(57)【要約】【課題】  低コストで無線通信の通信品質を測定すること。【解決手段】  広告メッセージを互いに送受信するルーティングプロトコル処理部５２２を有するアドホックノードを含むアドホックネットワーク１１１において、アドホックノード間の無線リンク１１２の通信品質を算出する通信品質算出方法であって、アドホックノードが、広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録する手順と、通信履歴から算出される値および所定の算出式に従って無線リンク１１２の通信品質を算出する手順と、を実行する。さらに、アドホックノードは、算出された通信品質をもとに、アドホックネットワーク１１１においてデータを転送する際に使用される経路表を作成する手順を実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
広告メッセージを互いに送受信するルーティングプロトコル処理部を有する無線ノードを含む無線ネットワークにおいて、前記無線ノード間の無線リンクの通信品質を算出する通信品質算出方法であって、
前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録する手順と、前記通信履歴から算出される値および所定の算出式に従って前記無線リンクの通信品質を算出する手順と、を実行することを特徴とする通信品質算出方法。
【請求項２】
前記通信品質算出方法は、前記無線ノードの演算手段が、算出された前記通信品質をもとに、前記無線ネットワークにおいてデータを転送する際に使用される経路表を作成する手順を、さらに実行することを特徴とする請求項１に記載の通信品質算出方法。
【請求項３】
前記広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記無線ネットワークの外部のノードに通信可能な無線ノードである無線ゲートウェイからブロードキャストされた前記広告メッセージを、前記通信履歴に記録することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信品質算出方法。
【請求項４】
前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージのデータリンク層における伝送方式の種別から前記所定の算出式を選択することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の通信品質算出方法。
【請求項５】
前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの受信成功確率を、前記通信履歴から算出される値とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の通信品質算出方法。
【請求項６】
前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの受信予定時刻と受信時刻との差分から算出される前記広告メッセージの受信遅延時間を、前記通信履歴から算出される値とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の通信品質算出方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の通信品質算出方法を、コンピュータに実行させるための通信品質算出プログラム。
【請求項８】
広告メッセージを互いに送受信するルーティングプロトコル処理部を有する無線ノードを含む無線ネットワークにおいて、前記無線ノード間の無線リンクの通信品質を算出する前記無線ノードであって、
前記ルーティングプロトコル処理部は、前記広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録し、前記通信履歴から算出される値および所定の算出式に従って前記無線リンクの通信品質を算出するように構成されることを特徴とする無線ノード。
【請求項９】
前記無線ノードは、前記ルーティングプロトコル処理部が、算出された前記通信品質をもとに、前記無線ネットワークにおいてデータを転送する際に使用される経路表を作成するように構成されることを特徴とする請求項８に記載の無線ノード。
【請求項１０】
前記無線ノードは、前記ルーティングプロトコル処理部が、前記無線ネットワークの外部のノードに通信可能な無線ノードである無線ゲートウェイからブロードキャストされた前記広告メッセージを、前記通信履歴に記録するように構成されることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の無線ノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質算出方法、通信品質算出プログラム、および、無線ノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークシステムにおける通信媒体が無線である場合、有線伝送路に比べ信頼性が低いため、伝送中に通信データが度々失われる。従って、無線区間を含むネットワークでは、高速且つ信頼性の高いデータ伝送を実現するために、ネットワーク処理スタックを構成する各レイヤにおいて、無線リンクの通信品質を正確に推定する必要がある。そこで、無線通信システムにおいて無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定する技術が、提案されている。
【０００３】
これらの品質推定技術は、ＯＳＩ参照モデル（Open Systems Interconnection reference model）によって、分類される。なお、ＯＳＩ参照モデルは、通信相手との物理的な通信路を確保し、通信路を流れるデータのエラー検出などを行なうデータリンク層（第２層）と、相手までデータを届けるための通信経路の選択をするための各装置のアドレスを規定するネットワーク層（第３層）と、を含む７層のネットワーク階層モデルである。ＭＡＣ（Media Access Control）層は、データリンク層の一部であり、フレームの送受信方法やフレームの形式、誤り検出方法などを規定する。
【０００４】
例えば、特許文献１は、データリンク層の無線品質情報をもとに、ネットワーク層において使用可能な無線帯域を推定する手法を提案している。
【０００５】
また、特許文献２は、データリンク層からの無線品質情報の取得を必要とせずに、ネットワーク層において無線リンクの品質を推測する方法を提案している。具体的には、通信効率を推定するために、ｔｒａｃｅｒｏｕｔｅなどのネットワークコマンドを利用する方法、およびＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のＳｙｎ（synchronize/start）メッセージを利用する方法に関するものである。なお、Ｓｙｎメッセージは、ＴＣＰ接続を開始する際に接続相手から送信されるパケットである。これらの方法を実現するために、ネットワーク装置に、特定のネットワークコマンドやＴＣＰが実装されていることを前提としている。
【特許文献１】特開２００３−３４８６４２号公報（段落[０００７]）
【特許文献２】特開２０００−２７８３２０号公報（段落[００１２]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上挙げた従来の技術は、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に、独自に用意する必要があった。
【０００７】
まず、特許文献１などの多くの既存技術において、無線リンクの品質の推定値はデータリンク層において算出される。そのため、データリンク層の通信方式ごとに品質の測定手段を実装する開発コストがかかってしまうとともに、測定手段によって取得された通信品質を、ネットワーク層のルーティングプロトコルが取得するインターフェースも、データリンク層の通信方式ごと用意する手間がかかってしまう。つまり、データリンク層を担う装置は多種多様であり、同一のデータリンクプロトコルまたはＭＡＣプロトコルを実現した装置であっても、製造方法および製造者によってプロトコルの実装方法が異なるため、ルーティングプロトコルがデータリンク層またはＭＡＣ層から無線リンク品質推定結果を取得する枠組み及び仕組みは、装置の種別ごとに個別に用意しなければならない。
【０００８】
一方、特許文献２などのネットワーク層において無線リンクの品質を推測する方法は、無線リンク品質を推定するために、特定のネットワークコマンドが実装されていること、あるいはトランスポート層プロトコルにおいてＴＣＰを利用することを前提とする別の既存技術が存在するが、この前提は、方式実現化に当たって通信機器および通信方法に大きな制約を与える。
【０００９】
以上挙げたように、従来の技術は、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に、独自に用意する必要があったので、開発コストがかかるとともに、通信品質を測定するネットワークの普及が抑制されてしまっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、低コストで無線通信の通信品質を測定することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明は、広告メッセージを互いに送受信するルーティングプロトコル処理部を有する無線ノードを含む無線ネットワークにおいて、前記無線ノード間の無線リンクの通信品質を算出する通信品質算出方法であって、
前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録する手順と、前記通信履歴から算出される値および所定の算出式に従って前記無線リンクの通信品質を算出する手順と、を実行することを特徴とする。
【００１２】
これにより、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【００１３】
本発明は、前記通信品質算出方法は、前記無線ノードの演算手段が、算出された前記通信品質をもとに、前記無線ネットワークにおいてデータを転送する際に使用される経路表を作成する手順を、さらに実行することを特徴とする。
【００１４】
これにより、無線リンクの品質を示す値をメトリックとして用い経路制御に利用することで、あるいは無線区間を含む経路の品質を推定した値を利用することで、無線区間の多いネットワークにおいてエンドエンドでの高速高帯域な経路に沿った高品質な通信を提供することが可能となる。なお、メトリックは、リンクの有無を示す１または０の値、帯域、遅延などが用いられる。
【００１５】
本発明は、前記広告メッセージの通信履歴を記憶手段に記録する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記無線ネットワークの外部のノードに通信可能な無線ノードである無線ゲートウェイからブロードキャストされた前記広告メッセージを、前記通信履歴に記録することを特徴とする。
【００１６】
これにより、無線ネットワークから外のネットワークに通信する際に、効率的な経路を選択することが可能となる。
【００１７】
本発明は、前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージのデータリンク層における伝送方式の種別から前記所定の算出式を選択することを特徴とする。
【００１８】
これにより、データリンク層の種別を考慮することにより、通信品質の計算結果の精度が向上する。
【００１９】
本発明は、前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの受信成功確率を、前記通信履歴から算出される値とすることを特徴とする。
【００２０】
これにより、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【００２１】
本発明は、前記無線リンクの通信品質を算出する手順は、前記無線ノードの演算手段が、前記広告メッセージの受信予定時刻と受信時刻との差分から算出される前記広告メッセージの受信遅延時間を、前記通信履歴から算出される値とすることを特徴とする。
【００２２】
これにより、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【００２３】
本発明は、前記通信品質算出方法を、コンピュータに実行させるための通信品質算出プログラムである。
【００２４】
これにより、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【００２５】
本発明は、広告メッセージを互いに送受信するルーティングプロトコル処理部を有する無線ノードを含む無線ネットワークにおいて、前記無線ノード間の無線リンクの通信品質を算出する前記無線ノードであって、
前記ルーティングプロトコル処理部は、前記広告メッセージの通信履歴を記録し、前記通信履歴から算出される値および所定の算出式に従って前記無線リンクの通信品質を算出するように構成されることを特徴とする。
【００２６】
これにより、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【００２７】
本発明は、前記無線ノードは、前記ルーティングプロトコル処理部が、算出された前記通信品質をもとに、前記無線ネットワークにおいてデータを転送する際に使用される経路表を作成するように構成されることを特徴とする。
【００２８】
これにより、無線リンクの品質を示す値をメトリックとして用い経路制御に利用することで、あるいは無線区間を含む経路の品質を推定した値を利用することで、無線区間の多いネットワークにおいてエンドエンドでの高速高帯域な経路に沿った高品質な通信を提供することが可能となる。なお、メトリックは、リンクの有無を示す１または０の値、帯域、遅延などが用いられる。
【００２９】
本発明は、前記無線ノードは、前記ルーティングプロトコル処理部が、前記無線ネットワークの外部のノードに通信可能な無線ノードである無線ゲートウェイからブロードキャストされた前記広告メッセージを、前記通信履歴に記録するように構成されることを特徴とする。
【００３０】
これにより、無線ネットワークから外のネットワークに通信する際に、効率的な経路を選択することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
以上に述べた本発明により、通信品質の測定または推定を行う手段を、ルーティングプロトコルとは別に独自に用意することなく、ルーティングプロトコルにおいて、時々刻々変化する無線リンクの品質および無線区間を含む経路の品質を推定することができる。よって、低コストで無線通信の通信品質を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、請求項に記載の無線ネットワークを、アドホックネットワークに適用する一例について、アドホックネットワークの構成およびアドホックノード間の通信品質の算出処理を示す第１実施形態を説明する。なお、請求項に記載の無線ノードは、アドホックノードに、また、請求項に記載の無線ゲートウェイは、アドホックゲートウェイに、それぞれ対応する。
【００３３】
アドホックネットワークを構成する各アドホックノードは、演算処理を行う際に用いられる記憶手段としてのメモリと、前記演算処理を行う演算処理装置（演算手段）とを少なくとも備えるコンピュータとして構成される。なお、メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成される。演算処理は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される演算処理装置が、メモリ上のプログラムを実行することで、実現される。さらに、各アドホックノードは、８０２．１１規格の無線ＬＡＮや、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）などの無線通信手段を有し、この無線通信手段を介してアドホックノード間の通信が行われる。
【００３４】
図１に示す内部構成を有するアドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２が、図２に示すように、互いの発する無線電波を受信することができる位置に存在するとき、アドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２は互いに直接通信が可能な隣接関係の状態にあり、アドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２の間に無線リンク１１２が存在する。そして、アドホックノードＡＮ１が、単位時間当たりにアドホックノードＡＮ２から受信することができるルーティングプロトコルの広告メッセージのデータ量またはパケット数、到着時刻の遅延などを、通信効率として無線リンク１１２の品質とみなすことによって、アドホックノードＡＮ１がアドホックノードＡＮ２との間の無線リンク１１２の通信品質を算出することが本発明の特徴である。なお、ルーティングプロトコルは、例えば、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）が規定するＲＦＣ（Request For Comment）３５６１のＡＯＤＶ（Ad hoc On-Demand Distance Vector）が挙げられ、広告メッセージは、ＡＯＤＶのHello Messageが挙げられる。
【００３５】
アドホックノードの演算手段は、プログラムを実行することで、以下の処理部を実現する。アドホックノードＡＮ１およびアドホックノードＡＮ２には、同一のＭＡＣプロトコルが、ＭＡＣプロトコル処理部５１３およびＭＡＣプロトコル処理部５２３に実装されている。同様に、アドホックノードＡＮ１およびアドホックノードＡＮ２には、同一のルーティングプロトコルが、ルーティングプロトコル処理部５１２およびルーティングプロトコル処理部５２２に実装されている。さらに、アドホックノードＡＮ１およびアドホックノードＡＮ２には、同一のアプリケーションが、アプリケーション層処理部５１１およびアプリケーション層処理部５２１に実装されている。
【００３６】
アドホックノードＡＮ１およびアドホックノードＡＮ２のルーティングプロトコル処理部５１２，５２２に実装されているルーティングプロトコルは、定期的に広告メッセージを隣接するアドホックノードに対してブロードキャスト送信するという仕様をあらかじめ含む。なお、定期的とは、時刻が予め定められている旨を示すものであり、同一の時間間隔（１０秒ごとなど）でもよいし、異なった時間間隔としてもよい。本仕様は、アドホックノード同士が、隣接するアドホックノードが存在することを定期的に検知することを目的としており、多くのルーティングプロトコルに含まれる仕様である。換言すれば、アドホックノードＡＮ１に着目すると、アドホックノードＡＮ１はアドホックノードＡＮ２から定期的に広告メッセージを受信する。
【００３７】
以下、図３を参照して、アドホックノード間の通信品質の算出処理の流れを説明する。
【００３８】
まず、無線リンク１１２（図２参照）は、隣接の関係にあるアドホックノード間に、存在する。なお、無線リンク１１２は、ルーティングプロトコルの接続を開始するメッセージの交換により、互いのアドホックノードが、相手のアドホックノードとの通信を許可する処理によって作成された論理的なデータの伝送路である。つまり、アドホックノードＡＮ１およびアドホックノードＡＮ２は該ルーティングプロトコルの効用によって互いの存在を知ることとなる。この無線リンク１１２の確立により、後記する無線リンク１１２の通信品質を算出する処理が、可能となる。
【００３９】
アドホックノードＡＮ２におけるルーティングプロトコル処理部５１２が広告メッセージを送信するとき、広告メッセージはアドホックノードＡＮ２内部においてＭＡＣプロトコル処理部５１３に渡される。ＭＡＣプロトコル処理部５１３は、他のアドホックノードによる送信電波が既に存在するか否か確認し、該広告メッセージにヘッダを付加して広告メッセージを作成し、該広告メッセージを無線で送信する。アドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２の間の無線リンク１１２が十分安定していれば、アドホックノードＡＮ２によって送信された該広告メッセージは、アドホックノードＡＮ１におけるＭＡＣプロトコル処理部５２３において受信される（Ｓ３００）。
【００４０】
ルーティングプロトコル処理部５１２，５２２は、その下位層に存在するＭＡＣプロトコル処理部の種別を判定する（図３におけるＳ３０１）。このように判定するのは、通常、ノードがデータを通信する際、ＭＡＣインタフェースを介してルーティングプロトコル処理部５１２，５２２とＭＡＣプロトコル処理部５１３，５２３の間で通信対象のデータが交換され、このときルーティングプロトコルはＭＡＣプロトコル処理部５１３，５２３の名称や種別を取得するためである。
【００４１】
そして、該広告メッセージはアドホックノードＡＮ１においてルーティングプロトコル処理部５２２に渡され、該広告メッセージから広告メッセージのデータ内容が取り出される。なお、広告メッセージのデータ内容は、送信元の識別情報（ＩＰアドレスなど）を含めて構成される。
ここで、広告メッセージは、アドホックノードが自装置の所在を知らせるための第１の広告メッセージ、または、アドホックゲートウェイが自装置の所在を知らせるため第２の広告メッセージがある。そして、アドホックネットワーク１１１の各アドホックノードに、アドホックネットワーク１１１の外部と通信させるために、第２の広告メッセージは、受信したアドホックノードから他のアドホックノードへと、次々に転送される。
このように、アドホックノードＡＮ１は、アドホックノードＡＮ２によって定期的にブロードキャスト送信される広告メッセージを受信する。
【００４２】
次に、アドホックノードＡＮ１におけるネットワーク層すなわちルーティングプロトコル処理部５２２が、無線リンクの通信品質を推定する流れと、無線リンク品質推定方法を実行することが可能である原理について述べる。
【００４３】
アドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２の距離が近く無線伝搬環境が良好である場合、アドホックノードＡＮ１は、アドホックノードＡＮ２が定期的に送信するすべての広告メッセージを受信することができる。しかし、アドホックノードＡＮ１とアドホックノードＡＮ２の距離が離れている場合、広告メッセージが無線上で失われ、アドホックノードＡＮ１が、アドホックノードＡＮ２により送信された広告メッセージを受信できない場合がある。
【００４４】
広告メッセージは定期的に送信されるため、アドホックノードＡＮ１は、アドホックノードＡＮ２からの広告メッセージの受信状況を監視する（Ｓ３０２）。そして、アドホックノードＡＮ１は、アドホックノードＡＮ２からの広告メッセージの受信履歴（通信履歴）を記憶手段に記録する。
【００４５】
次に、アドホックノードＡＮ１は、例えば、単位時間当たりに受信を予定している全広告メッセージ数と、単位時間当たりに実際に受信した広告メッセージ数との比率から、アドホックノードＡＮ２からの広告メッセージ数を受信できない確率ｐを算出する（Ｓ３０３）。該確率ｐは、アドホックノードＡＮ１におけるルーティングプロトコル処理部５２２において観測される。
【００４６】
次に、該確率ｐをもとに（換言すると、受信成功確率（１−ｐ）をもとに）、ネットワーク層において無線リンク１１２の通信品質を推定する（Ｓ３０４）。アドホックノードＡＮ２のアプリケーション層処理部５１１は、任意のデータを、アドホックノードＡＮ１に対して、若しくは正確にはアドホックノードＡＮ１におけるアプリケーション層処理部５２１に対して送信するとき、該データはルーティングプロトコル処理部５１２に渡され、さらにＭＡＣプロトコル処理部５１３に渡される。ＭＡＣプロトコル処理部５１３は、他のアドホックノードによる送信電波が既に存在するか否か確認し、該データにヘッダを付加してデータフレームを作成し、該データフレームを無線で送信する。該データフレームの長さをＬとすると、該データフレームが伝送中に失われる確率ｑは、（式１）で表すことが可能である。但し、広告メッセージの長さをＭとする。
ｑ＝１−（１−ｐ）L/M      …（式１）
【００４７】
ＭＡＣプロトコル処理部５１３において全くエラーが発生することなく該データフレームがＭＡＣプロトコル処理部５２３よって受信されるときの転送時間の期待値ｒは、該データフレームがＭＡＣプロトコル処理部５１３において再送されることなくＭＡＣプロトコル処理部５２３によって受信されるのに要する時間Ｔａに対し、(１−ｑ)を乗じた値である（式２参照）。ＭＡＣプロトコル処理部５１３においてエラーが発生した場合に該データフレームがＭＡＣプロトコル処理部５２３によって受信されるときの転送時間の期待値ｓは、ＭＡＣプロトコル処理部５１３において正しく再送されたたときに該データフレームがＭＡＣプロトコル処理部５２３によって受信されるのに要する時間Ｔｂに対し、ｑを乗じた値である（式３参照）。ｒとｓの和Ｔは、該データフレームがアドホックノードＡＮ２からアドホックノードＡＮ１まで伝送されるのに要する時間の期待値である。
ｒ＝Ｔａ・（１−ｑ）      …（式２）
ｓ＝Ｔｂ・ｑ              …（式３）
【００４８】
ゆえに、無線リンク１１２の通信効率は、該データフレームの長さＬをＴで除算した値として得られる。以上のように推定された通信効率は、単位時間当たりにアドホックノードＡＮ２から受信することができるデータ量であり、無線リンク１１２の帯域幅を示し、無線リンク１１２の通信品質を表している。
【００４９】
以下、アドホックノード間の通信品質を基にした経路の設定処理を示す第２実施形態を説明する。
【００５０】
図４は、アドホックノードＡＮ１〜アドホックノードＡＮ６およびアドホックゲートウェイＡＧ１、ＡＧ２で構成されるアドホックネットワーク１１１である。なお、アドホックネットワーク１１１に属するアドホックノードのうち、アドホックネットワーク１１１とは別のネットワークに接続されるアドホックノードを、アドホックゲートウェイと呼ぶことにする。つまり、アドホックゲートウェイは、アドホックノードの一種である。
【００５１】
互いに結線されたアドホックノード同士は、互いの発する無線電波を受信可能な位置にあり、互いに無線電波による通信データを直接通信可能な状態にある。アドホックネットワークを構成するアドホックノードＡＮ１〜アドホックノードＡＮ６は、他のノードが送信したパケットを中継する機能（マルチホップ通信機能）を有しており、直接の無線到達範囲にないノード同士であっても、アドホックノードがデータを次々に中継することにより、通信を行うことが可能である。例えば、図４のアドホックネットワーク１１１において、アドホックノードＡＮ１はアドホックノードＡＮ５とは隣接関係になく直接電波を通信しあうことはできないが、アドホックノードＡＮ１またはアドホックノードＡＮ５が電波発信するデータをアドホックノードＡＮ４が中継することによって、互いに通信を行うことが可能である。
【００５２】
更に、アドホックネットワーク１１１に属するアドホックノードＡＮ１が公衆網１１０に属するノードＮに接続し通信を行うためには、アドホックノードＡＮ１は、公衆網１１０との接続機能を有し且つアドホックネットワーク１１１に属するアドホックゲートウェイＡＧ１またはアドホックゲートウェイＡＧ２に対し、マルチホップ通信機能を利用して接続しなければならない。
【００５３】
ネットワーク層プロトコルの仕様として、アドホックゲートウェイＡＧ１およびアドホックゲートウェイＡＧ２は、明示的に自身の存在をアドホックノードＡＮ１〜ＡＮ６に知らせるために、第２の広告メッセージをアドホックネットワーク１１１内に定期的にブロードキャストする。
【００５４】
アドホックゲートウェイＡＧ１によりブロードキャスト送信された広告メッセージは、アドホックノードＡＮ６による中継を経てアドホックノードＡＮ１によって受信される。アドホックゲートウェイＡＧ１からアドホックノードＡＮ６を経てアドホックノードＡＮ１に至る無線を用いた経路の通信品質が良好であれば、アドホックノードＡＮ１は、アドホックゲートウェイＡＧ１が定期的に送信するすべての広告メッセージをほぼ一定間隔で受信することができる。しかし、アドホックゲートウェイＡＧ１からアドホックノードＡＮ６を経てアドホックノードＡＮ１に至る無線を用いた経路の通信品質が良好でなければ、アドホックゲートウェイＡＧ１により送信された広告メッセージをアドホックノードＡＮ１が受信できない場合や、広告メッセージの受信間隔が一定でなくなる場合が生じる。
【００５５】
以下、図５に沿ってアドホックノード間の通信品質を基にした経路の設定処理の流れを示す。なお、図５に示す処理は、アドホックノードにおいて、アドホックゲートウェイごとに行われる処理である。以下では、複数のアドホックゲートウェイのうち、アドホックゲートウェイＡＧ１に着目して、処理を説明する。まず、アドホックノードＡＮ１は、アドホックゲートウェイＡＧ１からの広告メッセージの受信状況を監視し（Ｓ４０１）、アドホックゲートウェイＡＧ１が定期的にブロードキャストする広告メッセージを受信した履歴を記録する 。
【００５６】
次に、アドホックノードＡＮ１は、アドホックゲートウェイＡＧ１からの広告メッセージを受信できない確率ｐ１を算出する（Ｓ４０２）。
【００５７】
そして、アドホックノードＡＮ１は、広告パケットを受信できない確率ｐ１および確率ｐ２をもとに、アドホックノードＡＮ１とアドホックゲートウェイＡＧ１の間のマルチホップ経路の品質を表す品質値を、計算する（Ｓ４０３）。計算方法は、データリンク層またはＭＡＣ層の種別（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、IEEE 802.11規格の無線ＬＡＮなど）を判別した上で、ネットワーク層プロトコルにより決定される。経路上でパケットが失われる最大の原因は無線リンクが不安定であることによるため、該品質値はアドホックノードＡＮ１と各アドホックゲートウェイとの間の経路の無線電波上の品質を表す。
【００５８】
また、アドホックノードＡＮ１は、アドホックゲートウェイＡＧ１による広告メッセージは定期的に送信されるため、Ｓ４０４において、アドホックノードＡＮ１は、該広告メッセージを受信した時刻を記録しておくことによって、広告メッセージが本来アドホックノードＡＮ１に到着するべき時刻に対してどれほど遅れて受信されたかを検知することができる。この遅延時間をｔ１とする。
【００５９】
そして、アドホックノードＡＮ１は、広告メッセージの到着時刻の遅れ時間ｔ１から、アドホックノードＡＮ１とアドホックゲートウェイＡＧ１の間のマルチホップ経路の品質を表す品質値を計算する（Ｓ４０５）。計算方法は、使用する装置やプロトコルに合わせてモデル化された任意の推定方法である。アドホックノードの内部処理や他の通信トラヒックによる輻輳の影響に起因して、該品質値はアドホックノードＡＮ１とアドホックゲートウェイＡＧ１との間の経路の遅延時間の程度を表す。
【００６０】
さらに、アドホックノードＡＮ１は、アドホックゲートウェイＡＧ１に対して、Ｓ４０３およびＳ４０５で計算された２種類のマルチホップ品質値を比較することによって、経路の品質を判断する（Ｓ４０６）。
【００６１】
以上、図５に沿って、アドホックゲートウェイＡＧ１に着目した経路の設定処理を説明した。この経路の設定処理は、アドホックゲートウェイＡＧ２などの他のアドホックゲートウェイに対しても、同様に行われる。これにより、例えば、広告メッセージを受信できない確率が最も低く、且つ、広告メッセージの到着遅れ時間の値が最も短い方のアドホックゲートウェイに接続し、その上で公衆網１１０のノードＮに接続することができる。
【００６２】
各アドホックノードは、片方が自装置となる無線リンク１１２の通信品質を測定した結果をもとに、自装置の経路表（ルーティングテーブル）を作成する。この際には、通信品質は、所定の経路に到達するためのコスト（メトリック）として、経路の属性情報に付加される。そして、各アドホックノードは、パケットを転送する際には、経路表によって複数の経路の候補が検索された場合、最もメトリックが小さい（換言すると、最も通信品質のよい）無線リンク１１２を選択して、その選択された無線リンク１１２に、パケットを転送する。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について、説明した。要約すると、アドホックネットワークを構成するアドホックノードは、ルーティングプロトコルの広告メッセージの送受信処理を、必須の処理として既に有している。そして、この広告メッセージを、従来の目的である隣接ノード間の無線リンクの確立だけでなく、前記無線リンクの通信品質の測定処理および測定された通信品質の経路表への活用処理が、本発明の特徴となる。これにより、既に実装されているルーティングプロトコルの広告メッセージを流用することにより、通信品質の測定処理のための開発コストおよび開発期間を抑えることが可能となり、通信品質の測定処理が可能なアドホックネットワークの普及を促進することができる。さらに、測定された通信品質の経路表への活用処理により、低遅延や広帯域などの高品質な通信品質を提供することが可能となる。
【００６４】
以上説明した本発明は、以下のようにその趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。
【００６５】
例えば、アドホックノードは、携帯電話などの携帯端末によって実現してもよいし、デスクトップなどのパーソナルコンピュータによって実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に関するノードにおける内部ソフトウェア構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に関するノードの位置関係とその間の無線リンクを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に関するアドホックノード間の通信品質の算出処理の流れを表す図である。
【図４】本発明の一実施形態に関するアドホックネットワークおよび公衆網の構成図である。
【図５】本発明の一実施形態に関するアドホックノード間の通信品質を基にした経路の設定処理の流れを表す図である。
【符号の説明】
【００６７】
ＡＮ２  アドホックノード
１１０  公衆網
１１１  アドホックネットワーク
１１２  無線リンク
５２２  ルーティングプロトコル処理部
【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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