(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信された順序を示すシーケンス番号を有するパケットを送信元端末装置から宛先端末装置まで伝送する第１の経路と、前記第１の経路において前記パケットの再送が行われる際に前記第１の経路の再送パケットと同一のシーケンス番号の再送パケットを転送する第２の経路とを含む複数の経路を用いて通信を行う無線端末装置であって、
前記複数の経路からそれぞれ到来するパケットを受信するパケット受信手段と、前記パケットを前記経路毎に分類して前記複数の経路の通信品質を比較する経路比較手段と、前記通信品質の比較結果に基づいて、前記パケットを受信する際に優先して受信する経路を判定する経路判定手段とを備え、
前記経路判定手段は、同一のシーケンス番号のパケットのうち最も早く到着したパケットを伝送した経路に得点を与え、前記シーケンス番号の所定の範囲内において前記複数の経路のうち前記得点が最大の経路を前記優先して受信する経路と判定するとともに、前記パケット受信手段が同一のシーケンス番号の再送パケットを前記第１及び前記第２の経路から受信する状況において、前記再送パケットの到着順序に関わらず前記再送パケットが到来する第２の経路に優先的に得点を与え、前記シーケンス番号の所定の範囲内において前記複数の経路のうち前記得点が最大の経路を前記優先して受信する経路と判定するものであることを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
前記第１の経路のパケットロス率に基づいて、前記得点に重み付けをするための重み係数を設定する重み係数設定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う無線端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基地局を用いた無線ネットワークにおける経路切り替えは、複数の基地局又は無線端末装置が受信信号強度を測定し、受信信号強度が弱くなると、より強い受信信号強度が得られる基地局に切り替えることにより行う。これは、どの基地局と接続しても基地局から宛先端末装置までの間において通信品質の保証された経路が存在することが前提であるために可能であった。これに対してアドホックネットワークでは、各端末装置が自律的に経路制御しているため、多くの転送経路が存在し、また、端末装置自体が移動するので、常に経路が固定であるとは限らない。したがって、送信端末装置と直接通信可能な中継端末装置が全て、宛先の端末装置までのパケットを送るのに適した経路上にあるとは限らないため、受信信号強度の情報だけでは、パケットロスのない通信品質を保ったまま最適な経路に切り替えることは困難である。
【０００３】
例えば、受信信号強度のより高い接続先に経路を切り替えた場合、その接続先まではデータ転送は良好に行われるが、その接続先から宛先端末装置までの経路が安定してデータを転送できる経路とは限らない。したがって、従来のアドホックネットワークでは、受信信号強度の値で経路を切り替えるのではなく、例えば図１２に示すように、複数の経路に同一のパケットを送出し、どちらかの経路が途切れても途切れた経路だけを再検索すればデータ転送を維持することができる（例えば、非特許文献１参照。）。しかし、常に複数の経路にデータ転送を行うと効率が悪いため、信号強度が弱いときなど必要なときに複数経路を張りその中から最適な経路を選べばよい。その方法として、複数の経路のうちパケットが早く到着する経路に切り替える手法が考えられる。
【０００４】
図１２において、パケットの送信元である送信元端末装置Ｓと、パケットを中継する中継端末装置Ｉａ及びＩｂと、パケットの宛先である宛先端末装置Ｄとが示され、送信元端末装置Ｓは、シーケンス番号１、２、３のパケットを経路Ａ及びＢの２経路経由で送出し、宛先端末装置Ｄが経路Ａ及びＢのどちらを選択するかを判断する状況が示されている。
【０００５】
宛先端末装置Ｄは、経路Ａからシーケンス番号１、３のパケットを受け取り（シーケンス番号２のパケットは何かの原因で消失。）、経路Ｂからシーケンス番号１、２、３のパケットを図示の順序で受け取ったとする。
【０００６】
ここで、シーケンス番号１のパケットは経路Ｂよりも経路Ａからの方が早く到着し、シーケンス番号２のパケットは経路Ｂからのみ到着し、シーケンス番号３のパケットは経路Ａよりも経路Ｂからの方が早く到着しているので、宛先端末装置Ｄの受信バッファには、シーケンス番号１のパケットは経路Ａ、シーケンス番号２、３のパケットは経路Ｂからのものが格納される。したがって、宛先端末装置Ｄが採用する経路Ａからのパケット数と経路Ｂからのパケット数との比は１対２となり、宛先端末装置Ｄは、経路Ａ及びＢのうち経路Ｂを最適な経路として選択する。
【０００７】
【非特許文献１】Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｅ．  Ｐｅｒｋｉｎｓ  ａｎｄ  Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ  Ｍ．Ｒｏｙｅｒ，  "Ａｄ  ｈｏｃ  Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ  ｍｕｌｔｉｐａｔｈ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｖｅｃｔｏｒ  ｒｏｕｔｉｎｇ，"  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２ｎｄ  ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ｎｅｗ  Ｏｒｌｅａｎｓ  ＬＡ，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  １９９９，  ｐｐ．９０−１００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に示された複数の経路から最適な経路を選択する手法では、各経路の中継端末装置の数（以下「ホップ数」という。）が異なる場合、ホップ数の多少によってパケットの到着時刻が大きく異なるので、最適な経路が選択できない場合が生じていた。以下、図１３を用いて具体的に説明する。
【０００９】
図１３において、パケットの送信元である送信元端末装置Ｓと、パケットを中継する中継端末装置Ｉと、パケットの宛先である宛先端末装置Ｄとが示され、送信元端末装置Ｓは、経路Ａと、中継端末装置Ｉを介する経路Ｂとでパケットを宛先端末装置Ｄに送出し、宛先端末装置Ｄが経路Ａ及びＢのどちらを選択するかを判断する状況が示されている。
【００１０】
ここで、経路Ａは、経路Ｂよりもエラーが発生しやすくパケットロスが生じやすい経路とし、経路Ｂは、パケットロスが生じない経路とする。また、中継端末装置Ｉにおいてはバッファリングによる３パケット分の遅延があるとする。また、宛先端末装置Ｄは、経路Ａからシーケンス番号１、４、７のパケットを、経路Ｂからシーケンス番号１、２、３、４のパケットをそれぞれ図示の順序で受け取ったとする。また、経路Ｂに送出されたシーケンス番号５、６、７のパケットは、中継端末装置Ｉでバッファリングされているものとする。
【００１１】
図１３に示された状況では、経路Ａはパケットロスが生じやすく、経路Ａよりも通信品質のよい経路Ｂを選択した方が安定してパケットを伝送できるので好ましい。しかしながら、従来の手法では、ホップ数が多い経路Ｂからのパケットは経路Ａからのパケットよりも必ず遅れて到着するので、経路Ｂから到着したパケットのうち、経路Ａから既に到着しているものと同一のパケットは宛先端末装置Ｄにおいて破棄される。
【００１２】
その結果、図１３に示された到着順でパケットが宛先端末装置Ｄに転送された場合は、宛先端末装置Ｄの受信バッファには、図示の順序で各パケットが格納される。したがって、宛先端末装置Ｄが採用する経路Ａからのパケット数と経路Ｂからのパケット数との比は３対２となり、宛先端末装置Ｄは、経路Ｂよりも通信品質が悪い経路Ａを最適な経路として選択してしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる無線端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の無線端末装置は、送信された順序を示すシーケンス番号を有するパケットを送信元端末装置から宛先端末装置まで伝送する第１の経路と、前記第１の経路において前記パケットの再送が行われる際に前記第１の経路の再送パケットと同一のシーケンス番号の再送パケットを転送する第２の経路とを含む複数の経路を用いて通信を行う無線端末装置であって、前記複数の経路からそれぞれ到来するパケットを受信するパケット受信手段と、前記パケットを前記経路毎に分類して前記複数の経路の通信品質を比較する経路比較手段と、前記通信品質の比較結果に基づいて、前記パケットを受信する際に優先して受信する経路を判定する経路判定手段とを備え、前記経路判定手段は、同一のシーケンス番号のパケットのうち最も早く到着したパケットを伝送した経路に得点を与え、前記シーケンス番号の所定の範囲内において前記複数の経路のうち前記得点が最大の経路を前記優先して受信する経路と判定するとともに、前記パケット受信手段が同一のシーケンス番号の再送パケットを前記第１及び前記第２の経路から受信する状況において、前記再送パケットの到着順序に関わらず前記再送パケットが到来する第２の経路に優先的に得点を与え、前記シーケンス番号の所定の範囲内において前記複数の経路のうち前記得点が最大の経路を前記優先して受信する経路と判定するものである構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明の無線端末装置は、経路比較手段が、パケットを経路毎に分類して複数の経路の通信品質を比較し、経路判定手段は、通信品質の比較結果に基づいてパケットを伝送するのに最適な経路を判定するので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００１７】
また、この構成により、本発明の無線端末装置は、経路比較手段が、パケットを経路毎に分類して複数の経路の通信品質を比較し、経路判定手段は、経路比較手段が採用したパケットを伝送した経路に得点を与え、得点の多い経路を主経路とするので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００１９】
また、この構成により、本発明の無線端末装置は、複数の経路のうち所定の経路から到来するパケットを他の経路から到来するパケットよりも優先させ、経路判定手段は、パケットの到着順序に関わらず所定の経路に優先的に得点を与え、シーケンス番号の所定の範囲内において複数の経路のうち得点が最大の経路を優先して受信する経路と判定するので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００２１】
また、この構成により、本発明の無線端末装置は、経路判定手段が、パケットを補間するための第２の経路を第１の経路よりも優先して得点を与え、シーケンス番号の所定の範囲内において複数の経路のうち得点が最大の経路を優先して受信する経路と判定するので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００２２】
さらに、本発明の無線端末装置は、前記複数の経路の各パケットロス率に基づいて、前記得点に重み付けをするための重み係数を設定する重み係数設定手段を備えた構成を有している。
【００２３】
この構成により、本発明の無線端末装置は、重み係数設定手段が、複数の経路の各パケットロス率に基づいて得点の重み係数を設定するので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができるという効果を有する無線端末装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う無線端末装置に本発明の無線端末装置を適用し、本発明の無線端末装置が、経路Ａ及びＢの２つの経路からパケットを受信する場合を例に挙げて説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置の構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態に係る無線端末装置１０は、経路Ａ及びＢからパケットを受信するパケット受信部１１と、受信したパケットを一時的に記憶する受信バッファ１２と、受信したパケットを経路Ａからのパケットと経路Ｂからのパケットとに分類するパケット分類部１３と、経路Ａ及びＢの通信品質を比較する経路比較部１４と、経路Ａ及びＢのうち最適な経路を判定する経路判定部１５と、パケットを伝送する経路を最適な経路に変更するための経路制御を行う経路制御部１６と、パケットを送信するパケット送信部１７とを備えている。
【００２８】
なお、パケット受信部１１は、本発明のパケット受信手段を構成している。また、パケット分類部１３及び経路比較部１４は、本発明の経路比較手段を構成している。また、経路判定部１５は、本発明の経路判定手段を構成している。
【００２９】
また、以下の記載において、最適な経路と判定されたものを主経路といい、その他の経路を副経路という。また、図示を省略したが、無線端末装置１０は、ＣＰＵ、メモリ等を含み、所定のプログラムによって動作するようになっている。また、図１において、実線の矢印はパケット自体の流れを示し、破線の矢印はパケットに係る情報を含む信号の流れを示している。
【００３０】
パケット受信部１１は、ネットワークインターフェースカードと、パケットを伝送する電波を受信するアンテナとを備えている。
【００３１】
受信バッファ１２は、パケット受信部１１が受信したパケットをパケット受信部１１に到着した順序で一時的に記憶するようになっている。
【００３２】
パケット分類部１３、経路比較部１４、経路判定部１５、経路制御部１６及びパケット送信部１７は、それぞれ、受信したパケットを処理するためのメモリを備えている。以下、図２及び図３を用いて説明する。図２は、経路Ａからシーケンス番号１、２、３、４、６、７、８、９のパケットがシーケンス番号の順序で到着し、経路Ｂからシーケンス番号１、２、３、４、５、６のパケットがシーケンス番号の順序で到着する場合、各パケットが各メモリに記憶された状態を示している。図３は、経路比較部１４が有するウィンドウの説明図である。
【００３３】
図２に示すように、パケット分類部１３は、経路Ａからのパケットを記憶する第１メモリ１３ａと、経路Ｂからのパケットを記憶する第２メモリ１３ｂとを備え、受信バッファ１２に蓄積されたパケットを経路Ａからのパケットと経路Ｂからのパケットとに分類するようになっている。図２において、第１メモリ１３ａは、シーケンス番号４、６、７、８、９のパケットを到着順に記憶しており、第２メモリ１３ｂは、シーケンス番号４、５、６のパケットを到着順に記憶している。
【００３４】
経路比較部１４は、パケット分類部１３によって分類されたパケットを到着順に記憶するメモリ１４ａを備え、経路Ａ及びＢから到着したパケットのうち、早く到着したパケットを記憶することにより、どちらの経路からのパケットを採用するかを決定するようになっている。
【００３５】
また、経路比較部１４には、図３に示すように、パケットを比較するためのウィンドウが設定されている。ウィンドウは、比較するパケット数を示すウィンドウサイズと、パケットを比較するタイミングを示すウィンドウ位置と、パケットを比較する間隔を示すウィンドウスライド数とをパラメータとして有している。
【００３６】
具体的には、シーケンス番号１〜１５のパケットが経路比較部１４に順次入力される場合、図３（ａ）に示すように、まずシーケンス番号１〜１１の１１個のパケットがメモリ１４ａに順次記憶され、経路比較部１４は、例えばウィンドウサイズが５のとき、シーケンス番号３〜７の各パケットが経由した経路を比較する。
【００３７】
次いで、経路比較部１４は、図３（ｂ）に示すように、シーケンス番号１２、１３のパケットが到着した後、例えばウィンドウスライド数２だけパケットをスライドし、シーケンス番号５〜９の各パケットが経由した経路を比較する。このとき、シーケンス番号１及び２のパケットは、パケット送信部１７に出力されている。
【００３８】
さらに、経路比較部１４は、図３（ｃ）に示すように、シーケンス番号１４、１５のパケットが到着した後、ウィンドウスライド数２だけパケットをスライドし、シーケンス番号７〜１１の各パケットが経由した経路を比較する。
【００３９】
前述のウィンドウを決定する各パラメータは次のような特徴を有している。まず、ウィンドウサイズは、そのサイズが大きいほど平均的な値を得ることができるが、経路の切り替えタイミングが遅くなることがある。次に、ウィンドウ位置は、その位置を示す数値が大きくなるほど新たに到着したパケットで比較ができるが、遅延して送られてくるパケットを比較対象に入れることが困難となる。次に、ウィンドウスライド数は、その数値が小さいほど比較回数を多くすることができるが、処理負荷が大きくなる。したがって、パケットの処理能力や無線ネットワークの構成等を考慮して、各パラメータを適切な値に定めるのが好ましい。
【００４０】
経路判定部１５は、図２に示すように、経路比較部１４から出力される比較結果の情報に基づいて経路Ａ又はＢを示すデータを記憶するメモリ１５ａを備え、経路比較部１４が採用したパケットを伝送した経路に得点を与え、所定のシーケンス番号の範囲内において得点の多い経路を主経路と決定するようになっている。
【００４１】
例えば、図２に示すように、経路比較部１４のメモリ１４ａによってシーケンス番号が４〜９のパケットが記憶されている場合、シーケンス番号５のパケットのみ経路Ｂを経由したものであるので、経路比較部１４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ｂ、Ａ、Ａ、Ａ、Ａとなる。したがって、パケットのシーケンス番号が４から９までの範囲において、経路Ａの得点と経路Ｂの得点とが５対１となり、経路判定部１５は、経路Ａを主経路とするのが最適であると判定するようになっている。
【００４２】
経路制御部１６は、経路判定部１５の判定結果の情報に基づいて経路Ａ又はＢを示すデータを記憶するメモリ１６ａを備え、パケットを伝送する経路を決定する経路制御を行うようになっている。例えば、前述のように経路判定部１５が経路Ａを主経路とするのが最適であると判定した場合、経路制御部１６は、経路Ａを主経路とする経路制御を行うようになっている。
【００４３】
パケット送信部１７は、経路比較部１４からのパケットを記憶するメモリ１７ａと、ネットワークインターフェースカードと、パケットを伝送する電波を送信するアンテナとを備え、メモリ１７ａに記憶したパケットを次ホップの無線端末装置に送信したり、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルで定義される上位層、例えばアプリケーション層に出力したりするようになっている。また、パケット送信部１７は、経路制御部１６によって決定された経路制御に係る情報を所定の無線端末装置に送信するようになっている。
【００４４】
次に、本実施の形態に係る無線端末装置１０の動作について説明する。なお、動作を説明するに当たり、図４に示すような状況を想定する。
【００４５】
図４には、パケットの送信元である無線端末装置Ｓと、パケットの宛先又は次ホップである無線端末装置Ｄと、パケットを中継する無線端末装置Ｉとが示されている。図４（ａ）に示すように、無線端末装置Ｓと無線端末装置Ｄとの間に経路Ａのリンクが形成された後、無線端末装置Ｓが移動することにより、無線端末装置Ｓと無線端末装置Ｉとが接近し、図４（ｂ）に示すように、主経路Ａ及び副経路Ｂのリンクが形成されたとする。そして、無線端末装置Ｄは、経路Ａ及びＢの通信品質に応じていずれかの経路を選択するものとする。ここで、図４（ｂ）に示すような経路Ａ及びＢが形成されるのは、例えば、信号強度が充分に強い無線端末装置Ｓのパケットを無線端末装置Ｉが受信できるようになったり、経路Ａの再送パケットを無線端末装置Ｉが受信するようになったりする場合である。
【００４６】
以下、図４における無線端末装置Ｄが本実施の形態に係る無線端末装置１０に相当するものとし、図５に示すように、経路Ａが経路Ｂよりもエラーが多発する場合を例に挙げて動作を説明する。また、無線端末装置Ｄには、経路Ａからシーケンス番号１、４、７のパケットが到着するものとし、経路Ｂから無線端末装置Ｉを経由してシーケンス番号１〜６のパケットが到着するものとする。この場合、無線端末装置Ｉにおいてバッファサイズ分のパケットが滞留するため、無線端末装置Ｄに到着するパケットは、経路Ａよりも経路Ｂからの方が遅れて到着することになる。
【００４７】
まず、無線端末装置１０のパケット受信部１１によって、無線端末装置Ｓからのパケットが経路Ａ及びＢを経由して受信される。
【００４８】
次いで、受信バッファ１２によって、パケットが到着順に記憶される。図５に示す例では、最初に到着した経路Ａ経由のシーケンス番号１のパケットから９番目に到着した経路Ｂ経由のシーケンス番号６のパケットまでが到着順に記憶されている。
【００４９】
さらに、パケット分類部１３によって、経路Ａから到着したパケットと経路Ｂから到着したパケットとに分類される。具体的には、経路Ａから到着したシーケンス番号１、４、７のパケットは第１メモリ１３ａに記憶され、経路Ｂから到着したシーケンス番号１〜６のパケットは第２メモリ１３ｂに記憶される。
【００５０】
引き続き、経路比較部１４によって、パケット分類部１３が分類したパケットのうち、同じシーケンス番号のパケットの到着順が比較され、早く到着した方のパケットがメモリ１４ａに記憶される。なお、例えば経路Ａにおいてパケットが消失し、該当するパケットが経路Ｂから転送されて到着した場合は、経路Ｂからのパケットがメモリ１４ａに記憶される。
【００５１】
図５においては、経路比較部１４はウィンドウサイズ＝５でパケットを比較する例が示されている。まず、シーケンス番号１のパケットは、経路Ａ及びＢから到着しているが、経路Ａからのパケットの方が経路Ｂからのものよりも早く到着しているので、経路Ａから到着したシーケンス番号１のパケットがパケット分類部１３の第１メモリ１３ａから読み出されてメモリ１４ａに記憶されている。次に、シーケンス番号２のパケットは、経路Ｂからのみ到着しているので、経路Ｂのパケットがパケット分類部１３の第２メモリ１３ｂから読み出されてメモリ１４ａに記憶されている。以下同様に、シーケンス番号３のパケットは経路Ｂ、シーケンス番号４のパケットは経路Ａ、シーケンス番号５のパケットは経路Ｂのものが、それぞれ、パケット分類部１３から読み出されてメモリ１４ａに記憶されている。
【００５２】
経路比較部１４のメモリ１４ａに記憶されたパケットは、パケット送信部１７に順次出力され、パケット送信部１７によって、次ホップの無線端末装置又は上位層に出力される。
【００５３】
なお、パケット分類部１３において「待」と表示されているパケット、つまり経路Ａからのシーケンス番号７のパケット及び経路Ｂからのシーケンス番号６のパケットは、経路比較部１４によって読み出されるまで待機している待機状態のパケットを示している。
【００５４】
続いて、経路判定部１５によって、経路Ａ及びＢのうち最適な経路が判定される。図５に示す例では、経路比較部１４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ｂ、Ｂ、Ａ、Ｂとなっているので、経路Ａの得点と経路Ｂの得点とが２対３となり、経路判定部１５は、経路Ｂを主経路とするのが最適であると判定し、この判定した情報を経路制御部１６に出力する。
【００５５】
次いで、経路制御部１６によって、経路Ｂを主経路とする経路制御が行われ、その情報は、パケット送信部１７によって無線端末装置Ｓ及びＩに送信される。その結果、無線端末装置Ｓからのパケットは、経路Ｂを主経路、経路Ａを副経路として転送されることとなる。
【００５６】
以上のように、本実施の形態に係る無線端末装置１０によれば、経路比較部１４は、パケット分類部１３が分類した経路Ａ及びＢのパケット伝送時間を比較することにより経路Ａ及びＢの通信品質を比較して採用するパケットを決定し、経路判定部１５は、経路比較部１４が採用したパケットを伝送した経路に得点を与え、得点の多い経路を主経路とする構成としたので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る無線端末装置１０を複数備えることにより、無線通信システムを構築することができる。この場合、本発明の無線通信システムは、各無線端末装置１０がそれぞれ有する経路判定部１５が複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択するので、従来の無線通信システムよりも安定した通信を行うことができる。
【００５８】
なお、前述の実施の形態において、パケット受信部１１が経路Ａ及びＢの２つ経路からパケットを受信する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の経路からパケットを受信する構成としても同様の効果が得られる。
【００５９】
また、前述の実施の形態において、無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行うマルチホップ通信システムに適用した例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無線ネットワークで前述のようにパケットを伝送するものであれば同様の効果が得られる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置の構成について説明する。
【００６１】
図６に示すように、本実施の形態に係る無線端末装置２０は、経路Ａ及びＢからパケットを受信するパケット受信部２１と、受信したパケットを一時的に記憶する受信バッファ２２と、受信したパケットを経路Ａからのパケットと経路Ｂからのパケットとに分類するパケット分類部２３と、経路Ａ及びＢの通信品質を比較する経路比較部２４と、経路Ａ及びＢのうち最適な経路を判定する経路判定部２５と、パケットを伝送する経路を最適な経路に変更するための経路制御を行う経路制御部２６と、パケットを送信するパケット送信部２７とを備えている。
【００６２】
なお、本実施の形態に係る無線端末装置２０は、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置１０（図１参照）に対し、パケット分類部２３が異なるものであるので、同様の構成の説明は省略する。また、図６において、実線の矢印はパケット自体の流れを示し、破線の矢印はパケットに係る情報を含む信号の流れを示している。
【００６３】
パケット分類部２３は、パケットを経路毎に分類するパケット分類回路２３ａと、経路Ａ及びＢから到着するパケットのうち、一方の経路からのパケットを優先させる優先パケット設定回路２３ｂとを備えている。
【００６４】
パケット分類回路２３ａは、図６では図示を省略したが、経路Ａからのパケットを記憶する第１メモリ２３ｃと、経路Ｂからのパケットを記憶する第２メモリ２３ｄとを備え、受信バッファ２２に蓄積されたパケットを経路Ａからのパケットと経路Ｂからのパケットとに分類するようになっている。
【００６５】
優先パケット設定回路２３ｂは、主経路において再送が頻発し、再送されたパケットが副経路を経由して伝送されている場合、副経路からのパケットを主経路からのパケットよりも優先して経路比較部２４に格納するよう指示する制御情報をパケット分類回路２３ａに出力するようになっている。なお、優先パケット設定回路２３ｂは、本発明の優先パケット設定部を構成している。
【００６６】
次に、本実施の形態に係る無線端末装置２０の動作について説明する。なお、本実施の形態に係る作用効果をわかりやすく説明するため、本実施の形態に係る無線端末装置２０の特徴である優先パケット設定回路２３ｂがない場合（図７参照）と、優先パケット設定回路２３ｂがある場合（図８参照）とに分けて動作を説明する。
【００６７】
また、図７及び図８に示すように、経路Ａが経路Ｂよりもパケットの再送が頻発し、無線端末装置Ｓから再送された再送パケットを経路Ｂ経由で無線端末装置Ｄに転送する場合を例に挙げて動作を説明する。ここで、無線端末装置Ｄが本実施の形態に係る無線端末装置２０に相当するものとする。なお、特許請求の範囲に記載の第１の経路及び第２の経路は、それぞれ、経路Ａ及び経路Ｂに対応するものである。
【００６８】
また、経路Ａからは、シーケンス番号１、２、３、６、７、８、９のパケットが無線端末装置Ｄに到着するものとする。このうち、シーケンス番号２、３、６、７のパケットは、再送されたパケットとする。また、経路Ａにおいてシーケンス番号４、５のパケットは、再送が行われたが、結局消失したものとする。また、経路Ｂからは、無線端末装置Ｓによって再送されたシーケンス番号２〜７のパケットが無線端末装置Ｉを経由して無線端末装置Ｄに到着するものとする。この場合、無線端末装置Ｉにおいてバッファサイズ分のパケットが滞留するため、無線端末装置Ｄに到着するパケットは、経路Ａよりも経路Ｂからの方が遅れて到着することになる。
【００６９】
最初に、図７を用いて優先パケット設定回路２３ｂがない場合の動作を説明する。
【００７０】
まず、無線端末装置２０のパケット受信部２１（図６参照）によって無線端末装置Ｓからのパケットが経路Ａ及びＢを経由して受信される。
【００７１】
次いで、受信バッファ２２によって、経路Ａ及びＢからのパケットが到着順に記憶される。図７に示す例では、最初に到着した経路Ａ経由のシーケンス番号１のパケットから最後に到着した経路Ａ経由のシーケンス番号９のパケットまでが到着順に記憶されている。なお、無線端末装置Ｓによって再送されたシーケンス番号７のパケットは無線端末装置Ｉのバッファに記憶されており、無線端末装置Ｄには届いていない。
【００７２】
さらに、パケット分類部２３によって、経路Ａから到着したパケットと経路Ｂから到着したパケットとに分類される。具体的には、経路Ａから到着したシーケンス番号１、２、３、６、７、８、９のパケットは第１メモリ２３ｃに記憶され、経路Ｂから到着したシーケンス番号２〜６のパケットは第２メモリ２３ｄに記憶される。
【００７３】
引き続き、経路比較部２４によって、パケット分類部２３が分類したパケットのうち、同じシーケンス番号のパケットの到着順が比較され、早く到着した方のパケットがメモリ２４ａに記憶される。
【００７４】
図７においては、経路比較部２４はウィンドウサイズ＝６でパケットを比較する例が示されている。まず、シーケンス番号１のパケットは、経路Ａからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第１メモリ２３ｃから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。次に、シーケンス番号２の再送パケットは、経路Ａ及びＢから到着しているが、経路Ａからのパケットの方が経路Ｂからのものよりも早く到着しているので、経路Ａから到着したシーケンス番号２のパケットがパケット分類部２３の第１メモリ２３ｃから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。さらに、シーケンス番号３の再送パケットも同様に経路Ａのパケットがパケット分類部２３の第１メモリ２３ｃから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。
【００７５】
続いて、無線端末装置Ｉを経由して転送されたシーケンス番号４の再送パケットは、経路Ｂからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。同様に、シーケンス番号５の再送パケットも、経路Ｂからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。そして、シーケンス番号６の再送パケットは、経路Ａ及びＢから到着しているが、経路Ａからのパケットの方が経路Ｂからのものよりも早く到着しているので、経路Ａから到着したシーケンス番号６のパケットがパケット分類部２３の第１メモリ２３ｃからから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。
【００７６】
その結果、経路比較部２４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ、Ａとなっているので、経路Ａの得点と経路Ｂの得点とが４対２となり、経路判定部２５は、経路Ａを主経路とするのが最適であると判定し、この判定した情報を経路制御部２６に出力する。
【００７７】
しかしながら、図７に示された構成例では、経路Ａにおいてパケットの再送が頻発しており、パケットロスが経路Ｂよりも多く発生するので、経路Ａを主経路とするのは好ましくない。
【００７８】
次に、図８を用いて優先パケット設定回路２３ｂがある場合の動作を説明する。なお、受信バッファ２２までの動作は図７に示したものと同様であるので、パケット分類部２３の動作以降について説明する。
【００７９】
受信バッファ２２に記憶されたパケットは、パケット分類部２３によって、経路Ａから到着したパケットと経路Ｂから到着したパケットとに分類される。具体的には、経路Ａから到着したシーケンス番号１、２、３、６、７、８、９のパケットは第１メモリ２３ｃに記憶され、経路Ｂから到着したシーケンス番号２〜６のパケットは第２メモリ２３ｄに記憶される。
【００８０】
ここで、現在の主経路である経路Ａにおいて再送が頻発し、再送されたパケットが副経路である経路Ｂを経由して伝送されているので、優先パケット設定回路２３ｂは、経路Ｂからのパケットを経路Ａからのパケットよりも優先して経路比較部２４に格納するよう指示する制御情報をパケット分類回路２３ａに出力する。
【００８１】
引き続き、経路比較部２４によって、パケット分類部２３が分類したパケットのうち、同じシーケンス番号のパケットの到着順が比較される。このとき、経路比較部２４は、優先パケット設定回路２３ｂによって定められたパケットを優先してメモリ２４ａに記憶する。
【００８２】
図８においては、まず、シーケンス番号１のパケットは、経路Ａからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第１メモリ２３ｃから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。次に、シーケンス番号２の再送パケットは、経路Ａ及びＢから到着しているが、経路Ｂからのパケットの方が経路Ａからのものよりも優先されるので、経路Ｂから到着したシーケンス番号２のパケットがパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。さらに、シーケンス番号３の再送パケットも同様に経路Ｂのパケットがパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。
【００８３】
続いて、シーケンス番号４の再送パケットは、経路Ｂからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。同様に、シーケンス番号５の再送パケットも、経路Ｂからのみ到着しているのでパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。そして、シーケンス番号６の再送パケットは、経路Ａ及びＢから到着しているが、経路Ｂからのパケットの方が経路Ａからのものよりも優先されるので、経路Ｂから到着したシーケンス番号６のパケットがパケット分類部２３の第２メモリ２３ｄからから読み出されてメモリ２４ａに記憶されている。
【００８４】
その結果、経路比較部２４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ｂ、Ｂ、Ｂ、Ｂ、Ｂとなっているので、経路Ａの得点と経路Ｂの得点とが１対５となり、経路判定部２５は、経路Ｂを主経路とするのが最適であると判定し、この判定した情報を経路制御部２６に出力する。
【００８５】
すなわち、本実施の形態に係る無線端末装置２０は、パケットロスが多く発生する経路Ａよりも安定してパケットを伝送できる経路Ｂを主経路とすることができる。
【００８６】
なお、経路判定部２５が主経路とする経路を判定した以降の動作は、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置１０と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
以上のように、本実施の形態の無線端末装置２０によれば、優先パケット設定回路２３ｂは、再送が頻繁に発生している経路Ａよりも、再送パケットを安定して転送する経路Ｂからのパケットを優先して経路比較部２４に格納するよう指示する制御情報をパケット分類回路２３ａに出力する構成としたので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【００８８】
また、本実施の形態に係る無線端末装置２０を複数備えることにより、無線通信システムを構築することができる。この場合、本発明の無線通信システムは、各無線端末装置２０がそれぞれ有する優先パケット設定回路２３ｂが、再送が頻繁に発生している経路Ａよりも、再送パケットを安定して転送する経路Ｂからのパケットを優先して経路比較部２４に格納するよう指示する制御情報をパケット分類回路２３ａに出力するので、従来の無線通信システムよりも安定した通信を行うことができる。
【００８９】
なお、前述の実施の形態において、パケット受信部２１が経路Ａ及びＢの２つ経路からパケットを受信する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の経路からパケットを受信する構成としても同様の効果が得られる。
【００９０】
（第３の実施の形態）
まず、本発明の第３の実施の形態に係る無線端末装置の構成について説明する。
【００９１】
図９に示すように、本実施の形態に係る無線端末装置３０は、経路Ａ及びＢからパケットを受信するパケット受信部３１と、受信したパケットを一時的に記憶する受信バッファ３２と、受信したパケットを経路Ａからのパケットと経路Ｂからのパケットとに分類するパケット分類部３３と、経路Ａ及びＢの通信品質を比較する経路比較部３４と、経路Ａ及びＢのうち最適な経路を判定する経路判定部３５と、パケットを伝送する経路を最適な経路に変更するための経路制御を行う経路制御部３６と、パケットを送信するパケット送信部３７と、重み係数を設定する重み係数設定部３８とを備えている。
【００９２】
なお、本実施の形態に係る無線端末装置３０は、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置１０（図１参照）に重み係数設定部３８を追加したものであるので、同様の構成の説明は省略する。また、図９において、実線の矢印はパケット自体の流れを示し、破線の矢印はパケットに係る情報を含む信号の流れを示している。
【００９３】
重み係数設定部３８は、経路Ａ及びＢの各パケットロス率に基づき、経路判定部３５が経路の判定時に使用する得点に重み付けする重み係数を設定するようになっている。具体的には、例えば経路Ａにおいてパケットロスが多発し、経路Ａでパケットロスとなったパケットを経路Ｂ経由で転送する場合、経路Ａのパケットロス率が例えば２５％のとき、経路Ｂには経路Ａの１／４のパケットが流れるので、重み係数設定部３８は、経路Ａの重み係数を１、経路Ｂの重み係数を１／４の逆数である４に設定するようになっている。なお、重み係数設定部３８は、本発明の重み係数設定手段を構成している。
【００９４】
次に、本実施の形態に係る無線端末装置３０の動作について説明する。なお、本実施の形態に係る作用効果をわかりやすく説明するため、本実施の形態に係る無線端末装置３０の特徴である重み係数設定部３８がない場合（図１０参照）と、重み係数設定部３８がある場合（図１１参照）とに分けて動作を説明する。
【００９５】
また、図１０及び図１１に示すように、経路Ａが経路Ｂよりもパケットロスが発生しやすく、経路Ａのパケットロス率が２５％の場合を例に挙げて動作を説明する。ここで、無線端末装置Ｄが本実施の形態に係る無線端末装置３０に相当するものとする。なお、特許請求の範囲に記載の第１の経路及び第２の経路は、それぞれ、経路Ａ及び経路Ｂに対応するものである。
【００９６】
また、経路Ａからは、シーケンス番号１、２、３、６、７、８、９のパケットが無線端末装置Ｄに到着するものとし、経路Ｂからは、無線端末装置Ｓによって再送されたシーケンス番号４、５のパケットが無線端末装置Ｉを経由して無線端末装置Ｄに到着するものとする。この場合、無線端末装置Ｉにおいてバッファサイズ分のパケットが滞留するため、無線端末装置Ｄに到着するパケットは、経路Ａよりも経路Ｂからの方が遅れて到着することになる。
【００９７】
最初に、図１０を用いて重み係数設定部３８がない場合の動作を説明する。
【００９８】
まず、無線端末装置３０のパケット受信部３１（図９参照）によって無線端末装置Ｓからのパケットが経路Ａ及びＢを経由して受信される。
【００９９】
次いで、受信バッファ３２によって、経路Ａ及びＢからのパケットが到着順に記憶される。図１０に示す例では、最初に到着した経路Ａ経由のシーケンス番号１のパケットから最後に到着した経路Ａ経由のシーケンス番号９のパケットまでが到着順に記憶されている。
【０１００】
さらに、パケット分類部３３によって、経路Ａから到着したパケットと経路Ｂから到着したパケットとに分類される。具体的には、経路Ａから到着したシーケンス番号１、２、３、６、７、８、９のパケットは第１メモリ３３ａに記憶され、経路Ｂから到着したシーケンス番号４、５のパケットは第２メモリ３３ｂに記憶される。
【０１０１】
引き続き、経路比較部３４によって、パケット分類部３３が分類したパケットのうち、同じシーケンス番号のパケットの到着順が比較され、早く到着した方のパケットがメモリ３４ａに記憶される。
【０１０２】
図１０においては、経路比較部３４はウィンドウサイズ＝６でパケットを比較する例が示されている。まず、シーケンス番号１〜３のパケットは、ともに経路Ａからのみ到着しているのでパケット分類部３３の第１メモリ３３ａから読み出されてそれぞれメモリ３４ａに記憶されている。次に、シーケンス番号４、５のパケットは、ともに経路Ｂからのみ到着しているのでパケット分類部３３の第２メモリ３３ｂから読み出されてそれぞれメモリ３４ａに記憶されている。そして、シーケンス番号６のパケットは、経路Ａからのみ到着しているのでパケット分類部３３の第１メモリ３３ａから読み出されてメモリ３４ａに記憶されている。
【０１０３】
その結果、経路比較部３４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ、Ａとなっているので、経路Ａの得点と経路Ｂの得点とが４対２となり、経路判定部３５は、経路Ａを主経路とするのが最適であると判定し、この判定した情報を経路制御部３６に出力する。
【０１０４】
しかしながら、図１０に示された構成例では、経路Ａにおいてパケットロスが２５％も発生しているので、経路Ａを主経路とするのは好ましくない。例えば、アプリケーションによっては、経路Ａは所要の通信品質を満たしていないとされる場合があり、また、無線端末装置Ｓが速いスピードで無線端末装置Ｉの方に移動する場合等では、経路Ｂを主経路とした方が好ましい。
【０１０５】
次に、図１１を用いて重み係数設定部３８がある場合の動作を説明する。なお、経路比較部３４までの動作は図１０に示したものと同様であるので、重み係数設定部３８及び経路判定部３５の動作を説明する。
【０１０６】
重み係数設定部３８は、経路Ａにおけるパケットロス率が２５％であるので、経路Ａの得点の重み係数を１と設定し、経路Ｂの得点の重み係数を４と設定する。
【０１０７】
前述のように、経路比較部３４が採用するパケットを伝送した経路は到着順に経路Ａ、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ、Ａとなっており、重み係数設定部３８によって設定された重み係数を考慮すると、経路Ａの得点は４点、経路Ｂの得点は２×４＝８点となり、経路判定部３５は、経路Ｂを主経路とするのが最適であると判定し、この判定した情報を経路制御部３６に出力する。
【０１０８】
すなわち、本実施の形態に係る無線端末装置３０は、パケットロスが多く発生する経路Ａよりも安定してパケットを伝送できる経路Ｂを主経路とすることができる。
【０１０９】
なお、経路判定部３５が主経路とする経路を判定した以降の動作は、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置１０と同様であるので説明を省略する。
【０１１０】
以上のように、本実施の形態の無線端末装置３０によれば、重み係数設定部３８は、経路Ａ及びＢの各パケットロス率に基づいて重み係数を設定する構成としたので、経路のホップ数の違いに依存することなく、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る無線端末装置３０を複数備えることにより、無線通信システムを構築することができる。この場合、本発明の無線通信システムは、各無線端末装置３０がそれぞれ有する重み係数設定部３８が、経路Ａ及びＢの各パケットロス率に基づいて重み係数を設定するので、従来の無線通信システムよりも安定した通信を行うことができる。
【０１１２】
なお、前述の実施の形態において、パケット受信部３１が経路Ａ及びＢの２つ経路からパケットを受信する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の経路からパケットを受信する構成としても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明に係る無線端末装置は、複数の経路のうち通信品質のよい経路を選択し、従来のものよりも安定した通信を行うことができるという効果を有し、無線アドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う無線端末装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置において、経路Ａ及びＢから各パケットが各メモリに記憶された状態を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置の経路比較部が有するウィンドウの説明図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための想定図  （ａ）無線端末装置Ｓと無線端末装置Ｄとの間に経路Ａのリンクが形成された後、無線端末装置Ｓが移動する状態を示す図  （ｂ）無線端末装置Ｓと無線端末装置Ｉとが接近し、主経路Ａ及び副経路Ｂのリンクが形成された状態を示す図
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置のブロック図
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための図であり、優先パケット設定回路がない場合の動作を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための図であり、優先パケット設定回路がある場合の動作を示す図
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る無線端末装置のブロック図
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための図であり、重み係数設定部がない場合の動作を示す図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る無線端末装置の動作を説明するための図であり、重み係数設定部がある場合の動作を示す図
【図１２】従来の無線端末装置における経路選択の説明図
【図１３】従来の無線端末装置における経路選択の説明図
【符号の説明】
【０１１５】
１０、２０、３０  無線端末装置
１１、２１、３１  パケット受信部（パケット受信手段）
１２、２２、３２  受信バッファ
１３、２３、３３  パケット分類部（経路比較手段）
１３ａ、２３ｃ、３３ａ  第１メモリ
１３ｂ、２３ｄ、３３ｂ  第２メモリ
１４、２４、３４  経路比較部（経路比較手段）
１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａ、２４ａ、３４ａ  メモリ
１５、２５、３５  経路判定部（経路判定手段）
１６、２６、３６  経路制御部
１７、２７、３７  パケット送信部
２３ａ  パケット分類回路
２３ｂ  優先パケット設定回路（優先パケット設定部）
３８  重み係数設定部（重み係数設定手段）
【図１】
0004441463.tif 000002
【図２】
0004441463.tif 000003
【図３】
0004441463.tif 000004
【図４】
0004441463.tif 000005
【図５】
0004441463.tif 000006
【図６】
0004441463.tif 000007
【図７】
0004441463.tif 000008
【図８】
0004441463.tif 000009
【図９】
0004441463.tif 000010
【図１０】
0004441463.tif 000011
【図１１】
0004441463.tif 000012
【図１２】
0004441463.tif 000013
【図１３】
0004441463.tif 000014