專利名稱：移動自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，特別涉及到利用了OLSR的通信系統(tǒng)中固定終端和移動終端的最佳通信路徑選擇方法。
背景技術(shù)：
對于由IETF研究的Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)來說，如非專利文獻(xiàn)1所示，各終端在終端間定期交換包含可直接通信終端列表的Hello消息。利用該Hello消息，取得外圍終端的信息，來構(gòu)建自組織網(wǎng)絡(luò)。
非專利文獻(xiàn)1 RFC3626，Optimized Link State Routing Protocol(OLSR)，October，2003在OLSR中，各終端根據(jù)Hello消息的信息，制作到外圍終端的通信路徑。另外，在一定時(shí)間(超時(shí)時(shí)間)不能接收來自作為可直接通信之終端的Hello消息時(shí)，判斷出不能和該終端進(jìn)行直接通信，并變更通信路徑。因此，其狀態(tài)為，在固定終端和移動終端的通信過程中，當(dāng)移動終端向固定終端的通信區(qū)域外進(jìn)行移動時(shí)，從出了通信區(qū)域到超時(shí)的期間，即使存在對固定終端和移動終端的通信進(jìn)行中繼的終端，也不能進(jìn)行通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在利用OLSR的固定終端和移動終端的通信過程中避免從直接通信向雙跳通信切換時(shí)發(fā)生的通信中斷之方法。
為了達(dá)到上述目的，各終端取得位置信息和速度信息，向外圍終端進(jìn)行通告。固定終端和自身的通信區(qū)域進(jìn)行比較，按照移動終端的位置·速度信息事先檢測出向通信區(qū)域外移動的狀況，向經(jīng)由中繼終端的雙跳通信進(jìn)行切換。
根據(jù)本發(fā)明，在移動終端和固定終端的通信過程中，當(dāng)移動終端從固定終端的通信區(qū)域向外移動時(shí)，不用中斷通信就能夠從直接通信向雙跳通信進(jìn)行切換。


圖1是使用本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)概念圖。
圖2是表示本發(fā)明中使用的基站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3是表示本發(fā)明中使用的終端內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是說明鄰近終端列表結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖5是說明OLSR消息處理的流程圖。
圖6是說明通信路徑制作處理的流程圖。
圖7是說明實(shí)施本發(fā)明后的狀態(tài)的順序圖。
圖8是附加位置·速度信息后的Hello消息的格式圖。
圖9是說明Hello消息接收歷史記錄結(jié)構(gòu)的概念圖。
圖10是說明Hello消息接收歷史記錄制作時(shí)的處理的流程圖。
圖11是說明電波地圖制作時(shí)的處理的流程圖。
圖12是說明分割成放射狀網(wǎng)格后的電波圖的概念圖。
具體實(shí)施例方式
下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明安裝的自組織通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。圖1所示的系統(tǒng)由基站101及可移動終端102、103構(gòu)成。基站101及終端102、103利用OLSR相互進(jìn)行連接。圖1是基站101和終端102進(jìn)行雙向通信的示例。終端102在基站101的可通信區(qū)域105內(nèi)時(shí)，進(jìn)行直接通信111，若終端102向可通信區(qū)域105外進(jìn)行了移動，則向經(jīng)由終端103的雙跳通信112進(jìn)行切換。
圖2(a)是基站101的結(jié)構(gòu)例。CPU(Central Processing Unit)201實(shí)際執(zhí)行各種應(yīng)用程序和OS(Operating System)。在存儲器202中，存儲著CPU的執(zhí)行中使用的程序和各種應(yīng)用程序。CPU201和存儲器202通過總線203進(jìn)行連接。接口部204、205、206接受線路207、208、209，進(jìn)行和其他設(shè)備之間的通信。接口部204、205、206將從CPU201或存儲器202所供應(yīng)的數(shù)據(jù)向外部設(shè)備輸出，或者將從外部設(shè)備所供應(yīng)的數(shù)據(jù)向CPU201、存儲器202進(jìn)行供應(yīng)。GPS(GlobalPositioning System)210是一種利用從GPS衛(wèi)星發(fā)送的信息來計(jì)算接收者當(dāng)前位置的緯度·經(jīng)度的系統(tǒng)。GPS將通過計(jì)算所求出的當(dāng)前位置的位置信息對線路209進(jìn)行輸出?；?01因?yàn)槭枪潭ńK端，所以可以利用由手工等進(jìn)行位置輸入，而省去GPS210。
圖2(b)表示基站101的功能框。存儲器202除了基本OS處理212之外，還有自組織路由選擇處理211?；綩S處理212具有進(jìn)行IP信息包收發(fā)的信息包收發(fā)處理230。
自組織路由選擇處理211具有OLSR消息處理227，進(jìn)行Hello消息等OLSR消息的處理；通信路徑制作處理226，根據(jù)由OLSR消息得到的信息來制作通信路徑；通信區(qū)域信息管理處理225，掌握基站101可通信的區(qū)域。
OLSR消息處理227對Hello消息、TC消息、MID消息及HNA消息等OLSR消息進(jìn)行處理。
將OLSR消息處理227中的處理結(jié)果，在鄰近終端列表224和拓?fù)湫畔?23中進(jìn)行管理。將由Hello消息得到的外圍終端信息在鄰近終端列表224進(jìn)行管理，并將從TC消息等得到的信息在拓?fù)湫畔?23中進(jìn)行管理。
電波圖222表明可到達(dá)電波和本終端可直接通信的區(qū)域，Hello消息接收歷史記錄221保持從移動終端所接收到的Hello消息的信息等。
圖3(a)是終端102、103的結(jié)構(gòu)例。除了基站101的結(jié)構(gòu)之外，還具有車速傳感器316。另外，也可以替換GPS314，而從汽車導(dǎo)航裝置315等輸入位置信息。圖3(b)表示終端102、103的功能框。和基站相同，具有基本OS處理322和自組織路由選擇處理321。因?yàn)槠淝疤釣檫M(jìn)行移動，所以成為省去了通信區(qū)域信息管理處理225、Hello消息接收歷史記錄221及電波圖222的結(jié)構(gòu)。
圖4(a)表示鄰近終端列表的一例。包含鄰近終端地址401，表示電波直接到達(dá)的終端的地址；連接狀態(tài)402，表示和自身終端之間的連接關(guān)系；有效期間403，表示連接狀態(tài)為有效的時(shí)間；Willingness404，是終端通過Hello消息進(jìn)行通告的；選擇優(yōu)先級405，表示路徑制作時(shí)的優(yōu)先級；雙跳終端列表406，表示鄰近終端連接的終端信息。圖4(b)表示雙跳終端列表406的一例。雙跳終端列表406包含鄰近終端連接的雙跳終端地址410和表示鄰近終端與雙跳終端連接狀態(tài)的連接狀態(tài)411。另外，連接關(guān)系402和Willingness404的詳細(xì)情況和非專利文獻(xiàn)1所述的相同。
圖5表示OLSR消息處理229接收到Hello消息時(shí)的處理流程。若接收到Hello消息(步驟501)，則檢索在鄰近終端列表的鄰近終端地址中是否包含Hello消息的發(fā)送地址(步驟502)，不包含時(shí)，添加使發(fā)送地址為鄰近終端地址的項(xiàng)目(步驟503)。接著，確認(rèn)在Hello消息內(nèi)是否包含位置·速度信息(步驟504)，未包含時(shí)，和通常的OLSR終端相同，更新鄰近終端列表(步驟509)。若包含位置·速度信息，則按照從Hello消息得到的位置·速度信息和自身終端的電波圖，計(jì)算終端的區(qū)域滯留時(shí)間(步驟505)。在區(qū)域滯留時(shí)間大于閾值時(shí)，根據(jù)區(qū)域滯留時(shí)間來設(shè)定鄰近終端列表的有效時(shí)間(步驟508)，更新鄰近終端列表(步驟509)。在終端的區(qū)域滯留時(shí)間小于閾值時(shí)，將鄰近終端列表224的選擇優(yōu)先級405設(shè)為“低”(步驟507)，根據(jù)區(qū)域滯留時(shí)間來設(shè)定鄰近終端列表的有效時(shí)間(步驟508)，更新鄰近終端列表(步驟509)。
通信路徑制作處理226是以鄰近終端列表224及拓?fù)湫畔?23的變更為時(shí)機(jī)來執(zhí)行的。
圖6表示通過通信路徑制作處理226由鄰近終端列表制作通信路徑的處理流程。首先，根據(jù)鄰近終端列表制作將連接狀態(tài)為SYM或MPR的要件抽取后的鄰近終端列表1(步驟601)，并根據(jù)鄰近終端列表1制作將選擇優(yōu)先級為“低”的要件去除后的鄰近終端列表2(步驟602)。將鄰近終端列表2的鄰近終端作為直接通信添加于通信路徑表中(步驟603)，利用鄰近終端列表2的雙跳終端列表中的地址，將通信路徑表中未登錄的終端，登錄于通信路徑表中(步驟604)。此時(shí)，在雙跳終端列表中登錄包含該地址的鄰近終端地址，來作為下一跳地址。接著，從鄰近終端列表1制作由選擇優(yōu)先級“低”的要件構(gòu)成的鄰近終端列表3(步驟605)。利用鄰近終端列表3的鄰近終端地址，將通信路徑表中未登錄的終端，作為直接通信登錄于通信路徑表中(步驟606)。利用鄰近終端列表3的雙跳終端列表中的地址，將通信路徑表中未登錄的終端，登錄于通信路徑表中(步驟607)。此時(shí)，下一跳地址表中登錄通向雙跳終端列表中包含相應(yīng)地址的鄰近終端的通信路徑的下一跳地址。在到鄰近終端的通信路徑為直接通信時(shí)，下一跳地址為鄰近終端地址。
圖7表示終端102向基站101的通信區(qū)域外移動時(shí)的通信順序。終端102和基站進(jìn)行Hello消息的交換，實(shí)行直接通信。在基站101中，按照終端102的位置·速度信息來計(jì)算駐留時(shí)間，若比閾值更小，則向經(jīng)由終端103的通信進(jìn)行切換。另外，基站101還同時(shí)對終端102發(fā)出通信路徑切換的指令。從基站向終端102的通信可以在判斷出駐留時(shí)間小于閾值時(shí)，立刻向經(jīng)由終端103的通信進(jìn)行切換。另外，從終端102向基站101的通信在接收到來自基站的通知或者檢測到來自基站101的通信正在經(jīng)由終端103時(shí)，進(jìn)行切換。從基站101向終端102的通信路徑切換指令可以通過從Hello消息的鄰近終端列表刪除終端102的地址并進(jìn)行發(fā)送來通知。
圖8表示包含位置·速度信息在內(nèi)的Hello消息一例。設(shè)立表示在標(biāo)記中包含位置·速度信息的L位。
下面，對于基站101的通信區(qū)域信息管理處理225進(jìn)行說明。通信區(qū)域信息管理處理225用來制作電波圖222。為了制作電波圖222，要保持Hello信息包接收歷史記錄221。
圖9表示Hello消息接收歷史記錄221的一例。Hello消息接收歷史記錄221包含接收可否901、時(shí)刻902及發(fā)送位置903。
圖10表示Hello消息接收歷史記錄的制作處理流程。若接收到Hello消息(步驟1001)，則確認(rèn)在Hello消息中包含有位置·速度信息(步驟1002)。在未包含位置·速度信息時(shí)，結(jié)束處理。在包含位置·速度信息時(shí)，將所附加的位置和接收時(shí)刻記錄到Hello消息接收歷史記錄221中(步驟1003)，根據(jù)速度信息預(yù)測該終端下次發(fā)送Hello消息的位置，并加以保持(步驟1004)。若在一定期間從該終端接收到下一Hello消息(步驟1005)，則從步驟1001開始再次進(jìn)行處理。若在一定期間內(nèi)沒有從該終端接收到下一Hello消息(步驟1005)，則將所保持的預(yù)測位置和當(dāng)前時(shí)刻作為不能接收記錄到Hello消息接收歷史記錄221中(步驟1006)。
圖11表示電波圖222的制作處理流程。將以基站101為中心的圖分割成若干區(qū)域(步驟1101)，對各區(qū)域中包含的Hello消息接收歷史記錄221的項(xiàng)目數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，求取每個區(qū)域不能通信的比例(步驟1102)。將不能通信的比例小于閾值的區(qū)域設(shè)為可通信區(qū)域(步驟1103)。電波圖的制作有兩種方法，一是在基站設(shè)置之后只進(jìn)行一次制作處理的方法，二是定期進(jìn)行更新的方法。
圖12表示電波圖222的一例。作為電波圖222的區(qū)域分割方法，要分割為放射狀的網(wǎng)格。若發(fā)現(xiàn)了1個不能通信區(qū)域，則從該區(qū)域沿著放射狀網(wǎng)格遠(yuǎn)離的區(qū)域?yàn)椴荒芡ㄐ艆^(qū)域。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可以利用于給移動終端提供通信環(huán)境的服務(wù)構(gòu)建中。特別是，在例如面向汽車的通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等移動頻率和終端數(shù)較多的系統(tǒng)中，是有效的。
符號說明101…基站，102…終端1，103…終端2，105…基站通信區(qū)域，111…基站和終端1之間的直接通信，112…，113…，201…CPU，202…存儲器，203…總線，204…接口，205…接口，206…接口，207…線路，208…線路，209…線路，210…GPS，211…自組織路由選擇處理，212…基本OS處理，221…Hello消息接收歷史記錄，222…電波圖，223…拓?fù)湫畔ⅲ?24…鄰近終端列表，225…通信區(qū)域信息管理處理，226…通信路徑制作處理，227…OLSR消息處理，228…信息包收發(fā)處理，301…CPU，302…存儲器，303…總線，304…接口，305…接口，306…接口，307…接口，308…接口，309…線路，310…線路，311…線路，312…線路，313…線路，314…GPS，315…汽車導(dǎo)航裝置，316…車速傳感器，321…自組織路由選擇處理，322…基本OS處理，331…拓?fù)湫畔ⅲ?32…鄰近終端列表，333…通信路徑制作處理，334…OLSR消息處理，335…信息包收發(fā)處理，401…鄰近終端地址，402…連接狀態(tài)，403…有效期間，404…Willingness，405…選擇優(yōu)先級，406…雙跳終端列表，410…雙跳終端地址，441…連接狀態(tài)，801…鄰近終端信息，802…位置·速度信息，901…接收可否，902…時(shí)刻，903…發(fā)送位置。
權(quán)利要求
1.一種自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過自組織式的無線通信進(jìn)行雙向通信，其特征為通信終端具有自身的通信區(qū)域信息的管理機(jī)構(gòu)，按照從其他通信終端定期發(fā)送的位置·速度信息來檢測向本終端通信區(qū)域外的移動，預(yù)先變更為經(jīng)由存在于本終端的通信區(qū)域內(nèi)的第三終端的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征為若檢測出通信對方終端向自身的通信區(qū)域外移動，則利用Hello消息，對通信對方終端通知通信路徑的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征為上述通信區(qū)域信息管理機(jī)構(gòu)收集從終端發(fā)送的位置信息，制作以某個時(shí)間內(nèi)蓄積了一定數(shù)量的區(qū)域作為可通信區(qū)域的圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征為從某個終端接收包含位置·速度信息的Hello消息之后，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有從同一終端接收到Hello消息時(shí)，按照原來的Hello消息中記述的位置·速度信息來預(yù)測移動目的地，將預(yù)測地點(diǎn)作為通信不穩(wěn)定的區(qū)域，登錄于圖上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征為通過將通信區(qū)域的圖設(shè)為放射狀的網(wǎng)格圖，從發(fā)現(xiàn)1個通信不穩(wěn)定區(qū)域時(shí)，將沿著放射狀網(wǎng)格遠(yuǎn)離該區(qū)域的區(qū)域設(shè)為通信不穩(wěn)定區(qū)域，來制作圖。
全文摘要
提供一種在利用OLSR的固定終端和移動終端的通信過程中避免從直接通信向雙跳通信切換時(shí)發(fā)生的通信中斷之方法。在利用OLSR的自組織通信過程中，當(dāng)移動終端向固定終端的通信區(qū)域外進(jìn)行移動時(shí)，從出了通信區(qū)域到超時(shí)的期間，即使存在對固定終端和移動終端的通信進(jìn)行中繼的終端，也不能進(jìn)行通信。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)通信，在沒有通信中斷的狀況下從直接通信向雙跳通信進(jìn)行切換。各終端取得位置信息和速度信息，并不斷向外圍終端進(jìn)行通告。固定終端和自身的通信區(qū)域進(jìn)行比較，按照移動終端的位置·速度信息來檢測出向通信區(qū)域外移動的狀況，預(yù)先向經(jīng)由中繼終端的雙跳通信進(jìn)行切換。
文檔編號H04L12/56GK1929384SQ20061010598
公開日2007年3月14日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者正村雄介, 山本淳二, 吉澤聰 申請人:株式會社日立制作所