JP5022091B2 - Communication device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う通信装置に関する。 The present invention relates to a communication apparatus that performs multi-hop communication using, for example, a wireless ad hoc network.
無線アドホックネットワークは、複数の無線端末装置によって自律的に形成されるネットワークであり、無線端末装置の移動や新たな参加、離脱等の状況に応じて適応的に伝送路を変更することができる柔軟なネットワークである。無線アドホックネットワークでは、外部からのノイズ、マルチパス、フェージングや、遮蔽、端末の移動等によりパケットロスが生じやすく、経路の通信品質が変化しやすい。 A wireless ad hoc network is a network that is autonomously formed by a plurality of wireless terminal devices, and can flexibly change the transmission path according to the situation of movement, new participation, departure, etc. of the wireless terminal device. Network. In a wireless ad hoc network, packet loss is likely to occur due to external noise, multipath, fading, shielding, terminal movement, and the like, and the communication quality of the route is likely to change.
したがって、無線アドホックネットワークにおいて、映像や音声等のストリーム(以下「映像等ストリーム」という。)を途切れないよう伝送するには、経路上のリンク状態を常に把握し、リンク状態に応じて最適な経路を素早く選定して切り替える経路制御が必要である。 Therefore, in a wireless ad hoc network, in order to transmit a video or audio stream (hereinafter referred to as “video stream”) without interruption, the link state on the route is always grasped, and an optimum route according to the link state is obtained. Route control is required to quickly select and switch between.
従来の経路制御としては、パケットを送信するノード側の主導で経路制御を行う送信側主導の経路制御(例えば、非特許文献1参照)や、パケットを受信するノード側の主導で経路制御を行う受信側主導の経路制御(例えば、非特許文献2参照)が知られている。以下、図7を用いて具体的に説明する。図7は、送信元ノードS、中間ノードI及び宛先ノードDで構成された無線アドホックネットワークを示している。図7(a)〜(g)は送信側主導の経路制御を、図7(h)〜(k)は受信側主導の経路制御を、それぞれ示している。 As conventional route control, route control led by a node that transmits packets (for example, refer to Non-Patent Document 1) or route control that is led by a node that receives packets. Receiving-side route control (for example, see Non-Patent Document 2) is known. Hereinafter, this will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 shows a wireless ad hoc network composed of a transmission source node S, an intermediate node I, and a destination node D. FIGS. 7A to 7G show transmission-side route control, and FIGS. 7H to 7K show reception-side route control.
まず、送信側主導の経路制御において、送信元ノードSから宛先ノードDにパケットを送信する場合(図7(a))、宛先ノードDはパケットの受信毎に受信した旨を示すパケットを送信元ノードSに返信する(図7(b))。送信元ノードSと宛先ノードDとの間が通信不能となると(図7(c))、宛先ノードDはパケットを受け取れず送信元ノードSに返信しない。その結果、送信元ノードSは、通信断を検知し(図7(d))、経路探索を開始し(図7(e))、経路確立を確認(図7(f))した後に送信を再開(図7(g))することができるようになる。 First, in transmission-led route control, when a packet is transmitted from the source node S to the destination node D (FIG. 7A), the destination node D transmits a packet indicating that the packet has been received every time a packet is received. It returns to the node S (FIG. 7B). When communication between the transmission source node S and the destination node D becomes impossible (FIG. 7C), the destination node D cannot receive the packet and does not return it to the transmission source node S. As a result, the transmission source node S detects communication disconnection (FIG. 7 (d)), starts route search (FIG. 7 (e)), confirms route establishment (FIG. 7 (f)), and then transmits. It can be resumed (FIG. 7 (g)).
一方、受信側主導の経路制御において、送信元ノードSから宛先ノードDにパケットを送信する場合(図7(h))、送信元ノードSと宛先ノードDとの間が通信不能となると宛先ノードDは通信断を検知する(図7(i))。その結果、宛先ノードDは、経路探索を開始し(図7(j))、送信元ノードSは、宛先ノードDからのパケットが届いた経路で送信を再開(図7(k))することができるようになる。 On the other hand, when the packet is transmitted from the transmission source node S to the destination node D in the routing control led by the reception side (FIG. 7 (h)), the communication between the transmission source node S and the destination node D becomes impossible. D detects the disconnection of communication (FIG. 7 (i)). As a result, the destination node D starts route search (FIG. 7 (j)), and the transmission source node S resumes transmission on the route where the packet from the destination node D arrives (FIG. 7 (k)). Will be able to.
以上のように、受信側主導の経路制御は、送信側主導の経路制御よりも、通信障害が発生した経路から新たな経路に素早く切り替えることができる。したがって、映像等ストリームを途切れなく伝送するには、受信側主導の経路制御を採用することが好ましい。
しかしながら、受信側主導の経路制御では、映像等ストリームの伝送中に経路が分断されてしまうことがあった。 However, in the route control led by the reception side, the route may be divided during transmission of a stream such as a video.
例えば図8(a)に示すように、送信元ノードSから宛先ノードDに、中継ノードI1及びI2を介して映像等ストリームが伝送されていたとする。ある瞬間に中間ノードI1とI2との間のリンク、中間ノードI2と宛先ノードDとの間のリンクが同時に途切れたとする(図8(b))。宛先ノードDは中間ノードI1に対して経路変更を要求し(図8(c))、中間ノードI2は送信元ノードSに対して経路変更を要求する(図8(d))。その結果、送信元ノードSは、中間ノードI2に対して映像等ストリームの転送を開始してしまい、宛先ノードDには映像等ストリームが届かなくなる(図8(e))。さらに、送信元ノードSは、宛先ノードDに映像等ストリームが届かなくなったことが分からないため、そのまま継続して中間ノードI2に映像等ストリームを転送し続けてしまう。 For example, as shown in FIG. 8A, it is assumed that a stream such as a video is transmitted from the transmission source node S to the destination node D via the relay nodes I 1 and I 2 . It is assumed that the link between the intermediate nodes I 1 and I 2 and the link between the intermediate node I 2 and the destination node D are interrupted at a certain moment (FIG. 8B). The destination node D requests the intermediate node I 1 to change the route (FIG. 8C), and the intermediate node I 2 requests the source node S to change the route (FIG. 8D). As a result, the source node S would then initiate a transfer such as video streams to the intermediate node I 2, does not reach the video such stream to the destination node D (FIG. 8 (e)). Furthermore, the source node S, because you do not know that it is now no longer receive video such stream to the destination node D, will continue to transfer the video or the like stream as it continues to the intermediate node I 2.
以上のように、受信側主導の経路制御では、複数のノードが同時に経路切り替えをした際に経路が分断されてしまうという課題があった。 As described above, the reception-side route control has a problem that the route is divided when a plurality of nodes simultaneously switch the route.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる通信装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a communication device that can transmit a stream of video and the like without interruption.
本発明の通信装置は、データパケットを送信する送信元ノードと前記データパケットの宛先である宛先ノードとの間で前記データパケットを転送する経路をメンテナンスするためのメンテナンスパケットを送受信するメンテナンスパケット送受信手段と、前記メンテナンスパケットが有する情報に基づいて経路制御を行う経路制御手段とを備え、前記メンテナンスパケットは、前記宛先ノードが定期的に発行するものであり、前記宛先ノードが発行毎に付与した発行順を示す発行順情報と、前記メンテナンスパケットを送信した送信ノードを示す送信ノード情報とを有する構成を有している。 The communication apparatus according to the present invention is a maintenance packet transmitting / receiving unit for transmitting / receiving a maintenance packet for maintaining a route for transferring the data packet between a transmission source node that transmits the data packet and a destination node that is a destination of the data packet. And a route control means for performing route control based on information included in the maintenance packet. The maintenance packet is issued periodically by the destination node, and is issued by the destination node for each issue. It has a configuration having issuance order information indicating the order and transmission node information indicating the transmission node that has transmitted the maintenance packet.
この構成により、本発明の通信装置は、メンテナンスパケットの発行順情報及び送信ノード情報に基づいて経路制御を行うことにより、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができるので、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication device of the present invention can control the route based on the issue order information of the maintenance packet and the transmission node information, thereby selecting the optimum route and transmitting the data packet. Streams can be transmitted without interruption.
また、本発明の通信装置は、前記データパケットの転送経路を示す経路表のデータを記憶する経路表記憶手段を備え、前記メンテナンスパケット送受信手段は、前記経路表に基づいて前記メンテナンスパケットを送信する構成を有している。 The communication apparatus of the present invention further includes route table storage means for storing data of a route table indicating a transfer route of the data packet, and the maintenance packet transmitting / receiving means transmits the maintenance packet based on the route table. It has a configuration.
この構成により、本発明の通信装置は、メンテナンスパケットをデータパケットの送信元ノードや、経路探索によって決定された通信品質の高いリンクが確立できるノードに送信することができるので、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができ、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication device of the present invention can transmit a maintenance packet to a data packet transmission source node or a node that can establish a link with high communication quality determined by route search, so an optimal route is selected. Thus, a data packet can be transmitted, and a stream such as a video can be transmitted without interruption.
さらに、本発明の通信装置は、前記データパケットを転送する経路が切断された情報を前記発行順情報に基づいて取得する経路切断情報取得手段を備えた構成を有している。 Furthermore, the communication apparatus of the present invention has a configuration provided with a route disconnection information acquisition unit that acquires information on a disconnection of a route for transferring the data packet based on the issue order information.
この構成により、本発明の通信装置は、受信したメンテナンスパケットの発行順情報が所定時間経過しても更新されないとき、いずれかの経路が切断されたと判断することができるので、経路探索を行って最適な経路を選択することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication device of the present invention can determine that one of the routes has been disconnected when the issue order information of the received maintenance packet is not updated even after a predetermined time has elapsed. By selecting an optimum route, a video stream can be transmitted without interruption.
さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに前記発行順情報を更新して付与する発行順情報付与手段とを備えた構成を有している。 Further, the communication device of the present invention includes a maintenance packet generation unit that periodically generates the maintenance packet, and an issue order information grant that updates and issues the issue order information to the maintenance packet generated by the maintenance packet generation unit And means.
この構成により、本発明の通信装置は、データパケットの宛先ノードである場合に、メンテナンスパケットを定期的に生成し、発行順情報を更新して付与し、所定のノードに送信することができる。 With this configuration, when the communication apparatus of the present invention is a destination node of a data packet, it can periodically generate a maintenance packet, update and issue issue order information, and transmit it to a predetermined node.
さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットを定期的に生成するメンテナンスパケット生成手段と、前記メンテナンスパケット送受信手段が受信した前記メンテナンスパケットに含まれる前記発行順情報を前記メンテナンスパケット生成手段が生成した前記メンテナンスパケットに付与する発行順情報付与手段とを備えた構成を有している。 Furthermore, in the communication apparatus of the present invention, the maintenance packet generating unit generates the maintenance packet periodically, and the maintenance packet generating unit generates the issue order information included in the maintenance packet received by the maintenance packet transmitting / receiving unit. And an issue order information adding means for adding to the maintenance packet.
この構成により、本発明の通信装置は、データパケットを中継する際に、受信したメンテナンスパケットの発行順情報を、生成したメンテナンスパケットに付与して所定のノードに送信することができる。 With this configuration, when relaying a data packet, the communication device of the present invention can add the issued maintenance packet issue order information to the generated maintenance packet and transmit it to a predetermined node.
さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケット送受信手段が複数のメンテナンスパケットを受信したとき、前記経路制御手段は、最新の発行順情報を有するメンテナンスパケットに基づいて経路制御を行う構成を有している。 Furthermore, the communication device of the present invention has a configuration in which, when the maintenance packet transmitting / receiving unit receives a plurality of maintenance packets, the route control unit performs route control based on a maintenance packet having the latest issue order information. ing.
この構成により、本発明の通信装置は、最新のメンテナンスパケットが転送された経路を用いてデータパケットを伝送することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication apparatus of the present invention can transmit a stream of video and the like without interruption by transmitting a data packet using a route through which the latest maintenance packet is transferred.
さらに、本発明の通信装置は、前記メンテナンスパケットは、所定のリンク間の通信品質情報を有する構成を有している。 Furthermore, the communication apparatus of the present invention has a configuration in which the maintenance packet includes communication quality information between predetermined links.
この構成により、本発明の通信装置は、所定のリンク間の通信品質情報を取得することができるので、最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication apparatus according to the present invention can acquire communication quality information between predetermined links, so that an optimal path can be selected and a video stream can be transmitted without interruption.
さらに、本発明の通信装置は、前記データパケットは、前記送信元ノードによって付与された発行順情報を有し、前記メンテナンスパケットの発行順情報と前記データパケットの発行順情報とに基づいて所定ノード間における伝送時間の情報を取得する伝送時間情報取得手段を備え、前記データパケットを中継する中間ノードが前記所定ノード間にあるとき、前記伝送時間は、前記データパケットが前記中間ノードを経由して伝送される時間を含む構成を有している。 Further, the communication device according to the present invention, the data packet has issue order information given by the transmission source node, based on the issue order information of the maintenance packet and the issue order information of the data packet Transmission time information acquisition means for acquiring information on transmission time between the data packets, and when the intermediate node that relays the data packet is between the predetermined nodes, the transmission time is determined by the data packet passing through the intermediate node. It has a configuration including the time to be transmitted.
この構成により、本発明の通信装置は、データパケットを中継する中間ノードの有無に拘わらず、所定ノード間における伝送時間の情報を取得することができるので、取得した伝送時間の情報をホップ数の削減処理や新たな経路を探索するための経路制御等に用いることができる。その結果、本発明の通信装置は、伝送時間がより短い最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。 With this configuration, the communication device of the present invention can acquire information on transmission time between predetermined nodes regardless of the presence or absence of an intermediate node that relays a data packet. It can be used for reduction processing, route control for searching for a new route, and the like. As a result, the communication apparatus of the present invention can select an optimum route with a shorter transmission time and transmit a video stream without interruption.
本発明は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができるという効果を有する通信装置を提供することができるものである。 The present invention can provide a communication apparatus having an effect of being able to transmit a stream such as a video without interruption.
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の通信装置を、無線アドホックネットワークを介して映像等ストリームのデータパケットを伝送するものに適用した例を挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. An example in which the communication device of the present invention is applied to a device that transmits a data packet of a video stream etc. via a wireless ad hoc network will be described.
まず、本実施の形態における通信装置の構成について説明する。 First, the configuration of the communication device in the present embodiment will be described.
図1に示すように、本実施の形態における通信装置10は、パケットを受信するパケット受信部11と、パケットを送信するパケット送信部12と、受信したパケットを振り分けるパケット振分部13と、データパケットを転送処理するデータパケット転送処理部14と、メンテナンスパケットを処理するメンテナンスパケット処理部15と、経路品質を監視する経路品質監視部16と、経路表のデータを記憶する経路表記憶部17と、メンテナンスパケットを生成するメンテナンスパケット生成部18と、シーケンス番号を付与するシーケンス番号付与部19と、データパケットを処理するアプリケーション部20とを備えている。なお、本実施の形態における通信装置10は、CPUやメモリ等のハードウェアと、このハードウェア上で実行されるプログラムとを備えて動作するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
パケット受信部11及びパケット送信部12は、アドホック方式の無線通信を行う無線モジュールで構成されている。パケット受信部11及びパケット送信部12が処理するパケットは、映像等ストリームのデータパケットと、無線アドホックネットワークをメンテナンス(保守)するためのメンテナンスパケットとを含む。
The
メンテナンスパケットは、例えば図2に示すように、パケットの種別を示すパケットタイプ情報、メンテナンスパケットの送信元を示す送信アドレス情報、メンテナンスパケットの発行順序を示すシーケンス番号情報、例えば受信電界強度のようなリンク間の通信品質を示すリンク品質情報を有する。 For example, as shown in FIG. 2, the maintenance packet includes packet type information indicating the packet type, transmission address information indicating the transmission source of the maintenance packet, sequence number information indicating the order in which the maintenance packets are issued, such as received electric field strength. It has link quality information indicating communication quality between links.
なお、リンク品質情報は必須のものではなく、状況に応じて省略することもできる。また、後述するように、シーケンス番号は、映像等ストリームの宛先である宛先ノードによって更新されるようになっている。このシーケンス番号は、特許請求の範囲に記載の発行順情報に対応するものである。発行順情報は、シーケンス番号に限定されるものではなく、メンテナンスパケットの発行順が特定できるものであればよい。また、送信アドレス情報は、特許請求の範囲に記載の送信ノード情報に対応するものである。送信ノード情報は、送信アドレス情報に限定されるものではなく、メンテナンスパケットを送信したノードが特定できるものであればよい。 The link quality information is not essential and can be omitted depending on the situation. As will be described later, the sequence number is updated by a destination node that is a destination of a stream such as a video. This sequence number corresponds to the issue order information described in the claims. The issue order information is not limited to the sequence number, and may be any information that can specify the issue order of the maintenance packets. The transmission address information corresponds to the transmission node information described in the claims. The transmission node information is not limited to the transmission address information, and may be any information that can identify the node that transmitted the maintenance packet.
パケット受信部11は、映像等ストリームのデータパケット及びメンテナンスパケットを受信し、パケット振分部13に出力するようになっている。なお、パケット受信部11は、本発明のメンテナンスパケット送受信手段に対応する。
The
パケット送信部12は、データパケット転送処理部14からの映像等ストリームのデータパケットと、シーケンス番号付与部19からのメンテナンスパケットとを送信するようになっている。なお、パケット送信部12は、本発明のメンテナンスパケット送受信手段に対応する。
The
パケット振分部13は、パケット受信部11が受信したパケットを振り分けるようになっており、映像等ストリームのデータパケットをデータパケット転送処理部14に、メンテナンスパケットをメンテナンスパケット処理部15に、それぞれ振り分けるものである。
The
データパケット転送処理部14は、受信側主導の経路制御を行ってデータパケットを転送するものである。その際、データパケット転送処理部14は、経路表記憶部17に記憶されている経路表を参照するようになっている。なお、データパケット転送処理部14は、本発明の経路制御手段に対応する。
The data packet
メンテナンスパケット処理部15は、メンテナンスパケットの送信アドレス情報から取得したメンテナンスパケットの送信元アドレスを、映像等ストリームの送信先アドレスとして経路表記憶部17の経路表に登録するようになっている。また、メンテナンスパケット処理部15は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報を経路品質監視部16に出力するようになっている。
The maintenance
さらに、メンテナンスパケット処理部15は、シーケンス番号情報を格納するメモリ(図示省略)を有し、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報をこのメモリに格納するとともに、シーケンス番号付与部19にも出力するようになっている。また、メンテナンスパケット処理部15は、メモリに記憶されたシーケンス番号よりも小さい、すなわち古いシーケンス番号のメンテナンスパケットを受信した場合、そのメンテナンスパケットを無視するようになっている。
Further, the maintenance
さらに、メンテナンスパケット処理部15は、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号が所定時間経過しても更新されないとき、データパケットを転送する経路のいずれかが切断されていると判断するようになっている。なお、メンテナンスパケット処理部15は、本発明の経路切断情報取得手段に対応する。
Further, the maintenance
経路品質監視部16は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報によって、無線アドホックネットワークにおけるノード間のリンク状態を監視するものである。
The route
経路表記憶部17は、映像等ストリームのデータパケットに関する送信元及び送信先のノード情報が記述された経路表のデータを記憶するようになっている。なお、経路表記憶部17は、本発明の経路表記憶手段に対応する。
The routing
メンテナンスパケット生成部18は、経路表記憶部17の経路表を参照し、定期的にメンテナンスパケットを生成するものであって、本発明のメンテナンスパケット生成手段に対応する。ここで、定期的とは、映像等ストリームの受信パケット数毎や所定時間毎に行うことをいう。なお、本実施の形態では、メンテナンスパケット生成部18は、所定時間毎にメンテナンスパケットを生成するものとする。メンテナンスパケット生成部18が生成したメンテナンスパケットは、経路表に基づいて所定のノードに送信される。これは、映像等ストリームの送信元ノード、又は、経路探索等によって決定された品質の高いリンクが確立できるノードに対してメンテナンスパケットが送信されることを意味している。
The
シーケンス番号付与部19は、自ノードが映像等ストリームの宛先ノードである場合、メンテナンスパケット生成部18がメンテナンスパケットを生成する毎にシーケンス番号を更新し、メンテナンスパケットに付与するようになっている。一方、自ノードが映像等ストリームの宛先ノード以外の場合、シーケンス番号付与部19は、受信したメンテナンスパケットからメンテナンスパケット処理部15が取得したシーケンス番号情報を、メンテナンスパケット生成部18が生成したメンテナンスパケットに付与するようになっている。なお、シーケンス番号付与部19は、本発明の発行順情報付与手段に対応する。
When the own node is a destination node of a video or the like stream, the sequence
アプリケーション部20は、自ノードが映像等ストリームの送信元ノードである場合、他ノード宛に映像等ストリームを出力することができるものである。また、アプリケーション部20は、自ノードが映像等ストリームの宛先ノードである場合、自ノード宛の映像等ストリームの保存や実行を行うことができるものである。
The
次に、本実施の形態における通信装置10の動作について図3を用いて説明する。図3は、映像等ストリームを送信する送信元ノードSと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードDと、送信元ノードSと宛先ノードDとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードI1、I2及びI3とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置10を備えている。
Next, the operation of
図3(a)に示すように、映像等ストリームが送信元ノードS→中間ノードI1→中間ノードI2→宛先ノードDと伝送されているとする。 As shown in FIG. 3 (a), it is assumed that a video stream is transmitted in the order of transmission source node S → intermediate node I 1 → intermediate node I 2 → destination node D.
宛先ノードDにおいて、メンテナンスパケット生成部18は、メンテナンスパケットを所定時間毎に生成する。次に、シーケンス番号付与部19は、例えばシーケンス番号(seq)=1の情報をメンテナンスパケットに付与する。続いて、パケット送信部12は、メンテナンスパケット(seq=1)を中間ノードI2に送信する(図3(b))。
In the destination node D, the
次に、中間ノードI2において、パケット受信部11は、メンテナンスパケット(seq=1)を受信する。次いで、パケット振分部13は、受信したメンテナンスパケットをメンテナンスパケット処理部15に出力する。
Then, the intermediate node I 2, the
続いて、メンテナンスパケット処理部15は、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号情報を取得し、メモリに格納する。また、メンテナンスパケット処理部15は、メンテナンスパケットの送信アドレス情報から取得したメンテナンスパケットの送信元アドレスを、映像等ストリームの送信先アドレスとして経路表記憶部17の経路表に登録する。また、メンテナンスパケット処理部15は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報をシーケンス番号付与部19に出力する。また、メンテナンスパケット処理部15は、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及びリンク品質情報を経路品質監視部16に出力する。経路品質監視部16は、シーケンス番号情報及びリンク品質情報を取得することによって、ノード間のリンク状態を監視する。
Subsequently, the maintenance
メンテナンスパケット生成部18は、メンテナンスパケットを生成してシーケンス番号付与部19に出力する。なお、メンテナンスパケット生成部18は、経路表を参照することにより、自ノードがデータパケットの送信元ノードであるメンテナンスパケットの宛先ノードでないことが分かる。
The
シーケンス番号付与部19は、自ノードは宛先ノードではないので、メンテナンスパケット処理部15から取得したシーケンス番号情報をメンテナンスパケットに付与し、パケット送信部12に出力する。
Since the own node is not the destination node, the sequence
パケット送信部12は、メンテナンスパケット(seq=1)を中間ノードI1に送信する(図3(c))。
The
中間ノードI1は、中間ノードI2と同様な処理を行ってメンテナンスパケット(seq=1)を送信元ノードSに送信する(図3(c))。 The intermediate node I 1 performs the same processing as the intermediate node I 2 and transmits a maintenance packet (seq = 1) to the transmission source node S (FIG. 3C).
以後同様に、宛先ノードDのメンテナンスパケット生成部18は、メンテナンスパケットを所定時間毎に生成し、宛先ノードDは、seq=2、3・・・のメンテナンスパケットを中間ノードI2に順次出力する。
Similarly thereafter, the
以上のように、映像等ストリームが送信元ノードS→中間ノードI1→中間ノードI2→宛先ノードDと伝送されている状態では、経路上にある各ノードは、それぞれ、メンテナンスパケット生成部18から定期的にメンテナンスパケットを生成して出力する。
As described above, in a state in which the video stream is transmitted in the order of the transmission source node S → the intermediate node I 1 → the intermediate node I 2 → the destination node D, each node on the path has the
次に、無線アドホックネットワークにおいて、人物や物体等の移動により、ある瞬間に複数のリンクが切断された場合について図4を用いて説明する。図4は、映像等ストリームを送信する送信元ノードSと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードDと、送信元ノードSと宛先ノードDとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードI1及びI2とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置10を備えている。
Next, a case where a plurality of links are disconnected at a certain moment due to movement of a person or an object in a wireless ad hoc network will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a transmission source node S that transmits a video stream, a destination node D that is a destination of the video stream, and an intermediate node I 1 that relays the video stream between the transmission source node S and the destination node D. And a wireless ad hoc network configured with I 2 . Each node includes the
図4(a)は、宛先ノードDが出力したメンテナンスパケット(seq=1)が、中間ノードI2及びI1を経由して送信元ノードSに送信された状態を示している。 FIG. 4A shows a state in which the maintenance packet (seq = 1) output from the destination node D is transmitted to the transmission source node S via the intermediate nodes I 2 and I 1 .
送信元ノードSがメンテナンスパケット(seq=1)を受信した後、ある瞬間に中間ノードI1とI2、中間ノードI2と宛先ノードDとの間のリンクが、ほぼ同時に切断されたものとする(図4(b))。 After the source node S receives the maintenance packet (seq = 1), the links between the intermediate nodes I 1 and I 2 and the intermediate node I 2 and the destination node D are disconnected almost at the same moment. (FIG. 4B).
この場合、宛先ノードDは、新たに生成したメンテナンスパケット(seq=2)により経路変更を中間ノードI1に要求する(図4(c))。中間ノードI1は送信元ノードSにメンテナンスパケット(seq=2)を送信する。遅れて、中間ノードI2がメンテナンスパケット(seq=1)を送信元ノードSに送信する(図4(d))。 In this case, the destination node D requests the intermediate node I 1 to change the route by using the newly generated maintenance packet (seq = 2) (FIG. 4C). The intermediate node I 1 transmits a maintenance packet (seq = 2) to the transmission source node S. The intermediate node I 2 transmits a maintenance packet (seq = 1) to the transmission source node S with a delay (FIG. 4 (d)).
ここで、送信元ノードSは、中間ノードI1及びI2から受信した2つのメンテナンスパケットのシーケンス番号を比較する。中間ノードI2からのメンテナンスパケット(seq=1)は、中間ノードI1からのメンテナンスパケット(seq=2)よりも古いので、送信元ノードSのメンテナンスパケット処理部15は、中間ノードI2からのメンテナンスパケット(seq=1)を無視する。
Here, the transmission source node S compares the sequence numbers of the two maintenance packets received from the intermediate nodes I 1 and I 2 . Maintenance packet from the intermediate node I 2 (seq = 1), since older than the maintenance packet from the intermediate node I 1 (seq = 2), the maintenance
その結果、送信元ノードSのデータパケット転送処理部14は、中間ノードI1を経由して宛先ノードDに至る経路を選択し、パケット送信部12は、映像等ストリームを中間ノードI1に向けて送信する(図4(e))。
As a result, the data packet
以上のように、本実施の形態における通信装置10を備えた全てのノードは、宛先ノードDで生成されるシーケンス番号情報に基づいて管理されることとなり、ある瞬間に複数のリンクがほぼ同時に切断されたとしても、新たな経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
As described above, all the nodes including the
次に、無線アドホックネットワークにおいて、リンクが切断された場合の新たな経路設定について図5を用いて説明する。図5は、映像等ストリームを送信する送信元ノードSと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードDと、送信元ノードSと宛先ノードDとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードI1、I2及びI3とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置10を備えている。
Next, a new route setting when a link is disconnected in a wireless ad hoc network will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a source node S that transmits a video stream, a destination node D that is a destination of the video stream, and an intermediate node I 1 that relays the video stream between the source node S and the destination node D. , I 2 and I 3 . Each node includes the
図5(a)に示すように、中間ノードI2と宛先ノードDとの間のリンクが切断されたとする。送信元ノードSと宛先ノードDとの間のいずれかのリンクが切断された場合、宛先ノードDからのメンテナンスパケットが届かないので、送信元ノードSに届くメンテナンスパケットのシーケンス番号は所定時間経過しても更新されない(図5(b)及び(c))。 As shown in FIG. 5 (a), the link between the intermediate node I 2 and the destination node D is disconnected. When any link between the source node S and the destination node D is disconnected, the maintenance packet from the destination node D does not arrive, so the sequence number of the maintenance packet that reaches the source node S has passed a predetermined time. However, it is not updated (FIGS. 5B and 5C).
その結果、送信元ノードSは、送信元ノードSと宛先ノードDとの間のいずれかのリンクが切断されており、映像等ストリームが宛先ノードDに届かないと判断する。そこで、送信元ノードSは、宛先ノードDに向けたルート検索を開始することにより(図5(d))、中間ノードI3を経由する新たな経路を選択し、映像等ストリームを宛先ノードDに送信することができる(図5(e))。なお、新たなルート検索は、例えばAODVのルートリクエスト、ルートリプライ等により行うことができる。 As a result, the transmission source node S determines that one of the links between the transmission source node S and the destination node D is disconnected, and the video stream does not reach the destination node D. Therefore, the source node S, by initiating a route search to the destination node D (FIG. 5 (d)), to select a new route via an intermediate node I 3, the destination node such as video streams D (FIG. 5E). A new route search can be performed by, for example, an AODV route request, a route reply, or the like.
次に、シーケンス番号情報を経路の品質管理に用いることについて図6を用いて説明する。図6は、映像等ストリームを送信する送信元ノードSと、映像等ストリームの宛先である宛先ノードDと、送信元ノードSと宛先ノードDとの間において映像等ストリームを中継する中間ノードI1及びI2とで構成された無線アドホックネットワークを示している。各ノードは、それぞれ、本実施の形態における通信装置10を備えている。
Next, the use of sequence number information for route quality control will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a source node S that transmits a video stream, a destination node D that is a destination of the video stream, and an intermediate node I 1 that relays the video stream between the source node S and the destination node D. And a wireless ad hoc network configured with I 2 . Each node includes the
図6(a)は、ある瞬間におけるメンテナンスパケットの送信状態を示しており、"Mseq"はメンテナンスパケットのシーケンス番号を示す。すなわち、宛先ノードDはメンテナンスパケット(Mseq=8)を中間ノードI2に、中間ノードI2はメンテナンスパケット(Mseq=7)を中間ノードI1に、中間ノードI1はメンテナンスパケット(Mseq=6)を送信元ノードSに、それぞれ、送信している状態にある。 FIG. 6A shows the transmission state of the maintenance packet at a certain moment, and “Mseq” indicates the sequence number of the maintenance packet. That is, the destination node D maintenance packet (Mseq = 8) to the intermediate node I 2, the intermediate node I 2 is a maintenance packet (Mseq = 7) to the intermediate node I 1, the intermediate node I 1 maintenance packet (MSEQ = 6 ) To the transmission source node S, respectively.
図6(a)に示すように、ある瞬間における各ノードから送信されるメンテナンスパケットのシーケンス番号は1つずつ異なったものとなっている。 As shown in FIG. 6A, the sequence number of the maintenance packet transmitted from each node at a certain moment is different one by one.
そこで、送信元ノードSが、メンテナンスパケットを受信する毎に、受信したメンテナンスパケットのシーケンス番号を映像等ストリームのデータパケットに付与して送信すれば、ある瞬間において図6(b)に示すような状態となる。なお、図6(b)において"Mseq"はメンテナンスパケットのシーケンス番号を示し、"Dseq"はデータパケットのシーケンス番号を示す。すなわち、送信元ノードSはデータパケット(Dseq=6)を中間ノードI1に、中間ノードI1はデータパケット(Dseq=5)を中間ノードI2に、中間ノードI2はデータパケット(Dseq=4)を宛先ノードDに、それぞれ、送信している状態にある。 Therefore, every time the transmission source node S receives the maintenance packet, the sequence number of the received maintenance packet is added to the data packet of the stream such as a video and transmitted at a certain moment as shown in FIG. It becomes a state. In FIG. 6B, “Mseq” indicates a maintenance packet sequence number, and “Dseq” indicates a data packet sequence number. That is, the source node S sends the data packet (Dseq = 6) to the intermediate node I 1 , the intermediate node I 1 sends the data packet (Dseq = 5) to the intermediate node I 2 , and the intermediate node I 2 sends the data packet (Dseq = 4) is being transmitted to the destination node D.
したがって、各ノードが有するパケット振分部13は、メンテナンスパケットのシーケンス番号(Mseq)とデータパケットのシーケンス番号(Dseq)とをそれぞれ比較することにより、送信元ノードSから各ノードに到着するまでの遅延時間(delay)情報を取得することができる。なお、この遅延時間情報は、特許請求の範囲に記載の伝送時間の情報に対応する。また、各ノードが有するパケット振分部13は、本発明の伝送時間情報取得手段に対応する。
Therefore, the
例えば、中間ノードI1において、メンテナンスパケット(Mseq=8)を送信するときにデータパケット(Dseq=6)が到着する場合、中間ノードI1のパケット振分部13は、送信元ノードSと中間ノードI1との間をパケットが1往復するのに、(8−6)=2シーケンス番号分の遅延時間が生じるという情報を取得することができる。
For example, the intermediate node I 1, if the data packet (Dseq = 6) arrives when sending maintenance packets (Mseq = 8), the
また、例えば、宛先ノードDにおいて、メンテナンスパケット(Mseq=10)を送信するときにデータパケット(Dseq=4)が到着する場合、宛先ノードDのパケット振分部13は、中間ノードI1及びI2を経由して送信元ノードSと宛先ノードDとの間をパケットが1往復するのに、(10−4)=6シーケンス番号分の遅延時間が生じるという情報を取得することができる。
Further, for example, when the data packet (Dseq = 4) arrives at the destination node D when transmitting the maintenance packet (Mseq = 10), the
前述のように取得された遅延時間の情報は、無線アドホックネットワークにおける遅延時間の短縮処理、例えばホップ数の削減処理や新たな経路を探索するための経路制御等に用いることができる。 The delay time information acquired as described above can be used for delay time reduction processing in a wireless ad hoc network, for example, hop count reduction processing, route control for searching for a new route, and the like.
以上のように、本実施の形態における通信装置10によれば、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報及び送信ノード情報に基づいて経路制御を行う構成としたので、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができる。したがって、本実施の形態における通信装置10は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
As described above, according to the
また、本実施の形態における通信装置10によれば、経路表記憶部17は、データパケットの転送経路を示す経路表のデータを記憶し、パケット送信部12は、経路表に基づいてメンテナンスパケットを送信する構成としたので、メンテナンスパケットをデータパケットの送信元や、経路探索によって決定された通信品質の高いリンクが確立できるノードに送信することができる。その結果、本実施の形態における通信装置10は、最適な経路を選択してデータパケットを伝送することができ、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
Further, according to the
また、本実施の形態における通信装置10によれば、データパケットを転送する経路が切断された情報をシーケンス番号情報に基づいて取得する構成としたので、受信したメンテナンスパケットの発行順情報が所定時間経過しても更新されないとき、いずれかの経路が切断されたと判断することができ、経路探索を行って最適な経路を選択することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
Moreover, according to the
また、本実施の形態における通信装置10によれば、複数のメンテナンスパケットを受信したとき、最新のシーケンス番号情報を有するメンテナンスパケットに基づいて経路制御を行う構成としたので、最新のメンテナンスパケットが転送された経路を用いてデータパケットを伝送することにより、映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
Further, according to the
また、本実施の形態における通信装置10によれば、メンテナンスパケットがリンク間の通信品質情報を有する構成としたので、リンク間の通信品質情報を取得することにより、最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
Also, according to the
また、本実施の形態における通信装置10によれば、メンテナンスパケットのシーケンス番号情報とデータパケットのシーケンス番号情報とに基づいて、データパケットを中継する中間ノードの有無に拘わらず、所定ノード間における伝送時間の情報を取得する構成としたので、所定ノード間に中間ノードが有る場合又は無い場合のいずれにおいても伝送時間の情報を取得することができ、取得した伝送時間の情報に基づいて最適な経路を選択して映像等ストリームを途切れなく伝送することができる。
Further, according to
なお、本実施の形態における通信装置10をコンピュータで実現し、前述した通信装置10の動作をプログラミングすることにより、映像等ストリームを途切れなく伝送するためのデータパケット伝送プログラムを制作することができる。
Note that a data packet transmission program for seamlessly transmitting a video stream can be produced by realizing the
以上のように、本発明に係る通信装置は、映像等ストリームを途切れなく伝送することができるという効果を有し、無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う通信装置等として有用である。 As described above, the communication device according to the present invention has an effect that a stream such as a video can be transmitted without interruption, and is useful as a communication device that performs multi-hop communication using a wireless ad hoc network.
10 通信装置
11 パケット受信部(メンテナンスパケット送受信手段)
12 パケット送信部(メンテナンスパケット送受信手段)
13 パケット振分部(伝送時間情報取得手段)
14 データパケット転送処理部(経路制御手段)
15 メンテナンスパケット処理部(経路切断情報取得手段)
16 経路品質監視部
17 経路表記憶部(経路表記憶手段)
18 メンテナンスパケット生成部(メンテナンスパケット生成手段)
19 シーケンス番号付与部(発行順情報付与手段)
20 アプリケーション部
10
12 Packet transmitter (maintenance packet transmission / reception means)
13 Packet distribution part (transmission time information acquisition means)
14 Data packet transfer processing unit (route control means)
15 Maintenance packet processing unit (route disconnection information acquisition means)
16 route
18 Maintenance packet generator (maintenance packet generator)
19 Sequence number giving section (issue order information giving means)
20 Application Department
Claims (8)
前記メンテナンスパケットは、前記宛先ノードが定期的に発行するものであり、前記宛先ノードが発行毎に付与した発行順を示す発行順情報と、前記メンテナンスパケットを送信した送信ノードを示す送信ノード情報とを有することを特徴とする通信装置。 A maintenance packet transmitting / receiving unit configured to transmit and receive a maintenance packet for maintaining a route for transferring the data packet between a transmission source node that transmits the data packet and a destination node that is a destination of the data packet; and the maintenance packet includes Route control means for performing route control based on information,
The maintenance packet is periodically issued by the destination node, issuance order information indicating the order of issue given by the destination node for each issuance, and transmission node information indicating a transmission node that has transmitted the maintenance packet; A communication apparatus comprising:
前記メンテナンスパケット送受信手段は、前記経路表に基づいて前記メンテナンスパケットを送信することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 Route table storage means for storing data of a route table indicating a transfer route of the data packet;
The communication apparatus according to claim 1, wherein the maintenance packet transmitting / receiving unit transmits the maintenance packet based on the route table.
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