ルーティング処理部607は、後述するノード故障時に非特許文献1に開示される手法を利用して、仮経路を作成する際に用いられる。   The routing processing unit 607 is used when creating a temporary route using a technique disclosed in Non-Patent Document 1 when a node failure described later is performed.

ツリーネットワークの再構成動作について説明する。
まず、イニシエータを指定する手順について説明する。上記のように、イニシエータを指定する手順は、動作開始の契機によって異なるため、それぞれについて個別に説明する。
The tree network reconfiguration operation will be described.
First, a procedure for designating an initiator will be described. As described above, the procedure for designating the initiator varies depending on the trigger for starting the operation, and will be described separately.

<ノード削除時のイニシエータ指定手順>
最初にノード削除時のイニシエータの指定手順について説明する。図7にノード削除時のイニシエータの指定動作の流れを示す。
削除ノードは“削除開始信号”を受信すると(ステップB1)、全子孫ノードに“更新開始信号”を送信する(ステップB2)。“更新開始信号”を受信したノードは、図8に示すように運用状態から経路更新状態へと移行する。
<Initiator designation procedure when deleting a node>
First, an initiator designation procedure when deleting a node will be described. FIG. 7 shows the flow of an initiator designation operation when deleting a node.
When the deletion node receives the “deletion start signal” (step B1), it transmits an “update start signal” to all descendant nodes (step B2). The node that has received the “update start signal” shifts from the operation state to the route update state as shown in FIG.

次に、削除ノードは、削除ノードから基地局までの間にあるノードに対して“ノード削除信号”を送信する(ステップB3)。“ノード削除信号”を受信したノードは、削除ノードをルートとする部分木をルーティングテーブルから削除する。   Next, the deletion node transmits a “node deletion signal” to a node between the deletion node and the base station (step B3). The node that has received the “node deletion signal” deletes the subtree having the deletion node as a root from the routing table.

削除ノードは、子ノードにイニシエータ動作を指示する“イニシエータ指示信号”を送信する(ステップB4)。“イニシエータ指示信号”を受信したノードは、イニシエータとなり、後述するNeighbor Discoveryの実行などを制御する(ステップB5)。   The deletion node transmits an “initiator instruction signal” that instructs the child node to perform the initiator operation (step B4). The node that receives the “initiator instruction signal” becomes an initiator and controls execution of Neighbor Discovery, which will be described later, and the like (step B5).

<ノード故障時のイニシエータ指定手順>
次に、ノード故障時のイニシエータの指定手順について説明する。図9に、ノード故障時のイニシエータ指定動作の流れを示す。ノード故障時には、故障したノード(故障ノード)を発見したノード(すなわち、故障ノードの親ノード)が、故障ノードをルートとした部分木を自ノードのルーティングテーブルから削除する。そして、故障ノードの親ノードと基地局との間にある各ノードに対し、故障ノードの発生を通知する“ノード故障信号”を送信する(ステップC1)。“ノード故障信号”を受信したノードは、故障ノードをルートとする部分木をルーティングテーブルから削除する。
<Initiator designation procedure in case of node failure>
Next, an initiator designation procedure when a node fails will be described. FIG. 9 shows the flow of the initiator designation operation at the time of a node failure. In the event of a node failure, the node that has found the failed node (failed node) (that is, the parent node of the failed node) deletes the subtree with the failed node as the root from the routing table of its own node. Then, a “node failure signal” for notifying the occurrence of the failure node is transmitted to each node between the parent node of the failure node and the base station (step C1). The node that has received the “node failure signal” deletes the subtree having the failed node as the root from the routing table.

ノード削除時と同様に、ノード故障時も、故障ノードの子ノードに”更新開始信号”と”イニシエータ指示信号”とを送信する必要がある。しかし、故障ノードの子ノードへの経路は存在しないため、基地局は故障ノードの子ノードへの仮経路を非特許文献1に開示される手法を応用して作成する(ステップC2)。   As in the case of node deletion, it is necessary to transmit an “update start signal” and an “initiator instruction signal” to a child node of the failed node even when a node fails. However, since there is no route to the child node of the failed node, the base station creates a temporary route to the child node of the failed node by applying the method disclosed in Non-Patent Document 1 (step C2).

この際には、非特許文献1に開示される手法を利用して、故障ノードの子ノードをルートとした部分木に属するいずれかのノードを検出する。これにより、ツリーネットワークと故障したノードをルートとした部分木に属するいずれかのノードとの間に仮経路を形成できる。
このとき、検出されたノードを経由ノードと呼ぶ。基地局は、この仮経路を使用して、故障ノードの子ノード宛に“更新開始指示信号”や”イニシエータ指示信号”を送信する(ステップC3)。その際に、経由ノードのIDを信号に含める。
故障ノードをルートとした部分木に属するノードは、自ノード宛ではない”更新開始指示信号”や”イニシエータ指示信号”を親ノードへ転送する。
At this time, using the method disclosed in Non-Patent Document 1, any node belonging to the subtree having the child node of the failed node as a root is detected. As a result, a temporary path can be formed between the tree network and any node belonging to the subtree having the failed node as a root.
At this time, the detected node is referred to as a transit node. The base station uses this temporary path to transmit an “update start instruction signal” and an “initiator instruction signal” to the child node of the failed node (step C3). At that time, the ID of the transit node is included in the signal.
A node belonging to the subtree having the failed node as a root transfers an “update start instruction signal” and an “initiator instruction signal” that are not addressed to the own node to the parent node.

このようにすることで、“更新開始指示信号”や“イニシエータ指示信号”を故障ノードの子ノードへ送達できる(ステップC4)。   In this way, the “update start instruction signal” and the “initiator instruction signal” can be delivered to the child node of the failed node (step C4).

また、故障ノードの子ノードは、“通知完了信号”を基地局へ送信するが、“更新開始指示信号”に含まれた経由ノードへ先ず送信する。“更新完了信号”を受信した経由ノードは、仮経路を利用して、受信した信号を基地局へ転送する(ステップC5)。   In addition, the child node of the failed node transmits a “notification completion signal” to the base station, but first transmits it to the transit node included in the “update start instruction signal”. The relay node that has received the “update completion signal” transfers the received signal to the base station using the temporary route (step C5).

以上の手順で、イニシエータが指定されるまで、基地局と故障ノードの子ノードとは仮経路を使用して通信する。   Through the above procedure, the base station and the child node of the failed node communicate using the temporary path until the initiator is designated.

基地局は仮経路を利用して、故障ノードの子ノード及び、故障ノードの子ノードの子孫ノードへ“更新開始指示信号”を送信する。“更新開始指示信号”を受信した故障ノードの子ノードは、全子孫ノードに対して“更新開始信号”を送信する。   The base station transmits an “update start instruction signal” to the child node of the failed node and the descendant node of the child node of the failed node using the temporary route. The child node of the failed node that has received the “update start instruction signal” transmits an “update start signal” to all descendant nodes.

故障ノードの子ノードは、全子孫ノードに“更新開始信号”を送信したことを”通知完了信号”によって基地局に通知する。   The child node of the failed node notifies the base station that the “update start signal” has been transmitted to all the descendant nodes by using the “notification completion signal”.

基地局は、故障ノードの子ノードから“通知完了信号”を受信すると、仮経路を利用して“イニシエータ指示信号”を故障ノードの子ノードへ送信する(ステップC6)。   When receiving the “notification completion signal” from the child node of the failed node, the base station transmits an “initiator instruction signal” to the child node of the failed node using the temporary path (step C6).

イニシエータ指示信号を受信した故障ノードの子ノードは、仮経路を削除するために、“仮経路削除信号“を、削除ノードと基地局との間にある各ノードへ送信する(ステップC7)。これにより、仮経路は削除される。   The child node of the failed node that has received the initiator instruction signal transmits a “provisional route deletion signal” to each node between the deletion node and the base station in order to delete the temporary route (step C7). Thereby, the temporary route is deleted.

イニシエータとなったノードは(ステップC8)、後述するNeighbor Discoveryの実行などを制御する。   The node that becomes the initiator (step C8) controls execution of Neighbor Discovery, which will be described later.

<ノード追加時の基地局の動作>
ノード追加時の基地局の動作について説明する。図10に、ノード追加時の基地局の動作の流れを示す。
“追加開始信号”を受信したノードは(ステップF1)、イニシエータとなる(ステップF2)。
<Operation of base station when adding node>
The operation of the base station when adding a node will be described. FIG. 10 shows a flow of operation of the base station when adding a node.
The node that receives the “addition start signal” (step F1) becomes an initiator (step F2).

以上のようにして、ノード削除時、ノード故障時、ノード追加時にイニシエータが指定される。   As described above, an initiator is designated when a node is deleted, when a node fails, or when a node is added.

次に、イニシエータのNeighbor Discovery実施・指示の動作について説明する。図11、図12及び図13に、Neighbor Discovery実施・指示動作の流れを示す。イニシエータは、先ず自らがNeighbor Discoveryを実施し、ツリーネットワークとの新しい接続性検出を試みる(ステップD1)。ここで、Neighbor Discoveryが検出された場合は(ステップD2/Yes)、イニシエータは検出したノードを新しい親ノードに選択し、ルーティングテーブルを更新する。   Next, the operation of the Neighbor Discovery execution / instruction of the initiator will be described. 11, 12 and 13 show the flow of Neighbor Discovery execution / instruction operation. The initiator first performs Neighbor Discovery and tries to detect a new connectivity with the tree network (step D1). If Neighbor Discovery is detected (step D2 / Yes), the initiator selects the detected node as a new parent node, and updates the routing table.

もし、イニシエータがNeighbor Discoveryに失敗した場合は(ステップD2/No)、イニシエータとのホップ数が小さい子孫ノードから順番に、“Neighbor Discovery指示信号”を送信し、子孫ノードがNeighbor Discoveryを実施する(ステップD3)。   If the initiator fails in Neighbor Discovery (step D2 / No), the “Neighbor Discovery instruction signal” is transmitted in order from the descendant node having the smallest hop count with the initiator, and the descendant node performs Neighbor Discovery ( Step D3).

子孫ノードがNeighbor Discoveryに成功した場合は(ステップD4/Yes)、イニシエータをルートとした部分木を、Neighbor Discoveryに成功した子孫ノード(以下、新ルートノード)が新しい部分木のルートとなるように階層構造を変更する(ステップD6)。ここで、階層構造の変更に伴い、新ルートノードとイニシエータとの間でルーティングテーブルを更新する(ステップD6〜D12)。   If the descendant node has succeeded in Neighbor Discovery (step D4 / Yes), the subtree with the initiator as the root is set to be the root of the new subtree with the descendant node that has succeeded in Neighbor Discovery (hereinafter, the new root node). The hierarchical structure is changed (step D6). Here, along with the change of the hierarchical structure, the routing table is updated between the new root node and the initiator (steps D6 to D12).

イニシエータは、新しい部分木の情報をルーティングテーブルに追加することを要求する“追加信号”を、新ルートノードと基地局(基地局も含む)の経路にあるノードに対して送信する(ステップD13〜D16)。これにより、新ルートノードと基地局との経路にある各ノードのルーティングテーブルが更新される。また、“追加信号“を受信した基地局は、“更新完了通知“を新ルートノードへ送信する(ステップD17)。基地局からの“更新完了通知”を受信した新ルートノードは、経路変更が完了したことを示す“更新完了通知”を全子孫ノードに送信する(ステップD18)。“更新完了通知”を受信したノードの状態は、経路更新状態から運用状態へと移行する。   The initiator transmits an “addition signal” requesting to add information of a new subtree to the routing table to a node on the route between the new root node and the base station (including the base station) (steps D13 to D13). D16). Thereby, the routing table of each node in the path | route of a new root node and a base station is updated. In addition, the base station that has received the “addition signal” transmits an “update completion notification” to the new root node (step D17). The new root node that has received the “update completion notification” from the base station transmits an “update completion notification” indicating that the path change has been completed to all descendant nodes (step D18). The state of the node that has received the “update completion notification” shifts from the route update state to the operational state.

〔動作例1〕
図2に示したツリーネットワーク30において、ノード4が削除されるものとする。
まず、ノード4は、“削除開始信号”を受信すると、全ての子孫ノード、つまり、ノード7,ノード11、ノード14及びノード12に対して“更新開始信号”を送信する。
図8に示すように、更新開始信号を受信したノードは、運用状態から経路更新状態へと移行する。経路更新状態のノードは、基地局までの到達性を持たないため、Neighbor Discoveryに対してリプライを返さない。
[Operation example 1]
Assume that the node 4 is deleted in the tree network 30 shown in FIG.
First, when the node 4 receives the “deletion start signal”, the node 4 transmits an “update start signal” to all descendant nodes, that is, the node 7, the node 11, the node 14, and the node 12.
As illustrated in FIG. 8, the node that has received the update start signal shifts from the operation state to the route update state. Since the node in the route update state does not have reachability to the base station, it does not reply to Neighbor Discovery.

次に、ノード4は、自ノードから基地局までの経路にあるノード、すなわちノード1及び基地局に対して“ノード削除信号”を送信する。“ノード削除信号”を受信したノード(ノード1及び基地局)は、削除ノード(ノード4)をルートとする部分木の情報をルーティングテーブルから削除する。この時、ノード1と基地局とのルーティングテーブルを図14に示す。   Next, the node 4 transmits a “node deletion signal” to the nodes on the path from the own node to the base station, that is, the node 1 and the base station. The node (node 1 and base station) that has received the “node deletion signal” deletes the information of the subtree having the deletion node (node 4) as a route from the routing table. At this time, a routing table between the node 1 and the base station is shown in FIG.

次に、ノード4は、子ノードであるノード7に“イニシエータ指示信号”を送信する。これにより、ノード7はイニシエータとなる。   Next, the node 4 transmits an “initiator instruction signal” to the node 7 that is a child node. Thereby, the node 7 becomes an initiator.

イニシエータとなったノード7は、まず自らがNeighbor Discoveryを実施し、ツリーネットワーク30との新しい接続性検出を試みる。   The node 7 that has become the initiator first performs Neighbor Discovery and tries to detect a new connectivity with the tree network 30.

以下、イニシエータであるノード7におけるNeighbor Discoveryが成功した場合を例として説明する。
Neighborが検出された場合は、ノード7は検出したノードを新しい親ノードに選択し、ルーティングテーブルを更新する。ここでは、ノード3がNeighborとして検出されたものとする。この時の、ノード7のルーティングテーブルを図15に示す。
Hereinafter, a case where Neighbor Discovery in the node 7 as an initiator is successful will be described as an example.
When the neighbor is detected, the node 7 selects the detected node as a new parent node, and updates the routing table. Here, it is assumed that the node 3 is detected as a neighbor. The routing table of the node 7 at this time is shown in FIG.

次に、ノード7は、自ノードと基地局との間のノード、すなわち、ノード3、ノード1及び基地局に“追加信号”を送信する。“追加信号”には、自ノードのルーティングテーブル情報が付加される。“追加信号”を受信したノード3、ノード1及び基地局は、ノード7をルートとする部分木の情報をルーティングテーブルに追加する。この時のノード3、ノード1及び基地局のルーティングテーブルは図16のようになる。   Next, the node 7 transmits an “additional signal” to a node between the own node and the base station, that is, the node 3, the node 1, and the base station. To the “additional signal”, the routing table information of the own node is added. Receiving the “additional signal”, the node 3, the node 1, and the base station add the subtree information having the node 7 as a route to the routing table. At this time, the routing table of the node 3, the node 1, and the base station is as shown in FIG.

このようにして、ノード7から基地局までの経路にある各ノードのルーティングテーブルが更新される。最後に、イニシエータであるノード7は、全ての子孫ノード、すなわちノード11、ノード14及びノード12へ“更新完了信号”を送信する。
“更新完了信号”を受信したノードは、経路更新状態から運用状態へと移行する。
In this way, the routing table of each node on the route from the node 7 to the base station is updated. Finally, the node 7 as an initiator transmits an “update completion signal” to all descendant nodes, that is, the node 11, the node 14, and the node 12.
The node that has received the “update completion signal” shifts from the route update state to the operation state.

次に、イニシエータであるノード7におけるNeighbor Discoveryが失敗した場合について説明する。
イニシエータであるノード7がNeighbor Discoveryに失敗した場合は、イニシエータは、ホップ数が小さい子孫ノードから順番に“Neighbor Discovery指示信号”を送信し、子孫ノードにNeighbor Discoveryを実施させる。ここでは、ノード11→ノード12→ノード13の順番でNeighbor Discoveryの指示を出すものとする。
Next, a case where Neighbor Discovery in the node 7 that is an initiator has failed will be described.
When the node 7 as the initiator fails in Neighbor Discovery, the initiator transmits “Neighbor Discovery instruction signal” in order from the descendant node having the smallest number of hops, and causes the descendant node to perform Neighbor Discovery. Here, it is assumed that a Neighbor Discovery instruction is issued in the order of node 11 → node 12 → node 13.

子孫ノードがNeighbor Discoveryを実行する場合の具体例として、ノード11及びノード12がNeighbor Discoveryに失敗し、ノード14がNeighbor Discoveryに成功した場合について説明する。
イニシエータであるノード7は、ノード11にNeighbor Discovery指示信号を送信する。“Neighbor Discovery指示信号”を受信したノード11は、Neighbor Discoveryを実行する。ノード11は、Neighbor Discoveryを実行した結果、ノードを検出できなかったため、“Neighbor Discovery失敗信号”をノード7へ送信する。
As a specific example when the descendant node executes Neighbor Discovery, a case where the nodes 11 and 12 fail in Neighbor Discovery and the node 14 succeeds in Neighbor Discovery will be described.
The node 7 that is an initiator transmits a Neighbor Discovery instruction signal to the node 11. The node 11 that has received the “Neighbor Discovery instruction signal” executes Neighbor Discovery. As a result of executing Neighbor Discovery, the node 11 cannot detect the node, and therefore transmits a “Neighbor Discovery failure signal” to the node 7.

ノード7は、次に、ノード12に対して“Neighbor Discovery指示信号”を送信する。“Neighbor Discovery指示信号”を受信したノード12は、Neighbor Discoveryを実行する。ノード12は、Neighbor Discoveryを実行した結果、ノードを検出できなかったため、“Neighbor Discovery失敗信号”をノード7へ送信する。   Next, the node 7 transmits a “Neighbor Discovery instruction signal” to the node 12. The node 12 that has received the “Neighbor Discovery instruction signal” executes Neighbor Discovery. As a result of executing Neighbor Discovery, the node 12 cannot detect the node, and therefore transmits a “Neighbor Discovery failure signal” to the node 7.

ノード7は、次に、ノード14に“Neighbor Discovery指示信号を送信する。“Neighbor Discovery指示信号”を受信したノード14は、Neighbor Discoveryを実行する。ノード14はNeighbor Discoveryを実行した結果、ノード9を検出する。ノード14は、検出したNeighborを保持し、イニシエータであるノード7へ“Neighbor Discovery成功信号”を送信する。   Next, the node 7 transmits a “Neighbor Discovery instruction signal” to the node 14. The node 14 that has received the “Neighbor Discovery instruction signal” executes the Neighbor Discovery. The node 14 holds the detected neighbor and transmits a “Neighbor Discovery success signal” to the node 7 that is the initiator.

ノード14からの“Neighbor Discovery成功信号”を受信したオード7は、ノード7をルートとする部分木を、ノード14がルートとなるように階層構造を変更する。   Upon receiving the “Neighbor Discovery success signal” from the node 14, the ode 7 changes the hierarchical structure so that the node 14 becomes the root of the subtree having the node 7 as the root.

ノード7にとって、ノード14を子孫ノードに持つ子ノードは、ノード11である。従って、ノード11がノード7の新しい親ノードとなる。また、ノード11をルートとする部分木をルーティングテーブルから削除する。この時の、ノード7のルーティングテーブルを図17に示す。   For node 7, the child node having node 14 as a descendant node is node 11. Therefore, the node 11 becomes the new parent node of the node 7. Also, the subtree having the node 11 as a route is deleted from the routing table. The routing table of the node 7 at this time is shown in FIG.

ノード7は、更新したルーティングテーブルと新ルートノードのID情報とを“更新情報”とともに親ノードであるノード11へ送信する。   The node 7 transmits the updated routing table and the ID information of the new root node to the parent node 11 together with “update information”.

“更新信号”を受信したノード11は、子孫ノードであるノード14を新しい親ノードとする。また、ノード14をルートとする部分木をルーティングテーブルから削除する。そして、受信した“更新信号”の情報をルーティングテーブルに追加する。この時のノード11のルーティングテーブルを図18に示す。   The node 11 that has received the “update signal” sets the node 14 that is a descendant node as a new parent node. Further, the subtree having the node 14 as a route is deleted from the routing table. Then, the received “update signal” information is added to the routing table. The routing table of the node 11 at this time is shown in FIG.

ノード11は、更新したルーティングテーブルと新ルートノードのID情報とを、“更新情報”とともに親ノードであるノード14へ送信する。   The node 11 transmits the updated routing table and the ID information of the new root node to the parent node 14 together with the “update information”.

“更新情報”を受信したノード14は、受信した“更新信号”に含まれるルーティングテーブルの情報を、自ノードのルーティングテーブルに追加する。   The node 14 that has received the “update information” adds the information of the routing table included in the received “update signal” to the routing table of its own node.

また、ノード14は、Neighbor Discoveryで検出したノード9を親ノードとして設定する。この時のノード14のルーティングテーブルを図19に示す。   Further, the node 14 sets the node 9 detected by Neighbor Discovery as a parent node. The routing table of the node 14 at this time is shown in FIG.

ノード14は、自ノードと基地局との経路にあるノード(基地局を含む)、すなわち、ノード9、ノード6、ノード3、ノード1及び基地局に対して“追加信号”を送信する。これにより、ノード14と基地局との経路にある各ノードのルーティングテーブルが更新される。この時のノード9、ノード6、ノード3、ノード1及び基地局のルーティングテーブルを図20に示す。   The node 14 transmits an “additional signal” to nodes (including the base station) on the path between the node and the base station, that is, the node 9, the node 6, the node 3, the node 1, and the base station. As a result, the routing table of each node in the path between the node 14 and the base station is updated. FIG. 20 shows a routing table of node 9, node 6, node 3, node 1, and base station at this time.

受信した“追加信号”に応じてルーティングテーブルを更新した基地局は、“更新完了信号”をノード14へ送信する。   The base station that has updated the routing table according to the received “additional signal” transmits an “update completion signal” to the node 14.

“更新完了信号”を受信したノード14は、全子孫ノード、すなわち、ノード11、ノード7及びノード12に“更新完了信号”を送信する。“更新完了信号”を受信したノードは、経路変更状態から運用状態へと移行する。   The node 14 that has received the “update completion signal” transmits the “update completion signal” to all descendant nodes, that is, the node 11, the node 7, and the node 12. The node that has received the “update completion signal” shifts from the path change state to the operation state.

以上でノード削除時の動作を完了する。上記動作において再構成されたツリーネットワークを図21に示す。   This completes the operation when deleting a node. FIG. 21 shows a tree network reconfigured in the above operation.

〔動作例2〕
ツリーネットワークを構成するノードが故障した場合の動作について説明する。上記動作例1は、ツリーネットワークからノードを削除する場合のものであったが、ノード削除時の動作と、ノード故障時又はノード追加時の動作との差分は、イニシエータ指定の動作である。従って、イニシエータ指定の動作のみを説明する。
[Operation example 2]
An operation when a node constituting the tree network fails will be described. In the above operation example 1, the node is deleted from the tree network. However, the difference between the operation at the time of node deletion and the operation at the time of node failure or node addition is an operation designated by the initiator. Accordingly, only the operation of initiator designation will be described.

図2に示したツリーネットワーク30において、ノード4が故障したものとする。   Assume that the node 4 has failed in the tree network 30 shown in FIG.

ノード故障の場合は、ノード故障を発見したノード、すなわち故障したノード(ノード4)の親ノードであるノード1が、ノード4をルートとする部分木を自ノードのルーティングテーブルから削除する。そして、ノード1から基地局までの経路にあるノード(すなわち基地局)に対して“ノード故障信号”を送信する。“ノード故障信号“を受信した基地局は、故障ノードであるノード4をルートとする部分木の情報をルーティングテーブルから削除する。この時のノード1及び基地局のルーティングテーブルを図22に示す。   In the case of a node failure, the node that has found the node failure, that is, the node 1 that is the parent node of the failed node (node 4), deletes the subtree having the node 4 as the root from the routing table of its own node. Then, a “node failure signal” is transmitted to the node (that is, the base station) on the path from the node 1 to the base station. The base station that has received the “node failure signal” deletes, from the routing table, the information of the subtree that is routed to the node 4 that is the failed node. The routing table of the node 1 and the base station at this time is shown in FIG.

“ノード故障信号”を受信した基地局は、非特許文献1に開示される手法を用いて、基地局とノード7との間に仮経路を作成する。例えば、ノード14の子孫ノードであるノード12をノード13から検出したとする。この場合、以降の“更新開始指示信号”、“通知完了信号”、“イニシエータ指示信号”は仮経路を利用して送受信される。ノード7が、“イニシエータ指示信号”を受信してイニシエータとなると、“仮経路削除信号”をノード7→ノード12→ノード13→ノード8→ノード5→ノード2→基地局へ送信し、仮経路を削除する。   The base station that has received the “node failure signal” creates a temporary path between the base station and the node 7 using the technique disclosed in Non-Patent Document 1. For example, it is assumed that the node 12 that is a descendant node of the node 14 is detected from the node 13. In this case, the subsequent “update start instruction signal”, “notification completion signal”, and “initiator instruction signal” are transmitted and received using a temporary path. When the node 7 receives the “initiator instruction signal” and becomes an initiator, the node 7 transmits a “temporary route deletion signal” to the node 7 → node 12 → node 13 → node 8 → node 5 → node 2 → base station. Is deleted.

基地局は仮経路を利用して、“更新開始指示信号”をノード7へ送信する。“更新開始信号”を受信したノード7は、全子孫ノード、すなわちノード11、ノード14及びノード12に対して“更新開始信号”を送信する。そして、ノード7は、“通知完了信号”を基地局に通知する。   The base station transmits an “update start instruction signal” to the node 7 using the temporary route. The node 7 that has received the “update start signal” transmits an “update start signal” to all descendant nodes, that is, the nodes 11, 14, and 12. Then, the node 7 notifies the base station of a “notification completion signal”.

基地局は、ノード7から“通知完了信号”を受信すると、仮経路を利用して、“イニシエータ指示信号”をノード7へ送信する。“イニシエータ指示信号”を受信したノード7は、仮経路削除要求を基地局に対して送信する。そして、イニシエータとなり、Neighbor Discoveryの実行などを制御する。   When receiving the “notification completion signal” from the node 7, the base station transmits an “initiator instruction signal” to the node 7 using the temporary route. The node 7 that has received the “initiator instruction signal” transmits a temporary route deletion request to the base station. And it becomes an initiator and controls execution of Neighbor Discovery.

〔動作例3〕
ノードを追加する場合は、“ノード追加信号”を受信すると、追加ノード自身がイニシエータとなる。イニシエータの指定以外の手順については上記動作例1と同様である。
[Operation example 3]
When a node is added, when the “node addition signal” is received, the added node itself becomes the initiator. The procedures other than the designation of the initiator are the same as those in the first operation example.

本実施形態に係るツリーネットワークにおいては、ツリーネットワークの再構成時に、ノードのルーティングテーブルの更新数を低減でき、結果としてツリーネットワークの再構成に要する時間を短縮できる。しかも、イニシエータ自身がツリーネットワークとの接続性を有しない場合には、その子孫ノードとツリーネットワークとの接続性を調べ、接続性を有するノードが存在すればそれを新たなルートとしてツリー構造を変更するため、未接続の部分木を確実にツリーネットワークに接続できる。   In the tree network according to the present embodiment, when the tree network is reconfigured, the number of node routing table updates can be reduced, and as a result, the time required for reconfiguration of the tree network can be reduced. In addition, if the initiator itself does not have connectivity with the tree network, the connectivity between the descendant node and the tree network is examined, and if there is a node with connectivity, the tree structure is changed using that as a new root Therefore, the unconnected subtree can be reliably connected to the tree network.

〔第2の実施形態〕
本発明を好適に実施した第2の実施形態について説明する。
図23に、本実施形態におけるネットワーク再構成の動作の流れを示す。
第1の実施形態の動作との違いは、Neighbor Discoveryの結果複数のNeighborが検出された場合に、基地局までのホップ数が最小のノードをNeighborとして選択することである。
[Second Embodiment]
A second embodiment in which the present invention is suitably implemented will be described.
FIG. 23 shows an operation flow of network reconfiguration in the present embodiment.
The difference from the operation of the first embodiment is that, when a plurality of neighbors are detected as a result of neighbor discovery, the node having the smallest number of hops to the base station is selected as the neighbor.

基地局までのホップ数が最小のノードをNeighborとして選択することで、新ルートノードから基地局までのホップ数が小さくなり、ルーティングテーブルの更新回数を低減できる。   By selecting the node having the smallest number of hops to the base station as the Neighbor, the number of hops from the new root node to the base station is reduced, and the number of routing table updates can be reduced.

これにより、ツリーネットワークの再構成に要する時間をさらに短縮できる。   Thereby, the time required for reconfiguration of the tree network can be further shortened.

〔第3の実施形態〕
図5及び図6に示した基地局600及びノード500は、専用のハードウェアによって実現する以外に、その機能を実現する為のプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録しておき、これをコンピュータに読み取らせて基地局600及びノード500として機能させることも可能である。
コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクといった交換可能な記録媒体の他、コンピュータに内蔵される記録媒体(HDや半導体メモリなど)を適用可能である。
[Third Embodiment]
The base station 600 and the node 500 shown in FIG. 5 and FIG. 6 record a program for realizing the function in a computer-readable recording medium in addition to being realized by dedicated hardware. It is also possible to cause the computer to read and function as the base station 600 and the node 500.
As a computer-readable recording medium, in addition to an exchangeable recording medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, and an optical disk, a recording medium (HD, semiconductor memory, etc.) built in the computer can be applied.

さらに、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間の間に動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体又は伝送波)や、コンピュータ内部のメモリのように一定時間プログラムを保持するものも含む。   Furthermore, as in the case of transmitting a program via the Internet, a program is dynamically held for a short time (transmission medium or transmission wave), or a program is held for a certain period of time, such as a memory inside a computer. Including things.

基地局600やノード500の機能をコンピュータによるソフトウェア処理によって実現する場合でも、その動作については同様であるため、重複する説明は省略する。   Even when the functions of the base station 600 and the node 500 are realized by software processing by a computer, the operations are the same, and redundant description is omitted.

なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態において例示したツリーネットワークでは、子ノードの数は2以下であったが、3以上の子ノードを備えるノードが存在していても良いことはいうまでもない。
また、2以上のノードが同時に削除、追加、故障した場合についても上記同様の動作によってツリーネットワークの再構成が可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
Each of the above embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this.
For example, in the tree networks exemplified in the above embodiments, the number of child nodes is two or less, but it is needless to say that a node having three or more child nodes may exist.
Even when two or more nodes are deleted, added, or failed at the same time, the tree network can be reconfigured by the same operation as described above.
As described above, the present invention can be variously modified.

本発明におけるツリーネットワーク再構成の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the tree network reconstruction in this invention. ツリーネットワークの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a tree network. ツリーネットワークの各ノードのルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the routing table of each node of a tree network. ツリーネットワークの再構成の際に各ノード間でやりとりされる信号を示す図である。It is a figure which shows the signal exchanged between each node in the case of reconfiguration of a tree network. ノードの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a node. 基地局の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a base station. ノード削除時のイニシエータ指定処理の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the initiator designation | designated process at the time of node deletion. ノードの状態の変移を表す図である。It is a figure showing transition of the state of a node. ノード故障時のイニシエータ指定処理の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the initiator designation | designated process at the time of a node failure. ノード追加時のイニシエータ指定処理の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the initiator designation | designated process at the time of node addition. 部分木における接続性検出とツリー構造の再構成の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the connectivity detection in a subtree, and the reconstruction of a tree structure. 部分木における接続性検出とツリー構造の再構成の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the connectivity detection in a subtree, and the reconstruction of a tree structure. 部分木における接続性検出とツリー構造の再構成の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the connectivity detection in a subtree, and the reconstruction of a tree structure. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. 再構成後のツリーネットワークの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the tree network after a reconfiguration | reconstruction. ルーティングテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a routing table. 部分木における接続性検出とツリー構造の再構成の処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the connectivity detection in a subtree, and the reconstruction of a tree structure. 従来技術によるツリーネットワーク再構成処理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the tree network reconstruction process by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

501、601 入力部
502、602 出力部
503、603 イニシエータ指示/実施部
504 Neighbor Discovery指示/実施部
505 部分木階層構造更新部
506、606 記憶部
507、607 ルーティング処理部
508、608 部分木追加部
501, 601 Input unit 502, 602 Output unit 503, 603 Initiator instruction / execution unit 504 Neighbor Discovery instruction / execution unit 505 Partial tree hierarchical structure update unit 506, 606 Storage unit 507, 607 Routing processing unit 508, 608 Sub tree addition unit

Claims (21)

基地局と複数のノードとを無線通信方式で接続してなる無線ツリーネットワークにおけるネットワーク再構成方法であって、
前記無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを前記基地局の代理ノードとして指定するステップと、
前記代理ノードが、自ノード又は子孫ノードと前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップと、
前記ツリーネットワークと未接続の部分木に属し該ツリーネットワークとの接続性を有するノードが、該未接続の部分木のルートとなるように、該未接続の部分木の階層構造を変更するステップと、
前記ツリーネットワークとの接続性を有するノードから前記基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知するステップとを有することを特徴とするネットワーク再構成方法。
A network reconfiguration method in a wireless tree network in which a base station and a plurality of nodes are connected by a wireless communication method,
Designating a root of the unconnected subtree with the wireless tree network as a proxy node of the base station;
The proxy node detecting connectivity between the node or a descendant node and the wireless tree network;
Changing the hierarchical structure of the unconnected subtree so that a node belonging to the tree network and an unconnected subtree and having connectivity with the tree network becomes a root of the unconnected subtree; ,
A network reconfiguration method comprising: notifying each node in a path from the node having connectivity with the tree network to the base station of the hierarchical structure of the subtree after the change.
前記無線ツリーネットワークからノードを削除する際に、削除するノードの子ノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項1記載のネットワーク再構成方法。   The network reconfiguration method according to claim 1, wherein when a node is deleted from the wireless tree network, a child node of the node to be deleted is designated as the proxy node. 前記無線ツリーネットワークへノードを追加する際に、追加するノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項1又は2記載のネットワーク再構成方法。   3. The network reconfiguration method according to claim 1, wherein when adding a node to the wireless tree network, the node to be added is designated as the proxy node. 前記無線ツリーネットワークに属するノードが故障した際に、故障したノードの子ノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法。   4. The network reconfiguration method according to claim 1, wherein when a node belonging to the wireless tree network fails, a child node of the failed node is designated as the proxy node. 前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップにおいては、前記代理ノードとのホップ数が小さい順に前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法。   5. The step of detecting connectivity with the wireless tree network includes detecting connectivity with the wireless tree network in ascending order of hop count with the proxy node. The network reconfiguration method according to the item. 前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップにおいて前記無線ツリーネットワークとの接続性を有するノードが複数検出された場合には、前記基地局までのホップ数が小さいものを前記部分木のルートとして設定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法。   When a plurality of nodes having connectivity with the wireless tree network are detected in the step of detecting connectivity with the wireless tree network, a route with a small number of hops to the base station is used as the root of the subtree 6. The network reconfiguration method according to claim 1, wherein the network reconfiguration method is set. 基地局と複数のノードとを無線通信方式で接続してなる無線ツリーネットワークにおけるネットワーク再構成方法を前記ノードに実行させるプログラムであって、
前記ノードを制御する実質的なコンピュータに、
前記無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを前記基地局の代理ノードとして指定するステップと、
前記代理ノード又はその子孫ノードと前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出するステップと、
前記ツリーネットワークと未接続の部分木に属し該ツリーネットワークとの接続性を有するノードが、該未接続の部分木のルートとなるように、該未接続の部分木の階層構造を変更するステップと、
前記ツリーネットワークとの接続性を有するノードから前記基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知するステップとを実行させることを特徴とするネットワーク再構成方法のプログラム。
A program for causing a node to execute a network reconfiguration method in a wireless tree network in which a base station and a plurality of nodes are connected by a wireless communication method,
A substantial computer controlling the node;
Designating a root of the unconnected subtree with the wireless tree network as a proxy node of the base station;
Detecting connectivity between the proxy node or its descendant nodes and the wireless tree network;
Changing the hierarchical structure of the unconnected subtree so that a node belonging to the tree network and an unconnected subtree and having connectivity with the tree network becomes a root of the unconnected subtree; ,
A step of notifying each node on the path from the node having connectivity with the tree network to the base station of the hierarchical structure of the changed subtree. Program.
自ノードが前記無線ツリーネットワークから削除される場合には、前記実質的なコンピュータに、子ノードを前記代理ノードとして指定させることを特徴とする請求項7記載のネットワーク再構成方法のプログラム。   8. The program of the network reconfiguration method according to claim 7, wherein when the own node is deleted from the wireless tree network, the substantial computer is caused to designate a child node as the proxy node. 前記自ノードが前記無線ツリーネットワークへ追加される場合には、前記実質的なコンピュータに自ノードを前記代理ノードとして指定させることを特徴とする請求項7又は8記載のネットワーク再構成方法のプログラム。   9. The program of the network reconfiguration method according to claim 7, wherein when the own node is added to the wireless tree network, the substantial computer is caused to designate the own node as the proxy node. 自ノードの親ノードが故障した場合には、前記実質的なコンピュータに、自ノードを前記代理ノードとして指定させることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法のプログラム。   10. The network reconfiguration method according to claim 7, wherein when a parent node of the own node fails, the substantial computer is caused to designate the own node as the proxy node. 11. program. 自ノードが前記未接続の部分木に属する場合、前記実質的なコンピュータに、前記代理ノードとのホップ数が小さい順に前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出させることを特徴とする請求項7から10のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法のプログラム。   8. When the own node belongs to the unconnected subtree, the substantial computer is caused to detect connectivity with the wireless tree network in ascending order of the number of hops with the proxy node. The program of the network reconfiguration method according to any one of 10. 前記未接続の部分木に属する他のノードも前記無線ツリーネットワークとの接続性を有する場合には、前記実質的なコンピュータに、前記基地局までのホップ数が最小の場合にのみ自ノードを前記部分木の新たなルートとさせることを特徴とする請求項7から11のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法のプログラム。   When other nodes belonging to the unconnected subtree also have connectivity with the wireless tree network, the substantial computer is assigned the own node only when the number of hops to the base station is minimum. 12. The network reconfiguration method program according to claim 7, wherein a new root of the subtree is used. 請求項7から12のいずれか1項記載のネットワーク再構成方法のプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な情報記録媒体。   13. A computer-readable information recording medium on which a program for the network reconfiguration method according to claim 7 is recorded. 無線通信方式で基地局と接続されて無線ツリーネットワークを構成するノードであって、
前記無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを前記基地局の代理ノードとして指定する手段と、
前記代理ノードとして指定された場合に、自ノードの子孫ノードに対して前記無線ツリーネットワークとの接続性の有無の確認を要求する手段と、
前記無線ツリーネットワークとの接続性の有無を確認する手段と、
自ノードが前記未接続の部分木に属する場合に、前記代理ノードからの指示に応じて、前記無線ツリーネットワークとの接続性を有するノードが新たなルートとなるように該未接続の部分木の階層構造を変更する手段と、
自ノードが前記未接続の部分木の新たなルートとなった場合に、自ノードから前記基地局までの経路にある各ノードに対して、変更後の部分木の階層構造を通知する手段とを有することを特徴とするノード。
A node that is connected to a base station in a wireless communication scheme to form a wireless tree network,
Means for designating the root of the base station as a root of the subtree not connected to the wireless tree network;
Means for requesting confirmation of the presence or absence of connectivity with the wireless tree network to a descendant node of the own node when designated as the proxy node;
Means for confirming the presence or absence of connectivity with the wireless tree network;
When the own node belongs to the unconnected subtree, in response to an instruction from the proxy node, the node having connectivity with the wireless tree network becomes a new route so that the unconnected subtree A means of changing the hierarchical structure;
Means for notifying each node in the path from the self-node to the base station of the changed sub-tree hierarchical structure when the self-node becomes a new route of the unconnected sub-tree. A node characterized by having.
自ノードが前記無線ツリーネットワークから削除される場合には、子ノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項14記載のノード。   15. The node according to claim 14, wherein when the own node is deleted from the wireless tree network, a child node is designated as the proxy node. 自ノードが前記無線ツリーネットワークへ追加される場合には、自ノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項14又は15記載のノード。   The node according to claim 14 or 15, wherein when the own node is added to the wireless tree network, the own node is designated as the proxy node. 自ノードの親ノードが故障した場合には、自ノードを前記代理ノードとして指定することを特徴とする請求項14から16のいずれか1項記載のノード。   The node according to any one of claims 14 to 16, wherein when the parent node of the own node fails, the own node is designated as the proxy node. 自ノードが前記未接続の部分木に属する場合、前記代理ノードとのホップ数が小さい順に前記無線ツリーネットワークとの接続性を検出することを特徴とする請求項14から17のいずれか1項記載のノード。   18. The connectivity with the wireless tree network is detected in order from the smallest number of hops to the proxy node when the own node belongs to the unconnected subtree. 18. Nodes. 前記未接続の部分木に属する他のノードも前記無線ツリーネットワークとの接続性を有する場合には、前記基地局までのホップ数が最小の場合にのみ前記部分木の新たなルートとなることを特徴とする請求項14から18のいずれか1項記載のノード。   When other nodes belonging to the unconnected subtree also have connectivity with the wireless tree network, it becomes a new route of the subtree only when the number of hops to the base station is minimum. 19. A node according to any one of claims 14 to 18 characterized in that 無線通信方式で接続された少なくとも一つのノードとともに無線ツリーネットワークを構成する基地局であって、
前記無線ツリーネットワークと未接続の部分木のルートを前記基地局の代理ノードとして指定する手段と、
階層構造が変更された前記未接続の部分木に属するいずれかのノードから、変更後の前記未接続の部分木の階層構造に関する情報を受信した場合に、該受信した情報に応じて前記ツリーネットワークの階層構造を表す情報を更新する手段とを有することを特徴とする基地局。
A base station that forms a wireless tree network with at least one node connected by a wireless communication method,
Means for designating the root of the base station as a root of the subtree not connected to the wireless tree network;
When the information about the hierarchical structure of the unconnected subtree after the change is received from any node belonging to the unconnected subtree whose hierarchical structure has been changed, the tree network according to the received information And a means for updating information representing the hierarchical structure of the base station.
請求項14から19のいずれか1項記載のノードを少なくとも一つと、請求項20記載の基地局とを有することを特徴とするマルチホップネットワークシステム。   A multi-hop network system comprising at least one node according to any one of claims 14 to 19 and a base station according to claim 20.
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