JP5325183B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

この発明は、ツリー構造の無線通信システムに関するものである。

近年、無線通信を利用して、環境計測・監視・制御などを行うシステムが増加している。この環境計測・監視・制御などを行う無線通信システムでは、対象エリアが比較的広い、又は、対象エリア内に無線通信の障害物が多々存在する場合が多い。このような場合、対象エリアをカバーするためには、受信器と送信器の設置位置や電波状況等の環境により直接通信できなくても、他のデバイスを中継して通信を行うことができる無線通信ネットワークを利用することが有利である。

この種の無線通信ネットワークとして、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））プロトコルを利用した無線通信ネットワークが考えられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。以下、このジグビープロトコルを利用した無線通信ネットワークをジグビーネットワークと呼ぶ。

ジグビーネットワークは、ツリー構造の無線通信ネットワークであり、次のような３種類のデバイスによって構成される。
〔デバイスＡ（ノードＡ）〕
コーディネータと呼ばれ、ネットワークの基層（最上位）に唯一存在し、下位のデバイスと接続通信する。また、ネットワーク全体の総合親局の役割を果たすとともに、自己と親子の接続関係（以下、単に親子関係と呼ぶ）を結ぶデバイスに通信アドレス（ネットワークアドレス）を付番する。

〔デバイスＢ（ノードＢ）〕
ルータと呼ばれ、コーディネータよりも下層に存在し、上位のデバイスおよび下位のデバイスと接続通信でき、コーディネータからの命令を受けるとともに、下位のデバイス（ルータ、又はエンドデバイス）を接続することができ、それらデバイスに対しては局地的な親局の役割を果たす。また、自己と親子関係を結ぶデバイスに通信アドレス（ネットワークアドレス）を付番する。例えば、空調制御システムではVAVコントローラなどがルータとされる。

〔デバイスＣ（ノードＣ）〕
エンドデバイスと呼ばれ、ネットワークの各枝の末端（最下位）に存在し、親子関係を結んだ上位のデバイス（親デバイス）と接続通信でき、他のデバイスの親局にはならない。例えば、空調制御システムでは、温度センサや湿度センサなどのセンサがエンドデバイスとされる。

このジグビーネットワークにおいて、エンドデバイスが自己の親デバイス（ルータ）以外の上位のデバイス（ルータ、コーディネータ）を宛先デバイスとしてメッセージを送信する場合、例えば親デバイスが宛先デバイスまでのルート探索を実行することにより、最適なルートでメッセージの送信が行われる。

具体的には、エンドデバイスからのメッセージの送信時にルート探索を指定することで、親デバイスが現在の電波状況に最適なルートをメッシュ構造から選択し、メッセージを送信する。これにより、１つの通信経路がマルチパスフェージングなどの電波変動の影響を受けて通信不能に陥ったとしても、他の通信経路を探索して通信を継続することができる。

このため、エンドデバイスから宛先デバイスまでの往路では、メッセージ転送が途中で途切れてしまうことはない。なお、マルチパスフェージングとは、複数の通信電波反射経路の間に発生する位相差により受信電波が打ち消され、受信ができなくなる現象をいう。

特開２００６−５９２８号公報 特開２００６−４２３７０号公報

しかしながら、宛先デバイスからエンドデバイスまでの復路では、返送先がエンドデバイスとなるため、宛先デバイスにおいてエンドデバイスまでのルート探索を行うことができない。このため、従来においては、通信アドレスのツリー・ルート情報に基づいた単一のルートに従って、宛先デバイスからエンドデバイスまでメッセージの返信を行うようにしており、電波状況などによってはメッセージ転送が途中で途切れてしまうことがあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、宛先デバイスからのメッセージをエンドデバイスまで確実に返送することが可能な無線通信システムを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、最下位に位置するエンドデバイスと、このエンドデバイスよりも上位に位置し、当該エンドデバイスと親子の接続関係を持つ親デバイスと、親デバイスを通してエンドデバイスより送られてくるメッセージを最終的に受信する宛先デバイスとを備えるツリー構造の無線通信システムにおいて、エンドデバイスは、送信元のアドレスとして自己の通信アドレスを、最終的な送信先のアドレスとして宛先デバイスの通信アドレスを、代理通信を実行するか否かの情報として代理通信要求情報を、ルート探索を実行するか否かの情報としてルート探索要求情報を少なくとも含むメッセージを親デバイスに送信するメッセージ送信手段を備え、親デバイスは、エンドデバイスからのメッセージを受信するメッセージ受信手段と、受信されたエンドデバイスからのメッセージに含まれるルート探索要求情報がルート探索を実行することを示していた場合、自デバイスから宛先デバイスまでの往還ルートの探索を実行する往還ルート探索実行手段と、受信されたエンドデバイスからのメッセージに含まれる代理通信要求情報が代理通信を実行することを示していた場合、そのメッセージに含まれている送信元のアドレスと最終的な送信先のアドレスとの対を代理情報として記憶する一方、そのメッセージに含まれている送信元のアドレスを自己の通信アドレスに書き替えて宛先デバイスへの代理メッセージとし、この代理メッセージを探索された往ルートに従う次の送信先のデバイスへ送信する代理メッセージ送信処理手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明において、宛先デバイスは、親デバイスからの代理メッセージを受信した場合、親デバイスにより探索された還ルートに従う次の送信先のデバイスに対して、返信元のアドレスとして自己の通信アドレスを、最終的な返信先のアドレスとして親デバイスの通信アドレスを少なくとも含むメッセージを返信するメッセージ返信手処理段を備え、親デバイスは、宛先デバイスからのメッセージを受信した場合、そのメッセージに含まれている返信元のアドレスと一致するアドレスが代理情報中に最終的な送信先のアドレスとして存在するか否かを確認する代理情報確認手段と、この代理情報確認手段によって代理情報中に一致するアドレスが存在することが確認された場合、その一致するアドレスと対として記憶されている代理情報中の送信元のアドレスを読み出し、宛先デバイスからのメッセージに含まれている返信先のアドレスをその読み出した送信元のアドレスに書き替えるとともに、その時に用いた代理情報を削除する代理通信解除手段と、この代理通信解除手段によって書き替えられた宛先デバイスからのメッセージをエンドバイスに返送するメッセージ返送手段とを備えることを特徴とする。

本発明において、エンドデバイスは、送信元のアドレス（自己の通信アドレス）と最終的な送信先のアドレス（宛先デバイスの通信アドレス）と代理通信を実行するか否かの情報（代理通信要求情報）とルート探索を実行するか否かの情報（ルート探索要求情報）とを少なくとも含むメッセージを親デバイスに送信する。

親デバイスは、エンドデバイスからのメッセージを受信し、この受信したメッセージに含まれるルート探索要求情報がルート探索を実行することを示していた場合（例えば、ルート探索要求ビットが「１」であった場合）、自デバイスから宛先デバイスまでの往還ルートの探索を実行する。

また、親デバイスは、受信したメッセージに含まれる代理通信要求情報が代理通信を実行することを示していた場合（例えば、代理通信要求ビットが「１」であった場合）、そのメッセージに含まれている送信元のアドレス（エンドデバイスの通信アドレス）と最終的な送信先のアドレス（宛先デバイスの通信アドレス）との対を代理情報として記憶する一方、そのメッセージに含まれている送信元のアドレス（エンドデバイスの通信アドレス）を自己の通信アドレス（親デバイスの通信アドレス）に書き替えて宛先デバイスへの代理メッセージとし、この代理メッセージを探索された往ルートに従う次の送信先のデバイスへ送信する。

本発明において、宛先デバイスは、親デバイスからの代理メッセージを受信すると、親デバイスにより探索された還ルートに従う次の送信先のデバイスに対して、返信元のアドレス（自己の通信アドレス）と最終的な返信先のアドレス（親デバイスの通信アドレス（代理メッセージに含まれている送信元のアドレス））とを少なくとも含むメッセージを返信する。

また、親デバイスは、宛先デバイスからのメッセージを受信すると、そのメッセージに含まれている返信元のアドレス（宛先デバイスの通信アドレス）と一致するアドレスが代理情報中に最終的な送信先のアドレスとして存在するか否かを確認する。ここで、一致するアドレスが存在することが確認されれば、 その一致するアドレスと対として記憶されている代理情報中の送信元のアドレスが読み出され、宛先デバイスからのメッセージに含まれている返信先のアドレスがその読み出された送信元のアドレスに書き替えられる。すなわち、エンドデバイスの通信アドレスが読み出され、宛先デバイスからのメッセージに含まれている返信先のアドレスがエンドデバイスの通信アドレスに書き替えられる。この際、親デバイスは、その時に用いた代理情報（エンドデバイスの通信アドレスと宛先デバイスの通信アドレスとの対）を削除する。そして、その宛先デバイスからのメッセージをエンドデバイス（送信元のデバイス）に返送する。

本発明によれば、親デバイスにおいて、エンドデバイスからのメッセージに含まれている送信元のアドレス（エンドデバイスの通信アドレス）と最終的な送信先のアドレス（宛先デバイスの通信アドレス）との対を代理情報として記憶する一方、そのメッセージに含まれている送信元のアドレス（エンドデバイスの通信アドレス）を自己の通信アドレス（親デバイスの通信アドレス）に書き替えて宛先デバイスへの代理メッセージとすると共に、代理メッセージを送信する前に往還ルートの探索を行うようにしたので、親デバイスにおいて、親デバイスにより探索された往ルートに従い親デバイスから宛先デバイスに宛てて代理メッセージが送信され、代理メッセージを受信した宛先デバイスにおいて、親デバイスにより探索された還ルートに従い宛先デバイスから親デバイスに宛ててメッセージを返信し、この返信されたメッセージを代理情報を用いて親デバイスからエンドデバイスへ返送するというようにして、宛先デバイスからのメッセージをエンドデバイスまで確実に返送することが可能となる。

本発明に係る無線通信システムの一実施の形態として構築されたジグビーネットワークの要部を示す図である。 このジグビーネットワークにおけるエンドデバイスから宛先デバイスへのメッセージの送信時のシーケンス図である。 このジグビーネットワークにおける宛先デバイスからエンドデバイスへのメッセージの返信時のシーケンス図である。 このジグビーネットワークにおけるエンドデバイスの要部の機能ブロック図である。 このジグビーネットワークにおける親デバイスの要部の機能ブロック図である。 このジグビーネットワークにおける転送デバイスの要部の機能ブロック図である。 このジグビーネットワークにおける宛先デバイスの要部の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１はこの発明に係る無線通信システムの一実施の形態として構築されたジグビーネットワークの要部を示す図である。同図において、１は最下位に位置するエンドデバイス、２−１はエンドデバイス１よりも上位に位置し、エンドデバイス１と親子の接続関係を持つルータ（親デバイス）、２−２〜２−４はエンドデバイス１とは親子の接続関係は持たない他のルータ、３はコーディネータである。

このジグビーネットワークにおいて、エンドデバイス１の通信アドレスは「０ｘ０００１」、親デバイス２−１の通信アドレスは「０ｘ０００２」、ルータ２−２，２−３，２−４の通信アドレスは「０ｘ０００３」，「０ｘ０００４」，「０ｘ０００Ｍ」、コーディネータ３の通信アドレスは「０ｘ００００」とされている。

また、このジグビーネットワークにおいて、エンドデバイス１からのメッセージの送信先は、ルータ２−３とされている。すなわち、エンドデバイス１を送信元デバイスとした場合、この送信元デバイスからのメッセージの最終的な送信先（宛先）がルータ２−３とされている。以下、ルータ２−３を宛先デバイスと呼ぶ。

この例において、エンドデバイス１はセンサやリモコンとされ、ルータ２（２−１〜２−４）はＶＡＶコントローラ（可変給気量調整装置）とされ、コーディネータ３は上位コントローラとされている。この場合、宛先デバイス２−３は、エンドデバイス１からのセンサ測定値などを受信して、空調制御エリアへの調和空気の給気量を制御する。

〔エンドデバイスから宛先デバイスへのメッセージの送信（往路）〕
図２にエンドデバイス１から宛先デバイス２−３へのメッセージの送信時のシーケンス図を示す。以下、このシーケンス図を参照しながら、エンドデバイス１からのメッセージが宛先デバイス２−３に送られる様子を説明する。

〔エンドデバイス（送信元）〕
エンドデバイス１は、データを含むメッセージＭ１の送信時、そのメッセージＭ１中の、ＭＡＣ層の送信元アドレスに自己の通信アドレス「０ｘ０００１」を、ＭＡＣ層の送信先アドレスに親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」を、ＮＷＫ層の送信元アドレスに自己の通信アドレス「０ｘ０００１」を、ＮＷＫ層の送信先アドレスに宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」を書き込む。なお、このメッセージＭ１において、ＭＡＣ層の送信先アドレスは次の送信先のアドレスを示し、ＮＷＫ層の送信先アドレスは最終的な送信先（宛先）のアドレスを示す。

また、エンドデバイス１は、メッセージＭ１中の、ＮＷＫ層のフレームコントロールの代理通信要求ビットを「１」（セット）とし、ルート探索要求ビットを「１」（セット）とする。なお、代理通信要求ビットはメッセージＭ１の送信毎にそのビットを「１」とするが、ルート探索要求ビットは初回送信時、または、アプリケーション層が双方向通信のタイムアウトを検出した場合のリトライ送信時にのみ、そのビットを「１」とする。

そして、エンドデバイス１は、このメッセージＭ１を親デバイス２−１へ送信する（図２：矢印(１)）。

〔親デバイス〕
親デバイス２−１は、エンドデバイス１からのメッセージＭ１を受信すると、このメッセージＭ１中のＮＷＫ層のフレームコントロールを確認する。ここで、ＮＷＫ層のフレームコントロールにおいて、ルート探索要求ビットが「１」とされていれば、ＮＷＫ層の送信先アドレスから宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」を取得し、自デバイスから宛先デバイス２−３までの往還ルートの探索を実行する。これにより、親デバイス２−１から宛先デバイス２−３までの往還ルートを決めるルーティングテーブルＲＴＢ１〜３が各デバイス内に作成される。そして、親デバイス２−１は、この往還ルートの探索の実行後、ＮＷＫ層のフレームコントロールにおけるルート探索要求ビットを「０」（クリア）とする。なお、この例において、往ルートは、ルータ２−１（親デバイス）→ルータ２−２（転送デバイス）→ルータ２−３（宛先デバイス）として作成されるものとする。また、還ルートは、ルータ２−３（宛先デバイス）→ルータ２−２（転送デバイス）→ルータ２−１（親デバイス）として作成されるものとする。

また、親デバイス２−１は、メッセージＭ１のＮＷＫ層のフレームコントロールにおいて、代理通信要求ビットが「１」とされていれば、ＮＷＫ層の送信元アドレスとＮＷＫ層の送信先アドレスを読み取り、この読み取ったＮＷＫ層の送信元アドレスとＮＷＫ層の送信先アドレスとの対を代理情報として送信要求テーブルＴＢ１に登録（セット）する。この場合、メッセージＭ１中のＮＷＫ層の送信元アドレスはエンドデバイス１の通信アドレス「０ｘ０００１」とされ、ＮＷＫ層の送信先アドレスは宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」とされているので、この通信アドレス「０ｘ０００１」と「０ｘ０００４」の対を代理情報として送信要求テーブルＴＢ１に登録する。この送信要求テーブルＴＢ１は親デバイス２−１のメモリに記憶される。

また、親デバイス２−１は、送信要求テーブルＴＢ１への代理情報の登録後、メッセージＭ１中のＮＷＫ層の送信元アドレスを自アドレスに書き替える。この場合、ＮＷＫ層の送信元アドレスはエンドデバイス１の通信アドレス「０ｘ０００１」とされているので、この通信アドレス「０ｘ０００１」を親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」に書き替える。そして、親デバイス２−１は、ＮＷＫ層のフレームコントロールにおける代理通信要求ビットを「０」（クリア）とする。

次に、親デバイス２−１は、ルーティングテーブルＲＴＢ１から次の送信先のデバイスの通信アドレス（次転送アドレス）を取得し、ＭＡＣ層の送信先アドレスを次転送アドレスに書き替える。この場合、次転送アドレスはルータ２−２の通信アドレス「０ｘ０００３」として取得されるので、ＭＡＣ層の送信先アドレスを「０ｘ０００３」に書き替える。また、これと合わせて、ＭＡＣ層の送信元アドレスを自アドレス、すなわち親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」に書き替える。

そして、親デバイス２−１は、この書き替えられたメッセージＭ１を代理メッセージＭ１’とし、この代理メッセージＭ１’を、次の送信先のデバイスであるルータ２−２（転送デバイス）へ送信する（図２：矢印（２））。なお、代理メッセージＭ１’は、ＮＷＫ層の送信元アドレスが親デバイス２−４の通信アドレス「０ｘ０００２」に書き替えられていることを大きな特徴としている。

〔転送デバイス〕
転送デバイス２−２は、親デバイス２−１からの代理メッセージＭ１’を受信すると、この代理メッセージＭ１’中のＮＷＫ層のフレームコントロールを確認する。この場合、ＮＷＫ層のフレームコントロールにおいて、代理通信要求ビットは「０」とされているので、代理通信の処理は行わず、ルーティングテーブルＲＴＢ２から次の送信先のデバイスの通信アドレス（次転送アドレス）を取得し、ＭＡＣ層の送信先アドレスを次転送アドレスに書き替える。この場合、次転送アドレスはルータ２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」として取得されるので、ＭＡＣ層の送信先アドレスを「０ｘ０００４」に書き替える。また、これと合わせて、ＭＡＣ層の送信元アドレスを自アドレス、すなわち転送デバイス２−２の通信アドレス「０ｘ０００３」に書き替える。

そして、転送デバイス２−２は、この書き替えられた代理メッセージＭ１’を代理メッセージＭ１”とし、次の送信先のデバイスであるルータ２−３（宛先デバイス）へ送信する（図２：矢印（３））。なお、代理メッセージＭ１”において、ＮＷＫ層の送信元アドレスは、親デバイス２−４の通信アドレス「０ｘ０００２」のままである。

〔宛先デバイス（送信先）〕
宛先デバイス２−３は、転送デバイス２−２からの代理メッセージＭ１”を受信すると、この受信した代理メッセージＭ１”を処理する。

〔宛先デバイスからエンドデバイスへのメッセージの返信（復路）〕
図３に宛先デバイス２−３からエンドデバイス１へのメッセージの返信時のシーケンス図を示す。以下、このシーケンス図を参照しながら、宛先デバイス２−３からのメッセージがエンドデバイス１へ送られる様子を説明する。

〔宛先デバイス（返信元）〕
宛先デバイス２−３は、転送デバイス２−２からの代理メッセージＭ１”（図２参照）を受信すると、この代理メッセージＭ１”中のＮＷＫ層の送信元アドレスから親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」を取得する。

宛先デバイス２−３は、データを含むメッセージＭ２の返信時、そのメッセージＭ２中の、ＭＡＣ層の返信元アドレスに自己の通信アドレス「０ｘ０００４」を、ＭＡＣ層の返信先アドレスにルーティングテーブルＲＴＢ３から次の返信先の通信アドレス（次転送アドレス）として取得されるルータ２−２の通信アドレス「０ｘ０００３」を書き込む。また、ＮＷＫ層の返信元アドレスに自己の通信アドレス「０ｘ０００４」を、ＮＷＫ層の返信先アドレスに親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」を書き込む。また、ＮＷＫ層のフレームコントロールの代理通信要求ビットを「０」（クリア）とする。

そして、宛先デバイス２−３は、このメッセージＭ２を次の返信先のデバイスであるルータ２−２（転送デバイス）へ返信する（図３：矢印（１））。

〔転送デバイス〕
転送デバイス２−２は、宛先デバイス２−３からのメッセージＭ２を受信すると、このメッセージＭ２中のＮＷＫ層のフレームコントロールを確認する。この場合、ＮＷＫ層のフレームコントロールにおいて、代理通信要求ビットは「０」とされているので、代理通信の処理は行わず、ルーティングテーブルＲＴＢ２から次の返信先のデバイスの通信アドレス（次転送アドレス）を取得し、ＭＡＣ層の返信先アドレスを次転送アドレスに書き替える。この場合、次転送アドレスはルータ２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」として取得されるので、ＭＡＣ層の返信先アドレスを「０ｘ０００２」に書き替える。また、これと合わせて、ＭＡＣ層の返信元アドレスを自アドレス、すなわち転送デバイス２−２の通信アドレス「０ｘ０００３」に書き替える。

そして、転送デバイス２−２は、この書き替えられたメッセージＭ２をメッセージＭ２’とし、次の返信先のデバイスであるルータ２−１（親デバイス）へ送信する（図３：矢印（２））。なお、メッセージＭ２’において、ＮＷＫ層の返信先アドレスは、親デバイス２−４の通信アドレス「０ｘ０００２」のままである。

〔親デバイス〕
親デバイス２−１は、転送デバイス２−２からのメッセージＭ２’を受信すると、そのメッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信元アドレスと一致するアドレスが送信要求テーブルＴＢ１中にＮＷＫ層の送信先アドレスとして存在するか否かを確認する。この場合、メッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信元アドレスは「０ｘ０００４」であり、送信要求テーブルＴＢ１に登録されているＮＷＫ層の送信先アドレスは「０ｘ０００４」であり、送信要求テーブルＴＢ１中に一致するアドレスが存在する。

親デバイス２−１は、送信要求テーブルＴＢ１中に一致するアドレスが存在することを確認すると、その一致するアドレスと対として登録されているＮＷＫ層の送信元アドレスを読み出し、メッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信先アドレスをその読み出したＮＷＫ層の送信元アドレスに書き替えるとともに、その時に用いた送信要求テーブルＴＢ１中の代理情報（ＮＷＫ層の送信元アドレスと送信先アドレスとの対）を削除（クリア）する。

この場合、送信要求テーブルＴＢ１に「０ｘ０００４」と対として登録されているＮＷＫ層の送信元アドレスは「０ｘ０００１」であるので、メッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信先アドレス「０ｘ０００２」を「０ｘ０００１」に書き替える。そして、送信要求テーブルＴＢ１に登録されているＮＷＫ層の送信元アドレス「０ｘ０００１」と送信先のアドレス「０ｘ０００４」との対を削除する。

また、親デバイス２−１は、メッセージＭ２’中のＭＡＣ層の返信先アドレスを「０ｘ０００１」に書き替え、これと合わせて、ＭＡＣ層の返信元アドレスを自アドレス、すなわち親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」に書き替える。

そして、親デバイス２−１は、この書き替えられたメッセージＭ２’をメッセージＭ２”とし、エンドデバイス１へ返送する（図３：矢印（３））。

なお、親デバイス２−１は、送信要求テーブルＴＢ１にメッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信元アドレスと一致するＮＷＫ層の送信先アドレスが存在しなかった場合、そのメッセージＭ２’を自アドレス宛てのメッセージとして処理する。

〔エンドデバイス（返信先）〕
エンドデバイス１は、親デバイス２−１からのメッセージＭ２”を受信すると、この受信したメッセージＭ２”を処理する。

〔ルータ同士の自己のメッセージの送受信の禁止〕
ジグビーネットワーク上の通信としては、エンドデバイス−エンドデバイス間、エンドデバイス−ルータ間、エンドデバイス−コーディネータ間、ルータ−ルータ間、ルータ−コーディネータ間の通信が考えられる。この場合、上述した代理通信とルータ−ルータ間の通信が競合した場合、両方の通信が失敗する可能性がある。

例えば、エンドデバイス１から親デバイス２−１を経由して宛先デバイス２−３との間で代理通信を行っている場合、親デバイス２−１から宛先デバイス２−３にリクエストメッセージの送信後、宛先デバイス２−３から親デバイス２−１に別通信としてリクエストメッセージが送信された場合、親デバイス２−１は宛先デバイス２−３からのリクエストメッセージを代理通信のレスポンスメッセージと判断し、そのリクエストメッセージをエンドデバイス１に誤送信してしまう虞がある。

このような問題が生じないようにするためには、親デバイス２−１と宛先デバイス２−３との間では、自己のメッセージの送受信を行わないことを前提とするとよい。この場合、ルータ２は、どのルータでも親デバイスとなり得るし、宛先デバイスともなり得る。したがって、上述した実施の形態では、前提条件として、ルータ２同士では自己のメッセージの送受信を行わないこととする。

〔機能ブロック図〕
図４は上述したジグビーネットワークにおけるエンドデバイス１の要部の機能ブロック図、図５は親デバイス２−１の要部の機能ブロック図、図６は転送デバイス２−２の要部の機能ブロック図、図７は宛先デバイス２−３の要部の機能ブロック図である。エンドデバイス１、親デバイス２−１、転送デバイス２−２、宛先デバイス２−３は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。

エンドデバイス１は、アドレス情報記憶部１Ａと、メッセージ処理部１Ｂと、メッセージ送信部１Ｃと、メッセージ受信部１Ｄとを備えている。アドレス情報記憶部１Ａには、エンドデバイス１の自己の通信アドレス「０ｘ０００１」と、親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」と、宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」とが記憶されている。

親デバイス２−１は、アドレス情報記憶部２１Ａと、第１のメッセージ受信部２１Ｂと、往還ルート探索実行部２１Ｃと、代理情報記憶部２１Ｄと、代理メッセージ送信部２１Ｅと、第２のメッセージ受信部２１Ｆと、代理情報確認部２１Ｇと、代理通信解除部２１Ｈと、メッセージ返送部２１Ｉとを備えている。アドレス情報記憶部２１Ａには親デバイス２−１の自己の通信アドレス「０ｘ０００２」が記憶されている。

転送デバイス２−２は、アドレス情報記憶部２２Ａと、第１のメッセージ受信部２２Ｂと、第１のメッセージ転送部２２Ｃと、第２のメッセージ受信部２２Ｄと、第２のメッセージ転送部２２Ｅとを備えている。アドレス情報記憶部２２Ａには転送デバイス２−２の自己の通信アドレス「０ｘ０００３」が記憶されている。

宛先デバイス２−３は、アドレス情報記憶部２３Ａと、メッセージ処理部２３Ｂと、メッセージ受信部２３Ｃと、メッセージ返信部２３Ｄとを備えている。アドレス情報記憶部２３Ａには宛先デバイス２−３の自己の通信アドレス「０ｘ０００４」が記憶されている。

〔エンドデバイスから宛先デバイスへのメッセージの送信（往路）〕
エンドデバイス１のメッセージ処理部１Ｂは、宛先デバイス２−３にメッセージを送信する場合、アドレス情報記憶部１Ａ中の自己の通信アドレス「０ｘ０００１」、親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」、宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」を取得し、親デバイス２−１へのメッセージＭ１（図２参照）を作成する。このメッセージＭ１には、ルート探索要求情報（ルート探索要求ビット）や代理通信要求情報（代理通信要求ビット）なども含まれる。

この作成されたメッセージＭ１は、メッセージ送信部１Ｃより、親デバイス２−１へ送信される。このエンドデバイス１において、メッセージ処理部１Ｂとメッセージ送信部１Ｃとの組合せが、本発明でいうメッセージ送信手段に相当する。

エンドデバイス１からのメッセージＭ１は親デバイス２−１の第１のメッセージ受信部２１Ｂで受信される。第１のメッセージ受信部２１Ｂは、メッセージＭ１に含まれるルート探索要求情報がルート探索を実行することを示していた場合、すなわちルート探索要求ビットが「１」であった場合、往還ルート探索実行部２１Ｃにルート探索の実行を指示する。この指示を受けて、往還ルート探索実行部２１Ｃがルート探索を実行し、親デバイス２−１から宛先デバイス２−３までの往還ルートを決めるルーティングテーブルＲＴＢ１〜３が各デバイス内に作成される。

また、第１のメッセージ受信部２１Ｂは、メッセージＭ１に含まれる代理通信要求情報が代理通信を実行することを示していた場合、すなわち代理通信要求ビットが「１」であった場合、その旨をメッセージＭ１と合わせて代理情報記憶部２１Ｄおよび代理メッセージ送信部２１Ｅに知らせる。

代理情報記憶部２１Ｄは、第１のメッセージ受信部２１Ｂからの代理通信を実行する旨の知らせを受けて、メッセージＭ１に含まれているＮＷＫ層の送信元のアドレス（エンドデバイス１の通信アドレス「０ｘ０００１」）と送信先（最終的な送信先（宛先））のアドレス（宛先デバイス２−３の通信アドレス「０ｘ０００４」）を代理情報として記憶する。

代理メッセージ送信部２１Ｅは、第１のメッセージ受信部２１Ｂからの代理通信を実行する旨の知らせを受けて、メッセージＭ１に含まれているＮＷＫ層の送信元のアドレス（エンドデバイス１の通信アドレス「０ｘ０００１」）を自己の通信アドレス（親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」）に書き替える。また、ＭＡＣ層の送信元アドレスを自己の通信アドレスとし、ＭＡＣ層の送信先アドレスをルーティングテーブルＲＴＢ１に従う次の送信先のデバイスの通信アドレスとし、ルート探索要求ビットおよび代理通信要求ビットを「０」とする。そして、この書き替えを行ったメッセージＭ１を代理メッセージＭ１’として（図２参照）、次の送信先のデバイス（転送デバイス２−２）へ送信する。

この親デバイス２−１において、第１のメッセージ受信部２１Ｂが本発明でいうメッセージ受信手段に相当し、往還ルート探索実行部２１Ｃが往還ルート探索実行手段に相当し、代理情報記憶部２１Ｄと代理メッセージ送信部２１Ｅとの組合せが代理メッセージ送信処理手段に相当する。

親デバイス２−１からの代理メッセージＭ１’は、転送デバイス２−２の第１のメッセージ受信部２２Ｂで受信され、第１のメッセージ転送部２２Ｃへ送られる。第１のメッセージ転送部２２Ｃは、代理メッセージＭ１’中のＭＡＣ層の送信元アドレスを自己の通信アドレスとし、ＭＡＣ層の送信先アドレスをルーティングテーブルＲＴＢ２に従う次の送信先のデバイスの通信アドレスとし、このＭＡＣ層の送信元および送信先のアドレスを書き替えた代理メッセージＭ１’をＭ１”として（図２参照）、次の送信先のデバイス（宛先デバイス２−３）へ送信する。

転送デバイス２−２からの代理メッセージＭ１”は、宛先デバイス２−３のメッセージ受信部２３Ｃで受信され、メッセージ処理部２３Ｂへ送られる。メッセージ処理部２３Ｂは送られてきた代理メッセージＭ１”を処理する。

〔宛先デバイスからエンドデバイスへのメッセージの返信（復路）〕
メッセージ処理部２３Ｂは、ルーティングテーブルＲＴＢ３から次の返信先の通信アドレス（転送デバイス２−２の通信アドレス「０ｘ０００３」）を取得し、メッセージＭ２を作成する。このメッセージＭ２中、メッセージ処理部２３Ｂは、ＭＡＣ層の返信元アドレスを自己の通信アドレス「０ｘ０００４」とし、ＭＡＣ層の返信先アドレスを次の返信先の通信アドレス「０ｘ０００３」とし、ＮＷＫ層の返信元アドレスを自己の通信アドレス「０ｘ０００４」とし、ＮＷＫ層の返信先アドレスを親デバイス２−１の通信アドレス「０ｘ０００２」とする。また、代理通信要求ビットを「０」とする（図３参照）。この作成されたメッセージＭ２は、メッセージ返信部２３Ｄより、転送デバイス２−２へ返信される。

この宛先デバイス２−３において、メッセージ処理部２３Ｂとメッセージ返信部２３Ｄとの組合せが、本発明でいうメッセージ返信手段に相当する。

宛先デバイス２−３からのメッセージＭ２は、転送デバイス２−２の第２のメッセージ受信部２２Ｄで受信され、第２のメッセージ転送部２２Ｅへ送られる。第２のメッセージ転送部２２Ｅは、メッセージＭ２中のＭＡＣ層の返信元アドレスを自己の通信アドレスとし、ＭＡＣ層の返信先アドレスをルーティングテーブルＲＴＢ２に従う次の送信先のデバイスの通信アドレスとし、このＭＡＣ層の送信元および送信先のアドレスを書き替えたメッセージＭ２をＭ２’として（図３参照）、次の返信先のデバイス（親デバイス２−１）へ返信する。

転送デバイス２−２からのメッセージＭ２’は、親デバイス２−１の第２のメッセージ受信部２１Ｆで受信され、代理情報確認部２１Ｇへ送られる。代理情報確認部２１Ｇは、メッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信元アドレスと一致するアドレスが代理情報記憶部２１ＤにＮＷＫ層の送信先アドレスとして存在するか否かを確認し、存在すればその旨をメッセージＭ２’と合わせて代理通信解除部２１Ｈへ知らせる。

代理通信解除部２１Ｈは、代理情報確認部２１Ｇからの一致するアドレスが存在する旨の知らせを受けて、その一致するアドレスと対として記憶されているＮＷＫ層の送信元アドレスを読み出し、メッセージＭ２’中のＮＷＫ層の返信先アドレスをその読み出したＮＷＫ層の送信元アドレスに書き替えるともに、その時に用いたＮＷＫ層の送信元アドレスと送信先アドレスとの対を代理情報記憶部２１Ｄから削除する。この代理通信解除部２１Ｈで書き替えられたメッセージＭ２’は、メッセージＭ２”としてメッセージ返送部２１Ｉへ送られ、エンドデバイス１へ返送される。

この親デバイス２−１において、代理情報確認部２１Ｇが代理情報確認手段に相当し、代理通信解除部２１Ｈが代理通信解除手段に相当し、メッセージ返送部２１Ｉがメッセージ返送手段に相当する。

親デバイス１からのメッセージＭ２”は、エンドデバイス１のメッセージ受信部１Ｄで受信され、メッセージ処理部１Ｂへ送られる。メッセージ処理部１Ｂは送られてきたメッセージＭ２”を処理する。

なお、転送デバイス２−２や宛先デバイス２−３において、メッセージの送受信が途切れた場合には、親デバイス２−１に対して所定のエラーメッセージを送信し、このエラーメッセージを受信した親デバイス２−３が再度、往還ルート探索を実行し、この探索により各デバイスに再作成されたルーティングテーブルに従って、メッセージの送受信を再開するようにしてもよい。

本発明の無線通信システムは、通信幹線を無線化したメッシュ構造の中規模、大規模の監視制御システムなど様々な分野で利用することが可能である。具体的には、ＶＡＶ（可変風量調節）による居室内空調システムへの適用などが考えられる。

１…エンドデバイス、２…ルータ、２−１…親デバイス、２−２…転送デバイス、２−３…宛先デバイス、３…コーディネータ、ＴＢ１…送信要求テーブル、ＲＴＢ１、ＲＴＢ２、ＲＴＢ３…ルーティングテーブル、Ｍ１，Ｍ１’，Ｍ１”…メッセージ、Ｍ２，Ｍ２’，Ｍ２”…メッセージ、１Ａ…アドレス情報記憶部、１Ｂ…メッセージ処理部、１Ｃ…メッセージ送信部、１Ｄ…メッセージ受信部、２１Ａ…アドレス情報記憶部、２１Ｂ…第１のメッセージ受信部、２１Ｃ…往還探索実行部、２１Ｄ…代理情報記憶部、２１Ｅ…代理メッセージ送信部、２１Ｆ…第２のメッセージ受信部、２１Ｇ…代理情報確認部、２１Ｈ…代理通信解除部、２１Ｉ…メッセージ返送部、２２Ａ…アドレス情報記憶部、２２Ｂ…第１のメッセージ受信部、２２Ｃ…第１のメッセージ転送部、２２Ｄ…第２のメッセージ受信部、２２Ｅ…第２のメッセージ転送部、２３Ａ…アドレス情報記憶部、２３Ｂ…メッセージ処理部、２３Ｃ…メッセージ受信部、２３Ｄ…メッセージ返信部。

Claims (3)

1. 最下位に位置するエンドデバイスと、このエンドデバイスよりも上位に位置し、当該エンドデバイスと親子の接続関係を持つ親デバイスと、前記親デバイスを通して前記エンドデバイスより送られてくるメッセージを最終的に受信する宛先デバイスとを備えるツリー構造の無線通信システムにおいて、
   前記エンドデバイスは、
   送信元のアドレスとして自己の通信アドレスを、最終的な送信先のアドレスとして前記宛先デバイスの通信アドレスを、代理通信を実行するか否かの情報として代理通信要求情報を、ルート探索を実行するか否かの情報としてルート探索要求情報を少なくとも含むメッセージを前記親デバイスに送信するメッセージ送信手段を備え、
   前記親デバイスは、
   前記エンドデバイスからのメッセージを受信するメッセージ受信手段と、
   前記受信されたエンドデバイスからのメッセージに含まれるルート探索要求情報がルート探索を実行することを示していた場合、自デバイスから前記宛先デバイスまでの往還ルートの探索を実行する往還ルート探索実行手段と、
   前記受信されたエンドデバイスからのメッセージに含まれる代理通信要求情報が代理通信を実行することを示していた場合、そのメッセージに含まれている前記送信元のアドレスと前記最終的な送信先のアドレスとの対を代理情報として記憶する一方、そのメッセージに含まれている前記送信元のアドレスを自己の通信アドレスに書き替えて前記宛先デバイスへの代理メッセージとし、この代理メッセージを前記探索された往ルートに従う次の送信先のデバイスへ送信する代理メッセージ送信処理手段と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
   前記宛先デバイスは、
   前記親デバイスからの代理メッセージを受信した場合、前記親デバイスにより探索された還ルートに従う次の送信先のデバイスに対して、返信元のアドレスとして自己の通信アドレスを、最終的な返信先のアドレスとして前記親デバイスの通信アドレスを少なくともむメッセージを返信するメッセージ返信処理手段を備え、
   前記親デバイスは、
   前記宛先デバイスからのメッセージを受信した場合、そのメッセージに含まれている返信元のアドレスと一致するアドレスが前記代理情報中に最終的な送信先のアドレスとして存在するか否かを確認する代理情報確認手段と、
   この代理情報確認手段によって前記代理情報中に一致するアドレスが存在することが確認された場合、その一致するアドレスと対として記憶されている代理情報中の送信元のアドレスを読み出し、前記宛先デバイスからのメッセージに含まれている返信先のアドレスをその読み出した送信元のアドレスに書き替えるとともに、その時に用いた代理情報を削除する代理通信解除手段と、
   この代理通信解除手段によって書き替えられた前記宛先デバイスからのメッセージを前記エンドデバイスに返送するメッセージ返送手段と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１又は２に記載された無線通信システムにおいて、
   前記親デバイスと前記宛先デバイスとの間では自己のメッセージの送受信は行わない
   ことを特徴とする無線通信システム。

Images