JP7117549B2 - 通信端末、通信システム、及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、通信端末、通信システム、及びプログラムに関する。より詳細には、本開示は、マルチホップ通信を行う通信端末、通信システム、及びプログラムに関する。

従来、親機と複数の子機とを含む複数の通信装置の間でマルチホップ通信を行う通信システムがあった（例えば特許文献１参照）。この通信システムでは、各子機は、ルートコストとリンクコストとの合計コストを計算し、合計コストが最小である端末を上位端末として選択し、通信を行っている。

特開２０１５－１１５６４３号公報

特許文献１の通信システムでは、子機は、ルートコストとリンクコストとの合計コストが最小となる端末を上位端末として選択しているので、複数の子機が特定の端末（上位候補）を上位端末（上位通信端末）として選択する可能性があった。

本開示の目的は、特定の上位候補が上位通信端末として選択される可能性を低減可能な
通信端末、通信システム、及びプログラムを提供することにある。

本開示の一態様の通信端末は、複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末である。前記通信端末は、通信部と、前記通信部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行う。前記制御部は、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行する。前記制御部は、自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が基準台数を超える場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が前記基準台数以下である場合に比べて、前記判定値を高くする。
本開示の一態様の通信端末は、複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末である。前記通信端末は、通信部と、前記通信部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行う。前記制御部は、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行する。前記制御部は、自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が前記最大ホップ数よりも小さい場合に比べて、前記判定値を高くする。
本開示の一態様の通信端末は、複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末である。前記通信端末は、通信部と、前記通信部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行う。前記制御部は、前記選択処理を開始するトリガとなる事象が発生したタイミングから待ち時間が経過した後に前記選択処理を実行する。前記待ち時間は、選択中の前記上位通信端末との通信品質と、切替先の前記上位通信端末との通信品質との差に基づいて設定される。

本開示の一態様の通信システムは、前記通信端末を複数備える。前記複数の通信端末の間でマルチホップ通信を行う。

本開示の一態様のプログラムは、コンピュータシステムに、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理と、設定処理とを実行させるためのプログラムである。前記プログラムは、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行させる。前記設定処理では、自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が基準台数を超える場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が前記基準台数以下である場合に比べて、前記判定値を高くする。
本開示の一態様のプログラムは、コンピュータシステムに、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理と、設定処理とを実行させるためのプログラムである。前記プログラムは、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行させる。前記設定処理では、自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が前記最大ホップ数よりも小さい場合に比べて、前記判定値を高くする。
本開示の一態様のプログラムは、コンピュータシステムに、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を、前記選択処理を開始するトリガとなる事象が発生したタイミングから待ち時間が経過した後に実行させるためのプログラムである。前記待ち時間は、選択中の前記上位通信端末との通信品質と、切替先の前記上位通信端末との通信品質との差に基づいて設定される。

本開示によれば、特定の上位候補が上位通信端末として選択される可能性を低減可能な通信端末、通信システム、及びプログラムを提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態の通信端末を備える通信システムのシステム構成図である。 図２は、同上の通信端末のブロック図である。 図３は、同上の通信端末の選択処理を説明するフローチャートである。 図４は、同上の通信システムのシステム構成図である。 図５は、本開示の一実施形態の変形例１に係る通信端末の選択処理を説明する説明図である。 図６は、本開示の一実施形態の変形例３に係る通信端末の選択処理を説明する説明図である。

（実施形態）
（１）概要
図１は、本実施形態の通信端末１００（図２参照）を備える通信システム６００の概略図である。

本実施形態の通信システム６００は、例えば、工場やオフィスビル等の施設で用いられる。施設内には親機１０と複数台の子機２０とを含む通信端末１００が設置されており、親機１０と複数台の子機２０とは通信端末１００によって構成されている。

親機１０と複数台の子機２０とはマルチホップ通信を行う。ここにおいて、子機２０をホップ数で区別する場合、ホップ数が１の子機２０を子機２１、ホップ数が２の子機２０を子機２２、ホップ数が３の子機２０を子機２３、ホップ数が４の子機２０を子機２４と記載する。また、複数の子機２０には、通信システム６００において個々の子機２０を識別するために個別の識別番号が付与されており、図１では子機２０を表す円の中に識別番号を表示している。以下の説明において個別の子機２０について説明する場合、例えば識別番号が「１０１」の子機２１（２０）を、子機２１［１０１］又は子機２０［１０１］と記載する場合もある。

また、本実施形態の通信システム６００では、親機１０には制御装置３００が接続され、各子機２０には制御装置３００によって制御される機器（例えば、照明器具、空調機器等の電気機器）４００が接続される。尚、図１では、一部の子機２０について機器４００の図示を省略している。

ここで、制御装置３００が出力した制御信号は、親機１０から、制御対象の機器４００が接続された子機２０に送信されるので、制御対象の機器４００を制御信号にしたがって動作させることができる。したがって、本実施形態の通信システム６００では、親機１０に制御装置３００を接続し、子機２０に制御対象の機器４００を接続することで、機器４００を制御する制御システムを構築することができる。尚、通信システム６００は制御システムに用いられるものに限定されず、親機１０に接続された監視装置が、子機２０に接続された機器からデータを収集するデータ収集システム、子機２０に接続された機器の状態を監視する監視システム等に用いられてもよい。尚、全ての子機２０に機器４００が接続されることは必須ではなく、一部の子機２０に機器４００が接続されていなくてもよい。機器４００が接続されていない子機２０は中継器（リピータ）として機能する。

図２は、本実施形態の通信端末１００のブロック図である。本実施形態では、親機１０と子機２０とに同一の通信端末１００を用いている。通信端末１００は、例えば、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１０として機能し、また「子機」に設定されることで子機２０として機能する。

本実施形態の通信端末１００は、複数の通信端末１００がマルチホップ通信を行う通信システム６００に用いられる。通信端末１００は、通信部１０２と、通信部１０２を制御する制御部１０１とを備える。制御部１０１は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行う。

本実施形態の通信システム６００は、複数の通信端末１００を備え、複数の通信端末１００の間でマルチホップ通信を行う。

ここにおいて、通信端末１００（子機２０）の「上位通信端末」は、リンク５００を介して当該通信端末１００の上位に接続される通信端末である。図１の構成例では、子機２２［１０６］の上位通信端末は子機２１［１０２］である。通信端末１００の「上位候補」は、当該通信端末１００の上位通信端末となり得る通信端末であり、当該通信端末１００よりもホップ数が１つ小さい通信端末のうち、当該通信端末１００と直接通信が可能な通信端末である。例えば、子機２２［１０６］の上位候補は、ホップ数が１の子機２１のうち、子機２２［１０６］と直接通信が可能な子機となる。また、通信端末１００の「下位通信端末」は、リンク５００を介して当該通信端末１００の下位に接続される通信端末である。本実施形態では、通信端末１００の下位通信端末が、当該通信端末１００の下位に接続された全ての通信端末のうち、当該通信端末１００と直接通信可能な通信端末である。図１の構成例では、子機２２［１０６］の下位通信端末は、子機２３［１１１］及び子機２３［１１２］である。

本実施形態の通信端末１００では、下位通信端末の端末数に基づいて複数の上位候補の中から上位通信端末を選択しているので、特定の上位候補（通信端末１００）が上位通信端末として選択される可能性を低減できる。したがって、特定の上位候補（通信端末１００）に集中して下位通信端末が接続される可能性を低減でき、特定の上位候補に通信の負荷が集中する可能性を低減できる。尚、以下の説明において、ある通信端末１００の下位通信端末の端末数を下位端末数とも言う。

（２）詳細
（２．１）構成
本実施形態の通信端末１００は、図２に示すように、制御部１０１と、通信部１０２と、機器インターフェース１０３と、記憶部１０４とを備える。

制御部１０１は、通信端末１００の全体の動作を制御するものであり、通信部１０２の通信を制御する。制御部１０１は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、制御部１０１は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが所定のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部１０１として機能する。プロセッサが実行するプログラムは、記憶部１０４に予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

通信部１０２は、他の通信端末１００との間で通信するための通信インターフェースである。通信部１０２は、一例として、電力線を通信回線として利用し電力線に信号を重畳する電力線搬送通信方式（ＰＬＣ：Power Line Communication）の通信インターフェースである。本実施形態の通信端末１００は施設に設置された電源コンセントに接続されて使用される。したがって、通信端末１００は、施設に設置された電力線を通信回線として利用することで、施設内に設置されて電力線に接続された他の通信端末１００と通信することができる。尚、通信部１０２は、電力線搬送通信方式で通信するものに限定されず、電力線搬送通信方式以外の有線通信方式で通信する通信インターフェースでもよいし、無線通信方式で通信する通信インターフェースでもよい。

機器インターフェース１０３は、通信端末１００に接続される制御装置３００又は機器４００との間でデータを授受（入出力）するためのインターフェースである。機器インターフェース１０３は、例えば、イーサネット（登録商標）の規格に準拠した通信インターフェースである。

記憶部１０４は非一時的な記録媒体であり、ＲＯＭ等の不揮発性のメモリ、ＥＥＰＲＯＭ等の電気的に書換え可能な不揮発性のメモリ、ＲＡＭ等の揮発性のメモリ等からなる。記憶部１０４は、通信ルートや通信可能な通信端末（直接通信可能な他の通信端末１００）に関するリンク情報等を記憶する。記憶部１０４は、通信端末１００を動作させるための制御プログラム等のプログラムや、プログラムの実行に必要な情報等も記憶している。

本実施形態の通信システム６００では、親機１０及び子機２０の各々に、ユニークな識別番号が割り付けられ、各通信端末１００の記憶部１０４には、自端末に割り付けられた識別番号も格納されている。また、各通信端末１００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、各通信端末１００の記憶部１０４には、この装置ＩＤが予め格納されている。通信端末１００が送受信する通信パケットは、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。

（２．２）動作
次に、本実施形態の通信システム６００の動作を説明する。

親機１０及び子機２０は、例えば、プロアクティブ型のルーティングプロトコルにしたがって通信ルートを選択しており、親機１０及び子機２０の記憶部１０４には通信ルートの情報が記憶されている。尚、通信システム６００が採用するルーティングプロトコルはＣＭＳＲに限定されず、リアクティブ型、プロアクティブ型等のプロトコルでもよい。

親機１０が、例えば、子機２３［１１０］に制御データを含む送信データを送信する場合、親機１０から送信された送信データは、子機２１［１０１］と、子機２２［１０５］とを経由して、子機２３［１１０］に送信される。このように、親機１０は、直接通信が行えない子機２３［１１０］に対しても送信データを送信することができ、通信範囲を拡大できる。

親機１０及び子機２０は、ハローパケット（Hello Packet、以下「Ｈパケット」ともいう）を定期的にブロードキャスト送信し、周辺の通信端末１００とリンク情報等の情報を交換する。Ｈパケットは、各通信端末１００が、他の通信端末１００に対して自端末の生存を報知する通信パケットである。また、子機２０となる通信端末１００が送信するＨパケットには、自端末から親機１０までの通信ルートを表す通信ルート情報、この通信ルートの通信品質を表すルート品質情報、等が収容される。通信ルート情報には、例えば、子機２０から親機１０までの通信ルートにおいて経由する通信端末１００の識別番号が含まれている。ルート品質情報は、通信ルートの通信品質を表す情報であり、例えば、ＳＮ比、通信速度、ビットエラーレート、パケットエラーレート等に基づく値である。また、本実施形態では、Ｈパケットには、自端末の下位に接続されている他の通信端末１００（下位通信端末）の端末数に関する端末数情報が含まれている。親機１０及び子機２０は、周辺の通信端末１００から定期的に送信されるＨパケットに基づいて、通信ルートを更新することができる。また、親機１０及び子機２０は、通信ルートの情報に基づいて、下位に接続されている下位通信端末の端末数の情報（下位端末数情報）を更新する。

ここで、この通信システム６００に、新たな子機２０が参入する場合の動作について図１及び図３を参照して説明する。

新たに参入する子機２０（参入後に付与される識別番号が「１１５」の子機２０）では、通信部１０２が、通信可能な範囲に存在する子機２０（上位候補）からブロードキャスト送信されるＨパケットを受信する。制御部１０１は、上位候補の子機２０から送信されるＨパケットに含まれる端末数情報を通信部１０２を介して取得する（Ｓ１）。例えば、子機２０［１１５］が、子機２２［１０７］、子機２２［１０８］、子機２３［１１４］、及び子機２３［１１６］と直接通信が可能な場合、子機２０［１１５］の制御部１０１は、これらの子機２０から端末数情報を取得する。子機２０［１１５］の制御部１０１は、これらの子機２０のうちホップ数が小さい子機２２［１０７］及び子機２２［１０８］を上位候補とする。

そして、子機２０［１１５］の制御部１０１は、上位候補の子機２２［１０７］及び子機２２［１０８］から取得した端末数情報に基づいて、下位端末数が最も少ない子機２０を上位通信端末として選択する選択処理を行う（Ｓ２）。例えば、子機２２［１０７］の下位端末数が２０、子機２２［１０８］の下位端末数が１０であれば、子機２０［１１５］の制御部１０１は子機２２［１０８］を上位通信端末として選択する。そして、子機２０［１１５］の制御部１０１は、子機２２［１０８］に対して、通信システム６００によって構成される通信ネットワークへの参入処理を実行する（Ｓ３）。尚、本実施形態において、参入処理とは、新たな子機２０が通信ネットワークに参入する場合の処理と、既に通信ネットワークに参入済みの子機２０が上位通信端末を切り替えて通信ネットワークに参入し直す処理とを含む。

このように、本実施形態では、新たな子機２０が通信システム６００に参入する場合、子機２０（通信端末１００）の制御部１０１は、複数の上位候補（子機２０）の中から、下位端末数が少ない上位候補を上位通信端末として選択する。したがって、特定の通信端末１００に集中して、多くの下位通信端末が接続される可能性を低減できる。よって、特定の通信端末１００に通信の負荷が集中する可能性を低減できる。

また、本実施形態では、子機２０（通信端末１００）の制御部１０１が、複数の上位候補のみの下位通信端末の端末数に基づいて選択処理を行っているが、下位端末数以外の要素も考慮して選択処理を行ってもよい。

例えば、上記の選択処理において、子機２０（通信端末１００）の制御部１０１は、第１端末数と第２端末数とに基づいて、選択処理を行ってもよい。第１端末数は、自端末が直接通信可能な上位候補の下位端末数である。第２端末数は、複数の上位候補のそれぞれが接続されている、当該上位候補よりもホップ数が小さい上位通信端末の下位に接続されている通信端末の端末数である。

図１の構成例において、子機２０［１１５］が上位通信端末を選択する場合、上位候補である子機２２［１０７］の上位には子機２１［１０２］が接続され，上位候補である子機２２［１０８］の上位には子機２１［１０３］が接続されている。

したがって、子機２０［１１５］の制御部１０１は、直接通信可能な子機２２［１０７］及び子機２２［１０８］の下位端末数である第１端末数と、子機２１［１０２］及び子機２１［１０３］の下位端末数である第２端末数とに基づいて上位通信端末を選択する。

例えば、子機２０［１１５］の制御部１０１は、子機２２［１０７］の第１端末数と子機２１［１０２］の第２端末数との合計値Ｎ１と、子機２２［１０８］の第１端末数と子機２１［１０３］の第２端末数との合計値Ｎ２との大小を比較する。子機２０［１１５］の制御部１０１は、例えば、合計値Ｎ１の方が合計値Ｎ２よりも小さい場合は、子機２２［１０７］を上位通信端末として選択し、合計値Ｎ２の方が合計値Ｎ１よりも小さい場合は、子機２２［１０８］を上位通信端末として選択する。尚、子機２０［１１５］の制御部１０１は、子機２２［１０７］の第１端末数と子機２１［１０２］の第２端末数との平均値と、子機２２［１０８］の第１端末数と子機２１［１０３］の第２端末数との平均値との大小に基づいて上位通信端末を選択してもよい。また、子機２０［１１５］の制御部１０１は、第１端末数と第２端末数とに重み付けをして求めた値を比較することで、上位通信端末を選択してもよい。例えば、αを１より小さい正の係数とした場合、子機２０［１１５］の制御部１０１は［（第１端末数）×α＋（第２端末数）×（１－α）］の値を求め、この値に基づいて上位通信端末を選択すればよい。

このように、通信端末１００の制御部１０１が、第１端末数と第２端末数とに基づいて選択処理を行うことで、特定の上位通信端末に多くの下位通信端末が集中して接続される可能性を低減でき、特定の上位通信端末に通信の負荷が集中する可能性を低減できる。

尚、上位候補のルート品質情報であるルートコスト（通信ルートの通信品質を数値化した値）に、上位候補の上位に接続された上位通信端末の下位端末数を反映させてもよい。この場合、通信端末１００の制御部１０１は、複数の上位候補の中から、各上位候補の下位端末数とルートコストとに基づいて、上位通信端末を選択すればよい。

尚、上記の説明では、通信システム６００に新たに子機２０が参入する場合の動作について説明したが、通信システム６００に参入済の子機２０が、他の子機２０の参入等をトリガとして上位通信端末を選択する選択処理を行ってもよい。

通信端末１００の制御部１０１は、上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると選択処理を実行する。このパラメータは、例えば、当該通信端末１００の上位通信端末の下位端末数である。通信端末１００の制御部１０１は、当該通信端末１００が接続されている上位通信端末の下位端末数が所定の上限値（判定値）を超えたことをトリガとして、選択処理を実行する。

例えば、図４に示すように、子機２３［１１５］が子機２２［１０８］の下位に接続されている場合に、上位通信端末である子機２２［１０８］の下位端末数が所定の上限数を超えると、子機２３［１１５］の制御部１０１は選択処理を実行する。子機２３［１１５］の制御部１０１は、直接通信が可能な他の子機２０（上位候補）から通信部１０２を介してＨパケットを定期的に取得しており、Ｈパケットに含まれる端末数情報に基づいて、複数の上位候補の中から上位通信端末を決定する。子機２３［１１５］の制御部１０１は、選択処理の結果、現在の上位通信端末（子機２２［１０８］）以外の子機２０を上位通信端末として選択した場合、上位通信端末として選択した子機２０に対して参入処理を実行する。これにより、通信システム６００に新たな子機２０が参入されたこと等をトリガとして、子機２０が上位通信端末を変更する場合でも、特定の上位候補に集中して下位通信端末が接続される可能性を低減できる。よって、特定の上位候補に通信の負荷が集中する可能性を低減できる。

また、本実施形態では、下位通信端末の端末数に関する情報がＨパケットに含まれており、各通信端末１００（子機２０）は、通信部１０２が直接通信が可能な他の通信端末１００（子機２０）との間で、下位通信端末の端末数の情報（端末数情報）を共有している。したがって、各通信端末１００の制御部１０１は、通信部１０２が直接通信が可能な他の通信端末１００と共有している端末数情報に基づいて選択処理を行うことができ、複数の上位候補について下位通信端末の端末数をより正確に把握することができる。

また、本実施形態では、通信部１０２が上位候補から受信するＨパケットに下位通信端末の端末数に関する端末数情報が含まれており、専用の通信パケットではなく、Ｈパケットを利用して端末数情報を送信しているので、通信のトラフィックを低減できる。

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、通信システム６００と同様の機能は、通信方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る通信方法は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を含む。一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムに、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を、実行させるためのプログラムである。

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示における通信端末１００又は通信方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における通信端末１００又は通信方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムで読み取り可能な非一時的な記録媒体は、メモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等である。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれるものでもよい。ＬＳＩの製造後にプログラムされる、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成又はＬＳＩ内部の回路区画のセットアップができる再構成可能な論理デバイスも同じ使い方が可能である。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

また、上記の実施形態では、通信端末１００が１つのケースに収まる１つの装置にて実現されているが、通信端末１００が備える通信部１０２及び制御部１０１のうちの少なくとも１つの機能が２つ以上の装置に分散して設けられてもよい。

上記の実施形態において、端末数等の２値の比較において、「以上」としているところは「より大きい」であってもよい。つまり、２値の比較において、２値が等しい場合を含むか否かは、基準値等の設定次第で任意に変更できるので、「以上」か「より大きい」かに技術上の差異はない。同様に、「以下」としているところは「未満」であってもよい。

（３．１）変形例１
変形例１の通信端末１００は、制御部１０１が、複数の上位候補のそれぞれとの通信の通信品質に更に基づいて上記の選択処理を行う点で上記実施形態と相違する。尚、変形例１の通信端末１００及び通信システム６００の構成は上記実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

子機２０（通信端末１００）の制御部１０１は、直接通信可能な範囲に存在する複数の子機２０（通信端末１００）からのＨパケットを通信部１０２を介して定期的に取得する。ここで、Ｈパケットには、下位通信端末の端末数に関する端末数情報と、通信ルートの通信品質を表すルート品質情報とが含まれている。

変形例１の通信端末１００では、子機２０の制御部１０１は、上位通信端末を選択する選択処理を行う場合に、上位候補である複数の子機２０から取得したルート品質情報と所定の閾値との高低を比較して一次候補を選択する。そして、子機２０の制御部１０１は、一次候補の中から、下位通信端末の端末数に関する端末数情報に基づいて、上位通信端末を選択する。

例えば、図５に示すように、子機２３［１１５］が、子機２２［１０５］、子機２２［１０６］、子機２２［１０７］、子機２２［１０８］、及び子機２２［１０９］の中から上位通信端末を選択する場合の選択処理について説明する。図５において、子機２２［１０５］、子機２２［１０６］、子機２２［１０７］、子機２２［１０８］、及び子機２２［１０９］と、子機２３［１１５］とをそれぞれつなぐリンク５０１の横には、通信品質を表す評価値を記載している。ここでは、リンク５０１の横に記載した評価値が小さいほど、リンク５０１の通信品質が高いことを示している。

子機２３［１１５］の制御部１０１は、複数の上位候補から上位通信端末を選択する選択処理を行う場合、まず、上位候補の子機２０の中から通信品質が閾値以上、つまり通信品質の評価値が所定の評価基準値以下である上位候補を一次候補として選択する。例えば、子機２３［１１５］の制御部１０１は、通信品質の評価値が評価基準値（例えば「１０」）以下である子機２２［１０６］、子機２２［１０７］、及び子機２２［１０８］を一次候補として選択する。

そして、子機２３［１１５］の制御部１０１は、通信品質に基づいて選択された一次候補の中から、下位通信端末の端末数が少ないものを上位通信端末として選択する。

このように、変形例１の通信端末１００では、制御部１０１が、複数の上位候補のそれぞれとの通信の通信品質に更に基づいて、選択処理を行っているので、通信品質を考慮して上位通信端末を選択することができる。したがって、上位候補の中で通信品質が比較的悪い上位候補が上位通信端末として選択される可能性を低減できる。

ここで、変形例１の通信端末１００では、制御部１０１が、複数の上位候補のうち通信品質が閾値以上である上位候補の中から、下位通信端末の端末数に基づいて、上位通信端末を選択している。換言すると、変形例１では、複数の上位候補を通信品質によってグループ分けし、複数の上位候補のうち通信品質が閾値以上である一次候補のグループから上位通信端末を選択している。したがって、特定の上位通信端末に多くの下位通信端末が集中して接続される可能性を低減しつつ、通信品質が閾値以上である上位候補を上位通信端末として選択できる。

尚、変形例１において通信品質の閾値は１つであることに限定されない。通信端末１００の制御部１０１は、選択処理において、上位通信端末を選択できるまで閾値を段階的に下げてもよい。

例えば、一次候補として選択された１又は複数の上位候補の中で、下位通信端末の端末数が予め設定された上限値以下のものが存在しない場合、制御部１０１は、通信品質の閾値を段階的に下げて、一次候補として選択される上位候補の数を増やす。そして、制御部１０１は、一次候補として選択された上位候補の中から、下位通信端末の端末数に基づいて、上位通信端末を選択する。これにより、通信端末１００の制御部１０１は、下位通信端末の端末数が上限値以下で、通信品質が良好な子機２０を上位通信端末として選択することができる。

（３．２）変形例２
上記実施形態の通信端末１００では、制御部１０１は、上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると選択処理を実行している。例えば、上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが通信品質の悪化度合いである場合、通信品質の悪化度合いが判定値を超えると、制御部１０１は上位通信端末を変更する変更処理を実行する。

ここで、変形例２の通信端末１００は、自端末に接続されている下位通信端末の端末数が基準台数を超える場合、自端末に接続されている下位通信端末の端末数が基準台数以下である場合に比べて、判定値を高くする点で上記実施形態と相違する。尚、変形例２の通信端末１００及び通信システム６００の構成は上記実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

下位通信端末の端末数が基準台数を超えている子機２０が、上位通信端末を変更すると、変更先の上位通信端末の下位端末数が大きく変動するため、その影響で変更先の上位通信端末に通信の負荷が集中する可能性がある。

そこで、変形例２の通信端末１００では、制御部１０１は、自端末の下位端末数が基準台数を超える場合は、自端末の下位端末数が基準台数以下である場合に比べて判定値を高くしており、これによって上位通信端末の選択処理が実行されにくくなる。したがって、下位通信端末の端末数が基準台数を超えている通信端末１００が、上位通信端末を変更することによって、他の通信端末１００に与える影響を低減できる。

尚、通信端末１００の制御部１０１は、自端末に接続されている下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、自端末に接続されている下位通信端末のホップ数が最大ホップ数よりも小さい場合に比べて、上記の判定値を高くしてもよい。ここで、最大ホップ数とは、通信システム６００において許容されているホップ数の上限値であり、通信システム６００のシステム構成等に応じて決定される値である。

通信端末１００の制御部１０１が、自端末に接続されている下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合に、最大ホップ数よりも小さい場合に比べて判定値を高くすると、上位通信端末の選択処理が実行されにくくなる。したがって、当該通信端末１００が上位通信端末を変更することによって、当該通信端末１００の下位に接続された下位通信端末のホップ数が変更されにくくなり、下位通信端末のホップ数が最大ホップ数を超える可能性を低減できる。

（３．３）変形例３
変形例３の通信端末１００は、各通信端末１００の制御部１０１が行う選択処理の内容が、上記実施形態と相違する。尚、変形例３の通信端末１００及び通信システム６００の構成は上記実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

例えば、図６に示すように、複数台（例えば１０台）の子機２３（２３［２０１］，２３［２０２］，…２３［２１０］）の電源が一斉に投入されることによって、これらの子機２３が通信システム６００に一斉に参入する場合の動作について説明する。

各子機２３が上位通信端末を選択する選択処理を行う場合、各子機２３の制御部１０１は、複数の上位候補である子機２２［１０７］，２２［１０８］のそれぞれに設定した選択確率に更に基づいて選択処理を行う。例えば、各子機２３の制御部１０１は、Ｈパケットに含まれるルート品質情報（ルートコスト等）に基づき、子機２２［１０７］，２２［１０８］のルート通信品質の逆数に基づいて選択確率として設定する。これにより、複数の上位候補の中では、ルートコストが低い上位候補ほど選択確率が高くなる。したがって、各子機２３の制御部１０１が、選択確率に従って子機２２［１０７］，２２［１０８］のいずれかを上位通信端末に選択することで、複数の子機２３が上位通信候補として選択する子機２０が選択確率に応じて分散される。よって、特定の上位候補が上位通信端末として選択される可能性を低減することができる。

尚、変形例３において、各子機２３（通信端末１００）の制御部１０１は、上位通信端末の選択処理を開始するトリガとなる事象（例えば電源の投入）が発生したタイミングから所定の待ち時間が経過した後に選択処理を実行してもよい。尚、選択処理を開始するトリガとなる事象は、通信端末１００の電源が投入されたことに限らず、例えば上位通信端末との通信の通信品質が悪化したり、上位通信端末との通信が不能になったことなどでもよい。

各子機２３の制御部１０１が同じタイミングで選択処理を実行すると、各子機２３の制御部１０１が、同一の子機２２［１０７］を選択する可能性があり、それによって選択処理を再度実行するために、上位通信端末を決定するまでに時間がかかる可能性があった。

ここにおいて、複数の子機２３のそれぞれで上記の待ち時間が異なる時間に設定されていれば、各子機２３の制御部１０１が選択処理を実行するタイミングが分散されるから、各子機２３の制御部１０１が上位通信端末を決定するまでの時間を短くできる。

尚、複数の子機２３の制御部１０１は、選択処理を行って上位通信端末を決定した後に、変更先の上位通信端末の下位端末数を再度確認して、上位通信端末に決定した上位候補への参入処理を実行するか否かを再度判定してもよい。これにより、各子機２３の制御部１０１は、参入処理を実行する直前での下位端末数を確認した上で、上位通信端末に決定した上位候補への参入処理を行うことができるから、特定の上位通信端末の下位に集中して通信端末１００が接続される可能性を低減できる。

ここで、上記の待ち時間は、選択中の上位通信端末との通信品質と、切替先の上位通信端末との通信品質の差に基づいて設定されるのが好ましい。

例えば、各子機２３の制御部１０１は、選択中の上位通信端末との通信品質と、上位通信端末を切り替えた場合の切替先の上位通信端末の通信品質の差が小さいほど、待ち時間を短い時間に設定すればよい。これにより、上位通信端末を変更しても通信品質があまり変化しない子機２３は、上位通信端末を早めに切り替えるので、上位通信端末を変更することで通信品質が悪化する子機２３は、上位通信端末を変更しなくてもよくなる。これにより、通信システム６００の全体で、各子機２３（通信端末１００）が、通信品質の良好な通信端末１００を上位通信端末として選択することができる。

尚、上位通信端末を変更することで通信品質が大きく変化する場合、通信品質が良くなる方向に変化する子機２３は、待ち時間を短い時間に設定してもよく、通信品質の良好な通信端末１００を上位通信端末として選択することができる。

（３．４）変形例４
上記実施形態では、上位候補の下位通信端末が、上位候補の下位に接続された、上位候補が直接通信可能な通信端末であったが、変形例４では、上位候補の下位に接続された全ての通信端末である。例えば、図１の構成例では、子機２２［１０６］の下位通信端末は、子機２３［１１１］及び子機２３［１１２］と、子機２３［１１１］の下位に接続された子機２４［１２０］とを含む。

各子機２０（通信端末１００）の制御部１０１は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末、つまり上位候補の下位に接続された全ての通信端末の端末数に基づいて、複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する。したがって、各子機２０の制御部１０１は、上位候補の下位に接続されている全ての下位通信端末の端末数を考慮して上位通信端末を選択することができ、特定の上位候補が上位通信端末として選択される可能性を低減できる。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の通信端末（１００）は、複数の通信端末（１００）がマルチホップ通信を行う通信システム（６００）の通信端末（１００）である。通信端末（１００）は、通信部（１０２）と、通信部（１０２）を制御する制御部（１０１）とを備える。制御部（１０１）は、複数の上位候補（１００）のそれぞれに接続されている下位通信端末（１００）の端末数に基づいて、複数の上位候補（１００）の中から上位通信端末（１００）を選択する選択処理を行う。

この態様によれば、制御部（１０１）は、下位通信端末（１００）の端末数に基づいて複数の上位候補（１００）の中から上位通信端末（１００）を選択しているので、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第２の態様の通信端末（１００）では、第１の態様において、下位通信端末（１００）は、上位候補（１００）が直接通信可能な通信端末（１００）である。

この態様によれば、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第３の態様の通信端末（１００）では、第１の態様において、下位通信端末（１００）は、上位候補（１００）の下位に接続された全ての通信端末（１００）である。

この態様によれば、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第４の態様の通信端末（１００）では、第１～第３のいずれか１つの態様において、制御部（１０１）は、複数の上位候補（１００）のそれぞれとの通信の通信品質に更に基づいて、選択処理を行う。

この態様によれば、通信品質の良好な上位候補（１００）を上位通信端末（１００）として選択することができる。

第５の態様の通信端末（１００）では、第１～第４のいずれか１つの態様において、制御部（１０１）は、所定の候補の中から、下位通信端末（１００）の端末数に基づいて、上位通信端末（１００）を選択する。所定の候補は、複数の上位候補（１００）のうち通信品質が閾値以上である上位候補（１００）である。

この態様によれば、通信品質の良好な上位候補（１００）を上位通信端末（１００）として選択することができる。

第６の態様の通信端末（１００）では、第５の態様において、制御部（１０１）は、選択処理において、上位通信端末（１００）を選択できるまで閾値を段階的に下げる。

この態様によれば、通信品質の良好な上位候補（１００）を上位通信端末（１００）として選択することができる。

第７の態様の通信端末（１００）では、第１～第６のいずれか１つの態様において、通信部（１０２）が直接通信可能な他の通信端末（１００）との間で、下位通信端末（１００）の端末数に関する端末数情報を共有する。

この態様によれば、通信部（１０２）が直接通信可能な他の通信端末（１００）との間で端末数情報が共有されるので、上位候補（１００）の下位通信端末（１００）の端末数をより正確に把握することができる。

第８の態様の通信端末（１００）では、第７の態様において、通信部（１０２）が上位候補（１００）から受信するハローパケットに、端末数情報が含まれる。

この態様によれば、専用の通信パケットで端末数情報を送信する場合に比べて通信のトラフィックを低減できる。

第９の態様の通信端末（１００）では、第１～第８のいずれか１つの態様において、制御部（１０１）は、上位通信端末（１００）の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると選択処理を実行する。制御部（１０１）は、自端末（１００）に接続されている下位通信端末（１００）の端末数が基準台数を超える場合、自端末（１００）に接続されている下位通信端末（１００）の端末数が基準台数以下である場合に比べて、判定値を高くする。

この態様によれば、下位通信端末（１００）の端末数が基準台数を超えている通信端末（１００）は選択処理を行いにくくなるので、このような通信端末（１００）が上位通信端末（１００）を変更することで他の通信端末（１００）に与える影響を低減できる。

第１０の態様の通信端末（１００）では、第１～第８のいずれか１つの態様において、制御部（１０１）は、上位通信端末（１００）の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると選択処理を実行する。制御部（１０１）は、自端末（１００）に接続されている下位通信端末（１００）のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、自端末（１００）に接続されている下位通信端末（１００）のホップ数が最大ホップ数よりも小さい場合に比べて判定値を高くする。

この態様によれば、当該通信端末（１００）が上位通信端末（１００）を変更することで、下位通信端末（１００）のホップ数が最大ホップ数を超える可能性を低減できる。

第１１の態様の通信端末（１００）では、第１～第１０のいずれか１つの態様において、通信システム（６００）を構成する通信端末（１００）の台数が変化した場合に、制御部（１０１）は選択処理を行う。制御部（１０１）は、複数の上位候補（１００）のそれぞれに設定した選択確率に更に基づいて選択処理を行う。

この態様によれば、選択確率に基づいて選択処理を行うことで、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第１２の態様の通信端末（１００）では、第１～第１１のいずれか１つの態様において、制御部（１０１）は、選択処理を開始するトリガとなる事象が発生したタイミングから待ち時間が経過した後に選択処理を実行する。

この態様によれば、選択処理を行うタイミングをずらすことで、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第１３の態様の通信端末（１００）では、第１２の態様において、待ち時間は、選択中の上位通信端末（１００）との通信品質と、切替先の上位通信端末（１００）との通信品質との差に基づいて設定される。

この態様によれば、例えば、上位通信端末（１００）を変更する前後での通信品質の差が小さい通信端末（１００）ほど待ち時間を短くすれば、当該通信端末（１００）は通信品質の差が小さい別の上位候補を上位通信端末（１００）として選択できる。したがって、通信システム（６００）の全体で通信品質が良好な上位候補（１００）を上位通信端末（１００）として選択できる。

第１４の態様の通信システム（６００）は、第１～第１３のいずれか１つの態様の通信端末（１００）を複数備え、複数の通信端末（１００）の間でマルチホップ通信を行う。

この態様によれば、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

第１５の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、複数の上位候補（１００）のそれぞれに接続されている下位通信端末（１００）の端末数に基づいて、複数の上位候補（１００）の中から上位通信端末（１００）を選択する選択処理を実行させる。

この態様によれば、特定の上位候補（１００）が上位通信端末（１００）として選択される可能性を低減できる。

上記態様に限らず、上記実施形態に係る通信端末（１００）の種々の構成（変形例を含む）は、通信方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

第２～第１３の態様に係る構成については、通信端末（１００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１００ 通信端末（上位候補、上位通信端末、下位通信端末）
１０１ 制御部
１０２ 通信部
６００ 通信システム

Claims (15)

1. 複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末であって、
   通信部と、
   前記通信部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行い、
   前記制御部は、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行し、
   前記制御部は、自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が基準台数を超える場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が前記基準台数以下である場合に比べて、前記判定値を高くする、
   通信端末。
2. 複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末であって、
   通信部と、
   前記通信部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行い、
   前記制御部は、前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行し、
   前記制御部は、自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が前記最大ホップ数よりも小さい場合に比べて、前記判定値を高くする、
   通信端末。
3. 複数の通信端末がマルチホップ通信を行う通信システムの前記通信端末であって、
   通信部と、
   前記通信部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を行い、
   前記制御部は、前記選択処理を開始するトリガとなる事象が発生したタイミングから待ち時間が経過した後に前記選択処理を実行し、
   前記待ち時間は、選択中の前記上位通信端末との通信品質と、切替先の前記上位通信端末との通信品質との差に基づいて設定される、
   通信端末。
4. 前記下位通信端末は、前記上位候補が直接通信可能な通信端末である、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の通信端末。
5. 前記下位通信端末は、前記上位候補の下位に接続された全ての通信端末である、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の通信端末。
6. 前記制御部は、前記複数の上位候補のそれぞれとの通信の通信品質に更に基づいて、前記選択処理を行う、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の通信端末。
7. 前記制御部は、前記複数の上位候補のうち通信品質が閾値以上である上位候補の中から、前記下位通信端末の前記端末数に基づいて、前記上位通信端末を選択する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の通信端末。
8. 前記制御部は、前記選択処理において、前記上位通信端末を選択できるまで前記閾値を段階的に下げる、
   請求項７に記載の通信端末。
9. 前記通信部が直接通信可能な他の通信端末との間で、前記下位通信端末の前記端末数に関する端末数情報を共有する、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の通信端末。
10. 前記通信部が前記上位候補から受信するハローパケットに、前記端末数情報が含まれる、
    請求項９に記載の通信端末。
11. 前記制御部は、前記複数の上位候補のそれぞれに設定した選択確率に更に基づいて前記選択処理を行う、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の通信端末。
12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載の通信端末を複数備え、
    前記複数の通信端末の間でマルチホップ通信を行う、
    通信システム。
13. コンピュータシステムに、
    複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理と、設定処理とを実行させるためのプログラムであり、
    前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行させ、
    前記設定処理では、自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が基準台数を超える場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末の前記端末数が前記基準台数以下である場合に比べて、前記判定値を高くする、
    プログラム。
14. コンピュータシステムに、
    複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理と、設定処理とを実行させるためのプログラムであり、
    前記上位通信端末の変更の要否に関するパラメータが判定値を超えると前記選択処理を実行させ、
    前記設定処理では、自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が最大ホップ数に一致している場合、前記自端末に接続されている前記下位通信端末のホップ数が前記最大ホップ数よりも小さい場合に比べて、前記判定値を高くする、
    プログラム。
15. コンピュータシステムに、
    複数の上位候補のそれぞれに接続されている下位通信端末の端末数に基づいて、前記複数の上位候補の中から上位通信端末を選択する選択処理を実行させるためのプログラムであり、
    前記選択処理を開始するトリガとなる事象が発生したタイミングから待ち時間が経過した後に前記選択処理を実行させ、
    前記待ち時間は、選択中の前記上位通信端末との通信品質と、切替先の前記上位通信端末との通信品質との差に基づいて設定される、
    プログラム。

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