JP2012054763A - 無線通信システム、及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信品質に応じて基地局装置と直接通信するか、他の通信装置を経由して基地局装置と通信するかを適切に選択する通信装置を具備する無線通信システムを提供する。
【解決手段】通信システムは、基地局装置と、基地局装置と通信する複数の通信装置とを具備する。通信装置は、自装置以外の他の通信装置からデータを受信し、該データ及び自装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する第１通信部と、受信したデータ及び生成されたデータを第１通信部と異なる通信方式を用いて基地局装置に送信する第２通信部と、第１通信部を用いて自装置以外の他の通信装置を経由して基地局装置と通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストと、第２通信部を用いて基地局装置と直接通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストとに基づいて、第１通信部と第２通信部とのいずれを用いてデータを送信するかを選択する通信経路選択部とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信システム、及び通信装置に関する。

近年、通信機能を備える電力量計の導入、又はその検討が進められている。電力量計が通信機能を備えることにより、電力量計の読み取りを遠隔操作により行い、人が電力量計の値を読み取る検針の手間を省くことができるようになる。また、使用されている電力量をリアルタイムに測定することにより、電力需要に応じた発電、送電、及び配電が効率的にできるようになると期待されている。

この電力量計の通信機能に、無線通信を利用することが検討されている。その場合のネットワークトポロジーには、様々な構成が考えられるが、各電力量計と通信をする基地局装置を設け、当該基地局装置をハブにしたスター型の構成が有力である。しかし、大量の電力量計が基地局装置と直接通信する場合、基地局装置と直接通信する電力量計の数に応じた通信帯域を確保することが困難になる場合がある。また、通信環境によっては、基地局装置と通信を行うことができない電力量計が存在する可能性もある。

そこで、電力量計に、他の電力量計を介して基地局装置と通信できるように電力量計同士で通信を行う機能を更に備えさせ、基地局装置と直接通信する機能と、他の電力量計と通信する機能とのいずれか一方を適宜選択することが考えられる。例えば、特許文献１や、特許文献２には、２つの通信方式を備え、いずれか一方を適宜選択する技術が記載されている。

特開２００４−０８８１５４号公報 特開２００２−２９１０３４号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されている技術は、基地局装置と各電力量計との通信品質、及び各電力量計間の通信品質に応じて適切な通信方式を選択するものではない。
また、複数の電力量計（通信装置）が基地局装置を介してデータを送信する無線通信システムにおいて、各電力量計（通信装置）が、基地局装置と直接通信してデータを送信するか、基地局と直接通信をする通信方式と異なる通信方式により他の電力量計（通信装置）を介して基地局装置と通信してデータを送信するかを、通信品質に応じて適切に選択するものはなかった。すなわち、通信品質に基づいて、異なる通信方式から一つを適切に選択するものはなかった。

本発明は、上記状況を鑑みてなされたもので、その目的は、基地局装置と直接通信するための通信方式と、当該通信方式と異なる通信方式であって他の通信装置を経由して基地局装置と通信するための通信方式とのいずれかを、基地局装置及び通信装置の通信品質に応じて適切に選択する通信装置、その通信装置を具備する無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、データを中継する基地局装置と、該基地局装置とデータを送受信する複数の通信装置とを具備する無線通信システムであって、前記通信装置は、自装置以外の他の通信装置からデータを受信し、受信したデータ及び自装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する第１通信部と、前記受信したデータ及び前記生成されたデータを前記第１通信部と異なる通信方式により前記基地局装置に送信する第２通信部と、前記第１通信部を用いて自装置以外の他の通信装置を経由して前記基地局装置と通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストと、前記第２通信部を用いて前記基地局装置と直接通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストとに基づいて、前記第１通信部と前記第２通信部とのいずれを用いてデータを送信するかを選択する通信経路選択部とを備えていることを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記基地局装置に接続されている監視サーバであって、前記基地局装置及び前記通信装置の通信の負荷に応じて、前記基地局装置と直接通信する際の通信コストの算出に用いる重み係数を更新する係数更新部を備えている監視サーバを更に具備し、前記通信装置において算出される前記第１通信部を用いた通信の通信コストは、前記重み係数を乗じて算出されることを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記重み係数は、前記基地局装置と直接通信をする前記通信装置の数と、１つの前記通信装置がデータを中継する前記通信装置の数とを制御する集約度であり前記係数更新部は、前記基地局装置と直接通信する前記通信装置の数が、予め定められている第１上限値を超えると、前記集約度を増加させ、１つの前記通信装置がデータを中継する前記通信装置の数が、予め定められている第２上限値を超えると、該通信装置に対する前記集約度を減少させ、前記通信経路選択部は、前記第１通信部に対する通信コストが前記第２通信部に対応する通信コストより小さい場合、前記第１通信部を選択し、前記第１通信部に対する通信コストが前記第２通信部に対応する通信コスト以上の場合、第２通信部を選択することを特徴とする。

また、本発明は、上記に記載の発明において、前記通信経路選択部は、前記第２通信部が複数の他の前記通信装置と通信できる場合、該通信装置ごとに算出された通信コストのうち最も小さい通信コストに対応する他の前記通信装置を経由して前記基地局装置と通信をすることを選択することを特徴とする。

また、本発明は、データを中継する基地局装置と、該基地局装置とデータを送受信する複数の通信装置とを具備する無線通信システムにおける通信装置であって、自装置以外の他の通信装置からデータを受信し、受信したデータ及び自装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する第１通信部と、前記受信したデータ及び前記生成されたデータを前記第１通信部と異なる通信方式により前記基地局装置に送信する第２通信部と、前記第１通信部を用いて自装置以外の他の通信装置を経由して前記基地局装置と通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストと、前記第２通信部を用いて前記基地局装置と直接通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストとに基づいて、前記第１通信部と前記第２通信部とのいずれを用いてデータを送信するかを選択する通信経路選択部とを備えていることを特徴とする通信装置である。

この発明によれば、通信装置において、基地局装置と直接通信するための通信方式と、当該通信方式と異なる通信方式であって他の通信装置を経由して基地局装置と通信するための通信方式とのいずれかを、基地局装置及び通信装置の通信品質に応じて適切に選択することができる。

本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態における監視サーバ５の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態における広域通信コストテーブルの一例を示す図である。 本実施形態における近距離通信コストテーブルの一例を示す図である。 本実施形態における通信装置１の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態における経路情報記憶部１２に記憶される経路情報テーブルの一例を示す図である。 本実施形態における経路を選択する処理を示すフローチャートである。 本実施形態において、１０個の通信装置１（ＩＤ：Ａ〜Ｊ）が１つの基地局装置２と通信しているネットワークの構成の一例を示す概略図である。 図８において示したネットワークの構成における経路情報テーブルを示す図である。 本実施形態における報知情報を送信する処理を示すフローチャートである。 本実施形態における報知情報を受信した際の処理を示すフローチャートである。 本実施形態における経路情報テーブルを更新する処理を示すフローチャートである。 本実施形態において、新たな通信装置１が設置された場合における処理を説明するための図である。 図１３に示したネットワークの構成における通信装置１（Ｆ及びＫ）の経路情報テーブルを示す図である。 本実施形態において、設置されていた通信装置１が撤去（削除）された場合における処理を説明するための図である。 図８に示したネットワークの構成において通信装置１（Ｄ）が削除された際の通信装置１（Ｃ）の経路情報テーブルの変化を示す図である。 図８のネットワークの構成において通信装置１（Ｄ）が削除された際の通信装置１（Ｅ）の経路情報テーブルの変化を示す図である。 本実施形態における集約度更新部５５１が、集約度αを更新する処理のフローチャートである。 本実施形態において基地局装置２と直接通信する通信装置１の数が上限値Ｎを超過した場合の動作の一例を示す概略図である。 図１９に示す通信コストの変化による経路情報の変化を示す図である。 本実施形態において１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数が上限値Ｍを超過した場合の動作の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における無線通信システム及び通信装置を説明する。

図１は、本実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。同図に示すように、無線通信システム１００は、複数の通信装置１、通信装置１と無線通信を行う複数の基地局装置２と、複数の基地局装置２を接続するコア・ネットワーク３と、インターネット４を介してコア・ネットワーク３に接続されている監視サーバ５及び集計サーバ６を具備している。

通信装置１（電力量計）は、例えば、電力の供給を受けている住居及び事業所ごとに設置され、使用される電力量を測定し、測定した電力量を示す情報を基地局装置２、コア・ネットワーク３、及びインターネット４を介して、集計サーバ６に送信する。また、通信装置１は、基地局装置２との通信に用いる通信方式と異なる通信方式を用いて、他の通信装置１と通信する機能を有する。また、通信装置１は、通信品質に応じて、基地局装置２に情報を直接送信するか、他の通信装置１を経由して基地局装置２に情報を送信するかを適宜選択する。
また、通信装置１は、定期的に、自装置が情報を中継している通信装置１の数を測定し、測定した通信装置１の数と、自装置を識別する識別子とを組み合わせた通信装置接続情報を監視サーバ５に送信する。なお、自装置が情報を中継している通信装置１の数には、自装置も含む。

ここで、通信装置１同士の通信に用いる通信方式は、近距離の無線通信が行える近距離通信方式であり、例えば、ＨＡＮ（Home Area Network）などとして知られているＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮや、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）や、特定小電力無線などの通信方式である。また、通信装置１と基地局装置２との通信に用いる通信方式は、通信装置１同士の通信より広域（例えば、５ｋｍ〜５０ｋｍ程度まで）の通信が行える広域通信方式であり、例えば、ＷｉＭＡＸや、携帯電話などに用いられる通信方式である。

基地局装置２は、通信装置１と通信を行い、コア・ネットワーク３及びインターネット４を介して、監視サーバ５及び集計サーバ６と、通信装置１との通信を中継する。また、基地局装置２は、定期的に、自装置と直接通信をする通信装置１の数を測定し、測定した通信装置１の数と、自装置を識別する識別子とを組み合わせた基地局接続情報を監視サーバ５に送信する。

監視サーバ５は、基地局装置２と通信装置１との接続の状態に基づいて、基地局装置２の通信負荷が著しく高くならないように基地局装置２と直接通信する通信装置１の数を制御する。具体的には、１つの基地局装置２と直接通信する通信装置１の数が、予め定められた上限値より多くならないようにする。
また、監視サーバ５は、同様に、他の通信装置１の通信を中継する通信装置１の通信負荷が高くならないように、通信装置１が中継する通信装置１の数を制御する。具体的には、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数が、予め定められた上限値より多くならないようにする。
集計サーバ６は、各通信装置１から電力量を示す情報を受信して集計を行う。

以下、監視サーバ５と、通信装置１との構成に付いて説明する。
図２は、本実施形態における監視サーバ５の構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、監視サーバ５は、経路選択パラメータ記憶部５１、入力部５２、ネットワーク通信部５３、ネットワーク構成記憶部５４、監視制御部５５を備えている。

経路選択パラメータ記憶部５１には、上限値Ｍ、上限値Ｎ、集約度αの初期値、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルが記憶される。上限値Ｍは、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数の上限値である。換言すると、上限値Ｍは、１つの通信装置１が収容する通信装置１の数の上限値である。上限値Ｎは、１つの基地局装置２が直接通信する通信装置１の数の上限値である。

集約度αは、通信装置１と基地局装置２とが直接通信するときの通信コストを算出する際に用いる重み係数である。本実施形態の無線通信システム１００は、監視サーバ５が集約度αを増減させて、通信装置１と基地局装置２とが直接通信するときの通信コストを増減させることにより、基地局装置２が直接通信する通信装置１の数（集約の度合い）を制御する。なお、上限値Ｍ及び上限値Ｎは、通信システム１００に要求される応答性能、基地局装置２が中継できる通信帯域、各通信装置１が中継できる通信帯域などに基づいて予め設定される値である。

また、広域通信コストテーブルには、集約度αと広域通信の通信品質とに応じた通信コストが定められている。近距離通信コストテーブルには、通信装置１同士の通信品質に応じた通信コストが定められている。
図３は、本実施形態における広域通信コストテーブルの一例を示す図である。同図に示すように、通信品質を示すＣＩＮＲ（Carrier to Interference and Noise Ratio；搬送波レベル対干渉・雑音比）と、集約度αとの組み合わせごとに対応付けられた通信コストが定められている。ここで、通信品質は、２０［ｄＢ］以上、１５［ｄＢ］以上２０［ｄＢ］まで、１０［ｄＢ］以上１５［ｄＢ］まで、５［ｄＢ］以上１０［ｄＢ］まで、０［ｄＢ］以上５［ｄＢ］まで、０［ｄＢ］未満、広域通信を行うことができない「圏外」の７段階で表されている。

また、通信品質が高いほど広域通信コストは低く設定されており、通信品質が「圏外」である場合、広域通信コストには∞が設定されている。また、集約度αが高いほど１つの基地局装置２に直接通信する広域通信コストが高くなり、基地局装置２に直接通信する通信装置１の数が抑制される。
なお、本実施形態では、ＣＩＮＲに基づいて広域通信コストを設定しているが、これに限ることなく、ＳＮＲや、ＢＥＲ、パケットエラー率などの通信品質を示す指標を用いて広域通信コストを設定するようにしてもよい。

図４は、本実施形態における近距離通信コストテーブルの一例を示す図である。
同図に示すように、近距離通信コストは、通信品質を示す到着率ｒに対応付けられて定められている。到着率ｒの高さに応じて低い近距離通信コストが対応付けられている。ここで、通信品質を示す到着率ｒが、ｒ＝１、０．８≦ｒ＜１、０．６≦ｒ＜０．８、０.４≦ｒ＜０．６、０．２≦ｒ＜０．４、０≦ｒ＜０．２の６段階に分けられ、それぞれに到着率ｒが高くなるほど低い近距離通信コストが対応付けられている。

到着率ｒは、各通信装置１において、他の通信装置１が送信する信号を正しく受信することができた率を示し、通信品質を示す。例えば、各通信装置１において、予め定められた期間ごとに他の通信装置１が送信するパイロット信号などを受信できた回数をパイロット信号の送信回数で除算した値である。
すなわち、通信品質が良い環境では、パイロット信号を取りこぼすことがほとんどなく正しく受信することができ、高い到着率ｒとなる。一方、通信品質が悪い環境では、パイロット信号を取りこぼして正しく受信できるパイロット信号が少なくなり、低い到着率ｒとなる。

図２に戻って、監視サーバ５において、入力部５２は、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置であり、ユーザの操作に応じて、上限値Ｍ、上限値Ｎ、集約度αの初期値、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルが入力される。入力された上限値Ｍ、上限値Ｎ、集約度αの初期値、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルは、経路選択パラメータ記憶部５１に記憶される。

ネットワーク通信部５３は、経路選択パラメータ記憶部５１から集約度α、広域通信コストテーブル、及び近距離通信コストテーブルを読み出してインターネット４、コア・ネットワーク３、及び各基地局装置２を介して各通信装置１に送信して記憶させる。また、ネットワーク通信部５３は、各通信装置１から通信装置接続情報と、各基地局装置２から基地局接続情報とを受信し、受信した通信装置接続情報及び基地局接続情報とをネットワーク構成記憶部５４に記憶させる。

ネットワーク構成記憶部５４には、ネットワーク通信部５３が各通信装置１から受信した通信装置接続情報と、各基地局装置２から受信した基地局接続情報とが記憶される。すなわち、ネットワーク構成記憶部５４には、通信装置１がデータを中継している通信装置１の数が通信装置１ごとに記憶されているとともに、基地局装置２が直接通信をしている通信装置１の数が基地局装置２ごとに記憶されている。

監視制御部５５は、集約度更新部５５１と、タイマ５５２とを有している。集約度更新部５５１は、タイマ５５２が予め定められた期間の経過を検出するごとに、ネットワーク構成記憶部５４からネットワーク構成情報を読み出して、経路選択パラメータ記憶部５１に記憶されている上限値Ｎを超えている基地局装置２、及び、経路選択パラメータ記憶部５１に記憶されている上限値Ｍを超えている通信装置１があるか否かを判定する。集約度更新部５５１は、上限値Ｎを超えている基地局装置２がある場合、又は、上限値Ｍを超えている通信装置１がある場合、各通信装置１に記憶されている集約度αを更新させる制御をする。

図５は、本実施形態における通信装置１の構成を示す概略ブロック図である。
同図に示すように、通信装置１は、経路選択パラメータ記憶部１１、経路情報記憶部１２、電力量測定部１３、広域通信部１４、近距離通信部１５、制御部１６を備えている。

経路選択パラメータ記憶部１１には、監視サーバ５から送信された、集約度α、広域通信コストテーブル（図３）、及び近距離通信コストテーブル（図４）が記憶される。
経路情報記憶部１２には、経路情報テーブルが記憶される。経路情報テーブルは、基地局装置２に対する経路情報と、他の通信装置１に対する経路情報とが含まれている。

図６は、本実施形態における経路情報記憶部１２に記憶される経路情報テーブルの一例を示す図である。経路情報テーブルには、少なくとも１つの経路情報が含まれている。経路情報は、通信装置１を識別する識別子であるＩＤと、近距離通信コストと、総コストと、ホップ数と、最終更新日時との各項目が対応付けられている情報である。
近距離通信コストは、対応するＩＤにより識別される通信装置１と自装置とが近距離通信部１５を用いて通信した場合の通信コストである。総コストは、対応するＩＤにより識別される通信装置１を経由して基地局装置２と通信した場合の通信コストの総和である。ホップ数は、対応するＩＤにより識別される通信装置１を経由して基地局装置２と通信する際に経由する通信装置１の数である。最終更新日時は、当該経路情報が更新された日時を示す。

図６に示す経路情報テーブルには、ＩＤが、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈである４つの通信装置１に対応する経路情報が含まれている。経路情報テーブルには、他の通信装置１を経由した際の経路情報と、自装置から基地局装置２と直接通信する際の経路情報とが含まれる。図６に示す例において、ＩＤがＦの経路情報は、自装置から基地局装置２と直接通信する際の経路情報であり、近距離通信コストが「０」、総コストが「６０」、ホップ数が「０」、最終更新日時が「ＹＹＭＭＤＤｈｈｍｍｓｓ」となっている。なお、当該経路情報の総コストは、基地局装置２と直接通信するので、広域通信コストが総コストになっている。

また、経路情報テーブルには、自装置から他の通信装置１を経由して基地局装置２と通信する際の経路情報が含まれる。図６に示す例では、ＩＤがＥ、Ｇ、Ｈにより識別される通信装置１を経由して基地局装置２と通信する際の経路情報が含まれている。例えば、通信装置１（Ｇ）の経路情報は、近距離通信コストが「５０」、総コスト数が「９０」、ホップ数が「０」、最終更新日時が「ＹＹＭＭＤＤｈｈｍｍｓｓ」となっている。

図５に戻って、電力量測定部１３は、自装置が設置されている住居又は事業所において使用されている電力量を測定して制御部１６に出力する。
広域通信部１４は、基地局装置２と通信を行うとともに、通信を行う基地局装置２とのＣＩＮＲを測定して制御部１６に出力する。
近距離通信部１５は、広域通信部１４と異なる通信方式により他の通信装置１と通信を行うとともに、通信を行う他の通信装置１ごとに到着率ｒを測定して制御部１６に出力する。
制御部１６は、送信情報生成部１６１、通信経路選択部１６２、報知情報生成部１６３、報知情報処理部１６４、通信管理部１６５、タイマ１６６を有している。

送信情報生成部１６１は、電力量測定部１３が測定した電力量を示す情報が入力されると、自装置を識別するＩＤと、電力量を示す情報とを含む測定情報を生成する。また、送信情報生成部１６１は、通信経路選択部１６２が選択する広域通信部１４又は近距離通信部１５のいずれか一方に、生成した測定情報を出力して集計サーバ６宛てに送信させる。

この測定情報は、通信経路選択部１６２が広域通信部１４を選択する場合、基地局装置２に直接送信され、基地局装置２からコア・ネットワーク３及びインターネット４を介して集計サーバ６に伝達される。一方、通信経路選択部１６２が近距離通信部１５を選択する場合、測定情報は、少なくとも１つの他の通信装置１を経由して基地局装置２に送信され、基地局装置２において受信された後は同様に、基地局装置２からコア・ネットワーク３及びインターネット４を介して集計サーバ６に伝達される。

通信経路選択部１６２は、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルに基づいて、広域通信部１４を用いて基地局装置２と直接通信をするか、近距離通信部１５を用いて他の通信装置１を経由して基地局装置２と通信をするかを選択する。また、通信経路選択部１６２は、近距離通信部１５を用いる場合、いずれの通信装置１を経由して基地局装置２と通信するかを選択する。また、通信経路選択部１６２は、経路情報テーブルなどが更新されると、上述の選択を行う。

報知情報生成部１６３は、タイマ１６６が予め定められた期間の経過を検出するごとに、報知情報を生成し、生成した報知情報を近距離通信部１５に出力して当該報知情報を送信させる。ここで、報知情報は、自装置を介して基地局装置２と通信する際の通信コスト及びホップ数を他の通信装置１に通知する情報である。この報知情報には、自装置を識別するＩＤと、自装置から基地局装置２までの通信コストと、自装置から基地局装置２に到達するまでに経由する通信装置１の数であるホップ数とが含まれる。

報知情報処理部１６４は、他の通信装置１から報知情報を受信すると、受信した報知情報に基づいて、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルを更新する。また、報知情報処理部１６４は、タイマ１６６が予め定められた期間の経過を検出することに、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルの更新処理を行う。
通信管理部１６５は、監視サーバ５から送信された集約度α、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルを広域通信部１４又は近距離通信部１５が受信すると、受信した集約度α、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルを経路選択パラメータ記憶部１１に記憶させる。

次に、通信経路選択部１６２による経路を選択する処理について説明する。
図７は、本実施形態における経路を選択する処理を示すフローチャートである。
まず、通信経路選択部１６２は、経路情報記憶部１２から経路情報テーブルを読み出し、読み出し経路情報テーブルに含まれる経路情報のうち、総コストが最小の経路情報を選択する（ステップＳ１０１）。通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０１において選択した経路情報が複数あるか否かを判定し（ステップＳ１０２）、選択した経路情報が複数でない場合（ステップＳ１０２：ｎｏ）、経路を選択する処理を終了する。

ステップＳ１０２において、選択した経路情報が複数ある場合（ステップＳ１０２：ｙｅｓ）、通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０１において選択した経路情報のうち、ホップ数が最小の経路情報を選択する（ステップＳ１０３）。通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０３において選択した経路情報が複数あるか否かを判定し（ステップＳ１０４）、選択した経路情報が複数でない場合（ステップＳ１０４：ｎｏ）、経路を選択する処理を終了する。

ステップＳ１０４において、選択した経路情報が複数ある場合（ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０３において選択した経路情報のうち、近距離通信コストが最小の経路情報を選択する（ステップＳ１０５）。通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０５において選択した経路情報が複数あるか否かを判定し（ステップＳ１０６)、選択した経路情報が複数でない場合(ステップＳ１０６：ｎｏ)、経路を選択する処理を終了する。

ステップＳ１０６において、選択した経路情報が複数ある場合（ステップＳ１０６：ｙｅｓ）、通信経路選択部１６２は、ステップＳ１０５において選択した経路情報のうち、最もＩＤが小さい経路情報を選択し（ステップＳ１０７）、経路を選択する処理を終了する。
ここで、上述のステップＳ１０１〜１０７の処理において選択された経路情報のＩＤが自装置のＩＤである場合、通信経路選択部１６２は、広域通信部１４を選択するとともに、基地局装置２と直接通信することを選択する。一方、選択された経路情報のＩＤが他の通信装置１のＩＤである場合、通信経路選択部１６２は、近距離通信部１５を選択するとともに、選択した経路情報に含まれるＩＤの通信装置１と通信することを選択する。

以下、通信経路選択部１６２による経路の選択を具体例を用いて説明する。
図８は、本実施形態において、１０個の通信装置１（ＩＤ：Ａ〜Ｊ）が１つの基地局装置２と通信しているネットワークの構成の一例を示す概略図である。各通信装置１を示す楕円（ノード）内に記載されているアルファベット（Ａ〜Ｊ）は、通信装置１それぞれのＩＤを示し、ＩＤとともに楕円内に記載されている数値は広域通信コストを示している。また、通信装置１同士を接続している枝（エッジ）は、近距離通信が可能であることを示し、その枝に添えて記載されている数値は、近距離通信コストを示している。また、同図における通信コストは、図３の広域通信コストテーブルと、図４の近距離通信コストテーブルとが適用され、集約度αが１０である場合を示している。

同図において、通信装置１（Ａ）は、通信装置１（Ｂ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ａ）の通信装置１（Ｂ）に対する近距離通信コストは１０であり、通信装置１（Ａ）の基地局装置２に対する広域通信コストは１０である。
また、通信装置１（Ｂ）は、通信装置１（Ａ，Ｃ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｂ）の通信装置１（Ａ，Ｃ）それぞれに対する近距離通信コストは１０、２０であり、通信装置１（Ｂ）の基地局装置２に対する広域通信コストは３０である。

また、通信装置１（Ｃ）は、通信装置１（Ｄ，Ｅ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｃ）の通信装置１（Ｄ，Ｅ）それぞれに対する近距離通信コストは３０、１０であり、通信装置１（Ｃ）の基地局装置２に対する広域通信コストは４０である。
また、通信装置１（Ｄ）は、通信装置１（Ｃ，Ｅ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｄ）の通信装置１（Ｃ，Ｅ）それぞれに対する近距離通信コストは１０、１０であり、通信装置１（Ｄ）の基地局装置２に対する広域通信コストは１０である。

また、通信装置１（Ｅ）は、通信装置１（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｅ）の通信装置１（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ）それぞれに対する近距離通信コストは２０、３０、１０、１０であり、通信装置１（Ｅ）の基地局装置２に対する広域通信コストは２０である。
また、通信装置１（Ｆ）は、通信装置１（Ｅ，Ｈ，Ｇ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｆ）の通信装置１（Ｅ，Ｈ，Ｇ）それぞれに対する近距離通信コストは１０、２０、５０であり、通信装置１（Ｆ）の基地局装置２に対する広域通信コストは６０である。

また、通信装置１（Ｈ）は、通信装置１（Ｆ，Ｉ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｈ）の通信装置１（Ｆ，Ｉ）それぞれに対する近距離通信コストは、２０、１０であり、通信装置１（Ｈ）の基地局装置２に対する広域通信コストは１０である。
また、通信装置１（Ｉ）は、通信装置１（Ｈ，Ｊ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができる。このとき、通信装置１（Ｉ）の通信装置１（Ｈ，Ｊ）それぞれに対する近距離通信コストは１０、６０であり、通信装置１（Ｉ）の基地局装置２に対する広域通信コストは∞である。

また、通信装置１（Ｊ）は、通信装置１（Ｉ）と近距離通信が行え、また、基地局装置２と広域通信が行うことができない。このとき、通信装置１（Ｊ）の通信装置１（Ｉ）に対する近距離通信コストは１０であり、通信装置１（Ｉ）の基地局装置２に対する広域通信コストは、通信ができないことを示す∞である。

図９は、図８において示したネットワークの構成における経路情報テーブルを示す図である。同図には、通信装置１（Ｆ，Ｈ，Ｉ，Ｊ）の経路情報テーブルが示されている。
図９（ａ）に示される通信装置１（Ｆ）の経路情報テーブルには、図８のネットワークの構成に対応して、自装置（Ｆ）の経路情報と、他の通信装置１（Ｅ，Ｇ，Ｈ）の経路情報とが含まれている。
通信装置１（Ｆ）において、通信経路選択部１６２は、上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を行うことにより、経路情報テーブルＩＤが「Ｅ」である経路情報を選択する。選択された経路情報は、総コストが最小の「３０」であり、ホップ数が最小の「１」であり、近距離通信コストが最小の「１０」である。そして、通信経路選択部１６２は、基地局装置２との通信に、近距離通信部１５を用いて他の通信装置１（Ｅ）を経由することを選択する。

また、通信装置１（Ｈ）において、図９（ｂ）に示されている経路情報テーブルに基づいて、通信経路選択部１６２は、ＩＤが「Ｈ」の経路情報を選択し、基地局装置２との通信に、広域通信部１４を用いて基地局装置２と直接通信をすることを選択する。
また、通信装置１（Ｉ）において、図９（ｃ）に示されている経路情報テーブルに基づいて、通信経路選択部１６２は、ＩＤが「Ｈ」の経路情報を選択し、基地局装置２との通信に、近距離通信部１５を用いて他の通信装置１（Ｈ）を経由することを選択する。
また、通信装置１（Ｊ）において、図９（ｄ）に示されている経路情報テーブルに基づいて、通信経路選択部１６２は、ＩＤが「Ｉ」の経路情報を選択し、基地局装置２との通信に、近距離通信部１５を用いて他の通信装置１（Ｉ）を経由することを選択する。

次に、報知情報生成部１６３による報知情報を送信する処理について説明する。
図１０は、本実施形態における報知情報を送信する処理を示すフローチャートである。
まず、各通信装置１において、報知情報生成部１６３は、広域通信部１４が測定する通信品質（ＣＩＮＲ）に変化があるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。通信品質（ＣＩＮＲ）の変化は、例えば、広域通信部１４が測定するＣＩＮＲに対応する通信コストと、経路情報記憶部１２に記憶されている自装置の経路情報の総コストとが異なるか否かにより判定する。

ステップＳ２０１において、報知情報生成部１６３は、通信品質（ＣＩＮＲ）に変化がない場合（ステップＳ２０１：ｎｏ）、処理をステップＳ２０３に進め、通信品質（ＣＩＮＲ）に変化があった場合（ステップＳ２０１：ｙｅｓ）、経路情報記憶部１２に記憶されている自装置の経路情報の総コストを、広域通信部１４が測定するＣＩＮＲに対応する通信コストに更新する（ステップＳ２０２）。

報知情報生成部１６３は、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルの自装置に対応する経路情報（行）の総コストが「∞」未満であるか否かを判定し（ステップＳ２０３）、当該総コストが「∞」未満の場合（ステップＳ２０３：ｙｅｓ）、自装置に対応する経路情報（行）を選択して読み出す（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０３において、自装置に対応する経路情報の総コストが「∞」以上である場合（ステップＳ２０３：ｎｏ）、報知情報生成部１６３は、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルに、総コストが、「∞」未満の経路情報が含まれているか否かを判定（ステップＳ２０５）する。

ステップＳ２０５において、総コストが「∞」未満の経路情報が含まれていない場合（ステップＳ２０５：ｎｏ）、報知情報を送信する処理を終了する。
一方、ステップＳ２０５において、総コストが「∞」未満の経路情報が含まれている場合（ステップＳ２０５：ｙｅｓ）、報知情報生成部１６３は、図７において示した通信経路選択部１６２の経路情報の選択と同じ処理を行い、経路情報記憶部１２に記憶されている経路情報テーブルから総コストが最小の経路情報を選択して読み出す（ステップＳ２０６）。

報知情報生成部１６３は、ステップＳ２０６において読み出した経路情報のＩＤを自装置のＩＤに変更する（ステップＳ２０７）。
報知情報生成部１６３は、読み出した経路情報のＩＤ、総コスト、及びホップ数を含む報知情報を生成し、生成した報知情報を近距離通信部１５に出力して当該報知情報を他の通信装置１に向けてブロードキャスト送信させる（ステップＳ２０８）。

本実施形態の報知情報生成部１６３は、ステップＳ２０３の判定を行うことにより、経由する通信装置１の数（ホップ数）を最小限にすることができる。すなわち、自装置、及び１ホップで通信できる通信装置１の広域通信が「圏外」のときに２つ以上の通信装置１を経由することを許容して、ホップ数の増加による通信の遅延を最小限にすることができる。
なお、通信の遅延が許容される場合、報知情報生成部１６３は、図１０のステップＳ２０３及びＳ２０４を省いた処理を行うようにしてもよい。

続いて、報知情報処理部１６４による報知情報を受信した際の処理、経路情報の生成と登録について説明する。
図１１は、本実施形態における報知情報を受信した際の処理を示すフローチャートである。
まず、近距離通信部１５は、他の通信装置１から報知情報を受信すると、当該報知情報に含まれるＩＤの通信装置１に対応する到着率ｒと、当該報知情報とを報知情報処理部１６４に出力する（ステップＳ３０１）。

報知情報処理部１６４は、近距離通信部１５から入力された到着率ｒに対応する近距離通信コストを、経路選択パラメータ記憶部１１に記憶されている近距離通信コストテーブルから読み出す（ステップＳ３０２)。
また、報知情報処理部１６４は、近距離通信部１５から入力された報知情報の総コストと、ステップＳ３０２において読み出した通信コストとを加算して総コストを算出する（ステップＳ３０３）。

更に、報知情報処理部１６４は、入力された報知情報のホップ数を「１」増加させて、ホップ数を算出する（ステップＳ３０４）。
報知情報処理部１６４は、入力された報知情報のＩＤと、ステップＳ３０２により読み出した近距離通信コストと、ステップＳ３０３において算出した総コストと、ステップＳ３０４において算出したホップ数と、報知情報を受信した日時とを含む経路情報を生成し、生成した経路情報を経路情報記憶部１２に記憶させる（ステップＳ３０５）。このとき、記憶させる経路情報と同一のＩＤを含む経路情報が記憶されている場合、上書きをして更新する。

続いて、報知情報処理部１６４による経路情報テーブルを更新する処理について説明する。図１２は、本実施形態における経路情報テーブルを更新する処理を示すフローチャートである。
まず、報知情報処理部１６４は、タイマ１６６が予め定められた期間の経過を検出すると、経路情報記憶部１２に記憶されている各経路情報を読み出して、各経路情報の最終更新日時から予め定められた期間である有効期間が経過している経路情報があるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。
ステップＳ４０１において、有効期間が経過している経路情報がある場合、報知情報処理部１６４は、有効期間が経過している経路情報を経路情報記憶部１２から削除し（ステップＳ４０２）、経路を選択する処理(図７)を通信経路選択部１６２に行わせる（ステップＳ４０３）。

以下、具体的な例を用いて、新たな通信装置１が設置された場合と、設置されていた通信装置１が撤去（削除）された場合とにおける通信装置１の処理について説明する。
図１３は、本実施形態において、新たな通信装置１が設置された場合における処理を説明するための図である。ここで、同図における通信コストは、図８と同様に、図３の広域通信コストテーブルと、図４の近距離通信コストテーブルとが適用され、集約度αが１０である場合を示している。

また、図１３に示すネットワークの構成は、図８に示したネットワークの構成にＩＤ「Ｋ」により識別される通信装置１が加えられている。以下、通信装置１（Ｋ）が新たに設置された場合の各通信装置１の処理について説明する。このとき、通信装置１（Ｋ）と、通信装置１（Ｆ）との近距離通信コストは「１０」であり、通信装置１（Ｋ）の広域通信コストは「１０」である。

新たに通信装置１（Ｋ）が設置されると、監視サーバ５は、上限値Ｍ、上限値Ｎ、集約度αの初期値、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルを通信装置１（Ｋ）に送信する。
そして、通信装置１（Ｋ）において、受信した上限値Ｍ、上限値Ｎ、集約度αの初期値、広域通信コストテーブル、近距離通信コストテーブルが、経路選択パラメータ記憶部１１に記憶される。また、報知情報生成部１６３が報知情報を生成して送信する（図１０：ステップＳ２０１〜２０６）。通信装置１（Ｋ）が送信する報知情報は、ＩＤ「Ｋ」、総コスト「１０」、ホップ数「０」が組み合わされた情報である。

通信装置１（Ｆ）において、近距離通信部１５が通信装置１（Ｋ）から報知情報を受信して、報知情報処理部１６４が経路情報テーブルを更新する（図１１：ステップＳ３０１〜Ｓ３０５）。この更新において、ＩＤ「Ｋ」、近距離通信コスト「１０」、総コスト「２０」、ホップ数「１」、最終更新日時「ＹＹＭＭＤＤｈｈｍｍｓｓ」（報知情報を受信した日時）が組み合わされた経路情報が経路情報テーブルに追加される。

同様に、通信装置１（Ｋ）において、近距離通信部１５が通信装置１（Ｆ）から報知情報を受信して、報知情報処理部１６４が経路情報テーブルを更新する（図１１：ステップＳ３０１〜Ｓ３０５）。このとき、通信装置１（Ｋ）が受信する報知情報は、ＩＤ「Ｆ」、総コスト「３０」、ホップ数「１」が組み合わされた報知情報である。

図１４は、図１３に示したネットワークの構成における通信装置１（Ｆ及びＫ）の経路情報テーブルを示す図である。図１４（ａ）は、図１３に示したネットワークの構成における通信装置１（Ｆ）の経路情報テーブルを示す図である。図９（ａ）と比較すると、通信装置１（Ｋ）が新たに設置されたことにより、ＩＤが「Ｋ」の経路情報が加えられている。この経路情報は、上述のしたように、ＩＤ「Ｋ」、総コスト「２０」、ホップ数「１」、最終更新日時「ＹＹＭＭＤＤｈｈｍｍｓｓ」（報知情報を受信した日時）が組み合わされた経路情報である。
また、この経路情報が、通信装置１（Ｆ）の経路情報テーブルにおいて総コストが最小の経路情報になる。その結果、通信装置１（Ｆ）において通信経路選択部１６２は、当該経路情報を選択し（図７：ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）、基地局装置２との通信に、近距離通信部１５を用いて通信装置１（Ｋ）を経由することを選択する。

図１４（ｂ）は、図１３に示したネットワークの構成における通信装置１（Ｋ）の経路情報テーブルを示す図である。同図に示すように、通信装置１（Ｋ）の経路情報テーブルには、自装置（Ｋ）の経路情報と、通信装置１（Ｋ）の経路情報とが含まれている。そして、通信経路選択部１６２は、自装置のＩＤ「Ｋ」を含む経路情報を選択し、基地局装置２との通信に、広域通信部１４を用いて基地局装置２と直接通信することを選択する。

このように、新たに通信装置１が加えられると、通信装置１は、報知情報に基づいて経路情報テーブルを更新し、通信品質に応じて、広域通信部１４と近距離通信部１５とのいずれかを選択するとともに、直接通信する通信相手（接続先）の選択することができる。

続いて、設置されていた通信装置１が撤去（削除）された場合における通信装置１の処理を説明する。
図１５は、本実施形態において、設置されていた通信装置１が撤去（削除）された場合における処理を説明するための図である。ここで、同図における通信コストは、図８と同様に、図３の広域通信コストテーブルと、図４の近距離通信コストテーブルとが適用され、集約度αが１０である場合を示している。また、図１５におけるネットワークの構成は、図８に示したネットワークの構成においてＩＤ「Ｄ」により識別される通信装置１が削除された構成である。ここでは、通信装置１（Ｄ）が削除された場合の各通信装置１の処理について説明する。

通信装置１（Ｄ）が削除されると、通信装置１（Ｄ）の報知情報が受信されなくなり、通信装置１（Ｃ，Ｅ）において、ＩＤが「Ｄ」の経路情報が更新されなくなる。そして、報知情報処理部１６４が、経路情報テーブルを更新する処理（図１２：ステップＳ４０１〜４０３）を行うことにより、通信装置１（Ｃ，Ｅ）の経路情報テーブルからＩＤが「Ｄ」の経路情報が削除される。

図１６は、図８に示したネットワークの構成において通信装置１（Ｄ）が削除された際の通信装置１（Ｃ）の経路情報テーブルの変化を示す図である。図１６（ａ）は、図８のネットワークの構成における通信装置１（Ｃ）の経路情報テーブルである。このとき、通信装置１（Ｃ）では、通信経路選択部１６２が近距離通信部１５を選択して、通信装置１（Ｃ）を経由して基地局装置２と通信することを選択している。
そして、図８のネットワークの構成から図１５のネットワークの構成に変化（通信装置１（Ｄ）の撤去）により、報知情報処理部１６４がＩＤ「Ｄ」の経路情報を削除して、通信装置１（Ｃ）の経路情報テーブルは、図１６（ｂ）のようになる。そして、通信経路選択部１６２は、ＩＤが「Ｃ」の経路情報を選択し（図７：ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）、基地局装置２との通信に、広域通信部１４を用いて基地局装置２と直接通信することを選択する。

図１７は、図８のネットワークの構成において通信装置１（Ｄ）が削除された際の通信装置１（Ｅ）の経路情報テーブルの変化を示す図である。図１６（ａ）は、図８のネットワークの構成における通信装置１（Ｅ）の経路情報テーブルである。このとき通信装置１（Ｅ）において、通信経路選択部１６２は、ＩＤが「Ｅ」の経路情報を選択し、基地局装置２との通信に、広域通信部１４を用いて基地局装置２と直接通信することを選択している。
そして、図８のネットワークの構成から図１５のネットワークの構成に変化（通信装置１（Ｄ）の撤去）により、報知情報処理部１６４がＩＤ「Ｄ」の経路情報を削除して、通信装置１（Ｅ）の経路情報テーブルは、図１７（ｂ）のようになる。

このように、設置されていた通信装置１が撤去（削除）されると、各通信装置１は、報知情報に基づいて経路情報テーブルを更新し、通信品質に応じて、広域通信部１４と近距離通信部１５とのいずれかを選択するとともに、直接通信する通信相手（接続先）の選択することができる。

次に、監視サーバ５に備えられている集約度更新部５５１が、基地局装置２に直接通信する通信装置１の数、又は、１つの通信装置１がデータを中継する通信装置１の数を適切な値に制御するために、集約度αを更新する処理について説明する。
図１８は、本実施形態における集約度更新部５５１が、集約度αを更新する処理のフローチャートである。

まず、集約度更新部５５１は、集約度αの更新する処理が開始されると、経路選択パラメータ記憶部５１から、基地局装置２が直接通信する通信装置１の数の上限値Ｎと、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数の上限値Ｍと読み出す（ステップＳ５０１）。
集約度更新部５５１は、ネットワーク構成記憶部５４に記憶されている各基地局装置２の基地局接続情報を読み出し、直接通信をしている通信装置１の数が、上限値Ｎを超えている基地局装置２があるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ステップＳ５０２において、上限値Ｎを超えている基地局装置２がある場合（ステップＳ５０２：ｙｅｓ）、当該基地局装置２と通信している全ての通信装置１に対する集約度αの値を「１」増加させ更新し、当該基地局装置２と通信している全ての通信装置１に更新した集約度αを送信する（ステップＳ５０３）。一方、上限値Ｎを超えている基地局装置２がない場合（ステップＳ５０２：ｎｏ）、集約度更新部５５１は、ネットワーク構成記憶部５４に記憶されている各通信装置１の通信装置接続情報を読み出し、通信を中継している通信装置１の数が、上限値Ｍを超えている通信装置１があるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。

ステップＳ５０４において、上限値Ｍを超えている通信装置１がない場合（ステップＳ５０４：ｎｏ）、集約度更新部５５１は、処理をステップＳ５０６に進める。一方、上限値Ｍを超えている通信装置１がある場合（ステップＳ５０４：ｎｏ）、集約度更新部５５１は、上限値Ｍを超えている通信装置１を経由して基地局装置２と通信をしている全ての通信装置１に対する集約度αの値を「１」減少させ更新し、当該通信装置１に更新した集約度αを送信する（ステップＳ５０５）。

ステップＳ５０６において、集約度更新部５５１は、タイマ５５２により予め定められた更新期間が経過するまで待機し（ステップＳ５０６：ｎｏ）、更新期間が経過すると（ステップＳ５０６：ｙｅｓ）、ステップＳ５０２〜Ｓ５０５の集約度αを更新する処理を繰り返して行う。

次に、具体例を用いて、集約度αの更新による通信装置１の経路選択を制御する動作を説明する。
図１９は、本実施形態において基地局装置２と直接通信する通信装置１の数が上限値Ｎを超過した場合の動作の一例を示す概略図である。図１９（ａ）に示すように、７つの通信装置１（Ａ〜Ｇ）が基地局装置２と通信しており、そのうち４つの通信装置１（Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｇ）が基地局装置２と直接通信をしている。また、通信装置１（Ｂ）は、通信装置１（Ａ）を経由して基地局装置２と通信している。また、通信装置１（Ｃ）は、通信装置１（Ｄ）を経由して基地局装置２と通信している。また、通信装置１（Ｆ）は、通信装置１（Ｅ）を経由して基地局装置２と通信している。また、各通信装置１（Ａ〜Ｇ）における広域通信コストと、各通信装置１間における近距離通信コストとは、図８と同様に示されている。ここでは、上限値Ｍは「３」であり、上限値Ｎは「４」であり、各通信装置１に対する集約度αは「１０」であり、広域通信コストテーブルは図３に示したものが適用され、近距離通信コストテーブルは図４に示したものが適用されている場合について説明する。

図１９（ａ）に示すネットワークの構成において、基地局装置２に直接通信している通信装置１の数は「４」（≦Ｎ＝４）であり、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数は最大で「２」（≦Ｍ＝３）である。すなわち、図１９（ａ）に示す接続状態において、上限値Ｍ及び上限値Ｎにより設定される制約は、満たされている。
なお、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数には、自装置も含まれている。

ここで、図１９（ｂ）に示すように、１つの通信装置１（Ｈ）が加えられると、基地局装置２と直接通信をする通信装置１の数が「５」（＞Ｎ＝４）になる。一方、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数は最大で「２」（≦Ｍ＝３）のままである。この通信装置１（Ｈ）は、広域通信コストが「３０」であり、通信装置１（Ｅ）との近距離通信コストが「１０」であり、通信装置１（Ｆ）との近距離通信コストが「２０」である。

このとき、監視サーバ５に備えられている集約度更新部５５１は、上限値Ｎを超える基地局装置２が存在することを検出し（図１８：ステップＳ５０２）、集約度αを「１０」から「１１」に増加させる制御情報を、基地局装置２と通信している全ての通信装置１（Ａ〜Ｈ）に送信する（図１８：ステップＳ５０３）。
そして、各通信装置１（Ａ〜Ｈ）は、集約度αを更新したことにより、報知情報を送信し、各通信装置１（Ａ〜Ｈ）の経路情報テーブルが更新される。

図１９（ｃ）は、集約度αが「１１」である場合の通信コストを示している。各通信装置１（Ａ〜Ｈ）の広域通信コストが、図１９（ｂ）に比べ、集約度αの増加に応じて、増加している。これにより、通信装置１（Ｈ）において、通信経路選択部１６２が広域通信部１４を用いた通信から、近距離通信部１５を用いた通信に切り替える選択を行うことになる。そして、基地局装置２と直接通信をする通信装置１の数は「４」（≧Ｎ＝４）となり、通信装置１（Ｅ）が通信を中継する通信装置１（Ｅ、Ｆ、Ｈ）の数が「３」（≦Ｍ＝３）となる。

このようにして、監視サーバ５に備えられている集約度更新部５５１が、各通信装置１の集約数αを更新させることにより、基地局装置２に直接通信する通信装置１の数を制御して、図１９（ｂ）に示す接続状態を図１９（ｃ）に示す接続状態に変えることができる。その結果、上限値Ｍ及びＮにより設定される制約は満たされることになり、基地局装置２における通信負荷の集中を低減させることができる。

ここで、図１９における通信装置１（Ｈ）の経路情報の変化を示しておく。
図２０は、図１９に示す通信コストの変化による経路情報の変化を示す図である。図２０（ａ）は、図１９（ｂ）に対応する集約度αが「１０」の場合の経路情報を示す図である。このとき、通信装置１（Ｈ）は、総コストに基づいて、基地局装置２と直接通信をしている。
図２０（ｂ）は、図１９（ｃ）に対応する集約度αが「１１」の場合の経路情報を示す図である。集約度αが「１１」に更新されたことにより、通信装置１（Ｈ）において、最小の総コストを含む経路情報が、ＩＤ「Ｈ」の経路情報から、ＩＤ「Ｅ」の経路情報に変わっている。そして、通信装置１（Ｈ）において、通信経路選択部１６２が広域通信部１４を用いた通信から、近距離通信部１５を用いて通信装置１（Ｅ）を経由した通信に切り替える選択を行うことになる。

続いて、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数が上限値Ｍを超過した場合の動作について説明する。すなわち、ある通信装置１が通信を中継する通信装置１の数が多く、通信負荷が高くなっている場合の動作について説明する。
図２１は、本実施形態において１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数が上限値Ｍを超過した場合の動作の一例を示す概略図である。図２１（ａ）に示すネットワークの構成は、図１９（ａ）に示すネットワークの構成と、上限値Ｍが「２」である点、上限値Ｎが「５」である点、集約度αが「１１」である点が相違し、広域通信コストテーブル及び近距離通信コストテーブルについては同じである。

図２１（ａ）に示す接続状態において、基地局装置２に直接通信をしている通信装置１の数は「４」（≦Ｎ＝５）であり、１つの通信装置１が通信を中継する通信装置１の数は最大で「２」（≦Ｍ＝２）である。すなわち、図２１（ａ）に示す通信状態において、上限値Ｍ及び上限値Ｎにより設定される制約は、満たされている。

ここで、図２１（ｂ）に示すように、１つの通信装置１（Ｈ）が加えられると、通信装置１（Ｅ）を経由して基地局装置２と通信をする通信装置１の数が「３」（＞Ｍ＝２）になる。一方、基地局装置２と直接通信をする通信装置１の数は「４」（≦Ｎ＝５）のままである。この通信装置１（Ｈ）は、広域通信コストが「３３」であり、通信装置１（Ｅ）との近距離通信コストが「１０」であり、通信装置１（Ｆ）との近距離通信コストが「２０」である。

このとき、監視サーバ５に備えられている集約度更新部５５１は、上限値Ｍを超える通信装置１（Ｅ）が存在することを検出し（図１８：ステップＳ５０４)、集約度αを「１１」から「１０」に減少させる制御情報を、通信装置１（Ｅ）が通信を中継する通信装置１（Ｅ，Ｆ，Ｈ）に送信する（図１８：ステップＳ５０５）。
そして、通信装置１（Ｅ，Ｆ，Ｈ）は、集約度αを更新したことにより、報知情報を送信し、各通信装置１（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）の経路情報テーブルが更新される。

図２１（ｃ）は、通信装置１（Ｅ，Ｆ，Ｈ）の集約度αが「１０」に更新された場合の通信コストを示している。通信装置１（Ｅ，Ｆ，Ｈ）の広域通信コストが、図２１（ｂ）に比べ、集約度αの減少に応じて、減少している。これにより、通信装置１（Ｈ）において、通信経路選択部１６２が近距離通信部１５を用いた通信から、広域通信部１４を用いた通信に切り替える選択を行うことになる。そして、通信装置１（Ｅ）が通信を中継する通信装置１（Ｅ，Ｆ）の数は「２」（≦Ｍ＝２）となり、基地局装置２と直接通信をする通信装置１の数は「５」（≧Ｎ＝５）となる。

このようにして、監視サーバ５に備えられている集約度更新部５５１が、各通信装置１の集約数αを更新させることにより、基地局装置２に直接通信する通信装置１の数を制御して、図２１（ｂ）に示す接続状態を図２１（ｃ）に示す接続状態に変えることができる。その結果、上限値Ｍ及びＮにより設定される制約は満たされることになり、通信装置１（Ｅ）における通信負荷の集中を低減させることができる。
また、図２１（ｂ）に示す接続状態における通信装置１（Ｈ）の経路情報テーブルは、図２０（ｂ）に示した経路情報テーブルと同じである。また、図２１（ｃ）に示す接続状態における通信装置１（Ｈ）の経路情報テーブルは、図２０（ａ）に示した経路情報テーブルと同じである。

以上のように、本実施形態の無線通信システム１００において、通信装置１は、基地局装置及び通信装置の通信品質に応じて、基地局装置２と直接通信するための広域通信部１４と、他の通信装置を経由して基地局装置と通信するための近距離通信部１５とのいずれかを適切に選択することができる。
また、監視サーバ５は、上限値Ｍ及び上限値Ｎにより定められる制約に基づいて、各通信装置１の集約数αを更新して通信装置１の接続先を変更させることにより、基地局装置２が直接通信する通信装置１の数（集約の度合い）を簡易に制御することができる。

なお、図１９及び図２１を用いて説明した例では、集約度αを一度更新することで、上限値Ｍ及び上限値Ｎにより定められる制約が満たされたが、一度の更新で満たされない場合、集約度更新部５５１は、制約が満たされるまで集約度αを繰り返し更新する。

なお、本実施形態においては、監視サーバ５がコア・ネットワーク３及びインターネット４を介して基地局装置２と接続されている構成を説明したが、これに限ることなく、監視サーバ５と基地局装置２とが１つ又は複数のネットワークを介して接続されていてもよい。

また、上述の実施形態において、通信装置１と基地局装置２との通信における通信品質を示す指標としてＣＩＮＲを用いて通信コストを算出する構成について説明したが、これに限らずに、通信品質を示す指標として、ＳＮＲや、ＢＥＲ、パケットエラー率、データ転送レートなどを用いるようにしてもよい。通信装置１同士の通信における通信品質を示す指標として到着率ｒを用いて通信コストを算出する構成について説明したが、同様に、通信品質を示す指標として、ＳＮＲや、ＢＥＲ、パケットエラー率、データ転送レートなどを用いるようにしてもよい。なお、通信装置１と基地局装置２と間の通信コストと、通信装置１同士の通信コストとの算出に用いる通信品質の指標に同じ指標を用いるようにしてもよい。

上述の通信装置１は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した経路選択パラメータ記憶部１１、経路情報記憶部１２、及び制御部１６が行う処理は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

異なる２つの通信方式を用いて通信する複数の通信装置と、基地局装置とにより構成されるネットワークに適用することができる。

１…通信装置、２…基地局装置、３…コア・ネットワーク、４…インターネット、５…監視サーバ、６…集計サーバ、１１…経路選択パラメータ記憶部、１２…経路情報記憶部、１３…電力量測定部、１４…広域通信部、１５…近距離通信部、１６…制御部、５１…経路選択パラメータ記憶部、５２…入力部、５３…ネットワーク通信部、５４…ネットワーク構成記憶部、５５…監視制御部、１６１…送信情報生成部、１６２…通信経路選択部、１６３…報知情報生成部、１６４…報知情報処理部、１６５…通信管理部、１６６…タイマ、５５１…集約度更新部、５５２…タイマ

Claims (5)

1. 基地局装置と、該基地局装置とデータを送受信する複数の通信装置とを具備する無線通信システムであって、
   前記通信装置は、
   自装置以外の他の通信装置からデータを受信し、受信したデータ及び自装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する第１通信部と、
   前記受信したデータ及び前記生成されたデータを前記第１通信部と異なる通信方式により前記基地局装置に送信する第２通信部と、
   前記第１通信部を用いて自装置以外の他の通信装置を経由して前記基地局装置と通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストと、前記第２通信部を用いて前記基地局装置と直接通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストとに基づいて、前記第１通信部と前記第２通信部とのいずれを用いてデータを送信するかを選択する通信経路選択部と
   を備えていることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記基地局装置に接続されている監視サーバであって、前記基地局装置及び前記通信装置の通信の負荷に応じて、前記基地局装置と直接通信する際の通信コストの算出に用いる重み係数を更新する係数更新部を備えている監視サーバを更に具備し、
   前記通信装置において算出される前記第１通信部を用いた通信の通信コストは、前記重み係数を乗じて算出される
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記重み係数は、前記基地局装置と直接通信をする前記通信装置の数と、１つの前記通信装置がデータを中継する前記通信装置の数とを制御する集約度であり
   前記係数更新部は、
   前記基地局装置と直接通信する前記通信装置の数が、予め定められている第１上限値を超えると、前記集約度を増加させ、１つの前記通信装置がデータを中継する前記通信装置の数が、予め定められている第２上限値を超えると、該通信装置に対する前記集約度を減少させ、
   前記通信経路選択部は、
   前記第１通信部に対する通信コストが前記第２通信部に対応する通信コストより小さい場合、前記第１通信部を選択し、前記第１通信部に対する通信コストが前記第２通信部に対応する通信コスト以上の場合、第２通信部を選択する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線通信システム。
4. 前記通信経路選択部は、
   前記第２通信部が複数の他の前記通信装置と通信できる場合、該通信装置ごとに算出された通信コストのうち最も小さい通信コストに対応する他の前記通信装置を経由して前記基地局装置と通信をすることを選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 基地局装置と、該基地局装置とデータを送受信する複数の通信装置とを具備する無線通信システムにおける通信装置であって、
   自装置以外の他の通信装置からデータを受信し、受信したデータ及び自装置において生成されたデータを他の通信装置に送信する第１通信部と、
   前記受信したデータ及び前記生成されたデータを前記第１通信部と異なる通信方式により前記基地局装置に送信する第２通信部と、
   前記第１通信部を用いて自装置以外の他の通信装置を経由して前記基地局装置と通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストと、前記第２通信部を用いて前記基地局装置と直接通信をする際の通信品質に応じて算出される通信コストとに基づいて、前記第１通信部と前記第２通信部とのいずれを用いてデータを送信するかを選択する通信経路選択部と
   を備えていることを特徴とする通信装置。

Images