(57)【要約】  ノード（１０）は、リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワークを構成する。ノード（１０）は、フレーム受信部（１１）とフレーム選択部（１２）とフレーム転送制御部（１３）とを有する。フレーム受信部（１１）は、経路探索要求フレームの経由した経路全体の品質情報を有する経路探索要求フレームを受信する。フレーム選択部（１２）は、複数の経路を経由してフレーム受信部（１１）により受信された上記経路探索要求フレームの中から、上記品質情報に基づき、他のノードに転送する経路探索要求フレームを選択する。フレーム転送制御部（１３）は、フレーム選択部（１２）により選択された経路探索要求フレームを上記他のノードに転送すると共に、上記経路探索要求フレームの上記品質情報の示す品質が所定の基準値未満である場合、当該経路探索要求フレームを破棄する。
2013129673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワークを構成する通信装置において、
経路探索要求フレームの経由した経路全体の品質情報を有する経路探索要求フレームを受信する受信部と、
複数の経路を経由して前記受信部により受信された前記経路探索要求フレームの中から、前記品質情報に基づき、他の通信装置に転送する経路探索要求フレームを選択する選択部と、
前記選択部により選択された経路探索要求フレームを前記他の通信装置に転送すると共に、前記経路探索要求フレームの前記品質情報の示す品質が所定の基準値未満である場合、当該経路探索要求フレームを破棄する転送制御部と
を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記品質情報は、前記経路探索要求フレームの送信元からのホップ数、及び前記経路に含まれる複数のリンクの品質に関連した情報であることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワークを構成する通信装置が、
経路探索要求フレームの経由した経路全体の品質情報を有する経路探索要求フレームを受信し、
複数の経路を経由して受信された前記経路探索要求フレームの中から、前記品質情報に基づき、他の通信装置に転送する経路探索要求フレームを選択し、
選択された経路探索要求フレームを前記他の通信装置に転送すると共に、前記経路探索要求フレームの前記品質情報の示す品質が所定の基準値未満である場合、当該経路探索要求フレームを破棄する
ことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクセスポイントを介することなく、通信ノード同士が直接無線通信を行うネットワークとして、アドホックネットワークが利用されている。アドホックネットワークには、データ転送用の経路をノード間に構築する際の方式として、プロアクティブ方式とリアクティブ方式という、主に２つの経路構築方式が存在する。プロアクティブ方式では、各ノードは、隣接するノードにハローフレームをブロードキャストすることで、ネットワーク上の各ノードからルートコストを定期的に収集し、データ転送に使用する経路を最適な経路に更新する。リアクティブ方式では、データ送信元のノードが、ルーティングの直前に最適経路の探索を行うことで、経路を構築する。【０００３】
特に、リアクティブ方式の経路構築では、ネットワーク上の各ノードは、最適な経路を発見するために、周辺のノードに対して、経路探索要求であるＲＲＥＱ（Route  REQuest）というフレームをブロードキャストする。ＲＲＥＱが目的のノード（例えば、ゲートウェイノード）に到達すると、当該ノードは、経路探索応答であるＲＲＥＰ（Route  REPly）フレームを作成し、ＲＲＥＱの送信元のノードに対して、ＲＲＥＱが送信されてきた経路を辿ってＲＲＥＰを返信（ユニキャスト）する。これにより、上記送信元のノードと上記目的のノードとの間に、双方向の通信経路が構築され、以降、データは、当該通信経路上のノードを転送されることにより、送受信される。【０００４】
図１１は、従来のアドホックネットワーク１００におけるフレーム転送制御方法を説明するための図である。図１１に示す様に、ノード１０２は、ノード１０１を送信元とするＲＲＥＱを２つの経路を経て受信する。１つ目の経路は、ノード１０１からの直接のブロードキャストによりノード１０２がＲＲＥＱを受信する経路であり、２つ目の経路は、ノード１０１からノード１０３を経由したブロードキャストによりノード１０２がＲＲＥＱを受信する経路である。すなわち、ノード１０２は、２つの経路を通って送信された同一のＲＲＥＱフレームの双方を受信するため、後続するノード１０４への転送に際して、双方のフレームをブロードキャストすると、輻輳が生じ易くなる。そこで、ノード１０２は、先に到達した１つ目のＲＲＥＱを、次ノードであるノード１０４にブロードキャストし、次に到達した、ノード１０３経由のＲＲＥＱを破棄する。通常、フレームの到達順序は、経由したノードの数（ホップ数）に依存するため、ノード１０３を経由したＲＲＥＱが、ノード１０２において破棄されることとなる。【０００５】
しかしながら、フレームの品質は、通常、フレームの経由したノード間の距離が短い程、高い値が維持される。このため、ホップ数が少なくノード間距離の長い経路Ｒ１０１経由のフレームは、ホップ数は多いがノード間距離の短い経路Ｒ１０２経由のフレームと比較して、パケットロスによりフレームが失われる可能性が高い。したがって、ノード１０２が、最初に受信したＲＲＥＱフレーム以外のＲＲＥＱフレームを破棄すると、後続する、より品質の高いＲＲＥＱフレームが破棄されることとなる。その結果、ノード１０４に対して、品質の低いＲＲＥＱフレームがブロードキャストされる。上述したように、ＲＲＥＱの宛先ノードは、ＲＲＥＱが送信されてきた経路を辿ってＲＲＥＰを返信することで経路を構築するため、データ送受信用の経路中に伝送品質の低い経路が含まれることとなり、このことが最適な経路構築を阻害する要因となる。【０００６】
アドホックネットワーク１００は、経路の通信品質を向上させるため、ノード１０２において、２つの経路を通って送信された同一のＲＲＥＱフレームの双方をブロードキャストする方法もある。すなわち、かかる方法では、ノード１０２は、受信したＲＲＥＱのフレームＩＤと品質情報とを対応付けて保持しておき、過去に受信したＲＲＥＱよりも品質の高いＲＲＥＱを新たに受信した場合には、そのＲＲＥＱもブロードキャストする。そして、ノード１０２の次ノードであるノード１０４が、受信された複数のＲＲＥＱの中から、最も品質の高いＲＲＥＱを選択し、選択されたＲＲＥＱを周辺ノードに再びブロードキャストする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０２３６８１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３９３４１号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のフレーム転送制御方法では、ノード（例えば、図１１のノード１０２）は、周辺ノード（例えば、図１１のノード１０４）において使用されることのないＲＲＥＱまでブロードキャストすることとなる。特に、ＲＲＥＱの送信元ノードから所定のホップ数以上離れたノードの様に、経路の中途にあるノードは、各ノードにてブロードキャストされたＲＲＥＱを、多数の経路を経由して受信することとなる。このため、ネットワークの輻輳や、これに伴うフレームのコリジョンが生じ易い状態となる。【０００９】
また、上述した従来のフレーム転送制御方法では、ノードが、複数の経路からのＲＲＥＱを受信するが、品質の低い非実用的なＲＲＥＱを受信すると、その受信が原因で、タイムアウトが早まる可能性がある。換言すれば、少ないホップ数による通信が、適正なホップ数による通信のタイムアウトの原因となり、通信品質が低下することがある。図１２Ａは、従来のアドホックネットワーク２００におけるフレーム転送経路の一例を示す図である。図１２Ａに示す様に、ＲＲＥＱフレーム転送経路Ｒ２０１のホップ数は“２”であり、他のＲＲＥＱフレーム転送経路Ｒ２０２、Ｒ２０３のホップ数（それぞれ“５”、“６”）と比較して少ない。このため、フレーム転送経路Ｒ２０１を経由するＲＲＥＱは、他のＲＲＥＱよりも早くノード２０３に到達するが、フレーム転送経路Ｒ２０１は、ノード間距離が長いため、通信品質が低くなる。【００１０】
図１２Ｂは、従来のアドホックネットワーク２００における転送タイムアウトを説明するための図である。図１２Ｂに示す様に、アドホックネットワーク２００では、ホップ数の少ない転送経路Ｒ２０１経由のＲＲＥＱがノード２０３に最初に到達するため、当該ＲＲＥＱの受信時が、新たなＲＲＥＱの受信待ち時間Ｔ１の始点となる。このため、ホップ数の多い転送経路Ｒ２０２、Ｒ２０３経由のＲＲＥＱがノード２０３に到達した時には、既に待ち時間Ｔ１が経過し、転送経路Ｒ２０２、Ｒ２０３を経由して受信されたＲＲＥＱは、タイムアウトにより、ブロードキャストされないことが懸念される。この場合、品質の悪いＲＲＥＱのみが、上記待ち時間Ｔ１内のタイミングｔ１に、ノード２０３においてブロードキャストされることとなり、品質の良い転送経路Ｒ２０２、Ｒ２０３経由のＲＲＥＱが、隣接ノード２１３に到達する機会が失われることとなる。これにより、構築される経路の通信品質が低くなるという問題がある。【００１１】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、フレームの拡散による輻輳を抑制しつつ、高い通信品質の経路を構築することのできる通信装置、及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する通信装置は、一つの態様において、リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワークを構成する通信装置である。前記通信装置は、受信部と選択部と転送制御部とを有する。前記受信部は、経路探索要求フレームの経由した経路全体の品質情報を有する経路探索要求フレームを受信する。前記選択部は、複数の経路を経由して前記受信部により受信された前記経路探索要求フレームの中から、前記品質情報に基づき、他の通信装置に転送する経路探索要求フレームを選択する。前記転送制御部は、前記選択部により選択された経路探索要求フレームを前記他の通信装置に転送すると共に、前記経路探索要求フレームの前記品質情報の示す品質が所定の基準値未満である場合、当該経路探索要求フレームを破棄する。
【発明の効果】
【００１３】
本願の開示する通信装置の一つの態様によれば、フレームの拡散による輻輳を抑制しつつ、高い通信品質の経路を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施例に係るノードの機能構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例に係るノードのハードウェア構成を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係るアドホックネットワークの動作を説明するための図である。
【図４】図４は、ノードＮ１によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。
【図５】図５は、ノードＮ２によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。
【図６】図６は、待ち時間経過後、ノードＮ２によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。
【図７】図７は、ノードＮ５によるＲＲＥＱブロードキャスト受信時における経路構築動作を説明するための図である。
【図８】図８は、ノードＮ５によるＲＲＥＰユニキャスト送信前における経路構築動作を説明するための図である。
【図９】図９は、ノードＮ５によるＲＲＥＰユニキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係るフレーム転送制御方法の効果を説明するための図である。
【図１１】図１１は、従来のアドホックネットワークにおけるフレーム転送制御方法を説明するための図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、従来のアドホックネットワークにおけるフレーム転送経路の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、従来のアドホックネットワークにおける転送タイムアウトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本願の開示する通信装置、及び通信制御方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例の記載により、本願の開示する通信装置、及び通信制御方法が限定されるものではない。
【００１６】
まず、本願の開示する一実施例に係るノードの構成を説明する。図１は、本実施例に係るノードＮ１〜Ｎ２３の機能構成を示す図である。以下、ノードＮ１の構成を代表的に説明するが、他のノードＮ２〜Ｎ２３の構成は、ノードＮ１の構成と同様である。したがって、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００１７】
ノードＮ１は、例えば、いわゆるスマートグリッド（次世代電力網）において、消費電力量の測定や電気使用料の検針を行い、結果を遠隔報告可能なメータである。ノードＮ１は、リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワークを構成する通信装置である。ノードＮ１は、図１に示す様に、フレーム受信部１１とフレーム選択部１２とフレーム転送制御部１３とルーティングテーブル作成部１４とルーティングテーブル保持部１５と経路品質閾値保持部１６とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。
【００１８】
フレーム受信部１１は、ＲＲＥＱフレーム（以下、単に「ＲＲＥＱ」と記す。）の経由した経路全体の品質情報を有するＲＲＥＱを受信する。フレーム選択部１２は、複数の経路を経由して受信されたＲＲＥＱの中から、品質情報に基づき、隣接ノードにブロードキャスト転送するＲＲＥＱを選択する。フレーム転送制御部１３は、選択されたＲＲＥＱを隣接ノードに転送すると共に、ＲＲＥＱの上記品質情報の示す品質が所定の経路品質閾値未満である場合、そのＲＲＥＱを破棄する。
【００１９】
ルーティングテーブル作成部１４は、フレーム受信部１１により受信されたＲＲＥＱを基に、ＲＲＥＰの転送先や転送契機の決定等に用いるリバースリンク用ルーティングテーブルを作成する。ルーティングテーブル保持部１５は、作成されたルーティングテーブルを更新可能に保持する。経路品質閾値保持部１６は、受信されたＲＲＥＱから、事前に設定されている経路品質閾値を取得し、更新可能に保持する。経路品質閾値は、ノードＮ１が、受信されたＲＲＥＱを隣接ノードに再び転送するか、転送することなく自ノードにて破棄するかの判断基準となる値（基準値）である。
【００２０】
次に、ノードＮ１のハードウェア構成を説明する。図２は、本実施例に係るノードＮ１〜Ｎ２３のハードウェア構成を示す図である。以下、図２を参照して、ノードＮ１のハードウェア構成を代表的に説明するが、他のノードＮ２〜Ｎ２３についても同様の構成を有する。したがって、その図示及び詳細な説明は省略する。
【００２１】
図２に示す様に、ノードＮ１は、プロセッサ１０ａと、ＲＦ（Radio  Frequency）回路１０ｂと、記憶装置１０ｃと、入力装置１０ｄと、表示装置１０ｅとが、バスを介して各種信号やデータの入出力が可能なように接続されている。プロセッサ１０ａは、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。記憶装置１０ｃは、例えば、ＨＤ（Hard  Disk）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory)、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置の他、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）等のＲＡＭを含む。また、入力装置１０ｄは、例えば、操作キー、タッチパネルにより構成され、表示装置１０ｅは、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）、ＥＬＤ（Electro  Luminescence  Display）により構成される。
【００２２】
図１に示したノードＮ１の機能的構成要素の内、フレーム受信部１１は、ハードウェアとしてのＲＦ回路１０ｂにより実現される。フレーム選択部１２とルーティングテーブル作成部１４とは、ハードウェアとしてのプロセッサ１０ａによりそれぞれ実現される。また、フレーム転送制御部１３は、プロセッサ１０ａとＲＦ回路１０ｂとにより実現される。更に、ルーティングテーブル保持部１５と経路品質閾値保持部１６とは、ハードウェアとしての記憶装置１０ｃによりそれぞれ実現される。
【００２３】
次に、本実施例に係るアドホックネットワーク１の動作を説明する。図３は、本実施例に係るアドホックネットワーク１の動作を説明するための図である。本動作説明では、図３に示す様に、ＧＤ（Global  Destination）としてのノードＮ１を送信元とし、ＧＳ（Global  Source）としてのノードＮ５を宛先とするＲＲＥＱの転送を想定する。アドホックネットワーク１は、ノードＮ１〜Ｎ２３の各ノードが、隣接するノードと無線接続されることにより構成される。アドホックネットワーク１では、ノードＮ１〜Ｎ２３の各ノードは、経路品質を考慮し、ＲＲＥＱの転送を適宜制限することで、ネットワーク内に同一のフレームが不要に拡散、充満、滞留することを防止する。これにより、アドホックネットワーク１は、輻輳を抑制しつつ、品質の高い最適経路の構築を可能とする。
【００２４】
図３において、各ノードＮ１〜Ｎ２３は、図１、図２に示したノード１０の構成を有するが、以下では、説明の便宜上、ノード１０とは異なる参照符号を用いるものとする。ノードＮ１〜Ｎ２３の各ノード間を連結する矢印は、ＲＲＥＱの転送方向を表す。また、矢印上の数値（例えば、経路Ｒ１１上の“１０”）は、対応する区間の経路品質を表し、この数値が小さい程、その区間のルートコストが低く、経路品質が良好である。なお、図３では、説明の便宜上、上り方向の矢印のみを記載するが、逆方向（下り方向）にもフレームの送信は可能である。
【００２５】
ＲＲＥＱの送信元であるノードＮ１は、ＲＲＥＱ内に上記経路品質閾値を設定してブロードキャスト送信する。ノードＮ１から送信されたＲＲＥＱを受信した隣接ノード（例えば、ノードＮ２）は、ＲＲＥＱの経由した経路Ｒ１１の経路情報である“１０”を経路品質重みに加算し、その結果をリバースリンク用ルーティングテーブルに登録する。各ノードＮ２〜Ｎ２３が、ＲＲＥＱの受信を契機として、上述の動作を繰り返し、ＲＲＥＱ受信時または加算後の経路品質重みの値が上記経路品質閾値（例えば、“２５”）を超えた場合、該ＲＲＥＱを破棄する。これにより、経路構築のために検討される経路が減少するため、トラフィックが軽減される。したがって、アドホックネットワーク１は、輻輳を抑制しながら、品質の良い経路から使用経路を選択することが可能となる。
【００２６】
以下、図３を参照しながら、経路品質閾値として“２５”が設定されたＲＲＥＱの転送制御方法を説明する。ノードＮ１を送信元とするＲＲＥＱは、ノードＮ２、Ｎ３を経由することで、経路品質重みの値が“３０”に更新され、宛先であるノードＮ５への到達前に経路品質閾値を超える。したがって、経路途上であるノードＮ４からノードＮ５への転送は行われず、経路Ｒ１４上に×印で示す様に、ノードＮ４において破棄される。これに対して、ノードＮ６〜Ｎ９を経由してノードＮ４に達したＲＲＥＱは、その経路品質重みの値が“７（＝１＋１＋２＋１＋２）”であり、依然“２５”以下である。したがって、経路Ｒ２５を通ってノードＮ４に到達したＲＲＥＱは、ノードＮ４において破棄されることなく、ノードＮ５に転送される。
【００２７】
また、ノードＮ１からノードＮ１０〜Ｎ１３を経由したＲＲＥＱは、ノードＮ１３において、経路品質重み値“３５”が経路品質閾値“２５”を超えたことに伴い、宛先ノードＮ５への転送は行われず、破棄される（経路Ｒ３５上の×印）。同様に、ノードＮ１からノードＮ１０、Ｎ１８、Ｎ２１〜Ｎ２３を経由したＲＲＥＱは、ノードＮ１３において、経路品質重み値が“２６”に達するため、宛先ノードＮ５への転送は行われず、破棄される（経路Ｒ６５上の×印）。一方、ノードＮ１０、Ｎ１８〜Ｎ２０を経てノードＮ１３に到達したＲＲＥＱの経路品質重み値は、“１５（＝５＋２＋３＋３＋２）”である。したがって、ノードＮ１３からは、経路Ｒ５４経由のＲＲＥＱのみが、宛先ノードＮ５にブロードキャスト転送されることとなる。これにより、３つのＲＲＥＱが転送される場合と比較して、フレーム拡散による輻輳が抑制され、かつ、３つのＲＲＥＱの内、最も経路品質の高いＲＲＥＱのみが転送されるため、経路品質が維持される。
【００２８】
更に、ノードＮ１４〜Ｎ１７経由のＲＲＥＱは、ノードＮ１６において、経路品質重み値が、閾値である“２５”を超える。このため、経路Ｒ４３を伝送したＲＲＥＱは、次ノードＮ１７及び次々ノードＮ５に到達することなく、経路途上のノード１６にて破棄される（経路Ｒ４４、Ｒ４５上の×印）。これにより、宛先ノードＮ５に到達しても使用される可能性の低い非実用的なＲＲＥＱの転送が未然に防止される。その結果、フレームの拡散によるネットワークの輻輳が抑止される。
【００２９】
図３に示す例では、２系統の経路Ｒ２６、Ｒ５５から２つのＲＲＥＱがノードＮ５に到達することとなるが、ノードＮ５は、これらのＲＲＥＱの内、よりルートコストの低廉な経路を辿ったＲＲＥＱを選択する。経路Ｒ２６を経由したＲＲＥＱの経路品質重み値は“１０”であり、経路Ｒ５５を経由したＲＲＥＱの経路品質重み値は“１９”である。したがって、ノードＮ５は、経路Ｒ２６を経由したＲＲＥＱを、経路品質の高いＲＲＥＱと推定し、該ＲＲＥＱの辿った経路をＲＲＥＰの返信経路として選択する。ノードＮ５は、ノードＮ４、Ｎ９、Ｎ８、Ｎ７、Ｎ６経由（上記ＲＲＥＱの逆経路）で、ノードＮ１を宛先とするＲＲＥＰを送信する。これにより、ノードＮ１、Ｎ５間に、高品質のデータ転送経路が確立される。また、ノードＮ５は、前段の各ノードにおいて絞り込まれた数のＲＲＥＱの中から、所望のＲＲＥＱを選択すればよいので、ブロードキャストされた全てのＲＲＥＱの中から選択する場合と比較して、経路探索に掛かる処理時間が短縮される。また、経路探索に伴う処理負荷が軽減される。
【００３０】
なお、図３において、図示はしないが、両端に位置するノード（ＧＤ、ＧＳ）の内、ノードＮ１が、他のノードからブロードキャストされたＲＲＥＱを受信するものとしてもよい。また、ノードＮ５が、更に別のノードに対して、ＲＲＥＱをブロードキャストするものとしてもよい。
【００３１】
以下、図４〜図９を参照しながら、アドホックネットワーク１の動作について、より詳細に説明する。動作説明の前提として、以下、アドホックネットワーク１を構成する各ノードがＲＲＥＱを受信しながら作成するテーブルを「リバースリンク用ルーティングテーブル」と記す。これに対し、各ノードが、上記ＲＲＥＱに対するＲＲＥＰ（以下、単に「ＲＲＥＰ」と記す。）を受信しながら作成するテーブルを「フォワードリンク用ルーティングテーブル」と記す。リバースリンク用ルーティングテーブルは、ＲＲＥＰの転送時にも参照される。
【００３２】
図４は、ノードＮ１によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。送信元ノードＮ１は、ノードＮ５宛にデータを送信する場合、上記何れのルーティングテーブルにも宛先ノードＮ５の登録が無いことを契機として、ＲＲＥＱをブロードキャスト送信する。隣接ノードＮ２は、ノードＮ１からＲＲＥＱを受信すると、その内容を、リバースリンク用ルーティングテーブルに登録する。本実施例では、図４に示す構成のＲＲＥＱ２０がブロードキャストされる場合を例示する。ＲＲＥＱ２０は、経路探索要求宛先ノードとして“Ｎ５”、経路探索要求送信元ノードとして“Ｎ１”、自フレームのＩＤとして“１”を有する。また、ＲＲＥＱ２０には、動作パラメータとして、経路探索ホップ数を制限するための上限値（ＨＴＬ）である“２０”と、ＲＲＥＱを破棄するか否かの判断基準となる経路品質閾値である“２５”とが設定されている。更に、ＲＲＥＱ２０は、現在のホップ数を表す数値である“１”と、上記経路品質の初期値である“０”とを有する。
【００３３】
ノードＮ２は、ＲＲＥＱ２０に基づき、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ２０を作成する。図４に示す様に、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ２０には、経路探索要求の送信元ノード（ＧＤ）として“Ｎ１”が、フレームＩＤとして上記“１”が、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ２０のエージング時間（Time  To  Live）として“４０分”が、それぞれ格納される。また、経路探索用テーブルの有効時間として“４０秒”が、ＲＲＥＱ受信の待ち時間として“１秒”がそれぞれ格納される。更に、ノードＮ１、Ｎ２間の経路Ｒ１１における経路品質重みｄとして“１０”が、ホップ数として上記“１”が格納される。なお、経路品質重みｄの値は、ノードＮ２の有するリンクテーブル（図示せず）を参照して得られるが、リンクテーブルにノードＮ１が登録されていない場合には、ノードＮ２は、ＲＲＥＱの受信電波強度からの換算値を経路品質重みｄとして用いることができる。
【００３４】
図５は、ノードＮ２によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。図５に示すＲＲＥＱ３０及びリバースリンク用ルーティングテーブルＴ３０は、上述したＲＲＥＱ２０及びリバースリンク用ルーティングテーブルＴ２０と同様の構成を有する。したがって、その詳細な説明は省略するが、ＲＲＥＱ３０のＨＴＬの値は、経路Ｒ１１におけるＲＲＥＱのホップに伴って１減少し、“１９”に更新される。また、経路品質の値は、初期値である“０”から、経路Ｒ１１における経路品質重みの値である“１０”に更新されている。更に、送信元ノードとＦＩＤとを同一とするリバースリンク用ルーティングテーブルＴ３０についても、ノードＮ１、Ｎ３間の経路Ｒ１１、Ｒ１２における経路品質重みｄとして、経路品質の累積値である“２０（＝１０＋１０）”が、ホップ数“２”と共に格納される。なお、リンクテーブルにノードＮ２が登録されていない場合には、ノードＮ３は、ＲＲＥＱの受信電波強度からの換算値を、経路品質重みｄを算出するための経路Ｒ１２の品質値として用いる。
【００３５】
上述の様に、現時点の経路品質重みｄは“２０”であるが、ＲＲＥＱ３０に設定されている経路要求閾値は“２５”であることから、経路品質重みｄは、依然閾値未満である。したがって、ノードＮ３は、経路Ｒ１１、Ｒ１２を経由して受信されたＲＲＥＱを自ノードで破棄することなく、周辺ノードに対するＲＲＥＱのブロードキャストを継続する。
【００３６】
図６は、待ち時間経過後、ノードＮ２によるＲＲＥＱブロードキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。図６に示すＲＲＥＱ４０及びリバースリンク用ルーティングテーブルＴ４０は、上述したＲＲＥＱ２０及びリバースリンク用ルーティングテーブルＴ２０と同様の構成を有する。したがって、その詳細な説明は省略するが、ノードＮ３は、上記ＲＲＥＱ受信の待ち時間（例えば、１秒）の経過を契機として、ＲＲＥＱ４０を周辺ノードへブロードキャスト転送する。このとき、転送されるＲＲＥＱ４０のホップ数は、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ４０に格納されている、経路Ｒ１１のホップ数“１”に“１”を加算した値に更新され、これに伴い、ＨＴＬ値も“１８（＝２０−２）”に更新される。併せて、ＲＲＥＱ４０の経路品質値は、経路Ｒ１１の経路品質重みｄの値である“１０”に更新される。
【００３７】
ブロードキャストされたＲＲＥＱが複数の経路を経てノードＮ５に到達すると、ノードＮ５においても、他の転送ノードと同様に、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ５０が作成される。図７は、ノードＮ５によるＲＲＥＱブロードキャスト受信時における経路構築動作を説明するための図である。図７に示す様に、ルーティングテーブルＴ５０のＲＲＥＱ受信の待ち時間領域には、動作パラメータとして、ＲＲＥＱ収集用の待ち時間を表す値が格納される。ルーティングテーブルＴ５０は、経路品質重みｄの昇順にソートされる。ノードＮ５は、他の転送ノード（例えば、ノードＮ２、Ｎ９）と異なり、ノードＮ１との間の経路構築を実行するノードである。したがって、ノードＮ５では、経路品質を向上する観点から、到達の遅い（経路長の長い）ＲＲＥＱの受信を確実に完了するため、他の転送ノードよりも、待ち時間を長く設定することが望ましい。ＲＲＥＱ収集用の待ち時間は、５〜２０秒程度が好適であり、例えば１０秒である。
【００３８】
図８は、ノードＮ５によるＲＲＥＰユニキャスト送信前における経路構築動作を説明するための図である。ＲＲＥＱの送信元がＧＷ（GateWay）ノードでない場合、ノードＮ５は、上記ＲＲＥＱ受信の待ち時間のタイムアウトを契機として、送信元ノードＮ１にＲＲＥＰを返信する。ＲＲＥＰは、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ６０を参照してユニキャストにより返信される。
【００３９】
図９は、ノードＮ５によるＲＲＥＰユニキャスト送信時における経路構築動作を説明するための図である。ＲＲＥＰ７０は、経路探索応答の宛先ノードとして、ＲＲＥＱの送信元ノードＩＤである“Ｎ１”、及び経路探索応答の送信元ノードとして、ＲＲＥＱの宛先ノードＩＤである“Ｎ５”を有する。また、ＲＲＥＰ７０は、自フレームのＩＤとして“１００”と、これに対応するＲＲＥＱのＩＤとして“１”とを有する。更に、ＲＲＥＰ７０には、動作パラメータとして、経路探索ホップ数を制限するための上限値（ＨＴＬ）である“２０”が設定されている。また、ＲＲＥＰ７０は、現在のホップ数を表す数値である“１”と、経路品質の初期値である“３”とを有する。なお、経路品質の初期値は、リンクテーブルにおける復路リンク重みの値である。
【００４０】
ノードＮ５は、ＲＲＥＰ７０に基づき、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ７０を作成する。図９に示す様に、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ７０には、経路探索要求の送信元ノード（ＧＤ）として“Ｎ１”が、フレームＩＤとして上記“１００”が、ルーティングテーブルＴ７０のエージング時間（ＴＴＬ）として“４０分”が、それぞれ格納される。また、経路探索用テーブルの有効時間として“３９秒”が、ＲＲＥＱ受信の待ち時間として“０秒（タイムアウト）”がそれぞれ格納される。更に、ノードＮ５が、ＬＤ１（ノードＮ４）、ＬＤ２（ノードＮ１３）、ＬＤ３（ノードＮ１７）に対してそれぞれＲＲＥＰ７０を送信した場合の経路品質重みｄとして、“１０”、“１９”、“−”が格納される。
【００４１】
なお、“−”は、ＲＲＥＱがノードＮ５に到達する前に、経路品質重みｄの値が経路品質閾値“２５”以上となり、その結果、ＲＲＥＱがノードＮ５に到達しなかったことを示す。この場合、ＬＤ３の経路品質重みｄは存在しないため、ＬＤ３がＲＲＥＰの返信経路として選択されることはない。また、リンクテーブルにＬＤ２、ＬＤ３が登録されていない場合には、ノードＮ５は、リバースリンク用ルーティングテーブルＴ７０に事前に登録された受信電波強度から算出される換算値を、経路品質重みｄとして用いるものとしてもよい。
【００４２】
本実施例では、図９に示す様に、ＲＲＥＰの送信先候補となるＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３の内、ＬＤ１の経路品質重みｄが最小値“１０”をとり、ルートコストが最低であることが推測される。そこで、ノードＮ５は、ＲＲＥＰの直近の送信先として、ＬＤ１に対応するノードＮ４（図３参照）を選択する。ＲＲＥＰの発信以降、ノードＮ４、Ｎ９、Ｎ８、Ｎ７、Ｎ６の各ノードは、自ノードのルーティングテーブルを参照して、経路品質重みｄが最小のＬＤを選択することにより、ＲＲＥＰを順次転送していく。これにより、ノードＮ５とノードＮ１との間に、最も品質の高いデータ転送経路が構築される。
【００４３】
上述したように、ＲＲＥＱは、フレームの識別子であるＦＩＤによって管理されるが、同一のＦＩＤを有する複数のＲＲＥＱが複数の経路を経て、各ノードＮ１〜Ｎ２３に到達する。このため、各ノードＮ１〜Ｎ２３は、ＲＲＥＱを周辺ノードにブロードキャスト転送する前に、所定の待ち時間を設ける。特定のノードが、その待ち時間の間に更に別のノードからＲＲＥＱを受信すると、これを契機として、経路品質重みｄが更新される。
【００４４】
以上説明したように、ノード１０は、リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワーク１を構成する通信装置である。ノード１０は、フレーム受信部１１とフレーム選択部１２とフレーム転送制御部１３とを有する。フレーム受信部１１は、経路探索要求フレーム（ＲＲＥＱ）の経由した経路全体の品質情報（例えば、経路品質重み）を有する経路探索要求フレームを受信する。フレーム選択部１２は、複数の経路を経由してフレーム受信部１１により受信された上記経路探索要求フレームの中から、上記品質情報に基づき、他の通信装置（例えば、隣接ノード、周辺ノード）にブロードキャスト転送する経路探索要求フレームを選択する。フレーム転送制御部１３は、フレーム選択部１２により選択された経路探索要求フレームを上記他の通信装置に転送すると共に、上記経路探索要求フレームの上記品質情報の示す品質が所定の基準値（例えば、経路品質閾値）未満である場合、当該経路探索要求フレームを破棄する。
【００４５】
例えば、フレーム選択部１２は、受信された複数の経路探索要求フレームの中から、上記品質情報の示す品質が最良のフレームを選択するものとしてもよい。上記品質情報は、例えば、上記経路探索要求フレームの送信元からのホップ数、及び上記経路に含まれる複数のリンクの品質に関連した情報である。また、上記品質情報は、例えば、上記経路探索要求フレームの送信元からのホップ数を無線回線の利用率に換算することにより得られる、上記アドホックネットワークの無線リソースの利用率に関する情報である。かかる態様では、フレーム選択部１２は、無線リソースの利用率が最低の経路、換言すれば、最もリソースに余裕のある経路を通ったフレームを選択することとなる。
【００４６】
しかしながら、上記経路品質の判断指標となる情報は、上述の無線リソースの利用率に限らず、例えば、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received  Signal  Strength  Indication）、評価係数（経路品質値の逆数）、メトリック等を用いることもできる。また、これら以外にも、品質情報は、例えば、ＦＥＲ（Frame  Error  Rate）、ＳＩＮＲ（Signal-to-Interference  and  Noise  power  Ratio）等のリンク状態に関する情報であってもよい。
【００４７】
上述したように、リアクティブの経路構築方式を用いたアドホックネットワーク１において、各ノードＮ１〜Ｎ２３は、各ノードＮ１〜Ｎ２３への到達迄にフレームが経由した経路全体の品質に基づいて選択された経路探索要求フレームを、隣接ノードに転送する。これにより、各ノードＮ１〜Ｎ２３は、同一フレームの不要な拡散による輻輳を抑えつつ、最適な経路の構築を可能とする。
【００４８】
続いて、図１０、及び上述の図１２Ａを参照しながら、本実施例に係るフレーム転送制御方法の更なる効果について、説明する。再び図１２Ａを参照すると、従来のフレーム転送制御方法では、ノード２０２からノード２０３に転送されるＲＲＥＱは、経路品質が低く使用されないにも拘らず、他のＲＲＥＱよりも早くノード２０３に到達する。ノード２０３では、経路Ｒ２０１経由のＲＲＥＱの受信タイミングが上記待ち時間の開始タイミング（始点）となることから、タイムアウトが早まる。その結果、経路品質を向上するためには本来使用されるべき、他の経路Ｒ２０２、Ｒ２０３からのＲＲＥＱが、タイムアウトにより弾かれ、経路構築に使用されないという問題があった。
【００４９】
これに対して、図１０は、本実施例に係るフレーム転送制御方法の効果を説明するための図である。図１０に示す様に、本実施例に係るアドホックネットワーク２では、経路品質の悪いＲＲＥＱは、ＲＲＥＱが集中するノード（例えば、図１０のノードＮ３３）の手前のノード（例えば、図１０のノードＮ３２）において破棄される。このため、経路Ｒ７１（図１２Ａの経路Ｒ２０１に相当）経由のＲＲＥＱがノードＮ３３（図１２Ａのノード２０３に相当）に達することはなく、その受信タイミングが、上記待ち時間の開始タイミングとなることもない。これにより、従来よりも遅いタイムアウトとなる。したがって、他の高品質な経路Ｒ７２、Ｒ７３（図１２Ａの経路Ｒ２０２、Ｒ２０３に相当）を経由したＲＲＥＱは、タイムアウトによって弾かれることなく、確実にノードＮ３３に到達する。これにより、ノードＮ３３では、他の経路Ｒ７２、Ｒ７３からのより高品質なＲＲＥＱの使用が、埋もれることなく確保される。その結果、ＲＲＥＱの破棄により輻輳が抑制されると共に、高い通信品質の経路構築が実現される。
【００５０】
なお、上記実施例においては、ＲＲＥＱには、経路品質閾値として“２５”の値が設定されるものとしたが、経路品質閾値は、これに限らず、上記実施例の趣旨を逸脱しない範囲内で、適正な値に適宜変更可能である。但し、経路品質閾値の上限値は、輻輳を有効に抑制可能な程度に小さい値（例えば、“３０”程度）であることが望ましく、下限値は、所定の経路品質を確保可能な程度に大きい値（例えば、“１０”程度）であることが望ましい。
【００５１】
また、ＲＲＥＱを破棄するタイミングに関し、ＲＲＥＱの転送漏れを減らす観点からは、各ノードＮ１〜Ｎ２３は、経路品質の良いＲＲＥＱの転送完了を待って、他のＲＲＥＱを破棄するものとしてもよい。例えば、図３のノードＮ１３は、３方向から３つのＲＲＥＱを受信するが、最も品質の良い経路Ｒ５４経由のＲＲＥＱを選択後も、その転送が完了するまでは、他の経路Ｒ６４、Ｒ３４経由のＲＲＥＱも併せて保持しておく。そして、何らかの要因により、ノードＮ１３が、その転送に失敗した場合には、次に品質の良い経路Ｒ６４経由のＲＲＥＱをノードＮ５に転送するものとしてもよい。更に、ノードＮ１３が、転送に失敗した場合には、次に品質の良い経路Ｒ３４経由のＲＲＥＱをノードＮ５に転送するものとしてもよい。これにより、ＲＲＥＱが宛先ノードＮ５に到達する確実性が増し、ネットワークの信頼性が向上する。
【００５２】
更に、上記実施例では、各転送ノードにおいて、経路品質閾値以上のＲＲＥＱが１つである場合を例示した（図３参照）が、経路品質閾値以上のＲＲＥＱが複数存在する場合には、各ノードは、これら複数のＲＲＥＱをブロードキャスト転送するものとしてもよい。また、各ノードは、経路品質閾値以上の複数のＲＲＥＱに対し、経路品質重みｄ等の品質情報に基づく絞込みを行ってもよい。例えば、各ノードは、待ち時間内に自ノードに到達したＲＲＥＱが複数存在する場合、経路品質閾値未満のＲＲＥＱを破棄した後に、残ったＲＲＥＱの内、経路品質の最も高いＲＲＥＱのみを転送するものとしてもよい。これにより、経路構築に使用される可能性の低いＲＲＥＱの転送が回避され、更なる輻輳の抑制が可能となる。
【００５３】
反対に、経路品質閾値以上のＲＲＥＱが存在しない場合には、各ノードは、ＲＲＥＱのブロードキャスト転送を中止することもできる。また、各ノードは、所定の経路品質を満たすＲＲＥＱが存在しない場合、受信されたＲＲＥＱの内、経路品質の最も高いＲＲＥＱを転送するものとしてもよい。これにより、経路構築に使用されるＲＲＥＱの不達が防止される。したがって、ＲＲＥＱの宛先ノードは、フレームの拡散による輻輳を抑制しつつ、より確実に経路構築を行うことが可能となる。その結果、ネットワークの信頼性が向上する。
【００５４】
ノード１０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状態等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、フレーム受信部１１とルーティングテーブル作成部１４、あるいは、ルーティングテーブル保持部１５と経路品質閾値保持部１６をそれぞれ１つの構成要素として統合してもよい。反対に、例えば、ノード１０のフレーム転送制御部１３に関し、選択されたＲＲＥＱを隣接ノードに転送する部分と、上記ＲＲＥＱの上記品質情報の示す品質が所定の基準値未満である場合、当該ＲＲＥＱを破棄する部分とに分散してもよい。更に、記憶装置１０ｃをノード１０の外部装置として、ネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１、２  アドホックネットワーク
１０  ノード
１０ａ  プロセッサ
１０ｂ  ＲＦ回路
１０ｃ  記憶装置
１０ｄ  入力装置
１０ｅ  表示装置
１１  フレーム受信部
１２  フレーム選択部
１３  フレーム転送制御部
１４  ルーティングテーブル作成部
１５  ルーティングテーブル保持部
１６  経路品質閾値保持部
２０、３０、４０  ＲＲＥＱ
７０  ＲＲＥＰ
１００、２００  アドホックネットワーク
１０１〜１０４、２０１〜２１３  ノード
Ｎ１〜Ｎ２３、Ｎ３１〜Ｎ４２  ノード
Ｒ１１〜Ｒ１４、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１〜Ｒ３５、Ｒ４１〜Ｒ４５、Ｒ５１〜Ｒ５５、Ｒ６１〜Ｒ６５、Ｒ７１〜Ｒ７３  ＲＲＥＱ転送経路
Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ２０１、Ｒ２０２、Ｒ２０３  ＲＲＥＱ転送経路
ｔ１  ブロードキャストタイミング
Ｔ１  待ち時間
Ｔ２０、Ｔ３０、Ｔ４０、Ｔ５０、Ｔ６０、Ｔ７０  リバースリンク用ルーティングテーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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