節(jié)點設(shè)備、通信方法以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種節(jié)點設(shè)備、通信方法以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種節(jié)點設(shè)備。該節(jié)點設(shè)備包括選擇單元、發(fā)送單元、判斷單元和生成單元。選擇單元從定址于目的節(jié)點設(shè)備的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選擇檢查幀的目的地。這里，檢查幀用于檢查從向目的節(jié)點設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點設(shè)備至目的節(jié)點設(shè)備的路由的狀態(tài)。發(fā)送單元將第一檢查幀發(fā)送至被選作第一檢查幀的目的地的第一節(jié)點設(shè)備。判斷單元判斷是否已經(jīng)成功發(fā)送了第一檢查幀。生成單元在第一檢查幀的發(fā)送失敗時生成存儲有與第一節(jié)點設(shè)備的通信已經(jīng)失敗的信息的第二檢查幀。發(fā)送單元將第二檢查幀發(fā)送至被選作第二檢查幀的目的地的第二節(jié)點設(shè)備。
【專利說明】節(jié)點設(shè)備、通信方法以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文中討論的實施方式涉及通過包括多個節(jié)點設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)進行的通信。

【背景技術(shù)】
[0002] Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是便利的，這是因為盡管增加或刪去形成該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，也動態(tài)地構(gòu) 造網(wǎng)絡(luò)。增加到ad hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)備可以通過與另一節(jié)點設(shè)備傳送Hello幀而動態(tài)地 形成網(wǎng)絡(luò)。Hello幀包括與Hello幀的源節(jié)點設(shè)備有關(guān)的信息。Hello幀還包括：目的地節(jié) 點設(shè)備的標(biāo)識符；以及關(guān)于從源節(jié)點設(shè)備到針對幀從源節(jié)點設(shè)備被轉(zhuǎn)發(fā)到的每個目的地的 目的節(jié)點設(shè)備的路由的質(zhì)量信息。節(jié)點設(shè)備使用通過Hello幀傳送的信息來獲取至ad hoc 網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點設(shè)備的路由。
[0003] 作為公知的相關(guān)技術(shù)，存在如下路由控制方法：將路由檢查幀從作為數(shù)據(jù)源的無 線通信控制設(shè)備發(fā)送至去往目的地的多個路由。該數(shù)據(jù)源將目的地首先接收的路由、較低 再試頻率（retrial frequency)的路由或較低線路負(fù)載的路由確定為要用于發(fā)送數(shù)據(jù)的路 由。
[0004] 存在一些公知文獻，例如日本特開特許公報No. 2001-136178等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在無線通信的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，通信狀態(tài)可以依據(jù)所安裝的節(jié)點設(shè)備的位置、節(jié)點 設(shè)備的外圍無線電波的狀態(tài)等在節(jié)點設(shè)備之間波動。因此，盡管建立了路由，也可能由于節(jié) 點設(shè)備的環(huán)境的變化而不能穩(wěn)定地進行通信。在以上背景下描述的無線通信控制設(shè)備可以 在評估時獲取每個路由的通信質(zhì)量，但是不能獲取關(guān)于是否可以在每個路由中進行穩(wěn)定通 信的判斷的數(shù)據(jù)。
[0006] 本發(fā)明的一個方面旨在正確地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的通信路由的狀態(tài)。
[0007] 根據(jù)實施方式的一個方面，提供了一種節(jié)點設(shè)備。該節(jié)點設(shè)備包括選擇單元、發(fā)送 單元、判斷單元和生成單元。選擇單元從定址于目的節(jié)點設(shè)備的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè) 備的候選中選擇檢查幀的目的地。這里，檢查幀用于檢查從向目的節(jié)點設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的源 節(jié)點設(shè)備至目的節(jié)點設(shè)備的路由的狀態(tài)。發(fā)送單元將第一檢查幀發(fā)送至被選作第一檢查幀 的目的地的第一節(jié)點設(shè)備。判斷單元判斷是否已經(jīng)成功發(fā)送了第一檢查幀。生成單元在第 一檢查幀的發(fā)送失敗時生成存儲有與第一節(jié)點設(shè)備的通信已經(jīng)失敗的信息的第二檢查幀。 發(fā)送單元將第二檢查幀發(fā)送至被選作第二檢查幀的目的地的第二節(jié)點設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信方法的示例；
[0009] 圖2是節(jié)點設(shè)備的配置的示例；
[0010] 圖3是節(jié)點設(shè)備的硬件配置的示例；
[0011] 圖4是生成ad hoc網(wǎng)絡(luò)的方法的說明圖；
[0012] 圖5是鏈路表的示例；
[0013] 圖6是路由表的示例；
[0014] 圖7是生成ad hoc網(wǎng)絡(luò)的方法的說明圖；
[0015] 圖8是ad hoc網(wǎng)絡(luò)的示例；
[0016] 圖9是路由檢查幀的格式的示例；
[0017] 圖10是檢查路由的方法的示例的說明圖；
[0018] 圖11A和圖11B是用于說明節(jié)點設(shè)備的操作的示例的流程圖；
[0019] 圖12是在分析之前可以針對網(wǎng)絡(luò)獲取的信息的示例；
[0020] 圖13是向服務(wù)器輸入的路由信息的示例；
[0021] 圖14是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示例；
[0022] 圖15是改變網(wǎng)絡(luò)的示例；
[0023] 圖16是檢查路由的示例的說明圖；
[0024] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式執(zhí)行的發(fā)送過程的示例；
[0025] 圖18是其中路由信息被錯誤地修改的情況的示例的說明圖；
[0026] 圖19是路由檢查幀的格式的示例；
[0027] 圖20示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式所使用的路由檢查方法的示例的時序 圖；以及
[0028] 圖21A和圖21B是用于說明根據(jù)第四實施方式的節(jié)點設(shè)備的操作的示例的流程 圖。

【具體實施方式】
[0029] 在無線通信的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中，在節(jié)點設(shè)備之間的通信狀態(tài)可以依據(jù)所安裝的節(jié)點 設(shè)備的位置、節(jié)點設(shè)備的外圍無線電波的狀態(tài)等而波動。因此，盡管建立了路由，也可能由 于節(jié)點設(shè)備的環(huán)境的變化而不能穩(wěn)定地進行通信。在以上背景下描述的無線通信控制設(shè)備 可以在評估時獲取用于每個路由的通信質(zhì)量，但是不能獲取關(guān)于是否可以在每個路由中進 行穩(wěn)定通信的判斷的數(shù)據(jù)。
[0030] 下面描述的實施方式的一個方面旨在更加正確地(和/或更簡單地)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的 通信路由的狀態(tài)。
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的通信方法的示例。圖1是其中六個節(jié)點設(shè)備(節(jié) 點A至節(jié)點E)和網(wǎng)關(guān)設(shè)備(此后簡稱為"GW"）參與的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的示例。
[0032] 節(jié)點設(shè)備與相鄰節(jié)點設(shè)備傳送幀。與某一節(jié)點設(shè)備相鄰的節(jié)點設(shè)備指的是位于如 下范圍內(nèi)的節(jié)點設(shè)備：在該范圍中該節(jié)點設(shè)備可以接收從上述某一節(jié)點設(shè)備發(fā)送的幀。位 于其中節(jié)點設(shè)備可以接收從某一節(jié)點設(shè)備發(fā)送的幀的范圍內(nèi)的該節(jié)點設(shè)備可以被描述為 相對于該某一節(jié)點設(shè)備的"相鄰節(jié)點設(shè)備"。例如，在圖1中，相對于節(jié)點A的相鄰節(jié)點是節(jié) 點B和節(jié)點E。
[0033] 當(dāng)形成ad hoc網(wǎng)絡(luò)時，可以使用路由檢查巾貞來檢查ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點設(shè) 備之間的路由。下面參考圖1來說明用于檢查從節(jié)點A至GW的路由狀態(tài)的方法的示例。
[0034] 在程序（procedure)P1中，節(jié)點A向節(jié)點B發(fā)送路由檢查巾貞5a。節(jié)點A通過假定 與節(jié)點B成功進行通信來生成路由檢查幀5a。因此，路由檢查幀5a包括表示已經(jīng)成功進行 了從節(jié)點A至節(jié)點B的通信的信息。在此情況下，假定檢查幀由于節(jié)點A與節(jié)點B之間的 鏈路的劣化狀態(tài)而未能到達(dá)節(jié)點B。
[0035] 按照如下進行程序P2。當(dāng)節(jié)點A在規(guī)定時間段內(nèi)沒有從節(jié)點B接收到對路由檢查 幀5a的確認(rèn)(此后簡稱為"Ack"）時，則判斷向節(jié)點B的幀發(fā)送已經(jīng)失敗。然后，節(jié)點A向 節(jié)點E發(fā)送路由檢查幀5b。該路由檢查幀5b包括從節(jié)點A至節(jié)點B的發(fā)送已經(jīng)失敗的信 息以及從節(jié)點A至節(jié)點E的通信已經(jīng)成功進行的信息。
[0036] 在圖1的示例中，通過粗線來表示與通信已經(jīng)失敗時的鏈路有關(guān)的信息。此外，通 過正方形來表示關(guān)于該鏈路的信息，該正方形包括在鏈路中作為路由檢查幀的目的地的節(jié) 點設(shè)備的標(biāo)識符。例如，在路由檢查幀5b中的包括"E"的正方形表示關(guān)于從節(jié)點A至節(jié)點 E的成功發(fā)送的信息以及關(guān)于節(jié)點A與節(jié)點E之間的鏈路的信息。此后，路由檢查幀5a和 5b可以一起通過附圖標(biāo)記" 5 "來表示。
[0037] 按照如下進行程序P3。一旦接收到來自節(jié)點A的路由檢查幀5b，節(jié)點E就向節(jié)點 A發(fā)送與路由檢查幀5b有關(guān)的Ack。此外，節(jié)點E向節(jié)點C發(fā)送路由檢查幀5c。路由檢查 幀5c包括如下信息：可以進行使用節(jié)點A與節(jié)點E之間的鏈路的通信；已經(jīng)成功進行了節(jié) 點E與節(jié)點C之間的發(fā)送；以及節(jié)點A與節(jié)點B之間的發(fā)送已經(jīng)失敗。
[0038] 按照如下進行程序P4。一旦接收到來自節(jié)點E的路由檢查幀5c，節(jié)點C就執(zhí)行與 節(jié)點E執(zhí)行的過程類似的過程。因此，如圖1所示，節(jié)點C向節(jié)點D發(fā)送路由檢查幀5d。路 由檢查幀5d包括如下信息：源自節(jié)點A并且經(jīng)過節(jié)點E、節(jié)點C和節(jié)點D的路由是可用的； 以及節(jié)點A與節(jié)點B之間的發(fā)送已經(jīng)失敗。節(jié)點C向節(jié)點E發(fā)送與路由檢查幀5c有關(guān)的 Ack〇
[0039] 按照如下進行程序P5。一旦接收到來自節(jié)點C的路由檢查幀5d，節(jié)點D就執(zhí)行與 節(jié)點E執(zhí)行的過程類似的過程。因此，如圖1所示，節(jié)點D向GW發(fā)送路由檢查幀5e。路由 檢查幀5e包括如下信息：源自節(jié)點A并且經(jīng)過節(jié)點E、節(jié)點C和節(jié)點D到達(dá)GW的路由是可 用的；以及節(jié)點A與節(jié)點B之間的發(fā)送已經(jīng)失敗。節(jié)點D向節(jié)點C發(fā)送與路由檢查幀5d有 關(guān)的Ack。
[0040] 按照如下進行程序P6。一旦接收到路由檢查幀5e，GW就向服務(wù)器發(fā)送包括在路 由檢查幀5e中的信息。GW也向節(jié)點D發(fā)送與路由檢查幀5e有關(guān)的Ack。
[0041] 按照如下進行程序P7 (在圖1中未示出）。根據(jù)從GW接收的信息，在服務(wù)器上執(zhí) 行過程的操作員獲取與包括在從節(jié)點A至節(jié)點GW的路由中的每個鏈路的狀態(tài)有關(guān)的信息。 在服務(wù)器中，根據(jù)從GW通知的信息來分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0042] 因此，在根據(jù)實施方式的方法中，通過路由檢查幀5的目的地節(jié)點設(shè)備向GW通知 對其中通信已經(jīng)失敗的鏈路進行識別的信息。GW向服務(wù)器發(fā)送包括與通信已經(jīng)失敗的鏈路 的識別有關(guān)的信息的路由信息。因此，操作員可以獲取包括其中通信已經(jīng)失敗的鏈路的網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0043] 操作員可以根據(jù)作為分析的結(jié)果而獲得的拓?fù)湫畔頇z查新節(jié)點設(shè)備等的安裝 以及顯示器的安裝位置。例如，在如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)中，操作員可以檢查新節(jié)點X在節(jié)點A 與節(jié)點B之間的安裝，以改進節(jié)點A與節(jié)點B之間的通信狀態(tài)。此外，使用根據(jù)本發(fā)明的實 施方式的檢查路由的方法，可以在早期發(fā)現(xiàn)鏈路狀態(tài)的劣化。因此，可以容易維護ad hoc 網(wǎng)絡(luò)。
[0044] 設(shè)備配置
[0045] 圖2是節(jié)點設(shè)備10的配置的示例。節(jié)點設(shè)備10包括幀接收單元11、幀發(fā)送單元 12、幀信息分析單元13、Hello幀處理單元14、Hello生成單元15、轉(zhuǎn)發(fā)單元16以及應(yīng)用處 理單元17。節(jié)點設(shè)備10還包括存儲單元20和路由檢查處理單元30。存儲單元20保存有 鏈路表21和路由表22。路由檢查處理單元30包括檢查幀生成單元31、選擇單元32和判 斷單元33。
[0046] 幀接收單元11接收向節(jié)點設(shè)備10發(fā)送的幀。幀接收單元11將所接收的幀輸出 至幀信息分析單元13。另一方面，幀發(fā)送單元12將由Hello幀生成單元15、轉(zhuǎn)發(fā)單元16、 檢查幀生成單元31等輸入的幀發(fā)送至幀的局部目的地。
[0047] "局部目的地"（此后簡稱為"LD"）指的是被規(guī)定作為用于將幀轉(zhuǎn)發(fā)一跳以將幀發(fā) 送至最終目的地的目的地的節(jié)點設(shè)備。此外，幀的最終目的地可以被描述為"全局目的地" (此后簡稱為"⑶")。
[0048] 已經(jīng)生成幀的節(jié)點設(shè)備10可以被描述為"全局發(fā)送源"(此后簡稱為"GS")。當(dāng)將 幀轉(zhuǎn)發(fā)一跳時的源節(jié)點設(shè)備10可以被描述為"局部發(fā)送源"（此后簡稱為"LS")。
[0049] 幀信息分析單元13確認(rèn)包括在輸入幀中的ad hoc頭中的類型字段。類型字段的 值取決于幀的類型。例如，Hello幀和數(shù)據(jù)幀具有不同的類型字段值。
[0050] 幀信息分析單元13可以預(yù)先存儲與可以由節(jié)點設(shè)備10接收的每種類型的幀相 對應(yīng)的類型字段的值，并且也可以從存儲單元20中適當(dāng)?shù)孬@取值。幀信息分析單元13將 Hello幀輸出至Hello幀處理單元14。
[0051] 幀信息分析單元13針對數(shù)據(jù)幀判斷該數(shù)據(jù)幀是否是路由檢查幀5。幀信息分析單 元13將路由檢查幀5輸出至判斷單元33。
[0052] Hello幀處理單元14將從Hello幀獲取的信息存儲在鏈路表21和路由表22中。
[0053] Hello幀處理單元14通過使用Hello幀的接收強度等來計算鏈路的通信質(zhì)量和路 由質(zhì)量。Hello幀處理單元14將與相鄰節(jié)點設(shè)備有關(guān)的信息和鏈路的通信質(zhì)量存儲在鏈路 表21中。
[0054] 另一方面，Hello幀處理單元14在路由表22中存儲與網(wǎng)絡(luò)中的路由有關(guān)的信息 和與路由質(zhì)量有關(guān)的信息。此外，Hello幀處理單元14在將節(jié)點設(shè)備與幀的全局目的地的 節(jié)點設(shè)備相關(guān)聯(lián)之后存儲幀被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備（即，局部目的地)。
[0055] 在后面描述鏈路表21和路由表22的示例、用途等。
[0056] Hello幀生成單元15在規(guī)定間隔生成Hello幀并且將該幀輸出至幀發(fā)送單元12。
[0057] 轉(zhuǎn)發(fā)單元16根據(jù)從應(yīng)用處理單元17等輸入的幀的全局目的地來生成局部目的 地，并且生成ad hoc頭。在后面描述幀的格式。
[0058] 轉(zhuǎn)發(fā)單元16參考當(dāng)確定了局部目的地時的路由表22。轉(zhuǎn)發(fā)單元16向幀發(fā)送單元 12輸出添加了 ad hoc頭的中貞。
[0059] 應(yīng)用處理單元17對從幀信息分析單元13輸入的幀進行處理。
[0060] 檢查幀生成單元31對選擇單元32通知路由檢查幀5的全局目的地。選擇單元32 參考路由表22,從而從與所通知的全局目的地相關(guān)聯(lián)的局部目的地的候選中確定被規(guī)定作 為路由檢查幀5中的局部目的地的節(jié)點設(shè)備。
[0061] 檢查幀生成單元31生成幀5,其中將由選擇單元32通知的節(jié)點設(shè)備設(shè)為局部目的 地。檢查幀生成單元31將路由檢查幀5輸出至幀發(fā)送單元12。
[0062] 判斷單元33從幀信息分析單元13獲取路由檢查幀5以及針對路由檢查幀5的 Ack。當(dāng)從幀信息分析單元13輸入路由檢查幀5時，判斷單元33判斷被規(guī)定作為路由檢查 幀5的全局目的地的節(jié)點設(shè)備是否為局部節(jié)點（S卩，節(jié)點10自身）。如果被規(guī)定為全局目的 地的節(jié)點不是節(jié)點設(shè)備10自身，則判斷單元33向檢查幀生成單元31通知路由檢查幀5的 接收以及路由檢查幀5的全局目的地。
[0063] 通過使用針對路由檢查幀5的Ack，判斷單元33判斷是否已經(jīng)成功發(fā)送了路由檢 查幀5。例如，如果判斷單元33在路由檢查幀5的發(fā)送時間之后的規(guī)定時間段內(nèi)接收到針 對路由檢查幀5的Ack時，則判斷單元33判斷已經(jīng)成功發(fā)送。另一方面，除非判斷單元33 在路由檢查幀5的發(fā)送時間之后的規(guī)定時間段內(nèi)接收到針對路由檢查幀5的Ack，否則判斷 單元33判斷發(fā)送已經(jīng)失敗。判斷單元33向選擇單元32通知路由檢查幀5的發(fā)送失敗以 及路由檢查幀5的全局目的地。
[0064] 然后，選擇單元32參考路由表22,并且選擇與不能發(fā)送路由檢查幀5的節(jié)點設(shè)備 不同的節(jié)點設(shè)備作為路由檢查幀5的局部目的地。選擇單元32向檢查幀生成單元31通知 路由檢查幀5的發(fā)送失敗以及與將重新確定的節(jié)點規(guī)定作為路由檢查幀5的局部目的地有 關(guān)的信息。
[0065] 檢查幀生成單元31生成新的路由檢查幀5,其中將由選擇單元32通知節(jié)點設(shè)備設(shè) 為局部目的地。在此情況下，檢查幀生成單元31在新的路由檢查幀5中包括用于規(guī)定發(fā)送 已經(jīng)失敗的局部目的地的信息。
[0066] 圖3是節(jié)點設(shè)備10的硬件配置的示例。節(jié)點設(shè)備10包括處理器100、總線101 (即，總線l〇la至101c)、定時器IC104、動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM)106、閃存107和無線模 塊108。節(jié)點設(shè)備10可以選擇性地包括物理（PHY)芯片102。總線101a至101c連接處理 器100、PHY芯片102、定時器IC104、DRAM106、閃存107和無線模塊108,使得可以在部件中 進行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
[0067] 處理器100是任選處理電路，例如微處理器單元（MPU)等。處理器100通過讀取 在閃存107中存儲的程序(例如固件等）來執(zhí)行過程。在此情況下，處理器100可以使用 DRAM106作為工作存儲器。
[0068] 在節(jié)點設(shè)備10中，處理器100作為幀信息分析單元13、Hello幀處理單元14、 Hello幀生成單元15、轉(zhuǎn)發(fā)單元16、應(yīng)用處理單元17和路由檢查處理單元30進行工作。在 節(jié)點設(shè)備10中，DRAM106作為存儲單元20進行操作，并且保存有鏈路表21和路由表22。
[0069] 在節(jié)點設(shè)備10中，無線模塊108作為幀接收單元11和幀發(fā)送單元12進行操作。 PHY芯片102用于有線通信。作為網(wǎng)關(guān)進行操作以轉(zhuǎn)播adhoc網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備與另一網(wǎng)絡(luò)中 的設(shè)備之間的通信的節(jié)點設(shè)備10可以通過PHY芯片102使用電路來進行通信。
[0070] 定時器IC104用于測量發(fā)送He 11 〇幀的間隔、從相鄰的節(jié)點設(shè)備10接收He 11 〇幀 的間隔、從發(fā)送路由檢查幀5到接收Ack的時間間隔等。也就是說，定時器IC104作為Hello 幀處理單元14、應(yīng)用處理單元17以及判斷單元33等的一部分進行操作。此外，在其中將節(jié) 點設(shè)備10設(shè)為以規(guī)定間隔向GW報告到GW的路由的狀態(tài)的系統(tǒng)中，定時器IC104作為檢查 幀生成單元31的一部分進行操作，并且測量生成路由檢查幀5的時間間隔。
[0071] 程序(例如固件等）被設(shè)置成存儲在非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)中，并且可以被安 裝在節(jié)點設(shè)備10上。程序在通過PHY芯片102和無線模板108從網(wǎng)絡(luò)下載之后也可以被 安裝在節(jié)點設(shè)備10上。此外，依據(jù)實施方式，可以使用與DRAM106和閃存107不同類型的 存儲設(shè)備。另外，可以通過計算機實現(xiàn)節(jié)點設(shè)備10。
[0072] 第一實施方式
[0073] 下面分別針對ad hoc網(wǎng)絡(luò)的生成和路由信息的采集來描述第一實施方式。此外， 下面也說明使用所獲得的路由信息的方法的示例。
[0074] 在以下說明中，假定GW連接至網(wǎng)絡(luò)41，并且GW可以通過網(wǎng)絡(luò)41與服務(wù)器42進行 通信。在以下描述中，為了闡明進行所說明的操作的節(jié)點設(shè)備10,可以將向執(zhí)行所說明的 操作的節(jié)點設(shè)備10分配的字母字符添加在附圖標(biāo)記的末尾。例如，可以將節(jié)點A中的檢查 幀生成單元31表示為"檢查幀生成單元31a"，可以將GW中的Hello幀生成單元15表示為 "Hello巾貞生成單元15gw"等。Ad hoc網(wǎng)絡(luò)的生成
[0075] 圖4是生成ad hoc網(wǎng)絡(luò)的方法的說明圖。包括在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點設(shè)備 10通過與相鄰節(jié)點設(shè)備10傳送Hello巾貞來形成ad hoc網(wǎng)絡(luò)。
[0076] 在Hello巾貞的發(fā)送時間處，GW的應(yīng)用處理單元17gw請求Hello巾貞生成單元15gw 生成Hello幀。在圖4所示的時間點，假定GW不與任意節(jié)點設(shè)備10通信Hello幀，并且GW 不認(rèn)識任意節(jié)點設(shè)備10。
[0077] Hello巾貞生成單元15gw通過巾貞發(fā)送單元12gw向相鄰節(jié)點設(shè)備10發(fā)送包括與GW 有關(guān)的信息的Hello幀。因此，如圖4所示，將Hello幀發(fā)送至與GW相鄰的節(jié)點F、節(jié)點G 和節(jié)點H。
[0078] 接下來，將節(jié)點F用作示例來在下面說明已經(jīng)接收Hello幀的節(jié)點設(shè)備10的操 作。節(jié)點F的幀接收單元Ilf將所接收的Hello幀輸出至幀信息分析單元13f。幀信息分 析單元13f使用類型字段的值將Hello幀輸出至Hello幀處理單元14f。Hello幀處理單 元14f在鏈路表21f和路由表22f中記錄與Hello幀的源有關(guān)的信息和與Hello幀的接收 強度等有關(guān)的信息。
[0079] 圖5是鏈路表21的示例。在圖5的示例中，鏈路表21記錄Hello幀的接收間隔 和接收強度、與至Hello幀的源的鏈路有關(guān)的通信質(zhì)量評估值以及與Hello幀的源相關(guān)聯(lián) 的幀的重發(fā)的頻率。接收間隔和接收強度分別包括均值和方差值。
[0080] 一旦接收到來自GW的Hello幀，則節(jié)點F生成如圖5所示的鏈路表21f。在此情 況下，Hello幀處理單元14f獲得同GW與節(jié)點F之間的鏈路有關(guān)的通信質(zhì)量評估。
[0081] Hello幀的接收間隔的正確值越接近，Hello幀處理單元14f分配的通信質(zhì)量評估 越高。Hello幀的接收強度越大，所分配的通信質(zhì)量評估的值越好。此外，接收間隔的方差 值和接收強度的方差值越小，Hello幀處理單元14f分配的通信質(zhì)量評估的值越好。此外， hello幀的接收間隔和接收強度的方差值越小，Hello幀處理單元14f所分配的通信質(zhì)量評 估的值越好。
[0082] 此外，重發(fā)的頻率越低，Hello幀處理單元14f所分配的通信質(zhì)量評估的值越好。 重發(fā)的頻率是與將數(shù)據(jù)幀重發(fā)至相鄰節(jié)點設(shè)備10的頻率有關(guān)的信息，并且可以被應(yīng)用處 理單元17等記錄。
[0083] 圖6是路由表22的示例。路由表22可以記錄任選數(shù)目（一個或更多個)的局部目 的地。例如，如圖6所示，路由表22可以針對一個全局目的地記錄不多于三個的局部目的 地。
[0084] 當(dāng)將多個局部目的地與一個全局目的地相關(guān)聯(lián)時，通過在LD后面的數(shù)字來表示 優(yōu)先級。例如，"LD1"表示被選作根據(jù)局部目的地中的優(yōu)先級基礎(chǔ)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的設(shè)備的節(jié) 點設(shè)備10。
[0085] 此外，路由表22針對全局目的地和局部目的地的每個組合保存有與使用例如路 由的跳數(shù)、所接收的包括在路由中的每個鏈路的波的強度所計算的路由的質(zhì)量等有關(guān)的信 息。依據(jù)實施方式來選擇計算質(zhì)量信息的方法。
[0086] 例如，一旦接收到來自GW的Hello幀，節(jié)點F生成如圖6所示的路由表22f。一旦 接收到來自GW的Hello幀，節(jié)點G和節(jié)點Η執(zhí)行類似處理。
[0087] 接下來，假定如圖7所示節(jié)點F已經(jīng)發(fā)送了 Hello巾貞。節(jié)點F中生成Hello巾貞與 通過GW的過程類似。
[0088] 因為節(jié)點F在接收到來自GW的Hello幀之后發(fā)送Hello幀，所以Hello幀生成單 元15f在Hello幀中包括有與鏈路表21f和路由表22f有關(guān)的信息。因此，從節(jié)點F發(fā)送 的Hello巾貞記錄節(jié)點F可以將巾貞轉(zhuǎn)發(fā)至GW。
[0089] 然后，一旦接收到來自節(jié)點F的Hello幀，每個節(jié)點設(shè)備10在鏈路表21中記錄作 為相鄰節(jié)點的節(jié)點F，并且在路由表22中記錄可以通過節(jié)點F向GW發(fā)送幀。也就是說，一 旦接收到來自F的Hello幀，每個節(jié)點設(shè)備10在路由表22中記錄節(jié)點F作為被分配給為 全局目的地的GW的信息的局部目的地。圖6示出了當(dāng)節(jié)點Η接收到來自節(jié)點F的Hello 幀時生成的路由表22h。
[0090] 因此，通過傳送Hello巾貞的每個節(jié)點設(shè)備10，ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點設(shè)備10獲 取將幀發(fā)送至另一節(jié)點設(shè)備10的路由。因此，例如，形成如圖8所示的ad hoc網(wǎng)絡(luò)。
[0091] 路由信息的收集
[0092] 圖9是路由檢查幀5的格式的示例。假定路由檢查幀5的格式與數(shù)據(jù)幀的格式類 似。路由檢查幀5包括如圖9所示的ad hoc頭、安全頭、數(shù)據(jù)頭、數(shù)據(jù)負(fù)載以及簽名，并且 還適當(dāng)?shù)匕ㄌ畛浞?。路由信息包括在?shù)據(jù)負(fù)載中。
[0093] Ad hoc頭包括信息，例如局部目的地地址、局部發(fā)送源地址、類型和幀大小等。 Hello幀還包括ad hoc頭，并且通過類型值來識別數(shù)據(jù)幀和Hello幀。例如，在數(shù)據(jù)幀中， 將類型值設(shè)為1，并且在Hello幀中，將類型值設(shè)為0。
[0094] 數(shù)據(jù)頭包括全局目的地地址、全局發(fā)送源地址、幀標(biāo)識符(此后簡稱為"FID")、HTL (留存的跳的簡稱)、數(shù)據(jù)類型、發(fā)送信息以及跳數(shù)。
[0095] 幀標(biāo)識符是向每個ad hoc幀分配的標(biāo)識號。
[0096] HTL是表示數(shù)據(jù)幀的有效期的值。轉(zhuǎn)發(fā)單元16在向另一節(jié)點設(shè)備10轉(zhuǎn)發(fā)幀時將 HTL的值減1。
[0097] 數(shù)據(jù)類型包括路由標(biāo)記、加密標(biāo)記、數(shù)據(jù)類型信息和保留區(qū)域。
[0098] 路由標(biāo)記用于分配路由信息。當(dāng)節(jié)點設(shè)備10接收到具有值為1的路由標(biāo)記的幀 時，檢查幀生成單元31生成包括路由信息的路由檢查幀5。另一方面，當(dāng)節(jié)點設(shè)備10接收 到具有值為〇的路由標(biāo)記的幀時，檢查幀生成單元31不生成路由檢查幀5。
[0099] 將加密標(biāo)記設(shè)置在接收幀的節(jié)點設(shè)備10中，以通知是否已經(jīng)對負(fù)載進行加密。當(dāng) 加密標(biāo)記的值為〇時，沒有對負(fù)載進行加密。當(dāng)加密標(biāo)記的值為1時，已經(jīng)對負(fù)載進行加密。
[0100] 數(shù)據(jù)類型用于識別數(shù)據(jù)幀和路由檢查幀5。在以下描述中，值為0的數(shù)據(jù)類型表示 包括應(yīng)用的數(shù)據(jù)的幀，值為1的數(shù)據(jù)類型表示路由檢查幀5,并且值為2的數(shù)據(jù)類型表示IP (互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）數(shù)據(jù)。
[0101] 圖9也示出了包括在路由信息中的信息元素的示例。每一段路由信息記錄一個鏈 路的通信狀態(tài)。
[0102] 當(dāng)在鏈路中傳送路由檢查幀5時，路由信息中的媒體訪問控制（MAC)地址被記錄 了的節(jié)點設(shè)備10是作為局部目的地的節(jié)點設(shè)備10。路由信息還包括時間信息、接收的信號 強度指示(此后簡稱為"RSSI"，并且也稱作接收強度信息)、通信質(zhì)量評估以及發(fā)送結(jié)果。
[0103] 時間信息指的是向節(jié)點設(shè)備10發(fā)送路由檢查幀5的時間，該節(jié)點設(shè)備10的MAC 地址記錄在路由信息被記錄的鏈路中。選擇單元32從鏈路表21獲取與路由檢查幀5的局 部目的地相關(guān)聯(lián)的通信質(zhì)量評估和接收強度信息的值。
[0104] 圖10是檢查路由的方法的示例的說明圖。圖10示出了在圖1中示出的ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的一部分的放大視圖。以下說明是以下情況的示例。
[0105] ?節(jié)點A評估節(jié)點B的條件為定址于GW的幀的局部目的地中的最好目的地(也就 是說，LD1=節(jié)點B)
[0106] ?然而，由于無線電波的狀態(tài)的波動，節(jié)點A與節(jié)點B之間的鏈路狀態(tài)已經(jīng)變差。
[0107] 下面描述的程序的數(shù)目與圖10的數(shù)目相對應(yīng)。此外，假定在以下描述中，ad hoc 網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點設(shè)備10在規(guī)定時間間隔處向GW通知至GW的路由的狀態(tài)。
[0108] 按照如下進行程序P11。節(jié)點A的檢查幀生成單元31a確定生成路由檢查幀5,以 檢查從節(jié)點A至GW的路由的狀態(tài)。然后,檢查巾貞生成單元31a請求選擇單元32a發(fā)送與作 為路由檢查幀5的目的地的節(jié)點設(shè)備10有關(guān)的信息。
[0109] 按照如下進行程序P12。選擇單元32a參考路由表22a(參考圖6)。如果GW是路 由檢查表22a中的全局目的地，則LD1=節(jié)點B并且LD2=節(jié)點E。然后，選擇單元32a選擇 節(jié)點B作為路由檢查幀5的目的地。選擇單元32從鏈路表21a (參考圖5)中獲取同節(jié)點 B與節(jié)點A之間的鏈路有關(guān)的以下信息，并且將該信息輸出至檢查幀生成單元31a。
[0110]

【權(quán)利要求】
1. 一種節(jié)點設(shè)備，包括： 選擇單元，所述選擇單元從定址于目的節(jié)點設(shè)備的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選 中選擇檢查幀的目的地，所述檢查幀被用于檢查從向所述目的節(jié)點設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的源節(jié)點 設(shè)備至所述目的節(jié)點設(shè)備的路由的狀態(tài)； 發(fā)送單元，所述發(fā)送單元將第一檢查幀發(fā)送至被選作所述第一檢查幀的目的地的第一 節(jié)點設(shè)備； 判斷單元，所述判斷單元判斷所述第一檢查幀的發(fā)送是否已經(jīng)被成功執(zhí)行；以及 生成單元，所述生成單元在所述第一檢查幀的發(fā)送失敗時，生成存儲有與所述第一節(jié) 點設(shè)備的通信已經(jīng)失敗的信息的第二檢查幀，其中 所述發(fā)送單元將所述第二檢查幀發(fā)送至被選作所述第二檢查幀的目的地的第二節(jié)點 設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 所述生成單元將下面的內(nèi)容包括在所述第一檢查幀中：關(guān)于對所述第一節(jié)點設(shè)備的成 功發(fā)送的信息；以及作為與所述第一節(jié)點設(shè)備的鏈路的通信質(zhì)量的評估值的第一評估值， 以及 所述生成單元將下面的內(nèi)容包括在所述第二檢查幀中：所述第一評估值；關(guān)于對所述 第一節(jié)點設(shè)備的不成功發(fā)送的信息；作為與所述第二節(jié)點設(shè)備的鏈路的通信質(zhì)量的評估值 的第二評估值；以及關(guān)于對所述第二節(jié)點設(shè)備的成功發(fā)送的信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，還包括： 接收單元，所述接收單元接收來自相鄰節(jié)點設(shè)備的幀，其中 所述判斷單元在所接收的幀中識別作為要被檢查的路由的最終目的地處的節(jié)點設(shè)備 的最終目的節(jié)點，所述所接收的幀是由所述接收單元接收的所述檢查幀； 所述選擇單元從定址于所述最終目的節(jié)點的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選 擇第三檢查幀將要被發(fā)送到的第三節(jié)點設(shè)備； 所述生成單元生成包括如下信息的所述第三檢查幀：在所接收的幀中包括的路由信 息；以及在與所述第三節(jié)點設(shè)備有關(guān)的信息被包括在所述所接收的幀中的情況下關(guān)于直至 所述第三節(jié)點設(shè)備的鏈路的信息；以及 所述發(fā)送單元將所述第三檢查幀發(fā)送至所述第三節(jié)點設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，還包括： 接收單元，所述接收單元接收來自相鄰節(jié)點設(shè)備的幀，其中 所述判斷單元在所接收的幀中識別作為要被檢查的路由的最終目的地處的節(jié)點設(shè)備 的最終目的節(jié)點，所述所接收的幀是在所述接收單元中接收的所述檢查幀； 所述選擇單元從定址于所述最終目的節(jié)點的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選 擇第三檢查幀將要被發(fā)送到的第三節(jié)點設(shè)備； 判斷單元通過使用在所述所接收的幀中包括的路由信息的大小來判斷是否允許進行 如下幀的發(fā)送：關(guān)于與所述第三節(jié)點設(shè)備的鏈路的信息被添加至在所述所接收的幀中包括 的路由信息中的幀； 當(dāng)不允許發(fā)送關(guān)于與所述第三節(jié)點設(shè)備的鏈路的信息被添加的所述幀時，所述生成單 元生成如下幀作為所述第三檢查幀：包括在所述所接收的幀中包括的路由信息、以及禁止 對所述路由信息進行修改的禁止信息的幀；以及 所述發(fā)送單元將所述第三檢查幀發(fā)送至所述第三節(jié)點設(shè)備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，還包括： 轉(zhuǎn)發(fā)單元，所述轉(zhuǎn)發(fā)單元執(zhí)行用于將由所述接收單元接收的幀進行轉(zhuǎn)發(fā)的處理，其中 當(dāng)所述判斷單元判斷出所述第三檢查幀沒有被成功發(fā)送到所述第三節(jié)點設(shè)備時，所述 選擇單元從定址于所述最終目的節(jié)點的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選擇所述第 三檢查幀中的路由信息要被發(fā)送到的第四節(jié)點設(shè)備； 所述轉(zhuǎn)發(fā)單元執(zhí)行用于將所述第三檢查幀轉(zhuǎn)發(fā)至所述第四節(jié)點設(shè)備的處理；以及 所述發(fā)送單元將所述第三檢查幀發(fā)送至所述第四節(jié)點設(shè)備。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括： 接收單元，所述接收單元接收來自相鄰節(jié)點設(shè)備的幀，其中 所述生成單元 識別第三節(jié)點設(shè)備為已經(jīng)發(fā)送由所述接收單元接收的作為檢查幀的所接收的幀的相 鄰節(jié)點設(shè)備，以及 生成包括如下內(nèi)容的第三檢查幀：關(guān)于與所述第三節(jié)點設(shè)備的通信成功的信息、以及 與所述第三節(jié)點設(shè)備的鏈路的通信質(zhì)量的評估值； 所述選擇單元從定址于所述目的節(jié)點設(shè)備的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選 擇作為所述第三檢查幀的目的地的第四節(jié)點設(shè)備；以及 所述發(fā)送單元將所述第三檢查幀發(fā)送至所述第四節(jié)點設(shè)備。
7. -種由包括多個節(jié)點設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中的第一節(jié)點設(shè)備執(zhí)行的通信方法，包括： 從定址于最終目的節(jié)點的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選擇用于檢查路由的 第一檢查幀被發(fā)送到的第二節(jié)點設(shè)備，所述最終目的節(jié)點是要被檢查通信質(zhì)量的所述路由 的最終目的地處的節(jié)點設(shè)備； 當(dāng)所述第一檢查幀至所述第二節(jié)點設(shè)備的發(fā)送失敗時，生成存儲有在所述第一節(jié)點設(shè) 備與所述第二節(jié)點設(shè)備之間的通信中所述第一節(jié)點設(shè)備已經(jīng)故障的信息的第二檢查幀； 從所述候選中選擇所述第二檢查幀將要被發(fā)送到的第三節(jié)點設(shè)備；以及 通過將所述第二檢查幀發(fā)送至所述第三節(jié)點設(shè)備來通過所述第三節(jié)點設(shè)備向所述最 終目的節(jié)點通知：所述第一節(jié)點設(shè)備與所述第二節(jié)點設(shè)備之間的通信已經(jīng)失敗。
8. 一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括： 包括多個節(jié)點設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，其中 所述網(wǎng)絡(luò)中的第一節(jié)點設(shè)備 從定址于最終目的節(jié)點的幀將要被轉(zhuǎn)發(fā)到的節(jié)點設(shè)備的候選中選擇用于檢查路由的 第一檢查幀將要被發(fā)送到的第二節(jié)點設(shè)備，所述最終目的節(jié)點是要被檢查通信質(zhì)量的所述 路由的最終目的地處的節(jié)點設(shè)備； 當(dāng)對于所述第二節(jié)點設(shè)備所述第一檢查幀的發(fā)送失敗時，生成存儲有所述第一節(jié)點設(shè) 備與所述第二節(jié)點設(shè)備之間的通信已經(jīng)失敗的信息； 從所述候選中選擇所述第二檢查幀將要被發(fā)送到的第三節(jié)點設(shè)備；以及 通過將所述第二檢查幀發(fā)送至所述第三節(jié)點設(shè)備來通過所述第三節(jié)點設(shè)備向所述最 終目的節(jié)點通知：所述第一節(jié)點設(shè)備與所述第二節(jié)點設(shè)備之間的通信已經(jīng)失敗。
【文檔編號】H04W24/04GK104066108SQ201410083366
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月18日
【發(fā)明者】彌榮幸樹, 山津克彥, 東原雄二, 林正弘, 稻生裕一 申請人:富士通株式會社