JP4687292B2

JP4687292B2 - 通信装置及びネットワーク内で不要な無線リンクの切断方法

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Publication number: JP4687292B2
Application number: JP2005202868A
Authority: JP
Inventors: 信二茂木; 貴仁吉原; 浩規堀内
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2007027832A

Description

本発明は、通信装置から構成されるネットワークにおいて、必要とする送信電力の大きな無線リンクであり、かつ、切断してもネットワークの分断を生じさせないものを効果的に切断する方法と、該方法を実現する通信装置に関する。

無線により通信を行う通信装置から構成されるネットワークにおいて、通信装置の送信電力を大きくすると、パケット等の信号送信時の消費電力が増加し、通信装置が電池により動作している場合は動作時間に影響がでる。また、送信電力を大きくすると、通信範囲も広くなり、従って、通信範囲内に含まれる通信装置数も増加するが、通信範囲内の通信装置数の増加により、受信するパケットも増加し、パケット受信に伴う消費電力が増加する。更に、パケット衝突も増加して通信速度が低下する。

一方、送信電力を小さくしすぎると、ネットワークが分断し、通信できない通信装置の数が増大する。このため、通信装置の送信電力は、上述した問題が顕著とならない程度で、かつ、最低でもネットワーク維持に必要な値以上となるように制御する必要がある。

これら、送信電力制御についての従来技術としては、例えば、非特許文献１に記載の方法や、非特許文献２に記載の方法がある。

非特許文献１には、通信装置の送信電力制御方法として３つの方法が開示されている。第１の方法は、通信装置が、徐々に送信電力を増加させ、隣接する通信装置が予め指定した閾値に達した場合に送信電力の増加を停止する方法であり、第２の方法は、予め全通信装置に設定した固定値を用いる方法であり、第３の方法は、距離が近い通信装置との間で、無線リンクを維持できる最小の送信電力を用いて通信する一方、これにより構成した通信ネットワークが分離することなく１つのネットワークとなっているか否かを確認する方法である。

また、非特許文献２には、まず、最大の送信電力を用いて通信範囲内にいる隣接装置の識別子を取得し、自身を頂点とし、送信電力値をその重みとする重み木のうち、その重みの総和が最小となる木、即ち、最小重み木を求め、最小重み木の中で自身から１ホップの位置となる通信装置と無線リンクを設定するのに必要な最小限の送信電力を自身の送信電力として使用する構成が開示されている。尚、自身から１ホップの位置となる通信装置が複数存在する場合は、それら通信装置と無線リンクを設定するのに必要な送信電力のうち最大のものを自身の送信電力値として使用する。

ＭａｒｔｉｎＫｕｂｉｓｃｈ、ＨｏｌｇｅｒＫａｒｌ、ＡｄａｍＷｏｌｉｓｚ、ＬｉｚｈｉＣｈａｒｌｉｅＺｈｏｎｇ、ＪａｎＲａｂａｅｙ、"ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ"、Ｐｒｏｃ．ｏｆｔｈｅＩＥＥＥＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ＆ＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＷＣＮＣ）、２００３年ＮｉｎｇＬｉ、ＪｅｎｎｉｆｅｒＣ．Ｈｏｕ、"ＴｏｐｏｌｏｇｙｉｎＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓ：ＰｒｏｂｌｅｍｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓ"、Ｐｒｏｃ．ｏｆｔｈｅＩＥＥＥｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｉｎｆｏｃｏｍ）、２００４年

非特許文献１に記載の第１の方法及び第２の方法では、ネットワークの分断を生じさせないために、「隣接する通信装置数」で決定される送信電力値や、「固定値」以上の送信電力値が本来必要であったとしても対応できず、よってネットワークが複数に分断する場合が生じる。また、第３の方法では、「通信ネットワークが分離することなく１つのネットワークとなっているか否かを確認する」ために、ネットワーク全体の情報が必要であり、その情報を各通信装置で送受信するため通信量が増加するという問題がある。さらに、通信量の増加に伴い各通信装置での消費電力も増加するという問題も生じる。

非特許文献２に記載の方法は、２つの通信装置を結ぶ、それぞれの方向の無線リンクに必要な送信電力は、同一であることを前提とした上で１つのネットワークを構成することを保障している。しかしながら、実際の無線リンクでは、方向により無線リンクを設定するのに必要となる送信電力が同一であるとは限らない。よって、非特許文献２に記載の方法でもネットワークが分断しないことを保障することはできず、ある通信装置とは通信できない通信装置が発生し得るという問題がある。

従って、本発明は、必要な送信電力が大きく、かつ、ネットワーク維持に不要な無線リンクを探索して、探索した不要な無線リンクを切断して消費電力を削減する通信装置と、必要な送信電力が大きく、かつ、ネットワーク維持に不要な無線リンクを探索して切断する方法を提供することを目的とする。

本発明における通信装置によれば、
隣接装置と設定している無線リンクについての、送信リンク維持に必要な自装置での送信電力に対応する送信リンク維持電力値と、受信リンク維持に必要な隣接装置での送信電力に対応する受信リンク維持電力値を収集する手段と、隣接装置との送信リンク維持電力値及び受信リンク維持電力値の大きい方以下の値である、該隣接装置とのリンク重みを算出する手段と、送信リンク維持電力値の最大値である最大送信電力値を含む電力広報メッセージを、最大送信電力値の送信リンクの設定先隣接装置である最大電力隣接装置を宛先として、少なくとも最大電力隣接装置以外の隣接装置に送信する手段と、他の通信装置が生成し他の通信装置を宛先とする電力広報メッセージを、リンク重みが電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下である隣接装置から受信した場合、リンク重みが該最大送信電力値以下である隣接装置であって、電力広報メッセージを送信した隣接装置以外には、少なくとも、受信した電力広報メッセージを転送する手段と、自装置を宛先とする電力広報メッセージを、電力広報メッセージを生成した隣接装置以外で、リンク重みが電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下である隣接装置から受信した場合、該電力広報メッセージを、生成元の通信装置に送信して、生成元の通信装置との無線リンクを切断する手段と、生成した電力広報メッセージを、最大電力隣接装置から受信した場合には、最大電力隣接装置との無線リンクを切断する手段とを備えることを特徴とする。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
隣接装置の最大電力隣接装置の情報を取得する手段を有し、隣接装置が自装置の最大電力隣接装置である場合は、該隣接装置との送信リンク維持電力値を、それ以外の場合は所定の最小値を該隣接装置との送信リンク重みとし、該隣接装置の最大電力隣接装置が自装置である場合は、該隣接装置との受信リンク維持電力値を、それ以外の場合は所定の最小値を該隣接装置との受信リンク重みとし、送信リンク重みと受信リンク重みの大きい方を、該隣接装置とのリンク重みとすることも好ましい。

また、本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
隣接装置との送信リンク維持電力値と、該隣接装置との受信リンク維持電力値の大きい方を、隣接装置とのリンク重みとすることも好ましい。

本発明における方法によれば、
通信可能な隣接装置を認識して、認識した隣接装置と無線リンクを設定する機能を有する通信装置により構成されるネットワークにおける不要な無線リンクの切断方法であって、各無線リンク維持に必要な送信電力に対応する送信リンク維持電力値を収集するステップと、通信装置間の各方向の送信リンク維持電力値の大きい方以下の値である、通信装置間の無線リンクのリンク重みを算出するステップと、各通信装置が、自装置での送信リンク維持電力値の最大値である最大送信電力値を含む電力広報メッセージを、最大送信電力値の送信リンクの設定先隣接装置である最大電力隣接装置を宛先として、少なくとも最大電力隣接装置以外の隣接装置に送信するステップと、電力広報メッセージを、電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下のリンク重みの無線リンクのみを経由して順次転送するステップと、電力広報メッセージが、電力広報メッセージの宛先である最大電力隣接装置に、該電力広報メッセージの生成元の通信装置と設定している無線リンク以外の経路により到達した場合、該生成元の通信装置と該最大電力隣接装置間の無線リンクを切断することを特徴とする。

本発明の方法における他の実施形態によれば、
各通信装置において最大送信電力値の無線リンクは最大送信電力値を、それ以外の無線リンクは所定の最小値を、送信リンク重みとし、通信装置間に設定される各方向の送信リンク重みの大きい方を、通信装置間の無線リンクのリンク重みとすることも好ましい。

電力広報メッセージは、電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下のリンク重みの無線リンクのみを経由して転送されるため、宛先である最大電力隣接装置に到達した場合には、電力広報メッセージの生成元の通信装置と、その最大電力隣接装置間に設定されている無線リンクのリンク重み以下の無線リンクのみで構成される間接ルートが存在することを意味する。従って、電力広報メッセージの生成元の通信装置は、維持するために必要な送信電力が最大である無線リンクを切断して、送信電力を削減することができる。

最大電力隣接装置への送信リンク以外のリンクを一律して最小値とおくことで、ネットワーク全体としては、各通信装置の送信電力を削減する、送信リンクを優先して削減することができる。

通信装置間の送受信リンクの維持電力値のうち、大きいほうをリンク重みとすることで、通信装置での処理負担を抑え、不要な無線リンクを削減して通信装置での消費電力を軽減することができる。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。

まず、以後の説明において使用する用語について、図１を用いて説明する。図１において、符号１、２１、２２及び２３は、通信装置であり、符号３１〜３３及び４１〜４３は無線リンクである。ここで通信装置１と無線リンクを設定している通信装置２１〜２３を、通信装置１の隣接装置と呼ぶ。また、通信装置１が隣接装置に送信する無線リンク３１〜３３を、通信装置１の送信リンクと呼び、通信装置１が隣接装置から受信する無線リンク４１〜４３を、通信装置１の受信リンクと呼ぶ。更に、隣接装置２１への送信リンク３１を維持するために通信装置１で必要となる送信電力を、隣接装置２１との送信リンク維持電力値と呼び、隣接装置２１からの受信リンク４１を維持するために隣接装置２１で必要となる送信電力を、隣接装置２１との受信リンク維持電力値と呼ぶ。もちろん、通信装置１からみた隣接装置２１との受信リンク維持電力値は、隣接装置２１からみた通信装置１との送信リンク維持電力値と同じである。

更に、図１に示すように、送信リンク３１〜３３の送信リンク維持電力値が、それぞれ、５、３、８である場合、送信リンク維持電力値で一番大きな値である８を、最大送信電力値又はＴＰＭａｘと呼び、一番大きな送信リンク維持電力値の送信リンクの設定先である通信装置２３を、最大電力隣接装置と呼ぶ。尚、送信リンク維持電力値の一番大きな値が複数ある場合は、その中から任意の通信装置を、最大電力隣接装置として選択する。

本発明による通信装置は、隣接装置のリストであるＣＳ（ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＳｅｔ）の作成と、隣接装置とのリンク重みの計算と、ＴＰＭａｘを含む電力広報メッセージ又はＰＡＤＶ（ＰｏｗｅｒＡＤＶｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）メッセージの送信と、受信ＰＡＤＶに基づいて、ＣＳからの隣接装置の削除及びそれに伴う隣接装置との間に設定している無線リンクの切断とを実行する。以下に、各内容について説明する。

（ＣＳの作成）本発明による通信装置は、上述したＣＳを作成するために、Ｈｅｌｌｏメッセージを定期的にブロードキャストする。Ｈｅｌｌｏメッセージは、送信元の通信装置の識別子である装置ＩＤと、そのＨｅｌｌｏメッセージの送信電力に対応する値と、送信元の通信装置の最大電力隣接装置の装置ＩＤと、送信元の通信装置がそれまでに収集した隣接装置となり得る通信装置の装置ＩＤ及びその通信装置との受信リンク維持電力値を含んでいる。

各通信装置は、新たな通信装置からＨｅｌｌｏメッセージを受信した場合には、受信したＨｅｌｌｏメッセージの送信電力に対応する値を、その新たな通信装置との受信リンク維持電力値として記録し、以後、自装置が送信するＨｅｌｌｏメッセージに、新たな通信装置の装置ＩＤ及びその新たな通信装置との受信リンク維持電力値を追加する。

また、通信装置は、自装置の装置ＩＤを含むＨｅｌｌｏメッセージを受信した場合には、Ｈｅｌｌｏメッセージ送信元の通信装置をＣＳに加え、そのＨｅｌｌｏメッセージに含まれる自装置との受信リンク維持電力値を、Ｈｅｌｌｏメッセージ送信元の通信装置との送信リンク維持電力値として記録する。また、その通信装置から初めてＨｅｌｌｏメッセージを受信したのであれば、既に述べたように、そのＨｅｌｌｏメッセージの送信電力に対応する値を、Ｈｅｌｌｏメッセージ送信元の通信装置との受信リンク維持電力値をとして記録する。

Ｈｅｌｌｏメッセージの送信電力は、少なくとも１つ以上の隣接装置から自装置の装置ＩＤを含むＨｅｌｌｏメッセージを受信するまで、初期値から徐々に増加させる。但し、少なくとも１回は、最大の送信電力で送信を行う。以上の動作により各通信装置は、隣接装置と、その隣接装置との送信リンク維持電力値及び受信リンク維持電力値と、隣接装置の最大電力隣接装置を認識してＣＳを作成する。

図２は、上述したＣＳ作成処理を具体的に説明する図である。尚、初期状態として両通信装置共に隣接装置を一切認識していないものとし、簡単のため最大電力隣接装置は省略する。図１（ａ）において、通信装置１Ａ及び１Ｂは共に送信電力＝１でＨｅｌｌｏメッセージを送信している。しかし、両Ｈｅｌｌｏメッセージ共、他方の通信装置には届いていいない。図１（ｂ）において、両通信装置共に、Ｈｅｌｌｏメッセージの送信電力＝２とし、これにより通信装置１ＢのＨｅｌｌｏメッセージは通信装置１Ａに到達している。よって、通信装置１Ａは、受信したＨｅｌｌｏメッセージの送信電力＝２を、通信装置１Ｂとの受信リンク維持電力値として記録する。以後、通信装置１Ａは、通信装置１Ｂの装置ＩＤ及び通信装置１Ｂとの受信リンク維持電力値である２を含むＨｅｌｌｏメッセージを送信する。

図１（ｃ）において、両通信装置共に、Ｈｅｌｌｏメッセージの送信電力＝３とするが、通信装置１Ａが送信するＨｅｌｌｏメッセージは、通信装置１Ｂには到達していない。図１（ｄ）において、両通信装置共に、Ｈｅｌｌｏメッセージの送信電力＝４とし、通信装置１Ａが送信するＨｅｌｌｏメッセージも通信装置１Ｂに到達する。通信装置１Ａが送信するＨｅｌｌｏメッセージには、通信装置１Ｂの装置ＩＤが含まれているため、通信装置１Ｂは、通信装置１ＡをＣＳに追加し、受信したＨｅｌｌｏメッセージに含まれる送信電力＝２を、通信装置１Ａとの送信リンク維持電力値と、受信Ｈｅｌｌｏメッセージの送信電力＝４を、通信装置１Ａとの受信リンク維持電力値として記録する。以後、通信装置１Ｂは、通信装置１Ａの装置ＩＤ及び通信装置１Ａとの受信リンク維持電力値である４を含むＨｅｌｌｏメッセージを送信する。

図１（ｅ）において、通信装置１Ａは、通信装置１Ｂから受信しているＨｅｌｌｏメッセージに、自装置の装置ＩＤが含まれていることを認識し、通信装置１ＢをＣＳに追加し、Ｈｅｌｌｏメッセージに含まれる送信電力＝４を通信装置１Ｂとの送信リンク維持電力値として記録する。

図３は、以後の説明で用いる、通信装置と、通信装置間に設定されている無線リンクと、各無線リンクを維持するために必要とする送信電力値を示す図であり、図４は、図３の状態で各通信装置が保持するＣＳを示す図である。尚、送信リンク維持電力値を参考のため、ＣＳ内の装置ＩＤの後に表示している。

（リンク重みの計算）各通信装置は、隣接装置との送信リンク維持電力値及び受信リンク維持電力値と、各隣接装置の最大電力隣接装置を認識している。通信装置は、隣接装置が自装置の最大電力隣接装置である場合には送信リンク維持電力値を、即ち、自装置のＴＰＭａｘを、それ以外の場合には０を、その隣接装置との送信リンク重みとする。また、自装置が隣接装置の最大電力隣接装置である場合には、その隣接装置との受信リンク維持電力値を、それ以外の場合には０を、その隣接装置との受信リンク重みとする。そして、隣接装置との送信リンク重みと受信リンク重みの大きい方を、その隣接装置との無線リンクのリンク重みとして求める。

図５は、図３に示す構成をリンク重みで表現したものである。尚、図５の各装置の枠内には、その通信装置の最大電力隣接装置及びＴＰＭａｘを表示している。

続く、各通信装置におけるＰＡＤＶメッセージの送信と、ＣＳからの隣接装置の削除の説明を行う前に、本発明によるネットワークからの無線リンクの切断方法について説明する。

図６は、本発明によるネットワークからの無線リンク切断方法のフロー図である。ネットワークを構成する各通信装置は、既に説明したＣＳ作成処理により、例えば、図３に示すような隣接関係を構築して、図４に示すようなＣＳを作成し、更に、既に説明したリンク重みの計算処理を行っている、即ち、図５に示す構成を認識しているものとする。また、着目する通信装置を装置Ｚとし、装置Ｚの最大電力隣接装置を装置Ｘとする。

まず、装置Ｚ及び装置Ｘ間に、他の通信装置を経由する間接ルートがあるか否かを判定し（Ｓ６１）、間接ルートが存在する場合、間接ルート上の各無線リンクのリンク重みと装置ＺのＴＰＭａｘを比較し（Ｓ６２）、ＴＰＭａｘが間接ルート上の、総てのリンク重み以上である場合、装置Ｚは、装置ＸをＣＳから削除しＴＰＭａｘの更新及びリンク重みの更新を行う（Ｓ６３）。これにより装置Ｚは、装置Ｘへのルートを確保しつつ、装置Ｘとの無線リンクを切断して、必要な送信電力を減少させることができる。装置Ｘも装置ＺをＣＳから削除すると共に（Ｓ６４）、装置Ｘの最大電力隣接装置が装置Ｚであるか否かを判定し（Ｓ６５）、装置Ｚである場合は、ＴＰＭａｘを更新し、合わせてリンク重みも更新する（Ｓ６６）。尚、装置Ｚ及び装置Ｘの隣接装置もリンク重みを更新する必要があるが、装置Ｚ及びＸが定期的に送信するＨｅｌｌｏメッセージに基づき更新する構成とすることも、装置Ｚ及びＸがＴＰＭａｘを変更した際に、それぞれの隣接装置に専用のメッセージで通知する構成とすることも可能である。

上述した処理を、図７及び図８を用いて具体的に説明する。尚、初期状態は、図３及び５に示す通りとする。図７（ａ）に示す様に、通信装置１Ｃ、通信装置１Ｄ及び通信装置１Ｇを装置Ｚとする。通信装置１Ｃの最大電力隣接装置は通信装置１Ｆであり、通信装置１Ｃから通信装置１Ｆへは、通信装置１Ｃ−１Ｂ−１Ａ−１Ｄ−１Ｇ−１Ｆという間接ルートが存在し、間接ルート上の各リンク重みは、通信装置１Ｃ−１Ｆ間のリンク重み＝６以下であるため、通信装置１Ｃ−１Ｆ間の無線リンクを切断する。また、図４より、通信装置１ＣのＣＳから通信装置１Ｆを削除した場合に、通信装置１Ｃの最大電力隣接装置は通信装置１Ｅとなり、ＴＰＭａｘ＝４となる。また、通信装置１Ｆの最大電力隣接装置は、通信装置１Ｅであって通信装置１Ｃではないため、通信装置１Ｆは、ＴＰＭａｘ更新処理を行わない。

また、通信装置１Ｄの最大電力隣接装置は通信装置１Ｂであり、通信装置１Ｄから通信装置１Ｂへは、通信装置１Ｄ−１Ａ−１Ｂという間接ルートが存在し、間接ルート上の各リンクの重みは、通信装置１Ｄ−１Ｂ間のリンク重み＝６以下であるため、通信装置１Ｄ−１Ｂ間の無線リンクを切断する。また、図４より、通信装置１ＤのＣＳから通信装置１Ｂを削除した場合に、通信装置１ＤのＴＰＭａｘを与える通信装置は、通信装置１Ｇとなり、ＴＰＭａｘ＝５となる。また、通信装置１Ｂの最大電力隣接装置は、通信装置１Ｄであるため、通信装置１ＢにおいてもＴＰＭａｘの更新を行い、更新後のＴＰＭａｘ＝４で、最大電力隣接装置は通信装置１Ｅとなる。

更に、通信装置１Ｇの最大電力隣接装置は通信装置１Ｅであり、通信装置１Ｇから通信装置１Ｅへは、通信装置１Ｇ−１Ｄ−１Ｅという間接ルートが存在し、間接ルート上の各リンク重みは、通信装置１Ｇ−１Ｅ間のリンク重み＝７以下であるため、通信装置１Ｇ−１Ｅ間の無線リンクを切断する。また、図４より、通信装置１ＧのＣＳから通信装置１Ｅを削除した場合に、通信装置１Ｇの最大電力隣接装置は、通信装置１Ｄとなり、ＴＰＭａｘ＝４となる。また、通信装置１Ｅの最大電力隣接装置は通信装置１Ｇであるため、通信装置１ＥにおいてもＴＰＭａｘの更新を行い、更新後のＴＰＭａｘ＝７で、最大電力隣接装置は通信装置１Ｆとなる。

図７（ｂ）は、上記無線リンク切断に伴う、ＴＰＭａｘ及びリンク重み更新後の隣接関係を示す図であり、図９（ａ）は、図７（ｂ）時点での各通信装置のＣＳを示す図である。

続いて、図８（ａ）に示す様に、通信装置１Ａ、通信装置１Ｃ及び通信装置１Ｆを装置Ｚとする。上記と同様に、通信装置１Ａ−１Ｄ間の無線リンクは、通信装置１Ａ−１Ｂ−１Ｅ−１Ｄという間接ルートの存在により切断され、通信装置１Ｃ−１Ｅ間の無線リンクは、通信装置１Ｃ−１Ｂ−１Ｅという間接ルートの存在により切断され、通信装置１Ｆ−１Ｅ間の無線リンクは、通信装置１Ｆ−１Ｇ−１Ｄ−１Ｅという間接ルートの存在により切断される。図８（ｂ）は、上記無線リンク削除に伴う、ＴＰＭａｘ及びリンク重み更新後の隣接関係を示す図であり、図９（ｂ）は、図８（ｂ）時点での各通信装置のＣＳを示す図である。

図８（ｂ）の状態では、任意の通信装置間を直接接続する無線リンクの代わりとなる間接ルートはもはや存在しないため、例えば、新たな通信装置の起動や、通信装置間の位置関係の変化や、通信装置間の伝播状態等の変化等が発生するまでこの状態が維持される。

（ＰＡＤＶメッセージの送信）上述した無線リンクの切断のために、各通信装置は、自装置のＴＰＭａｘを含むＰＡＤＶメッセージを定期的に、最大電力隣接装置を宛先として送信する。このＰＡＤＶメッセージは、少なくとも最大電力隣接装置を除く、総ての隣接装置に送信する。但し、自装置のＣＳ内の隣接装置数が１となった場合、又は、自装置のＣＳにある隣接装置のうち、ＰＡＤＶメッセージを送信する通信装置が１以下となった場合は停止する。

例えば、図８（ｂ）に示す状態において、通信装置１Ａ、１Ｃ、１Ｆは隣接装置数が１であるため、ＰＡＤＶメッセージの送信を停止する。従って、通信装置１Ｂ及び１Ｇは、自装置のＣＳにある隣接装置のうち、ＰＡＤＶメッセージを送信する通信装置が１以下となるため、ＰＡＤＶメッセージの送信を停止し、よって通信装置１Ｄ、１Ｅも、ＰＡＤＶメッセージの送信を停止する。従って、図８（ｂ）に示すこれ以上、無線リンクの切断を行えない状態においては、ＰＡＤＶメッセージは送信されない。しかし、この後、例えば、新たな通信装置が起動して、既存の通信装置と複数の無線リンクを設定して、間接ルートが存在することとなった場合には、再度これら通信装置はＰＡＤＶメッセージの送信を開始して、無線リンク切断処理を開始する。

（ＣＳからの隣接装置の削除）図１０は、本発明による通信装置におけるＰＡＤＶメッセージ受信時の処理フロー図である。以下の説明においてＰＡＤＶメッセージを生成した通信装置を装置Ｚとし、装置Ｚの最大電力隣接装置を装置Ｘとする。即ち、ＰＡＤＶメッセージは、装置ＺのＴＰＭａｘを含み、装置Ｘを宛先とし、ＰＡＤＶメッセージの送信元が装置Ｚであることが認識可能となっているものとする。

（Ｓ１）受信したＰＡＤＶメッセージについて、自装置が、装置Ｘであるのか、装置Ｚであるのか、どちらでもないのかを判定する。

（Ｓ２）装置Ｘ、装置Ｚのどちらでもない場合は、受信したＰＡＤＶメッセージを転送するか廃棄するかのみ判断する。このため通信装置は、ＰＡＤＶメッセージを受信したリンクのリンク重みと、ＰＡＤＶメッセージのＴＰＭａｘを比較する。ＴＰＭａｘがリンク重み以上であれば、受信したＰＡＤＶメッセージを、メッセージの転送又は送信元の隣接装置を除く、総ての隣接装置へ転送し、そうでなければ、受信したＰＡＤＶメッセージを廃棄する。これにより、ＰＡＤＶメッセージは、含んでいるＴＰＭａｘ以下の無線リンクを転送されることになる。尚、無限に転送され続けることは、最大の転送回数等をＰＡＤＶメッセージに設定することで防止する。

（Ｓ５）自装置が、受信したＰＡＤＶメッセージの装置Ｘである場合において、ＰＡＤＶメッセージを装置Ｚから直接受信している場合、即ち、装置Ｚとの無線リンクを通して受信している場合は、受信したＰＡＤＶメッセージを廃棄する。この処理は、ＰＡＤＶメッセージの生成元である装置Ｚが、ＰＡＤＶメッセージを全隣接装置に送信する場合に必要となるものである。

（Ｓ６）続いて、ＰＡＤＶメッセージを受信した受信リンクのリンク重みと、ＰＡＤＶメッセージのＴＰＭａｘを比較して、ＴＰＭａｘがリンク重みより小さければＰＡＤＶメッセージを廃棄する。

（Ｓ７）ＴＰＭａｘがリンク重み以上であれば、装置Ｚ−装置Ｘ間に間接ルートが存在し、間接ルートを構成する各無線リンクのリンク重みが、ＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ以下であることを、即ち、装置Ｚ−装置Ｘ間のリンク重み以下であることを意味する。従って、装置Ｘにおいて、装置ＺをＣＳから削除する。

（Ｓ８）ＣＳからの装置Ｚの削除に伴い、ＴＰＭａｘの更新が必要か否かを判定する。更新が必要な場合とは、装置Ｘの最大電力隣接装置が装置Ｚである場合である。

（Ｓ９）更新が必要な場合は、ＴＰＭａｘの更新を行う。尚、ＴＰＭａｘの更新の要、不要に拘らず、ＰＡＤＶメッセージを装置Ｚとの無線リンクを使用して直接装置Ｚに送信する。その後、装置Ｚとの無線リンクの切断を行なう。

（Ｓ３）自装置が、受信したＰＡＤＶメッセージの装置Ｚ、即ち、ＰＡＤＶメッセージの生成元である場合には、まず、ＰＡＤＶメッセージの転送を行った通信装置が装置Ｘであるか否かを判定、装置Ｘではない場合はＰＡＤＶメッセージを廃棄する。これは、例えば、図５の通信装置１Ｅが送信したＰＡＤＶメッセージが、通信装置１Ｂ及び１Ｄ経由で通信装置１Ｅに戻った場合に、この受信ＰＡＤＶメッセージに基づき、通信装置１Ｅにとっての装置Ｘである通信装置１Ｇとの無線リンクを切断することはできないためである。

（Ｓ４）ＰＡＤＶメッセージの転送を行った通信装置が装置Ｘである場合は、装置ＸでのＳ８又はＳ９の処理後に、装置Ｘが送信したＰＡＤＶメッセージであるため、装置Ｘ−Ｚ間には間接ルートが存在することとなり、従って、装置ＸをＣＳから削除しＴＰＭａｘの更新を行う。その後、装置Ｘとの無線リンクを切断する。

上述したように、ＰＡＤＶメッセージの送信により、最大電力隣接装置との無線リンクのリンク重み以下の無線リンクのみで構成される間接ルートの存在を認識し、存在する場合には最大電力隣接装置をＣＳから削除して、隣接関係を解消し、これにより必要となる送信電力の最大値を削減する。

尚、ＰＡＤＶメッセージの転送は、ＰＡＤＶメッセージを送信又は転送した隣接装置以外の総ての隣接装置に転送することとしているため、図１０のＳ２やＳ６において、通信装置は、ＰＡＤＶメッセージを受信したリンクのリンク重みと、ＰＡＤＶメッセージのＴＰＭａｘを比較して、ＴＰＭａｘがリンク重みより小さければＰＡＤＶメッセージを廃棄する処理を行なっている。これは、ＰＡＤＶメッセージをＴＰＭａｘ以下の無線リンクのみを経由して転送させるためであるが、上述した受信側で判断して廃棄する方法以外に、送信側で判断する方法も可能である。即ち、転送する際に、各通信装置が、ＴＰＭａｘ以下の無線リンクにのみ送信することで、ＰＡＤＶメッセージをＴＰＭａｘ以下の無線リンクのみを経由して転送させる構成とすることも可能である。

続いて、図１０に示す処理を、図７（ａ）の通信装置１Ｇを用いて具体的に説明する。ここで、ＰＡＤＶメッセージの生成元の通信装置は、ＰＡＤＶメッセージを、最大電力隣接装置を含む全隣接装置に送信するものとし、ＰＡＤＶメッセージの転送可否は、図１０に示す通り、受信側で判断する構成であるものとする。

通信装置１Ｇが送信するＴＰＭａｘ＝５であるＰＡＤＶメッセージは、通信装置１Ｄ、１Ｅ及び１Ｆが直接受信する。このうち、通信装置１Ｅが通信装置１Ｇから直接受信するＰＡＤＶメッセージは、図１０のＳ５の処理に従い廃棄される。

通信装置１Ｆが受信するＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ＝５は、ＰＡＤＶ受信リンクの重み＝０以上であるため、図１０のＳ２の処理に従い、通信装置１Ｆは、ＰＡＤＶメッセージの送信元である通信装置１Ｇ以外の送信リンクに、つまり通信装置１Ｅ及び通信装置１Ｃに、ＰＡＤＶメッセージを転送する。

通信装置１Ｃは、通信装置１ＦよりＰＡＤＶメッセージを受信するが、ＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ＝５は、ＰＡＤＶ受信リンクの重み＝６より小さいため、図９のＳ２の処理に従い、通信装置１ＣはＰＡＤＶメッセージを廃棄する。

また、通信装置１Ｇについての装置Ｘである通信装置１Ｅは、通信装置１ＦよりＰＡＤＶメッセージを受信するが、ＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ＝５は、ＰＡＤＶ受信リンクの重み＝８より小さいため、図９のＳ６の処理に従い、通信装置１ＥはＰＡＤＶメッセージを廃棄する。

通信装置１Ｄが通信装置１Ｇから受信するＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ＝５は、ＰＡＤＶ受信リンクの重み＝０以上であるため、図９のＳ２の処理に従い、通信装置１Ｄは、ＰＡＤＶメッセージ転送元である通信装置以外の送信リンクに、つまり通信装置１Ａ及び１Ｅに、ＰＡＤＶメッセージを転送する。

通信装置１Ｇについての装置Ｘである通信装置１Ｅは、通信装置１ＤよりＰＡＤＶメッセージを受信するが、ＰＡＤＶメッセージに含まれるＴＰＭａｘ＝５は、ＰＡＤＶ受信リンクの重み＝０以上であるため、図９のＳ７〜９の処理に従い、通信装置１Ｅは、通信装置１ＧをＣＳから削除し、必要に応じてＴＰＭａｘ及びリンク重みを更新して、ＰＡＤＶメッセージを通信装置１Ｇに直接送信する。

通信装置１Ｄから通信装置１Ａに転送されたＰＡＤＶメッセージは、更に転送され続けるが、ＰＡＤＶメッセージに最大転送回数等を設定することで無限に転送され続けることを防止する。

通信装置１Ｅから通信装置１Ｇに直接送信されたＰＡＤＶメッセージに基づき、通信装置１Ｇは、図９のＳ４の処理に従い通信装置１ＥをＣＳから削除する。これにより、ＴＰＭａｘが、通信装置１Ｅに対する送信電力値である５から、通信装置１Ｄに対する送信電力値である４に変更される。即ち、通信装置１Ｇが通信するために必要とする最大送信電力値は、５から４に減少する一方、他の総ての通信装置へのルートは確保されている。

また、通信装置１Ｇは、ＴＰＭａｘの変更に伴い、リンク重みを再計算し、通信装置１Ｄとのリンク重みを５に変更する。通信装置１Ｄは、前述したように通信装置１Ｇが送信するＨｅｌｌｏメッセージにより、又は、通信装置１Ｇが通信装置１Ｄに送信するＴＰＭａｘの変更を伝えるメッセージにより通信装置１Ｇとのリンク重みを変更する。

上記説明において、リンク重みの計算の際、ネットワーク全体でみれば、最大電力隣接装置への送信リンク以外のリンクを重み０とした上で、通信装置間の送受信リンクの重みの大きい方をリンク重みとして計算していた。ここで、最大電力隣接装置への送信リンク以外のリンクを一律して０とおくのは、ＴＰＭａｘのリンクを削減できない場合には、その他の送信リンクを削除しても、その通信装置では送信電力の削減には結びつかない、即ち、ＴＰＭａｘ以外のリンクのリンク重みを考慮しても意味がないためである。最大電力隣接装置への送信リンク以外のリンクを一律して０とおくことで、ネットワーク全体としては、各通信装置の送信電力を削減する、送信リンクを優先して削減することができる。しかしながら、通信装置間の送受信リンクの維持電力値の大きい方以下の値であれば、他の方法で計算することも可能であり、例えば、ＴＰＭａｘを与えるリンク以外のリンクを０とおかずに、単に通信装置間の送受信リンクの維持電力値のうち大きいほうをリンク重みとして使用してもよい。この場合は、Ｈｅｌｌｏメッセージで最大電力隣接装置を隣接装置に通知すること、及び、リンク切断後のリンク重みの再計算処理は必要なく、通信装置での処理を軽くすることができる。

用語を説明する図である。ＣＳの作成処理を説明する図である。通信装置と、通信装置間の無線リンクと、各無線リンクを維持するために必要とする送信電力値を示す図である。図３の状態で各通信装置が保持するＣＳを示す図である。図３の状態をリンク重みで表現した図である。本発明による無線リンク切断方法のフロー図である。本発明による無線リンク切断方法を説明する図である。本発明による無線リンク切断方法を説明する図である。図７及び図８時点での各通信装置が保持するＣＳを示す図である。ＰＡＤＶメッセージ受信時の処理フロー図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ通信装置
２１、２２、２３隣接装置
３１、３２、３３送信リンク
４１、４２、４３受信リンク

Claims

隣接装置と設定している無線リンクについての、送信リンク維持に必要な自装置での送信電力に対応する送信リンク維持電力値と、受信リンク維持に必要な隣接装置での送信電力に対応する受信リンク維持電力値を収集する手段と、
隣接装置との送信リンク維持電力値及び受信リンク維持電力値の大きい方以下の値である、該隣接装置とのリンク重みを算出する手段と、
送信リンク維持電力値の最大値である最大送信電力値を含む電力広報メッセージを、最大送信電力値の送信リンクの設定先隣接装置である最大電力隣接装置を宛先として、少なくとも最大電力隣接装置以外の隣接装置に送信する手段と、
他の通信装置が生成し他の通信装置を宛先とする電力広報メッセージを、リンク重みが電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下である隣接装置から受信した場合、リンク重みが該最大送信電力値以下である隣接装置であって、電力広報メッセージを送信した隣接装置以外には、少なくとも、受信した電力広報メッセージを転送する手段と、
自装置を宛先とする電力広報メッセージを、電力広報メッセージを生成した隣接装置以外で、リンク重みが電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下である隣接装置から受信した場合、該電力広報メッセージを、生成元の通信装置に送信して、生成元の通信装置との無線リンクを切断する手段と、
生成した電力広報メッセージを、最大電力隣接装置から受信した場合には、最大電力隣接装置との無線リンクを切断する手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
隣接装置の最大電力隣接装置の情報を取得する手段を有し、
隣接装置が自装置の最大電力隣接装置である場合は、該隣接装置との送信リンク維持電力値を、それ以外の場合は所定の最小値を該隣接装置との送信リンク重みとし、該隣接装置の最大電力隣接装置が自装置である場合は、該隣接装置との受信リンク維持電力値を、それ以外の場合は所定の最小値を該隣接装置との受信リンク重みとし、送信リンク重みと受信リンク重みの大きい方を、該隣接装置とのリンク重みとすること、
を特徴とする請求項１に記載の通信装置。
隣接装置との送信リンク維持電力値と、該隣接装置との受信リンク維持電力値の大きい方を、該隣接装置とのリンク重みとすることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
通信可能な隣接装置を認識して、認識した隣接装置と無線リンクを設定する機能を有する通信装置により構成されるネットワークにおける不要な無線リンクの切断方法であって、
各無線リンク維持に必要な送信電力に対応する送信リンク維持電力値を収集するステップと、
通信装置間の各方向の送信リンク維持電力値の大きい方以下の値である、通信装置間の無線リンクのリンク重みを算出するステップと、
各通信装置が、自装置での送信リンク維持電力値の最大値である最大送信電力値を含む電力広報メッセージを、最大送信電力値の送信リンクの設定先隣接装置である最大電力隣接装置を宛先として、少なくとも最大電力隣接装置以外の隣接装置に送信するステップと、
電力広報メッセージを、電力広報メッセージに含まれる最大送信電力値以下のリンク重みの無線リンクのみを経由して順次転送するステップと、
電力広報メッセージが、電力広報メッセージの宛先である最大電力隣接装置に、該電力広報メッセージの生成元の通信装置と設定している無線リンク以外の経路により到達した場合、該生成元の通信装置と該最大電力隣接装置間の無線リンクを切断すること、
を特徴とする方法。
各通信装置において最大送信電力値の無線リンクは最大送信電力値を、それ以外の無線リンクは所定の最小値を、送信リンク重みとし、通信装置間に設定される各方向の送信リンク重みの大きい方を、通信装置間の無線リンクのリンク重みとすることを特徴とする請求項４に記載の方法。