JP6477884B2 - 通信システム、通信装置及び通信経路制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信装置及び通信経路監視方法に関し、特に、複数の通信装置を含む通信経路を経由して通信を行う通信システム、通信装置及び通信経路制御方法に関する。

複数の通信装置が中継する通信経路を経由して基地局のエリア外の通信装置と基地局とが通信を行う通信システムが実用化されている。

関連する技術としては、例えば特許文献１に、トラヒックの方路を切替えるスイッチ部を具備する複数の通信装置と、これらの複数の通信装置間を接続する伝送リンクとを有する通信ネットワークシステムが開示されている。始点通信装置は、運用パスと異なる複数の迂回パスの情報を予め保持する。運用パスに障害が発生したときに迂回パスを計算し切替え可能かつ最も優先度の高い迂回パスを選択する。選択した迂回パスの経路に沿って複数の通信装置のうち該当する通信装置を設定することにより障害を回復する。

また特許文献２に、回線の設定の起点となる伝送装置と終点となる伝送装置の間に複数の経路を準備し、現用回線から予備回線へ切り替え可能な通信システムが開示されている。通信システムは、自装置を経路の起点とするときの経路の終点となる装置との間の現用回線の経路に対する予備回線の経路を設定する。通信システムは、設定した予備回線の経路上に位置する回線の中継点としての装置を他の中継点とする他の現用回線あるいはその予備回線の経路の状況を検査し、特定の端末に報告する。

また特許文献３に、複数の光伝送ノードから構成され現用光パスに対して複数の予備光パスを設定可能な光伝送システムが開示されている。光伝送ノードは、複数の予備光パスについて、経由する光伝送ノードの情報を示す経路情報と、現用光パスに障害が発生したときに優先的に切り替える切替え優先順位とが設定された予備光パス切替え管理テーブルを備えている。光伝送システムは、複数の予備光パスの正常性を確認し、確認結果に基づいて、予備光パスの切替え優先順位を決定する。

国際公開ＷＯ２００９／１１９５７１号 特開２０１１−１３０１７２号公報 特開２０１３−２４３５５９号公報

上述の特許文献１に記載されている通信ネットワークシステムは、運用パスに障害が発生したときに迂回パスを計算し切替え可能かつ最も優先度の高い迂回パスを選択する。特許文献１に記載の構成は、現用パスに異常が発生したときに、新たな迂回パスが計算され、事前に迂回パスの死活監視をおこなうものではない。

特許文献２に記載されている通信システムは、予め予備回線の経路が設定され、現用回線あるいはその予備回線の経路の状況をタイマで設定された時刻の到来によって検査する。また特許文献３に記載されている光伝送システムは、複数の予備光パスの正常性を定周期で確認する。特許文献２及び３に記載されている構成では、新たな予備回線や予備光パスが設定されたとき、それまでに含まれていなかった通信装置が予備回線や予備光パスに含まれる可能性があり、その予備回線や予備光パスが必要となる。

本発明は、死活監視の回数を削減し通信装置における電力消費を削減できる通信装置、通信システム及び通信経路制御方法を提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、子局と、子局と通信する基地局と、子局と基地局の通信を中継する中継局とを有し、基地局は、中継局から構成される主系及び副系の経路を定義する経路定義部と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する副系定義テーブルとを有する。

本発明の通信装置は、他の通信装置と中継局を経由して通信する通信装置であって、中継局から構成される主系及び副系の通信経路を設定する通信経路定義部と、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する副系定義テーブルとを有する。

本発明の通信経路制御方法は、子局と、子局と通信する基地局と、子局と基地局の通信を中継する中継局とを有する通信システムの通信経路制御方法であって、中継局から構成される主系及び副系の経路を定義し、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局を、副系を構成する中継局から定義する。

本発明によれば、死活監視の回数を削減し通信装置における電力消費を削減できる。

図１は、第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図２は、図１の親局、基地局、中継局及び子局の構成を示すブロック図である。 図３は、図２の装置シリアル値テーブルの一例を示す図である。 図４は、図２の経路定義テーブルの一例を示す図である。 図５は、図２の装置状態管理テーブルの一例を示す図である。 図６は、図２の副系定義テーブルの一例を示す図である。 図７は、副系定義テーブルに定義された副系の中継局の配置を示す図である。 図８は、基地局、中継局及び子局の間で送受信されるパケットの構成の一例を示す図である。 図９は、経路情報の構築の動作を示すフローチャートである。 図１０は、運用時の動作を示すフローチャートである。 図１１は、図１の基地局１２−１から中継局１３−１へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。 図１２は、図１の中継局１３−１から中継局１３−２へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。 図１３は、図１の子局１４−１から中継局１３−３へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。 図１４は、図１の中継局１３−１から基地局１２−１へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。 図１５は、基地局の運用終了時の動作を示すフローチャートである。 図１６は、基地局の経路再構築の動作を示すフローチャートである。 図１７は、経路再構築によって更新された経路定義テーブルの例を示す図である。 図１８は、基地局による死活監視の動作を示すフローチャートである。配置の例を示す図である。 図１９は、中継局の配置の変形例を示す図である。 図２０は、中継局の配置の他の変形例を示す図である。

図１は、第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の通信システム１は、基地局が管理する１以上の子局と通信する通信システムである。また基地局１２−１、１２−２がネットワークを介して親局１１と通信する。本実施形態の通信システム１は、中継局１３−１から１３−１２が中継する通信経路を経由して、例えば基地局１２−１の通信可能範囲外の子局１４−１、１４−２と基地局１２−１とが通信を行う。

また図１に示すように子局１４−１と基地局１２−１とが通信を行う経路Ａとして、中継局１３−１、１３−２、１３−３を経由する経路を経路Ａの主系として定義するともに、主系と異なる中継局１３−４、１３−５、１３−６を経由する経路を経路Ａの副系として定義する。同様に、子局１４−２と基地局１２−１とが通信を行う経路Ｂとして、図１に示すように中継局１３−７、１３−８、１３−９を経由する経路を経路Ｂの主系として定義するとともに、主系と異なる中継局１３−１０、１３−１１、１３−１２を経由する経路を経路Ｂの副系として定義する。

なお以下の説明において特にどの基地局か特定しない場合、基地局１２−１、１２−２を基地局１２という。同様に特にどの中継局か特定しない場合、中継局１３−１から１３−１２を中継局１３という。特にどの子局か特定しない場合、子局１４−１、１４−２を子局１４という。

また以下の説明において特定の目的、例えば災害予測のため多数設置されたセンサ等からデータを取得するため通信システム１内の各装置間で通信することを運用という。災害とは、例えば、土砂災害である。なお、気象観測や気象予測のためにセンサ等が多数設置されたシステムであってもよい。子局１４は、例えば、災害予測システムに利用されるセンサが接続された無線通信機である。例えば親局１１から指示に基づいて運用が開始又は終了されるとしてよい。なお運用されていない時間でも例えば死活監視等のため通信システム１内の各装置は他の装置と通信可能である。

本実施形態の通信システム１は、運用中に主系で異常が発生した場合、副系に経路を切り替えて通信を継続する。また異常発生時、主系の経路から副系の経路に切り替えた際に、副系にも異常があって通信が途絶するのを防止するため、運用時間外に主系及び副系に対して死活監視を行う。運用前に死活監視済みの通信経路を使用することによって副系含めた経路の信頼性を担保出来る。また死活監視の対象を絞り込み、経路設計が簡便とし通信経路の設計を容易とする。また、各中継機及び子局における死活監視のための処理頻度をさげ、中継局及び子局における電力消費も削減する。

図２は、図１の親局、基地局、中継局及び子局の構成を示すブロック図である。

親局１１は、データベース１１１と、制御部１１２と、表示部１１３と、情報送信部１１４を備えている。制御部１１２は、ネットワークを経由して接続される基地局１２に対し、表示部１１３への利用者の操作に基づいて経路について運用の開始や運用の終了の指示を送信する。また、各基地局から得られた情報を基に例えばセンサの測定データや災害予測情報等を生成する。なお、気象観測や気象予測のためのシステムであれば気象観測や気象予測等を生成してもよい。情報送信部１１４は、同報無線、メール、その他のメディアによって、生成された情報を送信する。

基地局１２は、無線部１２１と、通信制御部１２２と、経路定義部１２３と、記憶部１２４を備えている。記憶部１２４は、基地局１２の管理する中継局１３及び子局１４についての装置シリアル値テーブル１２４１、経路定義テーブル１２４２、装置状態管理テーブル１２４３、副系定義テーブル１２４４を記憶している。

図３は、図２の装置シリアル値テーブル１２４１の一例を示す図である。装置シリアル値テーブル１２４１は、図３に示すように装置名と、各装置を特定するためのシリアル値とを対応させたテーブルである。装置シリアル値テーブル１２４１は、例えばユーザの親局１１への操作に基づいて経路定義部１２３が生成する。

図４は、図２の経路定義テーブル１２４２の一例を示す図である。経路定義テーブル１２４２は、図４に示すように、経路番号に対応して経路に含まれる装置のシリアル値を通信順序（各装置の並んでいる順序）に従って並べたテーブルである。経路定義テーブルは、主系のみ定義しており、異常がない状態ではこの経路が使用される。下りの通信では、例えばテーブルを順方向（テーブルの左から右）に読む。上りの通信では、テーブルを逆方向（テーブルの右から左）に読む。経路定義テーブル１２４２は、例えばユーザの親局１１への操作に基づいて経路定義部１２３が生成する。

図５は、図２の装置状態管理テーブル１２４３の一例を示す図である。装置状態管理テーブル１２４３は、図５に示すように装置シリアル値とそれぞれの装置の状態（故障、通信断などの異常が発生していないか）とを対応させたテーブルである。例えば、状態としては、正常又は異常のいずれかの情報が登録されるとしてよい。

図６は、図２の副系定義テーブル１２４４の一例を示す図である。副系定義テーブル１２４４は、主系及び副系に含まれる中継局を定義するテーブルである。さらに副系定義テーブル１２４４は、図６に示すように、主系を構成するそれぞれの中継局について、故障時に副系を構成するどの中継局を利用するかを定義するテーブルでもある。経路定義部１２３が、例えばユーザの親局１１への操作に基づいて、主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として副系を構成する中継局のいずれかを定義し、副系定義テーブル１２４４を生成する。

また、主系を構成する中継局であれば、各中継局の通信距離内に、主系の経路において上り下りそれぞれの次の中継局及びにそれらに対応する副系の中継局を設置する。また副系を構成する中継局であれば、各中継局の通信距離内に、副系の経路において上り下りそれぞれの次の中継局及びにそれらに対応する主系の中継局を設置する。

例えば、図７に示すように、中継局１３−１の通信範囲１３−１ａ内には、上り下りそれぞれの次の中継局１３−２及び基地局１２−１とともに中継局１３−２に対応する副系の中継局１３−５も設置される。また例えば中継局１３−５の通信範囲１３−５ａ内には、図７に示すように、副系の上り下りそれぞれの次の中継局１３−４及び中継局１３−６とともに中継局１３−４及び中継局１３−６に対応する副系の中継局１３−１及び中継局１３−３も設置される。

図２に示すように親局のデータベース１１１にも、装置シリアル値テーブル１１１１、経路定義テーブル１１１２、装置状態管理テーブル１１１３、副系定義テーブル１１１４を備えていてもよい。装置シリアル値テーブル１１１１、経路定義テーブル１１１２、装置状態管理テーブル１１１３、副系定義テーブル１１１４は、各基地局１２において保持している装置シリアル値テーブル１２４１、経路定義テーブル１２４２、装置状態管理テーブル１２４３、副系定義テーブル１２４４をそれぞれ統合した内容としてもよい。

図８は、基地局、中継局及び子局の間で送受信されるパケット１５の構成の一例を示す図である。

パケット１５の先頭エリアには、送信元のシリアル値１５１が格納され、次のエリアには送信先のシリアル値１５２が格納され、その次のエリアに経路情報１５３が格納される。経路情報１５３には、経路に含まれる装置のシリアル値１５１−１、１５２−２・・・１５１−ｎが通信順序（各装置の並んでいる順序）に従って並べて格納されている。

基地局１２から子局１４への要求として送信されて、子局１４からの応答として基地局１２に受け取られるまで、経路情報１５３はパケット１５上に保持され続ける。送信元のシリアル値１５１、送信先のシリアル値１５２は、その時パケットを送受信している装置である。基地局１２、中継局１３及び子局１４の各通信制御部は、無線通信により受信したパケット１５の送信先のシリアル値１５２が自身のシリアル値であればその通信を受け入れる。通信を受け入れた通信制御部は、パケット１５上の送信元のシリアル値１５１を自身のシリアル値に書換え、パケット１５上の経路情報１５３を参照し、送信先のシリアル値１５２を次の通信先のシリアル値に書き換えて、無線通信により送信を行う。上り、下りの判断（経路情報を順方向に読むか、逆方向に読むか）は送信先のシリアル値１５２、送信元のシリアル値１５１の設定値と経路情報１５３の部分の並び方を比べることで判断できる。なお基地局１２から発して、子局１４までの通信を「下り」という。また子局１４からの応答、つまり子局１４から発して、基地局１２までの通信を「上り」という。例えばパケット１５上の経路情報１５３を順方向に読んで、パケット１５上の送信元のシリアル値１５１と送信先のシリアル値１５２のオフセット値を記憶し、それぞれのオフセット位置を比較し、送信先のシリアル値１５２のオフセット値の方が大きければ下り、小さければ上りと判断できる。経路情報１５３の次のエリアに要求内容１５４が格納される。

図２にもどり、図１の基地局、中継局及び子局の構成について説明する。

基地局１２は、無線部１２１と、通信制御部１２２と、経路定義部１２３と、記憶部１２４を備えている。無線部１２１は、無線通信を行う。

通信制御部１２２は、ＣＰＵと、記憶装置と、異常判断回路と、死活監視のためのタイマを備えている。通信制御部１２２は、自局が管理している中継局１３及び子局１４の経路定義テーブル１２４２に従い、無線部１２１に対して通信元、通信先、経路情報を通信パケットに格納する。さらに通信制御部１２２は、子局１４に対する要求を通信パケットに格納する。また、通信制御部１２２は、各中継局１３の運用状態・異常有無を管理し、各中継局１３の運用状態・異常有無の変化があれば装置状態管理テーブル１２４３を更新する。

経路定義部１２３は、ＣＰＵと、記憶装置を備える。経路定義部１２３は、基地局１２が管理している経路に関する情報を管理する。経路上の通信先から異常の応答が返却された場合は、異常状態の局を避ける形で経路情報を再定義する。

中継局１３は、無線部１３１と、通信制御部１３２を備えている。無線部１３１は、無線通信を行う。通信制御部１３２は、無線部１３１が受信した通信パケットに格納されている経路情報に従い、次の通信先を無線部１３１に指示する。自身が故障している場合や、次の通信先から応答が無い場合等は異常であることを通信元へ応答する。

子局１４は、無線部１４１と、通信制御部１４２と、要求処理部１４３、雨量計などのテレメータ１４４を備えている。無線部１４１は、無線通信を行う。通信制御部１４２は、無線部１４１が受信した通信パケットに格納されている要求を取り出して、要求処理部１４３に渡す。要求処理部１４３の処理結果が渡された場合は、通信パケットに格納する。経路情報に従い、次の通信先を無線部１４１に指示する（応答する）。要求処理部１４３は、処理（判断）するＣＰＵと、記憶装置を備えており、通信制御部１４２から渡された要求に従った処理を行い、必要があれば結果を通信制御部１４２に返す。例えば、雨量計などのテレメータ１４４に測定結果を要求し、測定結果を取得する。

次に本実施形態の基地局の経路情報の構築の動作について説明する。図９は、基地局の経路情報の構築の動作を示すフローチャートである。

まず親局１１が対象の経路を指定する。例えば、表示部１１３が地図上に経路を示す画像を表示する。ユーザが表示部１１３に表示された地図上に表示されている経路をクリックすると、表示部１１３は経路に対する操作を指定するためのポップアップを表示する。あるいは表示部１１３がプルダウンリストを表示する。ユーザがプルダウンリスト中の経路をクリックすると操作を指定するためのポップアップを表示するとしてもよい。

操作を指定するためのポップアップ中の運用開始指示をユーザが選択する操作を行うことによって、親局１１のデータ収集制御部１１２が、基地局１２の通信制御部１２２に運用開始指示を送信する（ステップＳ１）。

通信制御部１２２は、運用開始指示を受信すると、経路定義部１２３に対し、ユーザの操作により指定された経路（例えば経路Ａ）について経路情報を問い合わせる（ステップＳ２）。

経路定義部１２３は、経路定義テーブル１２４２を検索して指定経路の経路情報を取得する（ステップＳ３）。取得した経路Ａの経路情報を、主系として通信制御部１２２に送信する（ステップＳ４）。通信制御部１２２は、取得した経路Ａの経路情報を主系として記憶する（ステップＳ５）。

また経路定義部１２３は、取得した経路Ａの経路情報を、主系として通信制御部１２２に送信した後、経路情報に定義されているシリアル値の副系を、副系定義テーブル１２４４を検索し取得する（ステップＳ６）。経路定義部１２３は、経路に定義されている各シリアル値について、順次、実施する。経路定義部１２３は、経路情報のシリアル値を取得できたか判断し、取得できたら、経路情報のシリアル値を取得した副系のシリアル値で置き換える（ステップＳ８）。なお取得できなかった場合はステップＳ９に進み、元のシリアル値のまま置き換えはしない。経路定義部１２３は、作成された経路情報を、副系として通信制御部１２２に送信する（ステップＳ９）。通信制御部１２２は、取得した経路の経路情報を副系として記憶する（ステップＳ１０）。なお通信制御部１２２は、主系及び副系に含まれる中継局に対し、ステップＳ５及びＳ１０で取得した経路の経路情報を送信してもよい。

次に本実施形態の運用時の動作について説明する。図１０は、運用時の動作を示すフローチャートである。

まず基地局１２は、ステップＳ５で記憶している主系の経路で中継局及び子局１４と通信する（ステップＳ１１）。図１１は、図１の基地局１２−１から中継局１３−１へ送信されるパケット１５の構成の一例を示す図である。例えば、基地局１２−１から経路Ａで子局１４−１にパケット１５を送信する場合、まず基地局１２−１の通信制御部１２２は、パケット１５の送信元のシリアル値１５１に、送信元である基地局１２−１のシリアル値１０１を格納し、次の送信先のシリアル値１５２に、中継局１３−１のシリアル値を格納する。また経路情報１５３−１から１５３−５に、１０１、２０１、２０２、２０３、３０１を格納する。要求内容１５４を格納し、パケット１５を次の送信先である中継局１３−１に送信する。

中継局１３−１の通信制御部１３２は、無線通信により受信したパケット１５の送信先のシリアル値１５２が自身のシリアル値２０１であるのでその通信を受け入れる。図１２は、図１の中継局１３−１から中継局１３−２へ送信されるパケットの構成の一例を示す図である。通信を受け入れた通信制御部１３２は、パケット１５上の送信元のシリアル値１５１を自身のシリアル値２０１に書換え、パケット１５上の経路情報１５３を参照し、送信先のシリアル値１５２を次の通信先中継局１３−２のシリアル値２０２に書き換えて、パケット１５を次の送信先である中継局１３−２に送信する。

中継局１３−２、１３−３を経由してパケット１５を受け取ると、子局１４−１の通信制御部１４２は、要求内容１５４に格納されている要求を取り出して、要求処理部１４３に渡す。要求処理部１４３は、要求に従って処理した結果を通信制御部１４２に渡す。図１３は、図１の子局１４−１から中継局１３−３へ送信されるパケット１５の構成の一例を示す図である。通信制御部１４２は、パケット１５上の送信元のシリアル値１５１を自身のシリアル値３０１に書換え、パケット１５上の経路情報１５３を参照し、送信先のシリアル値１５２を次の通信先中継局１３−３のシリアル値２０３に書き換えて、パケット１５を次の送信先である中継局１３−３に送信する。

中継局１３−３、１３−２を経由してパケット１５を受け取ると、中継局１３−１の通信制御部１３２は、無線通信により受信したパケット１５の送信先のシリアル値１５２が自身のシリアル値２０１であるのでその通信を受け入れる。図１４は、図１の中継局１３−１から基地局１２−１へ送信されるパケット１５の構成の一例を示す図である。通信を受け入れた通信制御部１３２は、パケット１５上の送信元のシリアル値１５１を自身のシリアル値２０１に書換え、パケット１５上の経路情報１５３を参照し、送信先のシリアル値１５２を次の通信先基地局１２−１のシリアル値１０１に書き換えて、パケット１５を次の送信先である基地局１２−１に送信する。

また各中継局は、下りの通信において、次の中継局にパケットを送信して所定時間が経過してもパケットを受信できなかった場合、さきほどパケットを送信した送信先の中継局が異常であると判断し、異常状態であることを知らせるパケットを生成して、基地局宛に送信する。なお、その前に、異常の中継局に対応する副系の中継局に、その先の主系の中継局及び子局の異常を問い合わせてもよい。副系の中継局は、その先の中継局及び子局に対し、異常がないか問い合わせ、所定時間が経過しても返信を受信できなかった中継局及び子局が異常であると判断し、異常状態と判断した中継局及び子局を知らせるパケットを生成して基地局宛に送信するとしてもよい。

基地局１２は、子局あてにパケットを送信して所定時間経過した後、主系の経路に異常を知らせるパケットの受信がないか判断する（ステップＳ１２）。もし異常があれば、装置状態管理テーブル１２４３の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する（ステップＳ１３）。次に基地局１２は、前もってステップＳ１０で記憶している副系の経路で中継局及び子局１４と通信する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２において異常がない場合は主系の経路について、副系に切り替えられた場合は副系の経路について、異常はないか判断する（ステップＳ１５）。もし異常があれば、装置状態管理テーブル１２４３の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する（ステップＳ１６）
次に本実施形態の基地局による運用終了時の動作について説明する。図１５は、基地局の運用終了時の動作を示すフローチャートである。親局１１から運用終了指示の操作がされた場合、装置状態管理テーブル１２４３を検索して異常を示す記録があるか判断する（ステップＳ１７）。もし異常を示す記録があれば、経路の再構築を行う（ステップＳ１８）。なければ運用を終了し、後述の死活監視の動作に移行する。

次に本実施形態の基地局による経路再構築の動作について説明する。
次の場合、基地局１２は主系を再定義する。すなわち経路定義テーブル１２４２を更新する。

図１６は、基地局の経路再構築の動作を示すフローチャートである。図１６に示すように、例えば、運用終了指示の操作がされ、親局１１のデータ収集制御部１１２が、基地局１２の通信制御部１２２に運用終了指示を送信すると（ステップＳ２０）、通信制御部１２２は、運用終了指示を受信すると、経路定義部１２３に対し、経路再構築を指示する（ステップＳ２１）。運用中に、異常が発生した場合、運用中の通信は副系で継続し、運用終了操作が行われた際に、後述の死活監視開始に先立って、再構築を行う。なお後述のように、死活監視で異常があった場合にも、経路再構築を行う。

経路定義部１２３は、装置状態管理テーブル１２４３を検索して異常状態の装置のシリアル値を取得する（ステップＳ２２）。異常状態の装置のシリアル値を１件以上取得できたか判断し（ステップＳ２３）、取得できなかった場合は、死活監視の動作に移行する。取得できた場合は、取得したそれぞれのシリアル値を検索キーとして、副系定義テーブル１２４４を検索し、それぞれのシリアル値に対応する副系のシリアル値を取得する（ステップＳ２４）。例えば異常状態の装置のシリアル値として中継局２０２、２０８が故障したとすると、２０２に対応する２０５を取得し、２０８に対応する２１１を取得する。

図１７は、経路再構築によって更新された経路定義テーブルの例を示す図である。図１７に示すように、経路定義部１２３は、図４に示す経路定義テーブルの異常状態のシリアル値２０２が格納されていた経路Ａの中継局１３−２を、対応する副系の中継局１３−５のシリアル値２０５に書き換える。また、異常状態のシリアル値２０８が格納されていた経路Ｂの中継局１３−８を、対応する副系の中継局１３−１１のシリアル値２１１に書き換える（ステップＳ２６）。記憶部１２４は、更新した経路定義テーブル１２４２に置き換えて記憶する。経路Ａの主系の経路は、図７に示すように、異常状態のシリアル値２０８が格納されていた中継局１３−２を迂回し、対応する副系の中継局１３−５を経由する経路に変更される。

取得できなかった場合、その中継局が所属している経路は副系が使えないため通信が断絶している状態となる。経路定義部１２３は、副系を取得できなかったシリアル値を検索キーとして、経路定義テーブル１２４２の内容を検索し（ステップＳ２７）、所属している経路を取得し、通信制御部１２２に取得した経路を通知する（ステップＳ２８）。

通信制御部１２２は、通知された経路を親局１１のデータ収集制御部１１２に通知する（ステップＳ２９）。

親局１１のデータ収集制御部１１２は、通知された経路を運用開始・終了指示が可能な経路から外す（ステップＳ３０）。またこれに限らず、選択リストを表示する場合そのリストから除外するとしてもよい。さらに例えば、経路を表示する地図の表示を変えて子局や中継局等が異常であることを表示するとしてもよい。このことによって土砂災害へ応用した場合、子局や中継局等の故障からその設置場所に土砂崩壊等が発生した可能性があると推測することができる。

次に本実施形態の基地局による死活監視の動作について説明する。図１８は、基地局による死活監視の動作を示すフローチャートである。

まず基地局１２は、主系の経路について死活監視を行う（ステップＳ３１）。基地局は主系の経路にしたがって中継局に死活監視のためのパケットを送信する。死活監視のためのパケットを受信した中継局は、次の中継局にパケットを送信する。

各中継局は下りの通信において、次の中継局にパケットを送信して所定時間が経過してもパケットを受信できなかった場合、さきほどパケットを送信した送信先の中継局が異常状態であることを知らせるパケットを生成して、基地局宛に送信する。なお、その前に、異常の中継局に対応する副系の中継局に、その先の中継局及び子局の異常を問い合わせてもよい。副系の中継局は、その先の中継局及び子局に対し、異常がないか問い合わせ、所定時間が経過しても返信を受信できなかった中継局及び子局が異常であると判断し、異常状態と判断した中継局及び子局を知らせるパケットを生成して基地局宛に送信するとしてもよい。

基地局１２は、ステップＳ５で記憶している主系の経路に異常はないか判断する（ステップＳ３２）。もし異常があれば、装置状態管理テーブル１２４３の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する（ステップＳ３３）。異常がなければステップＳ３４に進む。

次に基地局１２は、ステップＳ１０で記憶している副系の経路で死活監視を行う（ステップＳ３４）。副系の経路について、異常はないか判断し（ステップＳ３５）、もし異常があれば、装置状態管理テーブル１２４３の、異常のある装置の状態として異常を示す情報を記録する（ステップＳ３６）
次に、装置状態管理テーブル１２４３を検索して異常を示す記録があるか判断する（ステップＳ３７）。異常を示す記録がなければ死活監視の動作を終了する。もし異常を示す記録があれば、上述の経路の再構築を行う（ステップＳ３８）。

以上、説明したように本実施形態の通信システムは、子局からの情報収集のため運用する時間外に主系及び副系に対して死活監視を行う構成を備えることにより、主系に異常があって切り替えた副系に異常があって通信が途絶するのを防止することができる。また主系の中継局にそれぞれ対応して設定する中継局を、副系を構成する中継局から設定する。この構成により、経路の設計が容易でまた、異常が発生して経路再設定時の死活監視が不要となり、死活監視の回数を削減でき、中継局及び子局における電力消費を削減することができる。

なお上述の実施形態では、親局、基地局、中継局及び子局は不揮発性メモリ（不図示）に記憶されているプログラムを実行することで経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等の機能を実現することができる。この場合、親局、基地局、中継局及び子局が実行するプログラムはコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶してもよく、通信回線を介してサーバからダウンロードするようにしてもよい。また、親局、基地局、中継局及び子局は内部にコンピュータシステムを有しており、その処理手順はプログラム形式でコンピュータ読取り可能な記録媒体によって記憶されていてもよい。コンピュータシステムが当該プログラムを読み出して実行することにより経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等を実現することができる。尚、「コンピュータシステム」とはＣＰＵ、メモリ、周辺機器などのハードウェア、オペレーティングシステム（ＯＳ）などのソフトウェアを包含する。また、「コンピュータシステム」はＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境・表示環境を包含する。

また、上述のフローチャートに表された経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理等を実現するプログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して、当該プログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの書込可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を意味する。

また、「コンピュータ読取り記録媒体」とは、インターネットなどのネットワーク、通信回線、電話回線を介してプログラムを送信する場合に用いられるサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）のように一定時間プログラムを保持しているものを含む。上述のプログラムを記憶装置に格納したコンピュータシステムから伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送するようにしてもよい。「プログラムを伝送する伝送媒体」とはインターネットなどのネットワーク（通信網）、電話回線、通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体を意味する。また、上述のプログラムは本発明に係る経路情報の構築処理、運用時の処理、基地局の経路再構築処理及び死活監視処理の一部を実現するものであってもよい。或いは、上述のプログラムはコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで本発明の機能を実現するような差分プログラム（又は、差分ファイル）としてもよい。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、中継局の設置の例は上記のものに限られない。副系定義テーブル１２４４は、例えば、主系を構成するそれぞれの中継局について、通信距離、位置情報等を対応させたテーブルとする。また副系定義テーブル１２４４は、副系にのみ含める中継局を登録してもよい。図１５に示した経路再構成の処理において、異常があった中継局のシリアル値をキーとして、前後の中継局から通信可能な中継局を検索し、副系として利用するとしてもよい。

図１９は、中継局の配置の変形例を示す図である。主系を１列に配列した中継局により構成し、各中継局の通信範囲内に前後の中継局とともに、１つ先の中継局が入るようにする。例えば、図１９に示すように、中継局１３−３の通信距離範囲１３−３ａ内に、前後の中継局１３−２及び１３−４とともに、１つ先の中継局１３−１及び１３−５が入るようにする。この構成の場合、中継局１３−４に異常がある場合、異常がある中継局を飛ばした経路を構成することが可能になる。

図２０は、中継局の配置の他の変形例を示す図である。図２０に示すように、主系を１列に配列した中継局により構成し、主系の中継局１３−３、１３−４の間に列外に中継局１３−７を配置する。中継局１３−７は、中継局１３−２の通信可能範囲１３−２ａ及び１３−５の通信可能範囲１３−５ａに入るようにして中継局１３−７は４つの中継局から通信可能とする。また副系定義テーブル１２４４は、副系にのみ含める中継局１３−７を登録する。中継局１３−３及び１３−４の一方または両方に問題がある場合、中継局１３−２から中継局１３−７を経由して中継局１３−５に中継する経路を構成することで中継することが可能になる。

この出願は、２０１５年７月１５日に出願された日本出願特願２０１５−１４１３８６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 通信システム
１１ 親局
１２ 基地局
１３ 中継局
１４ 子局
１１１ データベース
１１２ データ収集制御部
１１３ 表示部
１１４ 情報送信部
１２１、１３１、１４１ 無線部
１２２、１３２、１４２ 通信制御部
１２３ 経路定義部
１２４ 記憶部
１４３ 要求処理部
１１１１、１２４１ 装置シリアル値テーブル
１１１２、１２４２ 経路定義テーブル
１１１３、１２４３ 装置状態管理テーブル
１１１４、１２４４ 副系定義テーブル

Claims (9)

1. 他の通信装置と中継局を含む経路を経由して通信する通信装置であって、
   前記経路として主系及び副系の経路に含む前記中継局を定義する経路定義手段と、
   前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する副系定義テーブルと、
   を有する通信装置。
2. 前記副系定義テーブルは、主系を構成するそれぞれの中継局について、故障時に副系を構成する中継局を定義する、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記経路定義手段は、主系の経路について死活監視中に、異常が発生した場合、異常状態の装置に対応する副系の中継局に書き換える、
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記経路定義手段は、運用中に、異常が発生した場合、運用中の通信は副系で継続し、
   運用終了時に、死活監視開始に先立って、異常状態の主系の中継局を、対応する副系の中継局に書き換えて主系の経路を更新する、
   請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
5. 前記経路定義手段は、前記副系定義テーブルを、主系及び副系の経路に含まれる前記中継局に送信する請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
6. 他の通信装置及び中継局に送信するパケットに、経路情報には、経路に含まれる装置のシリアル値が通信順序に従って並べて格納される経路情報を格納する請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
7. 子局と、
   中継局と
   前記中継局を含む経路を経由して前記子局と通信する基地局と、
   を有し、
   前記基地局は、
   前記経路として主系及び副系の経路に含む前記中継局を定義する経路定義手段と、
   前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する副系定義テーブルと、
   を有する通信システム。
8. 中継局を含む経路を経由して子局と通信する基地局の通信経路制御方法において、
   前記経路として前記中継局から構成される主系及び副系の経路を定義し、
   前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する通信経路制御方法。
9. 中継局を含む経路を経由して子局と通信する基地局のコンピュータに、
   前記経路として前記中継局から構成される主系及び副系の経路を定義する処理と、
   前記主系の中継局に異常が発生した場合に切り替える中継局として前記副系を構成する中継局のいずれかを定義する処理と、
   を実行させるプログラム。

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