JP6894241B2

JP6894241B2 - 無線接続装置

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Publication number: JP6894241B2
Application number: JP2017002804A
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Inventors: 明史小杉; 和夫浅沼
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
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Filing date: 2017-01-11
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Description

本発明は、無線接続装置に関する。

例えば、通信経路のホップ数を少なくすることにより無線端末装置間の信号伝達遅延を減少させて、全無線中継装置の総中継処理量の低減を図る発明が知られている。（例えば特許文献１）。

特開２０１０−１６６１３５号公報

マルチホップネットワークは、特定の無線端末装置（以下、「第１端末」と称する。）と末端の無線端末装置（以下、「第２端末」と称する。）との間を他の無線端末装置（以下、「第３端末」と称する。）でマルチホップを用いて中継するネットワークである。

特許文献１に係る発明では、マルチホップネットワークを構成する例えば第２端末の移動により、第１端末から第２端末までのホップ数が増加した状況において、ホップ数の最適化を実行する。ホップ数の最適化は、第１端末のアドレス及び第２端末のアドレスに基づいて、経由する第３端末を変更することで実行される。

しかし、特許文献１に係る発明では、第２端末の移動によりマルチホップネットワークのホップ数が増加することを許容した後に、ホップ数を最適化するように処理される。つまり、ホップ数を最適化するには、ホップ数の増加を許容するという動作を経るため、その最適化における処理量が増大する虞があった。

前述した課題を解決する主たる本発明は、第１通信端末と、第２通信端末と、前記第１通信端末と前記第２通信端末の間を通信可能とするための第３通信端末と、において前記第１通信端末又は前記第３通信端末のうち少なくとも一方と、前記第２通信端末と、の間の電波強度の値を示す電波強度情報を受信する電波強度受信部と、前記第１通信端末と前記第２通信端末との間に形成される複数の通信経路における夫々のホップ数を示すホップ数情報を受信するホップ数受信部と、前記電波強度が第１閾値以上か否かを判定する第１閾値判定部と、前記電波強度が前記第１閾値以上である場合、前記複数の通信経路のうち、最もホップ数が少なくなる通信経路を選定し、前記電波強度が前記第１閾値未満である場合、前記複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定する選定部と、を備えることを特徴とする。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、既存の通信ネットワークに新たな通信端末が追加される場合に、ホップ数を増加させることなく、迅速に最適な通信ネットワークを構築できる。

本実施形態に係る通信ネットワークにおける末端子機の配置状況の一例を示すネットワーク図である。本実施形態に係る無線接続装置の構成の一例を示す構成図である。本実施形態に係る電波強度テーブルの一例を示す図である。本実施形態に係るホップ数テーブルの一例を示す図である。本実施形態に係る接続応答度テーブルの一例を示す図である。本実施形態に係るノード情報テーブルの一例を示す図である。本実施形態に係る無線接続装置の判定手順の一例を示すフロー図である。本実施形態に係る無線接続装置の判定手順の一例を示すフロー図である。本実施形態に係る無線接続装置の第１閾値判定部の判定状況の一例を示すネットワーク図である。本実施形態に係る無線接続装置の第２閾値判定部の判定状況の一例を示すネットワーク図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。なお、図１〜図９において、同一のものについては同一の数字を付して説明する。

＝＝＝通信ネットワーク１００＝＝＝
図１を参照しつつ、無線接続装置１０が適用される通信ネットワーク１００について以下のとおり説明する。図１は、本実施形態に係る通信ネットワーク１００における末端子機１３０の配置状況の一例を示すネットワーク図である。なお、説明の便宜上、図１において、夫々の通信端末を実線で結んでいるが、夫々の通信端末は無線で接続されているものとする。

本実施形態に係る通信ネットワーク１００は、例えばマルチホップネットワークである。マルチホップネットワークとは、通信端末同士が直接通信することや、他の通信端末を経由して通信経路を形成するネットワークである。

図１に示すように、本実施形態における通信ネットワーク１００では、例えば、ビーコン情報をブロードキャストする通信端末（以下、「親機１１０」と称する。）と、親機１１０又は他の通信端末との間をアドホックモードで通信する通信端末（以下、「中継子機１２０」と称する。）と、で構成されている。図１は、通信ネットワーク１００が親機１１０と中継子機１２０とで構成されている状況において、新たに通信端末（以下、「末端子機１３０」と称する。）が通信ネットワーク１００に加入する状況を示す。なお、図１では、中継子機１２０が中継子機１２１〜１２４で構成されるように示す。ビーコン情報には、少なくとも、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０の夫々の個体を識別する識別情報、夫々の接続関係を示す接続情報、夫々を接続するための後述する接続要求信号や返答信号などが含まれる。

通信経路とは、例えば親機１１０と末端子機１３０を通信可能に接続する経路をいう。なお、通信経路には、親機１１０から末端子機１３０までの間において中継子機１２０を用いて中継している経路と、親機１１０と末端子機１３０を直接接続している経路と、の両方が含まれる。

図１において、末端子機１３０と中継子機１２３との間の電波強度は「５０」を示し、末端子機１３０と中継子機１２４との間の電波強度は「２０」を示す。電波強度を示す数字を丸で囲んで示す。電波強度とは電界強度に基づいて算出される電波の強さであり、例えば電波強度の単位にはディービーエム（ｄＢｍ）を用いる。

夫々の通信端末（親機１１０、中継子機１２０、末端子機１３０）間の電波強度が強い状態では、高いスループットを得られやすい。つまり、高い通信効率を有する通信ネットワーク１００を構築するためには、末端子機１３０と中継子機１２０（又は親機１１０）との間の電波強度がより高くなるように、通信経路を選定する必要がある。

図１において、第１ルートでは末端子機１３０と親機１１０との間のホップ数が「４」を示し、第２ルートではホップ数が「３」を示す。ホップ数とは、親機１１０から末端子機１３０に至る、通信情報が経由する区間の数である。親機１１０から末端子機１３０までの通信経路のホップ数が少なければ、中継子機１２０の情報処理量を抑制できる。つまり、高い通信効率を有する通信ネットワーク１００を構築するためには、末端子機１３０と親機１１０との間で通信情報が経由する中継子機１２０の台数が少なくなるように、通信経路を選択する必要がある。

上述したように、高い通信効率を有する通信ネットワーク１００を構築するためには、末端子機１３０と中継子機１２０（又は親機１１０）との間の電波強度と、末端子機１３０と親機１１０との間のホップ数と、を考慮しなければならない。

本実施形態に係る無線接続装置１０は、電波強度およびホップ数に基づいて、高い通信効率を有する通信ネットワーク１００を構築するための判定を行う。

＝＝＝無線接続装置１０＝＝＝
図１〜図６を参照しつつ、本実施形態に係る無線接続装置１０について、以下のとおり説明する。図２は、本実施形態に係る無線接続装置１０の構成の一例を示す構成図である。図３は、本実施形態に係る電波強度テーブル１２Ａの一例を示す図である。図４は、本実施形態に係るホップ数テーブル１２Ｂの一例を示す図である。図５は、本実施形態に係る接続応答度テーブル１２Ｃの一例を示す図である。図６は、本実施形態に係るノード情報テーブル１２Ｄの一例を示す図である。

無線接続装置１０は、例えば、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０と通信可能に接続される装置である。ただし、無線接続装置１０は、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０の内部に組み込まれるように構成されるか、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０の夫々と通信可能な別体として構成されるかは限定されない。なお、以下においては、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０の夫々の内部に組み込まれているように構成されているものとして説明をする。

無線接続装置１０は、高い通信効率を有する通信ネットワーク１００を構築するために、既存の通信ネットワーク１００へ新たに加入する末端子機１３０が何れの中継子機１２０（又は親機１１０）に接続するべきかを判定する機能を有する。このような無線接続装置１０は、例えば、演算処理装置１１と、記憶装置１２と、入力部１３と、出力部１４と、メモリ１５と、を含んで構成される。

演算処理装置１１および記憶装置１２については、詳細に後述する。

入力部１３は、例えば無線接続装置１０が接続する通信端末から情報を入力するネットワークインターフェイスである。出力部１４は、例えば無線接続装置１０が接続する通信端末に情報を出力するネットワークインターフェイスである。メモリ１５は、例えば演算処理装置１１が処理するためのプログラムを格納する装置である。メモリ１５は、例えば、ハードディスクドライブ、ＳＳＤあるいは光学式記憶装置などで構成されている。

＝＝演算処理装置１１＝＝
図１、図２を参照しつつ、演算処理装置１１について、以下のとおり詳細に説明する。

演算処理装置１１は、例えばＣＰＵあるいはＭＰＵなどで構成されている。演算処理部は、メモリ１５に格納されているプログラムを読み出すことにより、各種機能を実現する。演算処理装置１１は、電波強度受信部１１Ａと、ホップ数受信部１１Ｂと、第１閾値判定部１１Ｃと、第２閾値判定部１１Ｄと、選定部１１Ｅと、接続要求判定部１１Ｆとで構成されている。

＜＜電波強度受信部１１Ａ＞＞
電波強度受信部１１Ａは、末端子機１３０と中継子機１２０との間の電波強度を示す電波強度情報を受信する機能を有する。親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０は、夫々の間の電波強度を測定する。電波強度受信部１１Ａは、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０で測定された電波強度を電波強度情報として受信する。電波強度受信部１１Ａは、電波強度情報に、何れの通信端末の間の電波強度情報かを示す接続情報を付して、記憶装置１２に出力する。これにより、無線接続装置１０は、電波強度情報を後述する判定に用いることができる。

＜＜ホップ数受信部１１Ｂ＞＞
ホップ数受信部１１Ｂは、末端子機１３０と親機１１０との間のホップ数を示すホップ数情報を受信する機能を有する。親機１１０は、中継子機１２０および末端子機１３０にビーコン情報を送信する。ビーコン情報を受信した中継子機１２０および末端子機１３０は、自らが接続可能であることを知らせるために、親機１１０にビーコン情報を返信する。親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０は、ビーコン情報が経由した通信経路を認識するとともに、通信経路のホップ数を特定する。ホップ数受信部１１Ｂは、親機１１０、中継子機１２０および末端子機１３０で特定されたホップ数をホップ数情報として受信する。ホップ数受信部１１Ｂは、ホップ数情報を記憶装置１２に出力する。これにより、無線接続装置１０は、ホップ数情報を後述する判定に用いることができる。

＜＜第１閾値判定部１１Ｃ＞＞
第１閾値判定部１１Ｃは、電波強度情報が予め定められた電波強度の値に関する第１閾値以上か否かを判定する機能を有する。第１閾値には、末端子機１３０と中継子機１２０とが確実に通信接続される電波強度の値に設定することが好ましい。第１閾値判定部１１Ｃは、電波強度情報が第１閾値以上であるか、第１閾値未満であるかの判定結果を示す情報（以下、「第１判定情報」と称する。）を第２閾値判定部１１Ｄまたは選定部１１Ｅに出力する。なお、第１閾値は任意に設定される値である。

＜＜第２閾値判定部１１Ｄ＞＞
第２閾値判定部１１Ｄは、第１閾値判定部１１Ｃで電波強度情報が第１閾値未満であると判定された場合に、電波強度情報が予め定められた電波強度の値に関する第２閾値以上か否かを判定する機能を有する。第２閾値には、第１閾値よりも小さい値であり、末端子機１３０と中継子機１２０とが安定的に通信できる最小の電波強度の値に設定することが好ましい。第２閾値判定部１１Ｄは、電波強度情報が第２閾値以上であるか、第２閾値未満であるかの判定結果を示す情報（以下、「第２判定情報」と称する。）を選定部１１Ｅに出力する。なお、第２閾値は任意に設定される値である。

＜＜選定部１１Ｅ＞＞
選定部１１Ｅは、第１判定情報と第２判定情報に基づいて最適な通信経路を選定する機能を有する。選定部１１Ｅは、電波強度情報が第１閾値以上を示す第１判定情報を受信した場合、ホップ数が最も小さくなるように通信経路を選定する。また、電波強度情報が第２閾値以上を示す第２判定情報を受信した場合、中継子機１２０と末端子機１３０との間の電波強度が最も大きくなるように通信経路を選定する。具体的な選定方法については、後述する「判定手順」にて詳細に説明する。

＜＜接続要求判定部１１Ｆ＞＞
接続要求判定部１１Ｆは、選定部１１Ｅで選定された通信経路における中継子機１２０に接続要求し、通信端末間の通信が維持できる状態か否かを判定する機能を有する。なお、以下では、通信経路の選定において、中継子機１２０のうち中継子機１２３が選定されたものとして説明する。

接続要求判定部１１Ｆは、中継子機１２３に通信接続を要求する接続要求信号を出力する。接続要求信号は、例えばビーコン情報に含まれる信号である。接続要求判定部１１Ｆは、接続要求信号に対する中継子機１２３からの返答を示す返答信号を所定の時間内に受信できるか否かを判定する。返答信号は、例えばビーコン情報に含まれる信号である。返答信号を所定の時間内に受信できた場合、接続要求判定部１１Ｆは、末端子機１３０と中継子機１２３との通信を開始させる。返答信号を所定の時間内に受信できない場合、接続要求判定部１１Ｆは、中継子機１２３に接続要求信号を再び出力する。接続要求信号を出力した回数（以下、「接続応答度」と称する。）をカウントする。接続応答度が所定の回数を超えても、返答信号を受信できない場合、通信できないと判定して接続要求信号の出力を停止する。その際、接続要求判定部１１Ｆは、中継子機１２３以外の中継子機１２０を再度検索する。このように返答信号を受信できない場合、中継子機１２３に他の通信端末からの接続が集中していると考えられる。接続が集中している中継子機１２３を経由するように通信経路を構築すると、通信ネットワーク１００が不安定になる。接続要求判定部１１Ｆでは、このような状況を回避するための判定を行う。具体的な判定方法については、後述する「判定手順」にて詳細に説明する。

＝＝記憶装置１２＝＝
図３〜６を参照しつつ、記憶装置１２について、以下のとおり詳細に説明する。

記憶装置１２は、プログラムや各種情報を記憶する装置である。記憶装置１２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭあるいはフラッシュメモリなどで構成されている。記憶装置１２には、例えば、電波強度テーブル１２Ａと、ホップ数テーブル１２Ｂと、接続応答度テーブル１２Ｃ、ノード情報テーブル１２Ｄとが記憶されている。

＜＜電波強度テーブル１２Ａ＞＞
図３を参照しつつ、電波強度テーブル１２Ａについて、以下のとおり詳細に説明する。電波強度テーブル１２Ａは、夫々の通信端末間の電波強度を示すテーブルである。なお、一例として、図３の電波強度テーブル１２Ａに示す数値は、図１の通信ネットワーク１００に対応する数値である。なお、図１に示す数値は、上位の通信端末から下位の通信端末に送信するときの電波強度を示している。電波強度テーブル１２Ａは、例えば、通信情報を発信する側の通信端末を示す「自ＩＤ」項目、その通信情報を受信する側の通信端末を示す「至ＩＤ」項目、それらの通信端末間の電波強度を示す「電波強度」項目、を対応付けて格納している。具体的には、親機１１０から中継子機１２１に向かって発信される電波強度は「４０」を示す。中継子機１２１から親機１１０に向かって発信される電波強度は「５０」を示す。また、中継子機１２１から中継子機１２２に向かって発信される電波強度は「４０」を示す。このように、通信ネットワーク１００に存在する全ての通信端末間の電波強度を示す。なお、図３において「※」は、その通信端末間の距離が大きい場合や、その通信端末間に遮蔽物がある場合に電波強度が届かない状況を示す。また、電波強度テーブル１２Ａの形式は、一例を示すものであり演算処理装置１１が参照可能なデータベース形式であればよい。

＜＜ホップ数テーブル１２Ｂ＞＞
図４を参照しつつ、ホップ数テーブル１２Ｂについて、以下のとおり詳細に説明する。ホップ数テーブル１２Ｂは、夫々の通信端末間のホップ数を示すテーブルである。なお、一例として、図４のホップ数テーブル１２Ｂに示す数値は、図１の通信ネットワーク１００に対応する数値である。ホップ数テーブル１２Ｂは、例えば、通信情報を発信する側の通信端末を示す「自ＩＤ」項目、その通信情報を受信する側の通信端末を示す「至ＩＤ」項目、それらの通信端末間のホップ数を示す「ホップ数」項目、を対応付けて格納している。具体的には、親機１１０と中継子機１２４の間のホップ数は「２」を示す。中継子機１２１と中継子機１２４の間のホップ数は「１」を示す。なお、図４において「※」は、その通信端末間の距離が大きい場合や、その通信端末間に遮蔽物がある場合に電波強度が届かない状況を示す。また、ホップ数テーブル１２Ｂの形式は、一例を示すものであり演算処理装置１１が参照可能なデータベース形式であればよい。

＜＜接続応答度テーブル１２Ｃ＞＞
図５を参照しつつ、接続応答度テーブル１２Ｃについて、以下のとおり詳細に説明する。接続応答度テーブル１２Ｃは、夫々の通信端末間の接続応答度を示すテーブルである。なお、一例として、図５の接続応答度テーブル１２Ｃに示す数値は、図１の通信ネットワーク１００に対応する数値である。接続応答度テーブル１２Ｃは、例えば、通信情報を発信する側の通信端末を示す「自ＩＤ」項目、その通信情報を受信する側の通信端末を示す「至ＩＤ」項目、それらの通信端末間の接続応答度を示す「接続応答度」項目を対応付けて格納している。具体的には、親機１１０と中継子機１２１の間の接続応答度は「０」を示す。中継子機１２１と中継子機１２２の間の接続応答数は「１」を示す。接続応答度が高くなればなるほど、夫々の通信端末が通信接続しにくいことを示す。なお、図５において「※」は、その通信端末間の距離が大きい場合や、その通信端末間に遮蔽物がある場合に電波強度が届かない状況を示す。また、接続応答度テーブル１２Ｃの形式は、一例を示すものであり演算処理装置１１が参照可能なデータベース形式であればよい。

＜＜ノード情報テーブル１２Ｄ＞＞
図６を参照しつつ、ノード情報テーブル１２Ｄについて、以下のとおり詳細に説明する。ノード情報テーブル１２Ｄは、通信ネットワーク１００に接続されている夫々の通信端末の各種情報を示すテーブルである。なお、一例として、図６のノード情報テーブル１２Ｄに示す数値は、図１の通信ネットワーク１００における夫々の通信端末に関する数値を示す。演算処理装置１１は、ノード情報テーブル１２Ｄを参照することにより、通信経路を選定する。ノード情報テーブル１２Ｄは、夫々の通信端末を示す「ノードＩＤ」項目、夫々の通信端末の上り側（親機１１０側）の電波強度を示す「上位電波強度」項目、夫々の通信端末の下り側（末端子機１３０側）の電波強度を示す「下位電波強度１」項目、下り側に複数の通信端末が接続されているときの「下位電波強度２」項目、親機１１０までのホップ数を示す「ホップ数」項目、夫々の通信端末のマックアドレスを示す「マックアドレス」項目を対応付けて格納している。なお、ノード情報テーブル１２Ｄの形式は、一例を示すものであり演算処理装置１１が参照可能なデータベース形式であればよい。また、ノード情報テーブル１２Ｄに記憶される項目は限定されるものではなく、必要に応じて項目を変更できる。

＝＝＝判定手順＝＝＝
図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９を参照しつつ、無線接続装置１０の判定手順について以下のとおり説明する。図７Ａ、図７Ｂは、本実施形態に係る無線接続装置１０の判定手順の一例を示すフロー図である。図８は、本実施形態に係る無線接続装置１０の第１閾値判定部１１Ｃの判定状況の一例を示すネットワーク図である。図９は、本実施形態に係る無線接続装置１０の第２閾値判定部１１Ｄの判定状況の一例を示すネットワーク図である。図７Ａ、図７Ｂの判定手順は、無線接続装置１０の演算処理装置１１が各プログラムを実行させることにより行われる。

先ず、遠隔または直接に親機１１０の電源をＯＮにする。図７Ａ、図７Ｂに示すように、親機１１０は、起動するとともにビーコン情報をブロードキャスト送信する（Ｓ１００）。ビーコン情報を受信した中継子機１２０は、最適な通信ネットワーク１００を形成するように、夫々が接続される。以下では、中継子機１２０の夫々が接続された状態において、末端子機１３０が通信ネットワーク１００に接続するときの状況における判定手順を示す。

末端子機１３０では、無線接続装置１０（電波強度受信部１１Ａおよびホップ数受信部１１Ｂ）がビーコン情報を受信する（Ｓ１０２）。無線接続装置１０は、ビーコン情報のうち電波強度情報、ホップ数情報およびマックアドレス情報を電波強度テーブル１２Ａ、ホップ数テーブル１２Ｂおよびノード情報テーブル１２Ｄに記憶する（Ｓ１０３）。

この状態において、第１閾値判定部１１Ｃおよび選定部１１Ｅで実行される判定および選定について、図８、図９を参照しつつ詳細に説明する。

第１閾値判定部１１Ｃは、末端子機１３０と中継子機１２０（及び親機１１０）との間の電波強度を確認するために、電波強度テーブル１２Ａを参照する（Ｓ１０４）。第１閾値判定部１１Ｃは、末端子機１３０と中継子機１２０（及び親機１１０）との間の電波強度が第１閾値以上か否かを判定する（Ｓ１０５）。第１閾値判定部１１Ｃは第１判定情報を選択部１１Ｅに出力する。選定部１１Ｅは、第１判定情報に基づいて最も通信効率が高くなるように中継子機１２０を選定する。具体的に説明すると、図８に示す通信ネットワーク１００において第１閾値を「４０」に設定している場合、第１閾値判定部１１Ｃは、末端子機１３０と中継子機１２３との間の電波強度「４５」が第１閾値以上であると判定する（Ｓ１０５：ＹＥＳ）。この場合、選定部１１Ｅは、ホップ数が最も少なくなるように中継子機１２３を選定する（Ｓ１０６）。ホップ数が少ないほど通信効率が向上するためである。言い換えると、選定部１１Ｅは第８１ルートの通信経路を選定する。

一方、図９に示す通信ネットワーク１００において第１閾値を「４０」に設定している場合、第１閾値判定部１１Ｃは、末端子機１３０と中継子機１２３との間の電波強度「３５」および中継子機１２４との間の電波強度「３０」が第１閾値未満であると判定する（Ｓ１０５：ＮＯ）。第１閾値判定部１１Ｃは第１判定情報を第２閾値判定部１１Ｄに出力し、第２閾値判定部１１Ｄによる判定に移行する。第２閾値判定部１１Ｄは、末端子機１３０と中継子機１２０（及び親機１１０）との間の電波強度を確認するために、電波強度テーブル１２Ａを参照する（Ｓ１０７）。第２閾値判定部１１Ｄは、末端子機１３０と中継子機１２０との間の電波強度が第２閾値以上か否かを判定する（Ｓ１０８）。第２閾値判定部１１Ｄは第２判定情報を選択部１１Ｅに出力する。選定部１１Ｅは、第２判定情報に基づいて最も通信効率が高くなるように中継子機１２０を選定する。具体的に説明すると、図９において、第２閾値を「３０」に設定している場合、第２閾値判定部１１Ｄは、末端子機１３０と中継子機１２３との間の電波強度「３５」および中継子機１２４との間の電波強度「３０」が第２閾値以上であると判定する（Ｓ１０８：ＹＥＳ）。この場合、選定部１１Ｅは、末端子機１３０と中継子機１２０との間の電波強度が最も大きくなるように、中継子機１２３を選定する（Ｓ１０９）。電波強度が大きいほど通信効率が向上するためである。言い換えると、選定部１１Ｅは第９１ルートの通信経路を選定する。

次に、Ｓ１０２〜Ｓ１０９で一例として選定された中継子機１２３に対して、接続要求判定部１１Ｆによる接続応答度を判定する手順について説明する。

接続要求判定部１１Ｆは、選定部１１Ｅで選定された中継子機１２３に接続要求信号を出力する（Ｓ１１０）。接続要求判定部１１Ｆは、接続要求信号に対する中継子機１２３からの返答信号が入力されるか否かを判定する（Ｓ１１１）。この判定により、他の通信端末から中継子機１２３に接続が集中している場合に生じる、中継子機１２３における通信処理の低下を判定できる。

中継子機１２３からの返答信号が入力された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、中継子機１２３と末端子機１３０との通信状態が良好であると判定して、中継子機１２３と末端子機１３０とが接続される（Ｓ１１９）。中継子機１２３からの返答信号が入力されない場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、中継子機１２３と末端子機１３０との通信状態が良好でないと判定する。接続要求信号を出力した末端子機１３０は、例えば再送制御情報を参照し、再び中継子機１２３に接続要求信号を出力する。再送制御情報とは、例えば中継子機１２３に接続要求信号が届いたか否かを示す確認情報である。接続要求判定部１１Ｆは、接続要求信号を出力する度に接続応答度を計上する（Ｓ１１４）とともに、接続応答度テーブル１２Ｃに接続応答度を記憶する（Ｓ１１５）。Ｓ１１０〜Ｓ１１５を繰り返す途中で、中継子機１２３からの返答信号が入力された場合、中継子機１２３と末端子機１３０とが接続される（Ｓ１１１：ＮＯ）。

一方、Ｓ１１０〜Ｓ１１５を繰り返した結果、接続応答度が所定の回数を超えた場合、選択された中継子機１２３に対する接続要求信号の出力を停止する。この場合、接続要求判定部１１Ｆは、再度中継子機１２０の検索で中継子機１２３が検索されないように、中継子機１２３を各種テーブルから削除する（Ｓ１１６，Ｓ１１７）。接続応答判定部は、中継子機１２３以外で接続可能な中継子機１２０を再び検索する（Ｓ１１８）。つまり、Ｓ１０２〜Ｓ１１５を繰り返して通信可能な中継子機１２０を検索する。

このように、Ｓ１０２〜Ｓ１１９の処理手順を通信端末の台数分繰り返すことにより、最適な通信ネットワーク１００が形成される（Ｓ１０１）。なお、上記においては、通信ネットワーク１００に末端子機１３０が参加する状況を説明したが、中継子機１２０の夫々が接続されていく過程においても同様に判定処理がなされる。

次に、最適な通信ネットワーク１００が形成された後に、特定の通信端末間で接続応答度が低下したときの判定手順について説明する。なお、説明の便宜上、以下では、選定部１１Ｅで選定された中継子機１２３と末端子機１３０との間で接続応答度が低下した状況について説明する。

通信ネットワーク１００が形成された後において、末端子機１３０と中継子機１２３との間では、継続的に通信状況を確認するための接続確認信号をやり取りしている。接続確認信号とは、例えばビーコン情報に含まれる信号である。末端子機１３０と中継子機１２３との間に遮蔽物が存在すると、接続確認信号のやり取りができなくなる。この状況を判定するために、接続要求判定部１１Ｆは、接続確認信号の通信状況を判定する（Ｓ１２０）。通信状況の判定方法は、例えば末端子機１３０から中継子機１２３に接続確認信号を発信し、中継子機１２３が接続確認信号を受信できた場合、中継子機１２３から末端子機１３０に接続確認信号を発信する。中継子機１２３が接続確認信号を受信できなかった場合、所定の時間間隔で再び末端子機１３０から中継子機１２３に接続確認信号を発信する。所定の回数繰り返しても、末端子機１３０が中継子機１２３からの接続確認信号を受信できない場合、接続要求判定部１１Ｆは、末端子機１３０と中継子機１２３との間の通信ができなくなったと判定する（Ｓ１２０：ＹＥＳ）。その場合、接続要求判定部１１Ｆは、末端子機１３０と通信可能な他の中継子機１２０を検索する（Ｓ１２１：ＹＥＳ）。接続要求判定部１１Ｆは、Ｓ１０２〜Ｓ１１９を繰り返して中継子機１２０を検索する。検索する必要がない場合は、判定処理を終了する（Ｓ１２１：ＮＯ）。これにより、通信ネットワーク１００が形成された後に、通信経路上に遮蔽物が出現しても再び最適な通信ネットワーク１００を形成することができる。

尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下に示すようなものも含まれる。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
＜＜通信ネットワーク１００＞＞
上記において、通信ネットワーク１００はマルチホップネットワークであるとして説明したが、これに限定されない。例えば、親機１１０から一方向に中継子機１２０および末端子機１３０に向けて通信を行うものであってもよい。

上記のおける通信ネットワーク１００は、太陽光発電設備のユニット毎に配置される通信端末により形成されるネットワークであることが好ましい。

＜＜演算処理装置１１＞＞
上記において、演算処理装置１１には第２閾値判定部１１Ｄが含まれるように記載したが、これに限定されない。例えば、演算処理装置１１は第２閾値判定部１１Ｄを有していなくてもよい。この場合、演算処理装置１１は、中継子機１２０と末端子機１３０との間の電波強度が第１閾値判定部１１Ｃで第１閾値以上か否かを判定するとともに、第１閾値以上である場合、選定部１１Ｅは通信経路のホップ数が最も少なくなるように通信経路を選定する。第１閾値未満である場合、電波強度が最も大きくなるように通信経路を選定する。これにより、通信ネットワーク１００に末端子機１３０が参加する際に、一時的にホップ数が増加することを回避できる。

上記において、演算処理装置１１には接続要求判定部１１Ｆが含まれるように記載したが、これに限定されない。例えば、演算処理装置１１は接続要求判定部１１Ｆを有していなくてもよい。この場合であっても、演算処理装置１１は、第１閾値判定部１１Ｃ、第２閾値判定部１１Ｄあるいは選定部１１Ｅでホップ数または電波強度に基づいて通信経路を選定できるため、通信ネットワーク１００に末端子機１３０が参加する際に、一時的にホップ数が増加することを回避できる。

＝＝＝まとめ＝＝＝
以上説明したように、本実施形態に係る無線接続装置１０は、親機１１０（第１通信端末）と、末端子機１３０（第２通信端末）と、親機１１０と末端子機１３０の間を通信可能とするための中継子機１２０（第３通信端末）と、において親機１１０又は中継子機１２０のうち少なくとも一方と、末端子機１３０と、の間の電波強度の値を示す電波強度情報を受信する電波強度受信部１１Ａと、親機１１０と子機との間に形成される複数の通信経路における夫々のホップ数を示すホップ数情報を受信するホップ数受信部１１Ｂと、電波強度が第１閾値以上か否かを判定する第１閾値判定部１１Ｃと、電波強度が第１閾値以上である場合、複数の通信経路のうち、最もホップ数が少なくなる通信経路を選定し、電波強度が第１閾値未満である場合、複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定する選定部１１Ｅと、を備えることを特徴とする。本実施形態によれば、末端子機１３０が通信ネットワーク１００に新たに参加するときに、ホップ数が増加させないように通信経路を選択できるため、迅速に最適な通信ネットワーク１００を形成できる。

又、本実施形態に係る無線接続装置１０において、電波強度が第１閾値未満である場合、第１閾値未満の第２閾値以上か否かを判定する第２閾値判定部１１Ｄをさらに備え、選定部１１Ｅは、電波強度が第１閾値未満、且つ、第２閾値以上である場合、複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定することを特徴とする。本実施形態によれば、第１閾値と第２閾値との間の電波強度を示すときに、より安定的に通信ネットワーク１００を形成するために、電波強度が高い通信経路を選定することができる。

又、本実施形態に係る無線接続装置１０において、選定部１１Ｅで選定された通信経路において、末端子機１３０から親機１１０又は中継子機１２０に向かって接続要求を発信し、所定の時間内に接続要求に対する応答がなければ再び接続要求を発信し、接続要求を発信した回数が所定の回数以上となったときに、接続要求の発信を停止する接続要求判定部１１Ｆをさらに備えることを特徴とする。本実施形態によれば、末端子機１３０が通信ネットワーク１００に新たに参加するときに、他の通信端末から接続先の中継子機１２０に接続が集中している状況や、無線通信の上りと下りの電波強度の違いによる通信の不通を生じる状況などを判定することにより、通信効率の低減を回避することができる。

１０無線接続装置
１１Ａ電波強度受信部
１１Ｂホップ数受信部
１１Ｃ第１閾値判定部
１１Ｄ第２閾値判定部
１１Ｅ選定部
１１Ｆ接続要求判定部
１１０親機
１２０中継子機
１３０末端子機

Claims

第１通信端末と、第２通信端末と、前記第１通信端末と前記第２通信端末の間を通信可能とするための第３通信端末と、において前記第１通信端末又は前記第３通信端末のうち少なくとも一方と、前記第２通信端末と、の間の電波強度の値を示す電波強度情報を受信する電波強度受信部と、
前記第１通信端末と前記第２通信端末との間に形成される複数の通信経路における夫々のホップ数を示すホップ数情報を受信するホップ数受信部と、
前記電波強度が第１閾値以上か否かを判定する第１閾値判定部と、
前記電波強度が前記第１閾値以上である場合、前記複数の通信経路のうち、最もホップ数が少なくなる通信経路を選定し、前記電波強度が前記第１閾値未満である場合、前記複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定する選定部と、
前記電波強度が前記第１閾値未満である場合、前記第１閾値未満の前記電波強度が第２閾値以上か否かを判定する第２閾値判定部と、を備え、
前記選定部は、前記電波強度が前記第１閾値未満、且つ、前記第２閾値以上である場合、前記複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定する
ことを特徴とする無線接続装置。
前記選定部で選定された前記通信経路において、前記第２通信端末から前記第１通信端末又は前記第３通信端末に向かって接続要求を発信し、
所定の時間内に前記接続要求に対する応答がなければ再び前記接続要求を発信し、
前記接続要求を発信した回数が所定の回数以上となったときに、前記接続要求の発信を停止する接続要求判定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線接続装置。
第１通信端末と、第２通信端末と、前記第１通信端末と前記第２通信端末の間を通信可能とするための第３通信端末と、において前記第１通信端末又は前記第３通信端末のうち少なくとも一方と、前記第２通信端末と、の間の電波強度の値を示す電波強度情報を受信し、
前記第１通信端末と前記第２通信端末との間に形成される複数の通信経路における夫々のホップ数を示すホップ数情報を受信し、
前記電波強度が第１閾値以上か否かを判定し、
前記電波強度が前記第１閾値以上である場合、前記複数の通信経路のうち、最もホップ数が少なくなる通信経路を選定し、前記電波強度が前記第１閾値未満である場合、前記複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定し、
前記電波強度が前記第１閾値未満である場合、前記第１閾値未満の前記電波強度が第２閾値以上か否かを判定し、
前記電波強度が前記第１閾値未満、且つ、前記第２閾値以上である場合、前記複数の通信経路のうち、最も電波強度が高くなる通信経路を選定する
ことを特徴とする無線接続判定方法。