JP6972625B2 - 通信パラメータ設定装置、無線通信システム、及び通信パラメータ設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信パラメータ設定装置、無線通信システム、及び通信パラメータ設定方法に関する。

無線通信ネットワークにおける各種の通信パラメータは、該無線通信ネットワークにおいて計測された通信品質に従って設定され得る。例えば、関連する技術として特許文献１に記載の次のような技術が知られている。

特許文献１に記載の無線ネットワークシステムは、無線品質情報収集手段、識別手段、劣化検出手段、及び無線パラメータ設定手段を備える。無線品質情報収集手段は、重要エリアに設置されているセンサ端末から第１の無線品質情報を収集し、通信サービスを受けるユーザが利用する一般端末から第２の無線品質情報を収集する。識別手段は、センサ端末を識別する識別子及び一般端末を識別する識別子の少なくとも一方に基づいて、第１及び第２の無線品質情報を識別する。劣化検出手段は、識別された第１の無線品質情報を用いて、重要エリアにおける無線品質の劣化を検出し、第２の無線品質情報を用いて、一般端末が在圏する一般エリアにおける無線品質の劣化を検出する。無線パラメータ設定手段は、劣化検出手段によって検出された重要エリア又は一般エリアにおける無線品質の劣化に基づいて無線品質の劣化を解消するように基地局の無線パラメータを変更する。無線パラメータ設定手段は、重要エリアにおける無線品質の劣化に基づいて行う無線パラメータの変更を、一般エリアにおける無線品質の劣化に基づいて行う無線パラメータの変更に対して優先的に実行する。

特開２０１３−３８５８３号公報

しかしながら、センサネットワークのようなマルチホップ型の無線通信ネットワークでは、複数の無線機（ノード）間の通信品質と、無線ネットワーク性能とに従って各種の通信パラメータが適切に設定されることが望ましい。無線ネットワーク性能とは、集約器と、中継ノードを介し得る各無線機（ノード）との間の通信品質を指す。

また、無線通信ネットワークにおける通信品質は、各無線機の環境条件や無線通信ネットワークの構成によっても左右され得る。そこで、各無線機の環境条件や無線通信ネットワークの構成に従って各種の通信パラメータが適切に設定されることが望ましい。

本発明の一側面に係る目的は、無線通信ネットワークに対する適切な通信パラメータを設定する通信パラメータ設定装置を提供することである。

本発明に係る一つの形態である通信パラメータ設定装置は、記憶部、グループ形成部、及びパラメータ設定部を含む。記憶部は、無線通信ネットワークの特徴を示すネットワーク固有情報を複数の無線通信ネットワークに対して記憶する。グループ形成部は、複数の無線通信ネットワークに対するネットワーク固有情報に基づいて所定の特徴を抽出し、所定の特徴の類似度に従って複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルービング（グループ分け）する。パラメータ設定部は、通信パラメータの設定値をネットワークグループ毎に設定する。

一実施形態に従った通信パラメータ設定装置によれば、無線通信ネットワークに対する適切な通信パラメータを設定することができる。

実施形態に従った無線通信システムの構成例を示す図である。 実施形態に従ったノードの構成例を示す図である。 実施形態に従ったノードによる受信電界強度の計測を説明する図である。 実施形態に従ったノードにより計測及び記憶される受信電界強度の一例を示す図である。 実施形態に従った集約器の構成例を示す図である。 実施形態に従った集約器によるデータ転送を説明する図である。 実施形態に従った集約器により計測及び記憶される情報の一例を示す図である。 実施形態に従った通信パラメータ設定装置の構成例を示す図である。 実施形態に従った通信パラメータ設定装置に記憶されるネットワーク固有情報の一例を示す図である。 実施形態に従ったネットワークグループの形成処理の例示的なフローを示す図である。 実施形態に従ったネットワーク固有情報から抽出される特徴の一例を示す図である。 実施形態に従った通信パラメータの設定処理の例示的なフローを示す図である。 実施形態に従った通信パラメータ設定装置による通信パラメータの設定を説明する図である。 実施形態に従ったネットワークグループの設定処理の例示的なフローを示す図である。 実施形態に従った通信パラメータ設定プログラムを実行する情報処理装置の構成例を示す図である。

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示す構成例では、無線通信システム１は、通信パラメータ設定装置２及び無線通信ネットワーク３を含む。なお、図１に示す一例では、無線通信システム１には１つの無線通信ネットワーク３が含まれているが、無線通信システム１には複数の無線通信ネットワーク３が含まれてよい。

無線通信ネットワーク３は集約器４及び複数のノード５（５−１〜５−４）を含む。なお、図１に示す一例では、無線通信ネットワーク３には４つのノード５−１〜５−４が含まれているが、無線通信ネットワーク３には２つ以上の任意の数のノード５が含まれてよい。

無線通信ネットワーク３は、マルチホップ型の無線通信ネットワークであり、集約器４と直接通信するノード５だけでなく、中継する他のノード５を介して集約器４と通信するノード５を含む無線通信ネットワークである。図１に示す一例では、複数のノード５の内、ノード５−１及びノード５−２は、集約器４と直接通信する。一方、ノード５−３及びノード５−４は、中継する他のノード５を介して集約器４と通信する。以下では、例示的に無線通信ネットワーク３をセンサネットワークとして説明する。

＜ノード＞
ノード５は、例えば、センサノードである。ノード５は、無線通信を用いて集約器４との間でデータを送受信する。図２は、実施形態に従ったノードの構成例を示す図である。図２に示す構成例では、ノード５は、計測部５１及び無線通信部５２を含む。

計測部５１は、例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、雨量センサ、音量センサ、及び／又は圧力センサ等の各種センサである。計測部５１は、該計測部５１が設置された位置において対象物を所定周期又は任意のタイミングで計測し、計測データを無線通信部５２へ出力する。

無線通信部５２は、計測部５１による計測データ等のデータを集約器４と送受信する。無線通信部５２は、記憶部５２１、制御部５２２、送信部５２３、受信部５２４、及びタイマ５２５を含む。

記憶部５２１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成される。記憶部５２１は、当該ノード５の識別子や集約器４の識別子等を記憶する。

制御部５２２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等）等により構成される。制御部５２２は、例えば、以下に説明するような処理を実行する。

制御部５２２は、計測部５１による計測データを含むパケットを生成する。生成されるパケットのヘッダには、当該ノード５の識別子と、パケットの宛先である集約器４の識別子とが含まれる。また、生成されるパケットのデータ部には、タイマ５２５により計測された現在時刻が更に含まれてもよい。生成されたパケットは送信部５２３から集約器４に向けて送信される。送信部５２３は、例えば、無線送信機等により構成される。

また、制御部５２２は、受信部５２４が受信したパケットの宛先を判別する。受信部５２４は、例えば、無線受信機等により構成される。受信したパケットの宛先が当該ノード５である場合、制御部５２２は、受信したパケットのデータに従った処理を実行する。パケットの宛先が他のノード５である場合、制御部５２２は、受信したパケットを、送信部５２３を介して該他のノード５に向けて送信する。

更に、図３に示すように、制御部５２２は、受信部５２４が受信した電波であって、他のノード（集約器４及びノード５）から送信された該電波の受信電界強度を所定周期又は任意のタイミングで計測する。図３は、実施形態に従ったノードによる受信電界強度の計測を説明する図である。受信電界強度は、当該電波を計測したノード５と当該電波を送信したノードとの結合度を表し、受信電界強度が高い程、結合度が強いと評価され得る。図３には、ノード５−１の周辺に存在する集約器４及びノード５−２〜５−４からそれぞれ送信された電波の受信電界強度をノード５−１の制御部５２２が計測する一例が示されている。ノード５−２〜５−４のそれぞれの制御部５２２においても同様に、周辺に存在するノード（集約器４及びノード５）から送信された電波の受信電界強度が計測される。

他のノード（集約器４及びノード５）から送信される電波が含む情報には、該ノードのユニークな識別子が含まれている。図４に示すように、制御部５２２は、受信した電波を送信したノード（集約器４又はノード５）の識別子と、計測された該電波の受信電界強度を対応付けて記憶部５２１に記憶する。図４は、実施形態に従ったノードにより計測及び記憶される受信電界強度の一例を示す図である。図４には、ノード５−１の周辺に存在する集約器４及びノード５−２〜５−４からそれぞれ送信された電波の受信電界強度が、対応する識別子と共にノード５−１の記憶部５２１に記憶される一例が示されている。ノード５−２〜５−４のそれぞれの記憶部５２１においても同様に、周辺に存在する集約器４及びノード５からそれぞれ送信された電波の受信電界強度が、対応する識別子と共に記憶される。

制御部５２２は、記憶部５２１に記憶された受信電界強度に関するデータ（例えば、図４）を含むパケットを生成する。生成されるパケットのヘッダには、当該ノード５の識別子と、パケットの宛先である集約器４の識別子とが含まれる。制御部５２２は、生成されたパケットを、送信部５２３を介して集約器４に向けて送信する。

＜集約器＞
集約器４は、無線通信ネットワーク３と広域ネットワーク６とを接続する中枢ノード（例えば、ゲートウェイ）である。広域ネットワーク６は、インターネットといった有線又は無線の通信ネットワークである。例えば、図１に示す構成例では、集約器４は、配下のノード５−１〜５−４から受信したデータを、広域ネットワーク６を介して通信パラメータ設定装置２へ転送する。

図５は、実施形態に従った集約器の構成例を示す図である。図５に示す構成例では、集約器４は、無線通信部４１及び情報処理部４２を含む。

無線通信部４１は、無線通信を用いてノード５との間でデータを送受信する。無線通信部４１は、制御部４１１、送信部４１２、受信部４１３、及びタイマ４１４を含む。制御部４１１は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ等）等により構成される。送信部４１２は、例えば、無線送信機等により構成される。受信部４１３は、例えば、無線受信機等により構成される。

制御部４１１は、ノード５へ送信するパケットを生成し、生成したパケットを、送信部４１２を介して該パケットの宛先であるノード５へ向けて送信する。また、制御部４１１は、ノード５から送信されたパケットを、受信部４１３を介して受信し、受信したパケットを処理する。例えば、受信したパケットのデータがノード５による計測データ、すなわち、計測部５１による計測データ又は制御部５２２による受信電界強度の計測データである場合、制御部４１１は、受信したパケットのデータを情報処理部４２へ出力する。

更に、制御部４１１は、受信部４１３が受信した電波であって、集約器４の周辺に存在するノード５から送信された該電波の受信電界強度を所定周期又は任意のタイミングで計測する。制御部４１１が実行する計測処理は、図３を参照しながら前述した制御部５２２が実行する計測処理と同様であってもよい。前述したように、各ノード５から送信される電波には、各ノード５のユニークな識別子が含まれている。制御部４１１は、受信した電波を送信したノード５の識別子と共に、計測された該電波の受信電界強度を情報処理部４２へ出力する。

また、制御部４１１は、集約器４と各ノード５との間の通信品質、すなわち、無線ネットワーク性能を所定周期又は任意のタイミングで計測する。例えば、無線ネットワーク性能は、当該ノード５から送信されたデータが集約器４に正常に到達する確率であってもよい。また、無線ネットワーク性能は、計測データが当該ノード５から送信されてから集約器４に到達するまでの遅延時間等であってもよく、例えば、受信したパケットに含まれるパケット送信時刻とタイマ４１４の現在時刻とを用いて計測されてもよい。制御部４１１は、計測したノード５の識別子と共に、集約器４と該ノード５との間の通信品質を情報処理部４２へ出力する。

情報処理部４２は、例えば、広域ネットワーク６を介して通信パラメータ設定装置２とデータを送受信する。情報処理部４２は、例えば、ボードコンピュータ等により構成される。情報処理部４２は、処理部４２１、記憶部４２２、及び通信部４２３を含む。処理部４２１は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ等）等により構成される。記憶部４２２は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等により構成される。通信部４２３は、例えば、有線及び／又は無線の通信インタフェース装置等により構成される。

処理部４２１は、無線通信部４１を介してノード５と送受信するデータや、通信部４２３を介して通信パラメータ設定装置２と送受信するデータを処理する。

例えば、図６に示すように、処理部４２１は、ノード５による計測データを、制御部４１１を介して受信する。後述するように、受信電界強度といった制御部５２２による計測データは、ネットワーク固有情報の１つとして通信パラメータ設定装置２が用いる。そこで、処理部４２１は、受信電界強度といった計測データを、通信部４２３を介して通信パラメータ設定装置２へ転送する。なお、温度、湿度、照度、雨量、音量、及び／又は圧力といった計測部５１による計測データは、計測データ処理装置（図示せず）が処理する。そこで、処理部４２１は、計測部５１による計測データを計測データ処理装置へ転送する。

図６は、実施形態に従った集約器によるデータ転送を説明する図である。図６に示す一例では、ノード５−４から送信された計測データ（例えば、受信電界強度）は、図６中の矢印で示されるように、ノード５−３及びノード５−１を介して、集約器４の受信部４１３により受信される。そして、受信された計測データは、制御部４１１から処理部４２１へ出力され、処理部４２１は、図６中の矢印で示されるように、該計測データを、通信部４２３を介して通信パラメータ設定装置２へ転送する。他のノード５から送信された計測データも同様に、集約器４を介して通信パラメータ設定装置２へ転送される。

また、図７に示すように、処理部４２１は、制御部４１１により計測された受信電界強度及び無線ネットワーク性能を記憶部４２２に記憶する。図７は、実施形態に従った集約器４により計測及び記憶される情報の一例を示す図である。図７に示す一例では、ノード５の識別子と、該ノード５から送信された電波の受信電界強度と、該ノード５に関する無線ネットワーク性能と、該ノード５と集約器４との間で送受信されるパケットの実ホップ数とがノード５毎に記憶される。処理部４２１は、記憶部４２２に記憶された情報（例えば、図７に示される情報）を、通信部４２３を介して通信パラメータ設定装置２へ送信する。

＜通信パラメータ設定装置＞
通信パラメータ設定装置２は、無線通信ネットワーク３に対する通信パラメータを設定する装置である。図１に示した一例では、通信パラメータ設定装置２と集約器４とは広域ネットワーク６を介して接続される。

図８は、実施形態に従った通信パラメータ設定装置の構成例を示す図である。図８に示す構成例では、通信パラメータ設定装置２は、記憶部２１、処理部２２、入力部２３、出力部２４、通信部２５、及び記憶媒体読み書き部２６を含む。記憶部２１は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭ等により構成される。処理部２２は、例えば、ＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、又はプログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡやＰＬＤ等）等により構成される。入力部２３は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパッド等により構成される。出力部２４は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等により構成される。通信部２５は、例えば、有線及び／又は無線の通信インタフェース装置等により構成される。記憶媒体読み書き部２６は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又はフラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体からデータを読み取り、該可搬型記憶媒体にデータを書き込む装置により構成される。

＜＜ネットワーク固有情報＞＞
記憶部２１は、ネットワーク固有情報を複数の無線通信ネットワーク３に対して記憶する。図９は、実施形態に従った通信パラメータ設定装置に記憶されるネットワーク固有情報の一例を示す図である。図９には、管理対象ノードとして集約器４及び４つのノード５−１〜５−４を含む図１に示した無線通信ネットワーク３に対するネットワーク固有情報の一例が示されている。図９に示す一例では、ネットワーク固有情報は、結合度情報、設置環境情報、無線ネットワーク性能情報、構成情報、及び通信パラメータの既定値からなる。ネットワーク固有情報は、無線通信ネットワーク３の特徴を示す情報である。

結合度情報は、各ノード（集約器４及びノード５）により計測された受信電界強度である。図９の例に示されるように、受信電界強度は周辺ノード（集約器４及びノード５）の識別子に対応付けられる。前述したように、結合度情報は、集約器４及び各ノード５により所定周期又は任意のタイミングで計測され、集約器４から通信パラメータ設定装置２へ送信される。集約器４から送信された結合度情報は、通信部２５を介して処理部２２により受信され、処理部２２は、受信した結合度情報を記憶部２１に記憶する。

設置環境情報は、無線通信ネットワーク３に含まれるノード（集約器４及びノード５）が設置された環境に関する情報である。設置環境情報は、例えば、当該ノードが設置された場所の緯度及び経度情報であり、他のノード５や集約器４までの距離は該設置環境情報から計算可能である。また、設置環境情報は、当該ノードが設置された場所の状況を含んでもよく、例えば、工場地帯、道路、住宅地、商業地、都会、中都市、及び閑散地等の分類を含んでもよい。更に、設置環境情報は、例えば、当該ノードの設置高や設置面の材質（例えば、コンクリートや金属等）を含んでもよい。設置環境情報は、入力部２３を介して通信パラメータ設定装置２に入力され、記憶部２１に記憶されるように構成される。或いは、設置環境情報は、他の情報処理装置（図示せず）から通信部２５を介して受信され、記憶部２１に記憶されるように構成される。或いは、設置環境情報は可搬型記憶媒体に記憶され、該可搬型記憶媒体に記憶された設置環境情報が記憶媒体読み書き部２６を介して記憶部２１に記憶されるように構成される。

無線ネットワーク性能情報は、集約器４と各ノード５との間の通信品質に関する情報である。前述したように、例えば、無線ネットワーク性能情報は、当該ノード５から送信されたデータが集約器４に正常に到達する確率である。また、無線ネットワーク性能情報は、センサによる計測データといったデータが当該ノード５から送信されてから集約器４に到達するまでの遅延時間である。前述したように、無線ネットワーク性能は、集約器４により所定周期又は任意のタイミングで計測され、集約器４から通信パラメータ設定装置２へ送信される。集約器４から送信された無線ネットワーク性能は、通信部２５を介して処理部２２により受信され、処理部２２は、受信した無線ネットワーク性能を記憶部２１に記憶する。

構成情報は、無線通信ネットワーク３の構成に関する情報である。構成情報は、例えば、集約器４配下のノード５の数や、集約器４から各ノード５までの距離である。構成情報としての距離は、物理的な距離であってもよいし、集約器４から各ノード５までの中継段数（ホップ数）であってもよい。なお、図９には、集約器４から各ノード５までのホップ数が構成情報の一例として示されている。構成情報は、設置環境情報と同様に、入力部２３、通信部２５、或いは記憶媒体読み書き部２６を介して記憶部２１に記憶されるように構成される。

通信パラメータの既定値は、当該無線通信ネットワーク３の通信パラメータの初期値又は現在値である。通信パラメータは、無線通信条件、通信方式、及び計測方式を含む。無線通信条件は、例えば、結合度の閾値である。通信方式は、例えば、通信リトライ回数及びデータサイズといった通信プロトコルや、電波の出力及び周波数といった電波方式である。計測方式は、例えば、各ノード５による計測周期である。なお、図９に示す一例では、集約器４固有の通信パラメータの既定値と、各ノード５に共通の通信パラメータの既定値とに分けて通信パラメータの既定値が示されている。通信パラメータの既定値は、当該無線通信ネットワークの設置者又は運用者により決定されてもよい。通信パラメータの既定値は、入力部２３或いは記憶媒体読み書き部２６を介して記憶部２１に記憶されるように構成される。或いは、通信パラメータの既定値は、各無線通信ネットワーク３の集約器４から通信部２５を介して取得され、記憶部２１に記憶されるように構成される。

記憶部２１は、図９に示すようなネットワーク固有情報を複数の無線通信ネットワーク３に対して記憶する。記憶部２１には、運用が既に開始されている複数の既設の無線通信ネットワーク３のネットワーク固有情報が記憶されてもよい。また、既設の無線通信ネットワークのネットワーク固有情報に加えて、運用が開始されていない新設の無線通信ネットワークのネットワーク固有情報が記憶部２１に記憶されてもよい。
処理部２２は、グループ形成部２２１及びパラメータ設定部２２２を含む。

＜＜ネットワークグループの形成＞＞
グループ形成部２２１は、複数の無線通信ネットワーク３に対するネットワーク固有情報を用いて、複数の無線通信ネットワーク３を複数のネットワークグループにグルーピング（グループ分け）する。例えば、グループ形成部２２１は、図１０に示すような処理を実行する。

図１０は、実施形態に従ったネットワークグループの形成処理の例示的なフローを示す図である。図１０に示すようなネットワークグループの形成処理は、実施形態に従った通信パラメータ設定方法に含まれる。

ステップＳ１０１において、グループ形成部２２１は、カウンタ値ｉを初期値０（ゼロ）に設定する。ステップＳ１０２において、グループ形成部２２１は、記憶部２１に記憶された複数の無線通信ネットワーク３に対するネットワーク固有情報に基づいて所定の特徴を抽出する。

抽出される特徴は、結合度情報、設置環境情報、構成情報、及び通信パラメータの既定値の中から抽出される。例えば、結合度情報と通信パラメータの既定値とに基づいて、所定の閾値以上の結合度を有するノード数が所定の特徴として抽出されてもよく、設置環境情報に基づいて、ノード５間の距離が所定の特徴として抽出されてもよい。また、図１１に示すように、結合度情報及び設置環境情報に基づいて、ノード５間の距離と受信電界強度との関係が所定の特徴として抽出されてもよい。図１１は、実施形態に従ったネットワーク固有情報から抽出される特徴の一例を示す図である。図１１には、１２個の無線通信ネットワーク３−１〜３−１２それぞれに対して、ノード５間の距離と受信電界強度との関係が所定の特徴として示されている。

ステップＳ１０３において、グループ形成部２２１は、抽出した所定の特徴の類似度に従って、複数の無線通信ネットワーク３を複数のネットワークグループにグルーピングする。例えば、グループ形成部２２１は、所定の特徴をクラスタとするクラスタ分析を用いて、複数の無線通信ネットワーク３を複数のネットワークグループにグルーピングしてもよい。クラスタ分析は、クラスタ間の距離が近ければクラスタ同士の類似度が高いと判定し、クラスタ間の距離が遠ければクラスタ同士の類似度が低いと判定する分析手法である。クラスタ間の距離は、例えば、ユークリッド距離等である。

例えば、図１１に示す一例では、ノード５間の距離の増加に従い受信電界強度が減衰する特徴の類似度に従って、９つの無線通信ネットワーク３−１〜３−１２は６つのネットワークグループＧ１〜Ｇ６にグルーピングされる。類似度に従ったグルーピングの結果、ネットワークグループＧ１にグルーピングされた３つの無線通信ネットワーク３−１〜３−３は、例えば、閑散した戸建ての住宅地に敷設された無線通信ネットワークであり得る。ネットワークグループＧ２にグルーピングされた３つの無線通信ネットワーク３−４〜３−６は、例えば、密集した戸建ての住宅地に敷設された無線通信ネットワークであり得る。ネットワークグループＧ３にグルーピングされた３つの無線通信ネットワーク３−７〜３−９は、例えば、集合住宅に敷設された無線通信ネットワークであり得る。なお、図１１に示す一例では、３つの無線通信ネットワーク３−１０〜３−１２は、ステップＳ１０２で抽出された所定の特徴に関して他の無線通信ネットワーク３と類似性がないため、ネットワークグループＧ４〜Ｇ６にそれぞれ単独でグルーピングされている。

ステップＳ１０４において、グループ形成部２２１は、カウンタ値ｉをインクリメントする。そして、ステップＳ１０５において、グループ形成部２２１は、カウンタ値ｉが所定の閾値ｉｔｈ以下であるか否かを判定する。

カウンタ値ｉが所定の閾値ｉｔｈを超える場合（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、グループ形成部２２１は、ネットワークグループを形成する一連の処理を終了する。一方、カウンタ値ｉが所定の閾値ｉｔｈ以下である場合（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、一連の処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、グループ形成部２２１は、同一のネットワークグループにグルーピングされた無線通信ネットワーク３に対する無線ネットワーク性能情報が類似するか否かを判定する。無線ネットワーク性能情報の類似度は、例えば、前述したようなクラスタ分析を用いて判定されてもよい。

無線ネットワーク性能情報が類似する場合（ステップＳ１０６で“ＹＥＳ”）、グループ形成部２２１は、ネットワークグループを形成する一連の処理を終了する。一方、無線ネットワーク性能情報が類似しない場合（ステップＳ１０６で“ＮＯ”）、一連の処理はステップＳ１０２に戻る。

一連の処理がステップＳ１０２に戻された場合、グループ形成部２２１は、複数の無線通信ネットワーク３に対するネットワーク固有情報に基づいて、カウンタ値ｉ回目までに抽出された所定の特徴以外の特徴を新たに抽出する。そして、ステップＳ１０３において、グループ形成部２２１は、カウンタ値ｉ回目までに抽出された所定の特徴の類似度に加えて、新たに抽出された特徴の類似度に従って複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルーピングする。

例えば、図１１に示す一例において、無線通信ネットワーク３−１〜３−３に対する無線ネットワーク性能情報が類似しない場合、新たに抽出された特徴の類似度に従ってネットワークグループＧ１は２つのネットワークグループに細分化され得る。また、無線通信ネットワーク３−１０〜３−１２は、新たに抽出された特徴の類似度に従って、新たに形成された１つのネットワークグループにグルーピングされ得る。

このように、図１０に示すようなネットワークグループの形成処理を通じて、複数の無線通信ネットワーク３は複数のネットワークグループにグルーピングされる。

なお、無線通信ネットワーク３が新設の無線通信ネットワークである場合には、無線ネットワーク性能情報は集約器４により未だ計測されていない。そこで、例えば、記憶部２１に記憶されたネットワーク固有情報が新設の無線通信ネットワーク３のネットワーク固有情報である場合には、ステップＳ１０６の処理はスキップされてもよい。

＜＜通信パラメータの設定＞＞
次に、パラメータ設定部２２２は、グループ形成部２２１により形成されたネットワークグループ毎に通信パラメータの設定値を設定する。図１２は、実施形態に従った通信パラメータの設定処理の例示的なフローを示す図である。図１２に示すような通信パラメータの設定処理は、実施形態に従った通信パラメータ設定方法に含まれる。

ステップＳ２０１において、パラメータ設定部２２２は、グループ形成部２２１により形成された複数のネットワークグループの中から１つのネットワークグループを選択する。ステップＳ２０２において、パラメータ設定部２２２は、選択されたネットワークグループにグルーピングされた無線通信ネットワーク３それぞれに対する設定対象の通信パラメータの１つを選択する。前述したように、通信パラメータは、無線通信条件、通信方式、及び計測方式を含む。無線通信条件は、例えば、結合度の閾値であり、通信方式は、例えば、通信リトライ回数及びデータサイズといった通信プロトコルや、電波の出力及び周波数といった電波方式である。計測方式は、例えば、各ノード５による計測周期である。

ステップＳ２０３において、パラメータ設定部２２２は、選択された通信パラメータの設定値を、選択されたネットワークグループにグルーピングされた無線通信ネットワーク３に対して同様に設定する。設定される通信パラメータの設定値は、選択されたネットワークグループに含まれる無線通信ネットワーク３それぞれに対する該通信パラメータの既定値の平均値又は中央値であってもよい。

ステップＳ２０４において、パラメータ設定部２２２は、図１３に示すように、選択されたネットワークグループにグルーピングされた各無線通信ネットワーク３のノード５へ通信パラメータの設定値を送信し、該設定値をノード５に設定させる。図１３は、実施形態に従った通信パラメータ設定装置による通信パラメータの設定を説明する図である。図１３に示す一例では、パラメータ設定部２２２により設定された通信パラメータの設定値は、集約器４、ノード５−１、及びノード５−３を介して通信パラメータ設定装置２からノード５−４へ送信され、ノード５−４は、受信した該設定値を設定する。なお、ステップＳ２０４において通信パラメータの設定値が設定されるノード５は、当該無線通信ネットワーク３に含まれる全てのノード５であってもよい。また、ステップＳ２０４において通信パラメータの設定値が設定されるノード５は、図１３に示す一例のように特定のノード５であってもよい。

パラメータ設定部２２２は、所定時間待機し（ステップＳ２０５）、通信パラメータの設定値が設定されたノード５に対して計測された無線ネットワーク性能を、通信部２５を介して集約器４から受信して読み出す（ステップＳ２０６）。そして、ステップＳ２０７において、パラメータ設定部２２２は、今回読み出した無線ネットワーク性能が前回読み出した無線ネットワーク性能よりも向上したか否かを判定する。

今回読み出した無線ネットワーク性能が前回読み出した無線ネットワーク性能よりも向上した場合（ステップＳ２０７で“ＹＥＳ”）、通信パラメータの一連の設定処理はステップＳ２０８へ進む。なお、ステップＳ２０４において通信パラメータの設定値が一部のノード５にのみ設定された場合には、パラメータ設定部２２２は、該設定値が未設定のノード５へ該設定値を送信し、該設定値が未設定のノード５に該設定値を設定させる。

一方、今回読み出した無線ネットワーク性能が前回読み出した無線ネットワーク性能よりも向上しない場合（ステップＳ２０７で“ＮＯ”）、通信パラメータの一連の設定処理はステップＳ２０３へ戻る。一連の処理がステップＳ２０３へ戻される場合、パラメータ設定部２２２は、無線ネットワーク性能が向上するまで（ステップＳ２０７で“ＹＥＳ”）、通信パラメータの設定値を再設定する（ステップＳ２０３）。すなわち、パラメータ設定部２２２は、通信パラメータの設定値を上又は下に微調整する。

ステップＳ２０８において、パラメータ設定部２２２は、設定対象の全ての通信パラメータが設定済みか否かを判定する。設定対象の全ての通信パラメータが設定済みである場合（ステップＳ２０８で“ＹＥＳ”）、通信パラメータの一連の設定処理はステップＳ２０９へ進む。一方、設定対象の通信パラメータの中に未設定の通信パラメータがある場合（ステップＳ２０８で“ＮＯ”）、通信パラメータの一連の設定処理はステップＳ２０２へ戻り、パラメータ設定部２２２は、未設定の通信パラメータを設定する。

ステップＳ２０９において、パラメータ設定部２２２は、全てのネットワークグループに対して通信パラメータが設定済みか否かを判定する。通信パラメータが未設定のネットワークグループがある場合（ステップＳ２０９で“ＮＯ”）、通信パラメータの一連の処理はステップＳ２０１へ戻る。そして、通信パラメータが未設定のネットワークグループに対する通信パラメータの設定処理が継続される。一方、全てのネットワークグループに対して通信パラメータが設定済みである場合、通信パラメータの一連の設定処理は終了する。

このように、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、無線通信ネットワークにおいて、複数のノード間の通信品質と、無線ネットワーク性能とに従って各種の通信パラメータを設定することができる。また、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、各ノードの環境条件や無線通信ネットワークの構成に従って各種の通信パラメータを設定することができる。したがって、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、無線通信ネットワークに対する適切な通信パラメータを設定することができる。

また、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、類似する特徴を有する無線通信ネットワークに対して同様の通信パラメータを設定できる。したがって、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、複数の無線通信ネットワークそれぞれに対して通信パラメータを個別に探索しなくても適切な通信パラメータを設定することができ、無線通信ネットワークの敷設及び運用作業を容易にすることができる。

＜変形例＞
なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。

＜＜変形例１＞＞
例えば、ネットワーク固有情報は、図９を参照しながら上述した各種情報以外の情報であってもよい。具体的には、例えば、ネットワーク固有情報は、受信電波レベルの中央値（累積分布の５０［％］の値）を含んでもよい。受信電波レベルの中央値は、集約器４及びノード５により所定周期又は任意のタイミングで計測されてもよく、集約器４から通信パラメータ設定装置２へ送信されてもよい。また、グループ形成部２２１は、ネットワーク固有情報に含まれる受信電波レベルの中央値に基づいて、複数の無線通信ネットワーク３それぞれの受信電波レベルの中央値変動を所定の特徴として抽出してもよい。そして、グループ形成部２２１は、距離的変動の傾きの大きさといった中央値変動の類似度に従って複数の無線通信ネットワーク３を複数のネットワークグループに分割してもよい。

＜＜変形例２＞＞
例えば、図１０に示しながら前述したような処理を通じてネットワークグループが既に形成されている場合、グループ形成部２２１は、図１４に示すような処理を通じて、新たな無線通信ネットワーク３を既存のネットワークグループに含めてもよい。ここで、新たな無線通信ネットワーク３とは、所属するネットワークグループが決定されていない無線通信ネットワークを指し、既存のネットワークグループにグルーピングされていない無線通信ネットワークである。新たな無線通信ネットワーク３は、既設の無線通信ネットワークであってもよいし、新設の無線通信ネットワークであってもよい。

図１４は、実施形態に従ったネットワークグループの設定処理の例示的なフローを示す図である。図１４に示すようなネットワークグループの設定処理は、実施形態に従った通信パラメータ設定方法に含まれる。

ステップＳ３０１において、グループ形成部２２１は、新たな無線通信ネットワーク３のネットワーク固有情報から所定の特徴を抽出する。そして、ステップＳ３０２において、抽出された所定の特徴と類似する特徴を有する既存のネットワークグループがあるか否かを判定する。抽出された所定の特徴の類似度は、前述したようなクラスタ分析を用いて判定されてもよい。

抽出された所定の特徴と類似する特徴を有する既存のネットワークグループがある場合（ステップＳ３０２で“ＹＥＳ”）、グループ形成部２２１は、該既存のネットワークグループに新たな無線通信ネットワーク３をグルーピングする（ステップＳ３０３）。一方、抽出された所定の特徴と類似する特徴を有する既存のネットワークグループがない場合（ステップＳ３０２で“ＮＯ”）、グループ形成部２２１は、新たな無線通信ネットワーク３に対して新たなネットワークグループを形成する（ステップＳ３０４）。

新たな無線通信ネットワーク３に対するネットワークグループが上述のように設定されると、パラメータ設定部２２２は、新たな無線通信ネットワーク３に対する通信パラメータの設定値を設定する。具体的には、パラメータ設定部２２２は、新たな無線通信ネットワーク３がグルーピングされたネットワークグループの通信パラメータの設定値に従って新たな無線通信ネットワーク３の通信パラメータの設定値を設定する。

このように、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、新たな無線通信ネットワークに対して、該新たな無線通信ネットワークの特徴と類似する特徴を有する既知のネットワークグループと同様の通信パラメータを設定できる。したがって、実施形態に従った通信パラメータ設定方法によれば、新たな無線ネットワークに対して通信パラメータを新たに探索しなくても適切な通信パラメータを設定することができ、無線通信ネットワークの敷設及び運用作業を容易にすることができる。

＜＜変形例３＞＞
上述したような実施形態に従った通信パラメータ設定方法は、実施形態に従った通信パラメータ設定方法の手順を規律する通信パラメータ設定プログラムを実行する情報処理装置（コンピュータ）によっても実施可能である。図１５は、実施形態に従った通信パラメータ設定プログラムを実行する情報処理装置の構成例を示す図である。

図１５に示す構成例では、情報処理装置７は、プロセッサの一例であるＣＰＵ７１と、ＲＡＭ等の主記憶装置７２と、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置７３とを含む。また、情報処理装置７は、キーボードやマウス等の入力装置７４と、液晶ディスプレイ又はＣＲＴディスプレイ等の出力装置７５とを更に含む。また、情報処理装置７は、可搬型記憶媒体へデータを書き込み且つ可搬型記憶媒体からデータを読み取る可搬型記憶媒体読み書き装置７６と、インターネット等の通信ネットワークと接続する通信インタフェース装置７７とを更に含む。情報処理装置７に含まれるこれらの構成要素７１〜７７は、バス７８を介して相互に接続される。

実施形態に従った通信パラメータ設定プログラムは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又はフラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体に記憶されてもよい。可搬型記憶媒体に記憶された通信パラメータ設定プログラムは、可搬型記憶媒体読み書き装置７６を介して読み取られ、補助記憶装置７３にインストールされる。また、実施形態に従った通信パラメータ設定プログラムは、他の情報処理装置（図示せず）に格納された通信パラメータ設定プログラムを、通信インタフェース装置７７を介して情報処理装置７が取得することによって、補助記憶装置７３にインストールされてもよい。ＣＰＵ７１は、通信パラメータ設定プログラムを補助記憶装置７３から主記憶装置７２に読み出して通信パラメータ設定プログラムを実行することによって、実施形態に従った通信パラメータ設定方法を実行する。

実施形態に従った通信パラメータ設定プログラムを情報処理装置に実行させることによっても、実施形態に従った通信パラメータ設定方法から得られる上述の効果を得ることができる。

１ 無線通信システム
２ 通信パラメータ設定装置
３、３−１〜３−９ 無線通信ネットワーク
４ 集約器
５、５−１〜５−４ ノード
６ 広域ネットワーク
７ 情報処理装置
２１ 記憶部
２２ 処理部
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 通信部
２６ 記憶媒体読み書き部
４１ 無線通信部
４２ 情報処理部
５１ 計測部
５２ 無線通信部
７１ ＣＰＵ
７２ 主記憶装置
７３ 補助記憶装置
７４ 入力装置
７５ 出力装置
７６ 可搬型記憶媒体読み書き装置
７７ 通信インタフェース装置
７８ バス
２２１ グループ形成部
２２２ パラメータ設定部
４１１ 制御部
４１２ 送信部
４１３ 受信部
４１４ タイマ
４２１ 処理部
４２２ 記憶部
４２３ 通信部
５２１ 記憶部
５２２ 制御部
５２３ 送信部
５２４ 受信部
５２５ タイマ
Ｇ１〜Ｇ３ ネットワークグループ

Claims (11)

1. 複数のマルチホップ型の無線通信ネットワークそれぞれについて、無線通信ネットワーク内の通信状態および無線通信ネットワークの構成に係わる情報を含むネットワーク固有情報を記憶する記憶部と、
   前記ネットワーク固有情報に基づいて、各無線通信ネットワークについて、前記無線通信ネットワーク内の通信状態または無線通信ネットワークの構成の少なくとも一方に係わる所定の特徴を抽出し、前記所定の特徴の類似度に従って前記複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルーピングするグループ形成部と、
   通信パラメータの設定値をネットワークグループ毎に設定するパラメータ設定部と、を備え、
   前記ネットワーク固有情報は、各無線通信ネットワークについて、無線通信ネットワークに含まれる複数のノード間の受信電界強度を表す情報および各ノードが設定されている位置を表す情報を含み、
   前記所定の特徴は、ノード間の距離と受信電界強度との関係を表し、
   前記グループ形成部は、ノード間の距離の増加に対して受信電界強度が減衰していくパターンが互いに類似する無線通信ネットワークをグルーピングする
   ことを特徴とする、通信パラメータ設定装置。
2. 前記ネットワーク固有情報は、無線通信ネットワークに含まれる集約器と各ノードとの間の通信品質に関する無線ネットワーク性能情報を含み、
   前記グループ形成部は、同一の前記ネットワークグループにグルーピングされた無線通信ネットワークに対する前記無線ネットワーク性能情報が類似しない場合に、前記複数の無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報に基づいて前記所定の特徴以外の特徴を新たに抽出し、前記所定の特徴の類似度に加えて新たに抽出した前記特徴の類似度に従って前記複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルーピングする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信パラメータ設定装置。
3. 前記パラメータ設定部は、所定周期又は任意のタイミングで計測された前記無線ネットワーク性能情報に基づいて前記通信パラメータの前記設定値を前記ネットワークグループ毎に再設定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信パラメータ設定装置。
4. 前記ネットワーク固有情報は、無線通信ネットワークに含まれる複数のノード間の結合度情報と、前記複数のノードそれぞれの設置環境情報と、前記無線通信ネットワークの構成情報と、前記無線通信ネットワークに対する前記通信パラメータの既定値を含む
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の通信パラメータ設定装置。
5. 前記記憶部は、前記複数のネットワークグループにグルーピングされていない新たな無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報を更に含み、
   前記グループ形成部は、前記新たな無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報に基づいて抽出された特徴と類似する特徴を有するネットワークグループが前記複数の複数のネットワークグループの中に存在する場合に、類似する特徴を有する前記ネットワークグループに前記新たな無線通信ネットワークをグルーピングし、
   前記パラメータ設定部は、グルーピングされた前記ネットワークグループの前記通信パラメータの前記設定値に従って前記新たな無線通信ネットワークの通信パラメータの設定値を設定する、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の通信パラメータ設定装置。
6. 複数のノードと集約器とをそれぞれ含む複数のマルチホップ型の無線通信ネットワークと、
   複数の無線通信ネットワークそれぞれについて、無線通信ネットワーク内の通信状態および無線通信ネットワークの構成に係わる情報を含むネットワーク固有情報を記憶し、前記ネットワーク固有情報に基づいて、各無線通信ネットワークについて、前記無線通信ネットワーク内の通信状態または無線通信ネットワークの構成の少なくとも一方に係わる所定の特徴を抽出し、前記所定の特徴の類似度に従って前記複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルーピングし、通信パラメータの設定値をネットワークグループ毎に設定する通信パラメータ設定装置と、を備え、
   前記ネットワーク固有情報は、各無線通信ネットワークについて、無線通信ネットワークに含まれる複数のノード間の受信電界強度を表す情報および各ノードが設定されている位置を表す情報を含み、
   前記所定の特徴は、ノード間の距離と受信電界強度との関係を表し、
   前記通信パラメータ設定装置は、ノード間の距離の増加に対して受信電界強度が減衰していくパターンが互いに類似する無線通信ネットワークをグルーピングする
   ことを特徴とする、無線通信システム。
7. 前記ネットワーク固有情報は、無線通信ネットワークに含まれる集約器と各ノードとの間の通信品質に関する無線ネットワーク性能情報を含み、
   前記通信パラメータ設定装置は、同一の前記ネットワークグループにグルーピングされた無線通信ネットワークに対する前記無線ネットワーク性能情報が類似しない場合に、前記複数の無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報に基づいて前記所定の特徴以外の特徴を新たに抽出し、前記所定の特徴の類似度に加えて新たに抽出した前記特徴の類似度に従って前記複数の無線通信ネットワークを複数のネットワークグループにグルーピングする、
   ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
8. 前記通信パラメータ設定装置は、所定周期又は任意のタイミングで計測された前記無線ネットワーク性能情報に基づいて前記通信パラメータの前記設定値を前記ネットワークグループ毎に再設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記ネットワーク固有情報は、無線通信ネットワークに含まれる複数のノード間の結合度情報と、前記複数のノードそれぞれの設置環境情報と、前記無線通信ネットワークの構成情報と、前記無線通信ネットワークに対する前記通信パラメータの既定値を含む
   ことを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の無線通信システム。
10. 前記通信パラメータ設定装置は、
    前記複数のネットワークグループにグルーピングされていない新たな無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報を更に記憶し、
    前記新たな無線通信ネットワークに対する前記ネットワーク固有情報に基づいて抽出された特徴と類似する特徴を有するネットワークグループが前記複数の複数のネットワークグループの中に存在する場合に、類似する特徴を有する前記ネットワークグループに前記新たな無線通信ネットワークをグルーピングし、
    グルーピングされた前記ネットワークグループの前記通信パラメータの前記設定値に従って前記新たな無線通信ネットワークの通信パラメータの設定値を設定する、
    ことを特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の無線通信システム。
11. 複数のマルチホップ型の無線通信ネットワークそれぞれについて、無線通信ネットワークに含まれる複数のノード間の受信電界強度を表す情報および各ノードが設定されている位置を表す情報を含むネットワーク固有情報を記憶し、
    前記ネットワーク固有情報に基づいて、各無線通信ネットワークについて、ノード間の距離と受信電界強度との関係を抽出し、
    抽出した前記関係に基づいて、ノード間の距離の増加に対して受信電界強度が減衰していくパターンが互いに類似する無線通信ネットワークをグルーピングし、
    グルーピングされたネットワークグループ毎に通信パラメータの設定値を設定する
    処理を情報処理装置が実行することを特徴とする、通信パラメータ設定方法。

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