WO2006059643A1 - 無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法、及び通信端末 - Google Patents

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WO2006059643A1
WO2006059643A1 PCT/JP2005/021987 JP2005021987W WO2006059643A1 WO 2006059643 A1 WO2006059643 A1 WO 2006059643A1 JP 2005021987 W JP2005021987 W JP 2005021987W WO 2006059643 A1 WO2006059643 A1 WO 2006059643A1
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communication terminal
information
communication
message
wireless multi
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PCT/JP2005/021987
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English (en)
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Tomohiko Yagyuu
Masahiro Jibiki
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • H04W40/30—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update for proactive routing
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/248—Connectivity information update

Definitions

  • the present invention relates to a communication path control method and a communication terminal for a wireless multi-hop network system, and more particularly to a communication path control method and a communication terminal adapted to the movement characteristics of a communication terminal that is a node on the wireless multi-hop network About.
  • a wireless network called a wireless multi-hop network (also referred to as “mopile ad hoc network” or the like) is known.
  • this wireless network it is possible to communicate with other communication terminals that exist in a wider range beyond the communication range in which their own wireless signals reach just by communicating directly with each other wirelessly. Yes. This communication is performed via other adjacent communication terminals as data relay nodes of the wireless network.
  • a wireless multi-hop network is autonomously composed of a plurality of communication terminals, and each of these communication terminals has a router function and can relay data.
  • routing protocols for controlling the data relay communication route.
  • One is a reactive protocol that searches and determines the communication path when communication starts.
  • the other is a Proactive protocol that determines communication paths in advance by exchanging information with neighboring communication terminals when not communicating.
  • a proactive wireless multi-hop network using the proactive protocol is described below.
  • Non-Patent Document 1 Such a system is disclosed in Non-Patent Document 1 below.
  • this method requires frequent message transmission. For this reason, in a wireless network with a small bandwidth, the message load is too high to be used. In addition, frequent message transmission consumes a lot of power in communication terminals. For this reason, there is a drawback of shortening the power life of the terminal.
  • the frequency of message transmission is determined by the moving speed of the communication terminal. For this reason, in a network composed of communication terminals with different moving speeds, it is necessary to match the transmission frequency with the fastest communication terminal, which consumes useless bandwidth. Also, when moving faster than expected, the network topology cannot be updated and normal routing cannot be performed.
  • Non-Patent Document 2 a method of transmitting only the difference of change in order to suppress the message load is disclosed in Non-Patent Document 2 below.
  • the transmission frequency itself is improved, so the power consumption of the terminal cannot be suppressed.
  • Non-Patent Document 1 T. Clause, et al., "Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)", IETF RFC3626, October 2003
  • OLSR Optimized Link State Routing Protocol
  • Non-Patent Document 2 R. Ogier and 2 others, opology Dissemination Based on Reverse-Path Forwarding (TBRPF) ", IETF RFC3684, February 2004
  • Non-Patent Document 3 A. Iwata and 4 others, "Scalable Routing Strategies for Ad-hoc Wireless Networks", IEEE JSAC, August 1999, Vol.17, No.8, p.1369— 1379
  • Non-Patent Document 4 Zygmunt Haas and 2 others, "Gossip-based ad hoc routing", IEEE INFOCO M 2002, 2002 Disclosure of the invention
  • the conventional Proactive wireless multi-hop network routing control system described above is difficult to use in a network with a small bandwidth because of a large amount of messages. Also, in a network composed of communication terminals with different moving speeds, it is necessary to match the message frequency to the fastest communication terminal, which increases unnecessary message load. Furthermore, the terminal consumes a large amount of power due to frequent message transmission. Furthermore, if the moving speed is higher than expected, normal path control cannot be performed and communication is interrupted.
  • the present invention provides a route control method and a communication terminal for a wireless multi-hop network system that solves the above-described problems and realizes stable communication by adapting to mobility characteristics with a small frequency of! / ⁇ message transmission. For the purpose.
  • a communication path control method of a wireless multi-hop network system exchanges control packets wirelessly between a plurality of communication terminals and uses the plurality of communication terminals as nodes.
  • a wireless multi-hop network is formed, the topology information of the wireless multi-hop network is held, and based on the topology information, a wireless multi-hop network that controls communication paths of packets transmitted / received between the plurality of communication terminals
  • the communication terminal detects movement information including at least a movement speed of the own communication terminal, and the communication terminal detects the wireless multi-function according to the detected movement information.
  • the exchange frequency of the control packet with another communication terminal on the hop network Adjusting the control load so as to reduce the control load according to the operation status; and the topology of the wireless multi-hop network held by the communication terminal based on the control packet from the other communication terminal And updating the information.
  • the communication terminal further includes a step of inputting user power instruction information, and a step in which the communication terminal adjusts an exchange frequency of the control packet according to the instruction information. May be.
  • the communication terminal is connected to a network on the wireless multi-hop network.
  • the method may further include a step of receiving instruction information from the work management device, and a step of the communication terminal adjusting the exchange frequency of the control packet according to the instruction information.
  • the communication terminal detects a communication situation including a transmission frequency of data packets of the own communication terminal, and the communication terminal exchanges the control packet according to the communication situation.
  • the communication terminal exchanges an adjacent discovery message as the control packet with the exchange frequency with the adjacent communication terminal on the wireless multi-hop network, and the communication terminal.
  • the adjacent communication terminal power is set when the link is established.
  • a step of holding the identification attribute information of the received neighbor discovery message as link information included in the topology information, and the communication terminal as the control packet, as terminal control information of the adjacent communication terminal and the neighbor A network topology message including link information including identification attribute information of a discovery message is transmitted as the wireless multi-hop network. It may further include the step of advertising on.
  • the identification attribute of the neighbor discovery message included in the link information of the network topology message Comparing the identification attribute information of the neighbor discovery message included in the link information held by the own communication terminal for each neighboring communication terminal, and the link information held by the own communication terminal by the communication terminal.
  • the identification attribute information of the neighbor discovery message included in the link information of the topology message is newer than the identification attribute information of the neighbor discovery message included in
  • L in the case, further comprises a step of updating the link information held by the terminal itself.
  • the communication terminal when the communication terminal advertises the network topology message, the neighbor that caused the link information included in the topology information to change.
  • the method may further include a step of selecting an advertisement method for the network topology message according to the state of the communication terminal.
  • an adjacent discovery message transmission request is sent to the adjacent communication terminal corresponding to the link information. And a step of confirming the connection with the adjacent communication terminal according to whether or not there is a response from the adjacent communication terminal.
  • the communication terminal exchanges control packets by radio between a plurality of communication terminals to form a radio multi-hop network having the plurality of communication terminals as nodes, and the radio multi-hop network.
  • Communication terminal used in a wireless multi-hop network system that controls the communication path of packets transmitted and received between the plurality of communication terminals based on the topology information.
  • the control packet exchange frequency between the means for detecting movement information including at least the movement speed and the other communication terminal on the wireless multi-hop network according to the detected movement information is determined as the own communication terminal.
  • Based on the control packet for the other communication terminal power Serial and having a means for updating the topology information of the wireless multi-hop network to which the own communication terminal held.
  • the wireless multi-hop network system includes a plurality of communication terminals, wirelessly exchanges control packets between the plurality of communication terminals, and uses the plurality of communication terminals as nodes.
  • a wireless multi-hop network system that forms a hop network, retains topology information of the wireless multi-hop network, and controls communication paths of packets transmitted and received between the plurality of communication terminals based on the topology information
  • the plurality of communication terminals are connected between the means for detecting movement information including at least the movement speed of the own communication terminal and other communication terminals on the wireless multi-hop network according to the detected movement information.
  • the control packet exchange frequency is set so that the control load is reduced according to the movement status of the communication terminal. Means for settling, the radio while the self communication terminal holds on the basis of the control packet from the other communications terminals And means for updating topology information of the multi-hop network.
  • An operation program for a communication terminal forms a wireless multi-hop network having a plurality of communication terminals as nodes by exchanging control packets between the plurality of communication terminals by radio.
  • a communication terminal operation program used in a wireless multi-hop network system that controls communication paths of packets transmitted and received between the plurality of communication terminals based on the topology information. Detecting the movement information including at least the moving speed of the own communication terminal, and the frequency of exchanging the control packet with another communication terminal on the wireless multi-hop network according to the detected movement information. Adjusting the control load according to the movement status of the communication terminal , Characterized in that and a step of updating the topology information of the wireless multi-hop network based on the control packet from the another communication terminal, the Te self communication terminal held.
  • Control packet transmission frequency can be reduced, the message load for routing control can be reduced, and the power consumption of the communication terminal can be reduced.
  • the convergence of the communication path can be accelerated and more stable communication can be realized. In this way, stable communication can be realized by adapting to the movement characteristics with a low message transmission frequency.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a wireless multi-hop network system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing an internal configuration of the communication terminal shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a HELLO message of the communication terminal shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a topology message of the communication terminal shown in FIG.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 6 is a sequence diagram for explaining the operation of the wireless multi-hop network shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a state of HELLO message exchange between the node 41 and the node 45 before moving in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an adjacent node table of a node 45 updated when a link is established with the node 41 in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a topology table of a node 45 updated when a link is established with the node 41 in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an adjacent node table of the node 45 updated when the node 41 in FIGS. 5 and 6 moves and exceeds the communication range of the node 45.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an adjacent node table of the node 45 updated after the node 41 in FIGS. 5 and 6 moves.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the link information of the topology message advertised by the node 45 before the node 41 in FIGS. 5 and 6 moves.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining link information of topology messages advertised by the node 42 after the node 41 in FIGS. 5 and 6 moves.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the link information of the topology message advertised by the node 45 after the node 41 in FIGS. 5 and 6 moves.
  • FIG. 15 is a schematic flowchart explaining the HELLO message transmission processing by the communication terminal shown in FIG. 1.
  • FIG. 16 is a schematic flowchart explaining a HELLO message reception process by the communication terminal shown in FIG. 1.
  • FIG. 17 is a schematic flowchart explaining the topology message transmission processing by the communication terminal shown in FIG. 1.
  • FIG. 18 is a schematic flowchart explaining a topology message reception process by the communication terminal shown in FIG. 1.
  • FIG. 19 is a diagram showing an overall configuration of a wireless multi-hop network according to Embodiment 3 of the present invention.
  • Example 1 the best mode for carrying out a communication path control method and a communication terminal of a wireless multi-hop network system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  • the wireless multi-hop network (mopile ad hoc network) system is an application of a method using the Proactive protocol (OLSR protocol: Optimized Link State Routing Protocol) of Non-Patent Document 1 described above. is there.
  • OLSR protocol Optimized Link State Routing Protocol
  • a node calculates a set of neighboring nodes that can cover all the nodes that are two hops away from the neighboring nodes. Then, the node selects the calculated set of adjacent nodes as “MPR (Multi-Point-Relay)”. In this way, the message from the power node is transferred only to the adjacent node (MPR node) selected as MPR.
  • MPR Multi-Point-Relay
  • the wireless multi-hop network system of this embodiment is constructed based on the flooding technology using such MPR nodes.
  • FIG. 1 shows a network configuration example in the wireless multi-hop network system of the present embodiment.
  • a wireless multi-hop network system includes a plurality of communication terminals 11-14. It has. Each of the communication terminals 11 to 14 constitutes a node on the wireless network, and autonomously exchanges control packets between these nodes by radio. As a result, a wireless multi-hop network 1 is formed as a wireless network including each node.
  • the communication terminals 11 to 14 constituting the nodes on the wireless multi-hop network 1 can be applied to any portable information terminal such as a mobile phone or a wireless device mounted on a moving body such as a vehicle, an aircraft, or a ship. is there.
  • the communication terminals 11 to 14 constituting the node directly communicate with any communication terminal existing within the communication range where the own wireless signal can reach (A1 to A4 in the figure are And the communication range within which each wireless signal of communication terminals 11 to 14 reaches). Further, the communication terminals 11 to 14 transfer packets via other communication terminals. In this way, the packet is delivered to the destination communication terminal that is the destination node of the packet that is the source communication terminal that is the source node of the packet. In the example of FIG. 1, the packet is transferred from the source communication terminal 11 to the destination communication terminal 14 via the other communication terminals 12 and 13 (the arrow in the figure indicates the packet transfer direction). Show). Each communication terminal 11 to 14 has a unique node ID (Identification Data) and IP (Internet Protocol) as terminal identification information for transmitting / receiving and forwarding (flooding) packets on such a wireless multi-hop network 1. Have an address.
  • IP Internet Protocol
  • FIG. 2 shows an internal configuration example of the communication terminal 11.
  • the other communication terminals 12 to 14 have the same configuration as that of the communication terminal 11 and thus will not be described.
  • the communication terminal 11 functionally includes a radio communication device 21 having an antenna, a path control unit 22 connected to the radio communication device 21, an adjacent node table 23 connected to the path control unit 22, a topology A table 24 and a movement detection device 25 are provided.
  • the wireless communication device 21 performs wireless communication with the other communication terminals 12 to 14 via the antenna.
  • the path control unit 22 serves as a control center for executing each means of the present invention and an operation corresponding to each step.
  • the adjacent node table 23 manages information on adjacent communication terminals (adjacent nodes).
  • the topology table 24 manages network topology information.
  • the movement detection device 25 measures information related to the movement state such as its own movement speed.
  • the communication terminal 11 transmits a route control message (control packet) such as a neighbor discovery message (hereinafter referred to as “HELLO message”) and a topology message having a preset packet format configuration to the wireless communication device 21. Send and receive via. Then, the communication terminal 11 updates the adjacent node table 23 and the topology table 24 based on the information of these messages.
  • a route control message such as a neighbor discovery message (hereinafter referred to as “HELLO message”
  • HELLO message a neighbor discovery message
  • topology message having a preset packet format configuration
  • the adjacent node table 23 and the topology table 24 information such as the node ID of the adjacent node and the latest HELLO message sequence number (HEL LO sequence number) received from the adjacent node are written in an updatable manner. .
  • the role of the HELLO message is to discover a neighboring node and establish a link between the neighboring node.
  • the role of topology messages is to understand the topology (link information) of the entire network.
  • the topology message is flooded to each node on the network.
  • the HELLO message is received only by the communication terminal (adjacent node) one hop ahead where the radio signal reaches, and is not forwarded to the next node.
  • the HELLO message includes “message type”, “validity period”, “message size”, “sending node ID”, “TTL (Time To Live) J,” hop count (The fields include “hop count”, “sequence number”, “flag”, “advertisement interval”, “WILLINGNESS”, “DB (database) signature”, and “adjacent node information”.
  • Message type represents the type of message.
  • Effective period indicates the time to manage the message.
  • Message size represents the length of the message.
  • Send node ID represents the node ID of the sender communication terminal.
  • TTL represents the maximum number of hops to transfer a message, and is decremented by 1 for each transfer.
  • Hop count indicates the number of hops from the source communication terminal of the message, and is initially set to 0, and is incremented by 1 each time it is forwarded.
  • Sequence number represents an identification number (identification attribute information) assigned to uniquely identify each message, and is incremented by one each time a message is created.
  • Advertisement represents a time interval for advertising a message.
  • “WILLINGNESS” indicates the aggressiveness of adjacent nodes to retransmission, and has a value of 0 to 7. The higher this value, the easier it is to select MPR.
  • “Neighboring node information” represents information (node ID, etc.) related to the neighboring node with which the link is established.
  • move flag a flag indicating whether or not the user is moving
  • MPR selection flag MPR flag
  • the DB signature value has a one-to-one correspondence with the contents of the topology table 24. For example, if the DB signature value is the same between the other nodes, it can be seen that the contents of the topology table 24 held by both nodes are the same. On the other hand, if the value of the DB signature is different between its own and other nodes, it can be seen that the contents of the topology table 24 held by both nodes are different.
  • the HELLO message includes "message type", “validity period”, “message size”, “sending node ID”, “TTL”, “hop count HHop Count) "," Sequence number ",” topology sequence number ",” flag ", and” link information "fields are included.
  • Message type indicates the type of message.
  • Effective period indicates the time to manage the message.
  • Message size represents the length of the message.
  • Send node ID is sent Indicates the node ID of the original node.
  • TTL indicates the maximum number of hops to transfer a message, and is decremented by 1 for each transfer.
  • Hop count indicates the number of hops from the message source node, initially set to 0, and incremented by 1 each time it is forwarded.
  • Sequnce number represents an identification number (identification attribute) assigned to uniquely identify each message, and is incremented by one each time a message is created.
  • a flag indicating a flooding method for advertising the topology message to the entire wireless multi-hop network 1 is entered in the “flag” field.
  • This flag includes the alternative flooding flag.
  • This alternative flooding flag is set when message flooding using MPR is not performed normally due to the movement of neighboring nodes selected for MPR. As a result, when the alternative flooding flag is not set, flooding according to MPR is performed as usual. On the other hand, when the alternative flooding flag is set, it is determined that the MPR flooding is not performed normally, and the flooding by the alternative method is performed.
  • an alternative flooding method for example, the method described in Non-Patent Document 4 above is used.
  • a link information As a link information, a HELLO sequence number of a link ID indicating a node ID of an adjacent node with which a link has been established is added. This HE LLO sequence number contains the sequence number of the HELLO message received by the adjacent node force when the link is established with the adjacent node.
  • the route control unit 22 transmits and receives route control messages such as HELLO messages and topology messages wirelessly via the wireless communication device 21, and stores the received message information in the adjacent node table 23 and the topology table 24. .
  • the route control unit 22 performs the following operations.
  • the movement detection device 25 constantly measures the movement state such as movement speed information of the communication terminal and transmits it to the path control unit 22.
  • the movement detection device 25 can be any type of measuring device such as a known GPS (Global Positioning System) receiver, acceleration sensor, speed sensor, etc., and can measure the movement state such as its own movement speed. But it is applicable. If the communication terminal 11 is a vehicle-mounted device installed in a vehicle, it is installed in the vehicle! A vehicle speed signal from a moving vehicle speed sensor may be input externally.
  • neighboring nodes As a result, other communication terminals 11 to 14 (hereinafter referred to as “neighboring nodes” as required) existing in the range A11 to A14 where the communication terminals 11 to 14 have direct wireless reach will receive a HELLO message from the communication terminal 11. To know the presence of the communication terminal 11.
  • the communication terminals 11 to 14 that have received the HELLO message write adjacent node information (node ID, etc.) in the adjacent node table 23 based on the HELLO message.
  • the operations performed are the same as those of Non-Patent Documents 1 and 2 described above.
  • this embodiment is different from the above-mentioned methods of Non-Patent Documents 1 and 2 in that the sequence number (HELLO sequence number) of the HELLO message is also written in the adjacent node table 23.
  • the HELLO sequence number information written here is updated each time a new HELLO message is received.
  • each communication terminal 11-14 selects an MPR node, creates a topology message, and advertises it to the entire network.
  • This operation is also the same as the method of Non-Patent Document 1 described above.
  • the link ID indicating the node ID of the adjacent node is included in the “link information” field in the topology message, and the sequence number of the HELLO message that is the basis for creating the link information ( HELLO sequence number) Different from the method of Non-Patent Document 1 above.
  • the communication terminals 11 to 14 that have received the topology message based on the link ID and HELLO sequence number in the “link information” field in the topology message, store the link information (node ID) in the topology table 24. , HELLO sequence number).
  • the difference from Non-Patent Document 1 above is that the HELLO sequence number is written in the topology table 24.
  • the communication terminals 11 to 14 have reached a maximum time set for the transmission interval of the HELLO message and the topology message in the case where the communication terminals 11 to 14 have not started moving after a certain time has passed since they started. Make it longer gradually. Thereby, generation
  • the communication detection device 25 detects the movement and notifies the path control unit 22 of the movement. Then, the route control unit 22 selects an appropriate HELLO message transmission interval according to the detected moving speed, and transmits the HELLO message at the transmission interval. At this time, a movement flag is set in the “flag” field in the HELLO message to clearly indicate to the adjacent node that the user is moving. In addition, if another adjacent node force is also selected as a flooding MPR node before moving, the MPR selection flag is set in the “flag” field in the HELLO message.
  • the adjacent node that has received the HELLO message matches its own HELLO message transmission interval with the transmission interval of the mobile node and transmits the HELLO message.
  • the adjacent node updates link information (node ID, HELLO sequence number) in its own adjacent node table 23 and topology table 24. These link information is included in the link information (link ID, hello sequence number) in the “link information” field of the topology message and advertised.
  • the sequence number (HELLO sequence number) of the latest HELLO message exchanged with the mobile node for link establishment is included. Also, if the MPR selection flag is set in the “flag” field of the HELLO message of the mobile node! /, The message may not be properly flooded using MPR. For this reason, an alternative flooding flag is set in the “flag” field of the topology one message and transmitted.
  • the topology message advertised by the adjacent node is advertised to the entire wireless multi-hop network 1 by flooding.
  • the communication terminals 11 to 14 that have received the topology message check whether or not the alternative flooding flag is set in the "flag" field of the topology message! /. As a result, if the alternative flooding flag is not set, flooding according to MPR is performed as usual. On the other hand, if the alternative flooding flag is set, it is determined that the MPR flooding is not performed normally, and flooding is performed using the alternative method. For example, the method shown in Non-Patent Document 4 above is used as an alternative flooding method.
  • the topology message advertised by the adjacent node is advertised to the entire wireless multi-hop network 1 by flooding.
  • the communication terminals 11 to 14 that have received the topology message link information (link ID, HELLO sequence number) of the topology message and link information (node ID, HELLO) in the topology table 24 held by the communication terminal 11-14. If the link information of the topology message is new, the information in the topology table 24 is updated.
  • the communication terminals 11 to 14 compare the link information of the topology message with the information in its adjacent node table 23, and link information having the same node ID as its own adjacent node. Compare HELLO sequence numbers. As a result, if the HELLO sequence number included in its own adjacent node table 23 is older than the sequence number included in the link information of the topology message, the adjacent node performs the following processing. That is, the adjacent node determines that its communication range power has not moved, and deletes the information of the adjacent node from the adjacent node table 23. Further, the link information in the topology table 24 is updated, and the updated link information is put in the “link information” field of the topology message and advertised on the wireless multi-hop network 1.
  • FIG. 5 to FIG. 14 illustrate operations when the node 41 moves in a wireless multi-hop network composed of five nodes (communication terminals) 41 to 45.
  • Hello number indicates the HELLO message and its sequence number
  • topology Msg indicates the topology message.
  • the node 45 exchanges a HELLO message between the node 41 and the node 44 to establish an adjacent relationship with each other (see FIG. 6).
  • the sequence number of the HELLO message received from the node 45 force S node 41 force is 80
  • the sequence number of the HELLO message received from the node 44 is 150.
  • the adjacent node table 23 of the node 45 as shown in FIG. 8, two adjacent node information (node ID, HELLO sequence number), that is, (node 41, 80) and (node 44, 150) are stored. Each written.
  • the topology table 24 of the node 45 as shown in FIG. 9, two link information (node ID, HELLO sequence number), that is, (nodes 41 and 80) and (nodes 44 and 150) are respectively shown. Written.
  • the node 45 transmits the topology message including the two link information (link ID, HELLO sequence number) shown in FIG. 12, that is, (nodes 41 and 80) and (nodes 44 and 150). Advertising on the hop network.
  • the HELLO sequence number included in the link information (link ID, HELLO sequence number) in the topology message is the sequence number of the HELLO message when the link is established with the node.
  • this topology message is sent to node 44 and node 44 by flooding. 43 and node 42 are sequentially transferred.
  • HELLO messages are exchanged between the node 45 and the node 41, and the sequence number of the HELLO message increases by one for each exchange.
  • the adjacent node information (node ID, HELLO sequence number) in the adjacent node table 23 and the link information (node ID, HELLO sequence number) in the topology table 24 are also updated! ⁇
  • the node 41 starts moving and exceeds the communication range of the node 45 (see the arrow in FIG. 5).
  • the node 41 which is a mobile node increases the transmission interval of the HELLO message according to the moving speed detected by its own movement detection device 25. Then, a movement flag is set in the “flag” field in the HELLO message, and the HELLO message is transmitted.
  • link establishment is performed between the node 41 and the node 42.
  • the sequence number of the latest HELLO message received by node 42 from node 41 is 104, and the latest HELLO message sequence at the time when link is established between node 42 and node 43.
  • the number is 300 (see Figure 6).
  • the node 42 creates and advertises a topology message including the two link information (link ID, hello sequence number) shown in FIG. 13, that is, (node 41, 104) and (node 43, 300). .
  • the topology message with the node 42 as the transmission node is sequentially transferred to the node 43 and the node 44, and advertised to the node 45 (see FIGS. 5 and 6).
  • the node 45 When the node 45 receives the topology message transferred from the node 42, which is the transmission node, via the node 43 and the node 44, the link information (nodes 41 and 104) in the topology message and itself The adjacent node information (nodes 41 and 100) in the adjacent node table 23 of FIG. As a result of the comparison, if it is determined that its own adjacent node information has an older HELLO sequence number, the node 45 deletes the adjacent node information (nodes 41 and 100) in the adjacent node table 23.
  • the node 45 selectively transmits a HELLO message transmission request to the node 41 before deleting the adjacent node information from the adjacent node table 23.
  • the existence can be confirmed.
  • a communication terminal constituting a node receives a HELLO message transmission request addressed to itself, it must transmit a HELLO message within a certain period of time. For this reason, if node 45 does not receive a HELLO message from node 41 within a certain period of time, node 41 determines that it is no longer within its communication range, and stores adjacent node information in adjacent node table 23. delete.
  • the adjacent node information (nodes 41 and 100) related to the node 41 is deleted in the adjacent node table 23 of the node 45, and the adjacent node information (nodes 44 and 200) related to the node 44 is deleted. ) Only.
  • the node 45 cancels the link information (nodes 41 and 80) advertised by itself, so that one link information (link ID, HELLO sequence number) shown in FIG. , 200) including new topology messages on wireless multi-hop networks (see Fig. 6).
  • link information link ID, HELLO sequence number
  • the topology message advertised with node 45 as the sending node all nodes in the wireless multihop network obtain the latest link information and recalculate the route, thereby maintaining the communication route. can do.
  • control programs shown in the flowcharts of FIGS. 15 to 18 are stored in advance in a memory (ROM or the like) (not shown) in the path control unit 22 of the communication terminals 11 to 14 described above, for example, in this embodiment, It is read and executed by a processor (CPU) (not shown) in the path control unit 22.
  • ROM read-only memory
  • CPU processor
  • step S 11 the communication terminals 11 to 14 determine whether or not a preset transmission interval has elapsed. As a result, if YES (elapsed), 1 is added to the sequence number of the HELLO message (step S12). If NO, the process returns to step S11.
  • the communication terminals 11 to 14 determine whether or not they are moving based on the movement speed information detected by their movement detection device 25 (step S 13). As a result, if it is determined as YES (moving), the transmission interval of the HELLO message is selected according to the detected moving speed (step S14). This selection is performed so that the control load is reduced according to the movement speed of the user. Specifically, the transmission interval of the HELLO message is shortened as the movement speed of itself increases. In this case, for example, a correspondence table of movement speed message transmission intervals that predefines the correspondence between the movement speed and the transmission interval of the HELLO message is used.
  • the correspondence table is stored in advance in, for example, a memory in the route control unit 22 and is referred to when the control program is executed by the processor in the route control unit 22. Thereby, referring to the correspondence table, the transmission interval of the HELLO message corresponding to the detected moving speed is selected.
  • the communication terminals 11 to 14 move the mobile flag in the "flag” field of the HELLO message. Raise the lug (step SI 5).
  • the communication terminals 11 to 14 are selected as MPR nodes of the other communication terminals 11 to 14, the communication terminals 11 to 14 set the MPR selection flag (MPR flag) in the “flag” field of the HELLO message (step S16). ).
  • the communication terminals 11 to 14 transmit the HELLO message with the corresponding flag set in the “flag” field in this way (step S17), and the process returns to the first step S11.
  • step S18 the communication terminals 11 to 14 determine whether or not the transmission interval of the HELLO message has a preset maximum value ⁇ tmax.
  • the process proceeds to step S17 as it is, and a HELLO message is transmitted at the transmission interval of the maximum value.
  • step S19 the communication terminals 11 to 14 adjust the transmission interval of the HELLO message so that it becomes longer. For example, this adjustment is performed so that the transmission interval of the HELLO message becomes longer for each increment value set in advance. Thereafter, the process proceeds to step S17, and a HELLO message is transmitted at the transmission interval adjusted as described above.
  • the communication terminals 11 to 14 determine whether or not they have received the HELLO message (step S21). As a result, if it is determined YES (received), the communication terminals 11 to 14 determine whether or not the movement flag is set in the “flag” field of the HELL O message (step S22).
  • the communication terminals 11 to 14 determine whether or not the transmission interval of the HELLO message is shorter than its own (step S23). As a result, if it is determined YES (the transmission interval is short), the communication terminals 11 to 14 adjust the transmission interval of their own HELLO message to the transmission interval of the received HELLO message (step S24). Then, the communication terminals 11 to 14 determine whether the DB signature in the partner's HELLO message matches their own DB signature (step S25). As a result, if it is determined NO (DB signature does not match), the communication terminals 11 to 14 perform synchronization processing with the topology table 24 with the partner (step S26), and the first step. Return to S21. If NO in each process of steps S21 to S23, or YES in step S26, the process returns to the first step S21.
  • the DB signature indicates a numerical value calculated from the topology table 24 by a predetermined calculation formula such as a hash function, as described above. Put this information in the HELLO message. By doing so, it is possible to determine whether or not the information in the topology table 24 held by the adjacent node matches the information that it has.
  • the topology message is advertised at a long interval. For this reason, it is more efficient for a wireless node or the like newly entering the wireless multi-hop network to receive topology information from neighboring nodes at once when acquiring the entire link information. In order to realize this, in this embodiment, the above-described process using the DB signature is adopted.
  • the communication terminals 11 to 14 refer to their own topology table 24 and determine whether or not there has been a change in link information, that is, the discovery of a new adjacent node or the disappearance of an adjacent node (step S31). ).
  • the communication terminals 11 to 14 create a topology message from the link information (step S32). Then, the communication terminals 11 to 14 add 1 to the sequence number of the topology message (step S33).
  • the communication terminals 11 to 14 set the MPR selection flag in the “flag” field of the HELLO message among the adjacent nodes that have established a link! Is determined (step S34). As a result, if YES (exists), the communication terminals 11 to 14 set an alternative flood flag in the “flag” field of the topology message (step S35) and transmit the topology message (step S36). If NO (does not exist), the process directly proceeds to step S36.
  • Step S37 the communication terminals 11 to 14 determine whether or not a preset transmission time has passed.
  • Step S38 the communication terminals 11 to 14 determine whether or not they are moving based on the movement speed information detected by the movement detection device 25.
  • the communication terminals 11 to 14 return the topology message transmission interval to the initial value (step S39), and shift to the processing of step S32. If NO (not moving), the communication terminals 11 to 14 determine whether or not the topology message transmission interval is a preset maximum value (step S40). As a result, in the case of YES (maximum value), the process proceeds to step S32 as it is. On the other hand, in the case of NO (not the maximum value), the communication terminals 11 to 14 adjust the transmission interval of the topology message to be long (step S41), and shift to the processing of step S32.
  • the communication terminals 11 to 14 determine whether or not they have received the topology message (Step S51). As a result, in the case of YES (reception of the topology message), the communication terminals 11 to 14 determine whether or not the new link information is included in the topology message (step S52).
  • step S52 If the result of determination in step S52 is YES (new link information is included), the communication terminals 11 to 14 update the topology table 24 based on the new link information (Ste S53). Then, the communication terminals 11 to 14 determine whether or not there is link information having the same link ID as that of the adjacent node (step S54).
  • step S54 If the result of determination in step S54 above is YES (link information is present), the HELLO sequence number of the adjacent node with the same link ID in the link information is newer than the HELLO sequence number in adjacent node table 23. (Step S55) o As a result, if YES (the new HELLO sequence number), the communication terminals 11 to 14 send a HELLO message to neighboring nodes in a multicast (step S56).
  • the communication terminals 11 to 14 determine whether or not a HELLO message has been received from the adjacent node (step S57). As a result, if NO (the HELLO message has not been received), the communication terminals 11 to 14 determine whether or not a fixed time has passed (step S59). Thus, if YES (—a fixed time has elapsed), the communication terminals 11 to 14 delete the information of the corresponding adjacent node from the adjacent node table 23 (step S59). And Then, the communication terminals 11 to 14 transmit the topology message (step S60), and return to the process of step S51.
  • step 7 If YES in step 7, return to step S51.
  • the transmission interval of the control message is adjusted according to the movement state of the communication terminal and the like. In this way, a communication terminal with less movement can transmit control messages at long intervals, so that the total amount of control messages can be reduced and it can be used even in a low bandwidth network.
  • the message transmission interval is adjusted according to the moving speed of the communication terminal (node).
  • the user's instruction for example, the button on the communication terminal.
  • the wireless multi-hop network system operates as follows.
  • a user having a communication terminal inputs information about conditions such as his / her moving speed and the degree of communication continuation request to the communication terminal. This input is performed by a user operation using an input device (not shown) of the communication terminal.
  • information about the conditions (movement status) of its own movement speed for example, conditions such as walking, trains, cars (general roads, highways) etc. are set to be input or selectable by user operation. Yes.
  • information on the conditions for requesting communication continuation as an example, “I want to continue communication without disconnecting” or “Can be disconnected occasionally” , ", And information corresponding to conditions such as” It is not necessary to be able to communicate while moving "are set to be inputable or selectable by user operation.
  • the communication terminal calculates and adjusts the transmission interval of the optimum HELLO message for those input condition powers.
  • the conditions of own moving speed are input.
  • the data corresponding to conditions such as walking, train, car (general road, highway), etc. and the set value (expected value) of the moving speed (average speed) corresponding to these data Correspondence is set in the correspondence table in advance.
  • the corresponding table is referred to determine the moving speed setting value corresponding to the data corresponding to the input condition.
  • the transmission interval of the HELLO message corresponding to the set value of the moving speed may be selected using the correspondence table similar to the above.
  • correspondence between the above-mentioned conditions such as walking, trains, cars (general roads, highways), etc.
  • the transmission interval of the HELLO message that is optimal for these data
  • the correspondence table may be referred to select the HELLO message transmission interval corresponding to the data corresponding to the input condition.
  • the correspondence table used here is stored in advance in a memory in the above-described path control unit, for example.
  • the condition for requesting communication continuation is input.
  • the conditions such as “I want to continue communication without disconnecting”, “I may occasionally disconnect”, “I do not need to be able to communicate while moving”, and these conditions are optimal.
  • the correspondence relationship with the HELLO message transmission interval is set in the correspondence table in advance, and when any condition is entered, the HELLO message transmission interval corresponding to the condition is selected by referring to the correspondence table. That's fine.
  • the correspondence table used here is also stored in advance in, for example, the memory in the above-described path control unit.
  • the moving speed detection function cannot be used, and the message transmission interval can be adjusted even in a communication terminal or situation. There are other advantages.
  • the message transmission interval is set according to the moving speed of the communication terminal (node). In this embodiment, the message transmission interval is adjusted according to an instruction from the network management node (network management device). Other operations are the same as those in the first embodiment. Only the differences will be described below.
  • the network management node 51 holds information on the number of terminals and the available bandwidth of the entire network (A 51 in the figure indicates that its own wireless signal is (Indicates the communication range to reach).
  • the network management node 51 collects topology information and the like of the communication terminals 71 to 73 and accumulates information such as communication path update frequency. Based on this information, the network management node 51 calculates control parameters such as the optimal HELLO message transmission interval, topology message advertisement interval, and mobile terminal HELLO message transmission interval for the network. To do. Further, the network management node 51 floods the entire network with a control parameter instruction packet 61 containing the calculated control parameter information.
  • at least part of the functions of the network management node 51 is realized by a computer executing instructions of a preset program.
  • the communication terminals 71 to 73 transfer the control parameter instruction packet 61 and deliver the packet also to the node (communication terminal 74) that cannot directly communicate with the network management node 51 (A71 in the figure).
  • A74 indicates the communication range within which the wireless signal can reach).
  • the communication terminals 71 to 74 that have received the control parameter instruction packet adjust the transmission interval of the HEL LO message according to the parameter instructed there. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in this embodiment.
  • the method of Non-Patent Document 1 is used as a base.
  • the present invention is not limited to this. It is possible to perform the same extension based on the method of transmitting only
  • Example 1 between message transmissions depending on the moving speed of the communication terminal (node) Although the gap is adjusted, as another variation of the above, it is also possible to adjust according to the communication status of the communication terminal. For example, when a communication terminal frequently transmits data packets, the adjacent node of the communication terminal can confirm the existence of the communication terminal without receiving a HELLO message. Therefore, a communication terminal that frequently transmits data packets can increase the transmission interval of HE LLO messages. In other words, the communication terminal adjusts so that the transmission frequency of the data packet increases and the transmission frequency of the hello message decreases. Other operations are the same as those in the first embodiment. Even in this case, the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • each unit of the communication terminal of each of the above embodiments may be realized by a computer by a program.
  • This program may be read into the computer by reading the recording medium force, or may be transmitted through a communication network and loaded into the computer.
  • the present invention can be applied to the use of a wireless multi-hop network system, its communication path control method, and communication terminal.

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Abstract

　無線マルチホップネットワークは、複数の通信端末間でＨＥＬＬＯメッセージ及びトポロジーメッセージを含む制御メッセージを交換することで形成される。通信端末は、その移動状態などに応じて制御負荷が少なくなるように制御メッセージの送信間隔を調整し、移動が少ない程、長い送信間隔で制御メッセージを送信する。また、通信端末は、リンク情報が更新された場合、送信されるトポロジーメッセージの中にＨＥＬＬＯメッセージのシーケンス番号を含める。これにより、少ないメッセージ送信頻度で移動特性に適応して安定した通信を実現する。

Description

明 細 書
無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法、及び通信端 末
技術分野
[0001] 本発明は、無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法、及び通信 端末に関し、特に無線マルチホップネットワーク上のノードとなる通信端末の移動特 性などに適応した通信経路制御方法及び通信端末に関する。
背景技術
[0002] 従来、無線マルチホップネットワーク（「モパイルアドホックネットワーク」等とも言う）と 呼ばれる無線ネットワークが知られている。この無線ネットワークでは、通信端末同士 が無線により直接通信するだけでなぐ自らの無線信号が届く通信範囲を超えてより 広い範囲に存在する他の通信端末との間でも通信することが可能となっている。この 通信は、隣接する他の通信端末を無線ネットワークのデータ中継ノードとして経由し ながら行われる。
[0003] このため、無線マルチホップネットワークは、複数の通信端末から自律的に構成さ れ、これら各通信端末がルータの機能を持ちデータ中継も可能となっている。このデ ータ中継の通信経路を制御するルーティングプロトコルとしては、例えば、次のものが 知られている。 1つは、通信開始時に通信経路を検索して決定する Reactive型プロト コルである。もう 1つは、非通信時に近隣の通信端末と情報交換することで予め通信 経路を決定しておく Proactive型プロトコルである。以下、 Proactive型プロトコルを用い た Proactive型無線マルチホップネットワークについて説明する。
[0004] 従来の Proactive型無線マルチホップネットワークにおける通信経路制御では、まず 、定期的な隣接発見メッセージ（「HELLOメッセージ」と呼ぶ)の送受信により隣接通 信端末の存在を把握する。続いて、隣接通信端末との間のリンク情報を含むトポロジ 一メッセージを定期的にネットワーク全体へ広告する。これにより、各通信端末がネッ トワークトポロジーグラフをそれぞれ構築してネットワーク全体のトポロジー（どの通信 端末がどの通信端末とどのように繋がっているかの情報)を把握する。そして、そのト ポロジ一力 最短経路を計算する。こうすることで、通信経路制御が実現されている。
[0005] こうした方式は、下記の非特許文献 1で開示されている。し力しながら、この方式で は頻繁なメッセージ送信が必要である。このため、帯域の少ない無線ネットワークに おいてはメッセージ負荷が高すぎて利用できないという欠点があった。また、頻繁なメ ッセージの送信は通信端末の電力消費が激しい。このため、端末の電源寿命を短く するという欠点もある。さらに、メッセージの送信頻度は、通信端末の移動速度などに よって決定される。このため、移動速度が異なる通信端末で構成されたネットワークで は、最も速い通信端末に送信頻度を合わせる必要があり無駄な帯域を消費する。ま た、予測以上の速さで移動した場合には、ネットワークトポロジーの更新が追いつか ず、正常な経路制御を行うことができない。
[0006] これに関し、メッセージ負荷を抑えるために変化の差分だけを送信する方式が、下 記の非特許文献 2で開示されている。しかしながら、この方式でも、送信頻度自体は 改善されて 、な 、ため、端末の電源消費を抑えることはできな 、。
[0007] また、メッセージ負荷を抑えるためには、メッセージ送信頻度を低くすることが考えら れる。しかしながら、送信頻度を低くすると、隣接端末情報及びネットワークトポロジー 情報の更新に時間がかかり、通信が不安定になるという欠点があった。この欠点を克 服するため、通信端末からの距離 (ホップ数）に応じて送信頻度を調整する FSR (Fis heye State Routing protocol)と呼ばれる方式力 下記の非特許文献 3に開示されて いる。し力しながら、この方式では正確なトポロジー情報が得られず、移動の激しいネ ットワークではやはり安定した通信を行うことは困難である。
非特許文献 1 : T. Clause,他 1名， "Optimized Link State Routing Protocol (OLSR)", IETF RFC3626, 2003年 10月
非特許文献 2 : R. Ogier,他 2名, opology Dissemination Based on Reverse-Path F orwarding (TBRPF)", IETF RFC3684, 2004年 2月
非特許文献 3 : A. Iwata,他 4名， "Scalable Routing Strategies for Ad-hoc Wireless N etworks", IEEE JSAC, 1999年 8月， Vol.17, No.8, p.1369— 1379
非特許文献 4 : Zygmunt Haas他 2名， "Gossip- based ad hoc routing", IEEE INFOCO M 2002, 2002年 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 上述した従来の Proactive型無線マルチホップネットワークにおける経路制御方式 では、メッセージ量が多いため帯域の少ないネットワークでは利用が困難である。ま た、移動速度の異なる通信端末で構成されるネットワークでは、最も速い通信端末に メッセージ頻度を合わせる必要があり、無駄なメッセージ負荷を増やすことになる。さ らに、頻繁なメッセージの送信により端末の電力消費が大きい。さらに予想以上の移 動速度に対しては、正常な経路制御ができず通信が途絶えてしまう。
[0009] 本発明は、上記の問題点を解消し、少な!/ヽメッセージ送信頻度で移動特性に適応 して安定した通信を実現する無線マルチホップネットワークシステムの経路制御方法 及び通信端末を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010] 上記目的を達成するため、本発明に係る無線マルチホップネットワークシステムの 通信経路制御方法は、複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換して該複 数の通信端末をノードとする無線マルチホップネットワークを形成し、その無線マル チホップネットワークのトポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ!/、て前記 複数の通信端末間で送受信されるパケットの通信経路を制御する無線マルチホップ ネットワークシステムの通信経路制御方法において、前記通信端末が、自通信端末 の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知するステップと、前記通信端末が、検知 された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネットワーク上の他通信端末と の間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の移動状況に応じて制御 負荷が少なくなるように調整するステップと、前記通信端末が、前記他通信端末から の前記制御パケットに基づ 、て前記自通信端末が保持する前記無線マルチホップ ネットワークのトポロジー情報を更新するステップとを有することを特徴とする。
[0011] 本発明において、前記通信端末が、利用者力 の指示情報を入力するステップと、 前記通信端末が、前記指示情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節するス テツプとをさらに有してもよい。
[0012] 本発明にお 、て、前記通信端末が、前記無線マルチホップネットワーク上のネット ワーク管理装置からの指示情報を受信するステップと、前記通信端末が、前記指示 情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節するステップとをさらに有してもよ い。
[0013] 本発明において、前記通信端末が、前記自通信端末のデータパケットの送信頻度 を含む通信状況を検知するステップと、前記通信端末が、前記通信状況に応じて、 前記制御パケットの交換頻度を、前記データパケットの送信頻度が大きい程、小さく なるように調整するステップとをさらに有してもょ 、。
[0014] 本発明にお 、て、前記通信端末が、前記無線マルチホップネットワーク上の隣接通 信端末との間で前記制御パケットとして隣接発見メッセージを前記交換頻度で交換 するステップと、前記通信端末が、前記隣接発見メッセージの交換により前記隣接通 信端末との間でリンクが確立されたときに、該隣接通信端末の端末特定情報に加え 、前記リンクが確立された時点で前記隣接通信端末力 受けた前記隣接発見メッセ ージの識別属性情報を、前記トポロジー情報に含まれるリンク情報として保持するス テツプと、前記通信端末が、前記制御パケットとして、前記隣接通信端末の端末特定 情報及び前記隣接発見メッセージの識別属性情報から成るリンク情報を含むネットヮ ークトポロジーメッセージを前記無線マルチホップネットワーク上に広告するステップ とをさらに有してもよい。
[0015] 本発明において、前記通信端末が、前記他通信端末から前記リンク情報を含むネ ットワークトポロジーメッセージを受信したときに、該ネットワークトポロジーメッセージ のリンク情報に含まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報と自通信端末が保 持するリンク情報に含まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報とを前記隣接 通信端末毎に比較するステップと、前記通信端末が、前記自通信端末が保持するリ ンク情報に含まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報よりも前記トポロジーメ ッセージのリンク情報に含まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報のほうが新
L 、場合、前記自通信端末が保持して!/、るリンク情報を更新するステップとをさらに 有してちょい。
[0016] 本発明にお 、て、前記通信端末が、前記ネットワークトポロジーメッセージを広告す るときに、前記トポロジー情報に含まれるリンク情報を変化させる原因となった前記隣 接通信端末の状態に応じて、該ネットワークトポロジーメッセージの広告方式を選択 するステップをさらに有してもよい。
本発明において、前記通信端末が、自通信端末が保持するリンク情報よりも新しい リンク情報を持つトポロジーメッセージを受信したときに、該リンク情報に対応する隣 接通信端末に対して隣接発見メッセージ送信要求を送信し、これに対する該隣接通 信端末からの応答有無に応じて該隣接通信端末との接続を確認するステップをさら に有してもよい。
[0017] また、本発明に係る通信端末は、複数の通信端末間で無線により制御パケットを交 換して該複数の通信端末をノードとする無線マルチホップネットワークを形成し、その 無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ いて前記複数の通信端末間で送受信されるパケットの通信経路を制御する無線マル チホップネットワークシステムで用いる通信端末にぉ 、て、自通信端末の少なくとも移 動速度を含む移動情報を検知する手段と、検知された前記移動情報に応じて、前記 無線マルチホップネットワーク上の他通信端末との間の前記制御パケットの交換頻度 を、前記自通信端末の移動状況に応じて制御負荷が少なくなるように調整する手段 と、前記他通信端末力 の前記制御パケットに基づいて前記自通信端末が保持する 前記無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を更新する手段とを有することを 特徴とする。
[0018] さらに、本発明に係る無線マルチホップネットワークシステムは、複数の通信端末を 備え、当該複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換して該複数の通信端 末をノードとする無線マルチホップネットワークを形成し、その無線マルチホップネット ワークのトポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づいて前記複数の通信端 末間で送受信されるパケットの通信経路を制御する無線マルチホップネットワークシ ステムにおいて、前記複数の通信端末は、自通信端末の少なくとも移動速度を含む 移動情報を検知する手段と、検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホ ップネットワーク上の他通信端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通 信端末の移動状況に応じて制御負荷が少なくなるように調整する手段と、前記他通 信端末からの前記制御パケットに基づいて前記自通信端末が保持する前記無線マ ルチホップネットワークのトポロジー情報を更新する手段とを有することを特徴とする。
[0019] 本発明に係る通信端末の動作プログラムは、複数の通信端末間で無線により制御 パケットを交換して該複数の通信端末をノードとする無線マルチホップネットワークを 形成し、その無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を保持し、そのトポロジ 一情報に基づいて前記複数の通信端末間で送受信されるパケットの通信経路を制 御する無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末の動作プログラムに おいて、コンピュータに、自通信端末の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知す るステップと、検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネットワーク 上の他通信端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の移動 状況に応じて制御負荷が少なくなるように調整するステップと、前記他通信端末から の前記制御パケットに基づ 、て前記自通信端末が保持する前記無線マルチホップ ネットワークのトポロジー情報を更新するステップとを実行させることを特徴とする。 発明の効果
[0020] 本発明によれば、通信端末が移動して!/、な 、ときに、経路制御に必要なメッセージ
(制御パケット）の送信頻度を抑え、経路制御に力かるメッセージ負荷を削減でき、通 信端末の電力消費を抑えることができる。また、通信端末が移動しているときに、通 信経路の収束を早くして、より安定した通信が実現できる。このようにして、少ないメッ セージ送信頻度で移動特性に適応して安定した通信を実現することができる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]本発明の実施例 1に係る無線マルチホップネットワークシステムの全体構成を 示す図である。
[図 2]図 1に示す通信端末の内部構成を示す概略ブロック図である。
[図 3]図 1に示す通信端末の HELLOメッセージの一例を示す図である。
[図 4]図 1に示す通信端末のトポロジーメッセージの一例を示す図である。
[図 5]図 1に示す無線マルチホップネットワークの動作概要を 5つのノード 41〜ノード
45を用いて模式的に示す図である。
[図 6]図 5に示す無線マルチホップネットワークの動作を説明するシーケンス図である [図 7]図 5及び図 6中の移動前のノード 41とノード 45間の HELLOメッセージ交換の 様子を説明する図である。
[図 8]図 5及び図 6中のノード 41とリンクが確立した時点で更新されたノード 45の隣接 ノードテーブルを説明する図である。
[図 9]図 5及び図 6中のノード 41とリンクが確立した時点で更新されたノード 45のトポ ロジーテーブルを説明する図である。
[図 10]図 5及び図 6中のノード 41が移動してノード 45の通信範囲を超えた時点で更 新されたノード 45の隣接ノードテーブルを説明する図である。
[図 11]図 5及び図 6中のノード 41が移動した後に更新されたノード 45の隣接ノードテ 一ブルを説明する図である。
[図 12]図 5及び図 6中のノード 41が移動する前にノード 45が広告するトポロジーメッ セージのリンク情報を説明する図である。
[図 13]図 5及び図 6中のノード 41が移動した後にノード 42が広告するトポロジーメッ セージのリンク情報を説明する図である。
[図 14]図 5及び図 6中のノード 41が移動した後にノード 45が広告するトポロジーメッ セージのリンク情報を説明する図である。
[図 15]図 1に示す通信端末による HELLOメッセージの送信処理を説明する概略フ ローチャートである。
[図 16]図 1に示す通信端末による HELLOメッセージの受信処理を説明する概略フ ローチャートである。
[図 17]図 1に示す通信端末によるトポロジーメッセージの送信処理を説明する概略フ ローチャートである。
[図 18]図 1に示す通信端末によるトポロジーメッセージの受信処理を説明する概略フ ローチャートである。
[図 19]本発明の実施例 3に係る無線マルチホップネットワークの全体構成を示す図で ある。
符号の説明
1 無線マルチホップネットワーク 11〜14 通信端末 (ノード）
21 無線通信装置
22 経路制御部
23 隣接ノードテーブル
24 トポロジーテープノレ
25 移動検知装置
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明に係る無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法及 び通信端末を実施するための最良の形態について、添付図面を参照して説明する。 実施例 1
[0024] 本実施例による無線マルチホップネットワーク（モパイルアドホックネットワーク）シス テムは、前述の非特許文献 1の Proactive型プロトコル（OLSRプロトコル： Optimized Link State Routing Protocol)を用いた方式を適用したものである。
[0025] 一般に、無線マルチホップネットワークでは、同一メッセージのパケットを 1つのノー ド (通信端末)力も全てのノードへ行き渡るよう伝達する「フラッデイング (Flooding)」と 呼ばれる技術が採用されている。このフラッデイングに際し、全てのノード力メッセ一 ジを転送 (再送信)すれば当然ネットワーク全体に行き渡るが、それでは再送信され るメッセージ数が多くなりすぎて効率が悪い。そこで、上記の非特許文献 1の方式で は、このフラッデイングを効率よく行うため、次のような仕組みが規定されている。
[0026] まず、ノードは、隣接ノードの中から 2ホップ先のノード全てをカバーすることができ る隣接ノードのセットを計算する。そして、ノードは、計算された隣接ノードのセットを「 MPR (Multi-Point-Relay)」として選択する。このように MPRとして選択された隣接ノ ード（MPRノード）のみ力 ノードからのメッセージを転送する。本実施例の無線マル チホップネットワークシステムは、こうした MPRノードを用いたフラッデイング技術をべ ースに構築されたものである。
[0027] 図 1は、本実施例の無線マルチホップネットワークシステムにおけるネットワーク構 成例を示す。
[0028] 同図において、無線マルチホップネットワークシステムは、複数の通信端末 11〜14 を備えている。各通信端末 11〜14は、それぞれ無線ネットワーク上のノードを構成し 、これら各ノード間で無線により自律的に制御パケットを交換する。これにより、各ノー ドカも成る無線ネットワークとして、無線マルチホップネットワーク 1が形成されている。 この無線マルチホップネットワーク 1上のノードを構成する通信端末 11〜14は、携帯 電話機等の携帯情報端末や、車両、航空機、船等の移動体に搭載される無線装置 等、いずれでも適用可能である。
[0029] 上記の無線マルチホップネットワーク 1において、ノードを成す通信端末 11〜 14が それぞれ自分の無線信号が届く通信範囲内に存在する任意の通信端末と直接通信 する（図中の A1〜A4は、通信端末 11〜14のそれぞれの無線信号が届く通信範囲 を示す)。また、通信端末 11〜14は、他の通信端末を経由してパケットの転送を行う 。こうすることで、パケットの送信元ノードである送信元通信端末力 パケットの宛先ノ ードである宛先通信端末までパケットを届ける。図 1の例では、送信元通信端末 11か ら他の通信端末 12、 13を経由して宛先通信端末 14へパケットを転送する場合を示 している（図中の矢印はパケットの転送方向を示す)。各通信端末 11〜14は、このよ うな無線マルチホップネットワーク 1上でパケットを送受信及び転送 (フラッデイング） するための端末特定情報として、それぞれ固有のノード ID (Identification Data)と IP ( Internet Protocol)アドレスを持っている。
[0030] 図 2は、通信端末 11の内部構成例を示している。なお、他の通信端末 12〜14に ついても、通信端末 11と同様の構成であるため、その説明を省略する。
[0031] 通信端末 11は、機能上、アンテナを有する無線通信装置 21と、この無線通信装置 21に接続される経路制御部 22と、この経路制御部 22に接続される隣接ノードテー ブル 23、トポロジーテーブル 24、及び移動検知装置 25とを備える。無線通信装置 2 1は、アンテナを介して他の通信端末 12〜 14との間で無線により通信を行う。経路制 御部 22は、本発明の各手段、および各ステップに対応する動作を実行するための制 御中枢を担う。隣接ノードテーブル 23は、隣接通信端末 (隣接ノード)の情報を管理 するものである。トポロジーテーブル 24は、ネットワークトポロジー情報を管理するも のである。移動検知装置 25は、自身の移動速度などの移動状態に関する情報を測 定する。 [0032] この構成において、通信端末 11は、予め設定されたパケットフォーマット構成の隣 接発見メッセージ（以下、「HELLOメッセージ」 )及びトポロジーメッセージなどの経 路制御メッセージ (制御パケット）を無線通信装置 21を介して送受信する。そして、通 信端末 11は、これらメッセージの情報に基づいて、隣接ノードテーブル 23及びトポロ ジーテーブル 24を更新する。
[0033] 隣接ノードテーブル 23及びトポロジーテーブル 24には、隣接ノードのノード IDのほ 、その隣接ノードから受信した最新の HELLOメッセージのシーケンス番号（HEL LOシーケンス番号)等の情報が更新可能に書き込まれる。
[0034] HELLOメッセージの役割は、隣接ノードの発見とその隣接ノードとの間のリンク確 立にある。また、トポロジーメッセージの役割は、ネットワーク全体のトポロジー（リンク 情報）の把握にある。本実施例では、トポロジーメッセージは、ネットワーク上の各ノー ドにフラッデイングされる。一方、 HELLOメッセージは、無線信号の届く 1ホップ先の 通信端末（隣接ノード)のみで受信され、そこ力 先のノードへは転送されない。
[0035] ここで、図 3及び図 4を参照して、 HELLOメッセージ及びトポロジーメッセージの構 成例を説明する。
まず、図 3を参照して、 HELLOメッセージの構成 (パケットフォーマット）例を説明す る。
[0036] 図 3に示すように、 HELLOメッセージには、「メッセージタイプ」、「有効期間」、「メッ セージサイズ」、「送信ノード ID」、「TTL (Time To Live) J ,「ホップカウント（Hop Cou nt)」、 「シーケンス番号」、「フラグ」、「広告間隔」、「WILLINGNESS」、「DB (データべ ース)シグナチヤ」、及び「隣接ノード情報」の各フィールドが含まれる。
[0037] 「メッセージタイプ」はメッセージの種類を表す。「有効期間」はメッセージを管理する 時間を表す。「メッセージサイズ」はメッセージの長さを表す。「送信ノード ID」は送信 元通信端末のノード IDを表す。「TTL」はメッセージを転送する最大ホップ数を表し、 転送される毎に 1つずつ減らされる。「ホップカウント」は、メッセージの送信元通信端 末からのホップ数を表し、最初は 0に設定され、転送される毎に 1つずつ増やされる。 「シーケンス番号」は、各メッセージを一意に識別するために割り当てられる識別番号 (識別属性情報)を表し、メッセージが作成されるたびに 1つずつ増やされる。「広告 間隔」は、メッセージを広告する時間間隔を表す。「WILLINGNESS」は、隣接ノードの 再送信への積極度を示し、 0〜7の値を持ち、この値が高いほど、 MPRとして選択さ れやすい。「隣接ノード情報」は、リンクが確立した隣接ノードに関する情報 (ノード ID 等)を表す。
[0038] 上記の HELLOメッセージを構成する各フィールドのうち、本実施例では、下記のよ うに「フラグ」及び「DBシグナチヤ」の両フィールドが追加されている点力 上記の非 特許文献 1と相違している。
[0039] すなわち、「フラグ」フィールドには、自分が移動中であるかどうかを示すフラグ (以 下、「移動フラグ」と呼ぶ）、及び自分が移動前に前述した MPRに選択されていたか どうかを示すフラグ（以下、「MPR選択フラグ」又は「MPRフラグ」と呼ぶ）が入る。
[0040] また、「DBシグナチヤ」フィールドには、自身のトポロジーテーブル 24の内容からハ ッシュ関数などの所定の計算式を用いて計算されたシグナチヤ (数値)が入る。このた め、 DBシグナチヤの値は、トポロジーテーブル 24の内容と 1対 1で対応している。例 えば、 自他ノード間において、 DBシグナチヤの値が同じであれば、両ノードが保持し ているトポロジーテーブル 24の内容が同じであることが分かる。一方、 自他ノード間 において、 DBシグナチヤの値が相違していれば、両ノードが保持しているトポロジー テーブル 24の内容が異なっていることが分かる。そこで、 DBシグナチヤの値を互い に隣接するノード間で比較することにより、隣接ノードが持つトポロジーテーブル 24の 内容と自身の持つトポロジーテーブル 24の内容とが互いに一致しているかどうかを 判別することが可能となる。この判別の結果、一致していない場合は、 DB同期要求 を隣接ノードに送信して DB同期処理を行う。
[0041] 次に、図 4を参照して、トポロジーメッセージの構成例を説明する。
[0042] 図 4に示すように、トポロジーメッセージには、 HELLOメッセージには、「メッセージ タイプ」、「有効期間」、「メッセージサイズ」、「送信ノード ID」、「TTL」、「ホップカウン HHop Count)」、 「シーケンス番号」、「トポロジーシーケンス番号」、「フラグ」、及び「 リンク情報」の各フィールドが含まれる。
[0043] 「メッセージタイプ」はメッセージの種類を表す。「有効期間」はメッセージを管理する 時間を表す。「メッセージサイズ」はメッセージの長さを表す。「送信ノード ID」は送信 元ノードのノード IDを表す。「TTL」はメッセージを転送する最大ホップ数を表し、転 送される毎に 1つずつ減らされる。「ホップカウント」は、メッセージの送信元ノードから のホップ数を表し、最初は 0に設定され、転送される毎に 1つずつ増やされる。「シー ケンス番号」は、各メッセージを一意に識別するために割り当てられる識別番号 (識別 属性)を表し、メッセージが作成されるたびに 1つずつ増やされる。
[0044] 上記のトポロジーメッセージを構成する各フィールドのうち、本実施例では下記のよ うに、「フラグ」フィールドが追加されている点と、「リンク情報」フィールド中に HELLO シーケンス番号が追加されている点とが、上記の非特許文献 1と相違している。
[0045] すなわち、「フラグ」フィールドには、トポロジーメッセージを無線マルチホップネット ワーク 1全体に広告するためのフラッデイング方式を示すフラグが入る。このフラグに は、代替フラッデイングフラグが含まれる。この代替フラッデイングフラグは、 MPRに 選択されている隣接ノードが移動することにより、 MPRを使ったメッセージのフラッデ イングが正常に行われない場合にセットされる。これにより、代替フラッデイングフラグ がセットされていない場合は、通常どおり MPRに従ったフラッデイングを行う。一方、 代替フラッデイングフラグがセットされて 、る場合は、 MPRによるフラッデイングが正 常に行われないと判断し、代替方式によるフラッデイングを行う。代替フラッデイング 方式には、例えば上記の非特許文献 4に示される方式を用いる。
[0046] また、「リンク情報」フィールドには、リンク情報として、リンクが確立した隣接ノードの ノード IDを示すリンク IDのほ力 HELLOシーケンス番号が追加されている。この HE LLOシーケンス番号には、隣接ノードとの間でリンクを確立した時点でその隣接ノー ド力 受信した HELLOメッセージのシーケンス番号が入る。
[0047] 経路制御部 22は、 HELLOメッセージ及びトポロジーメッセージ等の経路制御メッ セージを無線通信装置 21を介して無線により送受信し、受信したメッセージの情報 を隣接ノードテーブル 23及びトポロジーテーブル 24に格納する。
[0048] この経路制御部 22は、次のような各動作を行う。
[0049] 1)移動している他の通信端末 12〜14から HELLOメッセージを受信すると、それ に合わせて自身 (通信端末 11)の HELLOメッセージの送信間隔を調整する。
[0050] 2)他の隣接する通信端末 12〜14との間で新たにリンクを確立すると、確立したリン ク情報 (ノード ID)とその時点で他の通信端末 12〜 14力も受信した最新の HELLO メッセージのシーケンス番号をトポロジーメッセージの「リンク情報」フィールド中のリン ク情報（リンク ID、 HELLOシーケンス番号）に入れて広告する。
[0051] 3)他の通信端末 12〜14から新しいトポロジーメッセージを受信すると、そのトポロ ジーメッセージの「リンク情報」フィールド中のリンク情報（リンク ID、 HELLOシーケン ス番号）に基づいて自身のもつトポロジーテーブル 24の情報（ノード ID、 HELLOシ 一ケンス番号)を更新する。
[0052] 4)隣接ノードテーブル 23の情報（ノード ID、 HELLOシーケンス番号）とトポロジー メッセージ中のリンク情報（リンク ID、 HELLOシーケンス番号）とを比較する。その結 果、同じノード IDで異なる HELLOシーケンス番号をもつ場合で自身の隣接ノードテ 一ブル 23の情報がトポロジーメッセージ中のリンク情報よりも古い、即ち HELLOシ 一ケンス番号が古いときは、自身の隣接ノードテーブル 23の情報を削除する。
[0053] 5)移動検知装置 25から通知される自身 (通信端末 11)の移動速度情報などの移 動情報をもとに経路制御メッセージ (HELLOメッセージ及びトポロジーメッセージ等） の送信間隔を調整する等の動作を行う。
[0054] 移動検知装置 25は、通信端末の移動速度情報などの移動状態を常時計測し、経 路制御部 22に伝える。移動検知装置 25は、例えば既知の GPS (Global Positioning System)受信機、加速度センサ、速度センサ等の計測器力 なり、自身の移動速度な どの移動状態を計測可能なものであれば、いずれのタイプでも適用可能である。通 信端末 11が車両に搭載される車載器の場合、車両に装備されて！ヽる車速センサか らの車速信号を外部入力する構成のものであってもよ 、。
[0055] 次に、本実施例の動作について説明する。
[0056] まず、通信端末 11〜14は、起動すると、定期的に HELLOメッセージを送信する。
これにより、通信端末 11〜14力も直接無線の届く範囲 A11〜A14に存在する他の 通信端末 11〜14 (以下、必要に応じて「隣接ノード」と呼ぶ）は、通信端末 11からの HELLOメッセージを受信することで通信端末 11の存在を知る。
[0057] 次!、で、 HELLOメッセージを受信した通信端末 11〜14は、その HELLOメッセ一 ジに基づき、隣接ノードテーブル 23に隣接ノード情報 (ノード ID等)を書き込む。こう した動作は、先に示した非特許文献 1、 2の方式と同様である。ただし、本実施例は、 隣接ノードテーブル 23に HELLOメッセージのシーケンス番号（HELLOシーケンス 番号)も書き込む点が、上記の非特許文献 1、 2の方式と異なる。ここで書き込まれた HELLOシーケンス番号の情報は、新たな HELLOメッセージを受け取るたびに更 新される。
[0058] 次いで、隣接ノードが発見されると、各通信端末 11〜14は、 MPRノードの選択を 行い、トポロジーメッセージを作成してネットワーク全体に広告する。この動作も上記 の非特許文献 1の方式と同様である。ただし、本実施例では、トポロジーメッセージ中 の「リンク情報」フィールド内に、その隣接ノードのノード IDを示すリンク IDのほ力、そ のリンク情報を作成する基となった HELLOメッセージのシーケンス番号（HELLOシ 一ケンス番号)を入れる点力 上記の非特許文献 1の方式と異なる。
[0059] 次いで、トポロジーメッセージを受信した通信端末 11〜14は、トポロジーメッセージ 中の「リンク情報」フィールド内のリンク ID及び HELLOシーケンス番号に基づき、トポ ロジーテーブル 24内にそれらのリンク情報（ノード ID、 HELLOシーケンス番号）を書 き込む。ここでも、トポロジーテーブル 24内に HELLOシーケンス番号を書き込む点 が上記の非特許文献 1と異なる。
[0060] ここで、通信端末 11〜14は、起動してから一定時間が経ち、自身が移動していな V、場合は、 HELLOメッセージ及びトポロジーメッセージの送信間隔を設定された最 大時間に達するまで少しずつ長くしていく。これにより、移動していない通信端末 11 〜14間ではメッセージの発生が抑制される。
[0061] 一方、通信端末 11〜14が移動を始めると、通信検知装置 25は、移動を検知し経 路制御部 22に通知する。すると、経路制御部 22では、検知された移動速度に応じた 適切な HELLOメッセージの送信間隔を選択してその送信間隔で HELLOメッセ一 ジを送信する。このとき、 HELLOメッセージ中の「フラグ」フィールドに移動フラグを 立て、自分が移動中であることを隣接ノードに明示する。また、自身が移動前に他の 隣接ノード力もフラッデイングの MPRノードとして選択されて 、た場合は、 HELLOメ ッセージ中の「フラグ」フィールドに MPR選択フラグを立てる。
[0062] 次いで、移動中の通信端末 11〜14 (以下、必要に応じて「移動ノード」と呼ぶ)から HELLOメッセージを受信した隣接ノードは、 自身の HELLOメッセージ送信間隔を 移動ノードの送信間隔と一致させ、 HELLOメッセージを送信する。隣接ノードが新 たに移動ノードとのリンクを確立した場合、隣接ノードは、自身の隣接ノードテーブル 23及びトポロジーテーブル 24のリンク情報（ノード ID、 HELLOシーケンス番号）を 更新する。そして、これらリンク情報をトポロジーメッセージの「リンク情報」フィールド のリンク情報（リンク ID、 HELLOシーケンス番号）に含め広告する。
[0063] この際、移動ノードとリンク確立のためにやりとりした最新の HELLOメッセージのシ 一ケンス番号（HELLOシーケンス番号）を含める。また、移動ノードの HELLOメッセ ージの「フラグ」フィールドに MPR選択フラグがセットされて!/、た場合は、 MPRを使つ たメッセージのフラッデイングが正常に行われない可能性がある。このため、トポロジ 一メッセージの「フラグ」フィールドに代替フラッデイングフラグをセットして送信する。 隣接ノードが広告したトポロジーメッセージは、フラッデイングにより無線マルチホップ ネットワーク 1全体に広告される。
[0064] 次いで、トポロジーメッセージを受信した通信端末 11〜14は、そのトポロジーメッセ ージの「フラグ」フィールドに代替フラッデイングフラグがセットされて!/、るかどうかをチ エックする。その結果、代替フラッデイングフラグがセットされていな力つた場合は、通 常どおり MPRに従ったフラッデイングを行う。一方、代替フラッデイングフラグがセット されていた場合は、 MPRによるフラッデイングが正常に行われないと判断し、代替方 式〖こよるフラッデイングを行う。代替フラッデイング方式には、例えば上記の非特許文 献 4に示される方式を用いる。
[0065] このようにして、隣接ノードが広告したトポロジーメッセージは、フラッデイングにより 無線マルチホップネットワーク 1全体に広告される。
[0066] 次いで、トポロジーメッセージを受信した通信端末 11〜14は、そのトポロジーメッセ ージのリンク情報（リンク ID、 HELLOシーケンス番号）と自身の持つトポロジーテー ブル 24内のリンク情報（ノード ID、 HELLOシーケンス番号）とを比較して、トポロジー メッセージのリンク情報が新しい場合はトポロジーテーブル 24の情報を更新する。
[0067] さらに、通信端末 11〜14は、トポロジーメッセージのリンク情報と自身の隣接ノード テーブル 23内の情報とを比較し、自身の隣接ノードと同じノード IDを持つリンク情報 に対して、 HELLOシーケンス番号を比較する。その結果、もし自身の隣接ノードテ 一ブル 23に入っている HELLOシーケンス番号力 トポロジーメッセージのリンク情 報に入っているシーケンス番号よりも古い場合は、その隣接ノードは次の処理を行う 。すなわち、隣接ノードは、 自分の通信範囲力も移動していなくなつたと判断し、隣接 ノードテーブル 23から該隣接ノードの情報を削除する。さらに、トポロジーテーブル 2 4内のリンク情報を更新し、更新されたリンク情報をトポロジーメッセージの「リンク情報 」フィールドに入れて無線マルチホップネットワーク 1上に広告する。
[0068] 次に、図 5〜図 14を参照して、上記動作の具体例を説明する。
[0069] 図 5〜図 14は、 5つのノード（通信端末） 41〜45からなる無線マルチホップネットヮ ークにおいて、ノード 41が移動する場合の動作を説明するものである。同図におい て、 Hello (番号）は HELLOメッセージ及びそのシーケンス番号、トポロジー Msgはト ポロジーメッセージをそれぞれ示す。
[0070] 図 5において、まず、ノード 45は、ノード 41が移動する前に、ノード 41及びノード 44 との間で HELLOメッセージを交換して互いに隣接関係を確立する（図 6参照)。ここ で、ノード 41とノード 45がリンクを確立した時点において、ノード 45力 Sノード 41力ら受 信した HELLOメッセージのシーケンス番号を 80、ノード 44から受信した HELLOメ ッセージのシーケンス番号を 150とする。この場合、ノード 45の隣接ノードテーブル 2 3には、図 8に示すように、 2つの隣接ノード情報 (ノード ID、 HELLOシーケンス番号 )、即ち（ノード 41、 80)及び (ノード 44、 150)がそれぞれ書き込まれる。同様に、ノ ード 45のトポロジーテーブル 24には、図 9に示すように 2つのリンク情報 (ノード ID、 H ELLOシーケンス番号）、即ち（ノード 41、 80)及び（ノード 44、 150)がそれぞれ書き 込まれる。
[0071] この場合、ノード 45は、図 12に示す 2つのリンク情報 (リンク ID、 HELLOシーケンス 番号）、即ち（ノード 41、 80)及び（ノード 44、 150)を含めたトポロジーメッセージを無 線マルチホップネットワーク上に広告する。このとき、トポロジーメッセージ中のリンク 情報（リンク ID、 HELLOシーケンス番号）に含める HELLOシーケンス番号は、その ノードとの間にリンクが確立した時点の HELLOメッセージのシーケンス番号である。 このトポロジーメッセージは、図 6に示すように、フラッデイングにより、ノード 44、ノード 43、及びノード 42と順次転送されていく。
[0072] 次いで、ノード 45とノード 41との間で HELLOメッセージが交換され、その交換毎 に HELLOメッセージのシーケンス番号が 1つずつ増えていく。これに合わせて、隣 接ノードテーブル 23の隣接ノード情報 (ノード ID、 HELLOシーケンス番号)及びトポ ロジーテーブル 24のリンク情報 (ノード ID、 HELLOシーケンス番号)も更新されて！ヽ
<o
[0073] このとき、ノード 41及びノード 45は移動していなかつたため、互いの HELLOメッセ ージの送信間隔は長くなつている。即ち、 HELLOメッセージの送信間隔が設定され た最大時間に達するまで少しずつ長く調整される。この様子を図 7に示す。図 7に示 すように、ノード 45からノード 41への HELLOメッセージの送信間隔は、最大時間 Δ tmaxに達するまで、 1;1から 2へ、さらに A tnへ順次長くなるように調整されてい く。これは、ノード 41からノード 45への HELLOメッセージの送信間隔についても同 様である。これにより、移動していないノード 41とノード 45との間では、メッセージ数が 抑制される。図示していないノード 45とノード 44との間のメッセージ交換もこれと同様 である。
[0074] 上記のようなノード 45とノード 41との間の HELLOメッセージの交換は、ノード 41力 移動を開始してノード 45の通信範囲を超えるまで行われる。このとき、ノード 41力 ノ ード 45に届いた最新の HELLOメッセージのシーケンス番号が 100、またノード 44か らノード 45に届いた最新の HELLOメッセージのシーケンス番号が 200とする。この 場合、ノード 45の隣接ノードテーブル 23には、図 10に示す 2つの隣接ノード情報 (ノ — ID, HELLOシーケンス番号）、即ち（ノード 41、 100)及び（ノード 44、 200)力 書き込まれている。
[0075] 次いで、図 5に示すように、ノード 41が移動を始め、ノード 45の通信範囲を超えたと する（図 5中の矢印参照)。このとき、移動ノードであるノード 41は、自身の移動検知 装置 25で検出される移動速度に応じて HELLOメッセージの送信間隔を早くする。 そして、 HELLOメッセージ内の「フラグ」フィールド中に移動フラグを立てて、その H ELLOメッセージを送信する。
[0076] ノード 41の HELLOメッセージがノード 42〖こ届くと、ノード 42は、 HELLOメッセ一 ジ内の「フラグ」フィールド中の移動フラグを見て、自身の HELLOメッセージの送信 間隔もノード 41の送信間隔に合わせる。
[0077] 次いで、ノード 41とノード 42の間でリンク確立が行われる。リンク確立が完了した時 点で、ノード 42がノード 41から受信した最新の HELLOメッセージのシーケンス番号 を 104とし、ノード 42がノード 43との間でリンクが確立した時点の最新の HELLOメッ セージのシーケンス番号を 300とする（図 6参照）。この場合、ノード 42は、図 13に示 す 2つのリンク情報 (リンク ID、 HELLOシーケンス番号）、即ち（ノード 41、 104)及び (ノード 43、 300)を含めたトポロジーメッセージを作成して広告する。このようにノード 42を送信ノードとするトポロジーメッセージは、ノード 43、ノード 44と順次転送され、ノ ード 45にも広告される（図 5及び図 6参照)。
[0078] ノード 45は、送信ノードであるノード 42からノード 43、ノード 44を経由して転送され てきたトポロジーメッセージを受信すると、このトポロジーメッセージ中のリンク情報（ノ ード 41、 104)と自身の隣接ノードテーブル 23中の隣接ノード情報（ノード 41、 100) (図 10)を比較する。比較した結果、 自身の隣接ノード情報のほうが HELLOシーケ ンス番号が古いと判断すると、ノード 45は、隣接ノードテーブル 23の隣接ノード情報 (ノード 41、 100)を削除する。
[0079] このとき、ノード 45は、選択的に、隣接ノードテーブル 23から該隣接ノード情報を削 除する前に、ノード 41に向けてュ-キャストで HELLOメッセージ送信要求を送信し 、ノード 41の存在を確認することができる。ここで、ノードを成す通信端末は、自分宛 の HELLOメッセージ送信要求を受信した場合、一定時間内に HELLOメッセージを 送信しなければならない。このため、もしノード 45がノード 41から一定時間のうちに H ELLOメッセージを受信しな力つた場合、ノード 41は自分の通信範囲から居なくなつ たと判断し、隣接ノードテーブル 23の隣接ノード情報を削除する。その結果、ノード 4 5の隣接ノードテーブル 23には、図 11に示すように、ノード 41に関する隣接ノード情 報（ノード 41、 100)が削除されて、ノード 44に関する隣接ノード情報（ノード 44、 200 )のみとなる。
[0080] そして、ノード 45は、自身が広告していたリンク情報 (ノード 41、 80)を取り消すため 、図 14に示す 1つのリンク情報 (リンク ID、 HELLOシーケンス番号）、即ち（ノード 44 、 200)を含めた新たなトポロジーメッセージを無線マルチホップネットワーク上に広 告する（図 6参照)。このようにノード 45を送信ノードとして広告されたトポロジーメッセ ージにより、無線マルチホップネットワーク内の全ノードは、最新のリンク情報を取得し て経路の再計算を行 、、これにより通信経路を維持することができる。
[0081] 次に、図 15〜図 18を参照して、上記 HELLOメッセージの送受信処理及びトポロ ジーメッセージの送受信処理の具体例について説明する。なお、図 15〜図 18の各 フローチャートで示される制御プログラムは、本実施例では、例えば前述した通信端 末 11〜14の経路制御部 22内の図示しないメモリ（ROM等）に予め保持され、経路 制御部 22内の図示しないプロセッサ（CPU)により読み出されて実行される。
[0082] 最初に、図 15を参照して、通信端末 11〜14による HELLOメッセージの送信処理 を説明する。
[0083] まず、通信端末 11〜14は、予め設定された送信間隔が経過したか否かを判断す る（ステップ S 11)。その結果、 YES (経過した）の場合は、 HELLOメッセージのシー ケンス番号に 1をカ卩える処理を行い（ステップ S12)、 NOの場合は、ステップ S11の 処理に戻る。
[0084] 次いで、通信端末 11〜14は、自身の移動検知装置 25にて検知された移動速度 情報に基づいて、自身が移動しているかどうか判断する (ステップ S 13)。その結果、 YES (移動している）と判断されると、検知された移動速度に合わせて HELLOメッセ ージの送信間隔を選択する (ステップ S14)。この選択は、自身の移動速度に応じて 制御負荷が小さくなるように行われる。具体的には、自身の移動速度が大きい程、 H ELLOメッセージの送信間隔が短くなるように行われる。この場合、例えば移動速度 と HELLOメッセージの送信間隔との対応関係を予め規定した移動速度 メッセ一 ジ送信間隔の対応テーブル等が用いられる。対応テーブルを用いる場合は、その対 応テーブルが例えば経路制御部 22内のメモリに予め保持され、経路制御部 22内の プロセッサによる制御プログラム実行時に参照される。これにより、対応テーブルを参 照して、上記の検知された移動速度に対応する HELLOメッセージの送信間隔が選 択される。
[0085] 次いで、通信端末 11〜14は、 HELLOメッセージの「フラグ」フィールド中に移動フ ラグを立てる (ステップ SI 5)。次いで、通信端末 11〜14は、自身が他の通信端末 1 1〜14の MPRノードに選択されていれば、 HELLOメッセージの「フラグ」フィールド 中に MPR選択フラグ (MPRフラグ)を立てる (ステップ S16)。そして、通信端末 11〜 14は、このように「フラグ」フィールド中に該当するフラグを立てた HELLOメッセージ を送信し (ステップ S17)、最初のステップ S 11の処理に戻る。
[0086] また、ステップ S13にて NO (移動していない）と判断されると、通信端末 11〜14は 、 HELLOメッセージの送信間隔が予め設定された最大値 Δ tmaxが否かを判断す る (ステップ S18)。その結果、 YES (送信間隔が最大値である）の場合は、そのまま ステップ S17に移行して、その最大値の送信間隔で HELLOメッセージを送信する。 一方、 NO (送信間隔が最大値でない）の場合は、通信端末 11〜14は、 HELLOメッ セージの送信間隔が長くなるように調整する (ステップ S19)。この調整は、一例として 予め設定された増分値毎に HELLOメッセージの送信間隔が長くなるように行う。そ の後でステップ S 17に移行して、上記のように調整された送信間隔で HELLOメッセ ージを送信する。
[0087] 次に、図 16を参照して、通信端末 11〜14による HELLOメッセージの受信処理を 説明する。
[0088] まず、通信端末 11〜14は、 HELLOメッセージを受信した力否かを判断する (ステ ップ S21)。その結果、 YES (受信した）と判断されると、通信端末 11〜14は、 HELL Oメッセージの「フラグ」フィールド中に移動フラグが立っている力否かを判断する（ス テツプ S22)。
[0089] これにより YES (移動フラグが立っている）と判断されると、通信端末 11〜14は、 H ELLOメッセージの送信間隔が自身のものより短いか否かを判断する (ステップ S23) 。その結果、 YES (送信間隔が短い）と判断されると、通信端末 11〜14は、 自らの H ELLOメッセージの送信間隔を、受信した HELLOメッセージの送信間隔に合わせる (ステップ S24)。そして、通信端末 11〜14は、相手の HELLOメッセージ中の DBシ ダナチヤと自身の DBシグナチヤが一致して 、る力否かを判断する (ステップ S25)。こ れにより、 NO (DBシグナチヤが一致していない）と判断されると、通信端末 11〜14 は、相手とのトポロジーテーブル 24との同期処理を行い（ステップ S26)、最初のステ ップ S21の処理に戻る。また、上記ステップ S21〜S23の各処理で NOの場合、又は 上記ステップ S26で YESの場合は、最初のステップ S21の処理に戻る。
[0090] なお、 DBシグナチヤは、前述したように、トポロジーテーブル 24からハッシュ関数な どの所定の計算式で計算された数値のことを指す。この情報を HELLOメッセージに 入れておく。そうすることで、隣接ノードが保持するトポロジーテーブル 24の情報と自 分の持つ情報が一致しているかどうかを判別することができる。本実施例では、トポロ ジーメッセージは長い間隔で広告する。このため、新たに無線マルチホップネットヮ ークに入ってきた無線ノードなどは、全体のリンク情報を取得する際に、隣接ノードか ら一気にトポロジー情報を受け取るほうが効率がよい。これを実現するため、本実施 例では、上記のような DBシグナチヤを用いた仕^ aみを採用して 、る。
[0091] 次に、図 17を参照して、通信端末 11〜14によるトポロジーメッセージの送信処理 を説明する。
[0092] まず、通信端末 11〜14は、自身のトポロジーテーブル 24を参照して、リンク情報の 変化、即ち新たな隣接ノードの発見や隣接ノードの消滅があつたか否かを判断する（ ステップ S31)。
[0093] これで YES (リンク情報の変化があり）と判断された場合は、通信端末 11〜14は、 そのリンク情報からトポロジーメッセージを作成する (ステップ S32)。そして、通信端 末 11〜14は、トポロジーメッセージのシーケンス番号に 1をカ卩える（ステップ S33)。
[0094] 次いで、通信端末 11〜14は、リンクを確立している隣接ノードの中で HELLOメッ セージの「フラグ」フィールド中に MPR選択フラグを立てて!/、るノードが存在するか否 かを判断する (ステップ S34)。その結果、 YES (存在する）の場合は、通信端末 11〜 14は、トポロジーメッセージの「フラグ」フィールド中に代替フラッディングフラグを立て て（ステップ S35)、トポロジーメッセージを送信する（ステップ S36)。また、 NO (存在 しない）の場合は、そのままステップ S36の処理に移行する。
[0095] 一方、上記ステップ 31の処理で NO (リンク情報の変化なし)と判断された場合は、 通信端末 11〜14は、予め設定された送信時間が経過したカゝ否かを判断する (ステツ プ S37)。その結果、 YES (経過した）と判断されると、通信端末 11〜14は、移動検 知装置 25にて検出された移動速度情報に基づいて、自身が移動しているかどうか判 断する (ステップ S 38)。
[0096] これにより、 YES (自身が移動している）の場合は、通信端末 11〜14は、トポロジー メッセージの送信間隔を初期値に戻し (ステップ S39)、ステップ S32の処理に移行 する。また、 NO (移動していない）の場合は、通信端末 11〜14は、トポロジーメッセ ージの送信間隔が予め設定された最大値か否かを判断する (ステップ S40)。その結 果、 YES (最大値である）の場合は、そのままステップ S32の処理に移行する。一方、 NO (最大値でない）の場合は、通信端末 11〜14は、トポロジーメッセージの送信間 隔を長く調整し (ステップ S41)、ステップ S32の処理に移行する。
[0097] 次に、図 18を参照して、通信端末 11〜14によるトポロジーメッセージの受信処理 を説明する。
[0098] まず、通信端末 11〜14は、トポロジーメッセージを受信した力否かを判断する (ス テツプ S51)。その結果、 YES (トポロジーメッセージを受信した)の場合は、通信端末 11〜 14は、トポロジーメッセージ中に新 、リンク情報が含まれて 、る力否かを判断 する（ステップ S 52)。
[0099] 上記ステップ S52による判断の結果、 YES (新しいリンク情報が含まれている）の場 合は、通信端末 11〜14は、その新しいリンク情報に基づいて、トポロジーテーブル 2 4を更新する (ステップ S53)。そして、通信端末 11〜14は、自隣接ノードと同じリンク IDを持つリンク情報がある力否かを判断する (ステップ S54)。
[0100] 上記ステップ S54による判断の結果、 YES (リンク情報がある）の場合は、そのリンク 情報において同じリンク IDを持つ隣接ノードの HELLOシーケンス番号が、隣接ノー ドテーブル 23の HELLOシーケンス番号より新し!/、か否かを判断する（ステップ S55 ) oその結果、 YES (HELLOシーケンス番号が新しい）の場合は、通信端末 11〜14 は、隣接ノードに HELLOメッセージをュ-キャストで送る（ステップ S56)。
[0101] その後、通信端末 11〜14は、その隣接ノードから HELLOメッセージを受信したか 否かを判断する（ステップ S57)。その結果、 NO (HELLOメッセージを受信していな い）の場合は、通信端末 11〜14は、一定時間が経過したカゝ否かを判断する (ステツ プ S59)。これにより YES (—定時間が経過した)の場合は、通信端末 11〜14は、隣 接ノードテーブル 23から該当する隣接ノードの情報を削除する (ステップ S59)。そし て、通信端末 11〜14は、トポロジーメッセージを送信し (ステップ S60)、上記ステツ プ S51の処理に戻る。
[0102] 上記ステップ S51、 S52、 S54、 S55の各処理で NOの場合、又は上記ステップ S5
7の処理で YESの場合は、上記ステップ S51の処理に戻る。
[0103] 従って、本実施例によれば、通信端末の移動状態などに応じて制御メッセージの 送信間隔を調整している。こうすることによって、移動の少ない通信端末は制御メッセ ージを長い間隔で送信することができるので、全体の制御メッセージ量を抑え、帯域 の少ないネットワークでも利用することが可能になる。
[0104] また、本実施例によれば、リンク情報が更新された場合、送信されるトポロジーメッ セージ中に HELLOメッセージのシーケンス番号を含めている。こうすることにより、 移動の際に生じる隣接ノードの不一致をすばやく解決し、正常な経路制御を継続す ることが可能になる。
[0105] このようにして、制御負荷を抑えながら移動に適応した無線マルチホップネットヮー クにおける経路制御が可能となる。
実施例 2
[0106] 上記実施例 1では、通信端末 (ノード）の移動速度に応じてメッセージ送信間隔の 調整を行っている。これに対し、本実施例は、移動速度の検知機能が利用できない 通信端末や状況 (例えば、 GPS電波が届かない屋内等）において、ユーザからの指 示 (例えば、通信端末のボタン押下等）によってメッセージ送信間隔の調整を行うもの である。それ以外の動作については、上記実施例 1と同様である。以下、相違点のみ 説明する。
[0107] 本実施例による無線マルチホップネットワークシステムは、以下のように動作する。
[0108] まず、通信端末を持ったユーザは、自身の移動速度や通信継続要求度等の条件 に関する情報を通信端末に入力する。この入力は、通信端末の入力器（図示しない） を用いたユーザ操作により行われる。ここで、自身の移動速度の条件 (移動状況）に 関する情報としては、一例として徒歩、電車、車 (一般道、高速道路)等の条件がュ 一ザ操作により入力又は選択可能に設定されている。また、通信継続要求度の条件 に関する情報としては、一例として「切らずに通信を «I続したい」、「たまに切れても良 、」、「移動中は通信できなくても良 、」等の条件に対応する情報がユーザ操作により 入力又は選択可能に設定されて 、る。
[0109] 次 、で、通信端末は、入力されたそれらの条件力 最適な HELLOメッセージの送 信間隔を計算して調整する。例えば、自身の移動速度の条件が入力された場合を説 明する。この場合は、一例として、徒歩、電車、車 (一般道、高速道路)等の条件に対 応するデータと、これらのデータに対応する移動速度 (平均速度)の設定値 (予想値） との対応関係を予め対応テーブルに設定しておく。そして、いずれかの条件が入力 されると、その対応テーブルを参照して、その入力条件に対応するデータに応じた移 動速度の設定値を求める。そして、この移動速度の設定値に応じた HELLOメッセ一 ジの送信間隔を上記と同様の対応テーブルを用いて選択すればよい。あるいは、そ の他の例として、上記の徒歩、電車、車 (一般道、高速道路)等の条件に対応するデ ータと、これらのデータで最適とされる HELLOメッセージの送信間隔との対応関係と を予め対応テーブルに設定しておく。そして、いずれかの条件が入力されると、その 対応テーブルを参照して、その入力条件に応じたデータに応じた HELLOメッセージ の送信間隔を選択するようにしてもよい。ここで用いる対応テーブルは、例えば前述 の経路制御部内のメモリに予め保持される。
[0110] また、通信継続要求度の条件が入力された場合を説明する。この場合は、一例とし て、「切らずに通信を継続したい」、「たまに切れても良い」、「移動中は通信できなく ても良い」等の条件と、これらの条件で最適とされる HELLOメッセージの送信間隔と の対応関係を予め対応テーブルに設定しておき、いずれかの条件が入力されると、 その対応テーブルを参照してその条件に応じた HELLOメッセージの送信間隔を選 択すればよい。ここで用いる対応テーブルも、例えば前述の経路制御部内のメモリに 予め保持される。
[0111] 従って、本実施例によれば、上記実施例 1と同様の効果に加え、移動速度の検知 機能が利用できな 、通信端末や状況であっても、メッセージ送信間隔を調整できると いった利点がある。
実施例 3
[0112] 上記実施例 1では、通信端末 (ノード）の移動速度に応じてメッセージ送信間隔の 調整を行ったが、本実施例は、メッセージ送信間隔の調整をネットワーク管理ノード（ ネットワーク管理装置)からの指示によって調整を行うものである。それ以外の動作に ついては、上記実施例 1と同様である。以下、相違点のみ説明する。
[0113] 図 19を参照して、本実施例による無線マルチホップネットワークシステムのネットヮ ーク構成を説明する。
[0114] 図 19に示す無線マルチホップネットワークシステムにおいて、ネットワーク管理ノー ド 51は、ネットワーク全体の端末数や利用可能帯域の情報を保持している（図中の A 51は、自分の無線信号が届く通信範囲を示す)。このネットワーク管理ノード 51は、 通信端末 71〜73のトポロジー情報などを収集し、通信経路の更新頻度などの情報 を蓄積する。そして、このネットワーク管理ノード 51は、こうした情報をもとに、そのネッ トワークに最適な HELLOメッセージの送信間隔や、トポロジーメッセージの広告間 隔、移動端末の HELLOメッセージの送信間隔等の制御パラメータを計算する。また 、このネットワーク管理ノード 51は、計算した制御パラメータ情報を入れた制御パラメ ータ指示パケット 61をネットワーク全体にフラッデイングする。このようなネットワーク管 理ノード 51が有する機能の少なくとも一部は、一例としてコンピュータが予め設定さ れたプログラムの命令を実行することにより実現される。
[0115] 通信端末 71〜73は、制御パラメータ指示パケット 61を転送し、ネットワーク管理ノ ード 51と直接無線で通信できないノード (通信端末 74)に対してもパケットを届ける（ 図中の A71〜A74は、自分の無線信号が届く通信範囲を示す)。制御パラメータ指 示パケットを受信した通信端末 71〜74は、そこで指示されたパラメータに従い HEL LOメッセージの送信間隔などを調整する。従って、本実施例でも、上記実施例 1と同 様の効果が得られる。
[0116] (変形例）
上記実施例 1では、上記の非特許文献 1の方式をベースとしたが、これに限らず、 上記の変形例として、上記の非特許文献 2の方式、すなわちメッセージ負荷を抑える ために変化の差分だけを送信する方式をベースとして同様の拡張を行うことも可能で ある。
[0117] また、上記実施例 1では、通信端末 (ノード)の移動速度に応じてメッセージ送信間 隔の調整を行ったが、上記の他の変形例として、通信端末の通信状況によって調整 を行うことも可能である。例えば、通信端末が頻繁にデータパケットを送信している場 合、その通信端末の隣接ノードは HELLOメッセージを受信しなくてもその通信端末 の存在が確認できる。そこで、データパケットを頻繁に送信している通信端末は、 HE LLOメッセージの送信間隔を長くすることができる。言い換えると、通信端末は、デー タパケットの送信頻度が大き 、程、 HELLOメッセージの送信頻度が小さくなるように 調整する。それ以外の動作については、上記実施例 1と同様である。この場合でも、 上記実施例 1と同様の効果が得られる。
[0118] なお、上記の各実施例の通信端末の各部が有している機能の少なくとも一部をプ ログラムによりコンピュータに実現させるようにしてもよい。このプログラムは、記録媒 体力も読みとられてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝 送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
産業上の利用可能性
[0119] 本発明は、無線マルチホップネットワークシステム、その通信経路制御方法及び通 信端末の用途に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換して該複数の通信端末をノード とする無線マルチホップネットワークを形成し、その無線マルチホップネットワークのト ポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ 、て前記複数の通信端末間で送 受信されるパケットの通信経路を制御する無線マルチホップネットワークシステムの 通信経路制御方法にぉ 、て、
前記通信端末が、自通信端末の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知するス テツプと、
前記通信端末が、検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネット ワーク上の他通信端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の 移動状況に応じて制御負荷が少なくなるように調整するステップと、
前記通信端末が、前記他通信端末からの前記制御パケットに基づいて前記自通信 端末が保持する前記無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を更新するステ ップとを有することを特徴とする無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制 御方法。
[2] 前記通信端末が、利用者からの指示情報を入力するステップと、
前記通信端末が、前記指示情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節する ステップとをさらに有することを特徴とする請求項 1記載の無線マルチホップネットヮ ークシステムの通信経路制御方法。
[3] 前記通信端末が、前記無線マルチホップネットワーク上のネットワーク管理装置から の指示情報を受信するステップと、
前記通信端末が、前記指示情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節する ステップとをさらに有することを特徴とする請求項 1記載の無線マルチホップネットヮ ークシステムの通信経路制御方法。
[4] 前記通信端末が、前記自通信端末のデータパケットの送信頻度を含む通信状況を 検知するステップと、
前記通信端末が、前記通信状況に応じて、前記制御パケットの交換頻度を、前記 データパケットの送信頻度が大きい程、小さくなるように調整するステップとをさらに有 することを特徴とする請求項 1記載の無線マルチホップネットワークシステムの通信経 路制御方法。
[5] 前記通信端末が、前記無線マルチホップネットワーク上の隣接通信端末との間で 前記制御パケットとして隣接発見メッセージを前記交換頻度で交換するステップと、 前記通信端末が、前記隣接発見メッセージの交換により前記隣接通信端末との間 でリンクが確立されたときに、該隣接通信端末の端末特定情報に加え、前記リンクが 確立された時点で前記隣接通信端末から受けた前記隣接発見メッセージの識別属 性情報を、前記トポロジー情報に含まれるリンク情報として保持するステップと、 前記通信端末が、前記制御パケットとして、前記隣接通信端末の端末特定情報及 び前記隣接発見メッセージの識別属性情報力 成るリンク情報を含むネットワークト ポロジーメッセージを前記無線マルチホップネットワーク上に広告するステップとをさ らに有することを特徴とする請求項 1記載の無線マルチホップネットワークシステムの 通信経路制御方法。
[6] 前記通信端末が、前記他通信端末から前記リンク情報を含むネットワークトポロジ 一メッセージを受信したときに、該ネットワークトポロジーメッセージのリンク情報に含 まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報と自通信端末が保持するリンク情報 に含まれる前記隣接発見メッセージの識別属性情報とを前記隣接通信端末毎に比 較するステップと、
前記通信端末が、前記自通信端末が保持するリンク情報に含まれる前記隣接発見 メッセージの識別属性情報よりも前記トポロジーメッセージのリンク情報に含まれる前 記隣接発見メッセージの識別属性情報のほうが新しい場合、前記自通信端末が保 持しているリンク情報を更新するステップとをさらに有することを特徴とする請求項 5に 記載の無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法。
[7] 前記通信端末が、前記ネットワークトポロジーメッセージを広告するときに、前記トポ ロジー情報に含まれるリンク情報を変化させる原因となった前記隣接通信端末の状 態に応じて、該ネットワークトポロジーメッセージの広告方式を選択するステップをさら に有することを特徴とする請求項 5に記載の無線マルチホップネットワークシステムの 通信経路制御方法。
[8] 前記通信端末が、自通信端末が保持するリンク情報よりも新 U、リンク情報を持つト ポロジーメッセージを受信したときに、該リンク情報に対応する隣接通信端末に対し て隣接発見メッセージ送信要求を送信し、これに対する該隣接通信端末からの応答 有無に応じて該隣接通信端末との接続を確認するステップをさらに有することを特徴 とする請求項 6に記載の無線マルチホップネットワークシステムの通信経路制御方法
[9] 複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換して該複数の通信端末をノード とする無線マルチホップネットワークを形成し、その無線マルチホップネットワークのト ポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ 、て前記複数の通信端末間で送 受信されるパケットの通信経路を制御する無線マルチホップネットワークシステムで 用いる通信端末において、
自通信端末の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知する手段と、
検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネットワーク上の他通信 端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の移動状況に応じて 制御負荷が少なくなるように調整する手段と、
前記他通信端末力 の前記制御パケットに基づいて前記自通信端末が保持する 前記無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を更新する手段とを有することを 特徴とする無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[10] 利用者からの指示情報を入力する手段と、
前記指示情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節する手段とをさらに有 することを特徴とする請求項 9記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる 迪信端末。
[11] 前記無線マルチホップネットワーク上のネットワーク管理装置力 の指示情報を受 信する手段と、
前記指示情報に応じて前記制御パケットの交換頻度を調節する手段とをさらに有 することを特徴とする請求項 9記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる 迪信端末。
[12] 前記自通信端末のデータパケットの送信頻度を含む通信状況を検知する手段と、 前記通信状況に応じて、前記制御パケットの交換頻度を、前記データパケットの送 信頻度が大きい程、小さくなるように調整する手段とをさらに有することを特徴とする 請求項 9記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[13] 前記無線マルチホップネットワーク上の隣接通信端末との間で前記制御パケットと して隣接発見メッセージを前記交換頻度で交換する手段と、
前記隣接発見メッセージの交換により前記隣接通信端末との間でリンクが確立され たときに、該隣接通信端末の端末特定情報に加え、前記リンクが確立された時点で 前記隣接通信端末力も受けた前記隣接発見メッセージの識別属性情報を、前記トポ ロジー情報に含まれるリンク情報として保持する手段と、
前記制御パケットとして、前記隣接通信端末の端末特定情報及び前記隣接発見メ ッセージの識別属性情報力も成るリンク情報を含むネットワークトポロジーメッセージ を前記無線マルチホップネットワーク上に広告する手段とをさらに有することを特徴と する請求項 9記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[14] 前記他通信端末力 前記リンク情報を含むネットワークトポロジーメッセージを受信 したときに、該ネットワークトポロジーメッセージのリンク情報に含まれる前記隣接発見 メッセージの識別属性情報と自通信端末が保持するリンク情報に含まれる前記隣接 発見メッセージの識別属性情報とを前記隣接通信端末毎に比較する手段と、 前記自通信端末が保持するリンク情報に含まれる前記隣接発見メッセージの識別 属性情報よりも前記トポロジーメッセージのリンク情報に含まれる前記隣接発見メッセ ージの識別属性情報のほうが新 、場合、前記自通信端末が保持して!/、るリンク情 報を更新する手段とをさらに有することを特徴とする請求項 13に記載の無線マルチ ホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[15] 前記ネットワークトポロジーメッセージを広告するときに、前記トポロジー情報に含ま れるリンク情報を変化させる原因となった前記隣接通信端末の状態に応じて、該ネッ トワークトポロジーメッセージの広告方式を選択する手段をさらに有することを特徴と する請求項 13に記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[16] 自通信端末が保持するリンク情報よりも新しいリンク情報を持つトポロジーメッセ一 ジを受信したときに、該リンク情報に対応する隣接通信端末に対して隣接発見メッセ ージ送信要求を送信し、これに対する該隣接通信端末からの応答有無に応じて該 隣接通信端末との接続を確認する手段をさらに有することを特徴とする請求項 14〖こ 記載の無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末。
[17] 複数の通信端末を備え、当該複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換 して該複数の通信端末をノードとする無線マルチホップネットワークを形成し、その無 線マルチホップネットワークのトポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ ヽ て前記複数の通信端末間で送受信されるパケットの通信経路を制御する無線マル チホップネットワークシステムにお 、て、
前記複数の通信端末は、
自通信端末の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知する手段と、
検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネットワーク上の他通信 端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の移動状況に応じて 制御負荷が少なくなるように調整する手段と、
前記他通信端末力 の前記制御パケットに基づいて前記自通信端末が保持する 前記無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を更新する手段とを有することを 特徴とする無線マルチホップネットワークシステム。
[18] 複数の通信端末間で無線により制御パケットを交換して該複数の通信端末をノード とする無線マルチホップネットワークを形成し、その無線マルチホップネットワークのト ポロジー情報を保持し、そのトポロジー情報に基づ 、て前記複数の通信端末間で送 受信されるパケットの通信経路を制御する無線マルチホップネットワークシステムで 用いる通信端末の動作プログラムにお 、て、
コンピュータに、
自通信端末の少なくとも移動速度を含む移動情報を検知するステップと、 検知された前記移動情報に応じて、前記無線マルチホップネットワーク上の他通信 端末との間の前記制御パケットの交換頻度を、前記自通信端末の移動状況に応じて 制御負荷が少なくなるように調整するステップと、
前記他通信端末力 の前記制御パケットに基づいて前記自通信端末が保持する 前記無線マルチホップネットワークのトポロジー情報を更新するステップとを実行させ ることを特徴とする無線マルチホップネットワークシステムで用いる通信端末の動作プ ログラム。
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