JP2018050241A - 無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の無線通信装置により構成される無線通信システムにおいて、無線通信装置間の接続設定を容易とする。【解決手段】 本発明は、第１及び第２の無線通信装置を有する無線通信システムに関する。第１の無線通信装置は、ブロードキャストで通信品質検査パケットを連続して複数回送出し、他の無線通信装置から受信状況に関する情報が挿入された応答パケットを受信し、受信状況に関する情報に基づき応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得することを特徴とする。第２の無線通信装置は、通信品質検査パケットを受信し、その受信状況に関する情報を取得して、通信品質検査パケットの送信元に当該情報を含む応答パケットを送信することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

この発明は、無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムに関し、例えば、センサネットワークを構成するセンサノード間の通信制御に適用し得る。

従来、複数の無線通信装置により構成される無線通信システム（例えば、センサネットワーク等の無線通信ネットワーク）において、無線通信装置間（例えば、センサノード間）の通信制御方式としては、特許文献１の記載技術がある。

特許文献１では、アクセスポイントに無線接続するアクセス端末が無通信の状態において、ネットワークエンティティ間で隣接関係情報を交換した上で、必要なメッセージを交換し、所定の機能を実現するものであった。

特開２０１３−５０８２６１号公報

従来、一般的に、複数の無線通信装置がマルチホップ接続された無線通信システム（無線通信ネットワーク）において、保守担当者等が使用する端末をいずれかの無線通信装置にアクセスさせる際には、無線通信システムを構成する親機（例えば、アクセスポイントやゲートウェイ等）や、いずれかの有線接続可能な子機（無線通信装置）を経由してアクセスさせる必要があった。

また、上述のような従来の無線通信システムでは、ネットワークから離脱した子機（無線通信装置）を、保守担当者等所持する端末にアクセスさせる際には、当該子機に直接ケーブル接続させる必要があった。そのため、ネットワークから離脱した子機の設置場所が、直接ケーブルで端末に接続させることができない場所であった場合には、当該子機については、端末にアクセスさせることができないという問題があった。また、当該端末のアクセス対象（制御対象）となる子機の近くに、保守用の子機を配置し、当該保守用の子機を経由して端末をアクセス対象の子機にアクセスさせる場合でも、当該保守用の子機に対する適当な通信設定（例えば、周囲のノイズや、遮蔽物に応じた通信設定）を行う必要があり、端末をアクセス対象の子機にアクセスさせるための作業が非効率となる場合があった。

そのため、複数の無線通信装置により構成される無線通信システム（無線通信ネットワーク）において、無線通信装置間の接続設定を容易とすることができる無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムが望まれている。

第１の本発明は、無線通信装置において、（１）ブロードキャストで、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを、連続して複数回送出する通信品質検査パケット送出手段と、（２）通信品質検査パケットを受信した他の無線通信装置から、通信品質検査パケットの受信状況に関する情報が挿入された応答パケットを受信する応答パケット受信手段と、（３）前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得するパラメータ取得手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、無線通信装置において、（１）他の無線通信装置から連続してブロードキャストで送出された、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを受信する通信品質検査パケット受信手段と、（２）前記通信品質検査パケット受信手段が通信品質検査パケットを受信した際の受信状況に基づく情報を取得する情報取得手段と、（３）前記情報取得手段が取得した情報を挿入した応答パケットを、前記通信品質検査パケット受信手段が受信した通信品質検査パケットの送信元へ送信する応答パケット送信手段とを有することを特徴とする。

第３の本発明の無線通信プログラムは、無線通信装置に搭載されたコンピュータを、（１）ブロードキャストで、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを、連続して複数回送出する通信品質検査パケット送出手段と、（２）通信品質検査パケットを受信した他の無線通信装置から、通信品質検査パケットの受信状況に関する情報が挿入された応答パケットを受信する応答パケット受信手段と、（３）前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得するパラメータ取得手段として機能させることを特徴とする。

第４の本発明の無線通信プログラムは、無線通信装置に搭載されたコンピュータを、（１）他の無線通信装置から連続してブロードキャストで送出された、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを受信する通信品質検査パケット受信手段と、（２）前記通信品質検査パケット受信手段が通信品質検査パケットを受信した際の受信状況に基づく情報を取得する情報取得手段と、（３）前記情報取得手段が取得した情報を挿入した応答パケットを、前記通信品質検査パケット受信手段が受信した通信品質検査パケットの送信元へ送信する応答パケット送信手段として機能させることを特徴とする。

第５の本発明は、第１の無線通信装置と、第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、前記第１の無線通信装置として第１の本発明の無線通信装置を適用し、前記第２の無線通信装置として第２の本発明の無線通信装置を適用したことを特徴とする。

本発明によれば、複数の無線通信装置により構成される無線通信システムにおいて、無線通信装置間の接続設定を容易とすることができる。

実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）を構成するノード（基地局、センサユニット、及び通信装置）の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムの全体構成の例について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システムを構成するＧＷ装置のハードウェア構成の例について示したブロック図である。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）を構成するノード（基地局、センサユニット、及び通信装置）のハードウェア構成の例について示したブロック図である。 実施形態に係る通信設定管理テーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係るリトライ回数設定テーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）の状態遷移について示した説明図（その１）である。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）の状態遷移について示した説明図（その２）である。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）の状態遷移について示した説明図（その３）である。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）を構成するノード（通信装置）が通信品質検査パケットを送信する際の動作の例について示したフローチャートである。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）を構成するノード（センサユニット）が通信品質検査パケットを受信した場合の動作の例について示したフローチャートである。 実施形態に係る無線通信システム（無線マルチホップネットワーク）を構成するノード（通信装置及びセンサユニット）がコマンド(コマンドパケット)を送信する際の動作の例について示したフローチャートである。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信装置、無線通信プログラム、及び無線通信システムの一の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態の無線通信システム１の構成例について示したブロック図である。

無線通信システム１には、ＧＷ装置１０、基地局２０、及びＮ個のセンサユニット３０（３０−１〜３０−Ｎ）が配置されている。

無線通信システム１では、基地局２０及び各センサユニット３０により、無線マルチホップネットワーク２が構成されている。

ＧＷ装置１０は、基地局２０と有線接続し、基地局２０を経由して各センサユニット３０（無線マルチホップネットワーク２上のノード）と通信する。一方、各センサユニット３０は、無線マルチホップ通信により、基地局２０を経由してＧＷ装置１０と通信する。以下では、無線通信システム１において、ＧＷ装置１０から論理的に遠ざかる方向（ホップ数が多くなる方向）を下り方向と呼び、その逆の方向（ＧＷ装置１０に論理的に近づく方向）を上り方向と呼ぶものとする。

無線マルチホップネットワーク２を構成する各ノードにおけるトポロジ（通信経路）の決定方法については限定されないものであるが、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅ等と同様の方式を適用するようにしてもよい。例えば、無線通信システム１（無線マルチホップネットワーク２）では、定期的に特定パケット（例えば、Ｈｅｌｌｏパケット）を伝搬させて、到達ノード情報（ブロードキャストパケットがホップしたノードの情報）の交換を行い、これらの情報をＧＷ装置１０で集約し、各センサユニット３０への下り経路をＧＷ装置１０が算出して決定するようにしてもよい。そして、ＧＷ装置１０は、決定した下り経路の情報を有線通信で基地局２０に通知し、基地局２０は無線通信にて、各センサユニット３０に当該下り経路の情報を伝送（無線マルチホップ通信により伝送）する。すなわち、基地局２０は、ＧＷ装置１０から有線通信で通知された経路情報を無線通信にメディア変換する機能を担っている。そして、各センサユニット３０は、ＧＷ装置１０から基地局２０経由で通知された下り経路の情報に基づいて、下り方向のパケットを転送する。また、各センサユニット３０では、上り方向の経路について、下り方向の経路と逆の経路を適用するようにしてもよい。

以上のように、無線通信システム１では、ＧＷ装置１０が、基地局２０を介して、無線マルチホップネットワーク２を構成する各ノード（各センサユニット３０等）と相互に通信し、各センサユニット３０で取得されたセンサデータを収集する処理が行われる。

結果として、無線通信システム１では、通常時（障害等発生していない時）は、図２に示すように、下り方向の経路はセンサユニット３０−１、３０−２、…、３０−Ｎの順序で直列な経路となり、上り方向の経路は下り方向と逆となるものとする。

また、無線通信システム１には、必要に応じて、オペレータ（例えば、保守担当者等）により使用（操作）される端末５０と、端末５０を無線マルチホップネットワーク２（各センサユニット３０）にアクセス（参加）させるための通信装置４０が配置される。通信装置４０はオペレータにより任意の位置に配置される無線通信装置である。通信装置４０は、配置された位置から直接無線通信可能なセンサユニット３０と通信し、いずれかのセンサユニット３０を経由して、無線マルチホップネットワーク２に参加する。

端末５０の構成については限定されないものであるが、例えば、ＰＣやワークステーション等の端末に、シリアルインタフェースを用いてキャラクターベースの入出力を行うソフトウェア（いわゆる、ターミナルソフト）をインストールしたものを適用することができる。

以下では、説明の便宜上、無線マルチホップネットワーク２を構成する基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０を総称してノードとも呼ぶものとする。

次に、ＧＷ装置１０のハードウェア構成の例について図３を用いて説明する。

図３に示すように、この実施形態のＧＷ装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、Ｆｌａｓｈメモリ１３、有線ＬＡＮインタフェース１４、シリアルインタフェース１５、及びＵＳＢインタフェース１６を有している。

ＣＰＵ１１は、プログラム（後述するＦｌａｓｈメモリ１３に記録されたＢＯＯＴ（ＯＳ）やアプリケーションプログラム等）を実行するものである。

ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行する際に、当該プログラムや、当該プログラムを実行する過程で発生する各種データを一時的に保存するメモリである。

Ｆｌａｓｈメモリ１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラム（例えば、ＢＯＯＴ（ＯＳ）やアプリケーションプログラム等）や、各種設定データが記録される不揮発メモリである。

有線ＬＡＮインタフェース１４は、各ノードの保守や導入時（テスト時）等に、端末等を接続するインタフェースである。

シリアルインタフェース１５は、外部出力等を行う際に使用されるインタフェースである。

ＵＳＢインタフェース１６は、基地局２０との接続（通信）に用いられるインタフェースである。

ＧＷ装置１０において、適用されるインタフェースの種類や数は図３の例に限定されないものであり、種々のインタフェースを適用することができる。

次に、基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０のハードウェア構成について図４を用いて説明する。

この実施形態では、基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０は、すべて同じ構成であるものとして説明するが、各装置において、一部の構成（例えば、外部インタフェースの構成や、センサの有無等）を変更するようにしてもよい。言い換えると、無線通信システム１において、無線マルチホップネットワーク２に参加するノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）は、すべて同じ構成を備えるようにしてもよいし、一部の構成を変更するようにしてもよい。

図４に示すように、この実施形態において、無線マルチホップネットワーク２に参加する各ノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、Ｆｌａｓｈメモリ２３、無線インタフェース２４、シリアルインタフェース２５、ＵＳＢインタフェース２６、及びセンサ２７を有している。

ＣＰＵ２１は、プログラム（後述するＦｌａｓｈメモリ２３に記録されたＢＯＯＴ（ＯＳ）やアプリケーションプログラム等）を実行するものである。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行する際に、当該プログラムや、当該プログラムを実行する過程で発生する各種データを一時的に保存するメモリである。

Ｆｌａｓｈメモリ２３は、ＣＰＵ２１が実行するプログラム（例えば、ＢＯＯＴ（ＯＳ）やアプリケーションプログラム等）や、各種設定データが記録される不揮発メモリである。

この実施形態では、無線マルチホップネットワーク２に参加する各ノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）では、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、及びＦｌａｓｈメモリ２３等により構成されるコンピュータ上で、プログラム（実施形態の通信プログラム）が実行される構成となっているものとする。なお、無線マルチホップネットワーク２に参加する各ノード上で、一部又は全部の処理をソフトウェアではなくハード的に実現（例えば、専用の半導体チップ等により構成）するようにしてもよい。

無線インタフェース２４は、無線マルチホップネットワーク２に接続（参加）し、他のノード（基地局２０、センサユニット３０、通信装置４０等）と無線通信するためのネットワークインタフェースである。

シリアルインタフェース２５は、外部出力や、端末５０を接続する際に用いられるインタフェースである。端末５０は、通信装置４０のシリアルインタフェース２５を介して、通信装置４０に接続する。そして、通信装置４０は、端末５０から入力される種々のコマンドに応じた動作（例えば、他のセンサユニット３０に対するコマンドの送信処理等）を行う。シリアルインタフェース２５としては、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースを適用することができる。

ＵＳＢインタフェース１６は、他のノードと有線接続する際に用いられるインタフェースである。この実施形態では、ＵＳＢインタフェース１６は、基地局２０において、ＧＷ装置１０と接続するためにのみ用いられるものとする。したがって、この実施形態において、センサユニット３０及び通信装置４０から、ＵＳＢインタフェース１６については除外するようにしてもよい。

センサ２７は、環境センサ（例えば、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ等）等の種々のセンサである。センサ２７は、検知結果に基づくセンサデータを取得し、ＣＰＵ２１に供給する。図４では、センサユニット３０自体にセンサ２７が内蔵された構成として図示しているが、センサユニット３０にセンサを外部接続（例えば、シリアルインタフェース２５やＵＳＢインタフェース２６等を用いて外部接続）した構成としてもよい。また、基地局２０及び通信装置４０では、センサ２７は用いられないため除外した構成としてもよい。

次に、無線マルチホップネットワーク２上のノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）の機能的な構成について図１を用いて説明する。

図１では、各ノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）上のコンピュータで各プログラム（実施形態の通信プログラムを含む）が実行された場合の機能的構成（ソフトウェア的な構成）の例について示している。

図１に示すように、各ノード（基地局２０、センサユニット３０、及び通信装置４０）は、機能的には、通信制御部１０１、通信設定管理テーブル１０２、及びリトライ回数設定テーブル１０３を有している。

通信制御部１０１は、無線インタフェース２４を用いた無線通信処理（例えば、無線通信によるパケット送受信処理等）や、オペレータの操作（例えば、シリアルインタフェース２５等により接続された端末５０から供給される信号）に応じた他のノードへの種々のコマンドの送信を行う。また、通信制御部１０１は、送信したコマンドに対する応答内容を他のノードから受信し、その応答内容について、シリアルインタフェース２５に接続された端末５０に出力する処理を行う。通信制御部１０１がシリアルインタフェース２５を介して、端末５０に入出力する処理や、コマンド単体の処理内容については、種々のセンサユニット（センサノード）と同様の内容を適用することができるため詳しい説明を省略する。通信制御部１０１が送信及び実行するコマンドの具体的な内容は限定されないものであるが、例えば、センサ２７のデータ取得のコマンドや保守用のコマンド（例えば、自己診断機能のコマンド等）等種々のセンサノードと同様のコマンドを適用することができる。

また、無線マルチホップネットワーク２において、新たに設置されたノードの通信制御部１０１は、周辺のノードと接続する際に、通信品質を検査するためのパケット（以下、「通信品質検査パケット」と呼ぶ）をブロードキャストで、所定回数連続で送信する処理を行う。以下では、通信制御部１０１が通信品質検査パケットを連続して送信する回数を、「連続送信回数Ｋ」と呼ぶものとする。以下では、各ノードにおいて、通信品質検査パケットの連続送信回数Ｋは１０（Ｋ＝１０）に設定されているものとして説明する。

通信制御部１０１が、通信品質検査パケットの送信を開始する契機は限定されないものであるが、例えば、通信制御部１０１は、端末５０から供給されたコマンド（オペレータの操作）に応じて通信品質検査パケットの送信を開始するようにしてもよいし、通信制御部１０１が周辺に新たなノードを検知した際（例えば、新たなノードからＨｅｌｌｏパケットを受信した場合）に通信品質検査パケットの送信を開始するようにしてもよい。

そして、通信品質検査パケットを受信したノードの通信制御部１０１は、通信品質検査パケットの受信回数をカウントする。例えば、通信品質検査パケットを受信したノードの通信制御部１０１は、最初に通信品質検査パケットを受信してから所定期間を経過するまでに受信した通信品質検査パケットの受信回数（最初に受信した通信品質検査パケットも含む受信回数）をカウント（例えば、ＲＡＭ１２上にカウンタを登録してカウント）し、カウントした受信回数（通信品質検査パケットの受信回数）をセットしたパケット（以下、「検査結果応答パケット」と呼ぶ）を、通信品質検査パケットの送信元のノードに送信する。検査結果応答パケットは、通信品質検査パケットの送信元のノードを宛先とするユニキャストのパケットとしてもよいし、ブロードキャストのパケットでもよい。

そして、通信品質検査パケットを送信後、検査結果応答パケットの返答を受けたノードの通信制御部１０１は、当該検査結果応答パケットにセットされた通信品質検査パケットの受信回数に基づいて、当該検査結果応答パケットの送信元のノードに対してコマンドを送信する際に連続して送信する回数（以下、「リトライ回数Ｒ」と呼ぶ）を決定する。検査結果応答パケットの返答を受けたノードの通信制御部１０１では、検査結果応答パケットにセットされた通信品質検査パケットの受信回数が多いほど、自ノードと、当該検査結果応答パケットの送信元のノードとの間の通信品質が高いと判断できる。したがって、検査結果応答パケットの返答を受けたノードの通信制御部１０１では、検査結果応答パケットにセットされた通信品質検査パケットの受信回数が多いほど、リトライ回数Ｒを少なく設定し、検査結果応答パケットにセットされた通信品質検査パケットの受信回数が少ないほど、リトライ回数Ｒを多く設定する。

ただし、検査結果応答パケットの返答を受けたノードの通信制御部１０１では、検査結果応答パケットにセットされた通信品質検査パケットの受信回数が所定回数（閾値）よりも少ない場合（例えば、受信回数がＫ／２以下の場合）、当該検査結果応答パケットの送信元のノードへのコマンドの送信を行わないように制御してもよい。これにより、各ノードによる無駄なパケット送信を削減することができる。

一方、通信品質検査パケットを受信したノードの通信制御部１０１も、通信品質検査パケットの受信回数に基づいて、当該通信品質検査パケットの送信元のノードに対応するリトライ回数Ｒを決定する。

この実施形態の通信制御部１０１では、通信品質検査パケットの受信回数ごとに対応するリトライ回数Ｒを定義したリトライ回数設定テーブル１０３を用いて、直接無線通信可能な各ノードに対応するリトライ回数Ｒを決定する。

図５は、リトライ回数設定テーブル１０３の構成例について示した説明図である。

図５に示すリトライ回数設定テーブル１０３では、通信品質検査パケットの受信回数ごとに対応するリトライ回数Ｒが定義されている。

図５では、Ｋ＝１０とし、受信回数が１０回及び９回の場合のリトライ回数Ｒを１、受信回数が８回及び７回の場合のリトライ回数Ｒを２、受信回数が６回の場合のリトライ回数Ｒを３、受信回数が５回以下の場合のリトライ回数Ｒを０（コマンドを送信しない）と定義している。なお、図５では、受信回数が５回以下の場合のリトライ回数Ｒを０（コマンドを送信しない）と設定しているが、受信回数５回以下についても、受信回数が少ないほどリトライ回数Ｒを大きくするように設定してもよい。

そして、この実施形態の通信制御部１０１では、ノードごとに決定したリトライ回数Ｒについて、通信設定管理テーブル１０２を用いて管理（記憶）する。

図６は、通信設定管理テーブル１０２の構成例について示した説明図である。

図６に示す通信設定管理テーブル１０２では、自ノードと直接無線通信可能なノードごとに、ノード識別子（例えば、当該ノードに付与されたＩＤやアドレス等）、受信回数（通信品質検査パケットの受信回数）、及びリトライ回数Ｒ（当該ノードについて決定したリトライ回数Ｒ）が登録されている。この実施形態の例では、センサユニット３０−１〜３０−Ｎのノード識別子をそれぞれ１〜Ｎとし、通信装置４０のノード識別子をＭとし、基地局２０のノード識別子を０とする。

そして、各ノードの通信制御部１０１は、他のノードにコマンド等を送信する際に、通信設定管理テーブル１０２に登録されたリトライ回数Ｒの回数連続して送信する処理を行う。

各ノードにおいて、通信設定管理テーブル１０２は、ＲＡＭ２２上で保持するようにしてもよい。また、各ノードにおいて、リトライ回数設定テーブル１０３は、Ｆｌａｓｈメモリ２３からＲＡＭ２２上に読み込み、ＣＰＵ２１（通信制御部１０１）で利用するようにしてもよい。

通信制御部１０１は、端末５０等から指示されたコマンド（オペレータの操作に応じたコマンド）の内容を示すデータ（例えば、コマンド名や、当該コマンドのオプション等が記述された制御信号）が挿入されたパケット（以下、「コマンドパケット」と呼ぶ）を送信する。通信制御部１０１は、ブロードキャスト又はユニキャストでコマンドパケットを送信する。通信制御部１０１は、ユニキャストでコマンドパケットを送信する際には、当該コマンド入力の際に指示された宛先（例えば、オペレータの操作に応じた宛先のノードＩＤ）をコマンドパケットに設定して送信する。

通信制御部１０１は、ブロードキャストでコマンドパケットを送信する場合には、所定回数（以下、「連続送信回数Ｌ」と呼ぶ）連続して送信するものとする。連続送信回数Ｌは、例えば、５回としてもよい。また、通信制御部１０１は、ユニキャストでコマンドパケットを送信する場合には、通信設定管理テーブル１０２を参照して、当該コマンドパケットの宛先に対応するリトライ回数Ｒを取得し、取得した回数分当該コマンドパケットを送信する処理を行う。コマンドパケットの送信方式がユニキャストであるかブロードキャストであるかを決定する方式は限定されないものである。例えば、通信制御部１０１は、コマンドパケットに設定されるコマンドの種類（コマンド名）や、ユーザの設定（例えば、当該コマンドに設定されたオプション）に応じて、コマンドパケットの送信方式（ユニキャスト又はブロードキャスト）を決定するようにしてもよい。

また、通信制御部１０１は、他のノードからコマンドパケットを受信して、当該コマンドパケットに設定されたコマンドを実行する処理を行う。そして、通信制御部１０１は、コマンド実行した後、当該コマンドを実行した結果等を応答するコマンドのコマンドパケットを生成し、受信したコマンドパケットの送信元等に応答送信する処理も行う。このとき、通信制御部１０１は、応答のコマンドパケットについても同様に、ブロードキャストのコマンドパケットについては連続送信回数Ｌの回数連続して送信し、ユニキャストのコマンドパケットについては送信先のリトライ回数Ｒの回数連続して送信する。

通信制御部１０１は、応答コマンドのコマンドパケットを受信した場合には、その応答コマンドの内容を出力（例えば、シリアルインタフェース２５を介して端末５０に出力してオペレータに提示）する。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信システム１の動作を説明する。

この実施形態では、無線通信システム１を構成する無線マルチホップネットワーク２では、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４／ＺｉｇＢｅｅで定義されるマルチホップ環境と同様に、定期的に各ノード間で通信される情報を元に、ＧＷ装置１０が、無線マルチホップネットワーク２の各ノードからの上りの通信経路を決定する。また、無線マルチホップネットワーク２の各ノードでは、センサデータが発生した場合（例えば、姿勢変化等を検知した場合）、ＧＷ装置１０に向けて決められた上りの通信経路を利用しセンサデータを通知する。通知経路情報はＧＷ装置１０、および無線マルチホップネットワーク２の各ノードで管理しており、Ｈｅｌｌｏパケット等で通信経路を構築していくことになる。

これにより、無線マルチホップネットワーク２では、図２に示すようにセンサユニット３０−１〜３０−Ｎが直列に無線接続された状態となったものとする。

そして、その後、図７に示すように、センサユニット３０−３が、基地局２０が管理する無線マルチホップネットワーク２から離脱した場合を想定する。

そして、図７の状態で、オペレータにより、基地局２０から通信できないノード（センサユニット３０−３〜３０−Ｎ）に対する制御（例えば、コマンドを用いた制御）を行う必要性（例えば、センサユニット３０−３に対する保守作業等）が生じたものとする。

その後、図８に示すように、オペレータにより、センサユニット３０−２、３０−３と直接無線通信可能な範囲に、通信装置４０が設置されたものとする。また、図８に示すように、通信装置４０には端末５０が接続されている。

このとき、新たに無線マルチホップネットワーク２に追加されたノードである通信装置４０では、端末５０から供給されたコマンドに応じて、図８に示すように、通信品質検査パケットを連続送信回数Ｋ（ここでは、Ｋ＝１０）の回数分連続でブロードキャスト送信する。ここでは、通信装置４０から送出された通信品質検査パケットは、２つのセンサユニット３０−２、３０−３で受信されたものとする。

そして、通信装置４０から通信品質検査パケットを受信したノードであるセンサユニット３０−２、３０−３は、それぞれ、図９に示すように、通信品質検査パケットの受信回数をカウント（最初に通信品質検査パケットを受信してから所定の一定時間カウント）し、カウントした受信回数（検査結果）を挿入した検査結果応答パケットを通信装置４０に返送する。

また、通信装置４０から通信品質検査パケットを受信したノードであるセンサユニット３０−２、３０−３では、カウントした受信回数（検査結果）に基づいて、通信装置４０に対するリトライ回数Ｒを決定して、リトライ回数設定テーブル１０３に登録する処理を行う。

さらに、２つのセンサユニット３０−２、３０−３から、検査結果応答パケットを受信した通信装置４０では、センサユニット３０−２、３０−３のそれぞれに対してリトライ回数Ｒを決定（受信した検査結果応答パケットから取得した受信回数に基づいてリトライ回数Ｒを決定）して、リトライ回数設定テーブル１０３に登録する。

このときの、通信装置４０の動作（通信品質検査パケットを送信するノード）は、例えば図１０のフローチャートのような動作となる。また、このとき、通信装置４０から通信品質検査パケットを受信したノード（図８の例では、センサユニット３０−２、３０−３）の動作は、例えば、図１１のフローチャートのような動作となる。

まず、図１０のフローチャートを用いて、通信装置４０の動作（通信品質検査パケットを送信するノード）の動作について説明する。

図１０では、連続送信回数Ｋを１０回（Ｋ＝１０）としている。

通信装置４０は、まず、ブロードキャストで通信品質検査パケットを１０回連続して送信する（Ｓ１０１）。

そして、通信装置４０は、通信品質検査パケットの送信終了後に、一定期間を限度として通信品質検査パケットに対して応答する検査結果応答パケットの受信を確認する（Ｓ１０２）。通信装置４０は、一定期間内に検査結果応答パケットを受信した場合には、後述するステップＳ１０３に進み、一定期間内に検査結果応答パケットを受信しなかった場合には処理を終了する。

一定期間内に検査結果応答パケットを受信した場合、通信装置４０は、データを通信設定管理テーブル１０２に、受信した検査結果応答パケットの送信元のノードＩＤの追加し、当該検査結果応答パケットに挿入された受信回数を登録（当該ノードＩＤについて既に通信設定管理テーブル１０２に登録されている場合には受信回数のみ更新）する（Ｓ１０３）。

次に、通信装置４０は、受信した検査結果応答パケットの送信元のノードごとに、リトライ回数設定テーブル１０３を参照して、受信回数に対応するリトライ回数Ｒを決定して、通信設定管理テーブル１０２に登録し、処理を終了する。

次に、図１１のフローチャートを用いて、通信装置４０から通信品質検査パケットを受信したノードの動作について説明する。以下では、通信品質検査パケットを受信した各ノードの動作は同様であるが、以下ではこれらのノードを代表して、センサユニット３０−３が検査結果応答パケットを受信した場合の動作について説明する。

まず、センサユニット３０−３が、通信装置４０から通信品質検査パケットを受信開始し、所定の最大待ち時間の間に通信品質検査パケットを受信した回数を記憶する（Ｓ２０１）。

次に、センサユニット３０−３は、通信品質検査パケットの受信回数が閾値（この実施形態では５回）を超えているか否かを確認し（Ｓ２０２）、受信回数が閾値以下である場合は処理を終了し、受信回数が閾値を超えている場合は、後述するステップＳ２０３に移行する。

通信品質検査パケットの受信回数が閾値を超えていた場合、センサユニット３０−３は、データを通信設定管理テーブル１０２に、受信した通信品質検査パケットの送信元のノードＩＤ（通信装置４０のノードＩＤ）を追加し、カウントした受信回数を登録（通信装置４０のノードＩＤについて既に通信設定管理テーブル１０２に登録されている場合には受信回数のみ更新）する（Ｓ２０３）。

次に、センサユニット３０−３は、リトライ回数設定テーブル１０３を参照して、カウントした受信回数に対応するリトライ回数Ｒを取得し、通信品質検査パケットの送信元（ここでは、通信装置４０）のノードＩＤに対応するリトライ回数Ｒとしてリトライ回数設定テーブル１０３に登録する（Ｓ２０４）。

次に、センサユニット３０−３は、通信品質検査パケットの送信元（ここでは、通信装置４０）を宛先とし、カウントした受信回数を挿入した検査結果応答パケットを生成して送信し（Ｓ２０５）、処理を終了する。このとき、センサユニット３０−３は、通信設定管理テーブル１０２に登録されている通信装置４０に対応するリトライ回数Ｒの回数連続して検査結果応答パケットを送信する。

以上のように、通信装置４０が無線マルチホップネットワーク２に参加し、各ノード（通信装置４０、センサユニット３０−２、３０−３）で、通信設定管理テーブル１０２が更新されて、相互にコマンド送信する際のリトライ回数Ｒが決定されたものとする。

そしてその後、通信装置４０が、端末５０から指示されたコマンド（オペレータの操作に応じたコマンド）のコマンドパケットを送信する処理を行ったものとする。例えば、通信装置４０が、センサユニット３０−３にコマンドパケットをユニキャストで送信（リトライ回数Ｒの回数分連続して送信）した場合、センサユニット３０−３は当該コマンドパケットについて受信して当該コマンドを実行することになる。そして、センサユニット３０−３は、当該コマンド実行に伴って応答する内容が有る場合、応答コマンドのコマンドパケットを生成して、送信元であるセンサユニット３０−３に送信（リトライ回数Ｒの回数分連続して送信）することになる。そして、通信装置４０は、応答コマンドのコマンドパケットを受信し、その応答コマンドの内容を、端末５０に出力してオペレータに提示（表示出力）する。

このときの、通信装置４０やセンサユニット３０−３がコマンドパケット（応答コマンドのコマンドパケットを含む）を送信する際の動作は、例えば、図１２のフローチャートのような内容となる。

次に、図１２のフローチャートを用いて、通信装置４０やセンサユニット３０−３がコマンドパケット（応答コマンドのコマンドパケットを含む）を送信する際の処理について説明する。以下では、図１２を用いて、通信装置４０が端末５０からの指示（オペレータの操作）に応じてコマンドパケット送信を行う際の動作について説明するが、センサユニット３０−３が応答コマンドのコマンドパケットを送信する際の動作も同様であるため詳細な説明を省略する。

まず、通信装置４０は、端末５０からの指示（オペレータの操作）に応じたコマンドのコマンドパケットを生成し、当該コマンドパケットの送信方式がブロードキャストであるかユニキャストであるかを確認する（Ｓ３０１）。

送信しようとするコマンドパケットの送信方式がブロードキャストであった場合、通信装置４０は、当該コマンドパケットをブロードキャストで連続送信回数Ｌの回数連続して送信して（Ｓ３０２）、処理を終了する。

一方、送信しようとするコマンドパケットの送信方式がユニキャストであった場合、通信装置４０は、通信設定管理テーブル１０２を参照して、当該コマンドパケットの宛先のリトライ回数Ｒを取得して、当該コマンドパケットをユニキャストでリトライ回数Ｒの回数連続して送信して（Ｓ３０３）、処理を終了する。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

無線通信システム１の無線マルチホップネットワーク２では、図２、図８、図９に示すように、通信装置４０を、基地局２０やＧＷ装置１０等の親機を介さずに、直接センサユニット３０に接続させることで、保守性（利便性）が向上する。

また、この実施形態の通信装置４０等のノード（無線通信装置）では、通信品質検査パケットを送信して検査結果応答パケットを受信しリトライ回数Ｒを決定する処理を行う。さらに、この実施形態の各センサユニット３０等のノード（無線通信装置）では、通信品質検査パケットを受信して受信回数をカウントし、受信回数に基づいてリトライ回数Ｒを決定し、検査結果応答パケットを返答する処理を行う。これにより、無線通信システム１では、通信装置４０が追加接続した場合でもでも、電波干渉によるパケット紛失等を防止し、リトライ処理（例えば、コマンドパケットの再送処理）の低減や、再送制御のシーケンス実行に伴うレスポンス時間の削減等の効果を奏することができる。言い換えると、無線通信システム１では、通信装置４０を追加接続した場合でも、通信装置４０及び通信装置４０に対抗するセンサユニット３０に適用な通信設定を容易に行うことができる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態では、いずれかのセンサユニット３０（子機）が、無線マルチホップネットワーク２から離脱した場合に各種制御を行った例を示したが、センサユニット３０（子機）が無線マルチホップネットワーク２から離脱していなくても、端末５０では、通信装置４０を介して各センサユニット３０に各種制御（コマンド送信）を行うことができる。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、通信装置４０とセンサユニット３０で通信制御部１０１の処理内容（動作）は同じである旨を説明したが、異なる内容としてもよい。例えば、通信装置４０の通信制御部１０１が、上述の図１０に示す処理（通信品質検査パケットを送信して検査結果応答パケットを受信しリトライ回数Ｒを決定する処理）に対応し、上述の図１１に示す処理（通信品質検査パケットを受信して受信回数をカウントし、受信回数に基づいてリトライ回数Ｒを決定し、検査結果応答パケットを返答する処理）に対応しない構成としてもよい。また、各センサユニット３０の通信制御部１０１についても、上述の図１１に示す処理（通信品質検査パケットを受信して受信回数をカウントし、受信回数に基づいてリトライ回数Ｒを決定し、検査結果応答パケットを返答する処理）に対応し、上述の図１０に示す処理（通信品質検査パケットを送信して検査結果応答パケットを受信しリトライ回数Ｒを決定する処理）に対応しない構成としてもよい。すなわち本発明の無線通信システム１（無線マルチホップネットワーク２）は、上述の図１０に示す処理に対応し上述の図１１の処理に対応しない第１の無線通信装置と、上述の図１１に示す処理に対応し上述の図１０に示す処理に対応しない第２の無線通信装置を有するようにしてもよい。

１…無線通信システム、２…無線マルチホップネットワーク、１０…ＧＷ装置、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＡＭ、１３…Ｆｌａｓｈメモリ、１４…有線ＬＡＮインタフェース、１５…シリアルインタフェース、１６…ＵＳＢインタフェース、２０…基地局、３０、３０−１〜３０−Ｎ…センサユニット、４０…通信装置、５０…端末、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…Ｆｌａｓｈメモリ、２４…無線インタフェース、２５…シリアルインタフェース、２６…ＵＳＢインタフェース、２７…センサ、１０１…通信制御部、１０２…通信設定管理テーブル、１０３…リトライ回数設定テーブル。

Claims (11)

1. 無線通信装置において、
   ブロードキャストで、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを、連続して複数回送出する通信品質検査パケット送出手段と、
   通信品質検査パケットを受信した他の無線通信装置から、通信品質検査パケットの受信状況に関する情報が挿入された応答パケットを受信する応答パケット受信手段と、
   前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得するパラメータ取得手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記応答パケット受信手段が受信する応答パケットに挿入された情報は、通信品質検査パケットの受信回数が含まれており、
   前記パラメータ取得手段は、前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された受信回数の情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記パラメータ取得手段は、前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された受信回数の情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置に制御信号を送信する際の信号連続送信回数を取得することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 他の無線通信装置に制御信号を送信する際に、前記パラメータ取得手段が前記他の無線通信装置について取得した連続送信回数の回数連続して制御信号を送信する制御信号送信手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 無線通信装置において、
   他の無線通信装置から連続してブロードキャストで送出された、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを受信する通信品質検査パケット受信手段と、
   前記通信品質検査パケット受信手段が通信品質検査パケットを受信した際の受信状況に基づく情報を取得する情報取得手段と、
   前記情報取得手段が取得した情報を挿入した応答パケットを、前記通信品質検査パケット受信手段が受信した通信品質検査パケットの送信元へ送信する応答パケット送信手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
6. 前記情報取得手段は、前記通信品質検査パケット受信手段が連続して通信品質検査パケットを受信した受信回数の情報を取得することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記情報取得手段が取得した通信品質検査パケットの受信回数に基づき、当該通信品質検査パケットの送信元の無線通信装置に制御信号を送信する際の信号連続送信回数を取得するパラメータ取得手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 他の無線通信装置から制御信号を受信し、当該制御信号に基づいて応答する応答制御信号を、前記他の無線通信装置に送信する際に、前記パラメータ取得手段が前記他の無線通信装置について取得した連続送信回数の回数連続して応答制御信号を送信する応答制御信号送信手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. 無線通信装置に搭載されたコンピュータを、
   ブロードキャストで、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを、連続して複数回送出する通信品質検査パケット送出手段と、
   通信品質検査パケットを受信した他の無線通信装置から、通信品質検査パケットの受信状況に関する情報が挿入された応答パケットを受信する応答パケット受信手段と、
   前記応答パケット受信手段が受信した応答パケットに挿入された情報に基づき、当該応答パケットの送信元の無線通信装置との通信品質に関する通信品質パラメータを取得するパラメータ取得手段と
   して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
10. 無線通信装置に搭載されたコンピュータを、
    他の無線通信装置から連続してブロードキャストで送出された、通信品質を検査するための通信品質検査パケットを受信する通信品質検査パケット受信手段と、
    前記通信品質検査パケット受信手段が通信品質検査パケットを受信した際の受信状況に基づく情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段が取得した情報を挿入した応答パケットを、前記通信品質検査パケット受信手段が受信した通信品質検査パケットの送信元へ送信する応答パケット送信手段と
    して機能させることを特徴とする無線通信プログラム。
11. 第１の無線通信装置と、第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、前記第１の無線通信装置として請求項１に記載の無線通信装置を適用し、前記第２の無線通信装置として請求項５に記載の無線通信装置を適用したことを特徴とする無線通信システム。

Images