节点装置及节点装置执行的方法

节点装置及节点装置执行的方法
【专利摘要】本发明提供结构简易并且不对网络增加负荷的能够自主地选择适当的路径的节点装置和节点装置执行的方法。节点装置包含：帧接收单元，接收从一个以上的对方节点向自身节点发送来的帧；存储单元，保存包含第一信息、第二信息、第三信息的表，第一信息与从自身节点向一个以上的对方节点的每个发送的帧的通信质量有关，第二信息与从一个以上的对方节点的每个向自身节点所发送的帧的通信质量有关，第三信息是根据第一信息和第二信息计算出的且与双向的通信质量有关的信息；优先度判定单元，基于表决定表示与一个以上的对方节点的每个有关的优先度的评价值；帧发送单元，使用评价值向一个以上的对方节点之中的优先度最高的节点发送帧。
【专利说明】节点装置及节点装置执行的方法
[0001]本申请是申请日为2009年04月27日、申请号为200980113894.2、发明名称为“节
点装置及程序”这ー母案申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及包含多个节点的网络中的可选择路由的装置和节点装置执行的方法。【背景技术】
[0003]对于网络装置，迄今已进行了非常多的研究。最为普及的是利用了 IPdnternetProtocol)网络的网络装置。另外，以容纳多个协议和网络为目的的MPLS (Multi ProtocolLabeled Switching多协议标记交换)是具有自动地生成路径的机制的网络装置。另外，作为Ad-hoc (自组织)算法的代表例,存在AODV (Ad-hoc On-Demand Vector基于按需距离矢量)和 OLSR (Optimized Link State Routing 最优化链路状态)。
[0004]IP网络装置按照IP地址决定路由。因为IP地址自身具有树形结构，通过从IP地址的上位向管理符合的IP网络的网络装置传送，最終能够向作为目标的终端传送帧。路由由IP地址体系所決定。哪个网络装置管理哪个IP网络由路由表規定。多数情况下主要以手动方式设定路由表，但有时利用RIP (Routing Information Protocol路由信息协议)自动地进行更新。所谓RIP，是网络装置把管理的IP网络向周围广播，是网络装置确认彼此管理的IP网络的方式。
[0005]在MPLS中，网络把叫做LSR (Label Switch Router标记交换路由)的网络装置间与外部网络分离开来。来自外部网络的帧通过叫做边缘节点的横跨外部网络和内部网络的双方的网络装置向内部网络取入。这时，在外部帧的前头插入了标签。各LSR各自具有标签转送表。标签转送表保持输入巾贞的标签和输出巾贞的标签及目的地。LSR取出所输入的中贞的标签，根据标签转送表发现符合的标签，改写输出帧的标签，向符合的目的地发送。根据标签转送表的LDP(Label Distribution Protocol标记分配协议)来实行。LDP是首先利用RIP等进行路由表的生成，并对其附加标签，在邻接节点间互相通知的协议。
[0006]AODV是在路径检索中使用广播，其他的通信节点装置反复广播以发现通向目的节点装置的路径的方法。通信节点装置为了发现作为目标的路径向周围发送叫做"RouteRequest (RREQ)路由请求"的巾贞。在该帧中，检索目标的通信节点ID被清楚记载。周围的通信节点装置，在没有检索出自身的情况下，重新生成RREQ巾贞，反复进行向周围的广播。这时各通信节点装置记录从邻接的哪个通信节点装置接收了发送源的消息。RREQ消息到达了目的通信节点装置时，该目的通信节点装置生成"Route R印Iy (RREP)路由答复"帧，对发送源的节点，沿着RREQ帧发送来的路径发送RREP帧。这样，双向的通信路径就生成了。
[0007]在OLSR(Optimized Link State Routing)中，采用了通过通信节点装置彼此定期互相交换帧，来把握网络整体，检测出直到目的通信节点的路径的方式。通信节点装置周期性地发送HELL0(问候)帧，彼此互相通知其存在。判明了成为通信对方的通信节点装置的存在，然而，接着生成用于有效地向网络整体分发帧的洪泛用的路径。将其叫做MPR(MultiPoint Relay多点中继)。通过MPR，能够从各通信节点装置有效地把帧向网络整体进行广播。其次使用该MPR，通过节点装置彼此相互分发作为路径生成消息的TCCTopologyControl拓扑控制)帧，全部节点装置能够知道网络拓扑。对于把帧传送到作为目标的通信节点装置，參照成为发送源的通信节点装置自身所知道的网络拓扑，向应该传送的邻接通信节点装置交付帧。邻接节点装置也同样地进行处理，最終把帧送到目标节点装置。
[0008]关于Ad-hoc无线通信网络，作为周知的技术，提供了各节点广播包含了通知自身节点的存在的信息和直到自身节点的路由度量的信息作为问候消息，接收到该问候消息的其他节点向接收到的路由度量中追加用于广播了问候消息的节点和自身节点之间的路由的路由度量，并使用该追加后的路由度量的技术(例如，专利文献I)。这里的路由度量是根据跳数、链路质量等因素算出的表示发送源和目的地间的成本的值。
[0009]专利文献1:特表2006-526937号公报
[0010]在IP网络装置和MPLS中，作为前提利用了网络自身根据地址已具有了结构的情况。因为IP地址为树形结构，所以通过从地址的上位选择匹配的方向来决定路由。另外，这些以有线的连接为前提。在2个通信终端间有线连接能够进行稳定的通信，因为未被连接的通信设备不会接收帧，所以能够简单地只以通信机的跳数来決定。
[0011]但是在以无线通信为前提吋，以这些方式生成通信质量良好的路由是困难的。在无线通信中，通信质量与有线通信比较变坏，并且对与通信没有直接关系的其他的通信终端也造成影响。另外通信质量对距离和周围的环境的依赖性也较高，也随着时间变化。当在这样的环境下实施了上述协议的情况下，若只以跳数决定，则根据算法有可能经由远的通信終端。但是，如果距离远的话，则相应地通信质量也不好，所以会生成质量非常不好的路径。
[0012]AODV在路径生成时对网络形成了负荷。在通信终端数少的情况下没有问题，但在通信终端数增多通信量増加的情况下给网络带来的负荷増大。其结果，对通信已经建立的通信节点装置也产生影响，引起链路切断的可能性较高，结果能够通信的节点装置变得非常少，其大部分不能进行路径建立。另外，也可以认为，因为如上述那样把跳数作为基准，所以生成了通信质量不好的路径。
[0013]在OLSR中，需要全部节点装置知道网络拓扑。因此在规模上产生限度。另外，判明全部节点装置的拓扑需要时间。
[0014]如上述那样，不论有线无线，在网络中，根据通信量和周围的环境影响，有时节点装置间的通信质量发生变化，特别是在无线通信中变化更大。因此，在是包含非常多的节点装置的网络的情況，设置将网络统一的服务器，通过该服务器进行网络的管理是不实用的。之所以这样说，是因为由于节点装置的个数多即使只是从服务器发送控制指示也是非常大的负荷。所以，在由非常多的节点装置形成了网络的情况下，希望各节点装置自主地进行路径选择和死活监视等的动作。
[0015]那么，在是各节点装置自主性地进行动作的情况下，因为如上述那样通信质量产生变化，所以在对发送给某节点装置的发送帧进行中继时，需要各节点装置预先把握在当前时间点有效的路径。例如，对于具有固定的结构的网络和作为一般的检索方法的ニ进制树搜索等方法，因为网络和树的整体像从开始就已清楚，能够容易判别直到哪里为止对路径进行了捜索，对此，在如本申请作为对象的节点装置间的链路发生变化那样的网络中，因为各节点装置不知道哪样的节点装置连接到了周围的节点装置，所以需要用于知道直到哪里为止对路径进行了捜索的方法。

【发明内容】

[0016]本发明提供了结构简易并且不对网络增加负荷的能够自主地选择适当的路径的节点装置和程序。
[0017]本发明的实施方式涉及的节点装置，在包含多个节点装置的网络之中的节点装置，具备:识别信息管理表，保存用于唯一识别帧的识别信息和与该帧的发送目的地节点有关的信息，作为自身节点所发送的帧的信息；目的地节点不同权重表，针对帧的每个最終目的地节点，为了对帧进行中继而保存关于作为发送目的地的其他节点的权重信息；帧接收単元，接收从其他节点发送给自身节点的帧；目的地节点不同权重表更新単元，在通过上述帧接收単元接收到的上述帧的识别信息保存在上述识别信息管理表中的情况下，对于与该识别信息相对应而保存的上述发送目的地节点，更新与该帧的最終目的地对应的上述目的地节点不同权重表的数据；和帧发送目的地决定单元，在由上述帧接收単元接收到的上述帧的识别信息没有被保存在上述识别信息管理表中的情况下，參照与上述帧的最終目的地节点相符合的上述目的地节点不同权重表，决定作为用于对该帧进行中继的发送目的地的其他节点。
[0018]若从其他节点接收到了帧，则參照目的地节点不同权重表，决定应该转送的节点。按照权重决定转送目的地的节点。另外，根据帧向其他节点的转送成功与否来更新权重。节点装置能够自主地学习路径。
[0019]上述目的地节点不同权重表更新単元也可以构成为，在由上述帧接收単元接收到的上述帧的识别信息被保存在上述识别信息管理表中的情况下，对于与该识别信息相对应而被保存的上述发送目的地节点，对与该帧的最終目的地相对应的上述目的地节点不同权重表的针对该发送目的地节点的权重，按优先度变低的方式进行更新。
[0020]进而，还具备:邻接节点管理表，保存与在自身节点的周围存在的其他节点有关的信息；问候消息发送单元，发送作为问候消息的、告知自身节点的存在的信息和从上述邻接节点管理表读出的与周围的路径有关的信息；问候消息接收单元，接收从其他节点发送来的问候消息；邻接节点管理表更新単元，基干与由上述问候消息接收单元接收到的问候消息的发送源节点有关的信息，更新上述邻接节点管理表，也可以构成为，当在上述邻接节点管理表中检测出成为规定的状态的第I节点的情况下，上述目的地节点不同权重表更新单元，按优先度变低的方式更新上述目的地节点不同权重表的发送目的地节点是该第I节点的数据。
[0021]根据本发明的实施方式涉及的节点装置，即使在如节点装置间的链路发生了变化那样的网络中，各节点装置也參照与保有的权重有关的信息来决定转送目的地的节点，更新与权重有关的信息。据此，即使没有把握网络的整体，也能够通过自主地学习最佳的路径来进行通信。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是通信系统的整体概念图。[0023]图2是本发明的实施方式涉及的节点装置的概略图。
[0024]图3是本发明的实施方式涉及的节点装置的详细的示意图。
[0025]图4是表示邻接节点管理表的结构的图。
[0026]图5是帧的格式例。
[0027]图6是图5的帧的格式例的说明。
[0028]图7是说明基于邻接节点管理表的数据转送处理的图。
[0029]图8是说明利用帧的转送结果操作与权重有关的信息的处理的图。
[0030]图9是表示FID管理表的例的图。
[0031]图10是表示本发明的实施方式涉及的节点装置的数据帧接收时的处理的流程图的概略(其I)。
[0032]图11是表示本发明的实施方式涉及的节点装置的数据帧接收时的处理的流程图的概略(其2)。
[0033]图12是表示问候帧头的格式的图。
[0034]图13是说明在本发明的实施方式涉及的节点装置中利用延迟测量通信质量的方法的图。
[0035]图14是表示包含了问候帧头的问候帧的详细的格式的图。
[0036]图15是详细说明权重表的结构的图。
[0037]图16是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其I)。
[0038]图17是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其2)。
[0039]图18是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其3)。
[0040]图19是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其4)。
[0041]图20是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其5)。
[0042]图21是表示了本发明的实施方式涉及的节点装置的帧接收时的处理的详细的流程图(其6)。
[0043]图22是表示问候帧的交换顺序的图。
[0044]图23是表示本发明的实施方式涉及的节点装置或者可能实施程序的硬件的概要图。
【具体实施方式】
[0045]以下，就本发明的最佳的实施方式，參照附图详细地进行说明。
[0046]首先，对本说明书中的用语进行说明。
[0047]所谓"帧"是指协议处理的数据单位。"帧"例如包含"问候帧""数据帧"，但不限定于这些帧。
[0048]所谓"问候帧(HELLO帧)"是指本发明的实施方式涉及的节点装置为了确认相互的存在、状态而对另外的节点装置发送的特别的帧。
[0049]所谓"数据帧"是指网络(从开始节点向目标节点)要传输的数据。此外虽然是当然的事，但是本发明的实施方式涉及的节点装置能够具有用于识别"问候帧"和"数据帧"的适合的单元。
[0050]所谓"Local Destination(LD)"是指在以某节点装置作为主体来看时,表示接下来应该传送帧的邻接节点装置的目的地节点ID。此外在本说明书中，有时也把LD称作"本地收信地址"。
[0051]所谓"Local Source (LS)"是指表示向LD发送帧的成为该直接的发送源的节点装置(即，对于LD来说的自身节点装置)的节点ID。此外在本说明书中，LS有时也称作"本地发信地址"。
[0052]所谓"Global Destination(⑶)"是指成为与数据帧的横跨了网络的一系列的传播有关的最終的目的地的节点ID。此外在本说明书中，GD有时也称作"全局收信地址"。
[0053]所谓"Global Source(GS)"是指作为与数据帧的横跨了网络的一系列的传播有关的最初的发送源的节点ID。此外在本说明书中，GS有时也称作"全局发信地址"。
[0054]所谓"帧ID (FID)"是各帧拥有的固有的识别信息。作为FID，例如能够使用一系列的编号，但不限定于此。所谓"权重"是本发明的实施方式涉及的帧传播路径选择时所考虑的值。作为权重，于本说明书示例了归路链路权重、去路链路权重、双向链路权重、路径质量权重、归路质量权重、链路间到达权重，但不限定于这些。此外在本说明书的记载中，在说到"权重"或者"与权重有关的信息"时，要进行解释的是，有时也指用某种的权重来算出的值。
[0055]所谓"归路链路权重"是指与到达归路的帧有关的权重。此外，在把某节点装置作为主体来考虑时，若该节点装置 从另外的邻接的节点装置接收帧，则该帧通过"归路"到来。
[0056]所谓"去路链路权重"是与从去路去的帧有关的权重。此外，在把某节点装置作为主体考虑时，若该节点装置向另外的邻接的节点装置发送帧，则该帧通过"去路"。
[0057]所谓"双向链路权重"是指把上述的去路链路权重和归路链路权重组合起来而计算出的权重。在本发明的实施方式中，"归路链路权重""去路链路权重""双向链路权重"是后面详述的邻接节点管理表能够包含的数据。但是在其他的实施方式中，也可以包含这以外的組合。
[0058]所谓"路径质量权重"是指把直到⑶为止的路径上的延迟进行数值化后得到的信息。所谓丨丨归路质量权重丨丨是指把针对从成为对方的节点装置到自身节点装置的方向的通信质量进行数值化后得到的信息。
[0059]所谓"链路间到达权重"是指把帧在链路间转送的成功与否进行数值化后得到的值。在本发明的实施方式中，"路径质量权重""归路质量权重""链路间到达权重"是后面详述的权重表能够包含的数据。但是在其他的实施方式中，也可以包含这以外的组
ム
ロ o
[0060]图1是通信系统的整体概念图。如图1所示那样，节点装置(a、b、…、s、t)被相互连接而包含于网络。在本通信系统中，每当从开始节点(在图1的例中，节点装置b)向目标节点(在图1的例中，节点装置t)传达信息时，各节点装置作为中继器而进行动作。
[0061]各节点装置保有各自固有的识别信息(ID.1dentification)。把分配给各节点装置的ID以下作为节点ID。各节点装置不把握相互邻接的节点装置和网络整体。在初始状态，未存在相互的链路，各节点装置对于自身以外的节点装置不把握其存在、状态。
[0062]所以，在图1所示的通信系统中，从开始节点{b}向目标节点{t}传递信息，首先，需要构筑网络。构筑网络的顺序如以下那样。
[0063]首先进行的是检测出周围的节点装置。某节点装置向邻近存在的节点装置周期性地通知自身的存在。在向邻近节点装置的通知中附随了与路径生成相关联的信息。各节点装置若接收到了通知，则生成有关周围的节点装置的列表，能够把握自身装置的周围的节点装置的存在。
[0064]检测出了周围的节点装置的节点装置基于生成的列表，决定应该成为自身要转送信息的对方的节点装置，井向该节点装置转送信息。每当某节点装置决定应该转送信息的节点装置时，对于如果向周围存在的多个节点装置之中的某个节点装置交付信息，是否能够使信息到达作为目的的目标节点，在该时间点该节点装置还不知道。所以，在本实施方式涉及的节点装置中，生成表示应该优先向周围的节点装置的哪个转送信息的权重表，按照与保存于权重表的权重有关的信息，决定应该成为信息的转送对象的节点装置。
[0065]以下，就本实施方式涉及的节点装置，具体地进行说明。图2是本实施方式涉及的节点装置的概略图。在图2中表示粗略的概要的节点装置I具有帧处理部2、链路管理部
3、路由决定部4、FID(帧ID)管理表5、邻接节点管理表6及权重表7。图2中没有进行明示，但在该【技术领域】中已知的任何种类的存储装置(例如，DRAM或者瞬时存储器)能够保存FID (帧ID)管理表5、邻接节点管理表6及权重表7作为数据表。
[0066]帧处理部2进行在与节点装置I邻接的节点装置之间所交換的数据帧的处理。另夕卜，帧处理部2在接收到了数据帧的情况下，对存储装置(在图2未示出)进行访问并使用FID管理表5 (相当于权利要求的识别信息管理表)，也对循环的发生进行检测。
[0067]链路管理部3访问存储装置(在图2未示出)并使用邻接节点管理表6，管理邻接的节点装置的死活及链路强度。
[0068]路由决定部4访问存储装置(在图2未示出)并參照权重表7 (相当于权利要求的目的地节点不同权重表)，决定接下来应该把帧转送到哪个邻接节点装置。按帧的每个最终的目的地(也就是说，Global Destination (GD))生成权重表7。
[0069]此外，各个构筑图1所示的网络的多个节点装置，分别采取如图2所示那样的结构，但在以下的说明中，与其他的节点装置相区別，对自身节点装置赋予符号"I "或者"Ia "来进行说明。另外，各节点装置也可以通过无线方式进行连接，还可以通过有线方式进行连接。本发明的实施方式中也可以假设，根据要求，可以在无线和有线混合存在的网络中应用本发明的实施方式涉及的装置或程序。
[0070]图3是用于进ー步说明实施方式涉及的节点装置的更详细的示意图。此外，要注意对參照编号加的接尾"a"是指与相同编号的构成要素(element)同样或者类似的构成要素。此外在本说明书中，例如某装置XXX和装置XXXa都能包含于实施方式中。另外，有时也省略參照编号的接尾，来表示包括没有接尾和有接尾的概念。例如，在标记成装置XXX吋，只要不产生矛盾，可以解释为也包含装置XXXa的情況。[0071]图3的节点装置Ia具有帧处理部2a、链路管理部3a、路由决定部4a、FID管理表5a、邻接节点管理表6a、权重表7a、接收部10及发送部20。此外，能够将FID管理表5a、邻接节点管理表6a及权重表7a保存于任意的适当的存储装置。而且也能够把该存储装置纳入节点装置Ia的内部，还能够设置于外部。另外，这样的存储装置也可以按各节点装置的每个作为单ー的存储装置，也可以存在多个。
[0072]若与上述的LS相对应的节点装置Ia在接收部10中接收到了帧(包含数据帧及问候帧)，则帧分支处理部12识别帧的种类，根据该种类对处理进行分支。详细情况后述，但帧分支处理部12能够使用附加在帧中的用于表示该帧的种类的识别符。
[0073]在所接收的帧是问候帧的情况下，帧分支处理部12把帧传送到链路管理部3a。链路管理部3a访问保存了邻接节点管理表6a的存储装置，管理邻接的节点装置的死活及链路强度。而且链路管理部3a在检测出循环的情况下，访问保存了权重表7a的存储装置，进行与权重有关的信息的登记或更新(详细情况后述)。
[0074]在所接收到的帧是数据帧的情况下，帧分支处理部12把帧传送到帧处理部2a。帧处理部2a访问保存了 FID管理表5a的存储装置，管理与FID、LD及GS有关的信息。而且帧处理部2a把帧传送到路由决定部4a。另外，帧处理部2a在检测出了循环的情况下，访问保存了权重表7a的存储装置，进行与权重有关的信息的登记或更新(详细情况后述)。
[0075]路由决定部4a在访问保存了权重表7a的存储装置并得到了与权重有关的信息基础上，决定把帧向哪个节点装置进行发送。而且，向发送部20传送帧。
[0076]发送部20每当把从路由决定部4a接收的帧向其他节点装置发送时，使发送处理部22访问保存了 FID管理表5a的存储装置，并登记、更新与FID和LD及GS有关的信息。
[0077]在本发明的实施方式中，如上述那样，使用了称为邻接节点装置管理表、FID(帧ID)管理表、权重表的表。首先，进行关于邻接节点装置管理表的说明。
[0078]图4是表示邻接节点管理表6或6a的结构的图。邻接节点管理表6或6a包含节点ID、最终更新时间及链路强度。
[0079]节点ID是为了识别构筑网络的节点装置对各节点装置所分配的识别信息。
[0080]最終更新时间是对各节点ID表示的节点装置最后更新信息的日期和时间信息。具体地，例如，作为最终更新时间，能够保存更新了链路强度的日期和时间信息。
[0081]基于包含于节点装置I或Ia从邻接的节点装置接收到的问候帧中的链路强度计算出链路强度，并保存于适当的存储装置。例如，能够使用电波强度和帧到达率来计算出链路强度。链路强度，例如，与双向链路权重相对应。
[0082]如上述那样，首先，事先为了构筑网络，在邻接节点间交换通知用的帧(问候帧)。而且，在各节点装置中生成图2所示的邻接节点管理表6或者图3所示的邻接节点管理表6a及图2所示的权重表7或者图3所示的权重表7a。也如图1的说明中所述的那样,在本实施方式涉及的节点装置I中，不需要把握网络拓扑。
[0083]若生成了邻接节点管理表6或6a，则在保存了与邻接节点管理表6或6a对应的信息的邻接节点之中，决定应该转送帧的节点装置。在决定应该转送帧的节点装置时所參照的权重表7在从邻接节点装置接收到帧后的处理中被更新。
[0084]图5及图6是帧的格式例。图5所示的帧包含关于邻接节点的目的地节点(LocalDestination)的节点ID(LD)、关于邻接节点的发送源节点(Local Source)的节点ID(LS)、关于目的地节点(Global Destination)的节点ID (⑶)、关于发送源节点(Global Source)的节点ID(GS)、帧ID(FID)、帧类型(TYPE)、数据长度(DATALEN)及数据主体(DATA)。
[0085]在节点装置I的邻接节点之中，转送帧的目的地节点的节点ID被保存于LD。
[0086]向成为LD的邻接节点装置转送帧的发送源的节点装置的节点ID被保存于LS。例如，LD如果成为与节点装置I邻接的节点装置的任意一个节点ID，则LS成为该节点装置I的节点ID。
[0087]帧的本来的目的地的节点ID被保存于⑶。帧的本来的发送源的节点ID被保存于GS0
[0088]帧ID保存用于识别帧的识别信息。
[0089]表示该帧的种类的信息被保存在帧类型中。作为帧的种类，例如，存在数据帧和问候帧等，但不限定于这些。
[0090]数据主体的长度(也称作数据长度或帧大小)被保存于数据长度中。
[0091 ] 作为网络中传播的对象的数据被保存于数据主体。
[0092]此外，要注意这里所示的格式只是一例。在本发明的另外的实施方式中，能够使用与此不同的格式，并且该另外的实施方式可包含于本发明的范围。
[0093]图7是说明某实施方式所涉及的基于邻接节点管理表6或6a的帧转送处理的图。其中，图7(a)是表示每个邻接节点装置的权重的概要的图，图7(b)是表示邻接节点管理表6或6a的简单的例的图。
[0094]该实施方式所涉及的节点I或Ia若从邻接的节点装置之中的任意一个接收到了帧，则将该帧向作为帧的发送源即LS的节点装置以外之中的鉴于与权重有关的信息优先度较高的节点装置转送。节点装置I或Ia对每个邻接节点装置附加链路编号，据此已识别了各邻接节点装置。
[0095]此外，在该实施方式中，将作为与权重有关的信息(例如，双向链路权重等)使用的值设定为0以上I以下的范围。该值越小，越设为优先度较高进行处理。作为与权重有关的信息初始值，例如预先设定为0.5，能够根据其后帧转送的成功与否和有无检测出循环等进行变更。
[0096]根据后述的权重操作函数(例如，考虑了链路强度的函数)进行与权重有关的信息的设定及更新。对于权重操作函数，因为对网络整体的动作产生影响，需要根据网络的用途进行变更。
[0097]在图7(a)中，表示从链路编号i的邻接节点装置接收到帧的情况下的基于与权重有关的信息的转送目的地节点装置的决定方法。
[0098]若接收到了由链路编号i的邻接节点装置所转送的帧，则节点装置I或Ia在保有的邻接节点管理表6或6a之中，參照与GD的节点装置相对应的权重表。而且，对根据与权重有关的信息优先度最高且是链路编号"i "以外的邻接节点装置，转送接收到的帧。
[0099]如图7 (b)所示那样，在邻接节点管理表6或6a中，保存对每个邻接节点装置所分配的链路编号和与链路编号相对应的邻接节点装置的权重。此外，链路编号可以以节点ID代用。节点装置I或Ia按照从链路编号i的邻接节点装置接收到的帧，更新邻接节点管理表6或6a,对与权重有关的信息进行操作。
[0100]图8是说明利用数据的转送结果对权重进行操作的处理的图。[0101]在图8所示的例中，作为与权重有关的信息，分别对邻接节点装置A、B、C、D，设定T链路编号I, 2，3，4及权重W1, W2, W3, W4O
[0102]此外，例如，在节点装置间的通信为无线的情况下，通信时的环境和节点装置间的距离等有时会影响通信质量，在节点装置间的通信为有线的情况下，例如通信量会影响通信质量。考虑到该影响，在此把权重的初始值设为0.5，并且其值的范围被设为0以上I以下，但这只是一例，可以假定使用可以采用这以外的值的权重的实施方式。另外，在该实施方式中，设为权重越小(近于0)则优先度越高，但这也是一例。另外，也可以假定采用了这以外的优先度的决定方法(例如，权重越大则优先度越高那样的决定方法)的实施方式。
[0103]另外，也可以把表示在转送帧时应该优先转送的邻接节点装置和这以外的节点装置的信息保存于权重表。例如，能够预先准备标记等，根据帧的转送的成功与否在权重表中设定值。
[0104]节点装置I或Ia根据到此为止向邻接节点装置转送了帧的结果对与权重有关的信息(例如双向链路权重)进行操作。首先，设各权重的大小关系为也就是说，假定关于邻接节点装置A的优先度最高，关于邻接节点装置D的优先度最低。
[0105]在这样的情况下，若节点装置I或Ia从邻接节点装置A?D以外的邻接节点装置i接收到了帧，则节点装置I或Ia从优先度最高的邻接节点装置A开始按顺序转送帧。若向邻接节点装置A的数据转送失败了，则向优先度其次高的节点装置B转送数据。
[0106]最終，若关于邻接节点装置A及B的任意一个的数据转送都失败了，且关于邻接节点装置C的数据转送成功了，则节点装置I或Ia将关于邻接节点装置A、B的权重设为最大(最坏值)，把优先度设定为最低。而且，減少关于邻接节点装置C的权重，将优先度设定为闻。
[0107]在下次以后的数据帧转送中，基于这样所更新的权重的关系(w3〈w4〈wi=w2)决定帧的转送目的地(LD)，从优先度最高的邻接节点装置C开始尝试帧的转送。
[0108]其次，对检测出循环的发生的方法进行说明。
[0109]图9是表不FID管理表5或5a的构成的一例的图。在图9所不的实施方式中，FID管理表5或5a例如是FIFO (First In First Out先进先出)型缓冲器。帧ID(FID)、发送源节点GS的节点ID、转送目的地节点LD的节点ID及发送源节点LS的节点ID包含于FID管理表5或5a。对于FID、GS/LD/LS的节点ID的定义，与图6所示的数据帧的各自对应的字段同样。
[0110]节点装置I或Ia若从邻接节点装置接收到了帧，则比较帧的FID及GS的字段的值和保存于FID管理表5或5a的记录。在作为比较結果，具有与接收到的帧相同的FID及GS的记录被保存于FID管理表5的情况下，节点装置I或Ia判断为该帧与过去一度接收过的帧为同样的帧，看作"发生了循环"或"由于途中的路径的切断发生了返回"。在检测出了循环或者返回的发生的情况下，更新权重表7或7a，对与对应于该帧的LS的节点ID的权重有关的信息，设定最坏值(在该实施方式中最大的值)。
[0111]另ー方面，在具有同样的FID及GS的记录不存在的情况下，节点装置I或Ia根据接收到的帧从FID、GS、LD及LS的各字段取出值，并对FID管理表5登记I记录。
[0112]继而，有关在节点装置接收到数据帧时进行的处理，更加详细地进行说明。
[0113]图10及图11是表示了在某实施方式涉及的节点装置I或Ia的数据帧接收时的处理的流程图。
[0114]首先，在步骤SI中，执行初始化处理。在步骤SI的初始化处理中，例如，在以无线方式与邻接节点装置进行通信的情况下，执行对准使用频率的处理和决定调制方式的处理等。此外，步骤SI的初始化处理只在把节点装置I或Ia设置于网络中时被执行。
[0115]在步骤S2中，对数据帧的接收进行待机。当在步骤S2中接收了数据帧时，则进入步骤S3，判定已保存于LD的字段的节点ID是否为自身装置的节点ID。在自身装置以外的节点ID被保存于LD中的情况下，返回步骤S2继续待机。
[0116]另外，在步骤SI的处理和步骤S2的处理之间，如上述那样，也一直进行基于问候帧的网络构筑处理，但是，对于问候帧的发送接收，因为利用与图10及图11所示的处理不同的线程来执行，所以在此省略了说明。
[0117]在步骤S3中，若判定为自身装置的节点ID已被保存于LD的字段中，则进入步骤S4。
[0118]在步骤S4中，判定已保存于⑶的字段的节点ID是否为自身装置的节点ID。在步骤S4中判定为自身装置的节点ID被已保存于GD的字段中的情况，也就是横跨网络的一系列的数据传播的最終到达点为自身节点装置。因此流程进入步骤S10，处理接收到的数据帧(在上位层)，结束一系列的处理。
[0119]若在步骤S4中判定为被保存于GD的字段的节点ID为自身装置以外的节点ID，则流程进入步骤S5。而且，在步骤S5中，判定具有分别与接收到的数据帧的FID及GS相一致的FID及GS的组合的记录是否存在于FID管理表5。
[0120]若在步骤S5中判定为与数据帧的FID及GS相一致的记录存在于FID管理表5，则流程进入步骤S6。在步骤S6中，在FID管理表5之中，从FID及GS都被判定为与数据帧的FID及GS相一致的记录中取出LD。而且，在步骤S7中，对于与数据帧的⑶相对应的权重表7或7a，对于具有与在步骤S6中取出的LD相一致的节点ID的记录进行更新。例如在该实施方式中，作为项目Last，在FID管理表中，设定了最后发送了具有FID的帧的节点ID。而且能够将与对应于该项目Last的权重有关的信息变更成优先度最低的最坏值(例如1.0)。若权重表7或7a被更新了，则进入图11的记号(A)。
[0121]另ー方面，若在步骤S5中判定为在FID管理表5中不存在一致的FID及GS，则流程进入步骤S8。在步骤S8中，判定与数据帧的GD相对应的权重表7或7a是否存在。
[0122]若在步骤S8中判定为关于数据帧的GD表示的节点装置的权重表7或7a不存在，则流程进入步骤S9。而且，在步骤S9中，生成关于数据帧的⑶的权重表7或7a，其后流程进入图11的记号(A)。
[0123]此外在其他的实施方式中，在步骤S9中，例如，也可以參照图5所示的邻接节点管理表6或6a的链路强度生成权重表。
[0124]当在步骤S8中判定为关于数据帧的GD表示的节点装置的权重表7或7a存在的情况下，不必进行特别处理，就进入图11的记号(A)。
[0125]在图11所示的处理中，首先从记号(A)进入步骤S11，从权重表7或7a中取得与优先度最高的评价值相对应的节点ID。而且在步骤S12中，判定是否能够发现与所取得的节点ID相对应的适当的节点装置。
[0126]当在步骤S12中判定为能够发现适当的节点装置的情况下，流程进入步骤S13，对在步骤Sll中取得的节点ID转送数据帧。
[0127]而且，在步骤S14中，基于包含于已转送的数据帧的数据，向FID管理表5追加帧的 FID 及 GS、LD、LS。
[0128]继而，在步骤S15中，根据来自转送目的地节点装置的应答判断数据帧的转送是否成功了。例如，在从转送目的地节点装置接收了 ack信号的情况下，则判定为转送成功了，在经过规定时间也没有接收到ack信号的情况下则能够判定为转送失败了。在判定为转送已成功的情况下，在步骤S16，对于关于数据帧的GD表示的节点装置的权重表7或7a，操作与关于转送目的地的节点装置的节点ID相对应的评价值上调优先度，返回图10的记号⑶。
[0129]另ー方面，当在步骤S15中判定为数据帧的转送已失败的情况下，在步骤S17中操作与关于转送目的地的节点装置的节点ID相对应的评价值下调优先度，返回步骤S11。
[0130]以后，直到数据帧的转送成功了或在权重表中适当的节点ID不存在为止，反复步骤Sll以后的处理。
[0131]当在步骤S12中判定为不能从权重表7或7a发现适当的节点装置(节点ID)的情况下，进入步骤S18，把接收到的数据帧向LS表示的节点装置进行转送，返回到图10的记号⑶。
[0132]如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的节点装置I或la，在转送数据帧吋，參照保有的权重表7或7a判断应该优先进行数据转送的节点装置，根据数据转送的成功与否更新与权重有关的信息(例如评价值)。通过按照与权重有关的信息判断应该优先转送帧的节点装置，可以检测出伴随循环的发生的数据帧的返回和由于网络的状态的变化而使到此为止能够通信的路径被切断时的数据帧的返回，能够据此迂回路径以最佳的路径继续进行通信。此外如上述那样，能够按每个GD生成权重表7或7a，但是，要注意，在此只是作为一例，为了容易理解只考虑ー个权重表。
[0133]然而，在图1所示的通信系统中，各节点装置一直监视网络的状态。以下，对基于本实施方式所涉及的节点装置的网络的监视方法进行说明。
[0134]如上述那样，各节点装置使问候帧包含有关从其他的节点装置接收到的电波的通信质量的信息并进行发送。节点装置參照从其他的节点装置接收到的问候帧，算出邻接节点装置的通信质量，在图5所示的邻接节点管理表6或6a中保持有关计算出的通信质量的信息。在某实施方式中，根据延迟及跳数决定通信质量。
[0135]图12是表示保存于问候帧之中的规定的区域中的问候帧头的格式的图。如图12所示那样，问候帧头包含全局收信地址(即GD)、跳数h、路径质量权重d、归路质量权重及节点类型。
[0136]全局收信地址(⑶)，例如是，作为包含图12所示的问候帧头的问候帧的最初的发送源(GS)的节点装置具有的与权重表7相对应的全局收信地址(GD)的信息。
[0137]跳数h，例如是，从该问候帧的发送源到作为最终目的地(GD)的节点装置为止的跳数的信息。
[0138]路径质量权重d保存了根据在直到⑶为止的路径上的延迟所求出的数值。
[0139]归路质量权重，保存了基于从对方的节点装置(在此，发送了问候帧的节点装置)向自身节点装置的方向的通信质量所求出的数值。在节点类型中，定义了网关、中继器及终端等的种类。
[0140]对求出保存于问候帧头的信息之中的路径质量权重d的方法，參照图13进ー步具体地来说明。
[0141]图13是说明在本实施方式所涉及的节点装置I或Ia中根据延迟測量通信质量的方法的概念图。"发生源"的节点装置定期地向外部发送问候帧。示于图13中椭圆形的画阴影部分表示了能够接收发生源节点装置发送的问候帧的范围。节点装置a及b接收从发生源的节点装置按顺序发送的问候帧，測量从接收到I个帧起到接收下ー帧为止需要的时间。以下，把直到接收到下一帧为止所需要的时间也称为"接收周期"。
[0142]在图13中，将节点装置a及b中的接收周期和接收次数的关系示于图中的曲线图(纵轴为出现次数，横轴为接收间隔)。如图示那样，各节点装置中的接收周期和接收次数的关系一般地为正态分布。
[0143]而且，一般地，距发生源的节点装置的距离为比较远的节点装置b，容易发生帧损失。因此，在节点装置b中，比节点装置a也容易发生由于帧损失引起的帧的接收遗漏，存在到接收下ー帧为止的时间变长的倾向。据此，在本发明所涉及的某实施方式中，进行将接收周期T较大看作延迟较大那样的近似，井根据接收周期T来求出通信质量。
[0144]对根据接收周期求出通信质量的方法进行说明。设首先，在某时刻t接收问候帧，其次在时刻为t+も时接收问候帧。在该情况下，接收周期T=h。设在规定的期间所观测的接收周期的集合为TIt1U2.-aJnGN} ((1=1,2,…、n)是在各时间点的观测值)。基于在该情况下的观测到的接收周期的标准偏差I以以下的式(I)表示。此外，式中的
[0145][数I]
[0146]J
[0147]是接收周期的观测值的平均值。
[0148][数2]
【权利要求】
1.一种节点装置，是包含多个节点装置的网络中的节点装置，其特征在于，包含: 帧接收単元，接收从ー个以上的对方节点向自身节点发送来的帧； 存储单元，保存包含第一信息、第二信息、第三信息的表，该第一信息与从上述自身节点向上述ー个以上的对方节点的每个发送的帧的通信质量有关，该第二信息与从上述ー个以上的对方节点的每个向上述自身节点所发送的帧的通信质量有关，该第三信息是根据上述第一信息和上述第二信息计算出的且与双向的通信质量有关的信息； 优先度判定単元，基于上述表，决定表示与上述ー个以上的对方节点的每个有关的优先度的评价值； 帧发送単元，使用上述评价值，向上述ー个以上的对方节点之中的优先度最高的节点发送中贞。
2.根据权利要求1所述的节点装置，其特征在干， 上述优先度判定単元，基于上述帧接收単元接收到的从上述ー个以上的对方节点向上述自身节点发送来的问候巾贞，决定上述评价值； 上述帧接收単元接收从上述ー个以上的对方节点的任意ー个向上述自身节点发送来的数据帧； 上述帧发送単元使用上述评价值，向上述ー个以上的对方节点之中的适当的节点发送上述数据帧。
3.一种节点装置执行的方法，是包含多个节点装置的网络中的节点装置执行的方法，其特征在于，包含以下处理: 接收从ー个以上的对方节点向自身节点发送来的帧； 在存储单元中保存包含第一信息、第二信息、第三信息的表，该第一信息与从上述自身节点向上述ー个以上的对方节点的每个发送的帧的通信质量有关，该第二信息与从上述一个以上的对方节点的每个向上述自身节点所发送的帧的通信质量有关，该第三信息是根据上述第一信息和上述第二信息计算出的且与双向的通信质量有关的信息； 基于上述存储单元中保存的表，决定表示与上述ー个以上的对方节点的每个有关的优先度的评价值； 使用上述评价值，向上述ー个以上的对方节点之中的优先度最高的节点发送帧。
4.根据权利要求3所述的节点装置执行的方法，其特征在干， 基于上述接收到的从上述ー个以上的对方节点向上述自身节点发送来的问候帧，决定上述评价值； 接收从上述ー个以上的对方节点的任意ー个向上述自身节点发送来的数据帧； 使用上述评价值，向上述ー个以上的对方节点之中的适当的节点发送上述数据帧。
【文档编号】H04W40/12GK103457849SQ201310367340
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2009年4月27日 优先权日:2008年4月25日
【发明者】岩尾忠重, 增渊健太郎, 中嶋千明, 池本健太郎, 古贺俊介, 高桥勇治 申请人:富士通株式会社