JP5542028B2 - ノード局および冗長経路制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチホップ通信において冗長経路を選択するノード局に関する。

近年、センサ情報収集や制御機器の操作を行うための通信として、マルチホップ無線アドホックネットワークが注目されている。マルチホップ通信では、送信先との距離が長い、または見通しが無い等、直接通信ができない場合に、中間に存在する他のノード局を中継して通信を行うことにより広いエリアをカバーすることができる。マルチホップ通信のノード局を実現するためには、無線通信技術やアドレス割当技術などの要素技術とともに、中継機能を実現するための経路制御技術が必要である。

経路制御プロトコルの多くは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＭＡＮＥＴ（Mobile Adhoc Network）ワーキンググループで考案、策定が進められている。ＭＡＮＥＴの経路制御プロトコルは、経路情報の生成タイミングの観点から、大きくプロアクティブ型とリアクティブ型に分類される。プロアクティブ型は、周期的な制御メッセージの交換により、各ノード局が経路情報を常に保持する方式である。一方、リアクティブ型は、通信要求が生じた時だけに経路情報を取得するので、オーバーヘッドが比較的少ない方式である。

リアクティブ型の従来の代表的な経路探索プロトコルとして、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-demand Distance Vector Protocol）に関する技術が、下記非特許文献１において開示されている。また、ＡＯＤＶを拡張し、重複リンクのない経路を複数作成するための技術が、下記非特許文献２および下記特許文献１において開示されている。いずれも、経路探索元からの経路探索信号をネットワーク全体に報知（フラッディング）し、経路探索先からの応答により経路を確立する。フラッディングとは、ブロードキャストされた信号を受信した局が、ブロードキャストで転送することにより、ネットワーク全体に転送する通信方式である。

IETF ＲＦＣ３５６１ "Ａｄ Ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ （ＡＯＤＶ） Ｒｏｕｔｉｎｇ" M.K.Marina, S.R.Das, "On-demand Multipath Distance Vector Routing in Ad Hoc Networks", In Proceedings of the International Conference for Network protocol, Nov. 2001

特許第３９７７１５７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、経路情報を取得する際、フラッディングによる通信を行うことによりネットワーク内においてトラフィックが増大する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、経路情報を取得する際のトラフィックを低減することが可能なノード局を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ゲートウエイ局をルートとし、前記ゲートウエイ局と複数のノード局でツリー構造を構成するマルチホップ無線アドホックネットワークにおける前記ノード局であって、宛先となるゲートウエイ局までのホップ数、次ホップ先、経路の優先度、の情報を前記宛先となるゲートウエイ局までの経路ごとに記憶するための経路制御情報記憶手段と、ネットワークに参入する場合に、隣接するノード局に限定してゲートウエイ局への経路を問い合わせる近隣経路探索信号の送信を制御し、また、隣接するノード局からホップ数の情報を含む経路情報である探索応答を受信し、当該探索応答の受信品質および隣接するノード局のホップ数の情報に基づいて、自局からルートとなるゲートウエイ局までの冗長経路の隣接ノード局を選択し、選択した隣接ノード局の経路情報を前記経路制御情報記憶手段に記憶させ、一方、前記近隣経路探索信号を受信した場合に、自局からルートとなるゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報を探索応答として送信する制御を行う制御手段と、前記制御手段の制御に基づいて、前記近隣経路探索信号および前記探索応答を送受信する無線通信手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、経路情報を取得する際のトラフィックを低減することができる、という効果を奏する。

図１は、ネットワークの構成例を示す図である。 図２は、ゲートウエイ局の構成例を示す図である。 図３は、ノード局の構成例を示す図である。 図４は、ノード局Ａがネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。 図５は、隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。 図６は、冗長経路の切替え制御を示すシーケンス図である。 図７は、隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。 図８は、ネットワークの構成例を示す図である。 図９は、隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。 図１０は、ネットワークの構成例を示す図である。 図１１は、ノード局Ａがネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。 図１２は、ネットワークの構成例を示す図である。 図１３は、ノード局Ｃが定期的な近隣経路探索を行う場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。 図１４は、冗長経路の切替え制御を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかるノード局の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態のネットワークの構成例を示す図である。ノード局Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ゲートウエイ局ＧＷ１をルート局とするツリー構造の無線メッシュネットワークによりゲートウエイ局ＧＷ１に接続し、ゲートウエイ局ＧＷ１を介して管理サーバーと通信する。また、ノード局Ｅ、Ｆは、ゲートウエイ局ＧＷ２をルート局とするツリー構造の無線メッシュネットワークによりゲートウエイ局ＧＷ２に接続し、ゲートウエイ局ＧＷ２を介して管理サーバーと通信する。

図２は、ゲートウエイ局ＧＷ１の構成例を示す図である。一例としてゲートウエイ局ＧＷ１について説明するが、ゲートウエイ局ＧＷ２についても同様の構成を備える。ゲートウエイ局ＧＷ１は、制御部１０と、記憶部１１と、無線通信部１４と、通信部１５と、を備える。記憶部１１は、経路制御テーブル１２と、隣接局テーブル１３と、を備える。

制御部１０は、経路情報および隣接局の情報の取得、記録、冗長経路の隣接ノード局の選択、他局への通信、応答、転送等、本実施の形態における全ての処理を制御する。また、他局から取得した情報は、制御部１０が記憶部１１に記憶し、他局へ情報を送信する場合は、制御部１０が記憶部１１から必要な情報を読み出す。記憶部１１は、経路情報および隣接局の情報を記憶するためのメモリである。制御部１０によって書き込み、読み出し等がなされる。経路制御テーブル１２は、各ノード局について、宛先となるゲートウエイ局、当該ゲートウエイ局までの経路において次ホップにある局、経路の種別、当該ゲートウエイ局までのＨｏｐ数等を記録するためのテーブルである。隣接局テーブル１３は、自局と隣接するノード局および各ノード局が通信に使用する周波数の情報を記録するためのテーブルである。無線通信部１４は、制御部１０の制御により、他のゲートウエイ局やノード局と無線通信を行う。詳細には、ノード局から登録信号や確認応答等を受信し、登録信号に対する確認応答やユーザー信号等を送信する。通信部１５は、制御部１０の制御により、アクセスネットワークを経由した管理サーバーと通信を行う。詳細には、参入通知等を送信し、ユーザー信号等を受信する。このように、制御部１０が主体となって制御・処理等を行うが、説明の簡略化のため、以降の説明ではゲートウエイ局名を主体に説明する。

図３は、ノード局Ａの構成例を示す図である。一例としてノード局Ａについて説明するが、他のノード局Ｂ〜Ｆについても同様の構成を備える。ノード局Ａは、制御部２０と、記憶部２１と、無線通信部２４と、を備える。記憶部２１は、経路制御テーブル２２と、隣接局テーブル２３と、を備える。

制御部２０は、経路情報および隣接局の情報の取得、記録、冗長経路の隣接ノード局の選択、他局への通信、応答、転送等、本実施の形態における全ての処理を制御する。また、他局から取得した情報は、制御部２０が記憶部２１に記憶し、他局へ情報を送信する場合は、制御部２０が記憶部２１から必要な情報を読み出す。記憶部２１は、経路情報および隣接局の情報を記憶するためのメモリである。制御部２０によって書き込み、読み出し等がなされる。経路制御テーブル２２は、宛先となるゲートウエイ局、当該ゲートウエイ局までの経路において次ホップにある局、経路の種別、当該ゲートウエイ局までのＨｏｐ数等を記録するためのテーブルである。隣接局テーブル２３は、自局と隣接するノード局および各ノード局が通信に使用する周波数の情報を記録するためのテーブルである。無線通信部２４は、制御部２０の制御により、他のゲートウエイ局やノード局と無線通信を行う。詳細には、近隣経路探索信号、探索応答、登録信号、確認応答等を送受信する。このように、制御部２０が主体となって制御・処理等を行うが、説明の簡略化のため、以降の説明ではノード局名を主体に説明する。

制御部２０、記憶部２１、経路制御テーブル２２、隣接局テーブル２３、無線通信部２４は、それぞれゲートウエイ局ＧＷ１の制御部１０、記憶部１１、経路制御テーブル１２、隣接局テーブル１３、無線通信部１４と同等の機能を備える。すなわち、ゲートウエイ局ＧＷ１、ＧＷ２も、ノード局Ａ〜Ｆの一種とみなすことができる。

つづいて、ノード局がネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理について説明する。ここでは、一例として、ノード局Ａについて説明する。図４は、ノード局Ａがネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。図４のシーケンス図は、図１のネットワークの構成に対応している。

まず、ノード局Ａは、新規に設置されてネットワークに参入する場合、あるいは定期的に再参入処理を行う場合、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を送信し、ゲートウエイ局への経路を問い合わせる（ステップＳ１０１）。ここでは、ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅが、近隣経路探索信号を受信する。

近隣経路探索信号を受信した隣接ノード局のノード局Ｂ、Ｃは、自身が保持しているゲートウエイ局ＧＷ１へのホップ数の情報を含めて応答する。また、近隣経路探索信号を受信した隣接ノード局のノード局Ｅは、自身が保持しているゲートウエイ局ＧＷ２へのホップ数の情報を含めて応答する。

例えば、ノード局Ｂは、自身の保持する経路制御テーブルＴ＿Ｂ１を参照し、ノード局Ａに対して、プライマリ経路（Ｐ）のホップ数＝１の情報を含めて探索応答信号を送信する（ステップＳ１０２）。また、ノード局Ｃは、経路制御テーブルＴ＿Ｃ１を参照し、ノード局Ａに対して、プライマリ経路（Ｐ）のホップ数＝２の情報を含めて探索応答信号を送信する（ステップＳ１０３）。また、ノード局Ｅは、経路制御テーブルＴ＿Ｅ１を参照し、ノード局Ａに対して、プライマリ経路（Ｐ）のホップ数＝２の情報を含めて探索応答信号を送信する（ステップＳ１０４）。

探索応答信号を受信したノード局Ａは、隣接ノード局（ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅ）からの探索応答信号の無線信号品質とゲートウエイ局までのホップ数の情報に基づいて、冗長経路の隣接ノード局を選択する（ステップＳ１０５）。

ここで、図５を用いて、冗長経路の隣接ノード局の選択方法について説明する。図５は、ノード局Ａが隣接ノード局（ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅ）から収集した隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。この経路の一覧は、隣接ノード局と、ＧＷ（ゲートウエイ局）と、無線信号品質と、Ｈｏｐ数と、から構成される。隣接ノード局（ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅ）について、参入しているゲートウエイ局、探索応答信号の無線信号品質、参入しているゲートウエイ局までのＨｏｐ数を示すものである。無線信号品質は、例えば、最高レベルを１００として表し、所要レベルを５０とした場合に、各ノード局との無線信号品質が所要レベルを満足していることを判断できる。そして、ホップ数の少ない順に冗長経路の隣接ノード局を選択する。なお、ホップ数が同じ場合には、例えば、無線信号品質が良い順に選択する方法があるが、これに限定するものではない。これにより、ノード局Ａは、プライマリ経路としてノード局Ｂ、セカンダリ経路としてノード局Ｃ、予備ＧＷ経路としてノード局Ｅ、を隣接ノード局として選択することができる。ここでは、ノード局Ｂが参入しているゲートウエイ局ＧＷ１を主ゲートウエイ局とし、ノード局Ｅが参入しているゲートウエイ局ＧＷ２を予備ゲートウエイ局とする。

つぎに、ノード局Ａは、プライマリ経路に選択したノード局Ｂへ、プライマリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１０６）。登録信号は、冗長種別を区別するＰ／Ｓフラグを備えることで、プライマリ（Ｐ）およびセカンダリ（Ｓ）を区別することができる。

プライマリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｂは、自身が保持しているプライマリ経路の隣接ノード局へ登録信号を転送する。ここでは、ノード局Ｂは、ゲートウエイ局ＧＷ１へ登録信号を転送する（ステップＳ１０７）。このとき、ノード局Ｂは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ１との間のプライマリ経路の転送経路を確立する。

なお、図１において、各局間のＰ（プライマリ）およびＳ（セカンダリ）は、それらの文字が近い方のノード局における経路を示す。例えば、ノード局Ｂ、Ｃの場合、ノード局Ｃから見るとノード局Ｂへの経路はプライマリ経路であるが、ノード局Ｂから見るとノード局Ｃはプライマリ経路でもセカンダリ経路でもないことを示す。以降の図においても同様とする。

プライマリ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ１は、ノード局Ａのプライマリ経路を自身の経路制御テーブル１２に設定し、管理サーバーに通知する（ステップＳ１０８)。そして、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ１０９）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ｂへ送信し（ステップＳ１０９）、ノード局Ｂが確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ１１０）。

つぎに、ノード局Ａは、セカンダリ経路に選択したノード局Ｃへ、セカンダリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１１１）。セカンダリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｃは、自身が保持しているセカンダリ経路の隣接ノード局に登録信号を転送する。ここでは、ノード局Ｃは、ノード局Ｄへ登録信号を転送する（ステップＳ１１２）。

このように、各ノード局において、プライマリ経路とは別の経路であるセカンダリ経路を選択するため、プライマリ経路と重複しない経路が選択されることが期待される。例えば、セカンダリ経路とプライマリ経路が同じノード局を経由する場合があっても、つぎの転送先はプライマリ経路とセカンダリ経路で異なるため、冗長性を確保することができる。このとき、各ノード局Ｃ、Ｄは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ１間のセカンダリ経路の転送経路を確立する。

つぎに、セカンダリ経路の登録信号を受信したノード局Ｄは、ゲートウエイ局ＧＷ１へ登録信号を転送する（ステップＳ１１３）。本来であれば、自局のセカンダリ経路であるノード局Ｂへ転送すべきであるが、セカンダリ経路がない場合、またはセカンダリ経路がループ経路を形成する場合、中継ノード局は、プライマリ経路に登録要求を転送することとする。本実施の形態では、ノード局Ｄ、Ｂの間でループ経路を形成してしまうため、ノード局Ｄは、プライマリ経路を用いて転送する。なお、ループ経路形成の確認方法については、例えば、探索応答信号にセカンダリ経路の情報を含めておき、転送先のセカンダリ経路が自局でないことを確認するなどの方法を用いることができるが、これに限定するものではない。

セカンダリ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ１は、ノード局Ａのセカンダリ経路を自身の経路制御テーブル１２に設定し、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ１１４）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ｄへ送信し（ステップＳ１１４）、ノード局Ｄが確認応答信号をノード局Ｃへ転送し（ステップＳ１１５）、ノード局Ｃが確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ１１６）。

つぎに、ノード局Ａは、予備ＧＷ経路に選択したノード局Ｅへ、予備ＧＷ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１１７）。登録信号は、ゲートウエイ局の種別を区別するＭ／Ｂフラグを備えることで、主ゲートウエイ局（Ｍ）および予備ゲートウエイ局（Ｂ）を区別することができる。

予備ＧＷ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｅは、自身が保持しているプライマリ経路の隣接ノード局へ登録信号を転送する。ここでは、ノード局Ｅは、ノード局Ｆへ登録信号を転送する（ステップＳ１１８）。同様に、ノード局Ｆは、ゲートウエイ局ＧＷ２へ登録信号を転送する（ステップＳ１１９）。このとき、ノード局Ｅ、Ｆは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ２との間の予備ＧＷ経路の転送経路を確立する。

予備ＧＷ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ２は、ノード局Ａの予備ＧＷ経路を自身の経路制御テーブル１２に設定し、管理サーバーに通知する（ステップＳ１２０）。そして、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ１２１）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ｆへ送信し（ステップＳ１２１）、ノード局Ｆが確認応答信号をノード局Ｅへ転送し（ステップＳ１２２）、ノード局Ｅが確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ１２３）。

このような、冗長経路の登録処理は、ゲートウエイ局に近いノード局から順次行われることになる。

なお、冗長経路の隣接ノード局を選択したノード局（ノード局Ａ）は、冗長経路選択後（ステップＳ１０５）、または確認応答を受信後（ステップＳ１２３）、図示しない自局の経路制御テーブルＴ＿Ａ１に、宛先となるゲートウエイ局、当該ゲートウエイ局までの経路において次ホップにある局、経路の種別、当該ゲートウエイ局までのＨｏｐ数等を記録する。このとき、選択した隣接ノード局から取得した経路のホップ数に自局までのホップ数を追加していく。これにより、各ノード局は、最終的に、冗長経路のホップ数を保持することができる。

つぎに、冗長経路を用いた通信について説明する。図６は、冗長経路の切替え制御を示すシーケンス図である。管理サーバーがノード局Ａと通信を行う場合、まず主ゲートウエイ局として登録されているゲートウエイ局ＧＷ１にユーザー信号を送信する（ステップＳ２０１）。ゲートウエイ局ＧＷ１は、自身の経路制御テーブル１２を参照し、ノード局Ａ宛のプライマリ経路の隣接ノード局であるノード局Ｂにユーザー信号を転送する（ステップＳ２０２）。ノード局Ｂは、ノード局Ａ宛にユーザー信号を転送する（ステップＳ２０３）。正常時には、ノード局Ａがユーザー信号を受信し、確認応答を返すが、ここでは無線伝送経路に異常が発生する場合について示している。ゲートウエイ局ＧＷ１は、応答待ちのタイマーのタイムアウト、またはノード局Ｂからのエラー（ＲＥＲＲ）通知を受信することにより、通信エラーを検知する（ステップＳ２０４）。

つぎに、ゲートウエイ局ＧＷ１は、セカンダリ経路に切り替え、隣接ノード局であるノード局Ｄにユーザー信号を送信する（ステップＳ２０５）。ノード局Ｄは、ノード局Ｃにユーザー信号を転送し（ステップＳ２０６）、ノード局Ｃは、ノード局Ａ宛にユーザー信号を転送する（ステップＳ２０７）。

セカンダリ経路によりユーザー信号を受信すると、ノード局Ａは、セカンダリ経路を用いて、ゲートウエイ局ＧＷ２に向けて確認応答信号を送信する（ステップＳ２０８）。ここでは、ノード局Ａから確認応答信号を受信したノード局Ｃは、ノード局Ｄに確認応答信号を転送し（ステップＳ２０９）、ノード局Ｄは、ゲートウエイ局ＧＷ１宛に確認応答信号を転送する（ステップＳ２１０）。

確認応答信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ１は、管理サーバーへ確認応答信号を転送する（ステップＳ２１１）。

図６のシーケンス図は、主ゲートウエイ局を介して通信が成功した場合の例であるが、主ゲートウエイ局を介した通信が失敗する場合、管理サーバーは、予備ゲートウエイ局に切り換えて通信を試みることが可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、ネットワークに参入する際、ノード局は、ネットワーク全体の情報を集めるのではなく、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を送信して、隣接ノード局が持つゲートウエイ局までの経路情報のみを収集し、隣接ノード局との受信品質およびゲートウエイ局までのホップ数に基づいて、自局からゲートウエイ局までの冗長経路の隣接ノード局を選択することとした。これにより、ゲートウエイ局をルートとするツリー構造の特徴を生かし、ネットワークに参入する際、ノード局は、フラッディングを行うことなく、経路情報を取得する際の制御トラフィックの発生を低減することができる。

また、各ノード局のプライマリ経路をたどった経路と、セカンダリ経路をたどった経路を確立するので、簡易な方法でありながら、重複する経路が少なく、冗長性の高い経路を確立することができる。ツリー型のトポロジーでは、全てのノード局がゲートウエイ局への経路を保持するという特徴を持っているが、従来では利用されていなかったこの特徴を利用することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、近隣探索信号を受信したノード局は、自身の保持するプライマリ経路のみのホップ数の情報を含めて探索応答信号を送信した。本実施の形態では、セカンダリ経路のホップ数の情報も含めて探索応答信号を送信する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図７は、ノード局Ａが隣接ノード局（ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅ）から収集した隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。新規参入あるいは周期的な再参入を行うノード局Ａが、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を送信し、隣接ノード局からの探索応答信号を受信することによって収集したものである。この経路の一覧は、隣接ノード局と、ＧＷ（ゲートウエイ局）と、冗長種別と、無線信号品質と、Ｈｏｐ数と、から構成される。図５に示す経路の一覧に、冗長種別の項目を追加し、さらに、セカンダリ経路を有するノード局からは、２つの経路の情報を収集し、プライマリ経路（Ｐ）とセカンダリ経路（Ｓ）の冗長種別ごとに記録する。なお、ネットワーク構成および冗長経路の登録処理のシーケンス等は、実施の形態１と同様である。

冗長経路の隣接ノード局を選択する場合（ステップＳ１０５）、まずノード局Ａは、無線信号品質が所要のレベルを満足し、プライマリ経路（Ｐ）のホップ数が小さいノード局をプライマリ経路に選択する。ここでは、ノード局Ａは、ノード局Ｂをプライマリ経路の隣接ノード局として選択する。なお、実施の形態１と同様、ホップ数が同じ場合には、例えば、無線信号品質が良い順に選択する方法があるが、これに限定するものではない。

つぎに、ノード局Ａは、プライマリ経路に選択しなかった隣接ノード局のうち、受信品質を満足する隣接ノード局について、セカンダリ経路（Ｓ）のホップ数が小さい隣接ノード局をセカンダリ経路に選択する。ここでは、ノード局Ａは、ノード局Ｃをセカンダリ経路の隣接ノード局として選択する。

このように、実施の形態１と同一のノード局が選択されており、以降の動作は実施の形態１と同一である。プライマリ経路は、ノード局Ｂを隣接ノード局として、各ノード局のプライマリ経路を順にたどった経路が確立される。一方、セカンダリ経路は、ノード局Ｃを隣接ノード局として、各ノード局のセカンダリ経路を順にたどった経路が確立される。なお、セカンダリ経路がない場合や、セカンダリ経路がループ経路を形成する場合は、ゲートウエイ局と中継するノード局のプライマリ経路を経由する場合もある。

以上説明したように、本実施の形態では、各ノード局は、隣接ノード局から、プライマリ経路と併せてセカンダリ経路の情報を収集し、プライマリ経路のホップ数が最も短い経路をプライマリ経路の隣接ノード局とし、プライマリ経路に選択したノード局を除いたノード局から、セカンダリ経路のホップ数が最も短いノード局をセカンダリ経路の隣接ノード局に選択することとした。これにより、セカンダリ経路をたどる経路のホップ数に基づいて経路を選択することができ、より精度の高い冗長経路の選択を行うことができる。

実施の形態３．
実施の形態２では、近隣経路探索信号を受信したノード局は、ホップ数の情報のみを含めて探索応答信号を送信した。本実施の形態では、近隣経路探索信号を受信したノード局は、中継ノード局の情報を含めて探索応答信号を送信する。実施の形態１、２と異なる部分について説明する。

図８は、本実施の形態のネットワークの構成例を示す図である。本実施の形態の各ノード局は、経路制御テーブル２２に、ゲートウエイ局までの中継ノード局を含む中継経路の情報を保持している。その他の構成については、実施の形態１、２のネットワーク（図１参照）と同一である。

ここで、図９を用いて、冗長経路の隣接ノード局の選択方法について説明する。図９は、ノード局Ａが隣接ノード局（ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅ）から収集した隣接ノード局からゲートウエイ局への経路の一覧を示す図である。新規参入あるいは周期的な再参入を行うノード局Ａが、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を送信し、隣接ノード局からの探索応答信号を受信することによって収集したものである。この経路の一覧は、隣接ノード局と、ＧＷ（ゲートウエイ局）と、冗長種別と、無線信号品質と、Ｈｏｐ数と、中継経路と、から構成される。図７に示す経路の一覧に、中継ノード局の情報である中継経路の項目を追加したものである。なお、冗長経路の登録処理のシーケンスは、実施の形態１、２と同様である。

冗長経路の隣接ノード局を選択する場合（ステップＳ１０５）、まずノード局Ａは、無線信号品質が所要のレベルを満足し、プライマリ経路（Ｐ）のホップ数が小さい隣接ノード局をプライマリ経路に選択する。ここでは、ノード局Ａは、ノード局Ｂのプライマリ経路を、自局のプライマリ経路として選択する。

つぎに、ノード局Ａは、残りの経路から、プライマリ経路と重複するノード局が少ない経路を抽出し、受信品質を満足する隣接ノード局について、ホップ数が小さい経路をセカンダリ経路に選択する。ここでは、ノード局Ａは、プライマリ経路が中継ノード局Ｂを通るため、セカンダリ経路にはノード局Ｂを通らない経路を優先し、ノード局Ｃのセカンダリ経路をセカンダリ経路として選択する。

なお、ノード局Ａは、予備ＧＷ経路についても同様の方法に基づいて、ノード局Ｅを予備ＧＷ経路として選択する。

このように冗長経路の隣接ノード局を選択したノード局Ａは、プライマリ経路に選択したノード局Ｂへ、プライマリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１０６）。登録信号は、中継経路の情報と、冗長種別を区別するＰ／Ｓフラグとを備えることで、プライマリ（Ｐ）およびセカンダリ（Ｓ）を区別することができる。プライマリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｂは、登録信号に含まれる中継経路の情報に基づいて、つぎの隣接ノード局であるゲートウエイ局ＧＷ１に登録信号を転送する（ステップＳ１０７）。このとき、ノード局Ｂは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ１間のプライマリ経路の転送経路を確立する。

また、ノード局Ａは、セカンダリ経路に選択したノード局Ｃへ、セカンダリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１１１）。セカンダリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｃは、登録信号に含まれる中継経路の情報に基づいて、つぎの隣接ノード局であるノード局Ｄへ、登録信号を転送する（ステップＳ１１２）。同様に、セカンダリ経路の登録信号を受信したノード局Ｄは、登録信号に含まれる中継経路の情報に基づいて、つぎの隣接ノード局であるゲートウエイ局ＧＷ１へ、登録信号を転送する（ステップＳ１１３）。このとき、中継ノード局であるノード局Ｃ、Ｄは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ１間のセカンダリ経路の転送経路を確立する。

また、ノード局Ａは、予備ＧＷ経路に選択したノード局Ｅへ、予備ＧＷ経路の登録信号を送信する（ステップＳ１１７）。登録信号は、中継経路の情報と、ゲートウエイ局の種別を区別するＭ／Ｂフラグと、を備えることで、主ゲートウエイ局（Ｍ）と予備ゲートウエイ局（Ｂ）を区別することができる。予備ＧＷ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｅは、登録信号に含まれる中継経路の情報に基づいて、つぎの隣接ノード局であるノード局Ｆへ、登録信号を転送する（ステップＳ１１８）。同様に、予備ＧＷ経路の登録信号を受信したノード局Ｆは、登録信号に含まれる中継経路の情報に基づいて、つぎの隣接ノード局であるゲートウエイ局ＧＷ２へ、登録信号を転送する（ステップＳ１１９）。このとき、中継ノード局であるノード局Ｅ、Ｆは、登録信号を参照することにより、ノード局Ａとゲートウエイ局ＧＷ２間の予備ＧＷ経路の転送経路を確立する。

このような、冗長経路の登録処理は、ゲートウエイ局に近いノード局から順次行われる。また、冗長経路の隣接ノード局を選択したノード局（ノード局Ａ）は、自身の経路制御テーブル２２に冗長経路を保持する際、それぞれの冗長経路の経路情報に選択した隣接ノード局を追加していく。これにより、各ノード局は、最終的に、各冗長経路のホップ数および中継ノード局を含む経路情報を保持することができる。なお、プライマリ経路とセカンダリ経路の２経路の例で説明したがこれに限定するものではなく、一般的に複数の冗長経路に拡張することも可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、近隣経路探索信号を受信したノード局は、探索応答信号に、さらに中継経路の情報を含め、経路制御テーブルに中継経路の情報を保持することとした。これにより、実施の形態２と比較して、経路制御テーブルに保持する情報量が増加し、探索応答信号においても中継経路の情報が増加するが、ノード局は、重複するノード局数が少ない経路を選択することができるため、冗長性の高い経路を確立することができる。なお、実施の形態２に基づいて説明したが、実施の形態１についても適用可能である。

実施の形態４．
実施の形態１〜３では、各ゲートウエイ局が同一周波数で運用する場合について説明した。本実施の形態では、各ゲートウエイ局が、異なる周波数で運用する場合について説明する。実施の形態１〜３と異なる部分について説明する。

図１０は、本実施の形態のネットワークの構成例を示す図である。各ゲートウエイ局が異なる周波数で運用している状態を示しており、ゲートウエイ局ＧＷ１は周波数ｆ１で運用しており、ゲートウエイ局ＧＷ２は周波数ｆ２で運用している。ノード局Ｂ、Ｃ、Ｄは、ゲートウエイ局ＧＷ１を介して管理サーバーに接続し、ノード局Ｅ、Ｆは、ゲートウエイ局ＧＷ２を介して管理サーバーに接続する。すなわち、ノード局Ｂ、Ｃ、Ｄは周波数ｆ１で、ノード局Ｅ、Ｆは周波数ｆ２で運用している。

つづいて、ノード局がネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理について説明する。ここでは、一例として、ノード局Ａがネットワークに参入あるいは再参入する場合について説明する。図１１は、ノード局Ａがネットワークに参入あるいは再参入する場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。図１１のシーケンス図は、図１０のネットワークの構成に対応している。

まず、ノード局Ａは、新規に設置されてネットワークに参入する場合、あるいは定期的に再参入処理を行う場合、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を周波数ｆ１で送信し、ゲートウエイ局への経路を問い合わせる（ステップＳ３０１）。ここでは、ノード局Ｂ、Ｃが、近隣経路探索信号を受信する。近隣経路探索信号を受信した隣接ノード局のノード局Ｂは、探索応答信号を周波数ｆ１で送信する（ステップＳ３０２）。同様に、ノード局Ｃは、探索応答信号を周波数ｆ１で送信する（ステップＳ３０３）。

つぎに、ノード局Ａは、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を周波数ｆ２で送信し、ゲートウエイ局への経路を問い合わせる（ステップＳ３０４）。ここでは、ノード局Ｅが、近隣経路探索信号を受信する。近隣経路探索信号を受信した隣接ノード局のノード局Ｅは、探索応答信号を周波数ｆ２で送信する（ステップＳ３０５）。

異なる運用周波数について探索応答信号を受信したノード局Ａは、主ゲートウエイ局の冗長経路（プライマリ経路およびセカンダリ経路）と予備ＧＷ経路の隣接ノード局を選択する（ステップＳ３０６）。なお、冗長経路の隣接ノード局の選択方法については、実施の形態１〜３によるいずれかの方法を用いることができる。これまでと同様、主ゲートウエイ局ＧＷ１において、プライマリ経路としてノード局Ｂ、セカンダリ経路としてノード局Ｃ、予備ＧＷ経路としてノード局Ｅ、を隣接ノード局とする。

つぎに、ノード局Ａは、隣接局の運用周波数チャネル設定処理を行う（ステップＳ３０７）。ノード局Ａは、ノード局Ｂ、Ｃ、Ｅから探索応答信号を受信しているので、このときの受信周波数に基づいて、隣接ノード局とそのノード局が使用する周波数との関係を示す隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａを設定する。これにより、ノード局Ａでは、以降の各ノード局への送信は、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａを参照して行うことができる。

つぎに、ノード局Ａは、主ゲートウエイ局に選択したゲートウエイ局ＧＷ１の運用周波数ｆ１を用いて、プライマリ経路に選択したノード局Ｂへ、プライマリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ３０８）。プライマリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｂは、ゲートウエイ局ＧＷ１へ、登録信号を転送する（ステップＳ３０９）。プライマリ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ１は、管理サーバーに通知する（ステップＳ３１０)。そして、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ３１１）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ｂへ送信し（ステップＳ３１１）、ノード局Ｂが、確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ３１２）。

同様に、ノード局Ａは、主ゲートウエイ局に選択したゲートウエイ局ＧＷ１の運用周波数ｆ１を用いて、セカンダリ経路に選択したノード局Ｃへ、セカンダリ経路の登録信号を送信する（ステップＳ３１３）。セカンダリ経路の登録信号を受信した中継ノード局であるノード局Ｃは、ノード局Ｄへ登録信号を転送する（ステップＳ３１４）。同様に、セカンダリ経路の登録信号を受信したノード局Ｄは、ゲートウエイ局ＧＷ１へ登録信号を転送する（ステップＳ３１５）。セカンダリ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ３１６）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ１は、確認応答信号をノード局Ｄへ送信し（ステップＳ３１６）、ノード局Ｄが、確認応答信号をノード局Ｃへ転送し（ステップＳ３１７）、ノード局Ｃが、確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ３１８）。

つぎに、ノード局Ａは、異なる周波数ｆ２で運用されている予備のゲートウエイ局ＧＷ２に対して登録信号を送信するため、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａを参照し、運用周波数をｆ１からｆ２に変更する（ステップＳ３１９）。そして、ノード局Ａは、予備ＧＷ経路に選択したノード局Ｅに対して、登録信号を周波数ｆ２で送信する（ステップＳ３２０)。このとき、ノード局Ａは、主ゲートウエイ局ＧＷ１における運用周波数（ｆ１）の情報を登録信号に含ませる。送信が完了すると、ノード局Ａは、運用周波数をｆ２からｆ１に戻す（ステップＳ３２１）。

登録信号を受信したノード局Ｅは、自身の隣接局テーブルＮＢＲ＿Ｅにノード局Ａを追加し、登録信号に含まれる情報に基づいて、運用周波数の欄に運用周波数ｆ１を設定する（ステップＳ３２２）。そして、ノード局Ｅは、登録信号をゲートウエイ局ＧＷ２に向けて転送する（ステップＳ３２３）。詳細には、ノード局Ｅは、ノード局Ｆへ登録信号を転送する（ステップＳ３２３）。同様に、ノード局Ｆは、ゲートウエイ局ＧＷ２へ登録信号を転送する（ステップＳ３２４）。

予備ＧＷ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ２は、ノード局Ａの予備ＧＷ経路を自身の経路制御テーブル１２に設定し、管理サーバーに通知する（ステップＳ３２５）。そして、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ａに向けて通知する（ステップＳ３２６）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ｆへ送信し（ステップＳ３２６）、ノード局Ｆが確認応答信号をノード局Ｅへ転送する（ステップＳ３２７）。

中継ノード局であるノード局Ｅは、確認応答信号を受信すると、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ｅを参照し、運用周波数をｆ２からｆ１に変更する（ステップＳ３２８）。そして、ノード局Ａに対して、確認応答信号を周波数ｆ１で送信する（ステップＳ３２９）。送信が完了すると、ノード局Ｅは、運用周波数をｆ１からｆ２に戻す（ステップＳ３３０）。

このように、ノード局Ａは、予備ゲートウエイ局の運用周波数が異なっている場合であっても、予備のゲートウエイ局との間で経路を確立することができる。なお、ステップＳ３０７において、ノード局Ａが隣接局の運用周波数チャネル設定処理を行っているが、このときに全ての隣接ノード局について設定を行わず、必要なときに設定を行うことも可能である。例えば、ノード局Ａは、ノード局Ｅについては、ノード局Ｅへの登録信号を送信する前の段階のステップＳ３１９の前に行うことも可能である。

つぎに、ノード局Ａが運用周波数の異なる予備ゲートウエイ局への経路を登録した後、ノード局Ａに隣接するノード局Ｃが、定期的な近隣経路探索を行う場合の動作について説明する。図１２は、ノード局Ｃが定期的な近隣探索を行う様子を示すネットワークの構成例を示す図である。ノード局Ａは、経路制御テーブルＴ＿Ａ１に予備のゲートウエイ局ＧＷ２への経路を保持している。また、ノード局Ａの隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａには、隣接ノード局Ｅの運用周波数ｆ２が設定されており、ノード局Ｅの隣接局テーブルＮＢＲ＿Ｅには、隣接ノード局Ａの運用周波数ｆ１が設定されている。図１３は、ノード局Ｃが定期的な近隣経路探索を行う場合の冗長経路の登録処理を示すシーケンス図である。図１３のシーケンス図は、図１２のネットワークの構成に対応している。

まず、ノード局Ｃは、定期的に経路を確認するため、１ホップのブロードキャストにより近隣経路探索信号を送信する（ステップＳ４０１）。ここでは、ノード局Ａ、Ｂ、Ｄが、近隣経路探索信号を受信する。

近隣探索信号を受信した隣接ノード局のノード局Ａ、Ｂ、Ｄは、自身が保持しているゲートウエイ局ＧＷ１への経路の情報を含めて探索応答信号を送信する。ノード局Ｂは、従来と同じくゲートウエイ局ＧＷ１への経路についての情報を備えて応答する（ステップＳ４０２）。同様に、ノード局Ｄは、従来と同じくゲートウエイ局ＧＷ１への経路についての情報を備えて応答し（ステップＳ４０３）、ノード局Ａは、ゲートウエイ局ＧＷ２への経路を保持しているため、探索応答信号にゲートウエイ局ＧＷ２への経路を含めて応答する（ステップＳ４０４）。

ノード局Ｃは、受信した探索応答信号の無線信号品質とゲートウエイ局までのホップ数等の情報から、冗長経路の隣接ノード局を選択する（ステップＳ４０５）。ここでは、ノード局Ｃは、ゲートウエイ局ＧＷ２を予備ゲートウエイ局として選択し、隣接ノード局のノード局Ａへ予備ＧＷ経路の登録信号を送信する（ステップＳ４０６）。なお、ノード局Ｃは、プライマリ経路としてノード局Ｂ、セカンダリ経路としてノード局Ｄを選択し、それぞれの経路について登録信号を送信しているが、実施の形態３までと同様のため、詳細な説明については省略する。

登録信号を受信したノード局Ａは、経路制御テーブルＴ＿Ａ１を参照し、ゲートウエイ局ＧＷ２への隣接ノード局がノード局Ｅであることから、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａを参照し、ノード局Ｅの運用周波数がｆ２であることを取得する。そして、ノード局Ａは、運用周波数をｆ１からｆ２に変更し（ステップＳ４０７）、ノード局Ｅへ予備ＧＷ経路の登録信号を送信する（ステップＳ４０８）。その後、ノード局Ａは、運用周波数をｆ２からｆ１に戻す（ステップＳ４０９）。

登録信号を受信したノード局Ｅは、ゲートウエイ局ＧＷ２を宛先として予備ＧＷ経路の登録信号を転送する（ステップＳ４１０）。ここでは、ノード局Ｅは、ノード局Ｆへ登録信号を転送する（ステップＳ４１０）。同様に、ノード局Ｆは、ゲートウエイ局ＧＷ２へ登録信号を転送する（ステップＳ４１１）。

予備ＧＷ経路の登録信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ２は、ノード局Ｃの予備ＧＷ経路を自身の経路制御テーブル１２に設定し、管理サーバーに通知する（ステップＳ４１２）。そして、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ｃに向けて通知する（ステップＳ４１３）。詳細には、ゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号をノード局Ｆへ送信し（ステップＳ４１３）、ノード局Ｆが、確認応答信号をノード局Ｅへ転送する（ステップＳ４１４）。

確認応答信号を受信したノード局Ｅは、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ｅを参照し、ノード局Ａの運用周波数がｆ１であることを取得する。そして、ノード局Ｅは、運用周波数をｆ２からｆ１に変更し（ステップＳ４１５）、確認応答信号をノード局Ａへ転送する（ステップＳ４１６）。その後、ノード局Ｅは、運用周波数をｆ１からｆ２に戻す（ステップＳ４１７）。ノード局Ａは、確認応答信号をノード局Ｃに転送する（ステップＳ４１８）。

これにより、ノード局Ｃは、予備ゲートウエイ局の運用周波数を特に意識することなく、ゲートウエイ局ＧＷ２への経路を確立することができる。

つぎに、冗長経路を用いた通信について説明する。図１４は、冗長経路の切替え制御を示すシーケンス図である。複数周波数運用時の冗長経路の切り替えを示すものである。管理サーバーがノード局Ａと通信を行う場合、まず主ゲートウエイ局として登録されているゲートウエイ局ＧＷ１にユーザー信号を送信する（ステップＳ５０１）。ゲートウエイ局ＧＷ１は、ノード局Ａ宛のプライマリ経路の隣接ノード局であるノード局Ｂにユーザー信号を転送する（ステップＳ５０２）。ノード局Ｂは、ノード局Ａ宛にユーザー信号を転送する（ステップＳ５０３）。正常時には、ノード局Ａがユーザー信号を受信し、確認応答を返すが、ここでは無線伝送経路に異常が発生する場合について示している。ゲートウエイ局ＧＷ１は、応答待ちのタイマーのタイムアウト、またはノード局Ｂからのエラー通知を受信することにより、通信エラーを検知する（ステップＳ５０４）。

つぎに、ゲートウエイ局ＧＷ１は、セカンダリ経路に切り替え、隣接ノード局であるノード局Ｄにユーザー信号を送信する（ステップＳ５０５）。ノード局Ｄは、ノード局Ｃにユーザー信号を転送し（ステップＳ５０６）、ノード局Ｃは、ノード局Ａ宛にユーザー信号を転送する（ステップＳ５０７）。正常時には、ノード局Ａがユーザー信号を受信し、確認応答を返すが、ここでは無線伝送経路に異常が発生する場合について示している。ゲートウエイ局ＧＷ１は、応答待ちのタイマーのタイムアウト、またはノード局Ｃが通知したエラー通知（ステップＳ５０８）をノード局Ｄ経由で受信することにより、通信エラーを検知する（ステップＳ５０９）。

ゲートウエイ局ＧＷ１は、プライマリ経路およびセカンダリ経路の２つの経路において通信エラーを検知した場合、管理サーバーにエラー通知を送信する（ステップＳ５１０）。エラー通知を受信した管理サーバーは、ノード局Ａの予備ゲートウエイ局として登録されているゲートウエイ局ＧＷ２にユーザー信号を送信する（ステップＳ５１１）。ゲートウエイ局ＧＷ２は、ユーザー信号をノード局Ｆへ転送し（ステップＳ５１２）、ノード局Ｆは、ユーザー信号をノード局Ｅへ転送する（ステップＳ５１３）。

周波数ｆ２での運用領域の端にあたるノード局Ｅは、ユーザー信号を受信すると、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ｅを参照し、転送先のノード局Ａの運用周波数がｆ１であることを取得する。そして、ノード局Ｅは、運用周波数をｆ２からｆ１に変更し（ステップＳ５１４）、ユーザー信号をノード局Ａへ送信する（ステップＳ５１５）。その後、ノード局Ｅは、運用周波数をｆ１からｆ２に戻す（ステップＳ５１６）。

ノード局Ａは、ユーザー信号を受信すると、隣接局テーブルＮＢＲ＿Ａを参照し、確認応答の送信先であるノード局Ｅの運用周波数がｆ２であることを取得する。そして、ノード局Ａは、運用周波数をｆ１からｆ２に変更し（ステップＳ５１７）、確認応答信号をゲートウエイ局ＧＷ２に向けて送信する（ステップＳ５１８）。その後、ノード局Ａは、運用周波数をｆ２からｆ１に戻す（ステップＳ５１９）。

確認応答信号を受信したノード局Ｅは、これをノード局Ｆに転送し（ステップＳ５２０）、確認応答信号を受信したノード局Ｆは、これをゲートウエイ局ＧＷ２に転送する（ステップＳ５２１）。そして、確認応答信号を受信したゲートウエイ局ＧＷ２は、確認応答信号を管理サーバーに送信する（ステップＳ５２２）。

以上説明したように、本実施の形態では、複数のゲートウエイ局がそれぞれ異なる周波数で運用している場合においても、各ノード局では隣接ノード局の運用周波数の情報を保持しているため、参入あるいは再参入処理を行うノード局は、近隣ノード局が持つ情報のみを収集することにより、複数のゲートウエイ局への冗長経路を確立することができる。

このように、複数のゲートウエイ局が構成する複数ツリー型トポロジーを利用した冗長経路制御に対応し、それぞれのゲートウエイ局の運用周波数が異なる場合にも対応することができる。

以上のように、本発明にかかるノード局は、マルチホップ無線に有用であり、特に、冗長経路の設定に適している。

１０、２０ 制御部
１１、２１ 記憶部
１２、２２ 経路制御テーブル
１３、２３ 隣接局テーブル
１４、２４ 無線通信部
１５ 通信部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ ノード局
ＧＷ１、ＧＷ２ ゲートウエイ局

Claims (10)

1. 管理サーバ、当該管理サーバに管理されたゲートウエイ局、当該ゲートウエイ局をルートとして他のノード局とともにマルチホップ無線によりツリー構造を形成するノード局を備えたネットワークの前記ノード局であって、
   隣接するノード局に前記ゲートウエイ局への経路情報を問い合わせる近隣経路探索信号の送信を制御し、
   前記隣接するノード局から、当該隣接ノード局と前記ゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報である探索応答を受信し、当該探索応答の受信品質及び前記経路情報に基づいて、主ゲートウエイ局の選択、当該主ゲートウエイ局への経路となる第１の隣接ノード局の選択、予備ゲートウエイ局の選択、当該予備ゲートウエイ局への経路となる第２の隣接ノード局の選択を制御し、
   前記管理サーバが自己の主ゲートウエイ局を登録するための第１の登録信号の前記第１の隣接ノード局への送信、前記管理サーバが自己の予備ゲートウエイ局を登録するための第２の登録信号の前記第２の隣接ノード局への送信を制御する制御手段
   を備えることを特徴とするノード局。
2. 前記制御手段は、前記受信品質が規定の品質をみたす隣接ノード局の中から、ホップ数が少ない順にノード局を選択し、最初に選択したノード局を前記第１の隣接ノード局とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載のノード局。
3. 前記制御手段は、前記近隣経路探索信号を受信した場合に、自局からルートとなるゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報を探索応答として送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のノード局。
4. 前記制御手段は、各隣接ノード局を選択する場合、ホップ数が同じノード局が複数あるときは最も受信品質の良いノード局を選択する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のノード局。
5. さらに、各隣接ノード局と各隣接ノード局が使用している周波数との関係を記憶するための隣接局情報記憶手段、
   を備え、
   前記主ゲートウエイ局と前記予備ゲートウエイ局とが異なる周波数で運用されている場合、
   前記制御手段は、複数の周波数を用いて近隣経路探索信号を送信する制御を行い、前記近隣経路探索信号を受信した場合には、受信周波数と同一の周波数で、自局から前記主ゲートウエイ局および前記予備ゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報を探索応答として送信する制御を行い、
   さらに、各隣接ノード局から前記探索応答を受信したときの周波数に基づいて、各隣接ノード局と各隣接ノード局が使用している周波数との関係を前記隣接局情報記憶手段に記憶させ、前記予備ゲートウエイ局との間で経路を確立する際、当該予備ゲートウエイ局が運用する周波数を用いて、当該予備ゲートウエイ局に向けて、前記主ゲートウエイ局が運用する周波数の情報を含む登録信号を送信する制御を行い、
   一方、前記登録信号を受信した場合に、前記登録信号に含まれる周波数の情報に基づいて、当該登録信号送信元ノード局と当該登録信号送信元ノード局が使用している周波数との関係を前記隣接局情報記憶手段に記憶させる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のノード局。
6. 管理サーバ、当該管理サーバに管理されたゲートウエイ局、当該ゲートウエイ局をルートとして他のノード局とともにマルチホップ無線によりツリー構造を形成するノード局を備えたネットワークの前記ノード局における冗長経路制御方法であって、
   隣接するノード局に前記ゲートウエイ局への経路情報を問い合わせる近隣経路探索信号を送信する経路探索ステップと、
   前記隣接するノード局から、当該隣接ノード局と前記ゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報である探索応答を受信し、当該探索応答の受信品質及び前記経路情報に基づいて、主ゲートウエイ局の選択、当該主ゲートウエイ局への経路となる第１の隣接ノード局の選択、予備ゲートウエイ局の選択、当該予備ゲートウエイ局への経路となる第２の隣接ノード局の選択を制御する冗長経路選択ステップと、
   前記管理サーバが自己の主ゲートウエイ局を登録するための第１の登録信号の前記第１の隣接ノード局への送信、前記管理サーバが自己の予備ゲートウエイ局を登録するための第２の登録信号の前記第２の隣接ノード局への送信を制御する管理サーバ登録ステップと、
   を含むことを特徴とする冗長経路制御方法。
7. 前記冗長経路選択ステップでは、前記受信品質が規定の品質をみたす隣接ノード局の中から、ホップ数が少ない順にノード局を選択し、最初に選択したノード局を前記第１の隣接ノード局とする、
   ことを特徴とする請求項６に記載の冗長経路制御方法。
8. 前記近隣経路探索信号を受信した場合に、自局からルートとなるゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報を探索応答として送信する探索応答ステップ、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の冗長経路制御方法。
9. 前記冗長経路選択ステップでは、各隣接ノード局を選択する場合、ホップ数が同じノード局が複数あるときは最も受信品質の良いノード局を選択する、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の冗長経路制御方法。
10. 前記主ゲートウエイ局と前記予備ゲートウエイ局とが異なる周波数で運用されている場合、
    前記経路探索ステップでは、複数の周波数を用いて近隣経路探索信号を送信し、
    さらに、
    前記近隣経路探索信号を受信した場合、受信周波数と同一の周波数で、自局から前記主ゲートウエイ局および前記予備ゲートウエイ局までのホップ数の情報を含む経路情報を探索応答として送信する探索応答ステップと、
    各隣接ノード局から前記探索応答を受信したときの周波数に基づいて、各隣接ノード局と各隣接ノード局が使用している周波数との関係を記憶する第一の隣接局情報記憶ステップと、
    前記予備ゲートウエイ局との間で経路を確立する際、当該予備ゲートウエイ局が運用する周波数を用いて、当該予備ゲートウエイ局に向けて、前記主ゲートウエイ局が運用する周波数の情報を含む登録信号を送信する登録ステップと、
    前記登録信号を受信した場合、前記登録信号に含まれる周波数の情報に基づいて、当該登録信号送信元ノード局と当該登録信号送信元ノード局が使用している周波数との関係を記憶する第二の隣接局情報記憶ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか１つに記載の冗長経路制御方法。

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