JP6505868B2 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、アドホックルーティングによる無線通信システムに係り、特に全ての通信装置でＱｏＳ情報を共有して、ネットワークを構成する通信装置に有線接続する端末までを含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を実施し、多種多様なサービスの実現を可能とする通信装置及び通信方法に関する。

［先行技術の説明］
アドホックルーティングは、ＯＬＳＲ(Optimize Link State Routing)プロトコル、ＡＯＤＶ(Ad hoc Ondemand Distance Vector)をはじめとするアドホックルーティングプロトコルによる無線通信により、移動端末間で自律的に端末を検知して、経路の最適化を実施し、その場限りの無線ネットワークを構築するものである。

ＯＬＳＲプロトコルはＩＥＴＦ（International Engineering TaskForce）の ＭＡＮＥＴ ＷＧ（Mobile Ad hoc NETwork Working Group）で検討されているメッシュ型（綿状リンク型）ルーティングプロトコルの１つである。
ＯＬＳＲプロトコルはプロアクティブ（Proactive）型のルーティングプロトコルで、事前に制御メッセージを交換することで経路を通信前に確定するため、いつでも直ちに中継を開始することができる。
制御メッセージとしては、ＨｅｌｌｏメッセージやＴＣ（Topology Control）メッセージがある。

［ＯＬＳＲプロトコルにおける中継動作：図１３］
ＯＬＳＲプロトコルの基本動作について説明する。
まず、図１３を用いてアドホックネットワークにおける中継のイメージについて説明する。図１３は、アドホックネットワークにおける中継の概念を示す模式説明図である。
図１３では、ノードＡの通信エリア１と、ノードＣの通信エリア２とが一部重なっており、重複するエリアにノードＢが滞在している状態を示している。
つまり、通信エリア１にはノードＡとノードＢが滞在し、通信エリア２にはノードＢとノードＣが滞在している。

この場合、ノードＡから送出されたノードＣ宛のデータは、ノードＢによって中継されて、ノードＣへ送付される。
このように、アドホックルーティングを用いることで、無線ネットワーク（アドホックネットワーク）内の各移動端末は直接又は間接的に他の移動端末と無線通信を行うことが可能である。
ここで、「ノード」は、無線ネットワークを形成する移動可能な通信装置である。

［Ｈｅｌｌｏメッセージによる論理接続：図１４，図１５］
次に、ＯＬＳＲプロトコルのＨｅｌｌｏメッセージによる論理接続について図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、Ｈｅｌｌｏメッセージによる論理接続を示す説明図であり、（ａ）は論理接続の概念を示し、（ｂ）は論理接続のシーケンス例を示す。図１５は、Ｈｅｌｌｏメッセージのフォーマットを示す説明図である。
Ｈｅｌｌｏメッセージは、各ノードの持つ情報の配信を目的として、定期的に送信されるメッセージであり、各ノードは、このメッセージを受信して、周辺情報の収集と周辺との論理接続（ローカルリンク）、ＭＰＲ（Multi Point Relay）と呼ばれる中継ノードの決定を行う。
Ｈｅｌｌｏメッセージは図１５に示すようなフォーマットである。

図１４（ａ）に示すように、ノードＡの通信エリアと、ノードＣの通信エリアが重複するエリアにノードＢが滞在する場合、Ｈｅｌｌｏメッセージの交換によってノードＢをＭＰＲ（Multiple Point Relay）として選択し、メッシュリンクを確立することによって、ノードＡとノードＣとの間の通信が可能となる。

図１４（ｂ）を用いて論理接続のシーケンスを説明する。尚、ここでは、ノードＡとノードＢとの間のシーケンスについて説明するが、ノードＣとノードＢとの間でも同様の処理が行われるものである。
ノードＢは、初期の段階では、自分の存在をアピールするために、ＨｅｌｌｏメッセージのLinkCode（図１５の３０１）をUNSPEC_LINK（リンク状態不明）にして、隣接ノード（ノードＡ）へ向けて送信する（２０１）。
LinkCodeには、リンクの状態を示すLINKTYPEの情報が格納される。

図１４（ｂ）で、隣接ノード（ノードＡ）は、ノードＢからのＨｅｌｌｏメッセージを受信して、この時点で送信元のノードＢから自分のノードへのリンクが構築されたと認識する（２０２）。しかし、双方向のリンクであることがわからないため、次の送信周期にて図１５に示したLink CodeをASYM_LINK（片方向リンク）にしたＨｅｌｌｏメッセージを、隣接ノード（ノードＢ）へ送信する（２０３）。

そして、ノードＡからのＨｅｌｌｏメッセージを受信したノードＢは、ASYM_LINKの対象に自身のノードが含まれていることから、自身が送信したUNSPEC_LINKのＨｅｌｌｏメッセージが隣接ノード（ノードＡ）に受信されたことを認識し、更に、隣接ノード（ノードＡ）からのＨｅｌｌｏメッセージを受信できたことから、ノードＡとの間に双方向のリンクが構築されたことを認識する（２０４）。
ノードＢは、同様にノードＣとの間に双方向のリンクが構築されたことを認識する（２０４）。

そして、ノードＢは、次の送信周期にて、Link CodeをSYM_LINK（双方向リンク）にして、ノードＡ及びノードＣとの間で双方向リンクを構築したことを示すＨｅｌｌｏメッセージを、隣接ノード（ノードＡ）へ送信する（２０５）。

これを受信したノードＡは、送信元との間に双方向のリンクが構築できたことと、送信元の先に次隣接ノード（ノードＣ）がいることを認識する。
そして、ノードＡは、次の送信周期にて、双方向のリンクが構築できたノード（ノードＢ）の次隣接ノード（ノードＣ）をNEXTHOPとして、Link CodeをSYM_LINK（対称リンク）にしたＨｅｌｌｏメッセージを、隣接ノード（ノードＢ）へ送信する（２０６）。

また、その際に、ＭＰＲ（中継ノード）として隣接ノードの１つを選択する旨を通知するため、Link CodeをMPRLINKにしたＨｅｌｌｏメッセージを、隣接ノード（ノードＢ）へ送信する。これにより、ノードＡは、ＭＰＲとしてノードＢを選択したことになる。
ノードＢとノードＣとの間でも同様のＨｅｌｌｏメッセージの送受信が行われ、双方向リンクが確立される。
このようにして、Ｈｅｌｌｏメッセージを用いた論理接続が行われる。

［ＴＣメッセージのフォーマット：図１６］
ＴＣメッセージは、ＭＰＲに選択されたノードのみが送信する制御メッセージであり、ネットワーク全体の構成を通知するために用いられるものである。
ＴＣメッセージのフォーマットについて図１６を用いて説明する。図１６は、ＴＣメッセージのフォーマットを示す説明図である。
図１６に示すように、ＴＣメッセージは、メッセージの寿命を表す値が格納されるMsg TTL、近隣広告ノードのアドレスが格納されるAdvertised Neighbor Node等の領域を備えている。

［ＴＣメッセージのフラッディング：図１７］
ＴＣメッセージのフラッディング（ブロードキャスト）について、図１７を用いて説明する。図１７は、ＴＣメッセージのフラッディングを示す説明図であり、（ａ）はＴＣメッセージのフラッディングの様子を示し、（ｂ）は処理シーケンスの一部を示す。
図１７では、ＭＰＲに選ばれたノードＥを中心に説明する。
図１７（ａ）（ｂ）に示すように、ＨｅｌｌｏメッセージによるＭＰＲ選定で選ばれたノードＥは、自身をＭＰＲとして選んだノード（ここでは、ノードＧ，Ｄ，Ｆ，Ｂ，Ｃ）をAdvertised Neighbor node（近隣広告ノード、図１６参照）として、ＴＣメッセージに含めブロードキャスト送信する（図１７（ｂ）の４０１）。
尚、図１７（ａ）の点線は、論理接続（メッシュリンク）が確立していることを示し、矢印は、ＴＣメッセージがブロードキャストされる様子を示している。

ノードＥからのＴＣメッセージを受信したノードＢ（ＭＰＲ）は、受信したＴＣメッセージのAdvertised Neighbor nodeを取得し、自分自身のネットワークトポロジー情報に追加する。
ここで、ノードＢは、自身もＭＰＲであるため、受信したＴＣメッセージのMsg TTL（図１６参照）を１つ減らして、そのままブロードキャストする（図１７（ｂ）の４０２）。

更に、ノードＢは、自身をＭＰＲとして選んだノード（ノードＡ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を近隣広告ノードとするＴＣメッセージをブロードキャスト送信する（図１７（ｂ）では「以下のリンクを確認」と記載、４０３）。

ノードＢからのＴＣメッセージを受信したノードＡは、ＭＰＲではないため、再ブロードキャストは行わず、受信したＴＣメッセージから近隣広告ノードの情報を取得して、自分のネットワークトポロジー情報に追加して終了する。
これらの処理は、他のＭＰＲ（例えば、ノードＦ）についても同様に行われる。

［ＴＣメッセージによる経路決定：図１８］
次に、経路決定について図１８を用いて説明する。図１８は、ＴＣメッセージから取得したトポロジー情報に基づく経路決定の例を示す説明図であり、（ａ）はＴＣメッセージに基づいて構築されたネットワーク構成（トポロジー）を示しており、（ｂ）はノードＡからノードＧまでの経路を示している。
各ノードは、自身のネットワークトポロジー情報から、各ノードへ到達する最短経路の計算を開始する。

図１８（ａ）に示すように、ＴＣメッセージを受信できた各ノードは、共通のネットワークトポロジー情報（トポロジー情報、５０１）を保持している。
図１８（ａ）の例では、トポロジー情報として、［Ｅ←Ｇ］，［Ｅ←Ｄ］，［Ｅ←Ｆ］，［Ｅ←Ｂ］，［Ｅ←Ｃ］，［Ｂ←Ｃ］，［Ｂ←Ｄ］，［Ｂ←Ａ］，［Ｂ←Ｅ］，［Ｆ←Ｃ］，［Ｆ←Ｅ］，［Ｆ←Ｉ］，［Ｃ←Ｆ］，［Ｃ←Ａ］の各リンク情報が所有されている。

各ノードは、このトポロジー情報５０１に基づいて、他のノードに到達する最短経路を求める。ここでは、ノードＡがノードＧまでの経路を求める場合を例として説明する。
トポロジー情報５０１より、目的のノードＧとリンク（論理接続）しているのはノードＥであるため、ノードＡは、まず［Ｅ⇔Ｇ］の情報を抽出する。

次に、ノードＡは、ノードＥとリンクしているノードの情報を抽出する。ここで、ノードＡは、ノードＥに到達するためのＭＰＲとして、ノードＢを選択しているため、ここでは［Ｂ⇔Ｅ］の情報が抽出される。
同様に、ノードＡは、ノードＢに到達するための情報として、［Ｂ⇔Ａ］を抽出する。

以上のことから、ノードＡがノードＧに到達するために必要なリンク情報は、［Ｇ⇔Ｅ⇔Ｂ⇔Ａ］となり、図１８（ｂ）に示すように、この情報を元に、ノードＡはノードＧまでの経路を決定する。

このように、ＯＬＳＲでは、ＨｅｌｌｏメッセージとＴＣメッセージの２つの制御メッセージを用いることで、各ノードは、メッシュネットワークに参加している全てのノードと自由に通信ができるようになる。

［ＨＮＡメッセージによる経路通知：図１９，図２０］
ＯＬＳＲには、ＨＮＡ（Host and Network Association）メッセージと呼ばれる制御メッセージがある。
ＨＮＡメッセージは、ノードがゲートウェイとして機能する場合に使用される補助的なメッセージである。ゲートウェイとなるノードに予め有線ネットワークの情報を設定しておくことで、ＨＮＡメッセージを送信することが可能となる。

ＨＮＡメッセージによる経路通知について図１９を用いて説明する。図１９は、ＨＮＡメッセージによる経路通知の概要を示す説明図であり、（ａ）はＨＮＡメッセージによる経路通知の様子を示し、（ｂ）は、ＨＮＡメッセージによる通知にしたがってインターネット接続する様子を示している。また、図２０は、ＨＮＡメッセージのフォーマットを示す説明図である。
ＨＮＡメッセージの送信は、ＴＣメッセージと同様のフラッディングが用いられる。すなわち、図２０に示すＨＮＡメッセージは、ＴＣメッセージと同様にＭＰＲによってブロードキャストされ、受信したＭＰＲが再度ブロードキャストを行うことで、無線ネットワーク内の移動端末全てに通知される。

図１９の例では、ノードＧの先にインターネットゲートウェイが接続されている例を示している。
図１９（ａ）に示すように、ノードＧは、インターネットゲートウェイのアドレスを予め登録している。
そして、ノードＧは、ＨＮＡメッセージにより、ノードＧの先にインターネットゲートウェイが存在することを通知する。

ノードＧからのＨＮＡメッセージを受信したノードＥ（ＭＰＲ）は、ＴＣメッセージと同様にＨＮＡメッセージをノードＢ，ノードＣ，ノードＤ，ノードＦにＨＮＡメッセージをブロードキャストする。
他のＭＰＲのノードも同様にブロードキャストすることにより、無線ネットワーク内の全ての移動端末にゲートウェイの存在を通知できるものである。
これにより、例えば、ノードＡは、ノードＢ，Ｅ，Ｇを経由して、インターネットへの接続を行うことができるものである。

［従来の通信装置の構成：図２１］
次に、従来の通信装置の構成及び制御メッセージの中継について図２１を用いて説明する。図２１は、従来の通信装置の構成を示すシステム構成図である。
図２１では、有線自律ネットワークと無線自律ネットワーク（アドホックネットワーク等）とを中継する通信装置のシステム構成を示している。
図２１に示すように、従来の通信装置では、レイヤー４（Ｌ４）であるトランスポート層以上に、アドホックルーティングプロトコルを実現するネットワークモジュール９０が配置され、その中に、アドホックルーティング制御部９１、制御メッセージ送信部９２、制御メッセージ受信部９３、制御メッセージ生成部９４、ルーティング情報ベース９５が配置される。

従来の通信装置では、制御メッセージ受信部９３にて受信した制御メッセージをアドホックルーティング制御部９１にて解析し、ルーティング情報ベース９５に保存する。
その後、アドホックルーティング制御部９１は、事前に設定されていた制御メッセージ送信間隔に従い、ルーティング情報ベース９５から情報を抽出して制御メッセージ生成部９４に渡す。制御メッセージ生成部９４にて生成された制御メッセージは、制御メッセージ送信部９２に渡されて、下位のレイヤーに送信される。

また、アドホックルーティング制御部９１は、ルーティング情報ベース９５に保存されている情報に基づいて、レイヤー３（Ｌ３）であるネットワーク層に配置されたルーティングテーブル９６に通信経路を登録する。
経路を登録する際には、宛先ＩＰアドレス、ネットワーク識別フラグ（ネットマスク）、中継ノード（ゲートウェイ）のＩＰアドレス、経路の尺度（メトリック）、出力インタフェース（Ethernet（登録商標） PHY又はWireless Network PHY）などの情報が必要となる。

設定された経路は出力インタフェースの選定に使用される。
有線自律ネットワーク９８からのＩＰパケット入力があった場合、通信装置は、自身のルーティングテーブルに９６に登録されている通信経路を確認する。その後、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスと自身のルーティングテーブル１６に登録されている通信経路に合致したものがあれば、登録時に設定した出力インタフェースに対してＩＰパケットを出力する。

また、ルーティングテーブル９６は、無線インタフェース９９側からのＩＰパケットに対しても同様に作用する。
その際、ルーティングテーブルに登録されている経路の出力先は、有線自律ネットワーク側インタフェースにも、また無線側のインタフェースにもなりうる。
また、通信装置は、入力データに合致した経路の情報を一時的な記憶領域（ルーティングテーブルキャッシュ）９６１に保管する機能を備えている。

［従来のＱｏＳ制御］
ＷＡＮ（Wide Area Network）などをはじめとする有線ネットワークに対して行われる一般的な帯域制御は、親局となるネットワーク管理者との取り決めにより成立している。
このため、ルーター等、ネットワーク器材間の取り決めや専用サーバによる制御で実現していることが多く、移動端末が動的にネットワーク構築を行うアドホックネットワークへの適用は困難である。

つまり、従来は、帯域の制御や通信の優先度に関するＱｏＳ（Quality of Service）制御情報は、ノードとなる通信装置に有線で接続する端末に対しては伝達可能であるが、無線ネットワークに接続する他の通信装置には伝達することができなかった。

また、ＱＯＬＳＲを初めとするＱｏＳ保証については検討されつつあるが、通信装置間の通信保証を対象としたものであり、通信装置に接続する端末までを含めた伝送路については言及されていない。

また、従来のＱｏＳ制御には、DiffServと呼ばれる方式がある。
DiffServ方式は、ＩＰパケット内のＴｏＳフィールド内にあるＤＳＣＰ（Differentiated Services Code Point）の情報内容に応じて、ＩＰパケットの情報優先度を決定するものである。
通信装置によっては、ＤＳＣＰの内容をＩＰパケット内の送信元アドレス、宛先アドレスや上位プロトコルの情報を利用して書き換える（マーキング）処理を行うことがある。

［従来の通信例：図２２］
従来のネットワークにおける通信の例について図２２を用いて説明する。図２２は、従来のネットワークにおける通信の例を示す説明図であり、（ａ）はネットワーク構成を示し、（ｂ）は通信シーケンス例を示している。
図２２（ａ）に示す例では、通信装置＃１〜＃５がアドホックネットワークを構成しており、各通信装置には、有線ネットワークで端末が接続されている。

次に、通信装置＃２に接続する端末＃２と、端末＃５及び端末＃６とが通信を行う場合を例として説明する。
ここでは、端末＃２−端末＃６の通信が優先度が高く、端末＃２−端末＃５の通信は優先度が低いものとする。

しかしながら、従来の通信装置では、通信装置間で優先度や帯域制限の情報を共有していないため、図２２（ｂ）に示すように、各通信装置は、時系列に中継処理を行うのみであって、端末＃２−端末＃６の通信が優先されることはない。

［関連技術］
尚、無線通信ネットワークに関する関連技術としては、特開２００５−７２７２０号公報「通信ネットワークシステム、通信経路選択装置及び情報通信方法」（ソニー株式会社、特許文献１）、特開２００５−１０１８７２号公報「ネットワーク制御方法、ネットワークシステムおよび無線端末」（三洋電機株式会社、特許文献２）、特開２００７−２２８３１７号公報「映像監視システム」（株式会社東芝、特許文献３）、特開２００９−２５３９２７号公報「ネットワーク管理装置とネットワーク管理方法および監視システム」（ソニー株式会社、特許文献４）がある。

特許文献１には、アドホック通信ネットワークに加入する端末が外部ネットワークにアクセスする際に経路が複数あると、端末と直接接続するノードが、端末から入力されたデータに応じて要求される通信品質と各経路の通信品質とを照合して、最適な通信経路を選択することが記載されている。

特許文献２には、アドホックネットワークにおいて、コンテンツの送信を要求する端末が、入力された要求品質に基づいてサービス品質に関するポリシーを生成してネットワーク内にマルチキャストし、他の端末が、ポリシーを受信して、自らが有する複数の通信制御方式の内最適な制御方式を選択してコンテンツをホップ転送することが記載されている。

特許文献３には、マルチホップ型無線ネットワークを経由して映像データと非映像データとを伝送するシステムであり、映像データに対して優先的にネットワーク資源を割り当てることが記載されている。

特許文献４には、アドホック通信ネットワークにおいて、複数の無線端末から経路情報とリンク品質情報を取得して、現状を表示し、ネットワーク管理に用いることが記載されている。

特開２００５−７２７２０号公報 特開２００５−１０１８７２号公報 特開２００７−２２８３１７号公報 特開２００９−２５３９２７号公報

しかしながら、上記従来のアドホックルーティングプロトコルを用いたネットワークでは、各通信装置に接続する端末までを含めた伝送路全体に対してＱｏＳ制御を行うことができないため、通信帯域の制御や通信の優先度を選択できず、多種多様なサービスを実現することができないという問題点があった。

尚、特許文献１〜特許文献４には、ネットワークを構成する通信端末に有線で接続する端末までを含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を行うことは記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、アドホックルーティングプロトコルを用いたネットワークにおいて、全ての通信装置でＱｏＳ情報を共有して、通信装置に接続する端末までを含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を実施し、多種多様なサービスの実現を可能とする通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置であって、当該端末を送信元とし、送信元と宛先との組み合わせによって特定される通信データに対応して、帯域制御値を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶する記憶部と、ＱｏＳ制御情報に基づいて通信データのＱｏＳ制御を行う制御部と、指示に従って無線通信における送信データの帯域制御を行う帯域制御部とを備え、制御部が、通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から当該通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値を帯域制御部に指定することを特徴としている。

また、本発明は、上記通信装置において、通信データの優先度を制御する優先度制御部を備え、ＱｏＳ制御情報には、帯域制御値に加えて優先度が規定されており、制御部が、通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された優先度を優先度制御部に指定することを特徴としている。

また、本発明は、上記通信装置において、制御部が、通信データが入力されると、通信データの宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末であるかどうかを判断し、宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末でなければ、通信データに含まれる優先度の情報を送信元と宛先に対応するＱｏＳ制御情報で規定された優先度に書き換えるマーキングを行うよう優先度制御部に指示し、宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末であれば、通信データに含まれる優先度の情報を有線ネットワークにおいて予め設定されている優先度に書き換えるリマーキングを行うよう優先度制御部に指示することを特徴としている。

また、本発明は、上記通信装置において、記憶部には、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報に加えて、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報が記憶されるようになっており、制御部が、各ＱｏＳ制御情報について自装置における帯域制御の優先度を示す帯域制御優先度を設定し、当該設定の際に、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度を、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度より高く設定して記憶部に記憶し、通信データが入力された場合に、通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度に従って帯域制御値を帯域制御部に指定することを特徴としている。

また、本発明は、複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置における通信方法であって、予め記憶部に、当該端末を送信元とし、送信元と宛先の組み合わせによって特定される通信データに対応して帯域制御値及び優先度を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶しておき、制御部が、自装置に接続された端末から通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値及び優先度に基づいて帯域制御と優先度制御を行うことを特徴としている。

本発明によれば、複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置であって、当該端末を送信元とし、送信元と宛先との組み合わせによって特定される通信データに対応して、帯域制御値を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶する記憶部と、ＱｏＳ制御情報に基づいて通信データのＱｏＳ制御を行う制御部と、指示に従って無線通信における送信データの帯域制御を行う帯域制御部とを備え、制御部が、通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から当該通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値を帯域制御部に指定する通信装置としているので、通信装置に有線で接続された端末からの送信データを、適切な帯域で無線通信で送信することができ、通信装置だけでなく有線接続された端末まで含めた伝送路全体で帯域制御を実現できる効果がある。

また、本発明によれば、通信データの優先度を制御する優先度制御部を備え、ＱｏＳ制御情報には、帯域制御値に加えて優先度が規定されており、制御部が、通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された優先度を優先度制御部に指定する上記通信装置としているので、通信装置に有線で接続された端末からの送信データを、適切な帯域及び優先度で無線送信することができ、通信装置だけでなく有線接続された端末まで含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を実現でき、種々のサービスを提供可能とすることができる効果がある。

また、本発明によれば、制御部が、通信データが入力されると、通信データの宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末であるかどうかを判断し、宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末でなければ、通信データに含まれる優先度の情報を送信元と宛先に対応するＱｏＳ制御情報で規定された優先度に書き換えるマーキングを行うよう優先度制御部に指示し、宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末であれば、通信データに含まれる優先度の情報を有線ネットワークにおいて予め設定されている優先度に書き換えるリマーキングを行うよう優先度制御部に指示する上記通信装置としているので、無線区間においても有線区間においても適切な優先度とすることができ、伝送路全体で通信の品質を保証することができる効果がある。

また、本発明によれば、記憶部には、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報に加えて、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報が記憶されるようになっており、制御部が、各ＱｏＳ制御情報について自装置における帯域制御の優先度を示す帯域制御優先度を設定し、当該設定の際に、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度を、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度より高く設定して記憶部に記憶し、通信データが入力された場合に、通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度に従って帯域制御値を帯域制御部に指定する上記通信装置としているので、自装置に有線接続された端末から送信された通信データに対して優先的に帯域を割り当てて送信することができ、通信の輻輳を防ぐことができる効果がある。

また、本発明によれば、複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置における通信方法であって、予め記憶部に、当該端末を送信元とし、送信元と宛先の組み合わせによって特定される通信データに対応して帯域制御値及び優先度を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶しておき、制御部が、自装置に接続された端末から通信データが入力されると、記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値及び優先度に基づいて帯域制御と優先度制御を行う通信方法としているので、通信装置に有線で接続された端末からの送信データを、適切な帯域及び優先度で無線送信することができ、通信装置だけでなく有線接続された端末まで含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を実現でき、種々のサービスを提供可能とすることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る通信装置のシステム構成図である。 本通信装置が配置されたネットワークの構成例を示す説明図である。 ＱｏＳ設定画面の表示例を示す説明図である。 帯域制御テーブルの例を示す説明図である。 優先度制御テーブルの説明図である。 通信装置＃２のＱｏＳエントリの例を示す説明図である。 ＱｏＳ制御通知メッセージのフォーマットを示す説明図である。 図２の端末＃２から端末＃６へのＩＰパケットに対するＱｏＳ制御情報を示すＱｏＳ制御通知メッセージの説明図である。 図２に示したネットワークにおけるＱｏＳ制御のシーケンス例を示すシーケンス図である。 本通信装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの送信処理を示すフローチャートである。 本通信装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの受信処理を示すフローチャートである。 ＩＰパケット受信時の処理を示すフローチャートである。 アドホックネットワークにおける中継の概念を示す模式説明図である。 Ｈｅｌｌｏメッセージによる論理接続を示す説明図である。 Ｈｅｌｌｏメッセージのフォーマットを示す説明図である。 ＴＣメッセージのフォーマットを示す説明図である。 ＴＣメッセージのフラッディングを示す説明図であり、 ＴＣメッセージから取得したトポロジー情報に基づく経路決定の例を示す説明図である。 ＨＮＡメッセージによる経路通知の概要を示す説明図である。 ＨＮＡメッセージのフォーマットを示す説明図である。 従来の通信装置の構成を示すシステム構成図である。 従来のネットワークにおける通信の例を示す説明図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信方法は、有線で接続された端末を備えた通信装置であって、送信元と宛先との組み合わせによって特定される通信データに対応する帯域制御値と優先度とを規定するＱｏＳ制御情報（ＱｏＳエントリ情報）を記憶部に複数記憶しておき、有線で接続された端末から通信データが入力されると、記憶部に記憶されたＱｏＳ制御情報の内、入力された通信データの送信元と宛先との組み合わせに一致するＱｏＳ制御情報に基づいて、帯域制御、又は帯域制御と優先度制御を行って無線送信するものであり、送信元及び宛先として、ネットワークを構築する通信装置だけでなく各通信装置に接続する端末も含めて設定可能としており、ネットワーク全体においてＱｏＳ制御を実現して、種々のサービスを提供できるものである。

また、本実施の形態に係る通信装置は、外部からＱｏＳ制御情報の情報を入力するインタフェースを備え、当該インタフェースを介してＱｏＳ制御情報が入力されると、記憶部に記憶すると共に、アドホックルーティングプロトコルによる制御メッセージに格納して他の通信装置に通知し、更に、他の通信装置からのＱｏＳ制御情報を受信すると、当該ＱｏＳ制御情報の内容を記憶部に記憶するようにしているので、ネットワーク内の通信装置間で同じＱｏＳ制御情報を共有することができ、ネットワーク全体においてＱｏＳ制御を実現して、種々のサービスを提供できるものである。

また、本実施の形態に係る通信装置は、有線で接続された端末を備えた通信装置であって、他の通信装置から通信データを受信すると、当該通信データの宛先が、自装置に有線で接続された端末であるかどうかを判断し、宛先が自装置に有線接続された端末でなければ、ＱｏＳ制御情報に基づいて当該通信データのＤＳＣＰを書き換えるマーキング処理を行い、宛先が自装置に有線接続された端末であれば、当該通信データのＤＳＣＰを有線インタフェースで予め設定されている優先度に書き替えるリマーキング処理を行うようにしているので、無線区間においても有線区間においても適切な優先度で通信を行うことができるものである。

［実施の形態に係る通信装置の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る通信装置（本通信装置）の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る通信装置のシステム構成図である。
図１に示すように、本通信装置は、基本的な構成は図２１に示した従来の通信装置とほぼ同様であるが、ＱｏＳ制御を行うための構成部分が新たに追加されているものである。

本通信装置は、従来と同様の構成部分として、レイヤー４（Ｌ４）層以上に、アドホックルーティングプロトコルを実現するネットワークモジュール１０が配置され、その中に、アドホックルーティング制御部（以下、制御部とする）１１、制御メッセージ送信部１２、制御メッセージ受信部１３、制御メッセージ生成部１４、ルーティング情報ベース１５が設けられている。
但し、制御部１１における動作と、ルーティング情報ベース１５に記憶されている情報が従来とは一部異なっている。

また、Ｌ３層（ネットワーク層）には、通信経路の情報を記憶するルーティングテーブル２０が設けられ、ルーティングテーブル２０には、有線インタフェース２２及び無線インタフェース２３が接続されている。
ルーティングテーブル２０には、従来と同様に、入力データに合致した経路の情報を一時的に保持するルーティングテーブルキャッシュ２１が設けられている。

そして、本通信装置の特徴部分として、Ｌ４層以上に、ＱｏＳ制御メッセージ解析部１６と、インタフェースモジュール（図では "Human Interface Controller"と記載）１７０内の設定インタフェース１７と、制御メッセージ生成部１４０内のＱｏＳ制御メッセージ生成部１４が設けられている。
更に、本通信装置の特徴部分として、Ｌ４層以上に、ＤＳＣＰマーキング部１８と、帯域制御部１９とが設けられている。

本通信装置の特徴部分について説明する。
設定インタフェース１７は、本装置の特徴となっているＱｏＳ制御情報（ＱｏＳエントリ情報）を管理者が入力するためのインタフェースであり、表示画面や入力手段を備えている。

ＱｏＳ制御メッセージ解析部１６は、他の通信装置から送信されたＱｏＳ制御通知メッセージを解析し、ＱｏＳ制御情報を抽出する。
ルーティング情報ベース１５は、設定インタフェース１７や制御メッセージ解析部１６を介して入力されたＱｏＳ制御情報に基づいて生成された帯域制御テーブル及び優先度制御テーブル、ＱｏＳエントリを記憶する。

制御メッセージ生成部１４０は、従来と同様にＨｅｌｌｏメッセージやＴＣメッセージを生成すると共に、本装置の特徴であるＱｏＳ制御メッセージ生成部１４が、ＱｏＳ制御通知メッセージを生成する。

ＤＳＣＰマーキング部１８は、本通信装置の特徴部分であり、通信データの優先度を制御するものである。ＤＳＣＰマーキング部１８は、請求項に記載した優先度制御部に相当する。
具体的には、ＤＳＣＰマーキング部１８は、制御部１１からの指示に従って、ＩＰパケットについてヘッダ部分のＴｏＳフィールド内のＤＳＣＰ値を書き換えるマーキング処理を行う。ＤＳＣＰ値は、パケットの優先度を表す情報である。
これにより、当該ＩＰパケットの優先度を制御できるものである。

更に、ＤＳＣＰマーキング部１８は、宛先が自装置に接続する有線ネットワーク上の端末である場合には、制御部１１からの指示に従って、マーキングされたＤＳＣＰ値を、有線ネットワークにおいて従来用いられていたＩＰパケットのＤＳＣＰ値に戻すリマーキング処理を行う。
従来用いられていたＩＰパケットのＤＳＣＰ値とは、当該送信元と宛先との組み合わせについて、元々通信装置と端末との間の有線通信で設定されていた優先度の情報である。
これにより、従来から優先度制御が為されている有線ネットワーク内では、その優先度を保持できるものである。

帯域制御部１９は、制御部１１からの指示に従って、ＩＰパケットの通信帯域を確保する帯域制御を行う。

［本通信装置の動作概略］
本通信装置は、大きく分けて、ＱｏＳ制御情報を登録して装置間で共有して記憶する動作と、実際の通信において、記憶されたＱｏＳ制御情報に基づいてＩＰパケットの帯域や優先度を制御する動作とを行う。
それぞれの動作については後述する。

［ネットワーク構成：図２］
ここで、本通信装置の動作を説明するため、本通信装置が配置されたネットワークの構成例について図２を用いて説明する。図２は、本通信装置が配置されたネットワークの構成例を示す説明図である。
図２に示すネットワークは、図２２（ａ）に示したネットワークと同一の構成であり、通信装置＃１，＃２，＃３，＃４，＃５を備えている。
更に、通信装置＃１には端末＃１と端末＃４が有線で接続され、通信装置＃２には端末＃２が、通信装置＃３には端末＃３が、通信装置＃４には端末＃５が、通信装置＃５には端末＃６がそれぞれ有線で接続されている。

また、通信装置＃２は、通信装置＃１，＃３，＃４からＭＰＲ選定されており、通信装置＃４は、通信装置＃２，＃５からＭＰＲ選定されている。

そして、以下の説明では、端末＃２から端末＃６への通信データを優先的に送信するため、帯域及び優先度を制御する場合を例として説明する。
送信元である端末＃２のＩＰアドレスは、192.168.0.1であり、宛先である端末＃６のＩＰアドレスは、192.168.1.1である。

［ＱｏＳ設定画面表示例：図１、図３］
次に、本装置のＱｏＳ設定画面表示例について図１及び図３を用いて、動作を交えながら説明する。図３は、ＱｏＳ設定画面の表示例を示す説明図である。
図３に示すように、ＱｏＳ設定画面は、管理者が操作するＰＣ等の処理装置に表示され、ＱｏＳ制御情報を生成するための情報が入力されるものであり、図１に示した設定インタフェース部１７によって実現されるものである。
ここで、ＱｏＳ設定画面で設定されるＱｏＳ制御情報は、自通信装置又は自通信装置に有線で接続された端末が送信元となる通信のＱｏＳ制御情報である。

本通信装置では、ＱｏＳ制御として、帯域と優先度とを制御するようにしている。
帯域制御について、送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスの組に対応して、所望の帯域上限の値を入力する。
図３の例では、番号１として端末＃２（192.168.0.1/32）から端末＃６（192.168.1.1/32）への通信は、帯域上限「1Mbps」が設定され、広い帯域が確保されている。
そして、「設定」キーが押下されると、表示されている内容が制御部１１に出力され、制御部１１は、後述する帯域制御テーブル及びＱｏＳエントリを生成する。

同様に、ＱｏＳ設定画面では、優先度制御について、送信元アドレスと宛先ＩＰアドレスの組に対応して、所望の優先度を入力する。
図３の例では、番号１として端末＃２（192.168.0.1/32）から端末＃６（192.168.1.1/32）への通信は、優先度「１（最高）」が入力されている。
そして、「設定」キーが押下されると、表示されている内容が制御部１１に出力され、制御部１１は、後述する優先度制御テーブル及びＱｏＳエントリを生成する。

このように、本通信装置では、管理者が任意に選択した送信元と宛先との組み合わせに対応して、帯域及び優先度を設定したＱｏＳ制御情報を生成することができるものである。
尚、本通信装置では、帯域制御と優先度制御を独立して設定可能であるため、帯域と優先度のいずれか一方又は両方の制御を行うことができるものとなっている。

［帯域制御テーブル：図４］
次に、ＱｏＳ設定画面の内容に基づいて生成される帯域制御テーブルについて図４を用いて説明する。図４は、帯域制御テーブルの例を示す説明図である。
図４に示すように、帯域制御テーブルは、図３に示したＱｏＳ設定画面の帯域制御のエリアにおいて入力された情報に基づいて生成され、設定装置情報、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、帯域設定の値が記憶されている。
設定装置情報は、当該情報が設定（入力）された装置を示し、ここでは自装置（通信装置＃２）となっている。
また、制御部１１は、次にＱｏＳ設定画面を表示する際には、帯域制御テーブルの情報を読み取って帯域制御のエリアに表示する。

［優先度制御テーブル：図５］
次に、ＱｏＳ設定画面の内容に基づいて生成される優先度制御テーブルについて図５を用いて説明する。図５は、優先度制御テーブルの説明図である。
図５に示すように、優先度制御テーブルもＱｏＳ設定画面の内容に基づいて生成されるものであり、設定装置情報、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス及び優先度値が記憶されている。
また、制御部１１は、次にＱｏＳ設定画面を表示する際には、優先度制御テーブルの情報を読み取って優先度制御のエリアに表示する。

［ＱｏＳエントリ：図６］
更に、本通信装置では、帯域制御テーブル及び優先度制御テーブルに基づいて、ＱｏＳエントリを生成する。
ＱｏＳエントリは、データパケットの通信時にＱｏＳ制御を行う際の基準となる情報である。
それと共に、本通信装置では、各通信装置で生成されたＱｏＳエントリに基づいて、ＱｏＳ制御情報をアドホックルーティングプロトコルの制御メッセージとして、他の通信装置にフラッディングする。ＱｏＳ制御情報を送信する制御メッセージをＱｏＳ制御通知メッセージと称する。

これにより、本通信装置で構成されるアドホックネットワークでは、通信装置間でＱｏＳ制御情報を共有することができ、共有された情報に基づいて実際のＩＰパケットのＱｏＳを行うことができるものである。

ＱｏＳエントリについて図６を用いて説明する。図６は、通信装置＃２のＱｏＳエントリの例を示す説明図である。
ＱｏＳエントリは、ルーティング情報ベース１５に記憶されており、図６に示すように、自装置においてＱｏＳ設定画面から入力されたＱｏＳ制御情報だけでなく、他の通信装置から送信されたＱｏＳ制御通知メッセージから抽出したＱｏＳエントリ情報（ＱｏＳ制御情報）も記憶している。

ＱｏＳエントリには、番号、設定装置情報、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、帯域制御値、優先度値、帯域制御優先度が記憶されている。
番号は、ＱｏＳ制御情報毎に付されている。
設定装置情報は、当該ＱｏＳ制御情報の送信元の情報を格納している。
図６の例では、番号１〜４は通信装置＃２（自装置）で入力されたＱｏＳ制御情報であり、番号５〜７は、図２に示した通信装置＃４（隣接ノード）から送信されたＱｏＳ制御情報であり、番号８〜９は、図２に示した通信装置＃５（２ＨＯＰノード）から送信されたＱｏＳ制御情報である。

送信元ＩＰアドレスは、ＱｏＳ制御の対象となるＩＰパケットの送信元を示す。
宛先ＩＰアドレスは、ＱｏＳ制御の対象となるＩＰパケットの宛先を示す。
また、帯域制御優先度は、自装置において、帯域確保を行う処理の優先度を示す情報である。

本通信装置では、ＱｏＳエントリの帯域制御優先度に従って、順次ＩＰパケットに対する帯域を確保する処理を行うようにしている。これにより、同時に複数のＩＰパケットを受信した場合でも、通信の輻輳を防ぐことができるものである。

そして、自装置で設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度は１から割り当てられるが、隣接ノードで設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度は３１から、２ＨＯＰノードのＱｏＳ制御情報は６１から割り当てるようにしている。
帯域制御優先度の設定は、ＱｏＳ制御通知メッセージ受信処理において説明する。

つまり、本装置では、自装置で設定されたＱｏＳ制御情報に対応するＩＰパケットには優先的に帯域を割り当てるものとなっており、これにより、自装置又は自装置に接続する端末から送信されるデータを優先的に処理できるものとなっている。

尚、本通信装置で構成されるアドホックネットワークでは、各通信装置において記憶されるＱｏＳ制御情報は、後述するＱｏＳ制御通知メッセージによってフラッディングされ、ネットワーク内でＱｏＳ制御情報を共有できるものである。
但し、ＱｏＳエントリの帯域制御優先度（及び配列順）は、通信装置毎に異なっている。

［ＱｏＳ制御通知メッセージフォーマット：図７］
次に、ＱｏＳ制御通知メッセージのフォーマットについて図７を用いて説明する。図７は、ＱｏＳ制御通知メッセージのフォーマットを示す説明図である。
ＱｏＳ制御通知メッセージは、ネットワークを構築する通信装置間でＱｏＳ制御情報を共有するための制御メッセージであり、ＱｏＳ制御情報が設定された通信端末から送信されるものである。

図７に示すように、ＱｏＳ制御通知メッセージは、メッセージヘッダ部とメッセージペイロード部とから成り、メッセージペイロード部には、ＱｏＳ制御メッセージであることを示すＱｏＳヘッダ部と、ＱｏＳエントリ情報（ＱｏＳ制御情報）が含まれる。ＱｏＳエントリ情報は複数格納でき、ここではＱｏＳエントリ情報＃１〜ＱｏＳエントリ情報＃Ｎが格納されている。

ＱｏＳヘッダ部は、messageIntervalにＱｏＳ制御メッセージの送信間隔が格納され、QoSControlTimer には、ＱｏＳエントリ情報に記載した内容を有効とする時間が格納され、entryNumberには当該メッセージに含まれるＱｏＳエントリ情報の数を格納している。

各ＱｏＳエントリ情報には、図６に示したＱｏＳエントリに基づいて、帯域制御値（BandWidth Control Value）、優先度制御値（Service Control Value）、送信元ＩＰアドレス（QoSEntrySourceAdress）、宛先ＩＰアドレス（QoSEntryDestAdress）が格納される。
QoSEntry SourceNetMask及びQoSEntry DestNetMaskには、送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスのサブネットマスク８bitを格納する。

ＱｏＳ制御通知メッセージは、ＱｏＳ制御メッセージ生成部１４で生成され、制御部１１、ルーティングテーブル２０を経由して、無線インタフェース（Wireless MAC）２３からmessageIntervalの送信間隔に従って送信される。
ＱｏＳ制御通知メッセージの送信処理、受信処理については後述する。

［ＱｏＳ制御通知メッセージの例：図２、図８］
次に、ＱｏＳ制御通知メッセージの例について図２及び図８を用いて説明する。図８は、図２の端末＃２から端末＃６へのＩＰパケットに対するＱｏＳ制御情報を示すＱｏＳ制御通知メッセージの説明図である。
図８に示すように、端末＃２から端末＃６の通信についてのＱｏＳ制御通知メッセージは、図７に示したフォーマットで記載されており、送信元に端末＃２のＩＰアドレス（192.168.0.1）、宛先に端末＃６のＩＰアドレス（192.168.1.1）、更にQoSEntry SourceNetMask及びQoSEntry DestNetMaskには端末であることを示す値（/32）が記載されている。
そして、帯域制御値として1000[1Mbps]、優先度制御値として3F[最高]が設定されている。

［本通信装置から成るネットワークにおけるＱｏＳ制御のシーケンス例：図２、図９］
次に、本通信装置から成るネットワーク（本ネットワーク）におけるＱｏＳ制御のシーケンスについて図２及び図９を用いて説明する。図９は、図２に示したネットワークにおけるＱｏＳ制御のシーケンス例を示すシーケンス図である。
図９の上段では、ＱｏＳ制御情報を通信装置間で共有するシーケンスを示している。

図９上段に示すように、まず、通信装置＃２において、設定画面において端末＃２→端末＃６の通信について、広い帯域を保証する帯域制御及び高い優先度とする情報が設定されると（Ｓ１）、制御部１１は、設定内容に基づいて、当該送信元と宛先の組み合わせ（端末＃２→端末＃６）に対応して、帯域制御テーブル及び優先度制御テーブルを生成し（Ｓ２）、これらに基づくＱｏＳ制御情報をルーティング情報ベース１５のＱｏＳエントリに保存する。

これにより、通信装置＃２は、端末＃２→端末＃６のＩＰパケットを受信した場合には、ＱｏＳエントリに基づく制御部１１からの指示に従って、帯域制御部１９が帯域制御を行うと共に、ＤＳＣＰマーキング部１８がＤＳＣＰマーキングを行って、次ノードに送信することになる。

そして、通信装置＃２は、ＱｏＳエントリに基づいて、ＱｏＳ制御メッセージ生成部１４でＱｏＳ制御通知メッセージ（図８参照）を生成して、制御部１１、ルーティングテーブル２１を介してＴＣメッセージと同様にフラッディングする（Ｓ３）。
ここで、通信装置＃２は、図２に示したように、通信装置＃１，＃３，＃４に対してもＱｏＳ制御通知メッセージを送信する。

通信装置＃２からのＱｏＳ制御通知メッセージを受信した通信装置＃４は、ＱｏＳ制御メッセージ解析部１６でメッセージを解析して、ＱｏＳ制御情報を取り出し、ＱｏＳエントリに、端末＃２→端末＃６のＩＰパケットに対応して帯域制御及び優先度を指定するＱｏＳ制御情報を追加して、ルーティング情報ベース１５に記憶する（Ｓ４）。

これにより、通信装置＃４も、端末＃２→端末＃６のＩＰパケットを受信した場合には、ＱｏＳエントリに基づいて帯域制御部１９が帯域制御すると共に、ＤＳＣＰマーキング部１８がＤＳＣＰマーキングを行って送信するようになる。

また、通信装置＃４は、自身もＭＰＲであるため、ＱｏＳ制御通知メッセージをフラッディングし、通信装置＃５に送信する（Ｓ５）。
尚、通信装置＃２からのＱｏＳ制御通知メッセージを受信した通信装置＃１及び通信装置＃３（図２参照）は、ＭＰＲではないためフラッディングは行わないが、ＱｏＳ制御情報をルーティング情報ベース１５のＱｏＳエントリに保存して、受信したＩＰパケットに対して帯域制御及び優先度制御を行う。

通信装置＃５は、ＱｏＳ制御通知メッセージを受信すると、それを解析し、ＱｏＳ制御情報をＱｏＳエントリに記憶する。
また、通信装置＃５の制御部１１は、宛先が自装置に有線で接続する端末＃６であるデータを受信した場合、帯域制御部１９に帯域制限の情報を設定し、ＤＳＣＰマーキング部１８に対してＤＳＣＰリマーキングを指示し、有線ネットワークの優先度に合わせる（Ｓ６）。

このようにして、本ネットワークでは、アドホックプロトコルでＱｏＳ制御通知メッセージをフラッディングすることにより、ネットワークを構成する全ての通信装置が共通のＱｏＳ制御情報を取得して、端末から端末への通信においてもＱｏＳ制御を実現して、通信の品質を保証できるものである。

次に、本ネットワークにおける通信の例について図９を用いて説明する。
図９の中段では、帯域制御のみを行う場合を示しており、端末＃２から端末＃６へのＩＰパケットについて、広い帯域が保証されている。

端末＃２から、端末＃６宛のデータが送信され（Ｓ１１）、端末＃５宛のデータが送信された（Ｓ２１）場合、通信装置＃２では、ＱｏＳエントリに基づいて、まず、帯域制御優先度の高い端末＃６宛のデータに広い帯域を割り当て、帯域制御部１９に指示する。
これにより、端末＃６宛のデータは、広い帯域で送信され（Ｓ１３）、端末＃５宛のデータは狭い帯域で送信される（Ｓ１４）。

更に、通信装置＃４でも、端末＃６宛のデータは広い帯域で送信され（Ｓ１５）、通信装置＃５から端末＃６においても広い帯域で送信され（Ｓ１６）、速い通信速度で通信することができるものである。
一方、端末＃５宛のデータは、通信装置＃２から通信装置＃４への送信時に狭い帯域が割り当てられるため、通信速度は遅くなる。

図９下段では、帯域制御に加えて優先度制御を行う場合を示しており、端末＃２から端末＃６へのＩＰパケットについて、広い帯域が保証されると共に、優先度が高く設定されている。
端末＃２に、端末＃６宛のデータと、端末＃５宛のデータが入力されると、端末＃２からは、ＤＳＣＰに元々の有線ネットワークにおける優先度の情報を格納してデータが送信される（Ｓ３２，Ｓ２２）。
ここでは、端末＃５宛のデータはＤＳＣＰ＝７で優先度が低く、端末＃６宛のデータはＤＳＣＰ＝０で優先度が高く設定されている。

通信装置＃２では、端末＃５宛のデータと端末＃６宛のデータを受信すると、ルーティング情報ベース１５に記憶されているＱｏＳエントリに基づいて、帯域制御優先度及び優先度値の高い端末＃６宛のデータを先に処理し、該当するＱｏＳ制御情報に基づいて広い帯域を割り当て、受信データのＤＳＣＰ値を書き換えて、次ノードの通信装置＃４に広い帯域で送信する（Ｓ２３）。ここでは、ＤＳＣＰ＝３Ｆに書き換える。
また、端末＃５宛のデータは、ＱｏＳエントリに基づいて、ＤＳＣＰ＝０に書き換えるマーキング処理を行い、狭い帯域で通信装置＃４に送信する（Ｓ２４）。

通信装置＃４では、既に記憶しているＱｏＳエントリで端末＃２から端末＃６宛のデータのＤＳＣＰ値を書き換えるマーキング設定が為されているが、同じ値（ＤＳＣＰ＝３Ｆ）を上書きすることになる。そして、マーキング処理された端末＃６宛のデータを広い帯域で通信装置＃５宛に送信する（Ｓ２５）。
端末＃５宛のデータは、通信装置＃４から有線ネットワークで送信される。

通信装置＃５では、端末＃６宛のデータを受信すると、制御部１１が、宛先が自装置に有線で接続されている端末＃６であることを認識して、ＤＳＣＰマーキング部１８にリマーキング処理を行うよう指示する。そして、ＤＳＣＰマーキング部１８が、端末＃６宛のデータのＤＳＣＰを有線ネットワークにおいて設定されている値に書き換えて（ＤＳＣＰ＝０）、有線インタフェースを介して送信する（Ｓ２６）。
このようにして、端末＃２と端末＃６との間の通信が帯域が保証されると共に送信処理も優先されるものである。

［ＱｏＳ制御通知メッセージ送信処理：図１０］
次に、本通信装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの送信処理について図１０を用いて説明する。図１０は、本通信装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの送信処理を示すフローチャートである。
本通信装置では、自装置のＱｏＳ設定画面において操作が行われた場合に、他の通信装置にＱｏＳ制御情報を伝達するためにＱｏＳ制御通知メッセージを送信する。

図１０に示すように、本通信装置の制御部１１は、ＱｏＳ設定画面からＱｏＳ制御情報が変更されたかどうかを監視し（Ｓ１００）、変更されていない場合には（Noの場合）、監視を続ける。
また、処理Ｓ１００でＱｏＳ制御情報が変更された場合には（Yesの場合）、変更された内容に基づいて、当該ＱｏＳ制御情報を図６に示したＱｏＳエントリに登録する（Ｓ１１２）。

そして、ＱｏＳ制御メッセージ生成部１４が、ＱｏＳエントリに基づいてＱｏＳ制御通知メッセージを生成し（Ｓ１１２）、制御メッセージ送信部１２が、ＱｏＳ制御通知メッセージの送信周期になったときに、無線インタフェースを介してブロードキャストで無線送信する（Ｓ１１４）。
このようにして、ＱｏＳ制御通知メッセージの送信処理が行われるものである。

［ＱｏＳ制御通知メッセージ受信処理：図１１］
次に、本装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの受信処理について図１１を用いて説明する。図１１は、本通信装置におけるＱｏＳ制御通知メッセージの受信処理を示すフローチャートである。
図１１に示すように、本装置の制御メッセージ受信部１３は、ＱｏＳ制御通知メッセージを受信したかどうか監視し（Ｓ２００）、受信していなければ（Noの場合）、監視を続ける。
また、ＱｏＳ制御通知メッセージを受信した場合には（Yesの場合）、制御メッセージ受信部１３は、ＱｏＳ制御メッセージ解析部１６に当該メッセージを出力し、ＱｏＳ制御メッセージ解析部１６は、当該メッセージに含まれるＱｏＳエントリ情報をEntryNumber分抽出し（Ｓ２０２）、制御部１１に出力する。

制御部１１は、新規ＱｏＳエントリ情報（新規ＱｏＳ制御情報）があるかどうかを判断し（Ｓ２０４）、新規ＱｏＳエントリ情報がなければ（Noの場合）処理Ｓ２１０に移行する。
また、処理Ｓ２０４で新規ＱｏＳエントリ情報があれば（Yesの場合）、当該ＱｏＳ制御通知メッセージの送信元のＨＯＰ数に応じて帯域制御優先度を設定する（Ｓ２０６）。
具体的には、隣接ノードであれば要求された帯域制御優先度（受信したＱｏＳエントリ情報の番号）に３０を加算し、２ＨＯＰノードであれば６０を加算して設定する。
そして、制御部１１は、ＱｏＳエントリに、当該新規ＱｏＳ制御情報を登録する（Ｓ２０８）。また、有効期間はメッセージヘッダのQoSControlTimerとする。

そして、制御部１１は、自装置がＭＰＲであるかどうかを判断し（Ｓ２１０）、ＭＰＲであれば（Yesの場合）、受信したメッセージのＴＴＬを１つ減らして、自装置をＭＰＲに選定している通信装置に送信する（Ｓ２１２）。
また、処理Ｓ２１０で、自装置がＭＰＲではないと判断すると（Noの場合）、制御部１１は、処理を終わる。
このようにしてＱｏＳ制御通知メッセージ受信処理が行われるものである。

図１０，１１に示した処理により、本通信装置から成るネットワークでは、ネットワークを構築する全ての通信装置間でＱｏＳ制御情報を共有して、各通信装置に接続する端末まで含めた伝送路全体に対して通信を保証することができ、多様な通信サービスを実現することができるものである。

［ＩＰパケット受信時の処理：図１２］
次に、本通信装置におけるＩＰパケット受信時の処理について図１２を用いて説明する。図１２は、ＩＰパケット受信時の処理を示すフローチャートである。
図１２に示すように、制御部１１は、ＩＰパケットの受信を待ち受け（Ｓ３００）、ＩＰパケットを受信した場合には（Yesの場合）、当該ＩＰパケットの送信元及び宛先を読み取り、ルーティング情報ベース１５に記憶されているＱｏＳエントリの中から、当該送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択する（Ｓ３０２）。

そして、制御部１１は、受信したＩＰパケットの宛先が自装置有線側の端末（自装置に有線接続する端末）かどうかを判断する（Ｓ３０４）。
処理Ｓ３０４において、受信パケットの宛先が自装置有線側の端末ではなかった場合（Noの場合）、制御部１１は、ＤＳＣＰマーキング部１８に対して、受信したＩＰパケットのＤＳＣＰを、選択したＱｏＳ制御情報に記載されている優先度値に書き換えるマーキング処理を実施するよう指示する（Ｓ３０６）。

また、処理Ｓ３０４において、受信ＩＰパケットの宛先が自装置有線側の端末であった場合（Yesの場合）、制御部１１は、ＤＳＣＰマーキング部１８に対して、受信したＩＰパケットのＤＳＣＰを有線側の設定値に書き換えるリマーキング処理を実施するよう指示する（Ｓ３０８）。
これにより、自装置に有線で接続された端末宛のデータの優先度は、有線側の優先度に変換される。

そして、制御部１１は、帯域制御部１９に対して選択したＱｏＳ制御情報に記載されている帯域制御値を指示する（Ｓ３１０）。
このようにして、ＩＰパケット受信時の制御部１１の処理が行われる。
尚、複数のＩＰパケットを同時に受信した場合には、ＱｏＳエントリの帯域優先度に従って図１３の処理を行う。

これにより、本通信装置に受信されたＩＰパケットは、無線区間においては、ＱｏＳ制御情報で指定された帯域及び優先度とするＱｏＳ制御が為されて次ノードに送信され、有線区間では有線ネットワークで設定されている優先度で端末に送信される。
つまり、本通信装置から成るネットワークでは、通信データの送信元と宛先の組み合わせに応じて、全ての無線区間で適切な帯域及び優先度で通信を行うことができると共に、リマーキングを行うことで、有線区間でも通信が保証されるものである。

［ＱｏＳ制御情報の管理］
また、本通信装置では、ルーティング情報ベース１５に記憶されているＱｏＳ制御情報の有効期間を定期的にチェックして、期限の切れているＱｏＳ制御情報をＱｏＳエントリから削除してＱｏＳエントリを更新する。
このようにして、ＱｏＳ制御情報の管理が行われる。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信方法によれば、自装置に有線で接続された端末を送信元とし、送信元と宛先との組み合わせによって特定される通信データに対応する帯域制御値と優先度とを規定するＱｏＳ制御情報（ＱｏＳエントリ情報）を記憶部に複数記憶しておき、有線で接続された端末から通信データが入力されると、記憶部に記憶されたＱｏＳ制御情報の中から、入力された通信データの送信元と宛先との組み合わせに一致するＱｏＳ制御情報を選択し、当該ＱｏＳ制御情報に基づいて帯域制御及び優先度制御を行って無線送信するようにしており、送信元及び宛先として、通信装置だけでなく各通信装置に有線で接続する端末も含めてＱｏＳ制御を行うことができ、ネットワーク全体においてＱｏＳ制御を実現して、種々のサービスを提供できる効果がある。

また、本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信方法によれば、ＩＰパケットを受信した場合に、宛先が自装置に有線接続された端末かどうかを判断し、宛先が自装置に有線接続された端末でない場合には、ＱｏＳ制御情報に基づいて当該ＩＰパケットのＤＳＣＰを書き換えるマーキング処理を行い、宛先が自装置に有線接続された端末である場合には、当該ＩＰパケットのＤＳＣＰを有線インタフェースで予め設定されている優先度に書き換えるリマーキング処理を行うようにしているので、無線区間でも有線区間でも適切な優先度として、通信の品質を保証することができる効果がある。

また、本発明の実施の形態に係る通信装置及び通信方法によれば、記憶部が、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報と、他の通信装置から送信されたＱｏＳ制御情報を記憶し、自装置における帯域制御の優先度を示す帯域制御優先度を、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報について他の通信装置から送信されたＱｏＳ制御情報よりも高く設定するようにしているので、自装置若しくは自装置に有線接続された端末からの送信データに優先的に帯域を割り当てる処理を行い、通信の輻輳を防ぐことができる効果がある。

本発明は、全ての通信装置でＱｏＳ情報を共有して、ネットワークを構成する通信装置に有線接続する端末までを含めた伝送路全体でＱｏＳ制御を実現し、多種多様なサービスの実現を可能とする通信装置及び通信方法に適している。この出願は、２０１５年１２月８日に出願された日本出願特願２０１５−２３９６１１を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

１０，９０...ネットワークモジュール、 １１，９１...制御部、 １２，９２...制御メッセージ送信部、 １３，９３...制御メッセージ受信部、 １４...ＱｏＳ制御メッセージ生成部、 １５，９５...ルーティング情報ベース、 １６...ＱｏＳ制御メッセージ解析部、 １７...設定インタフェース、 １８...ＤＳＣＰマーキング部、 １９...帯域制御部、 ２０，９６...ルーティングテーブル、 ２１，９６１...ルーティングテーブルキャッシュ、 ２２，９８...有線インタフェース、 ２３，９９...無線インタフェース、 ９４，１４...制御メッセージ生成部

Claims (5)

1. 複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置であって、
   前記端末を送信元とし、前記送信元と宛先との組み合わせによって特定される通信データに対応して、帯域制御値を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶する記憶部と、
   前記ＱｏＳ制御情報に基づいて通信データのＱｏＳ制御を行う制御部と、
   指示に従って無線通信における送信データの帯域制御を行う帯域制御部とを備え、
   前記制御部が、通信データが入力されると、前記記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、前記選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値を前記帯域制御部に指定するものであって、
   前記記憶部には、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報に加えて、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報が記憶されるようになっており、
   制御部が、各ＱｏＳ制御情報について自装置における帯域制御の優先度を示す帯域制御優先度を設定し、前記設定の際に、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度を、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度より高く設定して前記記憶部に記憶し、
   通信データが入力された場合に、前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度に従って帯域制御値を帯域制御部に指定することを特徴とする通信装置。
2. 通信データの優先度を制御する優先度制御部を備え、
   ＱｏＳ制御情報には、帯域制御値に加えて優先度が規定されており、
   制御部が、通信データが入力されると、前記記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、前記選択されたＱｏＳ制御情報で規定された優先度を前記優先度制御部に指定することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 制御部が、通信データが入力されると、前記通信データの宛先が有線ネットワークによって自装置に接続された端末であるかどうかを判断し、前記宛先が前記有線ネットワークによって自装置に接続された端末でなければ、前記通信データに含まれる優先度の情報を送信元と宛先に対応するＱｏＳ制御情報で規定された優先度に書き換えるマーキングを行うよう優先度制御部に指示し、
   前記宛先が前記有線ネットワークによって自装置に接続された端末であれば、前記通信データに含まれる優先度の情報を前記有線ネットワークにおいて予め設定されている優先度に書き換えるリマーキングを行うよう優先度制御部に指示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信装置。
4. 複数の通信装置により形成された無線ネットワーク内の通信装置と無線通信を行うと共に、有線ネットワークによって自装置に接続された端末と通信を行う通信装置における通信方法であって、
   予め記憶部に、前記端末を送信元とし、前記送信元と宛先の組み合わせによって特定される通信データに対応して帯域制御値及び優先度を規定するＱｏＳ制御情報を複数記憶しておき、
   制御部が、自装置に接続された端末から通信データが入力されると、前記記憶部に記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、前記選択されたＱｏＳ制御情報で規定された帯域制御値及び優先度に基づいて帯域制御と優先度制御を行うものであって、
   自装置から設定されたＱｏＳ制御情報の記憶に加えて、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報が記憶されるようになっており、
   制御部が、各ＱｏＳ制御情報について自装置における帯域制御の優先度を示す帯域制御優先度を設定し、前記設定の際に、自装置から設定されたＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度を、他の通信装置から受信したＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度より高く設定して記憶し、
   通信データが入力された場合に、前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報の帯域制御優先度に従って帯域制御値を指定することを特徴とする通信方法。
5. 通信データの優先度を制御する優先度制御手段を備え、
   ＱｏＳ制御情報には、帯域制御値に加えて優先度が規定されており、
   制御部が、通信データが入力されると、前記記憶された複数のＱｏＳ制御情報の中から前記通信データの送信元と宛先の組み合わせに対応するＱｏＳ制御情報を選択し、前記選択されたＱｏＳ制御情報で規定された優先度を前記優先度制御手段に指定することを特徴とする請求項４記載の通信方法。

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