通信方法及无线通信装置的制作方法

专利名称：通信方法及无线通信装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在通信网络，特别是在无线通信网络中进行对等(ad-hoc) 通信时的通信方法以及无线通信装置。
背景技术：
作为构成网络的多个无线通信装置进行对等通信的无线网络，例如有记 载在特开2003-229869号公报中的无线网络。图19是表示记载在特开 2003-229869号公才艮中的无线通信方法的图。在图19中，无线通信装置1至4形成无线网络，无需配置控制站，无线 通信装置之间直接进行通信。例如，无线通信装置2 ( 1902)设定管理信息 的通知周期，发送管理信息，该管理信息记载了表示自己的信息接收开始位 置的接收定时信息和接收窗口信息以及接收周期信息。可接收该管理信息的 无线通信装置1 ( 1901 )与对应的无线通信装置2 ( 1902)的通信装置号码相 关联地存储接收定时和接收窗口以及接收周期。而且，在传送信息时，无线 通信装置1 ( 1901 )根据发送对方的接收定时和接收窗口以及接收周期，求 出对应的无线通信装置2 ( 1902)中的接收开始位置，并在该定时发送信息。另外，全部的无线通信装置在超帧(super frame)的管理信息交换区域 (以下，称为"信标期间"(beacon period )。 ) 1903发送信标，从而交换管理 信息。但是，通过该无线通信装置1至4所属的无线网络移动，从而有时在信 标期间内的信标与来自其他的无线网络的无线通信装置发送来的信标发生冲 突。这样，与其他的无线网络的信标期间重合的情况下，无线通信装置l至 4根据接收的形成其他的无线网络的组的信标期间的偏置(offset)信息，决 定没有重合的信标期间，并将该信息传播到所属的无线网络。而且，无线通 信装置1至4需要对相同组的全部的无线通信装置传送该信息之后，依次移 到新的信标期间。但是，进行对等通信的无线网络是被分散管理的网络，因此是即使在地理上无限地扩大也成立的系统。因此，具有以下课题如果无线通信装置1 至4等待一定计数，则难以保证将新的信标期间的信息传到所属的组的全部 的无线通信装置中。发明内容本发明的目的在于提供一种通过使信息以信标的转换(relay )方式传播， 从而能够估计信息传到相同网络的组的全体所需的跳跃数或者超帧数的通信 方法以及实施该方法的无线通信装置。本发明的通信方法是，多个通信装置进行对等通信的对等网络中的方法。 而且，本发明的通信方法如下这样进行。即，各个通信装置决定在该对等网 络中的唯一的通信装置，各个通信装置测定(determine)来自该唯一的通信 装置的跳跃计数。之后，各个通信装置将在该跳跃计数内最大的即最大跳跃 计数在对等网络(ad-hoc)内传播。因此，由于从某唯一的通信装置到任意的通信装置的跳跃计数内，最大 的跳跃计数传播到对等网络的全体，所以各个通信装置可以使用该信息，求 出从任意的节点到最远的通信装置的跳跃数的上限。此外，本发明的通信方法是通信装置在自己的可通信范围内，定期地发 送特定的信息的方法。因此，可通过定期性的通信来实施同步地发送特定的信息作为通信方法。此外，在本发明的通信方法中的特定的信息也可以包括用于确定通信装 置的被数值化的识别符。而且，决定本发明的通信方法的唯一的通信装置的 处理如下这样进^f亍。即，通信装置将识别符的初始值作为自己的识别符，并 与从其他的通信装置接收的识别符进行比较，选择较大、较小、或者更接近 特定的值的识别符。之后，该通信装置保存选择的识别符的信息，同时发送 到其他的通信装置。因此，可以确定在该组的唯一的通信装置。此外，在本发明的通信方法中的确定的信息还包括表示特定的信息的有 效时间的寿命。而且，通信装置到了该寿命的时限时，通信装置删除所接收 的识别符的信息，之后，再次决定唯一的通信装置。因此，即使网络的拓朴(topology)改变，通信装置在经过寿命时删除旧
信息，所以通信装置也可以动态地应对这些变化。此外，在本发明的通信方法中的特定的信息包括来自唯一的通信装置的 跳跃计数。而且，本发明的通信方法的测定从唯一的通信装置的跳跃计数的 处理如下这样进行。即，唯一的通信装置将包含在特定的信息中的跳跃计数 以"0"开始发送。之后，在通信装置接收到特定的信息时，对跳跃计数附加 规定的跳跃数。而且，通信装置将附加了规定的跳跃数的跳跃计数、和当前 为止保存的从唯一的通信装置的跳跃计数的信息进行比较，选择较小的跳跃 计数。之后，通信装置将包含在特定的信息中的跳跃计数的信息更新为之前 选择的跳跃计数，并发送到其他的通信装置。因此，可通过定期性的通信来实现对来自唯一的通信装置的规定的跳跃 数的跳跃计数的测定。此外，在本发明的通信方法中的特定的信息包括确定通信装置的识别符、 来自所述唯一的通信装置的跳跃计数、以及将识别符的信息的寿命和跳跃计 数的信息的寿命设为相同地进行了统一的寿命。而且，决定本发明的通信方 法的唯一的通信装置的处理如下这样进行。即，通信装置将识别符的初始值 作为自己的识别符，并与从其他的通信装置接收的识别符进行比较，选择较 大、较小、或者更接近特定的值的识别符。而且，该通信装置保存被选择的 识别符的信息，同时发送到其他的通信装置。此外，本发明的通信方法的测定跳跃计数的处理如下这样进行。即，唯 一的通信装置将包含在特定的信息中的跳跃计数以"0"开始发送。而且，在 通信装置接收到特定的信息时，对跳跃计数附加规定的跳跃数。之后，通信 装置将附加了规定的跳跃数的跳跃计数、和当前为止保存的来自唯一的通信 装置的跳跃计数进行比较，选择较小的跳跃计数。而且，通信装置将包含在 特定的信息中的跳跃计数的信息更新为之前选择的跳跃计数，并发送到其他 的通信装置。而且，在经过寿命的时限时，通信装置删除所接收的识别符的 信息和跳跃计数的信息。因此，可减少根据确定的信息而被运输的协议(protocol)数据的量。进而，本发明的通信方法的算法变得简单。此外，在本发明的通信方法中的特定的信息包括最大跳跃计数。而且， 各个通信装置将所保存的跳跃计数中的最大跳跃计数在对等网络内传播的处 理如下这样进行。即，通信装置将在测定处理中得到的来自唯一的通信装置
的跳跃计数、接收的最大跳跃计数、和当前为止保存的最大跳跃计数的信息 进行比较，选择最大的跳跃计数。而且，通信装置将最大跳跃计数的信息更 新为自己所选择的跳跃计数并保存，同时发送到其他的通信装置。因此，通信装置可在各通信装置的跳跃计数内，将最大的跳跃计数传播 到对等网络中。此外，本发明的无线通信方法，在将最大跳跃计数的值设为k时，寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (k+n)(其中，n为常数)。因此，通信装置可以求出寿命的初始值。进而，因来自最大MAC地址 的通信装置的最大跳跃数的上限为k，所以通信装置可以保证在这个超时之 前使各确定的信息遍布在整个组。与此同时，通信装置可减小超时值。此外，本发明的无线通信方法，在将最大跳跃计数的值设为k时，寿命 为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (mk+n)(其中，m、 n为常数)。因此，通信装置在将m例如设为2时，可以对所有的组的通信装置进行 最大浪&夭计数的宣传(advertisement )。此外，本发明的通信方法，在对等网络在收缩或稳定状态时，寿命为(用 于一次跳跃转接所需的时间)* (k+n);在对等网络在扩大时，寿命为(用于 一次跳跃转接所需的时间)* (mk+n)。因此，通信装置可以动态地应对逐渐改变的网络的扩大/缩小，可始终指 定最合适的寿命。此外，本发明的通信方法是，在定期地将特定的信息进行通信的周期的 两倍的期间，通信装置至少一次以上接收了最大跳跃计数上升的特定的信息 时，判断为对等网络在扩大；否则，判断为收缩或稳定。因此，可以定义实际网络中的扩大/缩小的概念。此外，本发明的通信方法包括以下步骤通信装置在分别更新了所述唯 一的通信装置的识别符、和来自唯一的通信装置的跳跃计数以及所述最大跳 跃计数时，记录特定的信息的发送源的通信装置的识别符的步骤；在接收了 来自与记录的识别符一致的通信装置的特定的信息时，无条件地更新唯一的 通信装置的识别符、来自唯一的通信装置的跳跃计数、以及最大跳跃计数的 信息的步骤。因此，通信装置对于唯一的无线通信装置以及宣传最大跳跃计数的通信 装置，与寿命的变化无关地较快地更新在上游发生的变化。
此外，在本发明的通信方法中的特定的信息包括唯一的通信装置的识 别符、来自唯一的通信装置的跳跃计数、以及分别对最大跳跃计数赋予的序 号。而且，包含在接收的特定的信息中的序号小于自己保存的序号时，通信 装置使特定的信息为无效。因此，通信装置可以防止作为唯一的通信装置的识别符、跳跃计数、最 大跳跃计数的数据被旧的信息覆写，所以通信装置可以应对无穷计数(couting infinity)等的问题。此外，本发明的通信方法是，将对唯一的通信装置的识别符赋予的序号 和对最大跳跃计数赋予的序号统一为一个。因此，可减少根据确定的信息而纟皮运输的协议数据的量。进而，本发明 的通信方法的算法变得筒单。此外，本发明的无线通信装置包括提取帧的帧接收部分、和特定信息 提耳又部分、和记录部分、和选择部分、和跳跃计数部分、和最大跳跃计数决 定部分、和帧发送部分。另外，特定信息提取部分是从帧提取表示唯一的无 线通信装置的识别符、和来自该唯一的无线通信装置的跳跃计数、以及表示 该跳跃计数内的最大的跳跃计数的最大跳跃计数。此外，记录部分记录识别 符和跳跃计数以及最大跳跃计数。此外，选择部分根据由特定信息提取部分 所提取的识别符和由记录在记录部分的识别符，选择唯一的无线通信装置。 此外，跳跃计数部分决定从由该选择部分所选择的通信装置的跳跃计数中的 最小跳跃计数。此外，最大跳跃计数决定部分从由特定信息提取部分所提取 的最大跳跃计数、和记录在记录部分的最大跳跃计数、以及由跳跃计数部分 所决定的跳跃计数中决定最大的跳跃计数，并更新记录部分的最大跳跃计数。 此外，帧发送部分生成并发送具有特定信息的帧，该特定信息包括由选择部 分所选择的无线通信装置的识别符、和由跳跃计数部分所决定的跳跃计数、 以及由最大跳跃计数决定部分所决定的最大跳跃计数。因此，无线通信装置最终地决定唯一的无线通信装置，可以使从唯一的 无线通信装置到任意的无线通信装置的跳跃计数中的最大的跳跃计数传播到 对等网络中。因此，无线通信装置可以求出从任意的节点到最远的无线通信 装置的跳跃数的上限。此外，本发明的无线通信装置发送特定的信息的帧是信标。因此，可以实现根据无线通信装置的信标的交换确定的信息的装置。如上所述，根据本发明，可以决定从任意的节点到其他的所有节点传送 信息所需的最低限的跳跃计数。因此，构成对等网络的同一组内的节点可以 决定需要取同步的协议事件的定时数据等的传送应持续最低限的次数以及时 间。


图1是表示本发明的实施方式中的无线通信装置的结构的方框图。图2是本发明的实施方式中的测定帧的结构图。图3是表示本发明的实施方式中的重发数据的生成处理的流程图。图4是表示本发明的实施方式中的最大跳跃计数的比4交处理的流程图。图5是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图6是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图7是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图8是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图9是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图10是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图11是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图12是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图13是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图14是表示本发明的实施方式中的各无线通信装置进行的网络动作的图。图15是表示本发明的实施方式中的无线通信网络变化时的传送状态的图。图16是表示本发明的实施方式中的无线通信网络变化时的传送状态的图。图17A是表示本发明的实施方式中的属于相同网络的多个节点的分布的图。图17B是表示本发明的实施方式中的各节点的最大MAC地址、跳跃计 数、序号的变化的图。图18是表示本实施方式中的各节点的最大MAC地址、跳跃计数的变化 的图。图19是表示以往例子中的无线通信方法的图。标号说明41节点A42节点B43节点C44节点D45节点E46节点F47节点G48节点X49节点H51、 52、 53、 54、 1201至1205、 1301节点 100天线101无线(Ll)处理部分102帧判定部分103记录部分104高层处理部分105选择部分106跳跃计数部分107最大跳跃计数决定部分108信标发送指示部分109帧结构部分l卯l无线通信装置11902无线通信装置具体实施方式
以下，参照附图"i兌明本发明的实施方式。图l是表示本实施方式中的无线通信装置(节点)的结构的方框图。 在图1中，无线(Ll)处理部分101将从天线100接收的模拟信号变换 为数字信号，生成帧或将帧变换为模拟信号，并从天线100发送。该天线100 是无方向性天线，发出电波。该无线(Ll)处理部分101相当于本发明的帧 接收部分。帧判定部分102判别无线(Ll )处理部分101所接收的帧是信标帧还是 数据帧。该帧判定部分102相当于本发明的特定信息提^L部分。另外，本实 施方式中，为了测定使信息遍布在组内所需的最大跳跃数或者超帧数，使用 包括测定数据字段的信标帧(以下，称为"测定帧")。图2是表示该测定帧的结构的图。在图2中，测定数据字段201是记载数据的区域，该数据用于测定该无 线通信装置所属的组的大小(最大跳跃数或者超帧数)。该测定数据字段201 是由最大MAC地址211、最大MAC地址的寿命以及序号212、跳跃计数213、 最大跳跃计数214、最大跳跃计数的寿命以及序号215构成。最大MAC地址211是表示该测定帧的发送源的无线通信装置在组内认 为最大的无线通信装置的MAC地址。最大MAC地址的寿命以及序号212表 示从该最大MAC地址的无线通信装置发送的测定帧的当前寿命和帧的序号。 跳跃计数213表示从该测定帧的发送源的无线通信装置到被认为最大MAC 地址的无线通信装置的跳跃数。最大跳跃计数214表示该测定帧的发送源的 无线通信装置从包括自己的无线通信装置到最大MAC地址的无线通信装置 的跳跃计数中认为最大的跳跃计数。此外，最大跳跃计数的寿命以及序号215 表示传送到相同组内的所有无线通信装置所需的寿命和发送最大跳跃计数时 使用的序号。另外，在本实施方式中，跳跃计数213的寿命和序号可以用最大MAC 地址的寿命以及序号212来代替。这是因为，最大MAC地址信息和跳跃计 数信息是由同一个最大MAC地址的发送者(无线通信装置)的信息被转接(relay)而构成，所以该信息的新旧可根据是否为相同的发送者来检验。 记录部分103是用于记录从接收的测定帧上所记载的信息中被认为最大MAC地址的最大MAC地址、通知了该最大MAC地址的测定帧的当前寿命和序号、接收了该测定帧时的跳跃计数、以及到最大MAC地址的无线通信装置为止的最大跳跃计数。此外，高层处理部分104进行网络层以上的协议处理。此外，选择部分105选择与预先指定的选择条件对应的无线通信装置。在本实施方式中，预先祐:规定将MAC地址最大的无线通信装置设为唯一的无线通信装置的条件。此外，跳跃计数部分106测定来自由选择部分105所选择的无线通信装置到自己的跳跃计数，并决定最小的跳跃计数。此外，最大跳跃计数决定部分107从由跳跃计数部分106测定的跳跃计数、和从通过选择部分105所选择的无线通信装置到自己的跳跃计数中，决定最大跳跃计数。此外，信标发送指示部分108生成重发数据的寿命和序号，该重发数据 通过选择部分105和跳跃计数部分106以及最大跳跃计数决定部分107而生 成，并发送到邻近的无线通信装置。此外，帧结构部分109附加首标或FCS (帧4t验时序)等而生成帧。另 外信标发送指示部分108和帧结构部分109相当于本发明的帧发送部分。以下说明，如上那样构成的无线通信装置的动作。在图1中，从无线(Ll)处理部分101转接的接收帧，通过帧判定部分 102而被挑选，是普通的通信帧的情况下，转送到高层处理部分104。相反地， 从高层处理部分104转接的发送帧，转送到帧结构部分109而构成首标等， 通过无线(Ll )处理部分101进行通信。此外，帧判定部分102筛选了测定帧的情况下，在本发明的协议中使用 的参数或内部数据(标志或MAC地址)等保存到记录部分103。而且，选择 部分105或跳跃计数部分106或最大跳跃计数决定部分107或信标发送指示 部分108使用记录部分103的数据构成重发数据，之后，通过帧结构部分109 被附加首标或FCS等的重发数据从无线(Ll )处理部分101无线发送。这里，以下说明，本实施方式的无线通信装置(节点)接收了测定帧时 的动作。图3是表示无线(LI )处理部分101接收了测定帧时，选择部分105、 跳跃计数部分106、最大跳跃计数决定部分107、以及信标发送指示部分108 进行的重发数据的生成处理的流程图。在图3中，首先，跳跃计数部分106对测定帧内的跳跃计数加上'T，(步 骤S301 )。接着，选择部分105进行测定帧内的最大MAC地址211是否大于存储 在记录部分103的最大MAC地址的比较(步骤S302 )，大的情况下，将记录 在记录部分103的最大MAC地址和跳跃计数更新为测定帧的最大MAC地址 和跳跃计数。对应地，选择部分105将进行了更新记录的跳跃计数的节点的 MAC地址保存在记录部分103。此外，最大跳跃计数决定部分107将记录在 记录部分103的最大跳跃计数暂时更新为在步骤S301中进行加法运算的、自 己的跳跃计数，同时设置最大跳跃计数标志(F)(步骤S303 )。该最大跳跃 计数标志表示自己是最大跳跃计数的信息提供者。此外，在该标志被设置时， 信标发送指示部分108对测定帧的最大跳跃计数的寿命和序号215设定基于 自己的管理信息的值。该管理信息是自己发送的数据的寿命或依次对发送帧 赋予的序号。另一方面，在步骤S302中，测定帧内的最大MAC地址211小于或等于 存储在记录部分103的最大MAC地址的情况下，即，在记录部分103中已 经保存有最大MAC地址的情况下，选择部分105判定测定帧是否是从更新 了上一次的跳跃计数的节点接收到的(步骤S304 )。测定帧的发送源是进行了上一次的更新的节点时，跳跃计数部分106原 样将跳趺计数更新为在步骤S301中进行加法运算的跳跃计数。此时，例如， 即使跳跃计数为最大值，也覆写跳跃计数。这是因为，在上一次更新的节点 由于跳跃计数的恶化或链接(link)的断开而报告比上一次恶化的值的情况下， 如果该节点不更新跳跃计数，则需要等到旧信息的超时才能更新新的信息。 此外，信标发送指示部分108也将最大MAC地址的寿命和最大MAC地址的 序号更新为测定帧内的最大MAC地址的寿命和最大MAC地址的序号212(步 骤S305 )。而且，最大跳跃计数决定部分107判定是否设置有最大跳跃计数 标志(步骤S307)，设置有最大跳跃计数标志的情况下，将最大跳跃计数更 新为在步骤S301中进行加法运算的自己的跳跃计数(步骤S308 )。另一方面，测定帧不是来自上一次进行更新的节点的情况下，判定最大MAC地址的序号是否大(新)，并且跳跃计数是否比所保存的小(步骤S306 )。 而且，在符合条件的情况下，处理移动到步骤S305,跳跃计数部分106将保 存在记录部分103内的信息更新为测定帧的信息。之后，在建立最大跳跃计 数标志的情况下，最大跳跃计数决定部分107将最大跳跃计数更新为自己计 数的跳跃计数。在上述的步骤S301至步骤S308的处理之后，进行图4所示的最大跳跃 计数的比较处理。在图4中的最大跳跃计数的比较处理与图3的步骤S304至步骤S308所 示的跳跃计数的比较处理大致相同。首先，选择部分105判定接收的测定帧是否来自进行了上一次的更新的 节点(步骤S309),是来自进行了前一次的更新的节点的测定帧的情况下， 最大跳跃计数决定部分107无条件地将记录在记录部分103中的最大跳跃计 数更新为测定帧的最大跳跃计数214 (步骤S310)。此外，信标发送指示部分 108将最大跳跃计数的寿命和序号更新为记载在测定帧的最大跳跃计数的寿 命和序号215。此外，选择部分105将最大跳跃计数的MAC地址保存在记录 部分103中。另一方面，接收的测定帧不是来自上一次进行更新的节点的情况下，判 定最大跳跃计数的序号是否大(新)，并且最大跳跃计数是否比保存在记录部 分103中的大(步骤S311)。而且，在符合条件的情况下，信标发送指示部 分108将保存在记录部分103中的最大跳跃计数、最大跳跃计数的寿命和序 号更新为测定帧的各个信息。而且，在设有最大跳跃计数标志的情况下(步 骤S313)，最大跳跃计数决定部分107将该最大跳跃计数标志重置(步骤 S314)。根据以上的动作，则如以下说明。1. 各节点设定本身的MAC地址作为测定帧的最大MAC地址211的初 始值，并附加寿命和序号，定期地发送。2. 各节点将跳跃计数213的初始值作为本身为最大MAC地址时的值 "0"，定期地发送。而且，各节点保存来自将最大MAC地址作为本身的地址的节点的跳跃计数的信息，若接收到d、于该保存的跳跃计数的协议凄t据时， 更新跳跃计数。而且，各节点将该跳跃计数作为自己所保存的跳跃计数而定 期地宣传。另外，各节点不会根据旧的序号的协议数据进行更新。3. 各节点将最大跳跃计数的信息的初始值作为本身为最大MAC地址时 的值"0"保存。对该数据赋予与最大MAC地址或跳跃计数不同的其他的寿 命和序号，并通过认为本身成为最大MAC地址的节点被更新并维持。该数 据也通过各节点而被定期地宣传，在接收到更大的最大跳跃计数时，各节点 更新并重发记录部分103内的最大跳跃计数。另外，各节点不会根据旧的序 号的协议数据来更新最大跳跃计数。4. 当最大MAC地址的寿命超时时，各节点将最大MAC地址和跳跃计 数和最大跳跃计数返回到初始值，再次实施上述1~3所示的处理。5. 当最大跳跃计数的寿命超时时，各节点将本身的跳跃计数作为最大跳 跃计数，再次实施上述3所示的处理。6. 即使在跳跃计数或最大跳跃计数的值不是应更新的值时，在测定帧是 来自上一次更新的节点的情况下，各节点也更新跳跃计数或最大跳跃计数。7. 即使在跳跃计数或最大跳跃计数的值是应更新的值时，在测定帧的序 号是旧的情况下，各节点也不更新跳跃计数或最大跳跃计数。接着，使用附图，说明如上所述地动作的多个无线通信装置(节点)形 成了 一个组时的组大小的测定动作。图5至图12表示本实施方式中的各无线通信装置从初始化时到成为稳定 状态为止的、测定帧以转接方式传送时的测定帧的信息的变化。另外，附记 在节点A ( 41)的三个数据401至403分别表示最大MAC地址、跳跃计数、 以及最大跳跃计数。对于其他节点也相同。在图5中，无线通信装置(节点)A (41)与节点B (42)、 E (45)、 X (48)可进行接收发送，节点B (42)与节点A (41)、 C (43)、 D (44)可 进行接收发送，节点C (43 )仅与节点B ( 42 )可进行接收发送，节点D (44) 也仅与节点B (42 )可进行接收发送，节点E ( 45 )与节点A ( 41 )、 F ( 46 )、 G (47)、 X (48)可进行接收发送，节点F (46)与节点E ( 45 )、 G ( 47 ) 可进行接收发送，节点G (47)与节点E (45)、 F (46)、 X (48)可进行接 收发送，节点X ( 48 )与A ( 41 )、 E ( 45 )、 G ( 47 )可进行接收发送。另外，在本实施方式中说明的无线网络是对等网络，自适应地构成网络， 与相邻的节点进行发送接收。首先，节点A (41)至G (47)、 X (48)发送的测定帧的信息在初始化 时最大MAC地址401=本身的MAC地址、跳跃计数402=0、最大跳跃计数 403=0 (以下，记述为(A, 0, O))。这里，各节点的MAC地址是按照字母 的升序来赋予。接着，在图6中的节点B从可进行发送接收的节点A、 C、 D接收的测 定帧中，将来自节点D的测定帧的最大MAC地址211当作最大并保存(D， 1， 1)，同时重发到节点A、 C、 D。此外，同样地，节点F将来自节点G的 发送帧的最大MAC地址当作最大并保存(G, 1， 1)，同时重发。此外，节 点A、 E、 G将来自节点X的发送帧的最大MAC地址当作最大并保存(X, 1， 1)，同时重发。此外，因节点C和节点X认为自己本身为最大MAC地址， 所以保存与初始化时相同的状态并重发自己的MAC地址等。接着，在图7中，节点B、 F重新根据从节点A、 E接收的测定帧，将节 点X认为最大MAC地址，并将记录数据更新为(X, 2, 2),重发该信息。 此时，因跳跃计数和最大跳跃计数是由节点A、 E计数并发送，所以分别成 为"2"。节点C4艮据来自节点B的信息，将记录数据更新为(D， 2， 2)。此 外，节点D从节点B接收最大跳跃计数，并将记录数据更新为(D, 0， 1)。 节点X从节点A、 E、 G中的任一个接收最大跳跃计数，并将记录数据更新 为(X, 0, 1)。接着，在图8中，节点C和节点D将节点X的MAC地址认为最大MAC 地址，并将记录数据更新为(X, 3， 3)。此外，节点A、 E、 G记录的最大 跳跃计数根据从节点B、 F接收的测定帧的信息而被更新为"2"。接着，在图9中，最大跳跃计数在节点B中更新为从节点C、 D接收的 测定帧的信息"3";在节点X中，根据来自节点A、 E、 G的信息而成为"2"。接着，在图10中，节点A根据从节点B接收的测定帧的信息，将记录 的最大跳跃计数更新为"3",与此同时，对节点E、 X重发包括被更新的最 大跳跃计数的测定帧。接着，在图11中，节点E和节点X根据从节点A接收的测定帧的信息， 将记录的最大跳跃计数更新为"3"，与此同时，对节点G、 F重发包括被更 新的最大跳跃计数的测定帧。接着，在图12中，节点F、 G根据从节点X、 E接收的测定帧的信息， 将记录的最大跳跃计数更新为"3"。这样，最终所有的节点的最大跳跃计数 都成为"3"。在此之后，只要网络的拓朴没有变化，会一直成为稳定状态。如上所述，最大MAC地址、跳跃计数、以及最大跳跃计数的值成为稳
定状态时，在各节点保存的最大跳跃计数的值在全部的节点中成为相同的值。这个值是，从某唯一的节点(在本实施方式中是具有最大MAC地址的节点)到跳跃数成为最大的最远的节点为止的跳跃计数。其中，将从某唯一的节点(将该节点设为"max")到最远的节点的跳跃 计数设为hmax。而且，在3G、 Va、 VbeG中，将H(x， y)设为x和y的 跳跃计数的话，可表示为H ( a， b ) SH ( a， max) +H ( max, b ) S2*hmax。 即，"从任意的节点转接到任意的节点为止的跳跃计数中最大的跳跃计数"被 控制为2承hmax。但是，a、 b表示任意的节点。而且，hmax^max ( H ( a， b)), 所以这个值仅具有以下关系式程度的误差max (H ( a, b )) S2*hmaxS2* max (H ( a, b ))。因此，从节点发出的信息至少仅等待2*hmax的值就被转接，被传送到 同 一组的其他所有的节点。以本实施方式中的无线通信网络为例来说，在图12中，因hmax是"3", 所以可保证至少以2*3=6传送到所有的成员。但是，实际上，4个跳跃是从 这个组的任意的节点到任意的节点的跳跃计数的最大值。这样，可通过在测定数据字段上表示决定对整个组宣传需要多少跳跃的 机构，用较少的传送资源来实施对整个组的宣传。接着，说明例如同 一组内的节点移动时这样产生了拓朴的变化的情况下 的动作。这个拓朴的变化是，例如宣传最大MAC地址的节点从组脱离或者 在停机(down)时，从最大MAC地址求出的跳跃计数或最大跳跃计数等的 值变化等的情况。或者，通过数跳跃计数的路线消失或者宣传最大跳跃计数 的节点从组脱离或停才几而发生。为了对这样的拓朴的变化，动态地应对这些事项，在测定字段201中设 置寿命信息。即，寿命表示信息的有效期间，通过寿命到时(time out),而 删除旧的测定帧的信息。但是，本发明通过跳跃经跳跃(hopbyhop)的转接 方式来传送信息的传递，所以信息的传递不能因设定在从最大MAC地址到 最远的节点为止需要的时间内的寿命而被中止(time out)。另一方面，较大 的寿命并不能立即应对网络的拓朴的变化，所以并不是优选的。因此，节点 的信标发送指示部分108根据式(1)求出最大MAC地址的寿命212。寿命=(用于一次跳3夭转接所需的时间)* (hmax+n)……(1)。
但是，n例如是"5"左右的常数。这样在稳定状态下，hmax成为来自最大 MAC地址的节点的跳跃计数的最大值，所以可保证对所有的组成员的传达。 此外，在有新节点加入时，因被追力口的节点为止的跳跃数在常数n之内的期 间，寿命不为0，所以能够应对。图13和图14表示节点H(49)离最大MAC地址的节点X(48)最远地 被追加时的状态。另外，附记在节点X ( 48 )的4个数据401至404分别表 示最大MAC地址、跳跃计数、最大跳跃计数以及寿命。对于其他节点也相 同。在图13中，因节点X (48)将转接1个跳跃所需的时间设为"1"时设 定寿命为(3+5=) 8,所以在节点H中以寿命"5"的状态传送。之后，如图 14所示，最大跳跃数从节点H传输到所有的节点。最大MAC地址的节点X (48)接受这个通知时，将寿命更新为(4+5=)9之后，发送测定帧。这样， 再次被追加节点，也能够应对。接着，说明其他的较大的组和组连接在一起的情况。这样的情况下，有时在根据上述的式(1)设定的寿命中不能全部传送。 此时，可通过在从最大MAC地址的节点发送的测定帧的寿命中再附加(用 于一次跳跃转接所需的时间)xn的时间，从而能够应对。图15是表示此时的传送状态的图。另外，将用于一次跳跃转接所需的时 间设为"1"来说明。此外，假设在节点1201和节点1202所属的网络组中加 入了节点1203至1205。在图15中，节点1202位于从最大MAC地址的节点1201距离hmax时 间的位置，节点1203是位于距离(hmax+n)时间的位置，节点1204是位于 距离(hmax+2n)时间的位置，节点1205是位于距离(hmax+3n)时间的位 置。因最大MAC地址的寿命212的剩余时间成为"0",所以节点1203对节 点1201通知超过寿命的情况(最大跳跃计数hmax+n)(步骤S1501 )。节点1201接受这个通知，将最大MAC地址的寿命212设为((hmax+n) +n=hmax+2n)时间(1211)来发送测定帧。通过重复这个处理，可以使测定 帧传送至节点1205。而且，最终地，可以对被追加的组内的所有的节点传送 被更新的最大跳跃计数。但是，在上述方法中，通知最大MAC地址的寿命的剩余时间成为"0"
的信息传送到最大MAC地址的节点1201的期间，信息的传送被停滞。即， 最大跳跃数在hmax+n、 hmax+2n……暂时中止，重复进行扩大。图16是表示使寿命的增加以每hmax时间增加时的传送状态的图。另夕卜， 将用于一次跳跃转接所需的时间作为"l，，来说明。此时，寿命成为(m*hmax+n) 的时间(其中，m=2、 3…)。在图16中，最大MAC地址的节点1201对最大MAC地址的寿命212设 定"2*hmax+n",发送测定帧。这样，如图13所示，组的节点急剧地扩大， 位于距离(2hmax+n)时间位置的节点1301也被通知最初的测定帧。而且， 当节点1201从节点1301通知到最大跳跃计数(2hmax+n)时，将最大MAC 地址的寿命212设为(2* ( 2hmax+n ) +n=4hmax+3n)时间(1212)来发送测 定帧。通过重复这个处理，即使组的节点急剧地扩大的情况下，最大MAC 地址的节点1201也能够应对。这样，优选地，在将最大跳跃计数的值设为k时，网络在收缩或稳定状 态时，寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (k+n) (n为常数)；在对 等网络在扩大时，寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (mk+n) (m、 n 为常数)。其中，k设为hmax。这样，可以动态地应对逐渐变化的网络的扩 大/缩小，通常能够指定最适合的寿命。另外，稳定状态或扩大状态的判断可根据随时被更新的最大跳跃计数的 更新是否超过在每两次中一次的频度来判断。这是因为，在扩大的时候，更 新最大跳跃计数需要两个周期。以上是，信标发送指示部分108在最大MAC地址的寿命和序号212中 设定的最大MAC地址的节点所设定的寿命的决定方法。接着，说明信标发送指示部分108设定在最大跳跃计数的寿命和序号215 的最大跳跃计数信息的寿命。这个最大跳跃计数信息的寿命，可由下式来求出寿命=(用于一次跳跃转接所需的时间)* (m*hmax) +n……(2)。其中，通过将m设为2、 n设为0,可以适用于节点的增减为稳定状态时 或增加状态时。这是因为，在稳定状态下，2化max大于任意的两个地址间的 跳跃计数的最大值，可保证对相同组内的所有的节点传送最大跳跃计数。此外，即使在扩大状态下，在最大跳跃计数信息不能送到的范围的相同 组的节点位于从最大MAC地址的节点距离hmax (跳跃计数)以上的地方，
所以这些节点更新最大跳跃计数。其中，假设mhc为发送最大跳跃计数的节 点时，最大跳跃计数hmax、和从某节点(a)到最大MAC地址的节点(mhc) 的跳跃数H(a, mhc)的关系为如下对于Va: H(a，mhc) 2 2*hmax,2*hmax S H(a,mhc)SH (max,mhc)+H(a,max)2*hmax S hmax+ H(a,max) 即，hmax《H(a，max)。所以，从最大MAC地址的节点距离hmax以上的地方的节点因位于即使 宣传最大跳跃计数也不能更新的区域，所以没有必要宣传。此外，通过使用在最大MAC地址的寿命以及序号212或最大跳跃计数 的寿命以及序号215上设定的序号，可以防止新信息被已经通过了本身的节 点的旧信息更新。图17A是表示属于相同网络的多个节点的配置的图。此外，图17B是表 示各节点的最大MAC地址、跳跃计数、序号的变化的图。在图17A中，假设位于一个组的终端的节点X (51)、 Y(52)、 Z(53) 配置成一列，在初始状态1701中，节点X、 Y、 Z的跳跃计数分别作为X: 5、 6、 Z: 7保存在各节点中。而且，在第2次的信息交换1702中，在节点 X和在其上游的节点M之间的链接被断开的情况下，在第3次的信息交换 1703中，节点X忽略节点Y的宣传即使它比节点X的宣传进行得早。这是 因为，节点Y的序号为"22"，比节点X的序号"23"小，即旧。这样，在 使用了如图18所示的不具有序号的测定帧的情况下，在第3次的信息交换 1801中，节点X的跳跃计数被节点Y的值更新，之后，节点X、 Y、 Z不能 互相持有旧的信息。因此，在寿命期间，节点X、 Y、 Z可以防止继续对跳跃 计数进行计数。另外，在本实施方式中，为了决定唯一的节点，而将其决定为MAC地 址最大的节点，但并不限定于此，也可以决定为MAC地址最小的节点或者 决定为接近特定的MAC地址的节点。这样，也可以同样进行处理来得到相 同的效果。如上所述，根据本实施方式，依次比较各节点所接收的用于测定组大小 的信息、和保存的用于测定的信息，通过重发应成为最大跳跃计数的信息， 从而可以将最大跳跃计数传达到组内的全部节点中。因此，各节点可以估计 信息传送到整个组所需的跳跃数或者超帧数。 产业上的可利用性本发明可用于在进行对等通信等时的通信方法以及通信装置、特别用于 无线通信装置，并适用于可得到保证一个协议数据到达相同组的所有无线通 信装置的时间。
权利要求
1.一种通信方法，在多个通信装置进行对等通信的对等网络中，包括以下步骤各个通信装置决定在该对等网络中的唯一的通信装置的步骤；各个通信装置测定来自所述唯一的通信装置的跳跃计数的步骤；以及各个通信装置将所述跳跃计数中的最大跳跃计数在该对等网络内传播的步骤。
2. 如权利要求1所述的通信方法，其特征在于， 所述通信装置在自己的可通信范围内，定期地发送特定的信息。
3. 如权利要求2所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息包括用于确定通信装置的被数值化的识别符， 所述决定唯一的通信装置的步骤包括通信装置将识别符的初始值作为自己的识别符，并与来自其他的通信装 置接收的识别符进行比较，选择较大、较小、或者更接近特定的值的识别符 的步骤；以及所述通信装置保存所述选择的识别符的信息，同时将它发送到其他的通 信装置的步骤。
4. 如权利要求3所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息还包括表示该特定的信息的有效时间的寿命， 该通信方法还进^f亍以下步骤在到了所述寿命的时限时，所述通信装置删除所接收的所述识别符的信 息的步骤；以及所述通信装置决定所述唯一的通信装置的步骤。
5. 如权利要求2所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息包括来自所述唯一的通信装置的跳跃计数， 测定来自所述唯一的通信装置的跳跃计数的步骤包括 所述唯一的通信装置将包含在所述特定的信息中的跳跃计数以"0"开始发送的步骤；在通信装置接收到所述特定的信息时，对所述跳跃计数附加规定的跳跃 数的步骤； 通信装置对附加了规定的跳跃数的所述跳跃计数、和当前为止保存的来 自所述唯一的通信装置的跳跃计数的信息进行比较，选择较小的跳跃计数的步骤；以及所述通信装置将包含在所述特定的信息中的所述跳跃计数的信息更新为 所述选择的跳跃计数，并发送到其他的通信装置的步骤。
6. 如权利要求5所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息还包括表示该特定的信息的有效时间的寿命， 该通信方法还进行以下步骤在到了所述寿命的时限时，所述通信装置删除所述跳跃计数的信息的步 骤；以及所述通信装置决定所述唯一的通信装置的步骤。
7. 如权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述特定的信息包括确定通信装置的识别符、来自所述唯一的通信装 置的跳跃计数、以及将所述识别符的信息的寿命和所述跳跃计数的信息的寿 命设为相同地进行了统一的寿命，决定所述唯一的通信装置的所述步骤包括通信装置将识别符的初始值作为自己的识别符，并与从其他的通信装置 接收的识别符进行比较，选择较大、较小、或者更接近特定的值的识别符的 步骤；以及保存所述选择的识别符的信息，同时将它发送到其他的通信装置的步骤， 测定所述跳if夭计数的步骤包括所述唯一的通信装置将包含在所述特定的信息中的跳跃计数以"0"开始 发送的步骤；在通信装置接收到所述特定的信息时，对所述跳跃计数附加规定的跳跃 数的步骤；通信装置将附加了规定的跳跃数的所述跳跃计数、和当前为止保存的来 自所述唯一的通信装置的跳跃计数的信息进行比较，选择较小的跳跃计数的 步骤；以及所述通信装置将包含在所述特定的信息中的所述跳; 夭计数的信息更新为 所述选择的跳跃计数，并发送到其他的通信装置的步骤，在到了所述寿命的时限时，删除所接收的所述识别符的信息和所述跳跃 计数的信息。
8. 如权利要求7所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息包括最大跳跃计数，将各个通信装置保存的所述跳跃计数中的最大跳跃计数在对等网络内传 播的所述步骤包括通信装置将来自在所述测定步骤得到的所述唯一的通信装置的跳跃计 数、接收的所述最大跳跃计数、和当前为止保存的最大跳跃计数的信息进行 比较，选择最大的跳跃计数的步骤；以及通信装置对选择的跳跃计数更新最大跳跃计数的信息并保存，同时发送 到其他的通信装置的步骤。
9. 如权利要求8所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息还包括表示该特定的信息的有效时间的寿命， 该寿命的初始值是由发送最大跳跃计数的通信装置来赋予， 在到了所述寿命的时限时，删除所述最大跳跃计数的信息。
10. 如权利要求9所述的通信方法，其特征在于， 将所述最大跳跃计数的值设为k,并将n设为常数时， 所述寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (k+n)。
11. 如权利要求9所述的通信方法，其特征在于， 将所述最大跳跃计数的值设为k,并将m和n设为常数时， 所述寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (mk+n )。
12. 如权利要求9所述的通信方法，其特征在于， 将所述最大跳跃计数的值设为k，并将m和n设为常数时， 在所述对等网络收缩或稳定状态时，所述寿命为(用于一次跳跃转接所需的时间)* (k+n); 在所述对等网络扩大时，所述寿命为 (用于一次跳跃转接所需的时间)* (mk+n)。
13. 如权利要求12所述的通信方法，其特征在于， 所述对等网络是否为扩大状态的判断是，在将所述特定的信息定期地进行通信的周期的两倍的期间，通信装置至少一次以上接收了所述最大跳跃计数上升的所述特定的信息时，判断为扩大； 否则，判断为收缩或稳定。
14. 如权利要求8至13的任一项所述的通信方法，包括以下步骤 通信装置在分别更新了所述唯一的通信装置的识别符、和来自所述唯一的通信装置的跳跃计数以及所述最大跳跃计数时，记录所述特定的信息的发 送源的通信装置的识别符的步骤；以及在接收了来自与记录的所述识别符一致的通信装置的所述特定的信息 时，无条件地更新所述唯一的通信装置的识别符、和来自所述唯一的通信装 置的跳跃计数、以及所述最大跳跃计数的信息的步骤。
15. 如权利要求14所述的通信方法，其特征在于， 所述特定的信息包括所述唯一的通信装置的识别符、来自所述唯一的通信装置的跳跃计数、以及对所述最大跳跃计数分别赋予的序号，在接收的所述特定的信息中包含的所述序号小于自己保存的所述序号 时，使所述特定的信息为无效。
16. 如权利要求15所述的通信方法，其特征在于， 将对所述唯一的通信装置的识别符赋予的序号和对所述最大跳跃计数赋予的序号统一为一个。
17. —种无线通信装置，它包括 帧接收部分，提取帧；特定信息提取部分，从所述帧提取表示唯一的通信装置的识别符、和来 自所述唯一的通信装置的跳跃计数、以及所述跳跃计数内的最大跳跃计数； 记录部分，记录所述识别符和所述跳跃计数以及所述最大跳跃计数； 选择部分，根据由所述特定信息提取部分所提取的所述识别符和记录在所述记录部分的所述识别符，选择所述唯一的通信装置；跳跃计数部分，决定基于来自由所述选择部分所选择的通信装置的跳跃 计数的最小跳跃计数；最大跳跃计数决定部分，根据由所述特定信息提取部分所提取的所述最 大跳跃计数、和记录在所述记录部分的所述最大跳跃计数、以及由所述跳跃 计数部分所决定的跳跃计数来决定最大的跳跃计数，并更新所述记录部分的 最大跳跃计数；以及帧发送部分，生成并发送具有特定信息的帧，该特定信息包括由所述选择部分所选择的通信装置的识别符、和由所述跳跃计数部分所决定的跳跃计 数、以及由最大跳跃计数决定部分所决定的最大跳跃计数。
18.如权利要求17所述的无线通信装置，其中，发送所述特定的信息的帧是信标。
全文摘要
在如无线通信的信标的帧中记载最大MAC地址、跳跃计数以及最大跳跃计数，并在节点间互相通知。而且，所有的节点测定来自最大MAC地址的节点的跳跃数，互相通知其中的最大跳跃计数hmax。此外，在将从最大MAC地址的节点(max)到最远节点为止的跳跃计数设为hmax时，任意的节点a、b之间的跳跃计数H(a、b)成为H(a、b)≤H(a、max)+H(max、b)≤2*hmax。即，该组的任意的两个节点间的跳跃数一定为2*hmax以下。这样，可以对整个对等网络通知一定超过在对等网络中的节点之间的跳跃数的最大值的数值。
文档编号H04L12/28GK101112049SQ20068000346
公开日2008年1月23日 申请日期2006年1月27日 优先权日2005年1月31日
发明者三村政博, 土居裕, 松本泰辅 申请人:松下电器产业株式会社