CN110446240A - 无线路径控制方法、无线通信***、无线节点及存储介质 - Google Patents

无线路径控制方法、无线通信***、无线节点及存储介质 Download PDF

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CN110446240A CN201910343794.4A CN201910343794A CN110446240A CN 110446240 A CN110446240 A CN 110446240A CN 201910343794 A CN201910343794 A CN 201910343794A CN 110446240 A CN110446240 A CN 110446240A
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Abstract

本发明涉及无线路径控制方法、无线通信***、无线节点及存储介质。其提高相对于与多个无线节点之间的电波传播质量的变动相应的路径变更的跟随性能，以抑制与路径变更相伴的通信中断的产生。将向在构成回程网络的多个无线节点(3(#0～#7))之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号，从第一无线节点(#0)发送。与第一无线节点(#0)不同的第二无线节点(#1～#7)的每一个根据表示从不同路径接收到的多个控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点(#0)的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。

Description

无线路径控制方法、无线通信***、无线节点及存储介质
技术领域
本发明涉及无线路径控制方法、无线通信***、无线节点以及存储有无线路径控制程序的计算机可读存储介质。
背景技术
在现存的蜂窝通信***中，通过有线的回程(BH)网络将提供面向用户装置的无线接入线路的基地台与骨干网络(有时也被称为核心网络)连接的形态较多。
另一方面，作为实现新一代的移动通信的一个形态，正在探讨通过无线多跳将提供半径为数十米的无线通信区域的多个无线节点(例如基地台或者接入点)之间连接的***或者网络。
例如，通过无线多跳使作为移动通信的基础设施之一的BH网络无线化，从而能够不需要敷设有线线缆，能够削减无线通信***导入所需的敷设成本。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-143046号公报
专利文献2：国际公开第2011/105371号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
作为无线多跳连接的形态，例如探讨将无线节点间以网状连接的网状网络(MeshNetwork)、以及在顶点具有多个无线节点中的特定的无线节点的树形结构的网络。
但是，无论在任何形态的网络中，例如在需要根据任意一个无线节点间的电波传播质量的变动进行路径的变更(更新或重建)的情况下，由于路径搜索和/或链路确立的重新进行等，而产生通信中断。换言之，无论在任何形态的网络中，在相对于路径变更的跟随性能方面都存在改善的余地。
本发明的目的之一在于，提高相对于与构成回程网络的无线节点之间的电波传播质量的变动相应的路径变更的跟随性能，以抑制与路径变更相伴的通信中断的产生。
用于解决技术问题的技术方案
一方式的无线路径控制方法中，包括如下步骤：从多个无线节点中的第一无线节点，发送向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号的步骤；以及所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点的每一个处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径的步骤。
另外，一方式的无线通信***具备：第一无线节点，发送向在构成回程网络的多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号，且是所述多个无线节点中的一个；以及第二无线节点，是所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个，根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
另外，一方式的无线节点是作为多个无线节点中的一个的第一无线节点，具备：生成部，生成向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号；以及发送部，将所述控制信号发送至在所述第一无线节点处链接的无线链路；所述控制信号被用于：所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
另外，一方式的无线节点是多个无线节点中的、与第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个，具备：接收部，通过在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路中的、在所述第二无线节点处链接的一个以上无线链路，接收所述第一无线节点为了向所述多个无线链路进行传播而发送的控制信号；以及选择部，根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
另外，一方式的存储有无线路径控制程序的计算机可读存储介质中，所述无线路径控制程序使作为多个无线节点中的一个的第一无线节点所具备的处理器执行如下处理：生成向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号的处理；以及将所述控制信号发送至在所述第一无线节点处链接的无线链路的处理，所述控制信号被用于：所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
另外，一方式的存储有无线路径控制程序的计算机可读存储介质中，所述无线路径控制程序使多个无线节点中的、与第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个所具备的处理器执行如下处理：通过在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路中的、在所述第二无线节点处链接的一个以上无线链路，接收所述第一无线节点为了向所述多个无线链路进行传播而发送的控制信号的处理；以及根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径的处理。
另外，一个方式的无线路径控制方法中，包括如下步骤：将在多个无线节点之间链接的多个无线链路的至少一部分选择为无线链路集的要素的步骤，所述无线链路集形成在顶点具有特定的无线节点的树形结构的路径。
发明效果
能够提高相对于与构成回程网络的多个无线节点之间的电波传播质量的变动相应的路径变更的跟随性能，能够抑制与路径变更相伴的通信中断的产生。
附图说明
图1是示出一实施方式的无线通信***的结构例的框图。
图2是将一实施方式的节点间的连接形态的一例与各个节点的协议栈一并示出的图。
图3是示出一实施方式的节点的硬件结构例的框图。
图4是示出一实施方式的节点的功能性结构例的框图。
图5是示出图4中示例出的控制部的功能性结构例的框图。
图6是示出一实施方式的节点间的链路建立步骤的一例的流程图。
图7是示出通过图6中示例出的链路建立步骤在节点间网状的无线链路链接(Linkup)的例子的图。
图8是示出在图7中示例出的节点的每一个中管理的周边节点信息的一例的图。
图9是示出一实施方式的网状链路(Mesh Link)上的树形路径控制的一例的图。
图10是与图9的(A)中示例出的树形路径相对应地示出节点的每一个中的链路信息的选择例的图。
图11是与图9的(B)中示例出的树形路径相对应地示出节点的每一个中的链路信息的选择例的图。
图12是示出包括一实施方式的网状链路上的树形路径控制的核心节点(CN)的动作例的流程图。
图13是示出包括一实施方式的网状链路上的树形路径控制的从属节点(SN)的动作例的流程图。
图14是对在通过图9中示例出的树形路径控制构建的树形路径中发送数据包时的、CN的动作例进行说明的流程图。
图15是对在通过图9中示例出的树形路径控制构建的树形路径中发送数据包时的、SN的动作例进行说明的流程图。
图16是对一实施方式的变形例的、使用了AP(Access Point：接入点)模式与STA(Station：站点)模式的组合的、节点间的网状链路的建立步骤的一例进行说明的图。
图17是将图16中示例出的网状链路的建立步骤与节点的每一个的协议栈一并示出的图。
附图标记说明
1：无线通信***
3：无线节点
5：骨干网络
7：终端装置
9：回程(BH)网络
31：处理器
32：内存
33：存储器
34：输入输出(I/O)装置
35、36：无线接口(IF)
37、39：有线接口(IF)
38：总线
301、302：无线通信部
303：有线通信部
304：控制部
305：存储部
341：扫描处理部
342：节点管理部
343：树形路径控制部
344：IPT控制部
350、360：天线
3431：路径控制包生成部
3432：路径度量计算部
3433：树形路径更新部
具体实施方式
以下，适当参照附图，对实施方式进行说明。在本说明书整体中，对于同一要素，只要没有特别限定，附上同一附图标记。与所附的附图一起记载在以下的事项用于说明示例性的实施方式，并非用于表示唯一的实施方式。例如，在实施方式中表示出动作的顺序的情况下，动作的顺序作为整体性的动作在不产生矛盾的范围内，也可以适当地变更。
在示例出多个实施方式和/或变形例的情况下，某实施方式和/或变形例中的一部分结构、功能和/或动作在不产生矛盾的范围内，也可以包含于其他实施方式和/或变形例，还可以替换成其他实施方式和/或变形例所对应的结构、功能和/或动作。
另外，在实施方式中，有时省略必要限度以上的详细说明。例如，为了避免说明不必要地变得冗长、和/或技术性事项或概念变得含糊不清，使本领域技术人员容易理解，有时省略公知或者周知的技术性事项的详细说明。另外，有时省略关于实质上相同的结构、功能和/或动作的重复说明。
所附的附图以及以下的说明是为了帮助理解实施方式而提供的，并非旨在通过它们来限定权利要求书中记载的主题。另外，在以下的说明中使用的用语也可以为了帮助本领域技术人员的理解而适当地改换为其他的用语。
<***结构例>
图1是示出一实施方式的无线通信***的结构例的框图。示例性地，图1所示的无线通信***1具备多个节点3。在图1中，作为非限定性的一例，示例出了附上节点编号#0～#14来表示的15台节点3。节点3的数量也可以是2以上且小于14，还可以是16以上。
各个节点3是能够进行无线通信的无线设备的一例。因此，节点3的每一个也可以被称为“无线节点3”。在无线通信中，可以应用IEEE802.11b/g/a/n/ac/ad/ay这样的以无线LAN(Local Area Network：局域网)关联规范为标准(或者为基础)的通信协议。
各个节点3形成能够无线通信的区域。“能够无线通信的区域”也可以被称为“无线通信区域”、“无线区域”、“通信区域”、“服务区域”、“到达区域”或者“覆盖区域”。也可以认为，以无线LAN关联规范为标准或者为基础的节点3所形成的无线通信区域对应于作为蜂窝通信中的称呼的“小区(Cell)”。也可以认为，例如各个节点3所形成的无线通信区域相当于被分类为“小基站(Smallcell)”的“家庭基站(Femtocell)”。
节点3的每一个在位于其他的节点3的服务区域中的情况下，能够与该其他的节点3进行无线通信。多个节点3例如形成通过无线对骨干网络5与终端装置7之间的通信进行中继的无线回程(BH)网络9。“无线BH网络”也可以省略“无线”而被称为“BH网络”。
“BH网络”也可以被称为“中继网络”。作为BH网络9的实体的各个节点3也可以被称为“中继节点”。
示例性地，骨干网络5为因特网等大规模的通信网络。“骨干网络”也可以被称为“核心网络”或者“全球网络”等。
在BH网络9中无线信号被传送的路径或者区间也可以相互改叫做“无线BH通信路”、“无线BH传送路”、“无线BH线路”、“无线BH连接”或者“无线BH信道”。在这些用语中，也可以省略“无线”，另外，“BH”也可以改叫做“中继(Relay)”。
与此相对地，例如，在终端装置7与BH网络9之间无线信号被传递的区间可以被称为“无线接入线路”或者“无线接入信道”。在这些用语中，也可以省略“无线”。
此外，在以下的说明中，“信号”这一用语也可以改叫做“帧”或者“包”这样的、信号被时间性地分隔开的单位的用语。
可以对无线BH线路以及无线接入线路分配彼此不同的频率(信道)。作为非限定性的一例，可以对BH线路分配5GHz段(例如，5.15～5.85GHz)的频率(信道)。
可以对接入线路分配2.4GHz段(例如，2.412～2.472GHz)的频率(信道)。只要是与分配给BH线路的频率不同的频率，则也可以对接入线路分配5GHz段的频率。
在5GHz段中，例如可以包括5.2GHz段(W52：5150～5250MHz)、5.3GHz段(W53：5250～5350MHz)以及5.6GHz段(W56：5470～5725MHz)中的至少一个。
在W52中能够利用的信道数为36ch、40ch、44ch以及48ch这4个信道。在W53中能够利用的信道数为52ch、56ch、60ch以及64ch这4个信道。在W56中能够利用的信道数为100ch、104ch、108ch、112ch、116ch、120ch、124ch、128ch、132ch、136ch以及140ch这11个信道。
因此，例如，在对接入线路分配W52、W53以及W56中的一个或两个频率段的情况下，可以对BH线路分配W52、W53以及W56中的、未分配给接入线路的剩余的一个或者两个频率段。
多个节点3中的一部分节点3可以与骨干网络5有线连接。在图1中，示例出了两个节点#0以及节点#8与骨干网络5有线连接的形态。在有线连接中例如可以应用LAN线缆或者光纤线缆。
与骨干网络5有线连接的节点#0以及节点#8可以被称为“核心节点(CN)”。形成BH网络9的多个节点3中的、除了CN#0以及#8以外的各个节点3可以被称为“从属节点(SN)”。例如，在图1中，节点#1～#7以及#9～#14均为SN。CN3是“第一无线节点”的一例，SN3的每一个是“第二无线节点”的一例。
此外，在图1中，对各个节点3附上的#0～#14是用于识别各个节点3的信息(以下有时简称为“节点识别信息”)的一例。节点识别信息只要是在相同的BH网络9中能够唯一地识别各个节点3的信息即可，例如可以是节点编号、设备的识别符或者地址信息等。地址信息的非限定性的一例为MAC(Media Access Control：媒体访问控制)地址。
BH网络9可以具有以一个CN3(#0或者#8)为根(root)节点的一个以上的树形结构(也可以被称为“树形拓扑”)。例如如图1所示，在BH网络9中，可以构建以CN#0为根节点的第一树形拓扑、和以CN#8为根节点的第二树形拓扑。
换言之，在BH网络9中，可以对每个CN3构建“树形拓扑”。在BH网络9中构建的一个以上的“树形拓扑”也可以被称为“树形簇”或者“树形子簇”等。此外，在BH网络9中，CN3的数量不限于两个，也可以是一个，还可以是三个以上。
在树形拓扑中，不具有子节点的SN3可以被称为“叶(Leaf)节点”，具有子节点的SN3也可以被称为“内部节点”。例如在图1中，SN#2、#3、#6、#7、#10、#11、#13以及#14均相当于“叶节点”。另外，SN#1、#4、#5、#9以及#12均相当于“内部节点”。
在无线BH线路中可以包含从核心节点3朝向叶节点3的方向的“下行线路”、和从叶节点3朝向核心节点3的方向的“上行线路”。“下行线路”以及“上行线路”也可以分别模仿蜂窝通信中的称呼被称为“下行链路(DL)”以及“上行链路(UL)”。
“下行线路”中的信号(下行信号)的流可以被称为“下行流(Downstream)”，“上行线路”中的信号(上行信号)的流可以被称为“上行流(Upstream)”。在“下行信号”以及“上行信号”各自中可以包含控制信号以及数据信号。在“控制信号”中可以包含不相当于“数据信号”的信号。
此外，也可以认为，“子节点”相当于关注“下行线路”时的、通过无线链路连接于某节点的下游的节点(下游节点)。关注下行线路时的、通过无线链路连接于某节点的上游的节点也可以被称为“父节点”或者“上游节点”。关注“上行线路”时，“子节点”(下游节点)与“父节点”(上游节点)的关系颠倒。
另外，关注“下行线路”时，“核心节点”也可以被称为“始点节点”或者“起点节点”，“叶节点”也可以被称为“终点节点”或者“边缘节点”。“内部节点”也可以被称为“中间节点”或者“中继节点”。
BH网络9中的树形结构的路径(树形拓扑)例如可以根据从CN3至特定的SN3的路径的度量(Metric)(以下有时简称为“路径度量”)来构建。在路径度量中，可以使用表示从CN3至特定的SN3的无线区间的电波传播的质量或者性能的指标(以下称为“传播质量指标”)。
作为传播质量指标的非限定性的一例，可列举出无线信号的接收电力或者接收强度(例如，RSSI；Received Signal Strength Indicator：接收信号强度指示)、电波传播损耗以及传播延迟等。“电波传播损耗”也可以改叫做“路径损耗”。
在传播质量指标中，可以使用从以上的指标候选中选择的一个或者两个以上的组合。此外，在本实施方式中，在传播质量指标中可以使用跳(Hop)数这样的与路径的距离相关的指标。
例如，通过以CN3为起点发送信号(例如，控制信号)，能够对于每个控制信号的发送节点3与接收节点3之间的无线区间，在接收节点3求出该无线区间的电波传播损耗。
而且，接收节点3的每一个将求出的电波传播损耗的信息包含在控制信号中进行发送，从而能够在节点3间传递控制信号传播的无线区间的累积性的电波传播损耗的信息(换言之，累积值)。
各个节点3例如对于每个作为控制信号的发送源的上游节点候选，根据累积性的电波传播损耗计算路径度量，并从上游节点候选中选出一个路径度量例如表现出最小的节点3。由此，构建使电波传播损耗最小的树形结构的路径。
对于树形结构的路径(以下有时称为“树形路径”)，通过以CN3为起点定期或者不定期地发送控制信号，能够动态地或者自适应地进行更新。
以下，有时将与这样的树形路径的构建以及更新有关的处理或者控制，简便地称为“树形路径控制”、或者“动态树形路径控制”或“自适应树形路径控制”。
另外，在本实施方式的无线BH线路中，下行信号(例如，数据信号)可以从CN3向树形路径的下游周期性间歇地(换言之，等待有目的的发送待机时间)发送。有时将这样的周期性间歇地发送称为“IPT”(Interminent Periodic Transmittion：间歇周期传输)。
在IPT中，如前述的专利文献1中记载的那样，使CN3向下游发送的下行信号的发送周期(换言之，发送间隔或者发送频度)根据频率再用间隔变化。频率再用间隔表示：在相同路径中节点间干扰的发生被抑制从而能够反复再利用相同频率的区间的长度(距离)。
通过对CN3设定与频率再用间隔相应的发送周期，例如无需进行复杂的拥塞控制，能够实现无线BH线路中的传输量的提高，换言之，能够实现中继传送效率的提高。另外，能够提高BH网络9中的频率再用的利用效率。
例如，通过对CN3设定节点间干扰的发生被抑制的频率再用间隔，即使在树形拓扑中使用单一的频率，也能够使在叶节点处观测的传输量保持在某个固定值以上，而不依存于跳数。
对于上行线路，例如SN3按照和与下行线路的频率再用间隔相应的发送周期联动的发送周期，向上游发送上行信号，从而能够实现在CN3处观测的传输量的提高。
因此，例如，对无线BH线路的下行线路和上行线路分配相同的频率(信道)以实现TDMA或者TDD也很容易。此外，“TDMA”是时分多址(Time Division Multiple Access)的简称，“TDD”是时分双工(Time Division Duplex)的简称。
因此，无需在无线BH线路的下行线路和上行线路中个别地使用不同频率的无线IF，允许使用共同的无线IF。通过使用共同的无线IF，能够实现节点3的小型化和/或低成本化。
但是，也可以对无线BH线路的下行线路和上行线路分配不同的频率。通过对无线BH线路的下行线路和上行线路分配不同的频率，例如能够使实现TDMA或者TDD的IPT控制简化。即使在对下行线路和上行线路分配不同的频率的情况下，BH网络9中的频率资源的消耗也仅是下行线路和上行线路这两个信道的量。
此外，在BH线路的下行线路和/或上行线路的一部分中也可以包含有线线路。在BH线路的下行线路和/或上行线路的一部分中包含有线线路的情况下，有线区间的路径度量可以通过比无线区间的传播损耗小的规定值(例如，最小值)计算。
终端装置7在位于某一个SN3的服务区域的情况下，通过无线接入线路连接到形成BH网络9的多个SN3中的某一个，从而经由BH线路与骨干网络5通信。此外，终端装置7也可以通过有线线路(有线IF)连接到SN3中的任意一个(在图1中，作为一例，为SN#14)。作为非限定性的一例，终端装置7可以是手机或智能手机、平板终端等的能够移动的终端。
在无线接入线路中，示例性地可以应用CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)、FDMA(Frequency Division Multiple Access：频分多址)、TDMA(TimeDivision Multiple Access：时分多址)、OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access：正交频分多址)以及SC-FDMA(Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access：单载波频分多址)等中的任意一个。OFDMA例如可以通过IEEE802.11、IEEE802.16、LTE(Long Term Evolution：长期演进)、LTE-Advanced等无线技术来具体实现。
在无线BH线路和/或无线接入线路中的下行线路和/或上行线路的全部或者一部分，也可以应用基于具有多个天线元件的天线阵列的MIMO(Multiple Input MultipleOutput：多入多出)技术。
例如，在CN3-SN3间、SN3-SN3间以及SN3-终端装置7间的任意一个以上的区间的下行线路和/或上行线路中，也可以进行使用了天线阵列的波束赋形(Beamforming)。
此外，在以下的说明中，信号的“传送”这一用语也可以相互改叫做信号的“中继”、“转送”、“传播”、“传递”、“路由”或者“转发”这样的其他的用语。信号的“中继”也可以改叫做信号的“桥接”。
另外，信号的“发送”这一用语中可以包含信号的“泛洪(Flooding)”、“广播”、“组播”或者“单播”等的含义。也可以认为，线路的“连接”这一用语意味着有线和/或无线的通信链路已“确立”或已“链接”的状态。
“装置”这一用语也可以相互改叫做“线路”、“设备”、“单元”或者“模块”这样的用语。“接口(IF)”这一用语也可以相互改叫做“适配器”、“板”、“卡”或者“模块”、“芯片”这样的用语。
“终端装置”这一用语也可以相互改叫做移动台、移动终端、加入者台、移动单元、加入者单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动加入者台、接入终端、便携终端、无线终端、远程终端、手持机、用户代理、移动客户端或者客户端这样的用语。
节点3和/或终端装置7也可以是IoT(Internet of Things：物联网)设备。通过IoT可在各种“物”中搭载无线通信功能。搭载有无线通信功能的各种“物”能够通过无线接入线路和/或无线BH线路连接到骨干网络5从而进行通信。
例如，在IoT设备中可以包括具备无线通信功能的传感器设备和测量仪器(测定器)等。搭载有传感器设备和/或测量仪器的监视摄像机和/或火灾报警器这样的、具有传感功能和/或监视功能的设备也可以相当于节点3和/或终端装置7。因此，BH网络9例如也可以相当于传感器网络和/或监视网络。此外，由IoT设备进行的无线通信有时被称为MTC(Machine Type Communications：机器类型通信)。因此，IoT设备有时被称为“MTC设备”。
<节点3的协议栈的一例>
图2中，将节点间3的连接形态的一例与各个节点3的协议栈一并示出。在图2中，示出了通过有线线路连接到骨干网络5的CN3、和相对于CN3通过无线BH线路多跳连接的两个SN3。
此外，可以认为，图2的CN3例如对应于图1的CN#0，图2的两个SN3分别对应于图1的SN#1以及SN#5。另外，在SN#5上可通过无线接入线路连接终端装置7。
如图2所示，节点3的每一个例如具有协议栈，该协议栈例如包括物理(PHY)层(层1：L1)、MAC层(层2：L2)、中继层、以及层3(L3)以上的上位层。在上位层中，例如可以包括TCP/IP层和/或应用层。“TCP/IP”是“Transmission Control Protocol/InternetProtocol(传输控制协议/网际协议)”的缩写。
“中继层”在协议栈中位于层2与层3之间的中间层，因此也可以简便地表述为“层2.5(L2.5)”。在中继层的处理中，可以包括与已经描述的“自适应树形路径控制”相关的处理和/或与“IPT”相关的处理(或者控制)。
通过将“中继层”定位于层2与层3之间的中间层，可以不改变现存的MAC层的处理，因此容易实现“中继层”处理。中继层处理也可以通过从软件、中间件、固件以及硬件中选择的一个以上的方式来具体实现。
节点3的物理层例如提供一个有线连接(有线端口)和两个无线连接(无线端口)，在图2中，简便地将这三个端口表示为三个“PHY”端口。两个无线端口中的一者为BH线路用，两个无线端口中的另一者为接入线路用。“端口”也可以改叫做“接口(IF)”。
此外，在图2中，为了在视觉上便于理解与物理层的三个PHY端口之间的对应关系，简便地将MAC层分割表示为三个。但是，MAC层的处理对于各PHY端口可以是共同的。
在图2中，关注下行信号的流时，在CN#0从骨干网络5接收到的下行信号经由CN#0的有线端口(L1)、MAC层(L2)以及中继层(L2.5)，从BH线路用的无线端口发送至下游的BH线路。
CN#0发送至BH线路的下行信号由下一跳即SN#1中的BH线路用的无线端口接收，并经由SN#1的MAC层以及中继层，从BH线路用的无线端口发送至下游的BH线路。
SN#1发送至下游的BH线路的下行信号由下一跳即SN#5中的BH线路用的无线端口接收，并经由SN#5的MAC层，从接入线路用的无线端口发送至终端装置7。从BH线路发送至接入线路的下行信号也可以不经由中继层。
对于上行信号，在与上述的下行信号的路径相反的路径中逆行，从终端装置7经由SN#5、SN#1以及CN#0发送至骨干网络5。
<节点3的结构例>
(节点3的硬件结构例)
接下来，参照图3，对节点3的硬件结构例进行说明。此外，图3中示例出的结构例对CN3以及SN3可以是共同的。如图3所示，节点3例如可以具备处理器31、内存32、存储器33、输入输出(I/O)装置34、无线IF35及36、有线IF37、有线IF39和总线38。
此外，在图3中示例出的硬件结构例中，也可以适当地进行硬件的增减。例如，可以适当地进行任意硬件块的追加或删除、分割、任意组合的统合、总线38的追加或删除等。
可以认为，无线IF35、无线IF36以及有线IF37(或者有线IF39)分别对应于图2的协议栈中示例出的两个无线端口(PHY端口)、以及一个有线端口。
处理器31、内存32、存储器33、输入输出装置34、无线IF35及36、和有线IF37及IF39例如与总线38连接，从而能够相互通信。总线38的数量既可以是一个，也可以是多个。
在节点3中可以具备多个处理器31。另外，节点3中的处理既可以由一个处理器31来执行，也可以由多个处理器31来执行。在一个或多个处理器31中，多个处理可以同时地、并列地或者逐次地执行，也可以通过其他的方法来执行。此外，处理器31既可以是单核处理器，也可以是多核处理器。处理器31可以使用一个以上的芯片来实现。
示例性地，节点3所具有的一个或多个功能通过使规定的软件读入处理器31以及内存32等的硬件中来实现。此外，“软件”也可以相互改叫做“程序”、“应用”、“引擎”或者“软件模块”这样的其他的用语。
例如，处理器31通过对内存32以及存储器33中的一者或者两者中存储的数据的读出以及写入中的一者或者两者进行控制，读入并执行程序。此外，程序例如也可以通过经由基于无线IF35、无线IF36以及有线IF37中的至少一个的电通信电路进行的通信，提供给节点3。
程序可以是使计算机执行节点3中的处理的全部或者一部分的程序。与程序中包含的程序代码的执行相应地，节点3的一个以上的功能得以实现。程序代码的全部或者一部分既可以被存储在内存32或者存储器33中，也可以作为操作***(OS)的一部分被记述。
例如，程序可以包含具体实现将通过图4以及图5在后面进行说明的功能块的程序代码，另外，也可以包含执行将通过图6以及图12～图15在后面进行说明的流程图中的任意一个以上的流程图的程序代码。包含这样的程序代码的程序可以简便地被称为“无线路径控制程序”。
处理器31是处理部的一例，例如使OS动作从而对计算机整体进行控制。处理器31也可以使用包含与周边装置之间的接口、控制装置、运算装置、寄存器等的中央处理装置(CPU：Central Processing Unit，中央处理器)来构成。
另外，处理器31例如将程序以及数据中的一者或者两者从存储器33读出到内存32中并执行各种处理。
内存32是计算机可读存储介质的一例，例如可以使用ROM、EPROM、EEPROM、RAM、SSD等中的至少一个来构成。此外，“ROM”是“Read Only Memory(只读存储器)”的简称，“EPROM”是“Erasable Programmable ROM(可擦除可编程只读存储器)”的简称，“EEPROM”是“Electrically Erasable Programmable ROM(电可擦除可编程只读存储器)”的简称，“RAM”是“Random Access Memory(随机存取存储器)”的简称，“SSD”是“Solid State Drive(固态硬盘)”的简称。
内存32也可以被叫做寄存器、缓存、主存、工作存储器或者主存储装置。
存储器33是计算机可读存储介质的一例，可以使用CD-ROM(Compact Disc ROM：光盘只读存储器)等的光盘、硬盘驱动器(HDD)、软盘、光磁盘(例如，压缩磁盘、数字多用途光盘、Blu-ray(注册商标)盘)、智能卡、闪存(例如，卡、棒、密钥驱动器)、软盘、磁条带等中的至少一个来构成。存储器33也可以被叫做辅助存储装置。上述存储介质例如也可以是包含内存32以及存储器33中的一者或者两者的数据库、服务器、其他的适当的介质。
输入输出(I/O)装置34是从节点3的外部受理信号的输入的输入设备、以及从节点3向外部输出信号的输出设备的一例。示例性地，在输入设备中，可以包括键盘、鼠标、麦克风、开关、按钮以及传感器中的一个以上。示例性地，在输出设备中，可以包括显示器、扬声器、以及如LED(Light Emitting Diode：发光二极管)那样的发光设备中的一个以上。
在按钮中例如可以包括电源按钮和/或复位按钮。电源按钮例如为了节点3的启动以及关机而***作。复位(或者重启)按钮例如为了指示树形路径的有意的复位和/或重建(或者重启)而***作。
此外，输入输出装置34也可以是在输入和输出方面独立的结构。另外，输入输出装置34例如也可以如触摸板式的显示器那样，是输入和输出为一体的结构。
示例性地，无线IF35进行与终端装置7之间的接入线路中的无线信号的发送和接收。在无线IF35中，例如可以包括一个以上的天线350、省略了图示的基带(BB)信号处理电路、MAC处理电路、上变频器、下变频器以及放大器。
示例性地，在无线IF35的BB信号处理电路中，可以包括用于对发送信号进行编码以及调制的编码电路与调制电路、和用于对接收信号进行解调以及解码的解调电路与解码电路。
示例性地，无线IF36进行与其他的SN3之间的BH线路中的无线信号的发送和接收。在无线IF36中，与无线IF35同样地，可以包括一个以上的天线360、省略了图示的BB信号处理电路、MAC处理电路、上变频器、下变频器以及放大器。
示例性地，在无线IF36的BB信号处理电路中，可以包括用于对发送信号进行编码以及调制的编码电路与调制电路、和用于对接收信号进行解调以及解码的解调电路与解码电路。
此外，有时将无线IF35的天线350以及无线IF36的天线360分别称为“接入线路天线350”以及“BH线路天线360”。接入线路天线350以及BH线路天线360中的一者或者两者既可以是无方向性的全向天线，也可以是能够控制方向性的天线阵列。可以通过具有多个方向性天线的天线阵列，来实施波束赋形。
多个方向性天线例如也可以分别朝向不同的方向配置。例如，6根方向性天线也可以各错开60度配置。也可以设置成，在BH网络9中形成将在后面进行说明的网状链路时，在节点3存在与通信对象的其他的节点3能够通信的多个天线时，通过表现出通信质量(作为一例，为增益或者电力)最佳的天线来与其他的节点3进行链接，在链接后的树形路径的通信中，也继续使用该天线。但是，链接中使用的天线与链接后的树形路径的通信中使用的天线也可以不同。
示例性地，有线IF37在其与骨干网路5和/或上游节点3之间进行基于有线的信号的发送和接收。另外，示例性地，有线IF39在其与终端装置7和/或下游节点3之间进行基于有线的信号的发送和接收。在有线IF37以及39中，例如可以使用以以太网(注册商标)规范为标准的网络接口。此外，只要至少在CN3中具备有线IF37以及39即可，在SN3中也可以不具备(换言之，对于SN3来说可以是可选项)。但是，在BH线路的一部分被有线连接的情况下，有线IF37以及39可以被用于该有线连接。
节点3也可以被构成为包括微处理器、DSP、ASIC、PLD、FPGA等的硬件。例如，处理器31可以以包括这些硬件中的至少一个的方式来实现。可以通过该硬件来实现将用图4以及图5在后面进行说明的各功能块的一部分或者全部。
此外，“DSP”是“Digital Signal Processor(数字信号处理器)”的简称，“ASIC”是“Application Specific Integrated Circuit(专用集成电路)”的简称。“PLD”是“Programmable Logic Device(可编程逻辑器件)”的简称，“FPGA”是“Field ProgrammableGate Array(现场可编程门阵列)”的简称。
(节点3的功能结构例)
接下来，参照图4以及图5，对节点3的功能性结构例进行说明。图4是示出一实施方式的节点3的功能性结构例的框图，图5是示出图4中示例出的控制部的功能性结构例的框图。
如图4所示，在关注功能性结构的情况下，节点3可以具备无线接入线路用的无线通信部301、无线BH线路用的无线通信部302、有线通信部303、控制部304以及存储部305。
无线接入线路用的无线通信部301是包括图3中示例出的无线IF35以及接入线路天线350的功能块。无线BH线路用的无线通信部302是包括图3中示例出的无线IF36以及BH线路天线360的功能块。
有线通信部303是包括图3中示例出的有线IF37以及39的功能块。另外，存储部305是包括图3中示例出的内存32以及存储器33中的一者或者两者的功能块。
无线通信部301例如可以具备：送信部，发送发往终端装置7的控制信号和/或数据信号；以及接收部，接收终端装置7发送的控制信号和/或数据信号。
无线通信部302例如可以具备：发送部，向在其与其他的节点3之间链接的BH线路发送控制信号和/或数据信号；以及接收部，从链接的无线链路接收控制信号和/或数据信号。
有线通信部303例如可以具备：发送部，向骨干网络5发送控制信号和/或数据信号；以及接收部，从骨干网络5接收控制信号和/或数据信号。
控制部304统括控制节点3的动作。例如，控制部304通过对无线通信部301、无线通信部302以及有线通信部303中的任意一个以上供给控制信号，来控制经由无线接入线路、无线BH线路以及有线线路中的任意一个以上进行的通信。
控制部304例如通过图3所示的处理器31读取存储部305中存储的程序并执行读取出的程序来具体实现。
存储部305例如存储上述的节点识别信息以及将在后面进行说明的路径度量。如将在后面进行说明的那样，在路径构建包中不包含发送源节点3的发送电力值时，发送源节点3的发送电力值可以被存储在存储部305中。
(控制部304的结构例)
如图5所示，示例性地，控制部304可以具备扫描处理部341、节点管理部342、树形路径控制部343以及IPT控制部344。
扫描处理部341例如与节点3的启动相应地扫描并发现位于该节点3周边(附近)的其他的节点3的存在。扫描既可以是被动扫描，也可以是主动扫描。以被动扫描为例时，在扫描处理部341中生成信标(Beacon)信号，并通过无线通信部302发送到周边区域。
此外，将存在于能够接收到信标信号的位置的节点3称为“周边节点3”或者“邻近(neighboring)节点3”。
示例性地，在信标信号中可以包含SSID(Service Set Identifier：服务集标识符)或者BSSID(Basic SSID：基本服务集标识符)、信标信号的发送周期、以及分别明示或隐含地表示能够使用的信道(频率)的信息。这些信息可以简便地被称为“BSS(Basic ServiceSet：基本服务集)关联信息”。
此外，在主动扫描的情况下，可以在扫描处理部341中生成探索请求(ProbeRequest)信号，并通过无线通信部302发送到周边区域。探索请求信号例如用于促使周边节点3发送信标信号。也可以在被动扫描中一定时间内未接收到信标信号时，执行主动扫描。
节点管理部342例如将通过扫描处理部341进行的扫描发现的周边节点3的信息(例如，节点识别信息以及BSS关联信息)存储在存储部305。在各个节点3中，通过将周边节点3的信息(以下有时简称为“周边节点信息”)存储在存储部305，来构建网状链路，该网状链路如将在后面进行的说明那样，在BH网络9中将节点3间通过多个无线链路链接成网状。
也可以认为，“构建网状链路”意味着：在位于彼此能够无线通信的区域内的节点3间能够利用的多个无线链路确立或者链接。因此，也可以认为，周边节点信息表示在节点3间能够利用的无线链路的信息。“无线链路的信息”也可以简便地简称为“链路信息”。
树形路径控制部343通过在网状链路中传送路径控制包，来控制网状链路上的树形路径的构建以及更新。例如，可以如将在后面进行说明的那样，通过在形成网状链路的多个无线链路中，选择登记到树形路径中(或者从树形路径中去除)的无线链路的信息(或者解除该选择)，来进行树形路径的构建以及更新。
将无线链路“登记”到树形路径中也可以认为是对登记到树形路径中的链路信息进行“选择”、使其“有效化”、“活动”或者“可用”。将登记的无线链路从树形路径中去除也可以认为是对登记在树形路径中的链路信息进行“选择解除”、使其“无效化”、“非活动”或者“不可用”。
IPT控制部334例如按照与频率再用间隔相应的发送周期，控制由BH线路用的无线通信部302进行的包发送时机。
(树形路径控制部343的结构例)
如图5中示例的那样，在树形路径控制部343中例如可以具备路径控制包生成部3431、路径度量计算部3432以及树形路径更新部3433。
路径控制包生成部3431生成路径控制包。路径控制包是在BH网络9中在CN3生成并以CN3为起点向各节点3传播的控制信号的一例。
例如，CN3向在该CN3处链接的无线链路的每一个泛洪发送控制信号。SN3从在该SN3处链接的无线链路中的任意一个接收到控制信号时，向在该SN3处链接的无线链路的每一个泛洪发送该控制信号。这样，从CN3发送的控制信号在网状链路中依次或连锁地传播或者传递。
此外，直到作为控制信号的发送的触发条件的事件发生为止，CN3维持无线链路的链接状态不变，等待该事件。关于事件，将通过图12等在后面进行说明。而且，当事件发生时，CN3使用维持了链接状态的无线链路发送控制信号。
同样地，SN3维持与CN3或者其他的SN3的无线链路的链接状态不变，等待控制信号的到来(接收)。而且，当从链接状态的无线链路接收到控制信号时，向维持了链接状态的其他的无线链路发送控制信号。
此外，CN3以及SN3可以在构建树形路径之后，也在维持形成网状链路的无线链路的链接状态的状态下，等待事件的发生和/或控制信号(例如，路径构建包)的接收。
SN3可以在向维持了链接状态的其他的无线链路发送的控制信号中，附加向其他的SN3传递的信息。在控制信号中附加的信息的非限定性的一例是由路径度量计算部3432计算出的路径度量。另外，SN3也可以从控制信号的发送目的地候选中，去除在该SN3处链接的无线链路中的、已接收到控制信号的无线链路。由此，能够抑制在网状链路中不必要地或者冗长地传递控制信号。
示例性地，在路径控制包中可以包括路径构建包和复位包。这些包的类别例如可以通过包头的类型值来识别。
路径构建包例如是构建或者更新树形路径时发送的包。在路径构建包中，可以累积性地包含在该路径构建包传播过的节点3的每一个中计算出的路径度量。例如，节点3也可以将从核心节点到自身节点的前一个节点为止的路径度量包含在路径构建包中发送。
接收到路径构建包的SN3基于累积性的路径度量，在形成网状链路的、在其与周边节点3之间能够利用的无线链路中，选择登记到树形路径中的无线链路的信息。
复位包例如是CN3对SN3请求清除网状链路中已构建的树形路径时发送的包。接收到复位包的SN3解除在树形路径中已选择的无线链路的信息的选择。
路径度量计算部3432例如计算与作为接收到的路径构建包的发送源的周边节点3之间的、无线链路的传播质量指标，并对接收到的路径构建包中包含的路径度量加上计算结果，从而求出新路径度量。
示例性地，在节点3间的无线链路的传播质量指标中可以使用RSSI(ReceivedSignal Strength Indicator：接收信号强度指示)。例如，将对节点3间的RSSI以一定时间间隔进行均等采样得到的值的系列表示为Rn(n为1以上的整数)，通过以下的式(1)求出RSSI的逐次平均(系列)An[dB]。此外，式(1)仅仅是一个示例，也可以使用其他的数学式求出RSSI的逐次平均。
【数学式1】
通过式(1)表达的逐次平均An随着“n”的值变大而收敛于该随机过程的平均值。如果“n”例如表示发送(或者接收)复位包后的路径构建包的发送次数(或者接收次数)，则与次数n的增加相应地，节点3间的RSSI的逐次平均An将收敛于一定值。因此，通过发送路径构建包构建的树形路径将收敛成渐近稳定的路径。
另外，路径度量计算部3432可以使用通过式(1)计算出的RSSI的逐次平均An，例如通过以下的式(2)计算与路径构建包的发送源节点3之间的无线链路的电波传播损耗(也可以称为“路径损耗”)[dB]。
【数学式2】
此外，在式(2)中，“TXPower”表示路径构建包的发送源节点3的发送电力。发送源节点3的发送电力值既可以在各个节点3中作为已知的值而例如预先存储在存储部305中，也可以在发送源节点3处包含到路径构建包中。
然后，路径度量计算部3432将通过式(2)计算出的路径损耗与接收到的路径构建包中包含的累积性的路径度量相加，从而求出新的路径度量。
因此，路径度量表示CN3与一个以上的SN3之间的无线链路的路径损耗之和。每接收路径构建包时计算出的路径度量例如存储在存储部305中。存储在存储部305中的路径度量可以根据复位包的接收而例如被初始化成最大值。
树形路径更新部3433例如在通过路径度量计算部3432计算出的新路径度量小于旧路径度量的情况下，将在周边节点信息中与新路径度量相对应的上游的无线链路选择为有效的树形路径。
例如，在SN3，在从不同路径的每一个接收到路径构建包的情况下，按照不同的路径，在路径度量计算部3432中计算出路径构建包的每一个传播的一个以上的无线链路的路径度量。
树形路径更新部3433根据按照不同的路径计算出的路径度量，在该SN处链接的无线链路中，选择与接收到路径构建包的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为用于传送数据信号的路径。
在网状链路中构建的树形路径为树形结构，因此相对于各个SN3的上游节点3必然为1个。因此，树形路径更新部3433例如将在网状链路中与上游节点3之间的无线链路(链路信息)选择为登记到树形路径中的无线链路，或者解除选择，从而能够构建或者更新树形路径。
因此，树形路径更新部3433是将在SN3处链接的无线链路中的一个选择为树形路径的选择部的一例，另外，也是解除该选择的解除部的一例。
如上所述，也可以认为，“SN3的每一个选择与上游节点3之间的无线链路”相当于“将在该SN3处链接的(形成网状链路的)无线链路中的一个选择为数据信号的传送路径”。
或者，也可以认为，“SN3的每一个选择与上游节点3之间的无线链路”相当于“将在多个节点3之间链接的多个无线链路中的至少一部分，选择为形成在顶点具有特定的节点(例如CN3)的树形路径的、无线链路集的要素(元素或者组件)”。
另外，在SN3的每一个中，无线链路的选择以及解除(换言之，选择为树形路径的无线链路的更新)根据每接收路径构建包时计算出的路径度量的变化来进行。因此，通过使CN3的路径构建包的每个单位时间的发送次数变化，能够变更树形路径的更新频度。
例如，越是BH网络9的电波传播环境容易变化的环境，越增加CN3的路径构建包的每个单位时间的发送次数，从而能够提高相对于BH网络9的电波传播环境变化的跟随性能。
此外，对于与下游节点3之间的无线链路，例如在构建下行线路之后，能够通过从下游节点3接收的肯定应答(ACK)信号来把握。例如，下游节点3在通过接收路径构建包更新了路径度量的情况下，将ACK信号发送(单播)至作为路径构建包的发送源的父节点3。在单播的ACK信号中，例如可以包含作为该ACK信号的发送源的下游节点3中存储、管理着的、链接状态的无线链路的信息。父节点3通过从下游节点3接收ACK信号，能够确定选择为树形路径以及登记到树形路径中的下行无线链路。
<动作例>
下面，对上述的无线通信***1的动作例进行说明。
(链路建立步骤)
图6是示出一实施方式的节点3间(换言之，BH网络9中的无线BH线路)的链路建立步骤的一例的流程图。
如图6中示例的那样，在BH网络9中，包含CN以及SN的节点3的每一个与启动相应地，例如通过IBSS模式扫描存在于周边的节点(以下有时称为“周边节点”)3(S11)。
“IBSS”是“Independent Basic Service Set(独立基本服务集)”的简称。IBSS有时也被称为点对点(Ad-Hoc)模式。节点3的“启动”中可以包括节点3的电源接通、以及节点3的通过复位进行的重启。
例如，在扫描处理S11中，节点3的每一个与启动相应地，开始向周边区域发送信标信号。信标信号例如在控制部304的扫描处理部341中生成，并从BH线路天线360(无线通信部302)被发送。
在IBSS模式下的扫描处理S11中，为了避免信标信号之间的冲突，已启动的节点3的每一个可以交替地(例如，在节点3中以虚拟随机数方式管理的时机)发送信标信号。
接收到其他的节点3所发送的信标信号的节点3将接收到的信标信号中包含的信息例如存储到存储部305(S12)。信标信号的发送和接收可以在节点3动作的每个信道(换言之，能够利用的信道)进行。
因此，扫描处理(S11)也可以被称为“信道扫描”。此外，接收到信标信号的节点3可以停止关于已接收到信标信号的信道的信标信号发送。
节点3的每一个存储从其他的节点3接收到的信标信号中包含的BSS关联信息，从而能够管理可通过无线链路进行通信的周边节点3的信息(以下有时称为“周边节点信息”)。
各个节点3通过存储以及管理周边节点信息，例如如图7所示，在各个节点3中管理能够利用的无线链路(也可以改叫做“信道”)。由此，无线BH线路的链路建立完成，在BH网络9中网状链路链接。
在图8中，示出在图7所示例出的节点#0～#7各自中管理的周边节点信息的一例。
图8的(A)表示在节点(CN)#0中存储以及管理节点ID#1～#3，CN#0处于能够利用其与SN#1～#3各自之间的无线链路的状态。
图8的(B)表示在SN#1中存储以及管理节点ID#0、#2、#4和#5，SN#1处于能够利用其与节点#0、#2、#4和#5各自之间的无线链路的状态。
图8的(C)表示在SN#2中存储以及管理节点ID#0、#1、#3、#5和#7，SN#2处于能够利用其与节点#0、#1、#3、#5和#7各自之间的无线链路的状态。
图8的(D)表示在SN#3中存储以及管理节点ID#0和#2，SN#3处于能够利用其与节点#0和#2各自之间的无线链路的状态。
图8的(E)表示在SN#4中存储以及管理节点ID#1、#5和#6，SN#4处于能够利用其与节点#1、#5和#6各自之间的无线链路的状态。
图8的(F)表示在SN#5中存储以及管理节点ID#1、#2、#4、#6和#7，SN#5处于能够利用其与节点#1、#2、#4、#6和#7各自之间的无线链路的状态。
图8的(G)表示在SN#6中存储以及管理节点ID#4和#5，SN#6处于能够利用其与节点#4和#5各自之间的无线链路的状态。
图8的(H)表示在SN#7中存储以及管理节点ID#2和#5，SN#7处于能够利用其与节点#2和#5各自之间的无线链路的状态。
如上所述，在节点3间形成(或者构建)利用了IBSS模式的网状的无线链路。如上所述那样利用IBSS模式构建的网状的无线链路也可以被称为IBSS网状链路。
(IBSS网状链路上的树形路径控制)
接下来，对IBSS网状链路上的树形路径控制进行说明。
图9是示出一实施方式的IBSS网状链路上的树形路径控制的一例的图。
在图9的(A)中示出了如下的例子：在图7中示例出的IBSS网状链路中，利用CN#0、SN#1、SN#4、SN#5以及SN#6，通过树形路径控制构建用粗实线表示的树形拓扑。
在图9的(B)中示出了如下的例子：在图7中示例出的IBSS网状链路中，利用CN#0、SN#1、SN#5以及SN#6，通过树形路径控制构建用粗实线表示的树形拓扑。
也可以认为，图9示出了通过在不同时间实施的树形路径控制，在IBSS网状链路上树形拓扑在(A)和(B)之间时间性地变化的样子。
在此，由于IBSS网状链路已经链接，因此，例如通过在图8所示的周边节点信息中选择出与作为树形路径而有效化的无线链路相对应的链路信息，能够实现如图9中示例出的树形路径控制。
作为非限定性的一例，在图10以及图11中，与图9中示例出的树形路径的每一个相对应地示出CN0#以及SN#1～#7各自中的链路信息的选择例。在图10以及图11中，附上阴影表示的信息对应于被选择为树形路径的链路信息。此外，图10以及图11的(A)～(H)所示的信息分别对应于图8的(A)～(H)中示例出的信息。
例如，在图10的(A)、(B)、(E)以及(F)中附上阴影表示的链路信息分别在节点#0、#1、#4、#5以及#6中被选择，从而构建图9的(A)所示的树形路径。
另一方面，在图11的(A)、(B)以及(F)中附上阴影表示的链路信息分别在节点#0、#1、#5以及#6中被选择，从而构建图9的(B)所示的树形路径。
此外，链路信息的选择通过控制部304(例如，树形路径控制部343的树形路径更新部3433)来进行。
这样，在节点3间预先链接的网状链路中，各个节点3变更(或者切换)根据路径度量选择的链路信息，从而能够使树形路径的构建以及更新高速化。换言之，能够提高相对于与路径度量的时间变化相应的树形路径变化的跟随性能。
例如，每次树形路径变化时，由于可以不在节点3间进行与关联(association)和/或认证(authentication)有关的处理(例如，需要数秒)，因此能够提高相对于树形路径的时间变化的跟随性能。
在此，“路径度量的时间变化”起因于BH网络9中的“无线环境的时间变化”，换言之，起因于“BH线路质量的时间变化”。因此，在本实施方式的“自适应树形路径控制”中，能够提高相对于BH线路质量的时间变化的跟随性能。因此，能够在无线BH线路中抑制与树形路径的变更相伴的通信中断的产生，容易实现无瞬断通信。
(CN的动作例)
图12是示出包括一实施方式的IBSS网状链路上的树形路径控制的CN3的动作例的流程图。可以认为，图12的流程图在CN3的控制部304(例如，树形路径控制部343)中被执行。
如图12所示，CN3的控制部304例如监视是否检测出特定的事件(S31；否)。“特定的事件”中例如可以包括CN3被启动、复位按钮***作、以及特定的时机到来。“特定的时机”的一例例如是为了定期或者不定期地发送路径控制包而设定的发送时机。
定期地发送路径控制包的情况下的发送周期可以是固定的，由于在本实施方式中构建的树形路径渐近地稳定，因此也可以根据图12的流程图被执行的次数来变更。另外，也可以例如以根据周末、或一天中的夜间与白天等的时间段来更新树形路径的方式，将规定的时刻设定为“特定的时机”。
在检测出特定的事件的情况下(S31；是)，CN3的控制部304生成路径控制包，例如通过无线通信部302向基于周边节点信息识别出的周边SN3发送(泛洪发送)路径控制包(S32)。
例如，在检测出CN3的启动的情况下、以及检测出路径构建包的发送时机的情况下，将路径构建包发送到周边SN3。在检测出复位按钮的操作的情况下、以及检测出复位包的发送时机的情况下，将复位包发送到周边SN3。
发送路径控制包后，控制部304例如监视是否经过了一定时间(超时)(S33)。在未检测出超时的情况下(S33；否)，可以将处理转移到S31。
另一方面，在检测出经过了一定时间的情况下(S33；是)，控制部304可以开始数据包的发送(S34)。数据包的发送例如如将通过图14以及图15在后面进行说明的那样，可以按照IPT来进行。
如上所述，CN3向在其与周边节点3之间链接的多个无线链路的每一个发送(泛洪发送)路径控制包，从而向构成BH网络9的SN3的每一个传播路径控制包。由此，在链接有网状链路的BH网络9中，能够使基于路径度量进行的树形路径的构建以及更新高速化。因此，能够提高相对于与路径度量的时间变化相应的树形路径变化的跟随性能。
(SN的动作例)
接下来，参照图13，对SN3的动作例进行说明。图13是示出包括一实施方式的IBSS网状链路上的树形路径控制的SN3的动作例的流程图。可以认为，图13的流程图在SN3的控制部304(例如，树形路径控制部343)中被执行。
SN3例如监视在无线通信部302中是否接收到路径控制包(S51；否)。
在检测出路径控制包的接收的情况下(S51；是)，SN3的控制部304确认路径控制包的类别。例如，控制部304确认接收到的路径控制包是复位包还是路径构建包(S52以及S54)。
在接收到的路径控制包是复位包的情况下(S52；是)，控制部304进行初始化处理(S53)。在初始化处理中例如可以包括以下的处理。
·在周边节点信息中选择为有效的树形路径的链路的选择解除
·将存储的路径度量初始化成初始值(例如，最大值)
在初始化处理之后，控制部304例如将接收到的复位包发送(泛洪发送)至周边SN3(S53a)。此外，在复位包中可以包含识别符(ID)。节点3的每一个可以存储接收到的复位包中包含的ID。
节点3的每一个在接收到的复位包的ID与已存储的ID一致的情况下，换言之，在表示是过去发送(转送)过的复位包的情况下，不进行该复位包的进一步发送。由此，能够防止复位包在BH网络9中循环。
另一方面，在接收到的路径控制包不是复位包的情况下(S52；否)，控制部304确认该路径控制包是否是路径构建包(S54)。
在接收到的路径控制包是路径构建包的情况下(S54；是)，控制部304参照周边节点信息(S55)，计算接收到路径构建包的链路的传播质量指标(例如，电波传播损耗)(S56)。
基于计算出的电波传播损耗，控制部304计算路径度量(S57)。例如，控制部304通过将计算出的电波传播损耗与接收到的路径构建包中包含的传播质量指标相加，将累积性的电波传播损耗计算为新路径度量。
然后，控制部304对新路径度量与计算新路径度量之前存储的旧路径度量进行比较，判断是否需要更新路径度量(S58)。
例如，控制部304在与旧路径度量相比新路径度量较小的情况下，判断为将旧路径度量更新为新路径度量(S58；是)。与该判断相应地，控制部304将周边节点信息中与新路径度量相对应的上游的无线链路选择为有效的树形路径(选择链路的更新；S59)。
与选择链路的更新相应地，控制部304例如将包含新路径度量的路径构建包发送(泛洪发送)至在周边节点信息中识别出的周边SN3(S60)。
之后，控制部304监视是否经过了一定时间(超时)(S61)。在未检测出超时的情况下(S61；否)，控制部304可以将处理转移到路径控制包的接收监视处理(S51)。在检测出超时的情况下(S61；是)，控制部304例如可以开始进行遵从IPT的数据包的发送处理(S62)。
此外，在接收到的路径控制包既不是复位包也不是路径构建包的情况下(S52以及S54；否)，控制部304可以将处理转移到路径控制包的接收监视处理(S51)。
另外，在计算出的新路径度量为旧路径度量以上，判断为不需要进行选择链路的更新的情况下(S58；否)，控制部304也可以将处理转移到路径控制包的接收监视处理(S51)。
如上所述，SN3与路径构建包的接收相应地，根据路径度量选择在其与周边节点3之间链接的多个无线链路中的一个。由此，在链接有网状链路的BH网络9中，能够使基于路径度量进行的树形路径的构建以及更新高速化。因此，能够提高相对于与路径度量的时间变化相应的树形路径变化的跟随性能。
(树形路径中的IPT)
接下来，参照图14以及图15，对在由上述的树形路径控制构建的树形路径中通过IPT发送数据包的情况下的、节点3的动作例进行说明。
可以认为，图14中示例出的流程图例如在图12所示的CN3的处理S34中被执行。另一方面，可以认为，图15中示例出的流程图例如在图13所示的SN3的处理S62中被执行。另外，图14以及图15的流程图分别在CN3以及SN3的控制部304(例如，IPT控制部344)中被执行。
(CN的动作例)
如图14中示例的那样，CN3例如监视在发送缓冲器中是否存在下行包(S81)。
在发送缓冲器中存在下行包的情况下(S81；是)，CN3将计时器TM设定为初始值(例如，0)(S82)，在计时器TM的计数值小于发送周期Ps的期间，使包发送待机(S83；否)。另一方面，在发送缓冲器中不存在下行包的情况下(S81；否)，CN3可以结束与包发送有关的处理。
此外，计时器TM例如可以由IPT控制部344具备。发送缓冲器是临时存储向无线BH线路发送的包的存储器的一例，既可以由无线BH线路用的无线通信部302具备，也可以在存储部305中具体实现。无论哪一种情况，发送缓冲器只要能够由控制部304访问、并且能够通过该访问进行包的写入以及读取即可。这些事项在SN3中也适用。
如果计时器TM的计数值变为发送周期Ps以上(S83；是)，则从无线通信部302发送发送缓冲器中的下行包(S84)。在存在多个下行包的情况下，CN3也可以连续地发送多个下行包。
发送下行包后，CN3判断该下行包的发送是否成功(S85)。包的发送是否成功，能够通过是否在一定时间内从该包的接收对象接收到肯定应答(ACK)信号检测出来。在CN3中，ACK信号的接收可以判断为是间接地(隐含地)表示频率再用间隔已被满足的事件。
在一定时间内未检测出相对于下行包的ACK信号的接收的情况下(S85；否)，CN3判断为发送周期Ps不合适(例如，过短)，使发送周期Ps例如增加ΔPup(S86)。此外，在ACK信号的未接收检测中可以包括否定应答(NACK)信号的接收检测。
之后，CN3判断是否经过了允许包发送的规定时间(是否检测出发送超时)(S87)。在未检测出发送超时的情况下(S87；否)，CN3可以在处理S84中进行未能接收到ACK信号的下行包的再次发送。
另一方面，在检测出发送超时的情况下(S87；是)，CN3废弃掉未能接收到ACK信号的包并使处理返回到S81，监视有无下行包。
在下行包的发送成功的情况下(S85；是)，CN3判断为可以缩短发送周期Ps，使发送周期Ps例如减少ΔPdown(S88)。之后，CN3使处理返回到S81，监视有无下行包。
这样，根据下行包的发送是否成功来动态地调整发送周期Ps，从而在CN3中设定合适的与频率再用间隔相应的发送周期Ps。
此外，在上述的例子中，虽然将发送周期Ps设为可变，但是发送周期Ps也可以是固定值。换言之，发送周期Ps可变可以是可选项。例如，在图14中，可以省略S86以及S88中示出的处理。
另外，发送周期Ps的值可以设定为“0”。例如，在数跳程度的低跳数的网络中，通过CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance：载波侦听多路访问/冲突避免)这样的层2以下的包冲突避免功能，即使不使用特别的包传送控制，也能够进行高效的包传送。因此，例如在各节点3具备CSMA/CA这样的层2以下的包冲突避免功能的情况下，也可以设定成“Ps＝0”。
(SN的动作例)
如图15中示例的那样，SN3例如监视是否接收到路径控制包(S90)。此外，图15的流程图在向下行线路以及上行线路进行的包发送处理中可以是共同的。
在接收到路径控制包的情况下(S90；是)，SN3将处理转移到图13的处理S52。另一方面，在未检测出路径控制包的接收的情况下(S90；否)，SN3监视是否接收到向下行线路和/或上行线路发送(中继)的数据包(S91)。
在接收到数据包的情况下(S91；是)，SN3从无线通信部302发送所接收到的数据包(S92)。在接收到多个数据包的情况下，SN3也可以连续地发送所接收到的多个数据包。
发送数据包后，SN3判断该数据包的发送是否成功(S93)。在一定时间内未检测出相对于数据包的ACK信号的接收的情况下(S93；否)，SN3例如判断是否经过了允许数据包的发送的规定时间(是否检测出发送超时)(S94)。在未检测出发送超时的情况下(S94；否)，SN3可以在处理S92中进行未能接收到ACK信号的数据包的再次发送。
另一方面，在检测出发送超时的情况下(S94；是)，SN3废弃掉未能接收到ACK信号的数据包并使处理返回到S91，等待(监视)要中继发送的数据包的接收。
此外，在处理S91中，在未检测出数据包的接收的情况下，SN3可以结束处理。或者，在处理S91中，在未检测出数据包的接收的情况下，SN3也可以使处理返回到处理S90。
通过上述的“自适应树形路径控制”与“IPT控制”的组合，在自行应地跟随无线环境的变化而变化的树形路径中，以与频率再用间隔相应的周期，时分地发送和接收数据包。
因此，能够实现相对于无线BH线路的质量变化跟随性能较高的自适应的时分多址(TDMA；Time Division Multiple Access)或者时分双工(TDD；Time Division Duplex)。
(变形例)
在上述的实施方式中，对图7中示例出的IBSS网状链路利用节点3的IBSS模式来形成的例子进行了说明。但是，也可能存在节点3不支持IBSS模式的情况。
在节点3不支持IBSS模式的情况下，例如通过AP(Access Point：接入点)模式与STA(Station：站点)模式的组合，能够构建与图7中示例出的IBSS网状链路等同的网状链路。
图16中示出使用AP模式与STA模式的组合(也可以称为“混合(Hybrid)”)在节点3间构建网状链路的例子。此外，将AP模式与STA模式的组合简便地称为“拟似IBSS模式”。
在图16的(A)～(C)中，示例性地示出了三个节点A、B以及C。在图17中，与节点A～C各自的协议栈一并示出了对于节点A-B间以及节点A-C间分别使用了拟似IBSS模式的无线链路的建立步骤的一例。
例如，如图16的(A)所示，节点A与启动相应地，按照AP(模式)的动作向周围发送信标信号。接收到该信标信号的周边节点B以及C各自按照STA(模式)的动作，将关联请求(Association Request)发送至节点A。
节点A在分别许可从周边节点B以及C接收到的关联请求的情况下，按照AP的动作向周边节点B以及C发送关联响应(Association Response)。由此，以节点A为起点(AP)的多点(节点B以及C)的无线链路链接。
同样地，例如如图16的(B)所示，节点B与启动相应地，按照AP(模式)的动作向周围发送信标信号。接收到该信标信号的周边节点A以及C各自按照STA(模式)的动作，将关联请求发送至节点B。由此，以节点B为起点(AP)的多点(节点A以及C)的无线链路链接。
当关注节点C时，如图16的(C)所示，节点C与启动相应地，按照AP(模式)的动作向周围发送信标信号。接收到该信标信号的周边节点A以及B各自按照STA(模式)的动作，将关联请求发送至节点C。由此，以节点C为起点(AP)的多点(节点A以及B)的无线链路链接。
将以上的动作例概括起来就是，节点A、B以及C各自作为信标信号的发送源以AP模式动作，而在接收到以其他的周边节点为发送源的信标信号的情况下，在与该周边节点的关系中以STA模式动作。
图17中将以上的动作例与节点A、B以及C各自的协议栈一并示意性地示出。在图17中，为了说明上的方便，将同一节点3中的物理层(L1)以及MAC层(L2)各自按照AP模式与STA模式区分开使其可视化。
但是，L1以及L2对于AP模式和STA模式可以是共同的。例如，L1以及L2既可以通过同一硬件来实现，也可以使用时分、SDM(Space Division Multiplexing：空分复用)或码分等的多重化方法，相对于相同的信道使涉及AP模式和STA模式的无线通信多重化。基于AP模式与STA模式的混合模式(拟似IBSS模式)的处理或者控制例如可以被包含在层2.5中。
在图17中，当关注节点A时，在节点A(AP模式)、与接收到以节点A为发送源的信标信号的节点B(STA模式)以及节点C(STA模式)之间，执行图16的(A)中示例出的关联步骤。
另外，节点A通过接收以节点B(AP模式)为发送源的信标信号，在其与节点B的关系中以STA模式动作。因此，在节点A(STA模式)与节点B(AP模式)之间，执行图16的(B)中示例出的关联步骤。
同样地，节点A通过接收以节点C(AP模式)为发送源的信标信号，在其与节点C的关系中以STA模式动作。因此，在节点A(STA模式)与节点C(AP模式)之间，执行图16的(C)中示例出的关联步骤。
此外，对于节点B以及C，也分别与节点A同样地，按照AP模式和STA模式，在其与其他的周边节点之间执行如图16中示例出的关联步骤。
如上所述，无线链路分别在节点A-B间、节点B-C间以及节点C-A间链接。在不同信道的多个无线链路链接的情况下，这些多个无线链路可以聚合(或者绑定)在一个无线带中。

Claims (13)

1.一种无线路径控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
从多个无线节点中的第一无线节点，发送向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号的步骤；以及
所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点的每一个处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径的步骤。
2.根据权利要求1所述的无线路径控制方法，其中，
所述第一无线节点多次发送所述控制信号，
所述第二无线节点的每一个根据每接收多次发送的所述控制信号时计算出的所述指标的变化，更新选择为所述数据信号的传送路径的无线链路。
3.根据权利要求1或2所述的无线路径控制方法，其中，
所述第二无线节点的每一个使用通过在所述第二无线节点的每一个处链接的一个以上无线链路接收到的所述控制信号，计算该无线链路的所述指标，
并将计算出的所述指标包含在所述控制信号中，向在所述第二无线节点处链接的无线链路的每一个发送。
4.根据权利要求3所述的无线路径控制方法，其中，
在对所述控制信号传播的一个以上无线链路的所述指标进行的计算中，包括计算接收到的所述控制信号中包含的所述指标、与使用该控制信号计算出的所述指标的累积值。
5.根据权利要求1所述的无线路径控制方法，其中，
所述第一无线节点使用与频率再用间隔相应的周期间歇地发送所述数据信号，
所述第二无线节点的每一个将从所选择的所述无线链路接收到的所述数据信号，向下一个第二无线节点选择的所述无线链路中继。
6.根据权利要求1所述的无线路径控制方法，其中，
所述多个无线节点之间的所述多个无线链路，通过所述多个无线节点的每一个使用点对点模式与其他的无线节点发送和接收信标信号来链接。
7.一种无线通信***，其特征在于，具备：
第一无线节点，发送向在构成回程网络的多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号，且是所述多个无线节点中的一个；以及
第二无线节点，是所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个，根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
8.一种无线节点，是作为多个无线节点中的一个的第一无线节点，其特征在于，具备：
生成部，生成向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号；以及
发送部，将所述控制信号发送至在所述第一无线节点处链接的无线链路；
所述控制信号被用于：所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
9.一种无线节点，是多个无线节点中的、与第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个，其特征在于，具备：
接收部，通过在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路中的、在所述第二无线节点处链接的一个以上无线链路，接收所述第一无线节点为了向所述多个无线链路进行传播而发送的控制信号；以及
选择部，根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
10.一种存储有无线路径控制程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述无线路径控制程序使作为多个无线节点中的一个的第一无线节点所具备的处理器执行如下处理：
生成向在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路的每一个传播的控制信号的处理；以及
将所述控制信号发送至在所述第一无线节点处链接的无线链路的处理；
所述控制信号被用于：所述多个无线节点中的、与所述第一无线节点不同的多个第二无线节点的每一个根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径。
11.一种存储有无线路径控制程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述无线路径控制程序使多个无线节点中的、与第一无线节点不同的多个第二无线节点中的一个所具备的处理器执行如下处理：
通过在构成回程网络的所述多个无线节点之间链接的多个无线链路中的、在所述第二无线节点处链接的一个以上无线链路，接收所述第一无线节点为了向所述多个无线链路进行传播而发送的控制信号的处理；以及
根据表示从不同路径接收到的多个所述控制信号的每一个传播的一个以上无线链路的电波传播质量的指标，在所述第二无线节点处链接的无线链路中，选择与朝向所述第一无线节点的、向上游方向的不同路径中的一个相对应的无线链路，作为数据信号的传送路径的处理。
12.一种无线路径控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
将在多个无线节点之间链接的多个无线链路的至少一部分选择为无线链路集的要素的步骤，所述无线链路集形成在顶点具有特定的无线节点的树形结构的路径。
13.根据权利要求12所述的无线路径控制方法，其中，
根据所述多个无线链路的电波传播质量的变化，变更选择为所述无线链路集的要素的无线链路。
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