JP4564442B2

JP4564442B2 - 経路探索装置

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Publication number: JP4564442B2
Application number: JP2005320487A
Authority: JP
Inventors: 寛藤沢; 浩樹南; 吉則和泉
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: JP2007129516A

Description

本発明は、例えばアドホックネットワークにおいてデータ転送用の経路を探索する経路探索装置に関する。

アドホックネットワークは、複数のノードが相互に通信を行うことによって自律的に生成されるネットワークである。アドホックネットワークにおいては、データの送信元である送信元ノードと、データの宛先である宛先ノードとが互いの通信エリアに存在しない場合、送信元ノードと宛先ノードとの間に位置する中継ノードがデータを中継することによりマルチホップネットワークを形成し、送信元ノードから宛先ノードまで所定のデータを転送することができる。

しかしながら、アドホックネットワークでは、例えば中継ノードの移動により、リンクの切断が頻繁に生じるので、瞬時に経路を生成し直すことが必要となり、そのためのルーティングプロトコルが種々提案されている。

従来のアドホックネットワークの経路作成プロトコルは大きく分けて、経路表を作成してその経路表の情報を基に経路制御を行うテーブル駆動型と、送信元ノード始動によるオンデマンド型とに分類される。

まず、テーブル駆動型のプロトコルで動作するものは、ネットワーク上の各々のノードから他の全てのノードへの矛盾のない最新の経路情報を維持しようとし、各ノードが経路情報を格納するための経路表を１つ以上持つことによって、ネットワークトポロジーの変化に対応できるようになっている（例えば、非特許文献１参照。）。

一方、オンデマンド型のプロトコルで動作するものは、データを送信する送信元ノードが要求したときのみネットワーク内で経路探索処理を起動し、データ転送のための経路上にあるノードのみが経路表を作成し、経路上にないノードは経路表を作成しない構成となっており、経路上にあるノードが経路表の情報に基づいて送信元ノードから宛先ノードまでデータを転送することができるようになっている（例えば、非特許文献２参照。）。

Ｐ．Ｊａｃｑｕｅｔ，Ｐ．Ｍｕｈｌｅｔｈａｌｅｒ，Ａ．Ｑａｙｙｕｍ，Ａ．Ｌａｎｏｕｉｔｉ，Ｌ．ＶｉｅｎｎｏｔａｎｄＴ．Ｃｌａｕｓｅｎ，ＩＥＴＦＭＡＮＥＴＩｎｔｅｒｎｅｔＤｒａｆｔ"ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ＭＡＮＥＴ−ｏｌｓｒ−０２．ｔｘｔ"，Ｊｕｌｙ２０００．Ｃ．Ｅ．ＰｅｒｋｉｎｓａｎｄＥ．Ｍ．Ｒｏｙｅｒ，"Ａｄ−ｈｏｃＯｎＤｅｍａｎｄＤｉｓｔａｎｃｅＶｅｃｔｏｒＲｏｕｔｉｎｇ"，ＳｅｃｏｎｄＩＥＥＥＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＭｏｂｉｌｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐｐ．９０−１００，Ｆｅｂｒｕａｒｙ１９９９．

しかしながら、テーブル駆動型のプロトコルで動作するものは、ネットワークトポロジーの変化に応じてネットワーク全体に経路の更新情報を伝送する必要があるので、経路表の更新に所定時間を要し、経路表情報に関するトラフィック量が増大するという問題があった。

また、オンデマンド駆動型のプロトコルで動作するものは、送信元ノードの要求後に経路作成を開始するため、経路が確立されるまでに所定時間を要し、そのため例えばノードが移動して経路上のリンクの切断が生じると経路が一旦途切れるため、データの転送においてパケットの到着遅延やパケットロスが生じ、経路変更の際にパケットの伝送が途切れてしまい、瞬時に経路を変更することができないという問題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、トラフィック量を増大させることなく瞬時に経路を変更することができる経路探索装置を提供することを目的とする。

本発明の経路探索装置は、所定の送信元ノードから宛先ノードまでデータを伝送するための主経路及び前記主経路の予備としての副経路の少なくとも一方を探索する経路探索手段と、前記データを伝送する経路制御を行うための経路制御パケットを送受信する送受信手段と、前記主経路上に自装置があることを示す経路モード及び前記副経路上に前記自装置があることを示す監視モードのいずれかのモードを前記経路制御パケットに基づいて設定するモード設定手段と、前記経路探索手段によって前記主経路が探索される際に前記モードに関わらず、前記データを前記宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を前記経路制御パケットに基づいて作成する経路表作成手段とを備え、前記経路制御パケットは、前記主経路及び前記副経路のいずれかを探索するための経路探索パケット及び前記経路探索パケットに対応する経路リプライパケットを含み、前記経路表作成手段は、前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットに基づいて前記宛先ノードのアドレス毎に前記経路表を作成し、前記経路リプライパケットは、前記主経路を探索するための経路探索パケットに対応する副経路用の経路リプライパケットを含み、前記経路探索手段は、前記主経路を探索するための経路探索パケット及び前記副経路用の経路リプライパケットに基づいて前記副経路を生成し、前記送受信手段は、自装置が前記監視モードに設定されているとき、前記副経路用の経路リプライパケットを定期的に送信する構成を有している。

この構成により、本発明の経路探索装置は、データを伝送するための主経路が探索される際に、経路表作成手段がデータを宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を作成するので、トラフィック量を増大させることなく経路表を作成することができる。

また、この構成により、本発明の経路探索装置は、主経路上又は副経路上のいずれに自装置があっても、経路表に含まれる情報に基づいてデータを送信すれば宛先ノードに届く状態となっているので、経路変更の際にデータの伝送が途切れることなく、瞬時に経路を変更することができる。
また、この構成により、本発明の経路探索装置は、経路表作成手段が、経路探索パケット及び経路リプライパケットに基づいて宛先ノードのアドレス毎に経路表を作成するので、主経路上又は副経路上のいずれに自装置があっても、経路表に含まれる情報に基づいてデータを送信すれば宛先ノードに届く状態となっており、経路変更の際にデータの伝送が途切れることなく、宛先ノードのアドレス毎に、瞬時に経路を変更することができる。
また、この構成により、本発明の経路探索装置は、経路探索手段が、主経路を探索するための経路探索パケット及び副経路用の経路リプライパケットに基づいて副経路を生成するので、主経路の予備としての副経路を生成することができ、主経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、データを伝送する経路を主経路から副経路に瞬時に変更することによってデータを途切れさせることなく宛先ノードに伝送することができる。
また、この構成により、本発明の経路探索装置は、副経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、副経路に係る経路表を更新して最新の副経路情報を取得することができる。

また、本発明の経路探索装置は、所定の送信元ノードから宛先ノードまでデータを伝送するための主経路及び前記主経路の予備としての副経路の少なくとも一方を探索する経路探索手段と、前記データを伝送する経路制御を行うための経路制御パケットを送受信する送受信手段と、前記主経路上に自装置があることを示す経路モード及び前記副経路上に前記自装置があることを示す監視モードのいずれかのモードを前記経路制御パケットに基づいて設定するモード設定手段と、前記経路探索手段によって前記主経路が探索される際に前記モードに関わらず、前記データを前記宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を前記経路制御パケットに基づいて作成する経路表作成手段とを備え、前記経路制御パケットは、前記主経路及び前記副経路のいずれかを探索するための経路探索パケット及び前記経路探索パケットに対応する経路リプライパケットを含み、前記経路表作成手段は、前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットに基づいて前記宛先ノードのアドレス毎に前記経路表を作成し、前記経路リプライパケットは、前記副経路を探索するための経路探索パケットに対応する副経路用の経路リプライパケットを含み、前記経路探索手段は、前記副経路を探索するための経路探索パケット及び前記副経路用の経路リプライパケットに基づいて前記副経路を生成し、前記送受信手段は、自装置が前記監視モードに設定されているとき、前記副経路用の経路リプライパケットを定期的に送信する構成を有している。

この構成により、本発明の経路探索装置は、経路表作成手段が、経路探索パケット及び経路リプライパケットに基づいて宛先ノードのアドレス毎に経路表を作成するので、主経路上又は副経路上のいずれに自装置があっても、経路表に含まれる情報に基づいてデータを送信すれば宛先ノードに届く状態となっており、経路変更の際にデータの伝送が途切れることなく、宛先ノードのアドレス毎に、瞬時に経路を変更することができる。
また、この構成により、本発明の経路探索装置は、経路探索手段が、副経路を探索するための経路探索パケット及び副経路用の経路リプライパケットに基づいて副経路を生成するので、主経路の予備としての副経路を生成することができ、主経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、データを伝送する経路を主経路から副経路に瞬時に変更することによってデータを途切れさせることなく宛先ノードに伝送することができる。
また、この構成により、本発明の経路探索装置は、副経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、副経路に係る経路表を更新して最新の副経路情報を取得することができる。

さらに、本発明の経路探索装置は、前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットは、それぞれ、経路の生成順序を示すシーケンス番号の情報を含み、前記経路表作成手段は、前記シーケンス番号の情報に基づいて前記経路表を更新する構成を有している。

この構成により、本発明の経路探索装置は、経路表作成手段が、シーケンス番号の情報に基づいて経路表を更新するので、自装置から宛先ノードまでの最新の経路情報を取得することができ、データを宛先ノードに確実に転送することができる。

本発明は、トラフィック量を増大させることなく瞬時に経路を変更することができるという効果を有する経路探索装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

まず、本実施の形態に係る経路探索装置の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る経路探索装置のブロック図である。図２は、本実施の形態に係る経路探索装置によって生成される経路の説明図である。なお、本実施の形態に係る経路探索装置がアドホックネットワークにおいて経路探索する例を挙げて説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る経路探索装置１０は、アドホックネットワークに接続されパケットを送受信する送受信部１１と、経路探索を行う経路探索部１２と、経路モードと監視モードとを切り替えるモード切替スイッチ１３と、経路表のデータを記憶する経路表記億部１４と、主経路への切り替え及び主経路の経路表の保守を行う主経路切替保守部１５と、副経路の経路表の保守を行う副経路保守部１６とを備えている。

本実施の形態に係る経路探索装置１０をそれぞれ備えた複数のノードによって、図２に示すようなアドホックネットワークを用いてマルチホップ通信を行う無線通信システムを構築することができる。

図２に示されたアドホックネットワークにおいて、データの送信元である送信元ノードからデータの宛先である宛先ノードまでデータ転送を試みると、データを転送するための主経路と、主経路の予備としての副経路がネットワーク上のノードによって自律的に生成される。ここで、副経路は、例えば主経路において発生したパケットロスを補完するために用いられるものである。

図２において、実線の矢印で示された経路が主経路であり、破線の矢印で示された経路が副経路である。また、主経路上にあるノードを経路上ノード、副経路上にあるノードを監視ノードという。また、経路上ノードとして動作している状態を経路モード、監視ノードとして動作している状態を監視モードという。

図１において、送受信部１１は、例えば電波を送受信するアンテナ、復調回路、変調回路、ネットワークインターフェースカード等を備えている。なお、送受信部１１は、本発明の送受信手段を構成している。

経路探索部１２は、データ送信を開始する際に所定の経路制御パケットによって、主経路及び副経路を生成するようになっている。なお、経路探索部１２は、本発明の経路探索手段を構成している。また、経路探索部１２は、後述の経路表を作成する経路表作成手段を構成している。

具体的には、経路探索部１２は、図３に示すような経路制御パケットを用いて経路探索を行う。経路制御パケットには、経路を探索するために伝送される経路探索パケットと、この経路探索パケットに対応して伝送される経路リプライパケットとがある。

図３（ａ）は、経路制御パケットの構成例を示す図である。経路制御パケットは、経路探索パケットか経路リプライパケットかを識別するための識別子、通信を行う間のデータ送信元である送信元ノードのアドレスを示すｓａｄｄｒ及び宛先ノードのアドレスを示すｄａｄｄｒ、リンク間の送信元ノードのアドレスを示すｌｓａｄｄｒ及び次ホップのアドレスを示すｌｄａｄｄｒ、経路上ノード用のパケットか監視ノード用のパケットかを示すＭｏｄｅ、経路シーケンス番号を示すｓｑ、送信元からのホップ数を示すｈｏｐとを含む情報で構成されている。

経路制御パケットは前述のように構成されているので、送信元ノードのアドレスをＳ、宛先ノードのアドレスをＤとすると、図３（ｂ）に示すように経路探索パケットは、識別子＝探索、ｓａｄｄｒ＝Ｓ、ｄａｄｄｒ＝Ｄ、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含み、この経路探索パケットは、主経路を探索するためブロードキャスト送信されるので、ｌｄａｄｄｒ＝ブロードキャストアドレスとされる。

また、経路リプライパケットのうち主経路用の経路リプライパケットは、図３（ｃ）に示すように、識別子＝リプライ、ｓａｄｄｒ＝Ｄ、ｄａｄｄｒ＝Ｓ、Ｍｏｄｅ＝経路の情報を含む。

一方、副経路用の経路リプライパケットは、図３（ｄ）に示すように、識別子＝リプライ、ｓａｄｄｒ＝Ｄ、ｄａｄｄｒ＝Ｓ、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含み、この副経路用の経路リプライパケットは、副経路を探索するためブロードキャスト送信されるので、ｌｄａｄｄｒ＝ブロードキャストアドレスとされる。

モード切替スイッチ１３は、主経路用の経路リプライパケット又は副経路用の経路リプライパケットに含まれるＭｏｄｅの情報に基づいて、自装置を経路モード又は監視モードに設定するようになっている。なお、モード切替スイッチ１３は、本発明のモード設定手段を構成している。

経路表記億部１４は、送信元ノードが経路探索を起動した際に、経路探索部１２によって作成される経路表のデータを記憶するようになっている。この経路表は、図４に示すような構成で、宛先ごとに作成される。

すなわち、図４に示すように経路表は、宛先ノードのアドレス、次ホップのアドレス、経路制御パケットの発信元から自装置までのホップ数、主経路探索における経路制御パケットの生成順序を示す主経路シーケンス番号、副経路探索における経路制御パケットの生成順序を示す副経路シーケンス番号の情報を含んでいる。なお、以下の記載において、例えばノードＤ宛の経路表が、宛先ノードのアドレス＝Ｄ、次ホップのアドレス＝ａ、ホップ数＝１、主経路シーケンス番号＝２、副経路シーケンス番号＝０という情報を含む場合、この経路表を（Ｄ、ａ、１、２、０）のように表記する。

主経路切替保守部１５は、自装置が監視モードにある場合、主経路用の経路リプライパケットを受信した際に監視モードから経路モードに切り替えるようになっている。また、主経路切替保守部１５は、経路制御パケットに含まれる情報に基づいて経路表を更新することもできるようになっている。

副経路保守部１６は、自装置が監視モードにある場合、例えば隣接したノードが移動したことによって新たな経路情報を取得した際に経路表を更新することができるようになっている。

次に、本実施の形態に係る経路探索装置１０の動作について図５を用いて説明する。図５は、複数のノードによって構成された無線アドホック通信システムを示すものであり、この無線アドホック通信システムの動作を説明することによって経路探索装置１０の動作を説明する。

図５において、データを送信する送信元ノードＳと、データの宛先である宛先ノードＤと、送信元ノードＳと宛先ノードＤとの間においてデータを中継する中継ノードａ、ｂ及びｃとが示されている。送信元ノードＳ、宛先ノードＤ、中継ノードａ、ｂ及びｃの構成の一部として、それぞれ、図１に示された本実施の形態に係る経路探索装置１０を備えているものとする。また、図５において、送信元ノードＳ、中継ノードａ、ｂ、ｃ、宛先ノードＤのアドレスを、それぞれ、Ｓ、ａ、ｂ、ｃ、Ｄと表すものとする。

まず、送信元ノードＳによって経路探索が開始される（図５（ａ））。すなわち、送信元ノードＳは、識別子＝探索、ｓａｄｄｒ＝Ｓ、ｄａｄｄｒ＝Ｄ、ｌｓａｄｄｒ＝Ｓ、ｌｄａｄｄｒ＝ブロードキャストアドレス、Ｍｏｄｅ＝監視、ｓｑ＝０、ｈｏｐ＝０の情報を含む経路探索パケットをブロードキャスト送信する。

この経路探索パケットは、中継ノードａ及びｃによって受信され、中継ノードａ及びｃは、受信した経路探索パケットに含まれる前述の情報に基づいて、それぞれの経路表に（Ｓ、Ｓ、１、０、０）を登録する。

次いで、中継ノードａ、ｂ及びｃによって、経路探索パケットがブロードキャスト転送される（図５（ｂ））。

まず、送信元ノードＳからの経路探索パケットを受信した中継ノードａ及びｃは、受信した経路探索パケットの宛先アドレスｓａｄｄｒが自装置のアドレスではないので、リンク元アドレスｌｓａｄｄｒを自装置のアドレスに変更し、変更後の経路探索パケットをブロードキャスト送信する。

ここで、送信元ノードＳは、中継ノードａ及びｃからの経路探索パケットを受信するが、送信元アドレスｓａｄｄｒが自装置のアドレスなので、受信した経路探索パケットを廃棄する。また、中継ノードａは、中継ノードｃからも経路探索パケットを受信するが、すでに同じ宛先で同じ経路シーケンス番号ｓｑの経路探索パケットを送信元ノードＳから受信しているので、中継ノードｃから受信した経路探索パケットを廃棄する。同様に、中継ノードｃも、中継ノードａからの経路探索パケットを受信後に廃棄する。

次いで、中継ノードｂは、中継ノードｃからの経路探索パケットを受信し、経路表に（Ｓ、ｃ、２、０、０）、つまり、送信元ノードＳへの経路として次ホップをｃ、ホップ数を２として登録する。なお、中継ノードｂは、中継ノードａからの経路探索パケットも受信するが、同じものを中継ノードｃから受信しているので、中継ノードａから受信した経路探索パケットを廃棄する。

引き続き、宛先ノードＤは、中継ノードａから経路探索パケットを受信し、経路表に（Ｓ、ａ、２、０、０）を登録する。なお、宛先ノードＤは、中継ノードｂからも経路探索パケットを受信するが、すでに同じ宛先で同じ経路シーケンス番号ｓｑの経路探索パケットを中継ノードａから受信しているので、中継ノードｂから受信した経路探索パケットを廃棄する。

次いで、経路探索パケットを受信した宛先ノードＤによって、経路探索パケットに対応する経路リプライパケットが送信元ノードＳに向けて送信される（図５（ｃ））。

まず、宛先ノードＤが受信した経路探索パケットの宛先アドレスｓａｄｄｒは自装置のアドレスであったため、宛先ノードＤによって、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットが送信元ノードＳに向けてブロードキャスト送信される。

次いで、中継ノードａ、ｂ及びｃによって、ブロードキャスト送信された副経路用の経路リプライパケットが順次受信され、送信元ノードＳからの経路探索パケットを受信したときと同様に、宛先ノードＤへの経路表が各中継ノードにおいて作成される。ただし、経路探索パケットを受信したときとは異なり、各中継ノードのモード切替スイッチ１３によって、各中継ノードが監視モードとして設定される。

さらに、宛先ノードＤによって、Ｍｏｄｅ＝経路の情報を含む主経路用の経路リプライパケットが送信元ノードＳに向けてユニキャスト送信される。つまり、宛先ノードＤの経路表は（Ｓ、ａ、２、０、０）となっているので、リンク先アドレスｌｄａｄｄｒ＝ａとして、中継ノードａに主経路用の経路リプライパケットが送信される。

次いで、中継ノードａによって、主経路用の経路リプライパケットが受信される。ここで、中継ノードａは、すでにＭｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットを受信しているので監視モードとなっているが、Ｍｏｄｅ＝経路の情報を含む主経路用の経路リプライパケットを受け取ることにより、中継ノードａの主経路切替保守部１５によって、経路表が上書きされて更新される。なお、Ｍｏｄｅ＝経路の装置が、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットを受け取った場合は、経路表は上書きできない。

中継ノードａの経路探索部１２は、主経路用の経路リプライパケットを受信したことにより、宛先ノードＤへの経路として宛先ノードＤのアドレスをホップ数１として登録し直し、モード切替スイッチ１３は、自装置の動作を経路上ノードにする。ただし、経路上ノードで動作している中継ノードは、受信した経路リプライパケットのシーケンス番号が大きい場合のみ経路表の書き換えを行う。

そして、送信元ノードＳによって、Ｍｏｄｅ＝経路の情報を含む主経路用の経路リプライパケットが中継ノードａから受信される。したがって、図５（ｄ）に示すように、送信元ノードＳは、例えば映像データのパケットを中継ノードａ経由で宛先ノードＤに転送することができる。図５（ｄ）に示された実線の矢印は、データが転送される主経路を示している。

なお、宛先ノードＤは、定期的にＭｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットをブロードキャスト送信することにより、副経路の経路管理を行う。具体的には、監視モードで動作している中継ノードにおいて、送受信部１１によって、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットが定期的に送受信され、副経路保守部１６によって、経路リプライパケットに含まれる情報に基づいて自装置から宛先ノードＤへの経路表が保守される。なお、経路モードで動作している中継ノードは、Ｍｏｄｅ＝監視の情報を含む副経路用の経路リプライパケットを受け取っても経路表は書き換えず転送するのみである。

次に、図５に示された送信元ノードＳの動作について図６を用いて具体的に説明する。図６は、送信元ノードＳが経路表に情報がないノードＤにデータを送信するときの動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、送信元ノードＳの経路探索部１２によって、経路探索パケットが宛先ノードＤに向けてフラッディングされる（ステップＳ１１）。この経路探索パケットは、識別子＝探索、ｓａｄｄｒ＝Ｓ、ｄａｄｄｒ＝Ｄ、ｌａｄｄｒ＝Ｓ、ｌｄａｄｄｒ＝ブロードキャストドレス、ｓｑ＝０、ｈｏｐ＝０の情報を含む。

次いで、経路探索部１２によって、経路探索パケットをブロードキャスト送信してから所定時間が経過するまでにＭｏｄｅ＝経路の情報を含む主経路用の経路リプライパケットが返って来たか否かが判断される（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において、主経路用の経路リプライパケットが所定時間内に返って来たと判断された場合は、経路探索部１２によって、主経路用の経路リプライパケットに基づいて経路表が作成され、作成された経路表に従ってデータが宛先ノードＤに向けて送信される（ステップＳ１３）。なお、作成された経路表のデータは、経路表記億部１４によって記憶される。

一方、ステップＳ１２において、主経路用の経路リプライパケットが所定時間内に返って来たと判断されなかった場合は、ステップＳ１１に戻り経路探索パケットが再度ブロードキャスト送信される。このとき、経路探索部１２によって、経路シーケンス番号ｓｑがインクリメントされる。

次に、図５に示された中継ノードａ、ｂ及びｃが、経路探索パケット及び経路リプライパケットを受信したときの動作について図７を用いて具体的に説明する。図７は、中継ノードａ、ｂ及びｃの各ステップのフローチャートである。

ある中継ノードにおいてパケット受信待ち（ステップＳ２１）のとき、送受信部１１によってパケットが受信されたとすると、経路探索部１２によって、受信されたパケットが、経路探索パケット又は経路リプライパケットかが判断される（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２において、受信されたパケットが経路探索パケット及び経路リプライパケットではないと判断された場合は、経路選択処理やアプリケーション処理等が実行される（ステップＳ２３）。

一方、ステップＳ２２において、受信されたパケットが経路探索パケット又は経路リプライパケットと判断された場合は、経路探索部１２によって、受信したパケットのｓａｄｄｒ及びＭｏｄｅの情報に応じて経路表から経路シーケンス番号ｓｑ０を取得する（ステップＳ２４）。該当する経路シーケンス番号ｓｑ０が経路表になければ、ｓｑ０＝−１とする。

次いで、経路探索部１２によって、受信したパケットのシーケンス番号ｓｑとｓｑ０とが比較され（ステップＳ２５）、ｓｑ０がｓｑよりも大きい場合は、経路探索部１２によって、受信したパケットはすでに受信したものと判断され、廃棄される（ステップＳ２６）。

一方、ｓｑ０がｓｑ以下の場合は、経路探索部１２によって、受信した経路探索パケット又は経路リプライパケットの情報に基づいて経路表が、宛先＝ｓａｄｄｒ、次ホップ＝ｌａｄｄｒ、ホップ数＝ｈｏｐ＋１、主経路シーケンス番号＝ｓｑ（Ｍｏｄｅ＝経路の場合）、副経路シーケンス番号＝ｓｑ（Ｍｏｄｅ＝監視の場合）と更新される（ステップＳ２７）。

次いで、経路探索部１２によって、受信したパケットが経路探索パケットか否かが判断される（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において、受信したパケットが経路探索パケットと判断された場合は、自ノードが宛先ノードか否かが判断される（ステップＳ２９）。

ステップＳ２９において、自ノードが宛先ノードと判断された場合は、経路探索部１２によって、経路リプライパケットがｓａｄｄｒに向けて転送され（ステップＳ３０）、ステップＳ２１に進みパケット受信待ちとなる。一方、ステップＳ２９において、自ノードが宛先ノードと判断されなかった場合は、経路探索部１２によって、ｈｏｐ＝ｈｏｐ＋１とされた経路探索パケットが宛先ノードに向けてフラッディングされ（ステップＳ３１）、ステップＳ２１に進みパケット受信待ちとなる。

ステップＳ２８において、受信したパケットが経路探索パケットと判断されなかった場合、すなわち経路リプライパケットの場合は、経路探索部１２によって、経路リプライパケットがＭｏｄｅ＝監視の情報を含むか否かが判断される（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２において、経路リプライパケットがＭｏｄｅ＝監視の情報を含むと判断された場合は、モード切替スイッチ１３によって、自ノードの動作モードが監視モードに設定され（ステップＳ３３）、ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３２において、経路リプライパケットがＭｏｄｅ＝監視の情報を含むと判断されなかった場合、すなわち経路リプライパケットがＭｏｄｅ＝経路の情報を含む場合は、経路探索部１２によって、自ノードが送信元ノードか否かが判断される（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４において、自ノードが送信元ノードと判断された場合は、送受信部１１によって、データ送信が開始される（ステップＳ３５）。

一方、ステップＳ３４において、自ノードが送信元ノードと判断されなかった場合は、モード切替スイッチ１３によって、自ノードの動作モードが経路モードに設定され（ステップＳ３６）、経路表が参照されてｈｏｐ＝ｈｏｐ＋１とされた経路リプライパケットがｓａｄｄｒに向けてユニキャスト送信され（ステップＳ３７）、ステップＳ２１に進みパケット受信待ちとなる。

なお、あるノードＩでデータパケットを受信した際に、宛先ノードへの経路が経路表に記述されていない場合は、ｓａｄｄｒ＝Ｉ、ｄａｄｄｒ＝Ｄ、ｌａｄｄｒ＝Ｉ、ｓｑ＝０、ｈｏｐ＝ｈｏｐ＋１とした経路探索パケットによって経路探索を行う。

以上のように、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、データを伝送するための主経路が探索される際に、経路探索部１２がデータを宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を作成する構成としたので、トラフィック量を増大させることなく経路表を作成することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、主経路上又は副経路上のいずれに自装置があっても、経路表に含まれる情報に基づいてデータを送信すれば宛先ノードに届く状態となっているので、経路変更の際にデータの伝送が途切れることなく、瞬時に経路を変更することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、経路探索部１２が、経路探索パケット及び経路リプライパケットに基づいて宛先ノードのアドレス毎に経路表を作成する構成としたので、主経路上又は副経路上のいずれに自装置があっても、経路表に含まれる情報に基づいてデータを送信すれば宛先ノードに届く状態となっており、経路変更の際にデータの伝送が途切れることなく、宛先ノードのアドレス毎に、瞬時に経路を変更することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、経路探索部１２が、シーケンス番号の情報に基づいて経路表を更新する構成としたので、最新の経路情報を取得することができ、自装置から宛先ノードまでデータを確実に転送することができる。

また、本実施の形態の経路探索装置１０によれば、経路探索部１２が、主経路を探索するための経路探索パケット及び主経路用の経路リプライパケットに基づいて主経路を生成する構成としたので、送信元ノードから宛先ノードまでデータを伝送するための主経路を生成することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、経路探索部１２が、主経路を探索するための経路探索パケット及び副経路用の経路リプライパケットに基づいて副経路を生成する構成としたので、主経路の予備としての副経路を生成することができ、主経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、データを伝送する経路を主経路から副経路に瞬時に変更することによってデータを途切れさせることなく宛先ノードに転送することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、経路探索部１２が、副経路を探索するための経路探索パケット及び副経路用の経路リプライパケットに基づいて副経路を生成する構成としたので、主経路の予備としての副経路を生成することができ、主経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、データを伝送する経路を主経路から副経路に瞬時に変更することによってデータを途切れさせることなく宛先ノードに転送することができる。

また、本実施の形態に係る経路探索装置１０によれば、送受信部１１は、自装置が監視モードに設定されているとき、副経路用の経路リプライパケットを定期的に送信する構成としたので、副経路上においてノードの移動等が生じた場合でも、副経路に係る経路表を更新して最新の副経路情報を取得することができる。

以上のように、本発明に係る経路探索装置は、トラフィック量を増大させることなく瞬時に経路を変更することができるという効果を有し、アドホックネットワークにおいてデータ転送用の経路を探索する経路探索装置等として有用である。

本実施の形態に係る経路探索装置のブロック図本実施の形態に係る経路探索装置をそれぞれ備えた複数のノードによって生成される経路の説明図本実施の形態に係る経路探索装置の経路探索部が経路探索時に用いる経路制御パケットの構成例を示す図（ａ）経路制御パケットの構成例を示す図（ｂ）経路探索パケットの構成例を示す図（ｃ）主経路用の経路リプライパケットの構成例を示す図（ｄ）副経路用の経路リプライパケットの構成例を示す図本実施の形態に係る経路探索装置の経路探索部によって作成される経路表の構成例を示す図本実施の形態に係る経路探索装置をそれぞれ備えた複数のノードによって構成された無線アドホック通信システムの動作を示す図（ａ）経路探索が開始された状態を示す図（ｂ）経路探索パケットがブロードキャスト転送される状態を示す図（ｃ）経路探索パケットに対応する経路リプライパケットが送信元ノードＳに送信される状態を示す図（ｄ）映像データ等のパケットが中継ノードａ経由で宛先ノードＤに転送される状態を示す図本実施の形態に係る経路探索装置を備えた送信元ノードＳの動作例を示すフローチャート本実施の形態に係る経路探索装置を備えた中継ノードａ、ｂ及びｃの動作例を示すフローチャート

符号の説明

１０経路探索装置
１１送受信部
１２経路探索部
１３モード切替スイッチ
１４経路表記億部
１５主経路切替保守部
１６副経路保守部

Claims

所定の送信元ノードから宛先ノードまでデータを伝送するための主経路及び前記主経路の予備としての副経路の少なくとも一方を探索する経路探索手段と、前記データを伝送する経路制御を行うための経路制御パケットを送受信する送受信手段と、前記主経路上に自装置があることを示す経路モード及び前記副経路上に前記自装置があることを示す監視モードのいずれかのモードを前記経路制御パケットに基づいて設定するモード設定手段と、前記経路探索手段によって前記主経路が探索される際に前記モードに関わらず、前記データを前記宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を前記経路制御パケットに基づいて作成する経路表作成手段とを備え、
前記経路制御パケットは、前記主経路及び前記副経路のいずれかを探索するための経路探索パケット及び前記経路探索パケットに対応する経路リプライパケットを含み、
前記経路表作成手段は、前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットに基づいて前記宛先ノードのアドレス毎に前記経路表を作成し、
前記経路リプライパケットは、前記主経路を探索するための経路探索パケットに対応する副経路用の経路リプライパケットを含み、
前記経路探索手段は、前記主経路を探索するための経路探索パケット及び前記副経路用の経路リプライパケットに基づいて前記副経路を生成し、
前記送受信手段は、自装置が前記監視モードに設定されているとき、前記副経路用の経路リプライパケットを定期的に送信することを特徴とする経路探索装置。
所定の送信元ノードから宛先ノードまでデータを伝送するための主経路及び前記主経路の予備としての副経路の少なくとも一方を探索する経路探索手段と、前記データを伝送する経路制御を行うための経路制御パケットを送受信する送受信手段と、前記主経路上に自装置があることを示す経路モード及び前記副経路上に前記自装置があることを示す監視モードのいずれかのモードを前記経路制御パケットに基づいて設定するモード設定手段と、前記経路探索手段によって前記主経路が探索される際に前記モードに関わらず、前記データを前記宛先ノードまで送信するための情報を含む経路表を前記経路制御パケットに基づいて作成する経路表作成手段とを備え、
前記経路制御パケットは、前記主経路及び前記副経路のいずれかを探索するための経路探索パケット及び前記経路探索パケットに対応する経路リプライパケットを含み、
前記経路表作成手段は、前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットに基づいて前記宛先ノードのアドレス毎に前記経路表を作成し、
前記経路リプライパケットは、前記副経路を探索するための経路探索パケットに対応する副経路用の経路リプライパケットを含み、
前記経路探索手段は、前記副経路を探索するための経路探索パケット及び前記副経路用の経路リプライパケットに基づいて前記副経路を生成し、
前記送受信手段は、自装置が前記監視モードに設定されているとき、前記副経路用の経路リプライパケットを定期的に送信することを特徴とする経路探索装置。
前記経路探索パケット及び前記経路リプライパケットは、それぞれ、経路の生成順序を示すシーケンス番号の情報を含み、
前記経路表作成手段は、前記シーケンス番号の情報に基づいて前記経路表を更新する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の経路探索装置。