JP4791323B2 - 無線端末装置、プログラムおよび無線ネットワーク - Google Patents

Description

本発明は無線端末装置、プログラムおよび無線ネットワークに係り、特に良好な通信経路を構築する無線端末装置、プログラムおよび無線ネットワークに関する。

無線ネットワークにおいて、ノード間で無線マルチホップネットワークを構成するアドホックネットワーク技術がある。アドホックネットワークでは、各ノードがパケットの中継機能を持ち、各ノードの経路表にしたがいパケットを送信／転送することでマルチホップ通信を行う。アドホックネットワークにおいて、単一の無線チャネルを使用してマルチホップ通信を行った場合、ＣＳＭＡ/ＣＡ(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)による待ち時間、隠れ端末により、スループットが低下する。この課題に対し、１つの装置に複数の無線機を装着し、あるリンクに対して隠れ端末となるリンクとは異なる無線チャネルを使用することでスループットの低下を防ぐことが有効である。非特許文献１には、アドホックネットワークを動的に構成するために、無線リンク毎に使用する無線チャネルを動的に割り当てる技術の記載がある。

アドホックネットワークにおいて、通信経路の構築は、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＭＡＮＥＴ（Mobile Ad-hoc Networks） ＷＧにて標準化が議論されているルーティングプロトコルを使用することにより動的に経路を構築することができる。ルーティングプロトコルを適用したとき、隣接ノード間の無線リンクの検知は、ルーティングパケットの交換により行われる。

非特許文献１では、通信経路の構築方法が考慮されておらずノード間の通信においては割り当てられた無線チャネルを使用して通信が行われる。しかし、通信経路にルーティングプロトコルを使用した場合、通信経路に使用する無線リンクの無線チャネルと、動的に割り当てられた無線チャネルとが異なる場合がある。

清水芳孝、外３名、"ワイヤレスアドホックネットワークにおける自律分散周波数配置方式の特性評価(その３)"、電子情報通信学会総合大会、Ｂ-２１-３２、２００６年

非特許文献１では、通信経路を構築するルーティングプロトコルを使用することが考慮されていないため、隣接ノード間において干渉を少なくするように割り当てられた無線チャネルを使用せずに通信を行い、通信の品質が低下するという問題があった。

本発明の目的は、通信品質を高くするために、割り当てられた無線チャネルを使用して隣接ノードとの通信経路を動的に構築する無線端末装置、プログラムおよび無線ネットワークを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明においては、複数の無線端末が送受信するデータを中継する無線端末において、アドホックネットワークを構築するためのルーティングパケットをルーティング処理部のソフトウェアが処理する前に、このルーティングパケットの送信元である無線端末との間の隣接ノード間リンクの無線チャネル割当判断を行い、割当済みと判断された場合にのみ、ルーティング処理部のソフトウェアがルーティングパケットを処理するよう構成する。これによって、隣接ノード間リンクとの間でチャネル割当部によって割り当てられた無線チャネルを使用して経路を構築するアドホックネットワークを提供できる。

上述した課題は、複数の無線インターフェースと、ルーティング処理部とからなり、複数の無線インターフェースの一つから受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、前記ルーティング処理部への転送を決定するチャネル割当把握部を備える無線端末装置により、達成できる。

また、コンピュータを、受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、ルーティング処理部へのルーティングパケットの転送を決定するチャネル割当把握手段、隣接する他の無線端末装置との間でチャネルを割り当てるチャネル割当手段、として機能させるためのプログラムにより、達成できる。

さらに、複数の無線端末装置で構成され、無線端末装置は、複数の無線インターフェースと、ルーティング処理部とからなり、前記複数の無線インターフェースの一つから受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、前記ルーティング処理部への前記ルーティングパケットの転送を決定するチャネル割当把握部を備える無線ネットワークにより、達成できる。

本発明によれば、品質のよい通信経路を構築することができる無線端末装置、プログラムおよび無線ネットワークを提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。

図１はアドホックネットワークのブロック図である。図１において、アドホックネットワーク５００は、無線リンク１１０でそれぞれ結ばれた６台の無線端末１００で構成されている。無線端末１００のチャネル割当部は、隣接無線端末と割当無線チャネルの調停を行い使用する無線チャネルを決定し、無線インターフェースの無線チャネルを変更する。その結果、アドホックネットワーク５００では、無線リンク１１０−ＡＢ、１１０−ＥＦをチャネル１で、無線リンク１１０−ＢＣ、１１０−ＡＤをチャネル２で、無線リンク１１０−ＢＥ、１１０−ＦＣをチャネル３で、無線リンク１１０−ＤＥをチャネル４で通信するように割り当てている。

無線端末のハードウェア構成を図２を参照して説明する。ここで、図２は無線端末のハードウェアブロック図である。図２において、無線端末１００は、バス１０９に接続された処理部（ＣＰＵ）１０１、記憶部（メモリ）１０２、出力部１０３、入力部１０４、４台の無線通信インターフェース部（無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ）１０５、有線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ １０６とを具備し、無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ １０５はアンテナ１０７とそれぞれ接続されている。無線端末１００は、無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１０５とアンテナ１０７とを介してパケットの送受信を行う。なお、図２では、無線通信インターフェースの数を限定するものではない。

無線端末１００の処理は、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に格納されているプログラムを実行することにより、実現される。プログラムは、あらかじめ、メモリ１０２に格納されていても良いし、当該端末１００が利用可能な着脱可能な記憶媒体、または通信媒体（有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワーク上の搬送波やデジタル信号）を介して、必要に応じてメモリ１０２に導入されてもよい。また、無線端末間通信で使う通信を無線ＬＡＮとして説明するが、通信方式は無線端末間で通信することができればよく、無線ＬＡＮによる無線通信に限定するものではなく、赤外線通信などの無線通信であっても良い。

アドホックネットワーク５００において、無線リンクの検知はルーティングパケットの中のＨＥＬＬＯメッセージ・パケットの交換により行われる。無線端末１００−Ｂと無線端末１００−Ｅの間でＨＥＬＬＯメッセージの交換が、無線リンク１１０−ＢＥを介して行われると、ルーティング処理部は、無線端末１００−Ｂと無線端末１００−Ｅとの間で直接通信することが可能と判断する。図１において、無線端末１００−Ｂは、チャネル割当部により無線チャネル１、２、３を使用しており、また無線端末１１０−Ｅは無線チャネル１、３、４を使用している。無線端末１００−Ｂと１００−Ｅにおいて、共通で使用している無線チャネルはチャネル１、３となり、チャネル割当部は無線リンク１１０−ＢＥにチャネル３を割り当てている。しかし、無線端末１００−Ｂと無線端末１００−Ｅとの間の通信経路としてチャネル１を使用する可能性がある。

図３は無線端末の機能ブロック図である。無線端末１００−１、１００−２は、それぞれ無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ １０５、チャネル（ＣＨ）割当部１１１、チャネル（ＣＨ）割当把握部１１２、ルーティング処理部１０８から構成される。図２と図３との比較から明らかなように、チャネル（ＣＨ）割当部１１１、チャネル（ＣＨ）割当把握部１１２、ルーティング処理部１０８は、ＣＰＵが実行するプログラムにより実現される。ルーティング処理部１０８には、ルーティングプロトコルが実装され、無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ １０５−１、１０５−２を介しルーティングパケットを交換する。しかし、交換されるルーティングパケットは、無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ １０５からルーティング処理部１０８に渡される前に、チャネル割当把握部１１２に渡される。チャネル割当把握部１１２は、無線端末１００−１と無線端末１００−２との間の無線リンクで割り当てられているチャネル番号をチャネル割当部１１１から取得し、チャネル割当済みと判断されたルーティングパケットのみをルーティング処理部１０８に渡す。

無線端末１００−１から送信されたルーティングパケットは、無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ １０５−１より送信され、無線端末１００−２の無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ １０５−２が受信する。受信されたルーティングパケットは、チャネル割当把握部１１２−２に渡される。チャネル割当把握部１１２−２は、受信したルーティングパケットの送信元である無線端末１００−１との無線リンクのチャネル割当状況により、割当または未割当の判断を行う。チャネル割当把握部１１２−２は、割当と判断されたパケットはルーティング処理部１０８−２へ渡される。

無線端末１００−２のルーティング処理部１０８−２からのルーティングパケットも同様に、無線端末１００−１のチャネル割当把握部１１２−１により割当または未割当の判断が行われ、割当と判断されたルーティングパケットのみルーティング処理部１０８−１に渡される。

本実施例によれば、受信したルーティングパケットについて、無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ １０５とルーティング処理部１０８との間に、チャネル割当把握部１１２をはさむことで、チャネル割当部１１１により割り当てられていない無線チャネルで送られて来たルーティングパケットをルーティング処理部１０８が受信することがなくなる。この結果、ルーティング処理部１０８が構築する通信経路に、チャネル割当部１１１により割り当てられていない無線チャネルを使用した無線リンクが含まれない。また、チャネル割当把握部１１２に送られるパケットは、後述するように、ルーティングパケットのみであり、その他の通信パケットはチャネル割当部１１１に送られない様に構成する。

なお、チャネル割当把握部１１２に実装されるチャネル割当状況を判断するソフトウェアは、ルーティング処理部内に実装することも可能である。しかし、分割した場合、ＩＥＴＦのＭＡＮＥＴ ＷＧグループで標準化が進められているルーティングプロトコルに改造を加えることなく実装することが可能である。なお、ルーティング処理部より送信されるルーティングパケットは無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆより送信される前に、チャネル割当把握部で処理される必要はないことはいうまでも無い。

ルーティングパケットの特定方法を、図４を参照して説明する。ここで、図４はＵＤＰヘッダを説明する図である。ＵＤＰヘッダ１２０には、宛先ポート番号１２１を含む。ルーティングパケットは、宛先ポート番号１２１の記述を参照して識別可能である。ルーティングプロトコルがＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）であれば「６９８」がＩＡＮＡ（Internet Assigned Number Authority）により割当られており、他のプロトコルやユーザーデータのパケットと識別可能である。

ルーティングパケットをルーティング処理部に渡す前にチャネル割当把握部に渡す方法として、無線端末１００のオペレーティングシステムがＬｉｎｕｘであった場合には、ｎｅｔｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔ <http://www.netfilter.org/>より提供されているソフトウェアｉｐｔａｂｌｅｓを使用することができる。ｉｐｔａｂｌｅｓは、指定したルールにマッチする受信パケットをユーザー空間に受け渡す。ルーティングパケットをマッチするために、プロトコルにＵＤＰを指定し、宛先ポートに６９８を指定することでＯＬＳＲのルーティングパケットのみをユーザー空間に受け渡す。チャネル割当把握部は、受け渡されたパケットを受信するためのソケットを用意することでｉｐｔａｂｌｅｓがマッチさせたパケットを受信する。なお、ソケットもｎｅｔｆｉｌｔｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔより提供されているライブラリｌｉｂｉｐｑを使用する。更に、チャネル割当把握部にて、ｉｐｔａｂｌｅｓより渡されたパケットをルーティングプロトコルに渡す、または破棄するといった操作もｌｉｂｉｐｑを使用できる。

次に、チャネル割当部とチャネル割当把握部は、チャネル割当状況を共有するためにメッセージを交換する。メッセージの交換は、ＵＤＰによる内部通信を使用し、内部通信のために各部にポート番号を割り当てる。一つの内部通信パケットには、１タイプのメッセージしか格納しないとする。

図５ないし図７を参照して、チャネル割当把握部とチャネル割当部が情報を共有するために使用するメッセージを説明する。ここで、図５はチャネル割当部からチャネル割当把握部に対して送られるメッセージを説明する図である。図６はチャネル割当把握部からチャネル割当部に送られるメッセージを説明する図である。図７は内部ヘッダを説明する図である。

各メッセージには図７で示される内部ヘッダをメッセージの前に付加する。図７において、内部ヘッダ６００は、ヘッダタイプ６０１、メッセージタイプ６０２、メッセージ数６０３、ヘッダ長６０４、メッセージシーケンス番号６０５とから構成される。ヘッダタイプ６０１は、偶然他のプログラムが同じポート番号を使用した場合の、誤受信を避けるために、チャネル割当部とチャネル割当把握部で共通の文字列を格納する。メッセージタイプ６０２は、図５と図６に示されるメッセージを特定するメッセージタイプ番号を格納する。メッセージ数６０３は、メッセージパケットに含まれるメッセージ数を格納する。メッセージ数６０３は、またメッセージによりリンク数の場合、隣接無線端末数の場合もあるが詳細は後述する。ヘッダ長６０４は、内部ヘッダのサイズを格納する。メッセージシーケンス番号６０５は、各部が管理し、メッセージの送信ごとに１加算される通し番号を格納する。

図５において、リンク追加通知は、隣接無線端末との間でチャネル割当が終了したときに送信される。リンク追加通知のとき、内部ヘッダのメッセージ数６０３には追加したリンク数を格納する。リンク追加通知のパケットフォーマットを図８に示す。ここで、図８は、リンク追加通知、リンク状態応答およびリンク状態通知のパケットフォーマットである。図８において、パケットフォーマット７００は、ＡＰＩＤ７０１、スピード７０２、干渉の有無７０３、Ｉ／Ｆ番号７０４、ＲＳＳＩ ７０５から構成される。ＡＰＩＤ７０１は、無線チャネルを割り当てた隣接無線端末のＩＤを格納する。ここで、ＡＰＩＤ７０１は、当該隣接無線端末の持つ無線ＬＡＮインターフェースのうちの一つのＭＡＣアドレスとしている。以降このＭＡＣアドレスをＡＰＩＤ（Access Point ID）と呼ぶ。スピード７０２は、当該隣接無線端末との通信速度を格納する。干渉の有無７０３は、当該無線チャネルの周辺の他システムとの干渉の有無を格納する。Ｉ/Ｆ番号７０４は、当該無線チャネルが割当ている無線インターフェース番号を格納する。ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）７０５は、当該隣接無線端末からの受信電波強度を格納する。このパケットフォーマットは内部ヘッダのメッセージ数６０３に格納されるリンク数分繰り返される。

リンク削除通知は、隣接無線端末の移動や電源断などの理由により、隣接無線端末との間でのチャネル割当が削除されたときに送信される。リンク削除通知では内部ヘッダでのメッセージ数６０３には削除したリンク数を格納する。リンク削除通知のパケットフォーマットを図９に示す。ここで、図９は、リンク削除通知およびＭＡＣ情報削除通知のパケットフォーマットである。図９において、パケットフォーマット８００は、ＡＰＩＤ８０１から構成される。ＡＰＩＤ８０１には当該無線端末のＡＰＩＤが格納される。前記パケットフォーマットは内部ヘッダのメッセージ数６０３に格納されるリンク数分繰り返される。

リンク状態応答は、チャネル割当把握部からリンク状態要求を受信したとき、その応答として送信する。本メッセージはチャネル割当把握部起動時に、チャネル割当部が保持している隣接無線端末のＡＰＩＤとリンク状態（受信スピード、干渉の有無、リンクしているＩ/Ｆ番号、受信電波強度）をチャネル割当把握部と共有するために使用する。リンク状態応答のパケットフォーマットは図８に示されるものと同様である。内部ヘッダのメッセージ数６０３にはチャネル割当が割り当てているリンク数が格納され、メッセージにはチャネル割当部が割り当てている全リンクが格納される。

リンク状態通知は、チャネル割当部が把握しているリンク状態が変化した場合などに送信する。内部ヘッダでのメッセージ数６０３には状態を通知するリンク数を格納する。リンク状態通知のパケットフォーマットは図８に示されるものと同様である。

ＭＡＣ情報通知は、新規隣接無線端末が現れた場合、もしくは隣接無線端末の無線インターフェースのＭＡＣアドレスが変更した場合に、当該無線端末の無線インターフェースのＭＡＣアドレスの情報を送信する。ＭＡＣ情報通知では内部ヘッダでのメッセージ数６０３には状態を通知する隣接無線端末数を格納する。ＭＡＣ情報通知のパケットフォーマットを図１０に示す。ここで、図１０は、ＭＡＣ情報通知とＭＡＣ情報応答のパケットフォーマットである。図１０において、パケットフォーマット９００は、ＡＰＩＤ９０１、Ｉ/Ｆ数９０２、ＭＡＣ（１）９０３、Ｉ/Ｆ番号（１）９０４等から構成される。ＡＰＩＤ９０１には当該隣接無線端末のＡＰＩＤを格納する。Ｉ/Ｆ数９０２には当該無線端末の無線インターフェース数を格納する。ＭＡＣ(１)９０３には１番目のＭＡＣアドレスを格納する。Ｉ/Ｆ番号９０４には当該隣接無線端末での１番目のＭＡＣアドレスをもつ無線インターフェース番号を格納する。これ以降Ｉ/Ｆ数９０２にｎが格納されていれば、ｎ番目のＭＡＣアドレスとＩ/Ｆ番号まで順次格納していく。

ＭＡＣ情報応答は、チャネル割当把握部からＭＡＣ情報要求を受信したとき、その応答として送信する。本メッセージはチャネル割当把握部起動時に、チャネル割当部が保持する隣接無線端末のＡＰＩＤとＭＡＣアドレスの組み合わせを共有するために使用する。ＭＡＣ情報応答のパケットフォーマットは図１０に示されるものと同様である。

ＭＡＣ情報削除通知は、隣接無線端末がいなくなったと判断した場合に送信する。ＭＡＣ情報削除通知では内部ヘッダでのメッセージ数６０３にはＭＡＣ情報を削除する隣接無線端末数を格納する。ＭＡＣ情報削除通知のフォーマットは図９に示されるものと同様である。ただし、すべてのＭＡＣ情報を削除する場合内部ヘッダでのメッセージ数６０３に０をセットし、内部ヘッダのみで送信する。これはチャネル割当部の起動時にチャネル割当把握部と状態をあわせるために使用する。

図６において、リンク状態要求は、チャネル割当把握部の起動時に、チャネル割当部が保持している隣接無線端末のＡＰＩＤとスピード、他システムとの干渉の有無、リンクしているＩ/Ｆ番号、受信電波強度をチャネル割当状況を共有するために送信される。リンク状態要求では内部ヘッダでのメッセージ数６０３には０を格納し、チャネル割当部が把握しているリンクすべての状態を通知することを意味している。リンク状態要求は内部ヘッダのみで構成される。

ＭＡＣ情報要求は、チャネル割当把握部の起動時にチャネル割当部が保持する隣接端末のＡＰＩＤとＭＡＣアドレスを共有するために送信される。ＭＡＣ情報要求のとき、内部ヘッダでのメッセージ数６０３には０を格納し、チャネル割当部が把握しているＭＡＣ情報のすべてを通知することを意味している。ＭＡＣ情報要求も内部ヘッダのみで構成される。

次にチャネル割当把握部が保持するテーブルを図１１と図１２を参照して説明する。ここで、図１１はＭＡＣ情報テーブルを説明する図である。図１２はチャネル割当テーブルを説明する図である。

図１１において、ＭＡＣ情報テーブル２００は無線端末のＭＡＣアドレスとＡＰＩＤの組み合わせを保持する。ＭＡＣ情報テーブル２００は、列２０１にＭＡＣアドレスを格納し、列２０２に無線端末のＡＰＩＤを格納し、さらに列２０３にインターフェースの番号を格納する。このテーブル２００を持つことにより、パケットの送信ＭＡＣアドレスからＡＰＩＤを検索することが可能となる。

図１２において、チャネル割当テーブル３００は、隣接無線端末へのチャネル割当状況と無線リンク状態を保持する。チャネル割当テーブル３００は、列３０１にＡＰＩＤを格納し、列３０２にインターフェース番号を格納する。列３０３には送信スピードを格納し、列３０４には他システムとの干渉の有無を格納する。ここでは１が干渉ありで０が干渉なしとする。列３０５には受信電波強度（ＲＳＳＩ）を格納する。

次にチャネル割当把握部とチャネル割当部の起動時のメッセージシーケンスを図１３および図１４を使って説明する。ここで、図１３はチャネル割当部がチャネル割当把握部より先に起動している場合のシーケンス図である。図１４はチャネル割当把握部がチャネル割当部より先に起動している場合のシーケンス図である。

図１３において、後から起動したチャネル割当把握部１１２は、起動後ＭＡＣ情報要求を送信する（Ｔ０１）。ＭＡＣ情報要求を受信したチャネル割当部１１１はＭＡＣ情報応答を送信する（Ｔ０２）。ＭＡＣ情報応答を受信したチャネル割当把握部１１２はリンク状態要求を送信する（Ｔ０３）。リンク状態要求を受信したチャネル割当部１１はリンク状態応答を送信する（Ｔ０４）。このシーケンスによりチャネル割当把握部１１２はチャネル割当部１１が把握する隣接無線端末の全ＭＡＣ情報とチャネル割当状況を共有する。

図１４において、後から起動したチャネル割当部１１は、起動時、隣接無線端末に関する情報を何も持っていないため、全ＭＡＣ情報削除通知を送信する（Ｔ１１）。これによりチャネル割当把握部１１２もすでに持っているＭＡＣ情報テーブル、チャネル割当テーブルを消去する。

図１５を参照して、チャネル割当把握部におけるチャネル割当判定アルゴリズムを説明する。ここで、図１５はチャネル割当部のフローチャートであるチャネル割当把握部１１２は、ルーティングパケットを受信したとき(Ｓ３０１：ＹＥＳ)、ルーティングパケットの送信元のＭＡＣアドレスをＭＡＣ情報テーブルで検索し、ＭＡＣ情報テーブルにあるか判定する（Ｓ３０２）。ＭＡＣ情報テーブルに当該ＭＡＣアドレスが記載されていない場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、ルーティングパケットを破棄する(Ｓ３０４)。

一方、ステップ３０２がＹＥＳの場合、当該ＭＡＣアドレスに対応するＡＰＩＤをチャネル割当テーブルで検索し、チャネル割当リンクから受信したか判定する（Ｓ３０３）。当該ＭＡＣアドレスがＭＡＣ情報テーブルに記載されていない場合（Ｓ３０２：ＮＯ）、ステップ３０４に遷移し、ルーティング処理部にルーティングパケットを渡さない。ＡＰＩＤがチャネル割当テーブルに記載されており、かつ、受信インターフェース番号がチャネル割当テーブル記載のインターフェース番号と一致するか調べ、一致（Ｓ３０３でｙｅｓ）した場合、パケットを通過(Ｓ３０５)させ、ルーティング処理部にルーティングパケットを渡す。

図１６を参照して、チャネル割当に関するメッセージを受信したチャネル割当把握部の動作を説明する。ここで、図１６は、チャネル割当把握部のフローチャートである。また、チャネル割当に関するメッセージとは、リンク追加通知、リンク削除通知、リンク状態応答、リンク状態通知である。図１６において、チャネル割当把握部１１２はチャネル割当部１１１からのメッセージ受信を待つ（Ｓ４００）。メッセージを受信したとき（Ｓ４００：ＹＥＳ）、メッセージを判別する（Ｓ４０１）。受信したメッセージが、リンク追加通知またはリンク状態応答であればチャネル割当テーブルに新しい行として情報を追加する（Ｓ４０２）。追加する情報はメッセージ内に含まれる当該情報（ＡＰＩＤ７０１、スピード７０２、干渉の有無７０３、Ｉ/Ｆ番号７０４、ＲＳＳＩ７０５）をチャネル割当テーブルに格納する。ステップ４０１で受信したメッセージが、リンク状態通知のとき、チャネル割当テーブルを検索しＡＰＩＤ７０１とＡＰＩＤ３０１が一致する行の情報を更新する（Ｓ４０３）。ステップ４０１で、リンク削除通知と判別したとき、チャネル割当テーブルを検索しＡＰＩＤ７０１とＡＰＩＤ３０１が一致する行を削除する（Ｓ４０４）。
以上のメッセージの処理は内部ヘッダのメッセージ数６０３に記載されている数だけ繰り返し、格納されているすべてのチャネル割当情報の処理を行う。

図１７を参照して、ＭＡＣ情報に関するメッセージを受信したチャネル割当把握部の動作を説明する。ここで、図１７は、チャネル割当把握部のフローチャートである。また、ＭＡＣ情報に関するメッセージとは、ＭＡＣ情報通知、ＭＡＣ情報応答、ＭＡＣ情報削除通知である。図１７において、チャネル割当把握部はチャネル割当部１１１からのメッセージ受信を待つ（Ｓ５００）。メッセージを受信したとき（Ｓ５００：ＹＥＳ）、メッセージを判別する（Ｓ５０１）。受信したメッセージが、ＭＡＣ情報通知であればメッセージ内のＡＰＩＤ９０１をＭＡＣ情報テーブルで検索する（Ｓ５０２）。一致するＡＰＩＤがあれば（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、該当するＭＡＣ情報テーブルの行を更新し（Ｓ５０３）、メッセージ待ちに戻る。ステップ５０２がＮＯのとき、ＭＡＣ情報テーブルにメッセージ内のＩ/Ｆ数だけ行を追加する。格納する情報はメッセージ内のすべてのＭＡＣアドレスとＩ/Ｆ番号を格納し（Ｓ５０４）、メッセージ待ちに戻る。

ステップ５０１で到着したメッセージがＭＡＣ情報削除通知であれば、メッセージ内のＡＰＩＤをＭＡＣ情報テーブルで検索し、一致するＡＰＩＤの行をすべて削除しする（Ｓ５０７）。さらに、ＡＰＩＤでチャネル割当テーブルを検索し一致するＡＰＩＤの行を削除し（Ｓ５０８）、メッセージ待ちに戻る。

ステップ５０１で、到着したメッセージがＭＡＣ情報応答であった場合、ＭＡＣ情報テーブルにメッセージ内のＩ/Ｆ数だけ行を追加する。格納する情報はメッセージ内のすべてのＭＡＣアドレスとＩ/Ｆ番号とを格納（Ｓ５０５）する。メッセージのＭＡＣ情報がすべて処理された後に、リンク状態要求を送信し（Ｓ５０６）、メッセージ待ちに戻る。このとき、内部ヘッダのメッセージ数には０を記載し、すべてのチャネル割当状況を送信することを要求する。以上のメッセージの処理も前記チャネル割当に関するメッセージの処理と同様に内部ヘッダのメッセージ数に記載されている数だけ繰り返し、格納されているすべてのＭＡＣ情報の処理を行う。

図１８および図１９を参照して、実施例の効果を説明する。ここで、図１８はアドホックネットワークのブロック図である。図１９はホップ数とスループットの実験結果を説明する図である。

図１８において、アドホックネットワーク５５０は、５台のノード１００を用いてマルチホップ通信時にCSMA/CAの影響を受けにくいように構築されている。このアドホックネットワーク２５０は、５台のノードを直線状に配置し、ノード１００−Ａとノード１００−Ｂ間およびノード１００−Ｄとノード１００−Ｅ間はチャネル１、ノード１００−Ｂとノード１００−Ｃ間はチャネル２、ノード１００−Ｃとノード１００−Ｄ間はチャネル３で通信している。

図１９において、横軸はホップ数、縦軸はスループットであり、３つの黒い四角はルーティング部とチャネル割当部とを連携させた場合、３つの白い四角は連携させない場合の実験結果である。ホップ数１の全体のばらつきは、測定の揺らぎであり、この程度の誤差を含むことを意味する。黒い四角の連携がない場合は、ホップ数が増えるのに対して、一様にスループットが悪化している。これに対して、白い四角の連携がある場合は、ホップ数２-３間で、スループットの悪化が見られない点、著しく改善されていると判断される。
上述したように、本実施例に拠ればアドホックネットワークのスループットを改善することができる。

アドホックネットワークのブロック図である。 無線端末のハードウェアブロック図である 無線端末の機能ブロック図である。 ＵＤＰヘッダを説明する図である。 チャネル割当部からチャネル割当把握部に対して送られるメッセージを説明する図である。 チャネル割当把握部からチャネル割当部に送られるメッセージを説明する図である。 内部ヘッダを説明する図である。 リンク追加通知、リンク状態応答およびリンク状態通知のパケットフォーマットである。 リンク削除通知およびＭＡＣ情報削除通知のパケットフォーマットである。 ＭＡＣ情報通知とＭＡＣ情報応答のパケットフォーマットである。 ＭＡＣ情報テーブルを説明する図である。 チャネル割当テーブルを説明する図である。 チャネル割当部がチャネル割当把握部より先に起動している場合のシーケンス図である。 チャネル割当把握部がチャネル割当部より先に起動している場合のシーケンス図である。 チャネル割当部のフローチャートである チャネル割当把握部のフローチャートである。 チャネル割当把握部のフローチャートである。 アドホックネットワークのブロック図である。 ホップ数とスループットの実験結果を説明する図である。

符号の説明

１００…無線端末、１０１…ＣＰＵ、１０２…メモリ、１０３…出力部、１０４…入力部、１０５…無線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ、１０６…有線ＬＡＮ Ｉ/Ｆ、１０７…アンテナ、１０８…ルーティング処理部、１０９…バス、１１０…無線リンク、１１１…ＣＨ割当部、１１２…ＣＨ割当把握部、１２０…ＵＤＰヘッダ、２００…ＭＡＣ情報テーブル、３００…チャネル割当テーブル、５００…アドホックネットワーク、５５０…アドホックネットワーク、６００…内部ヘッダ、７００…パケットフォーマット、８００…パケットフォーマット、９００…パケットフォーマット。

Claims (6)

1. 複数の無線インターフェースと、ルーティング処理部とからなる無線端末装置において、
   前記複数の無線インターフェースの一つから受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、前記ルーティング処理部への前記ルーティングパケットの転送を決定するチャネル割当把握部を備えることを特徴とする無線端末装置。
2. 請求項１に記載の無線端末装置であって、
   さらに隣接する他の無線端末装置との間でチャネルを割り当てるチャネル割当部を備えることを特徴とする無線端末装置。
3. 請求項２に記載の無線端末装置であって、
   前記チャネル割当把握部と前記チャネル割当部とは、メッセージを交換して、チャネル割当状況を共有していることを特徴とする無線端末装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の無線端末装置であって、
   前記複数の無線インターフェースは、前記ルーティングパケットを選択的に前記チャネル割当把握部に送信することを特徴とする無線端末装置。
5. コンピュータを、受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、ルーティング処理部への前記ルーティングパケットの転送を決定するチャネル割当把握手段、隣接する他の無線端末装置との間でチャネルを割り当てるチャネル割当手段、として機能させるためのプログラム。
6. 複数の無線端末装置で構成される無線ネットワークにおいて、
   前記無線端末装置は、複数の無線インターフェースと、ルーティング処理部とからなり、前記複数の無線インターフェースの一つから受信したルーティングパケットが予め定めたチャネルから送信されたかを判定し、前記ルーティング処理部への前記ルーティングパケットの転送を決定するチャネル割当把握部を備えることを特徴とする無線ネットワーク。

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