JPWO2008114327A1 - アドレス解決方法 - Google Patents

Abstract

トラフィックを抑制し、効率的にアドレスを解決するマルチホップ通信用のアドレス解決方法を得る。アドホックネットワークにおいて、送信元ノードから宛先ノードに対して中継ノードを経由してメッセージ送信を行う際に、送信元ノードが宛先ノードの論理アドレスを得るために、送信元ノードは、自身の論理アドレスを含む第１のアドレス情報を備えた経路探索要求メッセージをアドホックネットワーク上にブロードキャストし、宛先ノードは、中継ノードを介して受信した経路探索要求メッセージの応答として、自身の論理アドレスを含む第２のアドレス情報を備えた経路探索応答メッセージをユニキャストし、送信元ノードは、経路探索要求メッセージの送信経路を逆行して返信されてきた経路探索応答メッセージを受信することで送信経路を確立するとともに、宛先ノードの論理アドレスを得る。

Description

本発明は、多数の端末（ノード）をアクセスポイントの介在なしに相互接続するマルチホップ通信におけるアドレス解決方法に関する。

現在、アドホックネットワーク実現に向けて、様々なルーティングプロトコル（経路制御方式）が提案されている。ここで、アドホックネットワークとは、無線ＬＡＮのようなアクセスポイントを必要としない、無線で接続できる端末（ノード）のみで構成されたネットワークのことである。

例えば、ＩＥＴＦにおけるＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）やＡＯＤＶ（Ａｄ Ｈｏｃ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）では、Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ型として、各ノードがデータの転送開始時に送信元ノードから宛先ノードまでの経路を確立するプロトコルが提案されている。

また、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等では、Ｐｒｏａｃｔｉｖｅ型として、隣接ノードとの間で定期的にメッセージを交換し、自身の持つ経路情報を更新するプロトコルが提案されている。

アドホック通信に限らず、ノードは、一般的に、自らのノードと他のノードを区別するための識別子（アドレス）を保持し、自らのノードを示す識別子や、他のノードを示す識別子を利用して通信経路の情報を作成および保持し、メッセージの転送に利用している。

ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、設定により実アドレス（６４ｂｉｔアドレス）、または論理アドレス（１６ｂｉｔアドレス）のどちらを用いても無線通信することが可能である。無線規格としてＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いるＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅの登録商標）では、ショートアドレスと呼ぶ１６ｂｉｔアドレスを使用しており、ショートアドレス（ＮＷＫアドレス、１６ｂｉｔアドレス、論理アドレス）と実アドレス（ＩＥＥＥアドレス、６４ｂｉｔアドレス）とのアドレスを解決するために、デバイス・ディスカバリーを用いている（例えば、非特許文献１参照）。

デバイス・ディスカバリーでは、Ｔａｒｇｅｔノードの論理アドレス（ＮＷＫアドレス、ショートアドレス、１６ｂｉｔアドレス）を求めるために、求めたいノードの実アドレス（ＩＥＥＥアドレス、６４ｂｉｔアドレス）を付加したメッセージをＦｌｏｏｄｉｎｇして、付加された実アドレスを保持するノードに問い合せる手法を用いている。また、逆に、実アドレスを求めたい場合には、ショートアドレスを設定して、ユニキャストメッセージを用いてアドレスを問い合せる手法を用いている。

そして、Ｔａｒｇｅｔノードの論理アドレスが解決した後に、論理アドレスを用いて経路探索処理を行うこととなる。

ＺｉｇＢｅｅ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ、Ｐ１５

しかしながら、従来技術には次のような課題がある。
ここでは、実アドレス（例えば、６４ｂｉｔ長のアドレス）を持つノードによって構成されるアドホックネットワーク上のマルチホップ通信において、無線リンクでは、論理アドレス（例えば、１６ｂｉｔ長のアドレス）を利用して通信するシステムを考える。また、論理アドレスは、ネットワーク構成や乱数等から算出されるため、あらかじめ既知とすることが困難であるとする。つまり、アドホックネットワークを構成するノードの起動後に、各ノードを一意に指定するために、実アドレスと論理アドレスとの対応付け（アドレス解決）を行なう仕組みが要求されるシステムである。

例えば、無線通信にＩＥＥＥ８０２．１５．４を採用しているＺｉｇＢｅｅでは、アドホックネットワーク上のノードには親と子の役割があり、その親子関係に従って論理アドレスが割当てられる。このため、割り当てられた論理アドレスは、アドホックネットワークを構成する個々のノードの状態に依存したアドレスになる。ＺｉｇＢｅｅで用いられているデバイス・ディスカバリーを用いると、アドレスを解決することは可能になるが、実アドレスから論理アドレスを解決するためには、Ｆｌｏｏｄｉｎｇを行なうことになる。

さらに、宛先ノードまでの経路を保持していない場合には、アドレス解決処理を行った後に、Ｆｌｏｏｄｉｎｇによる経路探索処理を実施することになる。すなわち、ＺｉｇＢｅｅを用いた従来の無線通信においては、アドレス解決処理と経路探索処理の２回のブロードキャストメッセージの送信処理が必要となり、トラフィックの増加という問題がある。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、トラフィックを抑制し、効率的にアドレスを解決するマルチホップ通信用のアドレス解決方法を得ることを目的とする。

本発明に係るアドレス解決方法は、実アドレスと論理アドレスが存在するノードを複数有するアドホックネットワークにおいて、ある１つの送信元ノードからある１つの宛先ノードに対して、他の１以上の中継ノードを経由してメッセージ送信を行う際に、送信元ノードが宛先ノードの論理アドレスを得るためのアドレス解決方法であって、送信元ノードは、自身の論理アドレスを含む第１のアドレス情報を備えた経路探索要求メッセージをアドホックネットワーク上にブロードキャストし、宛先ノードは、１以上の中継ノードを介して受信した経路探索要求メッセージの応答として、自身の論理アドレスを含む第２のアドレス情報を備えた経路探索応答メッセージを、経路探索要求メッセージを送信してきた中継ノードにユニキャストし、送信元ノードは、経路探索要求メッセージの送信経路を逆行して１以上の中継ノードを経由して返信されてきた経路探索応答メッセージを受信することにより、メッセージ送信の経路を確立するとともに、経路探索応答メッセージに含まれる第２のアドレス情報から宛先ノードの論理アドレスを得るものである。

本発明によれば、経路探索処理によってメッセージ送信の経路を確立する際に、宛先ノードの実アドレスと論理アドレスとのアドレス解決を図ることにより、トラフィックを抑制し、効率的にアドレスを解決するマルチホップ通信用のアドレス解決方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用されるアドホックネットワーク構成を示した図である。 本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用される図１のアドホックネットワーク構成での各ノードの実アドレスおよび論理アドレスを示す図である。 本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用されるノードの内部構成を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法に関する用語の定義を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における経路探索処理に関するメッセージ送信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施の形態１における図５に示した経路探索要求メッセージおよび経路探索応答メッセージに関連するアドレス情報の一覧を示す図である。 本発明の実施の形態１における経路探索要求メッセージの送信において、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでの処理に関するフローチャートである。 本発明の実施の形態１における経路探索要求メッセージの送信において、経路探索要求メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでないノードでの処理に関するフローチャートである。 本発明の実施の形態１における経路探索応答メッセージの返信において、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでの処理に関するフローチャートである。 本発明の実施の形態１における経路探索応答メッセージの返信において、経路探索応答メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでないノードでの処理に関するフローチャートである。

以下、本発明のアドレス解決方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明のアドレス解決方法は、実アドレスを用いて経路探索処理を行うとともに、この経路探索処理における１回のブロードキャストメッセージの処理により、通信を行う両端のノードである送信元ノードと宛先ノードの論理アドレスの解決を図り、トラフィックを抑制した効率的な無線通信を提供することを技術的特徴とするものである。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用されるアドホックネットワーク構成を示した図である。図１のアドホックネットワークは、７つのノード１〜７で構成され、それぞれが無線機能を有している。各ノード１〜７は、搭載されている無線通信機能により、相互に通信可能範囲に入っている場合には、パケットの送信およびパケットの受信を行うことができる。

図１において、点線で結ばれている２つのノード間は、相互に無線の通信可能範囲に入っている状態を示している。例えば、ノード１は、ノード２、ノード３のそれぞれと通信可能となっており、ノード７は、ノード４、ノード５、ノード６のそれぞれと通信可能となっていることを示している。

図１を構成する各ノード１〜７は、無線規格として実アドレスまたは論理アドレスのどちらかを用いて通信できる。一例としては、ＩＥＥＥ８０２．１５．４を採用しているシステムが考えられる。また、ＩＥＥＥ８０２．１５．４を用いているＺｉｇＢｅｅでは、起動毎に論理アドレスが異なるため、あらかじめ論理アドレスを用いてノードを一意に特定することはできない。

そこで、このような状況を想定した上で、本実施の形態１におけるアプリケーションでは、ノードを一意に特定するために実アドレスを使用し、さらに、経路探索処理においても、送信元ノードおよび宛先ノードを特定するために実アドレスを使用し、経路探索処理を行うことにより、最終的に両ノードの論理アドレスのアドレス解決を図っている。

図２は、本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用される図１のアドホックネットワーク構成での各ノードの実アドレスおよび論理アドレスを示す図である。図１のアドホックネットワーク構成において、各ノード１〜７は、その起動時には、自身の論理アドレスは既知であるが、他のノードの論理アドレスについては未知である。

具体的には、例えば、ノード１は、自身の論理アドレスは既知であるが、他のノード２〜ノード７の論理アドレスは未知であり、ノード７は、自身の論理アドレスは既知であるが、他のノード１〜ノード６の論理アドレスは未知である。

さらに、各ノード１〜７は、自身も含めてアドホックネットワーク上に存在するすべてのノードの実アドレスについては既知とする。具体的には、例えば、ノード１は、他のノード２〜ノード７も含めすべてのノード１〜７の実アドレスを既知としており、ノード７も、同様に、他のノード１〜ノード６も含めすべてのノード１〜７の実アドレスを既知としている。

各ノード１〜７が通信に使用する無線は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４のように、実アドレスまたは論理アドレスを用いて通信することができる。しかし、本実施の形態１のアプリケーションでは、一意にノードを特定するために実アドレスを使用する。

各ノード１〜７は、起動後、隣接関係にあるノードから実アドレスと論理アドレスが付加され、周期的に送信される１ホップのブロードキャストメッセージ（例えば、ビーコン、またはＨｅｌｌｏメッセージ等）を受信することによって、隣接関係にあるノードの論理アドレスと実アドレスについてはアドレス解決する。

具体的には、例えば、ノード１は、ノード２およびノード３を通信可能範囲内のノードとして有しており、このような隣接関係にあるノード２およびノード３の実アドレスと論理アドレスについては、１ホップのブロードキャストメッセージの通信により解決することができる。また、例えば、ノード７は、ノード４、ノード５およびノード６を通信可能範囲内のノードとして有しており、このような隣接関係にあるノード４、ノード５およびノード６の実アドレスと論理アドレスについては、１ホップのブロードキャストメッセージの通信により解決することができる。

図３は、本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法が適用されるノードの内部構成を示す図であり、各ノード１〜７に共通する構造である。各ノード１〜７は、それぞれ、無線部１１、経路制御部１２、およびメモリ１３で構成される。なお、以下の説明において（）内に記載された１〜７の数字は、それぞれのノード１〜７に対応し、例えば、無線部１１（１）は、ノード１に含まれる無線部１１を意味するものとする。

無線部１１は、他のノードと無線による通信を可能にする機能を有する。経路制御部１２は、無線部１１で受信したメッセージまたは自身から送信するメッセージの転送先を指定する機能を有する。さらに、メモリ１３は、各種処理中の一時的な情報の記録や処理結果を記録しておく記憶部である。

次に、本発明で用いる用語の定義について説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるアドレス解決方法に関する用語の定義を説明するための図である。図４に示したアドホックネットワークは、説明を簡略化するために、３つのノード１〜３によって構成されている。さらに、ノード１とノード２との間、そしてノード２とノード３との間は、それぞれ無線の通信可能領域に入っている。

このとき、ノード１からノード３に対して、ノード２を介してメッセージを送信すると仮定する。メッセージを送信するにあたり、ノード１は、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードと呼ばれ、送信元ノードに相当する。また、ノード３は、Ｔａｒｇｅｔノードと呼ばれ、宛先ノードに相当する。さらに、メッセージの宛先ノードとメッセージの送信元ノードの経路上に存在するノード２は、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードと呼ばれ、中継ノードに相当する。

また、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードのアドレスをＳｏｕｒｃｅアドレス、ＴａｒｇｅｔノードのアドレスをＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎアドレスと呼ぶ。さらに、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードからＴａｒｇｅｔノードに向けて経路探索処理を行った結果として作成された経路において、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードからＴａｒｇｅｔノードに向けた経路をＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈと呼び、逆に、ＴａｒｇｅｔノードからＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードに向けた経路をＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈと呼ぶ。

ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードからＴａｒｇｅｔノードに対してメッセージを送信する際（つまり、図４のノード１からノード３に対してメッセージを送信する際）には、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノード（つまり、図４のノード２）を介して転送される。このとき、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードからＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノード（図４のノード１からノード２）に対する送信を１ホップ送信と呼び、この場合のＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノード（図４のノード１）を１ホップ送信の送信元、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノード（図４のノード２）を１ホップ送信の宛先と呼ぶ。

ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードからＴａｒｇｅｔノード（図４のノード２からノード３）に対する送信も、同様に１ホップ送信と呼び、この場合には、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノード（図４のノード２）を１ホップ送信の送信元、Ｔａｒｇｅｔノード（図４のノード３）を１ホップ送信の宛先と呼ぶ。

次に、先に示した図１の構成を有するアドホックネットワークにおいて、ノード１がノード７に対してメッセージを送信する際の、経路探索処理の一連の流れについて、図５〜図１０を用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態１における経路探索処理に関するメッセージ送信処理の一例を説明するためのシーケンス図である。より具体的には、先の図１に示したアドホックネットワーク構成において、ノード１を送信元ノード、ノード７を宛先ノードとしてメッセージを送信したい際に、その前段階として、ノード１からＦｌｏｏｄｉｎｇ（ブロードキャスト）された経路探索要求メッセージの中で、ノード２、ノード５を経由して、最終的にノード７まで送信された経路探索要求メッセージと、それに応答して、ノード７→ノード５→ノード２→ノード１を経由して返信（ユニキャスト）される経路探索応答メッセージとを例示している。

また、図６は、本発明の実施の形態１における図５に示した経路探索要求メッセージおよび経路探索応答メッセージに関連するアドレス情報２１〜２８の一覧を示す図である。

具体的には、アドレス情報２１（第１のアドレス情報に相当）は、経路探索要求メッセージの送信元であるノード１により生成され、送信する経路探索要求メッセージに付加されるアドレス情報である。また、アドレス情報２２〜２４は、ノード２のメモリ１３（２）、ノード５のメモリ１３（５）、ノード７のメモリ１３（７）内のそれぞれに蓄積された経路情報テーブルに設定されるＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈのアドレス情報である。

また、アドレス情報２５（第２のアドレス情報に相当）は、経路探索要求メッセージに対する経路探索応答メッセージの送信元であるノード７により生成され、送信する経路探索応答メッセージに付加されるアドレス情報である。また、アドレス情報２６、２７は、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ノードに相当するノード５のメモリ１３（５）、およびノード２のメモリ１３（２）内のそれぞれに蓄積された経路情報テーブルに設定されるアドレス情報を示しており、上段がアドレス情報２３、２２としてすでに設定されているＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈのアドレス情報であり、下段が経路探索応答メッセージに対応してＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈとして設定されるアドレス情報である。

さらに、アドレス情報２８は、ノード１のメモリ１３（１）内に蓄積された経路情報テーブルに設定されるＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈのアドレス情報である。なお、この図６に示したこれらのアドレス情報２１〜２８の詳細については、図７〜図１０に示したフローチャートの説明に合わせて後述する。

まず始めに、経路探索要求メッセージの処理について、図７、８を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における経路探索要求メッセージの送信において、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでの処理に関するフローチャートである。具体的には、図５、図６に対応して、経路探索要求メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードであるノード１で行われる処理をまとめたものである。

ノード１からノード７に向けて送信すべきメッセージの送信要求が存在した場合（ステップＳ７１）、ノード１の経路制御部１２（１）は、ノード７に向けての経路情報がメモリ１３（１）内の経路情報テーブルに記憶されているか否かを確認する（ステップＳ７２）。より具体的には、ノード７を宛先ノードとしたＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈが経路情報テーブルに設定されているか否かを確認することとなる。

次に、経路制御部１２（１）は、ノード７までの経路情報がメモリ１３（１）内の経路情報テーブルにすでに存在している場合には、その経路情報に従って、送信要求のあったメッセージを送信する（ステップＳ７３）。

一方、経路制御部１２（１）は、ノード７までの経路情報がメモリ１３（１）内の経路情報テーブルに存在しない場合には、メモリ１３（１）内の領域に確保されたＷａｉｔｉｎｇ Ｑｕｅｕｅに、送信要求のあったメッセージをキューイングし（ステップＳ７４）、さらに、経路探索要求メッセージを作成する（ステップＳ７５）。

なお、経路制御部１２（１）は、先の図６に示したように、Ｔａｒｇｅｔノードであるノード７の実アドレス２７１、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードであるノード１の実アドレス２１１および論理アドレス２１２からなるアドレス情報２１（図６参照）を生成し、経路探索要求メッセージに付加する。

そして、無線部１１（１）は、経路制御部１２（１）で生成され、アドレス情報２１が付加された経路探索要求メッセージを、アドホックネットワーク上にＦｌｏｏｄｉｎｇ（すなわち、ブロードキャスト）する（ステップＳ７６）。

次に、図８は、本発明の実施の形態１における経路探索要求メッセージの送信において、経路探索要求メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでないノードでの処理に関するフローチャートである。具体的には、図５、図６に対応して、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードであるノード２、ノード５、および経路探索要求メッセージのＴａｒｇｅｔノードであるノード７で行われる処理をまとめたものである。

先の図５において経路探索要求メッセージを受信する順番に従って、ノード２、ノード５、ノード７の順で、図８のフローチャートに対応した動作を説明する。

まず始めに、ノード２の動作について説明する。ノード２の無線部１１（２）は、ノード１からの経路探索要求メッセージを受信する。そして、ノード２の経路制御部１２（２）は、受信した経路探索要求メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード１の実アドレス２１１と、経路探索要求メッセージに付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２１１と論理アドレス２１２を用いて、メモリ１３（２）内の経路情報テーブルにＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ（図６に示したアドレス情報２２に相当）を設定する（ステップＳ８１）。このＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈの情報は、後に、経路探索要求メッセージに対する経路探索応答メッセージをノード２からノード１に返信する際に使用される。

そして、ノード２の経路制御部１２（２）は、経路探索要求メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２７１が自らを示す実アドレス２２１であるか否かを確認する（ステップＳ８２）。

そして、この場合にはノード２はＴａｒｇｅｔノードではなく、ステップＳ８２が真でないため、ノード２の無線部１１（２）は、ノード１から受信した経路探索要求メッセージの内容を変更せずに、経路探索要求メッセージをそのままＦｌｏｏｄｉｎｇする（ステップＳ８３）。

次に、ノード５の動作について説明する。ノード２からＦｌｏｏｄｉｎｇされた経路探索要求メッセージを受信したノード５では、受信した経路探索要求メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード２の実アドレス２２１と、経路探索要求メッセージに付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２１１と論理アドレス２１２を用いて、メモリ１３（５）内の経路情報テーブルにＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ（図６に示したアドレス情報２３に相当）を設定する（ステップＳ８１）。このＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈの情報は、後に、経路探索要求メッセージに対する経路探索応答メッセージをノード５からノード２に返信する際に使用される。

そして、ノード５の経路制御部１２（５）は、経路探索要求メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２７１が自らを示す実アドレス２５１であるか否かを確認する（ステップＳ８２）。

そして、この場合にはノード５はＴａｒｇｅｔノードではなく、ステップＳ８２が真でないため、ノード５の無線部１１（５）は、ノード２から受信した経路探索要求メッセージの内容を変更せずに、経路探索要求メッセージをそのままＦｌｏｏｄｉｎｇする（ステップＳ８３）。

次に、ノード７の動作について説明する。ノード５からＦｌｏｏｄｉｎｇされた経路探索要求メッセージを受信したノード７では、受信した経路探索要求メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード５の実アドレス２５１と、経路探索要求メッセージに付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２１１と論理アドレス２１２を用いて、メモリ１３（７）内の経路情報テーブルにＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ（図６に示したアドレス情報２４に相当）を設定する（ステップＳ８１）。このＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈの情報は、後に、経路探索要求メッセージに対する経路探索応答メッセージをノード７からノード５に返信する際に使用される。

そして、ノード７の経路制御部１２（７）は、経路探索要求メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２７１が自らを示す実アドレス２７１であるか否かを確認する（ステップＳ８２）。

そして、この場合にはノード７はＴａｒｇｅｔノードであり、ステップＳ８２が真であるため、ノード７の経路制御部１２（７）は、経路探索要求メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２１１に対して経路探索応答メッセージの送信処理を行なう（ステップＳ８４）。

なお、経路探索要求メッセージのＦｌｏｏｄｉｎｇによる送信では、各ノードがＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードのシーケンス番号を管理しており、同じＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードから同じシーケンス番号のメッセージを受信したときには、受信したメッセージを廃棄する。

次に、経路探索要求メッセージに対する経路探索応答メッセージの処理について、図９、１０を用いて説明する。図９は、本発明の実施の形態１における経路探索応答メッセージの返信において、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでの処理に関するフローチャートである。具体的には、図５、図６に対応して、経路探索応答メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードであるノード７で行われる処理をまとめたものである。

ノード７から返信する経路探索応答メッセージには、先の図６に示したアドレス情報２５が付加される（ステップＳ９１）。具体的には、経路探索応答メッセージにおけるＴａｒｇｅｔノードの実アドレスとして、経路探索要求メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２１１が設定され、Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードのアドレスとして、経路探索応答メッセージの送信元であるノード７自身の実アドレス２７１および論理アドレス２７２が設定される。

経路探索応答メッセージは、それぞれのノードのメモリ３３内の経路情報テーブルに設定されたＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈに従って返信される。つまり、ノード７からノード１に返信される経路として、ノード７の無線部１１（７）は、メモリ１３（７）内の経路情報テーブルに設定されているＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈのアドレス情報２４に従って、実アドレス２５１を持つノード５に対して、経路検索応答メッセージを返信（すなわち、ユニキャスト）する（ステップＳ９２）。

次に、図１０は、本発明の実施の形態１における経路探索応答メッセージの返信において、経路探索応答メッセージのＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードでないノードでの処理に関するフローチャートである。具体的には、図５、図６に対応して、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードであるノード５、ノード２、および経路探索応答メッセージのＴａｒｇｅｔノードであるノード１で行われる処理をまとめたものである。

図５において、経路探索応答メッセージを受信する順番に従って、ノード５、ノード２、ノード１の順で、図１０のフローチャートに対応した動作を説明する。

まず始めに、ノード５の動作について説明する。実アドレス２５１を持つノード５の無線部１１（５）は、ノード７から返信された経路探索応答メッセージを受信する。そして、ノード５の経路制御部１２（５）は、受信した経路探索応答メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード７の実アドレス２７１と、付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２７１と論理アドレス２７２を用いて、すでにＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈが設定されているメモリ１３（５）内の経路情報テーブルにＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈを追加（図６に示したアドレス情報２６に相当）して設定する（ステップＳ１０１）。このＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈの情報は、送信要求のあったメッセージを、すでに確定した送信経路としてノード５からノード７に送信する際に使用される。

そして、ノード５の経路制御部１２（５）は、経路探索応答メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２１１が自らを示す実アドレス２５１であるか否かを確認する（ステップＳ１０２）。

そして、この場合にはノード５はＴａｒｇｅｔノードではなく、ステップＳ１０２が真でないため、ノード５の無線部１１（５）は、ノード７から受信した経路探索応答メッセージの内容を変更せずに、メモリ１３（５）内に記憶された経路情報テーブルにエントリされているＴａｒｇｅｔノードであるノード１に向かうＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈに従って、実アドレス２２１を持つノード２に対して経路探索応答メッセージを返送する（ステップＳ１０３）。

次に、ノード２の動作について説明する。実アドレス２２１を持つノード２の無線部１１（２）は、ノード５から返信された経路探索応答メッセージを受信する。そして、ノード２の経路制御部１２（２）は、受信した経路探索応答メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード５の実アドレス２５１と、付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２７１と論理アドレス２７２を用いて、すでにＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈが設定されているメモリ１３（２）内の経路情報テーブルにＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈを追加（図６に示したアドレス情報２７に相当）して設定する（ステップＳ１０１）。このＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈの情報は、送信要求のあったメッセージを、すでに確定した送信経路としてノード２からノード５に送信する際に使用される。

そして、ノード２の経路制御部１２（２）は、経路探索応答メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２１１が自らを示す実アドレス２２１であるか否かを確認する（ステップＳ１０２）。

そして、この場合にはノード２はＴａｒｇｅｔノードではなく、ステップＳ１０２が真でないため、ノード２の無線部１１（２）は、ノード５から受信した経路探索応答メッセージの内容を変更せずに、メモリ１３（２）内に記憶された経路情報テーブルにエントリされているＴａｒｇｅｔノードであるノード１に向かうＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈに従って、実アドレス２１１を持つノード１に対して経路探索応答メッセージを返送する（ステップＳ１０３）。

次に、ノード１の動作について説明する。実アドレス２１１を持つノード１の無線部１１（１）は、ノード２から返信された経路探索応答メッセージを受信する。そして、ノード１の経路制御部１２（１）は、受信した経路探索応答メッセージの１ホップ送信の送信元となるノード２の実アドレス２２１と、付加されているＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードの実アドレス２７１と論理アドレス２７２を用いて、メモリ１３（２）内の経路情報テーブルにＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈ（図６に示したアドレス情報２８に相当）を設定する（ステップＳ１０１）。このＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈの情報は、送信要求のあったメッセージを、すでに確定した送信経路としてノード１からノード２に送信する際に使用される。

そして、ノード１の経路制御部１２（１）は、経路探索応答メッセージに付加されているＴａｒｇｅｔノードの実アドレス２１１が自らを示す実アドレス２１１であるか否かを確認する（ステップＳ１０２）。

そして、この場合にはノード１はＴａｒｇｅｔノードであり、ステップＳ１０２が真であるため、ノード１の経路制御部１２（１）は、送信すべきノードまで経路探索応答メッセージが到達したと判断し、経路探索応答メッセージの転送を行わない。

そして、ノード１の経路制御部１２（１）は、メモリ１３（１）の領域に確保されたＷａｉｔｉｎｇ Ｑｕｅｕｅから、送信すべきメッセージをデキューイングする。さらに、ノード１の無線部１１（１）は、経路情報テーブルのＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈに従って、デキューイングしたメッセージを送信する（ステップＳ１０４）。

経路探索処理の完了後は、最終的に、ノード１のメモリ１３（１）内には、経路情報テーブルとしてアドレス情報２８が保持され、ノード２のメモリ１３（２）内には、経路情報テーブルとしてアドレス情報２７が保持され、ノード５のメモリ１３（５）内には、経路情報テーブルとしてアドレス情報２６が保持され、ノード７のメモリ１３（７）内には、経路情報テーブルとしてアドレス情報２４が保持されることとなる（図６参照）。

このように、本実施の形態１におけるアドレス解決方法では、経路探索処理において、送信元の論理アドレスの情報が付加された経路探索要求メッセージをブロードキャストしながら、経路探索応答メッセージを返送するためのＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈを確立していく。

さらに、経路探索要求メッセージを受信した宛先ノードは、その宛先ノード自身の論理アドレスの情報が付加された経路探索応答メッセージをＲｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈに従いながらユニキャストしていくとともに、送信すべきメッセージの送信経路であるＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈを確立していく。

そして、最終的に、経路探索要求メッセージの送信元ノードは、これに応じて返信された経路探索応答メッセージを受信することにより、送信経路の確立と同時に、宛先ノードの論理アドレスを得ることができる。従って、取得した宛先ノードの論理アドレスと、確立されたＦｏｒｗａｒｄ Ｐａｔｈを用いて、メッセージ送信を行うことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、ＺｉｇＢｅｅのようにアドレス解決処理と経路探索処理を別々に実施することなく、宛先ノードの実アドレスを用いた経路探索処理を行うことにより、送信経路の確立とともに宛先ノードのアドレス解決を行うことができる。この結果、アドホックネットワークを構成する各ノードにおけるブロードキャストメッセージの送受信回数を削減することが可能となる。送受信回数の削減は、バッテリ駆動しているノードにとっては、バッテリ交換時期の延長をもたらす効果がある。

さらに、送信元ノードから宛先ノードに対してメッセージを送信する際に、経路探索処理により同時に解決された宛先ノードの論理アドレスを用いることにより、メッセージフレームに設定する宛先および送信元を、ＺｉｇＢｅｅと同様に論理アドレスにより指定することが可能となる。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４を利用した場合には、実アドレスは８バイトであるのに対して論理アドレスは２バイトであることから、論理アドレスを使用することによりアドレス指定に要する領域サイズを小さくできる。この結果、アプリケーションから１つのメッセージとして送信できる情報量の増加を図ることが可能となる。

なお、上述の実施の形態１では、ノード１〜ノード７を用いて、ノード１とノード７が通信する上でのＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードとしてノード２およびノード５を経由する場合を説明したが、実際にはこの限りではない。本発明のアドレス解決方法は、実施の形態１で示しているようなノード７個には限定されず、また、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードおよびＴａｒｇｅｔノードがノード１およびノード７である必要もなく、さらに、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅノードとしてノード２およびノード５である必要もなく、いずれの通信経路においても、ＯｒｉｇｉｎａｔｉｎｇノードとＴａｒｇｅｔノードとのアドレスを解決することが可能になる。

Claims (1)

1. 実アドレスと論理アドレスが存在するノードを複数有するアドホックネットワークにおいて、ある１つの送信元ノードからある１つの宛先ノードに対して、他の１以上の中継ノードを経由してメッセージ送信を行う際に、前記送信元ノードが前記宛先ノードの論理アドレスを得るためのアドレス解決方法であって、
   前記送信元ノードは、自身の論理アドレスを含む第１のアドレス情報を備えた経路探索要求メッセージを前記アドホックネットワーク上にブロードキャストし、
   前記宛先ノードは、前記１以上の中継ノードを介して受信した前記経路探索要求メッセージの応答として、自身の論理アドレスを含む第２のアドレス情報を備えた経路探索応答メッセージを、前記経路探索要求メッセージを送信してきた中継ノードにユニキャストし、
   前記送信元ノードは、前記経路探索要求メッセージの送信経路を逆行して前記１以上の中継ノードを経由して返信されてきた前記経路探索応答メッセージを受信することにより、メッセージ送信の経路を確立するとともに、前記経路探索応答メッセージに含まれる前記第２のアドレス情報から前記宛先ノードの論理アドレスを得る
   アドレス解決方法。

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