JP6355040B2 - 通信システムおよび通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般には通信システムおよび通信装置に関し、より詳細には、マルチホップ通信を行う通信システム、およびそれに用いる通信装置に関する。

従来、通信システムとしてマルチホップ通信を行うシステムが知られている。マルチホップ通信は、通信ネットワーク上に存在する通信装置間で通信する際に、情報を伝送しようとする通信装置間で通信を直接行うことができない場合、他の通信装置を中継器として通信の中継に用いることにより通信を可能にする。このようなマルチホップ通信は、とくに通信ネットワークの一つである無線ネットワークにおいて用いられる。

また近年、たとえば自動遠隔検針システムのように、複数台の親機を所定範囲毎に設置し、各親機が周辺に存在する複数の子機との間で通信を行う通信システムがある。この種の通信システムにおいても、親機（親端末）と子機（子端末）との間の通信にマルチホップ通信を用いた通信ネットワークを構築することが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この親機および子機を用いた通信ネットワークでは、所定範囲毎に設けた親機が、周辺の複数の子機の各々から、直接的、または他の子機を中継器として用いて間接的に、所定の情報を取得する。すなわち、１台の親機と、この親機が所定情報を取得する複数台の子機とによって、マルチホップ通信による通信セルが形成され、この通信セルが複数設けられることで通信ネットワークが構築されている。

ところで、上述の親機および子機を用いた通信ネットワークでは、所定の周波数帯域内に設けられた複数のチャネル（無線チャンネル）から、いずれかのチャネルを択一的に選択してパケットの伝送が行われる。そのため、近接した通信セル同士で、互いに同じチャネルを用いて通信を行うと、パケットが互いに干渉して通信品質が低下する恐れがある。

そこで、特許文献１に記載の発明は、１台の親機と複数台の子機の各々とが同一のチャネル（通信チャネル）を用いてマルチホップ通信する通信セルを構築したマルチホップ通信システムにおいて、以下の構成を採用している。

まず、第１の通信セルに属する子機は、第１の通信セルで使用している通信チャネルが、第２の通信セルでも使用されていることを検知すると、第１の通信セルに属する親機に検知情報を送信する。そして、第１の通信セルの親機は、検知情報に基づいて、第１の通信セルと第２の通信セルとの通信における干渉の度合いを導出し、干渉の度合いが閾値を超えると、第１の通信セルで使用する通信チャネルを他のチャネルに切り替える。

特開２０１２−７０３７０号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、同一の通信セルに属する親機および複数台の子機が通信に使用する通信チャネルは共通であって、複数台の子機のうち一部の子機のみが異なるチャネルを使用することはできない。そのため、子機が通信セル外（親機や子機以外）の外部装置との通信機能を有している場合、子機は、通信セル外の通信に用いるチャネルに合わせて、通信セル内の通信に用いるチャネルを自由に変更することができない。したがって、子機は、通信セル外の通信と通信セル内の通信とで別々のチャネルが設定される場合があり、通信セル内の通信用のモジュールと通信セル外の通信用のモジュールとの共用化を図ることが困難である。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、複数台の子機のうちの一部の子機において通信セル外の通信に用いるチャネルに合わせて通信セル内の通信に用いるチャネルを変更可能な通信システム、およびそれに用いる通信装置に関する。

本発明の通信システムは、１台の親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、前記複数台の子機のうちの一部の子機は前記複数台の子機のうちの他の少なくとも１台の子機を中継器として前記親機との間で前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されており、前記親機は、周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意の第１チャネルを用いて、前記パケットの送信および受信を行うように構成されており、前記複数台の子機のうちの任意の第１の子機は、前記マルチホップ通信を行う第１の通信部と、前記複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置との通信を行う第２の通信部と、前記第１の通信部での前記パケットの受信に用いる受信チャネル、および前記第１の通信部での前記パケットの送信に用いる送信チャネルを設定する設定部とを有し、前記第１の子機は、前記受信チャネルと前記送信チャネルとの両方を前記第１チャネルに設定した状態で、前記副チャネルとして前記第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、前記設定部にて前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替え、且つ、前記第２チャネルの情報を前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されており、前記複数台の子機のうち前記第１の子機からブロードキャスト送信された前記第２チャネルの情報を受信した第２の子機は、前記第１の子機への前記パケットの送信に用いる送信チャネルとして前記第２チャネルを用いるように構成されていることを特徴とする。

この通信システムにおいて、前記第１の子機は、前記第２チャネルの情報を含むハローパケットを前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信することにより、前記第２チャネルの情報をブロードキャスト送信するように構成されていることが望ましい。

この通信システムにおいて、前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は、前記第１チャネルと前記第２チャネルとをそれぞれ用いて、前記パケットをブロードキャスト送信するように構成されていることがより望ましい。

また、この通信システムにおいて、前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は複数台あって、前記複数台の第２の子機のうち、前記第１の子機から前記親機までの通信ルートにおいて、前記第１の子機の１つ上位に位置する第２の子機のみが、前記第１チャネルと前記第２チャネルとをそれぞれ用いて、前記パケットをブロードキャスト送信するように構成されていることが望ましい。

この通信システムにおいて、前記複数台の子機のうち、前記親機までの通信ルートに前記中継器として前記第１の子機を含む第３の子機は、前記第１の子機が前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替えた場合、前記第１の子機を含まない前記親機までの通信ルートを再構築するように構成されていることがより望ましい。

また、この通信システムにおいて、前記複数台の子機のうち、前記親機までの通信ルートに前記中継器として前記第１の子機を含む第４の子機は、前記第１の子機が前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替えた場合、前記第１の子機を含む通信ルートが選択され難くなるように、前記第１の子機を含む通信ルートの通信品質レベルに重み付けを行うように構成されていることが望ましい。

この通信システムにおいて、前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は、受信した前記第２チャネルの情報を少なくとも１つ含む候補チャネル群を記憶する記憶部と、前記候補チャネル群に含まれるチャネルを通知する通知部とを有することが望ましい。

本発明の通信装置は、周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意のチャネルを用い、少なくとも１台の子機を中継器として、あるいは直接的に、親機との間でパケットを伝送する第１の通信部と、前記複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置との通信を行う第２の通信部と、前記第１の通信部での前記パケットの受信に用いる受信チャネル、および前記第１の通信部での前記パケットの送信に用いる送信チャネルを設定する設定部とを有し、前記受信チャネルと前記送信チャネルとの両方を前記複数のチャネルのうちの任意の第１チャネルに設定した状態で、前記副チャネルとして前記第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、前記設定部にて前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替え、且つ、前記第２チャネルの情報を前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されており、他の子機からブロードキャスト送信された前記第２チャネルの情報を受信した場合、前記他の子機への前記パケットの送信に用いる送信チャネルとして前記第２チャネルを用いるように構成されていることを特徴とする。

本発明は、第１の子機が、受信チャネルと送信チャネルとの両方を第１チャネルに設定した状態で、副チャネルとして第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、設定部にて受信チャネルを前記第２チャネルに切り替える。さらに、第１の子機は、第２チャネルの情報を第１の通信部から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するので、複数台の子機のうちの一部の子機において通信セル外の通信に用いるチャネルに合わせて通信セル内の通信に用いるチャネルを変更可能である。

実施形態１の通信システムの概略図である。 実施形態１の通信装置の概略構成を示すブロック図である。 実施形態１のハローパケットのフォーマットを示す説明図である。 実施形態１の通信シーケンスを示す説明図である。 実施形態１の通信シーケンスを示す説明図である。 実施形態１の通信シーケンスを示す説明図である。

（実施形態１）
本実施形態に係る通信システムは、図１に示すように、１台の親機１１と、親機１１との間でパケットを伝送する複数台の子機２１，２２，…とを備えている。以下、複数台の子機２１，２２，…の各々をとくに区別しない場合には「子機２」という。

複数台の子機２１，２２，…のうちの一部の子機２は複数台の子機２１，２２，…のうちの他の少なくとも１台の子機２を中継器として、親機１１との間でパケットを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されている。

親機１１は、周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意の第１チャネルを用いて、パケットの送信および受信を行うように構成されている。

複数台の子機２１，２２，…のうちの任意の子機（図１の例では子機２３）２である第１の子機２は、図２に示すように、第１の通信部２０１と、第２の通信部２０２と、設定部２０３とを有している。

第１の通信部２０１は、マルチホップ通信を行う。第２の通信部２０２は、複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置３（図１参照）との通信を行う。設定部２０３は、第１の通信部２０１でのパケットの受信に用いる受信チャネル、および第１の通信部２０１でのパケットの送信に用いる送信チャネルを設定する。

第１の子機２は、受信チャネルと送信チャネルとの両方を第１チャネルに設定した状態で、副チャネルとして第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、設定部２０３にて受信チャネルを第２チャネルに切り替える。さらに、第１の子機２は、受信チャネルを第２チャネルに切り替えたときに、第２チャネルの情報を第１の通信部２０１から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されている。

すなわち、本実施形態に係る通信システムにおいては、親機１１と共にマルチホップ通信の通信セルを構築する複数台の子機２１，２２，…のうちの任意の第１の子機２は、通信セル外（親機１１や子機２以外）の外部装置３との通信機能を有している。ここで、第１の子機２は、マルチホップ通信における受信チャネルと送信チャネルとの両方を第１チャネルに設定した状態で、外部装置３との通信用の副チャネルとして第１チャネルとは異なる第２チャネルを指定される場合がある。この場合に、第１の子機２は、マルチホップ通信の受信チャネルを第２チャネルに切り替え、且つ、第１チャネルを用いて第２チャネルの情報をブロードキャスト送信する。

したがって、第１の子機２は、受信チャネルが第２チャネルに変更された場合、第２チャネルの情報を送信することで、第１の子機２と直接通信する子機２あるいは親機１１に第１の子機２の変更後の受信チャネル（第２チャネル）を通知できる。その結果、本実施形態に係る通信システムは、複数台の子機２１，２２，…のうち一部の子機２のみが異なるチャネルを使用してマルチホップ通信を行うことができる。

要するに、複数台の子機２１，２２，…のうちの一部の子機２において、通信セル外の通信に用いるチャネルに合わせて通信セル内の通信に用いるチャネルを変更可能である。これにより、通信セル外の通信と通信セル内の通信とで同一のチャネルを設定することができ、通信セル内の通信用のモジュールと通信セル外の通信用のモジュールとの共用化を図ることができる。

また、本実施形態に係る通信装置は、上述した第１の子機２であって、上述のように第１の通信部２０１と、第２の通信部２０２と、設定部２０３とを有している。

第１の通信部２０１は、周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意のチャネルを用い、少なくとも１台の子機２を中継器として、あるいは直接的に、親機１１との間でパケットを伝送する。第２の通信部２０２は、複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置３（図１参照）との通信を行う。設定部２０３は、第１の通信部２０１でのパケットの受信に用いる受信チャネル、および第１の通信部２０１でのパケットの送信に用いる送信チャネルを設定する。

この通信装置は、受信チャネルと送信チャネルとの両方を複数のチャネルのうちの第１チャネルに設定した状態で、副チャネルとして第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、設定部２０３にて受信チャネルを第２チャネルに切り替える。さらに、この通信装置は、受信チャネルを第２チャネルに切り替えたときに、第２チャネルの情報を第１の通信部２０１から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されている。

以下、本実施形態に係る通信システム、およびそれに用いる通信装置（第１の子機２）について詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

図１は、本実施形態の通信システムが構成する無線ネットワークの概略図である。この無線ネットワークは、複数の住宅４１，４２，…で構成される住宅群で用いられる。このような住宅群は、所定範囲毎（たとえば、半径５００ｍ毎）に構成される。住宅群内には、親機１１としての１台の通信装置が設置され、複数の住宅４１，４２，…の各々には、子機２としての通信装置がそれぞれ設置される。ここで、住宅４１には子機２１が、住宅４２には子機２２が、住宅４３には子機２３が、住宅４４には子機２４が、住宅４５には子機２５が、住宅４６には子機２６が、それぞれ設置されている。なお、以下では、複数の住宅４１，４２，…の各々をとくに区別しない場合には「住宅４」という。

そして、子機２は、各住宅４に関する所定の情報を、１台の親機１１に宛てて、電波を伝送媒体として用いた無線通信により送信する機能を有する。親機１１は、各住宅４に関する所定情報を複数の子機２から無線で取得し、取得した所定情報を、図示しない上位の管理装置へ光ファイバ回線等を用いて送信する機能を有する。たとえば、親機１１は、各住宅４における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を、子機２から取得することによって、遠隔検針システムを構成できる。

この場合、子機２は、たとえばスマートメータのように、住宅４での電力使用量を計測する計測機能を持ったメータ装置に用いられる。つまり、メータ装置は、電力使用量等を計測する計測モジュール（図示せず）と、子機２とを１つの筐体内に備え、計測モジュールの計測結果（検針情報）を、親機１１であるコンセントレータに子機２から送信する。

このように、本実施形態では供給事業者から電力、ガス、水等の資源の供給を受ける需要家（customer’s facility）に設置された通信装置を子機２として用いる通信システムを例示する。資源の供給を受ける需要家は戸建住宅に限らず、たとえば集合住宅の各住戸、店舗、工場、オフィスなどであってもよい。また、親機１１が、予め設定された所定の情報を子機２との間で伝送することによって、通信システムは、各住宅４内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各住宅４内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。

この通信システムでは、親機１１および子機２は、マルチホップ通信により無線信号を互いに送信あるいは受信している。すなわち、本実施形態では、親機１１と各子機２との間で直接的または間接的に通信が行われ、親機１１と直接通信できない子機２は、通信可能な距離にある他の子機２がパケットを中継する中継器として機能することで、親機１１との間で通信を行う。

また、この通信システムでは、１台の親機１１と、この親機１１へ所定の情報を直接的または間接的に送信する複数台の子機２１，２２，…とによって、住宅群毎に無線ネットワークである通信セルが構築されている。

親機１１は、互いに周波数の異なる複数のチャネルから択一的に選択したチャネルを、同一の通信セルに属する全ての通信装置（親機１１および子機２）が基本的に使用する主チャネルとする。すなわち、第１の通信セルに属する親機１１は、パケットの送信に用いる送信チャネル、およびパケットの受信に用いる受信チャネルを、第１の通信セルの主チャネルに設定する。同様に、第１の通信セルに属する複数台の子機２１，２２，…の各々は、パケットの送信に用いる送信チャネル、およびパケットの受信に用いる受信チャネルを、第１の通信セルの主チャネルに設定する。

つまり、同一の通信セルに属する親機１１および複数台の子機２１，２２，…は、基本的に、１つの主チャネルを使用してパケットの伝送（マルチホップ通信）を行う。本実施形態では、親機１１および子機２が使用可能なチャネルとして、互いに周波数の異なる複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮ（Ｎは整数）が設定されていると仮定する。したがって、主チャネルは、これら複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮの中から選択されたいずれか１つのチャネルである。

図２は、本実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。図２では、複数台の２１，２２，…のうちの任意の１台の子機２である第１の子機２を、通信装置の例とする。

また、本実施形態では、同一の通信セルに属する複数台の子機２１，２２，…の全てに、同一の構成の通信装置が用いられている。さらに、本実施形態では、親機１１についても、子機２と同一の構成の通信装置が用いられている。この通信装置は、ジャンパースイッチや切替スイッチ等の設定手段を用いて、「親機」に設定されることで親機１１として機能し、また「子機」に設定されることで子機２として機能する。

通信装置（第１の子機２）は、図２に示すように、第１の通信部２０１および第２の通信部２０２を含む通信ブロック２１０と、設定部２０３および記憶部２３０を含む制御ブロック２２０とを備えている。第１の子機２は、本実施形態では上述したようにスマートメータなどのメータ装置に用いられるため、計測モジュールから検針情報を取得するためのインタフェース（図示せず）をさらに備えている。

通信ブロック２１０は、通信セル内の親機１１や子機２との通信機能（第１の通信部２０１）と、通信セル外の外部装置３との通信機能（第２の通信部２０２）とを有している。第１の通信部２０１は、基本的には、上述したように同一の通信セルで共通の主チャネルを使用してパケットの伝送（送信および受信）を行う。一方、第２の通信部２０２は、副チャネルを使用して外部装置３との間で通信を行う。

主チャネルおよび副チャネルは、複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮの中から選択されるチャネルであって、同一のチャネルであってもよいし異なるチャネルであってもよい。ただし、本実施形態では、主チャネルとして選択された第１チャネルと、副チャネルとして選択された第２チャネルとが異なる場合、第１の通信部２０１は、パケットの受信に使用するチャネルを副チャネルとしてのチャネル（第２チャネル）に変更する。

そのため、本実施形態では、通信ブロック２１０は、第１の通信部２０１によるパケットの受信と第２の通信部２０２による通信とで同一のチャネルを用いることになる。そこで、本実施形態では、通信ブロック２１０は、ワンチップ化された１つの通信モジュールを、第１の通信部２０１および第２の通信部２０２として共用している。

通信ブロック２１０で用いられるチャネルの設定方法については後で詳しく説明する。

ここで、外部装置３は、たとえば住宅４に設けられたＨＥＭＳ（Home Energy Management System）のコントローラや表示装置などである。コントローラは、住宅４に設けられている各種の家電機器や設備機器を制御する。このような外部装置３は、住宅群を構成する複数の住宅４１，４２，…のうちの少なくとも一部の住宅４に設けられている。そして、第１の子機２は、同一の住宅４に設置された外部装置３との通信を行い、外部装置３と共に宅内ネットワークを構築する。

一方、制御ブロック２２０は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成としており、記憶部２３０に記憶されているプログラムを実行することにより、設定部２０３、その他の機能を実現する。プログラムは、通信装置の工場出荷時に予め記憶部２３０に記憶されていてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。

記憶部２３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性のメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）などの書換え可能な不揮発性のメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性のメモリからなる。そして記憶部２３０は、通信ルートや直接通信可能な隣接ノード（親機１１または子機２）に関する各情報を記憶するテーブル領域２３１を備えている。さらに記憶部２３０は、通信ブロック２１０で用いるチャネルに関する情報を記憶するチャネル領域２３２を備えている。

本実施形態では、親機１１、複数台の子機２１，２２，…の各々に、ユニークなノードＩＤが割り付けられ、各通信装置の記憶部２３０には、各々に割り付けられたノードＩＤも格納されている。本実施形態では、親機１１にはノードＩＤとして「Ｍ１」が予め割り付けられている。また、複数台の子機２１，２２，２３，…の各々には、後述する通信ルートが構築された場合に、親機１１によってノードＩＤとして「Ｔ１」，「Ｔ２」，「Ｔ３」，…が割り付けられる。

また、通信装置の各々には、シリアル番号（製造番号）やＭＡＣアドレス等の装置ＩＤが予め割り付けられており、記憶部２３０には、この装置ＩＤが予め格納されている。そして、通信装置が送信または受信するパケットは、この装置ＩＤが付加されることによって通信制御がなされる。

親機１１および複数台の子機２１，２２，…の各々のテーブル領域２３１には、表１に示すような第１のテーブル（隣接ノード管理テーブル）が格納される。また、親機１１のテーブル領域２３１には、表２に示すような第２のテーブル（通信ルートテーブル）が格納される。子機２のテーブル領域２３１には、表３に示すような第３のテーブル（通信ルートテーブル）が格納される。

第１のテーブルは、隣接ノードに関する情報（隣接ノード情報）をテーブル形式で記憶している。ここでいう隣接ノードは、一の通信装置に着目したときに、他の通信装置によって中継されることなく、該一の通信装置と直接通信できる通信装置である。具体的には、第１のテーブルは、表１に示すように「隣接ノードＩＤ」、「種別」、「受信リンク通信品質」、「送信リンク通信品質」、「リンク通信品質」、「チャネル情報」の各フィールドが設けられている。

一の通信装置に着目すると、着目する通信装置の第１のテーブルにおいて、「隣接ノードＩＤ」は、隣接ノードに割り付けられたノードＩＤである。「種別」は、隣接ノードの種類、つまり隣接ノードが親機１１であるか子機２であるかを示す（親機１１→「親」、子機２→「子」）。「受信リンク通信品質」は、隣接ノードから着目する通信装置への通信リンクの通信品質を示す。「送信リンク通信品質」は、着目する通信装置から隣接ノードへの通信リンクの通信品質を示す。「リンク通信品質」は、隣接ノードと着目する通信装置との間の通信リンクにおける通信品質を示す。

直接通信可能な２台の通信装置間の通信リンクにおける通信品質（リンク通信品質）としては、たとえば通信品質値ＳＱが用いられる。通信品質値ＳＱは、直接通信可能な２台の通信装置間の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が大きいほど小さくなる、１０段階や２０段階等の整数値で表される。すなわち、通信品質値ＳＱは、その値が小さいほど、通信パケットの減衰が小さく通信状態がよいことを表す。

そして、通信パケットを受信する場所におけるノイズレベルが異なることから、通信リンクにおける双方向の通信品質は互いに異なり、通信リンクにおける双方向の通信品質は、「受信リンク通信品質」と「送信リンク通信品質」とで表される。「受信リンク通信品質」は、直接通信可能な２台の通信装置間のリンクにおいて、着目する通信装置が隣接ノードから通信パケットを受信したときの通信品質値ＳＱである。「送信リンク通信品質」は、直接通信可能な２台の通信装置間のリンクにおいて、着目する通信装置が隣接ノードへ通信パケットを送信したときの、隣接ノードでの通信パケットを受信したときの通信品質値ＳＱである。

第１のテーブルにおいても、通信装置における「受信リンク通信品質」および「送信リンク通信品質」の各フィールドが設けられている。２台の通信装置間で通信を行った場合に通信の確実性（信頼性）を保証する観点から、「受信リンク通信品質」と「送信通信品質」とのうち通信状態の悪い方（通信品質値ＳＱが大きい方）が、２台の通信装置間の「リンク通信品質」として採用される。

そして、親機１１と子機２との間における通信ルートの通信品質の評価である後述の「ルート通信品質」は、親機１１と子機２との間の通信ルートを構成する各通信リンクの「リンク通信品質」の和が採用される。

なお、上述の通信品質値ＳＱは、受信信号強度と関連付けられたが、受信信号強度に代えて、ＳＮ比、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）、ビットエラーレート、パケットエラーレート等の他の要素と関連付けて算出してもよい。

さらに、第１のテーブルにおいて、「チャネル情報」は、隣接ノードが用いる後述の第２チャネルの情報を示す。

次に、親機１１と子機２との間における通信ルートは、１乃至複数の通信リンクによって形成されている。親機１１が保持する第２のテーブル（表２参照）は、同一の通信セルに属する親機１１−子機２間における通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を、テーブル形式で記憶している。具体的には、第２のテーブルは、表２に示すように「ノードＩＤ」、「ルート通信品質」、「ホップ数」、ホップ先としての「第１ホップ」，「第２ホップ」，…「第ｎホップ」の各フィールドが設けられている。

親機１１が保持する第２のテーブルにおいて、「ノードＩＤ」は、通信ルートが構築された配下の子機２、つまり親機１１と同一の通信セルに属する子機２に割り付けられたノードＩＤである。「ルート通信品質」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された子機２までの通信ルートにおける通信品質を示す。「ホップ数」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された子機２までの通信ルートにおけるホップ数を示す。ホップ先としての「第１ホップ」，「第２ホップ」，…「第ｎホップ」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された子機２までの通信ルートにおいて、各ホップにおける送信先の通信装置のノードＩＤを示す。

次に、子機２が保持する第３のテーブル（表３参照）は、同一の通信セルに属する子機２−親機１１間の通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を、テーブル形式で記憶している。具体的に、第３のテーブルは、表３に示すように「ノードＩＤ」、「ルート通信品質」、「ホップ数」、ホップ先としての「第１ホップ」，「第２ホップ」，「第３ホップ」の各フィールドが設けられている。

一の子機２に着目すると、着目する子機２の第３のテーブルにおいて、「ノードＩＤ」は、この子機２と通信可能な親機１１に割り付けられたノードＩＤである。「ルート通信品質」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された親機１１までの通信ルートにおける通信品質を示す。「ホップ数」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された親機１１までの通信ルートにおけるホップ数を示す。ホップ先としての「第１ホップ」，「第２ホップ」，「第３ホップ」は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された親機１１までの通信ルートにおいて、各ホップにおける送信先の通信装置のノードＩＤを示す。

なお、上述した第２のテーブルおよび第３のテーブルにおいて、「ホップ数」は、着目する通信装置（親機１１または子機２）から通信先までの通信ルートに含まれる通信装置の台数である。たとえば、子機２２が子機２１を介して親機１１と通信を行う通信ルートの場合、子機２２のホップ数は「２」となる。ホップ先としては、着目する通信装置（親機１１または子機２）から通信先に至るまでに経由する通信装置のノードＩＤが経由順に登録され、最後は、「ノードＩＤ」フィールドに登録された通信装置のノードＩＤが登録される。

制御ブロック２２０は、第１〜第３のテーブルを用いて、子機２と親機１１との間の通信ルートを直接的または間接的に構築する処理である通信ルート構築処理を実行する。また、制御ブロック２２０は、第１の通信部２０１でのパケットの送信に用いる送信チャネル、および第１の通信部２０１でのパケットの受信に用いる受信チャネルを設定・変更する処理であるチャネル設定処理を、設定部２０３にて実行する。

次に、本実施形態に係る通信システムにおける通信ルートの構築処理（通信ルート構築処理）について説明する。

まず、通信装置が起動されると、各通信装置の制御ブロック２２０は、ハローパケット（Hello Packet）を送信すべく計時を開始する。制御ブロック２２０は、タイムアップすると、ハローパケットの送信タイミングであると判断して、ハローパケットを無線ネットワークにブロードキャスト送信する。

ハローパケットは、ハローパケットの送信元となる通信装置が、他の通信装置に対してハローパケットの送信元の通信装置の生存を報知する通信パケットである。図３は、ハローパケットのフォーマットを示している。ハローパケットは、「送信元ＩＤ部」と、「送信先ＩＤ部」と、「セルＩＤ部」と、「オペレーションコード部」と、「種別部」と、「通信ルート部」と、「チャネル通知部」とを備えて構成される。

ハローパケットの「送信元ＩＤ部」は、ハローパケットを送信した通信装置のノードＩＤが収容される。「送信先ＩＤ部」は、ハローパケットの送信先となる通信装置のノードＩＤが収容され、ハローパケットの場合は、ブロードキャスト（同報通信）のコード「ＢＣ」が収容される。「セルＩＤ部」は、ハローパケットを送信した通信装置が属する通信セルに割り当てられたセルＩＤが収容される。本実施形態では、親機１１のノードＩＤを、当該親機１１が属する通信セルのセルＩＤ部として用いている。「オペレーションコード部」は、ハローパケットのコードが収容される。「種別部」は、ハローパケットを送信した通信装置が親機１１と子機２とのいずれであるかを識別するための情報が収容される。「チャネル通知部」は、後述の第２チャネルの情報が収容される。

さらに、ハローパケットの送信元が子機２である場合、ハローパケットの「通信ルート部」は、ハローパケットの送信元である子機２から親機１１までの通信ルートを表す通信ルート情報、およびこの通信ルートの通信品質を表すルート品質情報が収容される。通信ルート情報は、子機２から親機１１までの通信ルートにおいて経由する通信装置のノードＩＤが順に並べられることによって表される。ルート品質情報は、通信ルート内のリンク通信品質の和（以下、「ルート通信品質」という）で表される。

たとえば、子機２２が子機２１を介して親機１１との間で通信ルートを構築し、そのルート通信品質が「１７」であると仮定する。この場合、子機２２が送信するハローパケットの「通信ルート部」には、「Ｔ２→Ｔ１→Ｍ１；１７」が収容される。この通信ルートのホップ数は「２」になる。

また、ハローパケットの送信元が親機１１である場合、ハローパケットの「通信ルート部」は、「ｎｕｌｌ」（または空データ）となり、ホップ数「０」、ルート通信品質「０」に相当する。

なお、ハローパケットは、無線ネットワークの通信トラフィックを抑制するために、通信装置が親機１１に設定されている場合、および通信装置が、親機１１までの通信ルートが構築されている子機２である場合に、各通信装置から送信される。そして、このハローパケットの送信処理は、起動後、一定時間間隔で行われる。

また親機１１までの通信ルートが構築されていない子機２は、このハローパケットを受信して、ハローパケットの「通信ルート部」などに基づいて親機１１までのルート通信品質を求め、ルート通信品質が最もよい親機１１までの通信ルートを構築する。なお、親機１１−子機２間の通信ルートを構築する方法については、既知の技術であるので詳細な説明は省略する。

以下に、本実施形態に係る通信システムにおける第１の通信部２０１の送信チャネルおよび受信チャネルの設定処理（チャネル設定処理）について説明する。

まず、親機１１におけるチャネル設定処理について説明する。親機１１は、起動されると、複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮのうち任意の第１チャネルを、パケットの送信用の送信チャネル、およびパケットの受信用の受信チャネルとして設定する。このとき設定される親機１１の送信チャネルおよび受信チャネルが、通信セル内での通信に基本的に用いられる主チャネルとなる。

なお、親機１１は、複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮの各々について通信環境を検出し、通信環境が最も良好なチャネルを主チャネルに選択してもよく、あるいは複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮからランダムに主チャネルを選択してもよい。

ここで、親機１１の周囲に配置された子機２は、親機１１から主チャネル（第１チャネル）を用いて送信されたハローパケットを受信した場合、この親機１１との間で通信ルートを構築する。さらに、親機１１からのハローパケットを受信した子機２が送信したハローパケットを受信した他の子機２も、この親機１１との間で通信ルートを構築する。

これにより、複数台の子機２１，２２，…は、送信チャネルおよび受信チャネルを親機１１と同じ第１チャネルに設定し、親機１１との間で第１チャネルを用いて直接的・間接的に通信を行う。しかして、この親機１１と複数台の子機２１，２２，…とを含む通信セルが形成され、同一の通信セルに属する親機１１および複数台の子機２１，２２，…は、基本的に、主チャネルである第１チャネルを用いてパケットの送信、受信を行う。なお、子機２は、親機１１に付与されたノードＩＤを、セルＩＤとして記憶部２３０に記憶する。

図１の例では、親機１１−子機２１−子機２２−子機２３−子機２４の経路で通信ルートが構築されている。さらに、親機１１−子機２１−子機２２−子機２５の経路、親機１１−子機２１−子機２２−子機２６の経路でも通信ルートが構築されている。これらの通信ルートを構成する各通信リンク間では、主チャネルとして設定された第１チャネルを用いて、パケットの伝送が行われる。なお、図１の例では、子機２１〜２６以外の子機２も、親機１１との間に図示しない通信ルートを構築しており、主チャネルである第１チャネルを用いてパケットの伝送を行っている。

次に、複数台の２１，２２，…のうちの任意の１台の子機２である第１の子機２が、第１の通信部２０１の送信チャネルおよび受信チャネルを第１チャネル（主チャネル）に設定した状態から、受信チャネルを変更する動作について説明する。以下では、図１において、住宅４３に設けられている子機２３が第１の子機２である場合を例に説明する。

ここでは、第１の子機２３は、第２の通信部２０２において外部装置３との通信に用いる副チャネルとして、通信セルで共通の主チャネルである第１チャネルとは異なる第２チャネルが設定されると仮定する。副チャネルは、上述したように複数のチャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…，ＣｈＮの中から選択されるチャネルであって、たとえば外部装置３のユーザが任意に選択する。第１の子機２３は、副チャネルとしての第２チャネルを、外部装置３からの通知や、ユーザの操作入力によって指定する。つまり、第１の子機２３は、外部から指定されるチャネル（第２チャネル）を、副チャネルとして第２の通信部２０２での外部装置３との通信に用いる。

第１の子機２３は、副チャネルとして、第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、設定部２０３にて、第１の通信部２０１の受信チャネルを第１チャネルから第２チャネルに切り替える。つまり、第１の子機２３は、基本的には、第１の通信部２０１の送信チャネルおよび受信チャネルが主チャネルである第１チャネルに設定されているが、副チャネルとして第２チャネル（≠第１チャネル）が設定されると、受信チャネルを第２チャネルに変更する。第１の子機２３は、第１の通信部２０１でのパケットの送信に用いる送信チャネルとしては、主チャネルである第１チャネルを継続して用いる。

すなわち、第１の子機２３は、主チャネルである第１チャネルとは異なる第２チャネルが副チャネルに指定されたことをトリガにして、送信チャネルを第１チャネルのまま、受信チャネルのみを第２チャネルに切り替える。以降、第１の子機２３は、第１チャネルを用いてパケットを送信し、第２チャネルを用いてパケットを受信する。

さらに、第１の子機２３は、上述のように受信チャネルを第２チャネルに切り替えたときに、第２チャネルの情報を第１の通信部２０１から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信する。

ここで、第１の子機２３は、一定時間間隔でハローパケットを送信するように構成されている。そこで、本実施形態では、第１の子機２３は、第２チャネルの情報を含むハローパケットを、第１の通信部２０１から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信することにより、第２チャネルの情報をブロードキャスト送信する。つまり、第１の子機２３は、ハローパケットの「チャネル通知部」（図３参照）に第２チャネルの情報を格納し、ハローパケットをブロードキャスト送信する。

なお、第１の子機２３は、副チャネルとして主チャネルと同一のチャネル（第１チャネル）が指定された場合には、第１の通信部２０１の送信チャネルおよび受信チャネルとして、主チャネルを継続して用いることになる。

一方、複数台の子機２１，２２，…のうち第１の子機２３からの上記のハローパケットを受信した第２の子機２は、第１の子機２３へのパケットの送信に用いる送信チャネルとして第２チャネルを用いるように構成されている。ここでは、第２の子機２は、第１の子機２３の隣接ノードとなる子機２２，２４，２５，２６である。つまり、第２の子機２は、「チャネル通知部」に第２チャネルの情報が格納されたハローパケットを第１の子機２３から受信すると、第１のテーブルにおいて、第１の子機２３に対応する「チャネル情報」のフィールドに第２チャネルの情報を格納する。すなわち、第１の子機２３の隣接ノードである第２の子機２は、第１の子機２３からのハローパケットによって、受信チャネルに主チャネル（第１チャネル）ではなく第２チャネルを用いている第１の子機２３の存在を認識することができる。ただし、第１の子機２３からのハローパケットを受信する第２の子機２は、複数台の子機２１，２２，…のうちの１台のみであってもよい。

そして、第２の子機２である子機２２，２４は、隣接ノードである第１の子機２３に対してパケットをユニキャスト送信（中継を含む）する場合、第１の子機２３へのパケットの送信に用いる送信チャネルとして第２チャネルを用いるように構成されている。つまり、第２の子機２は、第１の子機２３へパケットを送信する際、第１のテーブル上で第１の子機２３に対応する「チャネル情報」を参照し、「チャネル情報」に格納されている第２チャネルを送信チャネルとして使用する。ここで、第２の子機２は、送信するパケット（中継するパケットを含む）に設定された送信先ノードＩＤおよび通信ルートの各情報に基づいて、パケットの送信種別（ブロードキャスト送信、ユニキャスト送信等）、送信先を判別することができる。

また、第１の子機２３からハローパケットを受信した第２の子機（子機２２，２４，２５，２６）２は、ブロードキャスト送信（フラッディング送信を含む）を行う場合、第１チャネルと第２チャネルとをそれぞれ用いて、パケットをブロードキャスト送信する。つまり、第２の子機２は、パケットをブロードキャスト送信する際、第１のテーブル上で第１の子機２３に対応する「チャネル情報」を参照し、主チャネルである第１チャネルだけでなく、第２チャネルも用いてブロードキャスト送信を行う。具体的には、子機２２，２４，２５，２６は、ハローパケット等のパケットをブロードキャスト送信する場合、主チャネルである第１チャネルを送信チャネルとしてパケット送信した後、第２チャネルを送信チャネルとしてもパケット送信する。なお、このパケット送信における第１チャネルと第２チャネルとの使用順序は、逆であってもよい。

したがって、第１の子機２３は、第２の子機２が送信するハローパケット等のルーティングパケットや、ブロードキャスト送信されるアプリケーション層パケット、あるいはユニキャスト送信される各パケットを、第２チャネルを用いて受信できる。

また、第１の子機２３からハローパケットを受信した第２の子機２が複数台ある場合、複数台の第２の子機２のうちの１台のみが、第１チャネルと第２チャネルとをそれぞれ用いて、パケットをブロードキャスト送信してもよい。すなわち、複数台の第２の子機２のうち、第１の子機２３から親機１１までの通信ルートにおいて、第１の子機２３の１つ上位に位置する第２の子機２のみが、第１チャネルと第２チャネルとをそれぞれ用いて、ブロードキャスト送信してもよい。

本実施形態では、第２の子機２である子機２２，２４，２５，２６のうち、子機２２は、親機１１−第１の子機２３間の通信ルートにおいて、第１の子機２３の１つ上位（親機１１に近い側）に位置している。そこで、第１の子機２３の隣接ノードのうち、子機２２のみが、第１チャネルと第２チャネルとの両方をブロードキャスト送信に用いることになる。要するに、パケットをブロードキャスト送信する場合、子機２２のみが、第１チャネルを送信チャネルとしてパケット送信した後、第２チャネルを送信チャネルとしてパケット送信する。

以下、本実施形態に係る通信システムの動作例を、図４〜６を参照して説明する。以下では、主チャネルとして用いられる第１チャネルが「Ｃｈ１」、副チャネルとして用いられる第２チャネルが「Ｃｈ３」である場合を例示する。

図４は、親機１１から第１の子機２３へのユニキャスト送信時の通信シーケンスを示す。

親機１１は、住宅４における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を第１の子機２３から取得する場合、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて、第１の子機２３を送信先とする要求パケットをユニキャスト送信する（Ｓ１）。子機２１は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて要求パケットを中継処理する（Ｓ２）。

次に、第２の子機２である子機２２は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて要求パケットを受信し、第２チャネルＣｈ３を用いて第１の子機２３へユニキャスト送信する（Ｓ３）、中継処理を行う。第１の子機２３は、第２チャネルＣｈ３を用いて、第２の子機２である子機２２で中継処理された要求パケットを受信する。

そして、第１の子機２３は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて、住宅４における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を含む応答パケットを、親機１１を送信先としてユニキャスト送信する（Ｓ４）。子機２２は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて応答パケットを中継処理する（Ｓ５）。子機２１も、第１チャネルＣｈ１を用いて応答パケットを中継処理する（Ｓ６）。親機１１は、子機２１から中継された応答パケットを、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて受信する。

図５は、親機１１、子機２１，２２，２３の間で発生するハローパケットの通信シーケンスを示す。

親機１１は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてハローパケットをブロードキャスト送信する（Ｓ１１）。子機２１は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてハローパケットをブロードキャスト送信する（Ｓ１２）。第１の子機２３は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてハローパケットをブロードキャスト送信する（Ｓ１３）。

一方、第２の子機２である子機２２は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて、ハローパケットをブロードキャスト送信し（Ｓ１４）、さらに、第２チャネルＣｈ３を用いて、ハローパケットをブロードキャスト送信する（Ｓ１５）。

そして、親機１１、子機２１，２２は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて、それぞれの隣接ノードからハローパケットを受信する。第１の子機２３は、第２チャネルＣｈ３を用いて、隣接ノードである子機２２からハローパケットを受信する。

図６は、親機１１によるデータパケットのフラッディング送信の通信シーケンスを示す。

親機１１は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いて、データパケットをフラッディング送信する（Ｓ２１）。子機２１は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてデータパケットを受信し、第１チャネルＣｈ１を用いてデータパケットをフラッディング送信する（Ｓ２２）。

第２の子機２である子機２２は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてデータパケットを受信する。そして、子機２２は、第１チャネルＣｈ１を用いてデータパケットをフラッディング送信し（Ｓ２３）、さらに、第２チャネルＣｈ３を用いてデータパケットをフラッディング送信する（Ｓ２４）。この場合に、第１の子機２３は、第２チャネルＣｈ３を用いてデータパケットを受信し、子機２５，２６は、主チャネルである第１チャネルＣｈ１を用いてデータパケットを受信する。

以上説明した本実施形態の構成によれば、第１の子機２は、外部装置３との通信用の副チャネルとして第１チャネルとは異なる第２チャネルを指定されると、受信チャネルを第２チャネルに切り替え、且つ、第２チャネルの情報をブロードキャスト送信する。すなわち、第１の子機２は、マルチホップ通信に使用中の第１チャネル以外の第２チャネルが副チャネルに指定されると、受信チャネルのみを変更し、変更後の受信チャネル（第２チャネル）を隣接ノードに通知する。

これにより、本実施形態の通信システムは、通信セル全体で基本的に使用される主チャネルとして第１チャネルを変更することなく、複数台の子機２１，２２，…のうち一部の子機２のみが局所的に第２チャネルを用いてマルチホップ通信を行うことができる。したがって、複数台の子機２１，２２，…のうちの一部の子機２において、通信セル外の通信（外部装置３との通信）に用いるチャネルに合わせて通信セル内の通信に用いるチャネルを変更可能になる。その結果、通信セル外の通信と通信セル内の通信とで同一のチャネルを設定することができ、通信セル内の通信用のモジュールと通信セル外の通信用のモジュールとの共用化を図ることが可能になる。

なお、参考例として、第１の通信部２０１と第２の通信部２０２とを共用する構成において主チャネルと副チャネルとが異なる場合、第１の子機２３が、主チャネルと副チャネルとを切り替えてチャネルスキャンし、パケット受信を行うことも考えられる。ただし、この構成では、パケットのプリアンブル部が長くなる等、本実施形態の構成に比べ、伝送効率の悪化が懸念される。

また、本実施形態のように、第１の子機２は、第２チャネルの情報を含むハローパケットを第１の通信部２０１から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信することにより、第２チャネルの情報をブロードキャスト送信することが好ましい。この場合、複数台の子機２１，２２，…のうち第１の子機２からのハローパケットを受信した第２の子機２は、第１の子機２へのパケットの送信に用いる送信チャネルとして第２チャネルを用いることが好ましい。

この構成によれば、第２の子機２は、第１の子機２から第２チャネルの情報をハローパケットに含めて受信することで、第１の子機２へのパケット送信時には第２チャネルを用いることができる。これにより、第２の子機２から第１の子機２へのパケットの伝送が可能である。

また、この場合、本実施形態のように、ハローパケットを受信した第２の子機２は、第１チャネルと第２チャネルとをそれぞれ用いて、パケットをブロードキャスト送信するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、第２の子機２は、宛先が第１の子機２であるか否かに関わらず、パケットをブロードキャスト送信するだけで、第１の子機２においては第２チャネルを用いて第２の子機２からのパケットを受信可能となる。

あるいは、複数台の第２の子機２のうち、第１の子機２から親機１１までの通信ルートにおいて、第１の子機２の１つ上位に位置する第２の子機２のみが、第１チャネルと第２チャネルとをそれぞれ用いて、パケットをブロードキャスト送信する構成でもよい。この構成によれば、第２チャネルを用いてブロードキャスト送信する子機２の台数を最小限に抑えることができ、不要なブロードキャストパケットの発生を抑制できる。

ところで、本実施形態の変形例として、第１の子機２が受信チャネルを第２チャネルに切り替えたことを通信ルートの構築に反映させる構成とすることも考えられる。

第１の変形例としては、複数台の子機２１，２２，…のうち、親機１１までの通信ルートに中継器として第１の子機２を含む第３の子機２は、以下のようにして親機１１までの通信ルートを再構築する。すなわち、第３の子機２は、第１の子機２が受信チャネルを第２チャネルに切り替えた場合、第１の子機２を含まない親機１１までの通信ルートを再構築するように構成されている。

たとえば図１の例では、子機２４は、親機１１との間に構築した通信ルート上に第１の子機２３を中継器として含む、第３の子機２である。したがって、図１における親機１１−子機２４間の通信ルートでは、主チャネルである第１チャネルと第２チャネルとの両方を用いており、通信効率が低下する可能性がある。つまり、第３の子機２４は、第１の子機２３を介してマルチホップ通信を行う場合、受信時に用いる第１チャネルと送信時に用いる第２チャネルとを切り替える必要があるため、処理オーバーヘッドの増加により、通信効率が低下してしまう。

そこで、第３の子機２４は、第１の子機２３を含まない新たな通信ルート（たとえば親機１１−子機２１−子機２２−子機２５−子機２４の経路）を親機１１との間に構築する。新たな通信ルートでは、親機１１−子機２４間の通信において、親機１１および子機２１，２２，２５，２４の全てが、主チャネルである第１チャネルのみを用いてパケットを伝送できるので、第１の子機２３による通信効率の低下を回避できる。

また、第２の変形例としては、複数台の子機２１，２２，…のうち、親機１１までの通信ルートに中継器として第１の子機２を含む第４の子機２は、以下のようにして親機１１までの通信ルートを再構築する。すなわち、第４の子機２は、第１の子機２を含む通信ルートが選択され難くなるように、第１の子機２を含む通信ルートの通信品質レベルに重み付けを行うように構成されている。

具体的には、第４の子機２である子機２４は、たとえば表３に示す第３のテーブルにおいて、第１の子機２３を含む通信ルートのルート通信品質（通信品質値ＳＱ）を増加させる。また、第４の子機２である子機２４は、第３のテーブルにおいて、第１の子機２３を含む通信ルートのホップ数を増加させてもよい。この増加幅は予め決められた固定値でもよく、または通信ルートに含まれる第１の子機２の台数が多いほど、増加幅を大きくしてもよい。

このように、第４の子機２４は、第１の子機２３を含む通信ルートの通信品質レベルに重み付けを行うことによって、第１の子機２３を含む現在の通信ルートと、主チャネルのみを用いる他の通信ルートとの比較をすることができる。したがって、第４の子機２４は、通信品質レベルが大幅に低下する他の通信ルートを選択しにくくなり、通信品質と通信効率との両方を考慮して、より良好な通信ルートを選択できる。

さらに、第３の変形例として、ハローパケットを受信した第２の子機２は、受信した第２チャネルの情報を少なくとも１つ含む候補チャネル群を記憶する記憶部２３０と、候補チャネル群に含まれるチャネルを通知する通知部とを有することが好ましい。ここでは、第２の子機２は、図２に示した子機（第１の子機）２と同じ構成を採用しており、設定部２０３が通知部として機能すると仮定する。

つまり、第２の子機２は、「チャネル通知部」に第２チャネルの情報が格納されたハローパケットを第１の子機２から受信すると、第２チャネルの情報を候補チャネル群に含めるようにして記憶部２３０に格納する。本変形例では、第２の子機２は、第１のテーブルにおいて、第１の子機２に対応する「チャネル情報」のフィールドに第２チャネルの情報を格納するので、第１のテーブルの「チャネル情報」に格納されたチャネルが候補チャネル群を構成する。候補チャネル群は複数のチャネルを含んでいてもよい。

そして、第２の子機２は、候補チャネル群に含まれるチャネル（以下、「候補チャネル」という）の情報を、通知部（設定部２０３）より外部に通知する。ここで、候補チャネルの情報の通知先は、第２の子機２において副チャネルとして用いるチャネルを指定する主体であることが好ましい。たとえば、第２の子機２が副チャネルとして用いるチャネルを、外部装置３からの通知によって指定する場合には外部装置３が、ユーザの操作入力によって指定する場合にはユーザが、それぞれ候補チャネルの通知先となる。なお、通知部は、通知先が外部装置３であれば外部装置３で受信可能な信号により通知可能であり、通知先がユーザであれば表示等により通知可能である。

これにより、候補チャネルの通知を受けた外部装置３あるいはユーザは、第２の子機２の副チャネルを決める際に、候補チャネルを優先的に用いることが可能になる。ここで、候補チャネルは、第２の子機２が第１の子機２から通知された第２チャネルと同じチャネルである。したがって、外部装置３あるいはユーザが候補チャネルを第２の子機２の副チャネルとして指定し、第２の子機２が受信チャネルを候補チャネルに切り替えることで、第１の子機２と第２の子機２とで受信チャネルを揃えることができる。その結果、１つの通信セル内で使用するチャネルを極力統一することができる。通信装置（親機１１または子機２）がブロードキャスト送信を行う場合、通信セル内で使用されているチャネル数の分だけ送信を行う必要があるが、通信セル内で使用するチャネルを極力統一することでブロードキャスト送信の回数が抑制されるという効果がある。

なお、親機１１−子機２間、並びに子機２−外部装置３間の通信方式は、本実施形態では電波を伝送媒体に用いた無線通信方式である場合を例示したが、この例に限らず、たとえば電力線搬送通信など有線通信方式であってもよい。

（実施形態２）
本実施形態に係る通信システムは、複数台の子機２１，２２，…のうち、第１の子機２から第２チャネルの情報を受信した第５の子機２が、受信した第２チャネルの情報を少なくとも１つ含む候補チャネル群を記憶する記憶部と、第３の通信部とを有している。第３の通信部は、マルチホップ通信を行う。

ここでは、第５の子機２は、図２に示した子機（第１の子機）２と同じ構成を採用しており、制御ブロック２２０における記憶部２３０が候補チャネル群を記憶する記憶部となり、第１の通信部２０１が第３の通信部となる。

第５の子機２は、第３の通信部（第１の通信部２０１）でのパケットの受信に用いる受信チャネルを第１チャネルに設定した状態で、通信干渉の度合いが閾値を超えると、以下の処理を行う。つまり、第５の子機２は、この場合に、第３の通信部での受信チャネルを候補チャネル群に含まれる１つのチャネルである第３チャネルに切り替え、且つ、第３チャネルの情報を第３の通信部から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信する。

以下では、図１の例において、第１の子機２が子機２３で、第５の子機２が子機２４であると仮定する。

すなわち、第５の子機２である子機２４は、妨害信号を受信すると、この妨害信号による通信干渉の度合いを導出する。ここでいう妨害信号とは、他の通信セルに属する通信装置（親機または子機）が送信したパケット、その他の無線通信システムから発せられたパケット、電気機器から発せられたノイズ等である。

子機２４は、たとえば単位時間に対して妨害信号が発生している時間の割合を、通信干渉の度合い（干渉レベル）として導出する。単位時間当たりにおける妨害信号の発生時間が長ければ、干渉レベルは高く、単位時間当たりにおける妨害信号の発生時間が短ければ、干渉レベルは低い。また、通信干渉の度合いを導出する際、子機２４は妨害信号の強度を考慮してもよい。

子機２４は、上述のようにして求めた通信干渉の度合い（干渉レベル）が予め決められた閾値以下であれば、第３の通信部（第１の通信部２０１）の送信チャネルおよび受信チャネルとして主チャネルである第１チャネルを継続して用いる。一方、子機２４は、通信干渉の度合い（干渉レベル）が閾値を超えると、第３の通信部（第１の通信部２０１）の受信チャネルを、主チャネルである第１チャネルとは異なる第３チャネルに切り替える。また、子機２４は、送信チャネルとしては、主チャネルである第１チャネルを継続して用いる。

要するに、妨害信号の通信干渉が大きいと判断した子機２４は、送信チャネルとして、主チャネルを継続して用いながら、受信チャネルのみを第３のチャネルに切り替える。

ここで、第５の子機２である子機２４は、第１の子機２３から受信した第２チャネルの情報を候補チャネル群として記憶部２３０に貯めており、候補チャネル群に含まれる１つのチャネルを第３チャネルとして採用する。つまり、第３チャネルは、第１の子機２３から通知された第２チャネルと同じチャネルである。

さらに、第５の子機２４は、上述のように受信チャネルを第３チャネルに切り替えたときに、第３チャネルの情報を第３の通信部（第１の通信部２０１）から第１チャネルを用いてブロードキャスト送信する。

ここで、第５の子機２４は、一定時間間隔でハローパケットを送信するように構成されている。そこで、本実施形態では、第５の子機２４は、第３チャネルの情報を含むハローパケットを、第１チャネルを用いてブロードキャスト送信することにより、第３チャネルの情報をブロードキャスト送信する。

一方、複数台の子機２１，２２，…のうち第５の子機２４からの上記のハローパケットを受信した第６の子機２は、第５の子機２４へのパケットの送信に用いる送信チャネルとして第３チャネルを用いるように構成されている。詳しい説明は省略するが、この構成は、第１の子機２からのハローパケットを受けた第２の子機２が第１の子機２へのパケットの送信に第２チャネルを用いる構成と同様である。

以上説明した本実施形態の構成によれば、主チャネルを変更することなく、通信障害が発生する可能性がある子機２の受信チャネルのみを変更することで、通信セル内の各子機２における通信干渉を抑制することができる。しかも、第３チャネルは、第５の子機２が第１の子機２から通知された第２チャネルと同じチャネルである。したがって、第５の子機２が受信チャネルを第３チャネルに切り替えることで、第１の子機２と第５の子機２とで受信チャネルを揃えることができ、１つの通信セル内で使用するチャネルを極力統一することができる。通信装置（親機１１または子機２）がブロードキャスト送信を行う場合、通信セル内で使用されているチャネル数の分だけ送信を行う必要があるが、通信セル内で使用するチャネルを極力統一することでブロードキャスト送信の回数が抑制されるという効果がある。

また、候補チャネル群は複数の候補チャネルを含んでいてもよい。この場合に、第５の子機２は、複数の候補チャネルのうち、第２チャネルの情報として受信した回数が最も多い候補チャネルを第３チャネルとして用いるように構成されていることが好ましい。すなわち、第５の子機２は、隣接ノードである複数台の第１の子機２から第２チャネルの情報を受信すると、その中で最も多くの第１の子機２に使用されている第２チャネルを第３チャネルとして選択する。

この構成によれば、第５の子機２が受信チャネルを第３チャネルに切り替えることで、第５の子機２は、受信チャネルを、通信セル内での第１の子機２の受信チャネルとしての使用率が高いチャネルに揃えることができる。したがって、第５の子機２は、通信セル内の通信干渉を抑制しつつ、１つの通信セル内で使用するチャネルを極力統一することができる。これにより、ブロードキャスト送信の回数を抑制できる。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１１ 親機
２，２１，２２，２３，２４，２５，２６ 子機
２０１ 第１の通信部（第３の通信部）
２０２ 第２の通信部
２０３ 設定部（通知部）
２３０ 記憶部
３ 外部装置

Claims (8)

1. １台の親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、
   前記複数台の子機のうちの一部の子機は前記複数台の子機のうちの他の少なくとも１台の子機を中継器として前記親機との間で前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行うように構成されており、
   前記親機は、周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意の第１チャネルを用いて、前記パケットの送信および受信を行うように構成されており、
   前記複数台の子機のうちの任意の第１の子機は、
   前記マルチホップ通信を行う第１の通信部と、
   前記複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置との通信を行う第２の通信部と、
   前記第１の通信部での前記パケットの受信に用いる受信チャネル、および前記第１の通信部での前記パケットの送信に用いる送信チャネルを設定する設定部とを有し、
   前記第１の子機は、
   前記受信チャネルと前記送信チャネルとの両方を前記第１チャネルに設定した状態で、前記副チャネルとして前記第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、前記設定部にて前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替え、且つ、前記第２チャネルの情報を前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されており、
   前記複数台の子機のうち前記第１の子機からブロードキャスト送信された前記第２チャネルの情報を受信した第２の子機は、前記第１の子機への前記パケットの送信に用いる送信チャネルとして前記第２チャネルを用いるように構成されている
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記第１の子機は、前記第２チャネルの情報を含むハローパケットを前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信することにより、前記第２チャネルの情報をブロードキャスト送信するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は、前記第１チャネルと前記第２チャネルとをそれぞれ用いて、前記パケットをブロードキャスト送信するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は複数台あって、
   前記複数台の第２の子機のうち、前記第１の子機から前記親機までの通信ルートにおいて、前記第１の子機の１つ上位に位置する第２の子機のみが、前記第１チャネルと前記第２チャネルとをそれぞれ用いて、前記パケットをブロードキャスト送信するように構成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
5. 前記複数台の子機のうち、前記親機までの通信ルートに前記中継器として前記第１の子機を含む第３の子機は、前記第１の子機が前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替えた場合、前記第１の子機を含まない前記親機までの通信ルートを再構築するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記複数台の子機のうち、前記親機までの通信ルートに前記中継器として前記第１の子機を含む第４の子機は、前記第１の子機が前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替えた場合、前記第１の子機を含む通信ルートが選択され難くなるように、前記第１の子機
   を含む通信ルートの通信品質レベルに重み付けを行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
7. 前記ハローパケットを受信した前記第２の子機は、
   受信した前記第２チャネルの情報を少なくとも１つ含む候補チャネル群を記憶する記憶部と、
   前記候補チャネル群に含まれるチャネルを通知する通知部とを有する
   ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
8. 周波数の異なる複数のチャネルのうちの任意のチャネルを用い、少なくとも１台の子機を中継器として、あるいは直接的に、親機との間でパケットを伝送する第１の通信部と、
   前記複数のチャネルのうちのいずれかを副チャネルとして用いて外部装置との通信を行う第２の通信部と、
   前記第１の通信部での前記パケットの受信に用いる受信チャネル、および前記第１の通信部での前記パケットの送信に用いる送信チャネルを設定する設定部とを有し、
   前記受信チャネルと前記送信チャネルとの両方を前記複数のチャネルのうちの任意の第１チャネルに設定した状態で、前記副チャネルとして前記第１チャネルとは異なる第２チャネルが指定されると、前記設定部にて前記受信チャネルを前記第２チャネルに切り替え、且つ、前記第２チャネルの情報を前記第１の通信部から前記第１チャネルを用いてブロードキャスト送信するように構成されており、
   他の子機からブロードキャスト送信された前記第２チャネルの情報を受信した場合、前記他の子機への前記パケットの送信に用いる送信チャネルとして前記第２チャネルを用いるように構成されている
   ことを特徴とする通信装置。

Images