説明

アドホック・マルチホップ通信システムおよびその無線端末ならびにアドホック・マルチホップネットワークの接続方法

【課題】無線アドホックネットワークにおいて、収容端末のIBSSIDを自動的に一の値に収束させて一致させる。
【解決手段】複数の無線端末により構成される無線アドホック通信システムにおいて、
前記各無線端末が、ESSIDを記憶する手段と、IBSSIDを記憶する手段と、自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報を記憶する手段と、ESSID、IBSSIDおよび規模情報Nの登録されたビーコンを定期的に送信する手段と、他の無線端末から送信されたビーコンを受信する手段と、ESSIDが自身と一致するビーコンに登録されているIBSSIDおよび規模情報Nに基づいて、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを変更する制御手段とを含み、制御手段は、自身の規模情報Nが受信した規模情報Nよりも大きくなければ、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを、受信したIBSSIDおよび規模情報Nに合わせて変更する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アドホックモードでマルチホップ通信を行うアドホック・マルチホップ通信システムおよびその無線端末ならびにネットワークの接続方法に係り、特に、アドホックモードの無線ネットワークを識別するために各無線端末に登録されるIBSSIDを自動的に一の値に収束させるアドホックマルチホップ通信システムおよびその無線端末ならびにアドホックマルチホップネットワークの接続方法に関する。
【背景技術】
【0002】
IEEE802.11の無線LANは、端末が無線基地局(アクセスポイント)を介して通信を行う「インフラストラクチャモード」と共に、端末同士が直接データのやりとりを行う「アドホックモード」を備えている。通常、アドホックモードでは隣接端末同士の通信は1対1で行われるが、これをさらに拡張してアドホックルーティング技術を利用すれば、自端末に隣接した端末のみならず、電波伝搬範囲の外側に位置している端末に対しても、間に位置する端末を中継ノードとして機能させることでマルチホップ通信が可能になる。このようなアドホックモードにおけるマルチホップ通信は、特許文献1,2に開示されている。
【特許文献1】特開2004−32391号公報
【特許文献2】特開2004−15746号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
無線LANのインフラストラクチャモードでは、端末がアクセスポイントと通信する際には、無線ネットワークを識別する識別情報としてのESSID(Extended Service Set Identifier)が相互に一致していなければならない。さらに、普段ユーザには意識されないが、無線LANカードのBSSID(Basic Service Set Indentifier)にアクセスポイントのMACアドレスがセットされ、実際の通信の際には、このBSSIDが一致していなければアクセスポイントを通した通信を行うことができない。アドホックモードでもインフラストラクチャモードと同様に、ESSIDおよびIBSSID(Independent Basic Service Set Identifier)が一致した端末同士でなければ通信ができない。なお、IBSSIDはインフラモードにおけるBSSIDに相当し、自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する識別情報の一つである。
【0004】
アドホックモードでは、IBSSIDを端末同士で一致させるために、IEEE802.11で規定されているビーコンフレームが利用される。このフレームは無線LANカードから定期的に送出されており、ESSIDやIBSSIDなどの識別情報が含まれている。ESSIDはユーザが任意の文字列等を設定し、実際に通信を行うグループを形成する(インフラストラクチャモードと同じ)。しかしながら、実際にカードから送出されるデータフレームにはESSIDではなくIBSSIDが載せられており(IEEE802.11フレームの第3アドレス)、このフレームを受信した端末は、この値が自身のもの一致するか否かに基づいて、当該フレームを受信するか破棄するかを判定する。IBSSIDは各無線LANカードがランダムに生成し、それぞれの端末がビーコンを送信し合うことで、それらのうちのいずれか一つに収束・統一される。この統一用アルゴリズムはIEEE802.11では特に規定されておらず、各ベンダの独自仕様である。
【0005】
従来、アドホックモードは隣接端末との通信に主眼を置かれたものであった。しかしながら、近年になってアドホックネットワークへの関心が高まり、マルチホップ環境を構成するような状況が必要となっている。アドホックモードでは、各端末がビーコンフレームを受信することによってIBSSIDが統一されていくが、マルチホップ環境では、近くの端末間と遠くの(ホップ数の大きい)端末間でIBSSIDが異なる値に収束してしまう可能性がある。そのため、一つのアドホックネットワークの中にIBSSIDの異なるいくつものグループが生成されてしまい、そのグループ間では通信が行えないことから、ネットワーク全体の通信が非常に不安定になる。
【0006】
また、あるアドホックネットワークのIBSSIDが一つに統一されても、異なるIBSSIDを持つ少数の端末が後から参加した場合、それらの端末のために他の大多数の端末がIBSSIDを変更される場合もあり得る。この場合、IBSSIDが統一されるまでは通信を行うことはできないので通信が不安定になる
【0007】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、アドホックモードの無線ネットワークを識別するために各無線端末に登録されるIBSSIDを自動的に一の値に収束・一致させるアドホックマルチホップ通信システムおよびその無線端末ならびにアドホックマルチホップネットワークの接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記した目的を達成するために、本発明は、複数の無線端末により構成されてマルチホップ通信を行うアドホック通信システムにおいて、前記各無線端末が、自身が所属する無線ネットワークを識別する第1識別情報を記憶する手段と、自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する第2識別情報を記憶する手段と、自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報を記憶する手段と、前記第1および第2識別情報ならびに規模情報の登録されたビーコンを定期的に送信する手段と、他の無線端末から送信されたビーコンを受信する手段と、第1識別情報が自身と一致するビーコンに登録されている第2識別情報および規模情報に基づいて、自身の第2識別情報および規模情報を変更する制御手段とを含み、前記制御手段は、自身の規模情報が受信した規模情報よりも大きくなければ、自身の第2識別情報および規模情報を、受信した第2識別情報および規模情報に合わせて変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
上記した特徴によれば、第1識別情報は一致するが第2識別情報が不一致である端末間では、ネットワーク規模の小さい端末の第2識別情報がネットワーク規模の大きい端末の第2識別情報に合わせて変更されるので、第2識別情報をネットワーク内で一の値に収束させるために第2識別情報の変更を余儀なくされる端末数を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係る無線アドホック通信システムを構成する無線端末のブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不要な構成は図示を省略している。
【0011】
図1において、第1識別情報記憶部101には、自身が所属する無線ネットワークを識別する第1識別情報としてESSIDが記憶される。第2識別情報記憶部102には、自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する第2識別情報としてIBSSIDが記憶される。規模情報記憶部103には、自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報Nが記憶される。ビーコン送受信部104は、前記第1および第2識別情報ならびに規模情報Nの登録されたビーコンを定期的に送信すると共に、他の無線端末から送信されたビーコンを受信する。ネットワーク接続制御部105は、第1識別情報が自身と一致するビーコンに登録されている第2識別情報および規模情報Nに基づいて自身の第2識別情報および規模情報Nを変更することで、自身が所属するネットワークまたは自端末と、相手端末が所属するネットワークまたは相手端末とを接続する。
【0012】
図8は、本実施形態の動作を示したフローチャートであり、図2〜図7は、複数の端末(A,B,C,D,E)が前記フローチャートにしたがって動作し、相互にビーコンを送受してIBSSIDを一の値に収束させる過程を模式的に示した図である。
【0013】
図8において、ステップS1では、前記第1識別情報記憶部101および第2識別情報記憶部102に、それぞれESSIDおよびIBSSIDの初期値がランダムあるいは所定の規則や手順に従って登録されると共に、規模情報記憶部103に規模情報Nの初期値として「1」が登録される。ステップS2において、アドホッックモードにより起動されたことが検知されると、ステップS3では、周期的に送信されるビーコンの送信タイミングであるか否かが判定される。ビーコンの送信タイミングであればステップS4へ進み、前記ESSID、IBSSIDおよび規模情報Nが少なくとも登録されたビーコンが前記ビーコン送受信部104から送信される。ステップS5では、他の端末から送信されたビーコンが受信されたか否かが判定される。ビーコンが受信されなければステップS3へ戻り、上記した各処理が繰り返される。
【0014】
図2に示したように、端末Aがビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4において、自身の現在のESSID、IBSSIDおよび規模情報Nが登録されたビーコンを送信すると、通信有効範囲内に位置している他の端末B,C,Dでは、このビーコンがステップS5で受信される。ステップS6では、受信されたビーコンに登録されている端末AのESSID(ここでは「1」)と自身の現在のESSIDとが比較される。両者が不一致であれば、今回のビーコンは異なるネットワークに所属する端末から送信されたものと判定されて前記ステップS3へ戻る。ここでは、端末B,C,DのいずれにおいてもESSIDが一致すると判定されるのでステップS7へ進む。
【0015】
ステップS7では、受信されたビーコンに登録されている端末Aの規模情報N(Nr)と、自身の現在の規模情報N(Ns)とが比較される。端末B,Cでは、自身の規模情報Nsが受信された端末Aの規模情報Nrと一致すると判定されるのでステップS8へ進む。ステップS8では、受信されたビーコンに登録されている端末AのIBSSID(Ir)と、自身の現在のIBSSID(Is)とが比較される。本実施形態では、「ネットワーク規模が同一であれば、IBSSIDは、その値の小さい端末が大きい端末に統一させる」という規則が設けられており、端末B,Cでは、自身のIBSSIDが受信された端末AのIBSSIDよりも小さくないと判定されるのでステップS3へ戻る。なお、ステップS8の規則は、上記とは逆に「ネットワーク規模が同一であれば、IBSSIDは、その値の大きい端末が小さい端末に統一させる」であっても良い。
【0016】
これに対して、端末Dでは、ステップS7において自身の規模情報Ns(ここでは「2」)が端末Aの規模情報Nrよりも小さいと判定される。これは、端末Dが所属するネットワークの規模が、端末Aの所属するネットワークの規模よりも小さいことを意味し、この場合、本実施形態ではIBSSIDの統一に際して端末Dが自身のIBSSIDを端末AのIBSSIDに統一させる必要があるのでステップS10へ進む。ステップS10では、受信された端末AのIBSSID(Ir)と自身の現在のIBSSID(Is)とが比較される。ここでは不一致と判定されるのでステップS9へ進み、前記規則にしたがって自身のIBSSID(Is)が端末Aの現在のIBSSID(Ir)に合わせて「3」に修正され、自身の規模情報N(Ns)が端末Aの現在の規模情報N(Nr:ここでは「3」)をインクリメントした値「4」に修正される。
【0017】
次いで、図3に示したように、端末Bがビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4でビーコンを送信すると、通信有効範囲内に位置している端末A,Cでは、このビーコンがステップS5で受信される。端末A,Cでは、ESSID,規模情報NおよびIBSSIDのいずれもが端末Bと一致すると判定されるので、ステップS6,7,8を経てステップS3へ戻る。
【0018】
次いで、図4に示したように、端末Cがビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4において、自身の現在のESSID、IBSSIDおよび規模情報Nが登録されたビーコンを送信すると、通信有効範囲内に位置している端末A,B,Eでは、このビーコンがステップS5で受信される。端末A,Bでは、ESSID,規模情報NおよびIBSSIDのいずれもが端末Cと一致すると判定されるので、ステップS6,7,8を経てステップS3へ戻る。端末Eでは、ステップS6においてESSIDが一致すると判定されてステップS7へ進む。ステップS7では、自身の規模情報N(Ns)が受信した端末Cの現在の規模情報N(Nr)よりも小さいと判定されるのでステップS10へ進む。ステップS10では、自身のIBSSID(Is)と受信した端末CのIBSSID(Ir)とが不一致と判定されるのでステップS9へ進み、自身のIBSSID(Is)が端末CのIBSSID(Ir)に合わせて「3」に修正され、自身の規模情報N(Ns)が端末Cの規模情報N(Nr)をインクリメントした値「4」に修正される。
【0019】
次いで、図5に示したように、端末Dがビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4において、自身の現在のESSID、IBSSIDおよび規模情報Nが登録されたビーコンを送信すると、通信有効範囲内に位置している端末A,Eでは、このビーコンがステップS5で受信される。端末Eでは、ESSID,規模情報NおよびIBSSIDのいずれもが端末Dと一致すると判定されるので、ステップS6,7,8を経てステップS3へ戻る。端末Aでは、ステップS6においてESSIDが一致すると判定されてステップS7へ進む。ステップS7では自身の規模情報N(Ns)が端末Aの規模情報N(Nr)よりも小さいと判定されるのでステップS10へ進む。ステップS10では、自身のIBSSID(Is)と受信した端末DのIBSSID(Ir)とが一致すると判定されるのでステップS11へ進み、自身の規模情報N(Ns)が端末Dの規模情報N(Nr)に合わせて「4」に修正される。
【0020】
次いで、図6に示したように、端末Eがビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4において、自身の現在のESSID、IBSSIDおよび規模情報Nが登録されたビーコンを送信すると、通信有効範囲内に位置している端末C,Dでは、このビーコンがステップS5で受信される。端末Dでは、ESSID,規模情報NおよびIBSSIDのいずれもが端末Eと一致すると判定されるので、ステップS6,7,8を経てステップS3へ戻る。端末Cでは、ステップS6においてESSIDが一致すると判定されてステップS7へ進む。ステップS7では自身の規模情報N(Ns)が端末Eの規模情報N(Nr)よりも小さい判定されるのでステップS10へ進む。ステップS10では、自身のIBSSID(Is)と端末DのIBSSID(Ir)とが一致すると判定されるのでステップS11へ進み、自身の規模情報N(Ns)が端末Eの規模情報N(Nr)に合わせて「4」に修正される。
【0021】
次いで、図7に示したように、端末Aが再びビーコンの送信タイミングを迎え、ステップS4でビーコンを送信すると、このビーコンが同様に端末B,C,Dで受信される。端末C,Dでは、ESSID,規模情報NおよびIBSSIDのいずれもが端末Aと一致すると判定されるので、ステップS6,7,8を経てステップS3へ戻る。端末Bでは、ステップS6においてESSIDが一致すると判定されてステップS7へ進む。ステップS7では自身の規模情報N(Ns)が端末Aの規模情報N(Nr)よりも小さいと判定されるのでステップS10へ進む。ステップS10では、自身のIBSSID(Is)と端末DのIBSSID(Ir)とが一致すると判定されるのでステップS11へ進み、規模情報N(Ns)が端末Aの規模情報N(Nr)に合わせて「4」に修正される。
【0022】
以上の手順を経ることにより、端末A〜Eでは、図7に示したようにIBSSIDが「3」に統一されるので無線アドホック通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】無線アドホック通信システムを構成する無線端末のブロック図である
【図2】端末Aから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図3】端末Bから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図4】端末Cから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図5】端末Dから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図6】端末Eから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図7】端末Aから送信されたビーコンを受信した他の端末が、自身のIBSSIDおよび規模情報Nを修正する動作を模式的に示した図である。
【図8】本実施形態の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【0024】
101…第1識別情報記憶部
102…第2識別情報記憶部
103…規模情報記憶部
104…ビーコン送受信部
105…ネットワーク接続制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線端末により構成されてマルチホップ通信を行うアドホック通信システムにおいて、
前記各無線端末が、
自身が所属する無線ネットワークを識別する第1識別情報を記憶する手段と、
自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する第2識別情報を記憶する手段と、
自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報を記憶する手段と、
前記第1および第2識別情報ならびに規模情報の登録されたビーコンを定期的に送信する手段と、
他の無線端末から送信されたビーコンを受信する手段と、
第1識別情報が自身と一致するビーコンに登録されている第2識別情報および規模情報に基づいて、自身の第2識別情報および規模情報を変更する制御手段とを含み、
前記制御手段は、自身の規模情報が受信した規模情報よりも大きくなければ、自身の第2識別情報および規模情報を、受信した第2識別情報および規模情報に合わせて変更することを特徴とする無線アドホック通信システム。
【請求項2】
前記制御手段は、
自身の規模情報が受信した規模情報よりも小さいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であれば、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更し、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが等しければ、自身の規模情報を受信した規模情報に合わせて変更し、
自身の規模情報が受信した規模情報と等しいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であって、その大小関係が一方側であると、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更することを特徴とする請求項1に記載の無線アドホック通信システム。
【請求項3】
他の無線端末と共に無線アドホック通信システムを構成する無線端末において、
自身が所属する無線ネットワークを識別する第1識別情報を記憶する手段と、
自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する第2識別情報を記憶する手段と、
自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報を記憶する手段と、
前記第1および第2識別情報ならびに規模情報の登録されたビーコンを定期的に送信する手段と、
他の無線端末から送信されたビーコンを受信する手段と、
第1識別情報が自身と一致するビーコンに登録されている第2識別情報および規模情報に基づいて、自身の第2識別情報および規模情報を変更する制御手段とを含み、
前記制御手段は、自身の規模情報が受信した規模情報よりも大きくなければ、自身の第2識別情報および規模情報を、受信した第2識別情報および規模情報に合わせて変更することを特徴とする無線アドホック通信システムの無線端末。
【請求項4】
前記制御手段は、
自身の規模情報が受信した規模情報よりも小さいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であれば、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更し、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが等しければ、自身の規模情報を受信した規模情報に合わせて変更し、
自身の規模情報が受信した規模情報と等しいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であって、その大小関係が一方側であると、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更することを特徴とする請求項3に記載の無線アドホック通信システムの無線端末。
【請求項5】
自身が所属する無線ネットワークを識別する第1識別情報と、自身が所属するアドホックモードの無線ネットワークを識別する第2識別情報とを記憶する無線端末を無線アドホックネットワークに接続する方法において、
前記無線端末は、自身が所属するネットワークの規模を代表する規模情報をさらに記憶し、
前記第1および第2識別情報ならびに規模情報の登録されたビーコンを定期的に送信する手順と、
他の無線端末から送信されたビーコンを受信する手順と、
第1識別情報が自身と一致するビーコンに登録されている規模情報よりも自身の規模情報が大きくなければ、自身の第2識別情報および規模情報を、受信した第2識別情報および規模情報に合わせて変更する手順とを含むことを特徴とする無線アドホックネットワークの接続方法。
【請求項6】
前記変更する手順は、
自身の規模情報が受信した規模情報よりも小さいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であれば、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更し、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが等しければ、自身の規模情報を受信した規模情報に合わせて変更する手順と、
自身の規模情報が受信した規模情報と等しいときに、自身の第2識別情報と受信した第2識別情報とが不一致であって、その大小関係が一方側であると、自身の第2識別情報を受信した第2識別情報に合わせて変更すると共に自身の規模情報を受信した規模情報よりも大きい値に変更する手順とを含むことを特徴とする請求項5に記載の無線アドホックネットワークの接続方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−74450(P2006−74450A)
【公開日】平成18年3月16日(2006.3.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−255551(P2004−255551)
【出願日】平成16年9月2日(2004.9.2)
【出願人】(000208891)KDDI株式会社 (2,700)
【Fターム(参考)】