(57)【要約】【課題】  自律的に構築される無線ネットワークに用いられ、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線装置を提供する。【解決手段】  送信元である無線装置１は、送信先である無線装置６と無線通信を行なう場合、無線通信６との間の通信帯域幅が無線装置６に提供するサービスの品質を保持可能な最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上になるように無線装置６との間で無線通信経路を確立する。そして、無線装置１は、無線通信経路確立後、定期的に無線通信経路を検証し、既に確立した無線通信経路が異常であるとき、新たな経路を無線通信経路として確立する。また、無線装置１は、確立した無線通信経路に沿ってサービスを無線装置６へ提供し、無線装置３〜５は、サービスの品質を保持する必要のあるパケットを有線して無線装置６へ中継する。【選択図】        図１
2006094179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律的に構築される無線ネットワークを構成する無線装置であって、
送信先との間の通信品質が前記送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように前記送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する経路確立手段と、
前記確立された無線通信経路を検証する検証手段とを備える無線装置。
【請求項２】
前記基準通信品質は、前記サービスの種類に応じて決定される、請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記経路確立手段は、前記送信先との間の通信帯域幅が前記サービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅以上になるように前記無線通信経路を確立する、請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記経路確立手段は、送信元である当該無線装置と前記送信先との間に存在する無線装置が前記無線通信経路を構成する好適な経路を選択するために用いる前記基準通信帯域幅を前記無線通信経路の確立を要求するためのルート要求パケットに含めて送信する、請求項３に記載の無線装置。
【請求項５】
前記経路確立手段は、前記ルート要求パケットを前記送信先へ送信してから前記ルート要求パケットに対する応答であるルート返答パケットを前記送信先から受信するまでの第１の往復時間を計測し、その計測した第１の往復時間が前記サービスの品質を保持可能な第１の基準往復時間以下であるとき、前記ルート返答パケットを受信した経路を前記無線通信経路として確立する、請求項４に記載の無線装置。
【請求項６】
前記経路確立手段は、前記第１の往復時間が前記第１の基準往復時間よりも長いとき、前記無線通信経路として新たな経路を確立する、請求項５に記載の無線装置。
【請求項７】
前記第１の基準往復時間は、当該無線装置と前記送信先との間の最大遅延時間の２倍である、請求項５または請求項６に記載の無線装置。
【請求項８】
前記検証手段は、前記無線通信経路の有効時間内において前記無線通信経路を検証する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項９】
前記検証手段は、前記無線通信経路を規則的または不規則的に設定された時間毎に検証する、請求項８に記載の無線装置。
【請求項１０】
前記検証手段は、ルート確認要求パケットを前記経路確立手段によって確立された前記無線通信経路に沿って前記送信先へ送信してからルート確認返答パケットを前記送信先から受信するまでの第２の往復時間を計測し、その計測した第２の往復時間が前記サービスの品質を保持可能な第２の基準往復時間以下であるとき、前記経路確立手段によって確立された前記無線通信経路が正常であることを検証する、請求項８または請求項９に記載の無線装置。
【請求項１１】
前記検証手段は、前記第２の往復時間が前記第２の基準往復時間よりも長いとき、前記経路確立手段によって確立された前記無線通信経路が異常であることを検証する、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
前記経路確立手段は、前記確立した前記無線通信経路が前記検証手段によって異常であると検証されたとき、前記無線通信経路として新たな経路を確立する、請求項１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記第２の基準往復時間は、当該無線装置と前記送信先との間の最大遅延時間の２倍である、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１４】
自律的に構築される無線ネットワークを構成する無線装置であって、
送信元と送信先との間で無線通信経路が確立されるとき、前記送信先に提供されるサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上の通信品質を有する好適な経路を前記無線通信経路を構成する経路として選択する経路選択手段と、
前記無線通信経路が確立されると、隣接する無線装置から受信したパケットを前記サービスの品質を保持する必要のある第１のパケットと前記サービスの品質を保持する必要のない第２のパケットとに分類し、前記好適な経路に沿って前記第１のパケットを前記第２のパケットに優先して中継する中継手段とを備える無線装置。
【請求項１５】
前記経路選択手段は、前記サービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する経路を前記好適な経路として選択する、請求項１４に記載の無線装置。
【請求項１６】
前記経路選択手段は、前記基準通信帯域幅を要求通信品質として前記送信元から受信し、その受信した基準通信帯域幅を各経路に割当てられた通信帯域幅と比較し、前記基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する経路を前記好適な経路として選択する、請求項１５に記載の無線装置。
【請求項１７】
前記基準通信帯域幅は、前記サービスの品質に応じて前記送信元において決定される、請求項１５または請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１８】
前記中継手段は、
当該無線装置が前記送信元または前記送信先に隣接するとき、前記受信したパケットのヘッダ情報に基づいて前記パケットを第１または第２のパケットに分類し、前記サービスの品質を保持する必要のあるパケットであることを示す第１のマークを前記第１のパケットに付け、前記サービスの品質を保持する必要のないパケットであることを示す第２のマークを前記第２のパケットに付け、前記第１のパケットを前記第２のパケットに優先して中継する第１の中継手段と、
当該無線装置が前記送信元および前記送信先に隣接しないとき、前記隣接する無線装置から受信したパケットを前記送信元または前記送信先に隣接する無線装置の前記第１の中継手段によって付された前記第１および第２のマークに基づいて前記第１または第２のパケットに分類し、前記第１のパケットを前記第２のパケットに優先して中継する第２の中継手段とを含む、請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項１９】
自律的に構築される無線ネットワークシステムであって、
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の無線装置と、
請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の無線装置とを備える無線ネットワークシステム。
【請求項２０】
自律的に構築される無線ネットワークにおける無線通信方法であって、
送信元と送信先との間の通信品質が前記送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように前記送信元と前記送信先との間で無線通信を行なうための無線通信経路を確立する第１のステップと、
前記確立された無線通信経路を検証する第２のステップとを備える無線通信方法。
【請求項２１】
前記第１のステップは、
前記送信元が前記サービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅を前記無線通信経路の確立を要求するためのルート要求パケットに含めて送信する第１のサブステップと、
前記送信元と前記送信先との間に存在する中継器が前記ルート要求パケットから前記基準通信帯域幅を抽出し、その抽出した基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する好適な経路に沿って前記ルート要求パケットを中継する第２のサブステップと、
前記送信先が前記ルート要求パケットの受信に応じて、ルート返答パケットを送信する第３のサブステップと、
前記中継器が前記ルート返答パケットを前記好適な経路に沿って前記送信元へ中継する第４のサブステップと、
前記送信元が前記ルート要求パケットを送信してから前記ルート返答パケットを受信するまでの第１の往復時間を計測する第５のサブステップと、
前記計測された第１の往復時間が第１の基準往復時間以下であるとき、前記ルート返答パケットを受信した経路を前記無線通信経路として確立する第６のサブステップとを含む、請求項２０に記載の無線通信方法。
【請求項２２】
前記第２のステップは、前記無線通信経路の有効時間内において前記無線通信経路を検証する、請求項２０または請求項２１に記載の無線通信方法。
【請求項２３】
前記第２のステップは、前記無線通信経路を規則的または不規則的に設定された時間毎に検証する、請求項２２に記載の無線通信方法。
【請求項２４】
前記第２のステップは、
前記送信元がルート確認要求パケットを前記無線通信経路に沿って前記送信先へ送信する第７のサブステップと、
前記送信元と前記送信先との間に存在する中継器が前記ルート確認要求パケットを前記無線通信経路に沿って中継する第８のサブステップと、
前記送信先が前記ルート確認要求パケットの受信に応じてルート確認返答パケットを送信する第９のサブステップと、
前記送信元が前記ルート確認要求パケットを送信してから前記ルート確認返答パケットを前記送信先から受信するまでの第２の往復時間を計測する第１０のサブステップと、
前記計測された第２の往復時間が第２の基準往復時間以下であるとき、前記無線通信経路が正常であることを検証する第１１のサブステップとを含む、請求項２０から請求項２３のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項２５】
前記第２のステップは、前記第２の往復時間が前記第２の基準往復時間よりも長いとき、前記無線通信経路を異常であると検証する第１２のサブステップをさらに含み、
前記第１のステップは、前記第１２のサブステップにおいて、前記無線通信経路が異常であると検証されると、前記無線通信経路として新たな経路を確立する、請求項２０から請求項２４のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【請求項２６】
前記無線通信経路が確立されると、前記送信元から前記送信先へサービスを提供するためのパケットを前記サービスの品質を保持する必要のある第１のパケットと前記サービスの品質を保持する必要のない第２のパケットとに分類し、前記第１のパケットを前記第２のパケットに優先して前記送信元から前記送信先へ送信する第３のステップをさらに備える、請求項２０から請求項２５のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自律的、かつ、即時的に構築される無線ネットワークを構成する無線装置、それを用いた無線ネットワークシステムおよびそれにおける無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アドホックネットワークは、複数の無線装置が相互に通信を行なうことによって自律的、かつ、即時的に構築されるネットワークである。アドホックネットワークでは、通信する２つの無線装置が互いの通信エリアに存在しない場合、２つの無線装置の中間に位置する無線装置がルータとして機能し、データパケットを中継するので、広範囲のマルチホップネットワークを形成することができる。
【０００３】
そして、アドホックネットワークにおいて、送信元から送信先へデータパケットを送信するときの経路を決定するルーティングプロトコルは、次の２つのグループに分類される。
【０００４】
第１のグループは、オンデマンド型のルーティングプロトコルである。このグループのルーティングプロトコルは、通信要求が発生するたびに（オンデマンド）、宛先までのルートを探索する。代表的なプロトコルとして、Ａｄ  ｈｏｃ  Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）プロトコルがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
第２のグループは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルである。このグループのルーティングプロトコルは、各宛先へのルートを予めテーブルのエントリとして作成しておく。代表的なプロトコルとして、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｖｅｃｔｏｒ（ＤＳＤＶ）プロトコルがある（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
一方、無線アドホックネットワークを幅広く実現するために、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）制御の要求が高まっている。ＱｏＳは、サービスの品質を意味し、ＱｏＳ制御を行なうには、無線通信の帯域、遅延およびジッタ等を制御する必要がある。
【０００７】
そして、ＱｏＳ制御をアドホックネットワークにおいて実現するために、ＡＯＤＶプロトコルにＱｏＳ制御を適用した例も提案されている（非特許文献３）。
【非特許文献１】C. Perkins, E. Belding-Royer, S. Das, "Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing", RFC3561, July.2003S.
【非特許文献２】C.E.Perkins and P.Bhagwat, "Destination sequenced distance-vector rooting (DSDV) for mobile computers", Proc.ACM/IEEE SIGCOM94, pp234-244,Aug.1994.
【非特許文献３】C. E. Perkins, E. M. Royer, S. R. Das, "Quality of Service for Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing", Internet Draft, 14 July 2000, draft-ietf-manet-aodvqos-00.txt
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、非特許文献３に記載されたＱｏＳ制御では、ＱｏＳ制御を希望するトラフィック数に対して、実際にＱｏＳ制御が行なわれたトラフィック数を増加させることが困難であるという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、自律的に構築される無線ネットワークに用いられ、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線装置を提供することである。
【００１０】
また、この発明の別の目的は、自律的に構築され、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線ネットワークシステムを提供することである。
【００１１】
更に、この発明の別の目的は、自律的に構築され、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線ネットワークシステムにおける無線通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明によれば、無線装置は、自律的に構築される無線ネットワークを構成する無線装置であって、経路確立手段と、検証手段とを備える。経路確立手段は、送信先との間の通信品質が送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する。検証手段は、確立された無線通信経路を検証する。
【００１３】
好ましくは、基準通信品質は、サービスの種類に応じて決定される。
【００１４】
好ましくは、経路確立手段は、送信先との間の通信帯域幅がサービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅以上になるように無線通信経路を確立する。
【００１５】
好ましくは、経路確立手段は、送信元である当該無線装置と送信先との間に存在する無線装置が無線通信経路を構成する好適な経路を選択するために用いる基準通信帯域幅を無線通信経路の確立を要求するためのルート要求パケットに含めて送信する。
【００１６】
好ましくは、経路確立手段は、ルート要求パケットを送信先へ送信してからルート要求パケットに対する応答であるルート返答パケットを送信先から受信するまでの第１の往復時間を計測し、その計測した第１の往復時間がサービスの品質を保持可能な第１の基準往復時間以下であるとき、ルート返答パケットを受信した経路を無線通信経路として確立する。
【００１７】
好ましくは、経路確立手段は、第１の往復時間が第１の基準往復時間よりも長いとき、無線通信経路として新たな経路を確立する。
【００１８】
好ましくは、第１の基準往復時間は、当該無線装置と送信先との間の最大遅延時間の２倍である。
【００１９】
好ましくは、検証手段は、無線通信経路の有効時間内において無線通信経路を検証する。
【００２０】
好ましくは、検証手段は、無線通信経路を規則的または不規則的に設定された時間毎に検証する。
【００２１】
好ましくは、検証手段は、ルート確認要求パケットを経路確立手段によって確立された無線通信経路に沿って送信先へ送信してからルート確認返答パケットを送信先から受信するまでの第２の往復時間を計測し、その計測した第２の往復時間がサービスの品質を保持可能な第２の基準往復時間以下であるとき、経路確立手段によって確立された無線通信経路が正常であることを検証する。
【００２２】
好ましくは、検証手段は、第２の往復時間が第２の基準往復時間よりも長いとき、経路確立手段によって確立された無線通信経路が異常であることを検証する。
【００２３】
好ましくは、経路確立手段は、確立した無線通信経路が検証手段によって異常であると検証されたとき、無線通信経路として新たな経路を確立する。
【００２４】
好ましくは、第２の基準往復時間は、当該無線装置と送信先との間の最大遅延時間の２倍である。
【００２５】
また、この発明によれば、無線装置は、自律的に構築される無線ネットワークを構成する無線装置であって、経路選択手段と、中継手段とを備える。経路選択手段は、送信元と送信先との間で無線通信経路が確立されるとき、送信先に提供されるサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上の通信品質を有する好適な経路を無線通信経路を構成する経路として選択する。中継手段は、無線通信経路が確立されると、隣接する無線装置から受信したパケットをサービスの品質を保持する必要のある第１のパケットとサービスの品質を保持する必要のない第２のパケットとに分類し、好適な経路に沿って第１のパケットを第２のパケットに優先して中継する。
【００２６】
好ましくは、経路選択手段は、サービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する経路を好適な経路として選択する。
【００２７】
好ましくは、経路選択手段は、基準通信帯域幅を要求通信品質として送信元から受信し、その受信した基準通信帯域幅を各経路に割当てられた通信帯域幅と比較し、基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する経路を好適な経路として選択する。
【００２８】
好ましくは、基準通信帯域幅は、サービスの品質に応じて送信元において決定される。
【００２９】
好ましくは、中継手段は、第１および第２の中継手段を含む。第１の中継手段は、当該無線装置が送信元または送信先に隣接するとき、受信したパケットのヘッダ情報に基づいてパケットを第１または第２のパケットに分類し、サービスの品質を保持する必要のあるパケットであることを示す第１のマークを第１のパケットに付け、サービスの品質を保持する必要のないパケットであることを示す第２のマークを第２のパケットに付け、第１のパケットを第２のパケットに優先して中継する。第２の中継手段は、当該無線装置が送信元および送信先に隣接しないとき、隣接する無線装置から受信したパケットを送信元または送信先に隣接する無線装置の第１の中継手段によって付された第１および第２のマークに基づいて第１または第２のパケットに分類し、第１のパケットを第２のパケットに優先して中継する。
【００３０】
更に、この発明によれば、無線ネットワークシステムは、自律的に構築される無線ネットワークシステムであって、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の無線装置と、請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の無線装置とを備える。
【００３１】
更に、この発明によれば、無線通信方法は、自律的に構築される無線ネットワークにおける無線通信方法であって、送信元と送信先との間の通信品質が送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように送信元と送信先との間で無線通信を行なうための無線通信経路を確立する第１のステップと、確立された無線通信経路を検証する第２のステップとを備える。
【００３２】
好ましくは、第１のステップは、送信元がサービスの品質を保持可能な基準通信帯域幅を無線通信経路の確立を要求するためのルート要求パケットに含めて送信する第１のサブステップと、送信元と送信先との間に存在する中継器がルート要求パケットから基準通信帯域幅を抽出し、その抽出した基準通信帯域幅以上の通信帯域幅を有する好適な経路に沿ってルート要求パケットを中継する第２のサブステップと、送信先がルート要求パケットの受信に応じて、ルート返答パケットを送信する第３のサブステップと、中継器がルート返答パケットを好適な経路に沿って送信元へ中継する第４のサブステップと、送信元がルート要求パケットを送信してからルート返答パケットを受信するまでの第１の往復時間を計測する第５のサブステップと、計測された第１の往復時間が第１の基準往復時間以下であるとき、ルート返答パケットを受信した経路を無線通信経路として確立する第６のサブステップとを含む。
【００３３】
好ましくは、第２のステップは、無線通信経路の有効時間内において無線通信経路を検証する。
【００３４】
好ましくは、第２のステップは、無線通信経路を規則的または不規則的に設定された時間毎に検証する。
【００３５】
好ましくは、第２のステップは、送信元がルート確認要求パケットを無線通信経路に沿って送信先へ送信する第７のサブステップと、送信元と送信先との間に存在する中継器がルート確認要求パケットを無線通信経路に沿って中継する第８のサブステップと、送信先がルート確認要求パケットの受信に応じてルート確認返答パケットを送信する第９のサブステップと、送信元がルート確認要求パケットを送信してからルート確認返答パケットを送信先から受信するまでの第２の往復時間を計測する第１０のサブステップと、計測された第２の往復時間が第２の基準往復時間以下であるとき、無線通信経路が正常であることを検証する第１１のサブステップとを含む。
【００３６】
好ましくは、第２のステップは、第２の往復時間が第２の基準往復時間よりも長いとき、無線通信経路を異常であると検証する第１２のサブステップをさらに含む。そして、第１のステップは、第１２のサブステップにおいて、無線通信経路が異常であると検証されると、無線通信経路として新たな経路を確立する。
【００３７】
好ましくは、無線通信方法は、無線通信経路が確立されると、送信元から送信先へサービスを提供するためのパケットをサービスの品質を保持する必要のある第１のパケットとサービスの品質を保持する必要のない第２のパケットとに分類し、第１のパケットを第２のパケットに優先して送信元から送信先へ送信する第３のステップをさらに備える。
【発明の効果】
【００３８】
この発明においては、送信元の無線装置は、送信先との間の通信品質が送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する。
【００３９】
従って、この発明によれば、品質を保持して送信先にサービスを提供可能なトラフィック数を増加させることができる。即ち、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加させることができる。
【００４０】
また、この発明においては、送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置は、送信元と送信先との間で無線通信経路を確立するとき、送信先に提供されるサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上の通信品質を有する好適な経路を、送信元と送信先との間の無線通信経路を構成する経路として選択する。そして、無線通信を中継する無線装置は、送信元と送信先との間で無線通信経路が確立されると、好適な経路に沿って第１のパケットを第２のパケットに優先して中継する。
【００４１】
従って、この発明によれば、品質を保持して送信先にサービスを提供可能なトラフィック数が増加するように無線通信を中継できる。その結果、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加させることができる。
【００４２】
更に、この発明においては、送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置は、送信元または送信先に隣接するとき、送信元または送信先から受信したパケットを第１または第２のパケットに分類し、第１のパケットを第２のパケットに優先して中継し、送信元および送信先に隣接しないとき、送信元または送信先に隣接する無線装置による分類に従って、隣接する無線装置から受信したパケットを第１または第２のパケットに分類し、第１のパケットを第２のパケットに優先して中継する。
【００４３】
従って、この発明によれば、送信元と送信先との間で無線通信を中継する無線装置は、送信元または送信先に隣接する位置、または送信元および送信先に隣接しない位置に移動しても、サービスの品質を保持する必要のあるパケットを優先して送信先へ中継できる。その結果、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。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返さない。
【００４５】
図１は、この発明の実施の形態による無線ネットワークシステムの概略図である。無線ネットワークシステム１０は、無線装置１〜６を備える。無線装置１〜６は、無線通信空間に配置され、自律的にネットワークを構成している。そして、無線装置１から無線装置６へデータを送信する場合、無線装置３および無線装置５（または無線装置３、無線装置４および無線装置５）は、無線装置１からのデータを中継して無線装置６へ届ける。
【００４６】
無線ネットワークシステム１０においては、各無線装置１〜６は、ＱｏＳ制御を行ない、各種のサービスを他の無線装置へ提供する。この場合、各無線装置１〜６は、パケットを他の無線装置へ送信することによって所定のサービスを他の無線装置へ提供する。
【００４７】
各無線装置１〜６がパケットを他の無線装置へ送信する場合、その送信先までの通信品質がサービスの品質を保持可能な通信品質以上になるように送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する。この場合、各無線装置１〜６は、リアクティブルーティングプロトコル（オンデマンド型ルーティングプロトコル）であるＡＯＤＶに従って送信先との無線通信経路を確立する。
【００４８】
そして、各無線装置１〜６は、送信先までの無線通信経路が確立されると、その確立された無線通信経路を定期的に検証し、無線通信経路がサービスの品質を保持できなくなったとき、サービスの品質を保持可能な新たな無線通信経路を確立する。
【００４９】
また、各無線装置１〜６は、送信先までの無線通信経路が確立されると、パケットを送信先へ送信し、各種のサービスを送信先へ提供する。この場合、送信元と送信先との間に存在する無線装置は、弁別サービスによって、サービスの品質を保持する必要のあるパケットと、サービスの品質を保持する必要のないパケットとに分類し、サービスの品質を保持する必要のあるパケットをサービスの品質を保持する必要のないパケットに優先して送信元から送信先へ中継する。
【００５０】
図２は、図１に示す無線装置１〜６の構成を示す概略ブロック図である。無線装置１は、アンテナ１１と、入力部１２と、表示部１３と、アプリケーション１４と、通信制御部１５とを含む。
【００５１】
アンテナ１１は、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを通信制御部１５へ出力するとともに、通信制御部１５からのデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。
【００５２】
入力部１２は、無線装置１の操作者が入力したメッセージおよびデータの宛先を受付け、その受付けたメッセージおよび宛先をアプリケーション１４へ出力する。表示部１３は、アプリケーション１４からの制御に従ってメッセージを表示する。
【００５３】
アプリケーション１４は、入力部１２からのメッセージおよび宛先に基づいてデータを生成して通信制御部１５へ出力する。
【００５４】
通信制御部１５は、ＡＲＰＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｐｒｏｊｅｃｔｓ  Ａｇｅｎｃｙ）インターネット階層構造に従って、通信制御を行なう複数のモジュールからなる。即ち、通信制御部１５は、無線インターフェースモジュール１６と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１７と、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１８と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール１９と、ＱｏＳモジュール２０と、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２１と、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２２と、ＳＭＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｍａｉｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）モジュール２３と、ルーティングデーモン２４とからなる。
【００５５】
無線インターフェースモジュール１６は、物理層に属し、所定の規定に従って送信信号または受信信号の変復調および周波数変換等を行なう。
【００５６】
ＭＡＣモジュール１７は、データリンク層に属し、ＭＡＣプロトコルを実行してパケットの再送制御等を行なう。そして、ＭＡＣモジュール１７は、パケットの再送回数が所定値を超えるとリンクが切断されたことを検知し、リンクが切断されたことをルーティングデーモン２４に通知する。
【００５７】
ＬＬＣモジュール１８は、データリンク層の上位層に属し、ＬＬＣプロトコルを実行して隣接する無線装置との間でリンクの接続および開放を行なう。
【００５８】
ＩＰモジュール１９は、ネットワーク層に属し、ＩＰパケットを生成する。ＩＰパケットは、ＩＰヘッダと、上位のプロトコルのパケットを格納するためのＩＰデータ部とからなる。また、ＩＰモジュール１９は、ＴＣＰモジュール２１からデータを受けると、その受けたデータをＩＰデータ部に格納してＩＰパケットを生成する。そして、ＩＰモジュール１９は、生成したＩＰパケットをＱｏＳモジュール２０へ出力するとともに、ＱｏＳモジュール２０から受け取ったパケットをＬＬＣモジュール１８へ出力して送信する。
【００５９】
ＱｏＳモジュール２０は、ネットワーク層に属し、ＩＰモジュール１９と協働して機能する。そして、ＱｏＳモジュール２０は、後述する方法によって、送信先までの通信品質がサービスの品質を保持可能な通信品質以上になるように送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する。この場合、ＱｏＳモジュール２０は、ルーティングデーモン２４からの経路情報に基づいて無線通信経路を確立する。
【００６０】
また、ＱｏＳモジュール２０は、その確立した無線通信経路を定期的に検証する。そして、ＱｏＳモジュール２０は、検証の結果、無線通信経路がサービスの品質を保持できなくなったとき、サービスの品質を保持可能な新たな無線通信経路を確立する。
【００６１】
更に、ＱｏＳモジュール２０は、パケットが送信元から送信先へ送信されるとき、後述する弁別サービスによってサービスの品質を保持する必要のあるパケットを優先して送信元から送信先へ中継する。
【００６２】
ＴＣＰモジュール２１は、トランスポート層に属し、ＴＣＰパケットを生成する。ＴＣＰパケットは、ＴＣＰヘッダと、上位のプロトコルのデータを格納するためのＴＣＰデータ部とからなる。そして、ＴＣＰモジュール２１は、生成したＴＣＰパケットをＩＰモジュール１９へ送信する。
【００６３】
ＵＤＰモジュール２２は、トランスポート層に属し、ルーティングデーモン２４によって作成されたＵｐｄａｔｅパケットをブロードキャストし、他の無線装置からブロードキャストされたＵｐｄａｔｅパケットを受信してルーティングデーモン２４へ出力する。
【００６４】
ＳＭＴＰモジュール２３は、プロセス／アプリケーション層に属し、アプリケーション１４から受け取ったデータに基づいて、全二重通信チャネルの確保およびメッセージの交換等を行なう。
【００６５】
ルーティングデーモン２４は、プロセス／アプリケーション層に属し、他の通信制御モジュールの実行状態を監視するとともに、他の通信制御モジュールからのリクエストを処理する。また、ルーティングデーモン２４は、送信先と無線通信を行なう場合、ＡＯＤＶプロトコルに従って他の無線装置と経路情報を交換し合い、取得した経路情報をＱｏＳモジュール２０に与える。
【００６６】
図３は、ＩＰヘッダの構成図である。ＩＰヘッダは、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、パケット長、識別番号、フラグ、フラグメントオフセット、生存時間、プロトコル、ヘッダチェックサム、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、およびオプションからなる。
【００６７】
図４は、ＴＣＰヘッダの構成図である。ＴＣＰヘッダは、送信元ポート番号、送信先ポート番号、シーケンス番号、確認応答（ＡＣＫ）番号、データオフセット、予約、フラグ、ウィンドウサイズ、ヘッダチェックサムおよびアージェントポインタからなる。
【００６８】
送信元ポート番号は、送信元の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、ＴＣＰパケットを出力したアプリケーションを特定する番号である。また、送信先ポート番号は、送信先の無線装置で複数のアプリケーションが動作しているときに、ＴＣＰパケットを届けるアプリケーションを特定する番号である。
【００６９】
図５は、図２に示すＱｏＳモジュール２０の機能ブロック図である。ＱｏＳモジュール２０は、経路確立手段２０１と、検証手段２０２と、弁別サービス手段２０３とを含む。
【００７０】
経路確立手段２０１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄをＩＰモジュール１９を介してアプリケーション１４から受ける。このルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄは、送信先との経路を確立することを要求するルート要求メッセージＲＲＥＱｍｅｓｇｅと、ＱｏＳ制御を行なうためのパラメータである最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘ、最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘとからなる。即ち、ルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄは、ＲＲＥＱＥｘｔｄ＝ＲＲＥＱｍｅｓｇｅ∪｛Ｄｍａｘ，Ｂｍｉｎ，Ｂｍａｘ｝からなる。このルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄは、アプリケーション１４によって生成される。そして、最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘ、最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘは、サービスの種類に応じて決定される。経路確立手段２０１は、その受けたルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄから最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘを除去して最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘを記憶する。
【００７１】
そして、経路確立手段２０１は、内蔵するタイマーに２×Ｄｍａｘを設定してタイマーをスタートさせるとともに、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏｓ＝ＲＲＥＱｍｅｓｇｅ∪｛Ｂｍｉｎ，Ｂｍａｘ｝をＩＰモジュール１９へ出力して他の無線装置へ送信する。
【００７２】
経路確立手段２０１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信してからルート返答パケットＲＲＥＰを送信先から受信するまでの往復時間Ｔｒｏｕｎｄをタイマーによって計測し、往復時間Ｔｒｏｕｎｄが２×Ｄｍａｘ以下であるとき、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信した経路を送信先と無線通信を行なうための無線通信経路として確立し、”ＴＲＵＥ”を設定する。
【００７３】
一方、経路確立手段２０１は、往復時間Ｔｒｏｕｎｄが２×Ｄｍａｘを超えているとき、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信した経路を送信先と無線通信を行なうための無線通信経路として確立せず、”ＦＡＬＳＥ”を設定する。そして、経路確立手段２０１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏｓを再度送信し、別の経路を送信先との無線通信経路として確立する。
【００７４】
更に、経路確立手段２０１は、”ＴＲＵＥ”を設定したとき、または検証手段２０２によって”ＴＲＵＥ”が設定されたとき、その確立した無線通信経路に沿ってパケットを送信先へ送信する。
【００７５】
更に、経路確立手段２０１は、検証手段２０２によって”ＦＡＬＳＥ”が設定されたとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏｓを再度送信し、別の経路を送信先との無線通信経路として確立する。
【００７６】
検証手段２０２は、経路確立手段２０１によって確立された無線通信経路の有効時間ＴＴＬ内において定期的に無線通信経路を検証する。より具体的には、検証手段２０２は、一定時間ＴＴＬ／ｃ毎に、内蔵するタイマーに２×Ｄｍａｘを設定してタイマーをスタートさせるとともに、ルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆを送信先へ送信し、ルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆが送信先との間で往復する往復時間が２×Ｄｍａｘ以下であるか否かによって無線通信経路が正常であるか否かを検証する。なお、一般的には、定数ｃは、１≦ｃ≦ＴＴＬの範囲であり、例えば、ｃ＝２に設定される。
【００７７】
そして、検証手段２０２は、ルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆの往復時間が２×Ｄｍａｘ以下であるとき、経路確立手段２０１によって確立された無線通信経路が正常であることを検証し、ルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆの往復時間が２×Ｄｍａｘを超えるとき、経路確立手段２０１によって確立された無線通信経路が異常であることを検証する。なお、無線通信経路が正常であるとは、無線通信経路がサービスの品質を保持可能であることを意味し、無線通信経路が異常であるとは、無線通信経路がサービスの品質を保持できないことを意味する。
【００７８】
この場合、検証手段２０２は、無線通信経路が正常であることを検証したとき”ＴＲＵＥ”を設定し、無線通信経路が異常であることを検証したとき、”ＦＡＬＳＥ”を設定する。
【００７９】
弁別サービス手段２０３は、送信元からのルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受け、その受けたルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳから最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを抽出して最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを記憶する。そして、弁別サービス手段２０３は、ＱｏＳクラスに割当てられた通信帯域幅を最大通信帯域幅Ｂｍａｘと比較し、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを隣の無線装置へ送信し、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも小さいとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄する。
【００８０】
また、弁別サービス手段２０３は、ＩＰモジュール１９から受けたパケットをＱｏＳクラスとＢＥ（Ｂｅｓｔ  Ｅｆｆｏｒｔ）クラスとに分類し、ＱｏＳクラスに分類したパケットをＢＥクラスに分類したパケットに優先して中継する。なお、ＱｏＳクラスは、サービスの品質を保持する必要があるクラスであり、ＢＥクラスは、サービスの品質を保持する必要がないクラスである。
【００８１】
ＱｏＳモジュール２０が送信元の無線装置に搭載されている場合、ＱｏＳモジュール２０は、経路確立手段２０１および検証手段２０２によって、送信先との無線通信経路を確立する機能と、その確立した無線通信経路を定期的に検証する機能とを果たす。
【００８２】
また、ＱｏＳモジュール２０が送信先の無線装置に搭載されている場合、ＱｏＳモジュール２０は、図５に示す経路確立手段２０１、検証手段２０２および弁別サービス手段２０３によらずに、送信元から受信したルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳまたはルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆに対する返答パケットを送信元へ送信する。
【００８３】
更に、ＱｏＳモジュール２０が送信元および送信先以外の無線装置に搭載されている場合、ＱｏＳモジュール２０は、弁別サービス手段２０３によって、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳおよびサービスの品質を保持する必要のあるパケット等を他のパケットに優先して中継する。
【００８４】
このように、ＱｏＳモジュール２０は、搭載された無線装置がアドホックネットワークにおける送信元、送信先および中継器のいずれに該当するかによって、その機能が異なるが、アドホックネットワークでは、各無線装置が送信元、送信先および中継器のいずれにもなり得るので、ＱｏＳモジュール２０は、図５に示す経路確立手段２０１、検証手段２０２および弁別サービス手段２０３を含むことにしたものである。
【００８５】
図６は、図５に示す弁別サービス手段２０３のブロック図である。弁別サービス手段２０３は、機能選択器２０３０と、エッジ機能処理部２０４０と、コア機能処理部２０５０と、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）２０６０とを含む。
【００８６】
機能選択器２０３０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳまたはルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆをＩＰモジュール１９から受けたとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳまたはルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆをエッジ機能処理部２０４０へ送信する。
【００８７】
また、機能選択器２０３０は、サービスを提供するためのパケットをＩＰモジュール１９から受けたとき、その受けたパケットを次の方法によって分類してエッジ機能処理部２０４０またはコア機能処理部２０５０へ送信する。
【００８８】
機能選択器２０３０は、ＱｏＳモジュール２０が搭載された無線装置が送信元または送信先に隣接する無線装置である場合、パケットをエッジ機能処理部２０４０へ送信し、ＱｏＳモジュール２０が搭載された無線装置が送信元および送信先に隣接しない無線装置である場合、パケットをコア機能処理部２０５０へ送信する。
【００８９】
エッジ機能処理部２０４０は、通信条件設定器２０４１と、分類器２０４２と、メーター２０４３，２０４４と、マーカー２０４５，２０４６とからなる。通信条件設定器２０４１は、分類規則ＣｌａｓｓＲｕと、計測規則ＭｅｔＲｕと、破棄規則ＤｒｐＲｕとを有し、分類規則ＣｌａｓｓＲｕを分類器２０４２に与え、計測規則ＭｅｔＲｕをメーター２０４３，２０４４に与え、破棄規則ＤｒｐＲｕをマーカー２０４５，２０４６に与える。
【００９０】
ＱｏＳモジュール２０は、ＩＰモジュール１９から受信したルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに含まれる最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを抽出し、その抽出した最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを通信条件設定器２０４１の計測規則ＭｅｔＲｕに記憶する。従って、通信条件設定器２０４１からメーター２０４３，２０４４へ与えられる計測規則ＭｅｔＲｕは、最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを含んでいる。
【００９１】
分類器２０４２は、通信条件設定器２０４１からの分類規則ＣｌａｓｓＲｕに従って、機能選択器２０３０から受信したパケットを分類し、その分類したパケットをメーター２０４３またはメーター２０４４へ送信する。
【００９２】
より具体的には、分類器２０４２は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱＯＳまたはルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆを機能選択器２０３０から受信したとき、その受信したルート要求パケットＲＲＥＱＱＯＳまたはルート確認要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆをメーター２０４３へ送信する。
【００９３】
また、分類器２０４２は、サービスを提供するためのパケットを機能選択器２０３０から受信すると、その受信したパケットのヘッダに含まれる送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号および送信先ポート番号によって、そのパケットをＱｏＳクラスおよびＢＥクラスのいずれかに分類してメーター２０４３またはメーター２０４４へ送信する。
【００９４】
ポート番号は、アプリケーションを特定する番号である。例えば、ポート番号８０は、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｐｅｒ  Ｔｅｘｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を特定し、ポート番号２５は、ＳＭＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｍａｉｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｌ）を特定し、ポート番号１７２０は、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を特定し、ポート番号７０７０は、Ａｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏを特定し、ポート番号７０００は、ＶＤＯＬｉｖｅを特定し、ポート番号１６３８４〜３２７６７は、ＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を特定する。
【００９５】
従って、分類器２０４２は、パケットのヘッダに含まれる送信元ポート番号および送信先ポート番号からアプリケーションを特定し、その特定したアプリケーションに従ってパケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類する。この発明においては、例えば、ＶｏＩＰおよびＡｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏのアプリケーション用のパケットは、ＱｏＳクラスに分類され、それ以外のアプリケーション用のパケットは、ＢＥクラスに分類される。
【００９６】
従って、分類器２０４２は、送信元ポート番号および送信先ポート番号によって特定したアプリケーションがＶｏＩＰまたはＡｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏである場合、機能選択器２０３０から受信したパケットをメーター２０４３へ送信し、送信元ポート番号および送信先ポート番号によって特定したアプリケーションがＶｏＩＰおよびＡｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏ以外のアプリケーションである場合、機能選択器２０３０から受信したパケットをメーター２０４４へ送信する。
【００９７】
メーター２０４３は、ＱｏＳクラスに分類されたパケットの通信を制御し、メーター２０４４は、ＢＥクラスに分類されたパケットの通信を制御する。そして、メーター２０４３は、ＱｏＳクラス用の通信帯域幅が割当てられており、メーター２０４４は、ＢＥクラス用の通信帯域幅が割当てられている。この発明においては、例えば、ＱｏＳクラスに対する通信帯域幅が全体の６０％であり、ＢＥクラスに対する通信帯域幅が全体の４０％になるようにメーター２０４３，２０４４にそれぞれ通信帯域幅が割当てられている。
【００９８】
メーター２０４３は、分類器２０４２からルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信すると、自己に割当てられた通信帯域幅が計測規則ＭｅｔＲｕに含まれる最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し、その判定結果とルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳとをマーカー２０４５へ送信する。
【００９９】
また、メーター２０４３は、サービスを提供するためのパケットＰＫＴ１を分類器２０４２から受信すると、その受信したパケットＰＫＴ１（＝送信元が送信したパケット）の送信レートＳｒａｔｅ１を測定し、その測定した送信レートＳｒａｔｅ１を計測規則ＭｅｔＲｕに含まれる最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘと比較し、その比較結果とパケットＰＫＴ１とをマーカー２０４５へ送信する。
【０１００】
メーター２０４４は、分類器２０４２からサービスを提供するためのパケットＰＫＴ２のみを受信する。即ち、メーター２０４４は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳ等の制御パケットを受信しない。そして、メーター２０４４は、その受信したパケットＰＫＴ２（＝送信元が送信したパケット）の送信レートＳｒａｔｅ２を測定し、その測定した送信レートＳｒａｔｅ２を計測規則ＭｅｔＲｕに含まれる最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘと比較し、その比較結果とパケットＰＫＴ２とをマーカー２０４６へ送信する。
【０１０１】
なお、通信帯域幅が広い程、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２は高くなり、通信帯域幅が狭い程、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２は低くなるので、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２を最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘと比較することは可能である。
【０１０２】
マーカー２０４５は、メーター２０４３から比較結果とルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳとを受信すると、比較結果に基づいてルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄するか送信先へ送信するかを決定する。即ち、マーカー２０４５は、メーター２０４３に割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信先へ送信するためにＦＩＦＯ２０６０へ送信する。一方、マーカー２０４５は、メーター２０４３に割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも狭いとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄する。
【０１０３】
また、マーカー２０４５は、メーター２０４３から比較結果とパケットＰＫＴ１とを受信すると、比較結果に基づいて、パケットＰＫＴ１を破棄するか送信先へ送信するかを決定する。即ち、マーカー２０４５は、メーター２０４３によって測定された送信レートＳｒａｔｅ１が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎ以上であるとき、パケットＰＫＴ１を送信先へ送信すると決定し、サービスの品質を保持する必要のあるパケットであることを示すマークＭＱｏＳをパケットＰＫＴ１に付してＦＩＦＯ２０６０へ送信する。一方、マーカー２０４５は、送信レートＳｒａｔｅ１が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低いとき、パケットＰＫＴ１を破棄し、エラーメッセージを送信元へ送信する。
【０１０４】
マーカー２０４６は、メーター２０４４から比較結果とパケットＰＫＴ２とを受信すると、比較結果に基づいて、パケットＰＫＴ２を破棄するか送信先へ送信するかを決定する。即ち、マーカー２０４６は、メーター２０４４によって測定された送信レートＳｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎ以上であるとき、パケットＰＫＴ２を送信先へ送信すると決定し、サービスの品質を保持する必要のないパケットであることを示すマークＭＢＥをパケットＰＫＴ２に付してＦＩＦＯ２０６０へ送信する。一方、マーカー２０４６は、送信レートＳｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低いとき、パケットＰＫＴ２を破棄し、エラーメッセージを送信元へ送信する。
【０１０５】
なお、マークＭＱｏＳ，ＭＢＥは、次の方法によってそれぞれパケットＰＫＴ１，２に付される。パケットＰＫＴ１，２のＩＰヘッダは、ＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を含んでおり（図４参照）、ＱｏＳクラスのパケットであることを示すＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ）、またはＢＥクラスのパケットであることを示すＤＳＣＰをＴＯＳに書込むことによってマークＭＱｏＳ，ＭＢＥは、それぞれ、パケットＰＫＴ１，２に付される。
【０１０６】
また、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低いときにエラーメッセージを送信元へ送信することにしたのは、次の理由による。
【０１０７】
パケットを中継する全ての無線装置は、パケットＰＫＴ１，２を中継するには最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上の通信帯域幅を有する必要がある。送信元は、最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも広い通信帯域幅を得ることができず、データの送信中、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２を最小通信帯域幅Ｂｍｉｎまで減少させ得る。しかし、送信元は、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２を最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低くできない。
【０１０８】
そうすると、メーター２０４３，２０４４によって測定された送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低いときは、送信元が送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２を減少させたのではなく、ネットワークが原因でＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低くなったことになる。
【０１０９】
従って、送信レートＳｒａｔｅ１，Ｓｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも低いとき、エラーメッセージを送信元へ送信し、別の無線通信経路を確立すべきことを送信元へ知らせることにしたのである。
【０１１０】
コア機能処理部２０５０は、分類方式指定手段２０５１と、分類器２０５２と、ＦＩＦＯ２０５３，２０５４と、優先スケジューリング手段２０５５とを含む。なお、コア機能処理部２０５０は、サービスを提供するためのパケットＰＫＴ１，２のみを機能選択器２０３０から受信する。即ち、コア機能処理部２０５０は、送信元または送信先に隣接する無線装置のエッジ機能処理部２０４０によって処理されたパケットＰＫＴ１，２を機能選択器２０３０から受信する。
【０１１１】
分類方式指定手段２０５１は、パケットの処理方法を分類器２０５２へ送信する。即ち、分類方式指定手段２０５１は、マークＭＱｏＳが付されたパケットＰＫＴ１をＱｏＳクラスに分類し、マークＭＢＥが付されたパケットＰＫＴ２をＢＥクラスに分類する処理方法を分類器２０５２へ送信する。
【０１１２】
分類器２０５２は、分類方式指定手段２０５１からの処理方法に従って、機能選択器２０３０から受けたパケットのＩＰヘッダのＴＯＳに含まれるＤＳＣＰをチェックし、ＤＳＣＰがマークＭＱｏＳを示せば、パケットをＦＩＦＯ２０５３へ送信し、ＤＳＣＰがマークＭＢＥを示せば、パケットをＦＩＦＯ２０５４へ送信する。
【０１１３】
ＦＩＦＯ２０５３は、ＦＩＦＯ２０５４よりも高い送信率を有し、分類器２０５２から受信したパケットをその受信した順序に従って優先スケジューリング手段２０５５へ出力する。ＦＩＦＯ２０５４は、分類器２０５２から受信したパケットをその受信した順序に従って優先スケジューリング手段２０５５へ出力する。
【０１１４】
優先スケジューリング手段２０５５は、ＦＩＦＯ２０５３からのパケットをＦＩＦＯ２０５４からのパケットに優先してＦＩＦＯ２０６０へ送信する。
【０１１５】
ＦＩＦＯ２０６０は、エッジ機能処理部２０４０からのパケットと、コア機能処理部２０５０からのパケットとを受信して保持し、受信した順序に従ってパケットをＩＰモジュール１９へ送信する。
【０１１６】
このように、ＱｏＳモジュール２０の弁別サービス手段２０３は、エッジルータの機能を有するエッジ機能処理部２０４０と、コアルータの機能を有するコア機能処理部２０５０とを有し、エッジ機能処理部２０４０およびコア機能処理部２０５０の各々は、サービスを提供するためのパケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類し、品質を保持する必要のあるパケットを優先して送信先へ送信する。
【０１１７】
無線ネットワークシステム１０における動作について説明する。図７は、図１に示す無線ネットワークシステム１０における動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下においては、無線装置１が送信元であり、無線装置６が送信先であるとして説明する。
【０１１８】
一連の動作が開始されると、送信元である無線装置１のＱｏＳモジュール２０は、経路確立手段２０１によって、送信先までの通信品質がサービスの品質を保持可能な通信品質以上になるように送信先（無線装置６）と無線通信を行なうための無線通信経路を確立する。即ち、ＱｏＳモジュール２０は、アドミッション制御を実行する（ステップＳ１）。アドミッション制御の詳細については、後述する。
【０１１９】
そして、ＱｏＳモジュール２０は、アドミッション制御の結果が”ＴＲＵＥ”であるか否かを判定し（ステップＳ２）、アドミッション制御の結果が”ＴＲＵＥ”でないとき、ステップＳ１が再度実行され、ＱｏＳモジュール２０は、経路確立手段２０１によって、新たな経路を無線通信経路として確立する。
【０１２０】
一方、アドミッション制御が”ＴＲＵＥ”であるとき、弁別サービスが後述する方法によって実行される（ステップＳ３）。そして、無線装置１は、他のデータを送信するか否かを判定し（ステップＳ４）、他のデータを送信しないとき、一連の動作は終了する。
【０１２１】
一方、他のデータを送信するとき、無線装置１のＱｏＳモジュール２０の検証手段２０２は、検証を行なう時刻か否かを判定する（ステップＳ５）。より具体的には、検証手段２０２は、アドミッション制御によって無線通信経路が確立されてからの時間がＴＴＬ／２に到達したか否かを判定する。そして、無線通信経路が確立されてからの時間がＴＴＬ／２に達していないとき、上述したステップＳ３〜Ｓ５が繰返し実行される。
【０１２２】
一方、無線通信経路が確立されてからの時間がＴＴＬ／２に達しているとき、検証手段２０２は、確立された無線通信経路の検証を行なう（ステップｓ６）。
【０１２３】
その後、ＱｏＳモジュール２０は、検証結果が”ＴＲＵＥ”であるか否かを判定し（ステップＳ７）、検証結果が”ＴＲＵＥでないとき、上述したステップＳ１〜Ｓ７が繰返し実行される。つまり、検証結果が”ＴＲＵＥ”でないとき、新たな経路が無線通信経路として確立される。
【０１２４】
一方、検証結果が”ＴＲＵＥ”であるとき、上述したステップＳ３〜Ｓ７が繰返し実行される。
【０１２５】
図８は、図７のステップＳ１に示すアドミッション制御の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、無線装置１のＱｏＳモジュール２０の経路確立手段２０１は、上位のアプリケーション１４からＩＰモジュール１９を介してルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄを受け、その受けたルート要求パケットＲＲＥＱＥｘｔｄから最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘを除去して最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘを記憶するとともに、最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘの２倍を設定してタイマーをスタートする（ステップＳ１１）。
【０１２６】
そして、経路確立手段２０１は、通信帯域幅要求（Ｂｍｉｎ，Ｂｍａｘ）を含むルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを生成し、その生成したルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信する（ステップＳ１２）。その後、経路確立手段２０１は、中間ノード、即ち、無線装置１と無線装置６との間に存在する無線装置２〜５による処理が終了するまで待機する（ステップＳ１３）。
【０１２７】
ステップＳ１３においては、無線装置２〜５によるルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳの中継、無線装置６によるルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに対するルート返答パケットＲＲＥＰの送信および無線装置２〜５によるルート返答パケットＲＲＥＰの中継が行なわれる。ステップＳ１３の詳細については、後述する。
【０１２８】
そして、ステップＳ１３の後、経路確立手段２０１は、タイマーによる計測時間が２×Ｄｍａｘよりも長いか否かを判定し（ステップＳ１４）、計測時間が２×Ｄｍａｘよりも長いとき”ＦＡＬＳＥ”を設定する（ステップＳ１５）。
【０１２９】
一方、ステップＳ１４において、計測時間が２×Ｄｍａｘ以下であると判定されたとき、経路確立手段２０１は、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信したか否かを判定し（ステップＳ１６）、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信していないとき、ステップＳ１３〜ステップＳ１６が繰返し実行される。
【０１３０】
一方、ステップＳ１６において、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信したと判定されたとき、経路確立手段２０１は、”ＴＲＵＥ”を設定する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１５またはステップＳ１７の後、一連の動作は、図７のステップＳ２へ移行する。
【０１３１】
計測時間が２×Ｄｍａｘを超える場合に”ＦＡＬＳＥ”を設定することにしたのは、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信してから２×Ｄｍａｘの時間が経過してもルート返答パケットＲＲＥＰを受信していないので、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが送信元である無線装置１から送信先である無線装置６へ到達するまでの時間は、Ｄｍａｘを超えている。そうすると、その後、たとえ、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信しても、その経路は、パケットが無線装置１から無線装置６まで到達する時間がＤｍａｘを超えることになり、サービスの品質を保持してパケットを送信先へ送信できないので、”ＦＡＬＳＥ”を設定することにしたものである。
【０１３２】
また、ステップＳ１６において、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信したと判定されると、そのルート返答パケットＲＲＥＰを受信した経路は、パケットを無線装置１から無線装置６まで最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘを超えないようにパケットを送信でき、サービスの品質を保持してパケットを無線装置１から無線装置６へ送信できるので、”ＴＲＵＥ”を設定することにしたものである。
【０１３３】
上述したように、アドミッション制御が実行されることにより、”ＦＡＬＳＥ”および”ＴＲＵＥ”のいずれかが設定されるので（ステップＳ１５，Ｓ１７参照）、図７に示すステップＳ２において、アドミッション制御の結果が”ＴＲＵＥ”であるか否かを容易に判定できる。
【０１３４】
図９は、図８のステップＳ１３に示す中間ノードによる処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図８に示すステップＳ１２の後、無線装置２〜５の各々のＱｏＳモジュール２０において、弁別サービス手段２０３は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信したか否かを判定する（ステップＳ１３１）。そして、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信したと判定されたとき、弁別サービス手段２０３のエッジ機能処理部２０４０は、ＱｏＳクラスに割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３２）、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるとき、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信先へ送信する（ステップＳ１３３）。
【０１３５】
一方、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも狭いとき、エッジ機能処理部２０４０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄する（ステップＳ１３４）。
【０１３６】
ステップＳ１３１において、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが受信されていないと判定されたとき、弁別サービス手段２０３は、更に、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信したか否かを判定する（ステップＳ１３５）。そして、ルート返答パケットＲＲＥＰが受信されていないとき、上述したステップＳ１３１〜Ｓ１３５が繰返し実行される。
【０１３７】
一方、ステップＳ１３５において、ルート返答パケットＲＲＥＰが受信されたと判定されたとき、弁別サービス手段２０３のエッジ機能処理部２０４０は、ＱｏＳクラスに割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１３６）、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるとき、最大通信帯域幅ＢｍａｘをＱｏＳクラス用の通信帯域幅に割当てる（ステップＳ１３７）。
【０１３８】
一方、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも狭いとき、エッジ機能処理部２０４０は、ルート返答パケットＲＲＥＰを破棄する（ステップＳ１３８）。
【０１３９】
そして、ステップＳ１３３，Ｓ１３４，Ｓ１３７，Ｓ１３８のいずれかの後、一連の動作は、図８のステップＳ１４へ移行する。
【０１４０】
図１０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが送信元から送信先へ伝送されるときの概念図である。送信元である無線装置１は、送信先である無線装置６への通信要求が発生すると、上述した方法によってルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを生成して送信する（図８のステップＳ１２参照）。この場合、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳは、ＲＲＥＱＱｏＳ＝［Ａｄｄｓ１／Ａｄｄｓ６／Ａｄｄｓ１／ＲＲＥＱｍｅｓｇｅ∪｛Ｂｍｉｎ，Ｂｍａｘ｝］からなる。最初のＩＰアドレスＡｄｄｓ１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを周囲に送信した無線装置が無線装置１であることを表すＩＰアドレスであり、ＩＰアドレスＡｄｄｓ６は、送信先である無線装置６のＩＰアドレスであり、２番目のＩＰアドレスＡｄｄｓ１は、送信元である無線装置１のＩＰアドレスである。そして、最初のＩＰアドレスＡｄｄｓ１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが中継される毎に、中継する無線装置のＩＰアドレスに変えられる。また、無線装置１は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳの送信と同時にタイマーをスタートさせる（図８のステップＳ１１参照）。
【０１４１】
ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが送信されると、無線装置２，３のＱｏＳモジュール２０は、無線装置１からのルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信したか否かを判定する（図９のステップＳ１３１参照）。
【０１４２】
そして、無線装置２，３のＱｏＳモジュール２０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信したと判定する。無線装置２のＱｏＳモジュール２０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに含まれるＩＰアドレスＡｄｄｓ６を検出してルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを伝送する最終の無線装置が無線装置６であることを検知する。そして、無線装置２のＱｏＳモジュール２０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを無線装置６へ送信する経路を持たないので、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄する。
【０１４３】
一方、無線装置３のＱｏＳモジュール２０も、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに含まれるＩＰアドレスＡｄｄｓ６を検出してルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを伝送する最終の無線装置が無線装置６であることを検知する。また、ＱｏＳモジュール２０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに含まれる最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを検出してエッジ機能処理部２０４０の通信条件設定器２０４１に記憶する。そして、ＱｏＳモジュール２０のエッジ機能処理部２０４０は、ＱｏＳクラスに割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し（図９のステップＳ１３２参照）、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であると判定してルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信する（図９のステップＳ１３３参照）。この場合、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳに含まれる最初のＩＰアドレスは、ＩＰアドレスＡｄｄｓ１からＩＰアドレスＡｄｄｓ３に変えられている。
【０１４４】
そして、無線装置４，５のＱｏＳモジュール２０は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを無線装置３から受信したか否かを判定し（図９のステップＳ１３１参照）、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信したと判定する。
【０１４５】
無線装置４のＱｏＳモジュール２０は、上述した動作によって、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを伝送する最終の無線装置が無線装置６であることを検知するとともに、最小通信帯域幅Ｂｍｉｎおよび最大通信帯域幅Ｂｍａｘを抽出してエッジ機能処理部２０４０の通信条件設定器２０４１に記憶する。
【０１４６】
無線装置４のエッジ機能処理部２０４０は、ＱｏＳクラスに割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し（図９のステップＳ１３２参照）、割当てられた通信帯域が最大通信帯域幅Ｂｍａｘよりも狭いと判定してルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを破棄する。
【０１４７】
無線装置５のＱｏＳモジュール２０は、無線装置３のＱｏＳモジュール２０と同じ動作によってルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信する。そして、無線装置６は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信し、自己がルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳの送信先であることを検知する。
【０１４８】
これにより、通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上である経路（無線装置１→無線装置３→無線装置５→無線装置６）を介してルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが送信元（無線装置１）から送信先（無線装置６）へ伝送されたことになる。
【０１４９】
無線装置６は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信すると、ルート返答パケットＲＲＥＰを生成し、その生成したルート返答パケットＲＲＥＰを、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを受信した経路に沿って送信する。
【０１５０】
無線装置３，５は、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳが無線装置１から無線装置６へ伝送されるときと同様にして、ルート返答パケットＲＲＥＰを無線装置６から無線装置１へ中継する。つまり、無線装置３，５は、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上であるか否かを判定し（図９のステップＳ１３６参照）、割当てられた通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上である場合にルート返答パケットＲＲＥＰを無線装置１へ中継する。
【０１５１】
従って、無線装置１がルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信し、その後、２×Ｄｍａｘ以下の時間内に、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信することは、通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上である無線通信経路が送信元（無線装置１）と送信先（無線装置６）との間で確立されることに相当する。ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳおよびルート返答パケットＲＲＥＰは、各無線装置間の通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上である場合に中継されるからである（図９のステップＳ１３２，Ｓ１３６参照）。
【０１５２】
そして、ルート返答パケットＲＲＥＰは、２×Ｄｍａｘ以下の時間内に無線装置１へ到達しているので、無線装置１から無線装置６へのパケットの伝送時間は、最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘ以下となり、送信元（無線装置１）のアプリケーション１４によって要求された遅延時間（Ｄｍａｘ）を満たしている。
【０１５３】
従って、通信品質がサービスの品質を保持可能な通信品質（Ｂｍａｘ）以上である無線通信経路（無線装置１→無線装置３→無線装置５→無線装置６）が無線装置１（送信元）と無線装置６（送信先）との間で確立される。
【０１５４】
図１１は、図７のステップＳ３に示す弁別サービスの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図７のステップＳ２において、アドミッション制御の結果が“ＴＲＵＥ”であると判定されると、送信元である無線装置１のＱｏＳモジュール２０は、ＩＰモジュール１９からのＩＰパケットをアドミッション制御によって確立された無線通信経路（無線装置１→無線装置３→無線装置５→無線装置６）に沿って無線装置６（送信先）へ送信する。
【０１５５】
そして、無線装置３のＱｏＳモジュール２０は、無線装置１からパケットを受信したか否かを判定することによって、パケットが有効であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。パケットが有効であると判定されると、ＱｏＳモジュール２０の機能選択器２０３０は、パケットのヘッダに含まれる送信元ＩＰアドレスに基づいて、隣のノード（無線装置）が送信元であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。そして、隣のノードが送信元であるとき、機能選択器２０３０は、パケットをエッジ機能処理部２０４０へ送信する。これにより、一連の動作は、ステップＳ３４へ移行する。
【０１５６】
一方、ステップＳ３２において、隣のノードが送信元ではないと判定されたとき、機能選択器２０３０は、パケットのヘッダに基づいて、隣のノードが送信先であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。そして、隣のノードが送信先であるとき、機能選択器２０３０は、パケットをエッジ機能処理部２０４０へ送信する。
【０１５７】
ステップＳ３２の“ＹＥＳ”またはステップＳ３３の“ＹＥＳ”の後、後述するエッジ機能処理が実行される（ステップＳ３４）。
【０１５８】
一方、ステップＳ３３において、隣のノードが送信先ではないと判定されたとき、機能選択器２０３０は、パケットをコア機能処理部２０５０へ送信する。そして、後述するコア機能処理が実行される（ステップＳ３５）。
【０１５９】
そうすると、ステップＳ３４またはステップＳ３５の後、ＦＩＦＯ２０６０は、パケットを順番に出力する（ステップＳ３６）。そして、一連の動作は、図７のステップＳ４へ移行する。
【０１６０】
図１２は、図１１のステップＳ３４に示すエッジ機能処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図１１のステップＳ３２の“ＹＥＳ”またはステップＳ３３の“ＹＥＳ”の後、エッジ機能処理部２０４０は、パケットのヘッダに含まれる送信元ポート番号および送信先ポート番号に基づいて、パケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類し、その分類したパケットにマークＭＱｏＳまたはＭＢＥを付ける（ステップＳ３４１）。
【０１６１】
より具体的には、エッジ機能処理部２０４０の分類器２０４２は、送信元ポート番号および送信先ポート番号に基づいてアプリケーションを特定する。そして、分類器２０４２は、特定したアプリケーションがＶｏＩＰまたはＡｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏであるとき、通信条件設定器２０４１からの分類規則ＣｌａｓｓＲｕに基づいて、機能選択器２０３０から受信したパケットをＱｏＳクラスに分類し、パケットのヘッダに含まれるＴＯＳのＤＳＣＰにマークＭＱｏＳを書込んでメーター２０４３へ送信する。また、分類器２０４２は、特定したアプリケーションがＶｏＩＰおよびＡｕｄｉｏ＆Ｖｉｄｅｏ以外であるとき、分類規則ＣｌａｓｓＲｕに基づいて、機能選択器２０３０から受信したパケットをＢＥクラスに分類し、パケットのヘッダに含まれるＴＯＳのＤＳＣＰにマークＭＢＥを書込んでメーター２０４４へ送信する。
【０１６２】
ステップＳ３４１の後に、メーター２０４３は、ＱｏＳクラスのパケットＰＫＴ１を分類器２０４２から受信すると、送信レートＳｒａｔｅ１を計測し、その計測した送信レートＳｒａｔｅ１とパケットＰＫＴ１とをマーカー２０４５へ送信する。また、メーター２０４４は、ＢＥクラスのパケットＰＫＴ２を分類器２０４２から受信すると、送信レートＳｒａｔｅ２を計測し、その計測した送信レートＳｒａｔｅ２とパケットＰＫＴ２とをマーカー２０４６へ送信する。
【０１６３】
マーカー２０４５は、送信レートＳｒａｔｅ１とパケットＰＫＴ１とをメーター２０４３から受信し、送信レートＳｒａｔｅ１を最小通信帯域幅Ｂｍｉｎと比較する。即ち、マーカー２０４５は、トラフィックが要求レート内か否かを判定する（ステップＳ３４２）。
【０１６４】
そして、送信レートＳｒａｔｅ１が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも小さいとき、即ち、トラフィックが要求レート内でないとき、マーカー２０４５は、エラーメッセージを作成して送信元（無線装置１）へ送信するとともに、パケットＰＫＴ１を破棄する（ステップＳ３４３）。
【０１６５】
一方、送信レートＳｒａｔｅ１が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎ以上であるとき、即ち、トラフィックが要求レート内であるとき、マーカー２０４５は、パケットＰＫＴ１をＦＩＦＯ２０６０へ出力する。
【０１６６】
また、マーカー２０４６は、送信レートＳｒａｔｅ２とパケットＰＫＴ２とをメーター２０４４から受信し、送信レートＳｒａｔｅ２を最小通信帯域幅Ｂｍｉｎと比較する。即ち、マーカー２０４６は、トラフィックが要求レート内か否かを判定する（ステップＳ３４２）。
【０１６７】
そして、送信レートＳｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎよりも小さいとき、即ち、トラフィックが要求レート内でないとき、マーカー２０４６は、エラーメッセージを作成して送信元（無線装置１）へ送信するとともに、パケットＰＫＴ２を破棄する（ステップＳ３４３）。
【０１６８】
一方、送信レートＳｒａｔｅ２が最小通信帯域幅Ｂｍｉｎ以上であるとき、即ち、トラフィックが要求レート内であるとき、マーカー２０４６は、パケットＰＫＴ２をＦＩＦＯ２０６０へ出力する。そして、一連の動作は、図１１のステップＳ３６へ移行する。
【０１６９】
このように、パケットを受信した無線装置が送信元（無線装置１）または送信先（無線装置６）に隣接する無線装置である場合、隣の無線装置から受信したパケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類し、マークＭＱｏＳまたはＭＢＥをパケットに付す。
【０１７０】
また、メーター２０４３に割当てられた通信帯域幅：メーター２０４４に割当てられた通信帯域幅＝６０％：４０％であるので、エッジ機能処理部２０４０は、ＢＥクラスに分類されたパケットよりもＱｏＳクラスに分類されたパケットを優先して中継する。
【０１７１】
図１３は、図１１のステップＳ３５に示すコア機能処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。図１１のステップＳ３３の“ＮＯ”の後、コア機能処理部２０５０の分類器２０５２は、パケットがＱｏＳトラフィックであるとマーク付けられているか否かを判定する（ステップＳ３５１）。即ち、分類器２０５２は、パケットのヘッダに含まれるＴＯＳのＤＳＣＰにマークＭＱｏＳおよびＭＢＥのいずれが書込まれているかを判定する。そして、マークＭＱｏＳがＤＳＣＰに書込まれているとき、分類器２０５２は、ＱｏＳトラフィックであるとマーク付けられていると判定し、パケットをＦＩＦＯ２０５３へ送信する。
【０１７２】
ＦＩＦＯ２０５３は、分類器２０５２から受信したパケットを受信した順序に従って出力する（ステップＳ３５２）。
【０１７３】
一方、マークＭＢＥがＤＳＣＰに書込まれているとき、分類器２０５２は、ＱｏＳトラフィックであるとマーク付けられていないと判定し、パケットをＦＩＦＯ２０５４へ送信する。そして、ＦＩＦＯ２０５４は、分類器２０５２から受信したパケットを受信した順序に従って出力する（ステップＳ３５３）。
【０１７４】
そうすると、優先スケジューリング手段２０５５は、パケットをＦＩＦＯ２０５４よりもＦＩＦＯ２０５３から優先的に読み出してＦＩＦＯ２０６０へ送信する（ステップＳ３５４）。その後、一連の動作は、図１１のステップＳ３６へ移行する。
【０１７５】
図１３に示すコア機能処理は、送信元または送信先に隣接しない無線装置において実行されるので、コア機能処理部２０５０に入って来るパケットは、送信元または送信先に隣接する無線装置のエッジ機能処理部２０４０によってマークＭＱｏＳおよびＭＢＥのいずれかがパケットに付されている。従って、図１３のステップＳ３５１においては、分類器２０５２は、受信したパケットがＱｏＳトラフィックであるとマーク付けられているか否かを容易に判定できる。
【０１７６】
また、優先スケジューリング手段２０５５は、ＦＩＦＯ２０５４（ＢＥクラス用のバッファ）に格納されたパケットよりもＦＩＦＯ２０５３（ＱｏＳクラス用のバッファ）に格納されたパケットを優先して読み出すので、コア機能処理部２０５０は、ＢＥクラスに分類されたパケットよりもＱｏＳクラスに分類されたパケットを優先して中継する。
【０１７７】
図１１〜図１３において説明したように、弁別サービスは、エッジ機能処理（図１１のステップＳ３４および図１２のステップＳ３４１〜Ｓ３４３）とコア機能処理（図１１のステップＳ３５および図１３のステップＳ３５１〜Ｓ３５４）とからなり、それぞれの機能処理において、パケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類し、ＢＥクラスに分類されたパケットよりもＱｏＳクラスに分類されたパケットを優先して中継する。
【０１７８】
これにより、無線装置３〜５が無線装置１（送信元）および無線装置６（送信先）との関係でいずれの位置に存在しても、サービスの品質を保持する必要のあるＱｏＳクラスに分類されたパケットを優先して送信先へ中継できる。
【０１７９】
図１４は、弁別サービスの概念図である。図１４においては、送信元Ｓ１から送信先Ｄ１への無線通信と、送信元Ｓ２から送信先Ｄ２への無線通信との２つの無線通信が示されている。そして、送信元Ｓ１から送信先Ｄ１への無線通信は、実線によって示され、送信元Ｓ２から送信先Ｄ２への無線通信は、点線によって示されている。
【０１８０】
また、無線通信を中継する無線装置Ａ〜Ｅについては、弁別サービス手段２０３の機能選択器２０３０（ＦＳ）、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）およびコア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）が示されている。
【０１８１】
送信元Ｓ１から送信先Ｄ１への無線通信について説明すると、無線装置Ａは、送信元Ｓ１からパケットを受信し、自己が送信元に隣接する無線装置であるので、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継して無線装置Ｂへ送信する。
【０１８２】
無線装置Ｂは、無線装置Ａからのパケットを受信し、自己が送信元および送信先に隣接しない無線装置であるので、コア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継して無線装置Ｃへ送信する。
【０１８３】
無線装置Ｃは、無線装置Ｂからのパケットを受信し、自己が送信先Ｄ１に隣接する無線装置であるので、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継して送信先Ｄ１へ送信する。
【０１８４】
次に、送信元Ｓ２から送信先Ｄ２への無線通信について説明すると、無線装置Ｂは、送信元Ｓ２からパケットを受信し、自己が送信元に隣接する無線装置であるので、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継して無線装置Ｃへ送信する。
【０１８５】
無線装置Ｃは、無線装置Ｂからのパケットを受信し、自己が送信元および送信先に隣接しない無線装置であるので、コア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継して無線装置Ｄへ送信する。
【０１８６】
無線装置Ｄは、無線装置Ｃからのパケットを受信し、自己が送信元および送信先に隣接しない無線装置であるので、コア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継して無線装置Ｅへ送信する。
【０１８７】
無線装置Ｅは、無線装置Ｄからのパケットを受信し、自己が送信先Ｄ２に隣接する無線装置であるので、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継して送信先Ｄ２へ送信する。
【０１８８】
無線装置Ｂは、送信元Ｓ１から送信先Ｄ１への無線通信においては、コア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継し、送信元Ｓ２から送信先Ｄ２への無線通信においては、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継する。
【０１８９】
また、無線装置Ｃは、送信元Ｓ１から送信先Ｄ１への無線通信においては、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）によってパケットを中継し、送信元Ｓ２から送信先Ｄ２への無線通信においては、コア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継する。
【０１９０】
このように、各無線装置は、送信元または送信先との位置関係によってエッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）またはコア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）によってパケットを中継する。そして、エッジ機能処理部２０４０（Ｅｄｇｅ）およびコア機能処理部２０５０（Ｃｏｒｅ）の各々は、パケットをＱｏＳクラスまたはＢＥクラスに分類し、ＱｏＳクラスに分類されたパケットを優先して中継するので、各無線装置は、送信元または送信先との位置関係においていずれに配置されても、サービスの品質を保持するようにパケットを中継できる。従って、無線装置１〜６は、自由に移動する無線装置によって構成されるダイナミックなアドホックネットワークに好適である。
【０１９１】
図１５は、図７のステップＳ６に示す検証の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。なお、検証動作は、送信先までの無線通信経路を確立した送信元（無線装置１）が行なう。
【０１９２】
図７のステップＳ５において、検証を行なう時刻（＝ＴＴＬ／２）になったと判定されると、無線装置１において、ＱｏＳモジュール２０の検証手段２０２は、最大エンド・ツーエンド・遅延Ｄｍａｘの２倍を設定してタイマーをスタートさせる（ステップＳ６１）。
【０１９３】
そして、検証手段２０２は、確認要求を含むルート要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆを送信する（ステップＳ６２）。その後、検証手段２０２は、タイマーによる計測時間が２×Ｄｍａｘを越えたか否かを判定し（ステップＳ６３）、計測時間が２×Ｄｍａｘを越えていないとき、ルート確認返答パケットＲＲＥＰｃｏｍｆを受信したか否かを更に判定する（ステップＳ６４）。
【０１９４】
そして、ルート確認返答パケットＲＲＥＰｃｏｍｆを受信していないとき、上述したステップＳ６３，Ｓ６４が繰返し実行される。一方、ルート確認返答パケットＲＲＥＰｃｏｍｆを受信しているとき、検証手段２０２は、“ＴＲＵＥ”を設定する（ステップＳ６５）。
【０１９５】
ステップＳ６３において、計測時間が２×Ｄｍａｘを越えているとき、検証手段２０２は、“ＦＡＬＳＥ”を設定する（ステップＳ６６）。
【０１９６】
そして、ステップＳ６５またはステップＳ６６の後、一連の動作は、図７のステップＳ７へ移行する。
【０１９７】
このように、検証手段２０２は、確認要求を含むルート要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆを送信先へ送信し、ルート確認返答パケットＲＲＥＰｃｏｍｆが送信先から所定時間２×Ｄｍａｘ内に返ってくるか否かにより、アドミッション制御（図７のステップＳ１参照）によって確立された無線通信経路を検証する。
【０１９８】
そして、検証動作は、無線通信経路の有効時間ＴＴＬ内において、一定時間ＴＴＬ／２が経過する毎に実行される（図７のステップＳ５，Ｓ６参照）。
【０１９９】
図７のステップＳ６に示す検証が終了した後、検証結果が“ＴＲＵＥ”であるか否かが判定され（図７のステップＳ７参照）、検証結果が“ＴＲＵＥ”であれば、ステップＳ３に示す弁別サービスが再度実行され、検証結果が“ＦＡＬＳＥ”であれば、ステップＳ１に示すアドミッション制御が再度実行されて、新たな経路が無線通信経路として確立される。
【０２００】
従って、最初に確立された無線通信経路が、確立されたときの通信品質を保持し続ける限り、無線通信経路の有効時間ＴＴＬ内において弁別サービス（図７のステップＳ３参照）が繰返し実行され、無線通信経路が通信品質を保持しなくなると、新たな経路が無線通信経路として確立され、弁別サービスが行なわれる。
【０２０１】
図１６は、ＱｏＳ制御が要求されたトラフィック数と要求したサービス品質が実際に得られたトラフィック数との関係を示すシミュレーション結果である。図１６において、横軸は、ＱｏＳ制御が要求されたトラフィック数ＴＷを表し、縦軸は、要求したサービス品質が実際に得られたトラフィック数ＴＧを表す。
【０２０２】
また、曲線ｋ１は、ＡＯＤＶプロトコルに本発明を適用した場合のシミュレーション結果を表し、曲線ｋ２は、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）プロトコルに本発明を適用した場合のシミュレーション結果を表し、曲線ｋ３は、ＡＯＤＶプロトコルにＱｏＳ制御を適用した場合のシミュレーション結果を表し、曲線ｋ４，ｋ５は、それぞれ、ＡＯＤＶプロトコルおよびＤＳＲプロトコルを用いた場合のシミュレーション結果を表す。
【０２０３】
この発明を適用しない場合（曲線ｋ３〜ｋ５）、ＱｏＳ制御が要求されるトラフィック数ＴＷが１０以上になると、要求された品質が実際に得られたトラフィック数ＴＧは、急激に低下する。
【０２０４】
一方、本発明を適用した場合（曲線ｋ１，ｋ２）、要求された品質が実際に得られたトラフィック数ＴＧは、ＱｏＳ制御が要求されるトラフィック数ＴＷの増加に伴って増加する。また、ＱｏＳ制御が要求されるトラフィック数ＴＷの各数値において、その要求されたトラフィック数ＴＷの約８０％のトラフィック数が実際に要求された品質を得ることができる。
【０２０５】
従って、この発明により、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加させることができる。
【０２０６】
なお、上記においては、経路確立手段２０１は、送信先（無線装置６）との間の通信帯域幅が最大通信帯域幅Ｂｍａｘ以上になるように送信先（無線装置６）と無線通信を行なうための無線通信経路を確立すると説明したが、この発明においては、これに限らず、経路確立手段２０１は、送信先との間の通信品質が送信先に提供するサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上になるように送信先と無線通信を行なうための無線通信経路を確立するものであればよい。
【０２０７】
また、上記においては、検証手段２０２は、経路確立手段２０１によって確立された無線通信経路をＴＴＬ／２毎（規則的に設定された時間毎）に検証すると説明したが、この発明においては、これに限らず、検証手段２０２は、ＴＴＬ／２以外の一定時間毎（規則的に設定された時間毎）に無線通信経路を検証してもよく、不規則的に設定された時間が経過する毎に無線通信経路を検証してもよい。
【０２０８】
更に、上記においては、ルーティングプロトコルがＡＯＤＶプロトコルである場合について説明したが、この発明においては、これに限らず、ルーティングプロトコルは、リアクティブ型のルーティングプロトコルであればよい。
【０２０９】
この発明においては、アドミッション制御（図８参照）において、計測時間が２×Ｄｍａｘ以内であるときに、ルート返答パケットＲＲＥＰを受信すると、アドミッション制御の結果を”ＴＲＵＥ”に設定することは（図８のステップＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７参照）は、ルート要求パケットを送信先へ送信してからルート返答パケットを受信するまでの往復時間がサービスの品質を保持可能な基準往復時間以下であるとき、ルート返答パケットを受信した経路を送信先との間の無線通信経路として確立することに相当する。最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘは、パケットが送信元（無線装置１）から送信先（無線層著６）へ送信されるときに許容される遅延時間を表し、パケットが最大エンド・ツー・エンド遅延Ｄｍａｘ以内に送信先（無線装置６）が到達することがサービスの品質を保持することに相当するからである。
【０２１０】
また、この発明においては、最大通信帯域幅Ｂｍａｘは、「基準通信帯域幅」を構成する。
【０２１１】
更に、この発明においては、ルート要求パケットＲＲＥＱＱｏＳを送信してからルート返答パケットＲＲＥＰを受信するまでの時間は、「第１の往復時間」を構成し、確認要求を含むルート要求パケットＲＲＥＱｃｏｍｆを送信してからルート確認返答パケットＲＲＥＰｃｏｍｆを受信するまでの時間は、「第２の往復時間」を構成する。
【０２１２】
更に、この発明においては、２×Ｄｍａｘは、「第１の基準往復時間」または「第２の基準往復時間」を構成する。
【０２１３】
更に、エッジ機能処理部２０４０は、「第１の中継手段」を構成し、コア機能処理部２０５０は、「第２の中継手段」を構成する。
【０２１４】
更に、図９に示すフローチャートに従って、パケットを破棄し、またはパケットを送信先に中継する無線装置３〜５のＱｏＳモジュール２０は、送信先に提供されるサービスの品質を保持可能な基準通信品質以上の通信品質を有する好適な経路を無線通信経路を構成する経路として選択する「経路選択手段」を構成する。
【０２１５】
今回開示された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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。
【産業上の利用可能性】
【０２１６】
この発明は、自律的に構築される無線ネットワークに用いられ、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線装置に適用される。また、この発明は、自律的に構築され、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線ネットワークシステムに適用される。更に、この発明は、自律的に構築され、かつ、ＱｏＳ制御が実際に行なわれるトラフィック数を増加可能な無線ネットワークシステムにおける無線通信方法に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０２１７】
【図１】この発明の実施の形態による無線ネットワークシステムの概略図である。
【図２】図１に示す無線装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】ＩＰヘッダの構成図である。
【図４】ＴＣＰヘッダの構成図である。
【図５】図２に示すＱｏＳモジュールの機能ブロック図である。
【図６】図５に示す弁別サービス手段のブロック図である。
【図７】図１に示す無線ネットワークシステムにおける動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ１に示すアドミッション制御の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ１３に示す中間ノードによる処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】ルート要求パケットが送信元から送信先へ伝送されるときの概念図である。
【図１１】図７のステップＳ３に示す弁別サービスの詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１のステップＳ３４に示すエッジ機能処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１１のステップＳ３５に示すコア機能処理の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】弁別サービスの概念図である。
【図１５】図７のステップＳ６に示す検証の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】ＱｏＳ制御が要求されたトラフィック数と要求したサービス品質が実際に得られたトラフィック数との関係を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【０２１８】
１〜６  無線装置、１０  無線ネットワークシステム、１１  アンテナ、１２  入力部、１３  表示部、１４  アプリケーション、１５  通信制御部、１６  無線インターフェースモジュール、１７  ＭＡＣモジュール、１８  ＬＬＣモジュール、１９  ＩＰモジュール、２０  ＱｏＳモジュール、２１  ＴＣＰモジュール、２２  ＵＤＰモジュール、２３  ＳＭＴＰモジュール、２４  ルーティングデーモン。
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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