WO2018074585A1 - Communication device - Google Patents
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- H04W40/10—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on available power or energy
Definitions
- the network NW in the embodiment has a hierarchical structure with the router device R at the top of the hierarchy as the apex. Therefore, the network construction is started when the device R broadcasts a hello packet.
- the communication apparatus 1 of the embodiment will be described as being the apparatus D in FIG.
- condition determination unit 50 selects the device with the smallest count value from the selected four devices (S305). In the example shown in FIG.
- the device D in FIG. 7 selects not only the device R but also the devices B, C, and G as the routing destination (broken line in FIG. 7). By performing this operation in all the devices constituting the network, the routing destinations are evenly distributed, and the power consumption of each individual device can be made uniform.
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Abstract
The present invention comprises: a hierarchy storage unit that stores an own identifier and own hierarchy information indicating an own hierarchy in a hierarchical structure; an adjacent device storage unit that stores adjacent device information including a plurality of, respectively, identifiers of adjacent devices that are adjacent, adjacent hierarchy information items indicating the hierarchy of the adjacent devices in the hierarchical structure, information items regarding communication quality between adjacent devices, and count information items indicating the number of routings to the adjacent devices; a candidate extraction unit that extracts, on the basis of the adjacent hierarchy information and the communication quality information for each of the adjacent devices included in the adjacent device information, candidate devices to be a routing destination candidate, from among the adjacent devices; a device selection unit that selects a device to be a routing destination, on the basis of the count information corresponding to each of the candidate devices included in the adjacent device information; and an update unit that updates the count information corresponding to the selected device in the adjacent device information.
Description
本発明は、メッシュ構造でネットワークを構成する通信装置に関する。
The present invention relates to a communication device that configures a network with a mesh structure.
メッシュ構造をなすネットワークにおいては、ルート装置を頂点に、各装置が階層を構成する形態をとることがある。このような形態では、各装置は階層が１つ上位の親装置を有し、親子関係はそれぞれの該当する装置間での制御信号の交換により築かれる。ルート装置へ到達させるべき情報は、各装置からその親となる装置を順繰りに中継しながら（＝マルチホップして）パケット伝送される。
In a network having a mesh structure, each device may take a form with a root device at the apex. In such a form, each device has a parent device one level higher, and a parent-child relationship is established by exchanging control signals between the corresponding devices. The information that should reach the root device is transmitted as a packet from each device while relaying the parent device in sequence (= multi-hop).
一方、メッシュ構造のネットワーク通信においては、所定の通信品質や通信コスト、接続品質、経路コスト（接続成功率、受信パワー、ＳＮＲ）などに基づき、階層の上位および下位の通信相手を確定（経路を確定）させることでネットワークが完成する。通信相手が一旦確定すると、エラーが発生しない限り確定したルートを継続使用することで、安定した通信を可能としている。
On the other hand, in the network communication of the mesh structure, the upper and lower communication partners of the hierarchy are determined based on the predetermined communication quality, communication cost, connection quality, route cost (connection success rate, reception power, SNR), etc. Confirm) to complete the network. Once the communication partner is determined, stable communication is possible by continuously using the determined route unless an error occurs.
ところで、通信経路を経路コストなどにより決定した場合、通信経路が最適解に収束し、実質的にツリー構造となってしまう。ツリー構造のネットワークでは、自己よりも下位に接続される通信装置が多いほど、自己を通過して上位に流れる通信トラヒックが増加する。すなわち、自分宛でない通信トラヒックを中継する機会が増える。また、本来は通信可能な経路が複数あるにもかかわらず固定されてしまい、ネットワーク全体として、頻繁に通信トラヒックが発生する通信装置と、そうではない通信装置との間で電力消費に差が生じてしまう。これは、特に通信装置が電池などにより駆動する形態では、特定の通信装置の電源消費のみが増加することで、当該通信装置の電池残量減によるネットワーク切断等を引き起こし、ネットワーク全体の通信効率を下げる恐れがある。
By the way, when the communication path is determined by the path cost or the like, the communication path converges to the optimal solution, and the tree structure is substantially formed. In a network having a tree structure, the more communication devices are connected to the lower level than the self, the more communication traffic flows through the self and flows to the upper level. That is, the opportunity to relay communication traffic not addressed to itself increases. In addition, it is fixed despite the fact that there are multiple paths that can be communicated, and there is a difference in power consumption between communication devices that frequently generate communication traffic and communication devices that do not, as a whole network. End up. This is because, in particular, when the communication device is driven by a battery or the like, only the power consumption of the specific communication device increases, causing a network disconnection or the like due to a decrease in the remaining battery power of the communication device, thereby reducing the communication efficiency of the entire network. There is a risk of lowering.
このように、従来の通信装置では、メッシュ構造のネットワークを構成した場合に、通信装置相互間で電力消費に差が生ずるという問題がある。本発明はかかる問題を解決するためになされたもので、ネットワークを構成する通信装置相互間で電力消費を均一にすることのできる通信装置を提供することを目的とする。
As described above, the conventional communication apparatus has a problem that a difference in power consumption occurs between the communication apparatuses when the mesh structure network is configured. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a communication apparatus that can make power consumption uniform among communication apparatuses constituting a network.
上記した課題を解決するため、実施形態の通信装置は、ルート装置を頂点とした階層構造をなすネットワークにおける通信装置であって、自己の識別子、および、階層構造における自己の階層を示す自己階層情報を記憶する階層記憶部と、隣接する隣接装置の識別子、階層構造における隣接装置の階層を示す隣接階層情報、隣接装置との間の通信品質情報、および、隣接装置に対するルーティング回数を示すカウント情報をそれぞれ複数含む隣接装置情報を記憶する隣接装置記憶部と、階層構造における自己よりも上位に位置する装置に対するルーティングイベントが発生した場合に、隣接装置情報に含まれる隣接装置それぞれの隣接階層情報および通信品質情報に基づいて、隣接装置の中からルーティング先候補たる候補装置を抽出する候補抽出部と、隣接装置情報に含まれる候補装置それぞれに対応するカウント情報に基づいて、ルーティング先たる装置を選択する装置選択部と、隣接装置情報における選択された装置に対応するカウント情報を更新する更新部とを具備する。
In order to solve the above-described problem, the communication device according to the embodiment is a communication device in a network having a hierarchical structure with the root device as a vertex, and includes a self-identifier and self-hierarchy information indicating the self-hierarchy in the hierarchical structure And a hierarchical storage unit that stores the identifier of the adjacent device, adjacent layer information indicating the layer of the adjacent device in the hierarchical structure, communication quality information between the adjacent devices, and count information indicating the number of times of routing to the adjacent device. Neighboring device storage unit for storing plural neighboring device information, and adjacent layer information and communication of each neighboring device included in neighboring device information when a routing event occurs for a device positioned higher than the self in the hierarchical structure Extract candidate devices as routing destination candidates from neighboring devices based on quality information Based on the count information corresponding to each candidate device included in the neighboring device information, the complementary extraction unit, the device selection unit that selects a device that is the routing destination, and the count information corresponding to the selected device in the neighboring device information are updated. And an updating unit.
本発明によれば、ネットワークを構成する通信装置相互間で電力消費を均一にすることのできる通信装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a communication device that can make power consumption uniform among communication devices constituting a network.
以下、図面を参照して実施形態に係る通信装置を詳細に説明する。図１に示すように、実施形態の通信装置１は、メッシュ構造のネットワークＮＷを構成し、上位の親装置Ｐ、下位の子装置Ｃ、および自己と同階層の兄弟装置Ｓと直接的または間接的に接続されている。通信装置１は、アンテナ１５が接続された送受信部１０、ルーティング設定部２０、階層設定部３０、階層記憶部３５、隣接装置登録部４０、隣接装置記憶部４５および条件判定部５０を備えている。なお、親装置Ｐ、兄弟装置Ｓ、子装置Ｃは、それぞれ通信装置１と同様の構成を有している。
Hereinafter, the communication apparatus according to the embodiment will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the communication device 1 of the embodiment constitutes a mesh-structured network NW, and directly or indirectly with an upper parent device P, a lower child device C, and a sibling device S in the same hierarchy as itself. Connected. The communication device 1 includes a transmission / reception unit 10 to which an antenna 15 is connected, a routing setting unit 20, a hierarchy setting unit 30, a hierarchy storage unit 35, an adjacent device registration unit 40, an adjacent device storage unit 45, and a condition determination unit 50. . Note that each of the parent device P, the brother device S, and the child device C has the same configuration as that of the communication device 1.
送受信部１０は、実施形態の通信装置において電波を送信し受信する無線インタフェースである。送受信部１０は、以下に説明するルーティング機能だけでなく、具体的なデータの送受信をも行う機能を有している。
The transmission / reception unit 10 is a wireless interface that transmits and receives radio waves in the communication device of the embodiment. The transmission / reception unit 10 has not only a routing function described below but also a function of performing specific data transmission / reception.
ルーティング設定部２０は、ネットワークＮＷにおけるルーティング処理を実行する演算ブロックである。階層設定部３０は、ネットワークＮＷにおける通信装置１の階層を確定し更新する演算ブロックである。階層記憶部３５は、自己の識別子および自己のネットワークＮＷにおける階層を記憶する。以下の説明において、「階層」は、階層構造のトップに位置する通信装置Ｒを「０」とし、下位に下るにしたがって１ずつ値が増加する数値として表している。この階層の値は、すべての隣接装置のうち経路コストが最低となる隣接装置の階層に１を加えた値として定義することができる。
The routing setting unit 20 is a calculation block that executes routing processing in the network NW. The hierarchy setting unit 30 is a calculation block that determines and updates the hierarchy of the communication device 1 in the network NW. The hierarchy storage unit 35 stores its own identifier and hierarchy in its own network NW. In the following description, the “hierarchy” is represented as a numerical value in which the communication device R positioned at the top of the hierarchical structure is “0” and the value increases by 1 as it goes down. The value of this layer can be defined as a value obtained by adding 1 to the layer of the adjacent device having the lowest path cost among all the adjacent devices.
隣接装置登録部４０は、ネットワークＮＷにおいて一つ上位にある親装置Ｐ、一つ下位にある子装置Ｃおよび同位にある兄弟装置Ｓを隣接装置情報として設定し更新する演算ブロックである。隣接装置記憶部４５は、隣接装置登録部４０が設定し更新した隣接装置情報を記憶する。
The adjacent device registration unit 40 is a calculation block that sets and updates the parent device P that is one higher in the network NW, the child device C that is one lower, and the sibling device S that is the peer as adjacent device information. The adjacent device storage unit 45 stores the adjacent device information set and updated by the adjacent device registration unit 40.
図２は、隣接装置記憶部４５が記憶する隣接装置情報の一例である。図２に示すように、実施形態の通信装置では、隣接装置情報として、隣接装置それぞれのアドレス、隣接装置それぞれのネットワークＮＷにおける階層、隣接装置それぞれに対応する通信品質、および、隣接装置それぞれに設定したルーティングの回数を示すカウント値が対応付けられている。
FIG. 2 is an example of neighboring device information stored in the neighboring device storage unit 45. As shown in FIG. 2, in the communication device of the embodiment, as neighboring device information, the address of each neighboring device, the hierarchy in the network NW of each neighboring device, the communication quality corresponding to each neighboring device, and each neighboring device are set. A count value indicating the number of routings performed is associated.
ここで、通信装置１の階層が「２」であるとすると、アドレスＲの通信装置（装置Ｒと称する。以下同様。）は階層が「０」であり、自己より上位かつ最上位であるから、自己の親装置であるとともに、ネットワークＮＷにおける頂点たるルータ装置であることが分かる。同様に、装置Ｂ、装置Ｃおよび装置Ｇは、階層が「１」であり自己より上位であるから、自己の親装置ということになる。装置Ｍは、階層が自己と同位の「２」であるから、兄弟装置、装置Ｉおよび装置Ｊは、階層がいずれも「３」であるから、自己より下位の子装置である。
Here, if the hierarchy of the communication device 1 is “2”, the communication device of the address R (referred to as device R. The same shall apply hereinafter) has a hierarchy of “0”, which is higher and higher than itself. It can be seen that this is a router device which is a self parent device and a vertex in the network NW. Similarly, the device B, the device C, and the device G are “1” in the hierarchy and are higher than the devices themselves, and thus are the parent devices of the devices B, C, and G. Since the device M has a hierarchy of “2”, which is the same as the self, the sibling device, the device I, and the device J are child devices lower than the self because the hierarchy is “3”.
隣接装置情報における通信品質は、対応する装置との通信における通信品質であり、ＬＱＴ（Link Quality Threshold）とも呼ばれる。ＬＱＴは、リンク品質を示す数値であり、数値が小さいほど品質が良いことを表す。例えば、リンクを設定するＬＱＴを４と設定すると、ＬＱＴが４以下の装置を通信相手としたルーティングを行う。
Communication quality in adjacent device information is communication quality in communication with a corresponding device, and is also called LQT (Link Quality Threshold). LQT is a numerical value indicating the link quality. The smaller the numerical value, the better the quality. For example, if the LQT for setting a link is set to 4, routing is performed with a device whose LQT is 4 or less as a communication partner.
隣接装置情報におけるカウント値は、対応する装置宛のルーティングを何回行ったかを示す数値情報である。図２に示す例では、通信装置１は、カウント値として自然数を用いており、装置Ｒに対して１０１回、装置Ｂに対して１００回、装置Ｃに対して９９回のルーティング設定を行ったことを示している。
The count value in the neighboring device information is numerical information indicating how many times the routing to the corresponding device has been performed. In the example illustrated in FIG. 2, the communication device 1 uses a natural number as a count value, and performs routing setting 101 times for the device R, 100 times for the device B, and 99 times for the device C. It is shown that.
条件判定部５０は、通信装置１がルーティングすべき相手装置を決定する演算ブロックである。条件判定部５０は、隣接装置情報の階層、通信品質およびカウント値を用いてルーティングの相手装置を決定する。
The condition determination unit 50 is a calculation block that determines a partner device to be routed by the communication device 1. The condition determination unit 50 determines a partner device for routing using the hierarchy of the adjacent device information, the communication quality, and the count value.
続いて、図１ないし４を参照して、実施形態の通信装置１のネットワーク構築動作を説明する。実施形態におけるネットワークＮＷは、階層の最上位たるルータ装置Ｒを頂点とした階層構造をなしている。そのため、ネットワーク構築は装置Ｒがハローパケットをブロードキャスト送信することにより開始される。以下、実施形態の通信装置１は、図４における装置Ｄであるものとして説明する。
Subsequently, the network construction operation of the communication apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. The network NW in the embodiment has a hierarchical structure with the router device R at the top of the hierarchy as the apex. Therefore, the network construction is started when the device R broadcasts a hello packet. Hereinafter, the communication apparatus 1 of the embodiment will be described as being the apparatus D in FIG.
図３に示すように、送受信部１０は上位たる装置Ｃからブロードキャスト送信されたハローパケットを受信する（ステップ１００。以下「Ｓ１００」のように称する。）。
As shown in FIG. 3, the transmitting / receiving unit 10 receives a hello packet broadcast from the higher-level device C (step 100; hereinafter referred to as “S100”).
ルーティング設定部２０は、受信したパケットから相手の識別子と階層情報を取り出す。ここで、初期状態においては、通信装置１の階層は設定されていないから（Ｓ１０５のＮｏ）、階層設定部３０は、ルーティング設定部２０が取り出した相手の階層情報に１を加算した値を自己の階層として設定し、階層記憶部３５に記憶させる（Ｓ１１０）。
The routing setting unit 20 extracts the partner identifier and hierarchy information from the received packet. Here, in the initial state, since the hierarchy of the communication device 1 is not set (No in S105), the hierarchy setting unit 30 sets the value obtained by adding 1 to the other party's hierarchy information extracted by the routing setting unit 20. Are stored in the hierarchical storage unit 35 (S110).
また、受信したパケットを送信したのは少なくとも自己よりも上位の装置であるから、隣接装置登録部４０は、ルーティング設定部２０が取り出した識別子の相手装置を親装置として設定し、隣接装置記憶部４５に記憶させる（Ｓ１１５）。これにより、当該受信したパケットを送信した装置Ｃは装置Ｄの親装置であることが確定する。
In addition, since it is at least a higher-level device that has transmitted the received packet, the adjacent device registration unit 40 sets the partner device of the identifier extracted by the routing setting unit 20 as the parent device, and the adjacent device storage unit 45 (S115). Thereby, it is determined that the device C that has transmitted the received packet is the parent device of the device D.
すでに自己階層が設定してある場合（Ｓ１０５のＹｅｓ）、ルーティング設定部２０が取り出した階層情報と階層記憶部３５に記憶された自己の階層と同じであれば（Ｓ１２０のＹｅｓ）、隣接装置登録部４０は、受信した識別子の相手装置を自己と同位の兄弟装置として設定し、隣接装置記憶部４５に記憶させる（Ｓ１２５）。例えば、図４に示す装置Ｍからのハローパケットを受信した場合を考えると、相手の階層は「２」であるから装置Ｄと同位である。したがって、装置Ｍは装置Ｄの兄弟装置ということになる。
If the own hierarchy has already been set (Yes in S105), if the hierarchy information extracted by the routing setting unit 20 is the same as the own hierarchy stored in the hierarchy storage unit 35 (Yes in S120), the neighboring device registration The unit 40 sets the partner device of the received identifier as a sibling device that is the same as itself and stores it in the adjacent device storage unit 45 (S125). For example, considering the case where a hello packet is received from the device M shown in FIG. 4, since the partner's hierarchy is “2”, it is the same as the device D. Therefore, the device M is a sibling device of the device D.
さらに、ルーティング設定部２０が取り出した階層情報と階層記憶部３５に記憶された自己の階層とを比較した場合に（Ｓ１３０）、自己の階層の値の方が大きければ（Ｓ１３０のＹｅｓ）、隣接装置登録部４０は、受信した識別子の相手装置を親装置として設定し、隣接装置記憶部４５に記憶させる（Ｓ１３５）。例えば、図４に示す装置Ｂからのハローパケットを受信した場合を考えると、相手の階層は「１」であるから通信装置１よりも上位である。したがって、装置Ｂは装置Ｄの親装置ということになる。
Further, when the hierarchy information extracted by the routing setting unit 20 and the own hierarchy stored in the hierarchy storage unit 35 are compared (S130), if the value of the own hierarchy is larger (Yes in S130), it is adjacent. The device registration unit 40 sets the partner device with the received identifier as a parent device, and stores it in the adjacent device storage unit 45 (S135). For example, considering a case where a hello packet is received from the device B shown in FIG. 4, the other party's hierarchy is “1”, which is higher than the communication device 1. Therefore, the device B is a parent device of the device D.
ルーティング設定部２０が取り出した階層情報と階層記憶部３５に記憶された階層とを比較した場合に（Ｓ１３０）、自己の階層の方が小さければ（Ｓ１３０のＮｏ）、隣接装置登録部４０は、受信相手を子装置として設定し、隣接装置記憶部４５に記憶させる（Ｓ１４０）。例えば、図４に示す装置Ｊからのハローパケットを受信した場合を考えると、相手の階層は「３」であるから自己よりも下位である。したがって、装置Ｊは装置Ｄの子装置ということになる。
When the hierarchy information extracted by the routing setting unit 20 is compared with the hierarchy stored in the hierarchy storage unit 35 (S130), if the own hierarchy is smaller (No in S130), the adjacent device registration unit 40 The receiving party is set as a child device and stored in the adjacent device storage unit 45 (S140). For example, considering the case where a hello packet is received from the device J shown in FIG. 4, the partner's hierarchy is “3”, which is lower than the self. Therefore, the device J is a child device of the device D.
自己および相手装置の階層が確定すると、ルーティング設定部２０は、受信した相手装置との通信品質情報を取得し（Ｓ１４５）、隣接装置登録部４０は、当該通信品質情報を相手装置のアドレス、階層、通信品質と対応付けて隣接装置記憶部に記憶させる（Ｓ１５０）。
When the hierarchy of itself and the partner device is determined, the routing setting unit 20 acquires the received communication quality information with the partner device (S145), and the adjacent device registration unit 40 obtains the communication quality information from the address of the partner device and the layer. Then, it is stored in the adjacent device storage unit in association with the communication quality (S150).
自己の階層が確定すると、送受信部１０は、自己の識別子および階層を階層記憶部３５から読みだしてハローパケットとして送信する（Ｓ１５５）。送信したハローパケットを受信した隣接する装置は、上記した手順により各々の階層を決定していく。
When the own hierarchy is determined, the transmitting / receiving unit 10 reads out its own identifier and hierarchy from the hierarchy storage unit 35 and transmits it as a hello packet (S155). Neighboring devices that have received the transmitted hello packet determine each layer according to the procedure described above.
これらのステップを、最上位のルータ装置Ｒから順次行っていくことで、それぞれの装置の通信圏内の装置との間で親子関係、兄弟関係を確定させることができ、ネットワークＮＷを構築することができる。
By sequentially performing these steps from the highest level router device R, it is possible to establish a parent-child relationship and a sibling relationship with devices in the communication range of each device, and to construct a network NW. it can.
なお、ネットワークＮＷの上位・下位関係は、図３にて説明した自律動作だけで決める必要はない。通信品質や経路コストを基準として上位・下位関係を適宜設定しても構わない。
Note that the upper / lower relationship of the network NW need not be determined only by the autonomous operation described in FIG. The upper / lower relationship may be set as appropriate based on communication quality and route cost.
次に、実施形態の通信装置１におけるルーティング動作を詳細に説明する。
Next, the routing operation in the communication device 1 of the embodiment will be described in detail.
前述のように構築されたメッシュ構造のネットワークにおいて、どの親装置に対してルーティングを行うかについて、様々な方法が提案されているが、一般に、より高い効率で経済的に通信を実現するルーティングが採用されている。しかし、経路コストを追求すると、ルーティングの最適解は一つに収斂されるから、複数の選択肢があるにもかかわらず通信経路は一つに収束してしまう。
In the mesh-structured network constructed as described above, various methods have been proposed as to which parent device performs routing. Generally, routing that achieves communication with higher efficiency and economy is generally performed. It has been adopted. However, in pursuit of route cost, the optimal routing solution is converged to one, so that the communication route converges to one despite a plurality of options.
図５は、メッシュ構造を持つネットワークの一例であり、「０」（ルータ装置Ｒ）から「４」（装置Ｎ）までの５つの階層を持っている。装置Ｄを例にとると、親装置Ｂ、ＣおよびＧ、兄弟装置Ｍ、子装置ＩおよびＪと接続されており、互いに通信可能な状態にある。さらに、図５に示す例では、装置Ｄから直接ルータ装置Ｒにも通信経路が設定された状態にある。かかる状態で、経路コストを優先して最低の階層数かつ所定の通信品質（例えばＬＱＴが４以下）を満たすことを条件にルーティングすると、太線にて示すルートに収斂する。すなわち、装置Ｄからのパケットは親装置ＢやＣを経由せず直接装置Ｒにルーティングされている。
FIG. 5 is an example of a network having a mesh structure, and has five layers from “0” (router device R) to “4” (device N). Taking device D as an example, it is connected to parent devices B, C and G, sibling device M, and child devices I and J, and is in a state where they can communicate with each other. Further, in the example shown in FIG. 5, a communication path is set from the device D to the router device R directly. In such a state, when routing is performed on the condition that the route cost is given priority and the minimum number of hierarchies and a predetermined communication quality (for example, LQT is 4 or less) are satisfied, the routes shown in bold lines are converged. That is, the packet from the device D is routed directly to the device R without passing through the parent devices B and C.
装置Ｄは、下位に装置ＩおよびＪを擁しているから、自己を通過する通信トラヒックも上位の装置に送信しなければならない。一方、装置Ｂや装置Ｃは、自己の通信トラヒック以外に下位から送られてくる通信ルートが存在しない（太線で示されるルーティングが存在しない）から、装置Ｄと比較して電力消費量は少なくて済む状態である。そうすると、図５に示すネットワーク全体としては、特定の装置（通信トラヒックの多い装置）の電池の消耗が早くなって切断される可能性が高くなってしまう。実施形態の通信装置１は、ルーティング先を、通信品質を満たす隣接する装置の中から順次変更して、ネットワークの装置それぞれの電力消費を同等にすることで、ネットワーク全体の稼働時間を長くすることを可能にしている。
Since device D has devices I and J at the lower level, communication traffic passing through itself must be transmitted to the higher level device. On the other hand, the device B and the device C have less power consumption than the device D because there is no communication route sent from the lower level other than their own communication traffic (there is no routing indicated by a bold line). It is in a state to finish. If it does so, as the whole network shown in FIG. 5, the battery exhaustion of a specific apparatus (apparatus with a lot of communication traffic) will expedite, and possibility that it will be disconnected will become high. The communication device 1 according to the embodiment increases the operation time of the entire network by sequentially changing the routing destination from neighboring devices satisfying the communication quality and equalizing the power consumption of each device in the network. Is possible.
具体的には、実施形態の通信装置１は、隣接装置記憶部４５に記憶させる隣接装置情報として、ルーティング先の装置と、対応する通信品質およびルーティング回数（カウント値）を対応付けて管理する（図２）。そして、ルーティング設定部２０が、ルーティング回数が均一となるようルーティング先を決定している。
Specifically, the communication device 1 according to the embodiment manages the routing destination device, the corresponding communication quality, and the number of times of routing (count value) in association with each other as neighboring device information to be stored in the neighboring device storage unit 45 ( Figure 2). The routing setting unit 20 determines the routing destination so that the number of times of routing is uniform.
以下、図６および７を参照して、実施形態の通信装置１のルーティング動作を説明する。以下の説明において、通信装置１は、図７に示すネットワーク上の装置Ｄであるものとする。最初の段階において、装置Ｄは装置Ｒをルーティング先として設定している（図７中太線）。
Hereinafter, the routing operation of the communication device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the communication device 1 is assumed to be the device D on the network shown in FIG. In the first stage, the device D sets the device R as a routing destination (thick line in FIG. 7).
通信装置１において通信トラヒックが発生する等、ルーティングイベントが発生すると（Ｓ３００）、条件判定部５０は、隣接装置記憶部４５から隣接装置情報を読み出し、ルーティング先の候補となる装置を抽出する。すなわち、階層が自己よりも上で所定の通信品質が満たされる装置を抽出する。図２および図７に示す例では、装置Ｒ（アドレスＲ）、装置Ｂ（同Ｂ）、装置Ｃ（同Ｃ）および装置Ｇ（同Ｇ）が該当する。すなわち、階層が１または０であり、通信品質が４以下の値をとる装置が抽出される。
When a routing event occurs such as occurrence of communication traffic in the communication device 1 (S300), the condition determination unit 50 reads adjacent device information from the adjacent device storage unit 45 and extracts a device that is a routing destination candidate. That is, a device that satisfies a predetermined communication quality when the hierarchy is higher than itself is extracted. In the example shown in FIG. 2 and FIG. 7, device R (address R), device B (same B), device C (same C), and device G (same G) correspond. That is, a device having a hierarchy of 1 or 0 and a communication quality value of 4 or less is extracted.
次いで、条件判定部５０は、選択した４つの装置のうち、カウント値が最も小さい装置を選択する（Ｓ３０５）。図２に示す例では、装置Ｃが該当する。
Next, the condition determination unit 50 selects the device with the smallest count value from the selected four devices (S305). In the example shown in FIG.
ルーティング候補として装置Ｃが選択されると、ルーティング設定部２０は、ルーティング先として装置Ｃを設定する（Ｓ３１０）。これにより、通信トラヒックのルーティング先は装置Ｒから装置Ｃに変更されることになる。
When the device C is selected as a routing candidate, the routing setting unit 20 sets the device C as a routing destination (S310). Thereby, the routing destination of the communication traffic is changed from the device R to the device C.
ルーティング先が装置Ｃに決定すると、隣接装置登録部４０は、隣接装置記憶部４５に記憶された隣接装置情報のうち装置Ｃのカウント値に「１」を加算する（Ｓ３１５）。すなわち、図２中「９９」に「１」を加算する。
When the routing destination is determined to be the device C, the adjacent device registration unit 40 adds “1” to the count value of the device C in the adjacent device information stored in the adjacent device storage unit 45 (S315). That is, “1” is added to “99” in FIG.
カウント値の加算処理が終わると、隣接装置登録部４０は、更新した隣接装置情報を隣接装置記憶部４５に記憶させる（Ｓ３２０）。なお、カウント値が上限に達した場合（例えば０からカウントして２５５）、カウント値をリセットして再び「０」からカウントすれば、引き続き同様の動作を継続することができる。
When the count value addition processing is completed, the neighboring device registration unit 40 stores the updated neighboring device information in the neighboring device storage unit 45 (S320). If the count value reaches the upper limit (for example, counting from 0 to 255), the same operation can be continued by resetting the count value and counting from “0” again.
このような動作により、図７における装置Ｄは、ルーティング先として装置Ｒだけでなく装置Ｂ、装置Ｃおよび装置Ｇも選択するようになる（図７中破線）。ネットワークを構成する装置すべてにおいてこの動作を行うことで、ルーティング先が満遍なく分散され、個々の装置それぞれの電力消費を均一化することができる。
With this operation, the device D in FIG. 7 selects not only the device R but also the devices B, C, and G as the routing destination (broken line in FIG. 7). By performing this operation in all the devices constituting the network, the routing destinations are evenly distributed, and the power consumption of each individual device can be made uniform.
以上説明した通り、実施形態の通信装置１は、隣接装置のアドレス、階層、通信品質、ルーティング回数を示す情報を対応付けて管理するので、ルーティング先の装置を固定させることなく、階層と通信品質などのルーティング先の要件を満たす装置すべてについて、満遍なくルーティング先として設定することができる。
As described above, the communication device 1 according to the embodiment manages the information indicating the address, hierarchy, communication quality, and routing count of neighboring devices in association with each other, so that the hierarchy and communication quality can be maintained without fixing the routing destination device. All devices that satisfy the requirements of the routing destination such as can be set as routing destinations uniformly.
１…通信装置、１０…送受信部、２０…ルーティング設定部、３０…階層設定部、３５…階層記憶部、４０…隣接装置登録部、４５…隣接装置記憶部、５０…条件判定部、Ｐ…親装置、Ｓ…兄弟装置、Ｃ…子装置、ＮＷ…ネットワーク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Communication apparatus, 10 ... Transmission / reception part, 20 ... Routing setting part, 30 ... Hierarchy setting part, 35 ... Hierarchy memory | storage part, 40 ... Neighboring apparatus registration part, 45 ... Neighboring apparatus memory | storage part, 50 ... Condition determination part, P ... Parent device, S ... sibling device, C ... child device, NW ... network.
Claims (3)
- ルート装置を頂点とした階層構造をなすネットワークにおける通信装置であって、
自己の識別子、および、前記階層構造における自己の階層を示す自己階層情報を記憶する階層記憶部と、
隣接する隣接装置の識別子、前記階層構造における前記隣接装置の階層を示す隣接階層情報、前記隣接装置との間の通信品質情報、および、前記隣接装置に対するルーティング回数を示すカウント情報をそれぞれ複数含む隣接装置情報を記憶する隣接装置記憶部と、
前記階層構造における自己よりも上位に位置する装置に対するルーティングイベントが発生した場合に、前記隣接装置情報に含まれる前記隣接装置それぞれの前記隣接階層情報および前記通信品質情報に基づいて、前記隣接装置の中からルーティング先候補たる候補装置を抽出する候補抽出部と、
前記隣接装置情報に含まれる前記候補装置それぞれに対応する前記カウント情報に基づいて、ルーティング先たる装置を選択する装置選択部と、
前記隣接装置情報における前記選択された装置に対応する前記カウント情報を更新する更新部と
を具備した通信装置。 A communication device in a network having a hierarchical structure with a root device at the top,
A hierarchical storage unit for storing a self-identifier and self-hierarchy information indicating a self-hierarchy in the hierarchical structure;
Neighboring devices each including a plurality of neighboring device identifiers, neighboring layer information indicating a layer of the neighboring device in the hierarchical structure, communication quality information with the neighboring device, and count information indicating the number of times of routing to the neighboring device An adjacent device storage unit for storing device information;
When a routing event for a device located higher than the self in the hierarchical structure occurs, based on the adjacent layer information and the communication quality information of each of the adjacent devices included in the adjacent device information, A candidate extraction unit for extracting candidate devices as routing destination candidates from the inside;
A device selection unit that selects a routing destination device based on the count information corresponding to each of the candidate devices included in the neighboring device information;
A communication device comprising: an update unit that updates the count information corresponding to the selected device in the neighboring device information. - 前記候補抽出部は、前記隣接装置のうち自己よりも前記階層が上位に位置し、かつ対応する前記通信品質情報が所定の基準を満たす装置を前記候補装置として抽出することを特徴とする請求項１記載の通信装置。 The candidate extracting unit extracts, as the candidate device, a device in which the hierarchy is positioned higher than the self among the neighboring devices and the corresponding communication quality information satisfies a predetermined criterion. The communication apparatus according to 1.
- 前記隣接装置情報は、前記カウント情報として自然数の値を含み、
前記更新部は、前記装置選択部が前記選択された装置をルーティング先として選択するごとに前記カウント情報に１を加算し、
前記装置選択部は、前記候補装置のうち対応する前記カウント情報が最も小さい値である装置を選択すること
を特徴とする請求項１または２記載の通信装置。 The neighboring device information includes a natural number value as the count information,
The update unit adds 1 to the count information every time the device selection unit selects the selected device as a routing destination,
The communication device according to claim 1, wherein the device selection unit selects a device having the smallest corresponding count information among the candidate devices.
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