WO2015022845A1 - 通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラム Download PDF

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WO2015022845A1
WO2015022845A1 PCT/JP2014/069426 JP2014069426W WO2015022845A1 WO 2015022845 A1 WO2015022845 A1 WO 2015022845A1 JP 2014069426 W JP2014069426 W JP 2014069426W WO 2015022845 A1 WO2015022845 A1 WO 2015022845A1
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wireless terminal
communication path
station
slave station
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PCT/JP2014/069426
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剛史 山本
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住友電気工業株式会社
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L47/10Flow control; Congestion control
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    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a communication system, a communication control method, and a communication control program, and in particular, a communication device, a communication system, a communication control method, and a communication that perform communication using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices. It relates to the control program.
  • Non-Patent Document 1 describes wireless ad hoc networks. ing. That is, in mobile communication used for mobile phones and the like, infrastructure equipment such as a wireless base station device and a fixed network that connects the wireless base station devices is essential. On the other hand, in a wireless ad hoc network, each wireless terminal device autonomously performs routing and performs multi-hop communication. A wireless ad hoc network does not require a fixed network and is essentially infrastructureless. Therefore, it is possible to construct a network instantly by simply spreading wireless terminal devices in an environment where the network is to be constructed and bringing the wireless terminal devices together.
  • the packet When a packet is exchanged between communication devices via a wireless ad hoc network, the packet is transmitted between the communication devices through a communication path passing through one or a plurality of wireless terminal devices that relay the packet.
  • the wireless terminal device that has detected the abnormality notifies the communication device that the abnormality has occurred.
  • the communication apparatus recognizes the occurrence of an abnormality in the communication path based on the notification from the wireless terminal apparatus, and starts to construct a new communication path.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to change a communication path in a communication system in which communication is performed using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices. It is to provide a communication device, a communication system, a communication control method, and a communication control program capable of quickly detecting the change and performing the change.
  • a communication apparatus is a communication apparatus, and can communicate with another communication apparatus using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal apparatuses.
  • a communication unit that communicates with the other communication device according to a predetermined rule, and a reconstruction processing unit that performs a process for changing the communication path when a state that violates the predetermined rule occurs.
  • the reconstruction processing unit determines whether or not to perform the process for changing the communication path based on the arrival status of the communication signal addressed to the own communication apparatus regularly transmitted from the other communication apparatus. to decide.
  • a communication system includes a plurality of wireless terminal devices capable of relaying communication and communication via one or more wireless terminal devices.
  • a communication device that is communicable with another communication device using a path and communicates with the other communication device according to a predetermined rule, and the communication device is in a state that violates the predetermined rule,
  • the communication device performs processing for changing the communication route, and the communication device changes the communication route based on the arrival status of communication signals addressed to its own communication device regularly transmitted from the other communication device. It is determined whether or not processing is to be performed.
  • a communication control method passes through a plurality of wireless terminal devices capable of relaying communication and one or more wireless terminal devices.
  • a communication control method in a communication system comprising a communication device capable of communicating with another communication device using a communication path, wherein the communication device communicates with the other communication device according to a predetermined rule, and And a step of performing a process for changing the communication path when a state that violates the predetermined rule occurs.
  • the step of performing the process for changing the communication path It is determined whether or not to perform the process for changing the communication path based on the arrival status of the communication signal addressed to the own communication apparatus regularly transmitted from the communication apparatus.
  • a communication control program is a communication control program used in a communication device, and the communication device passes through one or a plurality of wireless terminal devices.
  • the communication path is communicable with another communication apparatus, and when a state occurs in which the computer communicates with the other communication apparatus in accordance with a predetermined rule and a condition that violates the predetermined rule occurs, the communication path is And a step for performing a process for changing, in the step for performing the process for changing the communication path, addressed to the own communication apparatus regularly transmitted from the other communication apparatus. It is determined whether or not to perform the process for changing the communication path based on the arrival status of the communication signal.
  • the present invention in a communication system in which communication is performed using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices, it is possible to quickly detect the necessity of changing the communication path and perform the change.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a software configuration and management control of each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a route of an RREQ message transmitted and received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a route of an RREP message transmitted and received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a path of a hello message transmitted / received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation in which each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention detects an abnormality occurring in the communication path.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation when each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention changes a communication path.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation when each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention changes a communication path.
  • FIG. 9 is a diagram showing a comparative example of the time required for changing the communication path according to the AODV protocol when the slave station according to the first embodiment of the present invention has an abnormality in the communication path.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the main station in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a slave station in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a sequence when the main station performs the processing for changing the communication path in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a sequence when the slave station performs the process for changing the communication path in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows an example of a shortening result for the comparative example shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an outline of a simulation that models a communication path change process in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the number of packets reaching the main station when an abnormality in the communication path is detected using the hello message and the RERR message in the simulation illustrated in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the number of packets reaching the master station when the application at the master station or the application at the slave station detects an abnormality in the communication path in the simulation illustrated in FIG.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the software configuration and management control of each device in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of the main station in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a slave station in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • a communication device is a communication device, can communicate with another communication device using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices, and follows a predetermined rule.
  • a communication unit that communicates with the other communication device; and a reconstruction processing unit that performs a process for changing the communication path when a state that violates the predetermined rule occurs. Then, it is determined whether or not to perform the process for changing the communication path based on the arrival status of the communication signal addressed to the own communication apparatus that is regularly transmitted from the other communication apparatus.
  • an abnormality in the communication path can be recognized at a timing when a state that violates the predetermined rule occurs, so that the necessity of changing the communication path can be quickly detected and the change can be made.
  • the reconfiguration processor broadcasts route search information addressed to the other communication device or wireless terminal device for determining a new communication route.
  • the route search information is transmitted to the other communication device or wireless terminal device. Can be simplified.
  • the route search information is transmitted to other communication devices or wireless terminal devices via a plurality of communication routes
  • the communication route followed by the received plurality of route search information is transmitted to the other communication devices or wireless terminal devices.
  • An appropriate communication path can be selected from the above.
  • the communication device further includes a storage unit that stores a plurality of types of the communication paths, and the reconstruction processing unit stores in the storage unit when a state that violates the predetermined rule occurs.
  • a new communication path is selected from the plurality of types of stored communication paths, and the communication unit communicates with the other communication device using the communication path selected by the reconstruction processing unit. .
  • the configuration in which a new communication route is established by activating the communication route stored in advance is compared with the configuration in which a new communication route is dynamically established using broadcast route search information.
  • the communication device operates according to a protocol having a plurality of layers, and the communication unit performs communication by performing processing of a first layer of the plurality of layers, and the reconstruction processing unit Performs processing for changing the communication path by performing processing of a second layer higher than the first layer among the plurality of layers.
  • the information about the communication path abnormality detected in the second layer can be used for the processing of the first layer, so that the first layer is not involved in the processing of the second layer.
  • the necessity of changing the communication path can be detected earlier and the change can be made.
  • the first layer can eliminate the need for exchanging information for detecting an abnormality in the communication path alone, communication configured by a communication device, another communication device, and one or a plurality of wireless terminal devices The load on the entire system can be reduced.
  • a plurality of wireless terminal devices capable of relaying communication and other communication using a communication path passing through one or more of the wireless terminal devices.
  • a communication device capable of communicating with the device and communicating with the other communication device according to a predetermined rule, wherein the communication device changes the communication path when a state that violates the predetermined rule occurs.
  • the communication apparatus performs the process for changing the communication path based on the arrival status of the communication signal addressed to its own communication apparatus regularly transmitted from the other communication apparatus. Determine whether.
  • an abnormality in the communication path can be recognized at a timing when a state that violates the predetermined rule occurs, so that the necessity of changing the communication path can be quickly detected and the change can be made.
  • the communication device when the communication device detects occurrence of a state that violates the predetermined rule, the communication device requests the other communication device or the wireless terminal device to change the communication path, and the other communication device or The wireless terminal device determines a new communication path in response to a request from the communication device.
  • the communication device and another communication device in communication between a communication device and another communication device or a wireless terminal device, as long as the communication device has a function of detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule, the communication device and another communication device The necessity of changing the communication path between the communication device and the wireless terminal device can be quickly detected and the change can be made. That is, since the configurations of other communication devices and wireless terminal devices can be simplified, the cost of the entire communication system can be reduced.
  • the other communication device or wireless terminal device receives the request from the communication device to determine the state. Since it is possible to recognize that a state that violates the above rule has occurred, it is possible to take necessary processing.
  • the communication device broadcasts route search information addressed to the other communication device or the wireless terminal device for determining a new communication route, and the other communication device or the wireless terminal.
  • the apparatus determines a new communication path based on the path search information received via one or more types of the communication paths.
  • the route search information is transmitted to the other communication device or wireless terminal device. Can be simplified.
  • the route search information is transmitted to other communication devices or wireless terminal devices via a plurality of communication routes
  • the communication route followed by the received plurality of route search information is transmitted to the other communication devices or wireless terminal devices.
  • An appropriate communication path can be selected from the above.
  • the communication control method uses a plurality of wireless terminal devices capable of relaying communication and other communication paths using one or more wireless terminal devices.
  • a communication control method in a communication system including a communication device capable of communicating with a communication device, wherein the communication device communicates with the other communication device according to a predetermined rule, and the communication device When a state that violates the rule occurs, a step for performing the process for changing the communication path is transmitted regularly from the other communication device in the step for performing the process for changing the communication path. Whether or not to perform the process for changing the communication path is determined based on the arrival status of the communication signal addressed to its own communication device.
  • an abnormality in the communication path can be recognized at a timing when a state that violates the predetermined rule occurs, so that the necessity of changing the communication path can be quickly detected and the change can be made.
  • a communication control program is a communication control program used in a communication device, and the communication device uses another communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices.
  • the arrival status of the communication signal addressed to its own communication device regularly transmitted from the other communication device is determined. Based on this, it is determined whether or not to perform the process for changing the communication path.
  • an abnormality in the communication path can be recognized at a timing when a state that violates the predetermined rule occurs, so that the necessity of changing the communication path can be quickly detected and the change can be made.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system (communication system) 401 includes a wireless ad hoc network standardized by, for example, RFC 3561 (see Non-Patent Document 2).
  • the wireless communication system 401 includes a master station (communication device) 101, a slave station (communication device) 102, and wireless terminal devices 202A to 202F.
  • each of the wireless terminal devices 202A to 202F is also referred to as a wireless terminal device 202.
  • a wireless terminal device 202 In FIG. 1, six wireless terminal apparatuses 202 are representatively illustrated, but the wireless communication system 401 may be configured to include a small number or a larger number of wireless terminal apparatuses 202.
  • the wireless communication system 401 is used for quality management in a factory, intelligent transportation systems, and infrastructure monitoring, as an example of the case where the manager of each device in the system is the same.
  • the wireless communication system 401 is used as a wireless ad hoc network that connects cellular phones in a disaster, as an example of a case where managers of devices in the system are different.
  • the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device 202 can exchange information with other devices located in the vicinity by wireless communication.
  • the main station 101 can exchange information with the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F located in the vicinity by wireless communication.
  • the slave station 102 can exchange information with the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C located in the vicinity by wireless communication.
  • Each wireless terminal device 202 can relay information by wireless communication. Specifically, for example, the wireless terminal device 202E transmits information received from the main station 101 to the wireless terminal device 202B, and transmits information received from the wireless terminal device 202B to the main station 101. Relay. The wireless terminal device 202B transmits information received from the wireless terminal device 202E to the slave station 102, and relays information by transmitting information received from the slave station 102 to the wireless terminal device 202E.
  • the master station 101 communicates with the slave station 102 using, for example, a communication path that passes through one or more wireless terminal apparatuses 202, that is, a communication path that includes one or more wireless terminal apparatuses 202 as a relay apparatus.
  • the master station 101 communicates with the slave station 102 using a communication path that passes through the wireless terminal devices 202E and 202B, for example.
  • the wireless terminal devices 202E and 202B relay information exchanged between the master station 101 and the slave station 102.
  • the communication path used when exchanging information between the master station 101 and the slave station 102 is not limited to the communication path via the wireless terminal devices 202E and 202B.
  • the communication path used when exchanging information between the master station 101 and the slave station 102 may be, for example, a communication path that passes through other than the wireless terminal device 202E or 202B.
  • At least one of the master station 101 and the slave station 102 may be capable of relaying information exchanged in the wireless terminal devices 202A to 202F by wireless communication.
  • At least one of the master station 101 and the slave station 102 wirelessly transmits information exchanged between the wireless terminal devices 202 and 202A to 202F other than the wireless terminal devices 202A to 202F. It may be possible to relay by communication.
  • the above-described communication path is established or changed according to, for example, the communication state between devices in the wireless communication system 401 and the position of each device.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the software configuration and management control of each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the main station 101 includes a communication unit 10, an application 11, and a database 17.
  • the communication unit 10 includes a TCP processing unit 12, an IP processing unit 13, a WiFi MAC processing unit 14, a WiFi PHY processing unit 15, and an AODV processing unit 16.
  • the application 11 may include a plurality of applications, for example.
  • the main station 101 operates in accordance with a protocol having a plurality of hierarchized layers.
  • the application 11 exchanges information with the slave station 102 using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices 202, for example, by performing application layer processing.
  • the TCP processing unit 12 performs processing of a TCP layer lower than the application layer.
  • the IP processing unit 13 and the AODV processing unit 16 perform processing of an IP layer lower than the TCP layer.
  • the WiFi MAC processing unit 14 performs processing of a MAC layer lower than the IP layer.
  • the WiFi PHY processing unit 15 performs processing of a PHY layer lower than the MAC layer.
  • the communication unit 10 receives a communication signal from the slave station 102 via, for example, one or more wireless terminal devices 202, converts the received communication signal into an IP frame, and outputs the IP frame to the application 11.
  • the application 11 acquires data information such as temperature information from the IP frame received from the communication unit 10 and holds the acquired data information in the database 17, for example.
  • the application 11 generates control information for controlling the slave station 102 based on the information held in the database 17. Then, the application 11 sets the IP address of the slave station 102 as the destination IP address of the generated control information, and requests the communication unit 10 to transmit the control information.
  • the communication unit 10 When the communication unit 10 receives a control information transmission request from the application 11, the communication unit 10 transmits the control information to the slave station 102 via one or more wireless terminal devices 202. More specifically, when receiving a transmission request from the application 11, the IP processing unit 13 in the communication unit 10 sets a next hop (Next Hop) IP address that is the IP address of the wireless terminal device 202 that is the next transmission destination of the control information. An inquiry is made to the AODV processing unit 16.
  • the AODV processing unit 16 holds, for example, a route table in which a destination IP address and a next hop IP address are recorded in association with each other. For example, when the next hop IP address corresponding to the IP address of the slave station 102 that is the destination IP address is recorded in the route table, the AODV processing unit 16 outputs the next hop IP address to the IP processing unit 13.
  • the AODV processing unit 16 constructs a new communication route. For example, when the AODV processing unit 16 determines that an abnormality has occurred in the communication path, the AODV processing unit 16 changes the communication path.
  • the AODV processing unit 16 updates, for example, a route table when building a new communication route or changing a communication route.
  • the AODV processing unit 16 acquires the next hop IP address from the updated routing table and outputs the acquired next hop IP address to the IP processing unit 13. Details of construction of a new communication path and change of the communication path will be described later.
  • the IP processing unit 13 When the IP processing unit 13 receives the next hop IP address from the AODV processing unit 16, the IP packet including the control information is transmitted to the wireless terminal device 202 having the next hop IP address.
  • the WiFi MAC processing unit 14 and the WiFi PHY processing unit 15 Send via.
  • the wireless terminal device 202 includes a communication unit 20 and an application 21.
  • the communication unit 20 includes a TCP processing unit 22, an IP processing unit 23, a WiFi MAC processing unit 24, a WiFi PHY processing unit 25, and an AODV processing unit 26.
  • the application 21 may include a plurality of applications, for example.
  • the wireless terminal device 202 operates according to a protocol having a plurality of hierarchized layers.
  • the application 21 performs, for example, application layer processing.
  • the TCP processing unit 22 performs processing of a TCP layer lower than the application layer.
  • the IP processing unit 23 and the AODV processing unit 26 perform processing of an IP layer lower than the TCP layer.
  • the WiFi MAC processing unit 24 performs processing of a MAC layer lower than the IP layer.
  • the WiFi PHY processing unit 25 performs processing of a PHY layer lower than the MAC layer.
  • the communication unit 20 receives a communication signal from the master station 101, the slave station 102, or another wireless terminal device 202, and relays the received communication signal.
  • the IP processing unit 23 in the communication unit 20 receives an IP packet from the master station 101, the slave station 102, or another wireless terminal device 202 via the WiFi MAC processing unit 24 and the WiFi PHY processing unit 25, the IP processing unit 23 receives the IP packet.
  • the AODV processing unit 26 is inquired about the next hop IP address of the next transmission destination of the IP packet.
  • the AODV processing unit 26 holds a routing table in which a destination IP address and a next hop IP address are recorded in association with each other, for example. For example, when receiving an inquiry about the next hop IP address from the IP processing unit 23, the AODV processing unit 26 refers to the routing table and extracts the next hop IP address corresponding to the destination IP address of the IP packet. Then, the AODV processing unit 26 outputs the extracted next hop IP address to the IP processing unit 23.
  • the IP processing unit 23 Upon receiving the next hop IP address from the AODV processing unit 26, the IP processing unit 23 sends the IP packet to the master station 101, the slave station 102, or another wireless terminal device 202 having the next hop IP address. It is transmitted via the WiFi PHY processing unit 25.
  • the slave station 102 includes a communication unit 30, an application 31, and a sensor 37.
  • the communication unit 30 includes a TCP processing unit 32, an IP processing unit 33, a WiFi MAC processing unit 34, a WiFi PHY processing unit 35, and an AODV processing unit 36.
  • the application 31 may include a plurality of applications, for example.
  • the sensor 37 is specifically a temperature sensor.
  • the sensor 37 may be, for example, an acceleration sensor or a vibration sensor.
  • the slave station 102 operates according to a protocol having a plurality of hierarchized layers.
  • the application 31 exchanges information with the master station 101 using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices 202, for example, by performing application layer processing.
  • the TCP processing unit 32 performs processing of a TCP layer lower than the application layer.
  • the IP processing unit 33 and the AODV processing unit 36 perform processing of an IP layer lower than the TCP layer.
  • the WiFi MAC processing unit 34 performs processing of a MAC layer lower than the IP layer.
  • the WiFi PHY processing unit 35 performs processing of a PHY layer lower than the MAC layer.
  • the communication unit 30 receives a communication signal from the main station 101 via, for example, one or more wireless terminal devices 202, converts the received communication signal into an IP frame, and outputs the IP frame to the application 31.
  • the application 31 acquires control information from, for example, an IP frame received from the communication unit 30, and causes its own slave station 102 to perform an operation according to the control information.
  • the application 31 generates temperature information as data information from the temperature measured by the sensor 37, for example.
  • the application 31 generates data information, for example, periodically, specifically every 125 milliseconds. Then, for example, the application 31 sets the IP address of the main station 101 as the destination IP address of the generated data information, and requests the communication unit 30 to transmit the data information.
  • the communication unit 30 Upon receiving a data information transmission request from the application 31, the communication unit 30 transmits the data information to the main station 101 via one or a plurality of wireless terminal devices 202. More specifically, when receiving the transmission request from the application 31, the IP processing unit 33 in the communication unit 30 inquires of the AODV processing unit 36 about the next hop IP address of the next transmission destination of the data information.
  • the AODV processing unit 36 holds, for example, a route table in which a destination IP address and a next hop IP address are recorded in association with each other. For example, when the next hop IP address corresponding to the IP address of the main station 101 that is the destination IP address is recorded in the route table, the AODV processing unit 36 outputs the next hop IP address to the IP processing unit 33.
  • the AODV processing unit 36 constructs a new communication route. For example, when the AODV processing unit 36 determines that an abnormality has occurred in the communication path, the AODV processing unit 36 changes the communication path.
  • the AODV processing unit 36 updates, for example, a route table when building a new communication route or changing a communication route.
  • the AODV processing unit 36 acquires the next hop IP address from the updated routing table, and outputs the acquired next hop IP address to the IP processing unit 33.
  • the IP processing unit 33 When the IP processing unit 33 receives the next hop IP address from the AODV processing unit 36, the IP packet including the data information is transferred to the wireless terminal device 202 having the next hop IP address by the WiFi MAC processing unit 34 and the WiFi PHY processing unit 35. Send via.
  • the communication path of the ad hoc network is constructed and changed by the IP layer processing performed by the AODV processing units 16, 26, and 36.
  • a procedure for the AODV processing units 16, 26, and 36 to construct a new communication path, and a procedure for the AODV processing units 16, 26, and 36 to detect a communication path abnormality and change the communication path will be described in detail. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a route of an RREQ message transmitted and received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the slave station 102 creates an RREQ (Route Request) message that is route search information addressed to the master station 101 in order to newly establish a communication path between the slave station 102 and the master station 101.
  • the RREQ message includes the IP address of the master station 101 as the destination IP address, the IP address of the slave station 102 as the source (Originator) IP address, the number of hops initialized to zero, the ID of the RREQ message, and the like ( Step S12).
  • the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C located in the vicinity of the slave station 102 receive an RREQ message from the slave station 102, for example, the destination IP address included in the received RREQ message is the same as its own IP address. Check if it exists. When the destination IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C increment the number of hops included in the RREQ message, for example. Then, the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C, for example, correspond to the routing table using the source IP address included in the RREQ message and the IP address of the slave station 102 that transmitted the RREQ message as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. After the recording, the RREQ message is broadcast (step S14).
  • the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F receive RREQ messages from the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C, for example, the destination IP address included in the received RREQ message is the same as its own IP address. Check if it exists. If the destination IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F increment the number of hops included in the RREQ message, for example. Then, the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F use, for example, a route table with the source IP address included in the RREQ message and the IP address of the wireless terminal device 202 that transmitted the RREQ message as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. Then, the RREQ message is broadcast (step S16).
  • the radio terminal devices 202A and 202C when the radio terminal devices 202A and 202C receive the RREQ message from the radio terminal device 202B, the radio terminal devices 202A and 202C recognize that the RREQ message is received redundantly based on the transmission source IP address and ID included in the RREQ message.
  • the RREQ message received from the wireless terminal device 202B is discarded (step S18).
  • the main station 101 when the main station 101 receives an RREQ message from, for example, the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F, it confirms whether the destination IP address included in the received RREQ message is the same as its own IP address. To do.
  • the main station 101 performs the following processing. That is, for example, the main station 101 acquires the time when the RREQ message is received and the number of hops included in the RREQ message. Then, the main station 101 associates, for example, the source IP address included in the RREQ message and the IP address of the wireless terminal device 202 that has transmitted the RREQ message with the route table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. Record (step S20).
  • the main station 101 selects one RREQ message based on the reception time and the number of hops of each RREQ message from among the RREQ messages received from the plurality of wireless terminal apparatuses 202.
  • the main station 101 determines the path followed by the selected RREQ message as a communication path (step S22).
  • the wireless terminal devices 202D and 202F recognize that the RREQ message is received in duplicate based on the transmission source IP address and the ID included in the RREQ message.
  • the RREQ message received from the wireless terminal device 202E is discarded (step S24).
  • the main station 101 selects one RREQ message based on the reception time because the number of hops of each RREQ message received from the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F is the same in step S20. More specifically, for example, when the reception time of each RREQ message is different, the main station 101 selects the RREQ message with the earliest reception time. Specifically, for example, when receiving the RREQ message from the wireless terminal device 202E at the earliest reception time, the main station 101 selects the RREQ message, and determines the route that the selected RREQ message has taken as the communication route. To do. That is, the main station 101 determines the route having the shortest time required for transmitting information as the communication route.
  • main station 101 and the wireless terminal devices 202A to 202F update the route table based on the received RREQ message in the above steps S14, S16, and S20.
  • the IP address of the slave station 102 as the destination IP address and the next hop IP address are recorded in association with each other.
  • the wireless terminal devices 202A to 202F can correctly transfer packets destined for the slave station 102.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a route of an RREP message transmitted and received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the main station 101 receives the RREQ message from the wireless terminal device 202E at the earliest reception time, and determines the path followed by the RREQ message as the communication path. To do.
  • the master station 101 creates an RREP (RouteRReply) message addressed to the slave station 102 in order to notify the slave station 102 of the communication route, for example.
  • the main station 101 sets, for example, the IP address of the wireless terminal device 202E as the next hop IP address of the RREP message based on the route table held by itself and the determination result of the communication route, and unicasts the RREP message.
  • the RREP message includes the IP address of the master station 101 as the destination IP address, the IP address of the slave station 102 as the source IP address, and the number of hops initialized with zero (step S32).
  • the wireless terminal device 202E checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address. If the source IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal device 202E increments, for example, the number of hops included in the RREP message. For example, the wireless terminal device 202E records the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the main station 101 that has transmitted the RREP message in association with the routing table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively.
  • the wireless terminal device 202E sets the IP address of the wireless terminal device 202B as the next hop IP address of the RREP message based on the transmission source IP address and the content recorded in the routing table, and unicasts the RREP message. (Step S34).
  • the wireless terminal device 202B checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address. If the source IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal device 202B increments, for example, the number of hops included in the RREP message. For example, the wireless terminal device 202B records the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the wireless terminal device 202E that has transmitted the RREP message in association with the routing table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. .
  • the wireless terminal device 202B sets the IP address of the slave station 102 as the next hop IP address of the RREP message based on the source IP address and the content recorded in the routing table, and unicasts the RREP message ( Step S36).
  • the slave station 102 checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address.
  • the slave station 102 sets the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the wireless terminal device 202B that transmitted the RREP message to the destination IP address, respectively.
  • the address and the next hop IP address are recorded in association with the routing table. Then, the slave station 102 obtains the number of hops included in the RREP message, and then discards the RREP message (step S38).
  • the wireless terminal device 202E, the wireless terminal device 202B, and the slave station 102 update the route table based on the received RREP message in steps S34, S36, and S38, respectively.
  • the route table held by the wireless terminal device 202E, the wireless terminal device 202B, and the slave station 102 records the IP address of the master station 101 as the destination IP address and the next hop IP address in association with each other.
  • the terminal device 202E, the wireless terminal device 202B, and the slave station 102 can correctly transfer a packet destined for the master station 101.
  • a communication path via the wireless terminal devices 202E and 202B is established between the master station 101 and the slave station 102.
  • the wireless terminal device 202 uses the IP address of the main station 101 as the destination IP address and the next address. When it has a portion recorded in association with an IP address as a hop IP address, the following processing is performed.
  • the wireless terminal device 202 determines the route through which the received RREQ message has passed as a communication route, and instead of relaying the RREQ message, the wireless terminal device 202 sends an RREP message that is a response to the RREQ message. Send to.
  • the wireless communication system 401 it is possible to reduce the communication load due to the broadcast of the RREQ message, and to shorten the time required for determining the communication path.
  • the slave station 102 transmits an RREQ message to the master station 101, and the master station 101 transmits an RREP message that is a response to the RREQ message to the slave station 102.
  • the master station 101 may transmit an RREQ message to the slave station 102, and the slave station 102 may transmit an RREP message that is a response to the RREQ message to the master station 101.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a path of a hello message transmitted / received by each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • master station 101, slave station 102, and radio terminal apparatuses 202A to 202F in radio communication system 401 check whether communication is normal, for example, periodically, specifically in a 10-second cycle. Broadcast a hello message for confirming (step S52).
  • Step S54 when the master station 101, the slave station 102, and the wireless terminal devices 202A to 202F can correctly receive a hello message from a device located in the vicinity thereof, for example, the devices located in the vicinity of the master station 101, the slave station 102, and the wireless terminal devices 202A to 202F (Step S54).
  • wireless communications system 401 transmits a hello message may be the same, and may differ.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation in which each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention detects an abnormality occurring in the communication path.
  • the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device 202 periodically transmit / receive a hello message to determine whether or not a device located in the vicinity of the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device is operating normally. Confirm.
  • step S72 a situation occurs in which communication cannot be performed between the main station 101 and the wireless terminal device 202E (step S72).
  • the main station 101 and the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F broadcast the hello message, for example, at the transmission timing of the hello message with a period of 10 seconds (step S74).
  • the slave station 102 and the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C also broadcast the hello message, for example, at the transmission timing of the hello message.
  • the main station 101 and the wireless terminal device 202E recognize that, for example, a hello message to be received periodically cannot be received from the wireless terminal device 202E and the main station 101, respectively (step S76).
  • the main station 101 and the wireless terminal devices 202D, 202E, 202F broadcast a hello message, for example, at the next transmission timing (step S78).
  • the slave station 102 and the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C also broadcast a hello message, for example, at the next transmission timing.
  • the main station 101 and the wireless terminal device 202E recognize, for example, that the hello message to be received periodically cannot be received twice in succession, and perform communication between the main station 101 and the wireless terminal device 202E. It is determined that a situation that cannot be performed has occurred (step S80).
  • the wireless terminal device 202E locates a RERR (Route Error) message in the vicinity of itself indicating that the IP address of the main station 101 has become a non-delivery destination IP address at which communication is impossible. Unicast to the wireless terminal device 202B (step S82). At this time, for example, the wireless terminal device 202E records the IP address of the main station 101 as the destination IP address in association with the IP address of the main station 101 as the next hop IP address in the routing table held by itself. Disable the part.
  • RERR Radio Error
  • the wireless terminal device 202B when receiving the RERR message from the wireless terminal device 202E, for example, the wireless terminal device 202B unicasts the received RERR message to the slave station 102 located in the vicinity of the wireless terminal device 202B (step S84). At this time, for example, the wireless terminal device 202E records the IP address of the main station 101 as the destination IP address in association with the IP address of the wireless terminal device 202E as the next hop IP address in the route table held by itself. Invalidate the part that was made.
  • the slave station 102 when the slave station 102 receives the RERR message from the wireless terminal device 202B, for example, the slave station 102 performs the following processing based on the received RERR message. That is, the slave station 102, for example, in the route table held by itself, records a portion in which the IP address of the master station 101 as the destination IP address and the IP address of the wireless terminal device 202B as the next hop IP address are recorded in association with each other. Invalidate (step S86).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation when each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention changes a communication path.
  • wireless terminal apparatuses 202E and 202B and slave station 102 receive the RERR message, and based on the received RERR message, part of the route table held by itself is invalidated. Is assumed.
  • the application 31 in the slave station 102 shown in FIG. 2 generates temperature information as data information every 125 milliseconds, for example. Then, for example, the application 31 sets the IP address of the main station 101 as the destination IP address of the generated data information, and requests the IP processing unit 33 to transmit the data information.
  • the IP processing unit 33 inquires of the AODV processing unit 36 about the next hop IP address of the data information (step S90).
  • the AODV processing unit 36 refers to the routing table, and the portion in which the IP address of the main station 101 as the destination IP address and the IP address of the wireless terminal device 202B as the next hop IP address are recorded in association with each other is invalid. Recognize that Then, the AODV processing unit 36 creates an RREQ message that is route search information addressed to the master station 101 in order to change the communication route between the slave station 102 and the master station 101, and broadcasts the created RREQ message (step S92). .
  • the main station 101 checks whether or not the destination IP address included in the received RREQ message is the same as its own IP address.
  • the main station 101 performs the following processing. That is, for example, the main station 101 acquires the time when the RREQ message is received and the number of hops included in the RREQ message. Then, the main station 101 associates, for example, the source IP address included in the RREQ message and the IP address of the wireless terminal device 202 that has transmitted the RREQ message with the route table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. Recording is performed (step S100).
  • the main station 101 selects one RREQ message based on the reception time and the number of hops of each RREQ message from among the RREQ messages received from the plurality of wireless terminal apparatuses 202.
  • the main station 101 determines the path followed by the selected RREQ message as a communication path (step S102).
  • the wireless terminal devices 202D and 202F recognize that the RREQ message is received in duplicate based on the transmission source IP address and the ID included in the RREQ message.
  • the RREQ message received from the wireless terminal device 202E is discarded (step S104).
  • the main station 101 selects one RREQ message based on the reception time because the number of hops of each RREQ message received from the wireless terminal apparatuses 202D and 202F is the same in step S100. Specifically, for example, when the main station 101 receives an RREQ message from the wireless terminal device 202D at the earliest reception time, the main station 101 selects the RREQ message, and determines the path followed by the selected RREQ message as a communication path. To do.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation when each device in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention changes a communication path.
  • main station 101 receives, for example, the RREQ message from wireless terminal apparatus 202D at the earliest reception time, and determines the path followed by the RREQ message as the communication path. Is assumed.
  • the master station 101 creates an RREP message addressed to the slave station 102 in order to notify the slave station 102 of the communication path, for example. Then, the main station 101 sets, for example, the IP address of the wireless terminal device 202D as the next hop IP address of the RREP message based on the route table held by itself and the determination result of the communication route, and unicasts the RREP message. To do.
  • the RREP message includes the IP address of the master station 101 as the destination IP address, the IP address of the slave station 102 as the source IP address, the number of hops initialized with zero, and the like (step S122).
  • the wireless terminal device 202D checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address. If the transmission source IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal device 202D increments, for example, the number of hops included in the RREP message. For example, the wireless terminal device 202D records the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the main station 101 that transmitted the RREP message in association with the routing table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively.
  • the wireless terminal device 202D sets the IP address of the wireless terminal device 202A as the next hop IP address of the RREP message based on the transmission source IP address and the content recorded in the routing table, and unicasts the RREP message. (Step S124).
  • the wireless terminal device 202A checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address. When the transmission source IP address is not the same as its own IP address, the wireless terminal device 202A increments, for example, the number of hops included in the RREP message. For example, the wireless terminal device 202A records the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the wireless terminal device 202D that has transmitted the RREP message in association with the routing table as the destination IP address and the next hop IP address, respectively. .
  • the wireless terminal device 202A sets the IP address of the slave station 102 as the next hop IP address of the RREP message based on the source IP address and the contents recorded in the routing table, and unicasts the RREP message ( Step S126).
  • the slave station 102 checks whether or not the source IP address included in the received RREP message is the same as its own IP address. When the source IP address and its own IP address are the same, the slave station 102, for example, sets the destination IP address included in the RREP message and the IP address of the wireless terminal device 202A that transmitted the RREP message to the destination IP address, respectively. The address and the next hop IP address are recorded in association with the routing table. Then, the slave station 102 discards the RREP message after obtaining the number of hops included in the RREP message (step S128).
  • the AODV processing unit 36 in the slave station 102 shown in FIG. 2 has completed the process of changing the communication path between the slave station 102 and the master station 101, so in response to the inquiry about the next hop IP address from the IP processor 33, Based on the updated route table, the IP address of the wireless terminal device 202A is output to the IP processing unit 33 (step S130).
  • FIG. 9 is a diagram showing a comparative example of the time required for changing the communication path according to the AODV protocol when the slave station according to the first embodiment of the present invention has an abnormality in the communication path.
  • the time corresponding to the “state confirmation” is, for example, the reception of the hello message with respect to the cycle in which the master station 101, the slave station 102, and each radio terminal device 202 transmit the hello message in the radio communication system 401. This is the time multiplied by the allowable number of losses. For example, when the transmission cycle is 10 seconds and the allowable number of times is 2, the time corresponding to the “state confirmation” is 20 seconds.
  • the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device 202 broadcast a hello message at time t0, for example, and confirm that there is no abnormality in the communication path (steps S52 and S54 shown in FIG. 5). .
  • an abnormality occurs in a part of the communication path (step S72 shown in FIG. 6).
  • the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device 202 broadcast a hello message at times t2 and t3 (steps S74 and S78 shown in FIG. 6).
  • the main station 101 and the wireless terminal device 202E recognize that the hello message that should be received, for example, at a cycle of 10 seconds could not be received from the wireless terminal device 202E and the main station 101 at times t2 and t3, respectively (FIG. Steps S76 and S80 shown in FIG.
  • Step S80 shown in FIG. 6 the main station 101 and the wireless terminal device 202E cannot communicate between the main station 101 and the wireless terminal device 202E because the number of reception losses of the hello message has reached the allowable number at time t3.
  • detection is a time from when an abnormality occurs in the communication path in the wireless communication system 401 until the master station 101, the slave station 102, or each wireless terminal device 202 determines that a situation in which communication cannot be performed has occurred.
  • the required time is, for example, longer than the transmission period of the hello message and shorter than twice the transmission period.
  • the time required for “abnormality notification” is, for example, the time from when the wireless terminal device 202E unicasts the RERR message to the wireless terminal device 202B at time t3 until the slave station 102 receives the RERR message at time t4 (FIG. Steps S82 to S86 shown in FIG.
  • the message transfer time by unicast is, for example, about 1 millisecond per hop. Therefore, the time required for “abnormality notification” is, for example, several milliseconds.
  • the time corresponding to the “application cycle” is, for example, after the AODV processing unit 36 shown in FIG. 2 receives the RERR message at time t4 (step S86 shown in FIG. 6), the IP processing unit 33 sends a transmission request from the application 31. This is the time until the AODV processing unit 36 is inquired about the next hop IP address of the data information at the time t5 (step S90 shown in FIG. 7).
  • the AODV protocol is a reactive protocol, for example, even if the AODV processing unit 36 receives the RERR message at time t4, the RREQ message is received until an inquiry about the next hop IP address is received from the IP processing unit 33 at time t5. Do not send. Therefore, the time corresponding to the “application cycle” is less than 125 milliseconds, which is a cycle in which the application 31 outputs a data information transmission request to the IP processing unit 33.
  • the time required for the “route request” is, for example, the time from when the slave station 102 broadcasts the RREQ message addressed to the master station 101 at time t5 until the master station 101 receives the RREQ message at time t6 (FIG. 7). Steps S92 to S102).
  • the message transfer time by broadcast is, for example, about several tens of milliseconds per hop. Accordingly, the time required for “route request” is, for example, several tens to several hundreds of milliseconds.
  • the time required for “route notification” is, for example, from when the master station 101 unicasts the RREP message addressed to the slave station 102 at time t6 until the slave station 102 receives the RREP message at time t7 and the communication path is changed. (Steps S122 to S130 shown in FIG. 8).
  • the time required for “route notification” is, for example, several milliseconds.
  • the time required for detection is longer than 10 seconds in the time from when an abnormality occurs in the communication path in the wireless communication system 401 at time t1 until the communication path is changed at time t7.
  • “Abnormality notification”, “application cycle”, “route request”, and “route notification” total time is several hundred milliseconds.
  • shortening the hello message transmission cycle is not preferable because the communication load in the wireless communication system 401 increases.
  • the RRR message, the RREQ message, and the RREP message are transmitted.
  • the communication load increases.
  • the wireless communication system solves such a problem by the following configuration and operation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the main station in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the main station 101 includes a communication unit 10, a radio reception unit 40, a radio transmission unit 41, a data information acquisition unit 42, a reconstruction processing unit 43, a storage unit 46, and communication control. Part 47.
  • the reconstruction processing unit 43 includes a rule determination unit 44 and an AODV control unit 45.
  • the data information acquisition unit 42, the reconstruction processing unit 43, and the communication control unit 47 correspond to part or all of the application 11.
  • the storage unit 46 corresponds to part or all of the database 17.
  • the wireless receiving unit 40 receives a wireless signal from the wireless terminal device 202, converts the frequency of the received wireless signal into a baseband signal or an IF (Intermediate Frequency) signal, converts the frequency-converted signal into a digital signal, and performs communication. To the unit 10.
  • IF Intermediate Frequency
  • the radio transmission unit 41 converts the digital signal received from the communication unit 10 into an analog signal, converts the frequency of the converted analog signal into a radio signal, and transmits the radio signal to the radio terminal device 202.
  • the communication unit 10 communicates with the slave station 102 via, for example, one or more wireless terminal devices 202.
  • the communication unit 10 acquires a communication path between its own master station 101 and slave station 102 and stores the acquired communication path in the storage unit 46.
  • the communication unit 10 when the communication unit 10 receives a TCP / IP packet from the slave station 102 via one or more wireless terminal devices 202, the communication unit 10 transmits an ACK indicating that the TCP / IP packet has been received to the slave station 102.
  • the data information acquisition unit 42 acquires data information from the slave station 102, for example, temperature information from the communication unit 10, and stores the acquired data information in the storage unit 46.
  • the data information acquisition unit 42 outputs, for example, acquisition completion information indicating that acquisition of data information has been completed to the reconstruction processing unit 43 at the timing when the temperature information is acquired from the communication unit 10.
  • the storage unit 46 stores data information received from the route table and the data information acquisition unit 42, for example.
  • the route table for example, a communication route received from the communication unit 10 is recorded.
  • the storage unit 46 may be provided outside the main station 101, for example.
  • the reconstruction processing unit 43 determines, for example, whether the communication unit 10 is communicating with the slave station 102 according to a predetermined rule. Specifically, for example, the reconfiguration processing unit 43 determines that the communication unit 10 follows the predetermined rule based on the arrival status of the communication signal addressed to the master station 101 transmitted regularly from the slave station 102. It is determined whether or not communication is being performed. And the reconstruction process part 43 performs the process for changing a communication path, for example, when the state contrary to the said predetermined
  • the rule determination unit 44 in the reconstruction processing unit 43 It is determined that communication with the slave station 102 is made according to a predetermined rule. For example, when the communication unit 10 does not receive data information every 125 milliseconds, the rule determination unit 44 determines that the communication unit 10 is not communicating with the slave station 102 according to a predetermined rule.
  • the rule determination unit 44 communicates with the slave station 102 according to a predetermined rule when the interval of the timing of receiving the acquisition completion information from the data information acquisition unit 42 is 125 milliseconds, for example. Judge.
  • the rule determination unit 44 determines that the communication unit 10 determines that the predetermined rule is obtained when the interval of receiving the acquisition completion information from the data information acquisition unit 42 is longer than 125 milliseconds, or when the interval is shorter than 125 milliseconds. It is determined that communication according to the communication is not performed with the slave station 102. At this time, the rule determination unit 44 outputs, for example, communication abnormality information indicating that a state contrary to a predetermined rule has occurred to the AODV control unit 45.
  • the rule determination unit 44 determines that the communication unit 10 follows the predetermined rule. It may be determined that communication is being performed.
  • the allowable time ⁇ is, for example, the delay time of data information expected when congestion occurs in the communication path from the slave station 102 to the master station 101.
  • the rule determination unit 44 erroneously determines that a state that violates a predetermined rule has occurred. The possibility of being lost can be reduced.
  • the rule determination unit 44 determines that the communication unit 10 if the interval at which the acquisition completion information is received from the data information acquisition unit 42 is longer than 125 milliseconds, or if the interval is shorter than 125 milliseconds. Is determined not to communicate with the slave station 102 according to a predetermined rule, but the present invention is not limited to this. For example, when the interval is longer than 125 milliseconds or when the interval is shorter than 125 milliseconds, the rule determining unit 44 causes the communication unit 10 to communicate with the slave station 102 according to a predetermined rule. You may decide not to go.
  • the rule determination unit 44 can more accurately determine whether or not the communication unit 10 is communicating with the slave station 102 according to a predetermined rule.
  • the AODV control unit 45 when receiving the communication abnormality information from the rule determination unit 44, the AODV control unit 45 performs processing for changing the communication path. Specifically, when receiving the communication abnormality information from the rule determination unit 44, the AODV control unit 45 requests the slave station 102 to change the communication path, for example. More specifically, the AODV control unit 45 outputs, for example, a communication route change command indicating that the route search information addressed to the slave station 102 is broadcast to the AODV processing unit 16 in the communication unit 10 shown in FIG.
  • the AODV processing unit 16 Upon receiving the communication path change command from the AODV control unit 45, the AODV processing unit 16 broadcasts an RREQ message including the IP address of the slave station 102 as the destination IP address.
  • the communication control unit 47 creates, for example, control information for changing the measurement conditions of the sensor 37 in the slave station 102 based on data information such as temperature information held by the storage unit 46, and the created control information is transmitted to the communication unit. 10 to the slave station 102.
  • the communication control unit 47 creates control information indicating that retransmission of the data information is requested, and displays the created control information.
  • the data is transmitted to the slave station 102 via the communication unit 10.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a slave station in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • slave station 102 includes communication unit 30, sensor 37, wireless reception unit 60, wireless transmission unit 61, data information processing unit 62, reconstruction processing unit 63, and storage unit 66. And a communication control unit 67.
  • the reconstruction processing unit 63 includes a rule determination unit 64 and an AODV control unit 65.
  • the data information processing unit 62, the reconstruction processing unit 63, and the communication control unit 67 correspond to part or all of the application 31. Since sensor 37 is similar to sensor 37 shown in FIG. 2, detailed description will not be repeated.
  • the wireless reception unit 60 receives a wireless signal from the wireless terminal device 202, converts the frequency of the received wireless signal into a baseband signal or an IF (Intermediate Frequency) signal, converts the frequency-converted signal into a digital signal, and performs communication. To the unit 30.
  • IF Intermediate Frequency
  • the wireless transmission unit 61 converts the digital signal received from the communication unit 30 into an analog signal, converts the frequency of the converted analog signal into a wireless signal, and transmits the wireless signal to the wireless terminal device 202.
  • the communication unit 30 communicates with the main station 101 via one or a plurality of wireless terminal devices 202, for example.
  • the communication unit 30 acquires a communication path between its own slave station 102 and the master station 101 and stores the acquired communication path in the storage unit 66.
  • the storage unit 66 stores, for example, a route table.
  • a route table for example, a communication route received from the communication unit 30 is recorded.
  • the storage unit 66 may be provided outside the slave station 102, for example.
  • the data information processing unit 62 generates temperature information from the temperature measured by the sensor 37 at a cycle of 125 milliseconds, for example, and outputs the generated temperature information to the communication control unit 67 as data information.
  • the communication control unit 67 when receiving data information from the data information processing unit 62, the communication control unit 67 outputs a request to the communication unit 30 indicating that the received data information should be transmitted to the main station 101 according to the TCP protocol. At this time, for example, the communication control unit 67 outputs transmission completion information indicating that the data information has been transmitted to the main station 101 to the reconstruction processing unit 63.
  • the communication control unit 67 acquires control information from the IP frame received from the communication unit 30. For example, the communication control unit 67 changes the measurement conditions of the sensor 37 such as the measurement cycle in accordance with the contents of the control information, and retransmits data information such as temperature information to the main station 101.
  • the communication unit 30 when the communication unit 30 receives the request from the communication control unit 67, the communication unit 30 transmits the data information to the main station 101 via the wireless terminal device 202 according to the TCP protocol. Then, for example, when receiving ACK for transmission of data information from the main station 101 via the wireless terminal device 202, the communication unit 30 outputs ACK reception information indicating that the ACK has been received to the reconstruction processing unit 63.
  • the reconstruction processing unit 63 determines, for example, whether the communication unit 30 is communicating with the main station 101 according to a predetermined rule. Specifically, for example, the reconfiguration processing unit 63 determines that the communication unit 30 is in accordance with the predetermined rule based on the arrival status of communication signals addressed to the slave station 102 transmitted regularly from the master station 101. It is determined whether or not communication is performed with 101. And the reconstruction process part 63 performs the process for changing a communication path, for example, when the state contrary to the said predetermined rule generate
  • the rule determination unit 64 in the reconstruction processing unit 63 for example, if the communication unit 30 receives an ACK for the data information within a predetermined time after the communication unit 30 transmits the data information, the communication unit 30 It is determined that the main station 101 is communicating according to a predetermined rule. Further, for example, when the communication unit 30 cannot receive an ACK for the data information within a predetermined time after the communication unit 30 transmits the data information, the rule determining unit 64 mainly performs communication according to the predetermined rule. It is determined that the station 101 is not being visited.
  • the rule determination unit 64 measures, for example, the time from receipt of transmission completion information output from the communication control unit 67 to reception of ACK reception information output from the communication unit 30. For example, when the measurement time is within a predetermined time, the rule determination unit 64 determines that the communication unit 30 is communicating with the main station 101 according to a predetermined rule.
  • the predetermined time is set to several tens of milliseconds, for example.
  • the rule determination unit 64 determines that the communication unit 30 does not perform communication according to the predetermined rule with the main station 101. At this time, the rule determination unit 64 outputs, for example, communication abnormality information indicating that a state contrary to a predetermined rule has occurred to the AODV control unit 65.
  • the rule determination unit 64 determines that the communication unit 30 is communicating with the main station 101 according to a predetermined rule, for example, when the measurement time is within a predetermined time plus the allowable time ⁇ . Good.
  • the allowable time ⁇ is, for example, data information expected when congestion occurs in the communication path between the slave station 102 and the master station 101, and an ACK delay time for the data information.
  • the rule determination unit 64 mistakenly detects that a state that violates a predetermined rule has occurred. The possibility of making a determination can be reduced.
  • the rule determining unit 64 determines that the communication unit 30 does not communicate with the main station 101 according to the predetermined rule if the measurement time exceeds the predetermined time once, but the present invention is not limited to this. Not what you want.
  • the rule determining unit 64 may determine that the communication unit 30 does not communicate with the main station 101 when the measurement time exceeds a predetermined time for a plurality of times.
  • the rule determination unit 64 can more accurately determine whether or not the communication unit 30 is communicating with the main station 101 according to a predetermined rule.
  • the AODV control unit 65 when receiving the communication abnormality information from the rule determination unit 64, the AODV control unit 65 performs processing for changing the communication path. Specifically, for example, when receiving communication abnormality information from the rule determination unit 64, the AODV control unit 65 requests the main station 101 to change the communication path. More specifically, the AODV control unit 65 outputs, for example, a communication route change command indicating that the route search information addressed to the main station 101 is broadcast to the AODV processing unit 36 in the communication unit 30 shown in FIG.
  • the AODV processing unit 36 When receiving the communication path change command from the AODV control unit 65, the AODV processing unit 36 broadcasts an RREQ message including the IP address of the main station 101 as the destination IP address.
  • Each of the master station 101, the slave station 102, and the wireless terminal device 202 reads and executes a program including a part or all of each step of the following sequence from a memory (not shown). These programs can be installed from the outside.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a sequence when the main station performs the processing for changing the communication path in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • a communication path via wireless terminal apparatuses 202J and 202K is established between master station 101 and slave station 102, and data information is periodically transmitted from slave station 102 to master station 101.
  • the wireless terminal devices 202J, 202K, and 202L are the same as the wireless terminal devices 202A to 202F.
  • each of the wireless terminal devices 202J, 202K, and 202L is also referred to as a wireless terminal device 202.
  • the slave station 102 performs, for example, temperature measurement on the Nth cycle in temperature measurement with a period of 125 milliseconds (step S202).
  • the slave station 102 generates, for example, temperature information including a measurement result in the Nth cycle as data information, and transmits the generated data information to the master station 101 at time ts1 which is a transmission timing of a 125 millisecond cycle.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202K and 202J and arrives at the main station 101 (step S204).
  • the master station 101 determines whether the received data information is regularly transmitted from the slave station 102. Specifically, the application 11 in the master station 101 can receive data information from the slave station 102 at intervals of 125 milliseconds, for example, and therefore determines that the communication unit 10 is communicating with the slave station 102 according to a predetermined rule. That is, it is determined that there is no abnormality in the communication path (step S206).
  • the slave station 102 performs, for example, temperature measurement on the (N + 1) th cycle in the temperature measurement with a period of 125 milliseconds (step S208).
  • the slave station 102 generates, for example, temperature information including the measurement result of the (N + 1) th cycle as data information, and transmits the generated data information to the master station 101 at time ts2 when 125 milliseconds have elapsed from time ts1. To do.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202K and 202J, for example, and arrives at the main station 101 (step S210).
  • the master station 101 receives data information from the slave station 102.
  • the application 11 in the master station 101 can receive the data information from the slave station 102 at intervals of 125 milliseconds, for example, and therefore determines that there is no abnormality in the communication path (step S212).
  • step S214 for example, a situation occurs in which communication cannot be performed between the wireless terminal devices 202J and 202K that are part of the communication path (step S214).
  • the slave station 102 performs the temperature measurement on the (N + 2) th cycle in the temperature measurement with a period of 125 milliseconds (step S216).
  • the slave station 102 generates, for example, temperature information including the measurement result of the (N + 2) th cycle as data information, and transmits the generated data information to the master station 101 at time ts3 when 125 milliseconds have elapsed from time ts2. To do. However, since communication cannot be performed between the wireless terminal devices 202J and 202K, the data information is retained in the buffer of the wireless terminal device 202K, for example, and then discarded by the wireless terminal device 202K (step S218).
  • the application 11 in the master station 101 recognizes that the data information has not been received from the slave station 102 at intervals of 125 milliseconds, and determines that the communication unit 10 is not communicating according to a predetermined rule. That is, it is determined that there is an abnormality in the communication path (step S220).
  • the application 11 in the master station 101 causes the communication unit 10 to broadcast an RREQ message that is route search information addressed to the slave station 102, for example.
  • the RREQ message is relayed by each wireless terminal device 202 such as the wireless terminal devices 202J and 202L, and arrives at the slave station 102.
  • the slave station 102 receives the RREQ message for each route through which the RREQ message has passed (step S222).
  • the slave station 102 when the slave station 102 receives the RREQ message for each route, for example, the slave station unicasts an RREP message that is a response to the RREQ message received from the wireless terminal device 202L to the wireless terminal device 202L.
  • the RREP message is relayed by the wireless terminal devices 202L and 202J, for example, and arrives at the main station 101 (step S224).
  • a communication path is established between the master station 101 and the slave station 102 via the wireless terminal devices 202J and 202L (step S226).
  • the application 11 in the master station 101 cannot receive the data information including the measurement result of the (N + 2) th lap, for example, the application 11 transmits a retransmission request for the data information to the slave station 102.
  • the retransmission request is relayed by the wireless terminal devices 202J and 202L, for example, and arrives at the slave station 102 (step S228).
  • the slave station 102 when the slave station 102 receives a retransmission request from the master station 101, the slave station 102 retransmits the data information including the measurement result of the (N + 2) th cycle to the master station 101.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202L and 202J and arrives at the main station 101 (step S230).
  • the slave station 102 performs, for example, temperature measurement on the (N + 3) th cycle in the temperature measurement with a period of 125 milliseconds (step S232).
  • the slave station 102 generates, for example, temperature information including the measurement result of the (N + 3) th cycle as data information, and transmits the generated data information to the master station 101 at time ts4 when 125 milliseconds have elapsed from time ts3. To do.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202L and 202J, for example, and arrives at the main station 101 (step S234).
  • the master station 101 receives data information from the slave station 102.
  • the application 11 in the master station 101 can receive the data information from the slave station 102 at intervals of 125 milliseconds except for the data information including the measurement result of the (N + 2) th lap, for example. It is determined that there is not (step S236).
  • step S214 When the situation where the master station 101 and the slave station 102 cannot communicate (step S214) is detected using, for example, a hello message and a RERR message as shown in FIG. 6, the situation occurs.
  • the time until the master station 101 and the slave station 102 recognize the situation is as follows. That is, for example, when the transmission cycle of the hello message is 10 seconds and the allowable number of reception losses of the hello message is 2, the time is about 10 seconds to 20 seconds.
  • the application 11 in the master station 101 recognizes that a situation in which communication cannot be performed has occurred because the data information cannot be received from the slave station 102 at intervals of 125 milliseconds in step S220.
  • the time from when a situation in which communication cannot be performed to when the main station 101 detects the abnormality is less than 125 milliseconds.
  • the application 11 in the main station 101 detects a communication abnormality using the hello message and the RERR message by detecting a communication abnormality occurring in the wireless communication system 401 based on periodically received data information. Compared with the configuration to be performed, it is possible to shorten the time from when a communication abnormality occurs until the main station 101 detects the abnormality.
  • the main station 101 can quickly detect the necessity of changing the communication path and perform the change.
  • the hello message and the RERR message for detecting a communication abnormality that has occurred in the communication path can be made unnecessary, so that the communication load in the wireless communication system 401 can be reduced.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a sequence when the slave station performs the process for changing the communication path in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • a situation is assumed in which a communication path is established between the master station 101 and the slave station 102 via the wireless terminal devices 202K and 202L and bidirectional communication is performed. Specifically, the slave station 102 receives the ACK for the data information after transmitting the data information to the master station 101 according to the TCP protocol.
  • the slave station 102 performs M-th temperature measurement, for example (step S302).
  • the slave station 102 transmits, for example, temperature information including the Mth measurement result to the master station 101 as data information.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202L and 202K, for example, and arrives at the main station 101 (step S304).
  • the master station 101 transmits an ACK indicating that the data information has been received to the slave station 102.
  • the ACK is relayed by the wireless terminal devices 202K and 202L, for example, and arrives at the slave station 102 (step S306).
  • the slave station 102 determines, for example, whether or not ACKs can be regularly received from the master station 101. Specifically, the application 31 in the slave station 102 has received an ACK for the data information within a predetermined time after transmitting the data information to the master station 101, for example, so that the communication unit 30 follows the predetermined rule. It is determined that communication is performed with 101, that is, it is determined that there is no abnormality in the communication path (step S308).
  • step S310 a situation occurs in which communication cannot be performed between the wireless terminal devices 202L and 202K that are part of the communication path.
  • the slave station 102 performs, for example, (M + 1) th temperature measurement (step S312).
  • the slave station 102 transmits, for example, temperature information including the (M + 1) th measurement result to the master station 101 as data information.
  • the data information stays in the buffer of the wireless terminal device 202L, for example, and then is discarded by the wireless terminal device 202L (step S314).
  • the application 31 in the slave station 102 recognizes that the ACK for the data information could not be received within a predetermined time after transmitting the data information to the master station 101, for example, and the communication unit 30 complies with a predetermined rule. It is determined that the communication is not performed, that is, it is determined that there is an abnormality in the communication path (step S316).
  • the application 31 in the slave station 102 causes the communication unit 30 to broadcast an RREQ message that is route search information addressed to the master station 101, for example.
  • the RREQ message is relayed by each wireless terminal device 202 such as the wireless terminal devices 202L and 202J, and arrives at the main station 101.
  • the main station 101 receives the RREQ message for each path through which the RREQ message has passed (step S318).
  • the main station 101 when receiving the RREQ message for each route, the main station 101 unicasts, for example, an RREP message that is a response to the RREQ message received from the wireless terminal device 202J to the wireless terminal device 202J.
  • the RREP message is relayed by, for example, the wireless terminal devices 202J and 202L and arrives at the slave station 102 (step S320).
  • step S322 a communication path via the wireless terminal devices 202L and 202J is established between the slave station 102 and the master station 101 (step S322).
  • the slave station 102 since the slave station 102 determines that there is an abnormality in the communication path, for example, the slave station 102 retransmits the temperature information including the (M + 1) th measurement result to the master station 101 as data information.
  • the data information is relayed by the wireless terminal devices 202L and 202J, for example, and arrives at the main station 101 (step S324).
  • the master station 101 transmits an ACK indicating that the data information has been received to the slave station 102.
  • the ACK is relayed by the wireless terminal devices 202J and 202L, for example, and arrives at the slave station 102 (step S326).
  • the slave station 102 receives an ACK from the master station 101, for example.
  • the application 31 in the slave station 102 has received an ACK for the data information within a predetermined time after transmitting the data information to the master station 101, and therefore determines that there is no abnormality in the communication path (step S328). ).
  • step S310 When the situation where the slave station 102 and the master station 101 cannot communicate (step S310) is detected using, for example, a hello message and a RERR message as shown in FIG. 6, the situation occurs.
  • the time from the slave station 102 to the master station 101 until the slave station 102 recognizes the situation is about 10 to 20 seconds as described above.
  • the application 31 in the slave station 102 cannot receive ACK for the data information within a predetermined time after transmitting the data information to the master station 101 in step S316, there is a situation where the application 31 cannot perform communication. Recognize that it occurred.
  • the time from when the situation in which communication cannot be performed to the slave station 102 detecting the abnormality is shorter than the timing interval at which the slave station 102 transmits data information, for example, shorter than 125 milliseconds.
  • the application 31 in the slave station 102 detects a communication abnormality occurring in the wireless communication system 401 based on an ACK that is regularly received after transmitting data information to the master station 101, so that the hello message and the RERR are transmitted. Compared to a configuration in which a communication abnormality is detected using a message, it is possible to shorten a time from when a communication abnormality occurs until the slave station 102 detects the abnormality.
  • the slave station 102 can quickly detect the necessity of changing the communication path and perform the change.
  • the hello message and the RERR message for detecting a communication abnormality that has occurred in the communication path can be made unnecessary, so that the communication load in the wireless communication system 401 can be reduced.
  • FIG. 14 shows an example of a shortening result for the comparative example shown in FIG. 9 of the time required for changing the communication path when the master station or the slave station according to the first embodiment of the present invention has an abnormality in the communication path.
  • the time required for “abnormality detection” is, for example, from when a communication abnormality occurs on the communication path at time t1 until the master station 101 or slave station 102 detects the abnormality at time t12. It's time.
  • the time required for “abnormality detection” in the master station 101 is shorter than the time obtained by adding the allowable time ⁇ to 125 milliseconds, which is the reception cycle of data information received from the slave station 102, for example.
  • the allowable time ⁇ is set to 50 milliseconds
  • the time required for “abnormality detection” is less than 175 milliseconds.
  • the time required for “abnormality detection” in the slave station 102 is shorter than the timing interval at which the slave station 102 transmits data information, for example, shorter than the time obtained by adding the allowable time ⁇ to 125 milliseconds. For example, when the allowable time ⁇ is set to 50 milliseconds, the time required for “abnormality detection” is shorter than 175 milliseconds.
  • the time required for the “route request” from time t12 to time t13 is, for example, the time from when the master station 101 or the slave station 102 broadcasts the RREQ message until the slave station 102 or the master station 101 receives the RREQ message. is there.
  • the time required for the “route request” is specifically several tens to several hundred milliseconds.
  • the time required for the “route notification” from the time t13 to the time t14 is, for example, that the master station 101 or the slave station 102 transmits the RREP message by unicast and then the slave station 102 or the master station 101 receives the RREP message. This is the time until a new communication path is established.
  • the time required for “route notification” is specifically several milliseconds.
  • the time from when an abnormality occurs in the communication path in the wireless communication system 401 at time t1 to when a new communication path is established at time t14 is several hundred milliseconds.
  • the communication path change process according to the AODV protocol requires a time longer than 10 seconds, whereas the time required for the communication path change process is several hundred milliseconds. Can be shortened.
  • FIG. 15 is a diagram showing an outline of a simulation that models a communication path change process in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system 402 that models the wireless communication system 401 includes a master station 101, a slave station 102, and wireless terminal devices 202P, 202Q, 202R, 202S, and 202T.
  • the slave station 102 is placed at a position 500 meters away from the wireless terminal device 202Q.
  • the wireless terminal device 202P is arranged at a position opposite to the slave station 102 with respect to the wireless terminal device 202Q.
  • the wireless terminal device 202T is located at a distance of 500 meters from the slave station 102, and is arranged in a direction of 90 degrees to the left from the direction of viewing the wireless terminal device 202Q from the slave station 102.
  • the wireless terminal device 202S is located 500 meters away from the wireless terminal device 202Q, and is arranged in a direction of 90 degrees to the left from the direction of viewing the wireless terminal device 202P from the wireless terminal device 202Q.
  • the wireless terminal device 202R is located 500 meters away from the wireless terminal device 202P, and is arranged in a direction of 90 degrees to the right from the direction of viewing the wireless terminal device 202Q from the wireless terminal device 202P.
  • the main station 101 is located at a distance of 500 meters from the wireless terminal device 202P and is arranged in a direction of 150 degrees to the right from the direction of viewing the wireless terminal device 202Q from the wireless terminal device 202P.
  • the master station 101, the slave station 102, and the wireless terminal devices 202P, 202Q, 202R, 202S, and 202T transmit and receive packets bidirectionally with a period of 125 milliseconds.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the number of packets reaching the main station when an abnormality in the communication path is detected using the hello message and the RERR message in the simulation illustrated in FIG.
  • the number of packets reached on the vertical axis is calculated, for example, every second.
  • the reason why the packet reception rate does not change is that packets received by the main station 101 from the wireless terminal devices 202P, 202R, 202S, 202T do not pass through the wireless terminal device 202Q.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the number of packets reaching the master station when the application at the master station or the application at the slave station detects an abnormality in the communication path in the simulation shown in FIG.
  • the number of packets reached on the vertical axis is calculated, for example, every second.
  • the master station continuously receives packets from the slave station 102 and the wireless terminal devices 202P, 202R, 202S, 202T at a rate of approximately 8 packets per second.
  • the slave station 102 detects an abnormality in the communication path based on the fact that it cannot receive a packet from the master station 101, and broadcasts an RREQ message.
  • the wireless terminal device 202T broadcasts the RREQ message received from the slave station 102.
  • the wireless terminal device 202S broadcasts the RREQ message received from the wireless terminal device 202T.
  • the wireless terminal device 202R broadcasts the RREQ message received from the wireless terminal device 202S.
  • the main station 101 receives the RREQ message from the wireless terminal device 202R, and unicasts the RREP message that is a response to the received RREQ message to the wireless terminal device 202R.
  • the wireless terminal device 202R unicasts the RREP message received from the main station 101 to the wireless terminal device 202S.
  • the wireless terminal device 202S unicasts the RREP message received from the wireless terminal device 202R to the wireless terminal device 202T.
  • the wireless terminal device 202T unicasts the RREP message received from the wireless terminal device 202S to the slave station 102.
  • the slave station 102 receives the RREP message from the wireless terminal device 202T. Then, a communication path is established between the master station 101 and the slave station 102 via the wireless terminal devices 202R, 202S, 202T.
  • the time T1 required to detect an abnormality in the communication path is 90 milliseconds.
  • the time T2 required for transmitting the RREQ message by broadcast is 218 milliseconds.
  • the time T3 required for transmitting the RREP message by unicast is 4 milliseconds.
  • the proportions occupied by the times T1, T2, and T3 are 29%, 70%, and 1%, respectively. Therefore, the time Ts can be shortened by unicasting without broadcasting the RREQ message.
  • each wireless terminal device 202 when the position of each wireless terminal device 202 that relays an IP packet or message between the master station 101 and the slave station 102 is fixed, the master station 101, the slave station 102, and each wireless terminal device 202 are configured as follows. Establishes or changes the communication path without broadcasting the RREQ message.
  • the routing table in master station 101, slave station 102, and radio terminal apparatuses 202A to 202F in radio communication system 401 includes, for example, the destination IP address of the IP packet and the next hop IP address of the IP packet. Are recorded in advance in association with each other.
  • the storage unit 46 in the main station 101 shown in FIG. 10 stores a plurality of types of communication paths in advance. Specifically, in the routing table in the storage unit 46, for example, the IP address of the slave station 102 as the destination IP address and the IP addresses of the wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F as the next hop IP addresses are associated in advance. Has been recorded.
  • the next hop IP address may be given priority in the order of the IP address of the wireless terminal device 202E, the IP address of the wireless terminal device 202D, and the IP address of the wireless terminal device 202F, for example.
  • the storage unit 66 in the slave station 102 shown in FIG. 11 stores a plurality of types of communication paths in advance. Specifically, for example, the IP address of the main station 101 as the destination IP address and the IP addresses of the wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C as the next hop IP addresses correspond to the route table in the storage unit 66 in advance. Attached and recorded.
  • the next hop IP address may be given priority in the order of the IP address of the wireless terminal device 202B, the IP address of the wireless terminal device 202A, and the IP address of the wireless terminal device 202C, for example.
  • the routing table in the wireless terminal devices 202A to 202F includes, for example, the IP address of the master station 101 or the slave station 102 which is the destination IP address, and the next hop IP address of the IP packet addressed to the master station 101 or the slave station 102. Are previously recorded in association with each other.
  • the slave station 102 creates an RREQ message including the IP address of the master station 101 as the destination IP address and its own IP address as the source IP address in order to establish a communication path with the master station 101. Then, for example, the slave station 102 refers to the route table in the storage unit 66 and unicasts the created RREQ message to the wireless terminal device 202B.
  • the wireless terminal device 202B When receiving the RREQ message from the slave station 102, the wireless terminal device 202B unicasts the RREQ message to the wireless terminal device 202E based on the destination IP address included in the RREQ message and the route table held by itself.
  • the wireless terminal device 202E When receiving the RREQ message from the wireless terminal device 202B, the wireless terminal device 202E unicasts the RREQ message to the main station 101 based on the destination IP address included in the RREQ message and the route table held by itself.
  • the master station 101 When receiving the RREQ message from the wireless terminal device 202E, the master station 101 notifies the slave station 102 of the communication path based on the source IP address included in the RREQ message and the path table held by the master station 102E. Create a RREP message for the destination. Then, for example, the main station 101 refers to the route table in the storage unit 46 and unicasts the created RREP message to the wireless terminal device 202E.
  • the RREP message is unicasted to the slave station 102 via the wireless terminal devices 202E and 202B, as shown in FIG. Then, a communication path is established between the master station 101 and the slave station 102 via the wireless terminal devices 202B and 202E.
  • the rule determining unit 64 in the slave station 102 shown in FIG. 11 cannot receive an ACK for the transmitted data information within a predetermined time, so that the communication unit 30 performs communication according to the predetermined rule with the master station 101. It is determined that there is no communication abnormality information and is output to the AODV control unit 65.
  • the AODV control unit 65 when the AODV control unit 65 receives communication abnormality information from the rule determination unit 64, the AODV control unit 65 selects a new communication path from a plurality of types of communication paths stored in the storage unit 66. Specifically, the AODV control unit 65 refers to the routing table in the storage unit 66, for example, and selects the IP address of the wireless terminal device 202A having the second priority as the next hop IP address.
  • the AODV control unit 65 outputs, for example, the IP address of the destination main station 101 and the IP address of the wireless terminal device 202A selected as the next hop IP address to the communication unit 30 as route information.
  • the communication unit 30 communicates with the main station 101 using the path information received from the AODV control unit 65, for example. Specifically, for example, in order to change the communication path with the main station 101, the communication unit 30 sends an RREQ message including the IP address of the main station 101 as the destination IP address and the own IP address as the source IP address. create. Then, for example, the communication unit 30 unicasts the created RREQ message to the wireless terminal device 202A.
  • the RREQ message is unicasted to the main station 101 via the wireless terminal devices 202A and 202D. Then, the main station 101 unicasts the RREP message, which is a response to the RREQ message, to the wireless terminal device 202D.
  • the RREP message is transmitted by unicast to the slave station 102 via the wireless terminal devices 202D and 202A. Then, the communication path between the slave station 102 and the master station 101 is changed to a communication path passing through the wireless terminal devices 202A and 202D.
  • the rule determination unit 44 in the master station 101 shown in FIG. 10 performs communication according to a predetermined rule with the slave station 102 because the communication unit 10 does not receive data information every 125 milliseconds.
  • the communication abnormality information is output to the AODV control unit 45.
  • the AODV control unit 45 selects a new communication path from among a plurality of types of communication paths stored in the storage unit 46. Specifically, the AODV control unit 45 refers to the routing table in the storage unit 46, for example, and selects the IP address of the wireless terminal device 202D having the second priority as the next hop IP address.
  • the AODV control unit 45 outputs, for example, the IP address of the slave station 102 as the destination and the IP address of the wireless terminal device 202D selected as the next hop IP address to the communication unit 10 as route information.
  • the communication unit 10 communicates with the slave station 102 using the path information received from the AODV control unit 45, for example. Specifically, for example, in order to change the communication path with the slave station 102, the communication unit 10 creates an RREQ message including the IP address of the slave station 102 as the destination IP address and its own IP address as the source IP address. . Then, the communication unit 10 unicasts the created RREQ message to the wireless terminal device 202D, for example.
  • the RREQ message is unicasted to the slave station 102 via the wireless terminal devices 202D and 202A. Then, the slave station 102 unicasts the RREP message, which is a response to the RREQ message, to the wireless terminal device 202A.
  • the RREP message is transmitted by unicast to the main station 101 via the wireless terminal devices 202A and 202D. Then, the communication path between the master station 101 and the slave station 102 is changed to a communication path that passes through the wireless terminal devices 202D and 202A.
  • the packet when a packet is exchanged between communication devices via a wireless ad hoc network, the packet is transmitted between the communication devices through a communication path passing through one or a plurality of wireless terminal devices that relay the packet.
  • the wireless terminal device that has detected the abnormality notifies the communication device that the abnormality has occurred.
  • the communication apparatus recognizes the occurrence of an abnormality in the communication path based on the notification from the wireless terminal apparatus, and starts to construct a new communication path.
  • the communication unit 10 can communicate with the slave station 102 using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices 202. Communication with the slave station 102 is performed according to a predetermined rule. And the reconstruction process part 43 performs the process for changing a communication path, when the state contrary to a predetermined rule generate
  • the time until the main station 101 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path can be shortened.
  • the reconstruction processing unit 43 based on the arrival status of the data information addressed to the master station 101 transmitted regularly from the slave station 102, It is determined whether or not processing for changing the communication path is performed.
  • the reconstruction processing unit 43 broadcasts an RREQ message that is route search information addressed to the slave station 102 for determining a new communication route.
  • the RREQ message is transmitted to the slave station 102, so that the processing in the master station 101 can be simplified.
  • the slave station 102 can select an appropriate communication path from the communication paths followed by the received plurality of RREQ messages.
  • an RREP message that is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the slave station 102 is transferred from the slave station 102 to the master station 101 by unicast, whereby a new communication path between the master station 101 and the slave station 102 is obtained. Can be established.
  • the storage unit 46 stores a plurality of types of communication paths.
  • the reconstruction processing unit 43 selects a new communication path from a plurality of types of communication paths stored in the storage unit 46.
  • the communication unit 10 communicates with the slave station 102 using the communication path selected by the reconstruction processing unit 43.
  • the configuration that establishes a new communication route by activating the communication route stored in advance compared with the configuration that dynamically establishes a new communication route using the broadcast RREQ message. Since the time required until a new communication path is established after a state that violates a predetermined rule can be shortened, transmission / reception of IP packets can be resumed early.
  • the main station 101 operates according to a protocol having a plurality of layers.
  • the communication unit 10 performs communication by performing processing of a communication layer including a TCP layer, an IP layer, a MAC layer, and a PHY layer lower than the application layer among the plurality of layers.
  • the reconstruction processing unit 43 performs processing for changing the communication path by performing processing of an application layer higher than the communication layer among the plurality of layers.
  • information about the communication path abnormality detected in the application layer can be used for processing of the communication layer, so the communication layer detects the communication path abnormality independently without being involved in the application layer processing.
  • the necessity of the change of a communication path can be detected earlier, and the said change can be performed.
  • the master station 101, the slave station 102, and one or a plurality of wireless terminal apparatuses 202 can be used. It is possible to reduce the load on the entire wireless communication system 401 configured by the above.
  • the plurality of wireless terminal devices 202 can relay communication.
  • the master station 101 can communicate with the slave station 102 using a communication path passing through one or a plurality of wireless terminal apparatuses 202, and communicates with the slave station 102 according to a predetermined rule.
  • the main station 101 performs processing for changing the communication path when a state that violates a predetermined rule occurs.
  • the time until the main station 101 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path can be shortened.
  • the master station 101 determines the communication path based on the arrival status of the data information addressed to the master station 101 transmitted regularly from the slave station 102. It is determined whether or not processing for changing is performed.
  • the master station 101 requests the slave station 102 to change the communication path when detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule.
  • the slave station 102 receives a request from the master station 101 and determines a new communication path.
  • the master station 101 in communication between the master station 101 and the slave station 102, if at least the master station 101 has a function of detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule, the communication path between the master station 101 and the slave station 102 The need for change can be quickly detected and the change can be made. That is, since the configuration of the slave station 102 can be simplified, the cost of the entire communication system can be reduced.
  • the slave station 102 recognizes that a state that violates the predetermined rule has occurred by receiving a request from the master station 101. So you can take the necessary steps.
  • the master station 101 broadcasts an RREQ message that is route search information addressed to the slave station 102 for determining a new communication route.
  • the slave station 102 or the wireless terminal device 202 determines a new communication path based on the RREQ message received via one or more types of communication paths.
  • the RREQ message is transmitted to the slave station 102, so that the processing in the master station 101 can be simplified.
  • the slave station 102 or the wireless terminal device 202 since the RREQ message is transmitted to the slave station 102 or the wireless terminal device 202 having a communication route to the slave station 102 via a plurality of communication paths, the slave station 102 or the wireless terminal device 202 receives a plurality of received RREQs. An appropriate communication path can be selected from the communication paths followed by the message.
  • an RREP message that is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the slave station 102 or the wireless terminal device 202 is transferred from the slave station 102 or the wireless terminal device 202 to the master station 101 by unicast, A new communication path between the master station 101 and the slave station 102 can be established.
  • the communication unit 30 can communicate with the master station 101 using a communication path passing through one or a plurality of wireless terminal devices 202, and a predetermined rule.
  • the reconstruction process part 63 performs the process for changing a communication path, when the state contrary to a predetermined rule generate
  • the wireless terminal device 202 that has detected that an abnormality has occurred notifies the slave station 102 of the abnormality
  • the time until the slave station 102 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path is reduced. Since it can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted / received between the slave station 102 and the master station 101 can be shortened.
  • the reconstruction processing unit 63 determines the communication path based on the arrival status of the ACK addressed to the slave station 102 that is regularly transmitted from the master station 101. It is determined whether or not a process for changing is performed.
  • the reconstruction processing unit 63 broadcasts an RREQ message that is route search information addressed to the master station 101 for determining a new communication route.
  • the RREQ message is transmitted to the master station 101, so that the processing in the slave station 102 can be simplified.
  • the main station 101 can select an appropriate communication path from the communication paths followed by the received plurality of RREQ messages.
  • the RREP message which is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the master station 101, is transferred in a unicast manner from the master station 101 to the slave station 102, whereby a new communication between the slave station 102 and the master station 101 is established.
  • a route can be established.
  • the storage unit 66 stores a plurality of types of communication paths.
  • the reconstruction processing unit 63 selects a new communication path from a plurality of types of communication paths stored in the storage unit 66. Then, the communication unit 30 communicates with the main station 101 using the communication path selected by the reconstruction processing unit 63.
  • the configuration that establishes a new communication route by activating the communication route stored in advance compared with the configuration that dynamically establishes a new communication route using the broadcast RREQ message. Since the time required until a new communication path is established after a state that violates a predetermined rule can be shortened, transmission / reception of IP packets can be resumed early.
  • the slave station 102 operates according to a protocol having a plurality of layers.
  • the communication unit 30 performs communication by performing processing in a communication layer including a TCP layer, an IP layer, a MAC layer, and a PHY layer that are lower than the application layer among the plurality of layers.
  • the reconstruction processing unit 63 performs processing for changing the communication path by performing processing of an application layer higher than the communication layer among the plurality of layers.
  • information about the communication path abnormality detected in the application layer can be used for processing of the communication layer, so the communication layer detects the communication path abnormality independently without being involved in the application layer processing.
  • the necessity of the change of a communication path can be detected earlier, and the said change can be performed.
  • the master station 101 since it is possible to eliminate the need for exchanging information such as a hello message and a RERR message for the communication layer to detect an abnormality in the communication path alone, the master station 101, the slave station 102, and one or a plurality of wireless terminal devices 202 It is possible to reduce the load on the entire wireless communication system 401 configured by the above.
  • the plurality of wireless terminal devices 202 can relay communication.
  • the slave station 102 can communicate with the master station 101 using a communication path passing through one or a plurality of wireless terminal apparatuses 202, and communicates with the master station 101 according to a predetermined rule.
  • the slave station 102 performs processing for changing the communication path when a state that violates a predetermined rule occurs.
  • the wireless terminal device 202 that has detected that an abnormality has occurred notifies the slave station 102 of the abnormality
  • the time until the slave station 102 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path is reduced. Since it can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted / received between the slave station 102 and the master station 101 can be shortened.
  • the slave station 102 changes the communication path based on the arrival status of the ACK addressed to the slave station 102 transmitted regularly from the master station 101. It is determined whether or not processing is to be performed.
  • the slave station 102 requests the master station 101 to change the communication path when detecting the occurrence of a condition that violates a predetermined rule.
  • the master station 101 determines a new communication path.
  • the communication path between the slave station 102 and the master station 101 is changed as long as the slave station 102 has a function of detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule. Can be quickly detected and the change can be made. That is, since the configuration of the main station 101 can be simplified, the cost of the entire communication system can be reduced.
  • the master station 101 has received a request from the slave station 102 to indicate that a state that violates the predetermined rule has occurred. Since it can be recognized, it can take necessary processing.
  • the slave station 102 broadcasts an RREQ message, which is route search information for the master station 101 for determining a new communication route.
  • the main station 101 or the wireless terminal device 202 determines a new communication path based on the RREQ message received via one or more types of communication paths.
  • the RREQ message is transmitted to the master station 101, so that the processing in the slave station 102 can be simplified.
  • the RREQ message is transmitted to the main station 101 or the wireless terminal device 202 having the communication route to the main station 101 via a plurality of communication paths, the RREQ message is received by the main station 101 or the wireless terminal device 202.
  • An appropriate communication path can be selected from communication paths followed by a plurality of RREQ messages.
  • the RREP message which is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the master station 101 or the wireless terminal device 202, is transferred from the master station 101 or the wireless terminal device 202 to the slave station 102 by unicast. A new communication path between the slave station 102 and the master station 101 can be established.
  • the communication path of information transmitted from the master station 101 to the slave station 102, and the communication path of information transmitted from the slave station 102 to the master station 101 are the same, but are not limited thereto.
  • the communication path of information transmitted from the master station 101 to the slave station 102 may be different from the communication path of information transmitted from the slave station 102 to the master station 101.
  • wireless communications system 401 which concerns on the 1st Embodiment of this invention was set as the structure containing the radio
  • the wireless communication system 401 may be configured to include, for example, a wireless ad hoc network standardized by RFC 3626 (see Non-Patent Document 3).
  • the present embodiment relates to a communication device that does not constitute a wireless ad hoc network as compared to the communication device according to the first embodiment.
  • the contents other than those described below are the same as those of the communication apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • wireless communication system (communication system) 403 further includes wireless terminal apparatuses 202G and 202H, as compared with wireless communication system 401 according to the first embodiment, and includes master station 101 and slave station 102.
  • master station 111 communication device
  • slave station 112 communication device
  • each of the wireless terminal devices 202A to 202H is also referred to as a wireless terminal device 202.
  • Each of the networks 301A and 301B is also referred to as a network 301.
  • eight wireless terminal apparatuses 202 are representatively shown, but the wireless communication system 403 may be configured to include a small number or a larger number of wireless terminal apparatuses 202.
  • the network 301 includes, for example, one or a plurality of routers.
  • the router routes IP packets transmitted and received between the master station 111, the slave station 112, and the wireless terminal device 202 according to the IP protocol.
  • the wireless terminal device 202 can exchange information with other wireless terminal devices 202 located in the vicinity by wireless communication.
  • the wireless terminal device 202H can exchange information with wireless terminal devices 202D, 202E, and 202F located in the vicinity by wireless communication.
  • the wireless terminal device 202G can exchange information with wireless terminal devices 202A, 202B, and 202C located in the vicinity by wireless communication.
  • the master station 111 and the slave station 112 can exchange information with the wireless terminal device 202 via the network 301, for example.
  • the main station 111 can exchange information with the wireless terminal device 202H via, for example, the network 301A.
  • the slave station 112 can exchange information with the wireless terminal device 202G via the network 301B, for example.
  • the master station 111 communicates with the slave station 112 using a communication path that passes through one or a plurality of wireless terminal devices 202, for example. Specifically, the master station 111 communicates with the slave station 112 using a communication path that passes through, for example, the network 301A, the wireless terminal devices 202H, 202E, 202B, and 202G and the network 301B. At this time, the wireless terminal devices 202H, 202E, 202B, and 202G relay information exchanged between the master station 111 and the slave station 112.
  • the communication path used when exchanging information between the master station 111 and the slave station 112 is not limited to the communication path via the wireless terminal devices 202H, 202E, 202B, 202G.
  • the communication path used when exchanging information between the master station 111 and the slave station 112 may be a communication path other than the communication path via the wireless terminal devices 202H, 202E, 202B, 202G, for example.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the software configuration and management control of each device in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • main station 111 includes communication unit 110 instead of communication unit 10 as compared with main station 101 according to the first embodiment.
  • communication unit 110 includes Ether MAC processing unit 114 and Ether PHY processing unit 115 instead of WiFi MAC processing unit 14 and WiFi PHY processing unit 15.
  • the Ether MAC processing unit 114 performs processing of a MAC layer lower than the IP layer.
  • the Ether PHY processing unit 115 performs processing of a PHY layer lower than the MAC layer.
  • the communication unit 110 receives a communication signal from the slave station 112 via the network 301B, the wireless terminal device 202, and the network 301A, for example, converts the received communication signal into an IP frame, and outputs the IP frame to the application 11.
  • the application 11 acquires data information such as temperature information from the IP frame received from the communication unit 110 and holds the acquired data information in the database 17, for example.
  • the application 11 generates control information for controlling the slave station 112 based on the information held in the database 17. Then, the application 11 sets the IP address of the slave station 112 as the destination IP address of the generated control information, and requests the communication unit 110 to transmit the control information.
  • the communication unit 110 When receiving a control information transmission request from the application 11, the communication unit 110 transmits the control information to the slave station 112 via the network 301A, the wireless terminal device 202, and the network 301B.
  • the slave station 112 includes a communication unit 130 instead of the communication unit 30 as compared with the slave station 102 according to the first embodiment.
  • the communication unit 130 includes an Ether MAC processing unit 134 and an Ether PHY processing unit 135 instead of the WiFi MAC processing unit 34 and the WiFi PHY processing unit 35.
  • the Ether MAC processing unit 134 performs processing of a MAC layer lower than the IP layer.
  • the Ether PHY processing unit 135 performs processing of a PHY layer lower than the MAC layer.
  • the communication unit 130 receives a communication signal from the main station 111 via the network 301A, the wireless terminal device 202, and the network 301B, for example, converts the received communication signal into an IP frame, and outputs the IP frame to the application 31.
  • the application 31 acquires control information from an IP frame received from the communication unit 130, and causes its own slave station 112 to operate according to the control information.
  • the application 31 sets the IP address of the main station 111 as the destination IP address of the periodically generated data information, and requests the communication unit 130 to transmit the data information.
  • the communication unit 130 When receiving a data information transmission request from the application 31, the communication unit 130 transmits the data information to the main station 111 via the network 301B, the wireless terminal device 202, and the network 301A.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of the main station in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • the main station 111 is different from the main station 101 according to the first embodiment in that a communication unit 110, a reception unit 50, instead of the communication unit 10, the wireless reception unit 40, and the wireless transmission unit 41 are used. And a transmission unit 51.
  • the receiving unit 50 receives, for example, an optical signal from the network 301A, converts the received optical signal into an electric signal or the like, and outputs it to the communication unit 110.
  • the transmission unit 51 converts the electrical signal received from the communication unit 110 into an optical signal, for example, and transmits it to the network 301A.
  • the communication unit 110 communicates with the slave station 112 via, for example, the network 301A, the wireless terminal device 202, and the network 301B.
  • the communication unit 110 acquires a communication path between its own master station 111 and slave station 112 and stores the acquired communication path in the storage unit 46.
  • the AODV control unit 45 in the reconstruction processing unit 43 receives communication abnormality information from the rule determination unit 44
  • the AODV control unit 45 performs processing for changing the communication path.
  • the AODV control unit 45 requests the slave station 112 or the wireless terminal device 202G to change the communication path. More specifically, the AODV control unit 45 acquires, for example, the IP address of the slave station 112 or the wireless terminal device 202G from the storage unit 46 as the destination IP address of the RREQ message.
  • the AODV control unit 45 outputs, for example, a communication route change command indicating that the route search information addressed to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G is broadcast to the AODV processing unit 16 in the communication unit 110 illustrated in FIG.
  • the communication path change command includes, for example, the IP address of the slave station 112 or the wireless terminal device 202G.
  • the AODV processing unit 16 when the AODV processing unit 16 receives a communication path change command from the AODV control unit 45, based on the received communication path change command, the AODV processing unit 16 sends an RREQ message including the IP address of the slave station 112 or the wireless terminal device 202G as the destination IP address. Broadcast.
  • the AODV control unit 45 when the AODV control unit 45 receives communication abnormality information from the rule determination unit 44, the AODV control unit 45 issues a communication route change command indicating that the route search information addressed to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G is broadcast to the wireless terminal device 202H. Output to the communication unit 110.
  • the communication path change command includes, for example, the IP address of the slave station 112 or the wireless terminal device 202G.
  • the communication unit 110 when the communication unit 110 receives a communication path change command from the AODV control unit 45, the communication unit 110 transmits the received communication path change command to the wireless terminal device 202H via the network 301A.
  • the AODV processing unit 26 in the wireless terminal device 202H receives a communication route change command from the master station 111, based on the received communication route change command, the AODV processing unit 26 sets the IP address of the slave station 112 or the wireless terminal device 202G as the destination IP address. Broadcast an RREQ message containing it.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a slave station in the wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • slave station 112 is different from slave station 102 according to the first embodiment in that communication unit 130, receiver 70, and transmitter are used instead of communication unit 30, radio receiver 60, and radio transmitter 61.
  • the unit 71 is provided.
  • the receiving unit 70 receives, for example, an optical signal from the network 301B, converts the received optical signal into an electric signal or the like, and outputs it to the communication unit 130.
  • the transmission unit 71 converts the electrical signal received from the communication unit 130 into, for example, an optical signal and transmits it to the network 301B.
  • the communication unit 130 communicates with the main station 111 via, for example, the network 301B, the wireless terminal device 202, and the network 301A.
  • the communication unit 130 acquires a communication path between its own slave station 112 and the master station 111 and stores the acquired communication path in the storage unit 66.
  • the AODV control unit 65 in the reconstruction processing unit 63 receives communication abnormality information from the rule determination unit 64, the AODV control unit 65 performs processing for changing the communication path. Specifically, for example, when receiving the communication abnormality information from the rule determining unit 64, the AODV control unit 65 requests the main station 111 or the wireless terminal device 202H to change the communication path. More specifically, the AODV control unit 65 acquires, for example, the IP address of the main station 111 or the wireless terminal device 202H from the storage unit 66 as the destination IP address of the RREQ message.
  • the AODV control unit 65 outputs, for example, a communication route change command indicating that the route search information addressed to the main station 111 or the wireless terminal device 202H is broadcast to the AODV processing unit 36 in the communication unit 130 shown in FIG.
  • the communication path change command includes, for example, the IP address of the main station 111 or the wireless terminal device 202H.
  • the AODV processing unit 36 receives a communication path change command from the AODV control unit 65, the AREQ message including the IP address of the main station 111 or the wireless terminal device 202H as the destination IP address based on the received communication path change command. Broadcast.
  • the AODV control unit 65 when the AODV control unit 65 receives the communication abnormality information from the rule determination unit 64, the AODV control unit 65 indicates a communication route change command indicating that the route search information addressed to the main station 111 or the wireless terminal device 202H is broadcast to the wireless terminal device 202G. Is output to the communication unit 130.
  • the communication path change command includes, for example, the IP address of the main station 111 or the wireless terminal device 202H.
  • the communication unit 130 when the communication unit 130 receives a communication path change command from the AODV control unit 65, the communication unit 130 transmits the received communication path change command to the wireless terminal device 202G via the network 301B.
  • the AODV processing unit 26 in the wireless terminal device 202G receives a communication path change command from the slave station 112, based on the received communication route change command, the AODV processing unit 26 sets the IP address of the master station 111 or the wireless terminal device 202H as the destination IP address. Broadcast an RREQ message containing it.
  • the communication unit 110 uses the communication path passing through the network 301A, one or a plurality of wireless terminal apparatuses 202 and the network 301B, and the slave station 112. Can communicate with the slave station 112 according to a predetermined rule.
  • the reconstruction process part 43 performs the process for changing a communication path, when the state contrary to a predetermined rule generate
  • the time until the main station 111 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path Since the time can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted / received between the master station 111 and the slave station 112 can be shortened.
  • the reconstruction processing unit 43 uses the RREQ message that is route search information addressed to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G for determining a new communication route. Broadcast.
  • the RREQ message is transmitted to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G. It can be simplified.
  • the slave station 112 or the wireless terminal device 202G since the RREQ message is transmitted to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G via a plurality of communication paths, the slave station 112 or the wireless terminal device 202G performs appropriate communication from the communication path followed by the received plurality of RREQ messages. A route can be selected.
  • the RREP message which is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the slave station 112 or the wireless terminal device 202G, is transferred from the slave station 112 or the wireless terminal device 202G to the master station 111 by unicast, respectively.
  • a new communication path between the station 111 and the slave station 112 can be established.
  • the plurality of wireless terminal devices 202 can relay communication.
  • the master station 111 can communicate with the slave station 112 using a communication path via the network 301A, one or a plurality of wireless terminal devices 202 and the network 301B, and communicates with the slave station 112 according to a predetermined rule.
  • the main station 111 performs processing for changing the communication path when a state that violates a predetermined rule occurs.
  • the time until the main station 111 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path Since the time can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted / received between the master station 111 and the slave station 112 can be shortened.
  • the master station 111 determines the communication path based on the arrival status of the data information addressed to the master station 111 transmitted regularly from the slave station 112. It is determined whether or not processing for changing is performed.
  • the master station 111 when the master station 111 detects occurrence of a state that violates a predetermined rule, the master station 111 requests the slave station 112 or the wireless terminal device 202G to change the communication path.
  • the slave station 112 or the wireless terminal device 202G receives a request from the master station 111 and determines a new communication path.
  • the master station 111 in communication between the master station 111 and the slave station 112 or the wireless terminal device 202G, if at least the master station 111 has a function of detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule, The necessity of changing the communication path with the slave station 112 or the wireless terminal device 202G can be quickly detected and the change can be made. That is, since the configuration of the slave station 112 and the wireless terminal device 202G can be simplified, the cost of the entire communication system can be reduced.
  • the slave station 112 or the wireless terminal device 202G receives a request from the master station 111 to obtain a predetermined Since it is possible to recognize that a state that violates the rule has occurred, it is possible to take necessary processing.
  • the master station 111 broadcasts an RREQ message that is route search information addressed to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G for determining a new communication route. .
  • the slave station 112 or the wireless terminal device 202 determines a new communication path based on the RREQ message received via one or more types of communication paths.
  • the RREQ message is transmitted to the slave station 112 or the wireless terminal device 202G. It can be simplified.
  • the RREQ message is transmitted to the wireless terminal device 202 having a communication path to the slave station 112 through the plurality of communication paths to the slave station 112, the wireless terminal device 202G, or the wireless terminal device 202 other than the wireless terminal device 202G. Therefore, in the slave terminal 112, the wireless terminal device 202G, or the wireless terminal device 202 having a communication route to the slave station 112, an appropriate communication route can be selected from the communication routes followed by the plurality of received RREQ messages.
  • the RREP message which is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the slave terminal 112, the wireless terminal apparatus 202G, or the wireless terminal apparatus 202 having the communication path to the slave station 112, is the slave station 112, the wireless terminal apparatus 202G, or A new communication path between the master station 111 and the slave station 112 can be established by transferring the data from the wireless terminal device 202 having the communication path to the slave station 112 to the master station 111 by unicast.
  • the communication unit 130 can communicate with the master station 111 using a communication path passing through the network 301B, one or a plurality of wireless terminal apparatuses 202 and the network 301A. And communicates with the main station 111 according to a predetermined rule. And the reconstruction process part 63 performs the process for changing a communication path, when the state contrary to a predetermined rule generate
  • the time until the slave station 112 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path is reduced. Since it can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted and received between the slave station 112 and the master station 111 can be shortened.
  • the reconfiguration processing unit 63 uses the RREQ message which is route search information addressed to the master station 111 or the wireless terminal device 202H for determining a new communication route. Broadcast.
  • the RREQ message is transmitted to the master station 111 or the wireless terminal device 202H. It can be simplified.
  • the main station 111 or the wireless terminal device 202H is appropriately configured from the communication path followed by the received plurality of RREQ messages. Communication paths can be selected.
  • the RREP message that is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the master station 111 or the wireless terminal device 202H is transferred from the master station 111 or the wireless terminal device 202H to the slave station 112 by unicast, respectively.
  • a new communication path between the slave station 112 and the master station 111 can be established.
  • the plurality of wireless terminal devices 202 can relay communication.
  • the slave station 112 can communicate with the master station 111 using a communication path via the network 301B, the one or more wireless terminal devices 202 and the network 301A, and communicates with the master station 111 according to a predetermined rule.
  • the slave station 112 performs processing for changing the communication path when a state that violates a predetermined rule occurs.
  • the time until the slave station 112 recognizes the abnormality after the abnormality has occurred in the communication path is reduced. Since it can be shortened, the period during which IP packets cannot be transmitted and received between the slave station 112 and the master station 111 can be shortened.
  • the slave station 112 changes the communication path based on the arrival status of the ACK addressed to the slave station 112 transmitted from the master station 111 regularly. It is determined whether or not processing is to be performed.
  • the slave station 112 when the slave station 112 detects the occurrence of a condition that violates a predetermined rule, it requests the master station 111 or the wireless terminal device 202H to change the communication path. In response to the request from the slave station 112, the master station 111 or the wireless terminal device 202H determines a new communication path.
  • the slave station 112 and the master station 111 or the wireless terminal device 202H It is possible to quickly detect the necessity of changing the communication path between them and make the change.
  • the slave station 112 and the master station 111 or the wireless terminal device 202H in communication between the slave station 112 and the master station 111 or the wireless terminal device 202H, if at least the slave station 112 has a function of detecting the occurrence of a state that violates a predetermined rule, the slave station 112 and the master station 111 or the necessity of changing the communication path with the wireless terminal device 202H can be quickly detected and the change can be made. That is, since the configuration of the main station 111 and the wireless terminal device 202H can be simplified, the cost of the entire communication system can be reduced.
  • the master station 111 or the wireless terminal device 202H even when the master station 111 or the wireless terminal device 202H cannot detect the occurrence of a state that violates a predetermined rule, the master station 111 or the wireless terminal device 202H receives the request from the slave station 112 in advance. Since it is possible to recognize that a state that violates the above rule has occurred, it is possible to take necessary processing.
  • the slave station 112 broadcasts an RREQ message that is route search information addressed to the master station 111 or the wireless terminal device 202H for determining a new communication route. .
  • the main station 111 or the wireless terminal device 202 determines a new communication path based on the RREQ message received via one or more types of communication paths.
  • the RREQ message is transmitted to the master station 111 or the wireless terminal device 202H. It can be simplified.
  • the RREQ message passes through a plurality of communication paths to the main station 111, the radio terminal apparatus 202H, or the radio terminal apparatus 202 other than the radio terminal apparatus 202H and having a communication path to the main station 111.
  • an appropriate communication route is selected from the communication routes followed by the plurality of received RREQ messages. Can do.
  • the RREP message which is a response to the RREQ message corresponding to the communication path selected by the main station 111, the radio terminal apparatus 202H, or the radio terminal apparatus 202 having the communication path to the main station 111, is the main station 111, radio terminal apparatus.
  • a new communication path between the slave station 112 and the master station 111 can be established by unicasting from the wireless terminal device 202 having a communication path to 202H or the master station 111 to the slave station 112.
  • the master station 111 and the slave station 112 are configured to be connected to the wireless terminal device 202 via the networks 301A and 301B, respectively.
  • the present invention is not limited to this.
  • at least one of the master station 111 and the slave station 112 may be configured to communicate with the wireless terminal device 202 without using the network 301.

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Abstract

 本発明の一態様に係る主局101は、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて従局102と通信可能であり、所定のルールに従って従局102と通信を行う通信部10と、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う再構築処理部43とを備える。再構築処理部43は、従局102から規則的に送信される自己の主局101宛の通信信号の到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。

Description

通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラム
 本発明は、通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラムに関し、特に、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて通信を行う通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
 ”ウィキペディア”、[online]、[平成25年6月28日検索]、インターネット〈URL:http://ja.wikipedia.org/アドホック〉(非特許文献1)には、無線アドホックネットワークについて記載されている。すなわち、携帯電話等で用いられる移動体通信では、無線基地局装置、および、無線基地局装置間を繋ぐ固定網などの基盤設備が必須である。一方、無線アドホックネットワークでは、各無線端末装置が自律的にルーティングを行い、マルチホップ通信を行う。無線アドホックネットワークに固定ネットワークは不要であり、本質的にインフラレスである。したがって、ネットワークを構築したい環境に無線端末装置を散布し、無線端末装置が寄り集まる状態にするだけで、ネットワークを即席的に構築することが可能である。
"ウィキペディア"、[online]、[平成25年6月28日検索]、インターネット〈URL:http://ja.wikipedia.org/アドホック〉 "Ad-hoc on-demand distance vector (AODV) routing"、RFC 3561、2003年 "Optimized link state routing (OLSR) RFC"、RFC 3626、2003年
 無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を通って通信装置間を伝送される。
 たとえば、無線端末装置の故障および通信障害等の異常が通信経路において発生した場合、異常を検知した無線端末装置は、異常が発生したことを通信装置へ通知する。通信装置は、無線端末装置からの通知に基づいて、通信経路における異常の発生を認識し、新たな通信経路の構築を開始する。
 しかしながら、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間が長くなる場合がある。この場合、通信装置間において、パケットのやり取りをすることができない時間が長くなってしまう。
 この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて通信が行われる通信システムにおいて、通信経路の変更の必要性を迅速に検知して当該変更を行うことが可能な通信装置、通信システム、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。
 (1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、通信装置であって、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行う通信部と、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行う再構築処理部とを備え、上記再構築処理部は、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 (5)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、1または複数の上記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行う通信装置とを備え、上記通信装置は、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行い、上記通信装置は、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 (8)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、1または複数の上記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能な通信装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記通信装置が、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行うステップと、上記通信装置が、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行うステップとを含み、上記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 (9)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、通信装置において用いられる通信制御プログラムであって、上記通信装置は、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、コンピュータに、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行うステップと、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行うステップとを実行させるためのプログラムであり、上記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 本発明によれば、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて通信が行われる通信システムにおいて、通信経路の変更の必要性を迅速に検知して当該変更を行うことができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置のソフトウェア構成および管理制御の一例を示す図である。 図3は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するRREQメッセージの経路の一例を示す図である。 図4は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するRREPメッセージの経路の一例を示す図である。 図5は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するハローメッセージの経路の一例を示す図である。 図6は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路において発生した異常を検知する動作の一例を示す図である。 図7は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路を変更する際の動作の一例を示す図である。 図8は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路を変更する際の動作の一例を示す図である。 図9は、本発明の第1の実施の形態に係る従局が、通信経路において異常が発生した場合において、AODVプロトコルに従った通信経路の変更に要する時間の比較例を示す図である。 図10は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける主局の構成を示す図である。 図11は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける従局の構成を示す図である。 図12は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、主局が通信経路を変更するための処理を主導的に行う際のシーケンスの一例を示す図である。 図13は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、従局が通信経路を変更するための処理を主導的に行う際のシーケンスの一例を示す図である。 図14は、本発明の第1の実施の形態に係る主局または従局が、通信経路において異常が発生した場合において、通信経路の変更に要する時間の図9に示す比較例に対する短縮結果の一例を示す図である。 図15は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける通信経路の変更処理をモデル化したシミュレーションの概要を示す図である。 図16は、図15に示すシミュレーションにおいて、ハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて通信経路の異常を検知する場合に主局へ到達するパケット数の時間変化の一例を示す図である。 図17は、図15に示すシミュレーションにおいて、主局におけるアプリケーションまたは従局におけるアプリケーションが通信経路の異常を検知する場合に主局へ到達するパケット数の時間変化の一例を示す図である。 図18は、図17に示すシミュレーション結果における、時刻t=29~32秒の到達パケット数変化の拡大図である。 図19は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。 図20は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置のソフトウェア構成および管理制御の一例を示す図である。 図21は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける主局の構成を示す図である。 図22は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける従局の構成を示す図である。
 最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
 (1)本発明の実施の形態に係る通信装置は、通信装置であって、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行う通信部と、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行う再構築処理部とを備え、上記再構築処理部は、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、通信信号の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 すなわち、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置が当該異常を通信装置へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、通信装置および他の通信装置間において通信ができない期間を短縮することができる。
 (2)好ましくは、上記再構築処理部は、新たな上記通信経路を決定するための上記他の通信装置または無線端末装置宛の経路探索情報をブロードキャストする。
 このような構成により、通信装置が他の通信装置または無線端末装置までの通信経路を把握していない場合でも経路探索情報は他の通信装置または無線端末装置まで送信されるので、通信装置における処理を簡素化することができる。
 また、経路探索情報が複数の通信経路を経由して他の通信装置または無線端末装置まで送信されるので、他の通信装置または無線端末装置では、受信した複数の経路探索情報がたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 (3)好ましくは、上記通信装置は、さらに、複数種類の上記通信経路を記憶する記憶部を備え、上記再構築処理部は、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記記憶部に記憶された複数種類の上記通信経路の中から新たな上記通信経路を選択し、上記通信部は、上記再構築処理部によって選択された上記通信経路を用いて上記他の通信装置と通信を行う。
 このように、予め記憶しておいた通信経路をアクティブ化することで新たな通信経路を確立する構成により、ブロードキャストされた経路探索情報を用いて動的に新たな通信経路を確立する構成と比べて、所定のルールに反する状態が発生してから新たな通信経路が確立されるまでに要する時間を短縮することができるので、通信装置および他の通信装置間の通信を早期に再開することができる。
 (4)好ましくは、上記通信装置は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、上記通信部は、上記複数レイヤのうちの第1のレイヤの処理を行うことにより通信を行い、上記再構築処理部は、上記複数レイヤのうち、上記第1のレイヤよりも上位の第2のレイヤの処理を行うことにより、上記通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、第2のレイヤで検知した通信経路の異常についての情報を第1のレイヤの処理に用いることができるので、第1のレイヤが第2のレイヤの処理に関与せずに単独で通信経路の異常を検知する構成と比べて、通信経路の変更の必要性をより早期に検知し、当該変更を行うことができる。
 また、第1のレイヤが単独で通信経路の異常を検知するための情報のやり取りを不要とすることができるので、通信装置、他の通信装置および1または複数の無線端末装置により構成される通信システム全体の負荷を低減することができる。
 (5)本発明の実施の形態に係る通信システムは、通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、1または複数の上記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行う通信装置とを備え、上記通信装置は、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行い、上記通信装置は、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、通信信号の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 すなわち、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置が当該異常を通信装置へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、通信装置および他の通信装置間において通信ができない期間を短縮することができる。
 (6)好ましくは、上記通信装置は、上記所定のルールに反する状態の発生を検知すると、上記通信経路の変更を上記他の通信装置または上記無線端末装置に要求し、上記他の通信装置または上記無線端末装置は、上記通信装置からの要求を受けて、新たな上記通信経路を決定する。
 このような構成により、たとえば、他の通信装置および無線端末装置が所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合であっても、通信装置と他の通信装置または無線端末装置との間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 言い換えると、通信装置と他の通信装置または無線端末装置との間の通信においては、少なくとも通信装置が所定のルールに反する状態の発生を検知する機能を有していれば、通信装置と他の通信装置または無線端末装置との間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。すなわち、他の通信装置および無線端末装置の構成を簡素化することができるので、通信システム全体としてコストを低減することができる。
 また、たとえば、他の通信装置または無線端末装置において所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合でも、他の通信装置または無線端末装置では、通信装置からの要求を受けることにより所定のルールに反する状態が発生したことを認識することができるので、必要な処理を講じることができる。
 (7)より好ましくは、上記通信装置は、新たな上記通信経路を決定するための上記他の通信装置または上記無線端末装置宛の経路探索情報をブロードキャストし、上記他の通信装置または上記無線端末装置は、1または複数種類の上記通信経路を介して受信した上記経路探索情報に基づいて、新たな上記通信経路を決定する。
 このような構成により、通信装置が他の通信装置または無線端末装置までの通信経路を把握していない場合でも経路探索情報は他の通信装置または無線端末装置まで送信されるので、通信装置における処理を簡素化することができる。
 また、経路探索情報が複数の通信経路を経由して他の通信装置または無線端末装置まで送信されるので、他の通信装置または無線端末装置では、受信した複数の経路探索情報がたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 (8)本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、1または複数の上記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能な通信装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記通信装置が、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行うステップと、上記通信装置が、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行うステップとを含み、上記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、通信信号の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 すなわち、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置が当該異常を通信装置へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、通信装置および他の通信装置間において通信ができない期間を短縮することができる。
 (9)本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、通信装置において用いられる通信制御プログラムであって、上記通信装置は、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、コンピュータに、所定のルールに従って上記他の通信装置と通信を行うステップと、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、上記通信経路を変更するための処理を行うステップとを実行させるためのプログラムであり、上記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、上記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、上記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、通信信号の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 すなわち、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置が当該異常を通信装置へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、通信装置および他の通信装置間において通信ができない期間を短縮することができる。
 以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
 <第1の実施の形態>
 [構成および基本動作]
 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
 図1を参照して、無線通信システム(通信システム)401は、たとえばRFC 3561(非特許文献2参照)で規格化された無線アドホックネットワークを含む。無線通信システム401は、主局(通信装置)101と、従局(通信装置)102と、無線端末装置202A~202Fとを備える。
 以下、無線端末装置202A~202Fの各々を無線端末装置202とも称する。なお、図1では、6つの無線端末装置202を代表的に示しているが、無線通信システム401は、少数またはさらに多数の無線端末装置202を備える構成であってもよい。
 無線通信システム401は、当該システムにおける各装置の管理者が同じである場合の例として、工場における品質管理、高度道路交通システム(Intelligent Transport Systems)およびインフラの監視等に用いられる。また、無線通信システム401は、当該システムにおける各装置の管理者が異なる場合の例として、災害時において、各携帯電話を繋ぐ無線アドホックネットワークに用いられる。
 主局101、従局102および各無線端末装置202は、近傍に位置する他の装置と無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。具体的には、たとえば、主局101は、近傍に位置する無線端末装置202D,202E,202Fと無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。また、たとえば、従局102は、近傍に位置する無線端末装置202A,202B,202Cと無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。
 各無線端末装置202は、無線通信により情報を中継することが可能である。具体的には、たとえば、無線端末装置202Eは、主局101から受信した情報を無線端末装置202Bへ送信し、また、無線端末装置202Bから受信した情報を主局101へ送信することにより情報を中継する。無線端末装置202Bは、無線端末装置202Eから受信した情報を従局102へ送信し、また、従局102から受信した情報を無線端末装置202Eへ送信することにより情報を中継する。
 主局101は、たとえば、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路、すなわち1または複数の無線端末装置202を中継装置として含む通信経路を用いて従局102と通信する。具体的には、図1に示す例では、主局101は、たとえば、無線端末装置202E,202Bを経由する通信経路を用いて従局102と通信する。この場合、無線端末装置202E,202Bは、主局101および従局102間でやり取りされる情報を中継する。
 なお、主局101および従局102間で情報をやり取りする際に用いられる通信経路は、無線端末装置202E,202Bを経由する通信経路に限定するものではない。主局101および従局102間で情報をやり取りする際に用いられる通信経路は、たとえば、無線端末装置202E以外または202B以外を経由する通信経路であってもよい。
 また、主局101および従局102の少なくとも一方は、無線端末装置202A~202Fの中でやり取りされる情報を無線通信により中継することが可能であってもよい。
 また、主局101および従局102の少なくとも一方は、無線端末装置202A~202Fのうちのいずれかの無線端末装置202および無線端末装置202A~202F以外の無線端末装置202間でやり取りされる情報を無線通信により中継することが可能であってもよい。
 上記の通信経路は、たとえば、無線通信システム401における各装置間の通信状態および当該各装置の位置等に応じて確立され、また、変更される。
 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置のソフトウェア構成および管理制御の一例を示す図である。
 [主局]
 図2を参照して、主局101は、通信部10と、アプリケーション11と、データベース17とを備える。通信部10は、TCP処理部12と、IP処理部13と、WiFi MAC処理部14と、WiFi PHY処理部15と、AODV処理部16とを含む。なお、アプリケーション11には、たとえば複数のアプリケーションが含まれてもよい。
 主局101は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。主局101において、アプリケーション11は、たとえば、アプリケーションレイヤの処理を行なうことにより、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて従局102と情報のやり取りを行う。
 主局101において、TCP処理部12は、アプリケーションレイヤよりも下位のTCPレイヤの処理を行なう。IP処理部13およびAODV処理部16は、TCPレイヤよりも下位のIPレイヤの処理を行う。WiFi MAC処理部14は、IPレイヤよりも下位のMACレイヤの処理を行う。WiFi PHY処理部15は、MACレイヤよりも下位のPHYレイヤの処理を行う。
 通信部10は、たとえば、1または複数の無線端末装置202経由で従局102から通信信号を受信し、受信した通信信号をIPフレームに変換してアプリケーション11へ出力する。
 アプリケーション11は、たとえば、通信部10から受けたIPフレームから温度情報等のデータ情報を取得し、取得したデータ情報をデータベース17に保持する。
 また、アプリケーション11は、データベース17に保持された情報に基づいて、従局102を制御するための制御情報を生成する。そして、アプリケーション11は、生成した制御情報の宛先(Destination)IPアドレスとして従局102のIPアドレスを設定し、当該制御情報の送信を通信部10に要求する。
 通信部10は、アプリケーション11から制御情報の送信要求を受けると、制御情報を1または複数の無線端末装置202経由で従局102へ送信する。より詳細には、通信部10におけるIP処理部13は、アプリケーション11から送信要求を受けると、制御情報の次の送信先の無線端末装置202のIPアドレスであるネクストホップ(Next Hop)IPアドレスをAODV処理部16へ問い合わせる。
 AODV処理部16は、たとえば、宛先IPアドレスとネクストホップIPアドレスとを対応付けて記録した経路表を保持する。AODV処理部16は、たとえば、宛先IPアドレスである従局102のIPアドレスに対応するネクストホップIPアドレスが経路表に記録されている場合、当該ネクストホップIPアドレスをIP処理部13へ出力する。
 また、AODV処理部16は、たとえば、従局102のIPアドレスに対応するネクストホップIPアドレスが経路表に記録されていない場合、新たな通信経路を構築する。また、AODV処理部16は、たとえば、通信経路において異常が発生したと判断する場合、通信経路を変更する。AODV処理部16は、新たな通信経路を構築する際、または通信経路を変更する際、たとえば経路表を更新する。
 そして、AODV処理部16は、たとえば、更新後の経路表からネクストホップIPアドレスを取得し、取得したネクストホップIPアドレスをIP処理部13へ出力する。なお、新たな通信経路の構築および通信経路の変更の詳細については後述する。
 IP処理部13は、AODV処理部16からネクストホップIPアドレスを受けると、制御情報を含むIPパケットを、当該ネクストホップIPアドレスを有する無線端末装置202へWiFi MAC処理部14およびWiFi PHY処理部15経由で送信する。
 [無線端末装置]
 無線端末装置202は、通信部20と、アプリケーション21とを備える。通信部20は、TCP処理部22と、IP処理部23と、WiFi MAC処理部24と、WiFi PHY処理部25と、AODV処理部26とを含む。なお、アプリケーション21には、たとえば複数のアプリケーションが含まれてもよい。
 無線端末装置202は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。無線端末装置202において、アプリケーション21は、たとえば、アプリケーションレイヤの処理を行なう。TCP処理部22は、アプリケーションレイヤよりも下位のTCPレイヤの処理を行なう。IP処理部23およびAODV処理部26は、TCPレイヤよりも下位のIPレイヤの処理を行う。WiFi MAC処理部24は、IPレイヤよりも下位のMACレイヤの処理を行う。WiFi PHY処理部25は、MACレイヤよりも下位のPHYレイヤの処理を行う。
 通信部20は、主局101、従局102または他の無線端末装置202から通信信号を受信し、受信した通信信号を中継する。
 より詳細には、通信部20におけるIP処理部23は、主局101、従局102または他の無線端末装置202からIPパケットをWiFi MAC処理部24およびWiFi PHY処理部25経由で受信すると、受信したIPパケットの次の送信先のネクストホップIPアドレスをAODV処理部26へ問い合わせる。
 AODV処理部26は、たとえば、宛先IPアドレスとネクストホップIPアドレスとを対応付けて記録した経路表を保持する。AODV処理部26は、たとえば、IP処理部23からネクストホップIPアドレスの問い合わせを受けると、経路表を参照し、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するネクストホップIPアドレスを抽出する。そして、AODV処理部26は、抽出したネクストホップIPアドレスをIP処理部23へ出力する。
 IP処理部23は、AODV処理部26からネクストホップIPアドレスを受けると、IPパケットを、当該ネクストホップIPアドレスを有する主局101、従局102または他の無線端末装置202へWiFi MAC処理部24およびWiFi PHY処理部25経由で送信する。
 [従局]
 従局102は、通信部30と、アプリケーション31と、センサ37とを備える。通信部30は、TCP処理部32と、IP処理部33と、WiFi MAC処理部34と、WiFi PHY処理部35と、AODV処理部36とを含む。なお、アプリケーション31には、たとえば複数のアプリケーションが含まれてもよい。
 センサ37は、具体的には、温度センサである。なお、センサ37は、たとえば加速度センサおよび振動センサ等であってもよい。
 従局102は、階層化された複数のレイヤを有するプロトコルに従って動作する。従局102において、アプリケーション31は、たとえば、アプリケーションレイヤの処理を行なうことにより、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて主局101と情報のやり取りを行う。
 従局102において、TCP処理部32は、アプリケーションレイヤよりも下位のTCPレイヤの処理を行なう。IP処理部33およびAODV処理部36は、TCPレイヤよりも下位のIPレイヤの処理を行う。WiFi MAC処理部34は、IPレイヤよりも下位のMACレイヤの処理を行う。WiFi PHY処理部35は、MACレイヤよりも下位のPHYレイヤの処理を行う。
 通信部30は、たとえば、1または複数の無線端末装置202経由で主局101から通信信号を受信し、受信した通信信号をIPフレームに変換してアプリケーション31へ出力する。
 アプリケーション31は、たとえば、通信部30から受けたIPフレームから制御情報を取得し、自己の従局102に当該制御情報に従った動作を行わせる。
 また、アプリケーション31は、たとえば、センサ37において測定された温度から温度情報をデータ情報として生成する。アプリケーション31は、たとえば、周期的に、具体的には125ミリ秒ごとにデータ情報を生成する。そして、アプリケーション31は、たとえば、生成したデータ情報の宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレスを設定し、当該データ情報の送信を通信部30に要求する。
 通信部30は、アプリケーション31からデータ情報の送信要求を受けると、データ情報を1または複数の無線端末装置202経由で主局101へ送信する。より詳細には、通信部30におけるIP処理部33は、アプリケーション31から送信要求を受けると、データ情報の次の送信先のネクストホップIPアドレスをAODV処理部36へ問い合わせる。
 AODV処理部36は、たとえば、宛先IPアドレスとネクストホップIPアドレスとを対応付けて記録した経路表を保持する。AODV処理部36は、たとえば、宛先IPアドレスである主局101のIPアドレスに対応するネクストホップIPアドレスが経路表に記録されている場合、当該ネクストホップIPアドレスをIP処理部33へ出力する。
 また、AODV処理部36は、たとえば、主局101のIPアドレスに対応するネクストホップIPアドレスが経路表に記録されていない場合、新たな通信経路を構築する。また、AODV処理部36は、たとえば、通信経路において異常が発生したと判断する場合、通信経路を変更する。AODV処理部36は、新たな通信経路を構築する際、または通信経路を変更する際、たとえば経路表を更新する。
 そして、AODV処理部36は、たとえば、更新後の経路表からネクストホップIPアドレスを取得し、取得したネクストホップIPアドレスをIP処理部33へ出力する。
 IP処理部33は、AODV処理部36からネクストホップIPアドレスを受けると、データ情報を含むIPパケットを、当該ネクストホップIPアドレスを有する無線端末装置202へWiFi MAC処理部34およびWiFi PHY処理部35経由で送信する。
 無線通信ネットワーク401において、アドホックネットワークの通信経路は、AODV処理部16,26,36が行うIPレイヤの処理により構築され、また、変更される。以下、AODV処理部16,26,36が新たな通信経路を構築する手順、およびAODV処理部16,26,36が通信経路の異常を検知し、通信経路を変更する手順について、詳細に説明する。
 [新たな通信経路の確立]
 図3は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するRREQメッセージの経路の一例を示す図である。
 図3を参照して、主局101および従局102間において通信経路が確立されていない状況を想定する。
 まず、従局102は、たとえば、従局102および主局101間の通信経路を新たに確立するために主局101宛の経路探索情報であるRREQ(Route Request)メッセージを作成し、作成したRREQメッセージをブロードキャストする。ここで、RREQメッセージには、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレス、送信元(Originator)IPアドレスとして従局102のIPアドレス、ゼロで初期化したホップ数およびRREQメッセージのID等が含まれる(ステップS12)。
 次に、従局102の近傍に位置する無線端末装置202A,202B,202Cは、たとえば、従局102からRREQメッセージを受信すると、受信したRREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202A,202B,202Cは、当該宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREQメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。そして、無線端末装置202A,202B,202Cは、たとえば、RREQメッセージに含まれる送信元IPアドレスおよびRREQメッセージを送信した従局102のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録した後、RREQメッセージをブロードキャストする(ステップS14)。
 次に、無線端末装置202D,202E,202Fは、たとえば、無線端末装置202A,202B,202CからRREQメッセージをそれぞれ受信すると、受信したRREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202D,202E,202Fは、当該宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREQメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。そして、無線端末装置202D,202E,202Fは、たとえば、RREQメッセージに含まれる送信元IPアドレスおよびRREQメッセージを送信した無線端末装置202のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録した後、RREQメッセージをブロードキャストする(ステップS16)。
 また、無線端末装置202A,202Cは、たとえば、無線端末装置202BからRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる、送信元IPアドレスおよびIDに基づいて、RREQメッセージを重複して受信したと認識し、無線端末装置202Bから受信したRREQメッセージを破棄する(ステップS18)。
 次に、主局101は、たとえば、無線端末装置202D,202E,202FからRREQメッセージを受信すると、受信したRREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。主局101は、当該宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じである場合、以下の処理を行う。すなわち、主局101は、たとえば、RREQメッセージを受信した時刻およびRREQメッセージに含まれるホップ数を取得する。そして、主局101は、たとえば、RREQメッセージに含まれる送信元IPアドレス、およびRREQメッセージを送信した無線端末装置202のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する(ステップS20)。
 次に、主局101は、たとえば、複数の無線端末装置202から受信したRREQメッセージのうち、各RREQメッセージの受信時刻およびホップ数に基づいて、1つのRREQメッセージを選択する。主局101は、選択したRREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定する(ステップS22)。
 また、無線端末装置202D,202Fは、たとえば、無線端末装置202EからRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる、送信元IPアドレスおよびIDに基づいて、RREQメッセージを重複して受信したと認識し、無線端末装置202Eから受信したRREQメッセージを破棄する(ステップS24)。
 たとえば、主局101は、上記ステップS20において、無線端末装置202D,202E,202Fから受信した各RREQメッセージのホップ数は同じであるので、受信時刻に基づいて、1つのRREQメッセージを選択する。より詳細には、主局101は、たとえば、各RREQメッセージの受信時刻が異なる場合、受信時刻が最も早かったRREQメッセージを選択する。具体的には、主局101は、たとえば、無線端末装置202EからのRREQメッセージを最も早い受信時刻で受信した場合、当該RREQメッセージを選択し、選択したRREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定する。すなわち、主局101は、情報を伝送するために要する時間が最も短い経路を通信経路として決定する。
 また、主局101および無線端末装置202A~202Fは、上記ステップS14、S16およびS20において、受信したRREQメッセージに基づいて経路表を更新する。
 これにより、主局101および無線端末装置202A~202Fが保持する経路表には、宛先IPアドレスとしての従局102のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとが対応付けて記録されるので、主局101および無線端末装置202A~202Fは、従局102を宛先とするパケットを正しく転送することができる。
 図4は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するRREPメッセージの経路の一例を示す図である。
 図4を参照して、上述のように、主局101が、無線端末装置202EからのRREQメッセージを最も早い受信時刻で受信し、当該RREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定した状況を想定する。
 まず、主局101は、たとえば、従局102に対して通信経路を通知するために従局102宛のRREP(Route Reply)メッセージを作成する。そして、主局101は、たとえば、自己が保持する経路表、および通信経路の決定結果に基づいて、RREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして無線端末装置202EのIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする。ここで、RREPメッセージには、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレス、送信元IPアドレスとして従局102のIPアドレスおよびゼロで初期化したホップ数等が含まれる(ステップS32)。
 次に、無線端末装置202Eは、たとえば、主局101からRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202Eは、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREPメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。無線端末装置202Eは、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した主局101のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、無線端末装置202Eは、たとえば、当該送信元IPアドレスおよび経路表に記録された内容に基づいてRREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして無線端末装置202BのIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする(ステップS34)。
 次に、無線端末装置202Bは、たとえば、無線端末装置202EからRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202Bは、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREPメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。無線端末装置202Bは、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した無線端末装置202EのIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、無線端末装置202Bは、たとえば、当該送信元IPアドレスおよび経路表に記録された内容に基づいてRREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして従局102のIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする(ステップS36)。
 次に、従局102は、たとえば、無線端末装置202BからRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。従局102は、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じである場合、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した無線端末装置202BのIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、従局102は、RREPメッセージに含まれるホップ数を取得した後、RREPメッセージを破棄する(ステップS38)。
 たとえば、無線端末装置202E、無線端末装置202Bおよび従局102は、それぞれ上記ステップS34、S36およびS38において、受信したRREPメッセージに基づいて経路表を更新する。
 これにより、無線端末装置202E、無線端末装置202Bおよび従局102が保持する経路表には、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとが対応付けて記録されるので、無線端末装置202E、無線端末装置202Bおよび従局102は、主局101を宛先とするパケットを正しく転送することができる。
 すなわち、主局101および従局102間において、無線端末装置202E,202Bを経由する通信経路が確立される。
 また、たとえば、無線端末装置202は、上記ステップS14およびS16において、主局101までの通信経路を有する場合、すなわち、自己が保持する経路表において宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとしてのIPアドレスとを対応付けて記録した部分を有する場合、以下の処理を行う。
 すなわち、無線端末装置202は、たとえば、RREQメッセージを受信すると、受信したRREQメッセージが経由した経路を通信経路として決定し、RREQメッセージを中継する代わりに、RREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを従局102へ送信する。
 これにより、無線通信システム401において、RREQメッセージがブロードキャストされることによる通信の負荷を軽減し、かつ、通信経路の決定に要する時間を短縮することができる。
 なお、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システム401では、従局102がRREQメッセージを主局101へ送信し、主局101がRREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを従局102へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、主局101がRREQメッセージを従局102へ送信し、従局102がRREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを主局101へ送信する構成であってもよい。
 [通信経路の状態確認]
 図5は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が送受信するハローメッセージの経路の一例を示す図である。
 図5を参照して、無線通信システム401における主局101、従局102および無線端末装置202A~202Fは、たとえば、周期的に、具体的には10秒周期で、通信が正常であるか否かを確認するためのハローメッセージをブロードキャストする(ステップS52)。
 次に、主局101、従局102および無線端末装置202A~202Fは、たとえば、自己の近傍に位置する装置からハローメッセージを周期的に正しく受信できている場合、自己の近傍に位置する装置が正常に動作していると認識する(ステップS54)。
 なお、上記ステップS52において、無線通信システム401における各装置がハローメッセージを送信するタイミングは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
 [通信経路の異常通知]
 図6は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路において発生した異常を検知する動作の一例を示す図である。
 図6を参照して、主局101および従局102間において、無線端末装置202E,202Bを経由する通信経路が確立されている状況を想定する。また、主局101、従局102および各無線端末装置202は、図5に示すように、ハローメッセージを周期的に送受信することにより、自己の近傍に位置する装置が正常に動作しているか否かを確認する。
 まず、たとえば、主局101および無線端末装置202E間において、通信を行うことができない状況が発生する(ステップS72)。
 次に、主局101および無線端末装置202D,202E,202Fは、たとえば10秒周期のハローメッセージの送信タイミングにおいて、ハローメッセージをブロードキャストする(ステップS74)。なお、図示していないが、従局102および無線端末装置202A,202B,202Cも、たとえばハローメッセージの送信タイミングにおいて、ハローメッセージをブロードキャストする。
 次に、主局101および無線端末装置202Eは、それぞれ無線端末装置202Eおよび主局101から、たとえば周期的に受信すべきハローメッセージを受信できなかったことを認識する(ステップS76)。
 次に、主局101および無線端末装置202D,202E,202Fは、たとえば次の送信タイミングにおいて、ハローメッセージをブロードキャストする(ステップS78)。なお、図示していないが、従局102および無線端末装置202A,202B,202Cも、たとえば次の送信タイミングにおいて、ハローメッセージをブロードキャストする。
 次に、主局101および無線端末装置202Eは、たとえば、周期的に受信すべきハローメッセージを2回連続で受信できなかったことを認識し、主局101および無線端末装置202E間において通信を行うことができない状況が発生したと判断する(ステップS80)。
 次に、無線端末装置202Eは、たとえば、主局101のIPアドレスが、通信をすることができない不達送信先IPアドレスとなった旨を示すRERR(Route Error)メッセージを自己の近傍に位置する無線端末装置202Bへユニキャストする(ステップS82)。この際、無線端末装置202Eは、たとえば、自己が保持する経路表において、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとしての主局101のIPアドレスとを対応付けて記録した部分を無効にする。
 次に、無線端末装置202Bは、たとえば、無線端末装置202EからRERRメッセージを受信すると、受信したRERRメッセージを自己の近傍に位置する従局102へユニキャストする(ステップS84)。この際、無線端末装置202Eは、たとえば、自己が保持する経路表において、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとしての無線端末装置202EのIPアドレスとを対応付けて記録した部分を無効にする。
 次に、従局102は、たとえば、無線端末装置202BからRERRメッセージを受信すると、受信したRERRメッセージに基づいて、以下の処理を行う。すなわち、従局102は、たとえば、自己が保持する経路表において、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとしての無線端末装置202BのIPアドレスとを対応付けて記録した部分を無効にする(ステップS86)。
 なお、無線端末装置202Eおよび無線端末装置202Bは、それぞれ上記ステップS82およびS84においてRERRメッセージをユニキャストしたが、ブロードキャストしてもよい。
 [通信経路の変更]
 図7は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路を変更する際の動作の一例を示す図である。
 図7を参照して、上述のように、無線端末装置202E,202Bおよび従局102がRERRメッセージを受信し、受信したRERRメッセージに基づいて、自己が保持する経路表の一部を無効にした状況を想定する。
 まず、図2に示す従局102におけるアプリケーション31は、たとえば、125ミリ秒ごとに温度情報をデータ情報として生成する。そして、アプリケーション31は、たとえば、生成したデータ情報の宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレスを設定し、当該データ情報の送信をIP処理部33に要求する。IP処理部33は、アプリケーション31から送信要求を受けると、データ情報のネクストホップIPアドレスをAODV処理部36へ問い合わせる(ステップS90)。
 次に、AODV処理部36は、経路表を参照し、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとしての無線端末装置202BのIPアドレスとを対応付けて記録した部分が無効になっていることを認識する。そして、AODV処理部36は、従局102および主局101間の通信経路を変更するために主局101宛の経路探索情報であるRREQメッセージを作成し、作成したRREQメッセージをブロードキャストする(ステップS92)。
 ステップS92~S98の動作は、図3に示すステップS12~S18の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
 次に、主局101は、たとえば、無線端末装置202D,202FからRREQメッセージを受信すると、受信したRREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。主局101は、当該宛先IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じである場合、以下の処理を行う。すなわち、主局101は、たとえば、RREQメッセージを受信した時刻およびRREQメッセージに含まれるホップ数を取得する。そして、主局101は、たとえば、RREQメッセージに含まれる送信元IPアドレス、およびRREQメッセージを送信した無線端末装置202のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する(ステップS100)。
 次に、主局101は、たとえば、複数の無線端末装置202から受信したRREQメッセージのうち、各RREQメッセージの受信時刻およびホップ数に基づいて、1つのRREQメッセージを選択する。主局101は、選択したRREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定する(ステップS102)。
 また、無線端末装置202D,202Fは、たとえば、無線端末装置202EからRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる、送信元IPアドレスおよびIDに基づいて、RREQメッセージを重複して受信したと認識し、無線端末装置202Eから受信したRREQメッセージを破棄する(ステップS104)。
 たとえば、主局101は、上記ステップS100において、無線端末装置202D,202Fから受信した各RREQメッセージのホップ数は同じであるので、受信時刻に基づいて、1つのRREQメッセージを選択する。具体的には、主局101は、たとえば、無線端末装置202DからのRREQメッセージを最も早い受信時刻で受信した場合、当該RREQメッセージを選択し、選択したRREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定する。
 図8は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置が通信経路を変更する際の動作の一例を示す図である。
 図8を参照して、上述のように、主局101が、たとえば、無線端末装置202DからのRREQメッセージを最も早い受信時刻で受信し、当該RREQメッセージがたどった経路を通信経路として決定した状況を想定する。
 まず、主局101は、たとえば、従局102に対して通信経路を通知するために従局102宛のRREPメッセージを作成する。そして、主局101は、たとえば、自己が保持する経路表、および通信経路の決定結果に基づいて、RREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして無線端末装置202DのIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする。ここで、RREPメッセージには、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレス、送信元IPアドレスとして従局102のIPアドレスおよびゼロで初期化したホップ数等が含まれる(ステップS122)。
 次に、無線端末装置202Dは、たとえば、主局101からRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202Dは、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREPメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。無線端末装置202Dは、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した主局101のIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、無線端末装置202Dは、たとえば、当該送信元IPアドレスおよび経路表に記録された内容に基づいてRREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして無線端末装置202AのIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする(ステップS124)。
 次に、無線端末装置202Aは、たとえば、無線端末装置202DからRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。無線端末装置202Aは、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じでない場合、たとえばRREPメッセージに含まれるホップ数をインクリメントする。無線端末装置202Aは、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した無線端末装置202DのIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、無線端末装置202Aは、たとえば、当該送信元IPアドレスおよび経路表に記録された内容に基づいてRREPメッセージのネクストホップIPアドレスとして従局102のIPアドレスを設定し、RREPメッセージをユニキャストする(ステップS126)。
 次に、従局102は、たとえば、無線端末装置202AからRREPメッセージを受信すると、受信したRREPメッセージに含まれる送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じであるか否かを確認する。従局102は、当該送信元IPアドレスと自己のIPアドレスとが同じである場合、たとえば、RREPメッセージに含まれる宛先IPアドレス、およびRREPメッセージを送信した無線端末装置202AのIPアドレスを、それぞれ宛先IPアドレスおよびネクストホップIPアドレスとして経路表に対応付けて記録する。そして、従局102は、RREPメッセージに含まれるホップ数を取得した後、RREPメッセージを破棄する(ステップS128)。
 次に、図2に示す従局102におけるAODV処理部36は、従局102および主局101間の通信経路の変更処理が完了したので、IP処理部33からのネクストホップIPアドレスについての問い合わせに対し、更新後の経路表に基づいて無線端末装置202AのIPアドレスをIP処理部33へ出力する(ステップS130)。
 [課題]
 図9は、本発明の第1の実施の形態に係る従局が、通信経路において異常が発生した場合において、AODVプロトコルに従った通信経路の変更に要する時間の比較例を示す図である。
 図9を参照して、「状態確認」に相当する時間は、たとえば、無線通信システム401における主局101、従局102および各無線端末装置202がハローメッセージを送信する周期に対してハローメッセージの受信ロスの許容回数を乗じた時間である。たとえば、送信周期が10秒および許容回数が2回の場合、「状態確認」に相当する時間は、20秒である。
 より詳細には、主局101、従局102および各無線端末装置202は、たとえば時刻t0において、ハローメッセージをブロードキャストし、通信経路において異常がないことを確認する(図5に示すステップS52およびS54)。
 たとえば、時刻t1において、通信経路の一部に異常が発生する(図6に示すステップS72)。
 たとえば、主局101、従局102および各無線端末装置202は、時刻t2およびt3において、ハローメッセージをブロードキャストする(図6に示すステップS74およびS78)。一方、主局101および無線端末装置202Eは、時刻t2およびt3において、それぞれ無線端末装置202Eおよび主局101から、たとえば10秒周期で受信すべきハローメッセージを受信できなかったことを認識する(図6に示すステップS76およびS80)。
 また、主局101および無線端末装置202Eは、時刻t3において、ハローメッセージの受信ロスの回数が許容回数に達したので、主局101および無線端末装置202E間において通信を行うことができない状況が発生したと判断する(図6に示すステップS80)。
 すなわち、無線通信システム401における通信経路に異常が発生してから、主局101、従局102または各無線端末装置202が、通信を行うことができない状況が発生したと判断するまでの時間である検知所要時間は、たとえば、ハローメッセージの送信周期より長く、かつ当該送信周期の2倍より短い。
 「異常通知」に要する時間は、たとえば、無線端末装置202Eが時刻t3にRERRメッセージを無線端末装置202Bへユニキャストしてから従局102が時刻t4にRERRメッセージを受信するまでの時間である(図6に示すステップS82~S86)。
 ユニキャストによるメッセージの転送時間は、たとえば1ホップあたり1ミリ秒程度である。したがって、「異常通知」に要する時間は、たとえば数ミリ秒である。
 「アプリケーション周期」に相当する時間は、たとえば、図2に示すAODV処理部36がRERRメッセージを時刻t4に受信してから(図6に示すステップS86)IP処理部33がアプリケーション31から送信要求を受け、時刻t5にデータ情報のネクストホップIPアドレスをAODV処理部36へ問い合わせるまで(図7に示すステップS90)の時間である。
 AODVプロトコルはリアクティブ型のプロトコルであるので、AODV処理部36は、たとえば、時刻t4においてRERRメッセージを受信しても、時刻t5においてIP処理部33からネクストホップIPアドレスの問い合わせがあるまでRREQメッセージを送信しない。したがって、「アプリケーション周期」に相当する時間は、アプリケーション31がデータ情報の送信要求をIP処理部33へ出力する周期である125ミリ秒未満である。
 「経路要求」に要する時間は、たとえば、従局102が時刻t5に主局101宛のRREQメッセージをブロードキャストしてから主局101が時刻t6に当該RREQメッセージを受信するまでの時間である(図7に示すステップS92~S102)。ブロードキャストによるメッセージの転送時間は、たとえば1ホップあたり数十ミリ秒程度である。したがって、「経路要求」に要する時間は、たとえば数十~数百ミリ秒である。
 「経路通知」に要する時間は、たとえば、主局101が時刻t6に従局102宛のRREPメッセージをユニキャストしてから従局102が時刻t7に当該RREPメッセージを受信し、通信経路が変更されるまでの時間である(図8に示すステップS122~S130)。「経路通知」に要する時間は、たとえば数ミリ秒である。
 上記のように、時刻t1において無線通信システム401における通信経路に異常が発生してから、時刻t7において通信経路が変更されるまでの時間のうち、検知所要時間が10秒より長いのに対して、「異常通知」、「アプリケーション周期」、「経路要求」および「経路通知」の合計時間は数百ミリ秒である。
 したがって、通信経路に異常が発生してから通信経路が変更されるまでの時間を短縮するためには、検知所要時間を短くすることが効果的であると考えられる。
 しかしながら、たとえば、ハローメッセージの送信周期を短くする場合、無線通信システム401における通信負荷が増加してしまうので好ましくない。
 また、ハローメッセージの受信ロスの許容回数を減少させる場合、通信経路の変更を要する程の異常が発生していないにもかかわらず通信経路の変更を要すると誤って判断してしまう確率が高くなる。
 たとえば、主局101、従局102または各無線端末装置202が通信経路に異常が発生していると誤って判断した場合、RERRメッセージ、RREQメッセージおよびRREPメッセージを送信してしまうので、無線通信システム401における通信負荷が増加してしまう。
 そこで、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。
 [主局の構成]
 図10は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける主局の構成を示す図である。
 図10を参照して、主局101は、通信部10と、無線受信部40と、無線送信部41と、データ情報取得部42と、再構築処理部43と、記憶部46と、通信制御部47とを備える。再構築処理部43は、ルール判断部44と、AODV制御部45とを含む。データ情報取得部42、再構築処理部43および通信制御部47は、アプリケーション11の一部または全部に相当する。記憶部46は、データベース17の一部または全部に相当する。
 無線受信部40は、無線端末装置202から無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンド信号またはIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換し、この周波数変換した信号をデジタル信号に変換して通信部10へ出力する。
 無線送信部41は、通信部10から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号に周波数変換して無線端末装置202へ送信する。
 通信部10は、たとえば、1または複数の無線端末装置202を介して、従局102と通信する。また、通信部10は、たとえば、自己の主局101および従局102間の通信経路を取得し、取得した通信経路を記憶部46に記憶させる。
 また、通信部10は、たとえば、1または複数の無線端末装置202を介して従局102からTCP/IPパケットを受信すると、当該TCP/IPパケットを受信した旨を示すACKを従局102へ送信する。
 データ情報取得部42は、従局102からのデータ情報たとえば温度情報を通信部10から取得し、取得したデータ情報を記憶部46に記憶させる。
 また、データ情報取得部42は、たとえば、データ情報の取得を完了した旨を示す取得完了情報を、通信部10から温度情報を取得したタイミングで再構築処理部43へ出力する。
 記憶部46は、たとえば、経路表およびデータ情報取得部42から受けるデータ情報を記憶する。経路表には、たとえば、通信部10から受ける通信経路が記録される。なお、記憶部46は、たとえば主局101の外部に設けられてもよい。
 再構築処理部43は、たとえば、通信部10が所定のルールに従って従局102と通信を行っているか否かを判断する。具体的には、再構築処理部43は、たとえば、従局102から規則的に送信される自己の主局101宛の通信信号の到着状況に基づいて、通信部10が上記所定のルールに従って従局102と通信を行っているか否かを判断する。そして、再構築処理部43は、たとえば、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 より詳細には、再構築処理部43におけるルール判断部44は、たとえば、通信部10が所定の周期ごと、具体的には125ミリ秒ごとにデータ情報を受信している場合、通信部10が所定のルールに従って従局102と通信していると判断する。また、ルール判断部44は、たとえば、通信部10が125ミリ秒ごとにデータ情報を受信していない場合、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っていないと判断する。
 具体的には、ルール判断部44は、たとえば、データ情報取得部42から取得完了情報を受けるタイミングの間隔が125ミリ秒である場合、通信部10が所定のルールに従って従局102と通信していると判断する。
 また、ルール判断部44は、たとえば、データ情報取得部42から取得完了情報を受けるタイミングの間隔が125ミリ秒より長い場合、または当該間隔が125ミリ秒より短い場合、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っていないと判断する。この際、ルール判断部44は、たとえば、所定のルールに反する状態が発生した旨を示す通信異常情報をAODV制御部45へ出力する。
 なお、ルール判断部44は、たとえば、データ情報取得部42から取得完了情報を受けるタイミングの間隔が125ミリ秒に許容時間αを加えた時間より短い場合、通信部10が所定のルールに従って従局102と通信を行っていると判断してもよい。
 ここで、許容時間αは、たとえば、従局102から主局101への通信経路において混雑が発生した場合に予想されるデータ情報の延着時間である。
 これにより、たとえば、通信経路において混雑が発生し、データ情報が主局101に到着するタイミングが遅れた場合においても、ルール判断部44が、所定のルールに反する状態が発生したと誤って判断してしまう可能性を低減することができる。
 また、ルール判断部44は、データ情報取得部42から取得完了情報を受けるタイミングの間隔が125ミリ秒より長い場合、または当該間隔が125ミリ秒より短い場合が1回生じれば、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っていないと判断したが、これに限定するものではない。ルール判断部44は、たとえば、当該間隔が125ミリ秒より長い場合、または当該間隔が125ミリ秒より短い場合が複数回連続するとき、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っていないと判断してもよい。
 これにより、ルール判断部44は、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っているか否かをより正確に判断することができる。
 AODV制御部45は、たとえば、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、通信経路を変更するための処理を行う。具体的には、AODV制御部45は、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、たとえば、通信経路の変更を従局102へ要求する。より詳細には、AODV制御部45は、たとえば、従局102宛の経路探索情報をブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を図2に示す通信部10におけるAODV処理部16へ出力する。
 AODV処理部16は、AODV制御部45から通信経路変更命令を受けると、宛先IPアドレスとして従局102のIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 通信制御部47は、たとえば、記憶部46が保持する温度情報等のデータ情報に基づいて、従局102におけるセンサ37の測定条件を変更するための制御情報を作成し、作成した制御情報を通信部10経由で従局102へ送信する。
 また、通信制御部47は、たとえば、記憶部46が保持する温度情報等のデータ情報が不足している場合、データ情報の再送を要求する旨を示す制御情報を作成し、作成した制御情報を通信部10経由で従局102へ送信する。
 [従局の構成]
 図11は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける従局の構成を示す図である。
 図11を参照して、従局102は、通信部30と、センサ37と、無線受信部60と、無線送信部61と、データ情報処理部62と、再構築処理部63と、記憶部66と、通信制御部67とを備える。再構築処理部63は、ルール判断部64と、AODV制御部65とを含む。データ情報処理部62、再構築処理部63および通信制御部67は、アプリケーション31の一部または全部に相当する。センサ37は、図2に示すセンサ37と同様であるので詳細な説明は繰り返さない。
 無線受信部60は、無線端末装置202から無線信号を受信し、受信した無線信号をベースバンド信号またはIF(Intermediate Frequency)信号に周波数変換し、この周波数変換した信号をデジタル信号に変換して通信部30へ出力する。
 無線送信部61は、通信部30から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号に周波数変換して無線端末装置202へ送信する。
 通信部30は、たとえば、1または複数の無線端末装置202を介して、主局101と通信する。また、通信部30は、たとえば、自己の従局102および主局101間の通信経路を取得し、取得した通信経路を記憶部66に記憶させる。
 記憶部66は、たとえば、経路表を記憶する。経路表には、たとえば、通信部30から受ける通信経路が記録される。なお、記憶部66は、たとえば従局102の外部に設けられてもよい。
 データ情報処理部62は、たとえば、125ミリ秒の周期で、センサ37において測定された温度から温度情報を生成し、生成した温度情報をデータ情報として通信制御部67へ出力する。
 通信制御部67は、たとえば、データ情報処理部62からデータ情報を受けると、受けたデータ情報をTCPプロトコルに従って主局101へ送信すべき旨を示す要求を通信部30へ出力する。この際、通信制御部67は、たとえば、データ情報を主局101へ送信した旨を示す送信完了情報を再構築処理部63へ出力する。
 また、通信制御部67は、通信部30から受けたIPフレーム等から制御情報を取得する。通信制御部67は、たとえば、制御情報の内容に従って、測定周期等のセンサ37の測定条件を変更し、また、温度情報等のデータ情報を主局101へ再送する。
 通信部30は、たとえば、通信制御部67から上記要求を受けると、データ情報を無線端末装置202経由で主局101へTCPプロトコルに従って送信する。そして、通信部30は、たとえば、データ情報の送信に対するACKを無線端末装置202経由で主局101から受信すると、ACKを受信した旨を示すACK受信情報を再構築処理部63へ出力する。
 再構築処理部63は、たとえば、通信部30が所定のルールに従って主局101と通信を行っているか否かを判断する。具体的には、再構築処理部63は、たとえば、主局101から規則的に送信される自己の従局102宛の通信信号の到着状況に基づいて、通信部30が上記所定のルールに従って主局101と通信を行っているか否かを判断する。そして、再構築処理部63は、たとえば、上記所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 より詳細には、再構築処理部63におけるルール判断部64は、たとえば、通信部30がデータ情報を送信した後、所定時間内に当該データ情報に対するACKを受信している場合、通信部30が所定のルールに従って主局101と通信していると判断する。また、ルール判断部64は、たとえば、通信部30がデータ情報を送信した後、所定時間内に当該データ情報に対するACKを受信できなかった場合、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っていないと判断する。
 具体的には、ルール判断部64は、たとえば、通信制御部67が出力する送信完了情報を受けてから通信部30が出力するACK受信情報を受けるまでの時間を計測する。ルール判断部64は、たとえば、計測時間が所定時間以内である場合、通信部30が所定のルールに従って主局101と通信していると判断する。
 データ情報および当該データ情報に対するACKは、通信経路に沿ってユニキャストされるので、上記所定時間は、たとえば数十ミリ秒に設定される。
 また、ルール判断部64は、たとえば、計測時間が所定時間を越えた場合、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っていないと判断する。この際、ルール判断部64は、たとえば、所定のルールに反する状態が発生した旨を示す通信異常情報をAODV制御部65へ出力する。
 なお、ルール判断部64は、たとえば、計測時間が所定時間に許容時間βを加えた時間以内である場合、通信部30が所定のルールに従って主局101と通信を行っていると判断してもよい。
 ここで、許容時間βは、たとえば、従局102および主局101間の通信経路において混雑が発生した場合に予想されるデータ情報および当該データ情報に対するACKの延着時間である。
 これにより、たとえば、通信経路において混雑が発生し、データ情報および当該データ情報に対するACKが到着するタイミングが遅れた場合においても、ルール判断部64が、所定のルールに反する状態が発生したと誤って判断してしまう可能性を低減することができる。
 また、ルール判断部64は、計測時間が所定時間を越える場合が1回生じれば、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っていないと判断したが、これに限定するものではない。ルール判断部64は、たとえば、計測時間が所定時間を越える場合が複数回連続するとき、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っていないと判断してもよい。
 これにより、ルール判断部64は、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っているか否かをより正確に判断することができる。
 AODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、通信経路を変更するための処理を行う。具体的には、AODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、通信経路の変更を主局101へ要求する。より詳細には、AODV制御部65は、たとえば、主局101宛の経路探索情報をブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を図2に示す通信部30におけるAODV処理部36へ出力する。
 AODV処理部36は、AODV制御部65から通信経路変更命令を受けると、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 [動作]
 次に、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置の動作について図面を用いて説明する。
 主局101、従局102および無線端末装置202の各々は、以下に示すシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムをそれぞれ図示しないメモリから読み出して実行する。これらのプログラムは、外部からインストールすることができる。
 [主局が通信経路の変更処理を主導的に行う場合]
 図12は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、主局が通信経路を変更するための処理を主導的に行う際のシーケンスの一例を示す図である。
 図12を参照して、主局101および従局102間において、無線端末装置202J,202Kを経由する通信経路が確立されており、かつ、データ情報が従局102から主局101へ周期的に送信される状況を想定する。また、無線端末装置202J,202K,202Lは、無線端末装置202A~202Fと同様である。以下、無線端末装置202J,202K,202Lの各々を無線端末装置202とも称する。
 まず、従局102は、たとえば、125ミリ秒周期の温度測定におけるN周目の温度測定を行う(ステップS202)。
 次に、従局102は、たとえば、N周目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として生成し、125ミリ秒周期の送信タイミングである時刻ts1において、生成したデータ情報を主局101へ送信する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202K,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS204)。
 次に、主局101は、従局102からデータ情報を受信すると、たとえば、受信したデータ情報が従局102から規則的に送信されたか否かを判断する。具体的には、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、従局102からデータ情報を125ミリ秒間隔で受信できたので、通信部10が所定のルールに従って従局102と通信を行っていると判断する、すなわち通信経路において異常がないと判断する(ステップS206)。
 次に、従局102は、たとえば、125ミリ秒周期の温度測定における(N+1)周目の温度測定を行う(ステップS208)。
 次に、従局102は、たとえば、(N+1)周目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として生成し、時刻ts1から125ミリ秒経過した時刻ts2において、生成したデータ情報を主局101へ送信する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202K,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS210)。
 次に、主局101は、従局102からデータ情報を受信する。この際、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、従局102からデータ情報を125ミリ秒間隔で受信できたので、通信経路において異常がないと判断する(ステップS212)。
 次に、たとえば、通信経路の一部である無線端末装置202J,202K間において、通信を行うことができない状況が発生する(ステップS214)。
 また、従局102は、たとえば、125ミリ秒周期の温度測定における(N+2)周目の温度測定を行う(ステップS216)。
 次に、従局102は、たとえば、(N+2)周目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として生成し、時刻ts2から125ミリ秒経過した時刻ts3において、生成したデータ情報を主局101へ送信する。しかしながら、無線端末装置202J,202K間では通信を行うことができないので、当該データ情報は、たとえば無線端末装置202Kのバッファにおいて滞留した後、無線端末装置202Kにより破棄される(ステップS218)。
 次に、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、従局102からデータ情報を125ミリ秒間隔で受信できなかったことを認識し、通信部10が所定のルールに従った通信を行っていないと判断する、すなわち通信経路において異常があると判断する(ステップS220)。
 次に、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、従局102宛の経路探索情報であるRREQメッセージを通信部10にブロードキャストさせる。RREQメッセージは、たとえば、無線端末装置202J,202L等の各無線端末装置202によって中継され、従局102に到着する。従局102は、たとえば、RREQメッセージが経由した経路ごとにRREQメッセージを受信する(ステップS222)。
 次に、従局102は、経路ごとのRREQメッセージを受信すると、たとえば、無線端末装置202Lから受信したRREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを無線端末装置202Lへユニキャストする。RREPメッセージは、たとえば、無線端末装置202L,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS224)。
 これにより、主局101および従局102間において、無線端末装置202J,202Lを経由する通信経路が確立される(ステップS226)。
 次に、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、(N+2)周目の測定結果を含むデータ情報を受信できなかったので、当該データ情報の再送要求を従局102へ送信する。再送要求は、たとえば、無線端末装置202J,202Lによって中継され、従局102に到着する(ステップS228)。
 次に、従局102は、たとえば、主局101から再送要求を受信すると、(N+2)周目の測定結果を含むデータ情報を主局101へ再送する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202L,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS230)。
 次に、従局102は、たとえば、125ミリ秒周期の温度測定における(N+3)周目の温度測定を行う(ステップS232)。
 次に、従局102は、たとえば、(N+3)周目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として生成し、時刻ts3から125ミリ秒経過した時刻ts4において、生成したデータ情報を主局101へ送信する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202L,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS234)。
 次に、主局101は、従局102からデータ情報を受信する。この際、主局101におけるアプリケーション11は、たとえば、(N+2)周目の測定結果を含むデータ情報を除いて従局102からデータ情報を125ミリ秒間隔で受信できているので、通信経路において異常がないと判断する(ステップS236)。
 主局101および従局102が、通信を行うことができない状況が発生したことについて(ステップS214)、たとえば図6に示すようにハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて検知する場合、当該状況が発生してから主局101および従局102が当該状況を認識するまでの時間は、以下の時間となる。すなわち、たとえばハローメッセージの送信周期が10秒であり、かつハローメッセージの受信ロスの許容回数が2回である場合、当該時間は、10秒~20秒程度である。
 一方、主局101におけるアプリケーション11は、上記ステップS220において、従局102からデータ情報を125ミリ秒間隔で受信できなかったことから、通信を行うことができない状況が発生したことを認識する。通信を行うことができない状況が発生してから主局101が当該異常を検知するまでの時間は、125ミリ秒未満である。
 すなわち、主局101におけるアプリケーション11が、周期的に受信するデータ情報に基づいて、無線通信システム401において発生した通信の異常を検知する構成により、ハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて通信の異常を検知する構成と比べて、通信の異常が発生してから主局101が当該異常を検知するまでの時間を短縮することができる。
 これにより、主局101では、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 また、無線通信システム401では、通信経路において発生した通信の異常を検知するためのハローメッセージおよびRERRメッセージを不要にすることができるので、無線通信システム401における通信の負荷を軽減することができる。
 [従局が通信経路の変更処理を主導的に行う場合]
 図13は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおいて、従局が通信経路を変更するための処理を主導的に行う際のシーケンスの一例を示す図である。
 図13を参照して、主局101および従局102間において、無線端末装置202K,202Lを経由する通信経路が確立されており、かつ、双方向の通信が行われる状況を想定する。具体的には、従局102は、TCPプロトコルに従ってデータ情報を主局101へ送信した後、当該データ情報に対するACKを受信する。
 まず、従局102は、たとえば、M回目の温度測定を行う(ステップS302)。
 次に、従局102は、たとえば、M回目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として主局101へ送信する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202L,202Kによって中継され、主局101に到着する(ステップS304)。
 次に、主局101は、従局102からデータ情報を受信すると、データ情報を受信した旨を示すACKを従局102へ送信する。ACKは、たとえば、無線端末装置202K,202Lによって中継され、従局102に到着する(ステップS306)。
 次に、従局102は、たとえば、主局101からACKを規則的に受信できたか否かを判断する。具体的には、従局102におけるアプリケーション31は、たとえば、主局101へデータ情報を送信してから所定時間以内に当該データ情報に対するACKを受信できたので、通信部30が所定のルールに従って主局101と通信を行っていると判断する、すなわち通信経路において異常がないと判断する(ステップS308)。
 次に、たとえば、通信経路の一部である無線端末装置202L,202K間において、通信を行うことができない状況が発生する(ステップS310)。
 また、従局102は、たとえば、(M+1)回目の温度測定を行う(ステップS312)。
 次に、従局102は、たとえば、(M+1)回目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として主局101へ送信する。しかしながら、無線端末装置202L,202K間では通信を行うことができないので、当該データ情報は、たとえば無線端末装置202Lのバッファにおいて滞留した後、無線端末装置202Lにより破棄される(ステップS314)。
 次に、従局102におけるアプリケーション31は、たとえば、主局101へデータ情報を送信してから所定時間以内に当該データ情報に対するACKを受信できなかったことを認識し、通信部30が所定のルールに従った通信を行っていないと判断する、すなわち通信経路において異常があると判断する(ステップS316)。
 次に、従局102におけるアプリケーション31は、たとえば、主局101宛の経路探索情報であるRREQメッセージを通信部30にブロードキャストさせる。RREQメッセージは、たとえば、無線端末装置202L,202J等の各無線端末装置202によって中継され、主局101に到着する。主局101は、たとえば、RREQメッセージが経由した経路ごとにRREQメッセージを受信する(ステップS318)。
 次に、主局101は、経路ごとのRREQメッセージを受信すると、たとえば、無線端末装置202Jから受信したRREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを無線端末装置202Jへユニキャストする。RREPメッセージは、たとえば、無線端末装置202J,202Lによって中継され、従局102に到着する(ステップS320)。
 これにより、従局102および主局101間において、無線端末装置202L,202Jを経由する通信経路が確立される(ステップS322)。
 次に、従局102は、たとえば、通信経路において異常があると判断したので、(M+1)回目の測定結果を含む温度情報をデータ情報として主局101へ再送する。データ情報は、たとえば、無線端末装置202L,202Jによって中継され、主局101に到着する(ステップS324)。
 次に、主局101は、従局102からデータ情報を受信すると、データ情報を受信した旨を示すACKを従局102へ送信する。ACKは、たとえば、無線端末装置202J,202Lによって中継され、従局102に到着する(ステップS326)。
 次に、従局102は、たとえば、主局101からACKを受信する。この際、従局102におけるアプリケーション31は、たとえば、主局101へデータ情報を送信してから所定時間以内に当該データ情報に対するACKを受信できたので、通信経路において異常がないと判断する(ステップS328)。
 従局102および主局101が、通信を行うことができない状況が発生したことについて(ステップS310)、たとえば図6に示すようにハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて検知する場合、当該状況が発生してから従局102および主局101が当該状況を認識するまでの時間は、上述したように、10秒~20秒程度である。
 一方、従局102におけるアプリケーション31は、上記ステップS316において、主局101へデータ情報を送信してから所定時間以内に当該データ情報に対するACKを受信できなかったことから、通信を行うことができない状況が発生したことを認識する。通信を行うことができない状況が発生してから従局102が当該異常を検知するまでの時間は、従局102がデータ情報を送信するタイミングの間隔より短い時間、たとえば125ミリ秒より短い時間である。
 すなわち、従局102におけるアプリケーション31が、主局101へデータ情報を送信してから規則的に受信するACKに基づいて、無線通信システム401において発生した通信の異常を検知する構成により、ハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて通信の異常を検知する構成と比べて、通信の異常が発生してから従局102が当該異常を検知するまでの時間を短縮することができる。
 これにより、従局102では、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 また、無線通信システム401では、通信経路において発生した通信の異常を検知するためのハローメッセージおよびRERRメッセージを不要にすることができるので、無線通信システム401における通信の負荷を軽減することができる。
 図14は、本発明の第1の実施の形態に係る主局または従局が、通信経路において異常が発生した場合において、通信経路の変更に要する時間の図9に示す比較例に対する短縮結果の一例を示す図である。
 図14を参照して、「異常検出」に要する時間は、たとえば、時刻t1において通信経路上で通信の異常が発生してから時刻t12において主局101または従局102が当該異常を検出するまでの時間である。
 具体的には、主局101における「異常検出」に要する時間は、たとえば、従局102から受信するデータ情報の受信周期である125ミリ秒に許容時間αを加えた時間より短い時間である。たとえば、許容時間αを50ミリ秒に設定した場合、「異常検出」に要する時間は、175ミリ秒未満である。
 また、従局102における「異常検出」に要する時間は、従局102がデータ情報を送信するタイミングの間隔より短い時間、たとえば125ミリ秒に許容時間βを加えた時間より短い時間である。たとえば、許容時間βを50ミリ秒に設定した場合、「異常検出」に要する時間は、175ミリ秒より短い時間となる。
 「経路要求」および「経路通知」については、図9に示す「経路要求」および「経路通知」とそれぞれ同様であるので、説明を簡単に行う。
 時刻t12から時刻t13までの「経路要求」に要する時間は、たとえば、主局101または従局102がRREQメッセージをブロードキャストしてから従局102または主局101が当該RREQメッセージをそれぞれ受信するまでの時間である。「経路要求」に要する時間は、具体的には数十~数百ミリ秒である。
 時刻t13から時刻t14までの「経路通知」に要する時間は、たとえば、主局101または従局102がRREPメッセージをユニキャストで送信してから従局102または主局101が当該RREPメッセージをそれぞれ受信し、新たな通信経路が確立されるまでの時間である。「経路通知」に要する時間は、具体的には数ミリ秒である。
 したがって、時刻t1において無線通信システム401における通信経路に異常が発生してから、時刻t14において新たな通信経路が確立されるまでの時間は、数百ミリ秒である。
 すなわち、通信経路において異常が発生した場合において、AODVプロトコルに従った通信経路の変更処理では10秒より長い時間が必要であるのに対して、通信経路の変更処理に要する時間を数百ミリ秒に短縮することができる。
 [シミュレーション]
 図15は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムにおける通信経路の変更処理をモデル化したシミュレーションの概要を示す図である。
 図15を参照して、無線通信システム401をモデル化した無線通信システム402は、主局101と、従局102と、無線端末装置202P,202Q,202R,202S,202Tとを備える。
 従局102は、無線端末装置202Qから500メートル離れた位置に配置される。無線端末装置202Pは、無線端末装置202Qに対する従局102の正反対の位置に配置される。
 無線端末装置202Tは、従局102から500メートル離れた位置であって、従局102から無線端末装置202Qを見た方向から左へ90度の方向に配置される。
 無線端末装置202Sは、無線端末装置202Qから500メートル離れた位置であって、無線端末装置202Qから無線端末装置202Pを見た方向から左へ90度の方向に配置される。
 無線端末装置202Rは、無線端末装置202Pから500メートル離れた位置であって、無線端末装置202Pから無線端末装置202Qを見た方向から右へ90度の方向に配置される。
 主局101は、無線端末装置202Pから500メートル離れた位置であって、無線端末装置202Pから無線端末装置202Qを見た方向から右へ150度の方向に配置される。
 シミュレーションでは、主局101、従局102および無線端末装置202P,202Q,202R,202S,202Tが周期125ミリ秒で双方向にパケットを送受信する状況を想定する。
 また、シミュレーションは、以下の手順で行った。すなわち、(1)主局101、従局102および無線端末装置202P,202Q,202R,202S,202Tのパケットの送信開始タイミングは乱数で決定される。(2)主局101は、従局102からのパケットについては、時刻t=30秒まで無線端末装置202Q,202P経由で受信する。(3)無線端末装置202Qは、時刻t=30秒において故障し、通信ができなくなる。
 図16は、図15に示すシミュレーションにおいて、ハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて通信経路の異常を検知する場合に主局へ到達するパケット数の時間変化の一例を示す図である。
 図16を参照して、縦軸の到達パケット数は、たとえば1秒ごとに演算される。主局101は、乱数により決定された送信開始タイミングから時刻t=30秒までにおいて、従局102および無線端末装置202P,202Q,202R,202S,202Tから概ね8パケット毎秒の割合でパケットを受信する。
 そして、主局は、時刻t=30秒以後において、無線端末装置202P,202R,202S,202Tから概ね8パケット毎秒の割合でパケットを引き続き受信する。パケットの受信レートが変化しない理由は、主局101が無線端末装置202P,202R,202S,202Tから受信するパケットは、無線端末装置202Qを経由しないからである。
 また、主局101は、時刻t=30秒以後において、故障した無線端末装置202Qからパケットを受信できなくなる。
 また、時刻t=30秒以後から時刻t=58秒までは、ハローメッセージおよびRERRメッセージを用いて主局101および従局102間の通信経路の再構築が行われているため、主局101は、従局102からパケットを受信できない。そして、主局101は、時刻t=58秒以後において、再構築された通信経路、すなわち従局102から無線端末装置202T,202S,202Rを経由する通信経路を用いて従局102からパケットを受信する。
 上記のように、無線端末装置202Qにおいて故障が発生してから主局101が従局102からパケットを受信できるようになるまで、概ね28秒かかってしまう。
 図17は、図15に示すシミュレーションにおいて、主局におけるアプリケーションまたは従局におけるアプリケーションが通信経路の異常を検知する場合に主局へ到達するパケット数の時間変化の一例を示す図である。
 図17を参照して、縦軸の到達パケット数は、たとえば1秒ごとに演算される。主局101は、乱数により決定された送信開始タイミングから時刻t=30秒までにおいて、従局102および無線端末装置202P,202Q,202R,202S,202Tから概ね8パケット毎秒の割合でパケットを受信する。
 そして、主局101は、時刻t=30秒以後において、故障した無線端末装置202Qからパケットを受信できなくなる。
 また、主局は、時刻t=30秒以後において、従局102および無線端末装置202P,202R,202S,202Tから概ね8パケット毎秒の割合でパケットを引き続き受信する。
 図18は、図17に示すシミュレーション結果における、時刻t=29~32秒の到達パケット数変化の拡大図である。
 図18を参照して、主局101は、時刻t=29秒からt=32秒までにおいて、無線端末装置202P,202R,202S,202Tから概ね8パケット毎秒の割合でパケットを受信する。
 また、主局101は、時刻t=29秒からt=30秒までにおいて、従局102から概ね8パケット毎秒の割合でパケットを受信する。主局101は、時刻t=30秒からt=31秒までにおいて、従局102から概ね5パケット毎秒の割合でパケットを受信する。そして、主局101は、時刻t=31秒以後において、従局102から再び概ね8パケット毎秒の割合でパケットを受信する。
 シミュレーション結果では、主局101および従局102間の通信経路の再構築は、時刻t=30秒から概ね300ミリ秒経過したタイミングで完了する。このため、主局101が従局102から受信するパケットの受信レートが時刻t=30秒からt=31秒までにおいて、概ね8パケット毎秒から概ね5パケット毎秒に低下する。
 より詳細には、時刻t=30.000秒において、無線端末装置202Qが故障する。時刻t=30.090秒において、従局102は、主局101からパケットを受信できなくなったことに基づいて通信経路の異常を検知し、RREQメッセージをブロードキャストする。時刻t=30.158秒において、無線端末装置202Tは、従局102から受信したRREQメッセージをブロードキャストする。時刻t=30.228秒において、無線端末装置202Sは、無線端末装置202Tから受信したRREQメッセージをブロードキャストする。時刻t=30.278秒において、無線端末装置202Rは、無線端末装置202Sから受信したRREQメッセージをブロードキャストする。時刻t=30.308秒において、主局101は、無線端末装置202RからRREQメッセージを受信し、受信したRREQメッセージの応答であるRREPメッセージを無線端末装置202Rへユニキャストする。時刻t=30.309秒において、無線端末装置202Rは、主局101から受信したRREPメッセージを無線端末装置202Sへユニキャストする。時刻t=30.310秒において、無線端末装置202Sは、無線端末装置202Rから受信したRREPメッセージを無線端末装置202Tへユニキャストする。時刻t=30.311秒において、無線端末装置202Tは、無線端末装置202Sから受信したRREPメッセージを従局102へユニキャストする。時刻t=30.312秒において、従局102は、無線端末装置202TからRREPメッセージを受信する。そして、主局101および従局102間において無線端末装置202R,202S,202Tを経由する通信経路が確立される。
 上記のように、通信経路の異常を検知するために要した時間T1は、90ミリ秒である。RREQメッセージをブロードキャストで送信するために要した時間T2は、218ミリ秒である。RREPメッセージをユニキャストで送信するために要した時間T3は、4ミリ秒である。
 すなわち、通信経路の異常を検知してから通信経路が確立されるまでの時間Ts=T1+T2+T3は、312ミリ秒である。時間Tsのうち、時間T1,T2,T3が占める割合は、それぞれ29%,70%,1%となる。したがって、RREQメッセージをブロードキャストせずにユニキャストすることにより、時間Tsを短縮することができる。
 [変形例]
 RFC 3561(非特許文献2参照)で規格化された無線アドホックネットワークでは、通信経路は、たとえば、各無線端末装置202間の通信状態および各無線端末装置202の位置等に応じて確立され、また、変更される。
 たとえば、主局101および従局102間において、IPパケットまたはメッセージを中継する各無線端末装置202の位置が固定である場合、以下のような構成により、主局101、従局102および各無線端末装置202は、RREQメッセージをブロードキャストすることなく、通信経路を確立し、また、変更する。
 再び図1を参照して、無線通信システム401における主局101、従局102および無線端末装置202A~202Fにおける経路表には、たとえば、IPパケットの宛先IPアドレスと当該IPパケットのネクストホップIPアドレスとが対応付けて予め記録されている。
 より詳細には、たとえば、図10に示す主局101における記憶部46は、複数種類の通信経路を予め記憶する。具体的には、記憶部46における経路表には、たとえば、宛先IPアドレスとしての従局102のIPアドレスと、ネクストホップIPアドレスとしての無線端末装置202D,202E,202FのIPアドレスとが予め対応付けられて記録されている。
 なお、ネクストホップIPアドレスには、たとえば、無線端末装置202EのIPアドレス、無線端末装置202DのIPアドレスおよび無線端末装置202FのIPアドレスの順に優先度が設けられていてもよい。
 また、たとえば、図11に示す従局102における記憶部66は、複数種類の通信経路を予め記憶する。具体的には、記憶部66における経路表には、たとえば、宛先IPアドレスとしての主局101のIPアドレスと、ネクストホップIPアドレスとしての無線端末装置202A,202B,202CのIPアドレスとが予め対応付けられて記録されている。
 なお、ネクストホップIPアドレスには、たとえば、無線端末装置202BのIPアドレス、無線端末装置202AのIPアドレスおよび無線端末装置202CのIPアドレスの順に優先度が設けられていてもよい。
 無線端末装置202A~202Fにおける経路表には、たとえば、宛先IPアドレスである主局101のIPアドレスまたは従局102のIPアドレスと、主局101宛または従局102宛のIPパケットのネクストホップIPアドレスとがそれぞれ予め対応付けられて記録されている。
 [通信経路の確立]
 従局102は、たとえば、主局101との通信経路を確立するために、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレス、および送信元IPアドレスとして自己のIPアドレスを含むRREQメッセージを作成する。そして、従局102は、たとえば、記憶部66における経路表を参照し、作成したRREQメッセージを無線端末装置202Bへユニキャストする。
 無線端末装置202Bは、従局102からRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスおよび自己が保持する経路表に基づいて、RREQメッセージを無線端末装置202Eへユニキャストする。
 無線端末装置202Eは、無線端末装置202BからRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる宛先IPアドレスおよび自己が保持する経路表に基づいて、RREQメッセージを主局101へユニキャストする。
 主局101は、無線端末装置202EからRREQメッセージを受信すると、RREQメッセージに含まれる送信元IPアドレスおよび自己が保持する経路表に基づいて、従局102に対して通信経路を通知するために従局102宛のRREPメッセージを作成する。そして、主局101は、たとえば、記憶部46における経路表を参照し、作成したRREPメッセージを無線端末装置202Eへユニキャストする。
 以下、RREPメッセージは、図4に示すように、無線端末装置202E、202Bを経由して従局102へユニキャストで送信される。そして、主局101および従局102間において無線端末装置202B,202Eを経由する通信経路が確立される。
 [従局が通信経路の異常を検知する場合]
 たとえば、従局102が、温度情報をデータ情報として主局101へTCPプロトコルに従って送信している際に、主局101および無線端末装置202E間において通信を行うことができない状況が発生する。
 図11に示す従局102におけるルール判断部64は、たとえば、送信したデータ情報に対するACKを所定時間内に受信できなかったので、通信部30が所定のルールに従った通信を主局101と行っていないと判断し、通信異常情報をAODV制御部65へ出力する。
 AODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、記憶部66に記憶された複数種類の通信経路の中から新たな通信経路を選択する。具体的には、AODV制御部65は、たとえば、記憶部66における経路表を参照し、2番目の優先度を有する無線端末装置202AのIPアドレスをネクストホップIPアドレスとして選択する。
 そして、AODV制御部65は、たとえば、宛先である主局101のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとして選択した無線端末装置202AのIPアドレスとを経路情報として通信部30へ出力する。
 通信部30は、たとえば、AODV制御部65から受けた経路情報を用いて主局101と通信を行う。具体的には、通信部30は、たとえば、主局101との通信経路を変更するために、宛先IPアドレスとして主局101のIPアドレスおよび送信元IPアドレスとして自己のIPアドレスを含むRREQメッセージを作成する。そして、通信部30は、たとえば、作成したRREQメッセージを無線端末装置202Aへユニキャストする。
 RREQメッセージは、無線端末装置202A、202Dを経由して主局101へユニキャストで送信される。そして、主局101は、RREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを無線端末装置202Dへユニキャストする。
 RREPメッセージは、無線端末装置202D、202Aを経由して従局102へユニキャストで送信される。そして、従局102および主局101間の通信経路は、無線端末装置202A,202Dを経由する通信経路に変更される。
 [主局が通信経路の異常を検知する場合]
 たとえば、主局101が、温度情報をデータ情報として従局102から125ミリ秒ごとに受信している場合に、主局101および無線端末装置202E間において通信を行うことができない状況が発生する。
 図10に示す主局101におけるルール判断部44は、たとえば、通信部10が125ミリ秒ごとにデータ情報を受信していないので、通信部10が所定のルールに従った通信を従局102と行っていないと判断し、通信異常情報をAODV制御部45へ出力する。
 AODV制御部45は、たとえば、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、記憶部46に記憶された複数種類の通信経路の中から新たな通信経路を選択する。具体的には、AODV制御部45は、たとえば、記憶部46における経路表を参照し、2番目の優先度を有する無線端末装置202DのIPアドレスをネクストホップIPアドレスとして選択する。
 そして、AODV制御部45は、たとえば、宛先である従局102のIPアドレスとネクストホップIPアドレスとして選択した無線端末装置202DのIPアドレスとを経路情報として通信部10へ出力する。
 通信部10は、たとえば、AODV制御部45から受けた経路情報を用いて従局102と通信を行う。具体的には、通信部10は、たとえば、従局102との通信経路を変更するために、宛先IPアドレスとして従局102のIPアドレスおよび送信元IPアドレスとして自己のIPアドレスを含むRREQメッセージを作成する。そして、通信部10は、たとえば、作成したRREQメッセージを無線端末装置202Dへユニキャストする。
 RREQメッセージは、無線端末装置202D、202Aを経由して従局102へユニキャストで送信される。そして、従局102は、RREQメッセージに対する応答であるRREPメッセージを無線端末装置202Aへユニキャストする。
 RREPメッセージは、無線端末装置202A、202Dを経由して主局101へユニキャストで送信される。そして、主局101および従局102間の通信経路は、無線端末装置202D,202Aを経由する通信経路に変更される。
 ところで、無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を通って通信装置間を伝送される。
 たとえば、無線端末装置の故障および通信障害等の異常が通信経路において発生した場合、異常を検知した無線端末装置は、異常が発生したことを通信装置へ通知する。通信装置は、無線端末装置からの通知に基づいて、通信経路における異常の発生を認識し、新たな通信経路の構築を開始する。
 しかしながら、通信経路において異常が発生してから通信装置が当該異常を認識するまでの時間が長くなる場合がある。この場合、通信装置間において、パケットのやり取りをすることができない時間が長くなってしまう。
 これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る主局101では、通信部10は、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて従局102と通信可能であり、所定のルールに従って従局102と通信を行う。そして、再構築処理部43は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を主局101へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから主局101が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、主局101および従局102間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る主局101では、再構築処理部43は、従局102から規則的に送信される自己の主局101宛のデータ情報の到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、データ情報の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る主局101では、再構築処理部43は、新たな通信経路を決定するための従局102宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。
 このような構成により、主局101が従局102までの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは従局102まで送信されるので、主局101における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して従局102まで送信されるので、従局102では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、従局102により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが従局102から主局101までユニキャストで転送されることにより、主局101および従局102間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る主局101では、記憶部46は、複数種類の通信経路を記憶する。再構築処理部43は、所定のルールに反する状態が発生した場合、記憶部46に記憶された複数種類の通信経路の中から新たな通信経路を選択する。そして、通信部10は、再構築処理部43によって選択された通信経路を用いて従局102と通信を行う。
 このように、予め記憶しておいた通信経路をアクティブ化することで新たな通信経路を確立する構成により、ブロードキャストされたRREQメッセージを用いて動的に新たな通信経路を確立する構成と比べて、所定のルールに反する状態が発生してから新たな通信経路が確立されるまでに要する時間を短縮することができるので、IPパケットの送受信を早期に再開することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る主局101は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作する。通信部10は、複数レイヤのうちのアプリケーションレイヤより下位のTCPレイヤ、IPレイヤ、MACレイヤおよびPHYレイヤを含む通信レイヤの処理を行うことにより通信を行う。再構築処理部43は、複数レイヤのうち、通信レイヤよりも上位のアプリケーションレイヤの処理を行うことにより、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、アプリケーションレイヤで検知した通信経路の異常についての情報を通信レイヤの処理に用いることができるので、通信レイヤがアプリケーションレイヤの処理に関与せずに単独で通信経路の異常を検知する構成と比べて、通信経路の変更の必要性をより早期に検知し、当該変更を行うことができる。
 また、通信レイヤが単独で通信経路の異常を検知するためのハローメッセージおよびRERRメッセージ等の情報のやり取りを不要とすることができるので、主局101、従局102および1または複数の無線端末装置202により構成される無線通信システム401全体の負荷を低減することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、複数の無線端末装置202は、通信の中継を行うことが可能である。主局101は、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて従局102と通信可能であり、所定のルールに従って従局102と通信を行う。主局101は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を主局101へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから主局101が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、主局101および従局102間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、主局101は、従局102から規則的に送信される自己の主局101宛のデータ情報の到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、データ情報の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、主局101は、所定のルールに反する状態の発生を検知すると、通信経路の変更を従局102に要求する。従局102は、主局101からの要求を受けて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、たとえば、従局102が所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合であっても、主局101および従局102間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 言い換えると、主局101および従局102間の通信においては、少なくとも主局101が所定のルールに反する状態の発生を検知する機能を有していれば、主局101および従局102間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。すなわち、従局102の構成を簡素化することができるので、通信システム全体としてコストを低減することができる。
 また、たとえば、従局102において所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合でも、従局102では、主局101からの要求を受けることにより所定のルールに反する状態が発生したことを認識することができるので、必要な処理を講じることができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、主局101は、新たな通信経路を決定するための従局102宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。従局102または無線端末装置202は、1または複数種類の通信経路を介して受信したRREQメッセージに基づいて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、主局101が従局102までの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは従局102まで送信されるので、主局101における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して従局102、または従局102までの通信経路を有する無線端末装置202まで送信されるので、従局102または当該無線端末装置202では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、従局102または当該無線端末装置202により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが従局102または当該無線端末装置202から主局101までユニキャストで転送されることにより、主局101および従局102間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る従局102では、通信部30は、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて主局101と通信可能であり、所定のルールに従って主局101と通信を行う。そして、再構築処理部63は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を従局102へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから従局102が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、従局102および主局101間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る従局102では、再構築処理部63は、主局101から規則的に送信される自己の従局102宛のACKの到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、ACKの到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る従局102では、再構築処理部63は、新たな通信経路を決定するための主局101宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。
 このような構成により、従局102が主局101までの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは主局101まで送信されるので、従局102における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して主局101まで送信されるので、主局101では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、主局101により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが主局101から従局102までユニキャストで転送されることにより、従局102および主局101間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る従局102では、記憶部66は、複数種類の通信経路を記憶する。再構築処理部63は、所定のルールに反する状態が発生した場合、記憶部66に記憶された複数種類の通信経路の中から新たな通信経路を選択する。そして、通信部30は、再構築処理部63によって選択された通信経路を用いて主局101と通信を行う。
 このように、予め記憶しておいた通信経路をアクティブ化することで新たな通信経路を確立する構成により、ブロードキャストされたRREQメッセージを用いて動的に新たな通信経路を確立する構成と比べて、所定のルールに反する状態が発生してから新たな通信経路が確立されるまでに要する時間を短縮することができるので、IPパケットの送受信を早期に再開することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る従局102は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作する。通信部30は、複数レイヤのうちのアプリケーションレイヤより下位のTCPレイヤ、IPレイヤ、MACレイヤおよびPHYレイヤを含む通信レイヤの処理を行うことにより通信を行う。再構築処理部63は、複数レイヤのうち、通信レイヤよりも上位のアプリケーションレイヤの処理を行うことにより、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、アプリケーションレイヤで検知した通信経路の異常についての情報を通信レイヤの処理に用いることができるので、通信レイヤがアプリケーションレイヤの処理に関与せずに単独で通信経路の異常を検知する構成と比べて、通信経路の変更の必要性をより早期に検知し、当該変更を行うことができる。
 また、通信レイヤが単独で通信経路の異常を検知するためのハローメッセージおよびRERRメッセージ等の情報のやり取りを不要とすることができるので、主局101、従局102および1または複数の無線端末装置202により構成される無線通信システム401全体の負荷を低減することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、複数の無線端末装置202は、通信の中継を行うことが可能である。従局102は、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて主局101と通信可能であり、所定のルールに従って主局101と通信を行う。従局102は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を従局102へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから従局102が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、従局102および主局101間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、従局102は、主局101から規則的に送信される自己の従局102宛のACKの到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、ACKの到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、従局102は、所定のルールに反する状態の発生を検知すると、通信経路の変更を主局101に要求する。主局101は、従局102からの要求を受けて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、たとえば、主局101が所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合であっても、従局102および主局101間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 言い換えると、従局102および主局101間の通信においては、少なくとも従局102が所定のルールに反する状態の発生を検知する機能を有していれば、従局102および主局101間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。すなわち、主局101の構成を簡素化することができるので、通信システム全体としてコストを低減することができる。
 また、たとえば、主局101において所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合でも、主局101では、従局102からの要求を受けることにより所定のルールに反する状態が発生したことを認識することができるので、必要な処理を講じることができる。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る通信システムでは、従局102は、新たな通信経路を決定するための主局101宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。主局101または無線端末装置202は、1または複数種類の通信経路を介して受信したRREQメッセージに基づいて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、従局102が主局101までの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは主局101まで送信されるので、従局102における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して主局101、または主局101までの通信経路を有する無線端末装置202まで送信されるので、主局101または当該無線端末装置202では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、主局101または当該無線端末装置202により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが主局101または当該無線端末装置202から従局102までユニキャストで転送されることにより、従局102および主局101間の新たな通信経路を確立することができる。
 なお、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システム401では、主局101から従局102へ送信される情報の通信経路と、従局102から主局101へ送信される情報の通信経路とが同じであるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、主局101から従局102へ送信される情報の通信経路と、従局102から主局101へ送信される情報の通信経路とが異なっていてもよい。
 また、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システム401は、RFC 3561(非特許文献2参照)で規格化された無線アドホックネットワークを含む構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線通信システム401は、たとえば、RFC 3626(非特許文献3参照)で規格化された無線アドホックネットワークを含む構成であってもよい。
 次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
 <第2の実施の形態>
 本実施の形態は、第1の実施の形態に係る通信装置と比べて無線アドホックネットワークを構成しない通信装置に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る通信装置と同様である。
 [構成および基本動作]
 図19は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
 図19を参照して、無線通信システム(通信システム)403は、第1の実施の形態に係る無線通信システム401と比べて、さらに、無線端末装置202G,202Hを備え、主局101および従局102の代わりに主局111(通信装置)および従局112(通信装置)をそれぞれ備え、さらに、ネットワーク301A,301Bを備える。
 以下、無線端末装置202A~202Hの各々を無線端末装置202とも称する。ネットワーク301A,301Bの各々をネットワーク301とも称する。なお、図19では、8つの無線端末装置202を代表的に示しているが、無線通信システム403は、少数またはさらに多数の無線端末装置202を備える構成であってもよい。
 ネットワーク301には、たとえば1または複数のルータが含まれる。ルータは、たとえば、主局111、従局112および無線端末装置202間で送受信されるIPパケットをIPプロトコルに従ってルーティングする。
 無線端末装置202は、近傍に位置する他の無線端末装置202と無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。具体的には、たとえば、無線端末装置202Hは、近傍に位置する無線端末装置202D,202E,202Fと無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。また、たとえば、無線端末装置202Gは、近傍に位置する無線端末装置202A,202B,202Cと無線通信により情報のやり取りを行うことが可能である。
 主局111および従局112は、たとえばネットワーク301を介して無線端末装置202と情報のやり取りを行うことが可能である。具体的には、主局111は、たとえばネットワーク301Aを介して無線端末装置202Hと情報のやり取りを行うことが可能である。また、従局112は、たとえばネットワーク301Bを介して無線端末装置202Gと情報のやり取りを行うことが可能である。
 主局111は、たとえば、1または複数の無線端末装置202を経由する通信経路を用いて従局112と通信する。具体的には、主局111は、たとえば、ネットワーク301A、無線端末装置202H,202E,202B,202Gおよびネットワーク301Bを経由する通信経路を用いて従局112と通信する。この際、無線端末装置202H,202E,202B,202Gは、主局111および従局112間でやり取りされる情報を中継する。
 なお、主局111および従局112間で情報をやり取りする際に用いられる通信経路は、無線端末装置202H,202E,202B,202Gを経由する通信経路に限定するものではない。主局111および従局112間で情報をやり取りする際に用いられる通信経路は、たとえば、無線端末装置202H,202E,202B,202Gを経由する通信経路以外の通信経路であってもよい。
 図20は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける各装置のソフトウェア構成および管理制御の一例を示す図である。
 [主局]
 図20を参照して、主局111は、第1の実施の形態に係る主局101と比べて、通信部10の代わりに通信部110を備える。通信部110は、第1の実施の形態に係る通信部10と比べて、WiFi MAC処理部14およびWiFi PHY処理部15の代わりにEther MAC処理部114およびEther PHY処理部115をそれぞれ含む。
 Ether MAC処理部114は、IPレイヤよりも下位のMACレイヤの処理を行う。Ether PHY処理部115は、MACレイヤよりも下位のPHYレイヤの処理を行う。
 通信部110は、たとえば、ネットワーク301B、無線端末装置202およびネットワーク301A経由で従局112から通信信号を受信し、受信した通信信号をIPフレームに変換してアプリケーション11へ出力する。
 アプリケーション11は、たとえば、通信部110から受けたIPフレームから温度情報等のデータ情報を取得し、取得したデータ情報をデータベース17に保持する。
 また、アプリケーション11は、データベース17に保持された情報に基づいて、従局112を制御するための制御情報を生成する。そして、アプリケーション11は、生成した制御情報の宛先IPアドレスとして従局112のIPアドレスを設定し、当該制御情報の送信を通信部110に要求する。
 通信部110は、アプリケーション11から制御情報の送信要求を受けると、制御情報をネットワーク301A、無線端末装置202およびネットワーク301B経由で従局112へ送信する。
 [従局]
 従局112は、第1の実施の形態に係る従局102と比べて、通信部30の代わりに通信部130を備える。通信部130は、第1の実施の形態に係る通信部30と比べて、WiFi MAC処理部34およびWiFi PHY処理部35の代わりにEther MAC処理部134およびEther PHY処理部135をそれぞれ含む。
 Ether MAC処理部134は、IPレイヤよりも下位のMACレイヤの処理を行う。Ether PHY処理部135は、MACレイヤよりも下位のPHYレイヤの処理を行う。
 通信部130は、たとえば、ネットワーク301A、無線端末装置202およびネットワーク301B経由で主局111から通信信号を受信し、受信した通信信号をIPフレームに変換してアプリケーション31へ出力する。
 アプリケーション31は、たとえば、通信部130から受けたIPフレームから制御情報を取得し、自己の従局112に当該制御情報に従った動作をさせる。
 また、アプリケーション31は、たとえば、周期的に生成したデータ情報の宛先IPアドレスとして主局111のIPアドレスを設定し、当該データ情報の送信を通信部130に要求する。
 通信部130は、アプリケーション31からデータ情報の送信要求を受けると、データ情報をネットワーク301B、無線端末装置202およびネットワーク301A経由で主局111へ送信する。
 [主局の構成]
 図21は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける主局の構成を示す図である。
 図21を参照して、主局111は、第1の実施の形態に係る主局101と比べて、通信部10、無線受信部40および無線送信部41の代わりに通信部110、受信部50および送信部51を備える。
 受信部50は、ネットワーク301Aからたとえば光信号を受信し、受信した光信号を電気信号等に変換して通信部110へ出力する。
 送信部51は、通信部110から受けた電気信号等をたとえば光信号へ変換し、ネットワーク301Aへ送信する。
 通信部110は、たとえば、ネットワーク301A、無線端末装置202およびネットワーク301Bを介して、従局112と通信する。また、通信部110は、たとえば、自己の主局111および従局112間の通信経路を取得し、取得した通信経路を記憶部46に記憶させる。
 記憶部46には、たとえば、無線アドホックネットワークおよびネットワーク301A間でやり取りされる情報を中継する無線端末装置202HのIPアドレスと、無線アドホックネットワークおよびネットワーク301B間でやり取りされる情報を中継する無線端末装置202GのIPアドレスとが予め記録されている。
 再構築処理部43におけるAODV制御部45は、たとえば、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、通信経路を変更するための処理を行う。具体的には、AODV制御部45は、たとえば、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、通信経路の変更を従局112または無線端末装置202Gへ要求する。より詳細には、AODV制御部45は、たとえば、RREQメッセージの宛先IPアドレスとして従局112または無線端末装置202GのIPアドレスを記憶部46から取得する。
 AODV制御部45は、たとえば、従局112または無線端末装置202G宛の経路探索情報をブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を図20に示す通信部110におけるAODV処理部16へ出力する。通信経路変更命令には、たとえば、従局112または無線端末装置202GのIPアドレスが含まれる。
 AODV処理部16は、たとえば、AODV制御部45から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令に基づいて、宛先IPアドレスとして従局112または無線端末装置202GのIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 また、AODV制御部45は、たとえば、ルール判断部44から通信異常情報を受けると、従局112または無線端末装置202G宛の経路探索情報を無線端末装置202Hにブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を通信部110へ出力する。通信経路変更命令には、たとえば、従局112または無線端末装置202GのIPアドレスが含まれる。
 通信部110は、たとえば、AODV制御部45から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令をネットワーク301A経由で無線端末装置202Hへ送信する。
 無線端末装置202HにおけるAODV処理部26は、たとえば、主局111から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令に基づいて、宛先IPアドレスとして従局112または無線端末装置202GのIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 [従局の構成]
 図22は、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムにおける従局の構成を示す図である。
 図22を参照して、従局112は、第1の実施の形態に係る従局102と比べて、通信部30、無線受信部60および無線送信部61の代わりに通信部130、受信部70および送信部71を備える。
 受信部70は、ネットワーク301Bからたとえば光信号を受信し、受信した光信号を電気信号等に変換して通信部130へ出力する。
 送信部71は、通信部130から受けた電気信号等をたとえば光信号へ変換し、ネットワーク301Bへ送信する。
 通信部130は、たとえば、ネットワーク301B、無線端末装置202およびネットワーク301Aを介して、主局111と通信する。また、通信部130は、たとえば、自己の従局112および主局111間の通信経路を取得し、取得した通信経路を記憶部66に記憶させる。
 記憶部66には、たとえば、無線アドホックネットワークおよびネットワーク301A間でやり取りされる情報を中継する無線端末装置202HのIPアドレスと、無線アドホックネットワークおよびネットワーク301B間でやり取りされる情報を中継する無線端末装置202GのIPアドレスとが予め記録されている。
 再構築処理部63におけるAODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、通信経路を変更するための処理を行う。具体的には、AODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、通信経路の変更を主局111または無線端末装置202Hへ要求する。より詳細には、AODV制御部65は、たとえば、RREQメッセージの宛先IPアドレスとして主局111または無線端末装置202HのIPアドレスを記憶部66から取得する。
 AODV制御部65は、たとえば、主局111または無線端末装置202H宛の経路探索情報をブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を図20に示す通信部130におけるAODV処理部36へ出力する。通信経路変更命令には、たとえば、主局111または無線端末装置202HのIPアドレスが含まれる。
 AODV処理部36は、たとえば、AODV制御部65から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令に基づいて、宛先IPアドレスとして主局111または無線端末装置202HのIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 また、AODV制御部65は、たとえば、ルール判断部64から通信異常情報を受けると、主局111または無線端末装置202H宛の経路探索情報を無線端末装置202Gにブロードキャストさせる旨を示す通信経路変更命令を通信部130へ出力する。通信経路変更命令には、たとえば、主局111または無線端末装置202HのIPアドレスが含まれる。
 通信部130は、たとえば、AODV制御部65から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令をネットワーク301B経由で無線端末装置202Gへ送信する。
 無線端末装置202GにおけるAODV処理部26は、たとえば、従局112から通信経路変更命令を受けると、受けた通信経路変更命令に基づいて、宛先IPアドレスとして主局111または無線端末装置202HのIPアドレスを含むRREQメッセージをブロードキャストする。
 その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る無線通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
 以上のように、本発明の第2の実施の形態に係る主局111では、通信部110は、ネットワーク301A、1または複数の無線端末装置202およびネットワーク301Bを経由する通信経路を用いて従局112と通信可能であり、所定のルールに従って従局112と通信を行う。そして、再構築処理部43は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を主局111へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから主局111が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、主局111および従局112間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る主局111では、再構築処理部43は、新たな通信経路を決定するための従局112または無線端末装置202G宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。
 このような構成により、主局111が従局112または無線端末装置202Gまでの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは従局112または無線端末装置202Gまで送信されるので、主局111における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して従局112または無線端末装置202Gまで送信されるので、従局112または無線端末装置202Gでは、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、従局112または無線端末装置202Gにより選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが従局112または無線端末装置202Gから主局111までそれぞれユニキャストで転送されることにより、主局111および従局112間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、複数の無線端末装置202は、通信の中継を行うことが可能である。主局111は、ネットワーク301A、1または複数の無線端末装置202およびネットワーク301Bを経由する通信経路を用いて従局112と通信可能であり、所定のルールに従って従局112と通信を行う。主局111は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を主局111へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから主局111が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、主局111および従局112間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、主局111は、従局112から規則的に送信される自己の主局111宛のデータ情報の到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、データ情報の到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、主局111は、所定のルールに反する状態の発生を検知すると、通信経路の変更を従局112または無線端末装置202Gに要求する。従局112または無線端末装置202Gは、主局111からの要求を受けて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、たとえば、従局112および無線端末装置202Gが所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合であっても、主局111と従局112または無線端末装置202Gとの間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 言い換えると、主局111と従局112または無線端末装置202Gとの間の通信においては、少なくとも主局111が所定のルールに反する状態の発生を検知する機能を有していれば、主局111と従局112または無線端末装置202Gとの間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。すなわち、従局112および無線端末装置202Gの構成を簡素化することができるので、通信システム全体としてコストを低減することができる。
 また、たとえば、従局112または無線端末装置202Gにおいて所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合でも、従局112または無線端末装置202Gでは、主局111からの要求を受けることにより所定のルールに反する状態が発生したことを認識することができるので、必要な処理を講じることができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、主局111は、新たな通信経路を決定するための従局112または無線端末装置202G宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。従局112または無線端末装置202は、1または複数種類の通信経路を介して受信したRREQメッセージに基づいて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、主局111が従局112または無線端末装置202Gまでの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは従局112または無線端末装置202Gまで送信されるので、主局111における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して従局112、無線端末装置202G、または無線端末装置202G以外の無線端末装置202であって従局112までの通信経路を有する無線端末装置202まで送信されるので、従局112、無線端末装置202G、または従局112までの通信経路を有する無線端末装置202では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、従局112、無線端末装置202G、または従局112までの通信経路を有する無線端末装置202により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが従局112、無線端末装置202G、または従局112までの通信経路を有する無線端末装置202から主局111までユニキャストで転送されることにより、主局111および従局112間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る従局112では、通信部130は、ネットワーク301B、1または複数の無線端末装置202およびネットワーク301Aを経由する通信経路を用いて主局111と通信可能であり、所定のルールに従って主局111と通信を行う。そして、再構築処理部63は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を従局112へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから従局112が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、従局112および主局111間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る従局112では、再構築処理部63は、新たな通信経路を決定するための主局111または無線端末装置202H宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。
 このような構成により、従局112が主局111または無線端末装置202Hまでの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは主局111または無線端末装置202Hまで送信されるので、従局112における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して主局111または無線端末装置202Hまで送信されるので、主局111または無線端末装置202Hでは、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、主局111または無線端末装置202Hにより選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが主局111または無線端末装置202Hから従局112までそれぞれユニキャストで転送されることにより、従局112および主局111間の新たな通信経路を確立することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、複数の無線端末装置202は、通信の中継を行うことが可能である。従局112は、ネットワーク301B、1または複数の無線端末装置202およびネットワーク301Aを経由する通信経路を用いて主局111と通信可能であり、所定のルールに従って主局111と通信を行う。従局112は、所定のルールに反する状態が発生した場合、通信経路を変更するための処理を行う。
 このような構成により、所定のルールに反する状態が発生したタイミングで通信経路の異常を認識することができるので、通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 これにより、異常が発生したことを検知した無線端末装置202が当該異常を従局112へ通知する構成と比べて、通信経路において異常が発生してから従局112が当該異常を認識するまでの時間を短縮することができるので、従局112および主局111間において、IPパケットの送受信ができない期間を短縮することができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、従局112は、主局111から規則的に送信される自己の従局112宛のACKの到着状況に基づいて、通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する。
 このような構成により、ACKの到着状況に基づいて、所定のルールに反する状態が発生したことを容易かつ迅速に認識することができるので、通信経路を変更するための処理を行うか否かの判断を効率よく行うことができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、従局112は、所定のルールに反する状態の発生を検知すると、通信経路の変更を主局111または無線端末装置202Hに要求する。主局111または無線端末装置202Hは、従局112からの要求を受けて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、たとえば、主局111および無線端末装置202Hが所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合であっても、従局112と主局111または無線端末装置202Hとの間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。
 言い換えると、従局112と主局111または無線端末装置202Hとの間の通信においては、少なくとも従局112が所定のルールに反する状態の発生を検知する機能を有していれば、従局112と主局111または無線端末装置202Hとの間の通信経路の変更の必要性を迅速に検知し、当該変更を行うことができる。すなわち、主局111および無線端末装置202Hの構成を簡素化することができるので、通信システム全体としてコストを低減することができる。
 また、たとえば、主局111または無線端末装置202Hにおいて所定のルールに反する状態の発生を検知することができない場合でも、主局111または無線端末装置202Hでは、従局112からの要求を受けることにより所定のルールに反する状態が発生したことを認識することができるので、必要な処理を講じることができる。
 また、本発明の第2の実施の形態に係る通信システムでは、従局112は、新たな通信経路を決定するための主局111または無線端末装置202H宛の経路探索情報であるRREQメッセージをブロードキャストする。主局111または無線端末装置202は、1または複数種類の通信経路を介して受信したRREQメッセージに基づいて、新たな通信経路を決定する。
 このような構成により、従局112が主局111または無線端末装置202Hまでの通信経路を把握していない場合でもRREQメッセージは主局111または無線端末装置202Hまで送信されるので、従局112における処理を簡素化することができる。
 また、RREQメッセージが複数の通信経路を経由して主局111、無線端末装置202H、または無線端末装置202H以外の無線端末装置202であって主局111までの通信経路を有する無線端末装置202まで送信されるので、主局111、無線端末装置202H、または主局111までの通信経路を有する無線端末装置202では、受信した複数のRREQメッセージがたどった通信経路から適切な通信経路を選択することができる。
 また、主局111、無線端末装置202H、または主局111までの通信経路を有する無線端末装置202により選択された通信経路に対応するRREQメッセージの応答であるRREPメッセージが主局111、無線端末装置202H、または主局111までの通信経路を有する無線端末装置202から従局112までユニキャストで転送されることにより、従局112および主局111間の新たな通信経路を確立することができる。
 なお、本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システム403では、主局111および従局112は、それぞれネットワーク301Aおよび301Bを介して無線端末装置202と通信接続する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線通信システム403において、たとえば、主局111および従局112の少なくとも一方が、ネットワーク301を介さずに無線端末装置202と通信接続する構成であってもよい。
 上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10,20,30,110,130 通信部
 11,21,31 アプリケーション
 12,22,32 TCP処理部
 13,23,33 IP処理部
 14,24,34 WiFi MAC処理部
 15,25,35 WiFi PHY処理部
 16,26,36 AODV処理部
 17 データベース
 37 センサ
 40,60 無線受信部
 41,61 無線送信部
 42 データ情報取得部
 43,63 再構築処理部
 44,64 ルール判断部
 45,65 AODV制御部
 46,66 記憶部
 47,67 通信制御部
 50,70 受信部
 51,71 送信部
 62 データ情報処理部
 101,111 主局(通信装置)
 102,112 従局(通信装置)
 114,134 Ether MAC処理部
 115,135 Ether PHY処理部
 202 無線端末装置
 301 ネットワーク
 401,402,403 無線通信システム

Claims (9)

  1.  通信装置であって、
     1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って前記他の通信装置と通信を行う通信部と、
     前記所定のルールに反する状態が発生した場合、前記通信経路を変更するための処理を行う再構築処理部とを備え、
     前記再構築処理部は、前記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、前記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する、通信装置。
  2.  前記再構築処理部は、新たな前記通信経路を決定するための前記他の通信装置または無線端末装置宛の経路探索情報をブロードキャストする、請求項1に記載の通信装置。
  3.  前記通信装置は、さらに、
     複数種類の前記通信経路を記憶する記憶部を備え、
     前記再構築処理部は、前記所定のルールに反する状態が発生した場合、前記記憶部に記憶された複数種類の前記通信経路の中から新たな前記通信経路を選択し、
     前記通信部は、前記再構築処理部によって選択された前記通信経路を用いて前記他の通信装置と通信を行う、請求項1に記載の通信装置。
  4.  前記通信装置は、複数レイヤを有するプロトコルに従って動作し、
     前記通信部は、前記複数レイヤのうちの第1のレイヤの処理を行うことにより通信を行い、
     前記再構築処理部は、前記複数レイヤのうち、前記第1のレイヤよりも上位の第2のレイヤの処理を行うことにより、前記通信経路を変更するための処理を行う、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5.  通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、
     1または複数の前記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、所定のルールに従って前記他の通信装置と通信を行う通信装置とを備え、
     前記通信装置は、前記所定のルールに反する状態が発生した場合、前記通信経路を変更するための処理を行い、
     前記通信装置は、前記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、前記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する、通信システム。
  6.  前記通信装置は、前記所定のルールに反する状態の発生を検知すると、前記通信経路の変更を前記他の通信装置または前記無線端末装置に要求し、
     前記他の通信装置または前記無線端末装置は、前記通信装置からの要求を受けて、新たな前記通信経路を決定する、請求項5に記載の通信システム。
  7.  前記通信装置は、新たな前記通信経路を決定するための前記他の通信装置または前記無線端末装置宛の経路探索情報をブロードキャストし、
     前記他の通信装置または前記無線端末装置は、1または複数種類の前記通信経路を介して受信した前記経路探索情報に基づいて、新たな前記通信経路を決定する、請求項6に記載の通信システム。
  8.  通信の中継を行うことが可能な複数の無線端末装置と、1または複数の前記無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能な通信装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
     前記通信装置が、所定のルールに従って前記他の通信装置と通信を行うステップと、 前記通信装置が、前記所定のルールに反する状態が発生した場合、前記通信経路を変更するための処理を行うステップとを含み、
     前記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、前記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、前記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する、通信制御方法。
  9.  請求項1に記載の通信装置において用いられる通信制御プログラムであって、
     前記通信装置は、1または複数の無線端末装置を経由する通信経路を用いて他の通信装置と通信可能であり、
     コンピュータに、
     所定のルールに従って前記他の通信装置と通信を行うステップと、
     前記所定のルールに反する状態が発生した場合、前記通信経路を変更するための処理を行うステップとを実行させるためのプログラムであり、
     前記通信経路を変更するための処理を行うステップにおいては、前記他の通信装置から規則的に送信される自己の通信装置宛の通信信号の到着状況に基づいて、前記通信経路を変更するための処理を行うか否かを判断する、通信制御プログラム。
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