JPH1155313A - 無線基地局の経路指定方法 - Google Patents

無線基地局の経路指定方法

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JPH1155313A
JPH1155313A JP22121497A JP22121497A JPH1155313A JP H1155313 A JPH1155313 A JP H1155313A JP 22121497 A JP22121497 A JP 22121497A JP 22121497 A JP22121497 A JP 22121497A JP H1155313 A JPH1155313 A JP H1155313A
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JP
Japan
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base station
wireless base
wireless
delay time
route
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Withdrawn
Application number
JP22121497A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Ishiguro
隆之 石黒
Tomoyoshi Ono
友義 大野
Hitoshi Takanashi
斉 高梨
Toshinori Tanaka
利憲 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 経路の決定のための無線パケットを増加させ
ずに、最適な経路を決定することを目的とする。 【解決手段】 各無線基地局がデータを無線パケットに
よって次の無線基地局へ送信する時に、無線パケットを
受信してから次の無線基地局が無線パケットを正確に受
信できた時までの遅延時間を測定し、該遅延時間が上限
閾値を超えた場合、及び下限閾値を下回った場合に無線
基地局から通信目的の無線基地局までの全遅延時間を計
算して隣接した無線基地局に通知し、全遅延時間を受信
した無線基地局は、前に周辺の無線基地局から得た周辺
の無線基地局から通信目的の無線基地局への全遅延時間
の中から最も全遅延時間の小さい経路を選らび、通信目
的の無線基地局への経路として決定し、経路が変更され
たときには通信目的の無線基地局までの全遅延時間を隣
接した無線基地局へ通知し、通知を受けた無線基地局は
通知の内容を記憶しておく。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は図1に示すようなそ
れぞれの無線基地局間において双方向通信を行う無線ネ
ットワークにおいて、無線基地局が無線品質、トラヒッ
クの変動に対して通信目的の無線基地局に対してダイナ
ミック、自律分散的、かつ、効率的に経路を設定するこ
とを可能にする方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数の無線基地局が存在する無線ネット
ワークにおいてその無線基地局間で無線パケットの経路
を決定する方法として二つの方法がある。一つは各無線
基地局が送信相手の無線基地局への経路を経路情報表と
して記録し、その経路情報表に従って無線パケットを送
信する方法(“The DARPA Packet R
adio Network Protocols,”J
OHN JUBIN etc)である。個々の無線基地
局が持つ経路情報表を独立に同報的に送信することによ
って常に最適の経路を決定している。経路情報表には目
的の無線基地局へ無線パケットを送信するために次に送
信すべき無線基地局と中継数(ホップ数)が記されてお
り、ホップ数ができるだけ少なくなるように経路が決定
される。
【0003】図2はその方法を説明する図である。11
〜15は無線基地局、10は無線リンクを示す。無線基
地局11が無線基地局15に送信する時、ホップ数が最
も少なくなるように経路が決定されることから、経路と
して11−13−15が選ばれる。各無線基地局は全て
の無線基地局への経路を決定するための経路情報表を持
っており、経路情報表に基づいて無線パケットを送信す
る。無線基地局11の経路情報表は表1に示される。
【0004】
【表1】
【0005】経路情報表は先に決められた時間ごとに無
線パケットによって隣接した基地局に同報送信される。
経路情報表の同報送信によって各無線基地局の経路情報
表が更新され、最適な経路が決定される。
【0006】最適経路を決定するためのもう一つの方法
として、それぞれの無線基地局に他の無線基地局の地理
的情報を記録し、その地理的情報によって経路を決定す
る方法(米国特許4939726号)がある。この方法
では目的の無線基地局の緯度、経度といった地理的情報
によって経路を決定する。無線パケットを受信した無線
基地局は目的の無線基地局へ更に近くなるように無線パ
ケットを送信する。
【0007】図2の無線基地局の地理的情報は例えば座
標を用いて表2で表わすことができる。
【0008】
【表2】
【0009】無線基地局11が無線基地局15に無線パ
ケットを送信する場合、無線基地局11は無線基地局1
5の地理的情報を調べ、更に他の無線基地局の地理的情
報から次に無線基地局13へ無線パケットを送信すれば
よいことを判断する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法による経路
決定方法のうち、経路情報表に基づいて経路を決定する
前者の方法では無線基地局の数が大きくなるにしたがっ
て経路情報表の大きさも大きくなってしまい、更に、経
路情報の変更のために経路情報表が各無線基地局から同
報的に送信されてしまう。無線空間に経路の決定を行う
ための情報が無線パケットとして多く送信されることは
無線区間の利用効率の低下をまねき、トラヒック、遅延
時間特性の劣化となる。
【0011】また後者の無線基地局に地理的情報を記録
させる方法においては、新規に無線基地局を設営する場
合、撤去する場合、移動する場合等、無線基地局の位置
が変更されるごとに地理的情報の更新が必要であり、更
に目的の基地局の地理的情報を何らかの方法で知る必要
がある。
【0012】またどちらの方法もトラヒック、無線品質
の変動に対する柔軟性が小さく、トラヒック、無線品質
の変動に対して、遅延時間、スループットの劣化が大き
い。
【0013】本発明は以上の問題に鑑み、無線ネットワ
ークにおける無線パケットの送受信において、経路を決
定するために用いる無線パケットの数が増加することな
く、トラヒック、無線品質の変動に対して最適な経路の
決定を行うことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記の課
題は前記特許請求の範囲に記載した手段により解決され
る。
【0015】すなわち請求項1の発明は、各無線基地局
がデータを無線パケットによって次の無線基地局へ送信
する時に、無線パケットを受信してから次の無線基地局
が無線パケットを正確に受信できた時までの遅延時間を
測定し、遅延時間が予め決めた上限閾値を超えた場合、
及び予め決めた下限閾値を下回った場合に無線基地局か
ら通信目的の無線基地局までの全遅延時間を計算し、隣
接した無線基地局に全遅延時間を通知し、全遅延時間を
受信した無線基地局が、前に周辺の無線基地局から得た
通信目的の無線基地局への全遅延時間から最も全遅延時
間の小さい経路を選び、通信目的の無線基地局への経路
として決定し、経路が変更された時には通信目的の無線
基地局までの全遅延時間を隣接した無線基地局へ通知す
る経路決定方法である。
【0016】この発明は、無線リンク間の遅延時間を計
測し、計測した遅延時間及び隣接した無線基地局から得
られた通信目的の無線基地局までの遅延時間の和によっ
て経路を更新することが従来の方法とは異なる。
【0017】この差異によりトラヒック、無線品質の変
動に対して高速、かつ柔軟に経路の変更を行うことがで
き、無線ネットワーク全体の無線パケット伝送を効率よ
く行うことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】図3の実施例、図4のフローチャ
ートを参照して、発明の実施の形態を説明する。無線通
信ネットワークとしては図1のシステムとする。ユーザ
の無線パケットは無線基地局を中継されて有線網に接続
された無線基地局に到達し、そこから有線ネットワーク
に送られる。
【0019】無線基地局から有線網に接続された無線基
地局(有線基地局と呼ぶ)までの経路決定方法を説明す
る。図3において21、22は有線基地局(WJ:Wi
reless Junction)、23〜27は無線
基地局(WR:Wireless Router)、3
0は無線リンク、31は有線網である。
【0020】無線リンクには各方向に対して遅延時間が
決定される。遅延時間には無線基地局内の処理時間、無
線パケットの再送時間、伝搬時間が含まれる。各無線リ
ンクの遅延時間はWRが無線パケットを受信してから次
のWR、WJが無線パケットを正しく受信したことが確
認されるまでとする(図5)。ここで無線基地局または
有線基地局(基地局と呼ぶ)n1 から基地局n2 へ無線
パケットが到達するまでの遅延時間をΔ(n1 ,n2
とする。
【0021】まず各WRは初期条件としてその時点のト
ラヒック、無線品質等に対する、WJまでの遅延時間の
最も小さい経路を知っており、隣の基地局(隣接基地局
と呼ぶ)からWJまでの遅延時間[DWJ(n)とする、
nは隣接基地局]を得ているものとする。各WRは隣接
基地局表(NRT)を持っており、そこに遅延時間DWJ
(n)が記される。例えば各無線リンクの遅延時間が表
3で記されるものとする。
【0022】
【表3】
【0023】初期条件よりWR25のNRTは表4とな
る。
【0024】
【表4】
【0025】WR25はNRTよりDWJ(n)が最も小
さい経路を決定する。NRTよりWR25はWJに無線
パケットを送信するためにWR26へパケットを送出す
る。このときWR26をWR25の上位基地局(WRn
up)と名付ける。他のWRについても同様に考えると、
WJまでの遅延時間が最も小さくなるような経路として
24−25−26−22、27−22、23−21の3
つの経路上で無線パケットの送受信が行われる。
【0026】ところで各WRは無線パケットを送信する
度に隣接基地局との遅延時間を測定する(S1−1)。
WR25はWJへ無線パケットを送信する度に上位基地
局であるWR26との遅延時間Δ(25、26)を測定
する。WR25は測定したΔ(25、26)にNRTに
記してあるDWJ(26)を加え、その値が先に決めた値
を上限閾値(δup(25))を超えた場合、または先に
決めた下限閾値(δdo wn(25))を下回った場合に隣
接基地局に対してΔ(25、26)+DWJ(26)を通
知する(S1−2)。ここでWR25の持つ上限閾値δ
up(25)が3であるとし、トラヒックの増加、無線品
質の劣化等によってΔ(25、26)が表3の1から3
に上昇したとする。このとき測定したΔ(25、26)
とNRTに記されているDWJ(26)の和Δ(25、2
6)+DWJ(26)が2から4になり、δup(25)=
3を超えたことからΔ(25、26)+DWJ(26)を
上位基地局であるWR26を除いたWR24、WR27
に通知する(S1−3)。
【0027】WR25からΔ(25、26)+DWJ(2
6)を通知されたWR24はΔ(25、26)+D
WJ(26)=DWJ(25)をWR24のNRTに記す
(S1−5)。このときのWR24のNRTを表5に示
す。
【0028】
【表5】
【0029】次にNRTから最もDWJの小さい隣接基地
局を新しい上位基地局(n’up)とする(S1−6)。
表5より上位基地局はn’up=23となる。WR24の
上位基地局は表3よりもともとWR25であり、この更
新によってWR23に変更されたことから(S1−
7)、WR24はΔ(24、23)を測定し、新しい上
位基地局であるWR23以外の隣接基地局であるWR2
5へΔ(24、23)+DWJ(23)を通知する(S1
−8)。
【0030】WR27もWR24と同様にWR25から
の通知より経路の更新を行う。
【0031】以上の方法により各WRはWJまでの遅延
時間が最も小さい経路に更新することができる。
【0032】図6はサービスエリア内の均一なトラヒッ
クが不均一なトラヒックに変化した場合の遅延時間−ス
ループット特性である。システムモデル及びトラヒック
モデルを図7に、シミュレーションの諸条件を表6に示
す。
【0033】
【表6】
【0034】従来方法では中継基地局の数、地理的距離
によって最短経路が決定される。本計算機シミュレーシ
ョンで評価したシステムモデルは格子状になっているた
め、従来方法によって決定される経路はトラヒックの分
布、無線品質の変動にかかわらず、一意に固定され、最
も中継数が少ない経路である。この図に見られるが如
く、本発明によってトラヒックが不均一な状態において
無線パケットのスロット長さで規格化された平均遅延時
間600を満たすスループットを0.1改善することが
できる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の方法に比して、無線リンク間の遅延時間を計測
し、計測した遅延時間及び隣接した無線基地局から得ら
れた有線基地局までの遅延時間の和によって経路を更新
することによりトラヒック、無線品質の変動に対して高
速、かつ柔軟に経路の変更を行うことができ、遅延時
間、スループットを大幅に改善ができる利点がある。
【0036】また隣接基地局から得られた有線基地局ま
での遅延時間のみで決定することから経路決定のための
計算量を少なくすることができ、更に経路情報の同報送
信を行わないことから経路制御のために無線空間の利用
効率が劣化しないといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の利用形態を示す図である。
【図2】従来方法を説明するための図である。
【図3】実施例を説明するための図である。
【図4】無線基地局の経路決定フローを示す図である。
【図5】遅延時間の定義を説明するための図である。
【図6】遅延時間−スループット特性のシミュレーショ
ン結果を示す図である。
【図7】シミュレーションの評価システムを示す図であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 田中 利憲 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の無線基地局を有し、無線基地局間
    で無線パケットによってデータの送受信が行われる無線
    ネットワークで、無線基地局間で送受信される無線パケ
    ットを中継するための経路を決定する方法において、 各無線基地局がデータを無線パケットによって次の無線
    基地局へ送信する時に、無線パケットを受信してから次
    の無線基地局が無線パケットを正確に受信できた時まで
    の遅延時間を測定し、 該遅延時間が予め決めた上限閾値を超えた場合、及び予
    め決めた下限閾値を下回った場合に無線基地局から通信
    目的の無線基地局までの全遅延時間を計算して隣接した
    無線基地局に通知し、 全遅延時間を受信した無線基地局は、前に周辺の無線基
    地局から得た周辺の無線基地局から通信目的の無線基地
    局への全遅延時間の中から最も全遅延時間の小さい経路
    を選び、通信目的の無線基地局への経路として決定し、 経路が変更されたときには通信目的の無線基地局までの
    全遅延時間を隣接した無線基地局へ通知し、 通知を受けた無線基地局は通知の内容を記憶しておくこ
    とを特徴とする、無線基地局の経路指定方法。
JP22121497A 1997-08-04 1997-08-04 無線基地局の経路指定方法 Withdrawn JPH1155313A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005015856A1 (ja) * 2003-08-08 2005-02-17 Sony Corporation 通信システム、通信方法、通信端末装置及びその制御方法並びにプログラム
JP2010063068A (ja) * 2008-09-08 2010-03-18 Advanced Telecommunication Research Institute International 無線装置およびそれを備えた無線ネットワーク

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