JP4389929B2 - Wireless network, relay node, core node, and relay method - Google Patents
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Description
本発明は無線ネットワーク、中継ノード、コアノード及びそれに用いる中継伝送方法並
びにそのプログラムに関し、特に複数のノードが無線によって結ばれたセルラーシステム
における中継経路設定方法並びに中継伝送方法に関する。
The present invention relates to a radio network, a relay node, a core node, a relay transmission method used therefor, and a program therefor, and more particularly to a relay route setting method and a relay transmission method in a cellular system in which a plurality of nodes are connected by radio.
従来のセルラーシステムのセル構成を図20に示す。図20において、401はセルを
、402は基地局(ノード)を表しており、このセルラーシステムでは、図20に示すよ
うに、複数のセルを配することによってサービス可能領域が構成されている。
A cell configuration of a conventional cellular system is shown in FIG. In FIG. 20, 401 indicates a cell and 402 indicates a base station (node). In this cellular system, as shown in FIG. 20, a serviceable area is configured by arranging a plurality of cells.
各ノードは有線基幹網404と有線回線403とによって接続されており、音声やデー
タ等のサービス信号並びに各種制御信号がこれらの回線を介して伝達される。尚、各ノー
ドと有線基幹網とは、その中間に集線局等を階層的に設けて接続される場合もある。
Each node is connected by a
端末局405はノード402と通信を行い、有線基幹網404並びに有線回線403に
よって伝達された各種信号の送受信を行う。有線基幹網には無線基地局(ノード)のみな
らず、端末局405の位置情報の管理や課金処理等をつかさどるサーバ装置が設置されて
いる。
The
携帯電話や加入者系固定無線アクセス(Fixed Wireless Access
)等のセルラーシステムの加入者数増大に応えるためには、セル半径を小さくし、1ノー
ドの処理負荷を減らす手法がとられる。このような極小セルによってシステムを構築する
場合、サービスエリアを確保するために、極めて多くのノードを配置することになる。
Mobile phone and subscriber fixed wireless access (Fixed Wireless Access)
In order to respond to the increase in the number of subscribers of the cellular system such as), a method of reducing the cell load and reducing the processing load of one node is taken. When a system is constructed with such a small cell, an extremely large number of nodes are arranged in order to secure a service area.
また、高速データ伝送に対応するために多値変調等の高密度データ伝送方式を適用した
場合には、要求される受信品質を確保するために、1ノードが守備するエリアが必然的に
狭くなってしまい、この場合にもサービスエリアを確保するために、極めて多くのノード
を配置することになる。
In addition, when a high-density data transmission method such as multi-level modulation is applied to support high-speed data transmission, the area protected by one node is inevitably narrow to ensure the required reception quality. In this case as well, an extremely large number of nodes are arranged to secure the service area.
さらに、従来、セルラーシステムは準マイクロ波並びにマイクロ波帯で主に設計されて
きているが、周波数逼迫の危機によって準ミリ波、ミリ波帯を用いたセルラーシステムの
構築が期待されている。周波数が高くなると、電波の回折効果が薄れて直進性が顕著とな
り、見通し外の通話が困難になるため、各ノードが守備するエリアが必然的に狭くなって
しまう。すなわち、このような場合にも、極小セルによって通話エリアを確保せねばなら
ず、極めて多数のノードを設置することになる。
Furthermore, conventionally, cellular systems have been mainly designed for quasi-microwaves and microwave bands. However, construction of cellular systems using quasi-millimeter waves and millimeter-wave bands is expected due to the crisis of tight frequency. When the frequency is increased, the diffraction effect of the radio wave is reduced, the straightness becomes remarkable, and it becomes difficult to make a non-line-of-sight call, so that the area protected by each node is inevitably narrowed. That is, even in such a case, it is necessary to secure a call area with a very small cell, and an extremely large number of nodes are installed.
多数の極小セルによってシステムを構築する場合、当該ノード群を基幹網へ接続するた
めの有線網の整備が不可欠である。しかしながら、極めて多数の地理的に偏在するノード
と基幹網とを接続するには、至るところに有線回線網を張り巡らす必要があるため、シス
テム全体のコストが上昇してしまう。そこで、ノード間を無線で結合し、中継伝送を行っ
てサービスエリアの拡大をはかる手法がある。
When constructing a system with a large number of extremely small cells, it is essential to establish a wired network for connecting the node group to the backbone network. However, in order to connect an extremely large number of geographically uneven nodes and the backbone network, it is necessary to extend a wired line network everywhere, which increases the cost of the entire system. Therefore, there is a technique for expanding the service area by connecting nodes wirelessly and performing relay transmission.
セルラーシステムの容量は干渉によって制限を受けるため、中継経路の設定によって耐
干渉特性の程度が左右され、すなわち容量が変化する。中継経路中に含まれる中継ノード
の数を最小にするような伝送方法、いわゆる最小ホップ数伝送方法では中継ノード間の距
離や障害物による受信電力不足のために、中継経路全体で眺めた場合のスループットや回
線容量が必ずしも最大ではない。
Since the capacity of a cellular system is limited by interference, the degree of anti-interference characteristics depends on the setting of the relay path, that is, the capacity changes. In the transmission method that minimizes the number of relay nodes included in the relay route, the so-called minimum hop number transmission method, due to the shortage of received power due to the distance between the relay nodes and obstacles, Throughput and line capacity are not necessarily maximum.
スループットの向上並びにシステム全体が高い回線容量を達成するためには中継経路の
設定方法が重要となるが、これまで、多数の極小セルが配されかつコアノードが有線基幹
網に接続される形態をとる無線中継伝送型セルラーシステムに特化し、かつセルラーシス
テムで問題となるセル間干渉問題に対処した中継経路設定法は存在していない。
In order to improve throughput and achieve a high line capacity for the entire system, a relay path setting method is important. Up to now, a large number of extremely small cells are arranged and a core node is connected to a wired backbone network. There is no relay route setting method specializing in wireless relay transmission type cellular systems and dealing with the inter-cell interference problem which is a problem in cellular systems.
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、中継経路全体で最小の伝搬損失となる
経路を選定することができ、干渉に対して頑強な中継経路を設定することができる無線ネ
ットワーク、中継ノード、コアノード及びそれに用いる中継伝送方法並びにそのプログラ
ムを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, select a route that has the smallest propagation loss in the entire relay route, and set a relay route that is robust against interference, It is to provide a relay node, a core node, a relay transmission method used therefor, and a program thereof.
本発明による無線ネットワークは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノード
から送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのう
ちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのいず
れともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデー
タパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノ
ード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一
つの下り中継ノードへ中継するようにし、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と前記中継先ノード
を選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際し
て0〜1の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに
当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに1から当該重み係数を減算した値
を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしている。
A wireless network according to the present invention includes a core node connected to a wired network, a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node, the core node, and the core node A wireless network comprising terminal stations capable of transmitting and receiving data packets with any of the relay nodes,
When the relay node receives the uplink data packet addressed to the own node, the relay node relays the uplink data packet to one of the other uplink relay node and the core node, and receives the downlink data packet addressed to the own node. Sometimes the downlink data packet is relayed to at least one downlink relay node,
The core node transmits a route setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting the relay destination node,
The relay node uses a weighting factor having a value of 0 to 1 when updating the metric when the routing packet is received, multiplies the metric included in the routing packet by the weighting factor, and newly The value obtained by subtracting the weighting coefficient from 1 is multiplied by the metric to be added to 1 and the value obtained by adding both is set as the update metric.
本発明による他の無線ネットワークは、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノ
ードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケット
のうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードの
いずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークであって
、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われ
る中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中
継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数
帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される
無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
Another wireless network according to the present invention includes: a core node connected to a wired network; a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; and the core node And a wireless network composed of terminal stations capable of transmitting and receiving data packets to and from any of the relay nodes, and used in relay transmission performed between the core node and the relay node or between the relay nodes And the radio frequency band used for access transmission performed between the core node and the terminal station and between the relay node and the terminal station is different, The frequency band used is higher than the radio frequency band used for the access transmission. We are in a certain way.
本発明による中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデータ
パケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を中継
し、端末局との通信が可能な中継ノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システ
ムと、中継伝送用の無線システムとを備え、
前記コアノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局と
の間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用
される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であ
るようにしている。
A relay node according to the present invention is a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from a core node connected to a wired network and an uplink data packet toward the core node, and is capable of communicating with a terminal station. There,
An antenna for access transmission, an antenna for relay transmission, a radio system for access transmission, and a radio system for relay transmission;
The radio frequency band used in the relay transmission is different from the radio frequency band used in the relay transmission performed with the core node and the radio frequency band used in the access transmission performed with the terminal station. The band is higher than the radio frequency band used for the access transmission.
本発明による他の中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデ
ータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を
中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一
つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデ
ータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノード
へ中継するようにし、
前記コアノード及び他の中継ノードのいずれかから送信元ノード識別情報と上り中継先
ノード情報と前記中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを含
む経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際して0〜1の値を持つ重み
係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しか
つ新たに加算するメトリックに1から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算し
た値を更新メトリックとして設定するようにしている。
Another relay node according to the present invention relays at least one of a downlink data packet transmitted from a core node connected to a wired network and an uplink data packet directed to the core node, and can transmit and receive data packets with a terminal station A relay node,
When the uplink data packet addressed to the own node is received, the uplink data packet is relayed to one of the other uplink relay nodes and the core node, and the downlink data packet is received when the downlink data packet addressed to the own node is received. Is relayed to at least one downstream relay node,
When a path setup packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting the relay destination node is received from either the core node or another relay node A value obtained by subtracting the weight coefficient from 1 to a metric to be added and newly added to the metric included in the route setting packet using a weight coefficient having a value of 0 to 1 when the metric is updated A value obtained by multiplying and adding both is set as an update metric.
本発明による別の中継ノードは、有線網に接続されたコアノードから送信された下りデ
ータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方を
中継し、端末局とデータパケットの送受信が可能な中継ノードであって、
他のノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端
末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送
で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数
帯であるようにしている。
Another relay node according to the present invention relays at least one of a downlink data packet transmitted from a core node connected to a wired network and an uplink data packet directed to the core node, and can transmit and receive data packets with a terminal station A relay node,
The radio frequency band used for relay transmission performed between other nodes is different from the radio frequency band used for access transmission performed between the own node and the terminal station, and used in the relay transmission. The radio frequency band to be used is higher than the radio frequency band used for the access transmission.
本発明によるコアノードは、無線中継を行う中継ノードと端末局のいずれともデータパ
ケットの送受信が可能な、有線網に接続されたコアノードであって、
アクセス伝送用のアンテナと、中継伝送用のアンテナと、アクセス伝送用の無線システ
ムと、中継伝送用の無線システムと、有線基幹網に接続される信号分配機とを備え、
前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記端末局と
の間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用
される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であ
るようにしている。
A core node according to the present invention is a core node connected to a wired network, capable of transmitting and receiving data packets with both a relay node that performs wireless relay and a terminal station,
An antenna for access transmission, an antenna for relay transmission, a radio system for access transmission, a radio system for relay transmission, and a signal distributor connected to a wired backbone network,
A radio frequency band used in relay transmission performed with the relay node is different from a radio frequency band used in access transmission performed with the terminal station, and the radio frequency band used in the relay transmission is different. The frequency band is higher than the radio frequency band used for the access transmission.
本発明による他のコアノードは、有線網に接続され、自ノードから送信された下りデー
タパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノー
ドによって中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、送
信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与え
る量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを前記中継ノードに送信するようにして
いる。
Another core node according to the present invention is connected to a wired network, and at least one of a downlink data packet transmitted from the own node and an uplink data packet directed to the own node is relayed by a relay node, It is a core node capable of transmission / reception, and transmits a path setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node to the relay node I have to.
本発明による別のコアノードは、有線網に接続され、自ノードから送信された下りデー
タパケット及び自ノードへ向けた上りデータパケットのうちの少なくとも一方が中継ノー
ドで中継され、端末局とデータパケットの送受信が可能なコアノードであって、自ノード
と前記中継ノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前
記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記中継
伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周
波数帯であるようにしている。
Another core node according to the present invention is connected to a wired network, and at least one of a downlink data packet transmitted from the own node and an uplink data packet directed to the own node is relayed by the relay node, and the terminal station and the data packet are A core node that can transmit and receive, and is used in a radio frequency band used in relay transmission performed between the own node and the relay node, and in access transmission performed between the own node and the terminal station. Unlike the radio frequency band, the radio frequency band used in the relay transmission is higher than the radio frequency band used in the access transmission.
本発明による第1の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノー
ドから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットの
うちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのい
ずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送
方法であって、
前記中継ノードが、自ノード宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデー
タパケットを他の一つの上り中継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノ
ード宛の前記下りデータパケットを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一
つの下り中継ノードへ中継するステップを有し、
前記コアノードは、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選
定するための指針を与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットを送信し、
前記中継ノードは、前記経路設定パケットを受信した時の前記メトリックの更新に際し
て0〜1の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定パケットに含まれているメトリックに
当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリックに1から当該重み係数を減算した値
を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとして設定するようにしている。
A first relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network, a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; A wireless network relay transmission method comprising a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from both the core node and the relay node,
When the relay node receives the uplink data packet addressed to the own node, the relay node relays the uplink data packet to one of the other uplink relay node and the core node, and receives the downlink data packet addressed to the own node. Sometimes relaying the downlink data packet to at least one downlink relay node,
The core node transmits a route setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node,
The relay node uses a weighting factor having a value of 0 to 1 when updating the metric when the routing packet is received, multiplies the metric included in the routing packet by the weighting factor, and newly The value obtained by subtracting the weighting coefficient from 1 is multiplied by the metric to be added to 1 and the value obtained by adding both is set as the update metric.
本発明による第2の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノー
ドから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットの
うちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのい
ずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなるシステムの中継伝送方法であ
って、前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行
われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前
記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周
波数帯とが異なり、前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用さ
れる無線周波数帯より高い周波数帯であるようにしている。
A second relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network, a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; A relay transmission method for a system including a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from both the core node and the relay node, which is performed between the core node and the relay node or between the relay nodes. The radio frequency band used for relay transmission is different from the radio frequency band used for access transmission performed either between the core node and the terminal station or between the relay node and the terminal station. The radio frequency band used in the relay transmission is higher than the radio frequency band used in the access transmission. So that there is in the band.
本発明による第3の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノー
ドから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットの
うちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのい
ずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送
方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を
与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記
経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード
情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元
ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該
経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定
パケットの送信元ノードの固有な番号)とするステップと、当該経路設定パケットに含ま
れているメトリックMr,nを読取るステップと、前記伝搬損失Ln及び前記メトリック
Mr,nから更新メトリックMnを計算して保存するステップと、当該更新メトリックM
nと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックとを比較して当該更新メ
トリックMnが最小か否かを判定するステップと、当該更新メトリックMnが最小と判定
した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリックMに更新メトリック
Mnを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを
前記上り中継先ノードとして登録するステップと、前記送信メトリックMを前記メトリッ
クとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情
報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信するステップとを備えている。
A third relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network, a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; A wireless network relay transmission method comprising a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from both the core node and the relay node,
Detecting the arrival of a route setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node; and detecting the arrival of the route setting packet A step of determining whether the uplink relay destination node information included in the route setting packet sometimes indicates the own node, and the route setting packet when determining that the uplink relay destination node information indicates the own node Recording the node indicated by the source node identification information included in the relay node list, and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. Propagation loss Ln between the node that emitted the setting packet and the own node (n is the uniqueness of the source node of the route setting packet) Number), a step of reading the metric Mr, n included in the route setting packet, a step of calculating and storing an update metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and the update Metric M
a step of comparing n with an update metric corresponding to a path setting packet received in the past to determine whether the update metric Mn is minimum, and a metric of the path setting packet when the update metric Mn is determined to be minimum The update metric Mn is set in the transmission metric M to be entered, and the node indicated by the transmission source node identification information of the currently arrived route setup packet is registered as the uplink relay destination node. Transmitting a path setup packet including source node identification information indicating node identification information and the uplink relay destination node information to another relay node.
本発明による第4の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノー
ドから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットの
うちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのい
ずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送
方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を
与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記
経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード
情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元
ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該
経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定
パケットの送信元ノードの固有な番号)とするステップと、当該経路設定パケットに含ま
れているメトリックMr,nを読取るステップと、前記伝搬損失Ln及び前記メトリック
Mr,nから更新メトリックMnを計算して保存するステップと、今回受信した経路設定
パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中継先ノード情報と一致するか否
かを判定するステップと、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致
すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却するステップと、前記送信
元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定した時に過去に受信し
た経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記更新メトリックMnと
を比較するステップと、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び当該更新メトリッ
クMnが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリ
ックに入れる送信メトリックMを更新メトリックMnに設定しかつ現在到着した経路設定
パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録するス
テップと、前記送信メトリックMを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送
信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中
継ノードに送信するステップとを備えている。
A fourth relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network, a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; A wireless network relay transmission method comprising a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from both the core node and the relay node,
Detecting the arrival of a route setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node; and detecting the arrival of the route setting packet A step of determining whether the uplink relay destination node information included in the route setting packet sometimes indicates the own node, and the route setting packet when determining that the uplink relay destination node information indicates the own node Recording the node indicated by the source node identification information included in the relay node list, and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. Propagation loss Ln between the node that emitted the setting packet and the own node (n is the uniqueness of the source node of the route setting packet) Number), a step of reading the metric Mr, n included in the route setting packet, a step of calculating and storing the updated metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and the current reception Determining whether the source node identification information included in the route setting packet matches the current uplink relay destination node information, and determining that the source node identification information matches the uplink relay destination node information A step of forgetting all update metrics sometimes stored, and an update metric corresponding to a path setting packet received in the past when it is determined that the source node identification information does not match the upstream relay destination node information Comparing the updated metric Mn and forgetting all the updated metrics The transmission metric M to be included in the metric of the route setup packet is set as the update metric Mn when the update metric Mn is determined to be minimum, and the source node identification of the route setup packet that has arrived at present A step of registering the node indicated by the information as the uplink relay destination node, and route setting including the transmission metric M as the metric and the source node identification information indicating the identification information of the own node and the uplink relay destination node information Transmitting the packet to another relay node.
本発明による第5の中継伝送方法は、有線網に接続されたコアノードと、前記コアノー
ドから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデータパケットの
うちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中継ノードのい
ずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワークの中継伝送
方法であって、
送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を
与える量を示すメトリックとを含む経路設定パケットの到着を検出するステップと、前記
経路設定パケットの到着を検出した時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示しているか否かを判定するステップと、前記上り中継先ノード
情報が自ノードを示していると判定した時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元
ノード識別情報が示すノードを中継ノードリストに記録するステップと、前記上り中継先
ノード情報が自ノードを示していないと判定した時にその際に測定された伝搬損失を当該
経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定
パケットの送信元ノードの固有な番号)とするステップと、当該経路設定パケットに含ま
れているメトリックMr,nを読取るステップと、前記伝搬損失Ln及び前記メトリック
Mr,nから更新メトリックMnを計算して保存するステップと、当該更新メトリックM
nを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応する更新メトリックを比較して最
も小さいメトリックである送信元ノードm(mはノードの固有な番号)を決定するステッ
プと、当該送信元ノードmが現在の上り中継先ノードと同一でかつn≠mであるかを判定
するステップと、当該送信元ノードmが現在の上り中継先ノードと同一でない場合及びn
=mの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メトリ
ックMを更新メトリックMnに設定しかつ前記送信元ノードmを上り回線の中継先ノード
として登録するステップと、前記送信メトリックMを前記メトリックとしかつ自ノードの
識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定
パケットを他の中継ノードに送信するステップとを備えている。
A fifth relay transmission method according to the present invention includes: a core node connected to a wired network; and a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node; A wireless network relay transmission method comprising a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from both the core node and the relay node,
Detecting the arrival of a route setting packet including source node identification information, uplink relay destination node information, and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node; and detecting the arrival of the route setting packet A step of determining whether the uplink relay destination node information included in the route setting packet sometimes indicates the own node, and the route setting packet when determining that the uplink relay destination node information indicates the own node Recording the node indicated by the source node identification information included in the relay node list, and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. Propagation loss Ln between the node that emitted the setting packet and the own node (n is the uniqueness of the source node of the route setting packet) Number), a step of reading the metric Mr, n included in the route setting packet, a step of calculating and storing an update metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and the update Metric M
a step of comparing update metrics corresponding to all path setting packets received in the past including n to determine a source node m (m is a unique number of the node) which is the smallest metric, and the source node m Is the same as the current uplink relay destination node and n ≠ m, and the source node m is not the same as the current uplink relay destination node and n
Setting the transmission metric M to be included in the metric of the route setup packet as the update metric Mn and registering the transmission source node m as an uplink relay node, and And a step of transmitting a route setting packet including M as the metric and including the source node identification information indicating the identification information of the own node and the uplink relay destination node information to other relay nodes.
本発明による第1の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、
前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデー
タパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中
継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワー
クの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、前記中継ノードが、自ノード
宛の前記上りデータパケットを受信した時に当該上りデータパケットを他の一つの上り中
継ノード及び前記コアノードのいずれかに中継しかつ自ノード宛の前記下りデータパケッ
トを受信した時に当該下りデータパケットを少なくとも一つの下り中継ノードへ中継する
処理と、送信元ノード識別情報と上り中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための
指針を与える量を示すメトリックとを含む前記コアノードからの経路設定パケットを受信
した時の前記メトリックの更新に際して0〜1の値を持つ重み係数を用い、当該経路設定
パケットに含まれているメトリックに当該重み係数を乗算しかつ新たに加算するメトリッ
クに1から当該重み係数を減算した値を乗算して両者を加算した値を更新メトリックとし
て設定する処理とを実行させている。
A program for a first relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network,
From a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node, and a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from the core node and the relay node A wireless network relay transmission method program comprising: when the relay node receives the uplink data packet addressed to itself, the computer transmits the uplink data packet to any one of the other uplink relay node and the core node. Relay the packet and relay the downlink data packet to at least one downlink relay node when the downlink data packet addressed to the own node is received, source node identification information, uplink relay destination node information, and relay destination node. Metrics indicating the amount to give guidance for selection A weighting coefficient having a value of 0 to 1 is used to update the metric when the path setting packet from the core node is received, and the metric included in the path setting packet is multiplied by the weighting coefficient. In addition, a process of setting a value obtained by multiplying a newly added metric by a value obtained by subtracting the weighting coefficient from 1 and setting the metric as an update metric is executed.
本発明による第2の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、
前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデー
タパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中
継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワー
クの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り
中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを
含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示している
か否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノー
ドリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定
した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノー
ドとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号)とす
る処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックMr,nを読取る処理と、前
記伝搬損失Ln及び前記メトリックMr,nから更新メトリックMnを計算して保存する
処理と、当該更新メトリックMnと過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メト
リックとを比較して当該更新メトリックMnが最小か否かを判定する処理と、当該更新メ
トリックMnが最小と判定した時に前記経路設定パケットのメトリックに入れる送信メト
リックMに更新メトリックMnを設定しかつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノー
ド識別情報が示すノードを前記上り中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリ
ックMを前記メトリックとしかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前
記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理と
を実行させている。
A program of a second relay transmission method according to the present invention includes a core node connected to a wired network,
From a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node, and a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from the core node and the relay node A wireless network relay transmission method program comprising: a source node identification information; upstream relay destination node information; and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node. Processing for detecting arrival, processing for determining whether or not the uplink relay destination node information included in the route setup packet indicates its own node when the arrival of the route setup packet is detected, and the uplink relay destination node When it is determined that the information indicates the local node, A process of recording the node indicated by the source node identification information in the relay node list and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. A process of setting a propagation loss Ln (n is a unique number of the transmission source node of the route setting packet) between the node that has emitted the packet and the own node, and a metric Mr, n included in the route setting packet A process of reading, a process of calculating and storing an update metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and comparing the update metric Mn with an update metric corresponding to a path setting packet received in the past Processing for determining whether or not the update metric Mn is minimum, and the route setting packet when the update metric Mn is determined to be minimum A process of setting an update metric Mn in a transmission metric M to be included in a metric and registering a node indicated by transmission source node identification information of a currently arrived route setting packet as the uplink relay destination node; A process of transmitting a route setting packet including the source node identification information indicating the identification information of the own node and the uplink relay destination node information to another relay node is executed.
本発明による第3の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、
前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデー
タパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中
継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワー
クの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り
中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを
含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示している
か否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノー
ドリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定
した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノー
ドとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号)とす
る処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックMr,nを読取る処理と、前
記伝搬損失Ln及び前記メトリックMr,nから更新メトリックMnを計算して保存する
処理と、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノード識別情報が現在の上り中
継先ノード情報と一致するか否かを判定する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上
り中継先ノード情報と一致すると判定した時に保存している更新メトリックをすべて忘却
する処理と、前記送信元ノード識別情報が前記上り中継先ノード情報と一致しないと判定
した時に過去に受信した経路設定パケットに対応する更新メトリックと今回得られた前記
更新メトリックMnとを比較する処理と、前記更新メトリックをすべて忘却した場合及び
当該更新メトリックMnが最小であると判定した場合のいずれかである時に前記経路設定
パケットのメトリックに入れる送信メトリックMを更新メトリックMnに設定しかつ現在
到着した経路設定パケットの送信元ノード識別情報が示すノードを前記上り中継先ノード
として登録する処理と、前記送信メトリックMを前記メトリックとしかつ自ノードの識別
情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を含ませた経路設定パケ
ットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させている。
A third relay transmission method program according to the present invention includes a core node connected to a wired network,
From a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node, and a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from the core node and the relay node A wireless network relay transmission method program comprising: a source node identification information; upstream relay destination node information; and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node. Processing for detecting arrival, processing for determining whether or not the uplink relay destination node information included in the route setup packet indicates its own node when the arrival of the route setup packet is detected, and the uplink relay destination node When it is determined that the information indicates the local node, A process of recording the node indicated by the source node identification information in the relay node list and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. A process of setting a propagation loss Ln (n is a unique number of the transmission source node of the route setting packet) between the node that has emitted the packet and the own node, and a metric Mr, n included in the route setting packet A process of reading, a process of calculating and storing the update metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and the source node identification information included in the path setting packet received this time are the current uplink relay destination node information Stored in the process of determining whether or not the transmission source node identification information matches the upstream relay destination node information. A process for forgetting all update metrics, an update metric corresponding to a path setting packet received in the past when it is determined that the source node identification information does not match the upstream relay destination node information, and the update metric Mn obtained this time And the transmission metric M to be included in the metric of the route setting packet when the update metric Mn is forgotten or when the update metric Mn is determined to be the minimum. Processing for registering the node indicated by the transmission source node identification information of the route setting packet that has been set and arrived as the uplink relay destination node, and transmission source node identification using the transmission metric M as the metric and indicating the identification information of the own node Information and the routing packet including the upstream relay destination node information And a process of transmitting a network to another relay node.
本発明による第4の中継伝送方法のプログラムは、有線網に接続されたコアノードと、
前記コアノードから送信された下りデータパケット及び前記コアノードへ向けた上りデー
タパケットのうちの少なくとも一方を中継する中継ノードと、前記コアノード及び前記中
継ノードのいずれともデータパケットの送受信が可能な端末局とからなる無線ネットワー
クの中継伝送方法のプログラムであって、コンピュータに、送信元ノード識別情報と上り
中継先ノード情報と中継先ノードを選定するための指針を与える量を示すメトリックとを
含む経路設定パケットの到着を検出する処理と、前記経路設定パケットの到着を検出した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記上り中継先ノード情報が自ノードを示している
か否かを判定する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していると判定した
時に当該経路設定パケットに含まれる前記送信元ノード識別情報が示すノードを中継ノー
ドリストに記録する処理と、前記上り中継先ノード情報が自ノードを示していないと判定
した時にその際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノー
ドとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号)とす
る処理と、当該経路設定パケットに含まれているメトリックMr,nを読取る処理と、前
記伝搬損失Ln及び前記メトリックMr,nから更新メトリックMnを計算して保存する
処理と、当該更新メトリックMnを含む過去に受信した全ての経路設定パケットに対応す
る更新メトリックを比較して最も小さいメトリックである送信元ノードm(mはノードの
固有な番号)を決定する処理と、当該送信元ノードmが現在の上り中継先ノードと同一で
かつn≠mであるかを判定する処理と、当該送信元ノードmが現在の上り中継先ノードと
同一でない場合及びn=mの場合のいずれかである時に前記経路設定パケットのメトリッ
クに入れる送信メトリックMを更新メトリックMnに設定しかつ前記送信元ノードmを上
り回線の中継先ノードとして登録する処理と、前記送信メトリックMを前記メトリックと
しかつ自ノードの識別情報を示す送信元ノード識別情報及び前記上り中継先ノード情報を
含ませた経路設定パケットを他の中継ノードに送信する処理とを実行させている。
A fourth relay transmission method program according to the present invention includes a core node connected to a wired network,
From a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet toward the core node, and a terminal station capable of transmitting and receiving data packets to and from the core node and the relay node A wireless network relay transmission method program comprising: a source node identification information; upstream relay destination node information; and a metric indicating an amount for giving a guideline for selecting a relay destination node. Processing for detecting arrival, processing for determining whether or not the uplink relay destination node information included in the route setup packet indicates its own node when the arrival of the route setup packet is detected, and the uplink relay destination node When it is determined that the information indicates the local node, A process of recording the node indicated by the source node identification information in the relay node list and the propagation loss measured at the time when it is determined that the uplink relay destination node information does not indicate the own node. A process of setting a propagation loss Ln (n is a unique number of the transmission source node of the route setting packet) between the node that has emitted the packet and the own node, and a metric Mr, n included in the route setting packet The process of reading, the process of calculating and storing the update metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n, and the update metric corresponding to all the path setting packets received in the past including the update metric Mn are compared. The process of determining the source node m (m is a unique number of the node), which is the smallest metric, and the source node m The process of determining whether or not n ≠ m and the transmission source node m is not the same as the current uplink relay destination node or n = m. A process of setting a transmission metric M to be included in a metric of a route setting packet as an update metric Mn and registering the transmission source node m as an uplink relay destination node, and using the transmission metric M as the metric and identification information of the own node And a process of transmitting a route setup packet including the transmission source node identification information and the upstream relay destination node information to other relay nodes.
すなわち、本発明の無線ネットワークは、面的に配されたノード群のうちコアノードを
定め、コアノードのみが基幹網と接続し、コアノード周辺のノードを無線回線によって結
合している。コアノード以外のノードはコアノードへ向けて上り回線データを中継、もし
くはコアノードから放出された下り回線データを中継する。
That is, in the wireless network of the present invention, a core node is determined from a group of nodes arranged in a plane, only the core node is connected to the backbone network, and the nodes around the core node are connected by a wireless line. Nodes other than the core node relay uplink data to the core node, or relay downlink data released from the core node.
これによって、ノード群と基幹網とを接続する際にはコアノードと基幹網のみとを有線
で接続すればよく、有線回線の敷布コストを削減することが可能となる。また、無線によ
ってノード群が結合されるため、容易にサービスエリアの拡大が可能となる。
As a result, when connecting the node group and the backbone network, it is only necessary to connect the core node and the backbone network only by wire, and it is possible to reduce the cost of laying the wired line. Further, since the node groups are coupled wirelessly, the service area can be easily expanded.
コアノードは中継経路設定パケットを放出する。中継ノードは中継経路設定パケットの
受信によって当該パケットを放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失を推定する。同
時に、当該パケットに含まれるメトリックを参照して、伝搬損失とメトリックとの和によ
って伝搬損失が最小となる中継先基地局を選定する。ここで、メトリックはコアノードか
ら当該中継経路設定パケットを放出したノードまでの合計の伝搬損失を表す。
The core node emits a relay route setting packet. The relay node estimates the propagation loss between the node that has emitted the packet and the node by receiving the relay route setting packet. At the same time, referring to the metric included in the packet, the relay destination base station that minimizes the propagation loss is selected based on the sum of the propagation loss and the metric. Here, the metric represents the total propagation loss from the core node to the node that released the relay route setting packet.
各基地局は上記の作業を自律的に行う。よって、中継経路全体で最小の伝搬損失となる
中継先を選定することが可能となり、セルラーシステムで問題となる干渉に対して頑強な
中継経路を選定することが可能となる。
Each base station autonomously performs the above work. Therefore, it is possible to select a relay destination that has the smallest propagation loss in the entire relay path, and it is possible to select a relay path that is robust against interference that causes a problem in the cellular system.
メトリックとして伝搬損失を用いることで、トラフィックによって大きさが左右される
干渉電力に依存しない安定した中継経路を確保することが可能となる。また、周波数帯が
異なっても一般的に伝搬損失の差は小さいと考えられるため、上下回線で異なる周波数帯
を用いても適切な中継経路を得ることが可能となる。
By using the propagation loss as the metric, it is possible to secure a stable relay path that does not depend on the interference power whose size depends on the traffic. Moreover, since it is generally considered that the difference in propagation loss is small even if the frequency bands are different, it is possible to obtain an appropriate relay path even if different frequency bands are used for the upper and lower lines.
本発明の無線ネットワークは、以下に述べるような構成及び動作とすることで、中継経
路全体で最小の伝搬損失となる経路を選定することができ、干渉に対して頑強な中継経路
を設定することができるという効果が得られる。
The wireless network of the present invention has a configuration and operation as described below, so that it is possible to select a route with the minimum propagation loss in the entire relay route, and to set a relay route that is robust against interference. The effect of being able to be obtained.
また、本発明の他の無線ネットワークは、以下に述べるような構成及び動作とすること
で、より柔軟な経路設定が可能となり、ネットワーク設計者の期待する特徴を持つ経路の
生成が容易になるという効果が得られる。
In addition, the other wireless network of the present invention has a configuration and operation as described below, so that more flexible route setting is possible, and it is easy to generate a route having characteristics expected by the network designer. An effect is obtained.
次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例に
よるセルラーシステムを模式的に示す図である。図1において、107は端末局を表し、
108はセルを表す。コアノード103と有線基幹網101とは有線回線102で接続さ
れ、中継ノード104〜106は無線中継によってコアノード103と接続される。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a cellular system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 107 represents a terminal station,
各中継ノード並びにコアノードには指向性アンテンナが設置される場合があり、この指
向性アンテナは固定的に指向性が設定される場合と、適応的に指向性が設定される場合と
がある。指向性アンテナを設置することによって、周辺ノード並びに端末局へ与える干渉
を抑制し、システム全体で高い回線容量を達成することが可能となる。
Each relay node and core node may be provided with a directional antenna, and the directional antenna may be set with a fixed directivity or adaptively set with a directivity. By installing the directional antenna, it is possible to suppress interference to the peripheral nodes and the terminal station and achieve a high line capacity in the entire system.
図1に表示した他の中継ノードに関しても、中継ノード104〜106の場合と同様に
、無線中継回線でコアノード103と接続される。無線中継回線の中継経路の設定(トリ
ガ)はコアノード103から放出される経路設定パケットがトリガとなって行われる。す
なわち、コアノード103が放出した経路設定パケットを受信した中継ノードは、その受
信した経路設定パケットを契機として、新たに経路設定パケットを他のノードに放出し、
さらにその経路設定パケットを契機として別の中継ノードが経路設定パケットを放出する
という動作が繰り返される。但し、経路設定パケットの送出に関しての詳細については後
述する。
The other relay nodes displayed in FIG. 1 are also connected to the
Furthermore, the operation that another relay node releases the route setting packet is triggered by the route setting packet. However, details regarding transmission of the route setting packet will be described later.
図2は経路設定パケットの構造の一例を示す図である。図2において、経路設定パケッ
トは送信元ノードID(識別情報)A02と、上り中継先ノードIDA03と、メトリッ
クA04と、その他A01とをそれぞれ伝送するためのフィールドからなる。尚、各要素
の配置順は図2に示す例と異なる場合もある。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the structure of a route setting packet. In FIG. 2, the path setting packet includes fields for transmitting a transmission source node ID (identification information) A02, an upstream relay destination node ID A03, a metric A04, and other A01. The arrangement order of the elements may be different from the example shown in FIG.
送信元ノードIDA02は経路設定パケットを放出したノードのID番号を表し、上り
中継先ノードIDA03は経路設定パケットを放出したノードが設定する上り回線の中継
先ノードのIDを表し、その他A01にはパケットの復調に必要なパイロット信号等の制
御信号やシステム情報等のデータ信号が含まれる。メトリックA04は各ノードが中継先
ノードを選定するための指針を与える量を表している。
The transmission source node IDA02 represents the ID number of the node that has emitted the route setting packet, the uplink relay destination node IDA03 represents the ID of the uplink relay destination node set by the node that has emitted the route setting packet, and the other A01 has a packet A control signal such as a pilot signal and a data signal such as system information necessary for demodulating the signal are included. The metric A04 represents an amount that gives a guideline for each node to select a relay destination node.
図3は本発明の一実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一例を
示すフローチャートであり、図4は本発明の一実施例におけるコアノードで実行される経
路設定処理の一例を示すフローチャートである。これら図1〜図4を参照して本発明の一
実施例におけるメトリックA04の更新方法と当該メトリック量による中継先ノード選定
手順とコアノード103での経路設定処理とについてそれぞれ説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a relay route setting process executed at each relay node in one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of a route setting process executed in a core node in one embodiment of the present invention. It is a flowchart to show. The metric A04 update method, the relay node selection procedure based on the metric amount, and the route setting process in the
まず、経路設定パケットの放出はコアノード103によって行われ、コアノード103
より放出された中継経路設定パケットは、不特定の中継ノード104〜106で受信され
る。すなわち、経路設定パケットの放出はブロードキャストで行われる。この時、コアノ
ード103の上り中継先ノードは存在しないので、上り中継先ノードIDA03の内容は
何でもよい。
First, the routing packet is released by the
The relay route setting packet released is received by unspecified relay nodes 104 to 106. That is, the route setting packet is released by broadcasting. At this time, since there is no upstream relay destination node of the
コアノード103によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは0に設
定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、
有線基幹網101上のサーバ(図示せず)から指示を受けた場合等とする。
The metric included in the route setting packet released by the
Assume that an instruction is received from a server (not shown) on the wired backbone network 101.
中継ノード104〜106は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ(図3ステッ
プS1)、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップS1に戻る。中継ノー
ド104〜106では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。中継
ノード104〜106は経路設定パケットの到着を検出すると、当該経路設定パケットに
含まれる上り中継先ノードIDを参照し、当該上り中継先ノードIDが自ノードIDと一
致するかどうかを判定する(図3ステップS8)。
The relay nodes 104 to 106 check whether or not the route setting packet has arrived (step S1 in FIG. 3), and if the route setting packet has not arrived, return to step S1 again. The relay nodes 104 to 106 use carrier sense or the like for detecting the arrival of the route setting packet. When the relay nodes 104 to 106 detect the arrival of the route setup packet, the relay nodes 104 to 106 refer to the uplink relay destination node ID included in the route setup packet and determine whether the uplink relay destination node ID matches the own node ID ( FIG. 3 step S8).
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致すると、当該経路設
定パケットを放出したノードのID、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノ
ードIDが示すノードを中継ノードリストに記録する(図3ステップS9)。
When the node ID matches the own node ID, the relay nodes 104 to 106 record the ID of the node that has emitted the route setting packet, that is, the node indicated by the transmission source node ID included in the route setting packet in the relay node list. (FIG. 3, step S9).
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図7に示すように構
成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリ
ストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードIDはある一定期間
が経過した後に忘却(消去)する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加
された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等に
おいては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含
まれる各中継先ノードIDはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある
。
The relay node list is a table showing the numbers of downstream relay destination nodes, and is configured as shown in FIG. The relay node list is used as a relay destination node list at the time of relaying a downstream data packet, which will be described later. Each relay destination node ID included in the relay node list may be forgotten (erased) after a certain period of time has elapsed. For example, when a new relay node is added in a cell, an existing node moves, or a new building is built in a cell, it is necessary to reconstruct the relay route. In order to cope with this, each relay destination node ID included in the relay node list may be intentionally forgotten after a certain period of time has elapsed.
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致しないと判定すると
、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを放出したノードと自ノードとの
間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノードの固有な番号)とする(図
3ステップS2)。伝搬損失の測定は一般的にパケットを受信した際にその内容とは無関
係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。この伝搬損失の測定を容易にするため
、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合がある。nはノード番号を表しており、
図2に示すように、経路設定パケットに含まれている送信元ノードIDによってノード番
号nは設定される。
When the relay nodes 104 to 106 determine that the node ID does not match the own node ID, the propagation loss Ln (n is a value between the node that emitted the route setting packet and the own node is determined as the propagation loss measured at that time. (The unique number of the transmission source node of the route setting packet) (step S2 in FIG. 3). The measurement of propagation loss is generally performed regardless of the contents when a packet is received, and the received power of the packet is utilized. In order to facilitate the measurement of this propagation loss, the transmission power of the route setup packet may be fixed. n represents the node number,
As shown in FIG. 2, the node number n is set by the source node ID included in the route setting packet.
中継ノード104〜106は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックMr
,nを読取る(図3ステップS3)。ここで、メトリックMr,nは設定された経路にお
ける伝搬損失の合計を表し、その設定された経路とは受信した経路設定パケットの送信元
ノードからコアノードに至る経路を指している。
The relay nodes 104 to 106 use the metric Mr included in the received route setup packet.
, N are read (step S3 in FIG. 3). Here, the metric Mr, n represents the total propagation loss in the set route, and the set route indicates a route from the transmission source node of the received route setting packet to the core node.
中継ノード104〜106はステップS2において測定した伝搬損失Ln並びにメトリ
ックMr,nから更新メトリックMnを設定する。ここで、更新メトリックMnは伝搬損
失LnとメトリックMr,nとの和で与えられる。中継ノード104〜106は上記の処
理で計算した更新メトリックMnを保存する(図3ステップS4)。但し、保存された更
新メトリックのうち、ある期間を超過した更新メトリックは忘却(消去)する場合がある
。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加された場合や既設のノードが移動した場合、
セル内に新たな建築物が建てられた場合等においては、中継経路の再構築が必要であり、
これに対処するために中継ノードリストに含まれる各中継先ノードIDはある一定期間が
経過した後に意図的に忘却させることもある。
The relay nodes 104 to 106 set the updated metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n measured in step S2. Here, the update metric Mn is given by the sum of the propagation loss Ln and the metric Mr, n. The relay nodes 104 to 106 store the updated metric Mn calculated by the above processing (step S4 in FIG. 3). However, an update metric that exceeds a certain period among stored update metrics may be forgotten (erased). For example, when a new relay node is added in a cell or an existing node moves,
When a new building is built in the cell, it is necessary to reconstruct the relay route.
In order to cope with this, each relay destination node ID included in the relay node list may be intentionally forgotten after a certain period.
また、保存されたメトリックは常に最新のものとする。すなわち、経路設定パケットの
送信元であるノードnに対する更新メトリックが過去に保存されている場合、ステップS
4において求められる新たな更新メトリックによって、その過去のメトリックが書換えら
れる。
The stored metric is always the latest. That is, when the update metric for the node n which is the transmission source of the route setting packet has been stored in the past, the step S
The new update metric obtained in step 4 rewrites the past metric.
中継ノード104〜106は当該更新メトリックMnと過去に受信した経路設定パケッ
トに対応する更新メトリックとを比較し、今回新たに得られた更新メトリックMnが最小
でなければ(図3ステップS5)、ステップS1へ戻って新たな経路設定パケットの送信
を行わない。
The relay nodes 104 to 106 compare the update metric Mn with the update metric corresponding to the path setting packet received in the past, and if the newly obtained update metric Mn is not the smallest (step S5 in FIG. 3), step Returning to S1, no new route setting packet is transmitted.
中継ノード104〜106は今回新たに得られた更新メトリックMnが最小であるなら
ば(図3ステップS5)、メトリックA04に入れる送信メトリックMに更新メトリック
Mnを設定し、かつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノードIDが示すノードを上
り回線の中継先ノードとして登録する(図3ステップS6)。このように、上りの中継先
ノードは各ノードで1つだけである。
If the update metric Mn newly obtained this time is minimum (step S5 in FIG. 3), the relay nodes 104 to 106 set the update metric Mn in the transmission metric M to be entered in the metric A04, and the route setting packet that has currently arrived. Is registered as an uplink relay node (step S6 in FIG. 3). Thus, there is only one upstream relay destination node at each node.
中継ノード104〜106は上記の設定した送信メトリックMをメトリックとして設定
し、その他の図2に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する(図
3ステップS7)。
The relay nodes 104 to 106 set the set transmission metric M as a metric, and transmit a route setting packet including necessary information in other items shown in FIG. 2 (step S7 in FIG. 3).
尚、各中継ノード104〜106では経路設定パケットの受信の際に、正確さを期すた
めに、受信応答信号を返送するようにしてもよい。経路設定パケットは不特定のノードへ
向けた制御パケットであるがゆえに、各中継ノード104〜106が経路設定パケットを
送信した後には複数のノードから受信応答信号を受ける場合がある。中継ノード104〜
106が経路設定パケットを送信の後に、全く受信応答信号の返答を受けなかった場合に
は当該経路設定パケットの再送を行う。
Each relay node 104 to 106 may return a reception response signal for the sake of accuracy when receiving the route setting packet. Since the route setting packet is a control packet directed to an unspecified node, the relay nodes 104 to 106 may receive reception response signals from a plurality of nodes after transmitting the route setting packet. Relay node 104 ~
If the response of the reception response signal is not received at all after 106 transmits the route setting packet, the route setting packet is retransmitted.
一方、コアノード103は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ(図4ステップ
S11)、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップS11に戻る。コアノ
ード103でも経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用いる。コアノード
103は経路設定パケットの到着を検出すると、当該経路設定パケットに含まれる上り中
継先ノードIDを参照し、当該上り中継先ノードIDが自ノードIDと一致するかどうか
を判定する(図4ステップS12)。
On the other hand, the
コアノード103は当該ノードIDが自ノードIDと一致すると、当該経路設定パケッ
トを放出したノードのID、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノードID
が示すノードを中継ノードリストに記録する(図4ステップS13)。この中継ノードリ
ストは中継ノード104〜106が持つものと同じ機能を有している。つまり、中継ノー
ドリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、当該リストに含まれる各中継先
ノードIDはある一定期間が経過した後に忘却(消去)される可能性がある。以上の処理
によって、経路が設定される。
When the node ID matches the own node ID, the
Is recorded in the relay node list (step S13 in FIG. 4). This relay node list has the same function as that of the relay nodes 104 to 106. That is, the relay node list is a table showing the numbers of downstream relay destination nodes, and each relay destination node ID included in the list may be forgotten (erased) after a certain period of time has passed. The route is set by the above processing.
次に、データパケットの中継伝送について説明する。図5は上りデータパケットの構造
の一例を示す図である。図5において、上りデータパケットは中継先ノードIDB02と
、中継元ノードIDB03と、送信元端末IDB04と、データB05と、その他B01
とをそれぞれ伝送するためのフィールドからなる。
Next, relay transmission of data packets will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the structure of the uplink data packet. In FIG. 5, an uplink data packet includes a relay destination node IDB02, a relay source node IDB03, a transmission source terminal IDB04, data B05, and other B01.
Are each made up of fields for transmitting.
中継元ノードIDB03には上りデータパケットを送信した中継ノードのIDが設定さ
れる。端末が新たな上りデータパケットを送信する場合には、中継元ノードIDB03に
はノードID以外の新たな上りデータパケットである状態を意味する特別な情報を伝送す
る。
The relay node IDB03 is set with the ID of the relay node that transmitted the uplink data packet. When the terminal transmits a new uplink data packet, special information indicating a state of a new uplink data packet other than the node ID is transmitted to the relay source node IDB03.
その他B01は復調のためのパイロット信号や上下回線を識別する識別信号、並びにデ
ータパケットのID番号等の制御情報が含まれる。尚、図5に示す各構成要素の順序は異
なる場合もある。
In addition, B01 includes a pilot signal for demodulation, an identification signal for identifying upper and lower lines, and control information such as an ID number of the data packet. Note that the order of the components shown in FIG. 5 may be different.
図6は上り回線のデータパケットの伝送処理の一例を示すフローチャートである。これ
ら図5及び図6を参照して、本発明の一実施例における上下回線のデータパケットの中継
伝送方法について説明する。まず、本発明の一実施例における各基地局で実行される上り
回線の中継伝送方法の一例について説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of transmission processing of uplink data packets. With reference to FIG. 5 and FIG. 6, a method for relay transmission of uplink and downlink data packets in an embodiment of the present invention will be described. First, an example of an uplink relay transmission method executed in each base station in an embodiment of the present invention will be described.
上りデータパケットは中継ノード104〜106を経由してコアノード103へと伝送
される。中継ノード104〜106は上りデータパケットの到着を検出する(図6ステッ
プS21)。ここで、データパケットの検出にはキャリアセンス等を用い、上り回線であ
るか否かの判定は、図5に示す上りデータパケットに含まれる制御情報によって行う。
The uplink data packet is transmitted to the
また、複数のノードが同一の端末からのデータパケットを中継する際に、1つのノード
に同一内容を有するデータパケットが複数の送信元ノードから受信される場合があり、こ
の場合には最も受信品質の高い上りデータパケットのみを選択するか、合成受信するか等
の方法を用いてデータパケットのデータ部分の復調を行う。
In addition, when a plurality of nodes relay data packets from the same terminal, data packets having the same contents in one node may be received from a plurality of transmission source nodes. The data portion of the data packet is demodulated using a method such as selecting only an uplink data packet having a high value or combining reception.
中継ノード104〜106は上りデータパケットの到着を検出しなければ、再びステッ
プS11を実行する。また、中継ノード104〜106は上りデータパケットの到着を検
出すると、到着した上りデータパケットが中継途中のデータパケットなのか、あるいは端
末局107から新たに発せられたデータパケットであるのかの判定を行う(図6ステップ
S22)。
If the relay nodes 104 to 106 do not detect the arrival of the uplink data packet, the relay nodes 104 to 106 execute step S11 again. Further, when the relay nodes 104 to 106 detect the arrival of the uplink data packet, the relay nodes 104 to 106 determine whether the arrived uplink data packet is a data packet being relayed or a data packet newly issued from the
ここで、中継ノード104〜106は中継途中のデータパケットであるか否かの判定を
行う際に当該上りデータパケットに含まれる中継元ノードIDB03を調べる。例えば、
中継元ノードIDB03が端末独自のIDを示している場合、それは新たな上りデータパ
ケットであると判定する。
Here, the relay nodes 104 to 106 check the relay source node IDB03 included in the uplink data packet when determining whether the data packet is being relayed. For example,
When the relay source node IDB03 indicates an ID unique to the terminal, it is determined that it is a new uplink data packet.
中継ノード104〜106は中継途中(新たな上りデータパケット以外)のデータパケ
ットであると判定すると、当該データパケットに含まれている中継先ノードIDB02を
調べ、自ノードのIDを示していなければ(図6ステップS23)、ステップS21へ戻
る。
If the relay nodes 104 to 106 determine that the data packet is in the middle of relay (other than a new uplink data packet), the relay node 104 checks the relay destination node IDB02 included in the data packet and does not indicate its own node ID ( Step S23 in FIG. 6 returns to step S21.
中継ノード104〜106は自ノードのIDを示していれば(図6ステップS23)、
中継元ノードIDB03を中継ノードリストに記録する(図6ステップS24)。中継ノ
ードリストの一例を図7に示す。
If the relay nodes 104 to 106 indicate their node IDs (step S23 in FIG. 6),
The relay source node IDB03 is recorded in the relay node list (step S24 in FIG. 6). An example of the relay node list is shown in FIG.
中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリストとして活
用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードIDB02はある一定期間が経過
した後に忘却する場合がある。中継ノードから上りデータパケットを受信しないノードに
おいては中継ノードリストは空となる。
The relay node list is used as a relay destination node list at the time of relaying a downstream data packet, which will be described later. Each relay destination node IDB02 included in the relay node list may be forgotten after a certain period of time has passed. In a node that does not receive an uplink data packet from a relay node, the relay node list is empty.
中継ノード104〜106は中継元ノードIDB03を中継ノードリストに記録した後
、データパケットの中継伝送を上述した中継経路設定処理において設定された上り中継先
ノードに向けて中継伝送し(図6ステップS25)、中継伝送の後、ステップS21へ戻
る。
The relay nodes 104 to 106 record the relay source node IDB03 in the relay node list, and then relay transmit the data packet to the upstream relay destination node set in the above-described relay route setting process (step S25 in FIG. 6). ) After relay transmission, the process returns to step S21.
上りのデータパケットを伝送する際には、当該データパケットが中継ノードもしくは中
継先ノードにおいて一定の受信電力、もしくは一定の受信品質となるように当該データパ
ケットの送信電力を制御する場合がある。
When an uplink data packet is transmitted, the transmission power of the data packet may be controlled so that the data packet has a constant reception power or a constant reception quality at the relay node or the relay destination node.
また、中継ノード104〜106はステップS22において、到着した上りデータパケ
ットが中継途中ではなく、新たに端末局107から発せられたと判定すると(図6ステッ
プS22)、中継先ノードに向けて当該データパケットの伝送を行う(図6ステップS2
5)。尚、図6中に示す上りデータパケット伝送時の中継ノードリストへの記録行為は上
述した中継経路設定パケット伝送時にも設定が行われるので、処理負荷を軽減させるため
等の理由によって、上りデータパケット伝送時には実施しない場合もある。
If the relay nodes 104 to 106 determine in step S22 that the incoming uplink data packet is not being relayed but is newly issued from the terminal station 107 (step S22 in FIG. 6), the data packet is directed toward the relay destination node. Is transmitted (step S2 in FIG. 6).
5). The recording action in the relay node list at the time of uplink data packet transmission shown in FIG. 6 is also set at the time of transmission of the above-described relay route setting packet, so that the uplink data packet is reduced for reasons such as to reduce the processing load. It may not be performed during transmission.
コアノードにおける上りデータパケットの中継伝送は、図6に示す中継ノードにおける
方法とステップS25のみが異なる。コアノードでは上りデータパケットを、中継先ノー
ドに向けて中継伝送する代わりに、有線基幹網に向けて送信する。
The relay transmission of the uplink data packet in the core node is different from the method in the relay node shown in FIG. 6 only in step S25. The core node transmits the uplink data packet toward the wired backbone network instead of relaying it toward the relay destination node.
図8は下りデータパケットのデータ構造を示す図である。図8において、下りデータパ
ケットは中継先ノードIDC02と、中継元ノードIDC03と、送信先端末IDC04
と、データC05と、その他C01とをそれぞれ伝送するフィールドからなる。
FIG. 8 shows the data structure of the downlink data packet. In FIG. 8, the downlink data packet includes a relay destination node IDC02, a relay source node IDC03, and a transmission destination terminal IDC04.
And data C05 and other fields for transmitting C01.
中継元ノードIDC03には下りデータパケットを送出したコアノード103もしくは
中継ノード104〜106のIDが設定される。複数の中継先ノードがある場合には、中
継先ノードIDC02も複数個用意される。また、中継先ノードIDC02は個別のノー
ドIDを示すばかりでなく、中継ノードリストに含まれる全てのノードを示す専用のID
も設定可能である。その他C01は復調のためのパイロット信号や上下回線の識別信号、
並びにパケットID番号等の制御情報が含まれる。尚、図8に示す各構成要素の順序は異
なる場合もある。
In the relay source node IDC03, the ID of the
Can also be set. In addition, C01 is a pilot signal for demodulation and an identification signal for upper and lower lines,
In addition, control information such as a packet ID number is included. In addition, the order of each component shown in FIG. 8 may differ.
図9は本発明の一実施例における下りデータパケット中継伝送処理の一例を示すフロー
チャートである。これら図8及び図9を用いて本発明の一実施例における下りデータパケ
ット中継伝送処理の一例について説明する。尚、図9に示す処理は各中継ノード104〜
106において実施される。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of downlink data packet relay transmission processing in one embodiment of the present invention. An example of downlink data packet relay transmission processing in one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the processing shown in FIG.
Implemented at 106.
中継ノード104〜106は下りデータパケットの到着を監視し、下りデータパケット
が新たに到着しなければ(図9ステップS31)、ステップS31へ戻る。下りデータパ
ケットの到着の検出はキャリアセンス等によって実施される。
The relay nodes 104 to 106 monitor the arrival of the downlink data packet. If no downlink data packet arrives (step S31 in FIG. 9), the process returns to step S31. Detection of the arrival of the downlink data packet is performed by carrier sense or the like.
中継ノード104〜106は下りデータパケットが新たに到着すれば(図9ステップS
31)、下りデータパケットに含まれる中継先ノードIDを読取り、当該中継先ノードI
Dが自ノードのIDと一致しなければ(図9ステップS32)、ステップS31へ戻り、
当該受信データパケットの中継伝送を行わない。
The relay nodes 104 to 106 receive a new downlink data packet (step S in FIG. 9).
31) The relay destination node ID included in the downlink data packet is read, and the relay destination node I
If D does not match the ID of the own node (step S32 in FIG. 9), the process returns to step S31,
The relay transmission of the received data packet is not performed.
中継ノード104〜106は当該中継先ノードIDが自ノードのIDと一致すれば(図
9ステップS32)、上述した上りデータパケットの中継伝送時に作成した中継ノードリ
ストを参照し、当該中継ノードリストに含まれている一部もしくは全てのノードを選び出
し、データパケットの中継先のノードとして設定する(図9ステップS33)。
If the relay destination node ID matches the ID of its own node (step S32 in FIG. 9), the relay nodes 104 to 106 refer to the relay node list created at the time of relay transmission of the uplink data packet described above, and enter the relay node list. Some or all of the included nodes are selected and set as data packet relay destination nodes (step S33 in FIG. 9).
全てのノードを設定する場合にはそれ専用の特別な識別番号を送信先端末IDC04と
して設定する。中継ノード104〜106は中継先ノードの設定の後、データパケットの
中継伝送を行う(図9ステップS34)。
When setting all the nodes, a special identification number dedicated to the node is set as the transmission destination terminal IDC04. The relay nodes 104 to 106 perform relay transmission of the data packet after setting the relay destination node (step S34 in FIG. 9).
下りのデータパケットを伝送する際には、当該データパケットが中継先ノードもしくは
端末局において一定の受信電力、もしくは一定の受信品質となるように当該データパケッ
トの送信電力を制御する場合がある。
When transmitting a downlink data packet, there is a case where the transmission power of the data packet is controlled so that the data packet has a constant reception power or a constant reception quality at the relay destination node or the terminal station.
コアノードにおける下りデータパケットの中継伝送は、図9に示す中継ノードにおける
方法と同一である。
The relay transmission of the downlink data packet in the core node is the same as the method in the relay node shown in FIG.
図10は本発明の一実施例における端末局107の受信動作の一例を示すフローチャー
トである。この図10を参照して本発明の一実施例における端末局107の受信動作の一
例について説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the reception operation of the
端末局107は下りデータパケットの到着の検出をキャリアセンス等によって行い、デ
ータパケットの到着を検出しなければ(図10ステップS41)、ステップS41へ戻る
。端末局107はデータパケットの到着を検出すれば(図10ステップS41)、図8に
示す下りデータパケットに含まれる送信先端末IDを読取り、当該送信先端末IDが自端
末のIDと一致しなければ(図10ステップS42)、ステップS41へ戻る。
The
端末局107は当該送信先端末IDが自端末のIDと一致すれば(図10ステップS4
2)、当該データパケットに含まれるデータの受信処理を行い(図10ステップS43)
、ステップS41へ戻る。
If the destination terminal ID matches the ID of its own terminal, the terminal station 107 (step S4 in FIG. 10).
2) The data included in the data packet is received (step S43 in FIG. 10).
Return to step S41.
図11及び図12は本発明の一実施例による中継経路設定によって設定された中継経路
の一例を示す図である。図11はコアノードが1の場合に本発明の一実施例による中継経
路設定方法によって得られた中継経路の一例を示す図である。図11において、太点20
1はコアノードを、202,204,205等の細点は中継ノードを示しており、203
は中継経路を示している。202では下りの中継先が存在せず、当該中継ノードの中継ノ
ードリストは空の状態となる。
11 and 12 are diagrams showing an example of the relay route set by the relay route setting according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a relay route obtained by the relay route setting method according to an embodiment of the present invention when the core node is 1. In FIG.
1 indicates a core node, 202, 204, 205, etc., indicate relay nodes.
Indicates a relay route. In 202, there is no downstream relay destination, and the relay node list of the relay node is empty.
図12は本発明の一実施例による中継経路設定方法と最小ホップ数中継方法とを行った
場合の中継経路の様子を模式的に示す図である。図12において、301は有線基幹網を
、302,303,304はコアノードが守備するセルを、309及び符号を付していな
い楕円形状はコアノード以外が守備するセルを表している。310,311,312はコ
アノードと有線基幹網301とを結ぶ有線回線を表す。
FIG. 12 is a diagram schematically showing the state of the relay route when the relay route setting method and the minimum hop count relay method according to one embodiment of the present invention are performed. In FIG. 12, 301 is a wired backbone network, 302, 303, and 304 are cells that are protected by a core node, and 309 and an ellipse shape that is not labeled are cells that are protected by other than the core node.
本発明の一実施例による中継経路設定方法によって得られる中継経路の一例を、無線中
継回線として307,305、306に示す。また、比較のため、最小ホップ数中継、す
なわち最小数の中継ノードでの中継が行われた場合の無線中継回線の一例を308に示し
ている。
Examples of the relay route obtained by the relay route setting method according to the embodiment of the present invention are shown as
本発明の一実施例による中継経路設定方法を用いると、中継経路全体で最小の伝搬損失
となる経路を選定することが可能となり、セルラーシステムで問題となる干渉に対して頑
強な中継経路を設定することが可能となる。
By using the relay route setting method according to an embodiment of the present invention, it is possible to select a route with the smallest propagation loss in the entire relay route, and to set a relay route that is robust against interference that causes problems in the cellular system. It becomes possible to do.
一方、図12に示す最小ホップ数伝送の場合、中継局数は本発明の一実施例による経路
設定方法に比べて少ないが、しかしながら、中継経路全体でみた場合の合計伝搬損失が本
発明の一実施例のそれに比較して高くなるため、無線中継経路全体の信頼性は低い。本発
明の一実施例による中継伝送方法では信頼性の高い無線中継伝送経路を確保することが可
能となり、最小ホップ数伝送に比較して高いスループットの達成が可能となる。
On the other hand, in the case of the minimum hop count transmission shown in FIG. 12, the number of relay stations is smaller than that of the route setting method according to an embodiment of the present invention. However, the total propagation loss when viewed over the entire relay route is one of the present invention. Since it becomes higher than that of the embodiment, the reliability of the entire wireless relay path is low. In the relay transmission method according to an embodiment of the present invention, it is possible to secure a highly reliable wireless relay transmission path, and it is possible to achieve a higher throughput than the minimum hop number transmission.
下り回線においては上りのパケット中継の際に形成した中継元ノード及び中継先ノード
の関係を活用し、上りで中継元ノードであったノードを中継先ノードとして選定する。
In the downlink, the node that was the relay source node in the uplink is selected as the relay destination node by utilizing the relationship between the relay source node and the relay destination node formed at the time of uplink packet relay.
メトリックとして伝搬損失を用いることで、トラフィックによって大きさが左右される
干渉電力に依存しない安定した中継経路を確保することが可能となる。また、周波数帯が
異なっても一般的に伝搬損失の差は小さいと考えられるため、上下回線で異なる周波数帯
を用いても適切な中継経路を得ることが可能となる。
By using the propagation loss as the metric, it is possible to secure a stable relay path that does not depend on the interference power whose size depends on the traffic. Moreover, since it is generally considered that the difference in propagation loss is small even if the frequency bands are different, it is possible to obtain an appropriate relay path even if different frequency bands are used for the upper and lower lines.
コアノードだけを基幹網と有線で接続すれば、他のノード群と基幹網との接続が自動的
に無線によって確保されるため、有線回線の敷布コストを削減することができる。また、
無線によってノード群が結合されるため、容易にサービスエリアの拡大が可能となる。さ
らに、各ノードが有線で縛られないために、ノード再配置が容易であるという特徴を有す
る。
If only the core node is connected to the backbone network by wire, the connection between the other nodes and the backbone network is automatically secured by radio, so that the cost of laying the wired line can be reduced. Also,
Since the node groups are coupled by radio, the service area can be easily expanded. Furthermore, since each node is not tied with a wire, it has the characteristic that node rearrangement is easy.
同一コアノード配下のノード間を端末が移動する際には、有線基幹網内に設置された移
動制御局等の指示を仰ぐ必要がないために、高速なハンドオーバが可能となる。
When a terminal moves between nodes under the same core node, it is not necessary to ask for an instruction from a mobile control station or the like installed in the wired backbone network, so high-speed handover is possible.
図11に示す例から明らかなように、端末が放出した上りデータパケットが複数のノー
ドで受信されると、複数の中継経路を経由して同一の上りデータパケットが中継伝送され
ることになる。図11に示す例から、当該上りデータパケット中継においては、中継途中
のあるノードにおいて必ず中継経路が合流するため、当該ノードにおいてデータパケット
受信時に良好な品質を有するものを選択するか、もしくは同一上りデータパケットを合成
して復調することによって、ダイバーシチの効果を得ることが可能となる。
As is clear from the example shown in FIG. 11, when the uplink data packet released by the terminal is received by a plurality of nodes, the same uplink data packet is relayed and transmitted via a plurality of relay paths. From the example shown in FIG. 11, in the uplink data packet relay, the relay route always joins at a certain node in the middle of the relay. Therefore, the node having a good quality at the time of data packet reception is selected or the same uplink data packet is selected. By combining and demodulating the data packets, it is possible to obtain a diversity effect.
本発明の一実施例が前提とするセルラーシステムでは、中継経路の上り回線の終点ノー
ド並びに下り回線の始点ノードはともにコアノードとなるため、中継ノードが終点ノード
や始点ノードとなる場合があるアドホックネットワーク等での経路設定に比べて、中継ノ
ードリストに要するメモリ量や経路設定法そのものの複雑さを軽減することができる。
In the cellular system on which the embodiment of the present invention is premised, the uplink end point node of the relay route and the start point node of the downlink are both core nodes, so the ad hoc network may be the end point node or the start point node. Compared with the route setting in the above, the amount of memory required for the relay node list and the complexity of the route setting method itself can be reduced.
図13は本発明の他の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一
例を示すフローチャートである。本発明の他の実施例は図1に示す本発明の一実施例によ
るセルラーシステムと同様の構成となっており、その動作に使用する経路設定パケットの
構造も図2に示す本発明の一実施例による経路設定パケットの構造と同様となっている。
これら図1と図2と図13とを参照して本発明の他の実施例におけるメトリックA04の
更新方法並びに当該量による中継先ノード選定手順について説明する。
FIG. 13 is a flowchart showing an example of a relay route setting process executed in each relay node according to another embodiment of the present invention. The other embodiment of the present invention has the same configuration as that of the cellular system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and the structure of the routing packet used for the operation is also shown in FIG. It has the same structure as the route setting packet according to the example.
With reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 13, the updating method of the metric A04 and the relay destination node selection procedure based on the amount in another embodiment of the present invention will be described.
経路設定パケットの放出はコアノード103によって行われ、コアノード103より放
出された中継経路設定パケットは、後述する方法によって不特定の中継ノード104〜1
06へと中継される。
The route setting packet is released by the
Relayed to 06.
コアノード103によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは0に設
定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、
有線基幹網101上のサーバから指示を受けた場合等とする。
The metric included in the route setting packet released by the
Assume that an instruction is received from a server on the wired backbone network 101.
まず、中継ノード104〜106は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ(図1
3ステップS51)、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップS51に戻
る。
First, the relay nodes 104 to 106 check whether a route setting packet has arrived (FIG. 1).
3 Step S51) If the route setting packet has not arrived, the process returns to Step S51 again.
中継ノード104〜106では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用
いる。中継ノード104〜106は経路設定パケットの到着を検出すると(図13ステッ
プS51)、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードIDを参照し、当該上り
中継先ノードIDが自ノードIDと一致するかどうかを判定する(図13ステップS60
)。
The relay nodes 104 to 106 use carrier sense or the like for detecting the arrival of the route setting packet. When the relay nodes 104 to 106 detect the arrival of the route setting packet (step S51 in FIG. 13), the uplink relay destination node ID included in the route setting packet is referred to, and the uplink relay destination node ID matches the own node ID. (Step S60 in FIG. 13)
).
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致すると、当該経路設
定パケットを放出したノードのID、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノ
ードIDが示すノードを中継ノードリストに記録する(図13ステップS61)。
When the node ID matches the own node ID, the relay nodes 104 to 106 record the ID of the node that has emitted the route setting packet, that is, the node indicated by the transmission source node ID included in the route setting packet in the relay node list. (FIG. 13, step S61).
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図7に示すように構
成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリ
ストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードIDはある一定期間
が経過した後に忘却(消去)する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加
された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等に
おいては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含
まれる各中継先ノードIDはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある
。
The relay node list is a table showing the numbers of downstream relay destination nodes, and is configured as shown in FIG. The relay node list is used as a relay destination node list at the time of relaying a downstream data packet, which will be described later. Each relay destination node ID included in the relay node list may be forgotten (erased) after a certain period of time has elapsed. For example, when a new relay node is added in a cell, an existing node moves, or a new building is built in a cell, it is necessary to reconstruct the relay route. In order to cope with this, each relay destination node ID included in the relay node list may be intentionally forgotten after a certain period of time has elapsed.
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致しないと判定すると
、次のステップへ進むと同時に、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを
放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノ
ードの固有な番号)とする(図13ステップS52)。伝搬損失の測定は一般的にパケッ
トを受信した際にその内容とは無関係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。こ
の伝搬損失の測定を容易にするため、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合があ
る。nはノード番号を表しており、図2に示すように、経路設定パケットに含まれている
送信元ノードIDによってノード番号nは設定される。
If the relay nodes 104 to 106 determine that the node ID does not match the own node ID, the relay node 104 to 106 proceeds to the next step, and at the same time, determines the propagation loss measured at that time between the node that released the route setting packet and the own node. (N is a unique number of the transmission source node of the route setting packet) (step S52 in FIG. 13). The measurement of propagation loss is generally performed regardless of the contents when a packet is received, and the received power of the packet is utilized. In order to facilitate the measurement of this propagation loss, the transmission power of the route setup packet may be fixed. n represents a node number. As shown in FIG. 2, the node number n is set by the transmission source node ID included in the route setting packet.
中継ノード104〜106は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックMr
,nを読取る(図13ステップS53)。ここで、メトリックMr,nは設定された経路
における伝搬損失の合計を表し、その設定された経路とは受信した経路設定パケットの送
信元ノードからコアノードに至る経路を指している。
The relay nodes 104 to 106 use the metric Mr included in the received route setup packet.
, N are read (step S53 in FIG. 13). Here, the metric Mr, n represents the total propagation loss in the set route, and the set route indicates a route from the transmission source node of the received route setting packet to the core node.
中継ノード104〜106はステップS2において測定した伝搬損失Ln並びにメトリ
ックMr,nから更新メトリックMnを設定する。ここで、更新メトリックMnは伝搬損
失LnとメトリックMr,nとの和で与えられる。中継ノード104〜106は上記の処
理で計算した更新メトリックMnを保存する(図13ステップS54)。
The relay nodes 104 to 106 set the updated metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n measured in step S2. Here, the update metric Mn is given by the sum of the propagation loss Ln and the metric Mr, n. The relay nodes 104 to 106 store the updated metric Mn calculated by the above processing (step S54 in FIG. 13).
更新メトリックMnを設定した後、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノ
ードIDが現在の上り中継先ノードIDと一致すれば(図13ステップS55)、保存し
ている更新メトリックをすべて忘却した後(図13ステップS56)、メトリックA04
に入れる送信メトリックMを更新メトリックMnに設定し、かつ現在到着した経路設定パ
ケットの送信元ノードIDが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する(図1
3ステップS58)。このように、上りの中継先ノードは各ノードで1つだけである。
After setting the update metric Mn, if the transmission source node ID included in the route setting packet received this time matches the current uplink relay destination node ID (step S55 in FIG. 13), all the stored update metrics are forgotten. After (step S56 in FIG. 13), metric A04
Is set as the update metric Mn, and the node indicated by the transmission source node ID of the currently arrived route setup packet is registered as an uplink relay destination node (FIG. 1).
3 step S58). Thus, there is only one upstream relay destination node at each node.
中継ノード104〜106は上記の設定した送信メトリックMをメトリックとして設定
し、その他の図2に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する(図
13ステップS59)。
The relay nodes 104 to 106 set the set transmission metric M as a metric, and transmit a route setting packet including necessary information in the other items shown in FIG. 2 (step S59 in FIG. 13).
また、今回受信した経路設定パケットに含まれる送信元ノードIDが現在の上り中継先
ノードIDと一致しなければ(図13ステップS55)、過去に受信した経路設定パケッ
トに対応する更新メトリックと今回新たに得られた更新メトリックMnとを比較する(図
13ステップS57)。
If the transmission source node ID included in the route setting packet received this time does not match the current uplink relay destination node ID (step S55 in FIG. 13), the update metric corresponding to the route setting packet received in the past and the new this time The obtained update metric Mn is compared (step S57 in FIG. 13).
当該更新メトリックMnが最小であるならば、メトリックA04に入れる送信メトリッ
クMを更新メトリックMnに設定し、かつ現在到着した経路設定パケットの送信元ノード
IDが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する(図13ステップS58)。
このように、上りの中継先ノードは各ノードで1つだけである。
If the update metric Mn is the minimum, the transmission metric M to be included in the metric A04 is set to the update metric Mn, and the node indicated by the transmission source node ID of the currently arrived route setting packet is registered as an uplink relay node. (Step S58 in FIG. 13).
Thus, there is only one upstream relay destination node at each node.
中継ノード104〜106は上記の設定した送信メトリックMをメトリックとして設定
し、その他の図2に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する(図
13ステップS59)。尚、上記の更新メトリックMnが最小でなければ、ステップS5
1へ戻る。
The relay nodes 104 to 106 set the set transmission metric M as a metric, and transmit a route setting packet including necessary information in the other items shown in FIG. 2 (step S59 in FIG. 13). If the update metric Mn is not minimum, step S5 is performed.
Return to 1.
各ノードにおいて保存された更新メトリック並びに中継ノードリストに含まれる中継先
ノードIDを忘却することによって、ノード間伝搬損失の変動もしくは中継ノードの追加
・削除等によって中経経路の変更が必要となった場合にも、中継経路の再構築が可能とな
る。
By forgetting the update metric stored in each node and the relay destination node ID included in the relay node list, it is necessary to change the middle path due to fluctuations in inter-node propagation loss or addition / deletion of relay nodes. Even in this case, the relay route can be reconstructed.
また、中継ノードにおいて、現在の上り中継先ノードから放出された経路設定パケット
を受信した場合については、保存している過去に受信した経路設定パケットに対応する更
新メトリックをすべて忘却し、当該経路設定パケットに含まれるメトリックから計算され
た新たな更新メトリックを新たなメトリックとして経路設定パケットを放出して経路設定
の更新を促すことで、現在の中継経路の伝搬損失が変更した場合にも対応することが可能
となる。
In addition, when the relay node receives a route setup packet released from the current upstream relay destination node, it forgets all the update metrics corresponding to the stored route setup packet received in the past, and By responding to changes in the propagation loss of the current relay route by releasing the route setting packet using the new update metric calculated from the metric included in the packet as a new metric, and prompting the route setting to be updated. Is possible.
本発明の他の実施例が前提とするセルラーシステムでは、中継ノードがインフラとして
固定的に配備されるため、移動する端末が中継局を兼務するアドホックネットワークに比
べて、より安定した通信を行うことができる。また、本発明では中継経路の上り回線の終
点ノード並びに下り回線の始点ノードはともにコアノードとなるため、中継ノードが終点
ノードや始点ノードとなる場合があるアドホックネットワーク等での経路設定に比べて、
中継ノードリストに要するメモリ量や経路設定法そのものの複雑さを軽減することができ
る。
In the cellular system on which other embodiments of the present invention are premised, relay nodes are fixedly installed as infrastructure, so that mobile terminals perform more stable communication than an ad hoc network also serving as a relay station. Can do. Also, in the present invention, the uplink end point node and the downlink start point node of the relay route are both core nodes, so compared to the route setting in an ad hoc network or the like where the relay node may be the end point node or the start point node,
It is possible to reduce the amount of memory required for the relay node list and the complexity of the route setting method itself.
上りデータパケットもしくは下りデータパケットの送信電力を制御することによって周
辺ノード、周辺端末局へ与える干渉を抑制することが可能となり、その結果、システム全
体の回線容量を向上させることが可能となる。
By controlling the transmission power of uplink data packets or downlink data packets, it is possible to suppress interference to peripheral nodes and peripheral terminal stations, and as a result, it is possible to improve the line capacity of the entire system.
本発明の無線ネットワークでは、コアノードと中継ノードとの間、あるいは中継ノード
間同士で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、コアノードと端末局との間、あ
るいは中継ノードと端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とは
同一であってもよいし、異なっていてもよい。半固定的に配置されるコアノードや中継ノ
ード間の伝送には比較的、周波数資源に余裕があり、直進性の高い、例えば準ミリ波やミ
リ波帯等を使用し、移動する端末局とコアノードとの間や中継ノード間の伝送にはマイク
ロ波帯等の周波数帯を使用し、大容量の中継伝送を可能としつつ、見通し外通信可能なア
クセス伝送を提供することができる。
In the wireless network of the present invention, the radio frequency band used in relay transmission performed between the core node and the relay node or between the relay nodes, and between the core node and the terminal station, or between the relay node and the terminal station. The radio frequency band used in the access transmission performed between them may be the same or different. Transmission between core nodes and relay nodes placed semi-fixedly has relatively high frequency resources and high straightness, for example, using quasi-millimeter waves and millimeter-wave bands, and mobile terminal stations and core nodes A frequency band such as a microwave band is used for transmission between and between relay nodes, and access transmission capable of non-line-of-sight communication can be provided while enabling large-capacity relay transmission.
これまで述べてきた実施例では、中継伝送及びアクセス伝送に電波を用いて通信するこ
とを前提としているが、電波の代わりに赤外線や光等を用いて通信することも可能である
。
In the embodiments described so far, it is assumed that communication is performed using radio waves for relay transmission and access transmission, but it is also possible to perform communication using infrared rays, light, or the like instead of radio waves.
図14は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるノードの構成を示すブロック図
である。図14において、このノードには指向性アンテナ11〜1nが具備されている。
指向性アンテナ11〜1nは信号線21〜2nを通してアンテナ制御器1に接続され、ア
ンテナ制御器1によってそれぞれ指向方向の制御が可能となっている。信号線21〜2n
では送受信信号の伝達並びにアンテナ方向を指示する制御信号等の伝達が行われる。
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of a node used in one embodiment and another embodiment of the present invention. In FIG. 14, this node is provided with directional antennas 11 to 1n.
The directional antennas 11 to 1n are connected to the antenna controller 1 through the
Then, transmission of transmission / reception signals and transmission of control signals for instructing the antenna direction are performed.
アンテナ制御器1は信号線30を介してトランシーバ2に接続され、信号線30上では
データ信号や制御信号の伝達が行われる。アンテナ制御器1は送受信アンテナの選択制御
あるいは合成制御等の処理を行い、トランシーバ2では受信したデータ信号の復調、送信
信号の変調等を統括して処理する。
The antenna controller 1 is connected to the
図14に示す構成では、一つのトランシーバ2に対して複数のアンテナを選択・使用す
るが、各アンテナに独立したトランシーバを使用することによって同時に複数の伝送を行
うことも可能である。また、複数の指向性アンテナ11〜1nを用いる代わりに、アレイ
アンテナ構成とし、各アンテナのウェイトを可変することによって等価的に指向性アンテ
ナを構成することも可能である。
In the configuration shown in FIG. 14, a plurality of antennas are selected and used for one
このように、指向性アンテナ11〜1nを使用することによって、中継伝送にミリ波等
の高周波数を用いる場合に大きい距離減衰を補完することができるので、大きな利得を得
ることができる。
Thus, by using the directional antennas 11 to 1n, a large distance attenuation can be complemented when a high frequency such as a millimeter wave is used for relay transmission, so that a large gain can be obtained.
本発明は上述したような周囲のノードからのメトリックを基に適応的に経路を設定する
ネットワークであるので、経路として選択されたノードに対して指向性アンテナ11〜1
nの放射方向をあわせることによって、経路として選択されたノードに対して大きな利得
が得られるとともに、経路以外の近隣のノードへの干渉を低減することが可能となる。ま
た、経路設定パケットに関しては、近隣のノードに広く報知するために、無指向性アンテ
ナを使用することができる。
Since the present invention is a network that adaptively sets a route based on the metrics from surrounding nodes as described above, the directional antennas 11 to 1 are connected to the node selected as the route.
By adjusting the radiation direction of n, a large gain can be obtained for the node selected as the path, and interference with neighboring nodes other than the path can be reduced. In addition, the omnidirectional antenna can be used to widely inform the neighboring nodes regarding the route setting packet.
図15は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられる中継ノードの構成を示すブロッ
ク図である。図15においては、アクセス伝送と中継伝送とに異なる無線周波数帯を用い
る場合の中継ノード3の構成を示している。この場合、中継ノード3にはアクセス伝送用
と中継伝送用とにそれぞれ異なるアクセス伝送用アンテナ32及び中継用アンテナ31と
、アクセス用無線システム33及び中継用無線システム34とを設けている。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a relay node used in one embodiment and another embodiment of the present invention. FIG. 15 shows the configuration of the
アクセス用無線システム33及び中継用無線システム34には変復調器や符号・復号化
装置等が含まれており、アクセス用無線システム33と中継用無線システム34との間で
は信号のやりとりが可能である。中継用無線システム34は経路設定部36において上述
した本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で設定された経路に基づ
いて中継伝送を行う。尚、経路設定部36においては記録媒体37に記録されたプログラ
ムを基に本発明の一実施例及び本発明の他の実施例のいずれかの方法で経路を設定する。
The
まず、端末局から有線基幹網へ向けた上りトラヒックが伝送される様子について説明す
る。自ノードのセル内で発生した端末局からの上りトラヒックは、まずアクセス伝送用ア
ンテナ32で受信され、アクセス用無線システム33で処理された後、中継用無線システ
ム34に入力される。中継用無線システム34は上りトラヒックを上り中継先ノードに向
けて、アンテナ制御器35、中継用アンテナ31を用いて送信する。
First, how the upstream traffic from the terminal station to the wired backbone network is transmitted will be described. Upstream traffic from the terminal station generated in the cell of the own node is first received by the
次に、他の中継ノードのセルで発生した端末局からのパケットを中継する場合の動作に
ついて説明する。すなわち、以下の説明はパケットを発生した端末局が所属する中継ノー
ドにおけるコアノードまでの経路の中に含まれる中継ノードの動作を示す。端末局からの
パケットを中継する場合、はじめに中継用アンテナ31にて上りデータパケットを受信す
る。受信された信号は中継用無線システム34に入力され、図6に示す動作が行われる。
パケットを中継することが決定されると、中継用無線システム34は上りトラヒックを上
り中継先ノードに向けて、アンテナ制御器35、中継用アンテナ31を用いて送信する。
Next, an operation when relaying a packet from a terminal station generated in a cell of another relay node will be described. That is, the following description shows the operation of the relay node included in the route to the core node in the relay node to which the terminal station that generated the packet belongs. When relaying a packet from a terminal station, an upstream data packet is first received by the relay antenna 31. The received signal is input to the
When it is determined to relay the packet, the
続いて、有線基幹網から端末局へ向けた下りトラヒックが伝送される様子について説明
する。下りトラヒックは、まず中継用アンテナ31で受信され、アンテナ制御器35を通
じて中継用無線システム34に入力される。中継用無線システム34は受信した下りトラ
ヒックが自ノードのセル内の端末局を宛先としていれば、アクセス用無線システム33に
入力し、そうでなければ、宛先から下り中継先ノードを判断し、アンテナ制御器35、中
継用アンテナ31を通して送信する。アクセス用無線システム33は下りトラヒックが入
力されると、アクセス伝送用アンテナ32を通じて端末局に対して送信する。
Next, a description will be given of how downlink traffic is transmitted from a wired backbone network to a terminal station. Downstream traffic is first received by the relay antenna 31 and input to the
図16は本発明の一実施例及び他の実施例で用いられるコアノードの構成を示すブロッ
ク図である。図16においてはアクセス伝送と中継伝送とに異なる無線周波数帯を用いる
場合のコアノード4の構成を示している。コアノード4は上記の中継ノード3と同様の構
成となっているが、有線基幹網40に有線で接続されている点で異なる。コアノード4内
の信号分配機46が有線基幹網40、アクセス用無線システム43、中継用無線システム
44にそれぞれ接続されている。
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a core node used in one embodiment and another embodiment of the present invention. FIG. 16 shows the configuration of the core node 4 when different radio frequency bands are used for access transmission and relay transmission. The core node 4 has the same configuration as the
中継用無線システム44は経路設定部48において上述した本発明の一実施例及び本発
明の他の実施例のいずれかの方法で設定された経路に基づいて中継伝送を行う。尚、経路
設定部48においては記録媒体49に記録されたプログラムを基に本発明の一実施例及び
本発明の他の実施例のいずれかの方法で経路を設定する。
The relay radio system 44 performs relay transmission based on the route set by the route setting unit 48 according to any one of the embodiments of the present invention and the other embodiments of the present invention described above. In the route setting unit 48, the route is set by the method of one embodiment of the present invention or another embodiment of the present invention based on the program recorded on the recording medium 49.
まず、端末局から有線基幹網40へ向けた上りトラヒックが伝送される様子について説
明する。セル内で発生した端末局からの上りトラヒックは、まずアクセス伝送用アンテナ
42で受信され、アクセス用無線システム43で処理された後、信号分配機46に入力さ
れる。信号分配機46は入力された上りトラヒックは有線基幹網40に送信する。
First, how the upstream traffic from the terminal station to the wired backbone network 40 is transmitted will be described. Upstream traffic from the terminal station generated in the cell is first received by the
次に、他の中継ノードのセルで発生した端末局からのパケットを中継する場合の動作に
ついて説明する。すなわち、以下の説明はパケットを発生した端末局が所属する中継ノー
ドからパケットが中継されてコアノードに至った場合の動作を示す。端末局からのパケッ
トを中継する場合、はじめに中継用アンテナ41にて上りデータパケットを受信する。受
信された信号は中継用無線システム44に入力され、上りパケットであることが確認され
ると、信号分配機46を通じて有線基幹網40に送信される。
Next, an operation when relaying a packet from a terminal station generated in a cell of another relay node will be described. That is, the following description shows the operation when the packet is relayed from the relay node to which the terminal station that generated the packet belongs to reach the core node. When relaying a packet from a terminal station, an upstream data packet is first received by the relay antenna 41. The received signal is input to the relay wireless system 44, and when it is confirmed that the packet is an uplink packet, it is transmitted to the wired backbone network 40 through the signal distributor 46.
続いて、有線基幹網40から端末局へ向けた下りトラヒックが伝送される様子について
説明する。下りトラヒックは、まず有線基幹網40から信号分配機46に入力される。信
号分配機46は入力された下りトラヒックの宛先を判断し、自ノードのセル内の端末局を
宛先としていれば、アクセス用無線システム43に入力し、そうでなければ、中継用無線
システム44に入力する。下りトラヒックがアクセス用無線システム43に入力された場
合、アクセス伝送用アンテナ42を通じて端末局に対して送信する。
Next, the manner in which downlink traffic from the wired backbone network 40 to the terminal station is transmitted will be described. Downstream traffic is first input from the wired backbone network 40 to the signal distributor 46. The signal distributor 46 determines the destination of the input downlink traffic. If the terminal station in the cell of the own node is the destination, the signal distributor 46 inputs the destination to the access wireless system 43. Otherwise, the signal distributor 46 enters the relay wireless system 44. input. When downlink traffic is input to the access wireless system 43, it is transmitted to the terminal station through the
本発明の一実施例ではメトリックである伝搬損失を更新する際、常に経路設定パケット
に含まれるメトリックMr,nに、測定した当該経路設定パケットを放出したノードと自
ノードとの間の伝搬損失Lnを加算し、新たな更新メトリックとしているが、受信したメ
トリックと測定した伝搬損失とにそれぞれ0〜1の値を持つ重み係数を乗算して更新メト
リックを生成することも可能である。すなわち、重み係数をαとして、新たな更新メトリ
ックを(Mr,n)×α+Ln×(1−α)とすることができる。αの値を0.5とすれ
ば、重みを付けない場合と等価であり、システム全体での送信電力を低減させる効果があ
る。αの値を0とすれば、コアノードからの伝搬損失の合計ではなく、直近のノードとの
間の伝搬損失のみを考慮することになり、各ノードにおける送信電力を低減させる効果が
ある。このように、メトリック更新の際に重み付けを行うことによって、経路の持つ特徴
を柔軟に変更することが可能である。
In one embodiment of the present invention, when updating the propagation loss, which is a metric, the metric Mr, n always included in the route setup packet has a propagation loss Ln between the node that emitted the measured route setup packet and the own node. Is used as a new update metric, but it is also possible to generate an update metric by multiplying the received metric and the measured propagation loss by weighting factors each having a value of 0 to 1. That is, a new update metric can be set to (Mr, n) × α + Ln × (1−α) with the weighting coefficient as α. If the value of α is 0.5, it is equivalent to the case where no weight is applied, and there is an effect of reducing transmission power in the entire system. If the value of α is set to 0, not only the total propagation loss from the core node, but only the propagation loss with the nearest node is considered, and there is an effect of reducing the transmission power at each node. As described above, by performing weighting when updating the metric, it is possible to flexibly change the characteristics of the route.
また、本発明の一実施例ではメトリックとして伝搬損失のみを用いて説明しているが、
2種類のメトリックを使用することも可能である。すなわち、第一のメトリック、第二の
メトリックの2つを用意し、第一のメトリックが同一である場合、第二のメトリックで判
断することが可能である。例えば、第一のメトリックをホップ数の合計、第二のメトリッ
クを伝搬損失の合計として、第一のメトリックのホップ数が同一で最小であった場合、第
二のメトリックである伝搬損失が小さい方を上流経路として採用し、新たな経路設定パケ
ットを送信するとともに、上り中継先ノードを設定する。
In addition, although one embodiment of the present invention is described using only propagation loss as a metric,
Two types of metrics can also be used. That is, when the first metric and the second metric are prepared and the first metric is the same, the determination can be made with the second metric. For example, if the first metric is the total number of hops and the second metric is the total propagation loss, and the number of hops of the first metric is the same and minimum, the one with the smaller propagation loss as the second metric Is used as an upstream route, a new route setting packet is transmitted, and an upstream relay destination node is set.
これによって、より詳細な経路設定が可能となり、ホップ数の増加によって発生する遅
延の増加を抑えつつ、伝搬損失の小さい経路を選択することによって干渉を抑制すること
が可能となる。
As a result, more detailed route setting is possible, and interference can be suppressed by selecting a route with a small propagation loss while suppressing an increase in delay caused by an increase in the number of hops.
このように、メトリックを2種類用いることによって、生成される経路の特徴を詳細に
規定することができ、設計者が期待するネットワークに近づけることが可能となる。
In this way, by using two types of metrics, the characteristics of the generated route can be defined in detail, and it is possible to approach the network expected by the designer.
また、2種類のメトリックを用いる場合、同じメトリックとして判断する際に、判断基
準に幅を持たせ、規定した範囲内に含まれるメトリックを同一のメトリックと判断するこ
とが可能である。すなわち、同程度と考えられる第一のメトリックを同一であるとみなし
、第二のメトリックに判断をゆだねることができる。例えば、第一のメトリックを伝搬損
失の合計、第二のメトリックをホップ数の合計として、伝搬損失を10dBずつの基準(
0〜10dB,10〜20dB,・・・)に分ける場合を以下に示す。
Further, when two types of metrics are used, it is possible to determine a metric included in a specified range as the same metric by giving a wide range to a determination criterion when determining the same metric. That is, the first metric considered to be the same level can be regarded as the same, and the determination can be left to the second metric. For example, the first metric is the total propagation loss, the second metric is the total number of hops, and the propagation loss is a 10 dB criterion (
A case of dividing into 0 to 10 dB, 10 to 20 dB,.
第一のメトリックと第二のメトリックがそれぞれ、(81dB,3ホップ)=経路A、
(85dB,2ホップ)=経路B、(103dB,2ホップ)=経路Cという3つの経路
が存在したとする。この時、まず第一のメトリックを比較するが、経路Aと経路Bとでは
伝搬損失の大きさ自体は異なるものの、10dB単位の基準でみた時に同じ80〜90d
Bの基準値内に入るので、第一のメトリックは同一であるとみなす。経路Cは10dB単
位でみたとしても、経路A,Bより大きくなるので、選択されない。第一のメトリックが
同一であると判断された経路A,Bは第二のメトリックを比較し、経路Bのほうが小さい
ので、経路としては経路Bが選択される。
The first metric and the second metric are (81 dB, 3 hops) = path A, respectively.
It is assumed that there are three routes (85 dB, 2 hops) = route B and (103 dB, 2 hops) = route C. At this time, first, the first metric is compared. Although the magnitude of the propagation loss is different between the path A and the path B, the same 80 to 90 dB when viewed on the basis of 10 dB unit.
Since it falls within the reference value of B, the first metric is considered to be the same. The route C is not selected because it is larger than the routes A and B even when viewed in units of 10 dB. The routes A and B determined to have the same first metric are compared with the second metric, and the route B is smaller, so the route B is selected as the route.
このように、2種類のメトリックを用いる場合に、メトリックの大小を判断する際に幅
を持たせることによって、2つのメトリックを適度に使用することができ、より適切な経
路の生成が可能となる。
As described above, when two types of metrics are used, it is possible to appropriately use the two metrics by generating a width when determining the magnitude of the metric, and it is possible to generate a more appropriate route. .
上記のメトリックに重み係数を乗算する方法と2種類のメトリックを用いる方法とを組
合せると、例えば以下のような動作が考えられる。2種類のメトリックのうち、第一のメ
トリックをホップ数、第二のメトリックを上述した伝搬損失を基準として、メトリック更
新の際、第一のメトリックであるホップ数に関する重み係数α=0.5として、メトリッ
クの更新時には常に0.5(ホップ数は常に1増加するので、1×0.5=0.5を用い
る)を加算し、第二のメトリックである伝搬損失に関する重み係数β=0として、測定し
た伝搬損失そのものを更新メトリックとして用いる。
When the method of multiplying the above metric by a weighting factor and the method of using two types of metrics are combined, for example, the following operation can be considered. Of the two types of metrics, the first metric is the number of hops and the second metric is based on the above-described propagation loss, and when updating the metric, the weighting factor α = 0.5 regarding the number of hops that is the first metric is set. When updating the metric, always add 0.5 (the number of hops always increases by 1 so use 1 × 0.5 = 0.5) and set the weighting factor β = 0 for propagation loss as the second metric. The measured propagation loss itself is used as an update metric.
すなわち、中継経路設定処理を示す図3あるいは図13において、ステップS3または
ステップS53にて読込むメトリックMr,nは、第一のメトリックであるコアノードか
らのホップ数の合計と、第二のメトリックである伝搬損失とを示しており、ステップS4
またはステップS54におけるメトリック更新は第一のメトリックと第二のメトリックと
でそれぞれ別個に行われて、更新メトリックMnが得られる。
That is, in FIG. 3 or FIG. 13 showing the relay route setting process, the metric Mr, n read in step S3 or step S53 is the sum of the number of hops from the core node as the first metric and the second metric. A certain propagation loss, step S4
Alternatively, the metric update in step S54 is performed separately for the first metric and the second metric, and an updated metric Mn is obtained.
この結果から得られる第一の更新メトリックと、過去に受信した他のノードからの経路
設定パケットに対応する第一の更新メトリックとを比較し、新たに得られた第一の更新メ
トリックが最小、あるいは過去に受信した他のノードからの経路設定パケットに対応する
第一の更新メトリックの最小値と同じで、かつ第二の更新メトリックが該第一の更新メト
リックの最小値を持つ経路に対応する第二の更新メトリックよりも小さい場合、新たに送
信メトリックMを更新メトリックMnに設定し、かつ今回受信した設定パケットの送信元
ノードIDが示すノードを上り回線の中継先ノードとして登録する。
The first update metric obtained from this result is compared with the first update metric corresponding to the route setting packet received from another node in the past, and the first update metric newly obtained is the minimum, Alternatively, the second update metric corresponds to the route having the same minimum value of the first update metric as the minimum value of the first update metric corresponding to the route setting packet from another node received in the past. If it is smaller than the second update metric, the transmission metric M is newly set as the update metric Mn, and the node indicated by the transmission source node ID of the setting packet received this time is registered as the uplink relay destination node.
すなわち、図3あるいは図13において、ステップS5またはステップS57でのメト
リック最小の判定の際に、上記のように、2種類のメトリックを使用する。図17はこの
動作を示すフローチャートであり、図17に示すステップS71〜S73が図3あるいは
図13におけるステップS5またはステップS47の代わりとなるものである。例えば、
第一のメトリック、第二のメトリックの組が(3ホップ,100dB)=経路A、(3ホ
ップ,91dB)=経路B、(4ホップ,85dB)=経路Cという3つの経路が存在し
たとすると、まず、第一のメトリックであるホップ数が大きい経路Cが除外され、その後
、第二のメトリックを比較して経路Bが選択されることになる。
That is, in FIG. 3 or FIG. 13, two types of metrics are used as described above when determining the minimum metric in step S5 or step S57. FIG. 17 is a flowchart showing this operation, and steps S71 to S73 shown in FIG. 17 are substituted for step S5 or step S47 in FIG. 3 or FIG. For example,
Suppose that the first metric and the second metric have three routes (3 hops, 100 dB) = route A, (3 hops, 91 dB) = route B, and (4 hops, 85 dB) = route C. First, the route C having a large number of hops as the first metric is excluded, and then the route B is selected by comparing the second metric.
図18は本発明の別の実施例における各中継ノードで実行される中継経路設定処理の一
例を示すフローチャートである。本発明の別の実施例は図1に示す本発明の一実施例によ
るセルラーシステムと同様の構成となっており、その動作に使用する経路設定パケットの
構造も図2に示す本発明の一実施例による経路設定パケットの構造と同様となっている。
これら図1と図2と図18とを参照して本発明の他の実施例におけるメトリックA04の
更新方法並びに当該量による中継先ノード選定手順について説明する。
FIG. 18 is a flowchart showing an example of a relay route setting process executed at each relay node according to another embodiment of the present invention. Another embodiment of the present invention has the same configuration as that of the cellular system according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and the structure of the routing packet used for the operation is also shown in FIG. It has the same structure as the route setting packet according to the example.
With reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 18, the updating method of the metric A04 and the relay destination node selection procedure according to the amount in another embodiment of the present invention will be described.
経路設定パケットの放出はコアノード103によって行われ、コアノード103より放
出された中継経路設定パケットは、後述する方法によって不特定の中継ノード104〜1
06へと中継される。
The route setting packet is released by the
Relayed to 06.
コアノード103によって放出された経路設定パケットに含まれるメトリックは0に設
定する。経路設定パケットの放出間隔は定期的とする場合、ランダムな間隔とする場合、
有線基幹網101上のサーバから指示を受けた場合等とする。
The metric included in the route setting packet released by the
Assume that an instruction is received from a server on the wired backbone network 101.
まず、中継ノード104〜106は経路設定パケットが到着したかどうかを調べ(図1
8ステップS81)、経路設定パケットが到着していなければ、再びステップS81に戻
る。
First, the relay nodes 104 to 106 check whether a route setting packet has arrived (FIG. 1).
8 Step S81), if the route setting packet has not arrived, the process returns to Step S81 again.
中継ノード104〜106では経路設定パケットの到着の検出にキャリアセンス等を用
いる。中継ノード104〜106は経路設定パケットの到着を検出すると(図18ステッ
プS81)、当該経路設定パケットに含まれる上り中継先ノードIDを参照し、当該上り
中継先ノードIDが自ノードIDと一致するかどうかを判定する(図18ステップS89
)。
The relay nodes 104 to 106 use carrier sense or the like for detecting the arrival of the route setting packet. When the relay nodes 104 to 106 detect the arrival of the route setting packet (step S81 in FIG. 18), the uplink relay destination node ID included in the route setting packet is referred to, and the uplink relay destination node ID matches the own node ID. (Step S89 in FIG. 18)
).
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致すると、当該経路設
定パケットを放出したノードのID、すなわち当該経路設定パケットに含まれる送信元ノ
ードIDが示すノードを中継ノードリストに記録する(図18ステップS90)。
When the node ID matches the own node ID, the relay nodes 104 to 106 record the ID of the node that has emitted the route setting packet, that is, the node indicated by the transmission source node ID included in the route setting packet in the relay node list. (FIG. 18, step S90).
中継ノードリストは下りの中継先ノードの番号を示すテーブルで、図7に示すように構
成されている。中継ノードリストは後述する下りデータパケット中継時の中継先ノードリ
ストとして活用される。中継ノードリストに含まれる各中継先ノードIDはある一定期間
が経過した後に忘却(消去)する場合がある。例えば、セル内に新たな中継ノードが追加
された場合や既設のノードが移動した場合、セル内に新たな建築物が建てられた場合等に
おいては、中継経路の再構築が必要であり、これに対処するために中継ノードリストに含
まれる各中継先ノードIDはある一定期間が経過した後に意図的に忘却させることもある
。
The relay node list is a table showing the numbers of downstream relay destination nodes, and is configured as shown in FIG. The relay node list is used as a relay destination node list at the time of relaying a downstream data packet, which will be described later. Each relay destination node ID included in the relay node list may be forgotten (erased) after a certain period of time has elapsed. For example, when a new relay node is added in a cell, an existing node moves, or a new building is built in a cell, it is necessary to reconstruct the relay route. In order to cope with this, each relay destination node ID included in the relay node list may be intentionally forgotten after a certain period of time has elapsed.
中継ノード104〜106は当該ノードIDが自ノードIDと一致しないと判定すると
、次のステップへ進むと同時に、その際に測定された伝搬損失を当該経路設定パケットを
放出したノードと自ノードとの間の伝搬損失Ln(nは当該経路設定パケットの送信元ノ
ードの固有な番号)とする(図18ステップS82)。伝搬損失の測定は一般的にパケッ
トを受信した際にその内容とは無関係に行われ、パケットの受信電力等が活用される。こ
の伝搬損失の測定を容易にするため、経路設定パケットの送信電力は固定とする場合があ
る。nはノード番号を表しており、図2に示すように、経路設定パケットに含まれている
送信元ノードIDによってノード番号nは設定される。
If the relay nodes 104 to 106 determine that the node ID does not match the own node ID, the relay node 104 to 106 proceeds to the next step, and at the same time, the propagation loss measured at that time (N is a unique number of the transmission source node of the route setting packet) (step S82 in FIG. 18). The measurement of propagation loss is generally performed regardless of the contents when a packet is received, and the received power of the packet is utilized. In order to facilitate the measurement of this propagation loss, the transmission power of the route setup packet may be fixed. n represents a node number. As shown in FIG. 2, the node number n is set by the transmission source node ID included in the route setting packet.
中継ノード104〜106は受信した経路設定パケットに含まれているメトリックMr
,nを読取る(図18ステップS83)。ここで、メトリックMr,nは伝搬損失の合計
を表している。
The relay nodes 104 to 106 use the metric Mr included in the received route setup packet.
, N are read (step S83 in FIG. 18). Here, the metric Mr, n represents the total propagation loss.
中継ノード104〜106はステップS82において測定した伝搬損失Ln並びにメト
リックMr,nから更新メトリックMnを設定する。ここで、更新メトリックMnは伝搬
損失LnとメトリックMr,nとの和で与えられる。中継ノード104〜106は上記の
処理で計算した更新メトリックMnを保存する(図18ステップS84)。
The relay nodes 104 to 106 set the updated metric Mn from the propagation loss Ln and the metric Mr, n measured in step S82. Here, the update metric Mn is given by the sum of the propagation loss Ln and the metric Mr, n. The relay nodes 104 to 106 store the updated metric Mn calculated by the above processing (step S84 in FIG. 18).
但し、保存された更新メトリックのうち、ある期間を超過した更新メトリックは忘却(
消去)する場合がある。また、保存されたメトリックは常に最新のものとする。すなわち
、経路設定パケットの送信元であるノードnに対する更新メトリックが過去に保存されて
いる場合、ステップS84において求められる新たな更新メトリックによってその過去の
メトリックを書換える。
However, of the stored update metrics, update metrics that exceed a certain period are forgotten (
Erase). The stored metric is always the latest. That is, when an update metric for the node n that is the transmission source of the route setting packet has been stored in the past, the past metric is rewritten with the new update metric obtained in step S84.
中継ノード104〜106は当該更新メトリックMnを含む過去に受信した全ての経路
設定パケットに対応する更新メトリックを比較し、最も小さいメトリックである送信元ノ
ードm(mはノードの固有な番号)を決定する(図18ステップS85)。送信元ノード
mが現在の上り中継先ノードと同一でかつn≠mであれば(図18ステップS86)、ス
テップS81へ戻って新たな経路設定パケットの送信を行わない。
The relay nodes 104 to 106 compare the update metrics corresponding to all the route setting packets received in the past including the update metric Mn, and determine the source node m (m is a unique number of the node) which is the smallest metric. (Step S85 in FIG. 18). If the source node m is the same as the current uplink relay destination node and n ≠ m (step S86 in FIG. 18), the process returns to step S81 and no new path setting packet is transmitted.
中継ノード104〜106は最小メトリックである送信元ノードmが現在の上り中継先
ノードと同一でないか、またはn=mであれば(図18ステップS86)、メトリックA
04に入れる送信メトリックMに更新メトリックMnを設定し、かつ送信元ノードmを上
り回線の中継先ノードとして登録する(図18ステップS87)。すなわち、上り回線の
中継先ノードが変わったか、もしくは上り回線の中継先ノードに変更はなくとも、同一の
上り回線の中継先ノードから経路設定パケットを受信した場合には、経路設定パケットを
送信する。
If the source node m, which is the minimum metric, of the relay nodes 104 to 106 is not the same as the current uplink relay destination node or n = m (step S86 in FIG. 18), the metric A
The update metric Mn is set in the transmission metric M to be put in 04, and the transmission source node m is registered as an uplink relay node (step S87 in FIG. 18). That is, if a route setup packet is received from the same uplink relay destination node even if the uplink relay destination node has changed or the uplink relay destination node has not been changed, the route setup packet is transmitted. .
中継ノード104〜106は上記の設定した送信メトリックMをメトリックとして設定
し、その他の図2に示す各項目に必要な情報を含ませて経路設定パケットを送信する(図
18ステップS88)。
The relay nodes 104 to 106 set the set transmission metric M as a metric, and transmit a route setting packet including necessary information in other items shown in FIG. 2 (step S88 in FIG. 18).
尚、各中継ノード104〜106では経路設定パケットの受信の際に、正確さを期すた
めに、受信応答信号を返送するようにしてもよい。経路設定パケットは不特定のノードへ
向けた制御パケットであるがゆえに、各中継ノード104〜106が経路設定パケットを
送信した後には複数のノードから受信応答信号を受ける場合がある。中継ノード104〜
106が経路設定パケットを送信の後に、全く受信応答信号の返答を受けなかった場合に
は当該経路設定パケットの再送を行う。
Each relay node 104 to 106 may return a reception response signal for the sake of accuracy when receiving the route setting packet. Since the route setting packet is a control packet directed to an unspecified node, the relay nodes 104 to 106 may receive reception response signals from a plurality of nodes after transmitting the route setting packet. Relay node 104 ~
If the response of the reception response signal is not received at all after 106 transmits the route setting packet, the route setting packet is retransmitted.
図18において、ステップS85でのメトリック最小のノード検出の際に、上述したよ
うに、2種類のメトリックを使用することもできる。図19はこの動作を示すフローチャ
ートであり、図19に示すステップS91,S92が図18におけるステップステップS
85の代わりとなるものである。例えば、第一のメトリック、第二のメトリックの組が(
3ホップ,100dB)=経路A、(3ホップ,91dB)=経路B、(4ホップ,85
dB)=経路Cという3つの経路が存在したとすると、まず、第一のメトリックであるホ
ップ数が大きい経路Cが除外され、その後、第二のメトリックを比較して経路Bが選択さ
れることになる。
In FIG. 18, at the time of detecting the node with the smallest metric in step S85, two types of metrics can be used as described above. FIG. 19 is a flowchart showing this operation. Steps S91 and S92 shown in FIG.
Instead of 85. For example, if the first metric, second metric set is (
3 hops, 100 dB) = route A, (3 hops, 91 dB) = route B, (4 hops, 85
If there are three routes (dB) = route C, first, the route C having a large number of hops, which is the first metric, is excluded, and then the route B is selected by comparing the second metric. become.
1 アンテナ制御器
2 トランシーバ
3 中継ノード
4 コアノード
11〜1n 指向性アンテナ
31,41 中継用アンテナ
32,42 アクセス伝送用アンテナ
33,43 アクセス用無線システム
34,44 中継用無線システム
35,45 アンテナ制御器
36,48 経路設定部
37,49 記録媒体
40 有線基幹網
46 信号分配機
101,301 有線基幹網
102,310,311,
312 有線回線
103,201 コアノード
104〜106,202,
204,205 中継ノード
107 端末局
108 セル
203 中継経路
302,303,304 コアノードが守備するセル
309 コアノード以外が守備するセル
A02 送信元ノードID
A03 上り中継先ノードID
A04 メトリック
B02,C02 中継先ノードID
B03,C03 中継元ノードID
B04 送信元端末ID
B05,C05 データ
C04 送信先端末ID
1 Antenna controller
2 Transceiver
3 Relay node
4 core nodes
11-1n Directional antenna
31, 41 Relay antenna
32, 42 Access transmission antenna
33,43 Wireless system for access
34,44 Wireless system for relay
35, 45 Antenna controller
36, 48 Route setting unit
37, 49 recording media
40 Wired backbone network
46 Signal distributor
101, 301
312 Wired line
103, 201 core nodes 104-106, 202,
204, 205 relay node
107 Terminal station
108 cells
203
309 Cell defended by other than core node
A02 Source node ID
A03 Uplink relay node ID
A04 Metric
B02, C02 Relay destination node ID
B03, C03 Relay source node ID
B04 Source terminal ID
B05, C05 data
C04 Destination terminal ID
Claims (8)
前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記データパケットが前記中継伝送であるか前記アクセス伝送であるかを、前記データパケットの宛先を表す識別子に基づいて判断して、当該判断に基づいて前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにし、
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする無線ネットワーク。 A core node connected to a wired network; a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet destined for the core node; and both the core node and the relay node are data packets A wireless network consisting of terminal stations capable of transmitting and receiving
A radio frequency band used in relay transmission performed between the core node and the relay node and between the relay nodes, between the core node and the terminal station, and between the relay node and the terminal station, Is different from the radio frequency band used in the access transmission performed in between, whether the data packet is the relay transmission or the access transmission based on an identifier representing the destination of the data packet Determining, based on the determination, the radio frequency band used in the relay transmission is higher than the radio frequency band used in the access transmission,
Each of the core node and the relay node has a plurality of directional antennas,
Each of the plurality of directional antennas has a variable radiation direction,
A wireless network characterized in that each node controls a radiation direction of a directional antenna of the node toward one of a core node and a relay node existing in the vicinity of the node.
他のノードとの間で行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、自ノードと前記端末局との間で行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記データパケットが前記中継伝送であるか前記アクセス伝送であるかを、前記データパケットの宛先を表す識別子に基づいて判断して、当該判断に基づいて前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにし、
複数の指向性アンテナを含み、
前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、
自ノードの近隣に存在するノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする中継ノード。 A relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from a core node connected to a wired network and an uplink data packet directed to the core node, and capable of transmitting and receiving data packets with a terminal station,
A radio frequency band used for relay transmission performed between another node and a radio frequency band used for access transmission performed between the own node and the terminal station are different, and the data packet is Whether the transmission is relay transmission or the access transmission is determined based on an identifier representing the destination of the data packet, and based on the determination, the radio frequency band used in the relay transmission is used in the access transmission. To be higher than the radio frequency band
Including multiple directional antennas,
Each of the plurality of directional antennas has a variable radiation direction,
A relay node characterized in that the radiation direction of the directional antenna is controlled in the direction of a node existing in the vicinity of the own node.
複数の指向性アンテナを含み、前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、自ノードの近隣に存在するノードの方向へ向けて前記指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とするコアノード。 A core node that is connected to a wired network, relays at least one of a downlink data packet transmitted from the own node and an uplink data packet directed to the own node at the relay node, and is capable of transmitting and receiving data packets with the terminal station. Unlike a radio frequency band used by the relay transmission performed between the own node and the relay node, a radio frequency band and used in access transmission to be performed between the own node and the terminal station, the It is determined whether the data packet is the relay transmission or the access transmission based on an identifier representing a destination of the data packet, and based on the determination, a radio frequency band used in the relay transmission is the access Ensure that the frequency band is higher than the radio frequency band used for transmission,
A plurality of directional antennas are included, and each of the plurality of directional antennas has a variable radiation direction, and controls the radiation direction of the directional antenna toward a node existing in the vicinity of the own node. A core node characterized by
中継経路を設定するための経路設定パケットを送信する際に無指向性アンテナを使用し、データパケットを中継する際に前記指向性アンテナを使用するようにしたことを特徴とするコアノード。 A core node that is connected to a wired network, relays at least one of a downlink data packet transmitted from the own node and an uplink data packet directed to the own node at the relay node, and is capable of transmitting and receiving data packets with the terminal station. Unlike a radio frequency band used by the relay transmission performed between the own node and the relay node, a radio frequency band and used in access transmission to be performed between the own node and the terminal station, the It is determined whether the data packet is the relay transmission or the access transmission based on an identifier representing a destination of the data packet, and based on the determination, a radio frequency band used in the relay transmission is the access Ensure that the frequency band is higher than the radio frequency band used for transmission,
A core node characterized in that an omnidirectional antenna is used when transmitting a route setting packet for setting a relay route, and the directional antenna is used when relaying a data packet.
前記コアノードと前記中継ノードとの間及び前記中継ノード間同士のいずれかで行われる中継伝送で使用される無線周波数帯と、前記コアノードと前記端末局との間及び前記中継ノードと前記端末局との間のいずれかで行われるアクセス伝送で使用される無線周波数帯とが異なり、前記データパケットが前記中継伝送であるか前記アクセス伝送であるかを、前記データパケットの宛先を表す識別子に基づいて判断して、当該判断に基づいて前記中継伝送で使用される無線周波数帯が前記アクセス伝送で使用される無線周波数帯より高い周波数帯であるようにし、
前記コアノード及び前記中継ノード各々は、複数の指向性アンテナを有し、前記複数の指向性アンテナ各々は、その放射方向を可変自在とし、各ノードは、当該ノードの近隣に存在するコアノード及び中継ノードのいずれかの方向へ向けて当該ノードの指向性アンテナの放射方向を制御するようにしたことを特徴とする中継伝送方法。 A core node connected to a wired network; a relay node that relays at least one of a downlink data packet transmitted from the core node and an uplink data packet destined for the core node; and both the core node and the relay node are data packets A relay transmission method for a system comprising a terminal station capable of transmitting and receiving,
A radio frequency band used in relay transmission performed between the core node and the relay node and between the relay nodes, between the core node and the terminal station, and between the relay node and the terminal station, Is different from the radio frequency band used in the access transmission performed in between, whether the data packet is the relay transmission or the access transmission based on an identifier representing the destination of the data packet Determining, based on the determination, the radio frequency band used in the relay transmission is higher than the radio frequency band used in the access transmission,
Each of the core node and the relay node has a plurality of directional antennas, each of the plurality of directional antennas has a variable radiation direction, and each node is a core node and a relay node that exist in the vicinity of the node. A relay transmission method characterized in that the radiation direction of the directional antenna of the node is controlled in either direction.
Either the core node or the relay node uses an omnidirectional antenna when transmitting a route setup packet for setting a relay route, and uses the directional antenna when relaying a data packet. The relay transmission method according to claim 7, wherein the relay transmission method is performed.
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