JP5136434B2 - 無線通信装置、及び無線通信システム - Google Patents
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Description
そこで、IETF(Internet Engineering Task Force)RFC3626において規定されているOLSRでは、MPR(Multipoint Relay)集合を用いて再送ノードを減らしている(非特許文献1参照)。
MPR集合の情報をHelloメッセージに含めて送信することで、フラッディング時に再送するノードを通知する。
Helloメッセージを受け取ったノードは、Helloパケットに含まれるMPR集合の情報をもとに、自ノードをMPRとして選択しているノードの集合(MPRセレクタ集合)の情報を作成する。
ノードuが再送を行ったとき、ノードuが再送したメッセージを受信したノードが同じ動作を行うことにより、再送ノードを少なくしてフラッディングを実現している(例えば、非特許文献2参照)。
図5において、実線は2つノードが隣接していることを示す。また、実線の矢印は、各ノードのMPR集合を示す。例えばノード0からノード1への矢印は、ノード0のMPR集合にノード1が含まれていることを示す。また、点線の矢印は、この例でのメッセージの流れの一部を示している。
ノード1がノード2より先に再送を行ったとき、ノード1からメッセージを受信したノード4は再送を行う。
しかし、ノード0からフラッディングを行う際は、ノード1の2ホップ先のノード2には既にメッセージが到達しているので、ノード4は再送を行う必要はない。
このように、あるノードからフラッディングを行う際、必要がないノードもメッセージの再送を行う場合がある。
また、制御パケットによるトラフィックの増加を抑制することができる無線通信装置及び無線通信システムが望まれていた。
本実施の形態における無線通信システムは、複数の無線通信装置(以下「ノード」ともいう。)を備え、アドホックネットワークを構築する。
このアドホックネットワークにおいては、各ノードは、プロアクティブ(Proactive)なルーティングプロトコルを使用してマルチホップ通信を行う。
本実施の形態においては、ルーティングプロトコルとしてIETF RFC3626において規定されているOLSRを用いる場合について説明する。
図1に示すように、無線通信装置は、送受信手段200、Helloメッセージ処理部201、記憶手段210、ホップ数計算部204、MPR計算部205、Tcメッセージ処理部208、及び上り次ホップ決定部207を有する。
また、記憶手段210には、隣接ノード・ホップ数リスト202、2ホップ隣接ノード・ホップ数リスト203、MPRセレクタリスト206、及び下り経路表209が記憶される。
また、MPR計算部205は、本発明における中継ノード計算部に相当する。
また、Tcメッセージ処理部208は、本発明における経路情報処理部に相当する。
なお、ノードに隣接するとは、ノード間で直接通信が可能であることをいう。
また、Helloメッセージ処理部201は、取得したHelloメッセージを処理し、Helloパケットをもとに、隣接ノード・ホップ数リスト202、及び2ホップ隣接ノード・ホップ数リスト203を作成して、記憶手段210に記憶させる。
また、2ホップ隣接ノード・ホップ数リスト203は、各2ホップ隣接ノードのアドレス及び広告ノードからの最短ホップ数の情報を有する。
2ホップ隣接ノードとは、隣接ノードと隣接し、自ノードには隣接しない他のノードである。
広告ノードとは、ネットワーク内にフラッディングを行う特定のノードである。
自ノードのMPR集合とは、自ノードからのフラッディングパケットを中継させる1又は複数の隣接ノードの集合である。
記憶手段210は、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置で構成することができる。
まず、記憶手段210に記憶される、各リストの作成動作について説明する。
Helloメッセージ処理部201は、定期的に、隣接ノードとの間でHelloメッセージを授受する。
このHelloメッセージは、自ノード(送信ノード)のアドレス、隣接ノードのアドレス、及び自ノードのMPR集合の情報などが含まれる。
さらに、RFC3626において規定されたHelloメッセージを拡張して、後述する自ノードのホップ数の情報と、受信したHelloメッセージに含まれる隣接ノードのアドレスにその隣接ノードの広告ノードからのホップ数の情報とをHelloメッセージに付与する。
Helloメッセージ処理部201は、隣接ノードから取得したHelloメッセージをもとに、隣接ノードのアドレス及びホップ数と、2ホップ隣接ノードのアドレス及びホップ数とを求める。
そして、Helloメッセージ処理部201は、隣接ノード・ホップ数リスト202、及び2ホップ隣接ノード・ホップ数リスト203を作成する。
次に、自ノードのホップ数算出動作について説明する。
ホップ数計算部204は、自ノードが広告ノードである場合、自ノードのホップ数を0とする。
また、ホップ数計算部204は、自ノードが広告ノードでない場合、隣接ノード・ホップ数リスト202に基づき、各隣接ノードのホップ数うち、最小の値に1ホップ加算した値を、自ノードのホップ数として求める。
そして、Helloメッセージ処理部201は、上述した動作により、自ノードのホップ数の情報を含むHelloメッセージを送信する。
このようなHelloメッセージの授受を各ノードにおいて行うことにより、各ノードは、自ノードにおける広告ノードからの最短ホップ数を得ることができる。
次に、自ノードが送信したフラッディングパケットを中継させるMPR集合の計算動作について説明する。
図2においては、各ノードを円で示し、各ノードのホップ数を円の中に示している。
以下、図2を用いて、広告ノードからのホップ数がd(dは非負の整数)であるノード401におけるMPR集合の計算動作を説明する。
即ち、隣接ノード集合42内のノードのホップ数は、d−1〜d+1である。
また、2ホップ隣接ノード集合43内のノードのホップ数は、d−2〜d+2である。
図2の例では、MPR計算部205は、ホップ数がd+2である2ホップ隣接ノード431を選択する。
なお、2ホップ隣接ノード集合43内に、ホップ数がd+2であるノードが複数存在する場合は、当該ノードを全て選択する。
図2の例では、MPR計算部205は、2ホップ隣接ノード431と隣接する隣接ノード421をMPRとして求める。
なお、2ホップ隣接ノード431を複数選択した場合には、各2ホップ隣接ノード431について隣接する隣接ノード421の中からMPRを求める。
そして、Helloメッセージ処理部201は、隣接ノードから取得したHelloメッセージに含まれるMPR集合の情報から、自ノードをMPRとして選択している、隣接ノードのアドレス情報からなるMPRセレクタリスト206を作成する。
これにより、ホップ数がdであるノード401からのフラッディングパケットは、ホップ数がd+1である隣接ノード421により再送信され、ホップ数がd、d+1、d+2である2ホップ隣接ノードに届くこととなる。
即ち、ホップ数dからのフラッディングを行う必要がないノードである、ホップ数がd−1、d−2の2ホップ隣接ノードには、フラッディングパケットが届かないことになる。
各ノードから広告ノードへの上り経路の作成について説明する。
上り次ホップ決定部207は、隣接ノード・ホップ数リスト202を参照し、隣接ノードのうち、ホップ数が自ノードのホップ数より小さい隣接ノードの中から、任意の隣接ノードを選択する。例えば、隣接ノードのうち、ホップ数が最小となる隣接ノードを選択する。
そして、選択した隣接ノードを、広告ノード宛の上り経路における送信先の隣接ノード(以下「上り次ホップノード」という。)とする。
そして、広告ノード宛のメッセージを受信したノードは、上り次ホップノードが自ノードのアドレスである場合、当該広告ノード宛のメッセージにおける上り次ホップノードを、自ノードの上り次ホップ決定部207で選択した隣接ノードのアドレスに変更し、再送する。
次に、広告ノードから各ノードへの下り経路の作成について説明する。
Tcメッセージ処理部208は、隣接ノードから広告ノード宛の経路制御情報であるTcメッセージを取得したとき、Tcメッセージを上り次ホップノードに送信し、取得したTcメッセージを送信した隣接ノード及び送信元のノードのアドレスに基づき、広告ノードからの下り経路における送信先の隣接ノード(以下「下り次ホップノード」という。)を求める。
このような動作の詳細を、図3及び図4を用いて次に説明する。
図4は実施の形態1に係る下り経路表を示す図である。
また、実線は2つノードが隣接していることを示す。
また、実線の矢印は、上り経路を示している。
また、アドレス「0」のノードは、広告ノードである。
また、図3において、511、512、513は、下り経路表に追加されるアドレスを示している。詳細は後述する。
Tcメッセージには、当該Tcメッセージを最初に送信した送信元のノード(以下「オリジネータ」という。)と、当該メッセージを中継したノード(以下「送信ノード」という。)と、当該Tcメッセージを次に中継すべき上り次ホップノードのアドレスを含んでいる。
なお、次ホップノードは、上述したように、上り次ホップ決定部207により選択されるものである。ここではノード「3」であるものとする。
図3の例では、ノード「3」は、Tcメッセージ501を受信して、Tcメッセージ502として再送する。
このため、ホップ数dからのフラッディングを行う必要がないノードである、ホップ数がd−1、d−2の2ホップ隣接ノードには、フラッディングパケットが届かないことになり、広告ノードからのフラッディングの際に、必要のないノードがメッセージの再送を行う場合を削減することができる。
このため、コントロールメッセージ(例えばTcメッセージ)などの制御パケットをネットワーク全体にフラッディングすることなく、広告ノードへの上り経路、及び下り経路を作成することができる。
これにより、制御パケットに係るトラフィックの増加を抑制することができる。
Claims (6)
- アドホックネットワークを構築する無線通信装置であって、
当該無線通信装置に隣接する他の無線通信装置である隣接ノードと隣接し、当該無線通信装置には隣接しない他の無線通信装置である2ホップ隣接ノードにおける、広告ノードからの最短ホップ数を求める隣接情報処理部と、
少なくとも前記2ホップ隣接ノードの広告ノードからの最短ホップ数に基づき、前記隣接ノードのうち、当該無線通信装置が送信したフラッディングパケットを中継させる1又は複数の隣接ノードを求める中継ノード計算部と
を備え、
前記中継ノード計算部は、
前記2ホップ隣接ノードのうち、広告ノードからの最短ホップ数が、当該無線通信装置における広告ノードからの最短ホップ数に2ホップ加算した値である2ホップ隣接ノードを選択し、
前記隣接ノードのうち、選択した前記2ホップ隣接ノードと隣接する隣接ノードの中から、当該無線通信装置が送信したフラッディングパケットを中継させる1又は複数の隣接ノードを求める
ことを特徴とする無線通信装置。 - 当該無線通信装置における広告ノードからの最短ホップ数を求めるホップ数計算部を備え、
前記隣接情報処理部は、
前記隣接ノードにおける広告ノードからの最短ホップ数を更に求め、
前記中継ノード計算部は、
当該無線通信装置における広告ノードからの最短ホップ数と、
前記隣接ノードにおける広告ノードからの最短ホップ数と、
前記2ホップ隣接ノードにおける広告ノードからの最短ホップ数とに基づき、
前記隣接ノードのうち、当該無線通信装置が送信したフラッディングパケットを中継させる1又は複数の隣接ノードを求める
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。 - 前記ホップ数計算部は、
前記隣接ノードの広告ノードからの最短ホップ数のうち、最小の値に1ホップ加算した値を、当該無線通信装置における広告ノードからの最短ホップ数として求め、
前記隣接情報処理部は、
当該無線通信装置のアドレス及び広告ノードからの最短ホップ数の情報と、
前記隣接ノードのアドレス及び広告ノードからの最短ホップ数の情報とを前記隣接ノードとの間で授受し、
前記2ホップ隣接ノードのアドレス及び広告ノードからの最短ホップ数を求める
ことを特徴とする請求項2記載の無線通信装置。 - 前記隣接ノードの広告ノードからの最短ホップ数に基づき、前記広告ノード宛の上り経路における送信先の隣接ノードを選択する上り次ホップ決定部と、
前記隣接ノードから広告ノード宛の経路制御情報を取得したとき、該経路制御情報を前記上り経路における送信先の隣接ノードに送信し、
取得した前記経路制御情報を送信した隣接ノード及び送信元の無線通信装置のアドレスに基づき、前記広告ノードからの下り経路における送信先の隣接ノードを求める経路情報処理部と
を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の無線通信装置。 - 前記上り次ホップ決定部は、
前記隣接ノードのうち、広告ノードからの最短ホップ数が、当該無線通信装置の広告ノードからの最短ホップ数より小さい隣接ノードの中から、前記広告ノード宛の上り経路における送信先の隣接ノードを選択し、
前記経路情報処理部は、
前記隣接ノードから広告ノード宛の経路制御情報を取得したとき、当該経路制御情報の送信元の無線通信装置のアドレスの情報と、当該無線通信装置のアドレスの情報とを前記経路制御情報に含めて、前記上り経路における送信先の隣接ノードに送信し、
取得した前記経路制御情報の送信元の無線通信装置のアドレスを、前記広告ノードからの下り経路における宛先アドレスとし、取得した前記経路制御情報を送信した隣接ノードを、前記宛先アドレスに対する前記広告ノードからの下り経路における送信先の隣接ノードとする
ことを特徴とする請求項4記載の無線通信装置。 - 請求項1〜5の何れかに記載の無線通信装置を複数備え、アドホックネットワークを構築することを特徴とする無線通信システム。
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