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ネットワークシステム、ノード、パケットフォワーディング方法、プログラム及び記録媒体

国内特許コード P10A015690
整理番号 QP070154
掲載日 2010年8月31日
出願番号 特願2008-018337
公開番号 特開2009-182522
登録番号 特許第5515072号
出願日 平成20年1月29日(2008.1.29)
公開日 平成21年8月13日(2009.8.13)
登録日 平成26年4月11日(2014.4.11)
発明者
  • 古川 浩
出願人
  • 国立大学法人九州大学
発明の名称 ネットワークシステム、ノード、パケットフォワーディング方法、プログラム及び記録媒体
発明の概要 【課題】 周期的間欠送信法(IPT)において、より中継伝送効率の高いパケット中継伝送を実現するネットワークシステム等を提案する。
【解決手段】 メッシュクラスタにおいて周期的間欠送信を実現するにあたり、コアノード21の通信制御部35は、下り優先度に従って複数の通信部29、・・・、29から1つを選択してパケットを周期的間欠に送信させ、スレーブノード41の通信制御部55は、コアノードから他のスレーブノードへのパケットを送信する場合には下り優先度に従って1つの通信部を選択し、スレーブノードからコアノードへのパケットを送信する場合には上り優先度に従って1つの通信部を選択し、選択された通信部に対してパケットを送信させる。
【選択図】 図3
従来技術、競合技術の概要



低コストモバイル通信インフラのバックホールネットワークとして、無線メッシュネットワークが注目されている。無線メッシュネットワークは、基地局間を専用の無線で中継接続し、有線バックホール回線の敷設を不要にし、モバイル通信システム導入に要する敷設コストを大幅に削減可能な技術である。将来のブロードバンド通信ではセルの狭小化は避けられず、極めて多数の基地局を設置しなければならなくなり、基地局敷設コストの増大が深刻な問題となる。無線メッシュネットワークはこの問題を解決する唯一の技術である。





発明者らは、複数のノードが配置されたマルチホップネットワークにおいて伝送効率の高いパケット中継伝送を実現する周期的間欠送信法(Intermittent Periodic Transmit。以下、「IPT」という。)を提案している(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。





【特許文献1】

開2005-143046号公報

【特許文献2】

開2006-157501号公報

【特許文献3】

開2006-319787号公報

産業上の利用分野



本願発明は、ネットワークシステム、ノード、パケット送信方法、プログラム及び記録媒体に関し、特に1つのコアノードと複数のスレーブノードを含むネットワークシステム等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
1つのコアノードと複数のスレーブノードを含むネットワークシステムにおいて、
前記各スレーブノードは、
前記コアノードから他のスレーブノードに対して送信されたパケットである下りパケット、及び、スレーブノードから前記コアノードに対して送信されたパケットである上りパケットを格納する送信バッファと、
他のノードからパケットを受信し、及び、他のノードに対して前記送信バッファに格納されたパケットを送信し、並びに、2種類の優先度である下り優先度及び上り優先度が設定された複数の通信手段と、
前記送信バッファに格納されたパケットから送信準備パケットを選択する送信準備パケット選択手段と、
前記送信準備パケットが前記下りパケットであれば前記下り優先度に従って、又は、前記送信準備パケットが前記上りパケットであれば前記上り優先度に従って、1つの通信手段を選択し、選択された通信手段に対して前記送信準備パケットを送信させる通信制御手段を備え、
前記コアノードは、
パケットを格納する送信バッファと、
スレーブノードからパケットを受信し、及び、スレーブノードに対して前記送信バッファに格納されたパケットを送信し、並びに、少なくとも下り優先度が設定された複数の通信手段と、
前記送信バッファに格納されたパケットから送信準備パケットを選択する送信準備パケット選択手段と、
前記下り優先度に従って1つの通信手段を選択し、選択された通信手段に対して、送信待機状態を経て前記送信準備パケットを送信させることにより、当該通信手段上で直前にパケットを送信し終えた時刻から前記送信準備パケットを送信させる時刻までの時間を送信周期とする通信制御手段を備え
前記各スレーブノードが備える通信手段及び前記コアノードが備える通信手段は、無線通信を行うものであって、
前記ネットワーク上において、前記各スレーブノードにおける上り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一であり、かつ、前記各スレーブノード及び前記コアノードにおける下り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一である、
ネットワークシステム。

【請求項2】
前記各スレーブノードは、下りパケットを受信した場合にイベントを発生するイベント発生手段を備え、
前記スレーブノードの前記通信制御手段は、前記スレーブノードの前記イベント発生手段によりイベントが発生した場合に1つの通信手段を選択する、
請求項1記載のネットワークシステム。

【請求項3】
前記コアノードは、スレーブノードに対して、定期的にパケットを送信する、
請求項2記載のネットワークシステム。

【請求項4】
前記イベント発生手段は、前記送信バッファに所定の数以上のパケットが格納されていた場合にイベントを発生する、
請求項2又は3記載のネットワークシステム。

【請求項5】
前記各スレーブノードは、前記送信バッファに新たなパケットが追加された場合にイベントを発生するイベント発生手段を備え、
前記スレーブノードの前記通信制御手段は、前記スレーブノードの前記イベント発生手段によりイベントが発生した場合に1つの通信手段を選択する、
請求項1記載のネットワークシステム。

【請求項6】
前記上り優先度の最も高い通信手段と前記下り優先度の最も高い通信手段とは異なる、請求項1から5のいずれかに記載のネットワークシステム。

【請求項7】
前記送信周期、前記送信準備パケットの送信先となるスレーブノード及び前記送信準備パケットのパケット長の少なくとも一方に応じて設定される、
請求項1から6のいずれかに記載のネットワークシステム。

【請求項8】
前記コアノード及び前記スレーブノードの少なくとも一方の前記通信制御手段は、
前記送信バッファに格納されたパケットの数が所定の数PNTを超えない場合、最も優先度の高い通信手段を選択し、
送信バッファに格納されたパケットの数がPNTを超える場合、
直前に選択した通信手段が最も優先度の低い通信手段ではないときは次に優先順位の高い通信手段を選択し、
直前に選択した通信手段が最も優先度の低い通信手段であるときは最も優先度の高い通信手段を選択する、
請求項1から7のいずれかに記載のネットワークシステム。

【請求項9】
前記コアノードの前記送信準備パケット選択手段は、前記送信バッファに格納されたパケットに対して送信優先順位を設定し、送信優先順位の最も高いパケットを送信準備パケットとして選択するものであり、
前記送信優先順位は、
前記送信バッファに格納された時間が長いパケットが高くなるように設定されるか、
前記送信優先順位が一つ異なるパケット間で、パケットを中継伝送する場合に次に中継すべきノードである次伝送ノードが一致するように設定されるか、又は、
前記送信優先順位が一つ異なるパケット間で次伝送ノードが一致しないように設定される、
請求項1から8のいずれかに記載のネットワークシステム。

【請求項10】
ネットワーク上の他のノードに対して送信準備パケットを送信するノードであって、
2種類の優先度である下り優先度及び上り優先度が設定され、無線通信を行う複数の通信手段と、
前記下り優先度又は前記上り優先度に従って前記複数の通信手段から1つの通信手段を選択し、選択された通信手段に対して前記送信準備パケットを送信させる通信制御手段
を備え、
前記ネットワーク上において、前記各ノードにおける上り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一であり、かつ、前記各ノードにおける下り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一であり、
前記通信制御手段は、
当該ノードがスレーブノードの場合には、
前記送信準備パケットの送信元がコアノードであるときは前記下り優先度に従って1つの通信手段を選択して前記送信準備パケットを送信させ、
前記送信準備パケットの送信先が前記コアノードであるときは前記上り優先度に従って1つの通信手段を選択して前記送信準備パケットを送信させ、
当該ノードがコアノードの場合には、前記下り優先度に従って前記複数の通信手段から1つの通信手段を選択し、送信待機状態を経て前記送信準備パケットを送信させることにより、当該通信手段上で直前にパケットを送信し終えた時刻から前記送信準備パケットを送信させる時刻までの時間を送信周期とする、
ノード。

【請求項11】
1つのコアノードと複数のスレーブノードを含むネットワークにおけるパケットフォワーディング方法であって、
前記各スレーブノードは、
他のノードと通信をするための複数の通信手段と、
前記複数の通信手段に設定された2種類の優先度である上り優先度及び下り優先度のいずれかに従って前記複数の通信手段の1つを選択し、選択した通信手段に対してパケットを送信させる通信制御手段
を備え、
前記コアノードは、
他のノードと通信をするための複数の通信手段と、
前記複数の通信手段に設定された下り優先度に従って前記複数の通信手段の1つを選択し、選択した通信手段に対してパケットを送信させる通信制御手段
を備え、
前記各スレーブノードが備える通信手段及び前記コアノードが備える通信手段は、無線通信を行うものであって、
前記ネットワーク上において、前記各スレーブノードにおける上り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一であり、かつ、前記各スレーブノード及び前記コアノードにおける下り優先度が同一の通信手段に割り当てられる無線チャネルは同一であり、
前記コアノードから前記スレーブノードにパケットを中継転送する場合、
前記コアノードの通信制御手段が、下り優先度に従って前記複数の通信手段のいずれかを選択し、選択した通信手段に対して中継転送先のスレーブノードに送信待機状態を経て当該パケットを送信させることにより、当該通信手段上で直前にパケットを送信し終えた時刻から前記送信準備パケットを送信させる時刻までの時間を送信周期とし
前記パケットを受信したスレーブノードの通信制御手段は、当該パケットの送信先が他のスレーブノードである場合には、下り優先度に従って前記複数の通信手段の1つを選択し、選択した通信手段に対して中継転送先のスレーブノードに当該パケットを送信させ、
前記スレーブノードから前記コアノードにパケットを中継転送する場合、
前記スレーブノードの通信制御手段が、上り優先度に従って前記複数の通信手段の1つを選択し、選択した通信手段に対して当該パケットを送信させる、
パケットフォワーディング方法。

【請求項12】
コンピュータを、請求項1記載の通信制御手段として機能させるためのプログラム。

【請求項13】
請求項1記載のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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