與網絡連接的節點的位置信息管理方法

2023-09-22 16:09:50

專利名稱：：與網絡連接的節點的位置信息管理方法
技術領域：
：本發明涉及連接在使用無線通信的網絡上的節點的位置信息的技術。
背景技術：
：近年來，隨著無線通信技術的發展，辦公通信環境的無線化和公共場所的無線通信服務正在普及。在這些無線通信環境中，目的在於設置無線LAN的接入點，通過該接入點連接在既存的網絡上進行通信。另一方面，不需要接入點等通信設施，而是在節點(node)間構築網絡進行通信的所謂多跳網絡(Adhocnetworks)，關於它的爭論在標準化團體中很盛行。多跳網絡是由PDA(PortableDigitalAssistant可攜式數字助理)、攜帶電話、筆記本電腦等具有無線通信功能的各種節點形成的空間網絡。進行通信的節點之間，不僅可以在相互可以進行無線通信的領域內、即在輸送包(分組)的無線通信波可以到達的範圍內進行通信，即使是無線通信波不能直達的領域範圍，由其他節點對包進行中繼，也可以進行通信。多跳網絡中，為了對包進行中繼必須進行路徑信息的交換。對於多跳網絡，說明具有3個節點A、B、C的情況。節點A和節點B，使用無線通信功能可以相互直接通信，同樣，節點B和節點C可以直接通信。與此相反，設定節點A和節點C在無線通信波到達範圍之外不能相互直接通信。這種情況下，節點A和節點C為了相互通信，把需要節點B中繼的情況一定要通知給節點A及節點C，因此，節點B要定期地或者響應節點A和節點C的請求，把和節點A、節點C可以直接通信的情況通知給節點A及節點C。這樣，多跳網絡內部路徑信息被交換，可以和無線通信波到達範圍之外的節點進行通信。把定期進行上述路徑信息交換的網絡稱作先驗式(proactive)多跳網絡，在開始數據通信時首次交換路徑信息的網絡叫反應式(reactive)多跳網絡。在先驗式多跳網絡中，由於定期交換網絡的路徑信息，因此各節點預先保持對對方節點的路徑信息。在多跳網絡中，可以取得使用上述結構進行通信的節點之間的路徑信息，但不能掌握物理上的位置。但是，為了管理網絡的結構以及通信狀態，就要掌握節點的物理位置。如果能掌握節點的物理位置，例如知道了由於某節點的動作不良而導致網絡通信狀態異常時，執行處於該處所節點的恢復作業，就可以由此恢復網絡的通信狀態。作為過去的位置信息管理方法，有專利文獻1所記述的位置信息提供系統。這個系統是，由設在通路上的物理單元組成通路網路，而且通路網絡的節點及端點具備可以無線通信接入的通信單元，以此對旅行者提供信息的系統。比較具體地說，所記載的方法是，為了檢測旅行者的位置，把多個無線通信裝置設在某一區域，而設置的無線通信裝置發送無線通信波，旅行者所持有的信息通信終端進行響應，並檢測這個響應，由此確定終端的位置。專利文獻1(日本)特開2002-109679號公報在上述的過去技術中，有必要固定地設置發送無線通信波的多個無線通信裝置，而且，所能檢測到的位置範圍被限制在無線通信裝置固定設置的附近。在這種系統中，隨著用於取得位置信息範圍的擴大，必須固定配置更多的無線通信裝置，因此存在很耗成本的問題。
發明內容本發明利用多跳網絡，不必固定地設置無線通信裝置，就可以提供節點的位置信息。在本發明中圖示連接在多跳網絡的節點位置方法中，提供一種對於具有GPS(GlobalPositiongSystem全球定位系統)接收設備等位置檢測設備的節點和預先已確定位置的節點，利用該設備給予的位置信息進行圖示，而且對於不具備對自身節點的位置信息進行檢測的裝置的節點，也能圖示位置的方法。本發明，為了圖示不具備對自身節點的位置信息進行檢測的裝置的節點位置，提供利用連接在多跳網絡上的節點之間所交換的路徑信息的技術。路徑信息包括表示從某一節點到另一節點的邏輯距離的數值(稱作度量)。度量的一個例子是跳躍數，可以期望從某一節點到位於其附近的節點為止的跳躍數少，而到位於遠處的節點為止的跳躍數多。為此，可以由跳躍數推測不具備位置檢測設備的節點離開具備位置檢測設備的節點有多遠，可以如常圖示其位置。圖1是適用實施例位置信息管理方法的多跳網絡的結構圖；圖2是組成多跳網絡的PDA的硬體結構圖；圖3是表示由PDA上的路徑信息生成路由表400的圖；圖4是用於實施例位置信息管理方法的路徑信息發送流程圖；圖5是由實施例路徑信息發送過程發送的信息包600的格式；圖6是表示實施例位置信息顯示程序的處理流程的圖；圖7是表示由實施例路徑信息顯示程序發送的發送請求信息包(packet)800的格式；圖8是表示由實施例位置信息顯示程序在共享存儲器上製作的位置信息表900的圖；圖9是表示由實施例位置信息顯示程序在共享存儲器上製作的鏈路信息表1000的圖；圖10是由實施例位置信息顯示程序得出的畫面圖像圖；圖11是實施例位置信息顯示伺服器的硬體組成圖。標號說明201…PDA1，201W…連接在PDA1上的無線LAN設備，202…PDA2，202w…搭載在PDA2上的無線LAN設備，202g…連接在PDA2上的GPS接收設備，203…PDA3，203w…搭載在PDA3上的無線LAN設備，203b…搭載在PDA3上的近距離無線通信設備，204…PDA4，204w…搭載在PDA4上的無線LAN設備，204g…連接在PDA4上的GPS接收設備，205…PDA5，205b…搭載在PDA5上的近距離無線通信設備，205g…連接在PDA5上的GPS接收設備，210…位置信息顯示伺服器，210g…連接在位置信息顯示伺服器上的GPS接收設備，220…多個GPS衛星具體實施方式下面，根據圖示說明本發明的一實施例。圖1是作為本發明一實施例的多跳網絡組成例子的圖。圖1中，PDA1(201)、PDA2(202)、PDA3(203)、PDA4(204)、PDA5(205)具備無線通信設備，是參加多跳網絡的PDA等節點(以下稱PDA)。201w是連接於或者內置於PDA1(201)的無線LAN設備。同樣，202w、203w、204w是連接於或者內置於PDA2(202)、PDA3(203)、PDA4(204)的無線LAN設備。203b是連接於或者內置於PDA3(203)的近距離無線通信設備。同樣，205b是連接於或者內置於PDA5(205)的近距離無線通信設備。202g連接於或者內置於PDA2(202)，是接收來自GPS衛星的電波而取得地理位置信息的GPS接收設備。同樣，204g、205g分別是連接於或者內置於PDA4(204)、PDA5(205)的GPS接收設備。而且210是連接或者內置於無線LAN設備210w、GPS接收設備210g的位置信息顯示伺服器裝置(下面稱作位置信息顯示伺服器)。220表示發送GPS信號的多顆GPS衛星。這時，PDA1(201)可以使用無線LAN設備201w和PDA2(202)直接通信。同樣，設定PDA1(201)和PDA4(204)、PDA1(201)和位置信息顯示伺服器210、PDA2(202)和PDA2(202)和位置信息顯示伺服器210、PDA2(202)和位置信息顯示伺服器210、PDA3(203)和位置信息顯示伺服器210，可以分別使用無線LAN設備相互直接通信。設定PDA3(203)和PDA5(205)使用近距離無線通信設備可以直接通信。設定GPS接收設備202g、204g、205g、210g可以從多顆GPS衛星220接收確定地理位置的GPS信號。把PDA201～205的內部結構示於圖2。PDA201～205的內部有CPU301、存儲器302、無線通信設備303及304、顯示設備305，分別連接著總線等內部通信線(稱作總線)。無線通信設備303、304，表示無線LAN設備、GPS接收設備、近距離無線通信設備中的任意個，也可以是任意個中的一個設備。另外，位置信息顯示伺服器210的內部結構顯示在圖11上。在位置信息顯示伺服器的內部，有CPU1201、存儲器1202、無線通信設備1203及1204、視頻卡1205，它們分別由總線等內部通信線(稱作總線)連接。無線通信設備303、304表示無線LAN設備、GPS接收設備、近距離無線通信設備中的任意個，也可以是任意個中的一個設備。而且，視頻卡1205以無線或有線的方式與顯示器1206連接。下面敘述的有關各裝置的處理，通過由CPU執行存儲在各個裝置的存儲器上的程序，來分別在各自裝置上實現。各程序可以預先存儲在存儲器上，也可以根據需要，經由各裝置能利用的、可以裝卸的存儲媒體和網絡或者在網絡上傳播的載波，導入存儲器。圖1中，交換相互的路徑信息時，PDA1(201)上的存儲器所保持的路徑信息的一部分顯示在圖3。圖3是由路徑信息生成的路由表400。圖3中例示的是，為了從PDA1(201)與各節點進行通信而要通過的通信路徑。401是節點名稱，是要成為PDA1(201)的通信對象的節點標識符。這裡記載的是節點的IP位址或者由節點的IP位址和DNS(DomainNameSystem域名系統)得到的對應IP位址的節點名稱。402是網關，是表示為了和401上記載的節點通信，接著要對哪一節點發送信息包為好的網關。網關402也和401一樣記載節點的IP位址或者由節點的IP位址和DNS(DomainNameSystem域名系統)得到的對應IP位址的節點名稱。這個欄中沒有記載的記錄，在圖3中表示410、420、440可以直接通信。403是表示和401上所記載節點之間的邏輯距離的數值，也就是度量。本實施例中，例示的是度量以跳躍數表示的情況。404是表示為了和其401上記載的節點通信，而從哪個設備發送信息包為好的接口。這個欄裡，登錄著PDA1(201)所保持的任意無線通信設備的標識符。圖3中，410是PDA1(201)與位置信息顯示伺服器210通信用的路由項(routingentry)。這個路由項410中，作為節點標識符401登錄著位置信息顯示伺服器210，網關402沒有登錄，作為度量登錄著1，作為接口登錄著wlan0。這個wlan0是指PDA1(201)內部的無線LAN設備201w。而且，路由項420上，作為節點標識符401登錄著PDA2，網關402無，作為度量403登錄著1，作為接口404登錄著wlan0。路由項430上，作為節點標識符401登錄著PDA3，網關402登錄著PDA2，作為度量403登錄著2，作為接口404登錄著wlan0。路由項440上，作為節點標識符401登錄著PDA4，網關402無，作為度量403登錄著1，作為接口404登錄著wlan0。路由項450上，作為節點標識符401登錄著PDA5，網關402登錄著PDA2，作為度量403登錄著3，作為接口404登錄著wlan0。從圖3的路由表400可以知道，PDA1(201)對於位置信息顯示伺服器210、PDA2(202)、PDA4(204)可以直接通信，而對於PDA3(203)、PDA5(205)可以通過PDA2(202)進行通信。下面，利用路由表400，說明從可以直接通信的對象的信息來圖示位置信息的情況。圖4是本發明一實施例中的路徑信息發送處理流程圖。這個處理是，在有關圖1的PDA1(201)、PDA2(202)、PDA3(203)、PDA4(204)、PDA5(205)、位置信息顯示伺服器210的各節點上分別具體化，而一個個動作。本處理是在開始(501)之後，進行路徑信息的發送請求的接收等待(502)。一接收發送請求，就進行在自身節點保持的路徑信息讀入(503)。這時，讀入的路徑信息510，就是路由表400。或者也可以是多跳路由處理所生成的其他路徑信息。路由表400的讀入結束之後，進行發送信息選擇處理(504)。這裡，在位置信息顯示伺服器210中，進行為了圖示位置信息所必須的信息的取捨選擇。本實施例中，說明利用可以直接通信的終端信息(跳躍數是1)的信息圖示的情況。這時，從路由表400檢索作為網關402沒有登錄的記錄，也就是說對和該節點可以直接通信的節點的記錄進行檢索，選出路由項410、420、440。在跳躍數是1的終端基礎上，利用跳躍數不小於2的終端的信息進行圖示也可以。這時，還選出路由項430、450。其次，把選出的路由項發送至位置信息顯示伺服器210(505)。發送的信息顯示在圖5。而且，該節點具有自身的位置信息測定設備，在知道自身的位置信息時，把位置信息604作為數據發送。不具備位置信息測定設備的節點，不發送這個位置信息604。發送(504)路徑信息之後，進入發送請求接收等待(505)狀態，等待接收來自位置信息顯示伺服器210的發送請求。如果從位置信息顯示伺服器210取得發送請求，則再次返迴路徑信息讀入502，重複上述處理。圖5是上述步驟504中，被送到位置信息顯示伺服器210的信息包600的格式。開頭是IP/UDP頭601。然後是數據長度602。接收這個信息包600的位置信息伺服器210，從這個數據長度可以判斷含有多少後述的路由項。圖6是表示在位置信息顯示伺服器210中動作的程序的處理流程圖。這個程序裡，接收圖5所示的信息包，並具有描繪它的功能。本程序裡，響應來自用戶的啟動請求而開始(701)之後，向2個過程分支(分叉)(702)。一個是用於從各節點接收路徑信息的處理，另一個是用於對位置信息進行圖示的處理。在接收從節點來路徑信息的處理中，首先，對各節點發送路徑信息的發送請求(706)。成為發送發送請求的目的地的節點，是從自身的路由表400檢索加入多跳網絡的節點，符合條件的所有節點。這樣一來，對加入多跳網絡的所有節點，可以通知路徑信息的發送請求。發送請求的信息包格式800顯示在圖7。本信息包由IP/UDP頭801和路徑信息發送請求802組成。路徑信息發送請求802記載著該信息包是從位置信息顯示伺服器210發出的路徑信息的發送的請求。對其進行接收的節點，把圖5所示的信息包600發送至位置信息顯示伺服器210。位置信息顯示伺服器210在發送請求(706)之後，進行信息包的接收等待(707)，一直等到信息包600從各節點返回。接收之後，進行鏈路信息登錄和位置信息登錄(708)，該鏈路信息登錄將基於從各節點發送來的路由項的信息，登錄在圖9所示的鏈路信息表1000中，該位置信息登錄把基於圖5所示的位置信息的信息登錄在圖8所示的位置信息表900中。這些表的內容，寫入共享存儲器710。共享存儲器710可以從接收路徑信息的過程進行寫入，並且是可以從圖示位置信息的過程進行讀入的存儲器302上的區域。登錄鏈路信息之後，這個過程休眠(709)預先設定的時間。休眠時間的設定，作為本程序啟動時的自變量給出。在休眠預先設定的時間之後，本過程返回706，重複處理。圖示位置信息的過程和步驟706～709的過程並行動作。本過程中，首先，從共享存儲器710讀入鏈路信息和位置信息(703)。這裡，可以得到能檢測自己位置的節點的位置信息和各節點能直接通信的節點的信息。例如，作為有關圖1所示的網絡結構中的PDA2(202)信息，可以知道PDA2(202)的位置信息、以及PDA2(202)能與PDA1(201)、PDA3(203)、位置信息顯示伺服器210直接通信。而且，對於不能檢測自身位置的節點，雖然不能得到位置信息，但是能得到可以和哪個節點直接通信的信息。例如，作為圖1所示網絡結構中有關PDA1(201)的信息，雖然不能得到位置信息，但是可以知道可以和PDA2(202)、PDA4(204)、位置信息顯示伺服器210直接通信。以這些信息為基礎，進行描繪位置的計算(704)。在這個描繪位置的計算中，首次決定發送過位置信息的節點的描繪位置。圖8示出的是以從各節點收到的信息為基礎，在共享存儲器上製作的位置信息表900。這個位置信息表900登錄著節點標識符901及其位置信息902。記錄910登錄著位置信息顯示伺服器210的位置信息(X、Y)。同樣，記錄930、950、960上，作為PDA2(202)、PDA4(204)、PDA5(205)的位置信息，分別登錄著(X2、Y2)、(X4、Y4)、(X5、Y5)。而且，作為記錄920的節點標識符登錄著PDA1(201)，但由於PDA1(201)不能檢測自己的位置，因此，位置信息不能發送到位置信息顯示伺服器210上，位置信息902沒有登錄。同樣，記錄904也是由於PDA3(203)不能檢測自己的位置，因此位置信息902沒有登錄。在描繪位置的計算(704)中，從這些X軸的最大值Mx、最小值mx、Y軸的最大值My、最小值my計算描繪位置。例如，把位置信息清單上登錄了位置信息的所有節點，在畫面尺寸(Sx、Sy)，上下左右各留下20％的富餘而進行描繪時，位置信息(Gx、Gy)的描繪位置(Px、Py)如下Px＝×SxPy＝×Sy接著，以鏈路信息為基礎，決定沒有發送位置信息的節點的描繪位置。從圖8可知，由於PDA1(201)、PDA3(203)不持有位置信息，對這些進行描繪位置的計算。描繪位置的計算，例如遵從下面的規則。(1)設定隨機地決定描繪位置的初始值。(2)由於假定可以直接通信(也就是說跳躍數是1)的節點相互離得很近，因此，設定引力起作用，節點的描繪位置只是接近與距離成正比的值(3)設定所有的節點間斥力起作用，並按相互分離的方向移動，節點的描繪位置只是相互移動與距離成反比的值。終端之間引力作用而節點位置相互接近時，有時節點重疊而圖示難以看到。為了防止這種情況，引入了斥力的概念。以PDA1(201)的描繪計算為例說明。現在，設定PDA1(201)的描繪位置為(Px1、Py1)，設定PDA2(202)的描繪位置為(Px2、Py2)，用下式計算反作用的描繪位置的移動量(dxr、dyr)和引力引起的描繪位置的移動量(dxa、dya)。其中，R、A是任意正數，L是PDA1和PDA2的描繪位置的距離。dxr＝R(Px1-Px2)/L×Ldyr＝R(Py1-Py2)/L×L同樣進行與其他節點、即PDA3(203)、PDA4(204)、PDA5(205)、位置信息顯示伺服器(210)之間由反作用引起的移動量的計算。而且，計算引力時，首先，參照圖9所示的鏈路信息表1000決定可以直接通信的節點。圖9中，1001、1002是由鏈路信息信息登錄708寫入共享存儲器710的鏈路信息和接口。1010是表示PDA1(201)可以和PDA2(202)直接通信的記錄。1020是表示PDA1(201)可以和PDA4(204)直接通信的記錄。1030是表示PDA1(202)可以和PDA4(204)直接通信的記錄。記錄1010、1020、1030中記述了PDA1到各節點的直接通信通過wlan0進行的情況。由這些記錄可以知道，對PDA1(202)的由引力引起的移動量的計算，也可以對PDA2(202)、PDA4(204)位置信息顯示伺服器210進行。由引力引起的PDA1(201)的移動量的計算例子，對於與PDA2的直接通信進行計算時，以下式計算。dxa＝A(Px2-Px1)dya＝A(Py2-Py1)同樣進行與其他可以直接通信的節點、即PDA4、位置信息顯示伺服器210的由引力引起的移動量的計算。計算由引力引起的移動量時，根據記錄在路由表400中的接口信息404來變更係數A，由此可以進行更加接近現實位置的描繪。例如，接口是近距離無線通信時，近距離無線通信和無線LAN相比，無線通信的到達距離短，因此期待可以直接通信的節點和該節點的位置在現實中處於非常近的距離。為此，對於這種無線到達距離短的接口，增大係數A的值，對於無線到達距離長的接口，減小係數A的值，由此可以把位置信息顯示伺服器210的描繪調整為接近現實。而且，引力的計算如上所述，也可以使用跳躍數不小於2的終端間的信息。這種情況下，配合跳躍數來變更係數A而計算引力，在求描繪位置的移動量時把各跳躍數的終端間的引力合起來即可。把反作用引起的移動量和引力引起的移動量全部加起來當作PDA1(201)的描繪位置的移動量。移動量的統計為(dxsum、dysum))時，PDA1(201)的新的描繪位置(Pxlnew、Px2new)用下式表示。Pxlnew＝Px+dxsumPylnew＝Py+dysum以上的計算，對於其他不具有位置信息的節點也同樣適用。最後，根據求出的新的描繪位置，進行再描繪(705)，休眠(711)一定時間。之後，本過程再次返回鏈路信息及位置信息讀入(703)，重複後面的處理。位置信息顯示伺服器210的視頻卡1205，根據由上述處理得到的結果，把各節點的顯示位置顯示在顯示器1206上。圖10表示顯示畫面圖像1100。關於各節點，不僅示出其位置，還示出由與其他節點連接的線能否與該其他節點直接通信。本實施例中使用位置信息顯示方法，如PDA2(202)、PDA4(204)、PDA5(205)、位置信息顯示伺服器(210)那樣，對於具備GPS(GlobalPositioningSystem全球定位系統)等位置信息檢測設備的節點，在畫面圖像1100內，圖示基於1102、1104、1105、1110這些設備所給出位置信息的位置，對於不能檢測自己設備位置的節點PDA1(201)、PDA3(203)，使用多跳網絡的路徑信息，如1101、1103，就可以圖示現實中所處位置。而且，本實施例中，可以適用於先驗式多跳網絡、反應式多跳網絡中的任一個。發明效果依據本發明，在圖示連接於網絡上的節點位置的方法中，對於不能檢測自己設備位置的節點，也可以使用網絡路徑信息圖示位置。權利要求1.一種位置信息管理方法，用於對連接在網絡上的多個節點的位置進行管理，其特徵在於，利用用於使上述多個節點相互通信的網絡路由信息、及上述多個節點之中具備自身節點位置檢測裝置的節點的位置信息及/或預先已確定位置的節點的位置信息，來計算不具備自身節點位置檢測裝置的節點的位置信息。2.如權利要求1所述的位置信息管理方法，其特徵在於，利用具備自身節點位置檢測裝置的節點的位置信息、預先已確定位置的節點的位置信息、及上述計算的位置信息，來顯示上述多個節點的位置。3.如權利要求2所述的位置信息管理方法，其特徵在於，上述網絡路由信息包括上述多個節點各自與其他節點的邏輯距離信息，在求出不具備位置檢測裝置的節點的位置信息時，進行基於上述距離信息的計算。4.如權利要求3所述的位置信息管理方法，其特徵在於，上述邏輯距離信息是跳躍數。5.如權利要求3所述的位置信息管理方法，其特徵在於，在不具備上述位置檢測裝置的節點的位置信息的計算中，把該節點所具備的無線通信裝置能與其他節點直接通信的距離用作係數。6.如權利要求3所述的位置信息管理方法，其特徵在於，在上述節點的位置的顯示中，顯示連接可以直接通信的二個節點之間的線。7.一種多個節點通過網絡連接的網絡系統，其特徵在於，包括連接構成顯示伺服器，該連接構成顯示伺服器具有對上述多個節點的位置進行圖示的裝置，上述多個節點包括具備自身節點位置檢測裝置的節點及/或預先已確定位置的節點、及不具備自身節點位置檢測裝置的節點，上述連接構成顯示伺服器利用用於使上述多個節點相互通信的網絡路由信息、及具備上述位置檢測裝置的節點的位置信息及/或預先已確定位置的節點的位置信息，來計算不具備自身節點位置檢測裝置的節點的位置信息，利用上述計算求得的位置信息，顯示上述多個節點的位置。8.如權利要求7所述的網絡系統，其特徵在於，上述連接構成顯示伺服器在上述節點的位置的顯示中，顯示連接可以直接通信的二個節點之間的線。9.如權利要求8所述的網絡系統，其特徵在於，上述多個節點各自把自身節點所具備的網絡路由信息發送至上述連接構成顯示伺服器，上述連接構成伺服器接收上述多個節點的網絡路由信息。10.如權利要求9所述的網絡系統，其特徵在於，上述多個節點各自具備自身節點位置檢測裝置時，把位置信息發送至上述連接構成顯示伺服器，上述連接構成顯示伺服器接收上述網絡路由信息和上述位置信息。全文摘要提供與網絡連接的節點的位置信息管理方法。過去的位置信息提供系統中，要固定設置發送無線通信波的多個無線通信裝置，而且，有個問題就是可以檢測到位置的範圍限定在固定設置無線通信裝置的附近。圖示連接在多跳網絡的節點位置的方法中，提供一種對於具備GPS接收設備等位置檢測信息的節點，利用該設備給出的位置檢測信息進行圖示的同時，對於不具備自身節點的位置信息檢測裝置的節點，利用有關具備位置信息檢測裝置的節點的路徑信息，由此圖示位置的方法。文檔編號H04L29/12GK1574846SQ20041004592公開日2005年2月2日申請日期2004年5月25日優先權日2003年5月27日發明者長船辰昭,吉本章雄,松井進申請人:株式會社日立製作所