JP2007215018A - 通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 省電力型の端末からのデータ送信時に参照されるルートテーブルの更新処理を低消費電力で実現できる通信方法を提供する。
【解決手段】 センサ端末から最終宛先の端末までのデータのルートの全て又は一部が破壊されたことを中継端末２Ｂで検知した時に、中継端末２Ａによって、ルート破壊通知を取得し、センサ端末が、最終宛先の端末に対して中継端末を介してデータを送信する場合に、中継端末２Ａが、センサ端末から送信されたデータを受信したことに対する応答を送信しなく、センサ端末においてＡＣＫのタイムアウトとなり、センサ端末から中継端末２Ａにルート要求をすると、中継端末２Ａからセンサ端末１にルート通知をして、センサ端末のルートテーブルを更新する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の通信装置からなる通信ネットワークにおいて、各通信装置が中継装置となってマルチホップ通信を行う通信方法に関し、特に、当該マルチホップ通信によって確実にセンサ検出値等の簡易なデータを無線通信によってルーティングする無線通信システムに好適な通信方法に関する。

従来より、例えば図１１に示すように、電池駆動する省電力型の複数の末端端末１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｎから無線データを送出すると、１００Ｖ電源で動作する複数の中継端末１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄによってマルチホップ通信を行うことによってデータ転送を行う無線通信システムが知られている。この無線通信システムにおいて、末端端末は、例えばセンサ等であり、自己の周辺状況を検知したセンサ値を送信するに際して、自己に記憶されたルートテーブルを参照して、中継端末１０２ａ，１０２ｂの何れかにデータを送信する。そして、データを受信した中継端末１０２ａ，１０２ｂは、データ送信元の末端端末からのデータをどの中継端末に転送するかを特定するルートテーブルを参照して、データ転送を行う。

このようなマルチホップ通信を行う技術としては、例えば下記の特許文献１などで知られている。この特許文献１に記載された技術は、無線ネットワークにおけるデータの消失を削減するために、中継端末に内部バッファを実装して、ネットワーク障害の発生した中継端末を迂回する代替パスを確立する機能、ネットワーク障害を通知するエラーメッセージやデータ破壊に起因する再送信要求に応答してデータを再送信する機能を提案している。
特表２００４−５３７２０６号公報

上述した無線通信システムにおいて、複数の中継端末でマルチホップ通信を行うためのルート末端端末及び中継端末の位置や電波状況が周囲環境によって変化するために、末端端末及び中継端末に格納しておくルートテーブルを随時更新する必要がある。

しかしながら、末端端末が電池で動作するために省電力なものである必要があるが、中継端末のルートテーブルが変化した場合には、末端端末に格納しているルートテーブルを更新する必要があるので、常に中継端末のルートテーブルが更新された時に、末端端末によってルート破壊通知メッセージが受信できるようにする必要がある。

このように、ルート破壊通知メッセージによって末端端末内部のルートテーブルを更新する処理は、図１２に示すようになっていた。

図１２によれば、ある中継端末１０２ｃのルートテーブルが更新されて、当該中継端末１０２ｃから中継端末１０２ａにルート破壊通知メッセージが送信されると、当該中継端末１０２ａは、末端端末１０１にルート破壊通知メッセージを転送する。これに対し、末端端末は、ルート破壊通知メッセージを受信すると、自己のルートテーブルを更新するために、ルート検索要求メッセージを中継端末１０２ａに送信して、中継端末１０２ａによって新たなルートを探索させる。そして、中継端末１０２ａによってルートを探索すると、末端端末は、当該ルート探索結果であるルート通知メッセージを受信し、自己のルートテーブルを更新して、データを送信することになる。

このような処理を行うと、末端端末は、自己のルートテーブルによってマルチホップ通信を常に可能とするために、常にルート破壊通知メッセージが受信可能な状態、又は、間欠的に受信可能な状態となっている必要があり、末端端末の消費電力を抑制することが困難であった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、省電力型の端末からのデータ送信時に参照されるルートテーブルの更新処理を低消費電力で実現できる通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、無線データ生成端末から送信されたデータを複数の中継端末を介して最終宛先の端末に送信する場合に、無線データ生成端末及び中継端末が自己のルートテーブルに従って隣接する端末にデータを転送するマルチホップ通信を行う通信方法であって、中継端末が、無線データ生成端末から最終宛先の端末までのデータのルートの全て又は一部が破壊されたことを検知した時に、ルート破壊情報を取得するステップと、無線データ生成端末が、最終宛先の端末に対して中継端末にデータを送信するステップと、ルート破壊情報を取得した中継端末が、無線データ生成端末から送信されたデータを受信したことに対する応答を送信しないステップと、無線データ生成端末が、データを受信したことに対する応答を送信しない中継端末に、ルート要求を行って自己のルートテーブルを更新するステップと、無線データ生成端末が、更新したルートテーブルを参照してデータ送信を行うステップとを有し、ルート破壊が発生した場合に、当該ルートによってデータを最終宛先の端末まで送信させる必要がある無線データ生成端末のルートテーブルを更新させる。

本発明に係る通信方法によれば、マルチホップ通信を行う一部又は全部のルートに破壊が発生した場合であって、無線データ生成端末のルートテーブルを更新する必要がある場合であっても、無線データ生成端末がデータ送信を開始したことを条件として当該無線データ生成端末のルートテーブルを更新するので、無線データ生成端末のルートテーブルを常に最新なものに維持するために無線データ生成端末を常時又は間欠的に起動する必要なく、低消費電力でルートテーブルの更新を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明に係る通信方法を適用した無線通信システムは、図１に示すように、無線データ生成端末である複数（２台〜１２台）のセンサ端末１Ａ，１Ｂ，・・・，１Ｎ（以下、総称する場合には単に「センサ端末１」と呼ぶ。）と、マルチホップ通信を行ってデータを中継する複数の中継端末２Ａ、２Ｂ（以下、総称する場合には単に「中継端末２」と呼ぶ。）と、データの最終宛先の端末である親端末３と、データ蓄積をする本体コントローラ４と、ユーザによって操作されるパーソナルコンピュータ５とを有するものである。

この無線通信システムは、複数のセンサ端末１Ａ，１Ｂ，・・・，１Ｎから送信されたデータを、複数の中継端末２Ａ、２Ｂを介してマルチホップ通信して親端末３に転送して、親端末３とシリアル接続された本体コントローラ４に時系列データであるセンサ値のデータを蓄積する。そして、パーソナルコンピュータ５が操作されて、本体コントローラ４がセンサ端末１の管理者によってアクセスされると、本体コントローラ４は、センサ値のデータをパーソナルコンピュータ５に返信して、センサ端末１の状態を閲覧させる。

親端末３は、無線信号として送信されたデータを本体コントローラ４に記憶させるための無線端末である。親端末３は、本体コントローラ４とＲＳ−２３２Ｃケーブル等の有線データ回線６で接続されると共に、中継端末２との間で無線信号を送受信する。また、親端末３は、本体コントローラ４から、センサ端末１や中継端末２に送信するコマンドが送信された場合に、当該コマンドを無線信号として送出する。なお、この親端末３は、交流１００ボルト電源から電力供給を受けて常時動作する。

本体コントローラ４は、無線通信システムにおいて１台のサーバ装置で構成される。本体コントローラ４は、親端末３を介して送信されたセンサ端末１からのセンサ値のデータを時系列で蓄積し、ＬＡＮ（Local Area Network）回線７で接続されたパーソナルコンピュータ５からの要求に応じてセンサ値のデータを出力する。これによって、本体コントローラ４には、センサ端末１の識別子（ＭＡＣアドレス等）と時系列のセンサ値とが対応づけられたデータベースを構築する。

センサ端末１Ａ，１Ｂ，・・・，１Ｎは、温度センサや湿度センサといった各種のセンサ１０ａ，１０Ｂ，・・・，１０Ｎを有し、例えば所定期間ごとに周囲の温度値や湿度値であるセンサ値を生成する。センサ端末１は、当該生成したセンサ値を、所定時間ごとに無線信号として送出する。また、センサ端末１は、センサ値が異常値となった場合には、データ送信タイミングである所定時間が経過していなくてもセンサ値のデータ送信を行う。無線信号は、複数の中継端末２によってマルチホップ通信によって中継されて、親端末３で受信される。

センサ端末１は、無線信号を送出するに際して、予め図示しないメモリに記憶しておいたルートテーブルを参照する。このルートテーブルは、センサ値の最終送出先となる親端末３のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスと無線信号の送信先の中継端末２のＭＡＣアドレスとを組にして構成されており、センサ端末１から親端末３までのルートの新旧を表すシーケンス番号、当該ルートが利用可能か否かを示すフラグが付加されている。そして、センサ端末１は、センサ値を取得してセンサ値の送信タイミングとなると、ルートテーブルを参照して、中継端末２のＭＡＣアドレス及び親端末３のＭＡＣアドレスとセンサ値とを含むパケットデータを作成し、当該パケットを無線信号に変換して送信する。

また、センサ端末１は、中継端末２によるマルチホップ通信によってセンサ値を親端末３に送信するルートが破壊された場合には、ルートテーブルを更新する。このとき、センサ端末１は、現在記憶しているルートテーブルを参照して無線信号を送信しても無線信号が親端末３まで送信されないことを認識して、ルート検索要求メッセージを中継端末２に送信する。その後、センサ端末１は、自己の無線信号が親端末３に送信される新規のルートを含むルート通知メッセージを受信すると、当該ルートに従って自己のルートテーブルを更新し、当該ルートテーブルのシーケンス番号をインクリメントする。

このセンサ端末１は、電源として電池を備えて、当該電池の電力を消費してセンサ値の検出及び無線信号の送信動作を行う。したがって、センサ端末１は、極力消費電力を少なくするために、無線信号の送信時及びルートテーブルの更新時のみに動作し、それ以外の場合には消費電力が少ないスリープモードとなる。センサ端末１は、データの送信中以外においてはスリープモードとなっていて無線信号の受信を受け付けない状態となり、自己のデータ送信タイミングとなると起動してデータ送信等を開始する。

中継端末２は、センサ端末１又はセンサ端末１側で隣接する中継端末２からの無線信号を受信して、親端末３側で隣接する中継端末２又は親端末３に無線信号を送信する中継処理を行う。この中継端末２は、図２に示すように、無線信号を送受信する無線通信モジュール２１と、当該無線通信モジュール２１の動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部２２とを備える。

無線通信モジュール２１は、無線信号を受信する受信機能部２１ａと無線信号を送信する送信機能部２１ｂとを有する。この無線通信モジュール２１は、無線通信の送受信機能としてＡ／Ｄ変換機能、Ｄ／Ａ変換機能、エンコード機能及びデコード機能等を有する。また、処理部２２は、パケット送受信用バッファ２２ａとルートテーブル２２ｂとを有する。

無線通信モジュール２１は、受信機能部２１ａによって外部から無線信号を受信すると、当該受信機能部２１ａによって当該無線通信をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理、デコード処理等を行うことによってパケットデータを処理部２２に渡す。

処理部２２は、パケットデータがパケット送受信用バッファ２２ａに格納されると、ルートテーブル２２ｂを参照して、当該パケットデータの転送先を求める。このルートテーブル２２ｂは、無線信号の最終宛先となる親端末３のＭＡＣアドレスと無線信号の転送先の中継端末２のＭＡＣアドレスとを組にして構成されており、当該組のシーケンス番号が付加されている。そして、処理部２２は、ルートテーブル２２ｂを参照して転送先のＭＡＣアドレス及び親端末３のＭＡＣアドレスとセンサ値とを含むパケットデータを作成し、当該パケットをパケット送受信用バッファ２２ａに格納する。

パケット送受信用バッファ２２ａに送信用のパケットデータが格納されると、無線通信モジュール２１の送信機能部２１ｂは、当該送信用のパケットデータを読み出して、エンコード処理等を行って無線信号として送信させる。これにより、パケットデータを含む無線信号は、当該無線信号に含まれるＭＡＣアドレスの転送先の中継端末２によって受信される。

また、中継端末２は、無線通信システムにおいてセンサ端末１から親端末３に無線信号を転送するルートの破壊が発生した時に、当該ルート破壊したルートを回避してルートを再構築するルート探索処理を行う。このルート探索処理は、隣接する中継端末２にルート検索要求メッセージを配信して、当該ルート検索要求メッセージに対するルート返信メッセージを受け取る。このルート返信メッセージには、正確に転送した無線信号が最終宛先の親端末３で受信されるような転送先の中継端末２のＭＡＣアドレスが含まれている。

この無線通信システムにおいてルート破壊が発生する場面としては、一部のルートが電波障害によって無線信号の転送が不能となったことの他に、稀に、中継端末２における無線通信モジュール２１の機能が故障した場合などが挙げられる。また、中継端末２は、新規のルート生成後から一定時間の有効期限を経過すると、確実に無線信号をセンサ端末１から親端末３まで中継できるかを確認するために、自己のルートテーブル２２ｂを初期化して、ルートテーブル２２ｂを新規なものとする。

このように、センサ端末１から送信された無線信号が中継されるべきルートで中継されなくなったことや、ある中継端末２のルートテーブル２２ｂが新規なものとなった場合を各中継端末２で検出すると、当該中継端末２は、ルート破壊が発生したルートを使用して無線信号を転送することがルートテーブルに記憶されている中継端末２にルート破壊通知メッセージを送信する。このルート破壊通知には、通信不能となっている中継端末２のＭＡＣアドレス及びシーケンス番号を含んでいる。その後、中継端末２は、新たなルートを探索して自己のルートテーブル２２ｂを更新した後に、センサ端末１に新たに設定されたルートを通知する。

このように、センサ端末１が省電力型のもので構成されて、中継端末２によってルート破壊に応じたルート検索を行う無線通信システムにおける動作について、図３のシーケンス図を参照して説明する。なお、本例においては、図１における中継端末２Ａと中継端末２Ｂとが隣接してセンサ端末１と親端末３との間に存在し、中継端末２Ｂでルート破壊を検知した場合について説明する。

先ず、中継端末２Ａ及び中継端末２Ｂにおいてルート破壊を検知していなく、センサ端末１がデータ送信タイミングとなっていない期間において、センサ端末１は、省電力モードであるスリープモードとなっている。そして、ステップＳ１において中継端末２Ｂがルート破壊を検知すると、その旨を示すルート破壊通知メッセージを中継端末２Ａに送信する。この中継端末２Ｂは、例えば、当該中継端末２Ｂから親端末３側の中継端末２との間で無線通信が成立しないことを検知し、ルート破壊が発生したことを認識して、ルート破壊通知メッセージを生成する。

中継端末２Ａは、中継端末２Ｂからルート破壊通知メッセージを受信すると、当該ルート破壊通知メッセージを記憶する（ステップＳ２）。このとき、中継端末２Ａは、センサ端末１のルートテーブルを更新する必要があるが、センサ端末１がデータ受信できないスリープモードとなっているために、待ち状態となる（ステップＳ３）。

そして、センサ端末１においてデータ送信タイミングとなると、センサ端末１は、取得したセンサ値のデータを含むパケットデータを無線信号として中継端末２Ａに送信する（ステップＳ４）。その後、センサ端末１は、無線信号に対するＡＣＫ待ち状態となる（ステップＳ６）。

中継端末２Ａは、センサ端末１からの無線信号を受信すると、先のステップＳ２においてルート破壊通知メッセージを受信して記憶していることから、当該無線信号を受信した応答であるＡＣＫを返信しない。これに対し、センサ端末１は、ＡＣＫ待ち状態となった時刻から計時を開始して、ＡＣＫが受信できない期間が所定時間以上となってタイムアウトとなると（ステップＳ７）、中継端末２Ａに対してルート検索要求メッセージを送信する。

中継端末２Ａは、ルート検索要求メッセージを受信すると、当該ルート探索要求メッセージを送信したセンサ端末１から親端末３へ無線信号を中継するために、センサ端末１からの無線信号の転送先となる中継端末２として正確に通信できる中継端末２を選択するルート検索処理を行い、自己のルートテーブル２２ｂを更新し、ルート通知メッセージの送信を行う（ステップＳ８）。

次にセンサ端末１は、ルート通知メッセージを受信したことに応じて自己のルートテーブルの更新及びシーケンス番号の更新をして、更新後のルートテーブルを参照して、無線信号を送信し（ステップＳ９）、中継端末２Ａは、新たに更新したルートテーブルを参照してセンサ端末１からの無線信号を転送して、データの転送が完了したことを通知するＡＣＫをセンサ端末１に返信する（ステップＳ１０）。これによって、センサ端末１は、自己のセンサ値のデータが親端末３に転送されたことを認識して、スリープモードに遷移する。

このような処理を行う無線通信システムでは、センサ端末１のデータ送信タイミング以外ではセンサ端末１をスリープモードにしておき、ルート破壊が発生してセンサ端末１のデータ送信タイミングになった場合には、センサ端末１からの無線信号にＡＣＫを返信せずにセンサ端末１から中継端末２へのルート検索要求メッセージに応じてセンサ端末１のルートテーブルを更新できる。これにより、センサ端末１から親端末３に定期的にデータを送信するために、センサ端末１が常時又は間欠的に起動してルート破壊を検知してルートテーブルを更新する必要なく、センサ端末１の消費電力を大幅に低減することができる。

このような動作をする無線通信システムにおいて、中継端末２は、図４に示すような手順で処理を行う。

図４によれば、先ずステップＳ２１において、中継端末２の処理部２２により、センサ端末１からのルート検索要求メッセージを受信したか否かを判定する。処理部２２は、ルート検索要求メッセージを受信していると判定した場合には、ステップＳ２２において、ルート検索をしてルート検索結果に基づいて自己のルートテーブル２２ｂを更新し、ステップＳ２３においてルート探索した結果をルート通知メッセージとしてセンサ端末１に送り、ステップＳ２１に処理を戻す。このルート探索処理は、複数の中継端末２がルート検索要求メッセージを隣接する中継端末２に次々に転送して、無線信号の最終送出先（親端末３）から複数の中継端末２を介して送信されたルート通知メッセージの送信先の中継端末２を新たな無線信号の転送先とし、当該ルート通知メッセージに含まれるシーケンス番号を自己のルートテーブルのシーケンス番号とする処理である。

一方、ステップＳ２１でルート検索要求メッセージを受信していない場合には、ステップＳ２４において、他の中継端末２からルート破壊通知メッセージを受信したか否かを判定し、受信している場合にはステップＳ２５においてルート破壊通知メッセージに含まれるルート破壊情報を元にして自己のルートテーブル２２ｂを更新して、ステップＳ２１に処理を戻す。一方、ステップＳ２４においてルート破壊通知メッセージを受信していない場合には、ステップＳ２６に処理を進める。このルート破壊情報は、破壊したルートを回避してセンサ端末１から送信されたデータを親端末３に向けて転送するルートテーブルを更新するための情報を含んでいる。

このルート破壊通知メッセージは、通信不能となっている無線信号の宛先となる中継端末２のＭＡＣアドレス及びシーケンス番号を含むものである。したがって、ステップＳ２５において、中継端末２は、ルート破壊通知メッセージに含まれる通信不能な中継端末２を除いて、無線信号が伝達できる中継端末２を検索し、当該中継端末２を新たな無線信号の宛先としてルートテーブル２２ｂに登録する。また、このステップＳ２５において、中継端末２は、ルートテーブル２２ｂを更新したことに応じて、当該ルートテーブル２２ｂのシーケンス番号をインクリメントする。

ステップＳ２６において、中継端末２は、センサ端末１からセンサ値のデータを含む無線信号を受信したか否かを判定し、受信していない場合には、ステップＳ２１に処理を戻す。これにより、中継端末２は、ステップＳ２５において自己のルートテーブルを更新した後であっても、センサ端末１からセンサ値のデータを含む無線信号を受信していない限り、センサ端末１に対する何の処理も行わず、センサ端末１をスリープモードに維持させる。

一方、ステップＳ２６において、中継端末２によってセンサ端末１からセンサ値のデータを含む無線信号を受信した場合には、ステップＳ２７において、センサ端末１からの無線信号に含まれるシーケンス番号を参照して、センサ端末１のルートテーブルが新規なものか否かを判定して、新規ではないと判定した場合にはステップＳ２１に処理を戻す。すなわち、中継端末２は、センサ端末１のルートテーブルが新規ではない場合には、センサ端末１から無線信号を受信したことのＡＣＫを返信しない。一方、センサ端末１のルートテーブルが新規なものである場合には、ステップＳ２８においてＡＣＫをセンサ端末１に返信し、ステップＳ２９において自己のルートテーブルに登録された中継端末２を宛先として無線信号を転送して、ステップＳ２１に処理を戻す。

ステップＳ２７においてルート破壊が判定された後、センサ端末１からルート検索要求メッセージが送信されて、ステップＳ２１で受信した場合には、ステップＳ２２及びステップＳ２３において、前回のステップＳ２５で更新したシーケンス番号をセンサ端末１に通知して、センサ端末１のルートテーブルのシーケンス番号を最新なものとする。

このように、中継端末２は、他の中継端末２からルート破壊通知メッセージを受信した場合には、直ぐにルート探索処理を行わずに、センサ端末１からのセンサ値のデータを含む無線信号を受信したことに対してＡＣＫを返信せず、センサ端末１からルート検索要求メッセージを受信した場合にルート探索処理をして、ルート通知メッセージをセンサ端末１に送信する。これによって、センサ端末１がセンサ値のデータを含む無線信号を送信する必要がないスリープモード時に、ルート通知メッセージを受信させる必要をなくすことができ、センサ端末１の省電力化に貢献できる。

一方、複数の中継端末２によってセンサ値のデータを含む無線信号を親端末３まで伝送させるセンサ端末１は、図５に示すように、親端末３にセンサ値のデータを含む無線信号を送信する必要がない場合にはスリープモードとなっている（ステップＳ３１）。次に、センサ端末１は、ステップＳ３２において、センサ値のデータを含む無線信号を送信するタイミングとなったか否かを判定し、そうである場合にステップＳ３３に処理を進める。

ステップＳ３３において、中継端末２は、センサ値のデータ（送信用データ）を含む無線信号の転送先となる中継端末２を自己のルートテーブルから検索し、先にルート破壊が発生したと判定していなく、転送先となる中継端末２が未知ではないと判定した場合にはステップＳ３５に処理を進め、未知であると判定した場合にはステップＳ４０に処理を進める。

転送先となる中継端末２が未知ではないと判定した場合、センサ端末１は、ステップＳ３５において、無線信号の送信機能をＯＮ（起動）にし、ルートテーブルに登録されたＭＡＣアドレスを転送先とし且つ自己のルートテーブルのシーケンス番号を含む無線信号を送信し、ステップＳ３６において、当該無線信号が中継端末２で受信されたことを確認するＡＣＫを受信するために受信機能をＯＮ（起動）とする。このステップＳ３６において、センサ端末１は、ＡＣＫを受信するまでの期間を計時するタイマをＯＮとする。

次に、センサ端末１は、ステップＳ３７において、ステップＳ３５において無線信号を中継端末２に送信したことに対するＡＣＫを受信したか否かを判定し、受信した場合にはステップＳ３１に処理を戻してスリープモードに遷移する。一方、ＡＣＫを受信していない場合にはステップＳ３８に処理を進めて、ステップＳ３６でＯＮとしたタイマによって所定時間以上の時間が計時されて、タイムアウトとなったか否かを判定する。タイムアウトとなっていない期間においてＡＣＫを受信した場合にはステップＳ３７からステップＳ３１に処理を進めてスリープモードとなる。

一方、ステップＳ３８においてタイムアウトとなった場合、ステップＳ３９においてルート破壊と判定してステップＳ３１に処理を進める。そして、センサ端末１は、ルート破壊を検知した後に次に無線信号の送信タイミングとなった場合には、ステップＳ３１及びステップＳ３２からステップＳ３３に処理を進め、ステップＳ３４において無線信号の転送先が未知であると判定して、ステップＳ４０に処理を進める。

ステップＳ４０において、センサ端末１は、無線信号の送信機能をＯＮにしてルート検索要求メッセージを中継端末２に送信して、ステップＳ４１において受信機能をＯＮとする。これにより、中継端末２は、図４のステップＳ２４における判定が「ＹＥＳ」となって、ステップＳ２５において中継端末２のルートテーブルが更新され、その後にステップＳ２１乃至ステップＳ２３の処理によってルート通知メッセージを送信する。

センサ端末１は、中継端末２からルート通知メッセージが送信されると、ステップＳ４２からステップＳ４３に処理を進め、当該ルート通知メッセージを送信した中継端末２のＭＡＣアドレスを無線信号の送信先に更新し、当該ルート通知メッセージに含まれるシーケンス番号を自己のルートテーブルのシーケンス番号に更新する。

以上詳細に説明したように、本発明を適用した無線通信システムによれば、センサ端末１がセンサ値のデータを含む無線信号を送信するために起動した期間においてルート通知メッセージをセンサ端末１に送信してルートテーブルを更新させることができるために、センサ端末１が常時又は間欠的にルートテーブルを更新するための起動する必要をなくすことができる。これによって、センサ端末１の消費電力を大幅に低減できる。また、センサ端末１のルートテーブルを更新するために中継端末２からセンサ端末１にルート破壊情報を通知するパケットを送信する必要がないので、ルートテーブルを更新するシーケンスを簡単にでき更にセンサ端末１の消費電力を低減させることができる。

つぎに、上述の図３乃至図５を参照して説明した無線通信システムの動作とは異なる動作について、図６乃至図８を参照して説明する。なお、上述した内容と同様の部分については、同一のステップ番号を付することによってその詳細な説明を省略する。

この無線通信システムの動作は、上述の図３乃至図５においてはルート破壊が発生した場合には中継端末２によってセンサ端末１からの無線信号を受信した後にＡＣＫを返信しないようにしたが、これに対し、ルート破壊が発生した場合においてセンサ端末１から無線信号を受信した場合に、中継端末２からセンサ端末１にＮＡＣを返信することを特徴とするものである。

すなわち、図６に示すように、センサ端末１により、データ送信タイミングとなってセンサ値のデータを含む無線信号を送信した後（ステップＳ４）、中継端末２Ａは、ステップＳ２において中継端末２Ｂからルート破壊通知メッセージを受信しているので、センサ端末１からの無線信号を受信したことに対してＮＡＣを返信する。これによって、センサ端末１は、ルート破壊が発生しているとしてルート検索要求メッセージを中継端末２Ａに送信する。

このような処理を行う中継端末２は、図７に示すように、ステップＳ２７において、センサ端末１からの無線信号に含まれるシーケンス番号を参照して、センサ端末１のルートテーブルが新規なものか否かを判定して、新規ではないと判定した場合にはステップＳ６１に処理を進めて、ＮＡＣを返信する。すなわち、中継端末２は、センサ端末１のルートテーブルが新規ではない場合には、センサ端末１から無線信号を受信したことに応じてＮＡＣを返信する。

これに対し、センサ端末１は、図８に示すように、ステップＳ３５において無線信号を送信して、ステップＳ３６において受信機能をＯＮ状態とした後に、ステップＳ３７においてＡＣＫを受信したか否か、ステップＳ３８において無線信号を送信した後の期間がタイムアウトしたか否か、ステップＳ７１においてＮＡＣを受信したか否かを判定する。そして、ステップＳ３８においてタイムアウトと判定する前にステップＳ７１において中継端末２からＮＡＣを受信した場合には、ステップＳ７２においてルート破壊が発生したと判定して、その後のステップＳ３４からステップＳ４０に移行して、ステップＳ４０〜ステップＳ４３の処理を行って、ルート検索要求メッセージを中継端末２に送信する。

このような無線通信システムによれば、上述した場合と同様に、ルート破壊が発生した場合には、センサ端末１のデータ送信タイミングにおいてセンサ端末１のルートテーブルを更新して、センサ端末１の消費電力を低減させることができる。また、上述したように、ルート破壊が発生している場合において、センサ端末１にＡＣＫを返さずにセンサ端末１においてタイムアウトと判定する場合と比較して、ルート破壊発生時には中継端末２からセンサ端末１にＮＡＣを送信するので、センサ端末１がタイムアウトとなるまで待つ必要をなくして、更にセンサ端末１の消費電力を低減させることができる。

つぎに、上述した無線通信システムの動作とは異なる動作について、図１２及び図１３を参照して説明する。なお、上述した内容と同様の部分については、同一のステップ番号を付することによってその詳細な説明を省略する。

この無線通信システムの動作は、上述の図３乃至図５においてはルート破壊が発生した場合には中継端末２によってセンサ端末１からの無線信号を受信した後にＡＣＫを返信しないようにしてルート通知メッセージを送信するようにしたが、これに対し、ルート破壊発生時にはセンサ端末１に当該ルート破壊通知メッセージを転送することを特徴とするものである。

この無線通信システムにおいて、中継端末２Ａは、中継端末２Ｂからルート破壊通知メッセージを受信すると、自己のルートテーブル２２ｂを更新せずに、ルート破壊通知メッセージの転送待ちとなる。そして、ステップＳ４においてセンサ端末１から中継端末２Ａに無線信号が送信されると、中継端末２Ａは、ルート破壊通知メッセージの送信待ちのためにＡＣＫを返信しない。そして、センサ端末１においてＡＣＫのタイムアウトとなると（ステップＳ６，ステップＳ７）、センサ端末１から中継端末２Ａにルート検索要求メッセージが送信され、中継端末２は、ルート検索要求メッセージに応じてルート破壊通知メッセージをセンサ端末１に送信する。これによって、センサ端末１は、自己のルートテーブルをルート破壊通知メッセージに基づいて更新して、無線信号を送信することができる。

このような無線通信システムにおける中継端末２は、図１０に示すように、ステップＳ２４においてルート破壊通知メッセージを受信すると、ルート破壊通知メッセージの送信待ち状態となり（ステップＳ９１）、処理をステップＳ２１に戻す。その後に、中継端末２は、センサ端末１からルート検索要求メッセージを受信すると（ステップＳ２１）、ステップＳ９２においてルート破壊通知メッセージをセンサ端末１に返信して、センサ端末１のルートテーブルを更新させる。また、中継端末２は、ステップＳ２６においてセンサ端末１から無線信号を受信すると、ステップＳ９３においてルート破壊通知メッセージの送信待ち状態であるか否かを判定し、ルート破壊通知メッセージの送信待ち状態である場合にはＡＣＫを返信せずに、ルート破壊通知メッセージの送信待ち状態ではない場合にはＡＣＫの送信を行って無線信号の転送を行う（ステップＳ２８，ステップＳ２９）。

このような無線通信システムによれば、上述した場合と同様に、ルート破壊が発生した場合には、センサ端末１のデータ送信タイミングにおいて、センサ端末１にルート破壊通知メッセージを送信してセンサ端末１のルートテーブルを更新させ、センサ端末１の消費電力を低減させることができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

すなわち、上述した実施の形態においては、中継端末２がセンサ端末１から親端末３に無線信号を転送するデータ転送専用の端末であることを説明したが、これに限らず、中継端末はセンサ端末であるセンサ・ネットワークであっても良い。

本発明を適用した無線通信システムの構成を示すシステム図である。 中継端末の構成を示すブロック図である。 本発明を適用した無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。 中継端末の動作を示すフローチャートである。 センサ端末の動作を示すフローチャートである。 本発明を適用した無線通信システムの他の動作を示すシーケンス図である。 中継端末の他の動作を示すフローチャートである。 センサ端末の他の動作を示すフローチャートである。 本発明を適用した無線通信システムの他の動作を示すシーケンス図である。 中継端末の他の動作を示すフローチャートである。 従来の無線通信システムの構成を示すシステム図である。 従来の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ センサ端末
２ 中継端末
３ 親端末
４ 本体コントローラ
５ パーソナルコンピュータ
６ 有線データ回線
７ ＬＡＮ回線
２１ 無線通信モジュール
２１ａ 受信機能部
２１ｂ 送信機能部
２２ 処理部
２２ａ パケット送受信用バッファ
２２ｂ ルートテーブル

Claims (3)

1. 無線データ生成端末から送信されたデータを複数の中継端末を介して最終宛先の端末に送信する場合に、前記無線データ生成端末及び前記中継端末が自己のルートテーブルに従って隣接する端末にデータを転送するマルチホップ通信を行う通信方法であって、
   前記中継端末が、前記無線データ生成端末から最終宛先の端末までのデータのルートの全て又は一部が破壊されたことを検知した時に、ルート破壊情報を取得するステップと、
   前記無線データ生成端末が、前記最終宛先の端末に対して前記中継端末にデータを送信するステップと、
   前記ルート破壊情報を取得した中継端末が、前記無線データ生成端末から送信されたデータを受信したことに対する応答を送信しないステップと、
   前記無線データ生成端末が、前記データを受信したことに対する応答を送信しない中継端末に、ルート要求を行って自己のルートテーブルを更新するステップと、
   前記無線データ生成端末が、更新したルートテーブルを参照してデータ送信を行うステップと
   を有する通信方法。
2. 前記ルート破壊情報を取得した中継端末が、前記無線データ生成端末から送信されたデータを受信したことに対する応答を送信せずに、当該無線データ生成端末にデータの受信が失敗した応答を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記ルート破壊情報を取得した中継端末が、前記無線データ生成端末から送信されたデータを受信したことに対する応答として、前記ルート破壊情報を当該無線データ生成端末に送信することを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
   

Images