JP2008131574A - Communication route selection control apparatus, wireless apparatus, and communication route selection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信ルート選択制御装置、無線装置及び通信ルート選択方法に関する。 The present invention relates to a communication route selection control device, a wireless device, and a communication route selection method.
近年、一つの無線局が複数の無線通信メディアを利用して通信を行うコグニティブ無線通信と呼ばれる技術が検討されている。非特許文献１には、別々の場所に設置された複数の無線通信メディア（例えば、セルラーシステムと、無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）システム）に接続して通信を行う場合に、モバイルＩＰ（Internet Protocol）を用いることによりシームレスなメディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献２には、複数の無線通信メディア（例えば、セルラーシステムと無線ＬＡＮシステム）に接続して通信を行うＩＴＳ（Intelligent Transport System）車両にモバイルルータを搭載した場合のＩＰ層での無線通信メディア切り替えを行う技術が記載されている。非特許文献３には、複数の物理回線を集約して一つの論理回線として提供するリンクアグリゲーションについて記載されている。
In recent years, a technique called cognitive radio communication in which one radio station performs communication using a plurality of radio communication media has been studied. Non-Patent
また、非特許文献４には、複数のノードから構成されるマルチホップネットワークにおいて、End-to-Endの通信ルートとしてどのノードを経由するのかを選択する際に、通信ルート中の全パスのコストの合計が最小となる通信ルートを選択する技術が記載されている。
しかしながら、コグニティブ無線通信機能を備えた無線局（ノード）によってマルチホップネットワークを構成する場合において、End-to-Endの通信ルートを選択する際に、単に通信ルート中の全パスのコストの合計によって通信ルートを選択すると、通信ルートの切替えによって切替先ノードの周辺ノードに対して周波数チャネルの干渉が発生し得る。 However, when a multi-hop network is configured by radio stations (nodes) having a cognitive radio communication function, when selecting an end-to-end communication route, the cost is simply determined by the sum of the costs of all paths in the communication route. When a communication route is selected, frequency channel interference may occur in the peripheral nodes of the switching destination node due to switching of the communication route.
例えば、図９に示されるマルチホップネットワークにおいて、ルート切替前は、ソースノード（Ａ）からデスティネーションノード（Ｄ）へは、中継ノード（Ｃ）を経由する通信ルートを使用している。この時は、ノード（Ｂ）の周辺ノード（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）に対する周波数チャネル干渉は発生していない。ここで、無線環境の変化等によりパスのコストが変わり、図９のルート切替後の通信ルートに切り替わったとする。このルート切替後は、ソースノード（Ａ）からデスティネーションノード（Ｄ）へは、中継ノード（Ｂ）を経由する通信ルートを使用する。すると、ルート切替後は、ノード（Ｂ）が中継ノードとなったために、今まで使用していなかった無線通信メディアや周波数チャネルを使用することになったり、通信量が増大したりすることで、周辺ノード（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ）に対する周波数チャネル干渉が発生する事態になり得る。 For example, in the multi-hop network shown in FIG. 9, before the route is switched, a communication route via the relay node (C) is used from the source node (A) to the destination node (D). At this time, there is no frequency channel interference with the peripheral nodes (E), (F), and (G) of the node (B). Here, it is assumed that the path cost has changed due to a change in the wireless environment or the like, and the communication route has been switched to the route after the route switching in FIG. After this route switching, the communication route via the relay node (B) is used from the source node (A) to the destination node (D). Then, after the route switching, because the node (B) has become a relay node, the wireless communication media and frequency channel that have not been used until now will be used, or the amount of communication will increase, There may be a situation in which frequency channel interference occurs in the peripheral nodes (E), (F), and (G).
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、コグニティブ無線通信機能を備えた無線局（ノード）によってマルチホップネットワークを構成する場合において、End-to-Endの通信ルートを選択する際に、通信ルートの切替えによって切替先ノードの周辺ノードに与える周波数チャネル干渉の影響を軽減することのできる通信ルート選択制御装置、無線装置及び通信ルート選択方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its object is to provide end-to-end communication when a multi-hop network is configured by radio stations (nodes) having a cognitive radio communication function. To select a communication route selection control device, a wireless device, and a communication route selection method capable of reducing the influence of frequency channel interference on peripheral nodes of a switching destination node by switching the communication route when selecting a route. .
上記の課題を解決するために、本発明に係る通信ルート選択制御装置は、複数の無線通信メディアを利用するノードによってマルチホップネットワークを構成するときの通信ルート選択制御装置において、自ノードの通信負荷を測定する通信負荷測定手段と、自ノードと無線リンクを確立している相手ノードである隣接ノードとの間で通信負荷情報を交換する通信負荷情報交換手段と、自ノードの利用可能な通信容量を求める通信容量取得手段と、自ノードおよび全隣接ノードの通信負荷情報と自ノードの利用可能通信容量情報とに基づいて、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値を算出する指標値算出手段と、各ノードに係る前記指標値を格納するルーティングテーブルと、他ノードとの間でルーティングテーブルを交換する交換手段と、通信ルート上の中継ノードに係る前記指標値に基づいて自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートの候補を評価し、通信ルートを選択するルート選択手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a communication route selection control device according to the present invention is a communication route selection control device when a multi-hop network is configured by nodes using a plurality of wireless communication media. Communication load measuring means for measuring the communication load information, communication load information exchanging means for exchanging communication load information between an adjacent node that is a partner node establishing a radio link with the own node, and available communication capacity of the own node Based on the communication capacity acquisition means for determining the local node and the communication load information of the own node and all adjacent nodes and the available communication capacity information of the own node, an index value indicating the magnitude of the influence of interference on the adjacent node by the own node is obtained. An index value calculation means for calculating, a routing table for storing the index value relating to each node, and a routing table between other nodes And a route selection means for evaluating a communication route candidate from its own node to the destination node based on the index value relating to the relay node on the communication route, and selecting a communication route. It is characterized by.
本発明に係る通信ルート選択制御装置においては、前記通信負荷は、単位時間当り流入パケット総数であり、前記利用可能な通信容量は、単位時間当り平均利用可能データレート総数であり、前記指標値は、次式で定義される、
指標値＝「自ノードの単位時間当り流入パケット総数」
＋「全隣接ノードの単位時間当り流入パケット総数の合計値」
−「自ノードの単位時間当り平均利用可能データレート総数」
ことを特徴とする。
In the communication route selection control apparatus according to the present invention, the communication load is the total number of inflow packets per unit time, the available communication capacity is the total number of average usable data rates per unit time, and the index value is , Defined by
Index value = "Total number of inflow packets per unit time of own node"
+ “Total number of inflow packets per unit time of all adjacent nodes”
-“Average number of data rates available per unit time of the local node”
It is characterized by that.
本発明に係る無線装置は、複数の無線通信メディアを利用する無線装置において、請求項１又は請求項２に記載の通信ルート選択制御装置を備えたことを特徴とする。
A wireless device according to the present invention is a wireless device that uses a plurality of wireless communication media, and includes the communication route selection control device according to
本発明に係る通信ルート選択方法は、複数の無線通信メディアを利用するノードによってマルチホップネットワークを構成するときの通信ルート選択方法であって、自ノードの通信負荷を測定する過程と、自ノードと無線リンクを確立している相手ノードである隣接ノードとの間で通信負荷情報を交換する過程と、自ノードの利用可能な通信容量を求める過程と、自ノードおよび全隣接ノードの通信負荷情報と自ノードの利用可能通信容量情報とに基づいて、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値を算出する過程と、各ノードに係る前記指標値を格納するルーティングテーブルを、他ノードとの間で交換する過程と、通信ルート上の中継ノードに係る前記指標値に基づいて自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートの候補を評価し、通信ルートを選択する過程とを含むことを特徴とする。 A communication route selection method according to the present invention is a communication route selection method when a multi-hop network is configured by nodes using a plurality of wireless communication media, the process of measuring the communication load of the own node, A process of exchanging communication load information with an adjacent node that is a partner node with which a wireless link has been established, a process of obtaining available communication capacity of the own node, and communication load information of the own node and all adjacent nodes Based on the available communication capacity information of the own node, a process of calculating an index value representing the magnitude of the influence of interference on the adjacent node by the own node, and a routing table storing the index value related to each node, Based on the process of exchanging with other nodes and the index value relating to the relay node on the communication route, the local node changes to the destination node. Candidate communication route to evaluate that, characterized in that it comprises a step of selecting a communication route.
本発明によれば、コグニティブ無線通信機能を備えた無線局（ノード）によってマルチホップネットワークを構成する場合において、End-to-Endの通信ルートを選択する際に、通信ルートの切替えによって切替先ノードの周辺ノードに与える周波数チャネルの干渉の影響を軽減することができる。 According to the present invention, when a multi-hop network is configured by radio stations (nodes) having a cognitive radio communication function, when selecting an end-to-end communication route, the switching destination node is switched by switching the communication route. The influence of frequency channel interference on peripheral nodes can be reduced.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線局（無線装置）１の構成を示すブロック図である。図１において、無線局１は、複数の無線通信メディアの無線モジュール１１と、パケットスイッチ１２と、ＩＰ（Internet Protocol）層部１３と、制御部１４とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless station (wireless device) 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
各無線モジュール１１は、それぞれの無線通信メディアに対応したＰＨＹ層及びデータリンク層の機能を有する。データリンク層の機能としては、例えば、ＭＡＣ（Medium Access Control）やＬＬＣ（Logical Link Control）などが挙げられる。無線モジュール１１は、パケットスイッチ１２との間で、データリンク層パケットを送受する。また、無線モジュール１１は、データリンク層パケットの無線送信及び無線受信を行う。また、無線モジュール１１としては、同じ無線通信メディアであっても、それぞれ異なる周波数チャネルのものを備えるようにしてもよい。
Each
また、無線モジュール１１は、流入パケット計数機能を有する。流入パケット計数機能は、自無線モジュール１１が無線リンクを介して受信するデータリンク層パケットの個数を計数する。また、流入パケット計数機能は、単位時間当たりのパケット計数値を制御部１４に通知する。単位時間は予め定められる。これにより、制御部１４には、各無線モジュール１１から、単位時間当たりのパケット計数値（単位時間当り流入パケット数）が通知される。
The
パケットスイッチ１２は、データリンク層パケットのスイッチング機能を有する。パケットスイッチ１２は、無線モジュール１１の各々に対応して設けられるバッファを有し、無線モジュール１１との間で送受されるデータリンク層パケットのバッファリングを行う。また、パケットスイッチ１２は、データリンク層パケットとＩＰパケットの相互変換を行う変換機能を有する。パケットスイッチ１２は、ＩＰ層部１３との間で、ＩＰパケットを送受する。
The
制御部１４は、パケットスイッチ１２を制御する。具体的には、ＩＰパケット単位で、どの無線モジュール１１の無線リンクを利用するのかを決定し、パケットスイッチ１２に指示する。
The
パケットスイッチ１２は、ＩＰ層部１３から受け取ったＩＰパケットを変換機能によりデータリンク層パケットに変換し、該データリンク層パケットを制御部１４から指定された無線モジュール１１に出力する。また、パケットスイッチ１２は、各無線モジュール１１から受け取ったデータリンク層パケットを変換機能によりＩＰパケットに変換し、該ＩＰパケットをＩＰ層部１３に出力する。
The
無線モジュール１１は、送信時には、パケットスイッチ１２から受け取ったデータリンク層パケットを自己の無線通信メディアの固有フォーマットに変換し、無線送信する。また、受信時には、無線受信した固有フォーマットのデータリンク層パケットを共通フォーマットのデータリンク層パケットに変換し、パケットスイッチ１２に出力する。
At the time of transmission, the
ＩＰ層部１３は、入出力するＩＰパケットの情報を制御部１４に通知する。その通知するＩＰパケット情報としては、例えば、アドレス情報（宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ポートアドレス等）、コネクション種別（単一コネクション、複数コネクション）、ＩＰフローに対する通信品質の要求（伝送速度、ＱｏＳ等）などが挙げられる。
The
制御部１４は、ＩＰ層部１３から通知されるアドレス情報に基づき、ＩＰフローを識別し、End-to-Endの着側の無線局（デスティネーションノード）を判断する。そして、制御部１４は、ＩＰフロー毎に、自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートの選択を行う。この通信ルート選択処理については後述する。制御部１４は、その選択した通信ルートに従って通信相手の無線局を決定する。そして、制御部１４は、通信相手の無線局との間で利用可能な無線通信メディアの無線モジュール１１の中から、どの無線通信メディアの無線モジュール１１を使用するのかを、ＩＰパケット単位で、選択する。この選択結果はパケットスイッチ１２に指示される。
The
図２は、コグニティブ無線通信の例を示す概念図である。図２において、各無線局１（Ｓ１，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）は、３種類の無線通信メディアの無線モジュール１１を備え、各無線通信メディアに対応している。その３種類の無線通信メディアの例として、本実施形態では、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）の無線アクセス方式の標準規格「IEEE802.16e」と、無線ＬＡＮの標準規格「IEEE802.11g」，「IEEE802.11j」を挙げて説明する。図２中の無線リンク１０１はIEEE802.16eの無線リンクであり、無線リンク１０２はIEEE802.11gの無線リンクであり、無線リンク１０３はIEEE802.11jの無線リンクである。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of cognitive radio communication. In FIG. 2, each wireless station 1 (S1, D1, D2, D3) includes a
図２の無線局１（Ｓ１，Ｄ１）間は、３つの無線リンク１０１，１０２，１０３で接続されている。無線局１（Ｓ１，Ｄ２）間は、２つの無線リンク１０１，１０２で接続されている。無線局１（Ｓ１，Ｄ３）間は、１つの無線リンク１０１で接続されている。
The wireless stations 1 (S1, D1) in FIG. 2 are connected by three
本実施形態では、無線局１は、マルチホップネットワークを構成するノードとして機能する。図３は、マルチホップネットワークの構成例である。図３の例では、End-to-Endの通信ルートとして、ソースノード１＿Ｓｏｕからデスティネーションノード１＿Ｄｅｓに至る２つの通信ルート１，２が示されている。
In the present embodiment, the
通信ルート１は、ソースノード１＿Ｓｏｕからノード１＿Ａ，１＿Ｂ，１＿Ｃの３つの中継ノードを経由してデスティネーションノード１＿Ｄｅｓに到達する。つまり、通信ルート１は、ソースノード１＿Ｓｏｕとノード１＿Ａ間のパスＰｓｏｕａ、ノード１＿Ａ，１＿Ｂ間のパスＰａｂ、ノード１＿Ｂ，１＿Ｃ間のパスＰｂｃ、及びノード１＿Ｃとデスティネーションノード１＿Ｄｅｓ間のパスＰｃｄｅｓから構成される。
The
通信ルート２は、ソースノード１＿Ｓｏｕからノード１＿Ｄ，１＿Ｅの２つの中継ノードを経由してデスティネーションノード１＿Ｄｅｓに到達する。つまり、通信ルート２は、ソースノード１＿Ｓｏｕとノード１＿Ｄ間のパスＰｓｏｕｄ、ノード１＿Ｄ，１＿Ｅ間のパスＰｄｅ、及びノード１＿Ｅとデスティネーションノード１＿Ｄｅｓ間のパスＰｅｄｅｓから構成される。 The communication route 2 reaches the destination node 1_Des from the source node 1_Sou via the two relay nodes of the nodes 1_D and 1_E. That is, the communication route 2 includes a path Psaud between the source node 1_Sou and the node 1_D, a path Pde between the nodes 1_D and 1_E, and a path Pedes between the node 1_E and the destination node 1_Des.
各ノードは、それぞれ固有のノードＩＤを有する。ノードＩＤは、当該ノードのＩＰアドレスと対応付けされる。各ノードは、ノードＩＤとＩＰアドレスの対応関係を格納するテーブルを有するとともに、該テーブルの更新機能を有する。 Each node has a unique node ID. The node ID is associated with the IP address of the node. Each node has a table for storing the correspondence relationship between the node ID and the IP address, and also has a function of updating the table.
次に、本実施形態に係る通信ルート選択処理を説明する。
図４〜図６は、本実施形態に係る通信ルート選択処理の第１〜第３の段階を説明するための説明図である。
まず、図４を参照して、本実施形態に係る通信ルート選択処理の第１段階を説明する。図４において、無線モジュール１１は、流入パケット計数部２１を有する。流入パケット計数部２１は、自無線モジュール１１が無線リンクを介して受信するデータリンク層パケットの個数を計数し、単位時間当たりのパケット計数値（単位時間当り流入パケット数）２０１を制御部１４に通知する。これにより、制御部１４には、各無線モジュール１１から、単位時間当り流入パケット数２０１が通知される。なお、単位時間は予め定められている。
Next, communication route selection processing according to the present embodiment will be described.
4-6 is explanatory drawing for demonstrating the 1st-3rd step of the communication route selection process based on this embodiment.
First, the first stage of the communication route selection process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the
制御部１４は、流入パケット数管理部２２を有する。流入パケット数管理部２２は、各無線モジュール１１から通知された単位時間当り流入パケット数２０１を合計する。この合計値は、自ノードの単位時間当り流入パケット総数である。流入パケット数管理部２２は、定期的に、単位時間当り流入パケット総数をブロードキャスト形式のＩＰパケット３０１で送信する。このとき、流入パケット数管理部２２は、ブロードキャスト形式のＩＰパケット３０１に自ノードのノードＩＤと単位時間当り流入パケット総数を格納し、該ＩＰパケット３０１をパケットスイッチ１２に出力する。これにより、自ノードの単位時間当り流入パケット総数は、ブロードキャスト形式で送信され、隣接ノードで受信される。隣接ノードとは、自ノードと無線リンクを確立している相手ノードのことを言う。
The
次に、図５を参照して、本実施形態に係る通信ルート選択処理の第２段階を説明する。図５において、無線モジュール１１は、隣接ノードから送信されたブロードキャスト形式のＩＰパケット３０１を受信する。その受信されたＩＰパケット３０１は、パケットスイッチ１２経由で制御部１４に渡される。
Next, the second stage of the communication route selection process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the
制御部１４は、隣接ノード管理部２３と隣接ノード管理テーブル２４とインパクト値算出部２５とルーティングテーブル２６とルーティングテーブル管理部２７を有する。隣接ノード管理部２３は、隣接ノードからのＩＰパケット３０１から、該隣接ノードのノードＩＤと単位時間当り流入パケット総数を取得する。隣接ノード管理部２３は、その取得した隣接ノードのノードＩＤ（隣接ノードＩＤ）と単位時間当り流入パケット総数を隣接ノード管理テーブル２４に書き込む。図７には、本実施形態に係る隣接ノード管理テーブル２４の構成例が示されている。隣接ノード管理テーブル２４は、隣接ノードＩＤと単位時間当り流入パケット総数の組を記憶する。
The
インパクト値算出部２５は、インパクト値を計算する。インパクト値は、次式で定義される。このインパクト値は、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値である。
インパクト値＝「自ノードの単位時間当り流入パケット総数」
＋「全隣接ノードの単位時間当り流入パケット総数の合計値」
−「自ノードの単位時間当り平均利用可能データレート総数」
The impact
Impact value = "Total number of inflow packets per unit time of own node"
+ “Total number of inflow packets per unit time of all adjacent nodes”
-“Average number of data rates available per unit time of the local node”
自ノードの単位時間当り流入パケット総数は、図４に示す流入パケット数管理部２２から得られる。全隣接ノードの単位時間当り流入パケット総数の合計値は、隣接ノード管理テーブル２４中の全てのノードＩＤの単位時間当り流入パケット総数を合計して得られる。単位時間当り流入パケット総数は、ノードにかかる通信負荷を表す通信負荷情報である。
The total number of inflow packets per unit time of the own node is obtained from the inflow packet
自ノードの単位時間当り平均利用可能データレート総数は、無線モジュール１１毎の単位時間当り平均利用可能データレートを合計して得られる。無線リンク確立中の無線モジュール１１では、実際の送受パケット数を測定し、その測定値から最新の単位時間当り平均利用可能データレートを算出する。無線リンクが確立していない無線モジュール１１では、適応変調方式による規定の単位時間当り平均データレートから、単位時間当り平均利用可能データレートを算出する（この場合、単位時間当り平均利用可能データレートを予め算出し保持しておいてもよい）。単位時間当り平均利用可能データレート総数は、ノードが利用可能な通信容量を表す利用可能通信容量情報である。なお、単位時間当り平均利用可能データレートおよび単位時間当り平均利用可能データレート総数は、パケット数換算の値である。
The total average usable data rate per unit time of the own node is obtained by adding up the average available data rate per unit time for each
インパクト値算出部２５は、算出結果の自ノードのインパクト値をルーティングテーブル２６に書き込む。図８には、本実施形態に係るルーティングテーブル２６の構成例が示されている。ルーティングテーブル２６には、ノード毎に、当該ノードのノードＩＤ及びインパクト値、並びに当該ノードの全ての隣接ノードのノードＩＤが格納される。ルーティングテーブル２６は、ノードＩＤとインパクト値と隣接ノードＩＤの組を記憶する。隣接ノードが複数ある場合は、複数の隣接ノードＩＤが一つの組に含まれる。インパクト値算出部２５は、自ノードのノードＩＤに対応付けて、算出結果のインパクト値をルーティングテーブル２６に書き込む。
The impact
ルーティングテーブル管理部２７は、ルーティングテーブル２６を管理する。ルーティングテーブル管理部２７は、自ノードのノードＩＤに対応付けて、自ノードに係る隣接ノードＩＤをルーティングテーブル２６に書き込む。自ノードに係る隣接ノードＩＤは、隣接ノード管理テーブル２４から取得される。
The routing
ルーティングテーブル管理部２７は、定期的に、ルーティングテーブル２６をブロードキャスト形式のＩＰパケット３０２に格納して送信する。なお、単位時間当り流入パケット総数のブロードキャストに用いるＩＰパケット３０１に、ルーティングテーブル２６を相乗りさせてもよい。
The routing
次に、図６を参照して、本実施形態に係る通信ルート選択処理の第３段階を説明する。図６において、無線モジュール１１は、隣接ノードから送信されたブロードキャスト形式のＩＰパケット３０２を受信する。その受信されたＩＰパケット３０２は、パケットスイッチ１２経由で制御部１４に渡される。
Next, a third stage of the communication route selection process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the
制御部１４は、ルーティングテーブル２６とルーティングテーブル管理部２７とルート選択部２８を有する。ルーティングテーブル管理部２７は、隣接ノードからのＩＰパケット３０２から、該隣接ノードのルーティングテーブルを取得する。隣接ノードのルーティングテーブルには、自ノードと無線リンクで接続されていない他ノードのルーティングテーブル情報も含まれる。これにより、マルチホップネットワーク全体の各ノードのルーティングテーブル情報が収集可能となる。
The
ルーティングテーブル管理部２７は、隣接ノードのルーティングテーブルと、自ノードのルーティングテーブル２６とを参照し、各ノードに係るルーティングテーブル情報を比較する。この比較の結果から、ルーティングテーブル情報の変化が見つかった場合には、自ノードのルーティングテーブル２６を更新する。
The routing
なお、ルーティングテーブル管理部２７は、定期的にルーティングテーブル２６をブロードキャスト形式のＩＰパケット３０２に格納して送信してもよく、或いは、自ノードのルーティングテーブル２６の更新時に、更新後のルーティングテーブル２６をブロードキャスト形式のＩＰパケット３０２に格納して送信するようにしてもよい。
Note that the routing
ルート選択部２８は、ルーティングテーブル２６に基づいて、ＩＰフロー毎に、自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートを選択する。ルート選択部２８は、その通信ルートの選択において、通信ルートの候補を通信ルート上の中継ノードのインパクト値に基づいて評価する。そして、ルート選択部２８は、その評価結果に基づいて、通信ルートを選択する。通信ルート候補の評価には、次式の評価値を用いる。
評価値＝全中継ノードのインパクト値の合計
The
Evaluation value = total impact value of all relay nodes
中継ノードのインパクト値は、ルーティングテーブル２６から取得される。ルート選択部２８は、評価値の最も小さい通信ルート候補を選択する。例えば、図３の例の場合、自ノード１＿Ｓｏｕからデスティネーションノード１＿Ｄｅｓに至る通信ルートの候補として、通信ルート１と通信ルート２の２つが存在する。通信ルート１の評価値は、ノード１＿Ａ，１＿Ｂ，１＿Ｃの３つの中継ノードのインパクト値を合計して得られる。通信ルート２の評価値は、ノード１＿Ｄ，１＿Ｅの２つの中継ノードのインパクト値を合計して得られる。そして、通信ルート１，２の各評価値を比較し、評価値が小さい方の通信ルートが選択される。
The impact value of the relay node is acquired from the routing table 26. The
上述したように本実施形態によれば、通信ルートの候補の中から、通信ルート上の全中継ノードのインパクト値の合計が最小の通信ルートを選択する。これにより、通信ルート切替後に、通信ルート上の中継ノードがその周辺ノードに与える周波数チャネル干渉の影響を最小にすることができる。この結果として、マルチホップネットワーク全体での通信効率の向上に寄与することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, a communication route having the smallest total impact value of all relay nodes on the communication route is selected from communication route candidates. Thereby, after the communication route is switched, it is possible to minimize the influence of the frequency channel interference that the relay node on the communication route gives to the surrounding nodes. As a result, it is possible to contribute to improvement of communication efficiency in the entire multihop network.
なお、上述の実施形態では、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値として、インパクト値を定義したが、インパクト値以外の指標値を用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the impact value is defined as the index value that represents the magnitude of the influence of the interference of the own node on the adjacent node. However, an index value other than the impact value may be used.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述の実施形態では、無線通信メディアにおけるデータリンク層（ＭＡＣ、ＬＬＣ等）の上位に、ＩＰパケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するデータリンク層パケットスイッチを設けたが、データリンク層パケットの単位で使用する無線通信メディアを選択するようにしてもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the data link layer packet switch that selects the wireless communication medium to be used in units of IP packets is provided above the data link layer (MAC, LLC, etc.) in the wireless communication medium. A wireless communication medium to be used in units of layer packets may be selected.
１…無線局（無線装置）、１１…無線モジュール、１２…パケットスイッチ、１３…ＩＰ層部、１４…制御部、２１…流入パケット計数部、２２…流入パケット数管理部、２３…隣接ノード管理部、２４…隣接ノード管理テーブル、２５…インパクト値算出部、２６…ルーティングテーブル、２７…ルーティングテーブル管理部、２８…ルート選択部、１０１〜１０３…無線リンク
DESCRIPTION OF
Claims (4)
自ノードの通信負荷を測定する通信負荷測定手段と、
自ノードと無線リンクを確立している相手ノードである隣接ノードとの間で通信負荷情報を交換する通信負荷情報交換手段と、
自ノードの利用可能な通信容量を求める通信容量取得手段と、
自ノードおよび全隣接ノードの通信負荷情報と自ノードの利用可能通信容量情報とに基づいて、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値を算出する指標値算出手段と、
各ノードに係る前記指標値を格納するルーティングテーブルと、
他ノードとの間でルーティングテーブルを交換する交換手段と、
通信ルート上の中継ノードに係る前記指標値に基づいて自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートの候補を評価し、通信ルートを選択するルート選択手段と、
を備えたことを特徴とする通信ルート選択制御装置。 In a communication route selection control device when a multi-hop network is configured by nodes using a plurality of wireless communication media,
A communication load measuring means for measuring the communication load of the own node;
Communication load information exchanging means for exchanging communication load information between an adjacent node which is a counterpart node with which the wireless link is established with the own node;
A communication capacity acquisition means for determining the available communication capacity of the own node;
Index value calculating means for calculating an index value representing the magnitude of the influence of interference on the adjacent node based on the communication load information of the own node and all adjacent nodes and the available communication capacity information of the own node;
A routing table for storing the index value relating to each node;
Exchange means for exchanging routing tables with other nodes;
Route selection means for evaluating communication route candidates from the self node to the destination node based on the index value relating to the relay node on the communication route, and selecting a communication route;
A communication route selection control device comprising:
前記利用可能な通信容量は、単位時間当り平均利用可能データレート総数であり、
前記指標値は、次式で定義される、
指標値＝「自ノードの単位時間当り流入パケット総数」
＋「全隣接ノードの単位時間当り流入パケット総数の合計値」
−「自ノードの単位時間当り平均利用可能データレート総数」
ことを特徴とする請求項１に記載の通信ルート選択制御装置。 The communication load is the total number of inflow packets per unit time,
The available communication capacity is the total average available data rate per unit time,
The index value is defined by the following equation:
Index value = "Total number of inflow packets per unit time of own node"
+ “Total number of inflow packets per unit time of all adjacent nodes”
-“Average number of data rates available per unit time of the local node”
The communication route selection control device according to claim 1.
請求項１又は請求項２に記載の通信ルート選択制御装置を備えたことを特徴とする無線装置。 In a wireless device using multiple wireless communication media,
A wireless device comprising the communication route selection control device according to claim 1.
自ノードの通信負荷を測定する過程と、
自ノードと無線リンクを確立している相手ノードである隣接ノードとの間で通信負荷情報を交換する過程と、
自ノードの利用可能な通信容量を求める過程と、
自ノードおよび全隣接ノードの通信負荷情報と自ノードの利用可能通信容量情報とに基づいて、自ノードが隣接ノードに与える干渉の影響の大きさを表す指標値を算出する過程と、
各ノードに係る前記指標値を格納するルーティングテーブルを、他ノードとの間で交換する過程と、
通信ルート上の中継ノードに係る前記指標値に基づいて自ノードからデスティネーションノードに至る通信ルートの候補を評価し、通信ルートを選択する過程と、
を含むことを特徴とする通信ルート選択方法。 A communication route selection method when a multi-hop network is configured by nodes using a plurality of wireless communication media,
The process of measuring the communication load of the own node,
A process of exchanging communication load information between an adjacent node which is a partner node with which the wireless link is established with the own node;
The process of obtaining the available communication capacity of the own node,
Based on the communication load information of the own node and all adjacent nodes and the available communication capacity information of the own node, a process of calculating an index value representing the magnitude of the influence of interference on the adjacent node by the own node;
A process of exchanging a routing table storing the index value relating to each node with another node;
Evaluating a candidate for a communication route from its own node to a destination node based on the index value relating to the relay node on the communication route, and selecting a communication route;
Including a communication route selection method.
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| JP2011188286A (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Oki Electric Industry Co Ltd | Radio communication system and node |
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