(57)【要約】【課題】  中継経路全体で最小の伝搬損失となる経路を選定し、干渉に対して頑強な中継経路を設定可能な無線ネットワークを提供する。【解決手段】  コアノードは中継経路設定パケットを放出し、各ノードは当該パケットの受信により当該パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失を推定する（ステップＳ２）。同時に、当該パケットに含まれるメトリックを参照し、伝搬損失とメトリックとの和によって伝搬損失が最小となる中継先基地局を選定する（ステップＳ１〜Ｓ７）。ここで、メトリックはコアノードから当該中継経路パケットを放出したノードまでの合計の伝搬損失を表す。各基地局は上記の作業を自律的に行う。【選択図】      図３                                                  
2005033815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するようにし、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と前記中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしたことを特徴とする無線ネットワーク。
【請求項２】
前記中継ノードが受信する当該経路設定パケットに含まれるメトリックに、伝搬損失を基準として生成されたメトリックと中継経路中に含まれる中継ノードの数を示すホップ数を基準として生成されたメトリックとの２種類のメトリックを含むことを特徴とする請求項１記載の無線ネットワーク。
【請求項３】
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時に当該経路設定パケットに含まれているメトリックのうち、第１のメトリックを第１の重み係数を用いて更新し、第２のメトリックを第２の重み係数を用いて更新し、当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックのいずれよりも小さい場合及び当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックの最小値と同じでかつ最小の第１の更新メトリックを有する過去に受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックがいずれも今回受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックより大きい場合のいずれかに今回受信した経路設定パケットに対応する第１及び第２の更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送し、当該経路設定パケットが示す送信元ノード情報を上り回線の中継先ノードに設定し、当該中継先ノード情報を新たな経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報に設定するようにしたことを特徴とする請求項２記載の無線ネットワーク。
【請求項４】
前記第１のメトリックは、ホップ数を基準として生成され、前記第２のメトリックは、伝搬損失を基準として生成されたことを特徴とする請求項３記載の無線ネットワーク。
【請求項５】
前記２種類のメトリックの大小を判断する際に、規定した範囲内に含まれるメトリックを同一のメトリックと判断するようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の無線ネットワーク。
【請求項６】
前記メトリックを更新する際の前記第１の重み係数として０．５、前記第２の重み係数として０．５を用いるようにしたことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項７】
前記メトリックを更新する際の前記第２の重み係数として０を用いるようにしたことを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項８】
受信した前記経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が示す送信元ノードが現在の上り回線の中継先ノードと一致する場合に、過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックをすべて忘却し、今回受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項９】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１０】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの第１のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを選択し、その選択した送信元ノードに対する前記更新メトリックのうちの第２のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項４と請求項８と請求項９とのいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１１】
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１２】
前記コアノードは、前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１３】
過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックに関する情報をある一定期間経過後に消去するようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の無線ネットワーク。
【請求項１４】
前記コアノードは、前記経路設定パケットに含まれる前記メトリックを０とするようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の無線ネットワーク。
【請求項１５】
前記伝搬損失を前記中継ノードが受信した経路設定パケットの受信電力から推定するようにしたことを特徴とする請求項１１と請求項１２と請求項１４とのいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１６】
前記中継ノードは、前記端末局及び他の中継ノードのうちのいずれかから放出された上りデータパケットを受信した際に当該上りデータパケットを前記上り回線の中継先ノードへと伝達するようにしたことを特徴とする請求項１１と請求項１２と請求項１５とのいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１７】
前記中継ノード各々は、自ノード宛に送られた上りデータパケットに含まれる中継元ノード情報を中継ノードリストに記憶するようにしたことを特徴とする請求項１６記載の無線ネットワーク。
【請求項１８】
前記中継ノードは、前記下りデータパケットを中継する際に前記中継ノードリストに含まれるノードの少なくとも一部に対して前記下り回線データパケットを中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項１１と請求項１２と請求項１７とのいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項１９】
前記中継ノードリストに含まれるノードの情報を一定期間後に消去するようにしたことを特徴とする請求項１８記載の無線ネットワーク。
【請求項２０】
前記下りデータパケットは、最終的に送りたい端末局情報を含み、
前記端末局は、最寄の中継ノードから送信された下りデータパケットに含まれる端末局情報を調べて当該端末局情報が自局を示す場合に当該下りデータパケットの受信処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１８または請求項１９記載の無線ネットワーク。
【請求項２１】
前記中継ノードは、複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択して中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項１８または請求項１９記載の無線ネットワーク。
【請求項２２】
前記コアノードは、複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択するようにしたことを特徴とする請求項１８または請求項１９記載の無線ネットワーク。
【請求項２３】
前記中継ノード及び前記コアノードのいずれかは、前記複数の中継元ノードから同一の上りデータパケット受信した時に最大比合成受信するようにしたことを特徴とする請求項１８または請求項１９記載の無線ネットワーク。
【請求項２４】
前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項２５】
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項２４のいずれか記載の無線ネットワーク。
【請求項２６】
前記コアノード及び前記中継ノードのいずれかは、前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項２５記載の無線ネットワーク。
【請求項２７】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする無線ネットワーク。
【請求項２８】
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項２７記載の無線ネットワーク。
【請求項２９】
前記コアノード及び前記中継ノードのいずれかは、前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項２８記載の無線ネットワーク。
【請求項３０】
有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局との通信が可能な中継ノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システムと、中継伝送用の無線システムとを有し、
前記コアノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする中継ノード。
【請求項３１】
有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するようにし、
前記コアノード及び他の中継ノードのいずれかから送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と前記中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしたことを特徴とする中継ノード。
【請求項３２】
自ノードが受信する当該経路設定パケットに含まれるメトリックに、伝搬損失を基準として生成されたメトリックと中継経路中に含まれる中継ノードの数を示すホップ数を基準として生成されたメトリックとの２種類のメトリックを含むことを特徴とする請求項３１記載の中継ノード。
【請求項３３】
前記経路設定パケットを受信した時に当該経路設定パケットに含まれているメトリックのうち、第１のメトリックを第１の重み係数を用いて更新し、第２のメトリックを第２の重み係数を用いて更新し、当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックのいずれよりも小さい場合及び当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックの最小値と同じでかつ最小の第１の更新メトリックを有する過去に受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックがいずれも今回受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックより大きい場合のいずれかに今回受信した経路設定パケットに対応する第１及び第２の更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送し、当該経路設定パケットが示す送信元ノード情報を上り回線の中継先ノードに設定し、当該中継先ノード情報を新たな経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報に設定するようにしたことを特徴とする請求項３２記載の中継ノード。
【請求項３４】
前記第１のメトリックは、ホップ数を基準として生成され、前記第２のメトリックは、伝搬損失を基準として生成されたことを特徴とする請求項３３記載の中継ノード。
【請求項３５】
前記２種類のメトリックの大小を判断する際に、規定した範囲内に含まれるメトリックを同一のメトリックと判断するようにしたことを特徴とする請求項３３または請求項３４記載の中継ノード。
【請求項３６】
前記メトリックを更新する際の前記第１の重み係数として０．５、前記第２の重み係数として０．５を用いるようにしたことを特徴とする請求項３３から請求項３５のいずれか記載の中継ノード。
【請求項３７】
前記メトリックを更新する際の前記第２の重み係数として０を用いるようにしたことを特徴とする請求項３３から請求項３５のいずれか記載の中継ノード。
【請求項３８】
受信した前記経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が示す送信元ノードが現在の上り回線の中継先ノードと一致する場合に、過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックをすべて忘却し、今回受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項３０から請求項３７のいずれか記載の中継ノード。
【請求項３９】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項３０から請求項３７のいずれか記載の中継ノード。
【請求項４０】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの第１のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを選択し、その選択した送信元ノードに対する前記更新メトリックのうちの第２のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項３４記載の中継ノード。
【請求項４１】
前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項３０から請求項４０のいずれか記載の中継ノード。
【請求項４２】
過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックに関する情報をある一定期間経過後に消去するようにしたことを特徴とする請求項４１記載の中継ノード。
【請求項４３】
前記伝搬損失を前記中継ノードが受信した経路設定パケットの受信電力から推定するようにしたことを特徴とする請求項４１記載の中継ノード。
【請求項４４】
前記端末局及び他の中継ノードのうちのいずれかから放出された上りデータパケットを受信した際に当該上りデータパケットを前記上り回線の中継先ノードへと伝達するようにしたことを特徴とする請求項４１または請求項４３記載の中継ノード。
【請求項４５】
自ノード宛に送られた上りデータパケットに含まれる中継元ノード情報を中継ノードリストに記憶するようにしたことを特徴とする請求項４４記載の中継ノード。
【請求項４６】
前記下りデータパケットを中継する際に前記中継ノードリストに含まれるノードの少なくとも一部に対して前記下り回線データパケットを中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項４１または請求項４５記載の中継ノード。
【請求項４７】
前記中継ノードリストに含まれるノードの情報を一定期間後に消去するようにしたことを特徴とする請求項４６記載の中継ノード。
【請求項４８】
前記下りデータパケットは、最終的に送りたい端末局情報を含み、
前記端末局は、最寄の中継ノードから送信された下りデータパケットに含まれる端末局情報を調べて当該端末局情報が自局を示す場合に当該下りデータパケットの受信処理を行うようにしたことを特徴とする請求項４６または請求項４７記載の中継ノード。
【請求項４９】
複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択して中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項４７または請求項４８記載の中継ノード。
【請求項５０】
複数の中継元ノードから同一の上りデータパケット受信した時に最大比合成受信するようにしたことを特徴とする請求項４６または請求項４７記載の中継ノード。
【請求項５１】
コアノード及び他の中継ノードのいずれかと自ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする請求項３０から請求項５０のいずれか記載の中継ノード。
【請求項５２】
複数の指向性アンテナを含み、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
自ノードの近隣に存在するノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項３０から請求項５１のいずれか記載の中継ノード。
【請求項５３】
前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項５２記載の中継ノード。
【請求項５４】
有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
他のノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする中継ノード。
【請求項５５】
複数の指向性アンテナを含み、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
自ノードの近隣に存在するノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項５４記載の中継ノード。
【請求項５６】
前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項５５記載の中継ノード。
【請求項５７】
無線中継を行う中継ノードと端末局のいずれともデータパケットの送受信が可能な、有線網に接続されたコアノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システムと、中継伝送用の無線システムと、有線基幹網に接続される信号分配機とを有し、
前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とするコアノード。
【請求項５８】
有線網に接続され、自ノードから送信された下りデータパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノードによって中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを前記中継ノードに送信するようにしたことを特徴とするコアノード。
【請求項５９】
前記経路設定パケットに含まれる前記メトリックを０とするようにしたことを特徴とする請求項５８記載のコアノード。
【請求項６０】
前記経路設定パケットに含まれるメトリックに、伝搬損失を基準として生成されたメトリックと中継経路中に含まれる中継ノードの数を示すホップ数を基準として生成されたメトリックとの２種類のメトリックを含むようにしたことを特徴とする請求項５８または請求項５９記載のコアノード。
【請求項６１】
前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６０のいずれか記載のコアノード。
【請求項６２】
前記中継ノードリストに含まれるノードの情報を一定期間後に消去するようにしたことを特徴とする請求項６１記載のコアノード。
【請求項６３】
複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択するようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６２のいずれか記載のコアノード。
【請求項６４】
複数の中継元ノードから同一の上りデータパケット受信した時に最大比合成受信するようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６２のいずれか記載のコアノード。
【請求項６５】
前記経路設定パケットは、全ての中継ノードに対して一定の送信電力で伝送するようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６４のいずれか記載のコアノード。
【請求項６６】
前記下りデータパケットは、中継先ノードもしくは端末局において一定の受信電力もしくは一定の受信品質となるように送信電力を制御することを特徴とする請求項５８から請求項６５のいずれか記載のコアノード。
【請求項６７】
自ノードと前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６６のいずれか記載のコアノード。
【請求項６８】
複数の指向性アンテナを含み、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
自ノードの近隣に存在する中継ノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項５８から請求項６７のいずれか記載のコアノード。
【請求項６９】
前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項６８記載のコアノード。
【請求項７０】
有線網に接続され、自ノードから送信された下りデータパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノードで中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、自ノードと前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とするコアノード。
【請求項７１】
複数の指向性アンテナを含み、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
自ノードの近隣に存在するノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項７０記載のコアノード。
【請求項７２】
前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項７１記載のコアノード。
【請求項７３】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するステップを有し、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしたことを特徴とする中継伝送方法。
【請求項７４】
前記中継ノードが受信する当該経路設定パケットに含まれるメトリックに、伝搬損失を基準として生成されたメトリックと中継経路中に含まれる中継ノードの数を示すホップ数を基準として生成されたメトリックとの２種類のメトリックを含むことを特徴とする請求項７３記載の中継伝送方法。
【請求項７５】
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時に当該経路設定パケットに含まれているメトリックのうち、第１のメトリックを第１の重み係数を用いて更新し、第２のメトリックを第２の重み係数を用いて更新し、当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックのいずれよりも小さい場合及び当該第１の更新メトリックが過去に受信した経路設定パケットに対応する第１の更新メトリックの最小値と同じでかつ最小の第１の更新メトリックを有する過去に受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックがいずれも今回受信した経路設定パケットに対応する第２の更新メトリックより大きい場合のいずれかに今回受信した経路設定パケットに対応する第１及び第２の更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送し、当該経路設定パケットが示す送信元ノード情報を上り回線の中継先ノードに設定し、当該中継先ノード情報を新たな経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報に設定するようにしたことを特徴とする請求項７４記載の中継伝送方法。
【請求項７６】
前記第１のメトリックは、ホップ数を基準として生成され、前記第２のメトリックは、伝搬損失を基準として生成されたことを特徴とする請求項７５記載の中継伝送方法。
【請求項７７】
前記２種類のメトリックの大小を判断する際に、規定した範囲内に含まれるメトリックを同一のメトリックと判断するようにしたことを特徴とする請求項７５または請求項７６記載の中継伝送方法。
【請求項７８】
前記メトリックを更新する際の前記第１の重み係数として０．５、前記第２の重み係数として０．５を用いるようにしたことを特徴とする請求項７５から請求項７７のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項７９】
前記メトリックを更新する際の前記第２の重み係数として０を用いるようにしたことを特徴とする請求項７５から請求項７７のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８０】
受信した前記経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が示す送信元ノードが現在の上り回線の中継先ノードと一致する場合に、過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックをすべて忘却し、今回受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項７９のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８１】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項７９のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８２】
受信した前記経路設定パケットに含まれるメトリックを更新した後にその更新メトリックを含む過去に保存された更新メトリックのうちの第１のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを選択し、その選択した送信元ノードに対する前記更新メトリックのうちの第２のメトリックが最小のメトリックの送信元ノードを決定し、その送信元ノードが少なくとも現在の上り回線の中継先ノードと一致しない場合に、決定した送信元ノードに対応する更新メトリックを新たなメトリックとする新たな経路設定パケットを他の中継ノードへと中継伝送するようにしたことを特徴とする請求項７６記載の中継伝送方法。
【請求項８３】
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項８２のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８４】
前記コアノードは、前記経路設定パケットを受信した際に、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノード情報を参照し、当該上り中継先ノード情報が自ノードを示している場合に中継ノードリストに前記経路設定パケットを放出したノードの情報を記録するようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項８３のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８５】
過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックに関する情報をある一定期間経過後に消去するようにしたことを特徴とする請求項８３または請求項８４記載の中継伝送方法。
【請求項８６】
前記コアノードは、前記経路設定パケットに含まれる前記メトリックを０とするようにしたことを特徴とする請求項８３または請求項８４記載の中継伝送方法。
【請求項８７】
前記伝搬損失を前記中継ノードが受信した経路設定パケットの受信電力から推定するようにしたことを特徴とする請求項８３と請求項８４と請求項８６とのいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８８】
前記中継ノードは、前記端末局及び他の中継ノードのうちのいずれかから放出された上りデータパケットを受信した際に当該上りデータパケットを前記上り回線の中継先ノードへと伝達するようにしたことを特徴とする請求項８３と請求項８４と請求項８７とのいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項８９】
前記中継ノード各々は、自ノード宛に送られた上りデータパケットに含まれる中継元ノード情報を中継ノードリストに記憶するようにしたことを特徴とする請求項８８記載の中継伝送方法。
【請求項９０】
前記中継ノードは、前記下りデータパケットを中継する際に前記中継ノードリストに含まれるノードの少なくとも一部に対して前記下りデータパケットを中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項８３と請求項８４と請求項８９とのいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項９１】
前記中継ノードリストに含まれるノードの情報を一定期間後に消去するようにしたことを特徴とする請求項９０記載の中継伝送方法。
【請求項９２】
前記下りデータパケットは、最終的に送りたい端末局情報を含み、
前記端末局は、最寄の中継ノードから送信された下りデータパケットに含まれる端末局情報を調べて当該端末局情報が自局を示す場合に当該下りデータパケットの受信処理を行うようにしたことを特徴とする請求項９０または請求項９１記載の中継伝送方法。
【請求項９３】
前記中継ノードは、複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択して中継伝達するようにしたことを特徴とする請求項９０または請求項９１記載の中継伝送方法。
【請求項９４】
前記コアノードは、複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に受信品質が高いほうの上りデータパケットを選択するようにしたことを特徴とする請求項９０または請求項９１記載の中継伝送方法。
【請求項９５】
前記中継ノード及び前記コアノードのいずれかは、前記複数の中継元ノードから同一の上りデータパケットを受信した時に最大比合成受信するようにしたことを特徴とする請求項９０または請求項９１記載の中継伝送方法。
【請求項９６】
前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項９５のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項９７】
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項７３から請求項９６のいずれか記載の中継伝送方法。
【請求項９８】
前記コアノード及び前記中継ノードのいずれかは、前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項９７記載の中継伝送方法。
【請求項９９】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなるシステムの中継伝送方法であって、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしたことを特徴とする中継伝送方法。
【請求項１００】
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項９９記載の中継伝送方法。
【請求項１０１】
前記コアノード及び前記中継ノードのいずれかは、前記経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とする請求項１００記載の中継伝送方法。
【請求項１０２】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、当該更新メトリックＭｎと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較して当該更新メトリックＭｎが最小か否かを判定するステップと、当該更新メトリックＭｎが最小と判定した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを有することを特徴とする中継伝送方法。
【請求項１０３】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中継先ノード情報と一致するか否かを判定するステップと、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却するステップと、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定した時に過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記更新メトリックＭｎとを比較するステップと、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び当該更新メトリックＭｎが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを有することを特徴とする中継伝送方法。
【請求項１０４】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、当該更新メトリックＭｎを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較して最も小さいメトリックである送信元ノードｍ（ｍはノードの固有な番号）を決定するステップと、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でかつｎ≠ｍであるかを判定するステップと、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でない場合及びｎ＝ｍの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ前記送信元ノードｍを上り回線の中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを有することを特徴とする中継伝送方法。
【請求項１０５】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、当該更新メトリックＭｎと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較して当該更新メトリックＭｎが最小か否かを判定する処理と、当該更新メトリックＭｎが最小と判定した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させるためのプログラム。
【請求項１０６】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中継先ノード情報と一致するか否かを判定する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定した時に過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記更新メトリックＭｎとを比較する処理と、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び当該更新メトリックＭｎが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させるためのプログラム。
【請求項１０７】
有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、当該更新メトリックＭｎを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較して最も小さいメトリックである送信元ノードｍ（ｍはノードの固有な番号）を決定する処理と、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でかつｎ≠ｍであるかを判定する処理と、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でない場合及びｎ＝ｍの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ前記送信元ノードｍを上り回線の中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線ネットワーク、中継ノード、コアノード及びそれに用いる中継伝送方法並びにそのプログラムに関し、特に複数のノードが無線によって結ばれたセルラーシステムにおける中継経路設定方法並びに中継伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のセルラーシステムのセル構成を図２０に示す。図２０において、４０１はセルを、４０２は基地局（ノード）を表しており、このセルラーシステムでは、図２０に示すように、複数のセルを配することによってサービス可能領域が構成されている。
【０００３】
各ノードは有線基幹網４０４と有線回線４０３とによって接続されており、音声やデータ等のサービス信号並びに各種制御信号がこれらの回線を介して伝達される。尚、各ノードと有線基幹網とは、その中間に集線局等を階層的に設けて接続される場合もある。
【０００４】
端末局４０５はノード４０２と通信を行い、有線基幹網４０４並びに有線回線４０３によって伝達された各種信号の送受信を行う。有線基幹網には無線基地局（ノード）のみならず、端末局４０５の位置情報の管理や課金処理等をつかさどるサーバ装置が設置されている。
【０００５】
携帯電話や加入者系固定無線アクセス（Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ）等のセルラーシステムの加入者数増大に応えるためには、セル半径を小さくし、１ノードの処理負荷を減らす手法がとられる。このような極小セルによってシステムを構築する場合、サービスエリアを確保するために、極めて多くのノードを配置することになる。
【０００６】
また、高速データ伝送に対応するために多値変調等の高密度データ伝送方式を適用した場合には、要求される受信品質を確保するために、１ノードが守備するエリアが必然的に狭くなってしまい、この場合にもサービスエリアを確保するために、極めて多くのノードを配置することになる。
【０００７】
さらに、従来、セルラーシステムは準マイクロ波並びにマイクロ波帯で主に設計されてきているが、周波数逼迫の危機によって準ミリ波、ミリ波帯を用いたセルラーシステムの構築が期待されている。周波数が高くなると、電波の回折効果が薄れて直進性が顕著となり、見通し外の通話が困難になるため、各ノードが守備するエリアが必然的に狭くなってしまう。すなわち、このような場合にも、極小セルによって通話エリアを確保せねばならず、極めて多数のノードを設置することになる。
【０００８】
多数の極小セルによってシステムを構築する場合、当該ノード群を基幹網へ接続するための有線網の整備が不可欠である。しかしながら、極めて多数の地理的に偏在するノードと基幹網とを接続するには、至るところに有線回線網を張り巡らす必要があるため、システム全体のコストが上昇してしまう。そこで、ノード間を無線で結合し、中継伝送を行ってサービスエリアの拡大をはかる手法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
セルラーシステムの容量は干渉によって制限を受けるため、中継経路の設定によって耐干渉特性の程度が左右され、すなわち容量が変化する。中継経路中に含まれる中継ノードの数を最小にするような伝送方法、いわゆる最小ホップ数伝送方法では中継ノード間の距離や障害物による受信電力不足のために、中継経路全体で眺めた場合のスループットや回線容量が必ずしも最大ではない。
【００１０】
スループットの向上並びにシステム全体が高い回線容量を達成するためには中継経路の設定方法が重要となるが、これまで、多数の極小セルが配されかつコアノードが有線基幹網に接続される形態をとる無線中継伝送型セルラーシステムに特化し、かつセルラーシステムで問題となるセル間干渉問題に対処した中継経路設定法は存在していない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、中継経路全体で最小の伝搬損失となる経路を選定することができ、干渉に対して頑強な中継経路を設定することができる無線ネットワーク、中継ノード、コアノード及びそれに用いる中継伝送方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による無線ネットワークは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するようにし、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と前記中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしている。
【００１３】
本発明による他の無線ネットワークは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００１４】
本発明による中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局との通信が可能な中継ノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システムと、中継伝送用の無線システムとを備え、
前記コアノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００１５】
本発明による他の中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するようにし、
前記コアノード及び他の中継ノードのいずれかから送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と前記中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしている。
【００１６】
本発明による別の中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
他のノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００１７】
本発明によるコアノードは、無線中継を行う中継ノードと端末局のいずれともデータパケットの送受信が可能な、有線網に接続されたコアノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システムと、中継伝送用の無線システムと、有線基幹網に接続される信号分配機とを備え、
前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００１８】
本発明による他のコアノードは、有線網に接続され、自ノードから送信された下りデータパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノードによって中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを前記中継ノードに送信するようにしている。
【００１９】
本発明による別のコアノードは、有線網に接続され、自ノードから送信された下りデータパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノードで中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、自ノードと前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００２０】
本発明による第１の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継するステップを有し、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしている。
【００２１】
本発明による第２の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなるシステムの中継伝送方法であって、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
【００２２】
本発明による第３の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、当該更新メトリックＭｎと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較して当該更新メトリックＭｎが最小か否かを判定するステップと、当該更新メトリックＭｎが最小と判定した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを備えている。
【００２３】
本発明による第４の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中継先ノード情報と一致するか否かを判定するステップと、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却するステップと、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定した時に過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記更新メトリックＭｎとを比較するステップと、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び当該更新メトリックＭｎが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを備えている。
【００２４】
本発明による第５の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とするステップと、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取るステップと、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存するステップと、当該更新メトリックＭｎを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較して最も小さいメトリックである送信元ノードｍ（ｍはノードの固有な番号）を決定するステップと、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でかつｎ≠ｍであるかを判定するステップと、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でない場合及びｎ＝ｍの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ前記送信元ノードｍを上り回線の中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを備えている。
【００２５】
本発明による第１の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継する処理と、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む前記コアノードからの経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して０〜１の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに１から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定する処理とを実行させている。
【００２６】
本発明による第２の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、当該更新メトリックＭｎと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較して当該更新メトリックＭｎが最小か否かを判定する処理と、当該更新メトリックＭｎが最小と判定した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させている。
【００２７】
本発明による第３の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中継先ノード情報と一致するか否かを判定する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定した時に過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記更新メトリックＭｎとを比較する処理と、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び当該更新メトリックＭｎが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させている。
【００２８】
本発明による第４の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る処理と、前記伝搬損失Ｌｎ及び前記メトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを計算して保存する処理と、当該更新メトリックＭｎを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較して最も小さいメトリックである送信元ノードｍ（ｍはノードの固有な番号）を決定する処理と、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でかつｎ≠ｍであるかを判定する処理と、当該送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でない場合及びｎ＝ｍの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定しかつ前記送信元ノードｍを上り回線の中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックＭを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させている。
【００２９】
すなわち、本発明の無線ネットワークは、面的に配されたノード群のうちコアノードを定め、コアノードのみが基幹網と接続し、コアノード周辺のノードを無線回線によって結合している。コアノード以外のノードはコアノードへ向けて上り回線データを中継、もしくはコアノードから放出された下り回線データを中継する。
【００３０】
これによって、ノード群と基幹網とを接続する際にはコアノードと基幹網のみとを有線で接続すればよく、有線回線の敷布コストを削減することが可能となる。また、無線によってノード群が結合されるため、容易にサービスエリアの拡大が可能となる。
【００３１】
コアノードは中継経路設定パケットを放出する。中継ノードは中継経路設定パケットの受信によって当該パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失を推定する。同時に、当該パケットに含まれるメトリックを参照して、伝搬損失とメトリックとの和によって伝搬損失が最小となる中継先基地局を選定する。ここで、メトリックはコアノードから当該中継経路設定パケットを放出したノードまでの合計の伝搬損失を表す。
【００３２】
各基地局は上記の作業を自律的に行う。よって、中継経路全体で最小の伝搬損失となる中継先を選定することが可能となり、セルラーシステムで問題となる干渉に対して頑強な中継経路を選定することが可能となる。
【００３３】
メトリックとして伝搬損失を用いることで、トラフィックによって大きさが左右される干渉電力に依存しない安定した中継経路を確保することが可能となる。また、周波数帯が異なっても一般的に伝搬損失の差は小さいと考えられるため、上下回線で異なる周波数帯を用いても適切な中継経路を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の無線ネットワークは、以下に述べるような構成及び動作とすることで、中継経路全体で最小の伝搬損失となる経路を選定することができ、干渉に対して頑強な中継経路を設定することができるという効果が得られる。
【００３５】
また、本発明の他の無線ネットワークは、以下に述べるような構成及び動作とすることで、より柔軟な経路設定が可能となり、ネットワーク設計者の期待する特徴を持つ経路の生成が容易になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるセルラーシステムを模式的に示す図である。図１において、１０７は端末局を表し、１０８はセルを表す。コアノード１０３と有線基幹網１０１とは有線回線１０２で接続され、中継ノード１０４〜１０６は無線中継によってコアノード１０３と接続される。
【００３７】
各中継ノード並びにコアノードには指向性アンテンナが設置される場合があり、この指向性アンテナは固定的に指向性が設定される場合と、適応的に指向性が設定される場合とがある。指向性アンテナを設置することによって、周辺ノード並びに端末局へ与える干渉を抑制し、システム全体で高い回線容量を達成することが可能となる。
【００３８】
図１に表示した他の中継ノードに関しても、中継ノード１０４〜１０６の場合と同様に、無線中継回線でコアノード１０３と接続される。無線中継回線の中継経路の設定（トリガ）はコアノード１０３から放出される経路設定パケットがトリガとなって行われる。すなわち、コアノード１０３が放出した経路設定パケットを受信した中継ノードは、その受信した経路設定パケットを契機として、新たに経路設定パケットを他のノードに放出し、さらにその経路設定パケットを契機として別の中継ノードが経路設定パケットを放出するという動作が繰り返される。但し、経路設定パケットの送出に関しての詳細については後述する。
【００３９】
図２は経路設定パケットの構造の一例を示す図である。図２において、経路設定パケットは送信元ノードＩＤ（識別情報）Ａ０２と、上り中継先ノードＩＤＡ０３と、メトリックＡ０４と、その他Ａ０１とをそれぞれ伝送するためのフィールドからなる。尚、各要素の配置順は図２に示す例と異なる場合もある。
【００４０】
送信元ノードＩＤＡ０２は経路設定パケットを放出したノードのＩＤ番号を表し、上り中継先ノードＩＤＡ０３は経路設定パケットを放出したノードが設定する上り回線の中継先ノードのＩＤを表し、その他Ａ０１にはパケットの復調に必要なパイロット信号等の制御信号やシステム情報等のデータ信号が含まれる。メトリックＡ０４は各ノードが中継先ノードを選定するための指針を与える量を表している。
【００４１】
図３は本発明の一実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートであり、図４は本発明の一実施例におけるコアノードで実行される経路設定処理の一例を示すフローチャートである。これら図１〜図４を参照して本発明の一実施例におけるメトリックＡ０４の更新方法と当該メトリック量による中継先ノード選定手順とコアノード１０３での経路設定処理とについてそれぞれ説明する。
【００４２】
まず、経路設定パケットの放出はコアノード１０３によって行われ、コアノード１０３より放出された中継経路設定パケットは、不特定の中継ノード１０４〜１０６で受信される。すなわち、経路設定パケットの放出はブロードキャストで行われる。この時、コアノード１０３の上り中継先ノードは存在しないので、上り中継先ノードＩＤＡ０３の内容は何でもよい。
【００４３】
コアノード１０３によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは０に設定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、有線基幹網１０１上のサーバ（図示せず）から指示を受けた場合等とする。
【００４４】
中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ（図３ステップＳ１）、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップＳ１に戻る。中継ノード１０４〜１０６では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットの到着を検出すると、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードＩＤを参照し、当該上り中継先ノードＩＤが自ノードＩＤと一致するかどうかを判定する（図３ステップＳ８）。
【００４５】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致すると、当該経路設定パケットを放出したノードのＩＤ、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが示すノードを中継ノードリストに記録する（図３ステップＳ９）。
【００４６】
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図７に示すように構成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に忘却（消去）する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等においては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある。
【００４７】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致しないと判定すると、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする（図３ステップＳ２）。伝搬損失の測定は一般的にパケットを受信した際にその内容とは無関係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。この伝搬損失の測定を容易にするため、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合がある。ｎはノード番号を表しており、図２に示すように、経路設定パケットに含まれている送信元ノードＩＤによってノード番号ｎは設定される。
【００４８】
中継ノード１０４〜１０６は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る（図３ステップＳ３）。ここで、メトリックＭｒ，ｎは設定された経路における伝搬損失の合計を表し、その設定された経路とは受信した経路設定パケットの送信元ノードからコアノードに至る経路を指している。
【００４９】
中継ノード１０４〜１０６はステップＳ２において測定した伝搬損失Ｌｎ並びにメトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを設定する。ここで、更新メトリックＭｎは伝搬損失ＬｎとメトリックＭｒ，ｎとの和で与えられる。中継ノード１０４〜１０６は上記の処理で計算した更新メトリックＭｎを保存する（図３ステップＳ４）。但し、保存された更新メトリックのうち、ある期間を超過した更新メトリックは忘却（消去）する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等においては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある。
【００５０】
また、保存されたメトリックは常に最新のものとする。すなわち、経路設定パケットの送信元であるノードｎに対する更新メトリックが過去に保存されている場合、ステップＳ４において求められる新たな更新メトリックによって、その過去のメトリックが書換えられる。
【００５１】
中継ノード１０４〜１０６は当該更新メトリックＭｎと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較し、今回新たに得られた更新メトリックＭｎが最小でなければ（図３ステップＳ５）、ステップＳ１へ戻って新たな経路設定パケットの送信を行わない。
【００５２】
中継ノード１０４〜１０６は今回新たに得られた更新メトリックＭｎが最小であるならば（図３ステップＳ５）、メトリックＡ０４に入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定し、かつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノードＩＤが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する（図３ステップＳ６）。このように、上りの中継先ノードは各ノードで１つだけである。
【００５３】
中継ノード１０４〜１０６は上記の設定した送信メトリックＭをメトリックとして設定し、その他の図２に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する（図３ステップＳ７）。
【００５４】
尚、各中継ノード１０４〜１０６では経路設定パケットの受信の際に、正確さを期すために、受信応答信号を返送するようにしてもよい。経路設定パケットは不特定のノードへ向けた制御パケットであるがゆえに、各中継ノード１０４〜１０６が経路設定パケットを送信した後には複数のノードから受信応答信号を受ける場合がある。中継ノード１０４〜１０６が経路設定パケットを送信の後に、全く受信応答信号の返答を受けなかった場合には当該経路設定パケットの再送を行う。
【００５５】
一方、コアノード１０３は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ（図４ステップＳ１１）、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップＳ１１に戻る。コアノード１０３でも経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。コアノード１０３は経路設定パケットの到着を検出すると、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードＩＤを参照し、当該上り中継先ノードＩＤが自ノードＩＤと一致するかどうかを判定する（図４ステップＳ１２）。
【００５６】
コアノード１０３は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致すると、当該経路設定パケットを放出したノードのＩＤ、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが示すノードを中継ノードリストに記録する（図４ステップＳ１３）。この中継ノードリストは中継ノード１０４〜１０６が持つものと同じ機能を有している。つまり、中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、当該リストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に忘却（消去）される可能性がある。以上の処理によって、経路が設定される。
【００５７】
次に、データパケットの中継伝送について説明する。図５は上りデータパケットの構造の一例を示す図である。図５において、上りデータパケットは中継先ノードＩＤＢ０２と、中継元ノードＩＤＢ０３と、送信元端末ＩＤＢ０４と、データＢ０５と、その他Ｂ０１とをそれぞれ伝送するためのフィールドからなる。
【００５８】
中継元ノードＩＤＢ０３には上りデータパケットを送信した中継ノードのＩＤが設定される。端末が新たな上りデータパケットを送信する場合には、中継元ノードＩＤＢ０３にはノードＩＤ以外の新たな上りデータパケットである状態を意味する特別な情報を伝送する。
【００５９】
その他Ｂ０１は復調のためのパイロット信号や上下回線を識別する識別信号、並びにデータパケットのＩＤ番号等の制御情報が含まれる。尚、図５に示す各構成要素の順序は異なる場合もある。
【００６０】
図６は上り回線のデータパケットの伝送処理の一例を示すフローチャートである。これら図５及び図６を参照して、本発明の一実施例における上下回線のデータパケットの中継伝送方法について説明する。まず、本発明の一実施例における各基地局で実行される上り回線の中継伝送方法の一例について説明する。
【００６１】
上りデータパケットは中継ノード１０４〜１０６を経由してコアノード１０３へと伝送される。中継ノード１０４〜１０６は上りデータパケットの到着を検出する（図６ステップＳ２１）。ここで、データパケットの検出にはキャリアセンス等を用い、上り回線であるか否かの判定は、図５に示す上りデータパケットに含まれる制御情報によって行う。
【００６２】
また、複数のノードが同一の端末からのデータパケットを中継する際に、１つのノードに同一内容を有するデータパケットが複数の送信元ノードから受信される場合があり、この場合には最も受信品質の高い上りデータパケットのみを選択するか、合成受信するか等の方法を用いてデータパケットのデータ部分の復調を行う。
【００６３】
中継ノード１０４〜１０６は上りデータパケットの到着を検出しなければ、再びステップＳ１１を実行する。また、中継ノード１０４〜１０６は上りデータパケットの到着を検出すると、到着した上りデータパケットが中継途中のデータパケットなのか、あるいは端末局１０７から新たに発せられたデータパケットであるのかの判定を行う（図６ステップＳ２２）。
【００６４】
ここで、中継ノード１０４〜１０６は中継途中のデータパケットであるか否かの判定を行う際に当該上りデータパケットに含まれる中継元ノードＩＤＢ０３を調べる。例えば、中継元ノードＩＤＢ０３が端末独自のＩＤを示している場合、それは新たな上りデータパケットであると判定する。
【００６５】
中継ノード１０４〜１０６は中継途中（新たな上りデータパケット以外）のデータパケットであると判定すると、当該データパケットに含まれている中継先ノードＩＤＢ０２を調べ、自ノードのＩＤを示していなければ（図６ステップＳ２３）、ステップＳ２１へ戻る。
【００６６】
中継ノード１０４〜１０６は自ノードのＩＤを示していれば（図６ステップＳ２３）、中継元ノードＩＤＢ０３を中継ノードリストに記録する（図６ステップＳ２４）。中継ノードリストの一例を図７に示す。
【００６７】
中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤＢ０２はある一定期間が経過した後に忘却する場合がある。中継ノードから上りデータパケットを受信しないノードにおいては中継ノードリストは空となる。
【００６８】
中継ノード１０４〜１０６は中継元ノードＩＤＢ０３を中継ノードリストに記録した後、データパケットの中継伝送を上述した中継経路設定処理において設定された上り中継先ノードに向けて中継伝送し（図６ステップＳ２５）、中継伝送の後、ステップＳ２１へ戻る。
【００６９】
上りのデータパケットを伝送する際には、当該データパケットが中継ノードもしくは中継先ノードにおいて一定の受信電力、もしくは一定の受信品質となるように当該データパケットの送信電力を制御する場合がある。
【００７０】
また、中継ノード１０４〜１０６はステップＳ２２において、到着した上りデータパケットが中継途中ではなく、新たに端末局１０７から発せられたと判定すると（図６ステップＳ２２）、中継先ノードに向けて当該データパケットの伝送を行う（図６ステップＳ２５）。尚、図６中に示す上りデータパケット伝送時の中継ノードリストへの記録行為は上述した中継経路設定パケット伝送時にも設定が行われるので、処理負荷を軽減させるため等の理由によって、上りデータパケット伝送時には実施しない場合もある。
【００７１】
コアノードにおける上りデータパケットの中継伝送は、図６に示す中継ノードにおける方法とステップＳ２５のみが異なる。コアノードでは上りデータパケットを、中継先ノードに向けて中継伝送する代わりに、有線基幹網に向けて送信する。
【００７２】
図８は下りデータパケットのデータ構造を示す図である。図８において、下りデータパケットは中継先ノードＩＤＣ０２と、中継元ノードＩＤＣ０３と、送信先端末ＩＤＣ０４と、データＣ０５と、その他Ｃ０１とをそれぞれ伝送するフィールドからなる。
【００７３】
中継元ノードＩＤＣ０３には下りデータパケットを送出したコアノード１０３もしくは中継ノード１０４〜１０６のＩＤが設定される。複数の中継先ノードがある場合には、中継先ノードＩＤＣ０２も複数個用意される。また、中継先ノードＩＤＣ０２は個別のノードＩＤを示すばかりでなく、中継ノードリストに含まれる全てのノードを示す専用のＩＤも設定可能である。その他Ｃ０１は復調のためのパイロット信号や上下回線の識別信号、並びにパケットＩＤ番号等の制御情報が含まれる。尚、図８に示す各構成要素の順序は異なる場合もある。
【００７４】
図９は本発明の一実施例における下りデータパケット中継伝送処理の一例を示すフローチャートである。これら図８及び図９を用いて本発明の一実施例における下りデータパケット中継伝送処理の一例について説明する。尚、図９に示す処理は各中継ノード１０４〜１０６において実施される。
【００７５】
中継ノード１０４〜１０６は下りデータパケットの到着を監視し、下りデータパケットが新たに到着しなければ（図９ステップＳ３１）、ステップＳ３１へ戻る。下りデータパケットの到着の検出はキャリアセンス等によって実施される。
【００７６】
中継ノード１０４〜１０６は下りデータパケットが新たに到着すれば（図９ステップＳ３１）、下りデータパケットに含まれる中継先ノードＩＤを読取り、当該中継先ノードＩＤが自ノードのＩＤと一致しなければ（図９ステップＳ３２）、ステップＳ３１へ戻り、当該受信データパケットの中継伝送を行わない。
【００７７】
中継ノード１０４〜１０６は当該中継先ノードＩＤが自ノードのＩＤと一致すれば（図９ステップＳ３２）、上述した上りデータパケットの中継伝送時に作成した中継ノードリストを参照し、当該中継ノードリストに含まれている一部もしくは全てのノードを選び出し、データパケットの中継先のノードとして設定する（図９ステップＳ３３）。
【００７８】
全てのノードを設定する場合にはそれ専用の特別な識別番号を送信先端末ＩＤＣ０４として設定する。中継ノード１０４〜１０６は中継先ノードの設定の後、データパケットの中継伝送を行う（図９ステップＳ３４）。
【００７９】
下りのデータパケットを伝送する際には、当該データパケットが中継先ノードもしくは端末局において一定の受信電力、もしくは一定の受信品質となるように当該データパケットの送信電力を制御する場合がある。
【００８０】
コアノードにおける下りデータパケットの中継伝送は、図９に示す中継ノードにおける方法と同一である。
【００８１】
図１０は本発明の一実施例における端末局１０７の受信動作の一例を示すフローチャートである。この図１０を参照して本発明の一実施例における端末局１０７の受信動作の一例について説明する。
【００８２】
端末局１０７は下りデータパケットの到着の検出をキャリアセンス等によって行い、データパケットの到着を検出しなければ（図１０ステップＳ４１）、ステップＳ４１へ戻る。端末局１０７はデータパケットの到着を検出すれば（図１０ステップＳ４１）、図８に示す下りデータパケットに含まれる送信先端末ＩＤを読取り、当該送信先端末ＩＤが自端末のＩＤと一致しなければ（図１０ステップＳ４２）、ステップＳ４１へ戻る。
【００８３】
端末局１０７は当該送信先端末ＩＤが自端末のＩＤと一致すれば（図１０ステップＳ４２）、当該データパケットに含まれるデータの受信処理を行い（図１０ステップＳ４３）、ステップＳ４１へ戻る。
【００８４】
図１１及び図１２は本発明の一実施例による中継経路設定によって設定された中継経路の一例を示す図である。図１１はコアノードが１の場合に本発明の一実施例による中継経路設定方法によって得られた中継経路の一例を示す図である。図１１において、太点２０１はコアノードを、２０２，２０４，２０５等の細点は中継ノードを示しており、２０３は中継経路を示している。２０２では下りの中継先が存在せず、当該中継ノードの中継ノードリストは空の状態となる。
【００８５】
図１２は本発明の一実施例による中継経路設定方法と最小ホップ数中継方法とを行った場合の中継経路の様子を模式的に示す図である。図１２において、３０１は有線基幹網を、３０２，３０３，３０４はコアノードが守備するセルを、３０９及び符号を付していない楕円形状はコアノード以外が守備するセルを表している。３１０，３１１，３１２はコアノードと有線基幹網３０１とを結ぶ有線回線を表す。
【００８６】
本発明の一実施例による中継経路設定方法によって得られる中継経路の一例を、無線中継回線として３０７，３０５、３０６に示す。また、比較のため、最小ホップ数中継、すなわち最小数の中継ノードでの中継が行われた場合の無線中継回線の一例を３０８に示している。
【００８７】
本発明の一実施例による中継経路設定方法を用いると、中継経路全体で最小の伝搬損失となる経路を選定することが可能となり、セルラーシステムで問題となる干渉に対して頑強な中継経路を設定することが可能となる。
【００８８】
一方、図１２に示す最小ホップ数伝送の場合、中継局数は本発明の一実施例による経路設定方法に比べて少ないが、しかしながら、中継経路全体でみた場合の合計伝搬損失が本発明の一実施例のそれに比較して高くなるため、無線中継経路全体の信頼性は低い。本発明の一実施例による中継伝送方法では信頼性の高い無線中継伝送経路を確保することが可能となり、最小ホップ数伝送に比較して高いスループットの達成が可能となる。
【００８９】
下り回線においては上りのパケット中継の際に形成した中継元ノード及び中継先ノードの関係を活用し、上りで中継元ノードであったノードを中継先ノードとして選定する。
【００９０】
メトリックとして伝搬損失を用いることで、トラフィックによって大きさが左右される干渉電力に依存しない安定した中継経路を確保することが可能となる。また、周波数帯が異なっても一般的に伝搬損失の差は小さいと考えられるため、上下回線で異なる周波数帯を用いても適切な中継経路を得ることが可能となる。
【００９１】
コアノードだけを基幹網と有線で接続すれば、他のノード群と基幹網との接続が自動的に無線によって確保されるため、有線回線の敷布コストを削減することができる。また、無線によってノード群が結合されるため、容易にサービスエリアの拡大が可能となる。さらに、各ノードが有線で縛られないために、ノード再配置が容易であるという特徴を有する。
【００９２】
同一コアノード配下のノード間を端末が移動する際には、有線基幹網内に設置された移動制御局等の指示を仰ぐ必要がないために、高速なハンドオーバが可能となる。
【００９３】
図１１に示す例から明らかなように、端末が放出した上りデータパケットが複数のノードで受信されると、複数の中継経路を経由して同一の上りデータパケットが中継伝送されることになる。図１１に示す例から、当該上りデータパケット中継においては、中継途中のあるノードにおいて必ず中継経路が合流するため、当該ノードにおいてデータパケット受信時に良好な品質を有するものを選択するか、もしくは同一上りデータパケットを合成して復調することによって、ダイバーシチの効果を得ることが可能となる。
【００９４】
本発明の一実施例が前提とするセルラーシステムでは、中継経路の上り回線の終点ノード並びに下り回線の始点ノードはともにコアノードとなるため、中継ノードが終点ノードや始点ノードとなる場合があるアドホックネットワーク等での経路設定に比べて、中継ノードリストに要するメモリ量や経路設定法そのものの複雑さを軽減することができる。
【００９５】
図１３は本発明の他の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートである。本発明の他の実施例は図１に示す本発明の一実施例によるセルラーシステムと同様の構成となっており、その動作に使用する経路設定パケットの構造も図２に示す本発明の一実施例による経路設定パケットの構造と同様となっている。これら図１と図２と図１３とを参照して本発明の他の実施例におけるメトリックＡ０４の更新方法並びに当該量による中継先ノード選定手順について説明する。
【００９６】
経路設定パケットの放出はコアノード１０３によって行われ、コアノード１０３より放出された中継経路設定パケットは、後述する方法によって不特定の中継ノード１０４〜１０６へと中継される。
【００９７】
コアノード１０３によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは０に設定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、有線基幹網１０１上のサーバから指示を受けた場合等とする。
【００９８】
まず、中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ（図１３ステップＳ５１）、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップＳ５１に戻る。
【００９９】
中継ノード１０４〜１０６では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットの到着を検出すると（図１３ステップＳ５１）、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードＩＤを参照し、当該上り中継先ノードＩＤが自ノードＩＤと一致するかどうかを判定する（図１３ステップＳ６０）。
【０１００】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致すると、当該経路設定パケットを放出したノードのＩＤ、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが示すノードを中継ノードリストに記録する（図１３ステップＳ６１）。
【０１０１】
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図７に示すように構成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に忘却（消去）する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等においては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある。
【０１０２】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致しないと判定すると、次のステップへ進むと同時に、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする（図１３ステップＳ５２）。伝搬損失の測定は一般的にパケットを受信した際にその内容とは無関係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。この伝搬損失の測定を容易にするため、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合がある。ｎはノード番号を表しており、図２に示すように、経路設定パケットに含まれている送信元ノードＩＤによってノード番号ｎは設定される。
【０１０３】
中継ノード１０４〜１０６は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る（図１３ステップＳ５３）。ここで、メトリックＭｒ，ｎは設定された経路における伝搬損失の合計を表し、その設定された経路とは受信した経路設定パケットの送信元ノードからコアノードに至る経路を指している。
【０１０４】
中継ノード１０４〜１０６はステップＳ２において測定した伝搬損失Ｌｎ並びにメトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを設定する。ここで、更新メトリックＭｎは伝搬損失ＬｎとメトリックＭｒ，ｎとの和で与えられる。中継ノード１０４〜１０６は上記の処理で計算した更新メトリックＭｎを保存する（図１３ステップＳ５４）。
【０１０５】
更新メトリックＭｎを設定した後、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが現在の上り中継先ノードＩＤと一致すれば（図１３ステップＳ５５）、保存している更新メトリックをすべて忘却した後（図１３ステップＳ５６）、メトリックＡ０４に入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定し、かつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノードＩＤが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する（図１３ステップＳ５８）。このように、上りの中継先ノードは各ノードで１つだけである。
【０１０６】
中継ノード１０４〜１０６は上記の設定した送信メトリックＭをメトリックとして設定し、その他の図２に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する（図１３ステップＳ５９）。
【０１０７】
また、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが現在の上り中継先ノードＩＤと一致しなければ（図１３ステップＳ５５）、過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回新たに得られた更新メトリックＭｎとを比較する（図１３ステップＳ５７）。
【０１０８】
当該更新メトリックＭｎが最小であるならば、メトリックＡ０４に入れる送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定し、かつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノードＩＤが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する（図１３ステップＳ５８）。このように、上りの中継先ノードは各ノードで１つだけである。
【０１０９】
中継ノード１０４〜１０６は上記の設定した送信メトリックＭをメトリックとして設定し、その他の図２に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する（図１３ステップＳ５９）。尚、上記の更新メトリックＭｎが最小でなければ、ステップＳ５１へ戻る。
【０１１０】
各ノードにおいて保存された更新メトリック並びに中継ノードリストに含まれる中継先ノードＩＤを忘却することによって、ノード間伝搬損失の変動もしくは中継ノードの追加・削除等によって中経経路の変更が必要となった場合にも、中継経路の再構築が可能となる。
【０１１１】
また、中継ノードにおいて、現在の上り中継先ノードから放出された経路設定パケットを受信した場合については、保存している過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックをすべて忘却し、当該経路設定パケットに含まれるメトリックから計算された新たな更新メトリックを新たなメトリックとして経路設定パケットを放出して経路設定の更新を促すことで、現在の中継経路の伝搬損失が変更した場合にも対応することが可能となる。
【０１１２】
本発明の他の実施例が前提とするセルラーシステムでは、中継ノードがインフラとして固定的に配備されるため、移動する端末が中継局を兼務するアドホックネットワークに比べて、より安定した通信を行うことができる。また、本発明では中継経路の上り回線の終点ノード並びに下り回線の始点ノードはともにコアノードとなるため、中継ノードが終点ノードや始点ノードとなる場合があるアドホックネットワーク等での経路設定に比べて、中継ノードリストに要するメモリ量や経路設定法そのものの複雑さを軽減することができる。
【０１１３】
上りデータパケットもしくは下りデータパケットの送信電力を制御することによって周辺ノード、周辺端末局へ与える干渉を抑制することが可能となり、その結果、システム全体の回線容量を向上させることが可能となる。
【０１１４】
本発明の無線ネットワークでは、コアノードと中継ノードとの間、あるいは中継ノード間同士で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、コアノードと端末局との間、あるいは中継ノードと端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とは同一であってもよいし、異なっていてもよい。半固定的に配置されるコアノードや中継ノード間の伝送には比較的、周波数資源に余裕があり、直進性の高い、例えば準ミリ波やミリ波帯等を使用し、移動する端末局とコアノードとの間や中継ノード間の伝送にはマイクロ波帯等の周波数帯を使用し、大容量の中継伝送を可能としつつ、見通し外通信可能なアクセス伝送を提供することができる。
【０１１５】
これまで述べてきた実施例では、中継伝送及びアクセス伝送に電波を用いて通信することを前提としているが、電波の代わりに赤外線や光等を用いて通信することも可能である。
【０１１６】
図１４は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるノードの構成を示すブロック図である。図１４において、このノードには指向性アンテナ１１〜１ｎが具備されている。指向性アンテナ１１〜１ｎは信号線２１〜２ｎを通してアンテナ制御器１に接続され、アンテナ制御器１によってそれぞれ指向方向の制御が可能となっている。信号線２１〜２ｎでは送受信信号の伝達並びにアンテナ方向を指示する制御信号等の伝達が行われる。
【０１１７】
アンテナ制御器１は信号線３０を介してトランシーバ２に接続され、信号線３０上ではデータ信号や制御信号の伝達が行われる。アンテナ制御器１は送受信アンテナの選択制御あるいは合成制御等の処理を行い、トランシーバ２では受信したデータ信号の復調、送信信号の変調等を統括して処理する。
【０１１８】
図１４に示す構成では、一つのトランシーバ２に対して複数のアンテナを選択・使用するが、各アンテナに独立したトランシーバを使用することによって同時に複数の伝送を行うことも可能である。また、複数の指向性アンテナ１１〜１ｎを用いる代わりに、アレイアンテナ構成とし、各アンテナのウェイトを可変することによって等価的に指向性アンテナを構成することも可能である。
【０１１９】
このように、指向性アンテナ１１〜１ｎを使用することによって、中継伝送にミリ波等の高周波数を用いる場合に大きい距離減衰を補完することができるので、大きな利得を得ることができる。
【０１２０】
本発明は上述したような周囲のノードからのメトリックを基に適応的に経路を設定するネットワークであるので、経路として選択されたノードに対して指向性アンテナ１１〜１ｎの放射方向をあわせることによって、経路として選択されたノードに対して大きな利得が得られるとともに、経路以外の近隣のノードへの干渉を低減することが可能となる。また、経路設定パケットに関しては、近隣のノードに広く報知するために、無指向性アンテナを使用することができる。
【０１２１】
図１５は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられる中継ノードの構成を示すブロック図である。図１５においては、アクセス伝送と中継伝送とに異なる無線周波数帯を用いる場合の中継ノード３の構成を示している。この場合、中継ノード３にはアクセス伝送用と中継伝送用とにそれぞれ異なるアクセス伝送用アンテナ３２及び中継用アンテナ３１と、アクセス用無線システム３３及び中継用無線システム３４とを設けている。
【０１２２】
アクセス用無線システム３３及び中継用無線システム３４には変復調器や符号・復号化装置等が含まれており、アクセス用無線システム３３と中継用無線システム３４との間では信号のやりとりが可能である。中継用無線システム３４は経路設定部３６において上述した本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で設定された経路に基づいて中継伝送を行う。尚、経路設定部３６においては記録媒体３７に記録されたプログラムを基に本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で経路を設定する。
【０１２３】
まず、端末局から有線基幹網へ向けた上りトラヒックが伝送される様子について説明する。自ノードのセル内で発生した端末局からの上りトラヒックは、まずアクセス伝送用アンテナ３２で受信され、アクセス用無線システム３３で処理された後、中継用無線システム３４に入力される。中継用無線システム３４は上りトラヒックを上り中継先ノードに向けて、アンテナ制御器３５、中継用アンテナ３１を用いて送信する。
【０１２４】
次に、他の中継ノードのセルで発生した端末局からのパケットを中継する場合の動作について説明する。すなわち、以下の説明はパケットを発生した端末局が所属する中継ノードにおけるコアノードまでの経路の中に含まれる中継ノードの動作を示す。端末局からのパケットを中継する場合、はじめに中継用アンテナ３１にて上りデータパケットを受信する。受信された信号は中継用無線システム３４に入力され、図６に示す動作が行われる。パケットを中継することが決定されると、中継用無線システム３４は上りトラヒックを上り中継先ノードに向けて、アンテナ制御器３５、中継用アンテナ３１を用いて送信する。
【０１２５】
続いて、有線基幹網から端末局へ向けた下りトラヒックが伝送される様子について説明する。下りトラヒックは、まず中継用アンテナ３１で受信され、アンテナ制御器３５を通じて中継用無線システム３４に入力される。中継用無線システム３４は受信した下りトラヒックが自ノードのセル内の端末局を宛先としていれば、アクセス用無線システム３３に入力し、そうでなければ、宛先から下り中継先ノードを判断し、アンテナ制御器３５、中継用アンテナ３１を通して送信する。アクセス用無線システム３３は下りトラヒックが入力されると、アクセス伝送用アンテナ３２を通じて端末局に対して送信する。
【０１２６】
図１６は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるコアノードの構成を示すブロック図である。図１６においてはアクセス伝送と中継伝送とに異なる無線周波数帯を用いる場合のコアノード４の構成を示している。コアノード４は上記の中継ノード３と同様の構成となっているが、有線基幹網４０に有線で接続されている点で異なる。コアノード４内の信号分配機４６が有線基幹網４０、アクセス用無線システム４３、中継用無線システム４４にそれぞれ接続されている。
【０１２７】
中継用無線システム４４は経路設定部４８において上述した本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で設定された経路に基づいて中継伝送を行う。尚、経路設定部４８においては記録媒体４９に記録されたプログラムを基に本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で経路を設定する。
【０１２８】
まず、端末局から有線基幹網４０へ向けた上りトラヒックが伝送される様子について説明する。セル内で発生した端末局からの上りトラヒックは、まずアクセス伝送用アンテナ４２で受信され、アクセス用無線システム４３で処理された後、信号分配機４６に入力される。信号分配機４６は入力された上りトラヒックは有線基幹網４０に送信する。
【０１２９】
次に、他の中継ノードのセルで発生した端末局からのパケットを中継する場合の動作について説明する。すなわち、以下の説明はパケットを発生した端末局が所属する中継ノードからパケットが中継されてコアノードに至った場合の動作を示す。端末局からのパケットを中継する場合、はじめに中継用アンテナ４１にて上りデータパケットを受信する。受信された信号は中継用無線システム４４に入力され、上りパケットであることが確認されると、信号分配機４６を通じて有線基幹網４０に送信される。
【０１３０】
続いて、有線基幹網４０から端末局へ向けた下りトラヒックが伝送される様子について説明する。下りトラヒックは、まず有線基幹網４０から信号分配機４６に入力される。信号分配機４６は入力された下りトラヒックの宛先を判断し、自ノードのセル内の端末局を宛先としていれば、アクセス用無線システム４３に入力し、そうでなければ、中継用無線システム４４に入力する。下りトラヒックがアクセス用無線システム４３に入力された場合、アクセス伝送用アンテナ４２を通じて端末局に対して送信する。
【０１３１】
本発明の一実施例ではメトリックである伝搬損失を更新する際、常に経路設定パケットに含まれるメトリックＭｒ，ｎに、測定した当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎを加算し、新たな更新メトリックとしているが、受信したメトリックと測定した伝搬損失とにそれぞれ０〜１の値を持つ重み係数を乗算して更新メトリックを生成することも可能である。すなわち、重み係数をαとして、新たな更新メトリックを（Ｍｒ，ｎ）×α＋Ｌｎ×（１−α）とすることができる。αの値を０．５とすれば、重みを付けない場合と等価であり、システム全体での送信電力を低減させる効果がある。αの値を０とすれば、コアノードからの伝搬損失の合計ではなく、直近のノードとの間の伝搬損失のみを考慮することになり、各ノードにおける送信電力を低減させる効果がある。このように、メトリック更新の際に重み付けを行うことによって、経路の持つ特徴を柔軟に変更することが可能である。
【０１３２】
また、本発明の一実施例ではメトリックとして伝搬損失のみを用いて説明しているが、２種類のメトリックを使用することも可能である。すなわち、第一のメトリック、第二のメトリックの２つを用意し、第一のメトリックが同一である場合、第二のメトリックで判断することが可能である。例えば、第一のメトリックをホップ数の合計、第二のメトリックを伝搬損失の合計として、第一のメトリックのホップ数が同一で最小であった場合、第二のメトリックである伝搬損失が小さい方を上流経路として採用し、新たな経路設定パケットを送信するとともに、上り中継先ノードを設定する。
【０１３３】
これによって、より詳細な経路設定が可能となり、ホップ数の増加によって発生する遅延の増加を抑えつつ、伝搬損失の小さい経路を選択することによって干渉を抑制することが可能となる。
【０１３４】
このように、メトリックを２種類用いることによって、生成される経路の特徴を詳細に規定することができ、設計者が期待するネットワークに近づけることが可能となる。
【０１３５】
また、２種類のメトリックを用いる場合、同じメトリックとして判断する際に、判断基準に幅を持たせ、規定した範囲内に含まれるメトリックを同一のメトリックと判断することが可能である。すなわち、同程度と考えられる第一のメトリックを同一であるとみなし、第二のメトリックに判断をゆだねることができる。例えば、第一のメトリックを伝搬損失の合計、第二のメトリックをホップ数の合計として、伝搬損失を１０ｄＢずつの基準（０〜１０ｄＢ，１０〜２０ｄＢ，・・・）に分ける場合を以下に示す。
【０１３６】
第一のメトリックと第二のメトリックがそれぞれ、（８１ｄＢ，３ホップ）＝経路Ａ、（８５ｄＢ，２ホップ）＝経路Ｂ、（１０３ｄＢ，２ホップ）＝経路Ｃという３つの経路が存在したとする。この時、まず第一のメトリックを比較するが、経路Ａと経路Ｂとでは伝搬損失の大きさ自体は異なるものの、１０ｄＢ単位の基準でみた時に同じ８０〜９０ｄＢの基準値内に入るので、第一のメトリックは同一であるとみなす。経路Ｃは１０ｄＢ単位でみたとしても、経路Ａ，Ｂより大きくなるので、選択されない。第一のメトリックが同一であると判断された経路Ａ，Ｂは第二のメトリックを比較し、経路Ｂのほうが小さいので、経路としては経路Ｂが選択される。
【０１３７】
このように、２種類のメトリックを用いる場合に、メトリックの大小を判断する際に幅を持たせることによって、２つのメトリックを適度に使用することができ、より適切な経路の生成が可能となる。
【０１３８】
上記のメトリックに重み係数を乗算する方法と２種類のメトリックを用いる方法とを組合せると、例えば以下のような動作が考えられる。２種類のメトリックのうち、第一のメトリックをホップ数、第二のメトリックを上述した伝搬損失を基準として、メトリック更新の際、第一のメトリックであるホップ数に関する重み係数α＝０．５として、メトリックの更新時には常に０．５（ホップ数は常に１増加するので、１×０．５＝０．５を用いる）を加算し、第二のメトリックである伝搬損失に関する重み係数β＝０として、測定した伝搬損失そのものを更新メトリックとして用いる。
【０１３９】
すなわち、中継経路設定処理を示す図３あるいは図１３において、ステップＳ３またはステップＳ５３にて読込むメトリックＭｒ，ｎは、第一のメトリックであるコアノードからのホップ数の合計と、第二のメトリックである伝搬損失とを示しており、ステップＳ４またはステップＳ５４におけるメトリック更新は第一のメトリックと第二のメトリックとでそれぞれ別個に行われて、更新メトリックＭｎが得られる。
【０１４０】
この結果から得られる第一の更新メトリックと、過去に受信した他のノードからの経路設定パケットに対応する第一の更新メトリックとを比較し、新たに得られた第一の更新メトリックが最小、あるいは過去に受信した他のノードからの経路設定パケットに対応する第一の更新メトリックの最小値と同じで、かつ第二の更新メトリックが該第一の更新メトリックの最小値を持つ経路に対応する第二の更新メトリックよりも小さい場合、新たに送信メトリックＭを更新メトリックＭｎに設定し、かつ今回受信した設定パケットの送信元ノードＩＤが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する。
【０１４１】
すなわち、図３あるいは図１３において、ステップＳ５またはステップＳ５７でのメトリック最小の判定の際に、上記のように、２種類のメトリックを使用する。図１７はこの動作を示すフローチャートであり、図１７に示すステップＳ７１〜Ｓ７３が図３あるいは図１３におけるステップＳ５またはステップＳ４７の代わりとなるものである。例えば、第一のメトリック、第二のメトリックの組が（３ホップ，１００ｄＢ）＝経路Ａ、（３ホップ，９１ｄＢ）＝経路Ｂ、（４ホップ，８５ｄＢ）＝経路Ｃという３つの経路が存在したとすると、まず、第一のメトリックであるホップ数が大きい経路Ｃが除外され、その後、第二のメトリックを比較して経路Ｂが選択されることになる。
【０１４２】
図１８は本発明の別の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートである。本発明の別の実施例は図１に示す本発明の一実施例によるセルラーシステムと同様の構成となっており、その動作に使用する経路設定パケットの構造も図２に示す本発明の一実施例による経路設定パケットの構造と同様となっている。これら図１と図２と図１８とを参照して本発明の他の実施例におけるメトリックＡ０４の更新方法並びに当該量による中継先ノード選定手順について説明する。
【０１４３】
経路設定パケットの放出はコアノード１０３によって行われ、コアノード１０３より放出された中継経路設定パケットは、後述する方法によって不特定の中継ノード１０４〜１０６へと中継される。
【０１４４】
コアノード１０３によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは０に設定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、有線基幹網１０１上のサーバから指示を受けた場合等とする。
【０１４５】
まず、中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ（図１８ステップＳ８１）、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップＳ８１に戻る。
【０１４６】
中継ノード１０４〜１０６では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。中継ノード１０４〜１０６は経路設定パケットの到着を検出すると（図１８ステップＳ８１）、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードＩＤを参照し、当該上り中継先ノードＩＤが自ノードＩＤと一致するかどうかを判定する（図１８ステップＳ８９）。
【０１４７】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致すると、当該経路設定パケットを放出したノードのＩＤ、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノードＩＤが示すノードを中継ノードリストに記録する（図１８ステップＳ９０）。
【０１４８】
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図７に示すように構成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に忘却（消去）する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等においては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含まれる各中継先ノードＩＤはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある。
【０１４９】
中継ノード１０４〜１０６は当該ノードＩＤが自ノードＩＤと一致しないと判定すると、次のステップへ進むと同時に、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ｌｎ（ｎは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号）とする（図１８ステップＳ８２）。伝搬損失の測定は一般的にパケットを受信した際にその内容とは無関係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。この伝搬損失の測定を容易にするため、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合がある。ｎはノード番号を表しており、図２に示すように、経路設定パケットに含まれている送信元ノードＩＤによってノード番号ｎは設定される。
【０１５０】
中継ノード１０４〜１０６は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックＭｒ，ｎを読取る（図１８ステップＳ８３）。ここで、メトリックＭｒ，ｎは伝搬損失の合計を表している。
【０１５１】
中継ノード１０４〜１０６はステップＳ８２において測定した伝搬損失Ｌｎ並びにメトリックＭｒ，ｎから更新メトリックＭｎを設定する。ここで、更新メトリックＭｎは伝搬損失ＬｎとメトリックＭｒ，ｎとの和で与えられる。中継ノード１０４〜１０６は上記の処理で計算した更新メトリックＭｎを保存する（図１８ステップＳ８４）。
【０１５２】
但し、保存された更新メトリックのうち、ある期間を超過した更新メトリックは忘却（消去）する場合がある。また、保存されたメトリックは常に最新のものとする。すなわち、経路設定パケットの送信元であるノードｎに対する更新メトリックが過去に保存されている場合、ステップＳ８４において求められる新たな更新メトリックによってその過去のメトリックを書換える。
【０１５３】
中継ノード１０４〜１０６は当該更新メトリックＭｎを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較し、最も小さいメトリックである送信元ノードｍ（ｍはノードの固有な番号）を決定する（図１８ステップＳ８５）。送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でかつｎ≠ｍであれば（図１８ステップＳ８６）、ステップＳ８１へ戻って新たな経路設定パケットの送信を行わない。
【０１５４】
中継ノード１０４〜１０６は最小メトリックである送信元ノードｍが現在の上り中継先ノードと同一でないか、またはｎ＝ｍであれば（図１８ステップＳ８６）、メトリックＡ０４に入れる送信メトリックＭに更新メトリックＭｎを設定し、かつ送信元ノードｍを上り回線の中継先ノードとして登録する（図１８ステップＳ８７）。すなわち、上り回線の中継先ノードが変わったか、もしくは上り回線の中継先ノードに変更はなくとも、同一の上り回線の中継先ノードから経路設定パケットを受信した場合には、経路設定パケットを送信する。
【０１５５】
中継ノード１０４〜１０６は上記の設定した送信メトリックＭをメトリックとして設定し、その他の図２に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する（図１８ステップＳ８８）。
【０１５６】
尚、各中継ノード１０４〜１０６では経路設定パケットの受信の際に、正確さを期すために、受信応答信号を返送するようにしてもよい。経路設定パケットは不特定のノードへ向けた制御パケットであるがゆえに、各中継ノード１０４〜１０６が経路設定パケットを送信した後には複数のノードから受信応答信号を受ける場合がある。中継ノード１０４〜１０６が経路設定パケットを送信の後に、全く受信応答信号の返答を受けなかった場合には当該経路設定パケットの再送を行う。
【０１５７】
図１８において、ステップＳ８５でのメトリック最小のノード検出の際に、上述したように、２種類のメトリックを使用することもできる。図１９はこの動作を示すフローチャートであり、図１９に示すステップＳ９１，Ｓ９２が図１８におけるステップステップＳ８５の代わりとなるものである。例えば、第一のメトリック、第二のメトリックの組が（３ホップ，１００ｄＢ）＝経路Ａ、（３ホップ，９１ｄＢ）＝経路Ｂ、（４ホップ，８５ｄＢ）＝経路Ｃという３つの経路が存在したとすると、まず、第一のメトリックであるホップ数が大きい経路Ｃが除外され、その後、第二のメトリックを比較して経路Ｂが選択されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の一実施例によるセルラーシステムを模式的に示す図である。
【図２】経路設定パケットの構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例におけるコアノードで実行される経路設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】上りデータパケットの構造の一例を示す図である。
【図６】上り回線のデータパケットの伝送処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】中継ノードリストを示す図である。
【図８】下りデータパケットのデータ構造を示す図である。
【図９】本発明の一実施例における下りデータパケット中継伝送処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例における端末局の受信動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例による中継経路設定方法を用いた場合の中継経路の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例による中継経路設定方法と最小ホップ数中継経路設定方法とを比較するための図である。
【図１３】本発明の他の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるノードの構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の一実施例及び他の実施例で用いられる中継ノードの構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるコアノードの構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の一実施例及び他の実施例における中継経路設定処理の一部での他の処理例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の別の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の別の実施例における中継経路設定処理の一部での他の処理例を示すフローチャートである。
【図２０】従来のセルラーシステムを模式的に表す図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１  アンテナ制御器
２  トランシーバ
３  中継ノード
４  コアノード
１１〜１ｎ  指向性アンテナ
３１，４１  中継用アンテナ
３２，４２  アクセス伝送用アンテナ
３３，４３  アクセス用無線システム
３４，４４  中継用無線システム
３５，４５  アンテナ制御器
３６，４８  経路設定部
３７，４９  記録媒体
４０  有線基幹網
４６  信号分配機
１０１，３０１  有線基幹網
１０２，３１０，３１１，
３１２  有線回線
１０３，２０１  コアノード
１０４〜１０６，２０２，
２０４，２０５  中継ノード
１０７  端末局
１０８  セル
２０３  中継経路
３０２，３０３，３０４  コアノードが守備するセル
３０９  コアノード以外が守備するセル
Ａ０２  送信元ノードＩＤ
Ａ０３  上り中継先ノードＩＤ
Ａ０４  メトリック
Ｂ０２，Ｃ０２  中継先ノードＩＤ
Ｂ０３，Ｃ０３  中継元ノードＩＤ
Ｂ０４  送信元端末ＩＤ
Ｂ０５，Ｃ０５  データ
Ｃ０４  送信先端末ＩＤ
【図１】
2005033815.tif 000003
【図２】
2005033815.tif 000004
【図３】
2005033815.tif 000005
【図４】
2005033815.tif 000006
【図５】
2005033815.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005033815.tif 000009
【図８】
2005033815.tif 000010
【図９】
2005033815.tif 000011
【図１０】
2005033815.tif 000012
【図１１】
2005033815.tif 000013
【図１２】
2005033815.tif 000014
【図１３】
2005033815.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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