JP7815159B2 - Communication device, communication method, and program - Google Patents
Communication device, communication method, and programInfo
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Description
本発明の実施形態は、通信装置、通信方法、およびプログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a communication device, a communication method, and a program.
木構造(DAG:Directed Acyclic Graph)の通信経路(所謂、メッシュネットワーク)を自動構成する技術、各ノード(通信装置の一例)がデータをバケツリレーする技術、通信品質が良くかつ集約装置までのポップ数が少なくなる親ノードを選択して自動的に切り替える技術等が開示されている。ここで、集約装置は、ボーダールータ、コンセントレータ、ルートノード等とも呼ばれる。 Technologies disclosed include the automatic configuration of a tree-structured (DAG: Directed Acyclic Graph) communication path (a so-called mesh network), a technology in which each node (an example of a communication device) passes data along via a bucket relay, and a technology in which a parent node with good communication quality and a small number of hops to an aggregation device is selected and automatically switched over. Here, an aggregation device is also called a border router, concentrator, root node, etc.
また、親ノードを選択するために、近隣ノードに関する情報を収集し、当該収集した情報を用いて親ノードを選択するアルゴリズムが開示されている。ここで、近隣ノードに関する情報としては、受信電波レベル(RSSI:Received Signal Strength Indicator、LQI:Link Quality Indicator)、フレーム到達の割合を示す値であるETX、パスコスト(または、Rank値)等であっても良い。 Algorithms are also disclosed that collect information about neighboring nodes and use the collected information to select a parent node. Here, the information about neighboring nodes may include the received signal strength level (RSSI: Received Signal Strength Indicator, LQI: Link Quality Indicator), ETX, which indicates the frame arrival rate, path cost (or Rank value), etc.
受信電波レベルは、自ノードから近隣ノードへ届いたフレームの受信レベルである。または、受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードへ届いたフレームの受信レベルである。ETXは、自ノードから近隣ノードへ送信したデータフレーム数と、自ノードに到着したデータフレーム数と、から求めた値である。パスコストは、例えば、集約装置から近隣ノードまでのホップ数と、固定値と、を乗算した値である。また、パスコストは、集約装置から近隣ノードまでの通信品質値の累計であっても良く、集約装置から近隣ノードまでのホップ数と、固定値と、を乗算した値に、さらに集約装置から近隣ノードまでの通信品質値の累計を加えた値であっても良い。 The received radio wave level is the reception level of frames received from the local node to a neighboring node. Alternatively, the received radio wave level is the reception level of frames received from a neighboring node to the local node. ETX is a value calculated from the number of data frames transmitted from the local node to a neighboring node and the number of data frames arriving at the local node. The path cost is, for example, the product of the number of hops from the aggregation device to the neighboring node and a fixed value. The path cost may also be the cumulative total of communication quality values from the aggregation device to the neighboring node, or the product of the number of hops from the aggregation device to the neighboring node and a fixed value, plus the cumulative total of communication quality values from the aggregation device to the neighboring node.
しかしながら、従来技術においては、通信装置のメモリ量には限りがあるため、全ての近隣ノードに関する情報を記憶できない場合がある。また、近隣ノードに関する情報を保持するメモリリソースが枯渇しかつ新たな近隣ノードを検知した場合における当該新たな近隣ノードに関する情報の管理アルゴリズムが知られていない。具体的には、新たな近隣ノードを検知した場合、記憶しているいずれかの近隣ノードに関する情報を破棄するか、または、新たな近隣ノードに関する情報を記憶せずに破棄するか、を管理するアルゴリズムが知られていない。また、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させるための情報管理方法が知られていない。例えば、特許文献1記載の技術では、単純に先勝ちしており、メモリリソースが枯渇していた場合、既存の近隣ノードに関する情報を追い出さず、新規に検知した近隣ノードに関する情報を保持しない。 However, with conventional technology, due to limited memory capacity in communication devices, it may not be possible to store information about all neighboring nodes. Furthermore, no algorithm is known for managing information about a new neighboring node when memory resources for storing information about neighboring nodes are depleted and a new neighboring node is detected. Specifically, no algorithm is known for managing whether, when a new neighboring node is detected, stored information about any neighboring nodes is discarded, or information about the new neighboring node is discarded without being stored. Furthermore, no information management method is known for stabilizing a multi-hop network in a short period of time. For example, the technology described in Patent Document 1 simply uses a first-to-win system, and when memory resources are depleted, information about existing neighboring nodes is not evicted and information about the newly detected neighboring node is not retained.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、近隣ノードに関する情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる通信装置、通信方法、およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a communication device, communication method, and program that can stabilize a multi-hop network in a short time when memory resources for storing information about neighboring nodes are depleted and a new neighboring node is detected.
実施形態の通信装置は、記憶部と、経路制御部と、テストフレーム送受信部と、広報フレーム受信部と、を備える。記憶部は、近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報を含むネイバーテーブルを記憶する。経路制御部は、ネイバーテーブルが含む近隣情報に基づいて、近隣ノードの中から親ノードを選択する。テストフレーム送受信部は、近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した通信品質に基づいて、近隣情報を更新する。広報フレーム受信部は、新規の近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数未満である場合、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。 The communication device of the embodiment includes a storage unit, a route control unit, a test frame transmission/reception unit, and a public relations frame reception unit. The storage unit stores a neighbor table containing neighborhood information including communication quality with neighboring nodes. The route control unit selects a parent node from among the neighboring nodes based on the neighborhood information contained in the neighbor table. The test frame transmission/reception unit transmits a test frame to the neighboring node, measures the communication quality with the neighboring node, and updates the neighborhood information based on the measured communication quality. The public relations frame reception unit receives a public relations frame from a new neighboring node, and if the neighbor information of the new neighboring node that is the sender of the public relations frame does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of neighboring nodes whose communication quality has been measured among the neighboring nodes whose neighborhood information is stored in the neighbor table is less than a predetermined number, the public relations frame reception unit does not register the neighborhood information of the new neighboring node in the neighbor table.
以下、添付の図面を参照して、本実施形態にかかる通信装置、通信方法、およびプログラムの一例について説明する。 Below, an example of a communication device, communication method, and program according to this embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる通信装置の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態にかかる通信装置1は、図1に示すように、経路制御部101、広報フレーム送信部102、広報フレーム受信部103、テストフレーム送受信部104、記憶部105、および無線通信インタフェース106を有する。
(First embodiment)
1 is a block diagram showing an example of the configuration of a communication device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the communication device 1 according to the present embodiment includes a route control unit 101, a PR frame transmission unit 102, a PR frame reception unit 103, a test frame transmission/reception unit 104, a storage unit 105, and a wireless communication interface 106.
記憶部105は、ネイバーテーブルを記憶する記憶部の一例である。ここで、ネイバーテーブルは、近隣ノードとの通信品質等、近隣ノードに関する近隣情報を含む管理テーブルである。無線通信インタフェース106は、通信装置1(自装置または自ノードという)と、近隣ノード等の外部装置と、の無線通信を司る。 The memory unit 105 is an example of a memory unit that stores a neighbor table. Here, the neighbor table is a management table that contains neighborhood information about neighboring nodes, such as the communication quality with neighboring nodes. The wireless communication interface 106 manages wireless communication between the communication device 1 (referred to as the local device or local node) and external devices such as neighboring nodes.
経路制御部101は、ネイバーテーブルが含む近隣情報に基づいて、近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部の一例である。本実施形態では、経路制御部101は、近隣情報が更新されたことをトリガにして、親ノードを選択する。例えば、経路制御部101は、RFC6552またはRFC6719等に従って、親ノードを選択する。 The route control unit 101 is an example of a route control unit that selects a parent node from among neighboring nodes based on the neighborhood information contained in the neighbor table. In this embodiment, the route control unit 101 selects a parent node when the neighborhood information is updated. For example, the route control unit 101 selects a parent node in accordance with RFC 6552, RFC 6719, or the like.
テストフレーム送受信部104は、近隣ノードにテストフレームを送信する。ここで、テストフレームは、近隣ノードと自ノードとの間の通信品質を計測するためのフレームである。また、テストフレームは、サーバや他のノードとのデータ通信のためのユニキャストフレームであっても良い。 The test frame transmission/reception unit 104 transmits test frames to neighboring nodes. Here, the test frames are frames for measuring the communication quality between the neighboring nodes and the node itself. The test frames may also be unicast frames for data communication with a server or other nodes.
本実施形態では、テストフレーム送受信部104は、近隣ノードと自ノードとの間の通信品質を計測するために、少なくとも、ネイバーテーブルに近隣情報が保持される近隣ノードに対してテストフレームを送信する。テストフレームを送信するタイミングは、例えば、定期的に送信しても良いし、Trickle Timer(RFC6206)に従ったタイミングであっても良い。 In this embodiment, the test frame transmission/reception unit 104 transmits test frames to at least neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table in order to measure the communication quality between the node and neighboring nodes. The test frames may be transmitted periodically, or in accordance with the Trickle Timer (RFC6206), for example.
また、テストフレーム送受信部104は、近隣ノード等の他のノードからテストフレームを含む任意のフレームを受信した場合に、ネイバーテーブルに含まれる近隣情報のうち、当該テストフレームの送信元の近隣ノードの近隣情報(例えば、受信電波レベル)を更新する。すなわち、テストフレーム送受信部104は、近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した通信品質に基づいて、近隣情報を更新するテストフレーム送受信部の一例として機能する。本実施形態では、テストフレーム送受信部104は、テストフレーム送信後のACK受信時、またはACK待ちのタイムアウト時に、テストフレームの送信元の近隣ノードの近隣情報を更新する。 Furthermore, when the test frame transmitting/receiving unit 104 receives any frame, including a test frame, from another node, such as a neighboring node, it updates the neighbor information (e.g., received radio wave level) of the neighboring node that is the sender of the test frame, among the neighbor information contained in the neighbor table. In other words, the test frame transmitting/receiving unit 104 functions as an example of a test frame transmitting/receiving unit that transmits a test frame to a neighboring node, measures the communication quality with the neighboring node, and updates the neighbor information based on the measured communication quality. In this embodiment, the test frame transmitting/receiving unit 104 updates the neighbor information of the neighboring node that is the sender of the test frame when an ACK is received after transmitting the test frame, or when the wait for an ACK times out.
広報フレーム送信部102は、集約装置から自ノードまでのパスコストを含む広報フレームを近隣ノードに送信する。ここで、広報フレームは、集約装置から自ノードまでのパスコストを含むデータであっても良い。例えば、広報フレームは、RFC6550のRPLに記載のDIOであっても良いし、IEEE802.15.4、Bluetooth(登録商標)、無線LAN(Local Area Network)等のビーコンであっても良い。本実施形態では、広報フレーム送信部102は、任意のタイミングで広報フレームを送信しても良い。 The PR frame transmitter 102 transmits a PR frame including the path cost from the aggregation device to the local node to a neighboring node. Here, the PR frame may be data including the path cost from the aggregation device to the local node. For example, the PR frame may be a DIO as described in the RPL of RFC6550, or a beacon such as IEEE802.15.4, Bluetooth (registered trademark), or a wireless LAN (Local Area Network). In this embodiment, the PR frame transmitter 102 may transmit the PR frame at any timing.
広報フレーム受信部103は、近隣ノードから受信する広報フレームを処理する。具体的には、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードから広報フレームを受信する。また、広報フレーム受信部103は、当該受信した広報フレームの送信元の新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数n未満である場合、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。ここで、所定数nは、予め設定された数である。これにより、通信品質を測定済みの近隣ノードの数が所定数nに達するまで、ネイバーテーブルから近隣情報を削除しない。その結果、通信品質を測定済みの近隣ノードを増やしやすくなるためネットワーク安定化までの時間を短くできる。 The PR frame receiving unit 103 processes PR frames received from neighboring nodes. Specifically, the PR frame receiving unit 103 receives PR frames from new neighboring nodes. Furthermore, if the neighbor information of the new neighboring node that is the sender of the received PR frame is not present in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table and whose communication quality has been measured is less than a predetermined number n, the PR frame receiving unit 103 does not register the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table. Here, the predetermined number n is a number set in advance. As a result, neighbor information is not deleted from the neighbor table until the number of neighboring nodes whose communication quality has been measured reaches the predetermined number n. As a result, it becomes easier to increase the number of neighboring nodes whose communication quality has been measured, thereby shortening the time until the network stabilization is achieved.
また、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在せず、ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶された近隣ノードのうち通信品質を測定済みの近隣ノードが所定数n以上である場合、第1コスト、および第2コストを算出する。ここで、第1コストは、ネイバーテーブルに近隣情報が記憶されている近隣ノードとの通信品質と、集約装置から近隣ノードまでのパスコストと、を足し合わせたコストである。また、第2コストは、集約装置から新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたパスコストと、を足し合わせたコストである。 Furthermore, if the neighbor information of the new neighboring node does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table that have already measured their communication quality is equal to or greater than a predetermined number n, the public relations frame receiving unit 103 calculates a first cost and a second cost. Here, the first cost is the sum of the communication quality with the neighboring node whose neighbor information is stored in the neighbor table and the path cost from the aggregation device to the neighboring node. Furthermore, the second cost is the sum of the path cost from the aggregation device to the new neighboring node and a preset path cost.
そして、広報フレーム受信部103は、第1コストが最も大きい近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し、第2コストが、削除候補の近隣ノードの第1コストより大きい場合、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し直す。さらに、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在する場合、削除候補の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除し、かつ新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録する、これにより、集約装置へのパケット到達率を良くする近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができるので、近隣情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。 The public relations frame receiving unit 103 then sets the neighboring node with the largest first cost as the neighboring node of the deletion candidate, and if the second cost is greater than the first cost of the neighboring node of the deletion candidate, it resets the neighboring node of the deletion candidate to a new neighboring node. Furthermore, if the neighbor information of the neighboring node of the deletion candidate exists in the neighbor table, the public relations frame receiving unit 103 deletes the neighbor information of the neighboring node of the deletion candidate from the neighbor table and registers the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table. This allows neighboring nodes that improve the packet delivery rate to the aggregation device to remain in the neighbor table, so that the multi-hop network can be stabilized in a short time when the memory resources for holding neighbor information are depleted and a new neighboring node is detected.
図2は、第1の実施形態にかかる通信装置が有するネイバーテーブルの一例を説明するための図である。本実施形態では、記憶部105に記憶されるネイバーテーブルは、図2に示すように、近隣ノードアドレスと、パスコスト、第1受信電波レベル、第2受信電波レベル、第1通信品質値、第2通信品質値、通信品質値測定済みステータス等を含む。 Figure 2 is a diagram illustrating an example of a neighbor table included in a communication device according to the first embodiment. In this embodiment, the neighbor table stored in the storage unit 105 includes, as shown in Figure 2, neighboring node addresses, path costs, first received radio wave levels, second received radio wave levels, first communication quality values, second communication quality values, and communication quality value measurement status.
近隣ノードアドレスは、ネイバーテーブルに登録された近隣ノードを識別する情報であり、例えば、近隣ノードのEUI64であっても良い。パスコストは、集約装置から近隣ノードまでのパスコストであり、その値が小さい程、集約装置までのパケット到達確率が良いと推定される。ここで、集約装置は、ボーダールータ、コンセントレータ、ルートノードであっても良い。例えば、パスコストは、RFC6550、RFC6552、またはRFC6719で定義されるRankであっても良いし、集約装置から近隣ノードまでの経路上のポップ数であっても良いし、集約装置から近隣ノードまでの経路上の通信品質の累計であっても良い。 The neighboring node address is information that identifies a neighboring node registered in the neighbor table, and may be, for example, the EUI64 of the neighboring node. The path cost is the path cost from the aggregation device to the neighboring node, and the smaller the value, the better the probability that packets will reach the aggregation device. Here, the aggregation device may be a border router, concentrator, or root node. For example, the path cost may be the Rank defined in RFC6550, RFC6552, or RFC6719, the number of hops on the path from the aggregation device to the neighboring node, or the cumulative communication quality on the path from the aggregation device to the neighboring node.
第1受信電波レベルは、自ノードでの受信電波レベルである。具体的には、第1受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードに届いた任意のフレームの受信電波レベルである。第2受信電波レベルは、近隣ノードに届いた自ノードからのテストフレームの受信電波レベルである。 The first received radio wave level is the received radio wave level at the local node. Specifically, the first received radio wave level is the received radio wave level of any frame that arrives at the local node from a neighboring node. The second received radio wave level is the received radio wave level of a test frame from the local node that arrives at a neighboring node.
第1,2受信電波レベルは、その値が大きい程、近隣ノードとの通信品質が良いと推定される。第1受信電波レベルは、近隣ノードから自ノードに届いた任意のフレームの受信電波レベルの移動平均値であっても良い。第2受信電波レベルは、自ノードから近隣ノードに届いたテストフレームの受信レベルの移動平均値であってもよい。第2受信電波レベルの値は、例えば近隣ノードから送信されるフレームに記載される。第1,2受信電波レベルは、第3受信電波レベルの計算に使用される。第3受信電波レベルは、第1受信電波レベルと同値でも良い。また、第3受信電波レベルは、第1受信電波レベルと第2受信電波レベルのうち、小さい方の値であっても良い。第3受信電波レベルは、自ノードと近隣ノードとの通信時の受信電波レベルとして使用される。 The higher the first and second received radio wave levels, the better the communication quality with neighboring nodes is estimated to be. The first received radio wave level may be a moving average value of the received radio wave level of any frame received by the node from a neighboring node. The second received radio wave level may be a moving average value of the received radio wave level of a test frame received by the node from the node to a neighboring node. The value of the second received radio wave level is recorded, for example, in a frame transmitted from a neighboring node. The first and second received radio wave levels are used to calculate the third received radio wave level. The third received radio wave level may be the same value as the first received radio wave level. The third received radio wave level may also be the smaller of the first received radio wave level and the second received radio wave level. The third received radio wave level is used as the received radio wave level when communicating between the node and a neighboring node.
第1通信品質値は、近隣ノードへ送信したテストフレームの通信品質値である。第2通信品質値は、近隣ノードから自ノードへ送信したテストフレームの通信品質値である。具体的には、第1,2通信品質値は、テストフレームのパケットが到達する可能性を表す数値であっても良く、その値が小さい程、自ノードと近隣ノードとの間の通信品質が良いと推定される。 The first communication quality value is the communication quality value of the test frame sent to a neighboring node. The second communication quality value is the communication quality value of the test frame sent from a neighboring node to the node itself. Specifically, the first and second communication quality values may be numerical values that represent the probability that the test frame packet will arrive, and it is estimated that the smaller the value, the better the communication quality between the node itself and the neighboring node.
例えば、第1,2通信品質値は、下記の式(1)で求めても良い。
第1,2通信品質値=MinCost×近隣ノードからの到達確認フレーム(ACK)の受信数÷近隣ノードへのテストフレームの送信数・・・(1)
または、第1,2通信品質値は、上記の式(1)で求めた値の移動平均値であっても良い。
For example, the first and second communication quality values may be calculated using the following equation (1).
First and second communication quality values = MinCost × number of acknowledgement frames (ACK) received from neighboring nodes ÷ number of test frames transmitted to neighboring nodes (1)
Alternatively, the first and second communication quality values may be moving average values of the values calculated by the above formula (1).
通信品質測定済ステータスは、近隣ノードとの通信品質を測定済みか否かを表すステータスである。例えば、mを1以上の自然数とし、ネイバーテーブルに近隣ノードの近隣情報を登録してから当該近隣ノードへテストフレームの送信を試行した回数がm回に到達したとき、テストフレーム送受信部104は、当該近隣ノードの通信品質測定済ステータスをTrueに変更し、広報フレーム受信部103が近隣ノードを新規に登録するとき、登録する近隣ノードの通信品質測定済ステータスをFalseに初期化する。なお、テストフレーム送受信部104は、ネイバーテーブルに近隣ノードの近隣情報を登録してから当該近隣ノードへテストフレームを送信した回数がm回に到達し、かつ当該近隣ノードから第2通信品質値が記載されたフレームを受信したとき、当該近隣ノードの通信品質測定済ステータスをTrueに変更しても良い。 The communication quality measured status is a status that indicates whether the communication quality with a neighboring node has been measured. For example, where m is a natural number greater than or equal to 1, when the number of attempts to send a test frame to a neighboring node since registering the neighboring node's neighborhood information in the neighbor table reaches m, the test frame transmitting/receiving unit 104 changes the communication quality measured status of the neighboring node to True, and when the public relations frame receiving unit 103 registers a new neighboring node, it initializes the communication quality measured status of the neighboring node to False. Note that the test frame transmitting/receiving unit 104 may also change the communication quality measured status of the neighboring node to True when the number of attempts to send a test frame to the neighboring node since registering the neighboring node's neighborhood information in the neighbor table reaches m and a frame containing a second communication quality value is received from the neighboring node.
図3は、第1の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。近隣ノードから広報フレームを受信すると、広報フレーム受信部103は、広報フレームの送信元の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する(ステップS301)。ネイバーテーブルに送信元の近隣ノードの近隣情報が存在する場合(ステップS301:Yes)、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブル内の送信元の近隣ノードの近隣情報を更新して処理を終了する(ステップS302)。例えば、広報フレーム受信部103は、第1受信電波レベルを更新する。 Figure 3 is a flowchart showing an example of the flow of the neighbor information registration process for a neighboring node in a communication device according to the first embodiment. When a public relations frame is received from a neighboring node, the public relations frame receiving unit 103 determines whether the neighbor information for the neighboring node that is the sender of the public relations frame exists in the neighbor table (step S301). If the neighbor information for the neighboring node of the sender exists in the neighbor table (step S301: Yes), the public relations frame receiving unit 103 updates the neighbor information for the neighboring node of the sender in the neighbor table and terminates the process (step S302). For example, the public relations frame receiving unit 103 updates the first received radio wave level.
ネイバーテーブルに送信元の近隣ノードの近隣情報が存在しない場合(ステップS301:No)、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに空きがあるか否かを判断する(ステップS303)。ここで、ネイバーテーブルに空きがあるとは、予め設定された数よりも近隣ノードの近隣情報の数が少ないことを示す。そして、ネイバーテーブルに空きがある場合(ステップS303:Yes)、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに、送信元の近隣ノード(すなわち、新規の近隣ノード)の近隣情報を追加(登録)する(ステップS304)。 If the neighbor table does not contain neighbor information for the sender's neighbor node (step S301: No), the PR frame receiving unit 103 determines whether there is space in the neighbor table (step S303). Here, "space in the neighbor table" means that the number of neighbor information items for neighbor nodes is less than a preset number. If there is space in the neighbor table (step S303: Yes), the PR frame receiving unit 103 adds (registers) the neighbor information for the sender's neighbor node (i.e., a new neighbor node) to the neighbor table (step S304).
ネイバーテーブルに空きが無い場合(ステップS303:No)、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブル内の通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数n未満であるか否かを判断する(ステップS305)。通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数n未満である場合(ステップS305:Yes)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。これにより、通信品質を測定済みの近隣ノードを増やし易くすることができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。 If there is no free space in the neighbor table (step S303: No), the PR frame receiving unit 103 determines whether the number of neighboring nodes in the neighbor table whose communication quality value measured status is True is less than a predetermined number n (step S305). If the number of neighboring nodes whose communication quality value measured status is True is less than the predetermined number n (step S305: Yes), the PR frame receiving unit 103 does not register the neighborhood information of new neighboring nodes in the neighbor table. This makes it easier to increase the number of neighboring nodes whose communication quality has been measured, thereby shortening the time it takes for the network to stabilize.
通信品質値測定済みステータスがTrueである近隣ノードの数が所定数n以上である場合(ステップS305:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードのうち通信品質が最も悪い近隣ノード(以下、削除候補の近隣ノードという)を探索する(ステップS306)。次いで、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する(ステップS307)。削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在しない場合(ステップS307:No)、すなわち、新規の近隣ノードが削除候補の近隣ノードである場合、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルから近隣情報を削除せず、また、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録しない。 If the number of neighboring nodes whose communication quality value measured status is True is equal to or greater than the predetermined number n (step S305: No), the PR frame receiving unit 103 searches for the neighboring node with the worst communication quality (hereinafter referred to as the deletion candidate neighboring node) (step S306). Next, it determines whether the neighbor information of the deletion candidate neighboring node exists in the neighbor table (step S307). If the neighbor information of the deletion candidate neighboring node does not exist in the neighbor table (step S307: No), that is, if the new neighboring node is the deletion candidate neighboring node, the PR frame receiving unit 103 does not delete the neighbor information from the neighbor table, and does not register the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table.
また、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在する場合(ステップS307:Yes)、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除するとともに(ステップS308)、新規の近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルに登録する(ステップS309)。これにより、通信品質が最悪と推定される近隣ノードを優先して削除することができるため、自ノードとの間の通信品質が良い近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができるため、マルチホップネットワーク安定化までの時間を短くできる。 Furthermore, if the neighborhood information of the neighboring node that is a candidate for deletion exists in the neighbor table (step S307: Yes), the PR frame receiving unit 103 deletes the neighborhood information of the neighboring node that is a candidate for deletion from the neighbor table (step S308) and registers the neighborhood information of the new neighboring node in the neighbor table (step S309). This allows neighboring nodes that are estimated to have the worst communication quality to be deleted preferentially, allowing neighboring nodes with good communication quality between the node and the node itself to remain in the neighbor table, thereby shortening the time it takes for the multi-hop network to stabilize.
図4は、第1の実施形態にかかる通信装置における削除候補の近隣ノードの探索処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードをnilに設定し、かつWorst Costを0に設定する(ステップS401)。ここで、Worst Costは、削除候補の近隣ノードのパスコストである。 Figure 4 is a flowchart showing an example of the flow of a process for searching for neighboring nodes of a deletion candidate in a communication device according to the first embodiment. First, the PR frame receiving unit 103 sets the neighboring nodes of the deletion candidate to nil and sets the Worst Cost to 0 (step S401). Here, Worst Cost is the path cost of the neighboring nodes of the deletion candidate.
広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブル内のすべての近隣ノードそれぞれ(近隣ノードxとする)について、ステップS402からステップS406までを実施する。広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録されている近隣ノードxが、親ノードであるか否かを判断する(ステップS402)。近隣ノードxが親ノードである場合(ステップS402:Yes)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。近隣ノードxが親ノードでない場合(ステップS402:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxへテストフレームが未送信であるか否かを判断する(ステップS403)。近隣ノードxへテストフレームが未送信の場合(ステップS403:Yes)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。これにより、通信品質値を未計測の近隣ノードがネイバーテーブルから追い出され難くすることができる。これにより、通信品質が良い可能性のある近隣ノードがネイバーテーブルに残りやすいため、マルチホップネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。 The PR frame receiving unit 103 performs steps S402 to S406 for each of all neighboring nodes (assuming neighboring node x) in the neighbor table. The PR frame receiving unit 103 determines whether neighboring node x, whose neighbor information is registered in the neighbor table, is a parent node (step S402). If neighboring node x is a parent node (step S402: Yes), the PR frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted. If neighboring node x is not a parent node (step S402: No), the PR frame receiving unit 103 determines whether a test frame has not yet been sent to neighboring node x (step S403). If a test frame has not yet been sent to neighboring node x (step S403: Yes), the PR frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted. This makes it less likely that neighboring nodes whose communication quality values have not been measured will be expelled from the neighbor table. This means that nearby nodes with potentially good communication quality are more likely to remain in the neighbor table, shortening the time it takes for the multi-hop network to stabilize.
近隣ノードxへテストフレームを送信済みである場合(ステップS403:No)、広報フレーム受信部103は、集約装置から近隣ノードxまでのパスコストと、近隣ノードxとの通信品質値と、を足し合わせた値を、近隣ノードxのcostとして算出する(ステップS404)。ここで、集約装置から近隣ノードxまでのパスコストは、広報フレームに記載された値であっても良い。次いで、広報フレーム受信部103は、算出したcostが、Worst Costより大きいか否かを判断する(ステップS405)。 If a test frame has already been sent to neighboring node x (step S403: No), the PR frame receiving unit 103 calculates the cost of neighboring node x as the sum of the path cost from the aggregation device to neighboring node x and the communication quality value with neighboring node x (step S404). Here, the path cost from the aggregation device to neighboring node x may be the value stated in the PR frame. Next, the PR frame receiving unit 103 determines whether the calculated cost is greater than the Worst Cost (step S405).
算出したcostがWorst Cost以下である場合(ステップS405:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。一方、算出したcostがWorst Costより大きい場合(ステップS405:Yes)、広報フレーム受信部103は、算出したcostをWorst Costに設定し、かつ近隣ノードxを削除候補の近隣ノードに設定する(ステップS406)そして、広報フレーム受信部103は、ステップS402~ステップS406の処理を、ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードについて繰り返す。 If the calculated cost is less than or equal to the Worst Cost (step S405: No), the PR frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted. On the other hand, if the calculated cost is greater than the Worst Cost (step S405: Yes), the PR frame receiving unit 103 sets the calculated cost as the Worst Cost and sets neighboring node x as a neighboring node to be deleted (step S406). The PR frame receiving unit 103 then repeats the processes of steps S402 to S406 for all neighboring nodes in the neighbor table.
ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードについてステップS402~ステップS406の処理が繰り返されると、広報フレーム受信部103は、集約装置から新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたMinCostと、を足し合わせたcostを算出する(ステップS407)。これにより、新規の近隣ノードと、ネイバーテーブル内の近隣ノードと、を比較可能となる。ここで、MinCostは、ネットワークの安定が最良時の通信品質値であり、予め設定されている固定値であっても良い。 After steps S402 to S406 have been repeated for all neighboring nodes in the neighbor table, the PR frame receiving unit 103 calculates the cost by adding the path cost from the aggregation device to the new neighboring node and a preset MinCost (step S407). This makes it possible to compare the new neighboring node with neighboring nodes in the neighbor table. Here, MinCost is the communication quality value when the network is at its most stable, and may be a preset fixed value.
次いで、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードがnilか、またはステップS407で算出したcostがWorst Costより大きいか否かを判断する(ステップS408)。削除候補の近隣ノードがnilでなく、かつステップS307で算出したcostがWorst Cost以下である場合(ステップS408:No)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定せずに、削除候補の近隣ノードを返却する(ステップS409)。一方、削除候補の近隣ノードがnilか、またはステップS407で算出したcostがWorst Costより大きい場合(ステップS408:Yes)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し(ステップS410)、削除候補の近隣ノードを返却する(ステップS409)。これにより、集約装置へのパケット到達率を良くする近隣ノードをネイバーテーブルに残すことができる。 Next, the PR frame receiving unit 103 determines whether the neighboring node of the deletion candidate is nil or whether the cost calculated in step S407 is greater than the Worst Cost (step S408). If the neighboring node of the deletion candidate is not nil and the cost calculated in step S407 is less than or equal to the Worst Cost (step S408: No), the PR frame receiving unit 103 returns the neighboring node of the deletion candidate without setting a new neighboring node as the neighboring node of the deletion candidate (step S409). On the other hand, if the neighboring node of the deletion candidate is nil or the cost calculated in step S407 is greater than the Worst Cost (step S408: Yes), the PR frame receiving unit 103 sets a new neighboring node as the neighboring node of the deletion candidate (step S410) and returns the neighboring node of the deletion candidate (step S409). This allows neighboring nodes that improve the packet delivery rate to the aggregation device to remain in the neighbor table.
このように、第1の実施形態にかかる通信装置1によれば、ネイバーテーブルに近隣情報が登録された近隣ノードのうち通信品質が悪い近隣ノードを優先的に削除し、かつ通信品質を測定済みの近隣ノードの数が所定数nに達するまで、ネイバーテーブルから近隣情報を削除しない。その結果、近隣情報を保持するメモリリソースを枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。 In this way, according to the communication device 1 of the first embodiment, neighboring nodes with poor communication quality are preferentially deleted from the neighbor table among the neighboring nodes whose neighbor information is registered, and neighboring information is not deleted from the neighbor table until the number of neighboring nodes whose communication quality has been measured reaches a predetermined number n. As a result, when the memory resources for storing neighboring information are depleted and a new neighboring node is detected, the multi-hop network can be stabilized in a short time.
(第2の実施形態)
本実施形態は、第3受信電波レベルに基づいて、ネイバーテーブルから、通信品質が悪い近隣ノードを削除する例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
In this embodiment, a neighbor node having poor communication quality is deleted from the neighbor table based on the third received radio wave level. In the following description, a description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted.
本実施形態では、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに近隣情報が含まれる近隣ノード、および新規の近隣ノードのうち、第3受信電波レベルが最も低い近隣ノードの近隣情報をネイバーテーブルから削除する。具体的には、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録された近隣ノードのうち第3受信電波レベルが最も低い近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定する。次いで、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードの第3受信電波レベルが削除候補の近隣ノードの第3受信電波レベルより低い場合、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し直し、削除候補の近隣情報をネイバーテーブルから削除する。これにより、通信装置1から遠すぎるノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。 In this embodiment, the public relations frame receiving unit 103 deletes from the neighbor table the neighbor information of the neighbor node with the lowest third received radio wave level among the neighbor nodes whose neighbor information is included in the neighbor table and the new neighbor node. Specifically, the public relations frame receiving unit 103 sets the neighbor node with the lowest third received radio wave level among the neighbor nodes whose neighbor information is registered in the neighbor table as the neighbor node to be deleted. Next, if the third received radio wave level of the new neighbor node is lower than the third received radio wave level of the neighbor node to be deleted, the public relations frame receiving unit 103 resets the new neighbor node to the neighbor node to be deleted and deletes the neighbor information of the neighbor node to be deleted from the neighbor table. This allows nodes that are too far from the communication device 1 to be removed from the parent node options early on, thereby shortening the time it takes for the network to stabilize.
図5は、第2の実施形態にかかる通信装置における近隣ノードの近隣情報の登録処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、ネイバーテーブルに空きが無い場合(ステップS303:No)、広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに近隣情報が含まれる近隣ノード、および新規の近隣ノードのうち、第3受信電波レベルが最も低い近隣ノード(削除候補の近隣ノード)を探索する(ステップS501)。次いで、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードが見つかったか否かを判断する(ステップS502)。 Figure 5 is a flowchart showing an example of the flow of the process for registering neighbor information of neighboring nodes in a communication device according to the second embodiment. In this embodiment, if there is no free space in the neighbor table (step S303: No), the public relations frame receiving unit 103 searches for the neighboring node with the lowest third received radio wave level (neighboring node candidate for deletion) among neighboring nodes whose neighbor information is included in the neighbor table and new neighboring nodes (step S501). Next, the public relations frame receiving unit 103 determines whether a neighboring node candidate for deletion has been found (step S502).
削除候補の近隣ノードが見つかった場合(ステップS502:Yes)、広報フレーム受信部103は、ステップS307に進み、削除候補の近隣ノードの近隣情報がネイバーテーブルに存在するか否かを判断する。これにより、通信装置1から遠すぎるノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。一方、削除候補の近隣ノードが見つからなかった場合(ステップS502:No)、広報フレーム受信部103は、ステップS305に進み、ネイバーテーブルの通信品質値測定済みステータスが測定済みの近隣ノードの数が所定数n未満であるか否かを判断する。 If a neighboring node that is a candidate for deletion is found (step S502: Yes), the PR frame receiving unit 103 proceeds to step S307 and determines whether the neighbor information of the neighboring node that is a candidate for deletion exists in the neighbor table. This allows nodes that are too far from the communication device 1 to be removed from the parent node options early on, thereby shortening the time it takes for the network to stabilize. On the other hand, if a neighboring node that is a candidate for deletion is not found (step S502: No), the PR frame receiving unit 103 proceeds to step S305 and determines whether the number of neighboring nodes whose communication quality value measurement status in the neighbor table has been measured is less than a predetermined number n.
図6は、第2の実施形態にかかる通信装置における受信電波レベルが最悪の近隣ノードを探索する処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードをnilに設定し、かつWorst Levelを0に設定する(ステップS601)。ここで、Worst Levelは、削除候補の近隣ノードの第3受信電波レベルである。 Figure 6 is a flowchart showing an example of the process flow for searching for a neighboring node with the worst received radio wave level in a communication device according to the second embodiment. First, the PR frame receiving unit 103 sets the neighboring node to be deleted to nil and sets the Worst Level to 0 (step S601). Here, the Worst Level is the third received radio wave level of the neighboring node to be deleted.
広報フレーム受信部103は、ステップS602~ステップS606に示す処理を、ネイバーテーブル内の全ての近隣ノードそれぞれ(近隣ノードxとする)について繰り返す。広報フレーム受信部103は、ネイバーテーブルに近隣情報が登録される近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルが十分に強いか否かを判断する(ステップS602)。ここで、第3受信電波レベルが十分に強いとは、予め設定されている受信電波レベルの閾値以上であることであっても良い。または、第3受信電波レベルが十分に強いとは、近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルが、少なくとも1度、閾値B以上であり、それ以降、閾値Bを下回らないことであっても良い。 The public information frame receiving unit 103 repeats the processes shown in steps S602 to S606 for each of all neighboring nodes (referred to as neighboring node x) in the neighbor table. The public information frame receiving unit 103 determines whether the third received radio wave level during communication with a neighboring node whose neighbor information is registered in the neighbor table is sufficiently strong (step S602). Here, a sufficiently strong third received radio wave level may be equal to or greater than a preset threshold for the received radio wave level. Alternatively, a sufficiently strong third received radio wave level may be equal to or greater than threshold B during communication with a neighboring node at least once and never falls below threshold B thereafter.
近隣ノードxとの通信時の第3受信電波レベルが十分に強い場合(ステップS602:Yes)、広報フレーム受信部103は、当該近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。第3受信電波レベルが十分に強くない場合(ステップS602:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxが親ノードか否かを判断する(ステップS603)。近隣ノードxが親ノードである場合(ステップS603:Yes)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。 If the third received radio wave level during communication with neighboring node x is sufficiently strong (step S602: Yes), the public relations frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted. If the third received radio wave level is not sufficiently strong (step S602: No), the public relations frame receiving unit 103 determines whether neighboring node x is a parent node (step S603). If neighboring node x is a parent node (step S603: Yes), the public relations frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted.
近隣ノードxが親ノードでない場合(ステップS603:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxとの通信時の第3受信電波レベルをlevelに設定する(ステップS604)。次いで、広報フレーム受信部103は、設定したlevelがWorst Levelより低いか否かを判断する(ステップS605)。設定したlevelがWorst Level以上である場合(ステップS605:No)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxを削除候補の近隣ノードから外す。一方、設定したlevelがWorst Levelより低い場合(ステップS605:Yes)、広報フレーム受信部103は、近隣ノードxとの通信時の第3受信電波レベルをWorst Levelに設定し、かつ近隣ノードxを削除候補の近隣ノードに設定する(ステップS606)。 If neighboring node x is not a parent node (step S603: No), the PR frame receiving unit 103 sets the third received radio wave level when communicating with neighboring node x to level (step S604). Next, the PR frame receiving unit 103 determines whether the set level is lower than the Worst Level (step S605). If the set level is equal to or higher than the Worst Level (step S605: No), the PR frame receiving unit 103 removes neighboring node x from the list of neighboring nodes to be deleted. On the other hand, if the set level is lower than the Worst Level (step S605: Yes), the PR frame receiving unit 103 sets the third received radio wave level when communicating with neighboring node x to Worst Level and sets neighboring node x as a neighboring node to be deleted (step S606).
その後、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードがnilであるか否かを判断する(ステップS607)。削除候補の近隣ノードがnilの場合(ステップS607:Yes)、広報フレーム受信部103は、ステップS602と同様に、新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルが十分に強いか否かを判断する(ステップS608)。新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルが十分に強い場合(ステップS608:Yes)、広報フレーム受信部103は、削除候補の近隣ノードが無いことを返却する(ステップS609)。 Then, the PR frame receiving unit 103 determines whether the neighboring node of the deletion candidate is nil (step S607). If the neighboring node of the deletion candidate is nil (step S607: Yes), the PR frame receiving unit 103 determines whether the third received radio wave level when communicating with the new neighboring node is sufficiently strong (step S608), as in step S602. If the third received radio wave level when communicating with the new neighboring node is sufficiently strong (step S608: Yes), the PR frame receiving unit 103 returns a message indicating that there is no neighboring node of the deletion candidate (step S609).
新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルが十分に強くない場合(ステップS608:No)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し(ステップS610)、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードとして返却する(ステップS609)。 If the third received radio wave level during communication with the new neighboring node is not sufficiently strong (step S608: No), the public relations frame receiving unit 103 sets the new neighboring node as a neighboring node to be deleted (step S610) and returns the new neighboring node as a neighboring node to be deleted (step S609).
また、削除候補の近隣ノードがnilでない場合(ステップS607:No)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルがWorst Levelより低いか否かを判断する(ステップS611)。新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルがWorst Level以上である場合(ステップS611:No)、広報フレーム受信部103は、ステップS602からステップS606で設定した削除候補の近隣ノードを返却する(ステップS609)。 Also, if the neighboring node candidate for deletion is not nil (step S607: No), the PR frame receiving unit 103 determines whether the third received radio wave level during communication with the new neighboring node is lower than the Worst Level (step S611). If the third received radio wave level during communication with the new neighboring node is equal to or higher than the Worst Level (step S611: No), the PR frame receiving unit 103 returns the neighboring node candidate for deletion set in steps S602 to S606 (step S609).
新規の近隣ノードとの通信時の第3受信電波レベルがWorst Levelより低い場合(ステップS611:Yes)、広報フレーム受信部103は、新規の近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し(ステップS610)、当該削除候補の近隣ノードを返却する(ステップS609)。 If the third received radio wave level during communication with the new neighboring node is lower than the Worst Level (step S611: Yes), the PR frame receiving unit 103 sets the new neighboring node as a neighboring node candidate for deletion (step S610) and returns the neighboring node candidate for deletion (step S609).
このように、第2の実施形態にかかる通信装置1によれば、通信装置1から遠すぎる等の理由で受信電波レベルが低い近隣ノードを早めに親ノードの選択肢から外すことができるので、ネットワークの安定化までの時間を短くすることができる。 In this way, with the communication device 1 according to the second embodiment, nearby nodes with low received radio wave levels due to reasons such as being too far from the communication device 1 can be quickly removed from the list of parent node options, thereby shortening the time it takes for the network to stabilize.
以上説明したとおり、第1から第2の実施形態によれば、近隣情報を保持するメモリリソースが枯渇し、かつ新たな近隣ノードを検知した場合に、短い時間でマルチホップネットワークを安定化させることができる。 As described above, according to the first and second embodiments, when memory resources for storing neighbor information are depleted and a new neighboring node is detected, the multi-hop network can be stabilized in a short time.
なお、本実施形態の通信装置1で実行されるプログラムは、ROM(Read Only Memory)等に予め組み込まれて提供される。本実施形態の通信装置1で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成しても良い。 The program executed by the communication device 1 of this embodiment is provided in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like. The program executed by the communication device 1 of this embodiment may also be provided by being recorded in an installable or executable file format on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, or DVD (Digital Versatile Disk).
さらに、本実施形態の通信装置1で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の通信装置1で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。 Furthermore, the program executed by the communication device 1 of this embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. Furthermore, the program executed by the communication device 1 of this embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
本実施形態の通信装置1で実行されるプログラムは、上述した各部(経路制御部101、広報フレーム送信部102、広報フレーム受信部103、テストフレーム送受信部104、無線通信インタフェース106)を含むモジュール構成としても良く、実際のハードウェアとしてはCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサの一例が上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、経路制御部101、広報フレーム送信部102、広報フレーム受信部103、テストフレーム送受信部104、無線通信インタフェース106が主記憶装置上に生成されるように構成されても良い。 The program executed by the communication device 1 of this embodiment may be configured as a module including the above-mentioned units (route control unit 101, public relations frame transmission unit 102, public relations frame reception unit 103, test frame transmission/reception unit 104, and wireless communication interface 106), and the actual hardware may be configured such that an example of a processor such as a CPU (Central Processing Unit) reads and executes the program from the above-mentioned ROM, thereby loading the above-mentioned units onto the main memory, and generating the route control unit 101, public relations frame transmission unit 102, public relations frame reception unit 103, test frame transmission/reception unit 104, and wireless communication interface 106 on the main memory.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments may be embodied in a variety of other forms, and various omissions, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their variations are within the scope and spirit of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims.
1 通信装置
101 経路制御部
102 広報フレーム送信部
103 広報フレーム受信部
104 テストフレーム送受信部
105 記憶部
106 無線通信インタフェース
REFERENCE SIGNS LIST 1 Communication device 101 Route control unit 102 Public information frame transmitting unit 103 Public information frame receiving unit 104 Test frame transmitting/receiving unit 105 Storage unit 106 Wireless communication interface
Claims (6)
前記ネイバーテーブルが含む前記近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部と、
前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新するテストフレーム送受信部と、
新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない広報フレーム受信部と、
を備える通信装置。 a storage unit that stores a neighbor table including neighbor information including communication quality with neighboring nodes;
a route control unit that selects a parent node from among the neighboring nodes based on the neighbor information included in the neighbor table;
a test frame transmitting/receiving unit that transmits a test frame to the neighboring node, measures communication quality with the neighboring node, and updates the neighborhood information based on the measured communication quality;
a public relations frame receiving unit that receives a public relations frame from a new neighboring node, and when the neighbor information of the new neighboring node that is the source of the public relations frame does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of the neighboring nodes that have measured the communication quality among the neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table is less than a predetermined number, does not register the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table;
A communication device comprising:
前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが前記所定数以上である場合、
前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶されている前記近隣ノードとの前記通信品質と、集約装置から当該近隣ノードまでのパスコストと、を足し合わせた第1コストを算出し、
前記集約装置から前記新規の近隣ノードまでのパスコストと、予め設定されたパスコストと、を足し合わせた第2コストを算出し、
前記第1コストが最も大きい前記近隣ノードを削除候補の近隣ノードに設定し、前記第2コストが、前記削除候補の近隣ノードの前記第1コストより大きい場合、前記新規の近隣ノードを前記削除候補の近隣ノードに設定し直し、
前記削除候補の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在する場合、前記削除候補の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルから削除し、かつ前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録する、請求項1に記載の通信装置。 The public information frame receiving unit
If the neighbor information of the new neighbor node does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of the neighbor nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table and whose communication quality has been measured is equal to or greater than the predetermined number,
calculating a first cost by adding together the communication quality with the neighboring node whose neighbor information is stored in the neighbor table and a path cost from the aggregation device to the neighboring node;
Calculating a second cost by adding a path cost from the aggregation device to the new neighboring node and a preset path cost;
Set the neighboring node with the largest first cost as a neighboring node of the deletion candidate, and if the second cost is greater than the first cost of the neighboring node of the deletion candidate, set the new neighboring node as a neighboring node of the deletion candidate again;
2. The communication device according to claim 1, wherein if the neighborhood information of the neighbor node of the deletion candidate exists in the neighbor table, the neighborhood information of the neighbor node of the deletion candidate is deleted from the neighbor table, and the neighborhood information of the new neighbor node is registered in the neighbor table.
前記広報フレーム受信部は、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が含まれる前記近隣ノード、および前記新規の近隣ノードのうち、前記受信電波レベルが最も低い前記近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルから削除する、請求項1または2に記載の通信装置。 the test frame transmitting/receiving unit measures, as the communication quality, a received radio wave level of the test frame from the neighboring node or a received radio wave level of the test frame from the communication device that has reached the neighboring node;
The communication device according to claim 1 or 2, wherein the public relations frame receiving unit deletes from the neighbor table the neighbor information of the neighbor node whose received radio wave level is the lowest among the neighbor nodes whose neighbor information is included in the neighbor table and the new neighbor node.
経路制御部が、ネイバーテーブルに含まれかつ近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する工程と、
テストフレーム送受信部が、前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新する工程と、
広報フレーム受信部が、新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない工程と、
を含む通信方法。 1. A communication method performed in a communication device, comprising:
a step of a route control unit selecting a parent node from among the neighboring nodes based on neighbor information included in a neighbor table and including communication quality with the neighboring nodes;
a test frame transmitting/receiving unit transmitting a test frame to the neighboring node, measuring communication quality with the neighboring node, and updating the neighborhood information based on the measured communication quality;
a PR frame receiving unit receiving a PR frame from a new neighboring node, and when the neighbor information of the new neighboring node that is the source of the PR frame does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of the neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table and whose communication quality has been measured is less than a predetermined number, not registering the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table;
A communication method including:
ネイバーテーブルに含まれかつ近隣ノードとの通信品質を含む近隣情報に基づいて、前記近隣ノードの中から親ノードを選択する経路制御部と、
前記近隣ノードにテストフレームを送信して、当該近隣ノードとの間の通信品質を測定し、測定した前記通信品質に基づいて、前記近隣情報を更新するテストフレーム送受信部と、
新規の前記近隣ノードから広報フレームを受信し、当該広報フレームの送信元の前記新規の近隣ノードの前記近隣情報が前記ネイバーテーブルに存在せず、前記ネイバーテーブルに空きが無く、かつ、前記ネイバーテーブルに前記近隣情報が記憶された前記近隣ノードのうち前記通信品質を測定済みの前記近隣ノードが所定数未満である場合、前記新規の近隣ノードの前記近隣情報を前記ネイバーテーブルに登録しない広報フレーム受信部と、
して機能させるためのプログラム。
Computer,
a route control unit that selects a parent node from among the neighboring nodes based on neighbor information included in the neighbor table and including communication quality with the neighboring nodes;
a test frame transmitting/receiving unit that transmits a test frame to the neighboring node, measures communication quality with the neighboring node, and updates the neighborhood information based on the measured communication quality;
a public relations frame receiving unit that receives a public relations frame from a new neighboring node, and when the neighbor information of the new neighboring node that is the source of the public relations frame does not exist in the neighbor table, there is no free space in the neighbor table, and the number of the neighboring nodes that have measured the communication quality among the neighboring nodes whose neighbor information is stored in the neighbor table is less than a predetermined number, does not register the neighbor information of the new neighboring node in the neighbor table;
A program to make it function as such.
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| JP2023010101A JP7815159B2 (en) | 2023-01-26 | 2023-01-26 | Communication device, communication method, and program |
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| JP2017092882A (en) | 2015-11-17 | 2017-05-25 | 株式会社Nttドコモ | Information terminal and server |
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- 2023-01-26 JP JP2023010101A patent/JP7815159B2/en active Active
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