(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線発信局と、該無線発信局の通信エリア外にある無線受信局とが、該無線発信局の通信エリア内の無線中継局を中継して通信するマルチホップ無線ネットワークにおけるルーティング方法において、
無線発信局の通信エリア内にあるエリア内無線局から周期的に送信されるＨｅｌｌｏパケットの受信回数に基づいて定められる前記エリア内無線局と前記Ｈｅｌｌｏパケットの受信先の他の無線局との間の通信安定度を示す情報を取得するステップと、
前記通信安定度に基づいて、前記エリア内無線局の中から情報の伝送経路を構築する無線中継局を１つ選択するステップと、
を備えるルーティング方法。
【請求項２】
前記無線中継局を選択するステップでは、所定レベルより高い通信安定度でエリア内無線局が通信可能な前記他の無線局の数が最も多い無線中継局が１つ選択されることを特徴とする請求項１に記載のルーティング方法。
【請求項３】
無線発信局と、該無線発信局の通信エリア外にある無線受信局とが、該無線発信局の通信エリア内の無線中継局を中継して通信するマルチホップ無線ネットワークにおけるルーティング方法を実現するためのプログラムにおいて、コンピュータに、
無線発信局の通信エリア内にあるエリア内無線局から周期的に送信されるＨｅｌｌｏパケットの受信回数に基づいて定められる前記エリア内無線局と前記Ｈｅｌｌｏパケットの受信先の他の無線局との間の通信安定度を示す情報を取得するステップと、
前記通信安定度に基づいて、前記エリア内無線局の中から情報の伝送経路を構築する無線中継局を１つ選択するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項４】
無線発信局と、該無線発信局の通信エリア外にある無線受信局とが、該無線発信局の通信エリア内の無線中継局を中継して通信するマルチホップ無線ネットワークで用いられる無線通信装置において、
無線発信局の通信エリア内にあるエリア内無線局から周期的に送信されるＨｅｌｌｏパケットの受信回数に基づいて定められる前記エリア内無線局と前記Ｈｅｌｌｏパケットの受信先の他の無線局との間の通信安定度を示す情報を取得し、その通信安定度に基づいて前記エリア内無線局の中から情報の伝送経路を構築する無線中継局を１つ決定する無線中継局決定部を備え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であって、
他の無線局から受け取った無線中継局を示す情報に基づいて無線中継局として機能するための処理を行う演算処理部を備えることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチホップ無線ネットワークに関し、特に、ルーティングのための無線中継局を選択する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチホップ無線ネットワークとは、各無線局に中継機能を持たせ、直接通信できない複数の無線局の間に存在する無線局を無線中継局として用いることで、それら直接通信できない無線局間の通信を実現するネットワークである。これを図４を参照して説明すると、無線局Ａの通信エリアＡａ内には無線局Ｂ，Ｃが存在しており、無線局Ａは無線局Ｂ，Ｃとは直接通信できる。一方、無線局Ｄは無線局ＡのエリアＡａ内に存在しないため、無線局Ａは無線局Ｄとは直接通信することができない。しかしながら、無線局Ｄは無線局Ｂの通信エリアＡｂ内にあるから、無線局Ｂを中継局とすることで、無線局Ａは無線局Ｄとの通信が可能となる。このようなマルチホップ無線ネットワークは、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などに適用可能である。
【０００３】
マルチホップ無線ネットワークにおけるルーティングのプロトコルの一つに、テーブル駆動型（Table-Driven）プロトコルがある。このプロトコルでは、各無線局が予め経路情報テーブルを有するため、高速な接続が可能である。
【０００４】
このテーブル駆動型プロトコルの一つであるＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）では、多数の無線局に向けて共通の情報を伝送する場合、無線中継局として利用可能な複数の無線局のうち、通信可能な無線局数の多い無線局を、無線中継局として選択する。このように、一つの情報をより多数の無線局に転送することで、情報伝送のための帯域消費が必要最小限度に抑制され、情報伝送効率の向上が図られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ＯＬＳＲでは、無線中継局とその情報転送先の無線局との間の通信安定度が低い場合には、再接続や情報の再伝送などが必要となり、情報伝送にかかる帯域消費が却って増大してしまうという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるマルチホップ無線ネットワークにおけるルーティング方法は、無線発信局の通信エリア内にあるエリア内無線局から周期的に送信されるＨｅｌｌｏパケットの受信回数に基づいて定められる前記エリア内無線局と前記Ｈｅｌｌｏパケットの受信先の他の無線局との間の通信安定度を示す情報を取得するステップと、前記通信安定度に基づいて、前記エリア内無線局の中から情報の伝送経路を構築する前記無線中継局を１つ選択するステップと、を備える。
【０００７】
すなわち、本発明にかかるルーティング方法では、無線中継局の候補となる無線局から周期的に送信されるＨｅｌｌｏパケットの受信回数に基づいて定められる、その無線局とＨｅｌｌｏパケットの受信先の無線局との間の通信安定度に基づいて無線中継局が１つ選択されるから、それらの間における再接続や情報の再伝送が抑制され、それに伴う帯域消費の増大が抑制される。
【０００８】
また、本発明にかかる上記ルーティング方法における上記無線中継局を選択するステップでは、所定レベルより高い通信安定度でエリア内無線局が通信可能な上記他の無線局の数が最も多い無線中継局が１つ選択されるのが好適である。
【０００９】
これにより、一つの情報をより多数の無線局に良好な通信状態で転送することができ、帯域消費を必要最小限度に抑制することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるマルチホップ無線ネットワークの無線局１０のブロック図、また図２は、各無線局１０が備える経路情報の一例を示す図である。
【００１１】
図１の実施形態にかかる無線局１０は、所定の情報を発信する無線発信局としての機能、無線発信局からの情報を受信する無線受信局としての機能、および、無線発信局とその無線発信局の通信エリア内に無い無線受信局との間で伝送される情報を中継する無線中継局としての機能を有する。このうちどの局として機能するかは、無線局１０の演算処理部１２の受け取った制御情報（例えば受信したパケットのヘッダに含まれる無線中継局あるいは無線受信局のアドレスを示す情報等）により決定される。
【００１２】
無線局１０は、無線局１０各部の制御を司るとともに、上記局機能の選択処理やルーティング処理、ベースバンド信号の生成／取得処理などを行う演算処理部（例えばＣＰＵ等）１２と、他の無線局あるいはＡＰとの間の通信のための処理（例えば変調／復調、増幅、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換等）を行う無線通信部１４と、演算処理にかかる各種情報を記憶する記憶部（例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等）１６と、情報の送信周期／受信周期を計測するための周期タイマ１８と、他の無線局との通信を行うためのアンテナ２０と、を備える。
【００１３】
無線局１０が無線中継局として機能する場合、演算処理部１２は、受信した情報が無線通信部１４から転送先（すなわち無線受信局）に向けて転送されるよう、各部を制御する。この場合、演算処理部１２自身もその情報を取得し、無線中継局においてその情報に基づいた各種処理が実行されるよう構成することができる。
【００１４】
また演算処理部１２は、図示しない入力部からの入力操作などに基づいて情報送信要求を示す制御情報を取得した場合、無線局１０を無線発信局として機能させる処理を行う。より具体的には、情報の伝送経路を決定するルーティング処理や、伝送する情報のベースバンド信号を生成する処理等を行う。
【００１５】
このうち、ルーティング処理は、記憶部１６に記憶される経路情報に基づいて行われる。ここで図２を参照して経路情報の一例について説明する。経路情報には、
（ａ）自局と直接通信可能な自局の通信エリア内にあるエリア内無線局（以下、ある無線局と直接通信可能な無線局をその無線局の第１Ｈｏｐ局と称する）を示す情報、
（ｂ）自局とその第１Ｈｏｐ局との通信安定度を示す情報、
（ｃ）自局の第１Ｈｏｐ局と直接通信可能な他の無線局（以下、ある無線局と無線中継局を一つ介して通信可能な無線局をその無線局の第２Ｈｏｐ局と称する）を示す情報、および
（ｄ）自局の第１Ｈｏｐ局と自局の第２Ｈｏｐ局との通信安定度を示す情報
を含む。
【００１６】
演算処理部１２は、経路情報を、各第１Ｈｏｐ局から受信した情報に基づいて取得する。本実施形態にかかるマルチホップ無線ネットワークに属する各無線局１０は、経路情報を生成するための情報（例えばパケット情報；以下このパケット情報をＨｅｌｌｏパケットと称する）を共通の通信チャネルで送信するように構成されている。Ｈｅｌｌｏパケットは、発信元の無線局を識別可能な情報（例えば無線局のアドレス）を含む。このため、演算処理部１２は、受信したＨｅｌｌｏパケットに含まれる発信元の無線局を識別可能な情報として、上記（ａ）の自局の第１Ｈｏｐ局を示す情報を取得することができる。
【００１７】
また各無線局１０は、Ｈｅｌｌｏパケットを所定の時間間隔（例えば１秒）で周期的に送信する。このため、演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局からのＨｅｌｌｏパケットの単位時間あたりの受信回数として、上記（ｂ）の第１Ｈｏｐ局との通信安定度を取得することができる。例えば、Ａ局が、送信間隔が１秒に設定されたＨｅｌｌｏパケットを、Ｂ局から１０秒間に９回取得できた場合、Ｂ局から１０秒間に１０回送信されたはずのＨｅｌｌｏパケットを９回受信できたことになるから、Ａ局とＢ局との通信安定度は、９／１０＝０．９となる。また図２の例では、通信安定度を、複数段階に区分している。例えば、通信安定度０．４未満をグレード１、通信安定度０．４以上０．７未満をグレード２、通信安定度０．７以上をグレード３と区分することができる。なお、Ｈｅｌｌｏパケットの送信間隔は、全無線局１０で共通としてもよいし、無線局毎に設定してもよい。後者の場合は、Ｈｅｌｌｏパケットに、送信間隔を示す情報を含めればよい。
【００１８】
また各無線局１０は、上述のようにして取得した、自局の第１Ｈｏｐ局を示す情報、およびその第１Ｈｏｐ局との間の通信安定度を示す情報を、Ｈｅｌｌｏパケットに含めて送信する。他局（すなわち自局の第１Ｈｏｐ局）から受信した「第１Ｈｏｐ局を示す情報」は、自局の第２Ｈｏｐ局を示す情報に相当し、また「第１Ｈｏｐ局との間の通信安定度を示す情報」は、自局の第１Ｈｏｐ局と第２Ｈｏｐ局との通信安定度を示す情報に相当する。こうして、演算処理部１２は、他局より受信したＨｅｌｌｏパケットから、上記（ｃ）の自局の第２Ｈｏｐ局を示す情報、および上記（ｄ）の自局の第１Ｈｏｐ局と第２Ｈｏｐ局との通信安定度を示す情報を取得することができる。
【００１９】
演算処理部１２は、こうして取得した上記（ａ）〜（ｄ）の情報を、図２に示すような経路情報として記憶部１６に格納する。また、自局を示す情報、自局の第１Ｈｏｐ局を示す情報、およびその第１Ｈｏｐ局との間の通信安定度を示す情報を含むＨｅｌｌｏパケットを、所定の周期で、自局の通信エリアに向けて送信（放送）するための処理は、演算処理部１２によって行われる。なお、受信したＨｅｌｌｏパケットには、他局（第１Ｈｏｐ局）の第１Ｈｏｐ局（すなわち自局の第２Ｈｏｐ局）としての自局に関する情報が含まれるが、演算処理部１２がこれを記憶部１６に格納する経路情報に含めないようにすることは容易である。
【００２０】
次に、演算処理部１２によるルーティング処理の一例について図３を参照して説明する。図３は、なるべく少ないトラフィック量で複数の無線局（直接または中継によって通信可能な全無線局）に  同一内容の情報を配信するためのルーティング処理の例である。
【００２１】
演算処理部１２は、情報伝送要求を受け取ると（ステップＳ１０）、第１Ｈｏｐ局の中から無線中継局を決定し（ステップＳ２０）、ルーティング処理のための情報（例えばヘッダ情報）を含む伝送情報を生成する（ステップＳ３０）。
【００２２】
ステップＳ２０において、演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局が一つだけであるときは（ステップＳ２１）、その第１Ｈｏｐ局を無線中継局とする（ステップＳ２２）。
【００２３】
また演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局のうち、自局との通信安定度が所定レベルより高い（例えばグレード３の）第１Ｈｏｐ局が一つだけであるときは（ステップＳ２３）、その第１Ｈｏｐ局を無線中継局とする（ステップＳ２４）。
【００２４】
また演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局のうち、自局との通信安定度が所定レベルより高い（例えばグレード３の）第１Ｈｏｐ局が複数あるときは（ステップＳ２５）、それら複数の第１Ｈｏｐ局のうち、それとの通信安定度が所定レベルより高い（例えばグレード３の）第２Ｈｏｐ局数の最も多いものを選択し、これを無線中継局とする（ステップＳ２６）。
【００２５】
ステップＳ２１，Ｓ２３およびＳ２５のいずれにも該当しない場合は、演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局のうち通信安定度の最も高い第１Ｈｏｐ局を無線中継局とする（ステップＳ２７）。
【００２６】
そして、演算処理部１２は、経路情報に登録された第２Ｈｏｐ局から、経路情報上記ステップＳ２１〜Ｓ２７で決定された無線中継局（第１Ｈｏｐ局）およびそれと通信可能な第２Ｈｏｐ局をルーティング処理の対象から除外したときに、経路情報に登録された第２Ｈｏｐ局が残存している場合には、上記ステップＳ２１に戻る（ステップＳ２８）。上記ステップＳ２１〜Ｓ２８は、全ての第２Ｈｏｐ局について無線中継局が決定されるまで繰り返し行われる。
【００２７】
なお、演算処理部１２は、第１Ｈｏｐ局のうち、通信安定度が所定レベルより高い（例えばグレード３の）第１Ｈｏｐ局が複数あるとき（ステップＳ２５）の処理として、上記ステップＳ２６に替えて、第２Ｈｏｐ局との通信安定度を該安定度のレベルに応じて重み付けして第１Ｈｏｐ局毎に加算し、その結果が最も高い第１Ｈｏｐ局を無線中継局と決定するようにしてもよい。例えば、グレード３を３点、グレード２を２点、またグレード１を１点とし、第１Ｈｏｐ局毎に点数の合計を算出して比較すればよい。
【００２８】
このように、本実施形態にかかる無線局１０は、その第１Ｈｏｐ局と第２Ｈｏｐ局との通信安定度に応じて、情報の伝送経路を決定する。これにより、第１Ｈｏｐ局と第２Ｈｏｐ局との間における再接続や情報の再伝送が抑制され、それに伴う帯域消費の増大が抑制される。
【００２９】
本実施形態にかかる無線局１０は、情報処理装置（例えばパーソナルコンピュータ等；図示せず）とそれに接続（または内蔵）した無線通信装置（例えば情報処理装置に着脱自在な無線ＬＡＮカード、無線ＬＡＮ装置等；図示せず）として構成することができる。この場合、演算処理部１２、記憶部１６および周期タイマ１８は、情報処理装置の一部（ＣＰＵ、メモリ等）として、また無線通信部１４は無線通信装置の一部として、構成することができる。さらにこの場合、情報処理装置のメモリやハードディスク等のプログラム保持部に保持させたプログラムに従って、演算処理部１２に、上記各処理（すなわち、無線発信局、無線中継局、および無線受信局としての上記各処理）を行わせることができる。このプログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＭＯ等）に格納され、情報処理装置に接続（または内蔵）されたリムーバブルデバイスによって読み出され、プログラム保持部にインストールされる。
【００３０】
また無線局１０を、上記各構成要素（演算処理部１２、無線通信部１４、記憶部１６および周期タイマ１８）を全て一体化した無線通信装置として構成することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチホップ無線ネットワークにおいて情報伝送に伴う帯域消費が抑制される。その結果、情報伝送速度が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態にかかるマルチホップ無線ネットワーク用無線局のブロック図である。
【図２】  本発明の実施形態にかかるマルチホップ無線ネットワーク用無線局に保持される経路情報の一例を示す図である。
【図３】  本発明の実施形態にかかるマルチホップ無線ネットワーク用無線局におけるルーティング方法のフローチャートである。
【図４】  マルチホップ無線ネットワークの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  無線局（無線通信装置）、１２  演算処理部、１４  無線通信部、１６記憶部、１８  周期タイマ、２０  アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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