JP2016201605A - 無線通信端末、無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】他システムとの周波数共存環境下において、電波の干渉が発生した場合に無線通信が断絶する時間を減らす。【解決手段】無線通信端末１０に対して定期的にポーリングを行いセンサデータ収集を行うゲートウェイ２０と、ゲートウェイから収集したデータを蓄積保管するデータ収集サーバ３０とからなる無線通信システムである。無線通信端末が、ゲートウェイからのアクセス周期に従い、干渉を受けている時間の割合と、干渉信号と希望信号との強度比を計測し、ゲートウェイからのポーリングに応答する際、センサデータに自端末の干渉に関する情報を付加し、ゲートウェイが収集した無線通信端末の干渉情報に基づき、干渉の影響の大きさを判定する干渉エリア判定機能と、判定の結果に応じて、無線通信端末に対して干渉対策を実施する機能と、自端末が測定した干渉の情報から、干渉の影響の大きさを判断してチャネルサーチに移行する干渉対策部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の無線通信端末が計測したセンサデータを、ゲートウェイがポーリングにより収集する無線通信システムに関するものである。

近年、多数の無線センサーノードを利用して、センサデータの収集や機器の制御を行うことが注目を集めている。このとき、同一の無線通信帯域を利用する他のシステムが共存する場合、無線通信の干渉が発生し、通信品質が劣化する。そこで、特許文献１では、干渉を検知した場合に自システムが利用する無線の通信チャネルを変更することで、自他システム間の干渉を回避させている。

特開２００７-２４３６２３号公報

しかしながら、特許文献１のようにシステム内の無線通信端末が通信チャネルを変更する際は、新しい通信チャネルに移行するまでは通信が断絶し、特にセンサネットワークのようにマルチホップ通信が実施されるシステムにおいては、ゲートウェイの近隣のノードから通信チャネルを確定させていくため、すべての無線通信端末との通信が復旧するまでに時間がかかる。

そこで本発明では、無線通信端末毎に、アプリケーションの通信要件を満たす状態であるかを判断基準として、干渉の影響の大きさを判定し、干渉の影響の大きさに応じた干渉対策を実施することで、他システムとの周波数共存環境下において、干渉が発生した場合にも通信が断絶する時間を減らすことを可能とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、
通信を行うタイミングがポーリングにより制御されている複数の無線通信端末と、前記無線通信端末に対して定期的にポーリングを行いデータ収集を行うゲートウェイと、前記ゲートウェイから収集したデータを蓄積保管するデータ収集サーバとからなる無線マルチホップ通信ポーリングシステムにおいて、前記無線通信端末が、前記ゲートウェイからのアクセス周期に従い、干渉を受けている時間の割合と、干渉信号と希望信号との強度比を計測する機能と、前記無線通信端末が、ゲートウェイからのポーリングに応答する際に、センサデータと同時に自端末の干渉に関する情報を付与する機能と、
前記ゲートウェイが、管理下に置く前記無線通信端末から干渉に関する情報を集約し保管する機能と、前記ゲートウェイが、集約した前記無線通信端末の干渉に関する情報に基づき、干渉の影響の大きさを判定する干渉エリア判定機能と前記ゲートウェイが、干渉エリア判定の結果に応じて、前記無線通信端末に対して干渉対策を実施する機能と、前記無線通信端末が、自端末が測定した干渉の情報から、干渉の影響の大きさを判断し、通信チャネルサーチなどに移行する干渉対策を実施する機能と、前記データ収集サーバが、前記ゲートウェイが集約した前記無線通信端末の干渉に関する情報を、外部出力装置に出力することで、干渉が発生しているエリアをシステムの管理者に通達し、無線通信端末の配置場所を変更するなどの対策を指示する機能と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、
センサデータ収集向けの無線通信システムにおいて、他システムとの周波数共存環境下において、干渉が発生した場合に通信が断絶する時間を減らすことが実現可能となる。

実施例１に関わるセンサデータ収集向けの無線通信システムの全体構成を示す図である。 実施例１に関わるデータ収集サーバ、ゲートウェイ、無線通信端末の構成例を示す図である。 実施例１に関わる収集値データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる機器情報データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わるルーティングデータベースの一例を示す図である。 実施例１に関わるノード情報データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる計測値データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わるパケットキューデータベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる干渉情報集約データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる干渉情報データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わるマッピングデータベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる干渉対策データベースの一例を示す図である。 実施例１に関わる共通ヘッダの一例を示す図である。 実施例１に関わるポーリングパケットの一例を示す図である。 実施例１に関わるポーリング応答パケットの一例を示す図である。 実施例１に関わる定期収集のフローチャートである。 実施例１に関わる干渉エリア判定のフローチャートである。 実施例１に関わる閾値判定による干渉エリアの判定領域をグラフ上に示した図である。 実施例１に関わる閾値判定のフローチャートである。 実施例１に関わる判定修正のフローチャートである。 実施例１に関わる干渉対策のフローチャートである。 実施例１に関わる干渉計測のフローチャートである。 実施例１に関わるパケット通信のフローチャートである。 実施例１に関わる干渉エリア判定の結果がＢ判定の場合の動作の一例を示したシーケンス図である。 実施例１に関わる干渉エリア判定の結果がＣ判定の場合の動作の一例を示したシーケンス図である。 実施例１に関わる干渉エリア表示のフローチャートである。 実施例１に関わる干渉エリア表示が出力する画面の一例を示す図である。 実施例２に関わる干渉率は低いが、干渉強度比が高い場合のセンサデータの収集周期に対する端末の通信失敗回数を示したグラフの一例である。 実施例２に関わる閾値判定が判定Ｂ(１)となったときのポーリングの順序変更の一例を示す図である。

以降、本発明を実施するための最良の形態を、図などを参照しながら詳細に説明する。図１〜２０は実施例１を、図２０〜図２１は実施例２を示す図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成および動作は同様のものであるとする。

図１は、実施例１に関わるセンサデータ収集向けの無線通信システムの全体構成を示す図である。

本センサデータ収集向けの無線通信システムは、無線通信端末１０がセンサ部１５などにより定期的に計測したセンタデータを、データ収集サーバ３０がネットワーク４０を介して、ゲートウェイ２０経由で無線通信により各無線通信端末１０から情報取得を行うシステムであり、複数の無線通信端末１０と、ゲートウェイ２０と、データ収集サーバ３０と、ネットワーク４０により構成される。

無線通信端末１０は、ゲートウェイ２０からの情報取得要求（ポーリングパケット）を受信すると、無線通信により定期的に計測したセンサデータと自身の干渉に関する情報を送信するとともに、無線通信端末１０およびゲートウェイ２０が送信した無線通信を他の無線通信端末１０に中継する機能を有する。

ゲートウェイ２０は、各無線通信端末１０からセンサデータを取得するために、周期的に各無線通信端末１０にポーリングパケットを送信するとともに、無線通信端末１０がポーリングパケットの応答として送信したセンサデータを受信して、蓄積管理する機能を有する。ネットワーク４０は、ゲートウェイ２０とデータ収集サーバ３０との通信を無線または有線で接続するモノであり、たとえばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＩｎｔｅｒｎｅｔである。データ収集サーバ３０は、ネットワーク４０を介して、ゲートウェイ２０が管理している無線端末１０の定期収集情報を受信して、蓄積管理する機能を有する。

図１では、実線で示されている部分は無線により直接通信が可能な通信経路として利用されていることを示し、破線で示されている部分は無線により直接通信可能であるが、通信経路として利用されていないことを示している。

本実施例では、無線通信端末１０同士、無線通信端末１０とゲートウェイ２０における無線通信として、特定小電力無線などに代表される低速な無線通信を想定しているが、IEEE802.11a/b/g/nなどに代表される無線ＬＡＮ規格やIEEE802.15.4、Bluetooth（登録商標）、UWBなどの無線方式であっても構わない。
図２は、実施例１に関わるデータ収集サーバ、ゲートウェイ、無線通信端末の構成を示す図である。
データ収集サーバ３０は主記憶３１、ＣＰＵ３２、入出力装置３３、補助記憶３４、通信Ｉ／Ｆ３５、干渉エリア表示３６を有している。主記憶３１には、機器設定３１１、パケット通信３１２、収集値データベース３１３、機器情報データベース３１４が格納されている。

干渉エリア表示３６は、ゲートウェイ２０が干渉エリア判定２１４で判定した無線通信端末１０が受ける干渉の大きさを、入出力装置３３と接続されるディスプレイ上などでグラフィカルに表示するプログラムであり、本システムを管理するユーザが干渉エリア表示３６で示される干渉の大きさに応じて、干渉対策２１３で実行される干渉対策を機器設定プログラム３１１を通して実行しても良い。

機器設定３１１は、無線通信端末１０やゲートウェイ２０に対してノード情報を設定することや、ゲートウェイ２０に対しては定期収集の開始や中止、頻度などのパラメータを設定するプログラムである。
パケット通信３１２は、無線通信端末１０、ゲートウェイ２０、データ収集サーバ３０が、ネットワーク４０または無線通信用アンテナ２７、１７から得られたパケットをそれぞれ通信Ｉ／Ｆ３５、２５、無線処理２６、１６を介して受信して、次の宛先にパケットを中継することや、パケットのデータの種類に応じて、収集値データベース３１３、２１５、ルーティングデータベース２１７、干渉情報集約データベース２１８を更新することが可能なプログラムである。
収集値データベース３１３は、ゲートウェイ２０が収集した無線通信端末１０の情報を時系列ごとに管理するデータベースである。機器情報データベース３１４は、無線通信端末１０やゲートウェイ２０の機器情報を管理するデータベースである。

ゲートウェイ２０は、主記憶２１、ＣＰＵ２２、表示部２３、補助記憶２４、通信Ｉ／Ｆ２５、無線処理２６、無線通信用アンテナ２７を有している。主記憶装置２１には、パケット通信２１１、定期収集２１２、干渉対策２１３、干渉エリア判定２１４、収集値データベース２１５、ノード情報データベース２１６、ルーティングデータベース２１７、干渉情報集約データベース２１８、マッピングデータベース２１９、干渉対策データベース２２０が格納されている。

パケット通信２１１は、データ収集サーバ３０のパケット通信３１２と同じである。

定期収集２１２は、無線通信端末１０が計測しているセンサデータなどを定期的に収集するプログラムである。干渉対策２１３は、無線通信端末１０が他システムからの干渉を受けている際に動作し、干渉エリア判定２１４で判定された干渉の影響の大きさに応じて、干渉対策データベース２２０を参照して、適切な干渉対策を実施するプログラムである。

干渉エリア判定２１４は、無線通信端末１０から集約した干渉情報をもとに、無線通信端末１０が受けている他システムからの干渉の影響の大きさを、アプリケーションの通信要件を基準として判定するプログラムである。

収集値データベース２１５は、データ収集サーバ３０の収集値データベース３１３と同じである。ノード情報データベース２１６は、無線通信端末１０またはゲートウェイ２０の固有のノードＩＤなどの情報を管理するデータベースである。

ルーティングデータベース２１７は、無線通信端末１０と通信を行うための通信経路の情報を管理するデータベースである。

干渉情報集約データベース２１８は、ゲートウェイ２０が管理する無線通信端末１０が、干渉計測１１３で計測した干渉率や干渉強度比の情報および通信失敗率を集約し、保管するデータベースである。マッピングデータベース２１９は、干渉エリア判定２１４が干渉の影響の大きさを判定する際に利用する干渉率と干渉強度比の閾値を保管するデータベースである。干渉対策データベース２２０は、干渉エリア判定２１４で判定された干渉の影響の大きさに応じた干渉対策を保管したデータベースである。

無線通信端末１０は、主記憶１１、ＣＰＵ１２、表示部１３、補助記憶１４、センサ部１５、無線処理１６、無線通信用アンテナ１７を有している。主記憶１１には、パケット通信１１１、定期計測１１２、干渉計測１１３、干渉対策１１４、計測値データベース１１５、ノード情報データベース１１６、パケットキューデータベース１１７、干渉情報データベース１１８、干渉対策データベース１１９、マッピングデータベース１２０が格納されている。

パケット通信１１１は、データ収集サーバ３０のパケット通信３１２と同じである。
定期計測１１２は、一定時間ごとにセンサ部１５から得られたデータを計測値データベース１１５に保存するプログラムである。
干渉計測１１３は、干渉強度比計算部１１３１、干渉率計算部１１３２から構成され、無線通信端末１０が受けている干渉の影響の大きさを測定するプログラムである。

干渉強度比計算部１１３１は、無線通信端末１０が受ける干渉の大きさに対する希望信号の受信電波強度比を、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０にアクセスする周期で平均化した値を計算するプログラムである。

干渉率計算部１１３２は、無線通信端末１０がゲートウェイからのアクセス周期に対して、干渉を受けている時間の割合を計算するプログラムである。干渉対策１１４は、ゲートウェイ２０の干渉対策２２０と同じである。計測値データベース１１５は、センサ部１５から得られたデータと、その時の時刻を管理するデータベースである。

ノード情報データベース１１６は、ゲートウェイ２０のノード情報２１６と同じである。パケットキューデータベース１１７は、無線通信端末１０が干渉により通信待機状態になった場合に、転送する予定であったパケットを保管するデータベースである。干渉情報データベース１１８は、無線通信端末１０が、干渉計測１１３で計測した干渉率や干渉強度比と干渉強度比の情報を保管するデータベースである。

干渉対策データベース１１９は、ゲートウェイ２０の干渉対策データベース２２０と同じである。マッピングデータベース１２０は、ゲートウェイ２０のマッピングデータベース２１９と同じである。なお、表示部２３、１３は定期収集情報やノード情報、故障情報などを示す部分であり、液晶ディスプレイやLEDを想定しているが、表示部２３、１３がなくても動作には影響はない。

図３（ａ）は、実施例１に関わる収集値データベースの一例を示す図である。

収集値データベース３１３、２１５は、無線通信端末１０からのデータの収集、管理を行うため、ネットワークＩＤ、定期収集番号、ノードＩＤ、ポーリング通信、収集値、収集時刻が記憶されており、ネットワークＩＤ、定期収集番号の値により一意に決まるテーブルにより、各情報を管理している。

ノードＩＤ欄３１３１のノードＩＤは、無線通信端末１０を各ネットワークＩＤにおいて一意に特定する識別子である。ポーリング通信欄３１３２のポーリング通信は、無線通信端末１０に対して行ったポーリング通信が成功、失敗、未実施のいずれであるかを表す識別子である。収集値欄３１３３の収集値は、無線通信端末１０がセンサ部１５により取得した情報であり、実施例１では各家庭における電力使用量を表す数値である。収集時刻欄３１３４の収集時刻は、無線通信端末１０がセンサ部１５により情報を取得した時刻を表す数値である。

ここで、収集値欄３１３３で記憶する値は、温度や湿度情報、水やガスの使用量などである場合や、それらを複数記憶しても構わない。また、ネットワークＩＤとは、データ収集サーバ３０が１つのゲートウェイ２０と複数の無線通信端末１０から構成されるネットワークを複数管理していることが想定されるため、それぞれのネットワークを識別する識別子である。

また、定期収集番号とは、データ収集サーバではネットワークＩＤが示す各ネットワークに対して、すべての無線通信端末１０から順番に定期収集値を取得するため、それが何回目の定期収集であるかを示す識別子である。

図３（ｂ）は、実施例１に関わる機器情報データベースの一例を示す図である。

機器情報データベース３１４は、無線通信端末１０、ゲートウェイ２０の機器情報を管理するため、ノードＩＤ、無線ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、サブネットマスク、位置座標が記憶されており、ネットワークＩＤの値により一意に決まるテーブルにより、各情報を管理している。ノードＩＤ欄３１４１のノードＩＤは、収集値データベース３１３のノードＩＤと同じである。

無線ＭＡＣアドレス欄３１４２の無線ＭＡＣアドレスは、通信機器に一意に割り振られる識別子であり、ＩＥＥＥなどが定める識別子である。ＩＰアドレス欄３１４３のＩＰアドレスは、ネットワーク通信において、通信機器に対して付与されるＩＰアドレスである。

サブネットマスク欄３１４４のサブネットマスクは、ＩＰネットワーク通信に必要なサブネットマスクである。位置座標欄３１４５の位置座標は、無線通信端末１０が設置されている位置を表す。ここでの位置座標とは、無線通信端末１０間の相対的な位置関係を示せればよく、１ｍオーダの誤差を含んでもよい。例えば、無線通信端末を設置する場所の構内図面などがある場合には、図面の端のいずれかを(0,0)としたときの、相対的な位置座標を入力し、管理する。

図４（ａ）は、実施例１に関わるルーティングデータベースの一例を示す図である。

ルーティングデータベース２１７は、ゲートウェイが無線端末１０と通信を行う際の通信経路が記憶されており、ネットワークＩＤの値により一意に決まるテーブルにより、各情報を管理している。送信ノードＩＰ欄２１７１の送信ノードＩＰは、パケットを送信するノードのＩＰアドレスを表す。宛先ノードＩＰ欄２１７２の宛先ノードＩＰは、パケットの最終的な受信を行うノードのＩＰアドレスを表す。次の中継先ノードＩＰ欄２１７３の次の中継先ノードＩＰは、送信ノードＩＰアドレスが示すノードから宛先ノードＩＰが示すノードへの通信が直接行えない場合に、送信ノードＩＰが示すノードが通信の中継先として選択するノードのＩＰアドレスを表す。

図４（ｂ）は、実施例１に関わるノード情報データベースの一例を示す図である。ノード情報データベース２１６、１１６は、無線通信端末１０、ゲートウェイ２０が自身の機器情報を管理するため、ノードＩＤ、ネットワークＩＤ、無線ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、サーバＩＰアドレスを記憶している。項目欄２１６１は、ノード情報に関わる各項目を識別する。値欄２１６２は、項目欄２１６１に対応するＩＤやアドレスなどの数値を表す
図５（ａ）は、実施例１に関わる計測値データベースの一例を示す図である。計測値データベース１１５は、無線通信端末１０がセンサ部１５により定期的に取得したデータを保存しておくためのもであって、計測値、計測時刻を記憶している。計測値欄１１５１の計測値は、収集値データベース３１３の収集値と同じである。計測時刻欄１１５２の計測時刻は、収集値データベース３１３の収集時刻と同じである。

図５（ｂ）は、実施例１に関わるパケットキューデータベースの一例を示す図である。パケットキューデータベース１１７は、無線通信端末１０が干渉を検知したことで、ゲートウェイ２０へのパケット送信が送信待機状態になった際に、パケットを記憶している。送信順番欄１１７１は、パケットを記憶した順番を管理している。データ欄１１７２は、パケットの中身をバイナリーのデータとして管理している。

ここで、センサデータはアプリケーションによっては時間が経過すると情報量が低下してしまうため、送信順番が一番早いデータが一定回数以上送信ができなかった場合は、送信順番が一番早いデータを消し、次以降の送信順番を繰り上げた後、新しいデータを追加してもよい。

図６（ａ）では、実施例１に関わる干渉情報集約データベースの一例を示す図である。干渉情報集約データベース２１８は、ゲートウェイ２０において、無線通信端末１０が干渉強度比計算部１１３１および干渉率計算部１１３２で計算した結果および無線通信端末１０との通信失敗率を管理する。ノードＩＤ欄２１８１のノードＩＤは、収集値データベース３１３のノードＩＤと同じである。干渉率欄２１８２は、無線通信端末１０が干渉率計算部１１３２で計算した結果を保管する。干渉強度比欄２１８３は、無線通信端末１０が干渉強度比計算部１１３１で計算した結果を保管する。通信失敗率欄２１８４は、ゲートウェイ２０と無線通信端末１０との無線通信失敗率を保管する。

ここで、無線通信失敗率は、ゲートウェイ２０が干渉対策２２０により無線通信端末１０に対して干渉対策を実施した場合や、１日経過後など一定以上の時間が経過した場合やデータ収集サーバ３０が機器設定３１１を用いてリセットしてもよい。通信失敗率２１８４を端末毎に時刻データと対応づけて一定の期間の通信状況を記憶しておけば、通信の失敗していない時間帯をもとめることができ、通信が失敗しない時間帯にデータを送信するよう制御することが可能となる。

図６（ｂ）は、実施例１に関わる干渉情報データベースの一例を示す図である。干渉情報データベース１１８は、無線通信端末１０が干渉強度比計算部１１３１および干渉率計算部１１３２で計算した結果を管理する。項目欄１１８１は、データ欄１１８２のデータの項目を表し、干渉率または干渉強度比を示す。データ欄１１８２は、項目欄１１８１で示される項目の値を保管する。

ここで、データ欄１１８２のデータは、干渉強度比計算部１１３１および干渉率計算部１１３２が実行される度に最新の値に上書きする、または、時刻欄を増やすことで、干渉強度比計算部１１３１および干渉率計算部１１３２の処理が実行される度に値を追加し、ログを保存してもよい。

図７（ａ）は、実施例１に関わるマッピングデータベースの一例を示す図である。マッピングデータベース２１９、１２０は、干渉エリア判定２１４を実行する際に、無線通信端末１０における干渉の影響の大きさを決定するための閾値を保管する。項目欄２１９１は、干渉率および干渉強度比の閾値を保管しており、閾値の数は、値が小さい順に閾値１、閾値２、閾値３と増やすことで、干渉の影響の大きさを詳細に判定しても良い。干渉率欄２１９２は、干渉エリア判定２１４を実行する際に用いる干渉率の閾値を保管している。干渉強度比欄２１９３は、干渉エリア判定２１４を実行する際に用いる干渉強度比の閾値を保管している。

ここで、干渉率の閾値の決め方は、例えば閾値１は、ゲートウェイ２０からのパケットを受信した場合、干渉を受けていたら１００％通信が失敗すると仮定した場合に、ゲートウェイ２０において所望の通信失敗率を達成できる干渉率とし、閾値２はゲートウェイ２０からのパケットの再送を考慮した際に、既定の再送回数内でゲートウェイ２０で所望のデータ収集失敗率を達成できる干渉率としてもよい。また、干渉強度比の閾値の決め方は、例えば、無線通信端末１０の無線処理２６に用いるメディアの通信失敗率が、一定以上となる雑音の大きさを計測する、もしくはデータシートから得ることで設定してもよい。

図７（ｂ）は、実施例１に関わる干渉対策データベースの一例を示す図である。干渉対策データベース２２０、１１９は、干渉エリア判定２１４による閾値を用いた判定の結果に応じた、無線通信端末１０及びゲートウェイ２０の動作を管理する。干渉エリア判定の結果欄２２０１は、干渉エリア判定２１４による閾値を用いた判定の結果を示す。

無線通信端末の動作欄２２０２は、干渉エリア判定の結果に応じた無線通信端末１０の動作を管理する。ゲートウェイの動作欄２２０３は、干渉エリア判定２１４の結果に応じたゲートウェイ２０の動作を管理する。基準通信失敗率欄２２０４は、干渉エリア判定２１４により無線通信端末１０における干渉の影響の大きさを判定した結果、想定されるゲートウェイ２０との通信失敗率を示す。

ここで、親端末とは、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０と通信を実施する際に、無線が直接届かない場合に他の無線通信端末１０が通信を中継する際に、一番最後に通信を中継する無線通信端末１０のことを示す。例えば、図１の＃９の無線通信端末に対しては、＃５の無線通信端末が親端末となる。

ここで、本実施例では、アプリケーションの要件を通信失敗率１０％未満とし、最大３回の再送を許容する。この場合、干渉エリアの判定結果Ａは、無線通信端末１０は干渉を受けているが、再送なしでアプリケーションの要件を満たす状態であることを示し、ただちに通信チャネルの変更は行わず、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０へのポーリングの順序を変更することで、干渉を回避する。干渉エリアの判定結果Ｂは、無線通信端末１０は干渉を受けているが、再送を含めればアプリケーションの要件を満たす状態であることを示し、アプリケーションを動作させながら、ゲートウェイ２０からのポーリングパケットに通信チャネル変更の指示を付与することで、干渉を回避する。干渉エリアの判定結果Ｃは、アプリケーションの要件を満たさない状態であることを示し、無線通信端末１０は干渉により通信ができない確率が高いため、無線通信端末１０は干渉対策１１４により通信チャネルサーチに移行し、ゲートウェイ２０は通信チャネルサーチに移行する無線通信端末１０のルーティングにおける親端末に、無線通信端末１０との通信に利用する通信チャネルを変更するように指示をする。

また、通信チャネルサーチとは、無線通信端末１０が通信に利用する複数の周波数チャネルを順番にキャリアセンスを実施し、自システムからのパケットの受信に成功した場合にチャネルを確定する方式であり、予め決められた範囲の周波数チャネルをサーチする方式や、事前に移行するチャネルを一意に決めておく方式でもよい。

図８（ａ）は、実施例１に関わる共通ヘッダの一例を示す図である。共通ヘッダ５１は、無線通信端末１０、ゲートウェイ２０、データ収集サーバ３０がやり取りするパケットにおいて、共通して利用されるＩＰのヘッダ情報であり、ネットワークＩＤ５１１、送信ノードＩＰ５１２、宛先ノードＩＰ５１３、ルーティング情報長５１４、中継先ノードＩＰ５１５、パケット識別コード５１６から構成される。

ネットワークＩＤ５１１とは、データ収集サーバ４０が１つのゲートウェイ２０と複数の無線通信端末１０から構成されるネットワークを複数管理していることが想定されるため、それぞれのネットワークを識別する識別子である。送信ノードＩＰ５１２とは、パケットを最初に送信したノードのＩＰアドレスを表す情報である。宛先ノードＩＰ５１３とは、パケットを最終的に受信するノードのＩＰアドレスを表す情報である。ルーティング情報長５１４とは、パケットが送信ノードＩＰ５１２から宛先ノードＩＰ５１３まで転送される際の、通信経路の長さを表す情報である。

中継先ノードＩＰ５１５は、送信ノードＩＰ５１２が示すノードから宛先ノードＩＰ５１３が示すノードへの通信が直接行えない場合に、通信の中継先として選択するノードのＩＰアドレスを表す情報であって、中継先のノードからさらに中継を行う場合には、次の中継先ノードＩＰ５１５を通信経路の順に従って必要な数だけ入れるものである。パケット識別コード５１６とは、パケットの種類を表す情報である。

図８（ｂ）は、実施例１に関わるポーリングパケットの一例を示す図である。ポーリングパケット５２とは、データ収集サーバ３０が、無線通信端末１０の計測値や干渉情報を取得するために、無線通信端末１０に対してポーリングを行うパケットであり、共通ヘッダ５２１、ポーリングコード５２２、ポーリングデータ長５２３、ポーリングデータ５２４から構成される。

共通ヘッダ５２１は、共通ヘッダ５１と同じである。ポーリングコード５２２とは、ポーリングパケット５２を受けた無線通信端末１０の動作を指定するための情報を表し、無線通信端末１０が収集した最新の計測値をポーリング応答に入れることや、過去に渡り複数の計測値を応答させること、センサ部による計測の停止や再開、通信チャネルの変更などの制御指示を可能とするデータを表す情報を入れてもよい。ポーリングデータ長５２３とは、ポーリングデータ５２４の長さを表す情報である。ポーリングデータ５２４とは、無線通信端末１０への通信チャネルを変更する際の変更先の通信チャネルの情報など、無線通信端末１０に対する設定変更に関する情報である。
図８（ｃ）は、実施例１に関わるポーリング応答パケットの一例を示す図である。ポーリング応答パケット５３は、ポーリングパケット５２を受信した無線通信端末１０が、ゲートウェイ２０に対して計測値や干渉情報などの情報を送信する際のパケットであって、共通ヘッダ５３１、ポーリング応答データコード５３２、ポーリング応答データ長５３３、ポーリング応答データ５３４、干渉情報５３５から構成される。

共通ヘッダ５３１は、共通ヘッダ５１と同じである。ポーリング応答データコード５３２は、ポーリング応答データ５３４の種類を表す情報である。ポーリング応答データ長５３３は、ポーリング応答データ５３４の長さを表す情報である。ポーリング応答データ５３４は、無線通信端末１０の計測値１１６１、計測時刻１１６２などのデータを表す情報である。干渉情報５３５は、無線通信端末１０の干渉率のデータ１１８２、干渉強度比のデータ１１８２などのデータを表す情報である。

図９は、実施例１に関わる定期収集のフローチャートである。定期収集２１２は、ゲートウェイ２０が、無線通信端末１０がセンサ部１５から取得している計測値を、ある一定間隔で各端末にポーリング処理Ｓ１２を行うことで定期的に収集するプログラムである。

まず、定期収集番号をリセットする（Ｓ１０）。次に、定期収集番号をインクリメントすることで更新する（Ｓ１１）。次に、無線通信端末１０から計測値を取得するため、無線通信端末１０から１つの端末を選択して、ポーリングパケット５２を送信するポーリング処理を行う（Ｓ１２）。現在の定期収集番号において、すべての無線通信端末１０にポーリング処理を行うまで、ポーリング処理を繰り返す（Ｓ１３）。次に、ポーリング応答パケット５３に含まれる干渉情報５３５により干渉情報集約データベース２１８を更新する（Ｓ１４）。次に、干渉情報集約データベース２１８を参照して、無線通信端末１０の干渉エリア判定２１４を実施する（Ｓ１５）。次に、干渉エリア判定Ｓ１５の結果から、ゲートウェイ２０は無線通信端末１０に干渉対策２１３を実施する（Ｓ１６）。最後に、一定時間待機して（Ｓ１７）、次の定期収集番号による定期収集を行う。

ポーリング処理Ｓ１２は、ポーリング対象となる端末を決定し、ポーリングパケット５２を送信し、一定時間以上ポーリング応答パケット５３を受信待機プログラムである。まず、ポーリングの対象となる無線通信端末１０を決定する。次に、決定した無線通信端末１０に対してポーリングパケットを送信し、タイムアウトまでポーリング応答パケットの受信待機をする。ここで、ポーリング対象端末決定の方法は、ポーリング未実施の端末からランダムに選択する、前回の定期収集番号においてポーリングが失敗した端末から先に選択する、などがある。

図１０は、実施例１に関わる干渉エリア判定のフローチャートである。干渉エリア判定Ｓ１５は、干渉エリア判定の対象となる無線通信端末１０を決定し、無線通信端末１０の干渉の影響の大きさを判定するプログラムである。

まず、すべての無線通信端末１０に対して干渉エリアの判定が終了していない場合、無線通信端末１０からノードＩＤ２１５１がｋである端末ｋを選択する（Ｓ１５２）。次に、端末ｋに関する干渉情報集約データベース２１８が更新されている場合（Ｓ１５３）、マッピングデータベース２１９を用いた閾値判定を実施する（Ｓ１５４）。
端末ｋに関する干渉情報集約データベース２１８が更新されておらず（Ｓ１５３）、端末ｋの周辺端末の干渉情報集約データベース２１８が更新されている場合（Ｓ１５５）、端末ｋの判定結果を、周辺端末の判定結果の多数決を取り、もっとも多い判定結果とする（Ｓ１５６）。すべての無線通信端末１０に対して干渉エリアの判定が終了していた場合（Ｓ１５１）、干渉エリア判定の修正が必要であるかを確認する（Ｓ１５７）。ここで、無線通信端末１０の周辺端末とは、無線通信端末１０と直接無線通信が可能な他の無線通信端末１０のことを示す。

図１１（ａ）は、実施例１に関わる閾値判定による干渉エリアの判定領域をグラフ上に示したものである。閾値判定では、干渉率の値及び干渉強度比の値をそれぞれの閾値と大小を比較し、比較結果の組み合わせにより、干渉エリアの判定を行う。閾値判定では、干渉率の値が閾値より大きく、かつ干渉強度比の値が閾値より大きい場合には、干渉エリアの判定結果をＣと、干渉率の値が閾値より大きく、かつ干渉強度比の値が閾値より小さい場合、または干渉率の値が閾値より小さく、かつ干渉強度比の値が閾値より大きい場合には、干渉エリアの判定結果をＢと、干渉率の値が閾値より小さく、かつ干渉強度比の値が閾値より小さい場合には、干渉エリアの判定結果をＡとする。

干渉強度比６１は、図１１（ａ）に示すグラフの縦軸を示し、干渉強度比計算１１３１部で算出される値と同じである。干渉率６２は、図１１（ａ）に示すグラフの横軸を示し、干渉率計算部１１３２で算出される値と同じである。干渉強度比の閾値６３は、マッピングデータベース２１９の干渉強度比欄２１９３の値と同じである。干渉率の閾値６４は、マッピングデータベース２１９の干渉率欄２１９２の値と同じである。判定Ｃ６５は、干渉対策データベース２２０の干渉エリア判定の結果欄２２０１のＣと同じである。判定Ｂ６６、６７は、干渉対策データベース２２０の干渉エリア判定の結果欄２２０１のＢと同じである。判定Ａ６８は、干渉対策データベース２２０の干渉エリア判定の結果欄２２０１のＡと同じである。

図１１（ｂ）は、実施例１に関わる閾値判定のフローチャートである。閾値判定フローチャートＳ１５４は、無線通信端末１０の干渉の影響の大きさを、干渉情報集約データベース２１８の干渉率２１８２と干渉強度比２１８３をマッピングデータベース２１９の干渉率２１９２の閾値と干渉強度比２１９３の閾値とそれぞれ比較することで判定するプログラムである。

まず、干渉情報集約データベース２１８の干渉強度比２１８３がマッピングデータベース２１９の干渉強度比２１９３の閾値と比べて小さく（Ｓ１５４１）、干渉情報集約データベース２１８の干渉率２１８２がマッピングデータベース２１９の干渉率２１９２の閾値と比べて小さい場合（Ｓ１５４２）、判定結果をＡとする（Ｓ１５４３）。

次に、干渉情報集約データベース２１８の干渉強度比２１８３がマッピングデータベース２１９の干渉強度比２１９３の閾値と比べて小さく（Ｓ１５４１）、干渉情報集約データベース２１８の干渉率２１８２がマッピングデータベース２１９の干渉率２１９２の閾値と比べて大きい場合（Ｓ１５４２）、判定結果をＢとする（Ｓ１５４４）。

次に、干渉情報集約データベース２１８の干渉強度比２１８３がマッピングデータベース２１９の干渉強度比２１９３の閾値と比べて大きく（Ｓ１５４１）、干渉情報集約データベース２１８の干渉率２１８２がマッピングデータベース２１９の干渉率２１９２の閾値と比べて小さい場合（Ｓ１５４５）判定結果をＢとする（Ｓ１５４４）。

次に、干渉情報集約データベース２１８の干渉強度比２１８３がマッピングデータベース２１９の干渉強度比２１９３の閾値と比べて大きく（Ｓ１５４１）干渉情報集約データベース２１８の干渉率２１８２がマッピングデータベース２１９の干渉率２１９２の閾値と比べて大きい場合（Ｓ１５４５）、判定結果をＣとする（Ｓ１５４６）。

図１２は、実施例１に関わる判定修正のフローチャートを示したものである。判定修正Ｓ１５７は、干渉情報集約データベース２１８の通信失敗率と、干渉対策データベース２２０の基準通信失敗率を比較することで、ゲートウェイにおける干渉エリア判定の精度を高めるためのプログラムである。

まず、干渉情報集約データベース２１８の通信失敗率と、干渉対策データベース２２０の基準通信失敗率が等しい場合（Ｓ１５７１）、判定修正の処理を終了する。次に、干渉情報集約データベース２１８の通信失敗率が、干渉対策データベース２２０の基準通信失敗率と比べて大きい場合（Ｓ１５７２）、干渉エリアの判定対象となっていた無線端末１０のうちノードＩＤがｋである端末ｋの通信経路を変更し、ルーティングデータベース２１７を更新し（Ｓ１５７４）、判定修正の処理を終了する。次に、干渉情報集約データベース２１８の通信失敗率が、干渉対策データベース２２０の基準通信失敗率と比べて小さい場合（Ｓ１５７２）、端末ｋの判定結果を、端末ｋの周辺端末の判定結果の多数決を取り、もっとも多い判定結果に変更する（Ｓ１５７３）。

ここで、本実施例における判定修正を実施することで、干渉以外の要因、例えば障害物の出現などによる通信失敗率の上昇や、干渉の影響が大きい他システムが存在するが、ある無線通信端末１０におけるポーリングを受ける周期が、他システムの通信周期と干渉の起きない周期で共存している場合に、周期がずれた際の通信失敗率の上昇を未然に防ぐことが可能となる。

図１３は、実施例１に関わる干渉対策のフローチャートを示したものである。干渉対策Ｓ１６は、ゲートウェイ２０が閾値判定Ｓ１５４の結果より、無線通信端末１０に対して干渉の影響の大きさに応じた干渉対策を実施する、または無線通信端末１０が干渉計測１１３の結果を用いて、自身が受ける干渉の影響の大きさに応じた動作を実施するプログラムである。

まず、自端末がゲートウェイ２０である場合（Ｓ１６０１）自身が管理するすべての無線通信端末１０に対して干渉対策を実施する。自身が管理するすべての無線通信端末１０に対して干渉対策を実施していない場合（Ｓ１６０２）、無線通信端末１０からノードＩＤ２１５１がｋである端末ｋを選択する（Ｓ１６０３）。次に、ゲートウェイ２０は端末ｋに対する閾値判定Ｓ１５４の結果を確認する（Ｓ１６０４）。閾値判定の結果がＡの場合、端末ｋに対するポーリングパケットを送信する順序を変更する（Ｓ１６０５）。閾値判定の結果がＢの場合、ゲートウェイ２０はポーリングパケットを用いて端末ｋに通信チャネルの変更を指示し（Ｓ１６０６）、次に、端末ｋのルーティング上の親端末に対して通信チャネルの変更を指示する（Ｓ１６０７）。閾値判定の結果がＣの場合、端末ｋは通信チャネルサーチモードに移行しているため、予め定められたチャネルを一定間隔でサーチし、ポーリングが有るかどうか探索している。ゲートウェイは端末ｋのルーティング上の親端末に対して通信チャネルの変更を指示し（Ｓ１６０７）、チャネルサーチモードの端末へ指示したチャネルでポーリングをするように設定する。
次に、自端末がゲートウェイではなく、無線通信端末１０である場合（Ｓ１６０１）、無線通信端末１０は、干渉情報データベース１１８を参照して閾値判定を実施する（Ｓ１６０８）。閾値判定の結果（Ｓ１６０９）、Ａ判定の場合は無線通信端末１０は何もしない。Ｂ判定の場合、ゲートウェイ２０が通信チャネルの変更を指示するのを待ち受ける（Ｓ１６１０）。Ｃ判定の場合、無線通信端末１０は通信チャネルサーチに移行する（Ｓ１６１１）。
ここで、ゲートウェイ２０がポーリングパケットを送信する順序を変更することは、無線通信端末１０が無線通信を実施するタイミングを変更することで、干渉の発生を回避することを目的とし、例えば、ランダムに順序を入れ替えることや、全体の順序を前、または後ろにシフトすること、位置座標が一定以上離れた無線通信端末１０と順序を入れ替える方法、などがある。

図１４は、実施例１に関わる干渉計測のフローチャートを示したものである。干渉計測１１３は、無線通信端末１０が干渉を受けている時間および強度を測り、アプリケーションの通信、ここではゲートウェイからのポーリングによるセンサデータの取得要求に対しての影響の大きさを、干渉強度比計算部１１３１、干渉率計算部１１３２により計算するプログラムである。まず、ポーリングパケットの受信周期タイマーが０である場合（S２０）、干渉強度比計算部１１３１により、以下の計算式により干渉強度比を算出する（Ｓ２１）。

ここで、ポーリングの受信周期とは、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０にセンサデータをポーリングで取得要求を送信する周期であり、ゲートウェイ２０が管理する無線通信端末１０の数から事前に見積もって無線通信端末１０に通知する、または無線通信端末１０がポーリングを受信する間隔を無線通信端末１０のタイマーにより計測してもよい。
また、干渉強度に対する希望信号の強度比とは、希望信号を無線通信端末１０が自システムの無線通信端末１０から受信する平均の受信強度と、干渉信号との受信強度比である。希望信号はルーティング上の親端末と子端末との通信のうち、平均受信強度が弱い受信強度としてもよい。次に、干渉率計算部１１３２では、以下の計算式により干渉率を算出する（Ｓ２２）。

次に、無線通信端末１０は計算した干渉強度比および干渉率により干渉情報データベース１１８を更新する（Ｓ２３）。無線通信端末１０は更新した干渉情報データベース１１８をもとに、干渉対策１１４を実施する（Ｓ２４）。最後に、無線通信端末１０はポーリングパケットの受信周期タイマーをリセットする（Ｓ２５）。

図１５は、実施例１に関わるパケット通信のフローチャートを示したものである。パケット通信２１１は、ゲートウェイ２０、無線通信端末１０がパケットを受信した際に、パケットの宛先と種類に対応した処理を行うプログラムである。

まず、パケットを受信したゲートウェイ２０または無線通信端末１０は、パケットのネットワークＩＤと自端末のネットワークが同じであるか確認を行う（Ｓ３０）。次に、宛先が自端末であるかの確認を行い（Ｓ３１）、更に自端末が最終宛先であるかを確認する（Ｓ３２）。最終宛先が自端末である場合にはパケット内のパケット識別コードを確認する（Ｓ３３）。次に、パケット内の識別コードが、００の場合にはポーリングパケット５２の受信を行い（Ｓ３４）、０１の場合にはポーリング応答パケット５３の受信を行う（Ｓ３５）。もし、ネットワークＩＤや宛先が違う場合には処理を行わず、Ｓ３２にて最終宛先が自端末でない場合には、パケット内のルーティング情報を確認し、次の中継端末に対してパケット中継処理を行う（Ｓ３６）。

図１６は、実施例１に関わるセンサデータの収集および干渉対策の一例を示したシーケンス図である。まず、ゲートウェイは２０は定期収集２１２によりポーリング対象をノードＩＤが１３の無線通信端末１０に決定し（Ｓ５００）、ポーリングパケットを送信する（Ｓ５０１）。ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ５０２）。同様にポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ５０３）。

次に、ノードＩＤが１３である無線通信端末１０は、ポーリングパケットを受信する周期に応じて干渉計測１１３を実施し（Ｓ５０４）、干渉計測１１３によって得られた干渉強度比と干渉率のデータを干渉情報５３５としてポーリング応答パケットに付与し（Ｓ５０５）、ゲートウェイに送信する（Ｓ５０６）。次に、ポーリング応答パケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリング応答パケットを中継する（Ｓ５０７）。同様にポーリング応答パケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリング応答パケットを中継する（Ｓ５０８）。

次に、ポーリング応答パケットを受信したゲートウェイ２０は、ポーリング応答パケット内のポーリング応答データの情報をもとに収集値データベース２１５を更新し、ポーリング応答パケット内の干渉情報５３５の情報をもとに干渉情報集約データベース２１８を更新する（Ｓ５０９）。次に、ゲートウェイ２０は干渉エリア判定２１４を実施し、ノードＩＤが１３の無線通信端末１０の判定結果をＢとし（Ｓ５１０）、干渉対策２１３を実施する（Ｓ５１１）。ゲートウェイ２０は干渉対策２１３の結果より、ポーリングパケットをノードＩＤが１３の無線通信端末１０に対して送信する（Ｓ５１２、Ｓ５１３）。次に、ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ５１４）。同様にポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ５１５）。

次に、ノードＩＤが１３である無線通信端末１０は、ポーリングパケットに記載される通信チャネル変更の指示に応じて、ポーリング応答パケットを送信後（Ｓ５１６）、ノードＩＤが１２の無線通信端末１０との通信チャネル変更を実施する（Ｓ５１７）。このとき、ノードＩＤが１３である無線通信端末は通信チャネルを変更したことをゲートウェイ２０に通知するとともに、センサデータを同時に転送してもよい。次に、ポーリング応答パケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリング応答パケットを中継する（Ｓ５１８）。同様にポーリング応答パケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリング応答パケットを中継する（Ｓ５１９）。

次に、ゲートウェイ２０はノードＩＤが１２の無線通信端末１０に対してチャネルの変更を指示するポーリングパケットを送信する（Ｓ５２０、Ｓ５２１）、このとき、ゲートウェイはポーリングパケットの送信の前に、データベースの更新や干渉エリア判定２１４をもう1度実施してもよい。次に、ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ５２２）。ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２の無線通信端末１０は、ポーリングパケット内の通信チャネルの変更指示に従い、ノードＩＤが１３である無線通信端末との通信チャネルを変更する（Ｓ５２３）。

図１７は、実施例１に関わるセンサデータの収集および干渉対策の一例を示したシーケンス図である。まず、ゲートウェイ２０は定期収集２１２によりポーリング対象をノードＩＤが１３の無線通信端末１０に決定し（Ｓ６００）、ポーリングパケットを送信する（Ｓ６０１）。ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ６０２）。同様にポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ６０３）。ノードＩＤが１３である無線通信端末１０は、ポーリングパケットを受信する周期に応じて干渉計測１１３を実施し（Ｓ６０４）、干渉計測１１３によって得られた干渉強度比と干渉率のデータを用いた干渉対策１１４の結果から（Ｓ６０５）、通信チャネルサーチに移行する（Ｓ６０６）。

次に、ゲートウェイ２０は無線通信端末１０からのポーリング応答パケットを受信しないため、タイムアウトが発生する（Ｓ６０７）。次に、ゲートウェイ２０はノードＩＤ１３の無線通信端末１０からポーリング応答パケットがなかった結果を収集値データベース２１５及び干渉情報集約データベース２１８に記録し（Ｓ６０８）、干渉エリア判定２１４を実施する（Ｓ６０９）。ゲートウェイ２０は干渉エリア判定２１４の結果より、ノードＩＤが１３の無線通信端末１０の干渉エリアの判定結果をＣとし、ノードＩＤが１３の無線通信端末１０の親端末となるノードＩＤが１２の無線通信端末１０に対して、ノードＩＤが１３の無線通信端末との通信チャネルを変更する指示をポーリングパケットに付与して送信する（Ｓ６１０、Ｓ６１１）。次に、ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ６１２）。

次に、自端末宛てのポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、ポーリングパケットに記載された情報より、ノードＩＤが１３の無線通信端末１０との通信チャネルを変更し（Ｓ６１３）、通信チャネルを変更したことをポーリング応答パケットに記載してゲートウェイ２０に送信する（Ｓ６１４）。このとき、ノードＩＤが１２の無線通信端末は、センサデータの計測値や干渉情報をパケットに付与して送信してもよい。次に、ポーリング応答パケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリング応答パケットを中継する（Ｓ６１５）。次に、ポーリング応答パケットを受信したゲートウェイ２０は、ノードＩＤが１３である無線通信端末１０の通信チャネルを確定するため、ノードＩＤが１３である無線通信端末に対してポーリングパケットを送信する（Ｓ６１６、Ｓ６１７）。

次に、ポーリングパケットを受信したノードＩＤが１１である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ６１８）。同様にポーリングパケットを受信したノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、自端末宛てのパケットではないため、ポーリングパケットを中継する（Ｓ６１９）。次に、ノードＩＤが１３である無線通信端末１０は、ノードＩＤが１２である無線通信端末１０からのポーリングパケットを検知することで、通信チャネルを確定させる（Ｓ６２０）。ここで、通信チャネルサーチを行っている間は、複数のチャネルにてキャリアセンスを実施しているため、一度のポーリングパケットではチャネルを確定できない可能性がある。そのため、ノードＩＤが１２である無線通信端末１０は、ノードＩＤが１３である無線通信端末１０に対して複数回ポーリングパケットを送信してもよい。

図１８は実施例１に関わる干渉エリア表示のフローチャートである。干渉エリア表示は、データ収集サーバが、ゲートウェイが干渉エリア判定によって求めた、各端末毎の干渉の影響の大きさのデータを受信し、無線通信端末１０との位置関係から、無線通信端末１０が配置されるエリア内の干渉の影響範囲を計算する。

まず、データ収集サーバ３０は、干渉の影響範囲を計算する初期位置座標をa_start、b_startとする（Ｓ４１）。次に、位置座標(a,b)の干渉エリアの判定を、位置座標(a, b)と一番近い無線通信端末１０の干渉エリアの判定結果と同一にする（Ｓ４２）。近さの計算は、無線通信端末１０の位置座標を(m,n)としたとき、(a-m)²+(b-n)² の平方根にて算出する。次に、ａ＝ａ＋Δａとし(Ｓ４３)、a<a_max であれば、Ｓ４２に戻り、a<a_maxでなければ（Ｓ４４）、a=a_startとし（Ｓ４５）、ｂ＝ｂ＋Δｂとした際に（Ｓ４６）、b<b_maxであれば、Ｓ４２に戻り、b<b_maxでなければ、画面を出力して終了する（Ｓ４７）。ここで、a_max, b_maxはそれぞれ、干渉の影響範囲を計算するエリアのx座標およびy座標の終端を示す。

図１９は実施例１に関わる干渉エリアを出力する画面の一例を示す図である。干渉エリア図の出力は、無線通信端末１０が配置されるエリア内の干渉の影響範囲を、外部ディスプレイなどを用いて表示する。干渉エリア図３６の画面出力（Ｓ４８）は、画面内の位置座標において、干渉エリアの判定結果が、隣接する位置座標と異なる場合に、境界線を記入して示す。ここで、境界線は、画面内の位置座標における、干渉エリアの判定結果毎に、画面内の色を変えることで表現しても良い。図２０の一例においては、表３６４に示す通り、無線通信端末１０のうち、干渉エリア判定２１４の結果Ａ３６１の判定を受けた無線通信端末１０が＃６、＃７、＃９、＃１０、干渉エリア判定の結果Ｂ３６２の判定を受けた無線通信端末１０が＃３、＃５、干渉エリア判定の結果Ｃ３６３の判定を受けた無線通信端末１０が＃１、＃２、＃４、＃８の場合の結果である。

実施例２では、図１１（ａ）に示す閾値判定において、干渉率が干渉率の閾値より小さく、かつ干渉強度比が干渉強度比の閾値より大きい場合の判定Ｂ６６を判定Ｂ(１)、干渉率が干渉率の閾値より大きく、かつ干渉強度比が干渉強度比の閾値より小さい場合の判定Ｂ６７を判定Ｂ(２)と異なる判定に区別する場合について記述する。実施例２の形態は、図１に示した実施例１の形態に対応し、実施例１の形態と同様の基本構成を採用する。したがって、以下、上記実施例１との相違点について説明し、実施例１と共通する構成要素については、説明を省略する。

図２０は、実施例２に関わる干渉率は低いが、干渉強度比が高い場合のセンサデータの収集周期に対する端末の通信失敗回数を示したグラフの一例である。

干渉率は低いが干渉強度比が高い場合、すなわち閾値判定において判定Ｂ(１)となる場合、端末の通信回数はセンサデータの収集周期に対して、ある一定の短い期間において、通信の失敗が多くなる。これは、干渉率が低いため干渉が発生する期間は短くなるが、干渉強度比が大きいため、干渉が発生した場合には通信が失敗する可能性が高くなるためである。

端末の通信失敗回数７１は、図２０に示すグラフの縦軸を示し、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０との通信に失敗した回数を積算したものである。時間７２は、図２０に示すグラフの横軸を示し、経過時間を示す。センサデータの収集周期７３は、ゲートウェイ２０が無線通信端末２０からセンサデータを収集する周期を示す。

図２１は、実施例２に関わる閾値判定が判定Ｂ(１)となったときのポーリングの順序変更の一例を示す図である。ポーリングの順序変更では、図２１に示すような、干渉率が低く干渉強度が高い場合に、干渉対策として、干渉が発生している時間帯を避けてポーリングを実施する。ポーリングの順序図８０では、ゲートウェイ２０が無線通信端末１０に対して、センサーデータの収集周期内においてどのような順序でポーリングを実施しているかを示し、センサデータの収集周期の前半にポーリングを順次実施していることを表す。

端末８１は無線通信端末１０を示し、端末１とはノードＩＤ３１３１が１の無線通信端末１０であることを示す。時間８２は、図２１に示すポーリングの順序図８０の横軸を示し、時間７２と同様である。センサデータの収集周期８３は、ゲートウェイ２０が無線通信端末２０からセンサデータを収集する周期を示し、センサデータの収集周期７３と同様である。ポーリングの順序図（変更後）８４は、図２１に示すような、干渉率が低く干渉強度高いことにより、閾値判定が判定Ｂ（１）となった際に、センサデータの収集周期に対して干渉の影響が少ない、すなわち端末の通信失敗回数７１が少ない時間帯でポーリングを実施することを示している。

このように、実施例２によれば、実施例１に加えて、判定Ｂ（１）の際はチャネルを変更すること以外の干渉対策が可能となり、干渉を受けた状態からの復旧にかかるオーバーヘッドをなくすことが可能である。

１０ 無線通信端末、２０ ゲートウェイ、３０ データ収集サーバ、４０ ネットワーク、１１、２１、３１ 主記憶、１２、２２、３２ ＣＰＵ、１４、２４、３４ 補助記憶、３３ 出力装置、２５、３５ 通信Ｉ／Ｆ、１３、２３ 表示部、１５ センサ部、１６、２６ 無線処理部、１７、２７ 無線通信用アンテナ、３６ 干渉エリア表示、５１ 共通ヘッダ、５２ ポーリングパケット、５３ ポーリング応答パケット、６１ 干渉強度比、６２ 干渉率、６３ 干渉強度の閾値、６４ 干渉率の閾値、６５ 判定Ｃ、６６、６７ 判定Ｂ、６８ 判定Ａ、７１ 端末の通信失敗回数、７１、８２ 時間、７３、８３ センサデータの収集周期、８０ ポーリングの順序図、８４ ポーリングの順序図（変更後）２１２ 定期収集プログラム、１１２、２１１、３１２ パケット通信プログラム、２１３、１１４ 干渉対策プログラム、２１４ 干渉エリア判定プログラム、１１３ 干渉計測プログラム、２１５、３１３ 収集値データベース、２１７ ルーティングデータベース、２１６、１１６ ノード情報データベース、１１２ 定期計測プログラム、１１５ 計測値データベース、１１７ パケットキューデータベース、２１８ 干渉情報集約データベース、２１９、１２０ マッピングデータベース、２２０，１１９ 干渉対策データベース、３１４ 機器情報データベース、１１３１ 干渉強度比計算部、１１３２ 干渉率計算部

Claims (9)

1. ゲートウェイと無線通信端末が無線通信を行うセンサネットワークに用いられる無線通信端末であって、
   予め定められた周期に従い、当該無線通信端末が使用する電波と他の電波の干渉を計測し、干渉を受けている時間の割合である干渉率を計算する干渉率計算部と、
   干渉している電波と当該無線通信端末が使用する電波の強度比を計算する干渉強度比計算部と、
   前記干渉率と前記干渉強度比をゲートウェイへ送信する入出力部とを備えることを特徴とする無線通信端末。
2. 前記入出力部がゲートウェイへ送信する前記干渉率および前記干渉強度比は、センサデータを送信するパケットに干渉情報として付加することを特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
3. 当該無線端末の前記干渉率および前記干渉強度比が、通信メディアの通信性能かアプリケーションの通信要件の何れかに基づいて設定された閾値を超えている場合、使用可能なチャネルを探す干渉対策部、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の無線通信端末。
4. 無線通信を行う無線通信端末から干渉率と干渉強度比のデータをセンサデータと同時に収集し、収集した前記干渉率および干渉強度比が、通信メディアの通信性能かアプリケーションの通信要件の何れかに基づいて設定された閾値を超えているかどうかを判定し、干渉がゲートウェイと当該無線通信端末との通信に与える影響の大きさを判定する干渉エリア判定部を備えることを特徴とするセンサネットワークに接続されたゲートウェイ。
5. 前記干渉エリア判定部が干渉率が予め定められた閾値を超えており、干渉強度比も予め定められている閾値を超えていると判定したとき、他の無線通信端末からのデータを受信する無線通信端末である親端末に使用するチャネルの変更を指示する干渉対策部を備えることを特徴とする請求項４に記載のゲートウェイ。
6. 前記干渉エリア判定部は干渉率が予め定められた閾値より小さく、干渉強度比も予め定められている閾値より小さいと判定したとき、他の無線通信端末からのデータを受信する無線通信端末である親端末と、他の無線通信端末からデータを受信しない無線通信端末の両方へ変更するチャネルを指示する干渉対策部を備えることを特徴とする請求項４に記載のゲートウェイ。
7. 前記干渉エリア判定部は干渉率が予め定められた閾値より小さく、干渉強度比が予め定められている閾値より大きいと判定したとき、無線通信端末との通信失敗率が低い時間帯を選択し、前記無線通信端末にデータを送信するよう指示する干渉対策部を備えることを特徴とする請求項４に記載のゲートウェイ。
8. 無線通信端末に対して予め定められた間隔でポーリングを行い、センサデータの収集を行うゲートウェイと、前記ゲートウェイから収集したセンサデータを蓄積保管するデータ収集サーバとからなる無線通信システムであって
   前記無線通信端末は当該無線通信端末が使用する電波が干渉を受けている時間の割合である干渉率と、干渉している電波と当該無線通信端末が使用する電波の干渉強度比を求め、
   前記ゲートウェイは前記無線通信端末から前記干渉率と干渉強度比を受け取り、受け取った前記干渉率と干渉強度比を基に前記無線通信端末が受ける干渉の影響の大きさを判定する干渉エリア判定部と、
   干渉エリア判定部が求めた干渉の影響の大きさに関する情報をデータ収集サーバへ送信する入出力部を備え、
   前記データ収集サーバは前記ゲートウェイから受け取った干渉の影響の大きさに関する情報を基に前記無線機の物理的配置と対応づけて影響範囲を出力する入出力部を備えることを特徴とする無線通信システム。
9. 無線通信端末に対して予め定められた間隔でポーリングを行い、センサデータの収集を行うゲートウェイと、前記ゲートウェイから収集したセンサデータを蓄積保管するデータ収集サーバとからなる無線通信システムにおける電波の干渉対策方法であって、
   前記無線通信端末は当該無線通信端末が使用する電波が他の電波からの干渉を受けている時間の割合である干渉率と、干渉している電波と当該無線通信端末が使用する電波の干渉強度比を求め、
   前記ゲートウェイは前記無線通信端末から前記干渉率と干渉強度比を受け取り、通信メディアの通信性能かアプリケーションの通信要件の何れかに基づいて設定された閾値を超えているかどうかを判定し、前記無線通信端末が受ける干渉の影響の大きさを判定し、
   予め定められている影響よりも大きいと判定したとき、前記無線通信端末に使用するチャネルの変更を指示することを特徴とする電波の干渉対策方法。

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