JP2000092061A - 無線通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信ネットワークに於て、故障等の原因
によりネットワークから切り離された無線端末を検出す
ることを課題とする。 【解決手段】 各無線端末は、ネットワーク内の他の無
線端末へのデータ送信時に行われる最小の通信回数をシ
ステム構成情報として、保持管理している。各無線端末
は自己が管理しているシステム構成情報内の通信回数が
飛び数となっているかをチェックし、飛び数となってい
る無線端末をシステム構成情報から削除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の機器が無線
通信によってデータの送受を行う無線通信ネットワーク
技術に関し、更に詳しくは、システム内の全ての無線端
末から切り離された状態となった無線端末の検出に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一定エリア内に複数の通信端末を設置
し、各通信端末間を無線通信によって接続して構成され
る無線通信ネットワークシステムでは、無線端末が直接
通信可能な距離は一般的に有限であり、各無線端末はシ
ステムを構成する全ての無線端末とは直接通信すること
はできない。しかし、無線端末はシステム内の他の無線
端末の中の何れかとは直接通信することが可能なので、
着信先とは直接通信を行うことが出来なくても、無線端
末間で通信を中継し複数の無線端末を経由することによ
って、システムを構成する全ての無線端末間での通信を
可能としている。

【０００３】従来、このような構成を持つ無線通信ネッ
トワークシステムにおいてパケット通信を行う場合は、
各無線端末間に一度設定された通信路は変更されること
なく常に固定されていた。そのため、これらの通信路に
は相当のマージンを持った良好な品質を確保しておく必
要がある。しかし、無線通信路は設置する周囲の環境の
影響を受けやすいので、無線端末の物理的な位置情報に
よって想定する各無線端末間の通信路の品質が良好であ
るとは限らなかった。また固定通信路は相当のマージン
を持った良好な品質を確保しておく必要があるので、通
信路はかなり短い距離でシステム設計されていた。更に
は、システムが設置された周囲の環境は、設置後に次第
に変化していく場合が多く、設置時点で設定した通信路
が後に消滅したり、新たな通信路の可能性が生じること
があった。

【０００４】これらの問題点を解消するために、その時
々の通信品質に応じて通信路を設定し、また中継ルート
を自動的に選択することを可能とするネットワークシス
テムとして特願平１０−１８５８６６号の「無線通信ネ
ットワーク」が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した無線
通信ネットワークには以下の様な問題点が有る。特定の
エリア内に分散配置されたシステム内のある無線端末
が、例えば不用となるなどの理由で撤去された場合、あ
るいは故障等の原因により動作不能となった場合等、ネ
ットワーク内の他の全ての無線端末がその無線端末と通
信を行うことが出来なくなった場合には、その無線端末
に隣接し、直接通信を行っていた無線端末がその無線端
末との間に設定されていた通信路を使用不可として設定
を解除し、ネットワークから欠落する。

【０００６】例えば図５（ａ）の様なトポロジーのネッ
トワーク構成において、図５（ｂ）の様に、無線端末Ｊ
が故障等の原因により隣接した全ての無線端末（図５で
は無線端末Ｇ及びＩ）から切り離され、ネットワークか
ら欠落した場合を考える。

【０００７】各無線端末では、ネットワーク上の無線端
末に対するシステム構成情報を、隣接する無線端末から
一定周期毎に受信するシステム構成情報を元に作成す
る。その際、無線端末Ｊと隣接していた無線端末Ｇと無
線端末Ｉは、それぞれ独自のタイミングでシステム構成
情報を隣接した無線端末に通知する。その為、無線端末
ＧとＩは、無線端末Ｊが自己以外の端末とも通信路が切
断され、ネットワークから欠落していることを検知でき
ない。よって無線端末Ｇ及びＩは、無線端末Ｊとは直接
通信を行うことが出来なくてもお互いを経由してネット
ワークに接続されていると認識してしまう。

【０００８】図６は、その状態を示した図で、図６
（ａ）は無線端末Ｇからの、同図（ｂ）は無線端末Ｉか
ら見た図である。無線端末Ｇは、無線端末Ｊと直接通信
を行うことが出来なくなっても、自己が管理しているシ
ステム構成情報から、図５（ａ）の様に無線端末Ｉを介
することにより無線端末Ｊとは通信可能だと判断し、そ
れに基づいたシステム構成情報を隣接無線端末Ｉ（及び
Ｅ）に送信する。同様に無線端末Ｉでは、無線端末Ｊと
の通信は図６（ｂ）の様に無線端末Ｇを介して可能だと
判断し、それに基づいたシステム構成情報を隣接無線端
末Ｇ（及びＦ、Ｈ）に送信する。

【０００９】各無線端末毎の独自のタイミングでシステ
ム構成情報は隣接する無線端末に送信されるため、この
システム構成情報のやり取りが無線端末ＧとＩとの間で
繰り返されると、無線端末Ｇ及びＩが管理しているシス
テム構成情報内で、無線端末Ｆは中継回数を増やしなが
ら徐々に遠ざかっていくのみで、ネットワークから切り
離されているものとは扱われない。

【００１０】この為。ネットワーク内の各無線端末は、
この切り離された無線端末がネットワークから欠落した
のか、それとも単に直接通信できない位置に移動したの
かを判別することができない。

【００１１】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
で、ネットワーク上の他の全ての無線端末から切り離さ
れた無線端末を判別し、欠落した無線端末としてネット
ワークから削除可能な無線通信ネットワークシステムを
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による無線通信ネ
ットワークシステムは、無線データ通信を行なう複数の
無線端末によって構成され、上記無線端末のいずれも直
接又は他の１以上の無線端末を介することで他の全ての
無線端末と通信可能であることを前提としている。

【００１３】この無線通信ネットワークシステムを構成
する無線端末は、それぞれシステム構成情報記憶手段及
び判定手段を備える。システム構成情報記憶手段は、自
らの送出するデータが着信先の無線端末に着信するまで
に要する最小の通信回数と該着信先の無線端末との関係
を示すシステム構成情報記憶する。

【００１４】判定手段は、上記システム構成情報に基づ
いて、システムを構成する他の無線端末がネットワーク
から欠落しているかを判定する。この判定手段による判
定は、例えば、上記システム構成情報内の無線端末に対
応する上記最小の通信回数が、上記システム構成情報内
の他の何れかの無線端末に対応する上記最小値と連続し
た値でない時、その無線端末をネットワークから欠落し
ていると判定する。

【００１５】本発明によれば、各ネットワーク内の無線
端末がシステム構成情報記憶手段内に自己が記憶してい
るシステム構成情報を判定手段がチェックすることによ
り、欠落した無線端末が存在するかを判定出来、ネット
ワークから削除することが出来る。

【００１６】またネットワークから欠落した無線端末
と、単に直接通信を行えない位置に移動した無線端末と
を区別することが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て説明する。まず本実施形態における、無線通信ネット
ワークでの通信路の設定及び中継ルートの選定について
説明する。

【００１８】図１は、設置された無線端末間での通信路
の設定方法についての説明図である。同図において、Ａ
〜Ｊは分散設置された無線端末を示している。各無線端
末Ａ〜Ｊは、それぞれ一定の周期で各送信元の端末を識
別する識別子を含む存在通知パケットを送信し、これを
受信した通信端末は、この通信端末と直接通信できる可
能性が有ることを認識する。

【００１９】図１では、無線端末Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ
は、無線端末Ｃの送信する存在通知パケットを受信する
ことによって、無線端末Ｃと直接通信できる可能性を有
していることを認識する。同様に、無線端末Ｆ、Ｇ、
Ｈ、Ｊは無線端末Ｉの送信する存在通知パケットを受信
することによって、無線端末Ｉと直接通信できる可能性
を有していることを認識する。

【００２０】このように、各無線端末Ａ〜Ｊがそれぞれ
一定の周期で存在通知パケットを送信し、これを隣接す
る無線端子が受信することにより、その時点での電波伝
播状態に応じた直接通信の可能性を互いに認識すること
ができる。

【００２１】次に各無線端末は、通信路診断パケットを
送信して、存在通知パケットによって認識された直接通
信の可能性を有する各無線端末間の通信路の信頼性を診
断し、水準以上の信頼性を有するものを有効な通信路と
して設定する。

【００２２】その後各無線端末は、システムを構成する
他の全ての無線端末が、自らと直接通信路を有するどの
無線端末を経由して接続されているのかを認識するた
め、システム構成情報を格納する存在通知パケットを送
信する。

【００２３】システム構成情報は端末からの通信回数と
着信端末との関係情報であり、各端末は、自己に対する
システム構成情報と共に、直接通信が可能である隣接し
た無線通信端末のシステム構成情報を保持、管理する。

【００２４】図２に、図５に示す無線通信ネットワーク
システムの構成における無線端末Ａのシステム構成情報
を示す。図２のシステム構成情報には、図５（ａ）の様
なトポロジーのネットワーク回線が設定された場合にお
いて、各着信先の無線端末とその無線端末に到達するま
での最小の通信回数との関係が示されている。ここでの
通信回数とは、送信元である無線端末Ａが送信するパケ
ットが着信先の無線端末に到達するまでに各無線端末間
で通信される回数を示しており、図２のシステム構成情
報からは、無線端末Ａが１回の通信でパケットを転送可
能な無線端末にはＢ、Ｃ、Ｄがあることがわかり、ま
た、中継無線端末による通信も含めてパケットを転送す
るためには少なくとも２回の通信を要する無線端末には
Ｅ、Ｆがあることがわかる。同様に、少なくとも３回の
通信を要する無線端末にはＧ、Ｈ、Ｉが、少なくとも４
回の通信を要する無線端末にはＪがあることがわかる。

【００２５】各無線端末は、この図２の様なシステム構
成情報をパケットに格納して一定周期毎に隣接する無線
端末に送信する。そして、隣接する無線端末から受信し
たシステム構成情報を基に自己のシステム構成情報を更
新して行く。

【００２６】また各無線端末は、自己のシステム構成情
報の他に、隣接する無線端末のシステム構成情報も保持
し、管理する。図３は図５（ａ）での無線端末Ａが管理
する、無線端末Ａが直接通信路を有する無線端末Ｂ、
Ｃ、Ｄの構成情報を示す。無線端末Ａは、図２に示す自
らのシステム構成情報の他に、図４に示すこの無線端末
Ｂ、Ｃ、Ｄのシステム構成情報をも管理する。

【００２７】このシステム構成情報を用いた通信例とし
て、無線端末Ａが無線端末Ｅへパケットを送出する場合
を考える。図３のシステム構成情報を参照すると、無線
端末Ｅへパケットを転送するためには、無線端末Ｂから
は１回の通信で転送可能であることがわかる。同様に、
無線端末Ｃからは１回、無線端末Ｄからは２回の通信で
転送可能であることがわかる。このことにより、無線端
末Ａは、着信先が無線端末Ｅであるパケットを無線端末
ＢまたはＣのいずれかに送出するようにする。無線端末
Ａからパケットを受信した無線端末Ｂ又はＣは、自己が
保持、管理しているシステム構成情報から、パケットの
送信先に対して最も通信回数の少ない無線端末へ送り、
以降同様の処理によりパケットはネットワーク内を中継
されてゆき、着信先の無線端末へ届く。

【００２８】この様な無線通信システムに於て、システ
ム内のある無線端末が、撤去されあるいは故障等により
動作不能となった場合等、ネットワーク内の他の全ての
無線端末がその無線端末と通信を行うことが出来なくな
った場合について考える。尚以下の説明では、説明簡略
の為、他の無線端末Ａ〜Ｉには変化はないものとする。

【００２９】図５（ａ）に示したトポロジーのネットワ
ーク構成において、同図（ｂ）の様に、無線端末Ｊが故
障により隣接する全ての無線端末（無線端末Ｇ及びＩ）
から切り離されたとする。

【００３０】無線端末Ｊに隣接していた無線端末Ｇ及び
Ｉは、無線端末Ｊからの存在通知パケットを受信できな
くなると、無線端末Ｊとの直接の通信路は使用できない
状態にあると判断し、この通信路の設定を解除する。ま
たそれに基づいて、自己に対するシステム構成情報を変
更する。

【００３１】図４は、無線端末Ｇ及びＩに対するシステ
ム構成情報の変化を示す図である。尚本実施形態での無
線端末は、自己のシステム構成情報を各自のタイミング
で隣接無線端末に送信するが、以下の説明では無線端末
Ｊが欠落後先に無線端末Ｇがシステム構成情報を無線端
末Ｉに送信したものとする。

【００３２】図４（ａ）は、無線端末Ｇが無線端末Ｊと
の切断を検出する前の無線端末Ｇ及びＩのシステム構成
情報である。尚図４は図３に示した各無線端末が管理し
ているシステム構成情報を、説明の為にその無線端末か
ら着信先の無線端末までの最小の通信回数の形に加工し
て示している。図４内での無線端末名の下に示されてい
る数字はその無線端末までの最小通信回数を示してお
り、図４（ａ）の時点では無線端末Ｇ及びＩは無線端末
Ｊと直接通信を行えたので、無線端末Ｊに対する通信回
数として「１」が設定されている。

【００３３】無線端末Ｊからの存在通知パケットが届か
なくなり、無線端末Ｊとの直接の通信路が切断されたの
を検出すると、無線端末Ｇは他の無線端末経由の新規経
路を設定する為、自己が管理している隣接した無線端末
のシステム構成情報を参照し、無線端末Ｊへの通信回数
が最も小さいものを探す。この時点では、無線端末Ｉに
対するシステム構成情報には、無線端末Ｊへの通信回数
として「１」が設定されており、無線端末Ｇは無線端末
Ｊは無線端末Ｉから１回の通信の場所でネットワークに
接続されていると判定する。よって無線端末Ｇはこの無
線端末ＩからＪへの通信回数「１」に無線端末Ｉへの通
信回数である「１」を足した数、「２」を自己に対する
システム構成情報の無線端末Ｊへの通信回数として設定
する。これにより無線端末ＩはＪとは直接通信できず、
無線端末Ｇを介して２回の通信できると認識する。

【００３４】図４（ｂ）は、上述した様にして無線端末
ＧがＪとの直接通信が切断されたことを検出し、それに
基づいて変更した自己のシステム構成情報を示すもので
ある。図４（ｂ）では無線端末ＧはＪと直接通信できな
いため、無線端末Ｉを経由した場合の通信回数「２」が
無線端末Ｊに対する通信回数として設定されている。こ
の図４（ｂ）のシステム構成情報は、隣接する無線端末
Ｉ（及びＥ）に送信される。

【００３５】一方、無線端末Ｊとの直接の通信路が切断
されたのを検出した無線端末Ｉは、自己が管理している
隣接無線端末のシステム構成情報を参照し、無線端末Ｊ
への通信回数が最も小さいものを探す。この時点では、
図４（ｂ）に示した更新後のシステム構成情報は無線端
末Ｇから送られて来ているので、このシステム構成情報
を基にし、無線端末Ｊへの通信回数として図４（ｃ）の
様にシステム構成情報を更新する。

【００３６】この図４（ｃ）のシステム構成情報では、
無線端末Ｊへの通信回数として、図４（ｂ）の無線端末
Ｇのシステム構成情報に設定されている無線端末Ｊへの
通信回数「２」に隣接無線端末であるＧまでの通信回数
「１」を加えた数「３」が設定されている。これにより
無線端末ＩはＪとは直接通信は出来ず、無線端末Ｇを介
して通信回数２回の通信であると認識する。この図４
（ｃ）に示した更新後のシステム構成情報は、無線端末
Ｉから隣接する無線端末Ｇ（及びＦ、Ｈ）に送信され
る。これを受取った無線端末Ｇは、このシステム構成情
報に基づいて、自己のシステム構成情報を再度更新し、
これを隣接する無線端末に送信する。以下これらが繰り
返され、無線端末ＧとＩとの間でシステム構成情報がや
り取りされる度に、システム構成情報に設定されている
無線端末Ｊに対する通信回数が「４」、「５」、．．と
１つづつ増加して行く。尚この増加する割合は、図５
（ａ）のトポロジーの場合、無線端末Ｊに隣接していた
無線端末Ｇ及びＩもまた隣接しているために１つづつ増
加しているのであり、必ずしもこの様に１つづつ増加す
るとは限らず、この値は隣接していた無線端末間のネッ
トワーク上での距離やシステム構成情報の送信されるタ
イミングによって様々に変化する。

【００３７】図４（ｄ）は、システム構成情報のやり取
りにより、無線端末Ｊへの通信回数が「５」となった時
点での、無線端末Ｉがもつ自己に対するシステム構成情
報を示すものである。

【００３８】本実施形態でのネットワークシステムで
は、各無線端末はネットワーク上の最低１つの他の無線
端末と直接の通信路を持ちネットワークと接続されてい
る。よって各システム構成情報に設定される通信回数
は、自己を示す「０」をも含め必ず連続した値になる。
例えば、図４（ａ）の無線端末Ｇのシステム構成情報で
は、無線端末Ｇには「０」、Ｅ、Ｉ、Ｊには「１」、
Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈには「２」、Ａには「３」と０から３ま
での全ての通信回数がシステム構成情報に設定されてい
る。

【００３９】しかし、図４（ｄ）の無線端末Ｉのシステ
ム構成情報では、無線端末Ｊに対する通信回数として
「５」が設定されているが、同じシステム構成情報内に
通信回数として「４」が設定されているものは無く、飛
び数となっている。もし、無線端末Ｊがネットワーク内
の他の無線端末を介してネットワークと接続されている
のならば、図４（ｄ）のシステム構成情報において、無
線端末Ｊとの直接の通信路を持つ無線端末に対しては、
無線端末Ｉからの通信回数として「４」が設定されてい
る無線端末があるはずである。しかし、通信回数に
「４」が設定されている無線端末は無く、よって無線端
末Ｊは、ネットワーク上に存在しない、欠落した無線端
末であると判定できる。

【００４０】これにより無線端末Ｉは自己が管理するシ
ステム構成情報から無線端末Ｊに対するもの削除して、
システム構成情報を更新する。そしてこれを隣接する無
線端末へ通知する。

【００４１】この様にネットワーク上の何れかの無線端
末と接続状態にある無線端末は、システム構成情報内
で、通信回数が他の無線端末に対するものと連続する値
となるので、システム構成情報内の通信回数が飛び数と
なっているかをチェックすることにより欠落した無線端
末を検出することが出来る。

【００４２】尚上述したような本ネットワークの特性か
ら、上記通信回数の連続性のチェックは、その無線端末
に対する通信回数が他の無線端末に対する通信回数の最
大値より２以上大きいかどうかを調べることにより行う
ことも出来る。

【００４３】この様にシステム構成情報内の各無線端末
までの最小の通信回数をチェックし、それが他の無線端
末への最小の通信回数と連続した値にならない場合、そ
の無線端末はネットワークから欠落したものとして削除
することが出来る。

【００４４】またネットワークから孤立し、欠落した無
線端末を確実に検出することが出来るので、これらと単
に無線端末が直接通信できない位置に移動した場合と区
別することが出来る。無線端末が単に移動した場合に
は、移動先で再度、隣接無線端末を介してネットワーク
に接続されるため、移動した無線端末までの通信回数は
飛び数にはならず、欠落した無線端末としては扱われ無
い。

【００４５】

【発明の効果】本発明による無線通信ネットワークシス
テムによれば、ネットワークを構成している各無線端末
で、システム構成情報をチェックすることにより、無線
端末のネットワークからの欠落を検出することが出来、
この無線端末を確実にネットワークから削除することが
出来る。

【００４６】また、故障等によりネットワークから欠落
した無線端末と、単に直接通信を行えない位置に移動し
た無線端末とを明確に区別することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】無線端末Ｃ、Ｉが存在通知パケットを送信する
様子を示す図である。

【図２】無線端末Ａのシステム構成情報の管理方法を説
明する図である。

【図３】無線端末Ａの管理する無線端末Ａと直接通信路
を有する無線端末Ｂ、Ｃ、Ｄの構成情報を示す図であ
る。

【図４】無線端末Ｇ及びＩに対するシステム構成情報の
変化を示す図である。

【図５】（ａ）は無線通信ネットワークの構成例、
（ｂ）は無線端末の欠落を示す図である。

【図６】欠落した無線端末のネットワーク接続に対する
隣接していた無線端末の認識を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ〜Ｊ 無線端末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙田 幸雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 杉野 一彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線データ通信を行なう複数の無線端末
   によって構成され、前記無線端末のいずれも直接又は他
   の１以上の無線端末を介することで他の全ての無線端末
   と通信可能である無線通信ネットワークシステムにおい
   て、 前記無線端末は、 自らの送出するデータが着信先の無線端末に着信するま
   でに要する最小の通信回数と該着信先の無線端末との関
   係を示すシステム構成情報記憶するシステム構成情報記
   憶手段と、 前記システム構成情報に基づいて、システムを構成する
   他の無線端末がネットワークから欠落しているかを判定
   する判定手段と、 を備えることを特徴とする無線通信ネットワークシステ
   ム。
2. 【請求項２】 前記システム構成情報内の無線端末に対
   応する前記最小の通信回数が、前記システム構成情報内
   の無線端末に対応する前記最小値と連続した値でない
   時、前記判定手段はその無線端末をネットワークから欠
   落していると判定することを特徴とする請求項１記載の
   無線通信ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 無線ネットワークを構成する無線端末で
   あって、 ネットワーク上の無線端末と該無線端末へ自らの送出す
   るデータが着信するまでに要する最小の通信回数との対
   応を示すシステム構成情報を記憶するシステム構成情報
   記憶手段と、 前記システム構成情報を前記ネットワーク上の他の無線
   端末へ送信するシステム構成情報送信手段と、 前記ネットワーク上の他の無線端末から前記システム構
   成情報を受信し、該受信したシステム構成情報に基づい
   て前記システム構成情報記憶手段に記憶しているシステ
   ム構成情報を更新するシステム構成情報更新手段と、 前記システム構成情報に基づいて、前記ネットワーク上
   の無線端末がネットワークから欠落しているかを判定す
   る判定手段と、 前記判定手段が欠落していると判定した無線端末を前記
   システム構成情報記憶手段が記憶しているシステム構成
   情報から削除する削除手段と、 を備えることを特徴とする無線端末装置。