專利名稱：分組傳送系統(tǒng)、無線基站以及分組傳送路徑最佳化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實(shí)現(xiàn)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)分段間的無線分組通信的分組傳送技術(shù)，特別是涉及各無線基站具有管理無線終端的表，通過在無線基站間自律地交換表來控制路徑，從而不需要特定的管理節(jié)點(diǎn)或無線終端的追加功能，而且可防止局部的負(fù)荷集中的分組傳送系統(tǒng)和無線基站以及分組傳送時(shí)的路徑最佳化。
背景技術(shù)：
把通過無線信道連接多個(gè)終端、并使終端自身具有分組傳送功能來使終端間相互連接的網(wǎng)絡(luò)稱為無線自組織網(wǎng)、無線多跳網(wǎng)或無線網(wǎng)狀網(wǎng)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，無需特定控制站，終端自身自律分散地構(gòu)成本地網(wǎng)。在無線自組織網(wǎng)中，即使在不能直接通信的終端之間，也能通過使位于其間的第3終端進(jìn)行分組中繼，在抑制各無線通信終端的發(fā)送電平的狀態(tài)下，擴(kuò)大通信范圍。作為無線自組織網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，制定了對(duì)分組傳送時(shí)的路徑進(jìn)行控制的若干協(xié)議(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
在非專利文獻(xiàn)1公開的通信方式中，加入網(wǎng)絡(luò)的所有終端有必要具有分組傳送功能。反過來說，功能差的終端不能加入網(wǎng)絡(luò)，由追加功能引起的設(shè)備和成本的增大成為問題。
因此，設(shè)置位置管理代理終端，來管理通信終端的位置，在通信終端移動(dòng)的情況下，通信終端的移動(dòng)地址的位置管理代理終端和移動(dòng)源的位置管理代理終端將途中的通信路徑進(jìn)行封裝來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上的透過，要與通信終端進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)通過位置管理代理與通信終端進(jìn)行通信，這樣，通信終端不具有分組傳送功能，可加入網(wǎng)絡(luò)(例如，參照非專利文獻(xiàn)2)。
而且，提出了如下的方案使位置管理代理的配置分層化，并在通信終端的近距離移動(dòng)時(shí)僅與下層的位置管理代理進(jìn)行通信，從而降低在位置管理代理位于遠(yuǎn)距離的情況下的開銷(例如，參照非專利文獻(xiàn)3)。
另一方面，在有線網(wǎng)絡(luò)中，使用網(wǎng)橋傳送分組。公知有一種分組傳送方式，該方式通過把特定的一個(gè)網(wǎng)橋或基站設(shè)定成根(Root)站，并利用生成樹協(xié)議來形成傳送樹，在避免環(huán)路的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)耐故障性(例如，參照非專利文獻(xiàn)4)。
該方法如圖1所示，從成為根站的網(wǎng)橋1開始生成非環(huán)路的傳送樹，使多個(gè)接口和分組的傳送地址相對(duì)應(yīng)地登記在學(xué)習(xí)表內(nèi)。
當(dāng)要把使用上述有線網(wǎng)橋進(jìn)行的分組傳送應(yīng)用于無線分組網(wǎng)的分組傳送時(shí)，有必要針對(duì)各傳送地址具有無線接口。然而，當(dāng)具有多個(gè)接口時(shí)，分別需要天線和調(diào)制解調(diào)電路，在成本方面是不利的。
因此，提出了一種方法，該方法通過把通信對(duì)方的地址視為虛擬接口，而虛擬地具有多個(gè)無線接口，實(shí)質(zhì)上使用一個(gè)無線接口把有線網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展樹傳送方法應(yīng)用于無線分組網(wǎng)的分組傳送(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該方法中，各無線基站具有使對(duì)方地址和傳送地址相對(duì)應(yīng)的地址表，接收到分組的無線基站參照地址表，把分組傳送到與對(duì)方地址對(duì)應(yīng)的傳送地址。
并且，還提出了一種方法，該方法為了消除傳送路徑的浪費(fèi)，利用無線特征，即，即使在自身不是通信對(duì)方的情況下，只要在通信范圍內(nèi)也能使分組到達(dá)的特征，對(duì)在樹狀傳送路徑上朝接近本地站的方向傳送的分組進(jìn)行監(jiān)視，生成使由該分組的發(fā)送源地址表示的無線終端和由發(fā)送站地址表示的無線基站相對(duì)應(yīng)的表，縮短途中路徑(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
而且，還提出了一種方法，該方法在傳送樹生成時(shí)，判斷來自無線基站的接收電平是否大于等于閾值，在接收電平低的情況下，通過不擴(kuò)展信道來實(shí)現(xiàn)通信質(zhì)量的提高(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
另外，在無線自組織網(wǎng)中，在分組傳送時(shí)，或者在使用傳送樹的情況下生成樹時(shí)，有必要在短時(shí)間內(nèi)檢索最佳路徑。使用無線的通信路徑與使用有線的通信路徑相比較，網(wǎng)絡(luò)狀況容易變化，為了考慮無線狀況的變化來選擇最佳路徑，公知有一種方法，該方法把鄰近的無線終端(無線基站)間的誤碼率和傳送速度設(shè)定為加權(quán)值(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。在該方法中，在路徑檢索時(shí)，通過將針對(duì)無線終端間的鏈路所設(shè)定的加權(quán)值依次相加，來決定最佳路徑。
非專利文獻(xiàn)1S.Corson，J.Macker，“Mobile Ad hoc Networking(MANET)Routing Protocol Performance Issues and EvaluationConsiderations”，インタ一ネツト標(biāo)準(zhǔn)RFC2501，January 1999非專利文獻(xiàn)2C.Perkins，“IP Mobility Support”，インタ一ネツト標(biāo)準(zhǔn)RFC2002，October 1996非專利文獻(xiàn)3K.Malki，H.Soliman，“Hierarchical Mobile IPv4/v6 andFast Handoffs”INTERNET-DRAFT，MARCH 2000非專利文獻(xiàn)4ISO/IEC 10038，ANSI/IEEE Std802.ID，“Informationtechnology-Telecommunications and information exchange betweensystems-Local area networks-Media access control(MAC)bridges”，1993專利文獻(xiàn)1日本特開2000-69046號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2000-78147號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2003-188811號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本特開2003-152786號(hào)公報(bào)在非專利文獻(xiàn)1公開的通信方式中，加入網(wǎng)絡(luò)的所有終端有必要具有分組傳送功能。反過來說，功能差的終端不能加入網(wǎng)絡(luò)，由追加功能引起的設(shè)備和成本的增大成為問題。
在非專利文獻(xiàn)2公開的通信方式中，通過位置管理代理終端的通信負(fù)荷增高，成為無線頻帶的浪費(fèi)。并且，在通信環(huán)境容易變化的移動(dòng)無線環(huán)境中，考慮了與位置管理代理之間的通信中斷，具有在該情況下通信中斷的問題。
即使通過增加非專利文獻(xiàn)3公開的位置管理代理終端來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分散，移動(dòng)源的位置管理代理終端也按照各通信終端來決定，在以終端自由地到處移動(dòng)為前提的狀況下，不可能總是取得最佳的位置管理代理的配置。并且，由特定節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一管理終端位置，這在耐故障性方面也存在問題。
在專利文獻(xiàn)1中，把非專利文獻(xiàn)4的有線分組傳送方法應(yīng)用于無線分組網(wǎng)，然而在該方法中，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只能具有一個(gè)傳送樹。因此，如圖2所示，在把分組從無線終端(Station)S傳送到無線終端(Station)D的情況下，沿著把網(wǎng)橋(Bridge)a作為根站的虛線路徑，按照網(wǎng)橋x7、網(wǎng)橋x8、網(wǎng)橋a、網(wǎng)橋x3、網(wǎng)橋x4的順序傳送分組。這樣，存在以下問題不僅傳送路徑產(chǎn)生浪費(fèi)，而且負(fù)荷集中在樹的根(Root)部分。
專利文獻(xiàn)2公開的分組傳送方法，雖然可通過對(duì)接近本地站的分組進(jìn)行監(jiān)視，來縮短途中路徑，然而該方法也存在同樣的問題負(fù)荷集中在成為根(Root)的單一的無線基站，網(wǎng)絡(luò)整體效率下降。
在專利文獻(xiàn)3公開的分組傳送方法中，當(dāng)判定在無線基站間是否擴(kuò)展信道時(shí)，以來自該無線基站的接收功率為基準(zhǔn)，然而無線環(huán)境容易變化，并且還存在按照環(huán)境使通信速度自適應(yīng)變化的無線接口。并且，還存在以下問題不能算出連通信速度都考慮在內(nèi)的鏈路成本，網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量下降，網(wǎng)絡(luò)的連接性下降。
在專利文獻(xiàn)4公開的路徑檢索方法中，雖然考慮了無線環(huán)境，但是沒有考慮根據(jù)分組的有效負(fù)載長度而變化的針對(duì)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間的開銷。
這樣，在利用第3層的以往的傳送方法中，存在以下問題不具有傳送功能的終端裝置不能加入網(wǎng)絡(luò)，或者不能避免負(fù)荷集中在一部分節(jié)點(diǎn)上。
另一方面，利用MAC(Media Access Control)層網(wǎng)橋的傳送方法在無線中的應(yīng)用還未成熟，不能避免由使用單一傳送樹而引起的局部負(fù)荷集中。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是，在自律分散的無線網(wǎng)絡(luò)中，不管無線終端的功能高低，通過由無線基站自律地進(jìn)行路徑控制來進(jìn)行在最佳路徑上的分組傳送，從而分散負(fù)荷，使耐故障性提高，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體效率的提高。
為了解決上述課題，在自組織的無線網(wǎng)絡(luò)中避免負(fù)荷集中，來實(shí)現(xiàn)分組傳送的最佳化，使無線基站和屬于無線基站的無線終端相對(duì)應(yīng)，在無線基站間自律地控制路徑。
并且，在路徑檢索時(shí)，除了網(wǎng)絡(luò)的無線環(huán)境以外，還考慮分組的有效負(fù)載長度來實(shí)現(xiàn)分組傳送路徑的最佳化。
在前者的方法中，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的各無線基站具有記述了無線基站和屬于無線基站的無線通信終端的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表，在無線基站間自律地交換表信息。這樣，在無線終端之間進(jìn)行通信時(shí)，即使不與管理無線終端的所在位置的特定管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，也能在各無線基站中判別成為目的地的無線終端當(dāng)前所屬的無線基站，在無線基站間進(jìn)行最佳的路徑控制。
在該情況下，通過使發(fā)揮無線網(wǎng)橋的功能的無線基站具有分組傳送功能，并使功能低的終端與最近的無線基站連接，不管無線終端的功能如何，都能加入網(wǎng)絡(luò)。具有分組傳送功能的無線終端還可以加入網(wǎng)絡(luò)，使其自身發(fā)揮無線網(wǎng)橋的功能。
在后者的方法中，不管傳送樹的有無或數(shù)量，在分組傳送時(shí)和/或傳送樹生成時(shí)，通過使分組的有效負(fù)載長度反映在通信鏈路成本上，決定與現(xiàn)實(shí)的分組傳送對(duì)應(yīng)的最佳路徑。
具體地說，在本發(fā)明的第1側(cè)面，提供了一種分組傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)無線基站和1個(gè)以上的無線終端構(gòu)成，在該系統(tǒng)中，各無線基站具有使無線基站和屬于無線基站的無線終端相關(guān)聯(lián)的定位表，通過在無線基站間交換定位表信息，各無線基站檢測無線終端所屬的無線基站的位置。各無線基站根據(jù)所交換的表信息更新本地站的定位表，并把所接收的分組傳送到成為針對(duì)目的地的無線終端的中繼節(jié)點(diǎn)的無線基站。
作為在分組傳送中使用的傳送路徑的判別方法，(1)各無線基站具有使1個(gè)以上的無線終端和該無線終端所屬的無線基站相關(guān)聯(lián)的定位表，當(dāng)接收到分組時(shí)，參照定位表，根據(jù)所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源地址或目的地地址，指定發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站，導(dǎo)出在向所指定的無線基站的傳送中使用的傳送路徑，傳送上述分組?；蛘撸?
(2)使分組包含有在分組傳送中使用的傳送樹的ID信息或者成為該分組的發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站的地址信息，各無線基站在接收到分組時(shí)，根據(jù)分組內(nèi)所包含的上述傳送樹的ID信息或者成為根站的無線基站的地址信息，判別在分組傳送中使用的傳送樹。
在分組傳送系統(tǒng)中使用的傳送樹是根據(jù)反映了接收信號(hào)的功率電平、錯(cuò)誤率、延遲等無線信道的狀況的鏈接成本而生成的。
在本發(fā)明的第2側(cè)面，提供了一種構(gòu)成利用無線分組網(wǎng)的分組通信系統(tǒng)的無線基站。無線基站具有(a)定位表，其使上述分組通信系統(tǒng)中所包含的無線基站和屬于各無線基站的無線終端相對(duì)應(yīng)；(b)路徑控制表，其使在上述分組通信系統(tǒng)中使用的傳送路徑相關(guān)信息與跟發(fā)送源或目的地相關(guān)聯(lián)的無線基站相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)；(c)分組接收部，其接收分組；(d)路徑判別單元，其根據(jù)所接收的分組，判別在該分組的傳送中使用的傳送路徑；以及(e)分組發(fā)送部，其參照上述路徑控制表，把上述分組傳送到上述所判別的傳送路徑上的下一節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明的第3側(cè)面，提供了一種利用多個(gè)傳送樹來構(gòu)成無線分組通信系統(tǒng)的無線基站。無線基站具有(a)樹表，其使跟在分組通信系統(tǒng)中使用的2個(gè)以上的傳送樹相關(guān)的信息與成為該傳送樹的根站的無線基站相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；(b)分組接收部，其接收任意分組；(c)樹判別單元，其根據(jù)所接收的分組，判別在該分組的傳送中使用的傳送樹；以及(d)分組發(fā)送部，其參照上述樹表，把上述分組傳送到所判別的傳送樹上的下一節(jié)點(diǎn)。
在本發(fā)明的第4側(cè)面，提供了一種在由多個(gè)無線基站構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)中使分組傳送路徑最佳化的方法。該方法(a)對(duì)應(yīng)于分組長度相關(guān)的多個(gè)不同基準(zhǔn)，把使目的地地址和傳送路徑分別相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行記載的多個(gè)路由表設(shè)定在上述各無線基站內(nèi)；(b)在上述多個(gè)無線基站中的任意無線基站中，當(dāng)接收到發(fā)往本地站以外的分組時(shí)，判斷該分組的分組長度；以及(c)根據(jù)上述判斷結(jié)果，參照上述多個(gè)路由表中的任意一個(gè)來指定下一傳送地址，把上述分組傳送到上述下一傳送地址。
根據(jù)該方法，在總是變化的無線環(huán)境中，由于不僅考慮鏈路的傳送速度，而且還考慮分組長度來決定路徑，因而可在降低了開銷的最佳路徑上進(jìn)行分組傳送。
由于無線基站之間進(jìn)行屬于各無線基站的無線終端的管理，因而不在無線終端追加和安裝用于加入無線基站間的路徑控制的功能，即可構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。
沒有必要設(shè)置特別的所在位置管理用的節(jié)點(diǎn)，可避免負(fù)荷集中在所在位置管理節(jié)點(diǎn)。并且，可避免由所在位置管理用節(jié)點(diǎn)的故障而引起的網(wǎng)絡(luò)停止。
而且，由于把無線信道的狀態(tài)和分組的有效負(fù)載長度應(yīng)用于鏈路成本，因而可實(shí)現(xiàn)考慮了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和分組大小的路徑的最佳化。


圖1是示出使用以往的有線網(wǎng)絡(luò)中的非環(huán)路傳送樹的分組傳送的圖。
圖2是示出使用以往的無線網(wǎng)絡(luò)中的來自單一根站的傳送樹的分組傳送的圖。
圖3是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)的概要的圖，是用于對(duì)把多個(gè)無線基站作為根站、使用多個(gè)傳送樹的分組傳送進(jìn)行說明的圖。
圖4是示出網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站保持的樹表的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖5是示出在圖3的網(wǎng)絡(luò)中使用的分組的地址部分的格式例的圖。
圖6是示出在第1實(shí)施方式中把多個(gè)站作為根站的傳送樹的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖7是用于對(duì)判別在分組傳送中使用的傳送樹的第1方法進(jìn)行說明的圖，是示出各無線基站具有的定位表的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖8是示出各無線基站中的學(xué)習(xí)表的生成例的圖。
圖9A是用于對(duì)判別在分組傳送中使用的傳送樹的第3方法進(jìn)行說明的圖，是示出分組的報(bào)頭部分的追加字段的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖9B是用于對(duì)判別在分組傳送中使用的傳送樹的第3方法進(jìn)行說明的圖，是示出分組的報(bào)頭部分的追加字段的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖10A是示出第1實(shí)施方式的在傳送樹的生成中使用的鏈路的成本一覽的圖。
圖10B是示出以往的鏈路成本一覽的圖。
圖11是示出傳送樹生成過程一例的圖。
圖12A是示出第1實(shí)施方式的無線基站的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖12B是示出第1實(shí)施方式的無線基站的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖13是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)進(jìn)行說明的圖。
圖14A是第2實(shí)施方式的無線基站的方框圖。
圖14B是示出在第2實(shí)施方式的基站中使用的路徑控制表的一例的圖。
圖15是用于對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的分組傳送路徑最佳化方法進(jìn)行說明的圖，是示出無線幀的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖16是用于對(duì)有效負(fù)載長度和最佳路徑的關(guān)系進(jìn)行說明的圖。
圖17是第3實(shí)施方式的無線基站的方框圖。
圖18是示出第3實(shí)施方式的與分組長度對(duì)應(yīng)的路徑控制的流程圖。
圖19是示出應(yīng)用于第3實(shí)施方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)例的圖。
圖20A是示出短分組的傳送路徑一例的圖。
圖20B是示出長分組的傳送路徑一例的圖。
圖21A是作為記載了所有中繼節(jié)點(diǎn)的路徑控制表的一例的短分組表的圖。
圖21B是作為記載了所有中繼節(jié)點(diǎn)的路徑控制表的一例的長分組表的圖。
圖22A是作為僅記載了下一節(jié)點(diǎn)的路徑控制表的一例的短分組表的圖。
圖22B是作為僅記載了下一節(jié)點(diǎn)的路徑控制表的一例的長分組表的圖。
圖23是示出第3實(shí)施方式的成本計(jì)算例的圖。
符號(hào)說明10A、10B、30、50無線基站；11、31、51收發(fā)部；12樹表；13A、13B樹判別部；14、35、55分組解析部；16、36定位表；20、60成本計(jì)算部；32路徑控制表；56分組長度判別部；57短分組表(路徑控制表)；58長分組表(路徑控制表)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D3～圖12，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)進(jìn)行說明。在第1實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)分組傳送的最佳化，對(duì)無線地應(yīng)用了生成樹算法來作為路徑控制的情況進(jìn)行說明。
圖3是用于對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)的概要進(jìn)行說明的圖。在第1實(shí)施方式中，通過使網(wǎng)絡(luò)具有把多個(gè)無線基站作為根站的傳送樹，來提高網(wǎng)絡(luò)整體的吞吐量，實(shí)現(xiàn)傳送路徑的縮短。另外，作為實(shí)施方式，以把本發(fā)明應(yīng)用于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN的情況為例進(jìn)行說明。
在圖3中，網(wǎng)橋(Bridge)a～f表示無線基站，在各網(wǎng)橋間相互傳送無線分組。Station A～E表示無線終端。無線網(wǎng)橋(基站)無論是移動(dòng)式還是固定式均可。各無線基站可以在下屬具有一個(gè)或多個(gè)無線終端，下屬的無線終端和無線網(wǎng)橋之間的連接無論是有線還是無線均可。在第1實(shí)施方式中，把構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的無線基站中的2個(gè)以上的無線基站作為根站，使用多個(gè)傳送樹來進(jìn)行分組通信。在圖3的例子中，所有無線基站生成把本地站作為根站的非環(huán)路傳送樹，無需使所有無線基站都成為根站，考慮網(wǎng)絡(luò)的大小和開銷，也可消除無用的傳送樹。
網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站(網(wǎng)橋)具有成為根站的無線基站，以及使把該無線基站作為根站的傳送樹的ID和樹上的鄰接網(wǎng)橋相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)的樹表。
圖4示出作為樹表的一例，由圖3的網(wǎng)橋d所保持的樹表。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的各根站，記錄對(duì)應(yīng)的傳送樹的ID、和在該樹上鄰接的無線基站(前一站和下一站)的地址。
在網(wǎng)絡(luò)上使用多個(gè)傳送樹的情況下，在各無線基站中接收到分組時(shí)，有必要判別使用哪個(gè)傳送樹進(jìn)行分組中繼。其中，例如考慮了以下2種方法。
(1)第1方法是使各無線基站具有定位表的方法，該定位表使網(wǎng)絡(luò)上的無線基站和位于各自下屬的無線終端相對(duì)應(yīng)。各無線基站(網(wǎng)橋)根據(jù)寫入在分組內(nèi)的發(fā)送源終端的地址或者成為目的地的終端的地址，參照定位表，指定發(fā)送源的無線終端或目的地的無線終端所屬的無線基站。然后，從樹表中指定把所指定的無線基站作為根站的樹，按照該樹，把分組傳送到下一無線基站。
(2)第2方法是使發(fā)送源的無線終端或者從發(fā)送源的無線終端最初接收到分組的無線基站在分組內(nèi)寫入使用把哪個(gè)無線基站作為根站的傳送樹的信息的方法。在分組內(nèi)可以寫入傳送樹ID，也可以寫入成為該傳送樹的根站的無線基站的地址。
這些方法的詳情將在后面描述，根據(jù)第1或第2方法，當(dāng)在各無線基站中判別應(yīng)使用的傳送樹時(shí)，按照樹表，可把分組傳送到下一中繼地址。通過在網(wǎng)絡(luò)上使用多個(gè)傳送樹，可更有效地進(jìn)行路徑的最佳化，實(shí)現(xiàn)路徑的縮短。并且，可避免負(fù)荷集中到指定的無線基站的周邊，可提高網(wǎng)絡(luò)整體的效率。
圖5是示出在圖3的網(wǎng)絡(luò)上收發(fā)的分組的地址部分的格式的一例的圖。圖5的上段是從無線終端(Station)發(fā)送到無線基站(Bridge)的分組的格式例，中段是在無線基站(Bridge)間傳送的分組的格式例，下段是從無線基站(Bridge)發(fā)送到無線終端(Station)的分組的格式例。
發(fā)送源地址是表示最初生成和發(fā)送了分組的無線通信設(shè)備的地址的ID。目的地地址是表示成為分組的最終目的地的無線通信設(shè)備的地址的ID。發(fā)送站地址是為了在樹上進(jìn)行分組中繼而發(fā)送該分組的無線通信設(shè)備的地址ID。接收站地址是在樹上進(jìn)行分組中繼時(shí)，接收該分組的無線通信設(shè)備的地址ID。
“DS”表示無線通信設(shè)備，“To”表示接收側(cè)，“From”表示發(fā)送側(cè)。當(dāng)“To DS”的值是0時(shí)，表示無線終端是接收側(cè)，當(dāng)是1時(shí)，表示無線基站是接收側(cè)。當(dāng)“From DS”的值是0時(shí)，表示無線終端是發(fā)送側(cè)，當(dāng)是1時(shí)，表示無線基站是發(fā)送側(cè)。當(dāng)“To DS”是1且“From DS”是1時(shí)，表示分組在無線基站間被傳送。通過把“To DS”字段和“From DS”字段插入到分組內(nèi)，可判別分組是否在無線基站間進(jìn)行中繼。
例如，在根據(jù)圖3的結(jié)構(gòu)發(fā)送從無線終端(Station)A發(fā)往無線終端(Station)E的分組的情況下，從無線終端(Station)A發(fā)送的分組，如圖4的上段所示，包含以下作為地址信息，即作為發(fā)送源地址的無線終端A的地址，作為目的地地址的無線終端E的地址，以及作為接收站地址的無線終端A當(dāng)前所屬的網(wǎng)橋a的地址。
從網(wǎng)橋a對(duì)該分組進(jìn)行中繼的網(wǎng)橋b，如圖4的中段所示，除了發(fā)送源地址和目的地地址以外，還傳送插入有作為發(fā)送站地址的自己地址、和作為接收站地址的下一中繼地址的網(wǎng)橋c的地址的分組。
圖6是示出把本發(fā)明應(yīng)用于與采用以往技術(shù)所生成的圖2的傳送樹相同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞睦拥膱D。在傳送從無線終端(Station)S到無線終端(Station)D的分組的情況下，如虛線箭頭所示，由于可使用把網(wǎng)橋b作為根站的傳送樹來傳送分組，因而與圖2所示的僅把一站作為根站的情況相比較，路徑大幅縮短。在圖6的例子中，為了便于說明，把網(wǎng)橋a和網(wǎng)橋b這2個(gè)無線基站作為根站來生成傳送樹，然而根據(jù)網(wǎng)絡(luò)大小，可使用3個(gè)以上的傳送樹，更高密度地布置樹。
下面，以圖6的網(wǎng)絡(luò)為例，對(duì)判別在分組傳送中使用的傳送樹的以下2例進(jìn)行說明，即(1)使各無線基站具有定位表的方法，該定位表使網(wǎng)絡(luò)上的無線基站和下屬的無線終端相對(duì)應(yīng)；以及(2)把傳送樹相關(guān)信息寫入到分組內(nèi)的第2方法。
圖7是示出為實(shí)現(xiàn)上述第1方法而設(shè)定在各無線基站內(nèi)的定位表的結(jié)構(gòu)例的圖。網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站將當(dāng)前存在于本地站下屬的無線終端的信息進(jìn)行交換，生成定位表。在圖7的例子中，在各無線基站中，使網(wǎng)橋a的地址A和存在于其下屬的無線終端P相對(duì)應(yīng)，使網(wǎng)橋b的地址B和存在于其下屬的無線終端S、O相對(duì)應(yīng)，以及使網(wǎng)橋c的地址C和存在于其下屬的無線終端D相對(duì)應(yīng)。盡管省略圖示，然而對(duì)于其他無線基站，也使存在于其下屬的無線終端相對(duì)應(yīng)地記錄。通過具有這種定位表，所有無線基站都可把握當(dāng)前哪個(gè)無線終端位于哪個(gè)無線基站的下屬。
考慮在圖6的網(wǎng)絡(luò)上把分組從無線終端S發(fā)送到無線終端D的情況。無線終端S把自己地址設(shè)定成發(fā)送源地址，把無線終端D的地址設(shè)定成對(duì)方地址，把所屬地址的網(wǎng)橋b的地址B設(shè)定成接收站地址，來發(fā)送分組。
網(wǎng)橋b在接收到分組時(shí)，按照把本地站作為根站的傳送樹，把分組發(fā)送到下一中繼地址。中繼途中的任意網(wǎng)橋查看分組的地址部分，識(shí)別出該分組的發(fā)送源是無線終端S。然后，根據(jù)定位表，把握發(fā)送源的無線終端S當(dāng)前所屬的是網(wǎng)橋b。因此，根據(jù)樹表導(dǎo)出把網(wǎng)橋b作為根站的傳送樹，并按照該傳送樹把分組傳送到下一節(jié)點(diǎn)(中繼地址)。
網(wǎng)橋b在從下屬的無線終端S接收到分組時(shí)，按照傳送樹把分組傳送到網(wǎng)橋x7、x8、x9。網(wǎng)橋x7根據(jù)定位表和分組的地址信息導(dǎo)出把網(wǎng)橋b作為根站的傳送樹，把分組傳送到后面的中繼地址x4、x6。同樣，網(wǎng)橋x8也判別傳送樹，然而識(shí)別出在所判別的傳送樹上沒有下一中繼地址，廢棄該分組。在網(wǎng)橋x9中進(jìn)行與網(wǎng)橋x7相同的處理。通過按照樹依次進(jìn)行該處理，使分組到達(dá)網(wǎng)橋c，最終到達(dá)無線終端D。
當(dāng)使用把發(fā)送側(cè)的無線基站作為根站的傳送樹時(shí)，在樹的分支點(diǎn)，分組被傳送給2個(gè)以上的網(wǎng)橋。在未指定目的地的廣播發(fā)送的情況下，也可以這樣，然而在把特定的無線終端作為目的地的單播的情況下，分組被發(fā)送到與最終目的地的無線終端沒有關(guān)系的網(wǎng)橋，產(chǎn)生浪費(fèi)。為了節(jié)省這種浪費(fèi)，期望的是采用以下提出的結(jié)構(gòu)中的至少一方。
(a)在指定對(duì)方地址的單播的情況下，使用把目的地的無線終端所屬的無線基站作為根站的傳送樹。
(b)生成學(xué)習(xí)表，對(duì)于第2次以后的分組傳送，將學(xué)習(xí)表并用來傳送分組。
在(a)的采用把對(duì)方的無線基站作為根站的傳送樹的結(jié)構(gòu)中，在圖6的例子中，為了傳送從無線終端(Station)S發(fā)往無線終端(Station)P的分組，使用目的地的無線終端P所屬的網(wǎng)橋a的傳送樹。中繼途中的各無線基站根據(jù)所接收的分組的目的地地址以及定位表，判別把無線終端P所屬的無線基站(網(wǎng)橋a)作為根站的傳送樹。通過使用把對(duì)方側(cè)的無線基站作為根站的傳送樹，各無線基站可以倒著找尋樹，把分組僅傳送到單一的中繼地址即可。在該例子中，網(wǎng)橋b節(jié)省了向網(wǎng)橋x7和x8進(jìn)行分組中繼的浪費(fèi)，把分組僅傳送給網(wǎng)橋x9。
這樣，通過把目的地的無線終端所屬的無線基站作為根站，可減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。另一方面，在未指定目的地的廣播的情況下，或者在目的地的無線終端的所屬地址不明的情況下，通過使用把發(fā)送源的無線終端所屬的無線基站作為根站的傳送樹，可使分組到達(dá)最終發(fā)送地址。
另外，在位于網(wǎng)絡(luò)末端的網(wǎng)橋中，還考慮了不具有把本地站作為根站的傳送樹的情況。例如，圖6的網(wǎng)橋c就是這樣。在該情況下，各無線基站首先優(yōu)先參照目的地地址(Station D)，在沒有把目的地的無線終端所屬的無線基站作為根站的傳送樹的情況下，可以采用使用發(fā)送側(cè)的無線基站的傳送樹的結(jié)構(gòu)。
然后，在將學(xué)習(xí)表并用的結(jié)構(gòu)(b)中，在各無線基站中，把從發(fā)送源地址表示的無線終端所發(fā)送的分組從哪個(gè)無線基站發(fā)送來的情況記錄在學(xué)習(xí)表內(nèi)。對(duì)于學(xué)習(xí)表的生成，可采用公知方法。
圖8是示出學(xué)習(xí)表的一例的圖。在圖6的網(wǎng)絡(luò)上，在從無線終端S向無線終端D發(fā)送分組的情況下，分組首先從無線終端S發(fā)送到網(wǎng)橋b(箭頭(1))，按照把網(wǎng)橋b作為根站的傳送樹，經(jīng)由網(wǎng)橋x7被傳送到網(wǎng)橋x4(箭頭(2))。在網(wǎng)橋x4中，根據(jù)分組的發(fā)送源地址，知道是從無線終端S發(fā)送的分組，而且根據(jù)發(fā)送站地址，知道該分組是從網(wǎng)橋x7發(fā)送來的。因此，把該信息寫入到學(xué)習(xí)表內(nèi)(符號(hào)(3))。即，在學(xué)習(xí)表的Station欄內(nèi)記入發(fā)送源的無線終端S的地址或ID，在Bridge欄內(nèi)記入前一個(gè)網(wǎng)橋x7的地址或ID。分組從網(wǎng)橋x4經(jīng)由網(wǎng)橋c到達(dá)目的地的無線終端D。
無線終端D響應(yīng)所接收的分組，對(duì)無線終端S進(jìn)行回復(fù)(箭頭(4))?；貜?fù)分組從網(wǎng)橋c發(fā)送到網(wǎng)橋x4(箭頭(5))。網(wǎng)橋x4根據(jù)分組的地址信息，識(shí)別出發(fā)送源是無線終端D，而且該分組是從網(wǎng)橋c傳送來的，并將該情況記入到學(xué)習(xí)表內(nèi)(符號(hào)(6))。
分組進(jìn)一步從網(wǎng)橋x4經(jīng)由網(wǎng)橋x7被傳送到網(wǎng)橋b(箭頭(7))。在網(wǎng)橋b中，把從網(wǎng)橋x7接收到從無線終端D所發(fā)送的分組這一情況記錄在學(xué)習(xí)表內(nèi)(符號(hào)(8))，并把該分組傳送到無線終端S。
盡管省略說明，然而在上述例子中，在網(wǎng)橋x7和網(wǎng)橋c中，每當(dāng)接收分組時(shí)，都記錄在學(xué)習(xí)表內(nèi)。并且，在學(xué)習(xí)前最初傳送分組的情況下，由于在分支地點(diǎn)分組被傳送到各自的分支地址，因而在分支地址的網(wǎng)橋(x3、x8等)中，也同樣記錄在學(xué)習(xí)表內(nèi)。
在網(wǎng)橋b接收到隨后發(fā)往無線終端D的分組的情況下，從學(xué)習(xí)表的記錄中知道無線終端D在網(wǎng)橋x7的方向。因此，把該分組僅傳送到網(wǎng)橋x7，而不傳送到網(wǎng)橋x8及其他分支地址。同樣，在網(wǎng)橋x4中，在接收到隨后發(fā)往無線基站D的分組的情況下，把分組僅傳送到網(wǎng)橋c，而不傳送到其他分支地址。這樣，即使在使用了把發(fā)送側(cè)的無線基站作為根站的傳送樹的情況下，也能削減無用的分組。
另外，在根據(jù)第1方法使用定位表的情況下，當(dāng)新的無線終端屬于各無線基站時(shí)，或者當(dāng)無線終端移動(dòng)而屬于別的無線基站時(shí)，無線基站按照傳送樹，廣播發(fā)送通知無線終端屬于本地站的分組。接收到通知分組的各無線基站把新的所屬關(guān)系登記在定位表內(nèi)。此時(shí)，各無線基站可以采用以下結(jié)構(gòu)使通知分組的發(fā)送源的無線基站和傳送來該通知分組的前一個(gè)無線基站的地址相對(duì)應(yīng)地寫入在學(xué)習(xí)表內(nèi)。
每當(dāng)無線終端屬于任意無線基站時(shí)，與定位表的更新同時(shí)，通過也登記在學(xué)習(xí)表內(nèi)，可更有效地進(jìn)行傳送樹上的路徑選擇。
下面，參照?qǐng)D9對(duì)判別傳送樹的第2方法進(jìn)行說明。在第2方法中，使所傳送的分組包含使用把哪個(gè)無線基站作為根站的傳送樹的信息。
圖9(a)是在使用發(fā)送側(cè)的根站的傳送樹的情況下的分組結(jié)構(gòu)例，圖9(b)是在使用目的地側(cè)的根站的傳送樹的情況下的分組結(jié)構(gòu)例。圖9(a)的分組結(jié)構(gòu)在單獨(dú)采用第2方法的情況下使用，圖9(b)的分組結(jié)構(gòu)在與第1方法(定位表)組合起來使用的情況下是有效的。
在圖6的網(wǎng)絡(luò)中，考慮了把分組從位于網(wǎng)橋b的下屬的無線終端S發(fā)送到位于網(wǎng)橋c的下屬的無線終端D的情況。在該情況下，與第1方法不同，網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站不會(huì)知道哪個(gè)終端屬于哪個(gè)無線基站。因此，在發(fā)送側(cè)嵌入在分組內(nèi)使用的傳送樹的ID或者成為根站的無線基站的地址信息。中繼途中的各無線基站(網(wǎng)橋)根據(jù)分組內(nèi)所包含的信息判別應(yīng)使用的傳送樹，參照樹表把分組傳送到下一中繼地址。
在圖9(a)的例子中，從無線終端S最初接收到分組的網(wǎng)橋b指定把本地站作為根站的傳送樹。在分組的追加字段內(nèi)寫入本地站地址作為根站信息，或者寫入把本地站作為根站的傳送樹ID，作為樹ID信息。另外，向追加字段的寫入可以在無線終端S發(fā)送分組時(shí)進(jìn)行。在該情況下，在追加字段內(nèi)寫入自身所屬的無線基站(網(wǎng)橋b)的地址作為根站信息。
途中路徑的網(wǎng)橋x7根據(jù)寫入在分組的追加字段內(nèi)的根站信息(或傳送樹信息)，識(shí)別出使用把網(wǎng)橋b作為根站的傳送樹。然后，把作為傳送樹上的下一中繼地址的網(wǎng)橋x4的地址作為接收站地址寫入到地址字段1內(nèi)，把本地站地址作為發(fā)送站地址寫入到地址字段2內(nèi)。
在無線基站位于樹的分支點(diǎn)的情況下，根據(jù)樹表把分組傳送到各分支地址。因此，在第2方法中，將圖8所示的學(xué)習(xí)表并用。使由分組的發(fā)送源地址指定的發(fā)送源的無線終端和由發(fā)送站地址指定的前一個(gè)網(wǎng)橋相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)表內(nèi)。如上所述，在無線通信中，由于一般從目的地的無線終端接收接收確認(rèn)響應(yīng)和回復(fù)數(shù)據(jù)，因而當(dāng)隨后發(fā)往相同目的地的分組到來時(shí)，不從分支點(diǎn)進(jìn)行組播，僅朝目的地的無線終端所在的方向傳送分組即可。
在圖9(b)的例子中，在分組的追加字段內(nèi)寫入目的地的無線終端所屬的無線基站的地址作為根站信息。在該情況下，前提是各無線基站具有定位表。從無線終端最初接收到分組的無線基站參照定位表，指定目的地的無線終端所屬的無線基站。把所指定的無線基站的地址或者對(duì)應(yīng)的傳送樹的ID寫入到分組的追加字段內(nèi)，在倒著找尋所指定的傳送樹的路徑上，把分組傳送到下一中繼地址。中繼途中的無線基站不參照定位表，可根據(jù)分組的地址信息，參照樹表把分組傳送到下一中繼地址。
下面，參照?qǐng)D10和圖11對(duì)傳送樹的生成方法進(jìn)行說明。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)考慮了無線環(huán)境的成本計(jì)算來生成傳送樹。
圖10(a)示出在傳送樹生成時(shí)使用的各網(wǎng)橋的成本一覽的例子，圖10(b)示出由IEEE802.1t規(guī)定的通信速度和鏈路成本的框架。以往，在有線網(wǎng)絡(luò)中，在生成傳送樹時(shí)，以僅基于跳(hop)數(shù)或者圖10(b)所示的固定通信速度的鏈路成本生成傳送樹。然而，在無線分組網(wǎng)中，由于調(diào)制方式根據(jù)無線信道的狀況而改變，分組差錯(cuò)的發(fā)生也多，因而實(shí)際通信速度不是恒定值。并且，與沒有干擾的有線網(wǎng)橋不同，對(duì)于無線，可以不一定僅以跳數(shù)決定成本。
因此，在生成傳送樹時(shí)，通過根據(jù)無線接口間的無線信道的狀況或網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的擁擠情況來變更鏈路成本，生成適合于狀況的傳送樹。
作為第1實(shí)施方式中的一例，在成本計(jì)算中使用從鄰近網(wǎng)橋接收的信號(hào)的功率電平和錯(cuò)誤率等。在圖10(a)的成本一覽中，“Bridge”欄是在著眼的網(wǎng)橋的鄰近位置的網(wǎng)橋的ID。“Signal”欄表示來自鄰近網(wǎng)橋的接收功率電平?！癚ueue size”欄表示在樹生成時(shí)嵌入到樹生成分組中進(jìn)行通知的發(fā)送隊(duì)列的大小，“Error Rate”欄表示分組的接收失敗率(錯(cuò)誤率)。根據(jù)分組的接收功率，判斷在該接口間的鏈路上使用的調(diào)制方式，從而可求出通信速度來反映在鏈路成本上。
在使用這些參數(shù)進(jìn)行著眼的網(wǎng)橋和鄰近網(wǎng)橋之間的成本計(jì)算時(shí)，可使用將各參數(shù)在成本計(jì)算用方面歸一化的值α、β、γ，按下式表示。
cost＝α×(Signal)+β×(Queue size)+γ×(Error Rate)圖11是示出傳送樹生成的一例的圖。在圖11中，虛線部分表示可物理通信的網(wǎng)橋之間的鏈路。例如，在網(wǎng)橋a成為根站而生成樹的情況下，網(wǎng)橋a把樹生成分組廣播發(fā)送到鄰近基站(箭頭(1))。在分組中具有記入成本的字段，從根站發(fā)送的分組的成本是零。
接收到分組的網(wǎng)橋b根據(jù)圖10(a)作為一例表示的成本一覽，算出網(wǎng)橋a和網(wǎng)橋b之間的成本“ab”，并將其寫入到樹生成分組的成本記入字段內(nèi)，發(fā)送到鄰近網(wǎng)橋(或節(jié)點(diǎn))(箭頭(2))。
同樣，接收到來自網(wǎng)橋a的分組的網(wǎng)橋c也算出網(wǎng)橋a和網(wǎng)橋c之間的成本“ac”，將其寫入到樹生成分組的成本記入字段內(nèi)，發(fā)送到鄰近節(jié)點(diǎn)(箭頭(3))。
接收到來自網(wǎng)橋b的樹生成分組的網(wǎng)橋c把自己具有的根站(在該情況下是網(wǎng)橋a)之前的成本“ac”和所接收的分組的成本“ab+bc”進(jìn)行比較，舍去成本高的路徑。例如，在ac＜ab+bc的情況下，不使用在把網(wǎng)橋a作為根站的情況下的從網(wǎng)橋b到網(wǎng)橋c的路徑。通過使網(wǎng)橋d(箭頭(4))、網(wǎng)橋e(箭頭(5))、網(wǎng)橋f(箭頭(6))繼續(xù)進(jìn)行上述動(dòng)作，可生成圖11的實(shí)線所示的沒有環(huán)路的樹。
這種傳送樹的生成，每隔一定時(shí)間，或者在具有傳送功能的無線移動(dòng)終端加入網(wǎng)絡(luò)而發(fā)揮無線網(wǎng)橋的功能的情況等下，根據(jù)狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新和生成。所更新或生成的傳送樹相關(guān)的信息被提供給網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站，各無線基站更新樹表。通過使無線信道的狀態(tài)反映在通信鏈路成本上，可構(gòu)成適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、通信業(yè)務(wù)量等的現(xiàn)狀的傳送樹。
圖12是根據(jù)第1實(shí)施方式的無線基站的概略結(jié)構(gòu)圖。圖12(a)是使用定位表的情況的結(jié)構(gòu)例，圖12(b)是利用分組內(nèi)所包含的傳送樹ID信息的情況的結(jié)構(gòu)例。在任何例子中，無線基站10A、10B具有使與2個(gè)以上的傳送樹相關(guān)的信息與各自的樹的根站相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)的樹表12，進(jìn)行分組收發(fā)的收發(fā)部11，以及根據(jù)所接收的分組判別要使用的傳送樹的樹判別部13A、13B。收發(fā)部11參照樹表12，把分組傳送到所判別的傳送樹上的下一節(jié)點(diǎn)。
在圖12(a)的例子中，樹判別部13A具有分組解析部15和定位表16，根據(jù)分組的發(fā)送源地址或目的地地址以及定位表16，決定應(yīng)成為根站的無線基站，判別與該根站對(duì)應(yīng)的傳送樹。在該情況下，收發(fā)部11通過正向或反向找尋傳送樹來指定下一傳送地址，傳送分組。
在圖12(b)的例子中，樹判別部13B具有分組解析部15，取出分組內(nèi)所包含的傳送樹ID，判別應(yīng)使用的傳送樹。
無線基站10A、10B還具有成本計(jì)算部20。信道監(jiān)視部22監(jiān)視信道狀況，根據(jù)信道狀況更新成本表21的成本值。在收發(fā)部11接收到樹生成分組的情況下，參照成本表21，寫入從前一跳到本地站的成本，把樹生成分組發(fā)送到鄰近節(jié)點(diǎn)。在本地站成為根站的情況下，收發(fā)部11拋棄最初的樹生成分組。
另外，在圖12中，為了簡化圖示，描繪成單一的接口和單一的收發(fā)部11，然而可以單獨(dú)具有在無線網(wǎng)橋(無線基站)間進(jìn)行收發(fā)的骨干系統(tǒng)、以及與下屬的終端(Station)進(jìn)行收發(fā)的接入系統(tǒng)的接口。
以上，以全面進(jìn)行無線連接的無線網(wǎng)絡(luò)為例對(duì)第1實(shí)施方式作了說明，然而可以采用有線進(jìn)行無線基站(網(wǎng)橋)和終端裝置的連接等、局部包含有線的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并且，也可把具有傳送功能的移動(dòng)終端適當(dāng)作為無線基站(網(wǎng)橋)來裝入。在移動(dòng)終端作為無線網(wǎng)橋加入了網(wǎng)絡(luò)的情況下，由于動(dòng)態(tài)生成反映了該時(shí)刻的無線信道狀況的傳送樹，因而可使用2個(gè)以上的傳送樹更有效地實(shí)現(xiàn)路徑的最佳化和防止負(fù)荷集中。
并且，以IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN為例作了說明，然而不限于此，也能應(yīng)用于WCDMA和下一代無線通信方式的無線網(wǎng)絡(luò)。而且，通過使各無線基站具有接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，即使是不同通信方式的網(wǎng)絡(luò)混在一起的無線分組網(wǎng)，也能應(yīng)用第1實(shí)施方式的方法。
將網(wǎng)絡(luò)中使用的多個(gè)傳送樹的一部分或全部集約成一個(gè)，也能減輕樹保持的負(fù)荷。在該情況下，作為寫入到分組的追加字段和樹表內(nèi)的信息，可使用所集約的樹的ID。
下面參照?qǐng)D13，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)進(jìn)行說明。在第2實(shí)施方式中，為了實(shí)現(xiàn)分組傳送的最佳化，對(duì)作為路徑控制把在MANET(Mobile Ad hoc Network移動(dòng)自組織網(wǎng))中所探討的OLSR(Optimized Link State Routing最佳化鏈路狀態(tài)路由)(參照上述非專利參考文獻(xiàn)1)應(yīng)用于由無線基站和無線終端構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)的情況進(jìn)行說明。
圖13是用于對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式的分組傳送系統(tǒng)的概要進(jìn)行說明的圖。在第2實(shí)施方式中，不向無線終端側(cè)追加新功能，并且，不把從無線根站延伸的傳送樹的有無或數(shù)量看作問題，應(yīng)用現(xiàn)有的自組織網(wǎng)協(xié)議。
另外，作為實(shí)施方式，以把本發(fā)明應(yīng)用于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN的情況為例進(jìn)行說明。
在圖13中，考慮了以下情況在某時(shí)間內(nèi)屬于無線基站B的無線終端L，為了與無線終端P進(jìn)行通信，把發(fā)往終端P的分組發(fā)送到無線基站B(箭頭(1))。
從無線終端L接收到分組的無線基站B檢索自身具有的定位表，調(diào)查是否有無線終端P的條目(步驟(2))。定位表與例如圖7所示的定位表相同，使網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站與屬于該無線基站的無線終端相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
在定位表內(nèi)存在無線終端P的條目、且是有效(例如在有效期間內(nèi))的情況下，判明為無線終端P當(dāng)前屬于無線基站F。
在無線基站B的定位表內(nèi)不存在無線終端P的有效條目的情況下，無線基站B把詢問無線終端P所屬的無線基站的報(bào)文廣播發(fā)送到其他無線基站(箭頭(3))。
各無線基站接收詢問無線終端P的所屬地址的無線基站的報(bào)文，并檢查定位表。在本地站的定位表內(nèi)具有有效的無線終端P的記載的無線基站把記載了無線終端P和無線基站F的對(duì)應(yīng)的響應(yīng)報(bào)文廣播發(fā)送到無線基站B(箭頭(4))。
在途中的無線基站的定位表內(nèi)也沒有關(guān)于無線終端P的記載的情況下，通過進(jìn)一步對(duì)該報(bào)文進(jìn)行中繼，使詢問報(bào)文遍布到網(wǎng)絡(luò)整體。這里，在詢問報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文的雙方報(bào)文內(nèi)記載例如順序編號(hào)，以便即使各無線基站發(fā)送相同報(bào)文多次，網(wǎng)絡(luò)也不產(chǎn)生環(huán)路。各節(jié)點(diǎn)(無線基站)存儲(chǔ)所發(fā)送的報(bào)文的順序編號(hào)和報(bào)文的發(fā)送源地址，從而不將相同發(fā)送源且相同順序編號(hào)的報(bào)文發(fā)送多次。
無線基站F至少知道無線終端P屬于本地站。即，由于在無線基站F的定位表內(nèi)存在無線終端P的條目，因而對(duì)詢問報(bào)文進(jìn)行響應(yīng)。這樣，如果來自無線終端L的分組發(fā)往存在于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線終端，則必定存在對(duì)詢問報(bào)文的響應(yīng)報(bào)文。
無線終端B在接收到響應(yīng)報(bào)文時(shí)，使無線終端P的條目與無線基站F相對(duì)應(yīng)地追加給定位表，并更新表。這樣，即使在通信時(shí)在無線基站B的定位表內(nèi)沒有作為目的地的無線終端P的條目的情況下，也能通過發(fā)出詢問報(bào)文，把無線終端P與所屬地址的無線基站F的對(duì)應(yīng)追加給定位表。
當(dāng)更新了定位表時(shí)，無線基站B為了把分組傳送到無線終端P，判斷為應(yīng)把分組傳送到無線基站F。然后，在網(wǎng)絡(luò)上的無線基站A～F之間，根據(jù)通過使用一般的OLSR協(xié)議的自律的路徑控制所生成的路徑表，把分組發(fā)送到作為下一中繼節(jié)點(diǎn)的無線基站C。
進(jìn)行分組中繼的各無線基站同樣根據(jù)定位表，判定為作為該分組的目的地的無線終端P屬于無線基站F。這樣，通過依次中繼和傳送到無線基站F，分組到達(dá)無線基站F。
在中繼節(jié)點(diǎn)的定位表內(nèi)沒有無線終端P的條目的情況下，與上述一樣，廣播發(fā)送詢問報(bào)文。
接收到發(fā)往無線終端P的分組的無線基站F把分組發(fā)送到無線終端P，這樣，從無線終端L到無線終端P的分組發(fā)送完成。
屬于無線基站B的無線終端L雖然自身不進(jìn)行路徑控制處理，但是能與屬于無線基站F的無線終端P進(jìn)行通信。
為了縮短從發(fā)送詢問報(bào)文到接收響應(yīng)報(bào)文之前的延遲時(shí)間，在無線終端新屬于各無線基站的情況下，為了通知新的所屬，可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播發(fā)送響應(yīng)報(bào)文。
圖14A是在第2實(shí)施方式中使用的無線基站的概略方框圖。無線基站30具有收發(fā)部31，路徑控制表23，路徑判別部33，分組解析部35，以及定位表36。可以任意地具有包含成本表21和信道監(jiān)視部22的成本計(jì)算部20。
收發(fā)部31收發(fā)發(fā)往特定目的地的分組、以及上述詢問報(bào)文、響應(yīng)報(bào)文等。分組解析部35檢查所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源地址或目的地地址。定位表36如上所述，是例如圖7所示的表。
路徑控制表32例如如圖14B所示，使目的地的無線終端所屬的無線基站和用于把分組傳送到該無線基站的下一傳送地址節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行記錄。圖14B是圖13的網(wǎng)絡(luò)上的無線基站B保持的路徑控制表的例子?？梢圆捎萌〈康牡貍?cè)的無線基站，而將發(fā)送源的無線終端所屬的無線基站和在從該無線基站發(fā)送分組的情況下隨后應(yīng)傳送的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行記錄的表。
路徑判別部33根據(jù)由分組解析部35所取得的發(fā)送源地址或目的地地址，參照定位表36，指定發(fā)送源或目的地的無線終端當(dāng)前所屬的無線基站。然后，參照路徑控制表32，判別下一分組的傳送地址，通過收發(fā)部31，傳送到傳送地址(下一節(jié)點(diǎn))。
這樣，在第2實(shí)施方式中，沒有必要把處理OLSR那樣的自律的路徑控制協(xié)議的功能追加、安裝在現(xiàn)有的無線終端、處理能力低的無線終端、電池有限制的無線終端等上。無線基站代理無線終端進(jìn)行路徑控制，這樣，可使用動(dòng)態(tài)選擇的最佳路徑，在網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行自律地通信。并且，由于構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的無線基站和屬于該無線基站的無線終端的對(duì)應(yīng)關(guān)系由各無線基站進(jìn)行交換、管理，因而沒有必要設(shè)置特別的所在位置管理用的節(jié)點(diǎn)。結(jié)果，可避免負(fù)荷集中到所在位置管理節(jié)點(diǎn)，并且可避免由于所在位置管理用節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障所引起的網(wǎng)絡(luò)停止。
上述中，使用了OLSR作為路徑控制方式，然而第2實(shí)施方式的方法也能應(yīng)用于DSR(Dynamic Source Routing動(dòng)態(tài)源路由)、AODV(Adhoc On Demand Vector自組織網(wǎng)按需矢量)、TBRPF(Topology BroadcastReverse Path Forwarding拓?fù)鋸V播反轉(zhuǎn)路徑轉(zhuǎn)發(fā))、OSPF(Open ShortestPath First開放最短路徑優(yōu)先)等其他路徑控制協(xié)議。
并且，以IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN為例作了說明，然而不限于此，也能應(yīng)用于WCDMA和下一代無線通信方式的無線網(wǎng)。而且，通過使各無線基站具有接口和協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，即使在不同通信方式的網(wǎng)絡(luò)混在一起的無線分組網(wǎng)中，也能應(yīng)用第2實(shí)施方式的方法。
無線基站30也能取代上述現(xiàn)有的路徑控制協(xié)議，或者與該協(xié)議一起，使用第1實(shí)施方式的方法動(dòng)態(tài)地生成和使用基于鏈路成本的傳送樹。在該情況下，可以具有圖4所示的樹表，以取代路徑控制表32，或者追加給該路徑控制表32。將傳送樹并用的情況的樹的判別方法與第1實(shí)施方式相同。
并且，在第2實(shí)施方式的分組傳送中，可以把表示基于上述各種路徑控制協(xié)議的傳送路徑的ID信息包含在分組內(nèi)?；蛘撸部梢园逊纸M的發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站的地址信息包含在分組內(nèi)。在該情況下，例如，從下屬的無線終端最初接收到分組的無線基站把本地站地址、或者目的地的無線終端所屬的無線基站的地址寫入到分組內(nèi)。在該結(jié)構(gòu)中，成為中繼的各無線基站不參照自己具有的定位表，可從路徑控制表指定下一傳送地址，進(jìn)行分組中繼。
下面，參照?qǐng)D15～圖23對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式的分組傳送路徑最佳化方法進(jìn)行說明。在第3實(shí)施方式中，為了在無線網(wǎng)絡(luò)中決定最佳路徑，在鏈路成本計(jì)算時(shí)，除了傳送速度值以外，還加進(jìn)分組長度(更具體地說，分組的有效負(fù)載長度)。
圖15是示出IEEE802.11a中的無線幀結(jié)構(gòu)的圖。在許多無線系統(tǒng)中，分組由固定長度的報(bào)頭和可變長度的有效負(fù)載構(gòu)成。分組發(fā)送時(shí)的協(xié)商時(shí)間和報(bào)頭部分的發(fā)送時(shí)間成為針對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)傳送時(shí)間的開銷。該開銷根據(jù)傳送速度和有效負(fù)載長度而變化，期望的是，在分組傳送時(shí)開銷少。
在圖15的例子中，每當(dāng)發(fā)送一幀時(shí)，在被稱為SIFS(Short Inter FrameSpacing短幀間間隔)的短等待時(shí)間之后，接收作為確認(rèn)響應(yīng)的Ack幀，經(jīng)過用于選擇退避時(shí)間的CW(Contention Window競爭窗口)期間，發(fā)送下一幀?，F(xiàn)在，設(shè)有效負(fù)載為x字節(jié)，數(shù)據(jù)速率為kMbps，則幀中的報(bào)頭傳送時(shí)間約20μs，有效負(fù)載的傳送時(shí)間為8x/k[μs]，SIFS約為16μs，Ack傳送時(shí)間為(16+134/k)μs左右，CW期間為101.5μs左右。即，1幀所需要的傳送時(shí)間約為[(20+16+16+101.5)+(8x+134)/k]μs。
表示數(shù)據(jù)傳送速度的k(兆比特)值根據(jù)按照無線基站(接入點(diǎn))間的電波環(huán)境所采用的調(diào)制方式和編碼率而不同。例如，在電波強(qiáng)的情況下比特速率增高，當(dāng)電波弱時(shí)比特速率降低。在圖14的例子中，根據(jù)無線環(huán)境設(shè)定6Mbps和27Mbps的傳送速度。為了便于說明，僅使用2種傳送速度，然而當(dāng)然也可設(shè)定3種以上的傳送速度。
在分組的有效負(fù)載是1000字節(jié)的情況下(x＝1000)，按照上述計(jì)算式，在6M模式時(shí)分組傳送所需時(shí)間約為1510μs，在27M模式時(shí)約為454μs。
在分組的有效負(fù)載是100字節(jié)的情況下(x＝100)，在6M模式時(shí)的分組傳送時(shí)間約為310μs，在27M模式時(shí)約為189μs。
如圖16所示，根據(jù)無線基站(接入點(diǎn))間的無線狀況，考慮了以6Mbps的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行單跳傳送的情況、以及以27Mbps的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行兩跳傳送的情況。
當(dāng)有效負(fù)載是1000字節(jié)時(shí)，當(dāng)在6Mbps的傳送路徑上進(jìn)行單跳傳送時(shí)，1幀傳送所花時(shí)間約為1510μs×1hop＝1510μs。將其換算成數(shù)據(jù)速率，約為5.3Mbps。
當(dāng)在27Mbps的傳送路徑上將相同1000字節(jié)的有效負(fù)載進(jìn)行兩跳傳送時(shí)，1幀傳送所需時(shí)間約為454μs×2hop＝908μs，換算成數(shù)據(jù)速率，約為8.6Mbps。即，有效負(fù)載長度大的分組(長分組)，即使跳數(shù)增多，選擇發(fā)送比特速率高的路徑也是有利的。
另一方面，當(dāng)有效負(fù)載是100字節(jié)時(shí)，如果在6M模式下進(jìn)行單跳傳送，則1幀傳送所花時(shí)間約為310μs×1hop＝310μs，換算成數(shù)據(jù)速率，約為2.6Mbps。當(dāng)在27M模式下進(jìn)行兩跳傳送時(shí)，1幀傳送所需時(shí)間約為189μs×2hop＝378μs，換算成數(shù)據(jù)速率，約為1.9Mbps。
即，有效負(fù)載長度小的分組(短分組)，由于報(bào)頭等的傳送所需開銷的比率增高，因而即使是低比特速率，跳數(shù)少的路徑也是有利的。
這樣，在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制和編碼的情況下，最佳路徑根據(jù)要傳送的分組的有效負(fù)載長度而不同。因此，在第3實(shí)施方式中，使構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)的無線基站具有分組長度判別部、以及描述了與分組長度對(duì)應(yīng)的最佳路徑的多個(gè)路由表，作為路徑選擇基準(zhǔn)，除了傳送速度以外，還加進(jìn)分組長度。
圖17是第3實(shí)施方式的無線基站的概略方框圖。無線基站50具有收發(fā)部51，其收發(fā)分組；分組長度判斷部56，其在接收到中繼分組時(shí)，判斷分組長度或有效負(fù)載長度；短分組表57，其使在分組長度小于等于規(guī)定基準(zhǔn)的情況下的路徑與目的地相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；以及長分組表58，其使在分組長度大于規(guī)定基準(zhǔn)的情況下的路徑與目的地相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。收發(fā)部51根據(jù)分組長度判斷部所判斷的分組長度，參照短分組表57或長分組表58中的任意一方，把中繼分組傳送到下一節(jié)點(diǎn)。
在圖17中，作為多個(gè)路由表的例子，描述了短分組表57和長分組表58，然而可以根據(jù)分組長度的區(qū)分具有2個(gè)以上的表。
成本計(jì)算部60在接收到路徑檢索分組或樹生成分組等的鏈路成本請(qǐng)求分組的情況下，使用短分組用和長分組用這2種情況計(jì)算與本地站和前一站的節(jié)點(diǎn)之間的傳送速度對(duì)應(yīng)的鏈路成本。然后，把所計(jì)算的2種鏈路成本寫入到路徑檢索分組或樹生成分組內(nèi)，并發(fā)送到鄰近節(jié)點(diǎn)。無線基站50根據(jù)從系統(tǒng)的最終成本信息中所選擇的路徑，適當(dāng)更新短分組表57和長分組表58。
這種無線基站50與第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式一樣，無論是移動(dòng)站還是固定站均可。
圖18是示出第3實(shí)施方式的無線基站的動(dòng)作的流程圖。無線基站在接收到分組時(shí)(S1001)，在分組解析部55中判斷所接收的分組是否發(fā)往自節(jié)點(diǎn)(S1002)。在是發(fā)往自節(jié)點(diǎn)的分組的情況下(在S1002是“是”)，由于沒有必要傳送，因而在該無線基站中進(jìn)行處理(S1004)。在分組的目的地是其他節(jié)點(diǎn)的情況下(在S1002是“否”)，分組判斷部56判斷分組長度或有效負(fù)載長度是否小于等于規(guī)定基準(zhǔn)值，例如100字節(jié)(S1003)。在小于等于規(guī)定基準(zhǔn)值的情況下(在S1003是“是”)，無線基站參照短分組表57，選擇與目的地相關(guān)聯(lián)的路徑，把分組傳送到下一節(jié)點(diǎn)(S1005)。在分組長度或有效負(fù)載長度超過規(guī)定基準(zhǔn)值的情況下(在S1003是“否”)，無線基站參照長分組表58，選擇與目的地相關(guān)聯(lián)的路徑，把分組傳送到下一節(jié)點(diǎn)(S1006)。
圖19示出應(yīng)用第3實(shí)施方式的分組傳送路徑最佳化方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)例。網(wǎng)絡(luò)包含無線基站A～F，可在由虛線連接的2個(gè)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行通信。無線基站A～F作為無線網(wǎng)橋，具有進(jìn)行分組中繼和傳送的功能。另外，盡管未作圖示，然而可以在各無線基站的下屬使不具有中繼功能的終端裝置連接。
圖20A是示出在圖19的網(wǎng)絡(luò)中，把無線基站E作為目的地的短分組的傳送路徑的例子的圖。如上所述，短分組的傳送，由于報(bào)頭等的傳送所花開銷的比率高，因而發(fā)送次數(shù)(跳數(shù))少的路徑是有利的。在傳送從無線基站A到E的分組的情況下，可在A→F→E的路徑上把跳數(shù)抑制得少。在傳送從無線基站B到E的分組的情況下，采用B→C→E，減少跳數(shù)來傳送。從D直接傳送到作為鄰近節(jié)點(diǎn)的E。
圖20B是示出在圖19的網(wǎng)絡(luò)中，把無線基站E作為目的地的長分組的傳送路徑的例子的圖。在長分組的情況下，由于針對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間的開銷的比率小，因而即使跳數(shù)增加，選擇發(fā)送比特速率高的路徑也是有利的。在把分組從無線基站A傳送到E的情況下，選擇發(fā)送比特速率高的區(qū)間，選擇總發(fā)送時(shí)間最小的A→B→C→D→E這樣的路徑。在從無線基站F傳送到E的情況下，在圖20B的例中，選擇F→E這樣的路徑。不過，根據(jù)無線狀況，例如F→D→E這樣的路徑的傳送時(shí)間縮短(即比特速率增高)的情況下，選擇后者的路徑。
圖21A是示出作為無線基站A具有的路由表的一例的短分組表的圖，圖21B是示出長分組表的圖。分別與目的地地址相對(duì)應(yīng)，記載了到目的地的所有中繼節(jié)點(diǎn)。
圖22A是示出作為無線基站A具有的路由表的另一例的短分組表的圖，圖22B是示出長分組表的圖。分別與目的地地址相對(duì)應(yīng)，記載了應(yīng)傳送的下一節(jié)點(diǎn)。
圖23是示出用于生成圖21和圖22所示的路由表的鏈路成本計(jì)算例的圖。根據(jù)當(dāng)前的無線狀況，針對(duì)各節(jié)點(diǎn)間的鏈路設(shè)定6Mbps或27Mbps的傳送速度。
在把分組從無線基站A傳送到E的情況下，無線基站A把例如路徑檢索分組發(fā)送到鄰近節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)F和節(jié)點(diǎn)B接收路徑檢索分組，分別針對(duì)短分組和長分組的雙方的情況，計(jì)算從前一節(jié)點(diǎn)A到本地站的成本，把計(jì)算結(jié)果寫入到分組內(nèi)。在節(jié)點(diǎn)F中，根據(jù)AF間的當(dāng)前傳送速度，對(duì)于短分組，成本計(jì)算為310μs，對(duì)于長分組，成本計(jì)算為1510μs，把該值寫入到路徑檢索分組內(nèi)。同樣，在節(jié)點(diǎn)B中，根據(jù)AB間的傳送速度，對(duì)于短分組，計(jì)算為189μs，對(duì)于長分組，計(jì)算為454μs，把這些值寫入到路徑檢索分組內(nèi)。
接收到來自節(jié)點(diǎn)F的路徑檢索分組的節(jié)點(diǎn)E針對(duì)短分組和長分組這2種情況計(jì)算FE間的成本，并與AF間的成本相加。同樣，接收到來自節(jié)點(diǎn)B的路徑檢索分組的節(jié)點(diǎn)C針對(duì)短分組和長分組這2種情況計(jì)算BC間的成本，并與AB間的成本相加。依次重復(fù)該過程，為了把分組從A傳送到E，例如可取以下路徑路徑1A→F→E；路徑2A→B→C→E；路徑3A→B→C→D→E。
在路徑檢索分組到達(dá)E的時(shí)刻，針對(duì)上述各路徑，算出短分組時(shí)的總成本和長分組時(shí)的總成本。在短分組的情況下，成本1最低廉，為620μs，傳送速度低而跳數(shù)少的路徑1被選擇為最佳路徑。在長分組的情況下，成本3最低廉，為1816μs，跳數(shù)多但傳送速度高的路徑3被選擇為最佳路徑。
針對(duì)短分組和長分組的各方所選擇的最佳路徑被通知給所有節(jié)點(diǎn)，在各節(jié)點(diǎn)中更新短分組表和長分組表。之后，當(dāng)無線基站A發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)，在發(fā)送短分組的情況下，參照短分組表，傳送到在表中被記載為下一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)F。在發(fā)送長分組的情況下，參照長分組表，傳送到被記載為下一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)B。
在圖23中，對(duì)以路徑檢索分組計(jì)算最佳路徑用的鏈路成本的例子作了說明，然而如第1實(shí)施方式那樣，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用1個(gè)或2個(gè)以上的傳送樹的結(jié)構(gòu)也能應(yīng)用第3實(shí)施方式的最佳路徑的決定方法。在該情況下，把短分組用的鏈路成本和長分組用的鏈路成本的雙方寫入到來自根站的樹生成分組內(nèi)，把樹生成分組傳送到鄰近節(jié)點(diǎn)，把最終所選擇的非環(huán)路傳送樹通知給各節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)(無線基站)具有針對(duì)短分組的傳送樹表和針對(duì)長分組的傳送樹表。
以IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)為例對(duì)第3實(shí)施方式的分組傳送路徑最佳化方法作了說明，然而不限于此，在任意方式的系統(tǒng)中，也可采用相同方法計(jì)算鏈路成本，決定考慮了傳送速度和分組長度的最佳分組傳送路徑。并且，可以把分組長度(有效負(fù)載長度)分類成3階段以上來進(jìn)行鏈路計(jì)算。
根據(jù)第3實(shí)施方式，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜔o線狀況根據(jù)位置和時(shí)間而變化的自組織的無線網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)要收發(fā)的分組長度選擇最佳分組傳送路徑。
以上說明的第1實(shí)施方式至第3實(shí)施方式的方法可獨(dú)立使用，也能相互組合。
任意一種實(shí)施方式都能在自律地構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，防止負(fù)荷集中，并在最佳的無線路徑上傳送分組。并且，不要求在現(xiàn)有的無線終端上安裝追加功能，即可加入自律的無線網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1.一種分組傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)無線基站和1個(gè)以上的無線終端構(gòu)成，其特征在于，上述各無線基站具有定位表，其使無線終端和該無線終端當(dāng)前時(shí)刻所屬的無線基站相對(duì)應(yīng)；通過在無線基站間交換定位表內(nèi)的信息，并更新本地站的定位表，把所接收的分組向成為針對(duì)目的地的無線終端的中繼節(jié)點(diǎn)的無線基站傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述各無線基站在新的無線終端屬于該無線基站時(shí)，廣播發(fā)送用于通知該新的無線終端的所屬的分組；接收到上述通知分組的其他無線基站更新上述定位表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述各無線基站還具有路徑控制表，其將網(wǎng)絡(luò)上的各無線基站和在該無線基站是發(fā)送源或目的地的無線終端的所屬地址的情況下應(yīng)成為上述分組的下一傳送地址的無線基站相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述各無線基站在接收到上述分組時(shí)，參照上述定位表，根據(jù)所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源地址或目的地地址，指定發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站，參照上述路徑控制表，把上述分組傳送到下一節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述分組包含有表示在該分組的傳送中使用的傳送路徑的ID信息或者分組的發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站的地址信息；上述各無線基站在接收到上述分組時(shí)，根據(jù)該分組內(nèi)所包含的上述傳送路徑的ID信息或者該傳送分組的發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站的地址信息，參照上述路徑控制表，判別上述分組的傳送地址。
6.一種無線基站，該無線基站構(gòu)成利用了無線分組網(wǎng)的分組通信系統(tǒng)，其特征在于，該無線基站具有定位表，其使上述分組通信系統(tǒng)內(nèi)所包含的無線基站和屬于各無線基站的無線終端相對(duì)應(yīng)；路徑控制表，其將在上述分組通信系統(tǒng)中使用的傳送路徑相關(guān)信息與跟發(fā)送源或目的地相關(guān)聯(lián)的無線基站相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行存儲(chǔ)；分組接收部，其接收分組；路徑判別單元，其根據(jù)所接收的分組，判別在該分組的傳送中使用的傳送路徑；以及分組發(fā)送部，其參照上述路徑控制表，把上述分組向上述所判別的傳送路徑上的下一節(jié)點(diǎn)傳送。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線基站，其特征在于，上述路徑判別單元識(shí)別由上述所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源或目的地地址表示的無線終端，參照上述定位表，決定由上述發(fā)送源或目的地地址表示的無線終端所屬的無線基站，并參照上述路徑控制表，判別成為上述分組的下一中繼地址的無線基站。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線基站，其特征在于，上述分組發(fā)送部在新的無線終端屬于本地站的情況下，廣播發(fā)送用于通知該無線終端的所屬的通知分組。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線基站，其特征在于，在上述接收部接收到通知新的無線終端屬于上述分組通信系統(tǒng)內(nèi)的任意無線基站的通知分組的情況下，上述路徑判別單元更新上述定位表。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線基站，其特征在于，上述分組發(fā)送部在從屬于本地站的無線終端接收到分組的情況下，參照上述定位表，把目的地的無線終端所屬的無線基站的地址寫入到上述分組內(nèi)，并且根據(jù)路徑控制表發(fā)送上述分組。
11.一種分組傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)由多個(gè)無線基站和1個(gè)以上的無線終端構(gòu)成，其特征在于，使用把上述多個(gè)無線基站中的2個(gè)以上的無線基站作為根站的傳送樹；上述各無線基站具有使各根站和與該根站對(duì)應(yīng)的傳送樹的識(shí)別信息相關(guān)聯(lián)的樹表；當(dāng)接收到分組時(shí)，判別在該分組的傳送中使用的傳送樹，把上述分組傳送到在所判別的傳送樹上成為下一中繼站的無線基站。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述各無線基站還具有使上述1個(gè)以上的無線終端和該無線終端所屬的無線基站相關(guān)聯(lián)的定位表；當(dāng)接收到上述分組時(shí)，參照上述定位表，根據(jù)所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源地址或目的地地址，指定發(fā)送源或目的地的無線終端所屬的無線基站，導(dǎo)出把該所指定的無線基站作為根站的傳送樹，傳送上述分組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述各無線基站在新的無線終端屬于該無線基站時(shí)，沿著上述傳送樹廣播發(fā)送用于通知無線終端的所屬的分組；接收到上述通知分組的其他無線基站更新上述定位表。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述分組包含有在該分組的傳送中使用的傳送樹的ID信息或者成為要使用的傳送樹的根站的無線基站的地址信息；上述各無線基站在接收到上述分組時(shí)，根據(jù)該分組內(nèi)所包含的上述傳送樹的ID信息或者成為根站的無線基站的地址信息，判別在分組傳送中使用的傳送樹。
15.根據(jù)權(quán)利要求11～15中的任意一項(xiàng)所述的分組傳送系統(tǒng)，其特征在于，上述傳送樹是根據(jù)反映了無線信道的狀況的鏈路成本而生成的。
16.一種無線基站，該無線基站構(gòu)成利用了無線分組網(wǎng)的分組通信系統(tǒng)，其特征在于，該無線基站具有樹表，其將在上述分組通信系統(tǒng)中使用的2個(gè)以上的傳送樹相關(guān)信息與成為該傳送樹的根站的無線基站相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；分組接收部，其接收任意分組；樹判別單元，其根據(jù)上述所接收的分組，判別在該分組的傳送中使用的傳送樹；以及分組發(fā)送部，其參照上述樹表，把上述分組傳送到上述所判別的傳送樹上的下一中繼地址。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線基站，其特征在于，該無線基站還具有使上述分組通信系統(tǒng)內(nèi)所包含的多個(gè)無線基站和屬于各無線基站的無線終端相對(duì)應(yīng)的定位表；上述樹判別單元識(shí)別由上述所接收的分組內(nèi)所包含的發(fā)送源或目的地地址表示的無線終端，參照上述定位表，決定由上述發(fā)送源或目的地地址表示的無線終端所屬的無線基站，并參照上述樹表，判別把所決定的無線基站作為根站的傳送樹。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的無線基站，其特征在于，上述分組發(fā)送部在新的無線終端屬于本地站的情況下，沿著把本地站作為根站的傳送樹廣播發(fā)送用于通知該無線終端的所屬的分組。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線基站，其特征在于，上述樹判別單元通過識(shí)別上述所接收的分組內(nèi)所包含的傳送樹的ID信息或根站信息，判別在上述分組的傳送中使用的傳送樹。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的無線基站，其特征在于，上述分組發(fā)送部在從屬于本地站的無線終端接收到分組的情況下，將把本地站作為根站的傳送樹的ID信息寫入到上述分組內(nèi)，根據(jù)把本地站作為根站的傳送樹來發(fā)送上述分組。
21.根據(jù)權(quán)利要求16～20中的任意一項(xiàng)所述的無線基站，其特征在于，該無線基站還具有記載了反映無線信道的狀況的鏈路成本的成本一覽；上述分組發(fā)送部在生成把本地站作為根站的傳送樹時(shí)，發(fā)送第1樹生成分組，并且在由上述分組接收部接收到從其他無線基站發(fā)送來的第2樹生成分組的情況下，根據(jù)上述成本一覽，把該無線基站上的鏈路成本寫入到上述第2樹生成分組內(nèi)進(jìn)行發(fā)送。
22.一種分組傳送方法，其特征在于，該方法包含以下步驟在由多個(gè)無線基站和1個(gè)以上的無線終端構(gòu)成的分組通信網(wǎng)中，生成把上述多個(gè)無線基站中的2個(gè)以上的無線基站作為根站的傳送樹；把各根站和與該根站對(duì)應(yīng)的傳送樹的識(shí)別信息提供給上述各無線基站；當(dāng)上述無線基站中的任意無線基站接收到分組時(shí)，在該無線基站中判別在上述分組的傳送中使用的傳送樹，把上述分組傳送到在所判別的傳送樹上成為下一中繼站的無線基站。
23.一種無線基站，該無線基站構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，該無線基站具有收發(fā)部，其接收無線分組；分組長度判斷部，其判斷上述所接收的分組的分組長度；以及多個(gè)路由表，其對(duì)應(yīng)于分組長度相關(guān)的多個(gè)不同基準(zhǔn)，將目的地地址和分組的傳送路徑分別相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；上述收發(fā)部根據(jù)上述分組長度判斷部的判斷結(jié)果，參照上述多個(gè)路由表中的任意一個(gè)，把上述所接收的分組傳送到下一傳送地址。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線基站，其特征在于，上述多個(gè)路由表包含短分組路由表，其針對(duì)具有小于等于規(guī)定基準(zhǔn)的分組長度的短分組，將目的地地址和分組的傳送路徑相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；以及長分組路由表，其針對(duì)具有超過規(guī)定基準(zhǔn)的分組長度的長分組，將目的地地址和分組的傳送路徑相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)；上述收發(fā)部根據(jù)上述分組長度判斷部的判斷結(jié)果，參照上述短分組路由表和長分組路由表中的任意一個(gè)，把上述所接收的分組向下一傳送地址傳送。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線基站，其特征在于，該無線基站還具有成本計(jì)算部，其針對(duì)基于上述多個(gè)不同基準(zhǔn)的各分組長度，根據(jù)鏈路的傳送速度計(jì)算鏈路成本。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的無線基站，其特征在于，上述成本計(jì)算部在接收到成本計(jì)算請(qǐng)求分組時(shí)，針對(duì)基于上述多個(gè)不同基準(zhǔn)的各分組長度，計(jì)算前一個(gè)節(jié)點(diǎn)和自節(jié)點(diǎn)之間的鏈路成本，把計(jì)算結(jié)果寫入到上述成本計(jì)算請(qǐng)求分組內(nèi)；上述收發(fā)部把寫入有針對(duì)基于多個(gè)不同基準(zhǔn)的各分組長度的鏈路成本的成本計(jì)算請(qǐng)求分組發(fā)送到鄰近節(jié)點(diǎn)。
27.一種分組傳送路徑最佳化方法，該方法是在由多個(gè)無線基站構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)中使分組傳送路徑最佳化的方法，其特征在于，對(duì)應(yīng)于分組長度相關(guān)的多個(gè)不同基準(zhǔn)，把將目的地地址和傳送路徑分別相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行記載的多個(gè)路由表設(shè)定在上述各無線基站內(nèi)；在上述多個(gè)無線基站中的任意無線基站中，當(dāng)接收到發(fā)往本地站以外的分組時(shí)，判斷該分組的分組長度；根據(jù)上述判斷結(jié)果，參照上述多個(gè)路由表中的任意一個(gè)來指定下一傳送地址，把上述分組向上述下一傳送地址傳送。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的分組傳送路徑最佳化方法，其特征在于，當(dāng)上述任意無線基站接收到發(fā)往特定的無線基站的成本計(jì)算請(qǐng)求分組時(shí)，針對(duì)基于上述多個(gè)基準(zhǔn)的各分組長度，根據(jù)鏈路的傳送速度計(jì)算本地站和前一無線基站之間的鏈路成本；把上述計(jì)算結(jié)果寫入到上述成本計(jì)算請(qǐng)求分組內(nèi)，發(fā)送到鄰近的無線基站；針對(duì)基于上述多個(gè)基準(zhǔn)的各分組長度，選擇到上述特定的無線基站的鏈路成本最低的路徑；以及根據(jù)上述所選擇的路徑，更新上述各無線基站的多個(gè)路由表的各方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種分組傳送系統(tǒng)、無線基站以及分組傳送路徑最佳化方法。實(shí)現(xiàn)不在無線終端安裝路徑控制功能，即可在自律地保持路徑最佳化的同時(shí)，避免負(fù)荷集中在網(wǎng)絡(luò)局部的耐故障性高的分組傳送。在由多個(gè)無線基站和1個(gè)以上的無線終端構(gòu)成的分組傳送系統(tǒng)中，各無線基站具有使無線基站和屬于無線基站的無線終端相關(guān)聯(lián)的定位表，通過在無線基站間交換定位表信息，各無線基站判別網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無線終端的所在位置。各無線基站根據(jù)所交換的表信息更新本地站的定位表，把所接收的分組向應(yīng)成為針對(duì)目的地的無線基站的中繼節(jié)點(diǎn)的下一無線基站傳送。并且，在路徑檢索時(shí)，除了網(wǎng)絡(luò)的無線環(huán)境以外，還考慮分組的有效負(fù)載長度來實(shí)現(xiàn)分組傳送路徑的最佳化。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1922832SQ20058000538
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者柳生健吾, 竹田真二, 青木秀憲 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩