(57)【要約】【課題】複数のプロトコルの独自性を維持してクロスレイヤ処理を容易に実行可能な通信装置を提供する。【解決手段】通信装置１０は、レイヤ１〜４と、情報伝達部５と、クロスレイヤ管理部６とを備える。レイヤ１〜４は、それぞれ、リンク／ＭＡＣ層、ネットワーク層、トランスポート層およびアプリケーション層に属する。情報伝達部５は、ユニット５１〜５４によって、それぞれ、レイヤ１〜４とクロスレイヤ管理部６との間で情報交換を行なう。クロスレイヤ管理部６は、情報伝達部５を介して受けたレイヤ１〜４の各々からの要求に応じて、レイヤ１〜４の各々と情報、要求および指示等のやり取りを行ない、レイヤ１〜４間におけるクロスレイヤ処理を管理する。【選択図】図１
2007194760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が独自の動作を独立に行ない、全体として他の通信装置との間で通信を行なう複数のレイヤと、
前記複数のレイヤの少なくとも１つのレイヤである第１のレイヤからの要求に応じて、前記要求を満たすように前記第１のレイヤと前記複数のレイヤのうちの前記第１のレイヤ以外の第２のレイヤとの間でクロスレイヤ処理を管理するクロスレイヤ管理部とを備える通信装置。
【請求項２】
前記複数のレイヤの各々に追加され、前記複数のレイヤの各々と前記クロスレイヤ管理部との間で情報交換を行なう情報伝達部を更に備える、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記クロスレイヤ管理部は、同じ通信装置内に存在する前記第１および第２のレイヤ間で前記クロスレイヤ処理のための情報のやり取りを管理する、請求項１または請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１のレイヤは、前記要求を満たすために必要な所定の情報を前記クロスレイヤ管理部から受け、その受けた所定の情報に基づいて、前記他の通信装置との通信またはネットワークの状態を最適化するための制御を行なう、請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記クロスレイヤ管理部は、前記他の通信装置との間で情報のやり取りを行ない、前記クロスレイヤ処理を管理する、請求項１または請求項２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記クロスレイヤ管理部は、専用パケットを用いて前記情報のやり取りを行ない、前記クロスレイヤ処理を管理する、請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記クロスレイヤ管理部は、前記他の通信装置内の前記クロスレイヤ管理部から前記要求を満たすために必要な所定の情報を受信し、その受信した所定の情報を前記第１のレイヤに与え、
前記第１のレイヤは、前記クロスレイヤ管理部から受けた前記所定の情報に基づいて、前記他の通信装置との通信またはネットワークの状態を最適化するための制御を行なう、請求項５または請求項６に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信装置に関し、特に、高速、かつ、高性能な通信を行なう通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
標準的なネットワークプロトコルは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤ型モデルに基づいて構築されている。
【０００３】
ＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルは、リンク／ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層と、ネットワーク層と、トランスポート層と、アプリケーション層とを備える。そして、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルにおいて、リンク／ＭＡＣ層、ネットワーク層、トランスポート層およびアプリケーション層は、異なる役割を果たす。
【０００４】
即ち、リンク／ＭＡＣ層は、２つの通信装置間を物理的に接続する経路の確立および２つの通信装置間における通信等を行なう。ネットワーク層は、ネットワーク上の経路選択および経路中断等を行なう。トランスポート層は、エンド−エンド間の通信処理および輻輳処理等を行なう。アプリケーション層は、特定のアプリケーションの詳細な動作に関する処理を行なう。
【０００５】
また、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルは、構造的には、リンク／ＭＡＣ層、ネットワーク層、トランスポート層およびアプリケーション層にそれぞれ属する複数のプロトコルは、相互に独立して、上述した各役割を果たすという特徴を有する。即ち、特定のレイヤにおけるプロトコルの変更は、他のレイヤにおけるプロトコルに影響することなく行なわれる。
【０００６】
有線ネットワークにおいて通信を行なう端末装置および無線ネットワークにおいて無線通信を行なう無線装置は、上述したＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルによって構成されている。
【０００７】
無線ネットワークは、有線ネットワークと以下の点で異なる。
【０００８】
（１）反射および遮断などにより電波状態が大きく変動する。
【０００９】
（２）同一通信範囲に位置する各無線装置は、無線チャネルを共用して通信を行なう。
【００１０】
（３）無線装置が移動可能である。
【００１１】
無線ネットワークは、有線ネットワークと（１）の異なる点を有している結果、マルチパス通信および一時的な通信の切断によりパケットロスが発生するなど、通信の品質が大きく異なる。
【００１２】
また、無線ネットワークは、有線ネットワークと（２）の異なる点を有している結果、チャネルアクセスの際の無線装置間またはフロー間の公平性が重要な課題となる。
【００１３】
更に、無線ネットワークは、有線ネットワークと（３）の異なる点を有している結果、ルートの切断およびネットワークの分裂等が生じる。
【００１４】
従って、無線ネットワークにおいては、通信状態がダイナミックに変動する。そして、この通信状態の変動の原因を特定することは困難である。その結果、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルを構成する複数のプロトコルの各々が独立して動作すると、通信の品質および効率が低下する。
【００１５】
このような理由から、無線ネットワークにおいて、高効率、かつ、高品質な無線通信を行なうには、ＴＣＰ／ＩＰレイヤ型モデルを構成する複数のプロトコルの相互間において情報交換を行ない、通信の品質および効率を向上させるクロスレイヤ処理が必要となる。
【００１６】
そこで、従来、リンクレイヤにおける輻輳状態をＴＣＰに知らせるＥＣＮ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）というクロスレイヤ処理が行なわれている（非特許文献１）。
【００１７】
このクロスレイヤ処理は、中継端末において輻輳によってパケットロスが発生した場合、中継端末は、ロスしたパケットの次に届いたパケットのヘッダにＣＥ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ）ビットを設定して送信先へ転送し、ＣＥビットが設定されたパケットを受信した送信先がＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）パケットのヘッダにＥＣＮ−Ｅｃｈｏビットを設定して送信元のＴＣＰへ送信するというものである。
【００１８】
ＥＣＮ−Ｅｃｈｏビットが設定されたＡＣＫパケットを受信した送信元のＴＣＰは、ＡＣＫパケットからＥＣＮ−Ｅｃｈｏビットを検出することにより、パケットが輻輳によってロスしたことを検知する。
【非特許文献１】Ｋ．Ｒａｍａｋｒｉｓｈｎａｎ  ａｎｄ  Ｓ．Ｆｌｏｙｄ，“Ａ  Ｐｒｏｐｏｓａｌ  ｔｏ  ａｄｄ  Ｅｘｐｌｉｃｉｔ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＮ）  ｔｏ  ＩＰ”，ＲＦＣ  ２４８１，Ｊａｎ  １９９９．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来のクロスレイヤ処理においては、特定の異なるプロトコル同士が情報交換を直接行なうため、次のような問題がある。
【００２０】
第１の問題としては、情報を交換する特定のプロトコル同士が実際に動作していることが前提となっており、多様性に欠ける。第２の問題としては、情報を必要とするプロトコルは、もう一方のプロトコルが持つ該当の情報を格納している場所を知る必要が有り、実装が一般性に欠ける。第３の問題としては、複数のプロトコルが同等の情報を必要とする場合、重複した情報交換が行なわれ、無駄が大きい。第４の問題としては、クロスレイヤ処理が増加すると、全体としての管理が困難である。第５の問題としては、プロトコルの変更を要する場合があり、プロトコルの独自性が失われる恐れがある。第６の問題としては、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）およびセキュリティを効率良くサポートするためのシステム全体としての最適化に向いていない。
【００２１】
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、複数のレイヤの独自性を維持してクロスレイヤ処理を容易に実行可能な通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この発明によれば、通信装置は、複数のレイヤと、クロスレイヤ管理部とを備える。複数のレイヤは、各々が独自の動作を独立に行ない、全体として他の通信装置との間で通信を行なう。クロスレイヤ管理部は、複数のレイヤの少なくとも１つのレイヤである第１のレイヤからの要求に応じて、要求を満たすように第１のレイヤと複数のレイヤのうちの第１のレイヤ以外の第２のレイヤとの間でクロスレイヤ処理を管理する。
【００２３】
好ましくは、通信装置は、情報伝達部を更に備える。情報伝達部は、複数のレイヤの各々に追加され、複数のレイヤの各々とクロスレイヤ管理部との間で情報交換を行なう。
【００２４】
好ましくは、クロスレイヤ管理部は、同じ通信装置内に存在する第１および第２のレイヤ間でクロスレイヤ処理のための情報のやり取りを管理する。
【００２５】
好ましくは、第１のレイヤは、要求を満たすために必要な所定の情報をクロスレイヤ管理部から受け、その受けた所定の情報に基づいて、他の通信装置との通信またはネットワークの状態を最適化するための制御を行なう。
【００２６】
好ましくは、クロスレイヤ管理部は、他の通信装置との間で情報のやり取りを行ない、クロスレイヤ処理を管理する。
【００２７】
好ましくは、クロスレイヤ管理部は、専用パケットを用いて情報のやり取りを行ない、クロスレイヤ処理を管理する。
【００２８】
好ましくは、クロスレイヤ管理部は、他の通信装置内のクロスレイヤ管理部から要求を満たすために必要な所定の情報を受信し、その受信した所定の情報を第１のレイヤに与える。第１のレイヤは、クロスレイヤ管理部から受けた所定の情報に基づいて、他の通信装置との通信またはネットワークの状態を最適化するための制御を行なう。
【発明の効果】
【００２９】
この発明による通信装置は、第１のレイヤからの要求に応じて、第１のレイヤと第２のレイヤとの間でクロスレイヤ処理を管理するクロスレイヤ管理部を備えるので、複数のレイヤの各々は、他のレイヤを意識することなく、第１および第２のレイヤ間でクロスレイヤ処理が行なわれる。つまり、複数のレイヤの各々が独自の動作を独立に実行しながら、クロスレイヤ管理部を介して第１および第２のレイヤ間でクロスレイヤ処理が行なわれる。
【００３０】
従って、この発明によれば、クロスレイヤ処理を容易に実行できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
図１は、この発明の実施の形態による通信装置の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態による通信装置１０は、レイヤ１〜４と、情報伝達部５と、クロスレイヤ管理部６とを備える。
【００３３】
レイヤ１は、リンク／ＭＡＣ層に属し、例えば、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）スケジューラー、ＲＲ（Ｒｏｕｎｄ  Ｒｏｂｉｎ）スケジューラーおよびＭＡＣプロトコルからなる。ＦＩＦＯスケジューラーは、バッファに格納したパケットを古く格納した順に取り出すスケジューリング方式であり、ＲＲスケジューラーは、各ユーザに転送スロットを均等に与えるスケジューラーであり、ＭＡＣプロトコルは、例えば、ＭＡＣ８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇなどからなり、チャネルアクセスのための処理を行なったり、２つの通信装置間でデータ（パケット）の送信制御、再送制御等を行なったりする。従って、レイヤ１は、パケットのバッファリング、スケジューリング処理および２つの通信装置間の通信等を行なう。
【００３４】
レイヤ２は、ネットワーク層に属し、例えば、ＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｌｉｎｋ  Ｓｔａｔｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）プロトコル、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルおよびＲＡＲＰ（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル等からなる。
【００３５】
ＲＩＰプロトコルは、ルータ同士が自動的にお互いのルーティング情報を伝えるプロトコルである。ＯＬＳＲは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルである。ＩＣＭＰプロトコルは、ＩＰのエラーメッセージおよび制御メッセージを転送するプロトコルである。
【００３６】
ＡＲＰプロトコルは、ネットワークアドレスをもとに、物理アドレスを得るためのプロトコルであり、主に、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを得るために使用される。ＲＡＲＰプロトコルは、ＭＡＣアドレスからＩＰアドレスを得るプロトコルである。従って、レイヤ２は、ネットワーク上における経路選択および経路中断等を行なう。
【００３７】
レイヤ３は、トランスポート層に属し、例えば、ＴＣＰプロトコルおよびＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルからなる。ＴＣＰプロトコルおよびＵＤＰプロトコルは、共に、送信元と送信先との間でデータ通信を行なうトランスポートプロトコルである。ＴＣＰプロトコルは、損失したパケットを再送したり、輻輳が発生した場合の輻輳制御を行なったりする。従って、ＴＣＰプロトコルは、信頼性を必要とするアプリケーションに適したプロトコルである。一方、ＵＤＰプロトコルは、輻輳制御および再送等の処理を行なわないため、リアルタイム性を必要とするアプリケーションに適したプロトコルである。
【００３８】
レイヤ４は、アプリケーション層に属し、例えば、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ  Ｔｅｘｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル、ＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）およびＳＳＬ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｓｏｃｋｅｔ  Ｌａｙｅｒ）からなる。ＨＴＴＰプロトコルは、Ｗｅｂサーバおよびクライアントが相互にデータを送受信するために用いられるプロトコルである。ＦＴＰプロトコルは、ファイルを転送するために用いるプロトコルである。ＤＮＳは、インターネット上で、各コンピュータ端末が持つホスト名から、その端末のＩＰアドレスを検索するシステムである。ＳＳＬは、情報を暗号化して送信するセキュリティ機能である。従って、レイヤ４は、特定のアプリケーションの詳細な動作に関する処理を行なう。
【００３９】
このように、レイヤ１〜４の各々は、通信を行なうプロトコル、バッファリング等のスケジューリングを行なうスケジューラーおよび通信をサポートするメカニズムの少なくとも１つからなり、独自の動作を独立して行なう。
【００４０】
情報伝達部５は、ユニット５１〜５４からなる。ユニット５１〜５４は、それぞれ、レイヤ１〜４に追加して設けられる。そして、ユニット５１は、レイヤ１とクロスレイヤ管理部６との間で情報交換を行なう。ユニット５２は、レイヤ２とクロスレイヤ管理部６との間で情報交換を行なう。ユニット５３は、レイヤ３とクロスレイヤ管理部６との間で情報交換を行なう。ユニット５４は、レイヤ４とクロスレイヤ管理図６との間で情報交換を行なう。
【００４１】
従って、情報伝達部５は、全体的には、レイヤ１〜４の各々に応答可能であり、レイヤ１〜４の各々とクロスレイヤ管理部６との間で情報交換を行なう。
【００４２】
クロスレイヤ管理部６は、情報伝達部５を介してレイヤ１〜４の各々と情報、要求および指示等のやり取りを行ない、後述するように、通信装置内および通信装置間のクロスレイヤ処理のための情報を各レイヤ１〜４に与える。
【００４３】
この発明においては、通信装置間の通信を最適化するために、クロスレイヤ管理部６は、情報伝達部５を介してレイヤ１〜４のいずれかから受けた要求に応じて、クロスレイヤ処理のために必要な情報のやり取りを管理する。そして、この発明においては、通信装置内のクロスレイヤ処理または通信装置間のクロスレイヤ処理が行なわれる。以下、通信装置内のクロスレイヤ処理および通信装置間のクロスレイヤ処理について説明する。
【００４４】
［通信装置内のクロスレイヤ処理］
（Ａ）ルート状態が更新される毎にＴＣＰプロトコルに知らせる処理
通信装置内のクロスレイヤ処理の第１の例として、ルート状態が更新される毎にＴＣＰプロトコルに知らせる処理について説明する。
【００４５】
図２は、通信装置内のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するための図である。また、図３は、無線ネットワークシステムの概略図である。更に、図４は、ルーティングテーブルの例を示す図である。
【００４６】
図２は、図１に示すレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルと、レイヤ２に属するルーティングプロトコルとの間のクロスレイヤ処理を示す。この場合、図１に示す通信装置１０において、レイヤ２は、例えば、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであるＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｌｉｎｋ  Ｓｔａｔｅ  Ｒｏｕｔｉｎｇ）プロトコルからなる。また、通信装置１０と同じ構成を有する通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、図３に示す無線ネットワークシステム１００を構成し、通信装置Ｍ１〜Ｍ１３の各々において、ルーティングプロトコル（＝ＯＬＳＲプロトコル）は、送信先までの経路からなるルーティングテーブルを保持している。例えば、通信装置Ｍ１は、図４の（ａ）に示すルーティングテーブルＲＴ１を保持している。
【００４７】
ルーティングテーブルＲＴ１は、送信先と、次の通信装置と、ホップ数とからなる。送信先、次の通信装置およびホップ数は、相互に対応付けられている。“送信先”は、送信先の通信装置のＩＰアドレスを表す。“次の通信装置”は、送信先にパケットを送信するときに、次に送信すべき通信装置のＩＰアドレスを表す。“ホップ数”は、送信先までのホップ数を表す。
【００４８】
従って、通信装置Ｍ１のルーティングプロトコル（＝ＯＬＳＲプロトコル）は、通信装置Ｍ２〜Ｍ１３の各々を送信先とする１２個の経路からなるルーティングテーブルＲＴ１を保持している。
【００４９】
無線ネットワークシステム１００において、通信装置Ｍ１〜Ｍ１３の各々は、次の方法によってルーティングテーブルを作成する。通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、ルーティングテーブルを作成する場合、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信する。
【００５０】
Ｈｅｌｌｏメッセージは、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３が有する情報の配信を目的として、定期的に送信される。このＨｅｌｌｏメッセージを受信することによって、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、周辺の通信装置に関する情報を収集でき、自己の周辺にどのような通信装置が存在するのかを認識する。
【００５１】
ＯＬＳＲプロトコルにおいては、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、ローカルリンク情報を管理する。そして、Ｈｅｌｌｏメッセージは、このローカルリンク情報の構築および送信を行なうためのメッセージである。ローカルリンク情報は、「リンク集合」、「隣接通信装置集合」、「２ホップ隣接通信装置集合とそれらの通信装置へのリンク集合」、「ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  Ｒｅｌａｙ）集合」、および「ＭＰＲセレクタ集合」を含む。
【００５２】
リンク集合は、直接的に電波が届く通信装置（隣接通信装置）の集合へのリンクのことであり、各リンクは２つの通信装置間のアドレスの組の有効時間によって表現される。なお、有効時間は、そのリンクが単方向なのか双方向なのかを表すためにも利用される。
【００５３】
隣接通信装置集合は、各隣接通信装置のアドレス、およびその通信装置の再送信の積極度（Ｗｉｌｌｉｎｇｎｅｓｓ）等によって構成される。２ホップ隣接通信装置集合は、隣接通信装置に隣接する通信装置の集合を表す。
【００５４】
ＭＰＲ集合は、ＭＰＲとして選択された通信装置の集合である。なお、ＭＰＲとは、各パケットを無線ネットワークシステム１００の全ての通信装置Ｍ１〜Ｍ１３へ送信する場合、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３が１つのパケットを１回だけ送受信することによってパケットを全ての通信装置Ｍ１〜Ｍ１３へ送信できるように中継通信装置を選択することである。
【００５５】
ＭＰＲセレクタ集合は、自己をＭＰＲとして選択した通信装置の集合を表す。
【００５６】
ローカルリンク情報が確立される過程は、概ね、次のようになる。Ｈｅｌｌｏメッセージは、初期の段階では、各通信装置Ｍ１１〜Ｍ１３が自己の存在を知らせるために、自己のアドレスが入ったＨｅｌｌｏメッセージを隣接する通信装置へ送信する。これを、通信装置Ｍ１〜Ｍ１３の全てが行ない、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、自己の周りにどのようなアドレスを持った通信装置が存在するのかを把握する。このようにして、リンク集合および隣接通信装置集合が構築される。
【００５７】
そして、構築されたローカルリンク情報は、再び、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送り続けられる。これを繰返すことによって、各リンクが双方向であるのか、隣接通信装置の先にどのような通信装置が存在するのかが徐々に明らかになって行く。各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、このように徐々に構築されたローカルリンク情報を蓄える。
【００５８】
更に、ＭＰＲに関する情報も、Ｈｅｌｌｏメッセージによって定期的に送信され、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３へ告知される。各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、自己が送信するパケットの再送信を依頼する通信装置として、いくつかの通信装置をＭＰＲ集合として隣接通信装置の中から選択している。そして、このＭＰＲ集合に関する情報は、Ｈｅｌｌｏメッセージによって隣接する通信装置へ送信されるので、このＨｅｌｌｏメッセージを受信した通信装置は、自己がＭＰＲとして選択してきた通信装置の集合を「ＭＰＲセレクタ集合」として管理する。このようにすることにより、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、どの通信装置から受信したパケットを再送信すればよいのかを即座に認識できる。
【００５９】
Ｈｅｌｌｏメッセージの送受信により各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３において、ローカルリンク集合が構築されると、無線ネットワークシステム１００全体のトポロジーを知らせるためのＴＣメッセージが通信装置Ｍ１〜Ｍ１３へ送信される。このＴＣメッセージは、ＭＰＲとして選択されている全ての通信装置によって定期的に送信される。そして、ＴＣメッセージは、各通信装置とＭＰＲセレクタ集合との間のリンクを含んでいるため、無線ネットワークシステム１００の全ての通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合を知ることができ、全てのＭＰＲ集合および全てのＭＰＲセレクタ集合に基づいて、無線ネットワークシステム１００全体のトポロジーを知ることができる。各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、無線ネットワークシステム１００全体のトポロジーを用いて最短路を計算し、それに基づいて経路表を作成する。
【００６０】
なお、各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３は、Ｈｅｌｌｏメッセージとは別に、ＴＣメッセージを頻繁に交換する。そして、ＴＣメッセージの交換にも、ＭＰＲが利用される。
【００６１】
各通信装置Ｍ１〜Ｍ１３のレイヤ３は、上述したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージを送受信し、その受信したＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣメッセージに基づいて無線ネットワークシステム１００全体のトポロジーを認識し、その無線ネットワークシステム１００全体のトポロジーに基づいて、最短路を計算し、それに基づいて、ルーティングテーブルを動的に作成する。
【００６２】
通信装置Ｍ１は、上述した方法によってルーティングテーブルＲＴ１（図４の（ａ）参照）を作成し、その作成したルーティングテーブルＲＴ１から経路を選択して各送信先と無線通信を行なう。
【００６３】
そして、通信装置Ｍ１が各送信先と無線通信を行なっているときに、通信装置Ｍ１のレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、特定の送受信アドレスに該当するルート状態が更新される度にその情報を知らせる処理を、情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に要求する（ステップＳ１）。即ち、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ要求ＤＥＭ１を出力する。
【００６４】
クロスレイヤ管理部６は、情報伝達部５を介して要求ＤＥＭ１を受けると、該当のルート情報に関する情報の存在について確認および情報提供の要求を行なう（ステップＳ２）。より具体的には、クロスレイヤ管理部６は、要求ＤＥＭ１の内容を検討し、ルート情報を要求する要求ＤＥＭ２を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルへ出力する。
【００６５】
レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６から要求ＤＥＭ２を受けると、要求されている情報がルーティングテーブルＲＴ１に存在しているので、ルート情報の提供を許可する（ステップＳ３）。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、要求ＤＥＭ２に対して許可ＯＫ１を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ出力する。
【００６６】
クロスレイヤ管理部６は、レイヤ２に属するルーティングプロトコルから許可ＯＫ１を受けると、要求ＤＥＭ１に対する許可ＯＫ２を情報伝達部５を介してレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルへ出力する（ステップＳ４）。
【００６７】
その後、通信装置Ｍ１と通信装置Ｍ７との間のルートが切断されると、ルーティングテーブルＲＴ１は、ルーティングテーブルＲＴ２へ更新される（図４の（ｂ）参照）。通信装置Ｍ１−通信装置Ｍ７間のルートが切断されると、通信装置Ｍ７を送信先とする経路および通信装置Ｍ７を次の通信装置とする経路が更新される。
【００６８】
即ち、通信装置Ｍ７を送信先とする経路が削除され、通信装置Ｍ７を次の通信装置とする経路において、次の通信装置が変更される（図４の（ｂ）における囲み参照）。なお、図４の（ｂ）においては、通信装置Ｍ７を送信先とする経路が削除されたことを示すために、通信装置Ｍ７を送信先とする経路が格納されていた部分を空欄にしている。
【００６９】
ルーティングテーブルＲＴ１がルーティングテーブルＲＴ２に更新されると、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、更新されたルーティングテーブルＲＴ２を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ出力する。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６へルート状態を通知する（ステップＳ５）。
【００７０】
クロスレイヤ管理部６は、レイヤ２に属するルーティングプロトコルからルーティングテーブルＲＴ２を受けると、通信装置Ｍ１−通信装置Ｍ７間のルートが切断されていることを検知し、通信装置Ｍ１−通信装置Ｍ７間のルート切断という情報を情報伝達部５を介してレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルに通知する（ステップＳ６）。
【００７１】
レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、通信装置Ｍ１−通信装置Ｍ７間のルート切断という情報をクロスレイヤ管理部６から受けると、その受けた情報に基づいて、他の通信装置との通信を最適化する。
【００７２】
より具体的には、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、ルートが切断されたか否かを判定する（ステップＳ７）。この場合、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、クロスレイヤ管理部６からルート切断の情報を受けている場合、ステップＳ７において“ＹＥＳ”と判定し、クロスレイヤ管理部６からルート切断の情報を受けていない場合、ステップＳ７において“ＮＯ”と判定する。
【００７３】
ルートが切断されていないと判定されたとき、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、ＴＣＰ通信を継続または再開する（ステップＳ８）。一方、ルートが切断されていると判定されたとき、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、輻輳ウィンドウサイズ、再送タイマーなどのパラメータを保持した状態で通信を一時的に停止する（ステップＳ９）。これにより、ルートが切断されたという情報がレイヤ２に属するルーティングプロトコルからレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルへ伝達され、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルにおいて、通信が最適化される。
【００７４】
このように、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルからのルート状態が更新される毎にＴＣＰプロトコルに知らせるという要求ＤＥＭ１に応じて、レイヤ２に属するルーティングプロトコルとレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルとの間の情報のやり取りを管理し、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、クロスレイヤ管理部６を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルから受けたルート切断情報を用いて通信装置Ｍ１における通信を最適化する。
【００７５】
この場合、図２に示すクロスレイヤ処理に関与しているレイヤは、レイヤ１〜４のうち、レイヤ２，３であり、クロスレイヤ管理部６は、各レイヤ１〜４の独自の動作を確保した上でレイヤ２，３間の情報のやり取りを管理するので、レイヤ２に属するルーティングプロトコルとレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルとの間のクロスレイヤ処理を容易に行なうことができる。
【００７６】
なお、図２において、ステップＳ１〜ステップＳ４は、情報交換開始作業を構成し、ステップＳ５〜ステップＳ９は、情報交換作業を構成する。従って、クロスレイヤ処理は、情報交換開始作業と、情報交換作業とからなる。
【００７７】
（Ｂ）パケット伝達率の情報をルーティングプロトコルに知らせる処理
通信装置内のクロスレイヤ処理の第２の例として、パケット伝達率の情報をルーティングプロトコルに知らせる処理について説明する。
【００７８】
図５は、通信装置内のクロスレイヤ処理の第２の例を説明するための図である。図６は、ルーティングテーブルの他の例を示す図である。図５は、図１に示すレイヤ２に属するルーティングプロトコルと、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルとの間のクロスレイヤ処理を示す。
【００７９】
通信装置Ｍ６は、通信装置Ｍ１〜Ｍ５，Ｍ７〜Ｍ１３の各々を送信先とするルーティングテーブルＲＴ３を保持している（図６の（ａ）参照）。そして、通信装置Ｍ６は、ルーティングテーブルＲＴ３を用いて各送信先と通信を行なっている。
【００８０】
このような状況において、クロスレイヤ情報交換は、以下の作業で開始される。通信装置Ｍ６のレイヤ２に属するルーティングプロトコルは、近隣の端末Ａ（＝通信装置Ｍ９）までの情報伝達率に関する情報を６０秒ごとに知らせる処理を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に要求する（ステップＳ１１）。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、要求ＤＥＭ３を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ出力する。
【００８１】
クロスレイヤ管理部６は、レイヤ２に属するルーティングプロトコルからの要求ＤＥＭ３に応じて、要求ＤＥＭ３の内容を検討し、送信が成功および失敗したパケット数の総数を要求されていることを検知する。そして、クロスレイヤ管理部６は、端末Ａ（＝通信装置Ｍ９）までの送信が成功したパケット数と送信が失敗したパケット数との総数を６０秒ごとに知らせる要求ＤＥＭ４を情報伝達部５を介してレイヤ１に属するＭＡＣプロトコルへ出力する（ステップＳ１２）。また、クロスレイヤ管理部６は、要求ＤＥＭ３に対する許可ＯＫ３を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルへ出力する（ステップＳ１３）。これによって、情報交換開始作業が終了する。
【００８２】
その後、情報交換作業が開始されると、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルは、内蔵したタイマ（図示せず）から６０秒が経過したことを示す通知を受け、その受けた通知に応じて、端末Ａ（＝通信装置Ｍ９）までの送信成功パケット数および送信失敗パケット数を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に提供する（ステップＳ１４）。
【００８３】
そうすると、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルから受けた送信成功パケット数および送信失敗パケット数に基づいて、（送信成功パケット数）／（送信成功パケット数＋送信失敗パケット数）を演算してパケット伝達率を演算する（ステップＳ１５）。
【００８４】
そして、クロスレイヤ管理部６は、その演算したパケット伝達率を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルに通知する（ステップＳ１６）。レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６からパケット伝達率を受けると、その受けたパケット伝達率を用いてルーティングテーブルＲＴ３を次のように更新する。
【００８５】
レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、パケット伝達率が閾値よりも低いか否かを判定し（ステップＳ１７）、パケット伝達率が閾値よりも小さいとき、通信装置Ｍ９を次の通信装置（ＮｅｘｔＨｏｐ）としたルートを再計算する（ステップＳ１８）。
【００８６】
より具体的には、ルーティングテーブルＲＴ３は、端末Ａ（＝通信装置Ｍ９）を次の通信装置とする経路として、送信先が通信装置Ｍ１０である経路と、送信先が通信装置Ｍ１２である経路とを含む（通信装置Ｍ９を送信先とする経路を除く）。従って、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、経路［送信先：通信装置Ｍ１０、次の通信装置：通信装置Ｍ９］を経路［送信先：通信装置Ｍ１０、次の通信装置：通信装置Ｍ８］に更新し、経路［送信先：通信装置Ｍ１２、次の通信装置：通信装置Ｍ９］を経路［送信先：通信装置Ｍ１２、次の通信装置：通信装置Ｍ１１］に更新する。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、ルーティングテーブルＲＴ３をルーティングテーブルＲＴ４に更新する（図６の（ｂ）参照）。
【００８７】
これによって、通信装置Ｍ６は、パケット伝達率を閾値以上に保持して通信装置Ｍ１０，Ｍ１２と通信を行なうことができる。
【００８８】
なお、ステップＳ１７において、パケット伝達率が閾値以上であると判定されたとき、ルーティングテーブルＲＴ３は、維持される。
このように、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、パケット伝達率に基づいて他の通信装置（通信装置Ｍ１０，Ｍ１２）との間で行なう通信を最適化する。
また、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ１から受け取った複数の情報をクロスレイヤ制御に適した新しい情報へ変換する情報処理を行なう。
【００８９】
上述したように、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ２に属するルーティングプロトコルからの情報伝達率に関する情報を知らせるという要求ＤＥＭ３に応じて、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルとレイヤ２に属するルーティングプロトコルとの間の情報のやり取りを管理し、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６を介してレイヤ１に属するＭＡＣプロトコルから受けたルート切断情報を用いて通信装置Ｍ６における通信を最適化する。
【００９０】
この場合、図５に示すクロスレイヤ処理に関与しているレイヤは、レイヤ１〜４のうち、レイヤ１，２であり、クロスレイヤ管理部６は、各レイヤ１〜４の独自の動作を確保した上でレイヤ１，２間の情報のやり取りを管理するので、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルとレイヤ２に属するルーティングプロトコルとの間のクロスレイヤ処理を容易に行なうことができる。
【００９１】
なお、通信装置内のクロスレイヤ処理は、上述したクロスレイヤ処理に限らず、次に示すクロスレイヤ処理であってもよい。
【００９２】
（ｉ）レイヤ１に属するＭＡＣ層の情報（例えば、パケットの受信信号強度）をレイヤ２に属するルーティングプロトコルが使用するクロスレイヤ処理ＣＬＰＲ１
（ｉｉ）レイヤ４に属するアプリケーション層のパケットロス情報をレイヤ２に属するルーティングプロトコルが使用するクロスレイヤ処理ＣＬＰＲ２
（ｉｉｉ）レイヤ２に属するネットワーク層の情報をレイヤ４に属するアプリケーション層が使用してパケット送信方法を変更するクロスレイヤ処理ＣＬＰＲ３
クロスレイヤ処理ＣＬＰＲ１が行なわれるとき、各通信装置において、レイヤ１に属するＭＡＣ層は、パケットの受信信号強度を検出し、その検出した受信信号強度を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に通知し、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ１に属するＭＡＣ層から受けた受信信号強度を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルに渡す。
【００９３】
そして、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６から受けた受信信号強度に基づいて、各送信先までのルートを決定する。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、受信信号強度が相対的に強いルートを選択して各送信先までのルートを確立する。より具体的には、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、ホップ数が多くなっても、受信信号強度が相対的に強くなるルートを選択して送信先までのルートを確立する。
【００９４】
また、クロスレイヤ処理ＣＬＰＲ２が行なわれるとき、各通信装置において、レイヤ４に属するアプリケーション層は、パケットロス情報を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ通知し、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ４に属するアプリケーション層から受けたパケットロス情報を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルに渡す。
【００９５】
そして、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６から受けたパケットロス情報に基づいて、各送信先までのルートを決定する。即ち、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、パケットロスが相対的に少ないルートを選択して各送信先までのルートを確立する。より具体的には、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、ホップ数が多くなっても、パケットロスが相対的に少ないルートを選択して送信先までのルートを確立する。
【００９６】
更に、クロスレイヤ処理ＣＬＰＲ３が行なわれるとき、各通信装置において、レイヤ２に属するネットワーク層は、ＩＰのエラーメッセージを情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に通知し、クロスレイヤ管理部６は、レイヤ２に属するネットワーク層から受けたＩＰのエラーメッセージを情報伝達部５を介してレイヤ４に属するアプリケーション層に渡す。
【００９７】
そして、レイヤ４に属するアプリケーション層は、クロスレイヤ管理部６から受けたＩＰのエラーメッセージに基づいて、送信方法をＴＣＰ送信からＵＤＰ送信に変更する。
【００９８】
このように、この発明においては、通信装置内のクロスレイヤ処理には、各種のクロスレイヤ処理が含まれる。
【００９９】
［通信装置間のクロスレイヤ処理］
図７は、通信装置間のクロスレイヤ処理において用いられる専用パケットの構成図である。専用パケットＰＫＴＣは、ＭＡＣヘッダと、ＩＰヘッダと、クロスレイヤヘッダと、データ部とからなる。
【０１００】
ＭＡＣヘッダは、通常のＭＡＣヘッダからなる。ＩＰヘッダは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌフィールドを含む。そして、Ｐｒｏｔｏｃｏｌフィールドには、上位のプロトコルとして“クロスレイヤ”が格納される。
【０１０１】
クロスレイヤヘッダは、ｓｒｃ＿ｉｄと、イベントとを含む。ｓｒｃ＿ｉｄは、専用パケットＰＫＴＣを作成した通信装置を表す。イベントには、クロスレイヤ処理を行なう必要が生じた原因が格納される。データ部には、クロスレイヤ処理のための詳細な指示または情報等が格納される。
【０１０２】
通信装置間のクロスレイヤ処理が行なわれる場合、通信装置のクロスレイヤ管理部６は、専用パケットＰＫＴＣを用いて情報のやり取りを行なう。そして、通信装置のクロスレイヤ管理部６は、専用パケットＰＫＴＣをユニキャスト、マルチキャストおよびフラディングのいずれかの方式で送信する。
【０１０３】
以下、専用パケットＰＫＴＣを用いた通信装置間のクロスレイヤ処理について説明する。
【０１０４】
（Ｃ）中継端末のリンクレイヤからの情報を送信元端末のＴＣＰレイヤに送信する処理
図８は、通信装置間のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するための概念図である。また、図９は、通信装置間のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。図８において、通信装置Ａは、送信元端末であり、通信装置Ｂは、中継端末である。
【０１０５】
送信元端末である通信装置Ａのレイヤ３に属するトランスポート層は、データパケットをレイヤ２に属するネットワーク層およびレイヤ１を介して通信装置Ｂへ送信する。
【０１０６】
中継端末である通信装置Ｂのレイヤ１は、通信装置Ａからのデータパケットを受信し、その受信したデータパケットをレイヤ２に属するネットワーク層へ出力する。そして、通信装置Ｂのレイヤ２に属するネットワーク層は、通信装置Ａからのデータパケットを送信先へ中継するためにレイヤ１へ出力する。しかし、通信装置Ｂのレイヤ１において、バッファ溢れ（輻輳）が発生した場合、データパケットが廃棄される（ステップＳ２１）。
【０１０７】
このように、通信装置Ｂのレイヤ１において、パケット損失が発生すると、通信装置Ｂのレイヤ１は、情報伝達部５を介してパケットが損失したことをクロスレイヤ管理部６へ通知する（ステップＳ２２）。
【０１０８】
そして、通信装置Ｂのクロスレイヤ管理部６は、レイヤ１からパケット損失を受けると、ＰｒｏｔｏｃｏｌフィールドにＰｒｏｔｏｃｏｌ＝クロスレイヤを設定し、ｓｒｃ＿ｉｄに通信装置ＢのＩＰアドレスを設定し、受信端末に送信ＴＣＰを設定し、イベントにＴＣＰパケットロスを格納した専用パケットＰＫＴＣを作成する（ステップＳ２３）。
【０１０９】
クロスレイヤ管理部６は、専用パケットＰＫＴＣを作成すると、その作成した専用パケットＰＫＴＣを情報伝達部５、レイヤ２に属するネットワーク層およびレイヤ１を介して通信装置Ａへ送信する（ステップＳ２４）。
【０１１０】
通信装置Ａのレイヤ１は、通信装置Ｂからの専用パケットＰＫＴＣを受信し、その受信した専用パケットＰＫＴＣを情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ渡す（ステップＳ２５）。
【０１１１】
そうすると、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、レイヤ１から受けた専用パケットＰＫＴＣを解析し、通信装置Ｂ（中継端末）でバッファ溢れ（輻輳）によりパケット損失が発生したことを情報伝達部５を介してレイヤ３に属する該当のＴＣＰに通知する（ステップＳ２６）。
【０１１２】
レイヤ３に属する該当のＴＣＰは、通信装置Ｂ（中継端末）でバッファ溢れ（輻輳）によりパケット損失が発生したことを示す通知をクロスレイヤ管理部６から受けると、輻輳制御を行なう（ステップＳ２７）。これにより、通信装置Ａ−通信装置Ｂとの間のクロスレイヤ処理が終了する。
【０１１３】
このように、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６および通信装置Ｂのクロスレイヤ管理部６は、通信装置Ａのレイヤ３に属するトランスポート層と通信装置Ｂのレイヤ１との間で情報のやり取りを管理し、クロスレイヤ処理を行なう。その結果、通信装置Ａのレイヤ３に属するトランスポート層は、通信装置Ｂにおいて輻輳によるパケット損失が発生したことを容易に知ることができ、その輻輳によるパケット損失に対する対策として輻輳制御を迅速に行なうことができる。
（Ｄ）複数のクロスレイヤ処理
図１０は、ネットワークにおいて発生する問題を説明するための概念図である。通信装置Ａ〜Ｆは、ネットワークを構成し、通信装置Ｂは、通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１内に存在し、通信装置Ｃ，Ｄは、通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１内および通信装置Ｅの通信領域ＲＥＧ２内に存在し、通信装置Ｅは、通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１外に存在し、通信装置Ｆは、通信装置Ｂの通信領域ＲＥＧ３内に存在し、通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１外に存在する。
【０１１４】
そして、通信装置Ａは、通信装置Ｅが自己の通信領域ＲＥＧ１外に存在するため、通信装置Ｃを介して通信装置Ｅへトラフィック１を送信し、自己の通信領域ＲＥＧ１内に存在する通信装置Ｆへトラフィック２を送信しようとしている。トラフィック１は、Ｖｉｄｅｏストリーミングというアプリケーションを実行するためのパケットからなり、トラフィック２は、ＷＥＢ閲覧というアプリケーションを実行するためのパケットからなる。
【０１１５】
このような状況において、通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１内にパケット衝突が頻繁に発生するという問題１が発生し、通信装置Ｂおよび通信装置Ｃが輻輳状態であるという問題２が発生する。
【０１１６】
図１１は、図１０に示す問題１の検知を説明するためのフローチャートである。通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１内におけるパケット衝突の発生は、通信装置Ａにおいて行なわれる。通信装置Ａのレイヤ１に属するＭＡＣプロトコルは、内蔵したタイマから６０秒が経過する毎に通知を受け、６０秒間におけるパケットの衝突回数およびパケット送信成功回数を検出する。そして、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルは、その検出した衝突回数およびパケット送信成功回数を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ通知する（ステップＳ３１）。
【０１１７】
クロスレイヤ管理部６は、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルから衝突回数およびパケット送信成功回数を受けると、衝突回数／（パケット送信成功回数＋衝突回数）を演算してパケットの衝突率を求める（ステップＳ３２）。
【０１１８】
そして、クロスレイヤ管理部６は、その求めたパケットの衝突率が閾値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３３）、パケットの衝突率が閾値よりも大きいとき、「チャネルが混んでおり、チャネルに与える負荷を減らす必要がある」ことを検知する（ステップＳ３４）。これにより、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、問題１を検知する。
【０１１９】
なお、ステップＳ３３において、パケットの衝突率が閾値以下であるとき、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、パケットの衝突が問題とならないことを検知する。
【０１２０】
図１２は、図１０に示す問題２の検知を説明するための概念図である。また、図１３は、図１０に示す問題２の検知を説明するためのフローチャートである。通信装置ＢまたはＣのレイヤ１は、キューサイズが閾値を越えたことを検出することにより、輻輳発生を検知する（ステップＳ４１）。
【０１２１】
そして、通信装置ＢまたはＣのレイヤ１は、その検知した輻輳発生を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ通知する（ステップＳ４２）。クロスレイヤ管理部６は、レイヤ１から輻輳発生を受けると、ＰｒｏｔｏｃｏｌフィールドにＰｒｏｔｏｃｏｌ＝クロスレイヤを設定し、ｓｒｃ＿ｉｄに通信装置ＢまたはＣのＩＰアドレスを設定し、受信端末に通信装置Ａを設定し、イベントに輻輳発生を格納した専用パケットＰＫＴＣを作成する（ステップＳ４３）。
【０１２２】
クロスレイヤ管理部６は、専用パケットＰＫＴＣを作成すると、その作成した専用パケットＰＫＴＣを情報伝達部５、レイヤ２に属するネットワーク層およびレイヤ１を介して通信装置Ａへ送信する（ステップＳ４４）。
【０１２３】
そうすると、通信装置Ａのレイヤ１は、専用パケットＰＫＴＣを受信し、その受信した専用パケットＰＫＴＣを情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６へ渡す（ステップＳ４５）。そして、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、専用パケットＰＫＴＣを解析し、通信装置Ｂまたは通信装置Ｃで輻輳が発生していることを検知する（ステップＳ４６）。また、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、「輻輳状態にある通信装置を避けるルートを使用、またはそれらの通信装置へ送信する転送レートを減らす必要がある」と判定する（ステップＳ４７）。これにより、問題２の検知が終了する。
【０１２４】
このように、問題２は、通信装置間のクロスレイヤ処理によって検知される。
【０１２５】
図１４は、２つのトラフィックをサポートするレイヤの概念図である。レイヤ４としてアプリケーション１＝Ｖｉｄｅｏおよびアプリケーション２＝ＷＢ閲覧が実行されている。
【０１２６】
そして、アプリケーション１（＝Ｖｉｄｅｏ）は、ＵＤＰ、ルーティングプロトコルおよびＭＡＣプロトコルを介して他の通信装置と通信を行なう。また、アプリケーション２（＝ＷＥＢ閲覧）は、ＴＣＰ、ルーティングプロトコルおよびＭＡＣプロトコルを介して他の通信装置と通信を行なう。
【０１２７】
図１５は、図１０に示す問題１，２を解決する動作を説明するためのフローチャートである。通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、通信装置Ｃで輻輳が発生していることを検知すると、その対策１として、通信装置Ｃを経由せずに通信装置Ｅへアクセスするルートを検索するようにレイヤ２に属するルーティングプロトコルに情報伝達部５を介して指示を与える（ステップＳ５１）。
【０１２８】
そうすると、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、通信装置Ｄを次の通信装置とする通信装置Ｅへのルートを確立する（ステップＳ５２）。これにより、輻輳状態にある通信装置Ｃを避けて通信装置Ｅと通信を行なうことができる。
【０１２９】
また、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、通信装置ＢまたはＣが輻輳状態にあることを検知すると、その対策２として、ウィンドウサイズを下げ、転送レートを減少させるようにレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルに情報伝達部５を介して指示を与える（ステップＳ５３）。
【０１３０】
そうすると、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、ウィンドウサイズを減少させ、転送レートを減少させる（ステップＳ５４）。これにより、通信装置ＢまたはＣにおける輻輳を軽減できる。
【０１３１】
更に、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、レイヤ４に属するアプリケーション１に対して、より圧縮率の高い方式を使用するように情報伝達部５を介して指示を与える（ステップＳ５５）。
【０１３２】
そうすると、レイヤ４に属するアプリケーション１は、より圧縮率が高い圧縮方式を使用し、データ量を減らす（ステップＳ５６）。これにより、チャネルに与える負荷を減少できる。
【０１３３】
更に、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、レイヤ４に属するアプリケーション２に対して、ＷＥＢページ上の画像等に使用されている色の数を減らすように情報伝達部５を介して指示を与える（ステップＳ５７）。
【０１３４】
そうすると、レイヤ４に属するアプリケーション２は、画像等に使用されている色の数を減らし、データ量を減少する（ステップＳ５８）。これにより、チャネルに与える負荷を減らすことができるとともに、通信装置Ｂの輻輳情報を軽減できる。
【０１３５】
上述したように、通信装置Ａのレイヤ１に属するＭＡＣプロトコルが衝突回数およびパケット送信成功回数を検出してクロスレイヤ管理部６に通知すると（ステップＳ３１参照）、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、衝突回数およびパケット送信成功回数に基づいてパケット衝突率を演算して通信装置Ａの通信領域ＲＥＧ１内におけるパケットの衝突を検知し（ステップＳ３２，Ｓ３３参照）、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルに対して、ウィンドウサイズを下げ、転送レートを減少させるように指示を与え（ステップＳ５３参照）、レイヤ３に属するＴＣＰプロトコルは、ウィンドウサイズを減少させ、転送レートを減少させて通信を行なう（ステップＳ５４参照）。従って、通信装置Ａにおいて、レイヤ１に属するＭＡＣプロトコルとレイヤ３に属するＴＣＰプロトコルとの間のクロスレイヤ処理が行なわれる。
【０１３６】
また、通信装置ＢまたはＣのレイヤ１が輻輳発生を検出して通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６に通知すると（ステップＳ４１〜ステップＳ４５参照）、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、通信装置ＢまたはＣが輻輳状態であることを検知し（ステップＳ４６参照）、通信装置Ｃを避けて通信装置Ｅへアクセスするルートを検索するようにレイヤ２に属するルーティングプロトコルに指示Ｃｏｍ１を与え（ステップＳ５１参照）、より圧縮率の高い圧縮方式を使用するようにレイヤ４に属するアプリケーション１に指示Ｃｏｍ２を与え（ステップＳ５５参照）、画像等に使用されている色の数を減らすようにレイヤ４に属するアプリケーション２に指示Ｃｏｍ３を与え（ステップＳ５７参照）、レイヤ２に属するルーティングプロトコルは、指示Ｃｏｍ１に対して、通信装置Ｃを避けて通信装置Ｅにアクセスするルートを確立し（ステップＳ５２参照）、レイヤ４に属するアプリケーション１は、指示Ｃｏｍ２に対して、より圧縮率の高い圧縮方式を使用してデータ量を減らし（ステップＳ５６参照）、レイヤ４に属するアプリケーション２は、指示Ｃｏｍ３に対して、色の数を減らし、データ量を減らす（ステップＳ５８参照）。従って、通信装置ＢまたはＣのプロトコル１（リンク層）と通信装置Ａのレイヤ４に属するアプリケーション１，２との間のクロスレイヤ処理が行なわれる。
【０１３７】
これにより、図１に示す問題１および問題２が解決される。
【０１３８】
なお、通信装置間のクロスレイヤ処理は、上述したクロスレイヤ処理に限らず、次に示すクロスレイヤ処理であってもよい。
【０１３９】
（ｉｖ）通信相手のプロトコル１（ＭＡＣ層）の情報（例えば、自己の通信相手への信号強度）を自己のレイヤ２に属するルーティングプロトコルが使用するクロスレイヤ処理ＣＬＰＲ４
クロスレイヤ処理ＣＬＰＲ４が行なわれるとき、通信相手である通信装置Ａのレイヤ１に属するＭＡＣ層は、パケットの受信信号強度を検出し、その検出した受信信号強度を情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に通知し、通信装置Ａのクロスレイヤ管理部６は、レイヤ１に属するＭＡＣ層から受けた受信信号強度を格納した専用パケットＰＫＴＣを生成して情報伝達部５、ネットワーク層およびリンク層を介して通信装置Ｂへ送信する。
【０１４０】
そして、通信装置Ｂのレイヤ１は、通信装置Ａから専用パケットＰＫＴＣを受信し、その受信した専用パケットＰＫＴＣを情報伝達部５を介してクロスレイヤ管理部６に出力する。通信装置Ｂのクロスレイヤ処理部６は、専用パケットＰＫＴＣを解析し、通信装置Ａから送られた受信信号強度を専用パケットＰＫＴＣから検出する。そして、通信装置Ｂのクロスレイヤ管理部６は、その検出した受信信号強度を情報伝達部５を介してレイヤ２に属するルーティングプロトコルに渡す。
【０１４１】
そうすると、通信装置Ｂのレイヤ２に属するルーティングプロトコルは、クロスレイヤ管理部６から受けた受信信号強度に基づいて、各送信先までのルートを決定する。即ち、通信装置Ｂのレイヤ２に属するルーティングプロトコルは、受信信号強度が相対的に強いルートを選択して各送信先までのルートを確立する。より具体的には、通信装置Ｂのレイヤ２に属するルーティングプロトコルは、ホップ数が多くなっても、受信信号強度が相対的に強くなるルートを選択して送信先までのルートを確立する。
【０１４２】
このように、この発明においては、通信装置間のクロスレイヤ処理には、各種のクロスレイヤ処理が含まれる。
【０１４３】
この発明によれば、通信装置１０は、複数のレイヤ１〜４間においてクロスレイヤ処理のための情報のやり取りを管理するクロスレイヤ管理部６を備えるので、複数のレイヤ１〜４の各々は、クロスレイヤ管理部６を介して必要な情報を取得する。つまり、複数のレイヤの各々が独自の動作を独立に実行しながら、クロスレイヤ管理部６を介して複数のレイヤ間でクロスレイヤ処理が行なわれる。従って、この発明によれば、クロスレイヤ処理を容易に実行できる。
【０１４４】
なお、この発明において、クロスレイヤ処理は、レイヤ間の情報交換、一つまたは複数のレイヤからの情報の最適化、および一つ以上のレイヤからの情報に基づいて、異なる一つ以上のレイヤに対してＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）およびセキュリティーを目的とした動作を指示すること等からなる。
【０１４５】
上記においては、通信装置１０は、無線ネットワークシステム１００を構成すると説明したが、この発明においては、これに限らず、通信装置１０は、有線ネットワークシステムを構成するようにしてもよく、一般的には、全てのＴＣＰ／ＩＰネットワークにおける端末装置内および端末装置間のクロスレイヤ処理をサポートする通信装置として用いられる。
【０１４６】
例えば、通信装置１０は、メッシュ無線ネットワークのアクセスポイント内のクロスレイヤ処理またはアクセスポイント間のクロスレイヤ処理をサポートする通信装置として用いられる。また、通信装置１０は、アドホックネットワークにおけるクロスレイヤ処理をサポートする通信装置として用いられる。
【０１４７】
なお、上述した情報伝達部５およびクロスレイヤ管理部６は、ソフトウェアによって実現される。そして、情報伝達部５は、レイヤ１〜４の各々からの要求および情報等を吸い出してクロスレイヤ管理部６に出力するとともに、クロスレイヤ管理部６からのデータおよび情報等を吸い出してレイヤ１〜４へ与える。即ち、情報伝達部５は、レイヤ１〜４の各々とクロスレイヤ管理部６との間の情報のやり取りを円滑に行なう機能を果たす。
【０１４８】
このように、情報伝達部５およびクロスレイヤ管理部６は、通信装置１０においてレイヤ１〜４にソフトウェア的に追加されるので、レイヤ１〜４の各々が独立して行なう独自の動作を保証したまま情報伝達部５およびクロスレイヤ管理部６の機能を通信装置１０に容易に実装できる。
【０１４９】
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】
【０１５０】
この発明は、複数のレイヤの独自性を維持してクロスレイヤ処理を容易に実行可能な通信装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】この発明の実施の形態による通信装置の構成を示す概略図である。
【図２】通信装置内のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するための図である。
【図３】無線ネットワークシステムの概略図である。
【図４】ルーティングテーブルの例を示す図である。
【図５】通信装置内のクロスレイヤ処理の第２の例を説明するための図である。
【図６】ルーティングテーブルの他の例を示す図である。
【図７】通信装置間のクロスレイヤ処理において用いられる専用パケットの構成図である。
【図８】通信装置間のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するための概念図である。
【図９】通信装置間のクロスレイヤ処理の第１の例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】ネットワークにおいて発生する問題を説明するための概念図である。
【図１１】図１０に示す問題１の検知を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１０に示す問題２の検知を説明するための概念図である。
【図１３】図１０に示す問題２の検知を説明するためのフローチャートである。
【図１４】２つのトラフィックをサポートするレイヤの概念図である。
【図１５】図１０に示す問題１，２を解決する動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５２】
１〜４  レイヤ、５  情報伝達部、６  クロスレイヤ管理部、１０，Ｍ１〜Ｍ１３  通信装置、５１〜５４  ユニット、１００  無線ネットワークシステム。
【図１】
2007194760.tif 000003
【図２】
2007194760.tif 000004
【図３】
2007194760.tif 000005
【図４】
2007194760.tif 000006
【図５】
2007194760.tif 000007
【図６】
2007194760.tif 000008
【図７】
2007194760.tif 000009
【図８】
2007194760.tif 000010
【図９】
2007194760.tif 000011
【図１０】
2007194760.tif 000012
【図１１】
2007194760.tif 000013
【図１２】
2007194760.tif 000014
【図１３】
2007194760.tif 000015
【図１４】
2007194760.tif 000016
【図１５】
2007194760.tif 000017