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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-09
(45)【発行日】2024-08-20
(54)【発明の名称】無線中継装置、ゲートウェイ装置及び無線システム
(51)【国際特許分類】
H04W 40/02 20090101AFI20240813BHJP
H04W 76/20 20180101ALI20240813BHJP
H04W 84/22 20090101ALI20240813BHJP
H04W 84/12 20090101ALI20240813BHJP
【ＦＩ】
H04W40/02
H04W76/20
H04W84/22
H04W84/12
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021149335
(22)【出願日】2021-09-14
(65)【公開番号】P2023042172
(43)【公開日】2023-03-27
【審査請求日】2023-03-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村上 貴臣
(72)【発明者】
【氏名】小倉 みゆき
(72)【発明者】
【氏名】平野 竜馬
(72)【発明者】
【氏名】鍋谷 寿久
【審査官】小林 正明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０８８８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２２０１０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
経路制御プロトコルとＭＡＣプロトコルに対応可能であり、前記経路制御プロトコルを用いて少なくとも１つのゲートウェイ装置を含むマルチホップネットワークを構成し、前記ＭＡＣプロトコルに対応可能な無線装置に前記ＭＡＣプロトコルにより確立された無線リンクを介して接続可能な無線中継装置であって、前記無線中継装置に接続される前記無線装置が前記経路制御プロトコルを実行可能であるかを判定する判定部と、
前記無線装置が前記経路制御プロトコルを実行可能でないと前記判定部が判定した場合、前記無線装置を識別する情報を前記ゲートウェイ装置又は前記マルチホップネットワークにおける他の無線中継装置に通知する通知部と、
を備える無線中継装置。
【請求項2】
前記判定部は、アドレス解決テーブルに含まれる前記無線装置の状態情報に基づいて、前記無線装置が前記無線中継装置に接続されていることを検知する、請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項3】
前記判定部は、前記無線装置との前記無線リンク上のフレームを受信すると、前記無線装置が前記無線中継装置に接続されていることを検知する、請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項4】
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＩＰ）層の経路制御プロトコルを実行して前記マルチホップネットワークの経路制御を行う経路制御部をさらに備える、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の無線中継装置。
【請求項5】
前記無線中継装置のネットワークアドレスを前記無線装置に配布するアドレス配布部をさらに備え、前記判定部は前記ネットワークアドレスと前記無線装置のアドレスとの比較結果に応じて、前記無線装置が前記経路制御プロトコルを実行可能であるかを判定する、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無線中継装置。
【請求項6】
前記ＩＰ層の経路制御プロトコルはＩＰｖ６ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＲＰＬ）である、請求項４に記載の無線中継装置。
【請求項7】
前記通知部は、前記無線中継装置を識別する情報を前記無線装置を識別する情報に付して前記ゲートウェイ装置又は前記他の無線中継装置に通知する、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の無線中継装置。
【請求項8】
前記マルチホップネットワークは工場又は倉庫のローカルエリアネットワークである、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の無線中継装置。
【請求項9】
前記無線中継装置は前記工場又は前記倉庫の内部のある位置に取り付けられ、あるいは前記工場又は前記倉庫の内部を移動するロボットに取り付けられる、請求項８に記載の無線中継装置。
【請求項10】
経路制御プロトコルとＭＡＣプロトコルに対応可能な複数の無線中継装置を含み、前記経路制御プロトコルと前記ＭＡＣプロトコルに対応可能であり、前記経路制御プロトコルを用いて構成されたマルチホップネットワークを上位ネットワークに接続するためのゲートウェイ装置であって、前記複数の無線中継装置の中の第１無線中継装置に前記ＭＡＣプロトコルにより確立された無線リンクを介して接続された前記ＭＡＣプロトコルに対応可能な無線装置と前記第１無線中継装置の間の第１経路情報と、前記マルチホップネットワークの第２経路情報と、を保持する経路情報保持部と、
前記複数の無線中継装置の中の第２無線中継装置から経路情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した経路情報が前記第１経路情報又は前記第２経路情報であるかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記経路情報保持部が保持する前記第１経路情報又は第２経路情報を変更する経路変更部と、
を備えるゲートウェイ装置。
【請求項11】
送信先を識別する情報を用いて前記経路情報保持部が保持する前記第２経路情報を探索し、経路を決定する経路決定部と前記経路に基づいて生成された送信パケットを送信するパケット送信部と、
をさらに備える請求項１０に記載のゲートウェイ装置。
【請求項12】
経路制御プロトコルとＭＡＣプロトコルに対応可能である複数の無線中継装置と前記経路制御プロトコルと前記ＭＡＣプロトコルに対応可能なゲートウェイ装置とを備え、前記経路制御プロトコルを用いてマルチホップネットワークを構成する無線システムであって、前記複数の無線中継装置の各々は、
前記ＭＡＣプロトコルにより確立された無線リンクを介して前記無線中継装置に接続される前記ＭＡＣプロトコルに対応可能な無線装置が前記経路制御プロトコルを実行可能であるかを判定する判定部と、
前記無線装置が前記経路制御プロトコルを実行可能でないと前記判定部が判定した場合、前記無線装置を識別する情報を前記ゲートウェイ装置又は前記マルチホップネットワークにおける他の無線中継装置に通知する通知部と、
を備え、
前記ゲートウェイ装置は、
前記複数の無線中継装置の中の第１無線中継装置に前記無線リンクを介して接続された前記無線装置と前記第１無線中継装置の間の第１経路情報と、前記マルチホップネットワークの第２経路情報と、を保持する経路情報保持部と、
前記複数の無線中継装置の中の第２無線中継装置から経路情報を受信する受信部と、
前記受信部が受信した経路情報が前記第１経路情報又は前記第２経路情報であるかを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記経路情報保持部が保持する前記第１経路情報又は第２経路情報を変更する経路変更部と、
を備える、無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、無線マルチホップネットワークに関し、特に中継経路の構築に関する。
【背景技術】
【0002】
無線マルチホップネットワークの経路制御プロトコルとしてＲＰＬ（ＩＰｖ６ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）が知られている。ＲＰＬでは、ゲートウェイ装置がネットワークの情報を管理する。無線中継装置は、ＲＰＬを用いて無線中継装置間のリンク上で経路制御を実行し、マルチホップネットワークを構築できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－８８５７４号公報
【非特許文献】
【0004】
【文献】村上貴臣、添谷みゆき、鍋谷寿久、「統合ＭＡＣ層による無線ＬＡＮマルチホップネットワーク構築手法の提案」、電子情報通信学会通信ソサイテエティ大会、２０２０年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
経路制御プロトコルに対応していない無線装置が無線中継装置に接続された場合、無線中継装置は無線装置との経路情報を得ることができず、経路情報を他の無線中継装置に送信できない。そのため、無線中継装置は、無線中継装置間のリンク上で経路制御を実行できず、マルチホップネットワークを構築できない。
【0006】
この発明の目的は、無線マルチホップネットワークを構築する経路制御プロトコルに対応していない無線装置に対してもマルチホップネットワークを構築できる無線中継装置、ゲートウェイ装置及び無線システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施形態に係る無線中継装置は、経路制御プロトロコルとＭＡＣプロトコルに対応可能であり、経路制御プロトコルを用いて少なくとも１つのゲートウェイ装置を含むマルチホップネットワークを構成し、ＭＡＣプロトコルに対応可能な無線装置にＭＡＣプロトコルにより確立された無線リンクを介して接続可能である。無線中継装置は、無線中継装置に接続される無線装置が経路制御プロトコルを実行可能であるかを判定する判定部と、無線装置が経路制御プロトコルを実行可能でないと判定部が判定した場合、無線装置を識別する情報をゲートウェイ装置又はマルチホップネットワークにおける他の無線中継装置に通知する通知部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る無線マルチホップネットワークを含む通信ネットワークの一例を示すブロック図。
【図2】実施形態に係る無線装置の一例を示すブロック図。
【図3】実施形態に係る無線中継装置の一例を示すブロック図。
【図4】実施形態に係るＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｒｏｃｏｌ）テーブルの一例を示す図。
【図5】実施形態に係るＮＤＰ（Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルの一例を示す図。
【図6】実施形態に係る無線中継装置の経路情報生成処理の一例を示すフローチャート。
【図7】実施形態に係る第１経路情報の一例を示す図。
【図8】実施形態に係る第２経路情報の一例を示す図。
【図9】実施形態に係る無線中継装置がゲートウェイ装置に送信した第１経路情報の一例を示す図。
【図10】実施形態に係るゲートウェイ装置が作成したゲートウェイ装置から無線装置までの伝送経路に関する経路情報の一例を示す図。
【図11】実施形態に係るゲートウェイ装置の一例を示すブロック図。
【図12】実施形態に係るゲートウェイ装置の経路情報受信処理の一例を示すフローチャート。
【図13】実施形態に係る経路情報保持部が保持する更新前の第２経路情報の一例を示す図。
【図14】実施形態に係るゲートウェイ装置が受信した第２経路情報の一例を示す図。
【図15】更新された第２経路情報の一例を示す図。
【図16】実施形態に係る経路情報保持部が保持する第１経路情報の一例を示す図。
【図17】実施形態に係るパケット送受信部が受信した第１経路情報の一例を示す図。
【図18】追加処理後に実施形態に係る経路情報保持部が保持する第１経路情報の一例を示す図。
【図19】実施形態に係るゲートウェイ装置のパケット送信方法の一例を示すフローチャート。
【図20】実施形態に係る経路ヘッダの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書によって開示される実施形態は、技術的思想の創作を具体化するための装置、及び方法等を例示するものである。そのため、本明細書によって開示される構成要素の構造、形状、配置等は、当該開示に限定されず、当業者が本開示から容易に想到し得る変形は、当然に、当該開示に含まれる。また、本明細書において参照される図面は、実施形態の説明を容易にするためのものである。そのため、図面は場合に応じて、実施される際に用いられる各要素より、抽象的、模式的に示される場合がある。従って、図面に示される各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等はこれに限定されない。なお、以下の説明において「接続」は、直接接続のみならず、他の要素を介した接続も含む場合もある。
【0010】
以下、図面を参照しながら実施の形態について詳細に説明する。
【0011】
図１は、実施形態に係る無線マルチホップネットワーク１０を含む通信ネットワークの一例を示すブロック図である。図１はあるタイミングでの無線マルチホップネットワーク１０の構成を示す。無線装置１４が無線マルチホップネットワーク１０に接続される。無線装置１４の数は単数でもよいし、複数でもよい。無線マルチホップネットワーク１０は上位ネットワーク１２に接続される。
【0012】
無線マルチホップネットワーク１０は、少なくとも１つのゲートウェイ装置、ここでは１つのゲートウェイ装置１６と少なくとも１つの無線中継装置、ここでは６つの無線中継装置１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆを含む。個別に区別する必要が無い場合は、無線中継装置１８ａ－１８ｆを無線中継装置１８と称する。複数の無線中継装置１８が直接的に又は他の無線中継装置１８を介して間接的にゲートウェイ装置１６に接続される。無線装置１４が複数の無線中継装置１８のいずれかに接続される。
【0013】
ゲートウェイ装置１６と無線中継装置１８は基本的には同じ無線通信機能を備えるので、共に無線中継装置と称してもよい。ゲートウェイ装置１６は上位ネットワーク１２との通信機能を備える点が無線中継装置１８とは異なる。
【0014】
ゲートウェイ装置１６は上位ネットワーク１２に接続される。ゲートウェイ装置１６と上位ネットワーク１２との接続は、信号線を介する有線接続でもよいし、無線回線を介する無線接続でもよい。
【0015】
ゲートウェイ装置１６と複数の無線中継装置１８が協働して経路制御プロトコルを実行し、無線マルチホップネットワーク１０の伝送経路を生成する。このような多段中継の伝送経路は、例えばＲＰＬを用いて生成してもよいし、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｓを用いて生成してもよいし、さらにその他の経路制御プロトコルを用いて生成してもよい。その他の経路制御プロトコルの例は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層やＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の経路制御プロトコルである。この多段中継の伝送経路が生成されると、無線装置１４と無線中継装置１８との間、複数の無線中継装置間、及び無線中継装置１８とゲートウェイ装置１６との間でパケット送受信が可能な状態となる。
【0016】
無線マルチホップネットワーク１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮに応用可能であるが、その他の無線ネットワークにも応用可能である。無線マルチホップネットワーク１０は工場や倉庫内の無線ＬＡＮとして実現可能である。その場合、無線中継装置１８は敷地内に固定されていてもよいし、Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒｏｂｏｔ（ＡＭＲ）、Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ（ＡＧＶ）、マニュピュレータ等のロボットに搭載されてもよい。
【0017】
従来は、無線装置１４が経路制御プロトコルに対応していないと、無線マルチホップネットワーク１０の伝送経路が生成できなかった。実施形態では、無線装置１４が経路制御プロトコルに対応していなくても、無線マルチホップネットワーク１０の伝送経路が生成される。以下、無線マルチホップネットワーク１０に外部から接続される無線装置１４が経路制御プロトコルに対応しない場合、無線装置１４を無線マルチホップネットワーク１０に組み込み、無線装置１４とゲートウェイ装置１６が無線マルチホップネットワーク１０を介してパケット送受信を可能とする手順を説明する。無線装置１４が経路制御プロトコルに対応しないとは、無線装置１４が経路制御プロトコルを実装していない場合、又は実装していてもその機能が停止している場合である。
【0018】
図２は、実施形態に係る無線装置１４の一例を示すブロック図である。無線装置１４は、入力部４４、表示部４６、無線送受信部４８と、これらを制御するプロセッサ４２を含む。入力部４４は指示を入力したり、データを入力するキーボード等からなる。入力部４４と表示部４６は別々に設けるのではなく、タッチパネルにより兼用されてもよい。無線装置１４の例はスマートフォン、パーソナルコンピュータである。無線装置１４は、入力データや、プロセッサ４２が処理した入力データを無線マルチホップネットワーク１０を介して上位ネットワーク１２へ送信したり、無線マルチホップネットワーク１０を介して上位ネットワーク１２から受信したデータを受信する。
【0019】
図３は、実施形態に係る無線中継装置１８の一例を示すブロック図である。無線中継装置１８は、判断部２２、通知部２４、経路制御部２６、アドレス配布部２８及び無線送受信部３０で構成される。判断部２２が通知部２４、経路制御部２６及びアドレス配布部２８に接続される。無線送受信部３０が通知部２４、経路制御部２６及びアドレス配布部２８に接続される。判断部２２は、ＡＲＰテーブル３２ａとＮＤＰテーブル３２ｂを保持する。ＡＲＰテーブル３２ａとＮＤＰテーブル３２ｂの詳細は図４、図５に示す。経路制御部２６は無線中継装置１８のネットワークプレフィックス３４を保持する。無線中継装置１８のネットワークプレフィックス３４は、無線マルチホップネットワークのネットワークプレフィックスとは異なる。
【0020】
無線中継装置１８は、無線装置１４が接続されることを検知すると、ＭＡＣプロトコルを用いて無線装置１４との無線リンクを接続し、無線装置１４との間のデータフレームの送受信を可能とする。ＭＡＣプロトコルは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１で規定されているアソシエーションである。
【0021】
無線中継装置１８の判断部２２は無線装置１４が接続されたことを検知する。判断部２２は、ＭＡＣプロトコルの受信フレームを監視することにより無線装置１４の接続を検知してもよいし、無線中継装置１８が管理する無線装置１４の状態を監視することにより接続を検知してもよい。無線装置１４の状態の例は、ＭＡＣプロトコルのアソシエーション状態や、ＩＰアドレスを解決するＡＲＰのキャッシュ情報の状態や、ＩＰｖ６アドレスを解決するＮＤＰのキャッシュ情報の状態がある。この監視のために、判断部２２は、ＡＲＰテーブル３２ａとＮＤＰテーブル３２ｂを保持する。
【0022】
図４は、実施形態に係るＡＲＰテーブル３２ａの一例を示す図である。ＡＲＰテーブル３２ａは、判断部２２がＡＲＰによって無線装置１４のＩＰアドレスから得たＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応関係と無線装置１４の状態を示す。状態ＲＥＡＣＨＡＢＬＥは到達可能な状態、すなわち接続された状態を示し、状態ＦＡＩＬＥＤは接続失敗を示す。
【0023】
図５は、実施形態に係るＮＤＰテーブル３２ｂの一例を示す図である。ＮＤＰテーブル３２ｂは、判断部２２がＮＤＰによって無線装置１４のＩＰｖ６アドレスから得たＭＡＣアドレスとＩＰｖ６アドレスとの対応関係と無線装置１４の状態を示す。状態ＤＥＬＡＹと状態ＳＴＡＬＥは、状態ＲＥＡＣＨＡＢＬＥになってから所定時間経過し、接続可能かわからない状態である。状態ＤＥＬＡＹは、ＮＤＰによる確認までの待ち状態である。状態ＳＴＡＬＥは新たなパケットが送信されるまで確認しない状態である。
【0024】
ＡＲＰテーブル３２ａやＮＤＰテーブル３２ｂの監視で無線装置１４の接続を検知するためには、先ず、無線中継装置１８のアドレス配布部２８が無線中継装置１８のＩＰアドレスあるいはＩＰｖ６アドレス（両者を区別する必要が無い場合、ＩＰアドレスと称する）を無線装置１４に設定し、無線装置１４と無線中継装置１８の間でパケット送受信ができる状態にする。アドレスの設定方法は、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｒｏｃｏｌ）やＲＡ（Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）によってネットワークプレフィックス情報や設定すべきＩＰアドレスそのものを配布し自動設定してもよいし、予め定めた値を無線装置１４側で手動設定してもよい。判断部２２は、ＩＰパケット又はＩＰｖ６パケット（両者を区別する必要が無い場合、ＩＰパケットと称する）の送信のためにＡＲＰテーブル３２ａやＮＤＰテーブル３２ｂを用いて宛先ＭＡＣアドレスを解決すると、ＡＲＰテーブル３２ａあるいはＮＤＰテーブル３２ｂにＭＡＣアドレスを登録する。
【0025】
これらのテーブル３２ａ、３２ｂの状態に応じて無線装置１４のＭＡＣアドレスが有効であるかがわかる。ＭＡＣアドレスが有効な場合、ＭＡＣアドレスに対応する無線装置１４が接続されたことが検知できる。
【0026】
図６は、実施形態に係る無線中継装置１８の経路情報生成処理の一例を示すフローチャートである。
【0027】
ステップＳ１０１で、判断部２２は、隣接端末のアドレスリストが更新されたか否かを判定する。隣接端末のアドレスリストはＡＲＰテーブル３２ａやＮＤＰテーブル３２ｂである。ＡＲＰテーブル３２ａやＮＤＰテーブル３２ｂに無線装置１４のＩＰアドレスが新規登録された場合、又はＡＲＰテーブル３２ａやＮＤＰテーブル３２ｂ内の無線装置１４の状態が変化した場合、アドレスリストが更新されたと判断できる。判断部２２は、アドレスリストが更新されたと判断した場合、無線装置１４が無線マルチホップネットワーク１０に接続してきた（或いは参加してきた）と判断し、ステップＳ１０２の処理を実行する。判断部２２は、アドレスリストが更新されたと判断するまで、ステップＳ１０１の判定を繰り返し実行する。
【0028】
ステップＳ１０２で、判断部２２は、更新された隣接端末のアドレスリストから新規登録又は更新された無線装置１４のＩＰアドレスを取得する。
【0029】
ステップＳ１０３で、判断部２２は、ステップＳ１０２において取得した無線装置１４のＩＰアドレスと無線中継装置１８の経路制御部２６が保持する無線中継装置１８のネットワークプレフィックス３４を部分的に比較する。ＩＰアドレスはネットワークプレフィックスとノードアドレスとを結合した情報であり、判断部２２はＩＰアドレスの先頭から一定長さのネットワークプレフィックスがネットワークプレフィックス３４と一致すると、部分一致である判定する。
【0030】
ステップＳ１０４で、判断部２２は、ステップＳ１０３の比較結果が部分一致であったか否かを判定する。前述したように、経路制御部２６が保持する無線中継装置１８のネットワークプレフィックス３４は、無線マルチホップネットワークのネットワークプレフィックスとは異なる。そのため、無線装置１４のＩＰアドレスの上位ビットが無線中継装置１８の経路制御部２６が保存するネットワークプレフィックス３４と一致することは、無線装置１４が無線マルチホップネットワークに参加していないとみなすことができる。参加していないということは、無線装置１４が無線中継装置１８に実装されている経路制御プロトコルに対応していない、あるいは対応していても機能がオフしていることを意味する。判断部２２が、ステップＳ１０４で、無線装置１４のＩＰアドレスとネットワークプレフィックス３４が部分一致であると判定した場合、ステップＳ１０５の処理が実行される。判断部２２は、ステップＳ１０４で、ＩＰアドレスとネットワークプレフィックス３４が部分一致していないと判定した場合、ステップＳ１０１の判定処理を再度実行する。
【0031】
ステップＳ１０５で、無線中継装置１８の通知部２４は、第１経路情報を生成する。図７は実施形態に係る第１経路情報の一例を示す図である。第１経路情報は、無線装置１４－無線中継装置１８（ここでは、１８ｄ）間の経路情報である。第１経路情報は、無線装置１４のＩＰアドレスと無線中継装置１８ｄのＩＰアドレスとを関連づけるＩＰアドレスの組である。図７は２つの無線装置が２つの無線中継装置に夫々接続された場合の例を示す。なお、ＩＰアドレスの代わりに無線装置や無線中継装置のその他のアドレスや識別子を用いて第１経路情報を生成してもよい。
【0032】
ステップＳ１０６で、無線中継装置１８の無線送受信部３０は、第１経路情報をパケットとしてゲートウェイ装置１６に送信する。ゲートウェイ装置１６と無線中継装置１８は無線マルチホップネットワーク１０を構築しており、お互いのパケットは到達可能である。無線送受信部３０は、送信においては、ＴＣＰやＵＤＰ等のトランスポートプロトコルを用いることができる。
【0033】
以上のように、ステップＳ１０１で、無線中継装置１８は無線装置１４が自身に接続されたことを検知すると、ステップＳ１０２－Ｓ１０６で、無線中継装置１８は無線中継装置１８の識別子としてのＩＰアドレスと、無線装置１４の識別子としてのＩＰアドレスの対である無線中継装置１８無線装置１４との間の第１経路情報を他の無線中継装置１８を介してゲートウェイ装置１６に、あるいは直にゲートウェイ装置１６に伝えることができる。ゲートウェイ装置１６は、第１経路情報を受信すると、予め構成され保持している無線マルチホップネットワーク１０の無線中継装置間の経路情報である第２経路情報と併せることにより、ゲートウェイ装置１６から無線装置１４までの多段中継の伝送経路を構築できる。
【0034】
図８は、実施形態に係る第２経路情報の一例を示す図である。
【0035】
図９は、実施形態に係る無線中継装置１８がステップＳ１０６でゲートウェイ装置１６に送信した第１経路情報の一例を示す図である。
【0036】
図１０は、実施形態に係るゲートウェイ装置１６が第１経路情報と第２経路情報から作成したゲートウェイ装置１６から無線装置１４までの伝送経路に関する経路情報の一例を示す図である。
【0037】
次に、ゲートウェイ装置１６の経路情報の作成方法について説明する。図１１は、実施形態に係るゲートウェイ装置１６の一例を示すブロック図である。ゲートウェイ装置１６は、経路情報保持部６６、経路情報判別部６８、経路情報更新部７０、経路決定部７２及びパケット送受信部７４で構成される。経路情報保持部６６は、無線装置－無線中継装置間の第１経路情報６２と、無線マルチホップネットワーク１０の無線中継装置間の第２経路情報６４をそれぞれの形式で保持する。それぞれの形式とは、図７、図８、図９、図１０に示すような２つのアドレスを組にした情報のリストやテーブルである。経路決定部７２は、無線マルチホップネットワーク１０内の全無線中継装置１８のＩＰアドレスの中のネットワークプレフィックス７８を保持する。なお、経路情報保持部６６が第１経路情報を保持する代わりに、無線中継装置１８が第１経路情報を保持してもよい。
【0038】
図１２は、実施形態に係るゲートウェイ装置１６の経路情報受信処理の一例を示すフローチャートである。
【0039】
ステップＳ２１１で、ゲートウェイ装置１６のパケット送受信部７４は無線中継装置１８から送信された経路情報パケットを受信する。
【0040】
ステップＳ２１２で、ゲートウェイ装置１６の経路情報判別部６８はパケット送受信部７４が受信した経路情報が無線装置－無線中継装置間の第１経路情報であるか無線マルチホップネットワーク１０の無線中継装置間の第２経路情報であるかを判別する。無線中継装置１８は、無線マルチホップネットワーク１０内の経路を構築、再構築した時に、第２経路情報をゲートウェイ装置１６に送信する。そのため、第２経路情報は、無線中継装置１８により任意のタイミングで更新され、ゲートウェイ装置１６に送信される。
【0041】
第２経路情報は、無線マルチホップネットワーク１０の経路制御プロトコルに従って送信されるため、判別可能である。第１経路情報は、ＴＣＰやＵＤＰのトランスポートプロトコルを用いて送信されるので、使用するメッセージ形式やトランスポートプロトコルのポート番号を予め定めておくことで判別可能である。
【0042】
受信した経路情報が第２経路情報である場合、ステップＳ２１３で、ゲートウェイ装置１６の経路情報更新部７０は、経路情報保持部６６が保持する第２経路情報６４を更新する。
【0043】
図１３は、実施形態に係る経路情報保持部６６が保持する更新前の第２経路情報６４の一例を示す図である。
【0044】
図１４は、実施形態に係るゲートウェイ装置１６がステップＳ２１１で受信した第２経路情報の一例を示す図である。
【0045】
図１５は、ステップＳ２１３で更新された第２経路情報６４の一例を示す図である。更新前は、図１に示すように、無線中継装置１８ｃの次ホップは無線中継装置１８ａであったが、無線マルチホップネットワーク１０の更新により、無線中継装置１８ｃの次ホップは無線中継装置１８ｂに変更された。
【0046】
受信した経路情報が第１経路情報である場合、ステップＳ２１４で、経路情報更新部７０は、受信した経路情報に記載された無線中継装置のＩＰアドレスを用いて経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２の無線中継装置を探索する。
【0047】
ステップＳ２１４の探索の結果、ステップＳ２１５で、経路情報更新部７０は、受信した経路情報に記載された無線中継装置のアドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を経路情報保持部６６は保持するか否か判定する。
【0048】
経路情報保持部６６が受信した経路情報に記載された無線中継装置のアドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を保持する場合、経路情報更新部７０は、ステップＳ２１６で、経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２を更新する。更新の例は、無線装置１４の接続先が無線中継装置１８ｄから他の無線中継装置１８に変更された場合である。
【0049】
経路情報保持部６６が受信した経路情報に記載された無線中継装置のアドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を保持しない場合、ステップＳ２１７で、経路情報更新部７０は、受信した経路情報を経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２に追加する。
【0050】
図１６は、実施形態に係る経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２の一例を示す図である。
【0051】
図１７は、実施形態に係るパケット送受信部７４がステップＳ２１１で受信した第１経路情報の一例を示す図である。
【0052】
図１８は、ステップＳ２１７の追加処理後に実施形態に係る経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２の一例を示す。追加前は、無線装置Ａが無線中継装置Ｂに接続されていたが、図１に示すように、無線装置１４が無線中継装置１８ｄに接続されると、経路情報保持部６６が保持する無線装置－無線中継装置間の第１経路情報は図１８に示すように変更される。
【0053】
以上のように、ゲートウェイ装置１６は、第１経路情報と第２経路情報を保持し、無線中継装置１８から受信した第１経路情報又は第２経路情報により保持した第１経路情報又は第２経路情報を更新することによって、無線装置１４が接続先の無線中継装置１８を変更した場合、無線装置１４からゲートウェイ装置１６までのパケット中継の経路を更新することができる。
【0054】
図１９は、実施形態に係るゲートウェイ装置１６のパケット送信方法の一例を示すフローチャートである。
【0055】
ステップＳ２０１で、先ず、ゲートウェイ装置１６の経路決定部７２は、送信パケットの宛先アドレスを自身が保持する全てのネットワークプレフィックス７８と比較する。経路決定部７２は、宛先アドレスがネットワークプレフィックス７８のいずれかと一致すると判定した場合、ステップＳ２０４の処理を実行し、一致しないと判定した場合、ステップＳ２０２の処理を実行する。
【0056】
ステップＳ２０２で、経路決定部７２は、経路情報保持部６６が保持する第１経路情報６２を宛先アドレスを用いて探索する。
【0057】
ステップＳ２０２の探索の後、ステップＳ２０３で、経路決定部７２は、経路情報保持部６６は宛先アドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を保持するか否か判定する。
【0058】
経路決定部７２は、経路情報保持部６６が宛先アドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を保持しないと判定した場合、当該宛先アドレスにパケットを送信できないので、処理は終了する。
【0059】
経路情報保持部６６が宛先アドレスに対応するアドレスを持つ第１経路情報６２を保持すると判定した場合、ステップＳ２０４で、経路決定部７２は、経路情報保持部６６が保持する第２経路情報６４を当該第１経路情報６２に含まれる無線中継装置のアドレス情報を用いて探索し、第１経路情報６２に含まれる無線中継装置のアドレスを持つ第２経路情報６４を見つける。
【0060】
ステップＳ２０５で、パケット送受信部７４はステップＳ２０３で得られた無線装置－無線中継装置間の第１経路情報とステップＳ２０４で得られた無線マルチホップネットワーク１０の第２経路情報とを用いて、ゲートウェイ装置１６から無線装置１４までの経路を決定し、経路ヘッダを生成する。経路ヘッダは例えばＩＰｖ６（ＲＦＣ２４６０）において示される形式に従って生成できる。図２０は、実施形態に係る経路ヘッダの一例を示す図である。
【0061】
ステップＳ２０６で、パケット送受信部７４は経路ヘッダを参照してパケットを次ホップのアドレス（ここでは、無線中継装置１８ａ）宛に送信する。
【0062】
このように、ゲートウェイ装置１６が２つの経路情報を組み合わせて宛先アドレスまでの経路を探索することによって、経路制御プロトコルに対応していない無線装置１４が無線マルチホップネットワーク１０内の無線中継装置１８に接続した場合でも、ゲートウェイ装置１６から無線装置１４までの経路を正しく探索でき、無線装置１４に宛てて送信パケットを送信できる。
【0063】
無線中継装置１８の判断部２２は、図６のステップS１０１に示すように、隣接端末のアドレスリストが更新されたか否かにより、無線装置１４が無線マルチホップネットワーク１０に接続してきたことを判断した。無線中継装置１８が無線装置１４の接続を検知する他の例として、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を利用する方法がある。無線中継装置１８は、無線中継装置１８が配布するネットワークアドレスに対応したブロードキャストアドレスに宛ててＩＣＭＰエコー要求パケットを定期的に送信する。無線装置１４が無線中継装置１８に接続している場合は、無線装置１４がＩＣＭＰエコー応答パケットを送信する。このため、無線中継装置１８においてＩＣＭＰエコー応答パケットを含むフレームを受信できた場合は、無線装置１４が無線中継装置１８に接続されたと判断できる。
【0064】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、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、種々の発明を生成できる。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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0065】
１０…無線マルチホップネットワーク、１２…上位ネットワーク、１４…無線装置、１６…ゲートウェイ装置、１８…無線中継装置、２２…判断部、２４…通知部、２６…経路制御部、２８…アドレス配布部、３０…無線送受信部、６６…経路情報保持部、６８…経路情報判別部、７０…経路情報更新部、７２…経路決定部、７４…パケット送受信部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】