JP6024569B2 - 無線通信ネットワークシステム、無線通信局、無線通信装置、および電池消費平滑化方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワークシステムと、無線通信ネットワークシステムで用いられる無線通信局と無線通信装置、および電池消費平滑化方法に関する。

近年、スマートグリッド技術が注目を集めている。スマートグリッド構想は、電気、ガス、水道等のエネルギー供給会社と、一般家庭等に配備されるメータの間を、通信路を備えた送電網で接続して、データの収集、制御を行うものである。この構想は、省エネルギー、コスト削減、情報収集の信頼性の向上などを目的とする。

各メータにセンサ機能と無線通信機能を有するデバイスが装着され、一定範囲のスマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）ごとに、データの収集、制御が行われる。メータに装着されるデバイスは、災害時にも動作するように電池（蓄電）により駆動される。コスト削減の一環として、電池寿命は１０年を目標としている。

ＳＵＮはマルチホップ通信（アドホック通信）、または公衆網通信（３ＧやＷｉＭＡＸ通信）による通信システムを構築する。マルチホップ通信は、端末同士で中継を行う通信方式であり、１台の親機が複数の子機を制御してネットワークを構築する。

マルチホップ通信では、子機が所有しているデータは、ネットワークの末端から親機に向けて順次受け渡しされる。受け渡されるデータは、親機に向かうにつれて累積される。データ処理量についてみると、末端の子機の処理量が最小であり、親機の処理量が最大になる。端末を駆動する電池の消費量を比べると、親機の電池消費が子機に比べて非常に大きくなる。

ＳＵＮの場合、ゲーム機等で構築されるマルチホップ通信網と異なり、いったん構築されたネットワークは長い年月（たとえば１０年）維持される。しかし、親機の電池が子機に比べて早く消耗してしまうと、ネットワークを維持することができなくなる。

マルチホップ通信時に親機の能力不足による通信障害を防ぐために、親機を選択し直す方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この方法では、通信を開始したい子機が親機を探し、親機が近傍に存在しない場合はテスト信号を送出する。子機は、他の端末から転送レートと電池残量を受信し、親機を決定する。親機の変更は、親機になった端末の通信が途絶えるか、電波断とならない限り、行われない。したがって、親機と子機を含めたすべての端末間で電池残量を平滑化することはできない。

長いスパンで使用されるネットワークでは、ネットワーク内の端末全体で電池消費が平滑化されることが望ましい。

特開平１０−１４５２７６

ネットワーク内の端末装置（無線通信装置）の電池消費を平滑化することのできる無線通信ネットワークシステムと、この無線通信ネットワークシステムで用いられる無線通信局および無線通信装置を提供することを課題とする。

一つの態様では、無線通信ネットワークシステムは、第１の無線通信装置と、複数の第２の無線通信装置を含み、
前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量に基づいて、前記複数の第２の無線通信装置の中から親機を選択し、前記親機に親機依頼通知と、前記親機のための蓄電池残量スレッショルド情報とを送信し、
前記親機に選択された第２の無線通信装置は、前記親機依頼通知に応じて親機として動作し、かつ前記蓄電池残量スレッショルド情報に基づいて当該第２の無線通信装置の蓄電池残量を監視し、前記蓄電池残量が前記蓄電池残量スレッショルド情報と適合しなくなったときに、前記第１の無線通信装置に対して親機変更依頼を送信する、
ことを特徴とする。

ネットワーク内の端末装置（無線通信装置）の電池消費を平滑化することができる。これにより、ネットワークを長いスパンで維持することができる。

実施形態の無線通信システムが適用されるスマートグリッドネットワークの例を示す図である。 実施形態の無線通信システムの一例を示す図である。 通信開始時の親機選択フローを示すシーケンス図である。 通信中の親機選択・変更処理を示すシーケンス図である。 親機選択処理のフローチャートである。 電池残量しきい値判定テーブルの一例を示す図である。 中継局の概略構成図である。 端末装置の機能成図である。 端末装置のハードウェア構成図である。

以下で、図面を参照して発明の実施形態を説明する。

図１に、実施形態の無線通信システムが適用されるスマートグリッドネットワークの例を示す。スマートグリッドネットワークは、通信可能な送電網１９を使い、エネルギー供給会社のサーバ１８と中継局１１Ａ，１１Ｂ，…（適宜「中継局１１」と総称する）をつなぐ通信網を形成する。中継局１１ごとに、複数の端末装置１６−１〜１６−ｎ（以下、適宜「端末装置１６」と総称する）でネットワーク１５が形成される。この例では、ネットワーク１５は、スマートユーティリティネットワーク（ＳＵＮ）１５である。

ＳＵＮ１５を構成する各端末装置１６は、メータ１６ａと、メータ１６ａに装着される無線端末１６ｂを含む。無線端末１６ｂは、無線通信機能のほか、端末装置１６の電池残量監視機能と、親機になった場合の処理を行う親機処理機能を有する。無線端末１６ｂの詳細な構成については後述する。端末装置１６間のデータの収集、制御は、ＳＵＮ１５ごとに行われる。

実施形態では、中継局１１によって適切な親機が動的に選択され、ＳＵＮ１５に存在する端末装置１６の全体で電池消費を平滑化する。図１の例では、端末装置１６−１が現在の親機に選択されている。親機１６−１と中継局１１の間は、無線接続される。

複数の端末装置（子機）１６から親機１６−１に集約されたデータは、中継局１１を介してエネルギー供給会社のサーバ１８に送信される。また、エネルギー供給会社のサーバ１８から、中継局１１を介して親機１６−１に制御信号が供給される。制御信号は、親機１６−１から順次子機を介して、ＳＵＮ１５に含まれるすべての端末装置１６に送信される。

図２は、ＳＵＮ１５を含む通信ネットワークシステム１０１の概略図である。無線通信ネットワークシステム１０１は、中継局１１と、複数の端末装置１６を含む。端末装置１６−１が親機として選択されている場合、親機１６−１から所定の距離範囲にある端末装置１６−２、１６−３が１層目の子機１，２となる。子機１、２から所定の距離範囲になる端末装置１６−７、１６−８が２層目の子機１０、２０となる。端末装置１６間で順次中継を行うことにより、通信範囲が拡張される。

親機になっている端末装置１６−１は、末端の子機から順に収集されたデータを集約する。データの収集ルートとして、ネットワーク内で、どの端末装置１６が親機になるかに応じた転送ツリーがあらかじめ設定されていてもよい。あるいは、端末装置１６間で定期的にリンク情報を交換して、転送ルートを生成してもよい。

中継局１１は、現在の親機１６−１からの親機変更依頼に応じて、新たな親機を選択する。中継局１１は選択した親機に対して、親機依頼通知と、新親機が親機変更依頼を発する契機となる蓄電池残量スレッショルド値を通知する。新親機となった端末装置１６は、自機の蓄電池残量を監視しつつ、親機としての処理を行なう。

図３は、無線通信ネットワークシステム１０１の通信開始時の親機選択処理のシーケンス図である。最初に発信を希望する端末装置１６（たとえば子機２０）が暫定的な親機になって、通信が開始される（Ｓ１１）。

発信を希望する子機２０は、中継局１１に対して親機選択依頼を送信する（Ｓ１２）。中継局１１は、親機選択依頼に応じて、親機を決定するためのテスト信号をネットワーク１５内の子機（端末装置１６）に送信する（Ｓ１３）。テスト信号は、中継局１１からの信号の届く範囲内にある端末装置１６で受信される。たとえば、テスト信号は子機２０、１、２で受信されるが、子機１００では受信されない。図示は省略しているが、テスト信号は、その他の子機２０、３０（図２参照）でも受信され得る。リンク状況に応じて、子機１００、２００等でも受信され得る。

テスト信号を受信したすべての子機２０、１、２は、受信強度または受信品質、自機の蓄電池残量などを測定、検知し、自機情報を中継局１１に送信する（Ｓ１５ａ、Ｓ１５ｂ、Ｓ１５ｃ）。中継局１１は、子機２０、１，２から受信した情報に基づいて親機候補を判定し、親機候補の中から新親機を選択する（Ｓ１７）。中継局１１は、選択した子機（たとえば子機１）に親機依頼を通知する（Ｓ１８）。このとき、親機依頼とともに、選択した子機１のための蓄電池残量スレッショルド値を通知する（Ｓ１９）。選択された子機１は、親機としての制御を開始する（Ｓ２１）。

図４は、親機変更処理（再選択）を示すシーケンス図である。親機に選択された子機１は、親機としての制御を開始する（Ｓ３１）。親機となった子機１は、自機の蓄電池残量を監視して、蓄電池残量が中継局１１から通知されたスレッショルド値以上であるか否かを判断する（Ｓ３２）。親機変更のトリガとして、現在の親機（たとえば子機１）の蓄電池残量がスレッショルド値を下回ったときに、中継局１１に対して親機変更依頼を送信する（Ｓ３３）。

中継局１１は、親機変更依頼に応じ、ネットワーク１５内の端末装置１６に対してテスト信号を送信する（Ｓ３４）。中継局１１からの距離、リンク状況等に応じて、テスト信号を受信する端末装置１６の範囲は変わり得る。図４の例では、子機２０、１、２がテスト信号を受信し、中継局に対して、受信強度、蓄電池残量などの自機情報を送信する（Ｓ３５ａ、Ｓ３５ｂ、Ｓ３５ｃ）。

中継局１１は、受信した子機情報に基づいて親機候補を判定し（Ｓ３７）、候補の中から選択した子機２親機依頼を送信する（Ｓ３８）。また、選択した子機２のための蓄電池残量スレッショルド値を通知する（Ｓ３９）。子機２は、親機制御を開始し、自機の蓄電池残量を監視する（Ｓ４１）。

以下同様に、子機２の蓄電池残量が中継局から通知されたスレッショルド値を下回ったときに、子機から中継局１１に親機変更依頼が送信され、中継局１１で新たな親機が選択される。

この方法によると、親機に選択された端末装置１６が、中継局１１から通知されるスレッショルド値に基づいて自機の蓄電池残量を監視し、蓄電池残量に応じて親機が変更される。ネットワーク全体として端末装置１６の電池消費量が平滑化され、特定の親機の電池切れによるネットワークの切断が防止される。

なお、親機の変更契機としては、自機の蓄電池残量がスレッショルド値を下回るときのほか、親機となっている端末装置１６の通信が途絶えたとき、あるいは電波断の状態になった場合がある。その場合は、図３の通信開始時のシーケンスと同様に、最初に発信を希望する端末装置１６が暫定的に親機となって、親機設定依頼を中継局１１に送信し、図３の処理が行なわれる。

図５は、中継局１１で行われる親機候補判定処理（Ｓ１７、Ｓ３７）のフローチャートである。まず、ネットワーク１５内の端末装置１６からテスト信号に対する応答に基づいて、親機候補となるか否かを判断する（Ｓ５１）。応答には、送信元の端末装置１６の蓄電池残量、受信レベルなどの情報が含まれている。中継局１１は、テスト信号に対する応答を送信してきた端末装置１６すべてを親機候補と判断してもよいし、その中から蓄電池残量が一定レベル以上の端末装置１６を親機候補と判断してもよい。

次に、親機候補となった端末装置１６の中から、受信強度と蓄電池残量に基づいて親機を選択する（Ｓ５２）。受信強度と蓄電池残量のそれぞれに段階的な評価値（ポイント）を設定し、双方のポイントの和を判定値としてもよい。また、段階的な評価値のそれぞれに重み付けをしてもよい。たとえば、受信強度が強く蓄電池残量が少ない場合は、中継局１１の近傍、あるいは良好な電波環境下で、低い送信パワーで安定した通信を行えるが、親機として多量のデータを処理するには蓄電池残量が不十分と考えられる。この場合、蓄電池残量の評価値の重みを低くする。あるいは、受信強度が中程度で蓄電池残量が多い場合は、中継局１１との通信にある程度の送信電力を必要とするが、親機として多量のデータを処理し中継局１１に送信するに足りる蓄電池残量を備えている。この場合は、蓄電池残量の評価値の重みを高くする。受信強度と蓄電池残量のトータルの評価値が高いものを親機として選定する。

次に、選択した親機に設定するための蓄電池残量スレッショルド値を決定する（Ｓ５３）。スレッショルド値は、たとえば、中継局１１が有するスレッショルド値判定テーブルから決定される。

最後に、送信部に対して、選択した端末装置１６への親機依頼と蓄電池残量スレッショルド値の送信を指示する（Ｓ５４）。

図６は、中継局１１が有するスレッショルド値判定テーブル６７の一例を示す。蓄電池残量のスレッショルド値は、端末装置１６の受信強度と、蓄電池残量に相関付けられている。たとえば、蓄電池残量が同程度の場合、受信強度の大きい端末装置１６の蓄電池残量スレッショルド値は小さく設定されている。逆に、同程度の蓄電池残量で、受信強度の小さい端末装置１６の蓄電池残量スレッショルド値は大きな値に設定されている。端末装置１６でのテスト信号の受信強度が小さいということは、中継局１１から離れていることを意味し、端末装置１６が収集したデータを中継局１１に送信するのに大きなパワーを要する。この場合、早めに端末装置１６から親機変更依頼を送信させて、次の親機を再選択したほうが、ネットワーク全体の蓄電池残量が平滑化される。他方、受信強度の大きな端末装置１６は中継局１１の近傍に位置するか、電波環境が良好である。この場合、比較的小さいパワーでデータを中継局１１に送信することができ、端末装置１６の駆動電力を小さくすることができる。そこで、受信強度の高い端末装置１６の電池残量スレッショルド値を、受信強度の低い端末装置１６のスレッショルド値よりも小さく設定する。長期のスパンで見たときに、ＳＵＮ１５の全体の蓄電池残量が平滑化できる。

図６の例では、選定された親機の受信強度も蓄電池残量も大きい場合は、スレッショルド値を現在の蓄電池容量（残量）の１０％とする。選定された親機の受信強度は小さいが蓄電池残量が大きい場合は、スレッショルド値を現在の蓄電池容量（残量）の３０％とする。

図７は、実施形態で用いられる中継局１１の概略ブロック図である。中継局１１は、無線通信部６１と、ＭＯＤＥＭ６２と、親機選択処理部６６と、信号発生部６９を有する。親機選択処理部６６は、選定／変更依頼受付部６３と、親機候補判定部６４と、スレッショルド決定部６５を含む。親機候補判定部６４は、蓄電池残量判定部６８ａと、受信強度判定部６８ｂを含む。スレッショルド決定部６５は、図６に示す判定テーブル６７を有する。

中継局１１は、無線通信部６１で親機選定依頼（通信開始時）あるいは親機変更依頼（通信中）を受信すると、親機選択処理部６６による変更処理を開始する。選定／変更依頼受付部６３は、信号発生部６９にテスト信号の生成を指示する。生成されたテスト信号は、ＭＯＤＥＭ６２を介して無線通信処理部６１から送信される。

無線通信部６１がテスト信号に対する応答信号を受信すると、親機候補判定部６４は、応答信号から送信元の端末装置１６の識別情報や、蓄電池残量、受信強度などの端末情報を取り出す。親機候補判定部６４は、蓄電池残量判定部６８ａと受信強度判定部６８ｂの判定結果に基づいて、親機候補となるか否かを判断し、候補の中から新親機となる端末装置１６を選択する。親機が選択されると、スレッショルド決定部６５は判定テーブル６７を参照して、選択された端末装置１６の蓄電池スレッショルド値を決定する。上述した例では、選択された端末装置１６の受信強度と現在の蓄電池残量とに基づいて、蓄電池スレッショルドが決定される。

親機と蓄電池スレッショルド値が決定されると、親機選択処理部６６は、信号発生部６９に親機依頼通知の生成を指示する。親機依頼通知の中にスレッショルド値を含めてもよいし、別途、スレッショルド値通知信号を生成してもよい。

生成された親機依頼通知とスレッショルド値は、ＭＯＤＥＭ６２を介して、無線通信部６１から選択された端末装置１６に送信される。

図８は、端末装置１６の機能ブロック図である。端末装置１６は、無線通信部８１と、ＭＯＤＥＭ８２と、親機処理部８３と、テスト信号判定部８４と、信号生成処理部８５と、電池残量判定部８６と、電池残量監視・判定部８６と、スレッショルド設定部８７を有する。親機処理部８３、テスト信号判定部８４、信号生成処理部８５、電池残量判定部８６、電池残量監視・判定部８６、スレッショルド設定部８７を、マイクロプロセッサ９２で実現してもよい。

端末装置１６が子機として動作しているときは、無線通信部８１は任意のタイミングで中継局１１からテスト信号を受信する。テスト信号はＭＯＤＥＭ８２を介してテスト信号判定部８４に供給される。テスト信号判定部８４は、テスト信号が中継局１１からのテスト信号か否かを判断する。中継局１１からのテスト信号である場合は、その受信強度を測定し、測定結果を信号生成処理部８５に通知する。信号生成処理部８５は電池残量監視・判定部８６により検出された蓄電池残量を受け取る。信号生成処理部８５はテスト信号に対する応答信号を生成し、受信強度と蓄電池残量についての情報を応答信号に含める。応答信号は、ＭＯＤＥＭ８２を介して、無線通信部８１から送信される。

端末装置１６は、応答信号を送信してから一定の時間内に中継局１１から親機依頼通知を受信しない場合は、子機としての動作を継続する。端末装置１６が、一定時間内に中継局１１から親機依頼通知を受信した場合（すなわち端末装置１６が新たな親機に選択された場合）は、親機依頼通知は、無線通信部８１、ＭＯＤＥＭ８２を介して親機処理部８３に供給される。

親機処理部８３は、親機依頼通知にしたがって、親機としての処理を開始する。たとえば、通信範囲内にある子機から、累積的に収集されたデータを受信、集約し、集約したデータを中継局１１に送信する。親機としての処理の開始と同時に、あるいは前後して、親機処理部８３は、親機依頼通知に含まれている蓄電池スレッショルド値をスレッショルド設定部８７に設定し、設定されたスレッショルド値に基づいて自機の蓄電池残量を監視するよう電池残量監視・判定部８６に指示する。

電池残量監視・判定部８６は、自機の蓄電池残量が、スレッショルド設定部８７に設定されているスレッショルド値に適合するか否かを判断する。たとえば蓄電池残量がスレッショルド値を下回ったときに、スレッショルド値に適合しなくなったと判断し、信号生成処理部８５に、親機変更依頼の生成を指示する。信号生成処理部８５は、指示を受けて親機変更依頼を生成する。親機変更依頼は、ＭＯＤＥＭ８２を介して無線通信部８１から送信される。

電池残量監視・判定部８６は、蓄電池残量とスレッショルド値との比較に替えて、タイマー判定を行なってもよい。通知されたスレッショルド値と、現在の蓄電池残量と、過去の平均電池消費量とから、スレッショルド値を下回るまでの時間を算出し、その時間を計時する構成を採用してもよい。スレッショルド値判定とタイマー判定を併用してもよい。また、端末装置１６ではスレッショルド値判定を行い、中継局１１でタイマー判定を行うことにしてもよい。

図９は、端末装置１６のハードウェア構成図である。端末装置１６は、無線通信部（ＲＦ回路）８１、ＭＯＤＥＭ８２、メモリ９１、プロセッサ９２、電池９３、任意でタイマー９４を有し、これらはＣＰＵバスで相互に接続されている。プロセッサ９２は図８に示す機能ブロックの処理を実行する。

上述した構成と手法により、ネットワークに含まれる端末装置１６の全体の電力消費量が平滑化され、長期にわたるネットワークの動作の信頼性が向上する。

なお、上述した実施形態は適宜変形、変更が可能である。たとえば、親機選択の判断基準で、受信強度に替えてＳＮ比を用いてもよい。また、親機依頼通知を受信した端末装置と中継局との間でネゴシエーションを行う手続きを挿入してもよい。この場合は、親機選択の確実性が向上する。

また、上記の実施形態では、中継局１１と端末装置１６を区別して記載したが、端末装置１６のひとつを中継局１１として用いてもよい。

以上の説明に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
第１の無線通信装置と、複数の第２の無線通信装置を含む無線通信ネットワークシステムにおいて、
前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量に基づいて、前記複数の第２の無線通信装置の中から親機を選択し、前記親機に親機依頼通知と、前記親機のための蓄電池残量スレッショルド情報とを送信し、
前記親機に選択された第２の無線通信装置は、前記親機依頼通知に応じて親機として動作し、かつ前記蓄電池残量スレッショルド情報に基づいて当該第２の無線通信装置の蓄電池残量を監視し、前記蓄電池残量が前記蓄電池残量スレッショルド情報と適合しなくなったときに、前記第１の無線通信装置に対して親機変更依頼を送信する、
ことを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
（付記２）
前記第１の無線通信装置は、前記親機に選択された前記第２の無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記親機のための前記蓄電池残量スレッショルド情報を決定することを特徴とする付記１に記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記３）
前記第１の無線通信装置は、前記親機変更依頼を受信したときに、前記複数の第２の無線通信装置に対してテスト信号を送信し、
前記テスト信号を受信した前記第２の無線通信装置の各々から、前記テスト信号の受信品質情報と当該第２の無線通信装置の蓄電池残量とを含む応答信号を受信し、
前記応答信号の送信元である前記第２の無線通信装置の中から新たな親機を選択する、
ことを特徴とする付記１に記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記４）
前記第１の無線通信装置は、前記応答信号の送信元である前記第２の無線通信装置の中から、前記蓄電池残量が所定のレベル以上の前記第２の無線通信装置を、親機候補と判断する(S37)ことを特徴とする付記３に記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記５）
前記親機に選択された前記第２の無線通信装置は、その他の第２の無線通信装置からデータを収集して、前記第１の無線通信装置に前記データを送信することを特徴とする付記１に記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記６）
前記第１の無線通信装置は、通信路を備えた送電線に接続されていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記７）
前記第２の無線通信装置の各々は、エネルギー使用量を計測するメータを有することを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の無線通信ネットワークシステム。
（付記８）
複数の無線通信装置から、前記無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量とを受信する無線通信部と、
前記受信品質情報と蓄電池残量とに基づいて、前記複数の無線通信装置の中から親機を選択する親機選択処理部と、
前記選択した親機のための蓄電池残量スレッショルド値を決定するスレッショルド決定部と、
前記蓄電池残量スレッショルド値を含む親機依頼通知を生成する信号生成部と、
を有し、
前記無線通信部は、前記親機依頼通知を前記選択した親機に送信することを特徴とする無線通信局。
（付記９）
前記スレッショルド決定部は、前記親機に選択された前記無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記親機のための前記蓄電池残量スレッショルド値を決定することを特徴とする付記８に記載の無線通信局。
（付記１０）
前記信号生成部は、前記無線通信部が前記選択した親機から親機変更依頼を受信したときに、テスト信号を生成し、
前記無線通信部は、前記複数の無線通信装置に対して前記テスト信号を送信し、前記複数の無線通信装置の少なくとも一部から、前記テスト信号に対する応答信号を受信し、
前記親機選択処理部は、前記応答信号に含まれる送信元の無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記複数の無線通信装置の中から新たな親機を選択する、
ことを特徴とする付記８に記載の無線通信局。
（付記１１）
前記親機選択処理部は、前記応答信号の送信元である前記第１の無線通信装置の中から、前記蓄電池残量が所定のレベル以上の第１の無線通信装置を、親機候補と判断することを特徴とする付記１０に記載の無線通信局。
（付記１２）
前記無線通信装置は、通信路を備えた送電線に接続されることを特徴とする付記８〜１１のいずれかに記載の無線通信局。
（付記１３）
電池と、
無線通信局から親機依頼通知と電池残量スレッショルド値を受信する無線通信部と、
前記親機依頼通知に応じて、親機として他の無線通信装置からデータを収集する親機処理部と、
前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値に適合するか否かを判断する電池残量判定部と、
前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値と適合しなくなった場合に親機変更依頼を生成する信号生成処理部と、
を有し、前記無線通信部は、前記親機変更依頼を前記無線通信局に送信する、
ことを特徴とする無線通信装置。
（付記１４）
前記無線通信部で前記無線通信局からテスト信号を受信したときに、前記テスト信号の受信品質を判定するテスト信号判定部、
をさらに有し、
前記信号生成処理部は、前記受信品質と、前記電池残量判定部により検出された前記電池の残量とを含む応答信号を生成し、
前記無線通信部は、前記応答信号を前記無線通信局に送信する、
ことを特徴とする付記１３に記載の無線通信装置。
（付記１５）
タイマー、
をさらに有し、
前記電池残量判定部は、前記電池残量スレッショルド値と、前記電池の残量と、過去の平均電池消費量とから、前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値と適合しなくなるまでの時間を算出し、
前記タイマーは、前記時間を計時する、
ことを特徴とする付記１３に記載の無線通信装置。
（付記１６）
第１の無線通信装置と複数の第２の無線通信装置を含む無線通信ネットワークシステムにおける電池消費平滑化方法であって、
前記第１の無線通信装置で、前記第２の無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量に基づいて、前記複数の第２の無線通信装置の中から親機を選択し、
前記第１の無線通信装置から、前記親機に対して、親機依頼通知と、前記親機のための蓄電池残量スレッショルド情報とを送信し、
前記親機に選択された前記第２の無線通信装置で、前記親機依頼通知に応じて親機として動作し、かつ前記蓄電池残量スレッショルド情報に基づいて当該第２の無線通信装置の蓄電池残量を監視し、
前記親機に選択された前記第２の無線通信装置は、前記蓄電池残量が前記蓄電池残量スレッショルド情報と適合しなくなったときに、前記第１の無線通信装置に対して親機変更依頼を送信する、
ことを特徴とする電池消費平滑化方法。

１１ 中継局（第１の無線通信装置、無線通信局）
１５ 無線通信ネットワーク（ＳＵＮ）
１６ 端末装置（第２の無線通信装置）
１９ 通信可能な送電網
６４ 親機候補判定部
６５ スレッショルド決定部
６６ 親機選択処理部
６７ 判定テーブル
６９ 信号発生部
８３ 親機処理部
８４ テスト信号判定部
８５ 信号生成処理部
８６ 電池残量監視・判定部
１０１ 無線通信ネットワークシステム

Claims (10)

1. 第１の無線通信装置と、複数の第２の無線通信装置を含む無線通信ネットワークシステムにおいて、
   前記第１の無線通信装置は、前記第２の無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量に基づいて、前記複数の第２の無線通信装置の中から親機を選択し、前記親機に親機依頼通知と、前記親機のための蓄電池残量スレッショルド情報とを送信し、
   前記親機に選択された第２の無線通信装置は、前記親機依頼通知に応じて親機として動作し、かつ前記蓄電池残量スレッショルド情報に基づいて当該第２の無線通信装置の蓄電池残量を監視し、前記蓄電池残量が前記蓄電池残量スレッショルド情報と適合しなくなったときに、前記第１の無線通信装置に対して親機変更依頼を送信する、
   ことを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
2. 前記第１の無線通信装置は、前記親機に選択された前記第２の無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記親機のための前記蓄電池残量スレッショルド情報を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
3. 前記第１の無線通信装置は、前記親機変更依頼を受信したときに、前記複数の第２の無線通信装置に対してテスト信号を送信し、
   前記テスト信号を受信した前記第２の無線通信装置の各々から、前記テスト信号の受信品質情報と当該第２の無線通信装置の蓄電池残量とを含む応答信号を受信し、
   前記応答信号の送信元である前記第２の無線通信装置の中から新たな親機を選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
4. 複数の無線通信装置から、前記無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量とを受信する無線通信部と、
   前記受信品質情報と蓄電池残量とに基づいて、前記複数の無線通信装置の中から親機を選択する親機選択処理部と、
   前記選択した親機のための蓄電池残量スレッショルド値を決定するスレッショルド決定部と、
   前記蓄電池残量スレッショルド値を含む親機依頼通知を生成する信号生成部と、
   を有し、
   前記無線通信部は、前記親機依頼通知を前記選択した親機に送信することを特徴とする無線通信局。
5. 前記スレッショルド決定部は、前記親機に選択された前記無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記親機のための前記蓄電池残量スレッショルド値を決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信局。
6. 前記信号生成部は、前記無線通信部が前記選択した親機から親機変更依頼を受信したときに、テスト信号を生成し、
   前記無線通信部は、前記複数の無線通信装置に対して前記テスト信号を送信し、前記複数の無線通信装置の少なくとも一部から、前記テスト信号に対する応答信号を受信し、
   前記親機選択処理部は、前記応答信号に含まれる送信元の無線通信装置の前記受信品質情報と前記蓄電池残量とに基づいて、前記複数の無線通信装置の中から新たな親機を選択する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信局。
7. 電池と、
   無線通信局から親機依頼通知と電池残量スレッショルド値を受信する無線通信部と、
   前記親機依頼通知に応じて、親機として他の無線通信装置からデータを収集する親機処理部と、
   前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値に適合するか否かを判断する電池残量判定部と、
   前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値と適合しなくなった場合に親機変更依頼を生成する信号生成処理部と、
   を有し、前記無線通信部は、前記親機変更依頼を前記無線通信局に送信する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
8. 前記無線通信部で前記無線通信局からテスト信号を受信したときに、前記テスト信号の受信品質を判定するテスト信号判定部、
   をさらに有し、
   前記信号生成処理部は、前記受信品質と、前記電池残量判定部により検出された前記電池の残量とを含む応答信号を生成し、
   前記無線通信部は、前記応答信号を前記無線通信局に送信する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. タイマー、
   をさらに有し、
   前記電池残量判定部は、前記電池残量スレッショルド値と、前記電池の残量と、過去の平均電池消費量とから、前記電池の残量が前記電池残量スレッショルド値と適合しなくなるまでの時間を算出し、
   前記タイマーは、前記時間を計時する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
10. 第１の無線通信装置と複数の第２の無線通信装置を含む無線通信ネットワークシステムにおける電池消費平滑化方法であって、
    前記第１の無線通信装置で、前記第２の無線通信装置の受信品質情報と蓄電池残量に基づいて、前記複数の第２の無線通信装置の中から親機を選択し、
    前記第１の無線通信装置から、前記親機に対して、親機依頼通知と、前記親機のための蓄電池残量スレッショルド情報とを送信し、
    前記親機に選択された前記第２の無線通信装置で、前記親機依頼通知に応じて親機として動作し、かつ前記蓄電池残量スレッショルド情報に基づいて当該第２の無線通信装置の蓄電池残量を監視し、
    前記親機に選択された前記第２の無線通信装置は、前記蓄電池残量が前記蓄電池残量スレッショルド情報と適合しなくなったときに、前記第１の無線通信装置に対して親機変更依頼を送信する、
    ことを特徴とする電池消費平滑化方法。

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