(57)【要約】【課題】  アドホックネットワークにおいて、ＤＨＣＰサーバの機能およびＡＰＩＰＡの機能を利用せずに、迅速かつ自律分散的にアドレス割当を行う。【解決手段】  アドホックモードで無線通信装置間を接続するアドホックネットワークの無線通信装置において、起動時に無線通信装置の識別子であるアドレスとして、規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、そのアドレスを無線通信装置間で相互に報知して競合していることが判明した場合には、そのアドレスを後から選択した無線通信装置が再度規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する処理を行う制御手段を備える。【選択図】        図１
2007082070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホックモードで無線通信装置間を接続するアドホックネットワークの無線通信装置において、
起動時に無線通信装置の識別子であるアドレスとして、規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、そのアドレスを無線通信装置間で相互に報知して競合していることが判明した場合には、そのアドレスを後から選択した無線通信装置が再度規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する処理を行う制御手段を備えた
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記制御手段は、
ランダムに選択したアドレスとシーケンス番号を含むアドレス情報パケットを周期的に報知し、該シーケンス番号を報知するごとに増加させる手段と、
無線通信装置間で相互に報知された前記アドレス情報パケットから、他の無線通信装置で同一アドレスを選択していることが判明した場合に、他の無線通信装置におけるシーケンス番号と自装置のシーケンス番号を比較し、他の無線通信装置におけるシーケンス番号が自装置のシーケンス番号より小さい場合には当該アドレスをそのまま利用し、他の無線通信装置におけるシーケンス番号が自装置のシーケンス番号と等しいか大きい場合には、再度規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する手段と
を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置において、
前記制御手段は、規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する際に、他の無線通信装置から報知されたアドレスを除くアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する構成である
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項２に記載の無線通信装置において、
前記制御手段は、自装置のシーケンス番号と、前記他の無線通信装置から報知されたシーケンス番号のすべてが所定の閾値を超えた場合には、前記アドレス情報パケットの周期的な報知を停止する構成である
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の無線通信装置において、
前記制御手段は、前記アドレス情報パケットの周期的な報知を停止している間に、前記他の無線通信装置から報知された前記アドレス情報パケットを受信し、そのシーケンス番号が前記閾値より小さい場合には、自装置のアドレス情報パケットの報知を再開する構成である
ことを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドホックネットワークを構成する無線通信装置の各アドレス割当を自律分散的に行う無線通信装置に関する。なお、ここでの「アドレス」とは、アドホックネットワークにおける無線通信装置の識別子である。
【背景技術】
【０００２】
無線パケット通信は、無線ＬＡＮをはじめとする様々なシステムで採用されている通信形態である。無線ＬＡＮの規格については、IEEE802.11委員会で標準化が進められ、IEEE802.11規格（非特許文献１）として制定されている。この規格では、２つの通信モード（インフラストラクチャモード、アドホックモード）が規定されている。
【０００３】
インフラストラクチャモードは、アクセスポイント（ＡＰ）と、その電波到達範囲（無線セル）内に存在する端末局で構成され、ＡＰとその配下の端末局が無線媒体を介して接続関係を形成した無線ネットワークで使用される通信モードである。ＡＰは、イーサネット（登録商標）等のネットワークに接続されており、接続関係を確立している配下の端末局がネットワークと通信する際に、ネットワークと端末局間のパケットの中継を行う。すなわち、端末局からみたとき、ＡＰはネットワークへの入り口としての役割を担う。
【０００４】
アドホックモードは、ＡＰを必要とせず、端末局のみにより構成されるクローズドネットワークで使用される通信モードである。端末局は、一般に無線パケットを中継する機能をもたず、直接互いに無線パケットをやりとりして通信を行う。
【０００５】
このアドホックモードで構成される無線通信ネットワーク（アドホックネットワーク）では、端末局がアドレスを取得する方法として、例えばＩＰアドレスではＤＨＣＰサーバからの割り当てを利用する方法（非特許文献２）、あるいは汎用的なＯＳであるMicrosoft 社の Windows（登録商標）に搭載されているＡＰＩＰＡ(Automatic Private IP Addressing) を用いる方法（非特許文献３）がある。
【非特許文献１】IEEE802.11, "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) Layer Specifications", August 1999
【非特許文献２】IETF RFC2131：Dynamic Host Configuration Protocol
【非特許文献３】Microsoft home page ：How to Use Automatic TCP/IP Addressing Without a DHCP Server, http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;EN-US;q220874
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アドホックネットワークの端末局がアドレスを取得する方法のうち、非特許文献２に記載の方法では、ＤＨＣＰサーバがＩＰアドレスを割り当てる。そのため、一時的にアドホックネットワークを構成する場合でもＤＨＣＰサーバの設置が必要になる。
【０００７】
一方、非特許文献３の方法では、ＤＨＣＰサーバに要求パケットを送信し、ある一定時間以内にＤＨＣＰサーバからの応答パケットを受信しなかった場合に、ＤＨＣＰサーバからのアドレス割当が失敗したと判断し、ＡＰＩＰＡの機能により「169.254.1.0 〜169.254.254.255 」からランダムに１つのＩＰアドレスを選択して割り当てる。そのため、ＤＨＣＰサーバからのアドレス割当がタイムアウトするまでの時間を要し、一時的にアドホックネットワークを構成する端末局に迅速にアドレスの割当ができない問題がある。
【０００８】
本発明は、アドホックネットワークにおいて、ＤＨＣＰサーバの機能およびＡＰＩＰＡの機能を利用せずに、迅速かつ自律分散的にアドレス割当を行うことができる無線通信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】
【０００９】
本発明の無線通信装置は、アドホックモードで無線通信装置間を接続するアドホックネットワークの無線通信装置において、起動時に無線通信装置の識別子であるアドレスとして、規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、そのアドレスを無線通信装置間で相互に報知して競合していることが判明した場合には、そのアドレスを後から選択した無線通信装置が再度規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する処理を行う制御手段を備える。
【００１０】
制御手段は、ランダムに選択したアドレスとシーケンス番号を含むアドレス情報パケットを周期的に報知し、該シーケンス番号を報知するごとに増加させる手段と、無線通信装置間で相互に報知されたアドレス情報パケットから、他の無線通信装置で同一アドレスを選択していることが判明した場合に、他の無線通信装置におけるシーケンス番号と自装置のシーケンス番号を比較し、他の無線通信装置におけるシーケンス番号が自装置のシーケンス番号より小さい場合には当該アドレスをそのまま利用し、他の無線通信装置におけるシーケンス番号が自装置のシーケンス番号と等しいか大きい場合には、再度規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する手段とを含む。
【００１１】
また、制御手段は、規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する際に、他の無線通信装置から報知されたアドレスを除くアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択する構成としてもよい。
【００１２】
また、制御手段は、自装置のシーケンス番号と、他の無線通信装置から報知されたシーケンス番号のすべてが所定の閾値を超えた場合には、アドレス情報パケットの周期的な報知を停止する構成としてもよい。さらに、制御手段は、アドレス情報パケットの周期的な報知を停止している間に、他の無線通信装置から報知されたアドレス情報パケットを受信し、そのシーケンス番号が閾値より小さい場合には、自装置のアドレス情報パケットの報知を再開する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の無線通信装置は、起動時に規定された範囲のアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、他の無線通信装置とアドレスが競合した場合には再選択を行うことにより、迅速にアドレスを設定し、アドレスの競合を回避することができる。
【００１４】
本発明の無線通信装置は、他の無線通信装置とアドレスの競合を検出する方法として、選択したアドレスと周期的にインクリメントされるシーケンス番号を周期的に報知することにより、他の無線通信装置におけるシーケンス番号と自装置のシーケンス番号を比較することにより、アドレスの競合を容易に検出することができる。
【００１５】
本発明の無線通信装置は、他の無線通信装置から報知されたアドレスを除くアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択することにより、同一アドレスが選択される確率を低減することができる。
【００１６】
本発明の無線通信装置は、自装置のシーケンス番号と、他の無線通信装置から報知されたシーケンス番号のすべてが所定の閾値を超えた場合にアドレスの報知を停止することにより、無駄なトラヒックの増加を防ぐことができる。また、その停止中に他の新たな無線通信装置からアドレスおよびシーケンス番号が通知された場合には、自装置のアドレスおよびシーケンス番号の報知を再開することにより、その新たな無線通信装置に自装置で使用しているアドレスを通知し、アドレス競合を回避することができる。
【００１７】
このような構成により、一時的にアドホックネットワークに接続される無線通信装置であっても、ＤＨＣＰサーバの機能およびＡＰＩＰＡの機能を利用せずに、迅速かつ自律分散的かつ効率的に自装置のアドレスの設定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の無線通信装置を含むアドホックネットワークの構成例を示す。
図において、複数の無線通信装置１，２，３は、アドホックモードで相互に通信するアドホックネットワーク４を構成する。
【００１９】
図２は、本発明の無線通信装置１〜３の構成例を示す。
図において、本発明の無線通信装置は、アンテナ１１と、アンテナ１１に接続される送受信部（ＴＲＸ）１２と、送受信部１２に順次接続されるベースバンド処理部（ＢＢ）１３、制御部（ＣＮＴ）１４、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１５により構成される。
【００２０】
図３は、制御部１４で使用するテーブルの構成例を示す。
図において、制御部１４は、アドレステーブルとアドレス管理テーブルの２つをもつ。アドレステーブルは、無線端末装置が規定された範囲のアドレス領域からランダムに選択する自装置のアドレスとシーケンス番号から構成される。このランダムに選択されたアドレスとシーケンス番号は、アドレス情報パケットとして周期的に他の無線端末装置に報知される。なお、シーケンス番号は、アドレス情報パケットを報知するごとにインクリメント（＋１）される。アドレス管理テーブルは、他の無線端末装置から報知されるそれぞれのアドレスとシーケンス番号を管理し、自装置のアドレスを設定あるいは変更する処理に供する。
【００２１】
図４は、アドレス情報パケットの構成例を示す。
図において、アドレス情報パケットは、宛先アドレス、送信元アドレス、シーケンス番号の各フィールドを有する。制御部１４は、アドレステーブルの情報に基づいて送信元アドレスおよびシーケンス番号を設定する。宛先アドレスには例えばブロードキャストアドレスが用いられる。
【００２２】
図５は、制御部１４における処理手順を示す。
アドホックネットワークにおける無線通信装置（自装置）が起動すると、まず一定時間待機するためのタイマを起動する（Ｓ１）。このタイマがタイムアウトする前に、他の無線通信装置（他装置）から送信されたアドレス情報パケットを受信した場合には、その受信パケットの送信元アドレスとシーケンス番号をアドレス管理テーブルに登録する（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。一定時間が経過してタイムアウトすると、アドレス管理テーブルに登録されたアドレスを除くアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、自装置のアドレスとして決定する（Ｓ４，Ｓ５）。
【００２３】
次に、決定したアドレスをアドレステーブルに登録し、アドレステーブルのシーケンス番号をリセットする（Ｓ６）。そして、アドレステーブルの情報に基づいて作成されたアドレス情報パケットを報知し（Ｓ７）、一定時間待機するためのタイマを起動する（Ｓ８）。
【００２４】
このタイマがタイムアウトする前に、他装置から送信されたアドレス情報パケットを受信した場合には、その受信パケットの送信元アドレスとアドレステーブルに登録された自装置のアドレスが同じであるか否かをチェックする（Ｓ９，Ｓ10）。ここで、受信パケットの送信元アドレス（他装置で設定されたアドレス）と自装置のアドレスが異なる場合には、受信パケットの送信元アドレスとシーケンス番号をアドレス管理テーブルに登録し、待機を続ける（Ｓ10，Ｓ11，Ｓ12，Ｓ９）。一方、同一アドレスであれば、受信パケット（他装置）のシーケンス番号と自装置のシーケンス番号を比較する（Ｓ13）。そして、自装置のシーケンス番号が他装置のシーケンス番号より大きい場合には、当該アドレスが自装置のアドレス設定後に他装置で設定されたアドレスである（自装置が先に設定したアドレスである）ので、そのまま待機を続ける（Ｓ10，Ｓ13，Ｓ12，Ｓ９）。なお、他装置では、後述するようにアドレス変更が行われる。
【００２５】
一方、自装置のシーケンス番号が他装置のシーケンス番号より小さい場合には、当該アドレスが自装置のアドレス設定の前に他装置で設定されたアドレスである（自装置が後から設定したアドレスである）ので、自装置の方でＳ５で決定したアドレスの変更を行う。このとき、受信パケットの送信元アドレスとシーケンス番号をアドレス管理テーブルに登録し（Ｓ13，Ｓ14）、アドレス管理テーブルに登録されたアドレスを除くアドレス領域からランダムに１つのアドレスを選択し、自置のアドレスとして決定する（Ｓ５）。
【００２６】
また、自装置のシーケンス番号と他装置のシーケンス番号が等しい場合には、当該アドレスが自装置のアドレス設定とほぼ同時に他装置で設定されたアドレスであるので、自装置はＳ５で決定したアドレスの変更を行う。このとき、受信パケットの送信元アドレスとシーケンス番号をアドレス管理テーブルに登録しない。その理由は、他装置でも同様の処理すると、そのアドレスが双方のアドレス管理テーブルに登録されて使用できなくなるからである（Ｓ13，Ｓ５）。
【００２７】
自装置のアドレス情報パケットを報知してから一定時間が経過してタイムアウトすると、アドレステーブルおよびアドレス管理テーブルに登録されたすべてのシーケンス番号が閾値より大きいか否かをチェックする（Ｓ12，Ｓ15）。そして、閾値より小さいシーケンス番号が１つでもあれば、アドレステーブルのシーケンス番号をインクリメント（＋１）し、それに基づいて生成されたアドレス情報パケットを報知し（Ｓ15，Ｓ16，Ｓ７）、Ｓ８以降の処理を繰り返す。
【００２８】
一方、各テーブルに登録されたすべてのシーケンス番号が閾値より大きい場合には、再度タイマを起動してタイムアウトするまで待機に入る（Ｓ15，Ｓ８）。そして、待機中に他の無線通信装置からシーケンス番号が閾値未満のアドレス情報パケットを受信した場合には、新たな無線通信装置の加入と判断してそのアドレスおよびシーケンス番号をアドレス管理テーブルに登録し、その無線通信装置に対して自装置のアドレスを通知するために、アドレス情報パケットの報知を再開する（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ10，Ｓ11，Ｓ12，Ｓ15，Ｓ16，Ｓ７）。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の無線通信装置を含むアドホックネットワークの構成例を示す図。
【図２】無線通信装置１〜３の構成例を示す図。
【図３】制御部１４で使用するテーブルの一例を示す図。
【図４】アドレス情報パケットの構成例を示す図。
【図５】制御部１４における処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３  無線通信装置
４  アドホックネットワーク
１１  アンテナ
１２  送受信部（ＴＲＸ）
１３  ベースバンド処理部（ＢＢ）
１４  制御部（ＣＮＴ）
１５  インタフェース部（Ｉ／Ｆ）
【図１】
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【図２】
2007082070.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007082070.tif 000006
【図５】
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