JP4978796B2 - 無線装置およびそれを備えた無線ネットワーク - Google Patents

Description

この発明は、無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関し、特に、マルチホップ通信によって無線通信が送信元と送信先との間で行なわれる無線ネットワークを構成する無線装置およびそれを備えた無線ネットワークに関するものである。

アドホックネットワークは、複数の無線装置が相互に通信を行なうことによって自律的、かつ、即時的に構築されるネットワークである。アドホックネットワークでは、通信する２つの無線装置が互いの通信エリアに存在しない場合、２つの無線装置の中間に位置する無線装置がルータとして機能し、データパケットを中継するので、広範囲のマルチホップネットワークを形成することができる。

マルチホップ通信をサポートする動的なルーティングプロトコルとしては、テーブル駆動型プロトコルとオンデマンド型プロトコルとがある。テーブル駆動型プロトコルは、定期的に経路に関する制御情報の交換を行ない、予め経路表を構築しておくものであり、ＦＳＲ（Ｆｉｓｈ−ｅｙｅ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＴＢＲＰＦ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｒｅｖｅｒｓｅ−Ｐａｔｈ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）等が知られている。

また、オンデマンド型プロトコルは、データ送信の要求が発生した時点で、初めて宛先までの経路を構築するものであり、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＡＯＤＶ（Ａｄ Ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等が知られている。

そして、従来のアドホックネットワークにおいては、送信元と送信先との間の複数個の無線通信が同じ中継器を介して行なわれることもあり、複数のトラフィックが１個の中継器へ集中することがある。

そうすると、中継器においてパケットロスおよび遅延時間を増加させるという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、中継器における通信負荷が閾値以上に達すると、通信負荷が閾値よりも小さくなるようにデータの送信方式を変更することが提案されている（非特許文献１）。
長谷川、板谷、デイビス、門脇、小花，"アプリケーション連携によるマルチホップネットワークにおける通信性能劣化の改善，"情報処理学会研究報告，２００６−ＭＢＬ−３７，ｐｐ．５１−５４，２００６年５月．

中継器における通信負荷が閾値以上に達したときに、通信負荷が閾値よりも小さくなるようにデータの送信方式を変更する代わりに、音からなるデータを含まないパケットを送信しない無音廃棄方式の使用を考える。

この場合、通信負荷が閾値以上に達したことを示す通知を受けた全ての無線装置が同時に無音廃棄方式を採用すると、無音廃棄によって通信負荷が急激に緩和され、それまで通信負荷が増加した無線装置で保持されていたパケットがバースト的に送信される。

その結果、バースト的に送信されたパケットは、再生用のバッファから溢れて廃棄されてしまい、音飛び等が発生する。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、通信品質の低下を抑制し、かつ、通信負荷を低減可能な無線装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、通信品質の低下を抑制し、かつ、通信負荷を低減可能な無線装置を備えた無線ネットワークを提供することである。

この発明によれば、無線装置は、自律的に確立される無線ネットワークにおいて送信元と送信先との間でパケットを中継する無線装置であって、中継手段と、選択手段と、通知手段とを備える。中継手段は、送信元と送信先との間で複数個の無線通信を中継する。選択手段は、中継手段における単位時間当たりのパケット送信数が送信元と送信先との間で行なわれている無線通信の品質が低下したか否かを判断する基準である第１の閾値以上に増加すると、通信帯域に与える影響が相対的に大きい無線通信の送信元および送信先を無意味なデータを含む一部のパケットの破棄を要求するための破棄要求を通知すべき無線装置として選択する。通知手段は、破棄要求を選択された無線装置へ通知する。

好ましくは、無線ネットワークは、パケットが無音廃棄方式によって送受信されるネットワークであり、破棄要求は、音からなるデータを含まないパケットの破棄を要求するための破棄要求である。

好ましくは、選択手段は、中継手段がパケットの中継を行っている複数個の無線通信の中から一部のパケットを破棄すべき無線通信を送信元から送信先までのホップ数が多い順に選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を破棄要求を通知すべき無線装置として選択する。

好ましくは、選択手段は、中継手段において第１の閾値を超えた単位時間当たりのパケット送信数をＡとし、送信元における単位時間当たりのパケット送信数をＢとした場合、Ａ／Ｂが相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、Ａ／Ｂが相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、一部のパケットを破棄すべき無線通信の個数を決定し、その決定した個数の無線通信をホップ数が多い順に複数個の無線通信の中から選択する。

好ましくは、選択手段は、複数個の無線通信において送信元から送信先までのホップ数が相互に同じである場合、一部のパケットを破棄すべき無線通信を複数個の無線通信の中から任意に選択する。

好ましくは、選択手段は、更に、中継手段における単位時間当たりのパケット送信数が通信品質の回復を示す第２の閾値よりも少なくなると、一部のパケットの破棄の中止を要求するための破棄中止要求を通知すべき無線装置を破棄要求を送信した無線装置の中から選択する。通信手段は、更に、破棄中止要求を選択された無線装置へ送信する。

好ましくは、第２の閾値は、第１の閾値よりも小さい。

好ましくは、選択手段は、一部のパケットが破棄された無線通信の中から一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信を送信元から送信先までのホップ数が少ない順に選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を破棄中止要求を通知すべき無線装置として選択する。

好ましくは、選択手段は、第２の閾値と中継手段における単位時間当たりのパケット送信数との差が相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、第２の閾値と中継手段における単位時間当たりのパケット送信数との差が相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信の個数を決定し、その決定した個数の無線通信を一部のパケットが破棄された無線通信の中からホップ数の少ない順に選択する。

好ましくは、選択手段は、一部のパケットが破棄された無線通信において送信元から送信先までのホップ数が相互に同じである場合、一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信を一部のパケットが破棄された無線通信の中から任意に選択する。

また、この発明によれば、無線ネットワークは、中継装置と、送信装置とを備える。中継装置は、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線装置からなる。送信装置は、中継装置から破棄要求を受信すると、無意味なデータを含む一部のパケットを破棄する。

好ましくは、送信装置は、破棄要求を中継装置から受信した後に破棄中止要求を受信すると、一部のパケットの破棄を中止する。

この発明においては、複数個の無線通信を中継している無線装置は、自己における単位時間当たりのパケット送信数が通信品質の低下を示す第１の閾値以上に増加すると、無意味なデータを含む一部のパケットの破棄を要求するための破棄要求を送信すべき無線装置を通信帯域に与える影響が多い順に選択し、その選択した無線装置へ破棄要求を送信する。そして、破棄要求を受信した無線装置は、破棄要求に応じて、無意味なデータを含む一部のパケットを破棄し、意味のあるデータを含むパケットのみを送信する。その結果、意味のあるデータを含むパケットが送信元から送信先へ送信されるとともに、中継器における単位時間当たりのパケット送信数が減少する。

従って、この発明によれば、通信品質の低下を抑制し、かつ、中継器における通信負荷を低減できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線装置を用いた無線ネットワーク１００の概略図である。無線ネットワーク１００は、無線装置３１〜４３を備える。なお、無線ネットワーク１００は、音からなるデータを含まない無線パケット（＝無音データからなるパケット）を破棄し、音からなるデータを含む有音パケット（＝有音データからなるパケット）のみを送信する無音廃棄方式に従って無線通信を行なう無線ネットワークである。

無線装置３１〜４３は、無線通信空間に配置される。アンテナ５１〜６３は、それぞれ、無線装置３１〜４３に装着される。

例えば、無線装置３１から無線装置４２へデータを送信する場合、無線装置３２，３５〜４１は、無線装置３１からのデータを中継して無線装置４２へ届ける。

この場合、無線装置３１は、各種の経路を介して無線装置４２との間で無線通信を行なうことができる。即ち、無線装置３１は、無線装置３７，４１を介して無線装置４２との間で無線通信を行なうことができ、無線装置３２，３６，３９を介して無線装置４２との間で無線通信を行なうこともでき、無線装置３２，３５，３８，４０を介して無線装置４２との間で無線通信を行なうこともできる。

即ち、無線装置３１は、無線装置３７，４１または無線装置３２，３６，３９または無線装置３２，３５，３８，４０を中継器として無線装置４２との間で無線通信を行なう。

従って、無線ネットワーク１００は、マルチホップ通信によって送信元と送信先との間で無線通信を行なうマルチホップネットワークである。

このようなマルチホップネットワークにおいては、複数のトラフィックが１つの中継器に集中することがある。例えば、無線装置３１が無線装置３２，３６，３９を介して無線装置４２と双方向の無線通信を行ない、無線装置３３が無線装置３５，３６，４１を介して無線装置４３と双方向の無線通信を行なっている場合、４個のトラフィックが中継器としての無線装置３６に集中する。

そこで、以下においては、無線ネットワーク１００において複数の無線通信が行なわれている場合に、中継器における通信負荷を低減して送信元と送信先との間で無線通信を行なう方法について説明する。

なお、送信元と送信先との間で通信経路を確立するプロトコルとしてＯＬＳＲプロトコルを用いる。このＯＬＳＲプロトコルは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであり、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージを用いて経路情報を交換し、ルーティングテーブルを作成するプロトコルである。

図２は、図１に示す無線装置３１の構成を示す概略ブロック図である。無線装置３１は、アンテナ１１と、入力部１２と、出力部１３と、ユーザアプリケーション１４と、通信制御部１５とを含む。

アンテナ１１は、図１に示すアンテナ５１〜６３の各々を構成する。そして、アンテナ１１は、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを通信制御部１５へ出力するとともに、通信制御部１５からのデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。

入力部１２は、無線装置３１の操作者が入力したメッセージおよびデータの宛先を受付け、その受付けたメッセージおよび宛先をユーザアプリケーション１４へ出力する。出力部１３は、ユーザアプリケーション１４からの制御に従ってメッセージを表示する。

ユーザアプリケーション１４は、入力部１２からのメッセージおよび宛先に基づいてデータを生成する。

そして、ユーザアプリケーション１４は、通信制御部１５から破棄要求を受けると、その生成したデータのうち、無音データからなる無音パケットを破棄し、有音データからなる有音パケットのみを通信制御部１５へ送信する。

また、ユーザアプリケーション１４は、通信制御部１５から破棄中止要求を受けると、その生成したデータが無音データであるか有音データであるかに拘わらず、その生成したデータからなるパケットを通信制御部１５へ送信する。

通信制御部１５は、ＡＲＰＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎｃｙ）インターネット階層構造に従って、通信制御を行なう複数のモジュールからなる。即ち、通信制御部１５は、無線インターフェースモジュール１６と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１７と、バッファ１８と、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１９と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２０と、ルーティングテーブル２１と、ＴＣＰモジュール２２と、ＵＤＰモジュール２３と、ルーティングデーモン２４とからなる。

無線インターフェースモジュール１６は、物理層に属し、所定の規定に従って送信信号の変調または受信信号の復調を行なうとともに、アンテナ１１を介して信号を送受信する。

ＭＡＣモジュール１７は、ＭＡＣ層に属し、ＭＡＣプロトコルを実行して、以下に述べる各種の機能を実行する。

即ち、ＭＡＣモジュール１７は、ルーティングデーモン２４から受けたＨｅｌｌｏパケットを無線インターフェースモジュール１６を介してブロードキャストする。

また、ＭＡＣモジュール１７は、データ（パケット）の再送制御等を行なう。

バッファ１８は、データリンク層に属し、パケットを一時的に格納する。

ＬＬＣモジュール１９は、データリンク層に属し、ＬＬＣプロトコルを実行して隣接する無線装置との間でリンクの接続および解放を行なう。

ＩＰモジュール２０は、インターネット層に属し、ＩＰパケットを生成する。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、上位のプロトコルのパケットを格納するためのＩＰデータ部とからなる。そして、ＩＰモジュール２０は、ＴＣＰモジュール２２またはＵＤＰモジュール２３からデータを受けると、その受けたデータをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを生成する。

そうすると、ＩＰモジュール２０は、ルーティングテーブル２１を検索し、生成したＩＰパケットを送信するための経路を決定する。そして、ＩＰモジュール２０は、ＩＰパケットをＬＬＣモジュール１９へ送信し、決定した経路に沿ってＩＰパケットを送信先へ送信する。

また、ＩＰモジュール２０は、ルーティングテーブル２１に格納された経路のうちのある経路を用いて無線通信が行なわれた場合、その無線通信のコピーであるルーティングテーブル２１のキャッシュを作成し、その作成したキャッシュをメモリ（図示せず）に保持する。

そして、ＩＰモジュール２０は、その作成したキャッシュを参照して、自己が搭載された無線装置３１における単位時間当たりのパケット送信数を演算する。なお、この演算したパケット送信数は、無線装置３１が他の無線装置から受信して転送する単位時間当たりのパケット数と、無線装置３１が送信を開始する単位時間当たりのパケット数との和からなる。

ＩＰモジュール２０は、無線装置３１が無線通信を中継する中継器である場合、演算した単位時間当たりのパケット送信数が無線通信の品質が低下したか否かを判断する基準である閾値Ｔｈｍａｘ以上に増加すると、後述する方法によって、無音パケットの破棄を要求するための破棄要求を送信すべき無線装置を選択し、その選択した無線装置へ破棄要求を送信する。

また、ＩＰモジュール２０は、無線装置３１が無線通信を中継する中継器である場合、演算した単位時間当たりのパケット送信数が閾値Ｔｈｍａｘ以上に増加した後に、単位時間当たりのパケット送信数が無線通信の品質の回復を示す閾値Ｔｈｍｉｎよりも少なくなると、後述する方法によって、無音パケットの破棄の中止を要求するための破棄中止要求を送信すべき無線装置を選択し、その選択した無線装置へ破棄中止要求を送信する。

更に、ＩＰモジュール２０は、無線装置３１が送信元の無線装置である場合、無線通信を中継する中継器から破棄要求を受信すると、その受信した破棄要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

更に、ＩＰモジュール２０は、無線装置３１が送信元の無線装置である場合、無線通信を中継する中継器から破棄中止要求を受信すると、その受信した破棄中止要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

ルーティングテーブル２１は、インターネット層に属し、後述するように、各送信先に対応付けて経路情報を格納する。

ＴＣＰモジュール２２は、トランスポート層に属し、ＴＣＰパケットを生成する。ＴＣＰパケットは、ＴＣＰヘッダと、上位のプロトコルのデータを格納するためのＴＣＰデータ部とからなる。そして、ＴＣＰモジュール２２は、生成したＴＣＰパケットをＩＰモジュール２０へ送信する。

ＵＤＰモジュール２３は、トランスポート層に属し、ルーティングデーモン２４によって作成されたＵｐｄａｔｅパケットをブロードキャストし、他の無線装置からブロードキャストされたＵｐｄａｔｅパケットを受信してルーティングデーモン２４へ出力する。

ルーティングデーモン２４は、プロセス／アプリケーション層に属し、他の通信制御モジュールの実行状態を監視するとともに、他の通信制御モジュールからのリクエストを処理する。

また、ルーティングデーモン２４は、最適な経路を算出してルーティングテーブル２１をインターネット層に動的に作成する。

なお、図１に示す無線装置３２〜４３の各々も、図２に示す無線装置３１の構成と同じ構成からなる。

図３は、図２に示すＩＰモジュール２０の一部の機能を示す機能ブロック図である。ＩＰモジュール２０は、送受信手段２０１と、選択手段２０２と、通知手段２０３と、キャッシュ２０４とを含む。なお、送受信手段２０１は、ＩＰモジュール２０が搭載された無線装置が送信元と送信先との間でパケットを中継する場合、「中継手段」と言う。

送受信手段２０１は、ＵＤＰモジュール２３またはＴＣＰモジュール２２から受けたパケットをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを作成し、その作成したＩＰパケットを送信先へ送信するための経路をルーティングテーブル２１を参照して探索する。そして、送受信手段２０１は、その探索した経路に沿ってＩＰパケットを送信する。

また、送受信手段２０１は、他の無線装置から受信したパケットを上位層へ出力する。

更に、送受信手段２０１は、自己が送信元の無線装置に搭載されている場合、無線通信を中継している無線装置から破棄要求を受信すると、その受信した破棄要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

更に、送受信手段２０１は、自己が送信元の無線装置に搭載されている場合、無線通信を中継している無線装置から破棄中止要求を受信すると、その受信した破棄中止要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

選択手段２０２は、後述する方法によって、キャッシュ２０４を参照して送受信手段２０１が単位時間当たりに送信するパケット送信数ＴＸＮを随時演算し、その演算したパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であるか否かを判定する。

そして、選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であるとき、送受信手段２０１から受けたパケットに基づいて、後述する方法によって、無音パケットの破棄を要求するための破棄要求を送信すべき無線装置を選択し、その選択した無線装置を通知手段２０３へ出力する。なお、選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘよりも小さいとき、通知手段２０３へ何も出力しない。

また、選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上に増加した後、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎ（＜Ｔｈｍａｘ）よりも小さくなったか否かを判定する。

そして、選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも小さくなったと判定したとき、後述する方法によって、無音パケットの破棄の中止を要求するための破棄中止要求を送信すべき無線装置を選択し、その選択した無線装置を通知手段２０３へ出力する。なお、選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎ以上であるとき、通知手段２０３へ何も出力しない。

通知手段２０３は、破棄要求を送信すべき無線装置を選択手段２０２から受けると、破棄要求をメッセージとして含む専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１を生成し、その生成した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１を選択手段２０２から受けた無線装置へ送信する。

また、通知手段２０３は、破棄中止要求を送信すべき無線装置を選択手段２０２から受けると、破棄中止要求をメッセージとして含む専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２を生成し、その生成した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２を選択手段２０２から受けた無線装置へ送信する。

キャッシュ２０４は、各無線通信における送信先、送信元および通信量等を格納する。

図４は、ＯＬＳＲプロトコルにおけるパケットＰＫＴの構成図である。パケットＰＫＴは、パケットヘッダＰＨＤと、メッセージヘッダＭＨＤとからなる。なお、パケットＰＫＴは、ＵＤＰモジュール２３のポート番号６９８番を使用して送受信される。

パケットヘッダＰＨＤは、パケット長と、パケットシーケンス番号とからなる。パケット長は、１６ビットのデータからなり、パケットのバイト数を表す。また、パケットシーケンス番号は、１６ビットのデータからなり、どのパケットが新しいかを区別するために用いられる。そして、パケットシーケンス番号は、新しいパケットが生成される度に“１”ずつ増加される。従って、パケットシーケンス番号が大きい程、そのパケットＰＫＴが新しいことを示す。

メッセージヘッダＭＨＤは、メッセージタイプと、有効時間と、メッセージサイズと、発信元アドレスと、ＴＴＬと、ホップ数と、メッセージシーケンス番号と、メッセージとからなる。

メッセージタイプは、８ビットのデータからなり、メッセージ本体に書かれたメッセージの種類を表し、０〜１２７は、予約済みである。有効時間は、８ビットのデータからなり、受信後に、このメッセージを管理しなければならない時間を表す。そして、有効時間は、仮数部と、指数部とからなる。

メッセージサイズは、１６ビットのデータからなり、メッセージの長さを表す。発信元アドレスは、３２ビットのデータからなり、メッセージを生成した無線装置を表す。ＴＴＬは、８ビットのデータからなり、メッセージが転送される最大ホップ数を指定する。そして、ＴＴＬは、メッセージが転送される時に“１”ずつ減少される。そして、ＴＴＬが“０”である場合、メッセージは、転送されない。ホップ数は、８ビットのデータからなり、メッセージの生成元からのホップ数を表す。そして、ホップ数は、最初、“０”に設定され、転送される毎に“１”ずつ増加される。メッセージシーケンス番号は、１６ビットのデータからなり、各メッセージに割当てられる識別番号を表す。そして、メッセージシーケンス番号は、メッセージが作成される毎に、“１”ずつ増加される。メッセージは、送信対象のメッセージである。

ＯＬＳＲプロトコルにおいては、各種のメッセージが図４に示す構成のパケットＰＫＴを用いて送受信される。

図５は、図２に示すルーティングテーブル２１の構成図である。ルーティングテーブル２１は、送信先、次の無線装置およびホップ数からなる。送信先、次の無線装置およびホップ数は、相互に対応付けられている。“送信先”は、送信先の無線装置のＩＰアドレスを表す。“次の無線装置”は、送信先にパケットＰＫＴを送信するときに、次に送信すべき無線装置のＩＰアドレスを表す。“ホップ数”は、送信先までのホップ数を表す。例えば、図１において、無線装置３１−無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２の経路によって無線装置３１と無線装置４２との間で無線通信が行なわれる場合、無線装置３１のルーティングテーブル２１のホップ数には、“４”が格納される。

ＯＬＳＲプロトコルに従ったルーティングテーブル２１の作成について詳細に説明する。無線装置３１〜４３は、ルーティングテーブル２１を作成する場合、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信する。

Ｈｅｌｌｏメッセージは、各無線装置３１〜４３が有する情報の配信を目的として、定期的に送信される。このＨｅｌｌｏメッセージを受信することによって、各無線装置３１〜４３は、周辺の無線装置に関する情報を収集でき、自己の周辺にどのような無線装置が存在するのかを認識する。

ＯＬＳＲプロトコルにおいては、各無線装置３１〜４３は、ローカルリンク情報を管理する。そして、Ｈｅｌｌｏメッセージは、このローカルリンク情報の構築および送信を行なうためのメッセージである。ローカルリンク情報は、「リンク集合」、「隣接無線装置集合」、「２ホップ隣接無線装置集合とそれらの無線装置へのリンク集合」、「ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ Ｒｅｌａｙ）集合」、および「ＭＰＲセレクタ集合」を含む。

リンク集合は、直接的に電波が届く無線装置（隣接無線装置）の集合へのリンクのことであり、各リンクは２つの無線装置間のアドレスの組の有効時間によって表現される。なお、有効時間は、そのリンクが単方向なのか双方向なのかを表すためにも利用される。

隣接無線装置集合は、各隣接無線装置のアドレス、およびその無線装置の再送信の積極度（Ｗｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓ）等によって構成される。２ホップ隣接無線装置集合は、隣接無線装置に隣接する無線装置の集合を表す。

ＭＰＲ集合は、ＭＰＲとして選択された無線装置の集合である。なお、ＭＰＲとは、各パケットＰＫＴを無線ネットワーク１００の全ての無線装置３１〜４３へ送信する場合、できる限り少ない数の無線装置によってパケットＰＫＴを全ての無線装置３１〜４３へ送信できるように中継無線装置を選択することである。

ＭＰＲセレクタ集合は、自己をＭＰＲとして選択した無線装置の集合を表す。

ローカルリンク情報が確立される過程は、概ね、次のようになる。Ｈｅｌｌｏメッセージは、初期の段階では、各無線装置３１〜４３が自己の存在を知らせるために、自己のアドレスが入ったＨｅｌｌｏメッセージを隣接する無線装置へ送信する。これを、無線装置３１〜４３の全てが行ない、各無線装置３１〜４３は、自己の周りにどのようなアドレスを持った無線装置が存在するのかを把握する。このようにして、リンク集合および隣接無線装置集合が構築される。

そして、構築されたローカルリンク情報は、再び、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送り続けられる。これを繰返すことによって、各リンクが双方向であるのか、隣接無線装置の先にどのような無線装置が存在するのかが徐々に明らかになって行く。各無線装置３１〜４３は、このように徐々に構築されたローカルリンク情報を蓄える。

更に、ＭＰＲに関する情報も、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送信され、各無線装置３１〜４３へ告知される。各無線装置３１〜４３は、自己が送信するパケットＰＫＴの再送信を依頼する無線装置として、いくつかの無線装置をＭＰＲ集合として隣接無線装置の中から選択している。そして、このＭＰＲ集合に関する情報は、Ｈｅｌｌｏメッセージによって隣接する無線装置へ送信されるので、このＨｅｌｌｏメッセージを受信した無線装置は、自己をＭＰＲとして選択してきた無線装置の集合を「ＭＰＲセレクタ集合」として管理する。このようにすることにより、各無線装置３１〜４３は、どの無線装置から受信したパケットＰＫＴを再送信すればよいのかを即座に認識できる。

Ｈｅｌｌｏメッセージの送受信により各無線装置３１〜４３において、ローカルリンク集合が構築されると、無線ネットワーク１００全体のトポロジーを知らせるためのＴＣメッセージが無線装置３１〜４３へ送信される。このＴＣメッセージは、ＭＰＲとして選択されている全ての無線装置によって定期的に送信される。そして、ＴＣメッセージは、各無線装置とＭＰＲセレクタ集合との間のリンクを含んでいるため、無線ネットワーク１００の全ての無線装置３１〜４３は、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合を知ることができ、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合に基づいて、無線ネットワーク１００全体のトポロジーを知ることができる。各無線装置３１〜４３は、無線ネットワーク１００全体のトポロジーを用いて最短路を計算し、それに基づいて経路表を作成する。

なお、各無線装置３１〜４３は、Ｈｅｌｌｏメッセージとは別に、ＴＣメッセージを頻繁に交換する。そして、ＴＣメッセージの交換にも、ＭＰＲが利用される。

各無線装置３１〜４３のＵＤＰモジュール２３は、上述したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信し、ルーティングデーモン２４は、ＵＤＰモジュール２３が受信したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージに基づいて無線ネットワーク１００全体のトポロジーを認識し、その無線ネットワーク１００全体のトポロジーに基づいて、最短路を計算し、それに基づいて、図５に示すルーティングテーブル２１を動的に作成する。

無線ネットワーク１００においては、送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置におけるパケットの送信数（単位時間当たりの送信数）ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上に達した場合、中継器として機能する無線装置における遅延時間およびパケットエラー率を低減するために、無音パケットの破棄が送信元において行なわれる。

そこで、無音パケットの破棄について説明する。この場合、無線装置３３が無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いて無線装置４３と無線通信を行なっており、無線装置３８が無線装置３８−無線装置３６−無線装置３７からなる経路を用いて無線装置３７と無線通信を行なっており、無線装置３２が無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路を用いて無線装置４０と無線通信を行なっており、無線装置３２が無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路を用いて無線装置４２と無線通信を行なっている場合に、４つの無線通信の中継器となる無線装置３６の動作を中心にして無音パケットの破棄について説明する。

なお、４つの無線通信は、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による音声通信であるものとする。

図６は、ルーティングテーブル２１のキャッシュの一例を示す図である。なお、図６に示すキャッシュＣＡＣＨＥ１は、ルーティングテーブル２１の実際のキャッシュを構成する項目のうち、本発明に関連のある項目のみを構成要素としている。

ルーティングテーブル２１のキャッシュＣＡＣＨＥ１は、Ｉｆａｃｅと、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎと、Ｕｓｅと、Ｓｏｕｒｃｅとを含む。Ｉｆａｃｅは、インターフェースを表し、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎは、送信先を表し、Ｕｓｅは、単位時間当たりのパケット送信数を表し、Ｓｏｕｒｃｅは、送信元を表す。

また、キャッシュＣＡＣＨＥ１は、無線装置３６におけるルーティングテーブル２１のキャッシュであり、ｅｔｈ１は、イーサネット（登録商標）を表し、アドレス“４００９０００Ａ”は、無線装置４３を表し、アドレス“３Ｅ０９０Ｃ０Ａ”は、無線装置３３を表し、アドレス“９Ｆ０９０Ｃ０Ａ”は、無線装置４０を表し、アドレス“９９０９０Ｄ０Ａ”は、無線装置３２を表し、アドレス“９９０９０Ｃ０Ｂ”は、無線装置３７を表し、アドレス“９９０９０Ｃ０Ａ”は、無線装置３８を表し、“５００８０Ｃ０Ｃ”は、無線装置４２を表すものとする。

図７は、無線ネットワーク１００における無音パケットの破棄を示す概念図である。また、図８は、図７に示す無線装置３６が保持するルーティングテーブル２１Ａを示す図である。

なお、図７において、実線の太さは、通信量を表し、相対的に太い線は、相対的に多い通信量を表す。

上述した４つの無線通信を中継している無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュＣＡＣＨＥ１を参照して、随時、送受信手段２０１が単位時間当たりに送信するパケット送信数ＴＸＮを演算する。

この場合、無線装置３６の送受信手段２０１は、無線装置３３から無線装置４３への無線通信を３４０個／秒のパケット送信数で中継し、無線装置４３から無線装置３３への無線通信を２００個／秒のパケット送信数で中継している。また、無線装置３６の送受信手段２０１は、無線装置３２から無線装置４０への無線通信を８０個／秒のパケット送信数で中継し、無線装置４０から無線装置３２への無線通信を９０個／秒のパケット送信数で中継している。更に、無線装置３６の送受信手段２０１は、無線装置３８から無線装置３７への無線通信を１５０個／秒のパケット送信数で中継し、無線装置３７から無線装置３８への無線通信を８０個／秒のパケット送信数で中継している。更に、無線装置３６の送受信手段２０１は、無線装置３２から無線装置４２への無線通信を４０個／秒のパケット送信数で中継し、無線装置４２から無線装置３２への無線通信を６０個／秒のパケット送信数で中継している（図６参照）。

従って、無線装置３６の選択手段２０２は、各無線通信におけるパケット送信数を加算して単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮ＝１０４０個／秒（＝３４０＋２００＋８０＋９０＋１５０＋８０＋４０＋６０）を演算する。

また、無線装置３６の選択手段２０２は、閾値Ｔｈｍａｘとして１０００個／秒を保持している。そして、この閾値Ｔｈｍａｘ＝１０００個／秒は、次の方法によって決定される。

各無線装置３１〜４３がＩＥＥＥ８０２．１１の無線デバイスである場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）の機能により、同時にパケットを送信できる無線装置は、１台のみであり、全ての無線装置３１〜４３の送信機会は、均等である。

ここで、音声データのサイズが１６０バイトであり、パケット送信間隔が２０ｍｓであるＧ７１１コーデックを用いたＶｏＩＰを想定する。各無線装置３１〜４３がＩＥＥＥ８０２．１１ｂの無線デバイスである場合、１つのパケットの送信に要する平均時間は、０．９４５ｍｓ（再送なし）である。５個の無線通信が１つの無線装置に集中する場合、その１つの無線装置が１秒間に処理しなければならないパケット数は、１０００個／秒（＝２×２×５０（個／秒）×５）となるため、その１つの無線装置は、１つのパケットを１ｍｓで処理する必要がある。この１ｍｓは、１つのパケットの送信に要する時間（＝０．９４５ｍｓ）よりも長いため、５個の無線通信が１つの無線装置に集中する場合、その１つの無線装置は、５個の無線通信を中継することができる。

一方、６個の無線通信が１個の無線装置に集中した場合、その１つの無線装置が１秒間に処理しなければならないパケット数は、１２００個／（＝２×２×５０（個／秒）×６）となるため、その１つの無線装置は、１つのパケットを０．８ｍｓで処理する必要がある。この０．８ｍｓは、１つのパケットの送信に要する時間（＝０．９４５ｍｓ）よりも短いため、６個の無線通信が１つの無線装置に集中する場合、その１つの無線装置は、６個の無線通信を中継することができず、無線通信の品質が劣化する。

以上の結果より、６個の無線通信が１個の無線装置に集中する場合、パケット損失率および遅延時間に大きな性能劣化があり、５個の無線通信が１個の無線装置に集中する場合、１個の無線装置は、パケット損失率および遅延時間を劣化させずにパケットを処理可能である。

従って、この発明においては、無線通信の品質が低下したか否かを判断する基準である閾値Ｔｈｍａｘを１０００個／秒に設定し、無線通信を中継する無線装置における単位時間当たりのパケット送信数が１０００個／秒（＝Ｔｈｍａｘ）以上になると、通信品質が低下したことを検知することにしたものである。

無線装置３６の選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮ＝１０４０個／秒を演算すると、その演算したパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であるか否かを判定する。そして、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であるとき、無線装置３６の選択手段２０２は、無線通信の品質が低下したことを検知し、パケット送信数ＴＸＮを次式に代入して破棄要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ１を演算する。

Ｎｃｏｍ１＝（ＴＸＮ−Ｔｈｍａｘ）／５０＋ｎ・・・（１）

式（１）において、ｎは、マージンである。このｎは、複数個の無線通信が１つの無線装置に集中した場合に、その１つの無線装置における単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮを閾値Ｔｈｍａｘよりも少なくするためのものである。そして、ｎは、例えば、“２”に設定される。

従って、パケット送信数ＴＸＮが１０４０個／秒である場合、破棄要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ１は、Ｎｃｏｍ１＝（１０４０−１０００）／５０＋２＝０．８＋２≒３となる。この場合、無線装置３６の選択手段２０２は、（１０４０−１０００）／５０の演算結果である０．８の小数点以下を切り上げて“１”と演算する。そして、無線装置３６の選択手段２０２は、（ＴＸＮ−Ｔｈｍａｘ）／５０の結果が小数点以下第２位以下の数値である場合も、小数点以下を切り上げて“１”と演算する。このように、無線装置３６の選択手段２０２は、送受信手段２０１（中継手段）において閾値Ｔｈｍａｘを超えた単位時間当たりのパケット送信数をＡとし、送信元における単位時間当たりのパケット送信数をＢとした場合、Ａ／Ｂが相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、Ａ／Ｂが相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、個数Ｎｃｏｍ１を決定する。

無線装置３６の選択手段２０２は、破棄要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ１（＝３）を演算すると、破棄要求を送信すべき無線装置を選択する。この場合、無線装置３６の選択手段２０２は、通信帯域に与える影響が多い順に破棄要求を送信すべき無線通信を選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を破棄要求を送信すべき無線装置として選択する。即ち、無線装置３６の選択手段２０２は、送信元から送信先までのホップ数が多い順に破棄要求を送信すべき無線通信を選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を破棄要求を送信すべき無線装置として選択する。

具体的に説明する。無線装置３６の送受信手段２０１は、上述した４個の無線通信を中継しており、選択手段２０２は、キャッシュ２０４（ＣＡＣＨＥ１）を参照すれば、送受信手段２０１が中継している無線通信の送信元および送信先を検出できる。

従って、無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュ２０４（ＣＡＣＨＥ１）を参照して、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いた無線通信における送信元（無線装置３３または無線装置４３）および送信先（無線装置４３または無線装置３３）を検出する。

また、無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュ２０４（ＣＡＣＨＥ１）を参照して、無線装置３８−無線装置３６−無線装置３７からなる経路を用いた無線通信における送信元（無線装置３８または無線装置３７）および送信先（無線装置３７または無線装置３８）を検出する。

更に、無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュ２０４（ＣＡＣＨＥ１）を参照して、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路を用いた無線通信における送信元（無線装置３２または無線装置４０）および送信先（無線装置４０または無線装置３２）を検出する。

更に、無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュ２０４（ＣＡＣＨＥ１）を参照して、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路を用いた無線通信における送信元（無線装置３２または無線装置４２）および送信先（無線装置４２または無線装置３２）を検出する。

そして、無線装置３６の選択手段２０２は、各無線通信の送信元および送信先を検出すると、無線装置３６から各送信元および各送信先までのホップ数をルーティングテーブル２１Ａ（図８参照）を参照して検出する。つまり、無線装置３６の選択手段２０２は、その検出した各無線装置の送信元および送信先を送信先とする経路のホップ数をルーティングテーブル２１Ａを参照して検出することにより、無線装置３６から各送信元および各送信先までのホップ数を検出する。

そうすると、無線装置３６の選択手段２０２は、その検出した無線装置３６から送信元までのホップ数と無線装置３６から送信先までのホップ数との和を演算して各無線通信における送信元から送信先までのホップ数を演算する。

即ち、無線装置３６の選択手段２０２は、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数を演算する場合、ルーティングテーブル２１Ａに基づいて、無線装置３６から無線装置３３までのホップ数である“２”を検出し、無線装置３６から無線装置４３までのホップ数である“２”を検出し、その検出した２つのホップ数の和（＝２＋２）を演算して無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数を“４”と演算する。

無線装置３６の選択手段２０２は、同様にして、無線装置３８−無線装置３６−無線装置３７からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数を“２”（＝１＋１）と演算し、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数を“３”（＝１＋２）と演算し、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数を“３”（＝１＋２）と演算する。

そうすると、無線装置３６の選択手段２０２は、その演算した送信元から送信先までのホップ数が多い順に破棄要求を送信すべき３個（＝Ｎｃｏｍ１）の無線通信を選択する。この場合、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数が“４”であり、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数が“３”であり、無線装置３７−無線装置３６−無線装置３８からなる経路を用いた無線通信における送信元から送信先までのホップ数が“２”であるので、無線装置３６の選択手段２０２は、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路を用いた無線通信、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路を用いた無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路を用いた無線通信を破棄要求を送信すべき無線通信として選択する。

そして、無線装置３６の選択手段２０２は、その選択した３個の無線通信の送信元（＝無線装置３２，３３）および送信先（＝無線装置４０，４２，４３）を破棄要求を送信すべき無線装置として選択する（図７の（ａ）参照）。

そうすると、無線装置３６の選択手段２０２は、その選択した無線装置３２，３３，４０，４２，４３を通知手段２０３へ出力する。

無線装置３６の通知手段２０３は、破棄要求を送信すべき無線装置３２，３３，４０，４２，４３を選択手段２０２から受けると、破棄要求をメッセージに含む専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１を生成し、その生成した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１をユニキャストによって無線装置３２，３３，４０，４２，４３へ送信する（図７の（ｂ）参照）。

無線装置３２，３３，４０，４２，４３の送受信手段２０１は、専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１を無線装置３６から受信し、その受信した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ１に基づいて、無音パケットの破棄要求を検出する。そして、無線装置３２，３３，４０，４２，４３の送受信手段２０１は、その検出した破棄要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

そうすると、無線装置３２，３３，４０，４２，４３のユーザアプリケーション１４は、送受信手段２０１から破棄要求を受け、無音パケットを破棄し、有音パケットのみを通信制御部１５へ送信する。そして、無線装置３２，３３，４０，４２，４３の送受信手段２０１は、ユーザアプリケーション１４から送信された有音パケットを送信先へ送信するための経路をルーティングテーブル２１を参照して探索し、その探索した経路に沿って有音パケットを送信先へ送信する。

これによって、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路における無線通信、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信の通信量が減少し、無線装置３６が単位時間当たりに送信するパケット送信数ＴＸＮが減少する（図７の（ｃ）参照）。

図９は、無線ネットワーク１００における無音パケットの破棄の中止を示す概念図である。また、図１０は、ルーティングテーブル２１のキャッシュの他の例を示す図である。

無線装置３６の選択手段２０２は、通知手段２０３が破棄要求を無線装置３２，３３，４０，４２，４３へ送信した後も、キャッシュ２０４を参照して、送受信手段２０１が単位時間当たりに送信するパケット送信数ＴＸＮを上述した方法によって随時演算する。例えば、無線装置３６の選択手段２０２は、キャッシュＣＡＣＨＥ２（図１０参照）を参照して、パケット送信数ＴＸＮ＝８２０個／秒（＝２８０＋１７０＋４０＋５０＋１５０＋８０＋２０＋３０）を演算する。また、無線装置３６の選択手段２０２は、閾値Ｔｈｍｉｎ＝Ｔｈｍａｘ−５０×ｎ＝１０００（個／秒）−５０（個／秒）×２＝９００を保持している。なお、送信元の無線装置３２，３３，４０，４２，４３が無音パケットを破棄して有音パケットのみを送信先へ送信しているので、キャッシュＣＡＣＨＥ２に格納された通信量（Ｕｓｅ）は、キャッシュＣＡＣＨＥ１に格納された通信量（Ｕｓｅ）よりも少なくなっているｚ（図６および図１０参照）。

無線装置３６の選択手段２０２は、破棄要求を送信すべき無線装置を通知手段２０３へ出力した後にパケット送信数ＴＸＮを演算すると、その演算したパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも少なくなったか否かを判定する。

そして、無線装置３６の選択手段２０２は、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも少なくなると、パケット送信数ＴＸＮを次式に代入して破棄中止要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ２を演算する。

Ｎｃｏｍ２＝（Ｔｈｍｉｎ−ＴＸＮ）／５０・・・（２）

即ち、無線装置３６の選択手段２０２は、Ｎｃｏｍ２＝（９００−８２０）／５０＝１．６≒２を演算する。なお、無線装置３６の選択手段２０２は、この場合も、小数点以下を切り上げて個数Ｎｃｏｍ２を演算する。このように、無線装置３６の選択手段２０２は、閾値Ｔｈｍｉｎと送受信手段２０１（中継手段）における単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮとの差が相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、閾値Ｔｈｍｉｎと送受信手段２０１（中継手段）における単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮとの差が相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、個数Ｎｃｏｍ２を決定する。

無線装置３６の選択手段２０２は、個数Ｎｃｏｍ２を演算すると、破棄要求を送信した３個の無線通信（無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路における無線通信、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信）の中から破棄中止要求を送信すべき２個（＝Ｎｃｏｍ２）の無線通信を選択する。

より具体的には、無線装置３６の選択手段２０２は、３個の無線通信（＝無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路における無線通信、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信）における送信元および送信先をキャッシュＣＡＣＨＥ２を参照して検出し、無線装置３６からその検出した送信元および送信先までのホップ数をルーティングテーブル２１Ａを参照して検出する。そして、無線装置３６の選択手段２０２は、その検出したホップ数に基づいて、無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路における無線通信の送信元から送信先までのホップ数を“４”（＝２＋２）と演算し、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信の送信元から送信先までのホップ数を“３”（＝１＋２）と演算し、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信の送信元から送信先までのホップ数を“３”（＝１＋２）と演算する。

そうすると、無線装置３６の選択手段２０２は、破棄要求を送信した３個の無線通信（無線装置３３−無線装置３５−無線装置３６−無線装置４１−無線装置４３からなる経路における無線通信、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信）の中から破棄中止要求を送信すべき２個の無線通信として、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信をホップ数の少ない順に選択する（図９の（ａ）参照）。

そして、無線装置３６の選択手段２０２は、その選択した無線通信の送信元および送信先（無線装置３２，４０，４２）を破棄中止要求を送信すべき無線装置として選択し、その選択した無線装置３２，４０，４２を通知手段２０３へ出力する。

無線装置３６の通知手段２０３は、破棄中止要求を送信すべき無線装置３２，４０，４２を選択手段２０２から受けると、無音パケットの破棄の中止を要求するための破棄中止要求をメッセージに含む専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２を生成し、その生成した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２をユニキャストによって無線装置３２，４０，４２へ送信する（図９の（ｂ）参照）。

無線装置３２，４０，４２の送受信手段２０１は、無線装置３６から専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２を受信し、その受信した専用パケットＰＫＴ＿Ｄ２に基づいて、破棄中止要求を検出する。そして、無線装置３２，４０，４２の送受信手段２０１は、その検出した破棄中止要求をユーザアプリケーション１４へ通知する。

そうすると、無線装置３２，４０，４２のユーザアプリケーション１４は、送受信手段２０１から破棄中止要求を受け、生成したデータが無音データであるか有音データであるかに拘わらず、生成したデータからなるパケットを通信制御部１５へ送信する。そして、無線装置３２，４０，４２の送受信手段２０１は、ユーザアプリケーション１４から送信されたパケットを送信先へ送信するための経路をルーティングテーブル２１を参照して探索し、その探索した経路に沿ってパケットを送信先へ送信する。

これによって、無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４０からなる経路における無線通信の通信量および無線装置３２−無線装置３６−無線装置３９−無線装置４２からなる経路における無線通信の通信量が増加する（図９の（ｃ）参照）。

上述したように、４個の無線通信を中継する無線装置３６は、自己における単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上になると、通信帯域に与える影響が多い順に破棄要求を送信すべき無線通信を選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先へ破棄要求を送信する。そして、破棄要求を受信した無線装置３２，３３，４０，４２，４３は、無音パケットを破棄し、有音パケットのみを送信先へ送信する。その結果、有音パケットが送信元と送信先との間で送受信されながら、無線装置３６が単位時間当たりに送信するパケット送信数ＴＸＮが減少する。

従って、この発明によれば、通信品質の低下を抑制し、かつ、無線装置３６（＝中継器）における通信負荷を低減できる。

また、無線装置３６は、単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上になった後に、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘよりも小さい閾値Ｔｈｍｉｎを下回ったときに、破棄要求を送信した無線装置から選択した無線装置へ破棄中止要求を送信する。その結果、破棄要求および破棄中止要求が繰り返し送信元および送信先へ送信されるのが抑制される。

従って、この発明によれば、送信元から送信されるパケット数の急激な増減が抑制され、音飛びを抑制できる。

更に、無線装置３６は、破棄要求を送信した無線通信のうち、送信元から送信先までのホップ数が相対的に少ない無線通信の送信元および送信先へ破棄中止要求を送信する。

従って、この発明によれば、無線ネットワーク１００全体における通信量を短時間に回復できる。

図１１は、無音パケットを破棄する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１１においては、無線装置３６を中継器とし、無線装置３２，３３，４０，４２，４３を破棄要求を送信すべき無線装置として無音パケットを破棄する動作を説明する。

一連の動作が開始されると、中継器である無線装置３６は、上述した方法によって、単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮを演算する（ステップＳ１）。そして、無線装置３６は、その演算したパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘよりも小さいと判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１へ戻る。そして、ステップＳ２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であると判定されるまで、上述したステップＳ１，Ｓ２が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘ以上であると判定されると、無線装置３６は、上述した方法によって、破棄要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ１を演算する（ステップＳ３）。

その後、無線装置３６は、破棄要求を送信すべきＮｃｏｍ１個の無線通信を送信元から送信先までのホップ数が多い順に、パケットを中継している複数個の無線通信の中から選択する（ステップＳ４）。

引き続いて、無線装置３６は、その選択したＮｃｏｍ１個の無線通信の送信元および送信先（＝無線装置３２，３３，４０，４２，４３）を破棄要求を送信すべき無線装置として選択し（ステップＳ５）、その選択した無線装置へ破棄要求を送信する（ステップＳ６）。

送信元または送信先である無線装置３２，３３，４０，４２，４３は、無線装置３６から破棄要求を受信する（ステップＳ７）。そして、無線装置３２，３３，４０，４２，４３は、その受信した破棄要求に応じて、無音パケットを破棄し、有音パケットのみを送信先へ送信する（ステップＳ８）。これによって、一連の動作は終了する。

図１２は、無音パケットの破棄を中止する動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１２においては、無線装置３６を中継器とし、無線装置３２，４０，４２を破棄中止要求を送信すべき無線装置として無音パケットの破棄を中止する動作を説明する。

一連の動作が開始されると、中継器である無線装置３６は、上述した方法によって、単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮを演算する（ステップＳ１１）。そして、無線装置３６は、その演算したパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも少ないか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎ以上であると判定されたとき、一連の動作は、ステップＳ１１へ戻る。そして、ステップＳ１２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも少ないと判定されるまで、上述したステップＳ１１，Ｓ１２が繰り返し実行される。

そして、ステップＳ１２において、パケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍｉｎよりも少ないと判定されると、無線装置３６は、上述した方法によって、破棄中止要求を送信すべき無線通信の個数Ｎｃｏｍ２を演算する（ステップＳ１３）。

その後、無線装置３６は、破棄中止要求を送信すべきＮｃｏｍ２個の無線通信を送信元から送信先までのホップ数が少ない順に、破棄要求を送信したＮｃｏｍ１個の無線通信の中から選択する（ステップＳ１４）。

引き続いて、無線装置３６は、その選択したＮｃｏｍ２個の無線通信の送信元および送信先（＝無線装置３２，４０，４２）を破棄中止要求を送信すべき無線装置として選択し（ステップＳ１５）、その選択した無線装置へ破棄中止要求を送信する（ステップＳ１６）。

送信元または送信先である無線装置３２，４０，４２は、無線装置３６から破棄中止要求を受信する（ステップＳ１７）。そして、無線装置３２，４０，４２は、その受信した破棄中止要求に応じて、無音パケットおよび有音パケットを送信先へ送信する（ステップＳ１８）。これによって、一連の動作は終了する。

中継器である無線装置３６は、図１１および図１２に示すフローチャートを繰り返し実行し、送信元と送信先との無線通信を中継する。従って、この発明によれば、通信品質の低下を抑制し、かつ、中継器における通信負荷を低減できる。

なお、図１１に示すフローチャートにおいては、中継器（＝無線装置３６）が中継している複数個の無線通信の中からホップ数（送信元から送信先までのホップ数）の多い順に破棄要求を送信すべきＮｃｏｍ１個の無線通信を選択すると説明したが（図１１のステップＳ４参照）、中継器（＝無線装置３６）が中継している複数個の無線通信の送信元から送信先までのホップ数が同じである場合、中継器（＝無線装置３６）は、ステップＳ４において、複数個の無線通信の中から破棄要求を送信すべきＮｃｏｍ１個の無線通信を任意に選択する。

また、図１２に示すフローチャートにおいては、破棄要求を送信した無線通信の中からホップ数（送信元から送信先までのホップ数）の少ない順に破棄中止要求を送信すべきＮｃｏｍ２個の無線通信を選択すると説明したが（図１２のステップＳ１４参照）、破棄要求を送信した無線通信の送信元から送信先までのホップ数が同じである場合、中継器（＝無線装置３６）は、ステップＳ１４において、破棄要求を送信した無線通信の中から破棄中止要求を送信すべきＮｃｏｍ２個の無線通信を任意に選択する。

上記においては、無線装置３６が中継器であり、無線装置３２，３３，４０，４２，４３が送信元または送信先である場合を例にして無音パケットの破棄および無音パケットの破棄の中止について説明したが、無線装置３６以外の無線装置３１〜３５，３７〜４３が中継器であり、無線装置３２，３３，４０，４２，４３以外の無線装置が送信元または送信先である場合も、上述した方法によって無音パケットの破棄および無音パケットの破棄の中止が実行される。

また、上記においては、閾値Ｔｈｍａｘは、１０００個／秒であると説明したが、この発明においては、これに限らず、閾値Ｔｈｍａｘは、一般的には、アプリケーションの種類（パケットサイズおよび送信元のパケット送信間隔）に応じて、中継器においてパケット損失率および遅延時間に劣化が生じないように決定される。

更に、上記においては、式（１）におけるｎは、“２”であると説明したが、この発明においては、これに限らず、式（１）におけるｎは、中継器における単位時間当たりのパケット送信数ＴＸＮが閾値Ｔｈｍａｘを下回るためのマージンが得られる値であれば、どのような値であってもよい。

更に、上記においては、無線ネットワーク１００は、無音パケットを破棄し、有音パケットのみを送信する無音廃棄方式に従ってパケットを送信する無線ネットワークであると説明したが、この発明においては、これに限らず、無線ネットワーク１００は、一般的には、無意味なデータを含むパケットを破棄し、意味のあるデータを含むパケットのみを送信する方式に従って無線通信が送信元と送信先との間で行われる無線ネットワークであればよい。

無線ネットワーク１００がそのような無線ネットワークであれば、無意味なデータを含むパケットを破棄しても通信品質の低下を抑制でき、中継器における通信負荷を低減できるからである。

なお、この発明においては、無線装置３６は、「中継装置」を構成し、無線装置３２，３３，４０，４２，４３または無線装置３２，４０，４２は、「送信装置」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、通信品質の低下を抑制し、かつ、通信負荷を低減可能な無線装置に適用される。また、この発明は、通信品質の低下を抑制し、かつ、通信負荷を低減可能な無線装置を備えた無線ネットワークに適用される。

この発明の実施の形態による無線装置を用いた無線ネットワークの概略図である。 図１に示す無線装置の構成を示す概略ブロック図である。 図２に示すＩＰモジュールの一部の機能を示す機能ブロック図である。 ＯＬＳＲプロトコルにおけるパケットの構成図である。 図２に示すルーティングテーブルの構成図である。 ルーティングテーブルのキャッシュの一例を示す図である。 無線ネットワークにおける無音パケットの破棄を示す概念図である。 図７に示す無線装置が保持するルーティングテーブルを示す図である。 無線ネットワークにおける無音パケットの破棄の中止を示す概念図である。 ルーティングテーブルのキャッシュの他の例を示す図である。 無音パケットを破棄する動作を説明するためのフローチャートである。 無音パケットの破棄を中止する動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１１ アンテナ、１２ 入力部、１３ 出力部、１４ ユーザアプリケーション、１５，１５Ａ 通信制御部、１６ 無線インターフェースモジュール、１７ ＭＡＣモジュール、１８ バッファ、１９ ＬＬＣモジュール、２０ ＩＰモジュール、２１，２１Ａ ルーティングテーブル、２２ ＴＣＰモジュール、２３ ＵＤＰモジュール、２４ ルーティングデーモン、３１〜４３ 無線装置、５１〜６３ アンテナ、１００ 無線ネットワーク、２０１ 送受信手段、２０２ 選択手段、２０３ 通知手段、２０４ キャッシュ。

Claims (12)

1. 自律的に確立される無線ネットワークにおいて送信元と送信先との間でパケットを中継する無線装置であって、
   前記送信元と前記送信先との間で複数個の無線通信を中継する中継手段と、
   前記中継手段における単位時間当たりのパケット送信数が前記送信元と前記送信先との間で行なわれている無線通信の通信品質が低下したか否かを判断する基準である第１の閾値以上に増加すると、通信帯域に与える影響が相対的に大きい無線通信の送信元および送信先を無意味なデータを含む一部のパケットの破棄を要求するための破棄要求を通知すべき無線装置として選択する選択手段と、
   前記破棄要求を前記選択された無線装置へ通知する通知手段とを備える無線装置。
2. 前記無線ネットワークは、パケットが無音廃棄方式によって送受信されるネットワークであり、
   前記破棄要求は、音からなるデータを含まないパケットの破棄を要求するための破棄要求である、請求項１に記載の無線装置。
3. 前記選択手段は、前記中継手段が前記パケットの中継を行っている前記複数個の無線通信の中から前記一部のパケットを破棄すべき無線通信を前記送信元から前記送信先までのホップ数が多い順に選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を前記破棄要求を通知すべき無線装置として選択する、請求項１または請求項２に記載の無線装置。
4. 前記選択手段は、前記中継手段において前記第１の閾値を超えた単位時間当たりのパケット送信数をＡとし、前記送信元における単位時間当たりのパケット送信数をＢとした場合、Ａ／Ｂが相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、前記Ａ／Ｂが相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、前記一部のパケットを破棄すべき無線通信の個数を決定し、その決定した個数の無線通信を前記ホップ数が多い順に前記複数個の無線通信の中から選択する、請求項３に記載の無線装置。
5. 前記選択手段は、前記複数個の無線通信において前記送信元から前記送信先までのホップ数が相互に同じである場合、前記一部のパケットを破棄すべき無線通信を前記複数個の無線通信の中から任意に選択する、請求項３または請求項４に記載の無線装置。
6. 前記選択手段は、更に、前記中継手段における単位時間当たりのパケット送信数が通信品質の回復を示す第２の閾値よりも少なくなると、前記一部のパケットの破棄の中止を要求するための破棄中止要求を通知すべき無線装置を前記破棄要求を送信した無線装置の中から選択し、
   前記通信手段は、更に、前記破棄中止要求を前記選択された無線装置へ送信する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線装置。
7. 前記第２の閾値は、前記第１の閾値よりも小さい、請求項６に記載の無線装置。
8. 前記選択手段は、前記一部のパケットが破棄された無線通信の中から前記一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信を前記送信元から前記送信先までのホップ数が少ない順に選択し、その選択した無線通信の送信元および送信先を前記破棄中止要求を通知すべき無線装置として選択する、請求項６または請求項７に記載の無線装置。
9. 前記選択手段は、前記第２の閾値と前記中継手段における単位時間当たりのパケット送信数との差が相対的に大きくなれば、相対的に多くなり、前記差が相対的に小さくなれば、相対的に少なくなるように、前記一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信の個数を決定し、その決定した個数の無線通信を前記一部のパケットが破棄された無線通信の中から前記ホップ数の少ない順に選択する、請求項８に記載の無線装置。
10. 前記選択手段は、前記一部のパケットが破棄された無線通信において前記送信元から前記送信先までのホップ数が相互に同じである場合、前記一部のパケットの破棄を中止すべき無線通信を前記一部のパケットが破棄された無線通信の中から任意に選択する、請求項８または請求項９に記載の無線装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線装置からなる中継装置と、
    前記中継装置から前記破棄要求を受信すると、前記一部のパケットを破棄する送信装置とを備える無線ネットワーク。
12. 前記送信装置は、前記破棄要求を前記中継装置から受信した後に前記破棄中止要求を受信すると、前記一部のパケットの破棄を中止する、請求項１１に記載の無線ネットワーク。

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