JP2006325069A - Radio equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線装置に関し、特に、複数の無線装置によって自律的、かつ、即時的に構築されるアドホックネットワークを構成する無線装置に関するものである。 The present invention relates to a radio apparatus, and more particularly to a radio apparatus constituting an ad hoc network that is autonomously and instantaneously constructed by a plurality of radio apparatuses.
アドホックネットワークは、複数の無線装置が相互に通信を行なうことによって自律的、かつ、即時的に構築されるネットワークである。アドホックネットワークでは、通信する２つの無線装置が互いの通信エリアに存在しない場合、２つの無線装置の中間に位置する無線装置がルータとして機能し、データパケットを中継するので、広範囲のマルチホップネットワークを形成することができる。 An ad hoc network is a network that is autonomously and instantaneously constructed by a plurality of wireless devices communicating with each other. In an ad hoc network, when two wireless devices that communicate with each other do not exist in the communication area, a wireless device located between the two wireless devices functions as a router and relays a data packet. Can be formed.
このようなアドホックネットワークは、被災地での無線通信網やＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）車車間通信でのストリーミングなど、様々な方面に応用されようとしている（非特許文献１）。 Such an ad hoc network is about to be applied to various fields such as a wireless communication network in a stricken area and streaming in ITS (Intelligent Transport Systems) inter-vehicle communication (Non-Patent Document 1).
マルチホップ通信をサポートする動的なルーティングプロトコルとしては、テーブル駆動型プロトコルとオンデマンド型プロトコルとがある。テーブル駆動型プロトコルは、定期的に経路に関する制御情報の交換を行ない、予め経路表を構築しておくものであり、ＦＳＲ（Ｆｉｓｈ−ｅｙｅ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）、ＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＴＢＲＰＦ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｒｅｖｅｒｓｅ−Ｐａｔｈ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ）等が知られている。 Dynamic routing protocols that support multi-hop communication include table-driven protocols and on-demand protocols. The table-driven protocol periodically exchanges control information related to a route and constructs a route table in advance, and includes FSR (Fish-eye State Routing), OLSR (Optimized Link State Routing), and TBRPF (Topology). (Dissociation Based on Reverse-Path Forwarding) and the like are known.
また、オンデマンド型プロトコルは、データ送信の要求が発生した時点で、初めて宛先までの経路を構築するものであり、ＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）およびＡＯＤＶ（Ａｄ Ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）等が知られている。 In addition, the on-demand protocol is a method for constructing a route to a destination for the first time when a data transmission request occurs, and includes DSR (Dynamic Source Routing) and AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing). Are known.
そして、従来のアドホックネットワークにおいては、送信元から送信先へデータ通信を行なう場合、送信元から送信先までのホップ数ができる限り少なくなるように通信経路が決定される（非特許文献１）。
しかし、現在のアドホックネットワークにおいては、常に経路が安定的に維持されることは期待できないため、周期的或いはオンデマンド的に経路探索を行ない、経路選択テーブルを更新している。そのため、ルーティング処理は、レイヤー３でソフトウェア的に行なわれており、処理遅延を招き易いという問題がある。 However, in the current ad hoc network, it is not expected that the route is always stably maintained. Therefore, the route search is performed periodically or on demand to update the route selection table. Therefore, the routing process is performed by software in layer 3, and there is a problem that processing delay is likely to be caused.
また、アドホックネットワーク内の不特定多数の無線装置にパケットを送信するフラディングにおいても、重複したパケットの送信を避けるためにも、識別処理が必要であり、その識別処理が処理遅延の原因にもなっている。 Also, in flooding in which packets are sent to an unspecified number of wireless devices in an ad hoc network, identification processing is necessary to avoid transmission of duplicate packets, and this identification processing may cause processing delay. It has become.
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、自律的に確立される無線ネットワークの遅延を低減可能な無線装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a wireless device capable of reducing a delay of a wireless network that is established autonomously.
この発明によれば、無線装置は、自律的に確立され、かつ、送信元と送信先との間で無線通信を行なう無線ネットワークを構成する無線装置であって、処理内容決定手段と、処理手段とを備える。処理内容決定手段は、送信されたパケットのヘッダのみを参照して、パケットを受信する第１の処理と、パケットを送信元と送信先との間の通信経路に沿って中継する第２の処理と、パケットを不特定多数の無線装置へ中継する第３の処理とのうちいずれの処理を行なうかを決定する。処理手段は、処理内容決定手段の決定結果に応じて、第１から第３の処理のいずれかの処理を行なう。 According to the present invention, a wireless device is a wireless device that is autonomously established and constitutes a wireless network that performs wireless communication between a transmission source and a transmission destination, and includes processing content determination means and processing means. With. The processing content determination means refers to only the header of the transmitted packet and receives the packet, and the second processing relays the packet along the communication path between the transmission source and the transmission destination. And the third process for relaying the packet to an unspecified number of wireless devices. The processing means performs any one of the first to third processes according to the determination result of the processing content determination means.
好ましくは、処理内容決定手段は、ネットワーク層よりも下位の層に設けられる。 Preferably, the processing content determination means is provided in a lower layer than the network layer.
好ましくは、無線装置は、保持手段を更に備える。保持手段は、ヘッダのヘッダ長よりも所定長だけ長いデータ長を容量として有し、パケットをその先頭からデータ長づつ一時的に保持して処理手段へ出力する。そして、処理内容決定手段は、ヘッダが保持手段に保持されている間にヘッダに格納されたラベルを参照してパケットの処理内容を決定する。 Preferably, the wireless device further includes holding means. The holding means has a data length that is longer than the header length of the header by a predetermined length as a capacity, and temporarily holds the packet for each data length from the head and outputs the packet to the processing means. Then, the processing content determination means determines the processing content of the packet with reference to the label stored in the header while the header is held in the holding means.
好ましくは、所定長は、パケットの変調方式に応じて変えられる。 Preferably, the predetermined length is changed according to the modulation method of the packet.
好ましくは、ラベルは、第１および第２のビットパターンのいずれかからなる。そして、処理内容決定手段は、ラベルが第１のビットパターンからなるとき、当該無線装置と送信先との関係に応じて、第１および第２の処理のいずれかを行なうように決定し、ラベルが第２のビットパターンからなるとき、第３の処理を行なうように決定する。 Preferably, the label consists of either the first or second bit pattern. Then, the processing content determination means determines to perform one of the first processing and the second processing according to the relationship between the wireless device and the transmission destination when the label is composed of the first bit pattern. Is determined to perform the third process when it comprises the second bit pattern.
好ましくは、処理内容決定手段は、当該無線装置が送信先であり、かつ、ラベルが第１のビットパターンからなるとき、第１の処理を行なうように決定し、当該無線装置が通信経路上の無線装置であり、かつ、ラベルが第１のビットパターンからなるとき、第２の処理を行なうように決定する。 Preferably, the processing content determination means determines to perform the first process when the wireless device is the transmission destination and the label is formed of the first bit pattern, and the wireless device is on the communication path. When it is a wireless device and the label is composed of the first bit pattern, it is determined to perform the second process.
好ましくは、第１のビットパターンは、通信経路に沿ってパケットを無線通信することを示す第１のビット列と、第１のビット列に連続して設けられた第２のビット列とからなる。第２のビットパターンは、第１のビット列と同じビット長を有し、かつ、無線ネットワーク内の複数の無線装置へパケットを無線通信することを示す第３のビット列と、第３のビット列に連続して設けられ、かつ、第２のビット列と同じビット長を有する第４のビット列とからなる。そして、処理内容決定手段は、ラベルが第２のビットパターンからなり、かつ、第４のビット列によって表される数値が既に使用された数値よりも大きいとき、第３の処理を行なうように決定する。 Preferably, the first bit pattern includes a first bit string indicating that a packet is wirelessly communicated along a communication path, and a second bit string provided continuously with the first bit string. The second bit pattern has the same bit length as the first bit string, and is continuous to the third bit string and the third bit string indicating that the packet is wirelessly communicated to a plurality of wireless devices in the wireless network. And a fourth bit string having the same bit length as that of the second bit string. Then, the processing content determination means determines to perform the third processing when the label is composed of the second bit pattern and the numerical value represented by the fourth bit string is larger than the numerical value already used. .
好ましくは、第１のビットパターンは、通信経路が決定されるときに設定され、第２のビットパターンは、送信元において設定される。 Preferably, the first bit pattern is set when the communication path is determined, and the second bit pattern is set at the transmission source.
この発明による無線装置は、他の無線装置から送信されたパケットのヘッダのみを参照して、パケットの処理内容を決定し、パケット全体を受信し終わる前にその決定した処理内容に従ってパケットを処理する。 The wireless device according to the present invention refers to only the header of a packet transmitted from another wireless device, determines the processing content of the packet, and processes the packet according to the determined processing content before receiving the entire packet. .
また、この発明によれば、ネットワーク層よりも下位の層でパケットの処理内容を決定できるので、各無線装置における通信遅延を抑制できる。その結果、この発明による無線装置を用いて無線ネットワークを構築することによって、通信遅延が小さい無線ネットワークを実現できる。 Further, according to the present invention, the processing contents of the packet can be determined in a layer lower than the network layer, so that communication delay in each wireless device can be suppressed. As a result, a wireless network with a small communication delay can be realized by constructing a wireless network using the wireless device according to the present invention.
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。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図１は、この発明の実施の形態による無線装置を用いた無線ネットワークシステムの概略図である。無線ネットワークシステム１００は、無線装置３１〜４３を備える。無線装置３１〜４３は、無線通信空間に配置され、自律的にネットワークを構成している。アンテナ５１〜６３は、それぞれ、無線装置３１〜４３に装着される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless network system using a wireless device according to an embodiment of the present invention. The
例えば、無線装置３１から無線装置４２へデータを送信する場合、無線装置３２，３５〜４１は、無線装置３１からのデータを中継して無線装置４２へ届ける。
For example, when transmitting data from the
また、無線装置３３から無線装置４３へデータを送信する場合、無線装置３１，３２，３５〜４２は、無線装置３３からのデータを中継して無線装置４３へ届ける。
When transmitting data from the
このように、無線ネットワークシステム１００においては、複数のデータフローが発生する場合があり、その場合、上述した２つのデータフロー（無線装置３１から無線装置４２へのデータフローおよび無線装置３３から無線装置４３へのデータフロー）の両方を中継する無線装置３２，３５〜４１は、同一の周波数で２つのデータフローを同時に中継できず、一方のデータフローの中継が終了した後に他方のデータフローの中継を行なわねばならない。そのため、他方のデータフローの中継に遅延が生じ、このような中継時の遅延が無線装置３２，３５〜４１において発生することにより、無線ネットワークシステム１００の全体における遅延が増大する。
As described above, in the
そこで、以下においては、無線ネットワークシステム１００の全体において、遅延を低減して無線通信を行なう方法について説明する。
Therefore, in the following, a method for performing wireless communication with reduced delay in the entire
なお、送信元と送信先との間で通信経路を確立するプロトコルの例としてＯＬＳＲプロトコルを用いる。このＯＬＳＲプロトコルは、テーブル駆動型のルーティングプロトコルであり、ＨｅｌｌｏメッセージおよびＴＣ（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージを用いて経路情報を交換し、ルーティングテーブルを作成するプロトコルである。 The OLSR protocol is used as an example of a protocol for establishing a communication path between a transmission source and a transmission destination. The OLSR protocol is a table-driven routing protocol, and is a protocol for exchanging route information by using a Hello message and a TC (Topology Control) message to create a routing table.
そして、以下においては、ＯＬＳＲプロトコルに従って送信元と送信先との間で無線通信経路が確立され、送信元と送信先との間で無線通信を行なえる環境が整っていることを前提として説明する。 In the following description, it is assumed that a wireless communication path is established between the transmission source and the transmission destination according to the OLSR protocol, and an environment in which wireless communication can be performed between the transmission source and the transmission destination is prepared. .
図２は、図１に示す無線装置３１の構成を示す概略ブロック図である。無線装置３１は、アンテナ１１と、入力部１２と、出力部１３と、ユーザアプリケーション１４と、通信制御部１５とを含む。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the
アンテナ１１は、図１に示すアンテナ５１〜６３の各々を構成する。そして、アンテナ１１は、無線通信空間を介して他の無線装置からデータを受信し、その受信したデータを通信制御部１５へ出力するとともに、通信制御部１５からのデータを無線通信空間を介して他の無線装置へ送信する。
The antenna 11 constitutes each of the
入力部１２は、無線装置３１の操作者が入力したメッセージおよびデータの宛先を受付け、その受付けたメッセージおよび宛先をユーザアプリケーション１４へ出力する。出力部１３は、ユーザアプリケーション１４からの制御に従ってメッセージを表示する。
The
ユーザアプリケーション１４は、入力部１２からのメッセージおよび宛先に基づいてデータを生成して通信制御部１５へ出力する。
The
通信制御部１５は、ＡＲＰＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ Ａｇｅｎｃｙ）インターネット階層構造に従って、通信制御を行なう複数のモジュールからなる。即ち、通信制御部１５は、無線インターフェースモジュール１６と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）モジュール１７と、識別器１８と、レジスター１９と、ホップ数設定手段２０と、ネットワーク層等の上位層に設けられるモジュール（図示せず）とからなる。
The
無線インターフェースモジュール１６は、物理層に属し、所定の拡散符号により送信データをスペクトラム拡散するとともに、そのスペクトラム拡散した送信データを所定の周波数で変調し、アンテナ１１を介して送信する。
The
また、無線インターフェースモジュール１６は、他の無線装置から送信された信号をアンテナ１１を介して受信し、その受信した信号の復調を行なうとともに、復調後の信号をスペクトラム逆拡散してレジスター１９またはネットワーク層等の上位層へ出力する。
Further, the
ＭＡＣモジュール１７は、データリンク層に属し、ＭＡＣプロトコルを実行して、以下に述べる各種の機能を実行する。 The MAC module 17 belongs to the data link layer, executes the MAC protocol, and executes various functions described below.
即ち、ＭＡＣモジュール１７は、上位層から受けたＨｅｌｌｏパケットを無線インターフェースモジュール１６を介してブロードキャストする。
That is, the MAC module 17 broadcasts the Hello packet received from the upper layer via the
また、ＭＡＣモジュール１７は、データ（パケット）の再送制御等を行なう。 The MAC module 17 performs retransmission control of data (packets).
識別器１８は、データリンク層に属し、後述する方法によって、レジスター１９に保持されたパケットＰＫＴのヘッダのみを参照してパケットＰＫＴの送信先を決定する。そして、識別器１８は、その決定した送信先にパケットＰＫＴを送信するように無線インターフェースモジュール１６を制御するための制御信号ＣＴＬを生成して無線インターフェースモジュール１６へ出力する。
The
レジスター１９は、データリンク層に属し、無線インターフェースモジュール１６から受けたパケットＰＫＴを一時的に保持してホップ数設定手段２０へ出力する。
The
ホップ数設定手段２０は、レジスター１９から出力されたパケットＰＫＴのヘッダに含まれるホップカウンタを“１”だけデクリメントし、パケットＰＫＴを無線インターフェースモジュール１６へ出力する。
The hop number setting means 20 decrements the hop counter included in the header of the packet PKT output from the
なお、図１に示す無線装置３２〜４３の各々も、図２に示す無線装置３１の構成と同じ構成からなる。
Note that each of the wireless devices 32 to 43 illustrated in FIG. 1 has the same configuration as the configuration of the
図３は、図２に示す無線インターフェースモジュール１６の一部の構成を示す構成図である。無線インターフェースモジュール１６は、送信部１６１と、受信部１６２と、切換器１６３とを含む。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a partial configuration of the
送信部１６１は、拡散符号保持部１６１１と、拡散手段１６１２と、変調器１６１３とを含む。拡散符号保持部１６１１は、複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋ（ｋは、２以上の整数）を保持する。複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋは、相互に異なる符号系列からなる。
The
より詳細には、複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋは、位相差ゼロにおいて自己相関が鋭く、位相差ゼロ以外の時は相関が十分に小さい符号系列からなる。複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋがこのような符号系列からなるのは、無線ネットワークシステム１００において、スペクトラム拡散された拡散信号が非同期で無線通信された場合にも、各無線装置がスペクトラム逆拡散により希望波のみを抽出できるようにするためである。
More specifically, the plurality of spreading codes C1 to Ck are code sequences having sharp autocorrelation when the phase difference is zero and sufficiently small correlation when the phase difference is not zero. The plurality of spread codes C1 to Ck are formed of such code sequences because, even when spread spectrum spread signals are wirelessly communicated asynchronously in the
そして、拡散符号保持部１６１１は、拡散符号Ｃｉ（ｉは１≦ｉ≦ｋを満たす整数）の出力要求を拡散手段１６１２から受けると、拡散符号Ｃｉを拡散手段１６１２へ出力する。この場合、拡散符号保持部１６１１は、拡散符号Ｃｉの出力要求を受ける毎に、拡散手段１６１２へ前回出力した拡散符号と異なる拡散符号を複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋから選択して拡散手段１６１２へ出力する。
When the spreading
拡散手段１６１２は、ＭＡＣモジュール１７または切換器１６３からパケットＰＫＴを受け、拡散符号保持部１６１１から拡散符号Ｃｉを受ける。そして、拡散手段１６１２は、パケットＰＫＴを拡散符号Ｃｉによってスペクトラム拡散する。より具体的には、拡散手段１６１２は、パケットＰＫＴのビット列と拡散符号Ｃｉとの排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ）を演算することにより、パケットＰＫＴを拡散符号Ｃｉによりスペクトラム拡散する。
Spreading means 1612 receives packet PKT from MAC module 17 or
そして、拡散手段１６１１は、パケットＰＫＴをスペクトラム拡散して生成した拡散信号ＳＳを変調器１６１３へ出力する。
Spreading means 1611 outputs spread signal SS generated by spectrum spreading of packet PKT to
変調器１６１３は、拡散手段１６１２から拡散信号ＳＳを受けると、拡散信号ＳＳを所定の周波数で変調し、その変調した拡散信号ＳＳをアンテナ１１へ出力する。
Upon receiving the spread signal SS from the spreading
受信部１６２は、復調器１６２１と、拡散符号保持部１６２２と、逆拡散手段１６２３とを含む。
The receiving
復調器１６２１は、アンテナ１１から受信信号Ｒを受け、その受けた受信信号Ｒを所定の周波数で復調して拡散信号ＳＳを逆拡散手段１６２３へ出力する。
拡散符号保持部１６２２は、送信部１６１の拡散符号保持部１６１１と同じ複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋを保持する。そして、拡散符号保持部１６２２は、拡散符号の出力要求を逆拡散手段１６２３から受けると、複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋを逆拡散手段１６２３へ出力する。
The spreading
逆拡散手段１６２３は、復調器１６２１から拡散信号ＳＳを受け、拡散符号保持部１６２２から複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋを受ける。そして、逆拡散手段１６２３は、拡散信号ＳＳと、複数の拡散信号Ｃ１〜Ｃｋの各々との相関値を演算し、その演算した複数の相関値のうち、しきい値以上の相関値が得られるときの拡散符号Ｃｊ（ｊは、１≦ｊ≦ｋを満たす整数）を特定する。
そうすると、逆拡散手段１６２３は、その特定した拡散符号Ｃｊによって拡散信号ＳＳをスペクトラム逆拡散する。より具体的には、逆拡散手段１６２３は、拡散信号ＳＳのビット列と拡散符号Ｃｊとの排他的論理和（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ）を演算することにより、拡散符号Ｃｊによって拡散信号ＳＳをスペクトラム逆拡散する。
The despreading means 1623 receives the spread signal SS from the
Then, the despreading means 1623 despreads the spread signal SS with the specified spread code Cj. More specifically, the despreading means 1623 despreads the spread signal SS by the spread code Cj by calculating an exclusive OR of the bit string of the spread signal SS and the spread code Cj. .
そして、逆拡散手段１６２３は、スペクトラム逆拡散したパケットＰＫＴをレジスター１９へ出力する。
Then, the despreading means 1623 outputs the packet PKT subjected to spectrum despreading to the
なお、逆拡散手段１６２３がスペクトラム逆拡散に用いる拡散符号Ｃｊを拡散手段１６１２がスペクトラム拡散に用いる拡散符号Ｃｉと異なる表記にしているのは、パケットＰＫＴの送信時にパケットＰＫＴをスペクトラム拡散するための拡散符号Ｃｉは、パケットＰＫＴの受信時にパケットＰＫＴを逆拡散するための拡散符号Ｃｊと同じであるとは限らないからである。
Note that the spread code Cj used by the despreading means 1623 for spectrum despreading is different from the spread code Ci used by the spreading
つまり、この発明においては、パケットＰＫＴの送信側である無線装置Ａ（無線装置３１〜４３のいずれか）は、パケットＰＫＴを送信するとき、複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋから任意に選択した拡散符号Ｃｉを用いてパケットＰＫＴをスペクトラム拡散するため、無線装置ＡがパケットＰＫＴを他の無線装置Ｂ（無線装置Ａと異なる無線装置）から受信するとき、他の無線装置Ｂが拡散符号Ｃｉと同じ拡散符号を複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋから選択する場合もあれば、他の無線装置Ｂが拡散符号Ｃｉと異なる拡散符号を複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋから選択する場合もあるので、逆拡散手段１６２３がスペクトラム逆拡散に用いる拡散符号Ｃｊを拡散手段１６１２がスペクトラム拡散に用いる拡散符号Ｃｉと異なる表記にしている。
That is, in the present invention, when the wireless device A (any of the
従って、拡散符号Ｃｉおよび拡散符号Ｃｊは、相互に同じである場合もあれば、相互に異なる場合もある。 Accordingly, the spread code Ci and the spread code Cj may be the same as each other or different from each other.
切換器１６３は、スイッチ１６３１と、端子１６３２〜１６３４とからなる。スイッチ１６３１は、レジスター１９からの出力データをホップ数設定手段２０を介して受ける。そして、スイッチ１６３１は、識別器１８からの制御信号ＣＴＬによって端子１６３２〜１６３４のいずれかに接続される。
The
端子１６３２は、レジスター１９からの出力データを当該無線装置の上位層へ出力するための端子であり、端子１６３３は、レジスター１９からの出力データを当該無線装置の上位層および他の無線装置へ送信するための端子であり、端子１６３４は、レジスター１９からの出力データを他の無線装置へ送信するための端子である。
The terminal 1632 is a terminal for outputting the output data from the
このように、切換器１６３は、識別器１８からの制御信号ＣＴＬによって送信先を変えてレジスター１９からの出力データを送信する。
As described above, the
レジスター１９は、後述するパケットＰＫＴのヘッダＨＤのビット長よりもαビットだけ長いビット長のデータを一度に保持可能な容量を有する。αビットは、変調方式に応じて決定され、例えば、１〜２ビットのビット長を有する。
The
レジスター１９の容量が“ヘッダＨＤのビット長＋α”ビットに設定されるのは、各無線装置３１〜４３においてパケットＰＫＴのヘッダＨＤがレジスター１９に格納されるタイミングがずれても、各無線装置３１〜４３においてパケットＰＫＴのヘッダＨＤを正確に検出できるようにするためである。
The capacity of the
レジスター１９は、パケットＰＫＴをその先頭から所定量（＝“ヘッダＨＤのビット長＋α”ビット）づつ一時的に保持し、その後、所定量づつ、順次、ホップ数設定手段２０へ出力する。
The
識別器１８は、他の無線装置から受信したパケットＰＫＴをどのように処理するのを示す制御テーブルを保持している。そして、識別器１８は、制御テーブルと、レジスター１９に保持されたヘッダＨＤとを参照して、パケットＰＫＴの送信先を後述する方法によって決定し、その決定した送信先へパケットＰＫＴを送信するように切換器１６３を制御するための制御信号ＣＴＬを生成する。そして、識別器１８は、その生成した制御信号ＣＴＬを切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。
The
ホップ数設定手段２０は、レジスター１９から出力されたパケットＰＫＴのヘッダＨＤに格納されたホップカウンタを“１”だけデクリメントし、そのデクリメントしたパケットＰＫＴを切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。
The hop number setting means 20 decrements the hop counter stored in the header HD of the packet PKT output from the
図４は、パケットＰＫＴの構成図である。パケットＰＫＴは、プリアンブル（Ｐｒｅ−Ａｍｂｌｅ）と、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）と、誤り符号（ＬＣＳ：Ｌａｂｅｌ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と、本体部（Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）とからなる。なお、プリアンブル（Ｐｒｅ−Ａｍｂｌｅ）、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）および誤り符号（ＬＣＳ）は、ヘッダＨＤを構成する。 FIG. 4 is a configuration diagram of the packet PKT. The packet PKT includes a preamble (Pre-Amble), a label storage (Label Field), an error code (LCS: Label Check Sequence), and a main body (Container). The preamble (Pre-Amble), the label storage unit (Label Field), and the error code (LCS) constitute a header HD.
プリアンブル（Ｐｒｅ−Ａｍｂｌｅ）には、受信信号を再生するための信号が格納される。より具体的には、キャリア再生用の信号またはクロック再生用の信号がプリアンブル（Ｐｒｅ−Ａｍｂｌｅ）に格納される。 In the preamble (Pre-Amble), a signal for reproducing the received signal is stored. More specifically, a carrier reproduction signal or a clock reproduction signal is stored in a preamble (Pre-Amble).
ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）には、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って無線通信するためのラベル情報またはパケットＰＫＴを無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信するためのラベル情報が格納される。
The label storage unit (Label Field) includes label information for wirelessly communicating the packet PKT along the wireless communication path or label information for transmitting the packet PKT to an unspecified number of wireless devices in the
誤り符号（ＬＣＳ）は、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）の誤り検出用のＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号からなる。本体部（Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）には、例えば、ＩＰパケットが格納される。 The error code (LCS) is composed of a CRC (Cyclic Redundancy Check) code for error detection in the label storage unit (Label Field). For example, an IP packet is stored in the main body (Container).
ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）の長さおよび誤り符号（ＬＣＳ）の長さは、システムに応じて決定されるが、アドホックネットワークからなる無線ネットワークシステム１００においては、例えば、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）の長さは、１２ビットであり、誤り符号（ＬＣＳ）の長さは、４ビットである。
The length of the label storage unit (Label Field) and the length of the error code (LCS) are determined according to the system. In the
ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）は、タイプと、コネクションＩＤと、ホップカウンタとからなる。タイプは、例えば、１ビットのデータからなり、“０”または“１”が格納される。ここで、“０”は、パケットＰＫＴを無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信するためのラベル情報であるフラディングラベルを表し、“１”は、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って中継するためのラベル情報であるルーティングラベルを表す。
The label storage unit (Label Field) includes a type, a connection ID, and a hop counter. The type is, for example, 1-bit data, and “0” or “1” is stored. Here, “0” represents a flooding label which is label information for transmitting the packet PKT to an unspecified number of wireless devices in the
従って、タイプを参照すれば、そのパケットＰＫＴが、無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信されるパケットであるのか、無線通信経路に沿って中継されるパケットであるのかを識別できる。
Therefore, by referring to the type, it is possible to identify whether the packet PKT is a packet transmitted to an unspecified number of wireless devices in the
そして、タイプには、送信元の無線装置によって“０”または“１”が格納される。 In the type, “0” or “1” is stored by the wireless device of the transmission source.
コネクションＩＤは、例えば、７ビットのデータからなり、固定長ビットパターンが格納される。そして、コネクションＩＤは、パケットＰＫＴが無線通信経路に沿って無線通信される場合、例えば、ビットパターン［１１００１１０］が格納される。なお、ビットパターン［１１００１１０］は、パケットＰＫＴを送信（または中継）する無線通信経路の設定時にコネクションＩＤに格納される。 The connection ID is composed of, for example, 7-bit data and stores a fixed-length bit pattern. The connection ID stores, for example, a bit pattern [1100110] when the packet PKT is wirelessly communicated along the wireless communication path. The bit pattern [1100110] is stored in the connection ID when a wireless communication path for transmitting (or relaying) the packet PKT is set.
また、コネクションＩＤは、パケットＰＫＴが無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信される場合、過去に格納された数値よりも大きい数値が格納される。この場合、送信元の無線装置が過去に使用された数値よりも大きい数値をコネクションＩＤに格納する。
In addition, when the packet PKT is transmitted to an unspecified number of wireless devices in the
ホップカウンタは、例えば、４ビットのデータからなり、所定の数値が格納される。そして、ホップカウンタは、パケットＰＫＴが中継される度に“１”だけ減少される。ホップカウンタに格納された数値が“０”になると、パケットＰＫＴは、中継されない。 The hop counter is composed of, for example, 4-bit data, and stores a predetermined numerical value. The hop counter is decremented by “1” every time the packet PKT is relayed. When the value stored in the hop counter becomes “0”, the packet PKT is not relayed.
図５は、図３に示す識別器１８が保持する制御テーブルの構成図である。制御テーブルＣＬＴは、ラベルと、コマンドとからなる。制御テーブルＣＬＴにおいて、ラベルには、図４に示す“タイプ”、“コネクションＩＤ”および“ホップカウンタ”が格納され、コマンドには、“Ｃｏｍ１”，“Ｃｏｍ２”，“Ｃｏｍ３”，“Ｃｏｍ４”が格納される。
FIG. 5 is a configuration diagram of a control table held by the
コマンドＣｏｍ１は、他の無線装置から送信されたパケットＰＫＴを当該無線装置で受信することを表し、コマンドＣｏｍ２は、他の無線装置から送信されたパケットＰＫＴを無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置へ転送することを表し、コマンドＣｏｍ３は、他の無線装置から送信されたパケットＰＫＴを無線通信経路に沿って中継することを表し、コマンドＣｏｍ４は、他の無線装置から送信されたパケットＰＫＴを破棄することを表す。
The command Com1 represents that the wireless device receives a packet PKT transmitted from another wireless device, and the command Com2 represents an unspecified number of packets PKT transmitted from another wireless device in the
コマンドＣｏｍ１は、ラベル［１］／［１１００１１０］／［任意の数値］，［０］／［１１１１０１１］／［００００］に対応し、コマンドＣｏｍ２は、ラベル［０］／［過去の数値と異なる数値］／［０以外の数値］に対応し、コマンドＣｏｍ３は、ラベル［１］／［１１００１１０］／［０以外の数値］に対応し、コマンドＣｏｍ４は、ラベルエラーまたはラベル［０］／［過去の数値と同じ数値］／［０以外の数値］に対応する。 The command Com1 corresponds to the label [1] / [1100110] / [arbitrary numeric value], [0] / [1111011] / [0000], and the command Com2 is a numeric value different from the label [0] / [past numeric value]. ] / [Numerical value other than 0], command Com3 corresponds to label [1] / [1100110] / [numerical value other than 0], and command Com4 corresponds to label error or label [0] / [past Corresponds to the same numerical value] / [non-zero numerical value].
ラベル［１］／［１１００１１０］／［任意の数値］は、“１”からなる“タイプ”を含むので、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って送信することを表す。従って、送信先の識別器１８は、ラベル［１］／［１１００１１０］／［任意の数値］を含むパケットＰＫＴに対しては、受信（＝コマンドＣｏｍ１）という処理を行なう。また、ラベル［０］／［１１１１０１１］／［００００］は、“０”からなる“タイプ”を含むので、パケットＰＫＴを不特定多数の無線装置へ送信することを表す。しかし、ホップカウンタが［００００］であるので、パケットＰＫＴを更に転送できない。従って、送信先および中継器の識別器１８は、ラベル［０］／［１１１１０１１］／［００００］を含むパケットＰＫＴに対しては、受信（＝コマンドＣｏｍ１）という処理を行なう。
Since the label [1] / [1100110] / [arbitrary numerical value] includes a “type” composed of “1”, it indicates that the packet PKT is transmitted along the wireless communication path. Therefore, the
ラベル［０］／［過去の数値と異なる数値］／［０以外の数値］は、“０”からなる“タイプ”と、“過去の数値と異なる数値”からなる“コネクションＩＤ”と、“０以外の数値”からなる“ホップカウント”とからなるので、パケットＰＫＴを不特定多数の無線装置へ転送することを表す。従って、送信先および中継器の識別器１８は、ラベル［０］／［過去の数値と異なる数値］／［０以外の数値］を含むパケットＰＫＴに対しては、フラディング（＝コマンドＣｏｍ２）という処理を行なう。
The label [0] / [numeric value different from past numeric value] / [numeric value other than 0] is “type” consisting of “0”, “connection ID” consisting of “numeric value different from past numeric value”, and “0”. Since it consists of a “hop count” consisting of “a numerical value other than”, it represents that the packet PKT is transferred to an unspecified number of wireless devices. Accordingly, the
ラベル［１］／［１１００１１０］／［０以外の数値］は、“１”からなる“タイプ”を含むので、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って送信することを表す。従って、中継器の識別器１８は、ラベル［１］／［１１００１１０］／［０以外の数値］を含むパケットＰＫＴに対しては、中継（＝コマンドＣｏｍ３）という処理を行なう。
The label [1] / [1100110] / [numerical value other than 0] includes a “type” consisting of “1”, and therefore indicates that the packet PKT is transmitted along the wireless communication path. Therefore, the
ラベルがラベルエラーであるときは、パケットＰＫＴをどのように処理してよいか不明であるので、送信先および中継器の識別器１８は、ラベルエラーであるラベルを含むパケットＰＫＴに対しては、破棄（＝コマンドＣｏｍ４）という処理を行なう。また、ラベル［０］／［過去の数値と同じ数値］／［０以外の数値］は、“０”からなる“タイプ”を含むので、パケットＰＫＴを不特定多数の無線装置へ送信することを表す。しかし、コネクションＩＤが“過去の数値と同じ数値”からなるので、パケットＰＫＴは、既にフラディングによって送信されたパケットと重複する重複パケットになる。従って、送信先および中継器の識別器は、ラベル［０］／［過去の数値と同じ数値］／［０以外の数値］を含むパケットＰＫＴに対しては、破棄（＝コマンドＣｏｍ４）という処理を行なう。
When the label is a label error, it is unclear how the packet PKT may be processed. Therefore, the
図５に示す制御テーブルＣＬＴのいずれかのラベルを含むパケットＰＫＴが送信されるときには、送信元と送信先との間で無線通信経路が確立されているので、各無線装置の識別器１８は、自己が送信先に搭載されているか、中継器に搭載されているかを知っている。従って、識別器１８は、後述する方法によって、制御テーブルＣＬＴとパケットＰＫＴのヘッダＨＤのみとを参照してパケットＰＫＴの送信先を決定できる。
When a packet PKT including any label of the control table CLT shown in FIG. 5 is transmitted, since the wireless communication path is established between the transmission source and the transmission destination, the
図６は、図３に示す識別器１８の動作を詳細に説明するための概念図である。図６の（ａ）は、パケットＰＫＴのラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）が“１”を格納したタイプと、数値［１１００１１０］を格納したコネクションＩＤと、数値［０１１１］を格納したホップカウンタとからなる場合を示す。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the operation of the
また、図６の（ｂ）は、パケットＰＫ２のラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）が“０”を格納したタイプと、ビットパターン［１１１１０１１］を格納したコネクションＩＤと、数値［０１１１］を格納したホップカウンタとからなる場合を示す。 FIG. 6B shows a type in which the label storage unit (Label Field) of the packet PK2 stores “0”, a connection ID in which the bit pattern [1111011] is stored, and a hop in which the numerical value [0111] is stored. The case where it consists of a counter is shown.
更に、図６の（ｃ）は、パケットＰＫＴのラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）が“１”を格納したタイプと、ビットパターン［１１００１１０］を格納したコネクションＩＤと、数値［０１１１］を格納したホップカウンタとからなる場合を示す。 Further, FIG. 6C shows a type in which the label storage unit (Label Field) of the packet PKT stores “1”, a connection ID in which the bit pattern [1100110] is stored, and a hop in which the numerical value [0111] is stored. The case where it consists of a counter is shown.
パケットＰＫＴのヘッダＨＤがレジスター１９に格納されると、識別器１８は、ヘッダＨＤの誤り符号（ＬＣＳ）を参照してラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがないか否かを判定する。そして、識別器１８は、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがある場合（ラベルエラー）、制御テーブルＣＬＴ１，ＣＬＴ２を参照して、パケットＰＫＴを破棄するようにレジスター１９を制御する。
When the header HD of the packet PKT is stored in the
一方、識別器１８は、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがない場合、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）のタイプおよびコネクションＩＤを参照してパケットＰＫＴの送信先を決定する。
On the other hand, when there is no error in the label storage unit (Label Field), the
より具体的には、図６の（ａ）の場合、識別器１８は、タイプに格納された“１”を参照して、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って中継するパケットであると判定し、コネクションＩＤに格納されたビットパターン［１１００１１０］を更に参照して、当該無線装置が送信先であるとき、当該無線装置が終端の無線装置であると決定する。即ち、識別器１８は、制御テーブルＣＬＴ１に基づいて、コマンドＣｏｍ１を実行する。そして、識別器１８は、パケットＰＫＴを当該無線装置の上位層へ送信するように切換器１６３を制御するための制御信号ＣＴＬ１（制御信号ＣＴＬの一種）を生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ１を切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。
More specifically, in the case of FIG. 6A, the
また、図６の（ｂ）の場合、識別器１８は、タイプに格納された“０”を参照して、パケットＰＫＴを無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信するパケットであると判定する。そして、識別器１８は、コネクションＩＤに格納された数値［１１１１０１１］を更に参照して、数値［１１１１０１１］が過去に転送したパケットＰＫＴのコネクションＩＤに格納された数値と同じであるか否かを判定する。識別器１８は、数値［１１１１０１１］が過去に使用された数値と同じである場合、パケットＰＫＴを重複パケットと判定し、パケットＰＫＴを破棄するようにレジスター１９を制御する。即ち、識別器１８は、制御テーブルＣＬＴ１またはＣＬＴ２に基づいて、コマンドＣｏｍ４を実行する。
In the case of FIG. 6B, the
一方、識別器１８は、数値［１１１１０１１］が過去に使用された数値と同じでない場合、当該無線装置および他の無線装置が送信先であると判定し、パケットＰＫＴを当該無線装置の上位層および他の無線装置へ送信するように切換器１６３を制御するための制御信号ＣＴＬ２（制御信号ＣＴＬの一種）を生成して切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。即ち、識別器１８は、制御テーブルＣＬＴ１またたＣＬＴ２に基づいて、コマンドＣｏｍ２を実行する。
On the other hand, when the numerical value [1111011] is not the same as the numerical value used in the past, the
なお、識別器１８は、過去に転送したパケットＰＫＴのコネクションＩＤに格納された数値を、一定時間、保持している。
The
更に、図６の（ｃ）の場合、識別器１８は、タイプに格納された“１”を参照して、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って中継するパケットであると判定し、コネクションＩＤに格納されたビットパターン［１１００１１０］を更に参照して、当該無線装置が送信元と送信先との間の無線通信経路上の無線装置であるとき、当該無線装置が中継器であると決定する。そして、識別器１８は、パケットＰＫＴを他の無線装置へ送信するように切換器１６３を制御するための制御信号ＣＴＬ３（制御信号ＣＴＬの一種）を生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ３を切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。即ち、識別器１８は、制御テーブルＣＬＴ２に基づいて、コマンドＣｏｍ３を実行する。
Further, in the case of FIG. 6C, the
識別器１８は、上述した送信先の識別をパケットＰＫＴのヘッダＨＤがレジスター１９に格納されている間に行なう。つまり、識別器１８は、パケットＰＫＴのヘッダＨＤがレジスター１９から出力されるまでに、上述した送信先の識別を行なう。
The
これにより、パケットＰＫＴがレジスター１９を通過する時間を利用してパケットＰＫＴの送信先を迅速に決定できる。
Thereby, the transmission destination of the packet PKT can be quickly determined using the time for the packet PKT to pass through the
ＯＬＳＲプロトコルを用いて確立された無線通信経路に沿って行なわれる無線通信に携わる中継器および送信先が上述した制御テーブルＣＬＴ１またはＣＬＴ２を保持することによって、無線通信経路に沿って送信元から送信先までパケットを高速に転送可能な高速無線通信経路が確立される。なお、ここで言う「高速」とは、従来のアドホックネットワークにおける転送速度よりも速い速度でパケットを転送できるという意味である。 The relay and the transmission destination engaged in the wireless communication performed along the wireless communication path established using the OLSR protocol hold the control table CLT1 or CLT2 described above, so that the transmission destination from the transmission source along the wireless communication path. A high-speed wireless communication path capable of transferring packets at a high speed is established. Here, “high speed” means that packets can be transferred at a speed higher than the transfer speed in the conventional ad hoc network.
次に、高速無線通信経路に沿って無線通信を行なう動作について説明する。 Next, an operation for performing wireless communication along the high-speed wireless communication path will be described.
図７は、この発明の実施の形態による通信方法を示すフローチャートである。なお、図７の説明においては、図１に示す無線装置３６における通信方法について説明する。一連の動作が開始されると、無線装置３６のアンテナ１１は、無線装置３２から信号を受信し、その受信した受信信号Ｒを無線インターフェースモジュール１６の復調器１６２１へ出力する。
FIG. 7 is a flowchart showing a communication method according to the embodiment of the present invention. In the description of FIG. 7, a communication method in the
復調器１６２１は、所定の周波数によって受信信号Ｒを復調し（ステップＳ１１）、その復調した拡散信号ＳＳを逆拡散手段１６２３へ出力する。
The
逆拡散手段１６２３は、拡散信号ＳＳを復調器１６２１から受け、拡散符号保持部１６２２から複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋを受ける。そして、逆拡散手段１６２３は、拡散信号ＳＳと、複数の拡散信号Ｃ１〜Ｃｋの各々との相関値を演算し、その演算した複数の相関値のうち、しきい値以上の相関値が得られるときの拡散符号Ｃｊを特定する。即ち、逆拡散手段１６２３は、拡散信号ＳＳをスペクトラム逆拡散するための拡散符号Ｃｊを決定する（ステップＳ１２）。
The despreading means 1623 receives the spread signal SS from the
そうすると、逆拡散手段１６２３は、その決定した拡散符号Ｃｊによって拡散信号ＳＳをスペクトラム逆拡散し（ステップＳ１３）、そのスペクトラム逆拡散したパケットＰＫＴをレジスター１９へ出力する。
Then, the despreading means 1623 spectrum despreads the spread signal SS with the determined spread code Cj (step S13), and outputs the spectrum despread packet PKT to the
レジスター１９は、パケットＰＫＴ（情報ビット列からなる）の先頭から所定量づつ一時的に保持し、その後、所定量づつ、順次、ホップ数設定手段２０へ出力する。
The
識別器１８は、パケットＰＫＴのヘッダＨＤがレジスター１９に保持されている間にヘッダＨＤを参照してパケットＰＫＴの送信先を決定する。即ち、識別器１８は、ヘッダＨＤの誤り符号（ＬＣＳ）を参照し、ヘッダＨＤのラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがないか否かを判定する（ステップＳ１４）。
The
そして、識別器１８は、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがあるとき（ステップＳ１４において“ＮＯ”の場合）、パケットＰＫＴを破棄するようにレジスター１９を制御し、レジスター１９は、パケットＰＫＴを破棄する（ステップＳ１５）。
When there is an error in the label storage unit (Label Field) (in the case of “NO” in step S14), the
一方、ステップＳ１４において、ラベル格納部（Ｌａｂｅｌ Ｆｉｅｌｄ）に誤りがないとき（ステップＳ１４において“ＹＥＳ”の場合）、ヘッダＨＤのタイプおよびコネクションＩＤを参照して上述した方法によってパケットＰＫＴの宛先（送信先）を識別する（ステップＳ１６）。 On the other hand, when there is no error in the label storage unit (Label Field) in step S14 (in the case of “YES” in step S14), the destination (transmission) of the packet PKT by the method described above with reference to the type of header HD and the connection ID First) is identified (step S16).
識別器１８は、送信先が無線装置３６であると識別したとき（ステップＳ１６において「エッジノード」の場合）、制御信号ＣＴＬ１を生成して切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。スイッチ１６３１は、制御信号ＣＴＬ１に応じて、端子１６３２に接続され、レジスター１９から出力されたパケットＰＫＴ（情報ビット列からなる）を当該無線装置３６の上位層へ出力する。即ち、切換器１６３は、スイッチ１６３１を終端モードにセットする（ステップＳ１７）。
When the
また、ステップＳ１６において、識別器１８は、送信先が無線装置３６に隣接する無線装置３９であると識別したとき（ステップＳ１６において「トランスファノード」の場合）、制御信号ＣＴＬ３を生成して切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。スイッチ１６３１は、制御信号ＣＴＬ３に応じて、端子１６３４に接続され、レジスター１９から出力されたパケットＰＫＴ（情報ビット列からなる）を無線装置３９へ送信するために送信部１６１の拡散手段１６１２へパケットＰＫＴを出力する。即ち、切換器１６３は、スイッチ１６３１をトランスファモードにセットする（ステップＳ１８）。
In step S16, when the
更に、ステップＳ１６において、識別器１８は、送信先が無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置であると識別したとき（ステップＳ１６において「フラディング」の場合）、ヘッダＨＤのホップカウンタを参照してホップカウンタが“０”であるか否かを更に判定する（ステップＳ１９）。
Further, in step S16, when the
そして、ホップカウンタが“０”であると判定されたとき、一連の動作は、上述したステップＳ１７へ移行する。一方、ステップＳ１９において、ホップカウンタが“０”でないと判定されたとき、識別器１８は、コネクションＩＤに格納された数値を参照して、パケットＰＫＴが過去に転送されたか否かを更に判定する（ステップＳ２０）。即ち、識別器１８は、コネクションＩＤに格納された数値が過去に転送されたパケットのコネクションＩＤに格納された数値（識別器１８は、この数値を一定期間、保持している）と同じであるとき、パケットＰＫＴが過去に転送されたと判定し、コネクションＩＤに格納された数値が過去に転送されたパケットのコネクションＩＤに格納された数値と異なるとき、パケットＰＫＴが過去に転送されていないと判定する。
When it is determined that the hop counter is “0”, the series of operations proceeds to step S17 described above. On the other hand, when it is determined in step S19 that the hop counter is not “0”, the
パケットＰＫＴが過去に転送されたパケットであるとき、一連の動作は、上述したステップＳ１５へ移行する。一方、パケットＰＫＴが過去に転送されたパケットでないとき、識別器１８は、制御信号ＣＴＬ２を生成して切換器１６３のスイッチ１６３１へ出力する。スイッチ１６３１は、制御信号ＣＴＬ２に応じて、端子１６３３に接続され、レジスター１９から出力されたパケットＰＫＴ（情報ビット列からなる）を無線ネットワークシステム１００内の不特定多数の無線装置に送信するために、上位層および送信部１６１の拡散手段１６１２へパケットＰＫＴを出力する。即ち、切換器１６３は、スイッチ１６３１をフラディング転送モードにセットする（ステップＳ２１）。
When the packet PKT is a packet transferred in the past, the series of operations proceeds to step S15 described above. On the other hand, when the packet PKT is not a packet transferred in the past, the
そして、上述したステップＳ１７、ステップＳ１８およびステップＳ２１のいずれかの後、無線装置３６の無線インターフェースモジュール１６において、送信部１６１の拡散手段１６１２は、拡散符号Ｃｉの出力要求を拡散符号保持部１６１１へ出力する。
Then, after any of Steps S17, S18, and S21 described above, in the
拡散符号保持部１６１１は、拡散符号Ｃｉの出力要求に応じて、複数の拡散符号Ｃ１〜Ｃｋから拡散符号Ｃｉを任意に選択し、その選択した拡散符号Ｃｉを拡散手段１６１２へ出力する。
The spread
そうすると、拡散手段１６１２は、拡散符号ＣｉによってパケットＰＫＴ（情報ビット列からなる）をスペクトラム拡散し、拡散信号ＳＳを生成する（ステップＳ２２）。そして、拡散手段１６１２は、拡散信号ＳＳを変調器１６１３へ出力する。
Then, the spreading
変調器１６１３は、拡散手段１６１２から受けた拡散信号ＳＳを所定の周波数によって変調し、その変調した拡散信号ＳＳをアンテナ１１を介して送信する（ステップＳ２３）。
The
そして、ステップＳ１５、ステップＳ１７およびステップＳ２３のいずれかの後、一連の動作は終了する。なお、無線装置３１〜３５，３７〜４３の各々も、図７に示すフローチャートに従って無線通信を行なう。
And after any of step S15, step S17, and step S23, a series of operation | movement is complete | finished. Each of the
上述したように、無線装置３６は、他の無線装置３２からパケットＰＫＴを受信すると、その受信したパケットＰＫＴのヘッダＨＤのみを参照してパケットＰＫＴの送信先を決定し、その決定した送信先へパケットＰＫＴを送信する。そして、送信先の決定は、パケットＰＫＴがレジスター１９を通過する時間を利用して行なわれる。
As described above, when receiving the packet PKT from the other wireless device 32, the
従って、パケットＰＫＴの本体部に格納されたパケットヘッダＰＨＤ等を参照して送信先を決定する場合よりも迅速にパケットＰＫＴの送信先を決定できる。 Therefore, the destination of the packet PKT can be determined more quickly than when the destination is determined with reference to the packet header PHD stored in the main body of the packet PKT.
また、パケットＰＫＴの送信先の決定および決定された送信先へのパケットＰＫＴの送信は、データリンク層に設けられた識別器１８および物理層に設けられた無線インターフェースモジュール１６によって行なわれる。即ち、他の無線装置から受信したパケットＰＫＴをデータリンク層よりも上位の層へ送信せずに、データリンク層および物理層という下位層でパケットＰＫＴの送信先を決定し、その決定した送信先へパケットＰＫＴを送信する。
The transmission destination of the packet PKT and the transmission of the packet PKT to the determined transmission destination are performed by the
従って、各無線装置３１〜４３における通信遅延を著しく低減できる。
Therefore, the communication delay in each of the
更に、パケットＰＫＴは、スペクトラム拡散されて送受信されるので、１〜２ホップ内の近接無線装置において、同時に無線通信が可能となり、スペクトラム拡散技術を用いた無線通信と、ヘッダＨＤのみを参照した下位層（データリンク層）におけるパケットＰＫＴの受信／中継とを組み合わせることにより、各無線装置３１〜４３における通信遅延を極めて低く抑えることができる。
Further, since the packet PKT is transmitted / received after being spread spectrum, wireless communication can be performed simultaneously in a close proximity wireless device within 1 to 2 hops, and wireless communication using the spread spectrum technology and a subordinate that refers only to the header HD. By combining the reception / relay of the packet PKT in the layer (data link layer), the communication delay in each of the
なお、パケットＰＫＴのヘッダＨＤに格納された“タイプ”および“コネクションＩＤ”を参照してパケットＰＫＴの送信先を決定することは、パケットＰＫＴのヘッダＨＤに格納された“タイプ”および“コネクションＩＤ”を参照してパケットＰＫＴの処理内容を決定することに相当する。 Note that determining the transmission destination of the packet PKT with reference to the “type” and “connection ID” stored in the header HD of the packet PKT means that the “type” and “connection ID” stored in the header HD of the packet PKT. Corresponds to determining the processing content of the packet PKT.
“タイプ”および“コネクションＩＤ”を参照してパケットＰＫＴの送信先を当該無線装置であると決定することは、パケットＰＫＴを受信することに相当し、“タイプ”および“コネクションＩＤ”を参照してパケットＰＫＴの送信先を無線通信経路上の隣接する無線装置であると決定することは、パケットＰＫＴを無線通信経路に沿って中継することに相当し、“タイプ”および“コネクションＩＤ”を参照してパケットＰＫＴの送信先を無線ネットワーク１００内の不特定多数の無線装置であると決定することは、パケットＰＫＴを受信および中継することに相当するからである。
Determining that the transmission destination of the packet PKT is the wireless device with reference to “type” and “connection ID” corresponds to receiving the packet PKT, and refers to “type” and “connection ID”. Thus, determining that the transmission destination of the packet PKT is an adjacent wireless device on the wireless communication path is equivalent to relaying the packet PKT along the wireless communication path. See “Type” and “Connection ID”. This is because determining that the transmission destination of the packet PKT is an unspecified number of wireless devices in the
そして、タイプ／コネクションＩＤ／ホップカウンタは、パケットＰＫＴの処理内容を示す「ラベル」を構成する。 The type / connection ID / hop counter constitutes a “label” indicating the processing content of the packet PKT.
図８は、パケットの他の構成図である。パケットＰＫＴ１は、物理ヘッダ（ＰＨＹＳ ＨＥＡＤＥＲ）と、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ）と、カットスルーラベルヘッダ（ＣＵＴ−ＴＨＲＯＵＧＨ ＬＡＢＥＬ ＨＥＡＤＥＲ）と、ペイロード（ＰＡＹＬＯＡＤ）とからなる。なお、物理ヘッダ（ＰＨＹＳ ＨＥＡＤＥＲ）、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ）およびカットスルーラベルヘッダ（ＣＵＴ−ＴＨＲＯＵＧＨ ＬＡＢＥＬ ＨＥＡＤＥＲ）は、ヘッダＨＤを構成する。 FIG. 8 is another configuration diagram of the packet. The packet PKT1 includes a physical header (PHYS HEADER), a MAC header (MAC HEADER), a cut-through label header (CUT-THROUGH LABEL HEADER), and a payload (PAYLOAD). The physical header (PHYS HEADER), the MAC header (MAC HEADER), and the cut-through label header (CUT-THROUGH LABEL HEADER) constitute the header HD.
物理ヘッダ（ＰＨＹＳ ＨＥＡＤＥＲ）は、ネットワーク識別子（ＥＳＳ−ＩＤ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）と、通信速度とを含む。 The physical header (PHYS HEADER) includes a network identifier (ESS-ID (Enhanced Service Set ID)) and a communication speed.
ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ）は、パケットシーケンスＩＤ、送信元のＭＡＣアドレスおよび送信先のＭＡＣアドレスを含む。 The MAC header (MAC HEADER) includes a packet sequence ID, a source MAC address, and a destination MAC address.
ペイロード（ＰＡＹＬＯＡＤ）は、データを格納する領域であり、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を含む。このＦＣＳは、パケットＰＫＴ１のエラーまたはパケットＰＫＴ１のセキュリティーを検出するために用いられる。 The payload (PAYLOAD) is an area for storing data, and includes FCS (Frame Check Sequence). This FCS is used to detect an error in the packet PKT1 or security of the packet PKT1.
カットスルーラベルヘッダ（ＣＵＴ−ＴＨＲＯＵＧＨ ＬＡＢＥＬ ＨＥＡＤＥＲ）は、サービスＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ ＩＤ）と、ホップコントロール（Ｈｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、パケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）と、ルートラベル（Ｒｏｕｔｅ Ｌａｂｅｌ）と、ヘッダＦＣＳ（Ｈｅａｄｅｒ ＦＣＳ）とを含む。 The cut-through label header (CUT-THROUGH LABEL HEADER) includes a service ID (Service ID), a hop control (Hop Control), a packet ID (Packet ID), a route label (Route Label), and a header FCS (Header FCS). ).
サービスＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ ＩＤ）は、サービスタイプを示し、各無線装置３１〜４３において中継可能なサービスの種類を指定する。ホップコントロール（Ｈｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、最大ホップ数と、現在のホップ数とを含む。そして、現在のホップ数が最大ホップ数に達すれば、各無線装置３１〜４３は、パケットＰＫＴ１を中継しない。
The service ID (Service ID) indicates a service type, and designates a type of service that can be relayed in each of the
パケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）は、各パケットＰＫＴ１を識別するＩＤであり、送信元の無線装置によって付与される。そして、パケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）が同じあれば、各無線装置３１〜４３は、そのパケットＰＫＴ１を重複パケットであると見なして削除する。
The packet ID (Packet ID) is an ID for identifying each packet PKT1, and is given by the wireless device as the transmission source. If the packet IDs (Packet IDs) are the same, each of the
ルートラベル（Ｒｏｕｔｅ Ｌａｂｅｌ）は、高速ラベルスイッチを行なうための固定長ラベル情報であり、上述したタイプとコネクションＩＤとからなる。ヘッダＦＣＳ（Ｈｅａｄｅｒ ＦＣＳ）は、セキュリティー検出用のＭＡＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ａｕｔｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ）値または上述したＣＲＣ符号からなり、ヘッダＨＤのエラーを検出する。 A route label (Route Label) is fixed-length label information for performing high-speed label switching, and includes the above-described type and connection ID. The header FCS (Header FCS) is composed of a MAC (Message Authentication Code) value for security detection or the CRC code described above, and detects an error in the header HD.
パケットＰＫＴ１においては、物理ヘッダ（ＰＨＹＳ ＨＥＡＤＥＲ）は、例えば、１５〜２４バイトの範囲の長さを有し、ＭＡＣヘッダ（ＭＡＣ ＨＥＡＤＥＲ）は、例えば、約３０バイトの長さを有し、カットスルーラベルヘッダ（ＣＵＴ−ＴＨＲＯＵＧＨ ＬＡＢＥＬ ＨＥＡＤＥＲ）は、例えば、約３０バイトの長さを有し、ペイロード（ＰＡＹＬＯＡＤ）は、例えば、約１００バイトの長さを有する。 In the packet PKT1, the physical header (PHYS HEADER) has a length in the range of, for example, 15 to 24 bytes, and the MAC header (MAC HEADER) has a length of, for example, about 30 bytes. The label header (CUT-THROUGH LABEL HEADER) has a length of about 30 bytes, for example, and the payload (PAYLOAD) has a length of about 100 bytes, for example.
その結果、パケットＰＫＴ１は、約１７５バイト〜約１８４バイトの長さを有する。 As a result, the packet PKT1 has a length of about 175 bytes to about 184 bytes.
パケットＰＫＴ１を用いた無線通信は、図７に示すフローチャートに従って行なわれる。この場合、ステップＳ１４においては、ヘッダＦＣＳ（Ｈｅａｄｅｒ ＦＣＳ）に基づいて、パケットＰＫＴ１のヘッダＨＤにエラーがないか否かが判定される。 Wireless communication using the packet PKT1 is performed according to the flowchart shown in FIG. In this case, in step S14, based on the header FCS (Header FCS), it is determined whether or not there is an error in the header HD of the packet PKT1.
また、ステップＳ１９においては、ホップコントロール（Ｈｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に格納された最大ホップおよび現在のホップ数が参照され、現在のホップ数が最大ホップ数に達すれば、一連の動作は、ステップＳ１７へ移行し、現在のホップ数が最大ホップ数に達していなければ、一連の動作は、ステップＳ２０へ移行する。 In step S19, the maximum hop stored in the hop control (Hop Control) and the current number of hops are referred to. If the current number of hops reaches the maximum number of hops, the series of operations proceeds to step S17. If the current hop count has not reached the maximum hop count, the series of operations proceeds to step S20.
更に、ステップＳ２０においては、パケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）が過去に転送されたパケットのパケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）（識別器１８は、このパケットＩＤを一定期間、保持している）と同じであれば、パケットＰＫＴ１は、転送されたと判定され、パケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）が過去に転送されたパケットのパケットＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ ＩＤ）と異なれば、パケットＰＫＴ１は、転送されていないと判定される。
In step S20, if the packet ID (Packet ID) is the same as the packet ID (Packet ID) of the packet transferred in the past (the
そして、パケットＰＫＴ１を用いて無線通信を行なった場合も、パケットＰＫＴを用いて無線通信を行なった場合と同じように、各無線装置３１〜４３における遅延を抑制して無線ネットワークシステム１００全体の遅延を小さくできる。
なお、識別器１８は、「処理内容決定手段」を構成し、切換器１６３は、「処理手段」を構成する。
When wireless communication is performed using the packet PKT1, the delay in each of the
The
また、上記においては、識別器１８およびレジスター１９は、データリンク層に設けられると説明したが、この発明においては、これに限らず、識別器１８およびレジスター１９は、物理層とデータリンク層との間に設けられていてもよく、一般的には、ネットワーク層よりも下位の層に設けられていればよい。
In the above description, the
更に、上記においては、パケットＰＫＴ，ＰＫＴ１は、スペクトラム拡散されて送受信されると説明したが、この発明においては、これに限らず、パケットＰＫＴ，ＰＫＴ１は、スペクトラム拡散されずに送受信されてもよい。 Furthermore, in the above description, it has been described that the packets PKT and PKT1 are spread spectrum and transmitted / received. However, the present invention is not limited to this, and the packets PKT and PKT1 may be transmitted and received without being spread spectrum. .
この場合、無線インターフェースモジュール１６の送信部１６１は、拡散符号保持部１６１１および拡散手段１６１２を削除した変調器１６１３のみからなり、ＭＡＣモジュール１７または切換器１６３からのパケットＰＫＴ，ＰＫＴ１は、変調器１６１３へ入力される。また、受信部１６２は、拡散符号保持部１６２２および逆拡散手段１６２３を削除した復調器１６２１のみからなり、復調器１６２１は、受信信号Ｒの復調信号をレジスター１９へ出力する。
In this case, the
この場合、変調器１６１３および復調器１６２１は、異なる周波数によってそれぞれ変調および復調する。そして、パケットＰＫＴ，ＰＫＴ１をスペクトラム拡散せずに送受信しても、各無線装置３１〜４３は、パケットＰＫＴ，ＰＫＴ１の受信、中継および受信／中継をパケットＰＫＴ，ＰＫＴ１のヘッダＨＤのみを参照して決定し、その決定結果に基づいてパケットＰＫＴ，ＰＫＴ１を処理するので、各無線装置３１〜４３における通信遅延を抑制できる。また、このパケットＰＫＴ，ＰＫＴ１の処理は、物理層およびデータリンク層という下位層において行なわれるので、パケットＰＫＴ，ＰＫＴ１に対する処理をデータリンク層よりも上位層で決定する場合よりも、各無線装置３１〜４３における通信遅延を抑制できる。
In this case, the
更に、上記においては、各無線装置３１〜４３は、テーブル駆動型のプロトコルを用いて無線通信を行なうと説明したが、この発明においては、これに限らず、各無線装置３１〜４３は、オンデマンド型のプロトコルを用いて上述した方法によって無線通信を行なってもよい。
Further, in the above description, each of the
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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、自律的に確立される無線ネットワークの遅延を低減可能な無線装置に適用される。 The present invention is applied to a wireless device capable of reducing a delay of an autonomously established wireless network.
１１ アンテナ、１２ 入力部、１３ 出力部、１４ ユーザアプリケーション、１５ 通信制御部、１６ 無線インターフェースモジュール、１７ ＭＡＣモジュール、１８ 識別器、１９ レジスター、２０ ホップ数設定手段、３１〜４３ 無線装置、５１〜６３ アンテナ、１００ 無線ネットワークシステム、１６１ 送信部、１６２ 受信部、１６１１，１６２２ 拡散符号保持部、１６１２ 拡散手段、１６１３ 変調器、１６２１ 復調器、１６２３ 逆拡散手段。 11 antenna, 12 input unit, 13 output unit, 14 user application, 15 communication control unit, 16 wireless interface module, 17 MAC module, 18 identifier, 19 register, 20 hop number setting means, 31-43 wireless device, 51- 63 antenna, 100 wireless network system, 161 transmitting unit, 162 receiving unit, 1611, 1622 spreading code holding unit, 1612 spreading unit, 1613 modulator, 1621 demodulator, 1623 despreading unit.
Claims (8)
送信されたパケットのヘッダのみを参照して、前記パケットを受信する第１の処理と、前記パケットを前記送信元と前記送信先との間の通信経路に沿って中継する第２の処理と、前記パケットを不特定多数の無線装置へ中継する第３の処理とのうちいずれの処理を行なうかを決定する処理内容決定手段と、
前記処理内容決定手段の決定結果に応じて、前記第１から第３の処理のいずれかの処理を行なう処理手段とを備える無線装置。 A wireless device that is autonomously established and constitutes a wireless network that performs wireless communication between a transmission source and a transmission destination,
A first process for receiving the packet by referring only to the header of the transmitted packet; and a second process for relaying the packet along a communication path between the transmission source and the transmission destination; Processing content determination means for determining which of the third processing for relaying the packet to an unspecified number of wireless devices is performed;
A wireless device comprising: processing means for performing any one of the first to third processes according to a determination result of the processing content determination means.
前記処理内容決定手段は、前記ヘッダが前記保持手段に保持されている間に前記ヘッダに格納されたラベルを参照して前記パケットの処理内容を決定する、請求項１または請求項２に記載の無線装置。 The storage unit further includes a holding unit that temporarily holds the packet from the head of the data length by the length of the data and outputs the packet to the processing unit.
3. The processing content determination unit according to claim 1, wherein the processing content determination unit determines processing content of the packet with reference to a label stored in the header while the header is held in the holding unit. Wireless device.
前記処理内容決定手段は、前記ラベルが前記第１のビットパターンからなるとき、当該無線装置と前記送信先との関係に応じて、前記第１および第２の処理のいずれかを行なうように決定し、前記ラベルが前記第２のビットパターンからなるとき、前記第３の処理を行なうように決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線装置。 The label consists of either the first or second bit pattern,
The processing content determination means determines to perform one of the first processing and the second processing according to the relationship between the wireless device and the transmission destination when the label is composed of the first bit pattern. The radio apparatus according to claim 1, wherein when the label is composed of the second bit pattern, it is determined to perform the third process.
前記第２のビットパターンは、前記第１のビット列と同じビット長を有し、かつ、前記無線ネットワーク内の複数の無線装置へ前記パケットを無線通信することを示す第３のビット列と、前記第３のビット列に連続して設けられ、かつ、前記第２のビット列と同じビット長を有する第４のビット列とからなり、
前記処理内容決定手段は、前記ラベルが前記第２のビットパターンからなり、かつ、前記第４のビット列によって表される数値が既に使用された数値よりも大きいとき、前記第３の処理を行なうように決定する、請求項５または請求項６に記載の無線装置。 The first bit pattern includes a first bit string indicating that the packet is wirelessly communicated along the communication path, and a second bit string provided continuously to the first bit string,
The second bit pattern has the same bit length as the first bit string, and a third bit string indicating that the packet is wirelessly communicated to a plurality of wireless devices in the wireless network; And a fourth bit string that is provided continuously to the three bit strings and has the same bit length as the second bit string,
The processing content determination means performs the third processing when the label is composed of the second bit pattern and the numerical value represented by the fourth bit string is larger than the numerical value already used. The wireless device according to claim 5, wherein the wireless device is determined as follows.
前記第２のビットパターンは、前記送信元において設定される、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の無線装置。 The first bit pattern is set when the communication path is determined,
The radio apparatus according to claim 5, wherein the second bit pattern is set at the transmission source.
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