JP2020145540A - 制御装置、制御プログラム、制御方法、通信装置および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークの負荷を低減して、送信元端末から宛先端末への通信経路を切り替える。【解決手段】基地局と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行うネットワークの制御装置であって、複数の経路情報を記憶する記憶部、データの宛先端末である無線通信装置への第１通信経路を設定する第１経路決定部、基地局に第１通信経路を用いて宛先端末へデータを送信させる通信制御部、応答情報を受信しなければ宛先端末へのデータ送信を失敗と判定する第１判定部、第１判定部が失敗と判定すると第１通信経路に含まれる通信区間毎に通信品質情報を導出する導出部、通信品質の基準値と通信品質情報とを用いて通信区間毎の通信品質を判定する第２判定部、第２判定部が通信区間の通信品質が基準値を満たさないと判定すると宛先端末への通信経路を、通信品質が基準値を満たさないと判定された通信区間を含まない第２通信経路に切り替える第２経路決定部、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、制御プログラム、制御方法、通信装置および通信システムに関し、特に、マルチホップ通信ネットワークにおける送信元端末と宛先端末とを結ぶ通信経路を切り替える制御装置に関する。

分散して配置された無線通信装置同士の通信を可能とする技術として、マルチホップ通信がある。マルチホップ通信が用いられた通信システムでは、複数の無線通信装置でメッシュ型ネットワークが形成され、複数の無線通信装置が無線で相互にデータを中継することにより、分散して配置された無線通信装置同士の通信が可能である。

マルチホップ通信は産業において次のように利用される。例えば、無線通信装置として多数の利用者のそれぞれが所有する携帯端末が利用され、無線通信装置の位置関係が変動する環境でマルチホップ通信ネットワークが構築される。このような形態は、災害情報を多数の利用者へ伝達する用途や、交通情報を車両間で伝達する用途で用いられる。また例えば、複数の無線通信装置が一定の場所に設置され、無線通信装置の位置関係が変動しない環境でマルチホップ通信ネットワークが構築される。このような形態は、センサーを備えた複数の無線通信装置が施設の敷地内や構造物に設置され、無線通信装置が設置された場所の状態を監視する用途で用いられる。

マルチホップ通信においては、送信元である無線通信装置（送信元端末）から送信されたデータは、複数の無線通信装置によって中継されて宛先の無線通信装置（宛先端末）へ到達する。データが中継される通信経路に障害が生じると、無線通信装置によるデータの中継ができなくなり、送信元端末と宛先端末との通信が失敗する。送信元端末と宛先端末との通信が失敗した場合は、通信経路の障害が発生した区間が特定され、障害が発生した区間を含まない他の通信経路へ切り替えられて、送信元端末と宛先端末との通信を復旧する必要がある。

このような技術を開示する先行技術として、次の特許文献１がある。

特許文献１に開示されるネットワークは複数の無線通信装置で構成され、当該無線通信装置のそれぞれはマルチホップ通信が可能である。無線通信装置は、通信経路上で隣接する他の無線通信装置との通信障害を検出する。無線通信装置は通信障害を検出すると、送信元端末から宛先端末への通信を復旧するために、通信障害が発生した無線通信装置を回避する通信経路を探索すると共に新たな通信経路に切り替える。通信経路の探索にあたり、無線通信装置は経路探索パケットをネットワークへブロードキャスト送信する。この経路探索パケットは、ネットワーク中の複数の無線通信装置をマルチホップで伝達される。この経路探索パケットの送信によって、送信元端末と宛先端末とを結ぶ新たな通信経路が探索され、通信障害が発生した無線通信装置を含む通信経路が、探索された通信経路に切り替えられる。

特開２００５−２６９６２３号公報

特許文献１に開示されるネットワークは、ネットワークを構成する複数の無線通信装置が移動し、無線通信装置の位置関係が変動し得る。このようなネットワークでは、無線通信装置が移動することでデータの中継が不可能となって通信障害が発生する可能性がある。またこのようなネットワークでは、無線通信装置の位置関係が変動し得るので、送信元端末から宛先端末への切り替え後の通信経路を、通信障害が生じる以前に把握しておくことが難しい。

そのため、ネットワークに含まれる複数の無線通信装置の位置関係が変動し得る環境でマルチホップ通信ネットワークが利用される場合は、特許文献１のように、通信障害の検出に伴って新たな通信経路が探索され、探索された通信経路へ切り替えられるのが効果的である。

しかしながら、複数の無線通信装置が一定の場所に設置されて運用されるマルチホップ通信ネットワークにおいては、無線通信装置の位置関係が変動する可能性は低い。そのため、特許文献１のような通信経路の切り替えが効果的とは限らない。

また特許文献１のように、通信経路の切り替えに際し、経路探索パケットを無線通信装置からネットワークへブロードキャスト送信すると、通信に障害が生じた通信経路と関係のない無線通信装置にも経路探索パケットが送信される。しかし、通信に障害が生じた通信経路とは関係のない無線通信装置へ経路探索パケットを送信するために、各無線通信装置は余計な電力を消費する。また、マルチホップ通信ネットワークに利用される無線通信装置は、単位時間あたりの電波送信において送信時間の総和に制限が設けられる。そのため、通信に障害が生じた通信経路とは関係のない無線通信装置へ経路探索パケットが送信されると、ネットワークに流れる情報量が増え、無線通信装置が電波を送信可能な時間が圧迫される。つまり、無線通信装置の位置関係が変動する可能性が低い運用形態において、通信経路の切り替えに際して経路探索パケットを無線通信装置からネットワークへブロードキャスト送信すると、ネットワーク全体の負荷が高まってしまう。

本発明は以上の事情を鑑み、マルチホップ通信ネットワークに係る負荷を低減して、送信元端末と宛先端末とを結ぶ通信経路を切り替えることが可能な制御装置、制御プログラム、制御方法、通信装置および通信システムを提案するものである。

第一の本発明は、基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行うメッシュネットワークにおける、前記基地局装置を制御する制御装置であって、前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶する記憶部と、前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１経路決定部と、前記基地局装置に、前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置に送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける通信制御部と、前記通信制御部に前記応答情報が入力されないならば、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第１判定部と、前記第１判定部が失敗と判定すると、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する導出部と、前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値を保持し、前記導出部から入力された前記通信品質情報を用いて前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質を判定する第２判定部と、前記第２判定部が、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定すると、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信区間を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第２経路決定部と、を備えることを特徴とする

第二の本発明は、制御プログラムであって、基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行うメッシュネットワークにおける、前記基地局装置を制御する制御装置のコンピュータを、前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶する記憶手段、前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１経路決定手段、前記基地局装置に、前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置へ送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける通信制御手段、前記通信制御手段に前記応答情報が入力されないならば、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第１判定手段、前記第１判定手段が失敗と判定すると、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する導出手段、前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値を保持し、前導出手段から入力された前記通信品質情報を用いて前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質を判定する第２判定手段、前記第２判定手段が、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定すると、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信区間を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第２経路決定手段、として機能させることを特徴とする。

第三の本発明は、制御方法であって、基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行い、前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶し、前記基地局装置を制御する制御装置を含むメッシュネットワークにおいて、前記制御装置が、前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１のステップと、前記制御装置が、前記基地局装置に前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置へ送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける第２のステップと、前記制御装置に前記応答情報が入力されないならば、前記制御装置が、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第３のステップと、前記第３のステップにおいて失敗と判定されると、前記制御装置が、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する第４のステップと、前記制御装置が、前記通信品質情報と、前記制御装置に保持される前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値とを用いて、前記通信区間毎の通信品質を判定する第５のステップと、前記第５のステップにおいて、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定されると、前記制御装置が、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第６のステップと、を含むことを特徴とする。

第四の本発明は、複数の無線通信装置がマルチホップ通信を行うネットワークにおいて基地局装置として動作し、第一の本発明である制御装置を備える通信装置である。

第五の本発明は、第一の本発明である制御装置を含み、当該制御装置と接続された基地局装置と、複数の無線通信装置との間でマルチホップ通信が行われる通信システムである。

マルチホップ通信ネットワークに係る負荷を低減して、送信元端末と宛先端末とを結ぶ通信経路を切り替えることが可能な制御装置、制御プログラム、制御方法、通信装置および通信システムが提供される。

実施形態の通信システムの構成を示す図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 無線通信装置および基地局装置の構成を示すブロック図である。 実施形態の通信システムの構成を示す第２の図である。 制御装置が記憶する通信経路の情報を示すテーブルである。 制御装置がデータ送信の成否を判定する動作を示すフローチャートである。 制御装置が通信経路の通信品質を判定し、通信経路を切り替える動作を示すフローチャートである。 制御装置の第１の判定動作を示すフローチャートである。 制御装置の第２の判定動作を示すフローチャートである。 制御装置の記憶部に記憶された、受信強度の情報を示す第１のテーブルである。 制御装置の記憶部に記憶された、受信強度の情報を示す第２のテーブルである。 基地局装置から送信される調査信号の内容を示す模式図、およびノードから送信される応答信号の内容を示す模式図である。

（Ａ）実施形態
本発明の実施形態を図１から図１２を参照して説明する。なお本実施形態では、通信システムにＩＥＥＥ８０２．１５．４（ＬＲ−ＷＰＡＮｓ：Ｌｏｗ−Ｒａｔｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）に準拠したＺｉｇＢｅｅ規格（ＺｉｇＢｅｅは登録商標）で規定されるマルチホップ通信が適用される例を説明する。

（Ａ−１）構成
（Ａ−１−１）通信システムの構成
図１は実施形態の通信システムの構成を示す図である。図１に示される通信システム１は制御装置２、複数の無線通信装置３、基地局装置４、管理装置５を含む。無線通信装置３の数は３以上であれば任意でよい。本実施形態では、通信システム１は無線通信装置３−１、無線通信装置３−２、無線通信装置３−３の３つを含むものとする。以降の説明において無線通信装置３−１から無線通信装置３−３を区別せずに説明する際は、単に無線通信装置３と述べる。

無線通信装置３と基地局装置４とは同一の構成を持つ。ただし、基地局装置４の動作は無線通信装置３の動作と異なる。そのため、以降の説明において、無線通信装置３と基地局装置４とを区別して呼称する。なお本実施形態の通信システム１は複数の無線通信装置３で構築され、無線通信装置３の一つが制御装置２に接続されて基地局装置４として機能してもよい。また以降の説明において、無線通信装置３と基地局装置４のそれぞれをノードと述べることもある。

図１において各装置を結ぶ実線は有線による接続を示し、各装置を結ぶ点線は無線による接続を示す。図１では制御装置２と管理装置５は有線で接続され、また制御装置２と基地局装置４は有線で接続される。基地局装置４は無線通信装置３−１と無線通信装置３−２とに無線で接続される。無線通信装置３−１から無線通信装置３−３は相互に無線で接続される。

無線通信装置３は設置環境の物理量を検出するセンサーを搭載し、施設の敷地内や建築物などに設置され、設置環境の計測データを管理装置５へ送信する。無線通信装置３の詳細な内部構成については後述する。

無線通信装置３のそれぞれはマルチホップ通信を行うことができる。無線通信装置３のそれぞれは、自装置から他装置へのデータ送信に加え、他の無線通信装置３からのデータ中継を行う。基地局装置４から無線通信装置３への方向の下りデータ送信において、例えば基地局装置４から無線通信装置３−３へデータが送信される場合、無線通信装置３−１と無線通信装置３−２の少なくとも一つが無線通信装置３−３へデータを中継する。また無線通信装置３から基地局装置４への方向の上りデータ送信において、例えば無線通信装置３−３から基地局装置４へデータが送信される場合、無線通信装置３−１と無線通信装置３−２の少なくとも一つが基地局装置４へデータを中継する。

本実施形態の説明では、基地局装置４から宛先端末である無線通信装置３へデータを送信するために必要な、データの送信回数をホップ数と定義する。ただし、本実施形態の説明における「データの送信回数」は、基地局装置４から宛先端末である無線通信装置３へデータを送信する際に発生する、データの再送信に係る回数を含まない。例えば基地局装置４から無線通信装置３−１を経由して無線通信装置３−３へデータが送信される場合、基地局装置４から無線通信装置３−１へデータ送信が１回行われ、さらに無線通信装置３−１から無線通信装置３−３へデータ送信（データ中継）が１回行われ、計２回のデータ送信が行われる。この場合、基地局装置４を起点とした無線通信装置３−１へのホップ数は１であり、無線通信装置３−１を１ホップ目のノードと呼ぶ。また基地局装置４を起点とした無線通信装置３−３へのホップ数は２であり、無線通信装置３−３を２ホップ目のノードと呼ぶ。また基地局装置４を０ホップ目のノードと呼ぶ。

例えば、基地局装置４から無線通信装置３−１と無線通信装置３−２とを経由して無線通信装置３−３へデータが送信される場合、基地局装置４から無線通信装置３−１へデータ送信が１回行われ、無線通信装置３−１から無線通信装置３−２へデータ送信（データ中継）が１回行われ、さらに無線通信装置３−２から無線通信装置３−３へデータ送信（データ中継）が１回行われ、計３回のデータ送信が行われる。この場合、基地局装置４を起点とした無線通信装置３−１へのホップ数は１であり、無線通信装置３−１を１ホップ目のノードと呼ぶ。また基地局装置４を起点とした無線通信装置３−２へのホップ数は２であり、無線通信装置３−２を２ホップ目のノードと呼ぶ。また基地局装置４を起点とした無線通信装置３−３へのホップ数は３であり、無線通信装置３−３を３ホップ目のノードと呼ぶ。また基地局装置４を０ホップ目のノードと呼ぶ。

このように、基地局装置４を起点とした無線通信装置３のホップ数ｎの値は、基地局装置４と宛先端末である無線通信装置３とを結ぶ通信経路に応じて決まる。また全ての通信経路において起点である基地局装置４は、０ホップ目のノードである。

二つのノードについて、ノード間のホップ数の差分が１であるとき、それら二つのノードは隣接していると言う。例えば、基地局装置４から無線通信装置３−１を経由して無線通信装置３−３へデータが送信される場合、無線通信装置３−１と隣接するノードは基地局装置４と無線通信装置３−３である。基地局装置４から無線通信装置３−１と無線通信装置３−２を経由して無線通信装置３−３へデータが送信される場合、無線通信装置３−１と隣接するノードは基地局装置４と無線通信装置３−２である。

基地局装置４は制御装置２に有線で接続され、また基地局装置４は隣接する無線通信装置３の少なくとも一つに無線で接続される。図１において基地局装置４は無線通信装置３−１と無線通信装置３−２とに接続される。基地局装置４は、無線通信装置３から制御装置２へ送信される上りデータを中継し、制御装置２から無線通信装置３へ送信される下りデータを中継する。

制御装置２は基地局装置４および管理装置５に接続される。制御装置２は、基地局装置４から無線通信装置３への方向の下りデータ送信に用いられる通信経路を決定する。また制御装置２は、基地局装置４から無線通信装置３への下りデータ送信に用いる通信経路の切り替えを行う。また制御装置２は、無線通信装置３から管理装置５へ送信されるデータを中継する。制御装置２は管理装置５と無線通信装置３との間における上りデータと下りデータの中継に際し、通信プロトコルの変換を行ってもよい。制御装置２の詳細な内部構成および詳細な動作については後述する。

管理装置５は、無線通信装置３で計測された計測データを制御装置２から受信し、計測データを蓄積したり管理したりする。管理装置５は、通信システム１の使用者が操作可能なパーソナルコンピュータやサーバなどの機器で実現される。

（Ａ−１−２）制御装置の構成
次に、図１における制御装置２の構成を、図２を参照して説明する。図２は制御装置の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように制御装置２は、制御部２１、記憶部２２、入出力インタフェース２３、ＬＡＮインタフェース２４を有する。

制御部２１は制御装置２の動作を制御し、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で実現される。制御部２１は記憶部２２、入出力インタフェース２３、ＬＡＮインタフェース２４のそれぞれに接続される。

制御部２１はさらに第１経路決定部２１１、第２経路決定部２１２、第１判定部２１３、第２判定部２１４、通信制御部２１５、導出部２１６を有する。

第１経路決定部２１１は、基地局装置４から送信されるデータの宛先端末として無線通信装置３の一つを設定する。また第１経路決定部２１１は、宛先端末である無線通信装置３へのデータ送信に用いられる第１通信経路を決定する。

第１判定部２１３は、基地局装置４から無線通信装置３への第１通信経路を用いたデータ送信が成功したか、失敗したかを判定する。第１判定部２１３は、基地局装置４が、宛先端末である無線通信装置３からデータ送信に対する受信応答を受信したか否かをもって、データ送信が成功したか失敗したかを判定する。第１判定部２１３は、基地局装置４が、宛先端末である無線通信装置３から受信応答を受信したならばデータ送信は成功したと判定し、基地局装置４が、宛先端末である無線通信装置３から受信応答を受信しないならばデータ送信は失敗したと判定する。第１判定部２１３の当該判定を、以降の説明で「データ送信の成否判定」と呼ぶことがあり、また第１判定部２１３の当該判定に関する詳細な動作は後述する。

第２判定部２１４は、第１判定部２１３が、基地局装置４から無線通信装置３への第１通信経路を用いたデータ送信が失敗したと判定すると（第１判定部２１３がデータ送信の成否判定において失敗と判定すると）、第１通信経路における無線通信装置３を対象とし、無線通信装置３の間にある各区間の、通信品質が予め定められる基準値を満たすか否かを判定する。第２判定部２１４による判定結果は、区間の通信品質が基準値を満たすならば肯定判定となり、区間の通信品質が基準値を満たさないならば否定判定となる。第２判定部２１４の詳細な動作は後述する。また以降の説明において、第２判定部２１４が、区間の通信品質が予め定められる基準値を満たすか否かを判定することを「通信品質を判定する」と表すことがある。

第２経路決定部２１２は、第２判定部２１４が第１通信経路における区間の通信品質が基準値を満たさないと判定すると、基地局装置４から宛先端末である無線通信装置３への通信経路を、第１通信経路と異なる第２通信経路に切り替える。

通信制御部２１５は、基地局装置４の通信を制御する。通信制御部２１５は、宛先端末である無線通信装置３へ第１通信経路を用いてデータを送信するように基地局装置４に指示を出し、基地局装置４にデータを送信させる。また通信制御部２１５は、基地局装置４から第１通信経路に含まれる無線通信装置３のそれぞれへ、通信品質を調査するための調査信号を送信するように基地局装置４に指示を出し、基地局装置４に調査信号を送信させる。

導出部２１６は、基地局装置４が無線通信装置３から受信した、調査信号に対する応答信号に基づき、第２判定部２１４が通信品質を判定するために用いる情報を導出する。

第１経路決定部２１１、第２経路決定部２１２、第１判定部２１３、第２判定部２１４、通信制御部２１５、導出部２１６の動作の詳細は後述する。

記憶部２２は、制御装置２を動作させる各種プログラムを記憶する。また記憶部２２は、通信システム１における基地局装置４から無線通信装置３への通信経路の情報を記憶する。記憶部２２はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリなどの不揮発メモリ、およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリで実現される。

入出力インタフェース２３は、制御装置２と基地局装置４とを接続するインタフェースである。入出力インタフェース２３は既存のインタフェースであり、例えば既存のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格に準拠したインタフェースである。

ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）インタフェース２４は、制御装置２と管理装置５とを接続するインタフェースである。例えば既存のＥｔｈｅｒｎｅｔ規格に準拠したネットワークアダプタで実現され、制御装置２と管理装置５との接続にＬＡＮケーブルが用いられる。

（Ａ−１−３）無線通信装置および基地局装置の構成
次に、図１における無線通信装置３および基地局装置４の構成を、図３を参照して説明する。図３は無線通信装置および基地局装置の構成を示すブロック図である。

なお上述のとおり、基地局装置４と、無線通信装置３−１から無線通信装置３−３との構成は同一である。

図３に示されるように無線通信装置３および基地局装置４は、制御部３１、記憶部３２、センサー３３、無線インタフェース３４、アンテナ３５、入出力インタフェース３６、内部電源３７を有する。

制御部３１は無線通信装置３および基地局装置４の動作を制御し、ＣＰＵで実現される。制御部３１は記憶部３２、センサー３３、無線インタフェース３４、入出力インタフェース３６のそれぞれに接続される。

制御部３１はさらに通信部３１１、測定部３１２を有する。

通信部３１１は、無線インタフェース３４を用いて、他の無線通信装置３または基地局装置４に対して通信を行う。無線通信装置３および基地局装置４が行う通信とは、自装置から他装置へのデータ送信や、他の無線通信装置３からのデータ受信や、他の無線通信装置３へのデータ中継である。

測定部３１２は、無線通信装置３（自装置）が隣接する他の無線通信装置３または基地局装置４から受信した調査信号の受信強度を測定する。測定された受信強度の情報は、通信部３１１により制御装置２へ送信される。なお測定部３１２は、測定した受信強度をＲＳＳＩ値（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）に変換してもよい。

記憶部３２は、無線通信装置３または基地局装置４を動作させる各種プログラムを記憶する。記憶部３２はＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発メモリで実現される。

センサー３３は、無線通信装置３の設置環境における各種物理量を計測する。センサー３３の種類（換言すると計測する物理量の種類）は限定されず、例えば温度センサーや照度センサー、加速度センサーなど各種センサーを、無線通信装置３の設置目的に応じて用いてよい。なお基地局装置４は、センサー３３が機能せず未使用状態となる（あるいはセンサー３３が搭載されない）。無線通信装置３がセンシング用（図１の無線通信装置３−１から無線通信装置３−３）として使用される場合はセンサー３３が機能する。

無線インタフェース３４は、無線通信装置３と基地局装置４とを相互に、あるいは無線通信装置３同士を相互に無線接続する。無線通信装置３および基地局装置４は無線インタフェース３４を経由して他の無線通信装置３との間でデータの送受信を行う。なお無線インタフェース３４はアンテナ３５に接続される。無線インタフェース３４は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠したマルチホップ通信に対応し、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠したデータの送受信を行う。

無線インタフェース３４は単位時間あたりの送信時間を考慮したデータの送受信を行う。例えば単位時間を１時間とすると、無線インタフェース３４は、アンテナ３５で周波数９２０．５〜９２３．５ＭＨｚで送信出力２５０ｍＷ以下の電波を送出する場合、送信時間の総和を４００ｍｓ（３６０ｓ／ｈ以下）となるようデータの送受信を行う。また無線インタフェース３４はアンテナ３５を用いて周波数９２０．５〜９２３．５ＭＨｚで送信出力２０ｍＷ以下の電波を送出する場合、送信時間の総和が４００ｍｓ（３６０ｓ／ｈ以下）となるようデータの送受信を行う。また無線インタフェース３４は、アンテナ３５を用いて周波数９２３．５〜９２８．１ＭＨｚで送信出力２０ｍＷ以下の電波を送出する場合、送信時間の総和が４００ｍｓ（３６０ｓ／ｈ以下）となるようデータの送受信を行う。また無線インタフェース３４はアンテナ３５を用いて周波数９１５．９〜９２９．７ＭＨｚで送信出力１ｍＷ以下の電波を送出する場合、送信時間の総和が１００ｍｓ（３．６／ｈ以下）となるようデータの送受信を行う。

入出力インタフェース３６は、基地局装置４と制御装置２とを接続するインタフェースである。入出力インタフェース３６は既存のインタフェースであり、例えば既存のＵＳＢ規格に準拠したインタフェースである。なお基地局装置４は入出力インタフェース３６が使用され、無線通信装置３（図１の無線通信装置３−１から無線通信装置３−３）は、入出力インタフェース３６は使用されない。

アンテナ３５は無線インタフェース３４に接続され、電波の送受信を行う。

内部電源３７は一般的な電池であり、無線通信装置３および基地局装置４の各機能ブロックに電力を供給する。無線通信装置３および基地局装置４は施設の敷地内や建築物などに複数かつ分散して設置される。そのため無線通信装置３および基地局装置４は外部電源から電力の供給を受けることが難しいので、無線通信装置３および基地局装置４は内部電源３７を有する。

（Ａ−１−４）管理装置の構成
管理装置５は、通信システム１の使用者が操作可能なパーソナルコンピュータやサーバなどの機器である。管理装置５は、制御装置２から無線通信装置３で計測された計測データを受信するためのＬＡＮインタフェースや、使用者が管理装置５を操作するための入力機器や表示機器を備える。なお、管理装置５の構成は図示しない。

（Ａ−２）動作
次に図４から図１２を用いて、制御装置２による通信経路の切り替え動作を説明する。

以降、図４に示す通信システム１を例として動作を説明する。図４は実施形態の通信システムの構成を示す第２の図である。図４に示す通信システム１は、図１に示す通信システム１と同一であるが、図４では無線通信装置３のそれぞれ、および基地局装置４の名称を変更し、基地局装置４と無線通信装置３とを結ぶ区間、および無線通信装置３同士を結ぶ区間に名称を付している。

以降の説明においては、基地局装置４をノードａ、無線通信装置３−１をノードｂ、無線通信装置３−２をノードｃ、無線通信装置３−３をノードｄと呼ぶことがある。

さらに、基地局装置４と無線通信装置３−１との区間を区間ａｂ、基地局装置４と無線通信装置３−２との区間を区間ａｃ、無線通信装置３−１と無線通信装置３−２との区間を区間ｂｃ、無線通信装置３−１と無線通信装置３−３との区間を区間ｂｄ、無線通信装置３−２と無線通信装置３−３との区間を区間ｃｄと呼ぶ。

（Ａ−２−１）通信経路の記憶
制御装置２は予め、基地局装置４と無線通信装置３とを結ぶ、複数の通信経路の情報を記憶部２２に記憶する。

図５は制御装置が記憶する通信経路の情報を示すテーブルである。制御装置２は図５に示すテーブルを用いて、基地局装置４と無線通信装置３とを結ぶ、複数の通信経路の情報を記憶する。

制御装置２が記憶する通信経路の情報は、通信システム１における各ノードの位置関係や、各ノード間の通信品質に基づいて定められる。ただし、制御装置２が通信経路の情報を取得する手段は任意である。例えば制御装置２は、管理装置５から通信経路の情報を取得してもよい。また例えば制御装置２が基地局装置４を制御し、基地局装置４に無線通信装置３への通信経路を探索させることで、通信経路の情報を取得してもよい。制御装置２が通信経路の情報を取得する手段については後述する。

図５に示すテーブルは、「ノード」、「通信経路」、「最大ホップ数」、「優先順位」を項目として有する。基地局装置４（ノードａ）をデータの送信元端末とし、無線通信装置３（ノードｂからノードｄ）の一つをデータの宛先端末とした場合の通信経路が、当該テーブルに記憶される。

「ノード」の項目は、図１に示す通信システム１の無線通信装置３のうち、データの宛先端末となり得る無線通信装置３の識別子が記憶される。無線通信装置３の識別子は、各無線通信装置３に割り振られた「ノードｂ」といった名称でもよいし、無線通信装置３に固有に割り振られた６４ビットアドレス、あるいは１６ビットアドレス（ショートアドレス）でもよい。

「通信経路」の項目は、基地局装置４（ノードａ）をデータの送信元端末とし、「ノード」欄のノードを宛先端末とした場合の通信経路が記憶される。例えばノードｂを宛先端末とした場合の通信経路は三つ記憶される。一つ目は、ノードａからノードｂへ直接にデータが送信される通信経路ａｂである。二つ目は、ノードａからノードｃを経由してノードｂへデータが送信される通信経路ａｃｂである。三つ目は、ノードａからノードｃおよびノードｄを経由してノードｂへデータが送信される通信経路ａｃｄｂである。ノードｃとノードｄについても、これらノードを宛先端末とした場合の通信経路が、ノードｂと同様に記憶される。

「最大ホップ数」の項目は、「通信経路」欄に記憶された通信経路の最大ホップ数が記憶される。本実施形態では、基地局装置４（ノードａ）から宛先端末である無線通信装置３へデータを送信するために必要な、データの送信回数をホップ数と定義する。したがって、例えばノードｂに関して、１回のデータ送信でノードｂへデータが到達する通信経路ａｂの最大ホップ数は１である。ノードｃを経由し、２回のデータ送信でノードｂへデータが到達する通信経路ａｃｂの最大ホップ数は２である。ノードｃおよびノードｄを経由し、３回のデータ送信でノードｂへデータが到達する通信経路ａｃｄｂの最大ホップ数は３である。ノードｃとノードｄについても、これらに対応する通信経路毎に最大ホップ数が記憶される。

「優先順位」の項目は、「通信経路」欄に記憶された通信経路が使用される優先順位が記憶される。優先順位は、各通信経路を用いて宛先端末へデータが送信される際のコストを考慮して決定される。コストとは、通信経路における最大ホップ数や、通信経路に含まれる各ノード間の通信品質である。

通信経路の最大ホップ数が小さいほど、データを宛先端末へ到達させるのに必要なデータの送信回数は少ない。そのため、最大ホップ数が小さいほど通信システム１における消費電力は少ない。したがって、最大ホップ数が小さい通信経路の優先順位を上位とするのがよい。例えばノードｂに関して、最大ホップ数が１である通信経路ａｂの優先順位が最上位の１に設定され、最大ホップ数が２である通信経路ａｃｂの優先順位が２に設定され、最大ホップ数が３である通信経路ａｃｄｂの優先順位が最下位の３に設定される。

最大ホップ数が同じである通信経路がある場合、優先順位の決め方は任意である。例えば、通信経路に含まれる各ノード間の通信品質を予め把握することができれば、通信品質が良好である通信経路の優先順位を上位するのがよい。例えばノードｄに関して、最大ホップ数が２である通信経路ａｂｄと通信経路ａｃｄとにおいて、通信経路ａｂｄの優先順位が「１」に設定され、通信経路ａｂｄの優先順位が「２」に設定される。

（Ａ−２−２）データ送信の成否判定と、通信品質の判定への移行
次に、制御装置２が、基地局装置４から宛先端末へのデータ送信の成否を判定し、通信経路の通信品質の判定動作へ移行する動作を説明する。

図６は制御装置がデータ送信の成否を判定する動作を示すフローチャートである。

制御装置２は、通信システム１に含まれるノード（無線通信装置３）のうち一つを宛先端末に決定し、宛先端末であるノードへのデータ送信に用いる第１通信経路を決定する（Ｓ１０）。具体的には、制御装置２の第１経路決定部２１１が、記憶部２２に記憶される通信経路の情報（図５）を参照して、宛先端末であるノードに対応する通信経路のうち最も優先順位の高い通信経路を、第１通信経路とする。

宛先端末は任意に決定される。例えば、制御装置２が宛先端末を決定する、あるいは、管理装置５の使用者が宛先端末を決定し、制御装置２は管理装置５から宛先端末の指定を受けてもよい。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を制御して、第１通信経路を用いて宛先端末であるノードへデータを送信する（Ｓ１２）。データは基地局装置４（ノードａ）から送信され、第１通信経路に含まれるノードを経由して、宛先端末であるノードへ送信される。送信されるデータは、宛先端末であるノードから基地局装置４（ノードａ）へ、データの受信応答を送信させる指示情報を含む。

制御装置２は、宛先端末であるノードへデータを送信すると、宛先端末であるノードから受信応答を受信したかを判定する（Ｓ１４）。具体的には、制御装置２の第１判定部２１３（図２）は予め定められる待機時間を計時し（Ｓ１６）、待機時間内に宛先端末であるノードから受信応答を受信した場合は、データ送信の成否判定の処理を終了し（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、待機時間内に受信応答を受信しない場合は（Ｓ１４：ＮｏかつＳ１６：Ｙｅｓ）、通信品質の判定動作へ移行する（Ｓ１８）。なお、制御装置２が宛先端末であるノードから、待機時間内に受信応答を受信しない場合（Ｓ１４：ＮｏかつＳ１６：Ｙｅｓ）とは、基地局装置４から宛先端末であるノードへのデータ送信が失敗したことを意味する。対して、制御装置２が宛先端末であるノードから、待機時間内に受信応答を受信した場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）とは、基地局装置４から宛先端末であるノードへのデータ送信が成功したことを意味する。なおデータ送信の成否判定は、制御装置２の通信制御部２１５が行ってもよい。

第１判定部２１３が計時する待機時間は、第１通信経路における送信元端末から宛先端末までの最大ホップ数の２倍の数に、所定の時間を乗算したものである。所定の時間は例えば５０ｍｓ（ミリ秒）から７０ｍｓであり、この時間は基地局装置４（ノードａ）とノードｂのような、隣接するノードへのデータ送信に要する時間である。つまり待機時間は、基地局装置４（ノードａ）と宛先端末であるノードとの間で、第１通信経路を用いてデータを送受信するのに要する時間である。

（Ａ−２−３）通信品質の判定と、通信経路の切り替え
次に、制御装置２が、第１通信経路における区間の通信品質を判定し、通信品質が予め定められる基準値を満たさないことを検出した場合に、第１通信経路を第２通信経路に切り替える動作を説明する。

図７は、制御装置が通信経路の通信品質を判定し、通信経路を切り替える動作を示すフローチャートである。

制御装置２は、判定動作に用いる変数ｎの値を０にセットする（Ｓ２０）。ｎは整数である。次いで制御装置２は変数ｎを１だけインクリメントする（Ｓ２２）。は、制御装置２の制御部２１が変数ｎを管理する。

制御装置２は、通信制御部２１５により基地局装置４（ノードａ）を制御して、第１通信経路に含まれるｎホップ目のノードへ調査信号を送信する（Ｓ２４）。調査信号は、調査信号の送信先であるｎホップ目のノードを示す宛先アドレスと、ｎホップ目のノードに調査信号の受信に係る受信強度を測定させ、測定された受信強度の情報を含む応答信号を送信させる送信指示の情報とを含む（図１２（ａ））。なお制御装置２は、記憶部２２に記憶されるテーブルを参照して、第１通信経路に含まれるｎホップ目のノードを特定する。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を介して、ｎホップ目のノードから調査信号に対する応答信号を受信する（Ｓ２６）。応答信号は、基地局装置４（ノードａ）を示す宛先アドレスを含み、さらにｎホップ目のノードを示す識別子と、ｎ−１ホップ目のノードを示す識別子と、受信強度の情報を含む（図１２（ｂ））。なおｎホップ目のノードはｎ−１ホップ目のノードから調査信号を受信し、ｎホップ目のノードの測定部３１２が、受信した調査信号の受信強度を測定する。

制御装置２は、ｎホップ目のノードから応答信号を受信すると、通信品質を判定する（Ｓ２８）。具体的には、制御装置２の導出部２１６が、応答信号を用いて通信品質の判定に用いられる情報を導出する。そして第２判定部２１４が当該情報を用いて、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信品質を判定する。なお、制御装置２による通信品質の判定動作（図７のフローチャートＳ２４からＳ２８）は、第１の判定動作と第２判定動作の二つに分かれる。制御装置２は第１の判定動作において、上述の応答信号を用いてｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信の成功率を示す情報を導出する。また制御装置２は第２の判定動作において、上述の応答信号を用いてｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における受信強度を示す情報を導出する。これら制御装置２による通信品質の判定動作の詳細は節（Ａ−２−５）で後述する。

制御装置２は、第２判定部２１４の判定が否定判定であれば（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、第１通信経路を、通信品質が基準値を満たさないと判定された区間を含まない第２通信経路へ切り替える（Ｓ２１２）。第２判定部２１４の判定が否定判定であるとは、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信品質が基準値を満たさないことを意味する。制御装置２の第２経路決定部２１２（図２）が、通信経路を第２通信経路へ切り替える。

制御装置２は、第１通信経路を第２通信経路に切り替えるにあたり、記憶部２２を参照する。制御装置２は、宛先端末であるノードへの通信経路のうち、第２判定部２１４が否定判定とした区間を含まず、かつ優先順位が相対的に高い通信経路を、第２通信経路として選択する。

制御装置２は、第２判定部２１４の判定が否定判定でなければ（Ｓ２１０：Ｎｏ）、変数ｎの値が第１通信経路の最大ホップ数と等しいかを判定する（Ｓ２１４）。第２判定部２１４の判定が否定判定でないとは、第２判定部２１４の判定が肯定判定であることを意味する。これは、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信品質が基準値を満たすことを意味する

制御装置２は、変数ｎの値が第１通信経路の最大ホップ数と等しいならば（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）、第１通信経路の使用を維持する（Ｓ２１６）。制御装置２は、変数ｎの値が第１通信経路の最大ホップ数と等しくないならば（Ｓ２１４：Ｎｏ）、処理を戻し、変数ｎを１だけインクリメントし（Ｓ２２）、処理を継続する。

制御装置２は、第２判定部２１４の判定結果が否定判定となるか（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、変数ｎの値が第１通信経路の最大ホップ数と等しくなる（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）まで、第１通信経路の各区間に対して、順次に通信品質を判定する。

なお、変数ｎの値が第１通信経路の最大ホップ数と等しくなる場合（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）とは、第１通信経路の各区間に対して順次に通信品質を判定した結果、第１通信経路のいずれの区間も、通信品質が基準値を満たすこと意味する。

（Ａ−２−４）具体例の例示 その１
節（Ａ−２−２）および節（Ａ−２−３）で説明した制御装置２の動作を、具体例を示して説明する。具体例は、図４に示す無線通信装置３のうち無線通信装置３−３（ノードｄ）がデータの宛先端末として設定され、基地局装置４（ノードａ）からノードｄへ、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）を用いてデータが送信される。そして、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）において、ノードｂとノードｄとの区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさず、これを受け制御装置２が、ノードｄへの通信経路を通信経路ａｂｄから通信経路ａｃｄ（第２通信経路）へ切り替える。

本具体例において、制御装置２は図６に示すフローチャートに従い、次のように動作する。

制御装置２は、通信システム１に含まれるノード（無線通信装置３）のうちノードｄ（無線通信装置３−３）を宛先端末に決定し、ノードｄへのデータ送信に用いる第１通信経路として通信経路ａｂｄを選択する（Ｓ１０）。制御装置２は、記憶部２２に記憶される通信経路の情報（図５）を参照して、ノードｄに対応する通信経路のうち、最も優先順位の高い通信経路ａｂｄを選択する。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を制御して、ノードｄへ第１通信経路を用いてデータを送信する（Ｓ１２）。データは基地局装置４（ノードａ）から送信され、ノードｂを経由してノードｄへ送信される。送信されるデータは、ノードｄからノードａへデータの受信応答を送信させる指示情報を含む。

制御装置２は、ノードｄから受信応答を受信したかを判定する（Ｓ１４）。

本具体例では、ノードｂとノードｄとの区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないため、制御装置２は、待機時間内にノードｄから受信応答を受信しない（Ｓ１４：ＮｏかつＳ１６：Ｙｅｓ）。制御装置２は、第１通信経路の通信品質を判定する処理へ移行する（Ｓ１８）。

本具体例において、制御装置２は図７に示すフローチャートに従い、次のように動作する。

制御装置２は、通信品質の判定動作に用いる変数ｎの値を０にセットする（Ｓ２０）。次いで制御装置２は変数ｎを１だけインクリメントし、ｎ＝１とする（Ｓ２２）。

変数ｎの値はｎ＝１であるから、制御装置２は第１通信経路（通信経路ａｂｄ）において１ホップ目のノードであるノードｂに、調査信号を送信する（Ｓ２４）。ノードｂはノードａから調査信号を受信し、受信した調査信号の受信強度を測定する。

制御装置２は、ノードｂから応答信号を受信する（Ｓ２６）。応答信号は、１ホップ目のノードであるノードｂを示す識別子と、０ホップ目のノードであるノードａを示す識別子と、ノードｂで測定された受信強度の情報とを含む。

制御装置２は、１ホップ目のノードであるノードｂと、０ホップ目のノードであるノードａ（基地局装置４）との区間ａｂの通信品質を判定する（Ｓ２８）。本具体例においては、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）において、ノードｂとノードｄとの区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさず、他の区間の通信品質は基準値を満たす。具体的には、制御装置２はノードｂとノードａとの区間ａｂに対し、後述する通信の成功率または受信強度のいずれについても基準値を満たすと判定する。したがって、第２判定部２１４（図２）は、処理Ｓ２８において、区間ａｂの通信品質は基準値を満たすと判定する（Ｓ２１０：Ｎｏ）。

制御装置２は、変数ｎの値であるｎ＝１が、第１通信経路の最大ホップ数と等しいかを判定する（Ｓ２１４）。第１通信経路（通信経路ａｂｄ）の最大ホップ数は２であるから、当該判定は否定判定となる（Ｓ２１４：Ｎｏ）。

制御装置２は、変数ｎを１だけインクリメントし、ｎ＝２とする（Ｓ２２）。

変数ｎの値はｎ＝２であるから、制御装置２は第１通信経路（通信経路ａｂｄ）において２ホップ目のノードであるノードｄに、調査信号を送信する（Ｓ２４）。ノードｄはノードｂから調査信号を受信し、受信した調査信号の受信強度を測定する。

制御装置２は、ノードｄから応答信号を受信する（Ｓ２６）。応答信号は、２ホップ目のノードであるノードｄを示す識別子と、１ホップ目のノードであるノードｂを示す識別子と、ノードｄで測定された受信強度の情報とを含む。

制御装置２は、２ホップ目のノードであるノードｄと、１ホップ目のノードであるノードｂとの区間ｂｄの通信品質を判定する（Ｓ２８）。本具体例においては、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）において、ノードｂとノードｄとの区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさない。具体的には、制御部２はノードｂとノードｄとの区間ｂｄに対し、後述する通信の成功率または受信強度の少なくとも一方は基準値を満たさないと判定する。したがって、第２判定部２１４（図２）は、処理Ｓ２８において、区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないと判定する（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、第１通信経路である通信経路ａｂｄを、通信品質が基準値を満たさないと判定された区間ｂｄを含まない第２通信経路へ切り替える（Ｓ２１２）。

制御装置２は、第１通信経路を第２通信経路に切り替えるにあたり、記憶部２２を参照する。記憶部２２に、ノードｄへの通信経路として、通信経路ａｂｄ、通信経路ａｃｄ、通信経路ａｂｃｄおよび通信経路ａｃｂｄが記憶される。第２判定部２１４は区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないと判定したので、第２経路決定部２１２は、通信経路ａｃｄ、通信経路ａｂｃｄおよび通信経路ａｃｂｄのうち、区間ｂｄを含まない通信経路ａｃｄと通信経路ａｂｃｄとを第２通信経路の候補とする。そして第２経路決定部２１２は、通信経路ａｃｄと通信経路ａｂｃｄとのうち優先順位が相対的に高い通信経路ａｃｄ（優先順位が２）を、第２通信経路として選択する。

（Ａ−２−５）通信品質の判定動作の詳細
次に、制御装置２が第１通信経路における通信品質を判定する動作（図７のＳ２４からＳ２８）について、その詳細を説明する。

制御装置２が通信品質を判定する動作は、第１の判定動作と第２の判定動作の二つに分かれる。制御装置２の第２判定部２１４（図２）は、第１の判定動作で、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信の成功率を判定する。また制御装置２の第２判定部２１４は、第２の判定動作で、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における受信強度を判定する。

（Ａ−２−５−１）第１の判定動作
図８は制御装置の第１の判定動作を示すフローチャートである。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を制御して、第１通信経路に含まれるｎホップ目のノードへ調査信号を送信する（Ｓ３０）。処理Ｓ３０の動作は、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２４を指す。

制御装置２は、ｎホップ目のノードから調査信号に対する応答信号を受信したか判定する（Ｓ３２）。具体的には、制御装置２の第２判定部２１４は、予め定められる待機時間を計時し（Ｓ３６）、待機時間内にｎホップ目のノードから受信応答を受信した場合は（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、受信応答に含まれる受信強度の情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ３４）。

待機時間は、第１判定部２１３（図２）が計時する待機時間と同様である。制御装置２は、待機時間内にｎホップ目のノードから受信応答を受信しない場合は（Ｓ３２：ＮｏかつＳ３６：Ｙｅｓ）、受信応答なしと見做して記憶部２２に記憶する（Ｓ３８）。

制御装置２は、ｎホップ目のノードへ規定回数のｘ回、調査信号を送信したかを判定する（Ｓ３１０）。規定回数は任意であり、予め定められる。制御装置２はｎホップ目のノードへ規定回数、調査信号を送信していない場合は（Ｓ３１０：Ｎｏ）、処理を戻し、規定回数に達するまでｎホップ目のノードへ調査信号を送信し、応答信号を受信して記憶する（Ｓ３０からＳ３４、あるいはＳ３０からＳ３８が繰り返される）。制御装置２はｎホップ目のノードへ規定回数、調査信号を送信した場合は（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、処理を次に進める。

制御装置２は、記憶部２２に記憶された受信強度の情報の総数を導出する。記憶部２２に記憶された受信強度の情報の総数は、制御装置２がｎホップ目のノードから受信応答を受信した回数に等しい。そして制御装置２は、ｎホップ目のノードから受信応答を受信した回数（記憶部２２に記憶された受信強度の情報の総数）が、第１の閾値以上であるかを判定する（Ｓ３１２）。調査信号の送信回数に対する受信応答の受信回数は、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとにおける通信の成功率を示す。第１の閾値は、無線通信装置３が隣接するノードと通信を行う際に要求される、通信の成功率の最低値とするのが好適である。具体的には、第１の閾値は、調査信号の送信回数（上述の規定回数）であるｘ回の７割から９割とする。なお、記憶部２２に記憶された受信強度の情報の総数が、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信の成功率を示す情報である。また第１の閾値は、制御装置２が第１の判定動作を行う際に用いられる、通信の成功率に関する基準値である。

制御装置２は、ｎホップ目のノードから受信応答を受信した回数が、第１の閾値以上であれば（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）、第１の判定動作から第２の判定動作へ移行する（Ｓ３１４）。この場合は、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間において、通信の成功率は基準値を満たすことを意味する。

制御装置２は、ｎホップ目のノードから受信応答を受信した回数が、第１の閾値より小さければ（Ｓ３１２：Ｎｏ）、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信品質は基準値を満たさないと判定する（Ｓ３１６）。この場合は、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間において通信の成功率は基準値を満たさないことを意味する。

図８の処理Ｓ３１６の結果が、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２８の結果である。ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間において、通信の成功率が基準値を満たさない場合、図８の処理Ｓ３１２が否定判定へ分岐して処理Ｓ３１６に進み、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２１０が肯定判定となる（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）。

（Ａ−２−５−２）第２の判定動作
続いて、制御装置２の第２の判定動作を説明する。図９は制御装置の第２の判定動作を示すフローチャートである。

制御装置２は、第１の判定動作（図８）で、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における通信の成功率は基準値を満たすと判定すると（図８のＳ３１２：Ｙｅｓ）、第２の判定動作へ移行する（図８のＳ３１４）。

制御装置２は、第１の判定動作の時点において、ｎホップ目のノードから応答信号を受信し、応答信号に含まれる受信強度の情報（値）を記憶部２２（図２）に記憶している（図８のＳ３４およびＳ３８）。制御装置２は、受信強度の値のそれぞれを第２の閾値と比較する（Ｓ４０）。第２の閾値は、無線通信装置３が隣接するノードと通信を行う際に必要とされる、電波の受信強度の最低値とするのが好適である。電波の受信強度の最低値は、例えば−９０ｄＢｍ（ｄＢｍＷ：デシベルミリワットと同義）などであり、これを第２の閾値とする。

制御装置２は、受信強度の値のそれぞれを第２の閾値と比較した結果、受信強度が第２の閾値以上である回数ｍを導出する（Ｓ４２）。この受信強度が第２の閾値以上である回数ｍの情報が、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間における受信強度を示す情報である。

制御装置２は、受信強度が第２の閾値以上である回数ｍが、ｎホップ目のノードへ調査信号を送信した回数ｘの所定の割合以上であるかを判定する（Ｓ４４）。所定の割合は、例えば５０％である。この所定の割合は、制御装置２が第２の判定動作を行う際に用いられる、受信強度に関する基準値である。

制御装置２は、受信強度が第２の閾値以上である回数ｍが、送信回数ｘの所定割合以上であれば（Ｓ４４：Ｙｅｓ）、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質は基準値を満たすと判定する（Ｓ４６）。この場合、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質において、通信の成功率は基準値を満たし、（第１の判定動作）、また受信強度も基準値を満たすことを意味する。

制御装置２は、受信強度が第２の閾値以上である回数ｍが、送信回数ｘの所定割合より小さいのであれば（Ｓ４４：Ｎｏ）、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質は基準値を満たさないと判定する（Ｓ４８）。この場合、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質は、通信の成功率は基準値を満たすが（第１の判定動作）、受信強度は基準値を満たさないことを意味する。

なお、図９の処理Ｓ４６または処理Ｓ４８による結果が、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２８の結果となる。第２の判定動作において、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質が基準値を満たさないと判定されると（Ｓ４８）、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２１０が肯定判定となる（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）。この場合、制御装置２は宛先端末であるノードへの通信経路を、第１通信経路から第２通信経路へ切り替える（Ｓ２１２）。

第２の判定動作において、ｎホップ目のノードとｎ−１ホップ目のノードとの区間の通信品質が基準値を満たすと判定されると（Ｓ４６）、図７のフローチャートにおける処理Ｓ２１０が否定判定となる（Ｓ２１０：Ｎｏ）。この場合、制御装置２は上述のとおり、変数ｎの値に応じて、第１通信経路の使用を維持する（Ｓ２１６）か、処理を第１の判定動作に戻し、通信品質の判定動作を継続する。

（Ａ−２−６）具体例の例示 その２
節（Ａ−２−６−１）および節（Ａ−２−６−２）で説明した制御装置２の動作を、具体例を示して説明する。具体例は、節（Ａ−２−５）と同様に、図４に示す無線通信装置３のうち無線通信装置３−３（ノードｄ）がデータの宛先端末として設定され、基地局装置４（ノードａ）からノードｄへ、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）を用いてデータが送信される。そして、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）において、ノードｂとノードｄとの区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさない。

本節では、区間ｂｄの通信品質が通信の成功率において基準値を満たさない第１のケースと、区間ｂｄの通信品質が通信の成功率において基準値を満たすが、受信強度において基準値を満たさない第２のケースとの二つを例示する。

なお本節の説明では、図８の処理Ｓ３１０において、制御装置２がｎホップ目のノードへ調査信号を送信する規定回数を１０回とする（ｘ＝１０）。さらに、図８の処理Ｓ３１２における第１の閾値を、規定回数である１０回の７割（７回）とする。さらに、図９の処理Ｓ４０における第２の閾値を−９０ｄＢｍとし、図９の処理Ｓ４４における所定割合を、規定回数である１０回の５割とする。

（Ａ−２−６−１）第１のケース
第１のケースは、区間ｂｄの通信品質が、通信の成功率において基準値を満たさない。

制御装置２は、節（Ａ−２−２）から節（Ａ−２−５）で説明したように、第１通信経路を用いて宛先端末であるノードｄへデータ送信を行う。制御装置２は、ノードｄからデータの受信応答を受信しないことに伴って、通信品質の判定動作へ移行する（図６のＳ１８）。

制御装置２は、まず図８のフローチャートに示す第１の判定動作を実行する。制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を制御して、第１通信経路に含まれる１ホップ目のノードｂへ調査信号を送信する（Ｓ３０）。

制御装置２は、予め定められる待機時間を計時し（Ｓ３６）、待機時間内にノードｂから受信応答を受信した場合は（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、受信応答に含まれる受信強度の情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ３４）。ここでは、制御装置２はノードｂから待機時間内に受信応答を受信するものとする。

制御装置２は、ノードｂへ規定回数の１０回、調査信号を送信する（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）。制御装置２は、調査信号をノードｂへ送信する都度、ノードｂから受信応答を受信し、応答信号に含まれる受信強度の値を記憶部２２（図２）に記憶する。

図１０は、制御装置の記憶部に記憶された、受信強度の情報を示す第１のテーブルである。上述した動作により、制御装置２の記憶部２２に、第１のテーブルの１行目に示す情報が記憶される。第１のテーブルの１行目は、「ｎ−１ホップ目のノード」欄にノードａの識別子が記憶される。「ｎホップ目のノード」欄にノードｂの識別子が記憶される。「受信強度」欄に、ノードｂが測定した調査信号の受信強度の値が、規定回数の数（１０個）、記憶される。

制御装置２は、ノードｂから受信応答を受信した回数が、規定回数である１０回の７割（第１の閾値）以上であるかを判定する（Ｓ３１２）。制御装置２は、規定回数の１０回に対し、ノードｂから応答信号を１０回受信したので、当該判定は肯定判定となる（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、図９のフローチャートに示す第２の判定動作に移行する（Ｓ３１４）。

制御装置２は、記憶部２２に記憶される受信強度の値のそれぞれを、第２の閾値である−９０ｄＢｍと比較する（Ｓ４０）。

制御装置２は、受信強度が−９０ｄＢｍ以上である回数ｍを導出し（Ｓ４２）、回数ｍがノードｄへの調査信号の送信回数１０回の５割以上であるかを判定する（Ｓ４４）。記憶部２２に記憶される受信強度の値は、いずれも−９０ｄＢｍ以上であるので、回数ｍは１０であり、これはノードｄへの調査信号の送信回数１０回の５割以上である（Ｓ４４：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、１ホップ目のノードｂと０ホップ目のノードａとの区間ａｂの通信品質は基準値を満たすと判定する（Ｓ４６）。

制御装置２は、当該判定により区間ａｂの通信品質は基準値を満たすことを把握する（図７のＳ２１０：Ｎｏ）。ここで、変数ｎの値は１であり、これは第１通信経路の最大ホップ数２と等しくないので（図７のＳ２１４：Ｎｏ）、制御装置２は変数ｎを１だけインクリメントし、通信品質を調査する対象のノードを変更して、第１の判定動作へ移行する。

制御装置２は、第１通信経路に含まれる２ホップ目のノードｄに対し、１ホップ目のノードｂに対する動作と同様に、図８のフローチャートの処理Ｓ３０から処理Ｓ３１０を実行する。

当該動作により、制御装置２の記憶部２２に、第１のテーブルの２行目に示す情報が記憶される。第１のテーブルの２行目は、「ｎ−１ホップ目のノード」欄にノードｂの識別子が記憶される。「ｎホップ目のノード」欄にノードｄの識別子が記憶される。「受信強度」欄に、ノードｄが測定した調査信号の受信強度の値が記憶される。ただし、制御装置２は、３回目、６回目、８回目および１０回目にノードｄへ送信した調査信号については、ノードｄから応答信号を受信せず（図８のＳ３２：ＹｅｓかつＳ３６：Ｎｏ）、応答信号なしと見做して記憶部２２に記憶している（図８のＳ３８）。第１のテーブルの２行目における斜線部分が、応答信号なしを示す。

制御装置２は、ノードｄから受信応答を受信した回数が、規定回数である１０回の７割（第１の閾値）以上であるかを判定する（Ｓ３１２）。制御装置２は、規定回数の１０回に対し、ノードｂから応答信号を６回受信しており、これは規定回数である１０回の７割（第１の閾値）より小さい。したがって当該判定は否定判定となる（Ｓ３１２：Ｎｏ）。

制御装置２は、２ホップ目のノードｄと１ホップ目のノードｂとの区間ｂｄにおける通信品質は基準値を満たさないと判定する（Ｓ３１６）。

制御装置２は、当該判定により区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないことを把握する（図７のＳ２１０：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、宛先端末であるノードｄへの通信経路を、第１通信経路（通信経路ａｂｄ）から第２通信経路（通信経路ａｃｄ）へ切り替える（Ｓ２１２）。

（Ａ−２−６−２）第２のケース
第２のケースは、区間ｂｄの通信品質は通信の成功率において基準値を満たすが、区間ｂｄの通信品質は受信強度において基準値を満たさない。

制御装置２は、節（Ａ−２−２）から節（Ａ−２−５）で説明したように、第１通信経路を用いて宛先端末であるノードｄへデータ送信を行う。制御装置２は、ノードｄからデータの受信応答を受信しないことに伴って、通信品質の判定動作へ移行する（図６のＳ１８）。

制御装置２は、まず図８のフローチャートに示す第１の判定動作を実行する。制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）を制御して、第１通信経路に含まれる１ホップ目のノードｂへ調査信号を送信する。そして制御装置２は、１ホップ目のノードｂと０ホップ目のノードａとの区間ａｂについて、受信強度に係る情報を取得する。当該動作は上述した第１のケースと同様である。

図１１は、制御装置の記憶部に記憶された、受信強度の情報を示す第２のテーブルである。上述の動作により、制御装置２の記憶部２２に、第２のテーブルの１行目に示す情報が記憶される。第２のテーブルの１行目は、「ｎ−１ホップ目のノード」欄にノードａの識別子が記憶される。「ｎホップ目のノード」欄にノードｂの識別子が記憶される。「受信強度」欄に、ノードｂが測定した調査信号の受信強度の値が、規定回数の数（１０個）、記憶される。

制御装置２は、ノードｂから受信した受信強度に係る情報を用いて、第１のケースと同様に、区間ａｂにおける通信の成功率が基準値を満たすか否か判定する（図８のＳ３１２）。第２のケースでは、第１のケースと同様に、制御装置２がノードｂから受信応答を受信した回数は１０回であり、これは規定回数である１０回の７割（第１の閾値）以上であるので（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）。制御装置２は第２の判定動作に移行する（Ｓ３１４）。

制御装置２は、ノードｂから受信した受信強度に係る情報を用いて、第１のケースと同様に、区間ａｂにおける受信強度が基準値を満たすか否か判定する（図９のＳ４４）。第２のケースでは、第１のケースと同様に、記憶部２２に記憶される受信強度の値はいずれも−９０ｄＢｍ（第２の閾値）以上である。したがって、受信強度の値が第２の閾値以上である回数は１０回であり、ノードｄへの調査信号の送信回数１０の５割以上である（Ｓ４４：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、１ホップ目のノードｂと０ホップ目のノードａとの区間ａｂの通信品質は基準値を満たすと判定する（Ｓ４６）。

制御装置２は、当該判定により区間ａｂの通信品質は基準値を満たすことを把握する（図７のＳ２１０：Ｎｏ）。ここで、変数ｎの値は１であり、これは第１通信経路の最大ホップ数２と等しくないので、制御装置２は変数ｎを１だけインクリメントし、通信品質を調査する対象のノードを変更して、第１の判定動作へ移行する。

制御装置２は、第１通信経路に含まれる２ホップ目のノードｄに対し、１ホップ目のノードｂに対する動作と同様に、図８のフローチャートの処理Ｓ３０から処理Ｓ３１０を実行する。

当該動作により、制御装置２の記憶部２２に、第２のテーブルの２行目に示す情報が記憶される。第２のテーブルの２行目は、「ｎ−１ホップ目のノード」欄にノードｂの識別子が記憶される。「ｎホップ目のノード」欄にノードｄの識別子が記憶される。「受信強度」欄に、ノードｄが測定した調査信号の受信強度に係る情報が記憶される。ただし、制御装置２は、８回目にノードｄへ送信した調査信号についてはノードｄから応答信号を受信せず（図８のＳ３２：ＹｅｓかつＳ３６：Ｎｏ）、応答信号なしと見做して記憶部２２に記憶している（図８のＳ３８）。第２のテーブルの２行目における斜線部分が、応答信号なしを示す。

制御装置２は、ノードｄから受信応答を受信した回数が、規定回数である１０回の７割（第１の閾値）以上であるかを判定する（Ｓ３１２）。制御装置２は、規定回数の１０回に対し、ノードｂから応答信号を９回受信している。これは規定回数である１０回の７割（第１の閾値）以上である。したがって当該判定は肯定判定となり（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）、制御装置２は第２の判定動作へ移行する（Ｓ３１４）。

制御装置２は、記憶部２２に記憶される受信強度の値のそれぞれを、第２の閾値である−９０ｄＢｍと比較する（Ｓ４０）。

制御装置２は、受信強度が−９０ｄＢｍ以上である回数ｍを導出し（Ｓ４２）、回数ｍがノードｄへの調査信号の送信回数１０回の５割以上であるかを判定する（Ｓ４４）。記憶部２２に記憶される受信強度の値（第２のテーブルの２行目）について、受信強度の値が−９０ｄＢｍ以上であるのは、１回目、４回目、６回目、９回目である。したがって、受信強度が−９０ｄＢｍ以上である回数は４回であり、これはノードｄへの調査信号の送信回数１０回の５割より小さい。したがって、当該判定は否定判定となる（Ｓ４４：Ｎｏ）。

制御装置２は、２ホップ目のノードｄと１ホップ目のノードｂとの区間ｂｄにおける通信品質は基準値を満たさないと判定する（Ｓ４８）。

制御装置２は、当該判定により区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないことを把握する（図７のＳ２１０：Ｙｅｓ）。

制御装置２は、宛先端末であるノードｄへの通信経路を、第１通信経路（通信経路ａｂｄ）から第２通信経路（通信経路ａｃｄ）へ切り替える（Ｓ２１２）。

（Ａ−２−７）制御装置２の動作に関する補足説明
上述した制御装置２の動作に関し、補足説明を行う。

（Ａ−２−７−１）補足説明１
上述した説明では、図４に示す通信システム１において、無線通信装置３−３（ノードｄ）がデータの宛先端末である場合を例示した。本実施形態においては、無線通信装置３−１（ノードｂ）または無線通信装置３−２（ノードｃ）がデータの宛先端末である場合も、無線通信装置３−３（ノードｄ）がデータの宛先端末である場合と同様に、制御装置２は図６から図９に示すフローチャートの動作を行い、通信経路を切り替えることができる。

例えば、無線通信装置３−１（ノードｂ）をデータの宛先端末とする場合、制御装置２は、無線通信装置３−１（ノードｂ）を宛先端末に設定し、記憶部２２を参照してノードｂへの第１通信経路を通信経路ａｂに設定する（図６のＳ１０）。

制御装置２は、ノードｂからデータ送信に対する応答信号を受信しない場合（図６のＳ１４：ＮｏかかつＳ１６：Ｙｅｓ）、通信品質の判定動作へ移行する（図６のＳ１８）。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）とノードｂとの区間ａｂに対し、通信品質の判定動作を行う（図７のＳ２０からＳ２８）。

区間ａｂにおいて通信の成功率が基準値を満たさないのであれば、制御装置２は図８に示すフローチャートの動作（第１の判定動作）により、区間ａｂの通信品質は基準値を満たさないと判定する（図８のＳ３１６）。また区間ａｂにおいて受信強度が基準値を満たさないのであれば、制御装置２は図９に示すフローチャートの動作（第２の判定動作）により、区間ａｂの通信品質は基準値を満たさないと判定する（図９のＳ４８）。

制御装置２は、区間ａｂの通信品質は基準値を満たさないと判定すると、ノードｂへの通信経路を、区間ａｂを含まない第２の通信経路へ切り替える（図７のＳ２１２）。制御装置２は通信経路の切り替えに際し、記憶部２２（図２）を参照する。記憶部２２によれば、ノードｂに関し区間ａｂを含まず最も優先順位の高い通信経路は、通信経路ａｃｄである。したがって制御装置２は、ノードｂへの第２の通信経路として、通信経路ａｃｄを選択する。

無線通信装置３−２（ノードｃ）がデータの宛先端末である場合も、制御装置２は上述した動作を実行し、ノードｃへの通信経路を切り替える。

（Ａ−２−７−２）補足説明２
上述した説明では、図４に示す通信システム１において、無線通信装置３−３（ノードｄ）をデータの宛先端末とし、制御装置２がノードｄへの通信経路を、通信経路ａｂｄ（第１通信経路）から、区間ｂｄを含まない通信経路ａｃｄ（第２通信経路）へ切り替える動作を説明した。本実施形態では、切り替え後の通信経路における通信品質が基準値を満たさない場合でも、制御装置２は、図６から図９に示すフローチャートの動作を行い、通信経路を再度切り替えることができる。

例えば、無線通信装置３−３（ノードｄ）をデータの宛先端末とする場合において、制御装置２は、区間ｂｄの通信品質は基準値を満たさないと判定し、ノードｄへの通信経路ａｂｄ（第１の通信経路）を通信経路ａｃｄ（第２の通信経路）へ切り替えたとする。

制御装置２は、切り替え後の通信経路ａｃｄ（第２の通信経路）を用いて、ノードｄへデータを送信する（Ｓ１２）。制御装置２は、ノードｄからデータ送信に対する応答信号を受信しない場合（図６のＳ１４：ＮｏかかつＳ１６：Ｙｅｓ）、通信品質の判定動作へ移行する（図６のＳ１８）。

制御装置２は、基地局装置４（ノードａ）とノードｃ（無線通信装置３−２）との区間ａｃに対し通信品質の判定動作を行う（図７のＳ２０からＳ２８）。

区間ａｃにおいて通信の成功率が基準値を満たさないのであれば、制御装置２は図８に示すフローチャートの動作（第１の判定動作）により、区間ａｃの通信品質は基準値を満たさないと判定する（図８のＳ３１６）。また区間ａｃにおいて受信強度が基準値を満たさないのであれば、制御装置２は図９に示すフローチャートの動作（第２の判定動作）により、区間ａｃの通信品質は基準値を満たさないと判定する（図９のＳ４８）。

制御装置２は、区間ａｃの通信品質は基準値を満たさないと判定すると、ノードｄへの通信経路を第３通信経路へ切り替える（図７のＳ２１２、「第２通信経路」を「第３通信経路」に読み替えている）。

制御装置２は、区間ａｃを含まず、かつ第１通信経路（通信経路ａｂｄ）において通信品質は基準値を満たさないと判定した区間ｂｄを含まない通信経路を、第３通信経路として選択する。

制御装置２は、記憶部２２を参照する。記憶部２２によれば、ノードｄに関し区間ａｃと区間ｂｄとを含まず、最も優先順位の高い通信経路は通信経路ａｂｃｄである。したがって制御装置２は、ノードｄへの第３通信経路として、通信経路ａｂｃｄを選択する。

（Ａ−２−７−３）補足説明３
本実施形態の制御装置２は、記憶部２２に、基地局装置４（ノードａ）と無線通信装置３（ノードｂからノードｄ）とを結ぶ複数の通信経路の情報を記憶する。

制御装置２は、例えば制御装置２と接続される管理装置５から、通信経路の情報を取得してもよい。管理装置５の使用者が基地局装置４と無線通信装置３との接続関係を定めて、図１に示す通信システム１を構築する運用形態がある。この場合、使用者が、図５に示す通信経路の情報に関するテーブルを管理装置５で作成し、制御装置２は管理装置５から通信経路の情報を取得する。

制御装置２は、基地局装置４から無線通信装置３への通信経路を探索することで、通信経路の情報を取得してもよい。

制御装置２が通信経路を探索する場合、制御装置２は基地局装置４を制御して、無線通信装置３へ経路探索信号をブロードキャスト送信する。無線通信装置３のそれぞれは経路探索信号を受信し、基地局装置４へ応答信号を送信する。制御装置２は基地局装置４が受信した応答信号を用いて、基地局装置４と無線通信装置３のそれぞれとを結ぶ通信経路の情報を取得し、記憶部２２に記憶する。

制御装置２が通信経路を探索する手段として、既存の方法を適用することもできる。例えばメッシュネットワークを対象とした経路制御方式であるＡＯＤＶ方式（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）を利用して、制御装置２が通信経路の情報を取得してもよい。

（Ａ−２−７−４）補足説明４
上述した実施形態では、図１または図４に示すように、制御装置２と基地局装置４が有線で接続される構成を説明した。

制御装置２が、基地局装置４に組み込まれる構成であってもよい。この場合、制御装置２を内部に備える基地局装置４が、管理装置５と接続される。

（Ａ−３）実施形態における効果
本実施形態の制御装置２は、第１の通信経路を用いてデータの宛先端末である無線通信装置３へデータを送信し、宛先端末からデータの受信応答が得られないならば、第１通信経路に含まれる無線通信装置３へ調査信号を送信する。制御装置２は、第１通信経路における無線通信装置３同士の区間に対して、各区間の通信品質が基準値を満たすか否かを判定する。そして制御装置２は、第１通信経路の区間のいずれかにおいて、通信品質が基準値を満たさないと判定すると、宛先端末への通信経路を、第１通信経路から、通信品質が基準値を満たさないと判定された区間を含まない第２通信経路へ切り替える。

従来技術においては、データの送信元端末（本実施形態における基地局装置４）からデータの宛先端末への通信に障害が発生したことに伴い、経路探索信号がブロードキャストでネットワークへ送信され、切り替え後の通信経路（本実施形態における第２通信経路）が探索される。従来技術においては、通信に障害が生じた通信経路と関係のない無線通信装置にも、通信経路を切り替えるための信号が送信される。そのため、従来技術では通信経路の切り替えに際してネットワーク全体で余計な電力が消費される。

対して本実施形態の制御装置２は、第１の通信経路を用いてデータの宛先端末である無線通信装置３へデータを送信し、宛先端末からデータの受信応答が得られないならば、第１通信経路に含まれる無線通信装置３へ調査信号を送信する。本実施形態の制御装置２は、通信に障害が生じた通信経路と関係のない無線通信装置に調査信号を送信することなく、通信経路の切り替えが可能である。したがって本実施形態の制御装置２は、従来技術に比べ、マルチホップ通信ネットワーク全体に係る負荷を低減して、送信元端末と宛先端末とを結ぶ通信経路を切り替えることが可能である。換言すると、通信に障害が生じた通信経路と関係のない無線通信装置に調査信号を送信しない本実施形態の制御装置２は、マルチホップ通信ネットワーク全体で省電力（信号送受由来の余計な電力の消費をしないこと）を図りつつ、送信元端末と宛先端末とを結ぶ通信経路を切り替えることが可能である。換言すると、通信に障害が生じた通信経路と関係のない無線通信装置に調査信号を送信しない本実施形態の制御装置２は、迅速に通信経路を切り替えることが可能である。

内部電源を備える複数の無線通信装置を一定の場所に設置して運用するマルチホップ通信ネットワークに、本実施形態の制御装置２を適用すると、マルチホップ通信ネットワークの消費電力面での耐用期間が向上し、またマルチホップ通信ネットワークの通信障害に対する耐性が向上する。

（Ｂ）変形例
（Ｂ−１）変形例１
上述した実施形態における制御装置２に、次の変形例を適用してもよい。

上述した実施形態における制御装置２は、宛先端末へのデータ送信の成否を判定する動作（図６）と、第１通信経路において通信品質が基準値を満たさない区間の特定、および第２通信経路への切り替えの動作（図７、図８、図９）とを自律的に行う。

基地局装置４（ノードａ）と宛先端末であるノード（無線通信装置３）とを結ぶ通信経路を用いたデータ送信が失敗したこと、データ通信が失敗したことに伴い制御装置２が通信経路を切り替えたことを、通信システム１の使用者が把握可能とすることが求められる。

そこで、第１通信経路を用いた宛先端末へのデータ送信の成否を判定する動作（図６）と、第１通信経路において通信品質が基準値を満たさない区間の特定、および第２通信経路への切り替えの動作（図７）とに関する制御装置２の動作履歴（動作ログ）を、制御装置２が生成してもよい。

制御装置２が動作履歴を生成するにあたり、図６、図７、図８および図９に示す各処理を行った時刻と処理結果の情報とを関連付けて、動作履歴としてもよい。動作履歴は、通信システム１の使用者が読解可能な、自然言語で表現されたテキストファイルとして生成されるのが好適である。また制御装置２は、生成した動作履歴を管理装置５へ送信するのが好適である。

制御装置２が、第１通信経路における区間の通信品質は基準値を満たさないと判定した場合（図７のＳ２１０、または図８のＳ３１６、または図９のＳ４８）、制御装置２は、通信品質が基準値を満たさないと判定された区間を識別する情報を含む動作履歴を生成するのが好適である。区間を識別する情報とは、例えば区間の両端にあるノードの識別子である。

制御装置２が第１通信経路を第２通信経路へ切り替えた場合（図７のＳ２１２）、制御装置２は、第１通信経路と第２通信経路とを識別する情報を含む動作履歴を生成するのが好適である。第１通信経路と第２通信経路とを識別する情報とは、例えば図５の「通信経路」欄のように、通信経路の名称（通信経路ａｂ）である。

また、制御装置２が第１通信経路を第２通信経路へ切り替えず、第１通信経路の使用を維持した場合（図７のＳ２１６）、制御装置２は、第１通信経路の使用を維持したことを示す動作履歴を生成するのが好適である。

制御装置２が第１通信経路の使用を維持する場合（図７のＳ２１６）とは、基地局装置４から宛先端末であるノードへの第１通信経路に障害が発生したことを制御装置２が検知したものの、制御装置２は、第１通信経路における通信品質は基準値を満たすと判定したことを意味する。

図１に示すような、複数の無線通信装置３が一定の場所に設置されて運用される通信システム１では、あるノードと他のノードとの間の空間における通信品質が、一時的に基準値を満たさなくなることがある。例えば、あるノードと他のノードとの間を物体が通過すると、電波伝搬が妨げられ、ノード間の通信が失敗することがある。

制御装置２が、第１通信経路の使用を維持したことを示す動作履歴を生成することで、通信システム１の使用者は、基地局装置４から宛先端末であるノードへの第１通信経路において、一時的に電波伝搬が妨げられる事象が発生しうることを認識することができる。

１…通信システム、２…制御装置、３…無線通信装置、４…基地局装置、５…管理装置
２１…制御部、２２…記憶部、２３…入出力インタフェース、
２４…ＬＡＮインタフェース、
２１１…第１経路決定部、２１２…第２経路決定部、２１３…第１判定部、
２１４…第２判定部、２１５…通信制御部、２１６…導出部、
３１…制御部、３２…記憶部、３３…センサー、３４…無線インタフェース、
３５…アンテナ、３６…入出力インタフェース、
３１１…通信部、３１２…測定部

Claims (11)

1. 基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行うメッシュネットワークにおける、前記基地局装置を制御する制御装置であって、
   前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶する記憶部と、
   前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１経路決定部と、
   前記基地局装置に、前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置に送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける通信制御部と、
   前記通信制御部に前記応答情報が入力されないならば、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が失敗と判定すると、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する導出部と、
   前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値を保持し、前記導出部から入力された前記通信品質情報を用いて前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質を判定する第２判定部と、
   前記第２判定部が、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定すると、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信区間を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第２経路決定部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記通信品質情報は、前記通信区間毎における通信成功率の情報を含み、
   前記第２判定部は、前記通信成功率の情報と、通信成功率を示す前記基準値とを比較することで、前記通信区間毎の通信品質を判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記通信品質情報は、前記通信区間毎における受信信号強度の情報を含み、
   前記第２判定部は、前記受信信号強度の情報と、受信信号強度を示す前記基準値とを比較することで、前記通信区間毎の通信品質を判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記通信品質情報は、前記通信区間毎における、通信成功率の情報と受信信号強度の情報とを含み、
   前記第２判定部は、前記通信成功率の情報と、通信成功率を示す前記基準値とを比較し、前記受信信号強度の情報と、受信信号強度を示す前記基準値とを比較することで、前記通信区間毎の通信品質を判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記第２判定部は、前記通信成功率の情報を用いた通信品質の判定と、前記受信信号強度の情報を用いた通信品質の判定とを行い、
   前記第２経路決定部は、前記第２判定部が、前記通信成功率の情報を用いた通信品質の判定または前記受信信号強度の情報を用いた通信品質の判定で、前記通信区間の通信品質が前記基準値を満たさないと判定すると、前記第２通信経路を設定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記記憶部は、前記複数の経路情報について優先順位の情報を記憶し、
   前記第１経路決定部は、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置と前記宛先端末とを結ぶ通信経路であって前記優先順位が最も高いものを前記第１通信経路として設定し、
   前記第２経路決定部は、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置と前記宛先端末とを結び、前記第２判定部が前記基準値を満たさないと判定した前記通信区間を含まず、かつ第１通信経路の次に前記優先順位が高いものを第２通信経路とする、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記通信制御部は、前記第１判定部が失敗と判定すると、前記基地局装置に、前記通信区間毎において前記宛先端末の側に位置する前記無線通信装置へ調査信号の送信を指示し、
   前記導出部は、前記調査信号に対する応答信号を用いて、前記通信品質情報を導出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行うメッシュネットワークにおける、前記基地局装置を制御する制御装置のコンピュータを、
   前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶する記憶手段、
   前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１経路決定手段、
   前記基地局装置に、前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置へ送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける通信制御手段、
   前記通信制御手段に前記応答情報が入力されないならば、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第１判定手段、
   前記第１判定手段が失敗と判定すると、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する導出手段、
   前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値を保持し、前導出手段から入力された前記通信品質情報を用いて前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質を判定する第２判定手段、
   前記第２判定手段が、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定すると、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信区間を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第２経路決定手段、
   として機能させることを特徴とする制御プログラム。
9. 基地局装置と複数の無線通信装置とがマルチホップ通信を行い、前記マルチホップ通信の複数の通信経路に関する複数の経路情報を記憶し、前記基地局装置を制御する制御装置を含むメッシュネットワークにおいて、
   前記制御装置が、前記複数の無線通信装置のうち一つをデータ送信先の宛先端末として決定し、前記複数の経路情報のうち一つを、前記基地局装置から前記宛先端末への第１通信経路として設定する第１のステップと、
   前記制御装置が、前記基地局装置に前記第１通信経路を用いて前記宛先端末へデータ送信するよう指示し、前記宛先端末から前記基地局装置へ送信される、前記データ送信に対する応答情報の入力を受け付ける第２のステップと、
   前記制御装置に前記応答情報が入力されないならば、前記制御装置が、前記基地局装置から前記宛先端末への前記データ送信を失敗と判定する第３のステップと、
   前記第３のステップにおいて失敗と判定されると、前記制御装置が、前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置と前記基地局装置とが隣接する第１通信区間、および前記第１通信経路に含まれる前記無線通信装置同士が隣接する第２通信区間のそれぞれに対し、通信品質情報を導出する第４のステップと、
   前記制御装置が、前記通信品質情報と、前記制御装置に保持される前記第１通信区間および前記第２通信区間の通信品質の基準値とを用いて、前記通信区間毎の通信品質を判定する第５のステップと、
   前記第５のステップにおいて、前記第１通信区間または前記第２通信区間のいずれかの通信品質が前記基準値を満たさないと判定されると、前記制御装置が、前記複数の経路情報のうち、前記基地局装置から前記宛先端末への通信経路であって、かつ通信品質が前記基準値を満たさないと判定された前記第１通信区間または前記第２通信を含まない経路情報を、第２通信経路として設定する第６のステップと、
   を含むことを特徴とする制御方法。
10. 複数の無線通信装置がマルチホップ通信を行うネットワークにおいて基地局装置として動作し、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の制御装置を備える通信装置。
11. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の制御装置を含み、当該制御装置と接続された基地局装置と、複数の無線通信装置との間でマルチホップ通信が行われる通信システム。

Images