JP2004282270A - 無線アドホック通信システム、端末、その端末における処理方法並びにその方法を端末に実行させるためのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線アドホック通信システムにおいて、通信中のリンクの品質が悪化して切断される事態に備えて、予め代替経路を発見しておいて、速やかな経路切替を実現する。
【解決手段】データ通信要求１０の際に該当する経路が設定されていなければ、経路発見プロセス２０は経路を発見して設定する。リンク状態管理プロセス４０は、経路発見プロセス２０によって設定された経路上のリンク３０の状態を監視して、各無線端末の経路テーブルにおけるリンク状態を更新する。代替経路発見プロセス５０は、リンク品質が悪化した際に代替経路の候補を設定する。経路切替プロセス６０は、代替経路の候補を正規の経路として切り替える。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線アドホック通信システムに関し、特にパケットの送信中に中間のリンク品質が悪化した際に代替経路を発見しておいてその後の経路切替に備える無線アドホック通信システム、当該システムにおける端末、および、これらにおける処理方法ならびに当該方法をコンピュータ（端末）に実行させるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化、高性能化が進み、簡単に持ち運び利用することが可能となったことから、必要になったその場で端末をネットワークに接続し、通信を可能とする環境が求められている。その一つとして、必要に応じて一時的に構築されるネットワーク、すなわち無線アドホックネットワーク技術の開発が進められている。この無線アドホックネットワークでは、特定のアクセスポイントを設けることなく、各端末（例えば、コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、携帯電話等）が自律分散して相互に接続される。
【０００３】
この無線アドホックネットワークでは、従来の固定的なネットワークとは異なりトポロジの変化が頻繁に起こるので、信頼性を確保するための経路制御方式、すなわちルーティングプロトコルを確立する必要がある。現在提案されている無線アドホックネットワークのルーティングプロトコルは、オンデマンド方式とテーブル駆動方式という二つのカテゴリーに大きく分けられる。また、これらを統合したハイブリッド方式も提案されている。
【０００４】
テーブル駆動方式およびハイブリッド方式は、常時経路情報を交換していることから、比較的障害には強いとされている。一方で、常に情報を送受信することによるオーバーヘッドの大きさが問題となる。例えば、電池により駆動されるモバイル機器が無線アドホックネットワークに接続された環境を考えると、消費電力の面からも常に経路情報を交換するのは得策ではない。また、経路テーブルを更新する周期が長いと、突然の障害に対処できないという問題もある。
【０００５】
一方、オンデマンド方式は、通信する直前に経路発見要求を送信して経路を作成するので、通信を開始する段階でリンクに突然障害が起きた場合でも、そのリンクを無視して有効な経路を作成する。しかし、通信中に使用リンクの品質が低下し、経路が利用できなくなると、すぐに通信は中断されてしまい、もう一度送信元から経路を作成し直す必要がある。
【０００６】
オンデマンド方式の代表的なルーティングプロトコルとして、例えば、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＭＡＮＥＴ ＷＧ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ ｈｏｃ ＮＥＴｗｏｒｋ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）で提案されているＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）プロトコルがある。このＡＯＤＶプロトコルでは、「ローカルリペア」という手法により、リンクに障害が起きて切断されたときに、両端のノードから経路の再発見を要求するメッセージを送信し、新たに経路を作成する手法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
【非特許文献１】
チャールス・パーキンス（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｅ． Ｐｅｒｋｉｎｓ）他，「アドホック・オンデマンド・ディスタンス・ベクター・ルーティング（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｔｉｎｇ）」，（米国），アイイーティーエフ（ＩＥＴＦ），２００３年２月１７日，ｐ．２３−２５，インターネット・ドラフト＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ−ｄｒａｆｔｓ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍａｎｅｔ−ａｏｄｖ−１３．ｔｘｔ＞
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術では、リンクに障害が起きて切断されてから経路の再発見を行っている。従って、リンク切断後の経路再発見に時間を要してしまい、新規経路への円滑な切り替えができないおそれがある。そのため、従来技術による手法は、例えば、動画や音声をリアルタイムに配信している場合のように、即時性が求められる場面には適さないと考えられる。
【０００９】
特に、無線アドホックネットワークでは、端末（ノード）の移動や電波状況などによりトポロジの変化が非常に頻繁に起こるため、リンクの切断時にも通信できる方法を確保しておくことが重要である。一般的にリンクの切断は突然起こるものではなく、リンク品質が徐々に悪化して切断に至るケースが多い。このように緩やかに劣化していく過程で、事前に代替経路を発見しておくことで、障害に対して瞬時に対応でき、結果的に信頼性を高めることが期待される。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、無線アドホック通信システムにおいて、通信中のリンクの品質が悪化して切断される事態に備えて、予め代替経路を発見しておいて、速やかな経路切替を実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の無線アドホック通信システムは、複数の端末により構成される無線アドホック通信システムであって、通信データを発信する発信端末と上記通信データを受信する宛先端末との間において自端末に接続するリンクの品質が悪化すると代替経路を発見するための要求を送信する第１の中間端末と、上記要求を受信すると代替経路の候補を設定する第２の中間端末とを具備し、上記第１の中間端末は上記代替経路の候補が設定された後に経路を切替えるための指示を送信し、上記第２の中間端末は上記指示を受信すると上記代替経路の候補を正規の経路として切り替えるものである。これにより、リンクの品質悪化をきっかけとして宛先端末から発信端末に至る代替経路の候補を設定させ、経路切替を速やかに実現させるという作用をもたらす。
【００１２】
また、本発明の請求項２記載の無線アドホック通信システムは、複数の端末により構成される無線アドホック通信システムであって、通信データを発信する発信端末と、上記通信データを受信する宛先端末と、上記発信端末と上記宛先端末との間で上記通信データを転送しているときに自端末に接続するリンクの品質が悪化すると代替経路を発見するための要求を送信する第１の中間端末と、上記要求を受信すると上記発信端末との間の代替経路の候補を設定して当該要求をさらに他の端末に転送する第２の中間端末とを具備し、上記宛先端末は上記要求を受信すると当該要求に対する返答を送信し、上記第２の中間端末は上記返答を受信すると上記宛先端末との間の代替経路の候補を設定して当該返答をさらに他の端末に転送し、上記第１の中間端末は上記返答を受信した後に経路を切替えるための第１の指示を送信し、上記第２の中間端末は上記第１の指示を受信すると上記宛先端末との間の代替経路の候補を正規の経路として切り替えて当該第１の指示をさらに他の端末に転送し、上記宛先端末は上記第１の指示を受信すると切替えるための第２の指示を送信し、上記第２の中間端末は上記第２の指示を受信すると上記発信端末との間の代替経路の候補を正規の経路として切り替えて当該第２の指示をさらに他の端末に転送するものである。これにより、リンクの品質悪化をきっかけとして発信端末と宛先端末との間に双方向の代替経路の候補を設定させ、経路切替を速やかに実現させるという作用をもたらす。
【００１３】
また、本発明の請求項３記載の端末は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手段と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手段とを具備する。これにより、リンクの品質悪化をきっかけとして代替経路の候補を設定させ、その後の経路切替を速やかに実現させるという作用をもたらす。
【００１４】
また、本発明の請求項４記載の端末は、請求項３記載の端末において、上記代替経路を発見するための要求を送信した後に当該発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手段をさらに具備する。これにより、予め設定された代替経路の候補を正規の経路として速やかに切り替えるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本発明の請求項５記載の端末は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手段と、上記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として上記経路テーブルに設定する手段とを具備する。これにより、代替経路を発見するための要求の送信元との間に代替経路の候補を設定させるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本発明の請求項６記載の端末は、請求項５記載の端末において、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手段をさらに具備する。これにより、代替経路を発見するための要求の送信元との間の代替経路の候補を端末間に設定させるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本発明の請求項７記載の端末は、請求項５記載の端末において、上記要求における宛先アドレスから当該要求に対する返答を受信する手段と、上記返答における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として上記経路テーブルに設定する手段とをさらに具備する。これにより、代替経路を発見するための要求に対する返答の送信元との間に代替経路の候補を設定させるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の請求項８記載の端末は、請求項７記載の端末において、上記返答における発信アドレスおよび代行アドレスが自端末のアドレスでなければ当該返答を自端末以外の端末に転送する手段をさらに具備する。これにより、代替経路を発見するための要求に対する返答の送信元との間の代替経路の候補を端末間に設定させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本発明の請求項９記載の端末は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として上記経路テーブルに設定する手段とを具備する。これにより、予め設定された代替経路の候補を正規の経路として速やかに切り替えさせるという作用をもたらす。
【００２０】
また、本発明の請求項１０記載の端末は、請求項９記載の端末において、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として上記経路テーブルに設定する手段をさらに具備する。これにより、経路切替にあたって従前の経路を無効にさせるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の請求項１１記載の処理方法は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手順と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、上記発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順とを具備する。これにより、リンクの品質悪化をきっかけとして代替経路の候補を設定させ、経路切替を速やかに実現させるという作用をもたらす。
【００２２】
また、本発明の請求項１２記載の処理方法は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手順と、上記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として上記経路テーブルに設定する手順と、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手順とを具備する。これにより、代替経路を発見するための要求の送信元との間に代替経路の候補を設定させるという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の請求項１３記載の処理方法は、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として上記経路テーブルに設定する手順と、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として上記経路テーブルに設定する手段とを具備する。これにより、予め設定された代替経路の候補を正規の経路として速やかに切り替えさせるという作用をもたらす。
【００２４】
また、本発明の請求項１４記載のプログラムは、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、上記リンクの状態を監視して上記リンク状態を更新する手順と、上記リンク状態が不安定状態になると対応する上記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、上記発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順とを実行させるものである。これにより、リンクの品質悪化をきっかけとして代替経路の候補を設定させ、経路切替を速やかに実現させるという作用をもたらす。
【００２５】
また、本発明の請求項１５記載のプログラムは、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手順と、上記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として上記経路テーブルに設定する手順と、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、上記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手順とを実行させるものである。これにより、代替経路を発見するための要求の送信元との間に代替経路の候補を設定させるという作用をもたらす。
【００２６】
また、本発明の請求項１６記載のプログラムは、通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として上記経路テーブルに設定する手順と、上記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として上記経路テーブルに設定する手段とを実行させるものである。これにより、予め設定された代替経路の候補を正規の経路として速やかに切り替えさせるという作用をもたらす。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態における無線アドホック通信システムで想定する無線アドホックネットワークの一例を示す図である。この図１（ａ）の例では、端末Ｓ（２０１）乃至端末Ｅ（２０６）の６つの端末が無線アドホック通信システムのネットワークを構成している。また、各端末の周囲の点線は、各端末２０１乃至２０６の通信範囲２１１乃至２１６をそれぞれ表している。
【００２９】
例えば、端末Ｓ（２０１）の通信範囲２１１には、端末Ａ（２０２）および端末Ｂ（２０３）が含まれる。また、端末Ａ（２０２）の通信範囲２１２には、端末Ｓ（２０１）、端末Ｂ（２０３）および端末Ｃ（２０４）が含まれる。また、端末Ｂ（２０３）の通信範囲２１３には、端末Ｓ（２０１）、端末Ａ（２０２）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｃ（２０４）の通信範囲２１４には、端末Ａ（２０２）、端末Ｄ（２０５）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｄ（２０５）の通信範囲２１５には、端末Ｃ（２０４）および端末Ｅ（２０６）が含まれる。また、端末Ｅ（２０６）の通信範囲２１６には、端末Ｂ（２０３）、端末Ｃ（２０４）および端末Ｄ（２０５）が含まれる。
【００３０】
このような端末間の関係を模式的に表したのが図１（ｂ）である。この図１（ｂ）では、互いに通信範囲２１１乃至２１６内にある端末同士が線により結ばれている。従って、直接結ばれていない端末間で通信を行う場合には他の端末を介して複数ホップにより通信を行わなければならないことがわかる。
【００３１】
図２は、図１の例による無線アドホックネットワークにおいて経路を設定するための手順を示す図である。ある端末間で経路が設定されていない場合に、最初に経路を設定するための手順は従来技術を用いることができる。例えば、上述のＡＯＤＶプロトコルでは、発信端末から宛先端末に対して経路要求メッセージを送信し、宛先端末から発信端末に対して経路返答メッセージを送信することにより、経路を設定している。
【００３２】
図２（ａ）は、端末Ｓ（２０１）から端末Ｄ（２０５）に対して経路要求を行う際のパケットの流れを示すものである。端末Ｓは、端末Ｄにデータを送信する際に、まだ端末Ｄへの経路が設定されていなければ、経路発見プロセスに入る。まず、端末Ｓは、経路要求メッセージ（Ｒｏｕｔｅ ＲＥＱｕｅｓｔ ｍｅｓｓａｇｅ：ＲＲＥＱ）をブロードキャストする。この経路要求メッセージを受信した端末Ａ（２０２）および端末Ｂ（２０３）は、その経路要求メッセージの送信元である端末Ｓへの逆向きの経路（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐａｔｈ）を設定する。ここで逆向きの経路とは、経路要求メッセージの送信元までデータを送信したいという要求が生じた場合に、その経路要求メッセージを送信してきた近隣端末を次の転送先とする経路を意味する。
【００３３】
経路要求メッセージを受信した端末Ａおよび端末Ｂは、宛先が自端末でないことから、その経路要求メッセージをさらにブロードキャストする。これにより、端末Ｃ（２０４）および端末Ｅ（２０６）に経路要求メッセージが伝わる。一方、端末Ａのブローキャストした経路要求メッセージは、端末Ｓや端末Ｂにおいても受信されるが、経路要求メッセージに付された要求識別子が一致するため、端末Ｓや端末Ｂにおいて破棄される。同様にして、端末Ｂのブローキャストした経路要求メッセージは、端末Ｓや端末Ａにおいて破棄される。このように、要求識別子は二重受け取りチェックのために使用される。
【００３４】
経路要求メッセージを受信した端末Ｃおよび端末Ｅは、端末Ｓへの逆向きの経路を設定した後、その経路要求メッセージをさらにブロードキャストする。これにより、端末Ｄ（２０５）に経路要求メッセージが到達する。端末Ｄは、端末Ｃおよび端末Ｅの両者から経路要求メッセージを受信するが、後から受信した経路要求メッセージを破棄する。
【００３５】
図２（ｂ）は、端末Ｄから端末Ｓに対して経路返答を行う際のパケットの流れを示すものである。端末Ｄは、端末Ｓへの逆向きの経路を設定した後、送信元である端末Ｓに対して経路返答メッセージ（Ｒｏｕｔｅ ＲＥＰｌｙ ｍｅｓｓａｇｅ：ＲＲＥＰ）をユニキャストで送信する。例えば、端末Ｄが端末Ｃからの経路要求メッセージに返答する場合には、端末Ｄは端末Ｃを次の送信先としてユニキャストによる送信を行う。
【００３６】
経路返答メッセージを受信した端末Ｃは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定する。そして、端末Ｃはその経路返答メッセージを端末Ａに転送する。同様に、経路返答メッセージを受信した端末Ａは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定して、その経路返答メッセージを端末Ｓに転送する。
【００３７】
経路返答メッセージを受信した端末Ｓは、経路返答メッセージの送信元である端末Ｄへの逆向きの経路を設定する。これにより、経路発見プロセスは完了する。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態における処理の概要を示す図である。既に図２により説明したとおり、データ通信要求１０の発生の際にまだ宛先端末への経路が設定されていなければ、その端末は経路発見プロセス２０に入る。これにより端末間に経路が設定される。端末間の経路は、端末同士を結ぶリンク３０を１つ以上経ることにより構成される。
【００３９】
経路が設定されると、そのリンクはリンク状態管理プロセス４０において監視される。具体的には、各端末における経路テーブルの経路エントリ内のリンク状態という項目が適宜更新される。各端末は後述するように自端末に接続するリンクに関する情報を経路テーブルに保持しており、リンク状態が変化するたびにこの経路テーブルが更新されるようになっている。これにより、各端末は最新のリンク状態を常に把握できる。
【００４０】
使用している経路のリンク状態が所定の状態になると、代替経路発見プロセス５０において、代替経路の発見が行われる。例えば、何らかの理由によりリンクの品質が悪化すると、リンクの両端にある何れかの端末が代替経路を発見するために、経路要求を送信する。その経路要求を送信した端末が所定の手順により経路返答を受信することにより、代替経路の候補が設定される。
【００４１】
代替経路の候補が設定された後、使用している経路のリンク状態が所定の状態になると、経路切替プロセス６０において、代替経路への切り替えが行われる。例えば、何らかの理由によりリンクの品質がさらに悪化して切断されそうになると、代替経路の候補を設定させた端末は、代替経路の候補を正規の経路として切り替えるよう他の端末に指示をする。これにより、代替経路が宛先端末までの正規な経路となる。
【００４２】
次に本発明の実施の形態における無線端末の構成例について図面を参照して説明する。
【００４３】
図４は、本発明の実施の形態における無線端末１００の一構成例を示す図である。この無線端末１００は、通信処理部１１０と、制御部１２０と、表示部１３０と、操作部１４０と、メモリ６００とを備え、これらの間をバス１８０が接続する構成となっている。また、通信処理部１１０にはアンテナ１０５が接続されている。通信処理部１１０は、アンテナ１０５を介して受信した信号からネットワークインターフェース層（データリンク層）のフレームを構成する。また、通信処理部１１０は、ネットワークインターフェース層のフレームをアンテナ１０５を介して送信する。また、通信処理部１１０は、アンテナ１０５を介して受信した信号について信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を検出して制御部１２０に報告する。
【００４４】
制御部１２０は、無線端末１００全体を制御する。例えば、通信処理部１１０により構成されたフレームを参照して所定の処理を行う。制御部１２０は、タイマ１２５を有し、時間を計測する。また、制御部１２０は、フレームもしくはパケットのエラー率を算出する。
【００４５】
表示部１３０は、所定の情報を表示するものであり、例えば、液晶ディスプレイ等が用いられ得る。操作部１４０は、無線端末１００に対して外部から操作指示を行うためのものであり、例えば、キーボードやボタンスイッチ等が用いられ得る。
【００４６】
メモリ６００は、制御部１２０の動作に必要なデータを保持するものであり、次に説明するように、自端末に接続する経路に関する情報を保持する経路テーブル６１０を含む。
【００４７】
図５は、本発明の実施の形態における無線端末１００に保持される経路テーブル６１０の構成例を示す図である。経路テーブル６１０は、経路エントリとして、宛先アドレス６１１と、転送先アドレス６１２と、宛先ホップ数６１３と、リンク状態６１４と、シーケンス番号６１５と、所有者６１６と、先行リスト６１７とを保持する。宛先アドレス６１１は、その経路の最終的な宛先端末のアドレスを示す。ここでアドレスとは、端末を一意に識別できるものであればよく、例えば、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスやＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス等を用いることができる。転送先アドレス６１２は、対応する宛先アドレス６１１に到達するために次に転送すべき端末のアドレスを示す。
【００４８】
宛先ホップ数６１３は、対応する宛先アドレス６１１に到達するために必要なリンクの数を示す。例えば、図１（ｂ）の例では、端末Ｃから端末Ｓに到達するためには途中に端末Ａを介して、合計２つのリンクを経る必要があるのでホップ数は「２」となる。リンク状態６１４は、対応する転送先アドレス６１２との間のリンクについて、その状態を示すものである。このリンク状態については後述する。
【００４９】
シーケンス番号６１５は、過去に作成された経路と新規に作成された経路との間で生じ得るループを回避するためのものである。このシーケンス番号６１５の大小を比較することにより、何れの経路が新規のものであるかを判断することができる。
【００５０】
所有者６１６は、対応するリンクの所有者を示すものである。一つのリンクに接続する端末はリンクの両端に（すなわち２つ）存在することから、リンクの状態に変化が生じると２つの端末が一斉にアクションを起こす可能性がある。そこで、各リンクに所有者を定めておき、その所有者が責任をもってリンクの管理を行うようにしたものである。何れの端末が所有者になるかは一意に定める必要がある。例えば、経路を設定する段階で、ＩＰアドレス（またはＭＡＣアドレス）を数値的に比較して大きい方にその経路の所有者フラグを設定することが考えられる。また、アドレスの大小以外にも、近隣端末の数や端末の性能などで決定してもよい。近隣端末が多いノードは複数の代替経路を持つ可能性が高く、また性能が良い端末は代替経路を発見するプロセスにかける計算コストも低くなるので、経路所有者としては適格であると考えられる。なお、図５の例では、所有者である場合を「１」、所有者でない場合を「０」として表している。
【００５１】
先行リスト６１７は、その経路の宛先アドレス６１１とは逆方向の端末のアドレス群を示すものである。例えば、端末Ｄから端末Ｃを介し、さらに端末Ａを介して端末Ｓに向かう経路が存在する場合、端末Ｃの経路テーブル６１０において、宛先アドレス６１１を端末Ｓ、転送先アドレス６１２を端末Ａとする経路エントリの先行リスト６１７は端末Ｄを含むことになる。ここで、例えば、端末Ｘから端末Ｃを介し、さらに端末Ａを介して端末Ｓに向かうデータの流れがさらにあったとすると、その先行リスト６１７はさらに端末Ｘを含むことになる。
【００５２】
次に本発明の実施の形態におけるリンク状態の状態遷移について図面を参照して説明する。
【００５３】
図６は、本発明の実施の形態のリンク状態管理プロセス４０における状態遷移の一例を示す図である。リンク状態としては、有効状態（Ｖ状態：Ｖａｌｉｄ）４１、無効状態（Ｉ状態：Ｉｎｖａｌｉｄ）４２、切断状態（Ｂ状態：Ｂｒｅａｋ）４３、不安定状態（Ｓ状態：Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）４４、候補状態（Ｃ状態：Ｃａｎｄｉｄａｔｅ）４５という５つの状態を持ち得る。
【００５４】
有効状態４１は、正規の経路として設定されている状態である。無効状態４２は、経路としては使用されていない状態であるが、経路テーブル６１０には経路エントリが保持されているものである。一方、切断状態４３も経路としては使用されていない状態であるが、既に経路テーブル６１０から削除されているものである。この切断状態４３を想定することにより、経路エントリを最小限に抑えて空きメモリを増大させ、管理コストを下げることができる。
【００５５】
不安定状態４４は、それまで有効状態４１であったリンクがリンク品質の悪化によって不安定になった状態を示すものである。例えば電波の受信状況が悪化してくる場合や、人体遮蔽により電波が通りにくくなっている場合などが考えられる。ただし、この不安定状態４４においても、多少通信に問題はあるものの、全く通信できない程の状態ではないものとする。候補状態４５は、代替経路発見プロセス５０により代替経路の候補として設定された状態であり、使用可能ではあるがこの時点ではまだ正規の経路として使用されていない状態である。
【００５６】
最初に経路発見プロセス２０において経路が設定されると有効状態４１となるが、その後、リンクの品質が悪化すると不安定状態４４に遷移する。また、有効状態４１において経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして無効状態４２に遷移する。また、代替経路が正規の経路として切り替わると、元の有効状態４１のリンクは無効状態４２に遷移する。
【００５７】
不安定状態４４になると、代替経路発見プロセス５０により代替経路が発見される。代替経路が正規の経路として切り替わると、元の不安定状態４４のリンクは無効状態４２に遷移する。また、不安定状態４４において経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして無効状態４２または切断状態４３に遷移する。なお、不安定状態４４において、さらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になると切断状態４３に遷移するが、リンクの品質が改善した場合には再び有効状態４１に戻る。
【００５８】
候補状態４５においてその代替経路が正規の経路として切り替わると有効状態４１に遷移する。一方、候補状態４５においてさらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になったり、そのまま経路が使用されず所定時間が経過すると、タイムアウトとして切断状態４３に遷移して経路テーブル６１０から削除される。
【００５９】
また、無効状態４２においてさらにリンクの品質が悪化して全く通信不可能な状態になるか、そのまま所定時間が経過すると切断状態４３に遷移して経路テーブル６１０から削除される。一方、有効状態４１にある経路は通信ができないくらい急激に品質が劣化したとしても一旦必ず不安定状態４４に遷移するものとし、切断状態４３には直接遷移しないものとする。
【００６０】
なお、この状態遷移におけるリンクの品質の良否は、通信処理部１１０により検出された物理層の信号ノイズ比や制御部１２０により算出されたＭＡＣ副層のエラー率に基づいて、制御部１２０により判断される。また、タイムアウトの判断は、制御部１２０のタイマ１２５を基準として判断される。
【００６１】
次に本発明の実施の形態におけるパケット構成について図面を参照して説明する。
【００６２】
図７は、本発明の実施の形態の代替経路発見プロセス５０において使用される経路要求パケット８１０の一構成例を示す図である。この経路要求パケット８１０は、経路テーブル６１０におけるリンク状態６１４が有効状態（Ｖ状態）４１から不安定状態（Ｓ状態）４４に遷移した際に、所有者６１６により所有者であることを示している端末が送信するものである。この経路要求パケット８１０は、パケットタイプ８１１と、代替フラグ８１２と、ホップカウント８１３と、要求識別子８１４と、宛先アドレス８１５と、宛先シーケンス番号８１６と、発信アドレス８１７と、代行アドレス８１８と、発信シーケンス番号８１９とを含んでいる。
【００６３】
パケットタイプ８１１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路要求パケット８１０の場合は、経路要求パケットであることが示される。代替フラグ８１２は、その経路要求パケット８１０が当初の経路設定のために使用されているのか、もしくは代替経路の候補を設定するために使用されているのかを表示するフィールドである。例えば、代替フラグ８１２が「ＯＦＦ」であれば通常の経路要求であり、代替フラグ８１２が「ＯＮ」にセットされていれば代替経路の候補を設定するための特別な経路要求であることがわかる。この代替フラグ８１２がセットされている経路要求パケット８１０は、不安定状態４４以外の端末にマルチプルユニキャスト転送される。また、この代替フラグ８１２がセットされている経路要求パケット８１０を受信した端末においては、後述のシーケンス番号やホップ数の制限に制約されずに経路要求元に対する経路情報が作成される。
【００６４】
ホップカウント８１３は、発信アドレス８１７から経てきたリンクの数を表すフィールドである。要求識別子８１４は、その経路要求パケット８１０に係る経路要求を一意に識別するための識別子を表すフィールドである。この要求識別子８１４は、発信アドレス８１７から宛先アドレス８１５まで経路要求が転送されていく過程において変更されない。
【００６５】
宛先アドレス８１５は、設定すべき経路の終点となる端末のアドレスを表すフィールドであり、この宛先アドレス８１５がその経路要求パケット８１０の最終的な宛先端末のアドレスを表す。この経路要求パケット８１０により、宛先アドレス８１５までの経路が設定される。宛先シーケンス番号８１６は、宛先アドレス８１５に向けた経路上にある端末が過去に受信した最大のシーケンス番号を表すフィールドである。
【００６６】
発信アドレス８１７は、設定すべき経路の始点となる端末のアドレスを表すフィールドである。代替フラグ８１２がセットされていない場合にはこの発信アドレス８１７がその経路要求パケット８１０を最初に発信した発信端末のアドレスを表すが、代替フラグ８１２がセットされている場合には次の代行アドレス８１８がその経路要求パケット８１０を最初に発信した発信端末のアドレスを表すことになる。代行アドレス８１８は、代替フラグ８１２がセットされている場合において、その経路要求パケット８１０を代行して発信した端末のアドレスを表すフィールドである。
【００６７】
発信シーケンス番号８１９は、発信端末の現在のシーケンス番号を表すフィールドであり、その発信端末に向けて経路を設定した端末にとっての宛先シーケンス番号となる。
【００６８】
図８は、本発明の実施の形態の代替経路発見プロセス５０において使用される経路返答パケット８２０の一構成例を示す図である。この経路返答パケット８２０は、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５に示された端末がその経路要求パケット８１０に対する返答として送信するものである。この経路返答パケット８２０は、パケットタイプ８２１と、代替フラグ８２２と、ホップカウント８２３と、宛先アドレス８２５と、宛先シーケンス番号８２６と、発信アドレス８２７と、代行アドレス８２８と、残存時間８２９とを含んでいる。
【００６９】
パケットタイプ８２１は、パケットの種別を表すフィールドであり、この経路返答パケット８２０の場合は、経路返答パケットであることが示される。代替フラグ８２２は、代替フラグ８１２と同様に、その経路返答パケット８２０が当初の経路設定のために使用されているのか、もしくは代替経路の候補を設定するために使用されているのかを表示するフィールドである。この代替フラグ８２２がセットされている経路返答パケット８２０は、代行アドレス８１８に示される端末によって受信されると、それ以上転送されなくなる。
【００７０】
ホップカウント８２３は、宛先アドレス８２５から経てきたリンクの数を表すフィールドである。宛先アドレス８２５は、設定すべき経路の終点となる端末のアドレスを表すフィールドであり、この宛先アドレス８２５がその経路返答パケット８２０を発信した端末のアドレスを表す。宛先シーケンス番号８２６は、宛先アドレス８２５に向けた経路上にある端末が過去に受信した最大のシーケンス番号を表すフィールドである。
【００７１】
発信アドレス８２７は、設定すべき経路の始点となる端末のアドレスを表すフィールドである。代行アドレス８２８は、代替フラグ８２２がセットされている場合において、その経路返答パケット８２０の最終的宛先となる端末のアドレスを表すフィールドである。残存時間８２９は、その経路の残存時間を表すフィールドであり、上述のタイムアウトを判断するために用いられる。
【００７２】
図９は、本発明の実施の形態の経路切替プロセス６０において使用される経路切替パケット８５０の一構成例を示す図である。この経路切替パケット８５０は、代替経路の候補を設定するために経路要求パケット８１０を送信した端末がその代替経路の候補を正規の経路として切り替えるために送信するものである。この経路切替パケット８５０は、通常のデータパケットを利用することができる。例えば、図９のように、ペイロード部８５６にデータ８５７を含むデータパケットにおいて、ヘッダ部８５１の定義を一部変更することにより実現することができる。但し、ＩＰｖ４のようにヘッダ部を変更できない場合には、同様の情報を含む経路切替パケット８５０を制御パケットとして送信した後にデータパケットを送信するようにしてもよい。
【００７３】
データパケットを利用した経路切替パケット８５０のヘッダ部８５１は、通常の宛先アドレス８５２および発信アドレス８５３に加えて、経路切替フラグ８５４が追加されている。この経路切替フラグ８５４が「ＯＮ」にセットされているデータパケットを受信した端末は、代替経路の候補を正規の経路として切り替える。すなわち、経路テーブル６１０において、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリを探し、そのような経路エントリにおけるリンク状態６１４を候補状態４５から有効状態４１に変更する。また、それに先だって、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４が有効状態４１もしくは不安定状態４４のものがあれば無効状態４２に変更しておく。
【００７４】
次に本発明の実施の形態における代替経路発見プロセス５０および経路切替プロセス６０の動作について図面を参照して説明する。
【００７５】
図１０は、端末Ｓから端末Ｄに向けて通信が行われている場合の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ｓと端末Ｄとの間で、端末Ａおよび端末Ｃがパケットを転送している。このとき、端末Ｓの経路テーブル６１０では、端末Ｄを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ａとなっている。また、端末Ａの経路テーブル６１０では、端末Ｄを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ｃとなっており、端末Ｓを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ｓとなっている。また、端末Ｃの経路テーブル６１０では、端末Ｄを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ｄとなっており、端末Ｓを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ａとなっている。また、端末Ｄの経路テーブル６１０では、端末Ｓを宛先アドレス６１１とする経路エントリにおいて転送先アドレス６１２は端末Ｃとなっている。そして、これらのリンク状態は全て有効状態４１となっている。
【００７６】
ここで、端末Ａと端末Ｃとの間のリンクの品質が悪化して不安定状態になった場合を想定する。例えば、端末Ａがこのリンクの所有者であるとすると、端末Ａは以下の手順で代替経路を発見する。
【００７７】
図１１は、端末Ａが代替経路を要求する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ａと端末Ｃとの間のリンクの品質が悪化したことにより、端末Ａの経路テーブル６１０における端末Ｄへの経路および端末Ｃの経路テーブル６１０における端末Ｓへの経路について、リンク状態６１４が有効状態４１から不安定状態４４に変化している。
【００７８】
端末Ａは、代替フラグ８１２をセットした経路要求パケット８１０（図７）をマルチプルユニキャストにより送信する。但し、この例では端末Ｂへのユニキャスト送信となる。端末Ｃへのリンクは不安定状態であり、また、端末Ｓは先行リスト６１７（図５）に記載されていることから、端末Ａは端末Ｓおよび端末Ｃには経路要求パケット８１０を送信しないからである。なお、この経路要求パケット８１０の発信アドレス８１７には経路の始点である端末Ｓのアドレスが記載される。
【００７９】
端末Ａから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｂは、発信アドレス８１７に向けた経路として、宛先アドレス６１１を端末Ｓとし、転送先アドレス６１２を端末Ａとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。
【００８０】
図１２は、端末Ｂが代替経路の要求を転送する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ａから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｂは、上述のように経路エントリを作成した上で、その経路要求パケット８１０を端末Ｓおよび端末Ｅに転送する。この経路要求パケット８１０を受信した端末Ｓは、先程と同様に、自端末により送信されたパケットであると解釈してこの経路要求パケット８１０を破棄する。
【００８１】
端末Ｂから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｅは、発信アドレス８１７に向けた経路として、宛先アドレス６１１を端末Ｓとし、転送先アドレス６１２を端末Ｂとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。
【００８２】
図１３は、端末Ｅが代替経路の要求を転送する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ｂから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｅは、上述のように経路エントリを作成した上で、その経路要求パケット８１０をさらに端末Ｃおよび端末Ｄに転送する。
【００８３】
端末Ｅから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｄは、発信アドレス８１７に向けた経路として、宛先アドレス６１１を端末Ｓとし、転送先アドレス６１２を端末Ｅとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。なお、端末Ｄは、その後、端末Ｃから経路要求パケット８１０を受信するが、先に端末Ｅから受信した経路要求パケット８１０の要求識別子８１４と一致するため、端末Ｃからの経路要求パケット８１０を破棄する。
【００８４】
図１４は、端末Ｄが代替経路の要求に対する返答を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ｅから経路要求パケット８１０を受信した端末Ｄは、上述のように経路エントリを作成した上で、その経路要求パケット８１０に対する返答として代替フラグ８２２をセットした経路返答パケット８２０（図８）を端末Ｓに向けて送信する。この経路返答パケット８２０の宛先アドレス８２５、発信アドレス８２７および代行アドレス８２８は、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５、発信アドレス８１７および代行アドレス８１８と一致する。
【００８５】
端末Ｄからの経路返答パケット８２０は、経路要求パケット８１０と同様の手順で転送され、各端末において代替経路が作成される。すなわち、端末Ｅは、宛先アドレス６１１を端末Ｄとし、転送先アドレス６１２を端末Ｄとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。端末Ｂは、宛先アドレス６１１を端末Ｄとし、転送先アドレス６１２を端末Ｅとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。また、端末Ａは、宛先アドレス６１１を端末Ｄとし、転送先アドレス６１２を端末Ｂとする経路エントリを作成し、リンク状態６１４を候補状態４５とする。
【００８６】
経路返答パケット８２０を受信した端末Ａは、代替フラグ８２２がセットされ且つ代行アドレス８２８が自端末のものであることから、その経路返答パケット８２０を取り込んで、それ以上の転送を行わない。このようにして、端末Ｓと端末Ｄとの間に代替経路の候補が設定される。なお、代替となるべき経路が存在しない場合には、経路エラーパケットが端末Ａに送信される。
【００８７】
図１５は、端末Ａが代替経路の候補を正規の経路に切り替える指示を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ａは、代替経路への切替を行うことを選択すると、その後に生じたデータ通信要求をきっかけとして、まず自端末の経路テーブル６１０において、端末Ｄを宛先アドレス６１１とする経路エントリであってリンク状態６１４が不安定状態もしくは有効状態であるものがあれば、そのリンク状態６１４を無効状態にする。そして、端末Ｄを宛先アドレス６１１とする経路エントリであってリンク状態６１４が候補状態となっているもののリンク状態６１４を有効状態に設定する。すなわち、転送先アドレス６１２が端末Ｃである経路のリンク状態６１４を不安定状態から無効状態にして、転送先アドレス６１２が端末Ｂである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。そして、端末Ａは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、端末Ｄに向けた経路切替パケット８５０を端末Ｂに対して送信する。
【００８８】
端末Ａから経路切替パケット８５０を受信した端末Ｂは、転送先アドレス６１２が端末Ｅである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。端末Ｂは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、端末Ｅに対して経路切替パケット８５０を転送する。
【００８９】
端末Ｂから経路切替パケット８５０を受信した端末Ｅは、転送先アドレス６１２が端末Ｄである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。端末Ｅは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、端末Ｄに対して経路切替パケット８５０をさらに転送する。このようにして、端末Ａが送信した経路切替パケット８５０が端末Ｄに到達すると、順方向の経路テーブルが設定される。
【００９０】
図１６は、端末Ｄが代替経路の候補を正規の経路に切り替える指示を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。端末Ｅから経路切替パケット８５０を受信した端末Ｄは、その後に生じたデータ通信要求をきっかけとして、転送先アドレス６１２が端末Ｃである経路のリンク状態６１４を有効状態から無効状態にして、転送先アドレス６１２が端末Ｅである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。そして、端末Ｄは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、今度は端末Ｓに向けた経路切替パケット８５０を端末Ｅに対して送信する。
【００９１】
端末Ｄから経路切替パケット８５０を受信した端末Ｅは、転送先アドレス６１２が端末Ｂである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。端末Ｂは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、端末Ｂに対して経路切替パケット８５０を転送する。
【００９２】
端末Ｅから経路切替パケット８５０を受信した端末Ｂは、転送先アドレス６１２が端末Ａである経路のリンク状態６１４を候補状態から有効状態にする。端末Ｅは、このようにリンク状態６１４を変更した経路テーブル６１０を参照して、端末Ａに対して経路切替パケット８５０をさらに転送する。このようにして、端末Ｄが送信した経路切替パケット８５０が端末Ａに到達すると、逆方向の経路テーブルが設定される。
【００９３】
図１７は、端末Ｓと端末Ｄとの間で代替経路に切り替えられた状態および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。この状態で所定の時間が経過し、もしくは、端末Ａと端末Ｃとの間のリンク品質がさらに悪化して全く通信不可能な状態になると、リンク状態管理プロセス４０によって経路テーブル６１０の不要な経路エントリが削除される。例えば、端末Ａの経路テーブル６１０において転送先アドレス６１２を端末Ｃとする経路エントリ、端末Ｃの経路テーブル６１０において転送先アドレス６１２を端末Ｄとする経路エントリ、端末Ｄの経路テーブル６１０において転送先アドレス６１２を端末Ｃとする経路エントリ等は削除される可能性がある。一方、端末Ａと端末Ｃとの間のリンク品質が改善して、端末Ｂと端末Ｅとの間のリンク品質が悪化するようなことがあると、再び元の経路に切り替えられる可能性もある。
【００９４】
次に本発明の実施の形態の各端末における処理方法について図面を参照して説明する。
【００９５】
図１８は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路要求パケット８１０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路要求パケット８１０を受信すると（ステップＳ９０１）、その経路要求パケット８１０の要求識別子８１４を参照することにより、重複して受信していないかどうかを判断する（ステップＳ９０２）。既に同じ要求識別子を有する経路要求パケットを受信していれば、後から受信したその経路要求パケット８１０を廃棄する（ステップＳ９１３）。
【００９６】
ステップＳ９０２において重複受信ではないと判断した場合には、その経路要求パケット８１０の要求識別子８１４を記録して（ステップＳ９０３）、その後の重複受信の判断に利用する。そして、その経路要求パケット８１０の代替フラグ８１２を参照して、「ＯＮ」にセットされているか、すなわち代替経路発見のための経路要求であるかを判断する（ステップＳ９０４）。代替経路発見のための経路要求であれば、以下のステップＳ９０５およびＳ９０６の判断は行わずに経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９０７）。
【００９７】
ステップＳ９０４において代替経路発見のための経路要求でなく通常の（最初の）経路要求であると判断されると、シーケンス番号のチェック（ステップＳ９０５）およびホップカウントのチェック（ステップＳ９０６）が行われる。すなわち、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５よりも新しいものであれば、経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９０７）。一方、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５よりも古いものであれば、経路情報の作成（ステップＳ９０７）は行わない。また、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６が現在設定されている経路のシーケンス番号６１５と一致する場合には、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３と現在設定されている経路の宛先ホップ数６１３とを比較して、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３の方が短ければ、経路要求元への経路情報を作成する（ステップＳ９０７）。
【００９８】
ステップＳ９０７において経路要求元への経路情報を作成する際には、具体的には以下の処理を行う。すなわち、経路要求パケット８１０の宛先シーケンス番号８１６をシーケンス番号６１５に設定し、経路要求パケット８１０のホップカウント８１３に「１」を加えたものを宛先ホップ数６１３に設定し、その経路要求パケット８１０を送信した近隣端末のアドレスを転送先アドレス６１２に設定する。また、通常の（最初の）経路要求であればリンク状態６１４を有効状態とするが、代替経路発見のための経路要求であればリンク状態６１４を候補状態とする。
【００９９】
そして、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５が自端末のアドレスであれば（ステップＳ９０８）、この経路要求パケット８１０に対して経路返答パケット８２０を送信する（ステップＳ９１１）。一方、経路要求パケット８１０の宛先アドレス８１５が自端末のアドレスでなければ、その経路要求パケット８１０を他の端末に転送する（ステップＳ９１２）。このとき、通常の（最初の）経路要求であればブロードキャストにより送信するが、代替経路発見のための経路要求であれば不安定状態のリンクに接続する端末以外の端末であって且つ先行リスト６１７（図５）に記載されていない端末に対してマルチプルユニキャストにより送信する。
【０１００】
図１９は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路返答パケット８２０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、経路返答パケット８２０を受信すると（ステップＳ９２１）、経路返答送信元への経路情報を作成する（ステップＳ９２２）。
【０１０１】
そして、経路返答パケット８２０の発信アドレス８２７が自端末のアドレスと一致する場合には（ステップＳ９２３）、通常の経路が設定されたことになるため、そのまま処理を終了する。一方、経路返答パケット８２０の発信アドレス８２７が自端末のアドレスと一致しない場合には、さらに代替フラグ８２２を調べ（ステップＳ９２４）、代替フラグ８２２がセットされていなければ通常の経路返答であると解釈して、その経路返答パケット８２０をさらに転送する（ステップＳ９２６）。
【０１０２】
ステップＳ９２４において代替フラグ８２２がセットされていれば、さらに代行アドレス８２８を調べ（ステップＳ９２５）、代行アドレス８２８が自端末のアドレスと一致しない場合にはその経路返答パケット８２０をさらに転送する（ステップＳ９２６）。一方、代行アドレス８２８が自端末のアドレスと一致する場合には、自端末から送信した代替経路要求に対する返答が戻ってきたことになるため、そのまま処理を終了する。
【０１０３】
図２０は、本発明の実施の形態における無線端末１００が経路切替パケット８５０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。無線端末１００は、データパケットを受信すると（ステップＳ９３１）、そのデータパケットの経路切替フラグ８５４がセットされているか否かを調べる（ステップＳ９３２）。経路切替フラグ８５４がセットされていなければ、通常のデータパケットであるため、経路の切替えは行わない。
【０１０４】
ステップＳ９３２において経路切替フラグ８５４がセットされていると判断した場合には、そのデータパケットは経路切替パケット８５０であるため、以下の手順で経路の切替えを行う。まず、経路テーブル６１０で、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４が有効状態もしくは不安定状態のものがあれば（ステップＳ９３３）、無効状態に変更しておく（ステップＳ９３４）。そして、経路テーブル６１０で、宛先アドレス６１１が宛先アドレス８５２と一致する経路エントリにおいてリンク状態６１４を候補状態から有効状態に変更する（ステップＳ９３５）。
【０１０５】
そして、宛先アドレス８５２が自端末のアドレスと一致すれば（ステップＳ９３６）、そのまま処理を終了する。一方、宛先アドレス８５２が自端末のアドレスと一致しなければ、そのデータパケットを経路テーブル６１０に従って他の端末に転送する（ステップＳ９３７）。
【０１０６】
このように、本発明の実施の形態によれば、経路発見プロセス２０によって設定された経路上のリンク３０の状態をリンク状態管理プロセス４０により監視して、リンク品質が悪化した際に代替経路発見プロセス５０により代替経路の候補を設定しておいて、その後に経路切替プロセス６０により代替経路の候補を正規の経路として切り替えることができる。これにより、リンクの障害が頻繁に起こるような電波状況の劣悪なアドホックネットワーク環境においても安定した通信を行え、また、ノードの移動が頻繁に起こるアドホックネットワークの環境においても継続的に通信を行える信頼性の高いネットワークを提供することができる。
【０１０７】
なお、ここでは本発明の実施の形態を例示したものであり、本発明はこれに限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１０８】
また、ここで説明した処理手順はこれら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【０１０９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によると、無線アドホック通信システムにおいて、通信中のリンクの品質が悪化して切断される事態に備えて、予め代替経路を発見しておいて、速やかに経路切替を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線アドホック通信システムで想定する無線アドホックネットワークの一例を示す図である。
【図２】図１の例による無線アドホックネットワークにおいて経路を設定するための手順を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における処理の概要を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における無線端末１００の一構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における無線端末１００に保持される経路テーブル６１０の構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のリンク状態管理プロセス４０における状態遷移の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態の代替経路発見プロセス５０において使用される経路要求パケット８１０の一構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の代替経路発見プロセス５０において使用される経路返答パケット８２０の一構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態の経路切替プロセス６０において使用される経路切替パケット８５０の一構成例を示す図である。
【図１０】端末Ｓから端末Ｄに向けて通信が行われている場合の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１１】端末Ａが代替経路を要求する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１２】端末Ｂが代替経路の要求を転送する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１３】端末Ｅが代替経路の要求を転送する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１４】端末Ｄが代替経路の要求に対する返答を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１５】端末Ａが代替経路の候補を正規の経路に切り替える指示を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１６】端末Ｄが代替経路の候補を正規の経路に切り替える指示を送信する際の経路および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１７】端末Ｓと端末Ｄとの間で代替経路に切り替えられた状態および各端末における経路テーブル６１０の内容を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路要求パケット８１０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図１９】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路返答パケット８２０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【図２０】本発明の実施の形態における無線端末１００が経路切替パケット８５０を受信した場合の処理手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０ データ通信要求
２０ 経路発見プロセス
３０ リンク
４０ リンク状態管理プロセス
４１ 有効状態
４２ 無効状態
４３ 切断状態
４４ 不安定状態
４５ 候補状態
５０ 代替経路発見プロセス
６０ 経路切替プロセス
１００ 無線端末
１０５ アンテナ
１１０ 通信処理部
１２０ 制御部
１２５ タイマ
１３０ 表示部
１４０ 操作部
１８０ バス
２０１−２０６ 無線端末
２１１−２１６ 通信範囲
６００ メモリ
６１０ 経路テーブル
８１０ 経路要求パケット
８２０ 経路返答パケット
８５０ 経路切替パケット

Claims (16)

1. 複数の端末により構成される無線アドホック通信システムであって、
   通信データを発信する発信端末と前記通信データを受信する宛先端末との間において自端末に接続するリンクの品質が悪化すると代替経路を発見するための要求を送信する第１の中間端末と、
   前記要求を受信すると代替経路の候補を設定する第２の中間端末と
   を具備し、
   前記第１の中間端末は、前記代替経路の候補が設定された後に経路を切替えるための指示を送信し、
   前記第２の中間端末は、前記指示を受信すると前記代替経路の候補を正規の経路として切り替える
   ことを特徴とする無線アドホック通信システム。
2. 複数の端末により構成される無線アドホック通信システムであって、
   通信データを発信する発信端末と、
   前記通信データを受信する宛先端末と、
   前記発信端末と前記宛先端末との間で前記通信データを転送しているときに自端末に接続するリンクの品質が悪化すると代替経路を発見するための要求を送信する第１の中間端末と、
   前記要求を受信すると前記発信端末との間の代替経路の候補を設定して当該要求をさらに他の端末に転送する第２の中間端末と
   を具備し、
   前記宛先端末は、前記要求を受信すると当該要求に対する返答を送信し、
   前記第２の中間端末は、前記返答を受信すると前記宛先端末との間の代替経路の候補を設定して当該返答をさらに他の端末に転送し、
   前記第１の中間端末は、前記返答を受信した後に経路を切替えるための第１の指示を送信し、
   前記第２の中間端末は、前記第１の指示を受信すると前記宛先端末との間の代替経路の候補を正規の経路として切り替えて当該第１の指示をさらに他の端末に転送し、
   前記宛先端末は、前記第１の指示を受信すると切替えるための第２の指示を送信し、
   前記第２の中間端末は、前記第２の指示を受信すると前記発信端末との間の代替経路の候補を正規の経路として切り替えて当該第２の指示をさらに他の端末に転送する
   ことを特徴とする無線アドホック通信システム。
3. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、
   前記リンクの状態を監視して前記リンク状態を更新する手段と、
   前記リンク状態が不安定状態になると対応する前記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手段と
   を具備することを特徴とする端末。
4. 前記代替経路を発見するための要求を送信した後に当該発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手段をさらに具備することを特徴とする請求項３記載の端末。
5. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、
   他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手段と、
   前記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として前記経路テーブルに設定する手段と
   を具備することを特徴とする端末。
6. 前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手段をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の端末。
7. 前記要求における宛先アドレスから当該要求に対する返答を受信する手段と、
   前記返答における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として前記経路テーブルに設定する手段と
   をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の端末。
8. 前記返答における発信アドレスおよび代行アドレスが自端末のアドレスでなければ当該返答を自端末以外の端末に転送する手段をさらに具備することを特徴とする請求項７記載の端末。
9. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルと、
   他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、
   前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として前記経路テーブルに設定する手段と
   を具備することを特徴とする端末。
10. 前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として前記経路テーブルに設定する手段をさらに具備することを特徴とする請求項９記載の端末。
11. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、
    前記リンクの状態を監視して前記リンク状態を更新する手順と、
    前記リンク状態が不安定状態になると対応する前記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、
    前記発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順と
    を具備することを特徴とする処理方法。
12. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、
    他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手順と、
    前記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として前記経路テーブルに設定する手順と、
    前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手順と
    を具備することを特徴とする処理方法。
13. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末における処理方法であって、
    他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、
    前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として前記経路テーブルに設定する手順と、
    前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として前記経路テーブルに設定する手段と
    を具備することを特徴とする処理方法。
14. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、
    前記リンクの状態を監視して前記リンク状態を更新する手順と、
    前記リンク状態が不安定状態になると対応する前記宛先アドレスに対する代替経路を発見するための要求を他の端末に送信する手順と、
    前記発見された代替経路を正規の経路として切り替えるための指示を送信する手順と
    を実行させることを特徴とするプログラム。
15. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、
    他の端末から代替経路を発見するための要求を受信する手順と、
    前記要求における発信アドレスとの間の代替経路のリンク状態を候補状態として前記経路テーブルに設定する手順と、
    前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスであれば当該要求に対する返答を送信し、前記要求における宛先アドレスが自端末のアドレスでなければ当該要求を自端末以外の端末に転送する手順と
    を実行させることを特徴とするプログラム。
16. 通信の宛先アドレスとその宛先アドレスに到達するための次の転送先アドレスとその転送先アドレスに接続するリンクのリンク状態とを対応付けて経路エントリとして保持する経路テーブルを備える端末に、
    他の端末から代替経路への切替えの指示を受信する手段と、
    前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が不安定状態または有効状態となっているものがあれば無効状態として前記経路テーブルに設定する手順と、
    前記指示における宛先アドレスとの間の経路でリンク状態が候補状態となっているものを有効状態として前記経路テーブルに設定する手段と
    を実行させることを特徴とするプログラム。

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