JP2008193322A

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Info

Publication number: JP2008193322A
Application number: JP2007024373A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ogishima; 真治荻島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21

Abstract

【課題】アドホックネットワークにおいて通信経路を安定化させ、通信品質の向上を図る。
【解決手段】ルーティング処理部２５は、ルートを探索するためにルーティングパケットを或る時間間隔で周囲の端末に放射する。近隣の端末はこれを受けてさらに周囲の端末にルーティングパケットを転送してルートの探索が行われる。その際、他の無線端末から放射される電波の強度を強度測定部２６により測定し、その結果をルーティング処理部２５に通知し、測定した電波強度が強ければルート探索の時間間隔を疎に、弱ければ密にするように、ルート更新頻度を調整する。
【選択図】図２A communication path is stabilized in an ad hoc network to improve communication quality.
A routing processing unit radiates a routing packet to surrounding terminals at a certain time interval in order to search for a route. In response to this, the neighboring terminal further forwards the routing packet to surrounding terminals to search for a route. At that time, the strength measurement unit 26 measures the strength of radio waves radiated from other wireless terminals, and notifies the result to the routing processing unit 25. If the measured radio field strength is strong, the route search time interval is sparse, The route update frequency is adjusted so that it is dense if it is weak.
[Selection] Figure 2

Description

Translated fromJapanese

この発明は、アドホックネットワークを形成する無線通信システムとこのシステムに用いられる無線通信装置、および経路設定方法に関する。 The present invention relates to a radio communication system forming an ad hoc network, a radio communication apparatus used in the system, and a route setting method.

アドホックネットワークを形成するルーティングプロトコルとしてＡＯＤＶ(Ad hoc On-Demand Distance Vector)やＯＬＳＲ（Optimized Link State Routing）などが知られている（例えば非特許文献１を参照）。これらのプロトコルは、移動する複数の無線端末間での通信経路（ルート）を最適化するのに用いられる。
しかし上記のような既知のプロトコルでは、無線端末が比較的狭い領域に密集する環境においては経路が頻繁に変わることが知られている。このような状況下では通信経路が安定せず、したがって通信品質も不安定になる。
小出俊夫［online］、［平成１９年１月２３日検索］、インターネット＜URL：http://internet.watch.impress.co.jp/www/column/wp2p/wp2p07.htm＞As a routing protocol for forming an ad hoc network, AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector), OLSR (Optimized Link State Routing), and the like are known (for example, see Non-Patent Document 1). These protocols are used to optimize a communication path (route) between a plurality of moving wireless terminals.
However, it is known that, in the known protocol as described above, the route changes frequently in an environment where wireless terminals are concentrated in a relatively narrow area. Under such circumstances, the communication path is not stable, and therefore the communication quality becomes unstable.
Toshio Koide [online], [Search January 23, 2007], Internet <URL: http://internet.watch.impress.co.jp/www/column/wp2p/wp2p07.htm>

以上のように既存の技術には、複数の無線端末でアドホックネットワークを形成するにあたり経路が不安定になりやすく、通信品質（ＱｏＳ）の低下を招くという不具合が有る。
この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、通信経路を安定化させることができ、これにより通信品質の向上を図った無線通信システム、無線通信装置、および経路設定方法を提供することにある。As described above, the existing technology has a problem in that a path is likely to become unstable when an ad hoc network is formed by a plurality of wireless terminals, resulting in a decrease in communication quality (QoS).
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a radio communication system, a radio communication apparatus, and a path setting method capable of stabilizing a communication path and thereby improving communication quality. It is in.

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、アドホックネットワークを形成する複数の無線通信装置を具備する無線通信システムにおいて、前記複数の無線通信装置の各々は、ルーティングプロトコルにより他の無線通信装置との通信経路を前記アドホックネットワークに更新しつつ形成するルーティング処理部（例えばルーティング処理部２５）と、自装置における無線通信に係わる電波強度を測定する測定部（例えば強度測定部２６）と、前記電波強度の強弱に応じて、前記通信経路の更新の頻度を粗密に変化させる更新処理部（例えば接続先計算部２５ａ）とを具備することを特徴とする無線通信システムが提供される。
特に更新処理部は、電波強度が規定レベル以上であれば第１の頻度で通信経路を更新し、電波強度が前記規定レベルよりも低ければ前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で通信経路を更新する。In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, in a wireless communication system including a plurality of wireless communication devices forming an ad hoc network, each of the plurality of wireless communication devices is connected to another wireless device by a routing protocol. A routing processing unit (for example, the routing processing unit 25) that is formed while updating a communication path with a communication device to the ad hoc network, and a measuring unit (for example, an intensity measuring unit 26) that measures radio wave intensity related to wireless communication in the own device There is provided a wireless communication system comprising an update processing unit (for example, a connectiondestination calculation unit 25a) that changes the frequency of update of the communication path in accordance with the strength of the radio wave intensity.
In particular, the update processing unit updates the communication path at a first frequency if the radio wave intensity is equal to or higher than a specified level, and communicates at a second frequency higher than the first frequency if the radio wave intensity is lower than the predetermined level. Update the route.

このような手段を講じることにより、電波強度の高い状態においては通信経路の更新が比較的低い頻度でなされる。逆に電波強度の低い状態においては通信経路の更新が比較的頻繁になされる。これにより電波状態に応じて通信経路が適切に設定され、如何なる状態においても良好な通信経路を確保することができる。 By taking such means, the communication path is updated at a relatively low frequency in a state where the radio field intensity is high. Conversely, in a state where the radio field intensity is low, the communication path is updated relatively frequently. As a result, the communication path is appropriately set according to the radio wave condition, and a good communication path can be ensured in any state.

この発明によれば通信経路を安定化させることができるようになり、これにより通信品質の向上を図ることができる。 According to the present invention, the communication path can be stabilized, thereby improving the communication quality.

図１は、この発明に係わる、アドホックネットワークを形成する無線通信システムを示す模式図である。このシステムは複数の無線端末１１〜１７を備えてアドホックネットワークを形成する。無線端末１１〜１７間の通信経路は両矢印により示される。この通信経路は固定的ではなく時間の経過、および個々の無線端末１１〜１７の移動に応じて更新設定される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a wireless communication system forming an ad hoc network according to the present invention. This system includes a plurality ofwireless terminals 11 to 17 to form an ad hoc network. Communication paths between thewireless terminals 11 to 17 are indicated by double arrows. This communication path is not fixed and is updated and set according to the passage of time and the movement of the individualwireless terminals 11 to 17.

図２は、図１の無線端末の実施の形態を示す機能ブロック図である。図２においてアンテナ２０に到来した無線信号は同調部２１によりチャネル選択および復調されたのち増幅部２２により増幅される。この増幅信号はデータ抽出部２３に与えられ、インタフェース部２４を介したユーザ操作に応じて音声などの通信データが再生される。この通信データはルーティング処理部２５に与えられてルーティング処理などに用いられる。
ここで、同調部２１において復調された無線信号は強度測定部２６に入力され、その受信強度が測定される。すなわち強度測定部２６は、自端末における無線通信に係わる電波強度を測定する。この測定の結果はルーティング処理部２５に通知される。FIG. 2 is a functional block diagram showing an embodiment of the wireless terminal of FIG. In FIG. 2, the radio signal arriving at theantenna 20 is channel-selected and demodulated by thetuning unit 21 and then amplified by theamplification unit 22. This amplified signal is given to thedata extraction unit 23, and communication data such as voice is reproduced in response to a user operation via theinterface unit 24. This communication data is given to therouting processing unit 25 and used for the routing processing.
Here, the radio signal demodulated in thetuning unit 21 is input to the intensity measuring unit 26, and the reception intensity is measured. That is, the intensity measuring unit 26 measures the radio wave intensity related to the wireless communication in the terminal itself. The result of this measurement is notified to therouting processing unit 25.

ルーティング処理部２５は、その制御機能として接続先計算部２５ａと経路算出部２５ｂとを備える。接続先計算部２５ａは、システム要求に応じた帯域やビットレートなどの仕様に応じて各無線端末１１〜１７の接続相手先端末を計算する。経路算出部２５ｂは、計算された接続相手先に対する最適な通信経路をルーティングプロトコルにより算出する。この通信経路はアドホックネットワーク内において時間の経過とともに更新される。 Therouting processing unit 25 includes a connectiondestination calculating unit 25a and aroute calculating unit 25b as its control functions. The connectiondestination calculation unit 25a calculates connection destination terminals of thewireless terminals 11 to 17 according to specifications such as a band and a bit rate according to the system request. Theroute calculation unit 25b calculates the optimum communication route for the calculated connection partner using a routing protocol. This communication path is updated over time in the ad hoc network.

ところで、ルーティング処理部２５は、強度測定部２６から通知される受信強度の強弱に応じて、通信経路の更新の頻度を粗密に変化させる。つまりルーティング処理部２５は、電波強度が規定のしきい値レベル以上であれば、通信経路を例えば１０秒おきに更新する。またルーティング処理部２５は電波強度がこのしきい値レベルよりも低ければ、通信経路をより高い頻度で、例えば１〜５秒おきに更新する。すなわち、電波強度によりルーティング周期（ルート計算の頻度）が可変制御される。 By the way, therouting processing unit 25 changes the update frequency of the communication path roughly according to the strength of the reception strength notified from the strength measurement unit 26. That is, therouting processing unit 25 updates the communication path every 10 seconds, for example, when the radio wave intensity is equal to or higher than a predetermined threshold level. Further, if the radio wave intensity is lower than the threshold level, therouting processing unit 25 updates the communication path at a higher frequency, for example, every 1 to 5 seconds. That is, the routing period (frequency of route calculation) is variably controlled by the radio wave intensity.

図３は、図１の無線端末における処理手順を示すフローチャートである。図３において、例えば無線端末１１は他の端末からのパケット転送を待ち受け（ステップＳ１）、パケットが到来するとその電波強度を測定する（ステップＳ２）。電波強度がしきい値レベル以上であればルーティング周期を長く取り（ステップＳ３）、しきい値レベルよりも弱ければルーティング周期を短くする（ステップＳ４）。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in the wireless terminal of FIG. In FIG. 3, for example, thewireless terminal 11 waits for packet transfer from another terminal (step S1), and when a packet arrives, measures the radio field intensity (step S2). If the radio wave intensity is equal to or higher than the threshold level, the routing cycle is lengthened (step S3), and if it is weaker than the threshold level, the routing cycle is shortened (step S4).

以上説明したようにこの実施形態では、ルーティング処理部２５は、ルートを探索するためにルーティングパケットを或る時間間隔で周囲の端末に放射する。近隣の端末はこれを受けてさらに周囲の端末にルーティングパケットを転送してルートの探索が行われる。その際、他の無線端末から放射される電波の強度を強度測定部２６により測定し、その結果をルーティング処理部２５に通知し、測定した電波強度が強ければルート探索の時間間隔を疎に、弱ければ密にするように、ルート更新頻度を調整するようにしている。 As described above, in this embodiment, therouting processing unit 25 radiates routing packets to surrounding terminals at certain time intervals in order to search for a route. In response to this, the neighboring terminal further forwards the routing packet to surrounding terminals to search for a route. At that time, the intensity measurement unit 26 measures the intensity of radio waves radiated from other wireless terminals, and notifies the result to therouting processing unit 25. If the measured radio field intensity is strong, the route search time interval is sparse, The route update frequency is adjusted so as to be denser if it is weak.

一般に端末同士が密集している場合にはルートが切り替わりやすいが、このときは電波の強度が強くなる傾向がある。電波強度が高ければ通信状態は良好であると考えられるので本来、頻繁に経路を更新する必要はなく、経路を不用意に更新すると却ってリンクの不安定さを招く。逆に、電波強度が弱ければルート計算を頻繁に行うことで、好ましい経路が安定的に形成される。 In general, when terminals are densely packed, routes are easily switched. At this time, the strength of radio waves tends to increase. Since it is considered that the communication state is good when the radio field intensity is high, it is not necessary to frequently update the route, and inadvertently updating the route causes instability of the link. On the other hand, if the radio field intensity is weak, a preferable route is stably formed by frequently performing route calculation.

既存のルーティングプロトコルにおいては電波強度をモニタするといった観点が無く、如何なる電波状態においても一定の頻度で経路を更新するようにしている。これに対し本実施形態ではルーティングの実施に際して電波強度をモニタするといった観点を採り入れ、よりインテリジェンスな制御を行うようにしている。すなわちアドホックネットワークプロトコルにおいてプロトコルのパラメータに電波強度を加味することで、経路の不安定化を防ぐようにしている。これらのことから通信経路を安定化させることができるようになり、これにより通信品質の向上を図ることが可能になる。 The existing routing protocol has no viewpoint of monitoring the radio wave intensity, and the route is updated at a constant frequency in any radio wave condition. On the other hand, in the present embodiment, a more intelligent control is performed by adopting the viewpoint of monitoring the radio wave intensity when performing the routing. That is, in the ad hoc network protocol, the instability of the route is prevented by adding the radio wave intensity to the protocol parameter. From these facts, the communication path can be stabilized, thereby improving the communication quality.

なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではない。例えばルート更新の頻度の切り替えは２段階に限らず、電波強度の強弱に応じてより滑らかに、多段階にわたって切り替えるようにしても良い。このようにすることでより木目細やかな制御を行うことができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is. For example, the switching of the route update frequency is not limited to two steps, and may be performed more smoothly and in multiple steps depending on the strength of the radio wave intensity. In this way, finer control can be performed.

さらにこの発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Furthermore, the present invention can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.

この発明に係わる、アドホックネットワークを形成する無線通信システムを示す模式図。The schematic diagram which shows the radio | wireless communications system which forms an ad hoc network concerning this invention.図１の無線端末の実施の形態を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows embodiment of the radio | wireless terminal of FIG.図１の無線端末における処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence in the radio | wireless terminal of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

無線端末１１〜１７、２０…アンテナ、２１…同調部、２２…増幅部、２３…データ抽出部、２４…インタフェース部、２５…ルーティング処理部、２５ａ…接続先計算部、２５ｂ…経路算出部、２６…強度測定部 Wireless terminals 11 to 17, 20 ... antenna, 21 ... tuning unit, 22 ... amplification unit, 23 ... data extraction unit, 24 ... interface unit, 25 ... routing processing unit, 25a ... connection destination calculation unit, 25b ... route calculation unit, 26 ... Strength measuring section

Claims

Translated fromJapanese

アドホックネットワークを形成する複数の無線通信装置を具備する無線通信システムにおいて、
前記複数の無線通信装置の各々は、
ルーティングプロトコルにより他の無線通信装置との通信経路を前記アドホックネットワークに更新しつつ形成するルーティング処理部と、
自装置における無線通信に係わる電波強度を測定する測定部と、
前記電波強度の強弱に応じて、前記通信経路の更新の頻度を粗密に変化させる更新処理部とを具備することを特徴とする無線通信システム。In a wireless communication system comprising a plurality of wireless communication devices forming an ad hoc network,
Each of the plurality of wireless communication devices is
A routing processing unit that forms a communication path with another wireless communication device by updating the ad hoc network using a routing protocol;
A measurement unit for measuring the radio field intensity related to the wireless communication in its own device;
A wireless communication system, comprising: an update processing unit that changes the frequency of updating the communication path roughly according to the strength of the radio wave intensity.

前記更新処理部は、前記電波強度が規定レベル以上であれば前記通信経路を第１の頻度で更新し、前記電波強度が前記規定レベルよりも低ければ前記通信経路を前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で更新することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。The update processing unit updates the communication path at a first frequency if the radio field intensity is equal to or higher than a predetermined level, and updates the communication path from the first frequency if the radio field intensity is lower than the predetermined level. The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system is updated at a high second frequency.

アドホックネットワークを形成する無線通信装置において、
ルーティングプロトコルにより他の無線通信装置との通信経路を前記アドホックネットワークに更新しつつ形成するルーティング処理部と、
自装置における無線通信に係わる電波強度を測定する測定部と、
前記電波強度の強弱に応じて、前記通信経路の更新の頻度を粗密に変化させる更新処理部とを具備することを特徴とする無線通信装置。In a wireless communication device forming an ad hoc network,
A routing processing unit that forms a communication path with another wireless communication device by updating the ad hoc network using a routing protocol;
A measurement unit for measuring the radio field intensity related to the wireless communication in its own device;
A wireless communication apparatus comprising: an update processing unit that changes the frequency of update of the communication path in accordance with the strength of the radio wave intensity.

前記更新処理部は、前記電波強度が規定レベル以上であれば前記通信経路を第１の頻度で更新し、前記電波強度が前記規定レベルよりも低ければ前記通信経路を前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で更新することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。The update processing unit updates the communication path at a first frequency if the radio field intensity is equal to or higher than a predetermined level, and updates the communication path from the first frequency if the radio field intensity is lower than the predetermined level. The wireless communication device according to claim 3, wherein the wireless communication device is updated at a high second frequency.

ルーティングプロトコルにより更新しつつ形成される通信経路によりアドホックネットワークを形成する無線通信装置に用いられる経路設定方法において、
自装置における無線通信に係わる電波強度を測定し、
前記電波強度の強弱に応じて、前記通信経路の更新の頻度を粗密に変化させることを特徴とする経路設定方法。In a route setting method used in a wireless communication device that forms an ad hoc network with a communication route that is formed while being updated by a routing protocol,
Measure the radio field intensity related to wireless communication in its own device,
A route setting method, wherein the frequency of updating the communication route is changed roughly according to the strength of the radio wave intensity.

前記電波強度が規定レベル以上であれば前記通信経路を第１の頻度で更新し、前記電波強度が前記規定レベルよりも低ければ前記通信経路を前記第１の頻度よりも高い第２の頻度で更新することを特徴とする請求項５に記載の経路設定方法。If the radio field intensity is equal to or higher than a specified level, the communication path is updated at a first frequency. If the radio field intensity is lower than the predetermined level, the communication path is updated at a second frequency higher than the first frequency. The route setting method according to claim 5, wherein the route setting method is updated.