JP7292556B1 - 拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラム - Google Patents

Abstract

本開示にかかる拡張端末装置（４）は、端末装置と第１の通信方式により通信を行う第１通信部（４１）と、第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行う第２通信部（４２）と、集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うマルチホップ通信制御部（４４）と、第１通信部（４１）が端末装置から集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、上りデータに対して第１の通信方式から第２の通信方式へのプロトコル変換を行うプロトコル変換処理部（４３）と、を備え、第２通信部（４２）は、プロトコル変換後の上りデータを集約装置に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ送信し、対向装置は上りデータに対して第２の通信方式から第１の通信方式へのプロトコル変換を行い、プロトコル変換処理部（４３）は、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、第２の通信方式による通信を停止させる。

Description

本開示は、無線マルチホップネットワークにおける拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラムに関する。

無線マルチホップネットワークでは、無線マルチホップネットワークを構成する端末装置がデータを中継することで、送信元の端末装置から宛先の端末装置までの通信経路が構築される。無線マルチホップネットワークでは、各端末装置がデータを中継することができるため、端末装置から送出された電波の到達範囲よりも広範囲にデータを伝送することができる。このため、近年、電力量やガスをはじめとした自動検針、各種の計測データの収集などのように、複数の端末装置から広範囲にデータを収集するシステムで無線マルチホップネットワークが導入されている。例えば、特許文献１には、電力量の検針データを、無線マルチホップネットワークを用いて収集するデータ収集システムが開示されている。

特許第６４９８３７５号公報

無線伝送距離は、一般に伝送レートに依存し、伝送レートが高くなると無線伝送距離は短くなる。このため、端末装置の周囲に、当該端末装置との間の距離が要求される伝送容量に応じた無線伝送距離以内となる他の端末装置が存在しないと、当該端末装置は通信を行うことができない。無線マルチホップネットワークが、自動検針、計測データの収集などに用いられる場合、端末装置はデータの取得に適した場所に設置されるため、通信可能範囲内に他の端末装置が存在しないことにより通信ができない端末装置が発生することがある。例えば、端末装置が自動検針に用いられるスマートメータにおける通信装置である場合、スマートメータは需要家の電力量を計量する箇所に設置されるため、需要家間の距離が離れていると、無線マルチホップネットワークに参加することができないスマートメータが生じることがある。

無線マルチホップネットワークに参加することができないスマートメータが生じることを避けるために、スマートメータにおける端末装置間の通信が困難な区間において、無線マルチホップネットワークとは別の通信路を用いることが考えられる。一方、需要家の増加などによってスマートメータの増設が進むと、それまで無線マルチホップネットワークに参加できなかった端末装置が無線マルチホップネットワークに参加可能となる場合がある。このような場合に、別の通信路による通信を継続すると、別の通信路のために回線の利用費、運用管理の手間などが継続することになり、非効率的な運用となるため、運用の効率化が望まれる。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、運用の効率化を図ることが可能な拡張端末装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる拡張端末装置は、第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置のうちの少なくとも一部の端末装置と第１の通信方式により通信を行うことが可能な第１通信部と、第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行うことが可能な第２通信部と、集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うマルチホップ通信制御部と、を備える。拡張端末装置は、さらに、第１通信部が端末装置から端末装置を管理する集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、上りデータに対して第１の通信方式から第２の通信方式へのプロトコル変換を行うプロトコル変換処理部と、を備える。第２通信部は、プロトコル変換後の上りデータをマルチホップネットワークにおける集約装置に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ送信し、対向装置は上りデータに対して第２の通信方式から第１の通信方式へのプロトコル変換を行い、プロトコル変換処理部は、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、第２の通信方式による通信を停止させる。

本開示にかかる拡張端末装置は、運用の効率化を図ることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる通信システムの第１の状態における構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信システムの第２の状態における構成例を示す図 実施の形態１の端末装置の構成例を示す図 実施の形態１の拡張端末装置の構成例を示す図 実施の形態１の集約装置の構成例を示す図 実施の形態１の中央装置の構成例を示す図 実施の形態１の拡張端末装置間の接続処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１の拡張端末装置間の接続処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１の拡張端末装置間の接続処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１の拡張端末装置における無線マルチホップネットワークへの接続処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１の拡張端末装置における無線マルチホップネットワークへの接続処理の一例を示すシーケンス図 端末装置の増設が行われた後の実施の形態１の動作の一例を示すシーケンス図 ＤＩＯメッセージの受信により拡張端末装置がＬＴＥを切断する実施の形態１の処理の一例を示すシーケンス図 ＤＩＯメッセージの受信により拡張端末装置がＬＴＥを切断する実施の形態１の処理の一例を示すシーケンス図 ＤＩＯメッセージの受信により拡張端末装置がＬＴＥを切断する実施の形態１の処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１における中央装置が起点となる第２の通信方式の回線の切断処理の一例を示すシーケンス図 一時的な第２の通信方式の回線の切断を指示する場合の実施の形態１の処理の一例を示すシーケンス図 第２の通信方式の回線を切断した後に第２の通信方式の回線を有効化する実施の形態１の処理の一例を示すシーケンス図 実施の形態１の拡張端末装置を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図 実施の形態２にかかる通信システムの構成例を示す図 実施の形態２の拡張集約装置の構成例を示す図

以下に、実施の形態にかかる拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる通信システムの第１の状態における構成例を示す図である。実施の形態１の通信システム７は、例えば、電力量、ガスなどの自動検針のために、計量データを収集するシステムであるが、計測データを収集するセンサネットワークシステムであってもよく、通信システム７の用途はこれらに限定されない。

図１に示すように、通信システム７は、中央装置１、集約装置２、端末装置３－１～３－７および拡張端末装置４－１，４－２を備える。中央装置１は、通信システム７を制御し、通信システム７内の端末装置３－１～３－７から、集約装置２を介して、データを受信する。以下、端末装置３－１～３－７のそれぞれを個別に区別せずに示すときには、端末装置３と記載する。拡張端末装置４－２は本実施の形態の第１の装置の一例であり、拡張端末装置４－１は本実施の形態の第２の装置の一例である。

集約装置２および端末装置３－１～３－７のそれぞれは、例えば、９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線通信（以下、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信と略す）を行うことが可能であるとともに、マルチホップネットワークを構築するための通信制御を行うことが可能である。マルチホップネットワークは、全てのノードが無線通信を行う無線マルチホップネットワークであってもよいし、後述するトンネル区間として有線の区間を含むマルチホップネットワークであってもよい。また、後述するように拡張端末装置４－１，４－２も、９２０ＭＨｚ帯特定小無線通信を行うことが可能であるとともに、無線マルチホップネットワークを構築するための通信制御を行うことが可能である。なお、後述するように、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２との間は実際には無線回線では無い場合もあるが、ここでは、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２との区間も含む拡張したマルチホップネットワークも、無線マルチホップネットワークとも呼ぶ。なお、図１では、端末装置３を７台図示しているが、端末装置３の数はこれに限定されない。集約装置２の数についても、図１に示した例に限定されず、一般には複数の集約装置２が用いられる。

集約装置２は、無線マルチホップネットワークの根（親局）となる装置であり、配下の端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２から受信したデータを、中央装置１へ送信し、中央装置１から受信した、配下の端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２宛ての制御データなどを、無線マルチホップネットワークを介して宛先の装置へ送信する。以下、無線マルチホップネットワークを構成する集約装置２、端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２のそれぞれを、ノードとも呼ぶ。

本実施の形態の無線マルチホップネットワークでは、定められた経路制御プロトコルに基づいて経路制御が行われる。経路制御プロトコルとしては、ＲＰＬ（IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks）を用いることができる。経路制御プロトコルは、これに限定されないが、以下、本実施の形態では、経路制御プロトコルとしてＲＰＬが用いられる例を説明する。ＲＰＬでは、各端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２から集約装置２へ向かう通信経路である上り経路に関しては、各端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２が、集約装置２へ向かう経路における次のノード（次ノード）を上り経路として保持する。端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２は、経路制御プロトコルに従って上り経路を把握し、集約装置２宛てのデータを次ノードへ転送することで、端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２から送信されたデータは集約装置２に到着する。下り経路は、例えば、集約装置２によって、上り経路に基づいて決定されるが、これに限定されない。

なお、ここでは、集約装置２、端末装置３－１～３－７が無線マルチホップネットワークを構築する際の通信が９２０ＭＨｚ帯特小無線通信である例を説明するが、無線マルチホップネットワークを構築する際の通信の方式である第１の通信方式は、これに限定されない。また、以下では、通信システム７が、電力量の自動検針に用いられる例、すなわち端末装置３および拡張端末装置４－１，４－２がスマートメータにおける通信装置である例を説明するが、上述したように、通信システム７の用途はこれに限定されない。

中央装置１と集約装置２との間は、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークで接続される。ＩＰネットワークの回線としては、どのようなものが用いられてもよく、例えば、光回線、光以外の有線回線、携帯電話網、その他の無線回線などであってもよいし、これらの２つ以上の組み合わせであってもよい。なお、中央装置１と集約装置２との間の通信ネットワークは、ＩＰネットワークに限定されない。

図１では、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信による装置間の通信回線である第１回線５を実線で示している。符号５が付されていない同様の実線も第１回線５である。図１に示した例では、集約装置２および端末装置３－１～３－５は、周囲に９２０ＭＨｚ帯特小無線通信により通信を行うことが可能な他の端末装置３が存在するため、集約装置２および端末装置３－１～３－５は、集約装置２を親局とする無線マルチホップネットワークを構築することが可能である。

一方で、図１に示した第１の状態では、端末装置３－６，３－７と、集約装置２および端末装置３－１～３－５との間には、例えば、山などが存在することにより需要家が存在せず端末装置３が設けられていない。したがって、端末装置３－６，３－７は、端末装置３－１～３－５のいずれとも９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を用いた通信を行うことができない。このため、端末装置３－６，３－７は、集約装置２を親局とする無線マルチホップネットワークに、直接参加することができない。以下、端末装置３－６，３－７と、端末装置３－１～３－５との間の区間を分断区間とも呼ぶ。集約装置２側からみると、端末装置３－６，３－７は分断区間の先にある端末装置３であり、以下、端末装置３－６，３－７を、分断区間の先にある端末装置３または分断区間の先に存在する端末装置３とも呼ぶ。

なお、図１では、端末装置３－６，３－７と、集約装置２および端末装置３－１～３－５との間に山が存在する例を模式的に示しているが、山が存在しなくても分断区間が存在する場合もある。端末装置３－６，３－７と、集約装置２および端末装置３－１～３－５とが、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信の無電伝送距離以上であれば、山が存在しなくても、同様に端末装置３－６，３－７は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信では、集約装置２および端末装置３－１～３－５と直接通信を行うことができない。本実施の形態では、拡張端末装置４－１，４－２を用いることで、分断区間の先に集約装置２を設置する場合よりコストを抑えて、分断区間の先にある端末装置３と集約装置２との間の通信を可能とする。これにより、端末装置３間の通信が困難な端末装置３を含む無線マルチホップネットワークを構築することができる。すなわち、集約装置２を親局とする無線マルチホップネットワークを分断区間の先にある端末装置３まで拡張することができる。

拡張端末装置４－１，４－２は、第１の通信方式の一例である９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を行うことが可能であるとともに、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信以外の他の通信方式（第２の通信方式）による通信を行うことが可能である。他の通信方式による通信は、携帯電話網を用いた通信、光通信回線を用いた通信、光通信回線以外の有線回線を用いた通信であるがこれらに限定されない。また、他の通信方式は、例えば、ＩＰに従う通信方式であるが、これに限らず、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）層で接続される通信方式、その他の通信プロトコルに従った通信方式であってもよい。図１では、他の通信方式による通信回線を第２回線６として破線で示している。以下では、一例として、他の通信方式による通信が、携帯電話網を用いた通信の１つであるＬＴＥ（Long Term Evolution）規格に従った通信である例を説明する。このため、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２とは、実際には図１では図示しないＬＴＥの基地局を介して通信を行う。

本実施の形態の拡張端末装置４－１，４－２は、第１の通信方式と他の通信方式である第２の通信方式との間のプロトコル変換を行う。これにより、端末装置３－６，３－７と、集約装置２および端末装置３－１～３－５とを、拡張端末装置４－１，４－２を介して接続することができる。以下、拡張端末装置４－１，４－２のそれぞれを個別に区別せずに示すときには、拡張端末装置４と記載する。

図１に例示したように、集約装置２が構築する無線マルチホップネットワークとの間に分断区間が存在する場所に、電力量の検針のためのスマートメータを設置する場合、当該スマートメータにおける通信装置として、携帯電話網を用いた通信を行うことが可能な通信装置が用いられることがある。例えば、山間部に少数の需要家が存在する場合には、携帯電話網を用いた通信を行うことが可能な端末装置を用いるが、携帯電話網を用いた通信を行う端末装置の数が増えると携帯電話網を使用するためのコストが増加することになる。また、分断区間の先に存在する需要家の数がある程度以上になれば、例えば、図１の右側にも別の集約装置２を設けることも考えられる。しかし、集約装置２の設置にはかなりのコストがかかるため、集約装置２が収容可能な端末装置３の最大数に比べて分断区間の先に存在する端末装置３の数が非常に少ない場合に、分断区間の先に集約装置２を設置することは好ましくない。また、集約装置２は、変圧器とともに電柱に設置されることが多いため、メンテナンスにもコストを要する。本実施の形態では、拡張端末装置４－１，４－２を用いて、分断区間を挟んだ無線マルチホップネットワークを構築することができるので、分断区間の先に集約装置２を設置する必要がなく、コストを抑えて、分断区間の先に存在する端末装置３と集約装置２との間の通信を可能にすることができる。

図２は、実施の形態１にかかる通信システム７の第２の状態における構成例を示す図である。図１に示した第１の状態では、拡張端末装置４－２は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を用いて、集約装置２を親局とする無線マルチホップネットワークに参加することはできない。一方、図２に示すように、端末装置３－８～３－１１が増設されると、拡張端末装置４－２は、端末装置３－８～３－１１を介して、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信によって無線マルチホップネットワークに参加することが可能になる。

図２に示した第２の状態では、拡張端末装置４－２は、集約装置２との間の通信経路として、端末装置３－８～３－１１を介した経路と、第２回線６を用いた経路との両方が利用可能である。拡張端末装置４－２は、上述したように、第１の状態において第２回線６を用いた経路で通信を行うため、そのままでは第２の状態となっても第２回線６を用いた経路が用いられることになる。この場合、第２回線６の回線利用料などが必要となり、また第２回線６を考慮した運用管理も必要となる。本実施の形態では、端末装置３が増設されることにより、拡張端末装置４－２が９２０ＭＨｚ帯特小無線通信によって集約装置２との間の通信経路を構築することが可能になると、拡張端末装置４－２と拡張端末装置４―１とは、第２回線６を用いた通信を停止する。これにより、運用の効率化を図ることができる。

次に、本実施の形態における各装置の構成例について説明する。図３は、本実施の形態の端末装置３の構成例を示す図である。端末装置３は、第１通信部３１、マルチホップ通信制御部３２およびアプリケーション処理部３３を備える。端末装置３は、例えば、図示しないメータに接続されており、メータが計量した電力量の計量結果を検針データとして取得する。なお、端末装置３に接続されるメータは、上述したようにガスの使用量を計量するメータなどであってもよい。また、通信システム７の用途によっては、メータの代わりに、計測データを取得するセンサが端末装置３に接続されてもよい。また、端末装置３は、さらに、仮想発電所（ＶＰＰ：Virtual Power Plant）の制御やエネルギー管理のために、需要家の発電設備、蓄電設備、負荷設備などを制御するためデータの送受信を行ってもよい。

第１通信部３１は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信における物理層、ＭＡＣ層の処理を行う。例えば、第１通信部３１は、集約装置２、他の端末装置３、拡張端末装置４などの他の装置から、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信により電波として送信されたデータを受信すると、受信したデータに物理層およびＭＡＣ層の処理を行い、処理後データをマルチホップ通信制御部３２へ出力する。また、第１通信部３１は、マルチホップ通信制御部３２から受け取った送信データに物理層およびＭＡＣ層の処理を施し、処理後の送信データを電波として送信する。

マルチホップ通信制御部３２は、経路制御プロトコルに従って、無線マルチホップネットワークにおける通信制御を行うことにより、集約装置２までの経路における次ノードを把握し、次ノードを示す情報を上り経路として保持する。例えば、マルチホップ通信制御部３２は、経路制御プロトコルに従って各種のメッセージを送信データとして生成し、生成した送信データを第１通信部３１へ出力する。また、マルチホップ通信制御部３２は、第１通信部３１から受け取ったデータが経路制御のメッセージであり、応答が必要なメッセージである場合には、応答のメッセージを送信データとして生成して第１通信部３１へ出力する。また、マルチホップ通信制御部３２は、第１通信部３１から受け取ったデータが他の端末装置３宛てである場合、当該データに格納されている下り経路を示す情報に基づいて転送先の端末装置３（または集約装置２）を決定し、決定した転送先の端末装置３へ当該データを送信するように、第１通信部３１へ指示する。また、マルチホップ通信制御部３２は、アプリケーション処理部３３から送信データを受け取ると当該データに宛先を付加し、宛先に対応する転送先の端末装置３（または集約装置２）を決定し、決定した転送先の端末装置３へ当該データを送信するように、第１通信部３１へ指示する。また、マルチホップ通信制御部３２は、第１通信部３１から受け取ったデータが自端末装置宛ての制御データなどである場合、当該制御データをアプリケーション処理部３３へ出力する。

アプリケーション処理部３３は、アプリケーション処理を実行する。例えば、アプリケーション処理が、電力量の計量データの収集である場合には、アプリケーション処理部３３は、図示しないメータから取得した計量データを含む送信データをアプリ電文として生成し、生成したアプリ電文をマルチホップ通信制御部３２へ出力する。また、アプリケーション処理部３３は、マルチホップ通信制御部３２からデータを受け取るとデータにしたがった処理を実施する。なお、端末装置３は、無線マルチホップネットワークを構成する一般的な端末装置であるため、詳細な説明は省略する。

図４は、本実施の形態の拡張端末装置４の構成例を示す図である。拡張端末装置４は、第１通信部４１、第２通信部４２、プロトコル変換処理部４３、マルチホップ通信制御部４４およびアプリケーション処理部４５を備える。拡張端末装置４も、端末装置３と同様に、メータに接続される。上述したように、通信システム７の用途によって、メータの代わりにセンサに接続されていてもよい。なお、ここでは、拡張端末装置４がメータまたはセンサに接続される例を説明するが、拡張端末装置４はメータに接続されず、プロトコル変換に特化した装置として設けられてもよい。この場合、拡張端末装置４はアプリケーション処理部４５を備えていなくてもよい。

アプリケーション処理部４５は、アプリケーション処理を実行する。アプリケーション処理部４５の動作は、端末装置３におけるアプリケーション処理部３３と同様である。マルチホップ通信制御部４４は、集約装置２を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行う。すなわち、マルチホップ通信制御部４４は、経路制御プロトコルにしたがって、マルチホップネットワークにおける通信制御を行う。マルチホップ通信制御部４４の動作は、送信するデータを、プロトコル変換処理部４３を介して第１通信部４１へ渡す以外は、端末装置３におけるマルチホップ通信制御部３２と同様である。

第１通信部４１は、第１の通信方式である９２０ＭＨｚ帯特小無線通信における物理層、ＭＡＣ層の処理を行う。第１通信部４１は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を行うことが可能な複数の端末装置３のうちの少なくとも一部の端末装置３と第１の通信方式により通信を行うことが可能である。第１通信部４１の動作は、プロトコル変換処理部４３を介してマルチホップ通信制御部４４から送信データを受け取る以外は、端末装置３における第１通信部３１と同様である。

第２通信部４２は、第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行うことが可能である。例えば、第２通信部４２は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信以外の他の通信方式の通信における物理層、ＭＡＣ層およびＩＰ層（ネットワーク層）の処理を行う。ここでは、上述したように、他の通信方式はＬＴＥに従った通信方式である例を説明するが、他の通信方式はこれに限定されない。

プロトコル変換処理部４３は、第１通信部４１が端末装置３から端末装置３を管理する集約装置２宛てのデータである上りデータを受信すると、上りデータに対して第１の通信方式から第２の通信方式へのプロトコル変換を行う。また、プロトコル変換処理部４３は、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、第２の通信方式による通信を停止させる。また、プロトコル変換処理部４３は、第２の通信方式による通信を停止させた後に、第１の通信方式により通信が不可となった場合に、第２の通信方式による通信の停止を解除し、第２の通信方式による通信を再開させる。プロトコル変換処理部４３は、送受信制御部４３１、ヘッダ生成連結部４３２、ヘッダ分割解析部４３３、ネットワーク制御部（以下、ＮＷ制御部と略す）４３４、情報記憶部４３５および振分け部４３６を備える。

送受信制御部４３１は、第２通信部４２による送受信を制御する。ヘッダ生成連結部４３２は、通信相手の拡張端末装置４へメッセージを送信する際に、拡張端末装置４間の通信のためのヘッダを生成し、生成したヘッダをメッセージに連結する。ヘッダ分割解析部４３３は、通信相手の拡張端末装置４から受信したデータから拡張端末装置４間の通信のためのヘッダを分離し、分離したヘッダを解析する。ＮＷ制御部４３４は、通信相手の拡張端末装置４との間の通信を制御し、拡張端末装置４間の通信のためのメッセージを生成する。情報記憶部４３５は、振分け部４３６における振分けの判断に用いられる情報である振分け情報を記憶する。振分け部４３６は、振分け情報に基づいて、プロトコル変換処理部４３で生成されたメッセージや通知、およびプロトコル変換処理部４３に入力されるメッセージや通知の振分け先（出力先）を判断し、判断結果に従ってメッセージや通知を振分け先に出力する。プロトコル変換処理部４３における処理の詳細については後述する。

図５は、本実施の形態の集約装置２の構成例を示す図である。集約装置２は、第１通信部２１、第３通信部２２、マルチホップ通信制御部２３およびアプリケーション処理部２４を備える。

アプリケーション処理部２４は、集約装置２としてのアプリケーション処理を実行する。例えば、アプリケーション処理が、電力量の計量データの収集である場合には、アプリケーション処理部２４は、配下の端末装置３および拡張端末装置４から受信した計量データを集約する処理を行い、集約したデータを第３通信部２２へ出力する。

第３通信部２２は、中央装置１との間で通信を行う。例えば、第３通信部２２は、アプリケーション処理部２４から受けとったデータを中央装置１へ送信し、中央装置１から受信したデータが無線マルチホップネットワークの制御に関するデータである場合にはマルチホップ通信制御部２３へ出力し、アプリケーション処理に関するデータである場合にはアプリケーション処理部２４へ出力する。

第１通信部２１は、端末装置３の第１通信部３１と同様に、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信における物理層、ＭＡＣ層の処理を行う。マルチホップ通信制御部２３は、経路制御プロトコルに従って、無線マルチホップネットワークにおける親局としての通信制御を行う。

図６は、本実施の形態の中央装置１の構成例を示す図である。中央装置１は、第３通信部１１およびアプリケーション処理部１２を備える。第３通信部１１は、集約装置２との間で通信を行う。アプリケーション処理部１２は、中央装置１としてのアプリケーション処理を実行する。例えば、アプリケーション処理が、電力量の計量データの収集である場合には、アプリケーション処理部１２は、集約装置２から受信したデータを、図示しない検針データを管理する装置へ第３通信部１１に送信させる。また、アプリケーション処理部１２は、集約装置２、端末装置３および拡張端末装置４を制御するための制御データを生成し、生成したデータを第３通信部１１へ出力することで、第３通信部１１に制御データを集約装置２へ送信させる。

次に、本実施の形態の通信システム７における動作について説明する。まず、図１に示した第１の状態において、本実施の形態の拡張端末装置４間が接続される処理について説明する。図７、図８および図９は、本実施の形態の拡張端末装置４間の接続処理の一例を示すシーケンス図である。図７に示すように、拡張端末装置４－１，４－２は、それぞれＬＴＥの基地局との間で接続処理（基地局接続処理）を行う（ステップＳ１）。なお、他の通信方式がＬＴＥ以外の通信方式である場合には、拡張端末装置４－１，４－２は、当該通信方式に応じた接続処理を実施する。

拡張端末装置４－１のプロトコル変換処理部４３のＮＷ制御部４３４は、送信ランダムタイマを開始（起動）する（ステップＳ２）。送信ランダムタイマは、各拡張端末装置４からの送信を分散させるために、満了までの時間がランダムに設定されるタイマであり、例えば、ＮＷ制御部４３４が内蔵する。この例では、拡張端末装置４－１，４－２のうち、拡張端末装置４－１の方が送信ランダムタイマの満了が早く、先に処理を行う例を説明する。図示を省略しているが、拡張端末装置４－２においても同様に送信ランダムタイマが起動される。

送信ランダムタイマが満了する（ステップＳ３）と、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、送信情報およびネットワーク確認メッセージ（以下、ＮＷ確認メッセージと略す）を生成し、生成した送信情報およびＮＷ確認メッセージをヘッダ生成連結部４３２へ出力する（ステップＳ４）。ＮＷ確認メッセージは、拡張端末装置４間の通信が正常に実施できることを確認するためのメッセージである。送信情報は、後述する変換ヘッダの生成と、ＬＴＥにおける通信制御とに用いられる情報である。送信情報は、例えば、送信元端末識別情報、送信先ＩＰ（ＩＰアドレス）、送信先ポート（Port）および送信プロトコルを含む。なお、各拡張端末装置４は、自身のＩＰアドレスと通信相手となる拡張端末装置４のＩＰアドレスとをあらかじめ保持しているとする。これらのＩＰアドレスは、例えば、事前に登録される。ＩＰアドレスは固定で定められてもよいし、各拡張端末装置４が、通信相手となる拡張端末装置４のＭＡＣアドレスを保持し、ＭＡＣアドレスを用いてＩＰアドレスを問合せることで取得してもよい。各拡張端末装置４は、送信ランダムタイマが満了した場合、および送信ランダムタイマが満了する前にＮＷ確認メッセージを受信した場合に、ＮＷ確認メッセージを生成して送信する。

または、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２とのうちいずれか一方が、自身のＩＰアドレスと通信相手となる拡張端末装置４（拡張端末装置４－１にとっては拡張端末装置４－２、拡張端末装置４－２にとっては拡張端末装置４－１）のＩＰアドレスとを保持してもよい。これらのＩＰアドレスは、例えば、事前に登録される。または、中央装置１から拡張端末装置４－１へ、拡張端末装置４－１のＩＰアドレスと、拡張端末装置４－２のＩＰアドレスとが通知されてもよい。拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２とのうちいずれか一方がＩＰアドレスを保持する場合、ＩＰアドレスを保持している拡張端末装置４が、送信ランダムタイマが満了するとＮＷ確認メッセージを送信する。ＩＰアドレスを保持していない他方の拡張端末装置４は、通信相手からＮＷ確認メッセージを受信すると、ＮＷ確認メッセージを生成し、生成したＮＷ確認メッセージを、受信したＮＷ確認メッセージの送信元の拡張端末装置４へ送信する。

送信元端末識別情報は、例えば、送信元の拡張端末装置４のＭＡＣアドレスであるが、これに限らず拡張端末装置４のハードウェア固有の識別情報であればよい。ＮＷ確認メッセージは、ＮＷ確認メッセージであることを示す情報と、シーケンス番号と、接続可否情報とを含む。なお、ＮＷ確認メッセージは、ＮＷワーク制御メッセージであることを示す情報を含んでいればよく、シーケンス番号および接続可否情報のうちの１つ以上がＮＷ確認メッセージに含まれていなくてもよい。接続可否情報は、送信元の拡張端末装置４が、他の通信方式であるＬＴＥによって、他の拡張端末装置４と通信が可能であるか否かを示す情報である。例えば、接続可否情報は、基地局との間で接続処理が行われた後は、接続可を示す値となり、基地局との間で通信を行うことが可能な間は接続可である。ＬＴＥを用いた通信に障害が発生した場合、後述するＬＴＥ通信の切断処理（他の通信方式による通信の停止処理）が行われた場合などに、接続可否情報は、接続不可を示す値となる。

拡張端末装置４－１のヘッダ生成連結部４３２は、送信情報およびＮＷ確認メッセージを受け取ると、送信情報を用いて変換ヘッダを生成し（ステップＳ５）、送信情報を用いて送信パラメータ（図では、送信パラとも記載する）を生成する（ステップＳ６）。変換ヘッダは、無線マルチホップネットワークにおける通信プロトコルを、拡張端末装置４間の通信のプロトコルにプロトコル変換するためのヘッダである。変換ヘッダは、送信元端末識別情報を含む。送信パラメータは、ＬＴＥにおける送信制御に用いられるパラメータである。送信パラメータは、送信先ＩＰ、送信先ポートおよび送信プロトコルを含む。

ここで、変換ヘッダについて説明する。集約装置２および端末装置３で構成される無線マルチホップネットワークでは、送信されるデータに経路制御プロトコルに従った経路制御用のヘッダであるマルチホップネットワークヘッダが付加される。集約装置２および端末装置３で構成される無線マルチホップネットワークで送受信されるデータには、このマルチホップネットワークヘッダのヘッダ以外の、レイヤ２（Ｌ２）およびレイヤ３（Ｌ３）などのヘッダも付加される。例えば、これらのヘッダの全てを含むデータをペイロードとみなして、拡張端末装置４－１の第１通信部４１が通信路ヘッダを付して送信し、拡張端末装置４－２の第１通信部４１が通信路ヘッダを削除すると、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２との間の通信路を含む無線マルチホップネットワークを構築することができる。すなわち、拡張端末装置４－１は、カプセル化によってプロトコル変換を行い、拡張端末装置４－２がカプセル化で付加されたヘッダを削除することでプロトコル変換を行うことができる。このような、カプセル化によるプロトコル変換が行われてもよいが、ここでは、マルチホップネットワークヘッダ以外のヘッダについては全てのヘッダを残すのではなく、必要な情報だけを抽出し、抽出した情報を変換ヘッダとして付加することでプロトコル変換を行う例を説明する。これにより、カプセル化する場合に比べて通信量を削減することができる。

変換ヘッダは、上述したように、例えば、送信元端末識別情報であり、例えば、送信元の装置のＭＡＣアドレスである。ここでは、変換ヘッダが送信元端末識別情報である例を説明するが、変換ヘッダは、これに限らず、マルチホップネットワークヘッダ以外のヘッダから抽出される情報であればよく、複数の情報を含んでいてもよい。拡張端末装置４－１がＮＷ確認メッセージを送信する場合は、送信元の装置は拡張端末装置４－１であるため、送信元端末識別情報は、拡張端末装置４－１の識別情報である。端末装置３または集約装置２から送信されたデータを中継する場合には、ヘッダ生成連結部４３２は、マルチホップネットワークヘッダ以外のヘッダから当該データの送信元の装置の識別情報を抽出することで変換ヘッダを生成する。

次に、拡張端末装置４－１のヘッダ生成連結部４３２は、メッセージの連結を行う（ステップＳ７）。具体的には、ヘッダ生成連結部４３２は、ＮＷ確認メッセージに変換ヘッダを付加することで、変換ヘッダをＮＷ確認メッセージに連結する。変換ヘッダの付加は、第１の通信方式から第２の通信方式へのプロトコル変換の一例である。次に、拡張端末装置４－１のヘッダ生成連結部４３２は、変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージを送受信制御部４３１へ出力するとともに、送信パラメータを送受信制御部４３１へ通知する（ステップＳ８）。

拡張端末装置４－１の送受信制御部４３１は、変換ヘッダを付加したＮＷ確認メッセージを第２通信部４２へ出力するとともに、送信パラメータを用いて第２通信部４２へＮＷ確認メッセージの送信を要求する（ステップＳ９）。拡張端末装置４－１の第２通信部４２は、送受信制御部４３１から受け取った、変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージに、ＬＴＥにおける通信路ヘッダを付加し、通信路ヘッダおよび変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージを拡張端末装置４－２に宛てて送信する（ステップＳ１０）。他の通信方式がＬＴＥ以外の場合には、当該通信方式に応じたヘッダが通信路ヘッダとして付加される。通信路ヘッダの生成には、送信パラメータが用いられる。また、通信路ヘッダは、送信元ＩＰ（ＩＰアドレス）および送信元ポート（Port）を含む。なお、図示は省略しているが、このＮＷ確認メッセージは、基地局を経由して拡張端末装置４－２へ到着する。

図８に示すように、拡張端末装置４－２の第２通信部４２は、拡張端末装置４－１から通信路ヘッダおよび変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージを受信すると、通信路ヘッダからＬＴＥ通信情報を抽出し、ＬＴＥ通信情報と、変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージとを送受信制御部４３１へ出力する（ステップＳ１１）。

拡張端末装置４－２の送受信制御部４３１は、ＬＴＥ通信情報と、変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージとをヘッダ分割解析部４３３へ出力する（ステップＳ１２）。拡張端末装置４－２のヘッダ分割解析部４３３は、ヘッダ分割を行う（ステップＳ１３）。詳細には、ヘッダ分割解析部４３３は、変換ヘッダとＮＷ確認メッセージとを分離する。次に、拡張端末装置４－２のヘッダ分割解析部４３３は、受信情報を作成する（ステップＳ１４）。詳細には、ヘッダ分割解析部４３３は、変換ヘッダとＬＴＥ通信情報とを用いて受信情報を作成する。送信元端末識別情報は変換ヘッダに含まれ、送信元ＩＰ、送信元ポートおよび受信プロトコルは通信路ヘッダに含まれる。

次に、拡張端末装置４－２のヘッダ分割解析部４３３は、受信情報およびＮＷ確認メッセージをＮＷ制御部４３４へ出力する（ステップＳ１５）。拡張端末装置４－２のＮＷ制御部４３４は、情報を保持する（ステップＳ１６）。すなわち、ＮＷ制御部４３４は、受信情報とＮＷ確認メッセージに含まれる情報とを保持する。

次に、拡張端末装置４－２のＮＷ制御部４３４は、受信したＮＷ確認メッセージへの応答としてのＮＷ確認メッセージを生成し、生成した送信情報およびＮＷ確認メッセージをヘッダ生成連結部４３２へ出力する（ステップＳ１７）。送信情報は、拡張端末装置４－１がステップＳ４で生成した情報と同様であるが、ステップＳ４では送信元端末識別情報は拡張端末装置４－１の識別情報であるのに対し、ステップＳ１７では送信元端末識別情報は拡張端末装置４－２の識別情報である。ＮＷ確認メッセージも、拡張端末装置４－１がステップＳ４で生成した情報と同様であるが、シーケンス番号は、例えば、拡張端末装置４－１から受信したＮＷ確認メッセージに含まれるシーケンス番号と同一の番号とすることができるが、これに限定されない。後述するシーケンス番号のチェックが行われない場合にはシーケンス番号はどのように決定されてもよい。また、上述したように、ＮＷ確認メッセージにはＮＷ確認メッセージであることを示す情報が含まれていればよく、シーケンス番号はＮＷ確認メッセージに含まれていなくてもよい。ここでは、シーケンス番号は、拡張端末装置４－１から受信したＮＷ確認メッセージに含まれるシーケンス番号と同一の番号であるとする。

以降、拡張端末装置４－１におけるステップＳ５～Ｓ１０と同様に、拡張端末装置４－２において図８および図９に示すステップＳ１８～Ｓ２３が実施される。これにより、通信路ヘッダおよび変換ヘッダ付加後のＮＷ確認メッセージが拡張端末装置４－２から拡張端末装置４－１へ送信される。

図９に示すように、ステップＳ２３の後、拡張端末装置４－１では、ステップＳ１１～Ｓ１５と同様に、ステップＳ２４～Ｓ２８が実施される。ステップＳ２８の後、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、シーケンス番号のチェックを行う（ステップＳ２９）。ここでは、拡張端末装置４－２は、拡張端末装置４－１が送信したＮＷ確認メッセージと同一のシーケンス番号をＮＷ確認メッセージに含めているため、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、拡張端末装置４－２から受信したＮＷ確認メッセージに含まれるシーケンス番号が、ステップＳ４で生成したＮＷ確認メッセージのシーケンス番号と一致するか否かを判断する。これにより、拡張端末装置４－１は、拡張端末装置４－２から受信したＮＷ確認メッセージが、自身が送信したＮＷ確認メッセージへの応答であることを確認することができる。

次に、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、接続可否情報をチェックする（ステップＳ３０）。詳細には、ＮＷ制御部４３４は、接続可否情報が接続可を示す情報であるか否かを確認し、接続可否情報が接続可を示す情報である場合、以降、拡張端末装置４間の通信を用いた処理を実施する。接続可否情報が接続不可を示す情報である場合、一定時間後に、ステップＳ２からの処理を繰り返してもよいし、中央装置１または集約装置２へ拡張端末装置４－２との通信が不可であることを通知してもよい。

なお、上述したように、ＮＷ確認メッセージは、シーケンス番号を含んでいなくてもよく、ＮＷ確認メッセージにシーケンス番号が含まれない場合には、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４はステップＳ２９の代わりに、受信したメッセージがＮＷ確認メッセージであることを確認する。ＮＷ確認メッセージには、上述したように、ＮＷ確認メッセージであることを示す情報が含まれており、ＮＷ制御部４３４は当該情報を参照することで受信したメッセージがＮＷ確認メッセージであることを確認することができる。ＮＷ制御部４３４は、受信したメッセージがＮＷ確認メッセージであり変換ヘッダに格納された送信元端末識別情報が、拡張端末装置４－１の通信相手として定められている拡張端末装置４－２の識別情報である場合に、受信したメッセージが、自身が送信したＮＷ確認メッセージへの応答であると判断する。

また、上述したように、ＮＷ確認メッセージは、接続可否情報を含んでいなくてもよく、ＮＷ確認メッセージに接続可否情報が含まれない場合には、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、ステップＳ３０を実施しない。ステップＳ３０が実施されずステップＳ２９が行われる場合、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、ステップＳ２９のシーケンス番号のチェックによりシーケンス番号が正しいと判断されると、拡張端末装置４－２との間の通信が可能であると判断する。ステップＳ３０が実施されず、かつ上述したＮＷ確認メッセージであることを示す情報を用いた判断がステップＳ２９の代わりに行われる場合も、同様に、受信したメッセージが、自身が送信したＮＷ確認メッセージへの応答であると判断した場合に、拡張端末装置４－２との間の通信が可能であると判断する。

なお、図１に示した例では、１つの集約装置２に対応する拡張端末装置４を２台図示しているが、１つの集約装置２に対応する拡張端末装置４が３台以上設けられてもよい。この場合も、同様に、拡張端末装置４は、通信相手の他の拡張端末装置４へそれぞれＮＷ確認メッセージを送信して接続の確認を行い、接続の確認ができた場合に、同様に、拡張端末装置４間のリンクも含む無線マルチホップネットワークを構築する。

次に、拡張端末装置４における無線マルチホップネットワークへの接続処理について説明する。図１０および図１１は、本実施の形態の拡張端末装置４における無線マルチホップネットワークへの接続処理の一例を示すシーケンス図である。

なお、ここでは、拡張端末装置４－１は、マルチホップ通信制御部４４および第１通信部４１により、端末装置３と同様に、経路制御プロトコルに従って集約装置２を含む無線マルチホップネットワークにおける経路構築を実施済みであるとする。例えば、親局である集約装置２から送信されたＤＩＯ（ＤＯＤＡＧ（Destination Oriented Directed Acyclic Graph） Information Object）メッセージを用いて経路が構築済であるとする。なお、ＤＩＯメッセージは、経路構築のためのメッセージであり、親局が各ノードにＤＩＯメッセージをブロードキャストし、各ノードがＤＩＯメッセージに含まれるランクを、自身のランクを加えた値に更新して転送することで、上りの通信経路が構築される。ランクは、例えばホップ数、通信品質などに応じて決定される。拡張端末装置４－１のマルチホップ通信制御部４４は、拡張端末装置４－１の親局である集約装置２に対応するランクを把握している。

図１０に示すように、上述したＮＷ確認メッセージを用いた拡張端末装置４－２との間の接続の確認の終了後、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、無線マルチホップ接続開始（拡張端末装置４間通信を含む無線マルチホップネットワークの接続処理の開始）を振分け部４３６に通知する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１では、ＮＷ制御部４３４は、拡張端末装置４間の通信の直接の送信先の拡張端末装置４－２への送信に関する送信情報も振分け部４３６に通知する。

振分け部４３６は、無線マルチホップ接続開始の通知を受けると、送信情報に基づいて、当該通知の振分け先を判断する振り分け判断を行う（ステップＳ３２）。例えば、情報記憶部４３５に、振分け情報として無線マルチホップ接続開始の通知をマルチホップ通信制御部４４に振分けることを示す情報が格納されているとし、振分け部４３６は、振分け情報に基づいて、無線マルチホップ接続開始の通知の振分け先をマルチホップ通信制御部４４であると判断する。また、拡張端末装置４－２が拡張端末装置４間の通信を用いる送信先であるため、情報記憶部４３５には、拡張端末装置４－２へ送信するメッセージの振分け先はヘッダ生成連結部４３２であることを示す情報が振分け情報として情報記憶部４３５に格納されている。振分け部４３６は、送信情報に基づいて無線マルチホップ接続開始の通知によってマルチホップ通信制御部４４が生成したメッセージの宛先は拡張端末装置４－２であることを把握し、振分け情報に基づいて当該メッセージの振分け先をヘッダ生成連結部４３２に決定する。

振分け部４３６は、無線マルチホップ接続開始の通知を振分け先のマルチホップ通信制御部４４へ出力する（ステップＳ３３）。マルチホップ通信制御部４４は、無線マルチホップ接続開始の通知を受けるとＤＩＯメッセージ（図ではＤＩＯと略す）を生成し（ステップＳ３４）、生成したＤＩＯメッセージを振分け部４３６へ出力する（ステップＳ３５）。このＤＩＯメッセージには、集約装置２に対応するランクが含まれる。

振分け部４３６は、ステップＳ３２の判断により、ＤＩＯメッセージの振分け先はヘッダ生成連結部４３２であると決定済であるため、マルチホップ通信制御部４４から受け取ったＤＩＯメッセージをステップＳ３１で受け取った送信情報とともにヘッダ生成連結部４３２へ出力する（ステップＳ３６）。その後は、図７に示した例と同様に、ステップＳ５～Ｓ１０が行われる。ただし、ＮＷ確認メッセージの部分はＤＩＯメッセージとなる。

図１１に示すように、拡張端末装置４－２では、通信路ヘッダおよび変換ヘッダが付加されたＤＩＯメッセージを受信すると、図８に示した例と同様に、ステップＳ１１～Ｓ１５が実施される。ただし、ＮＷ確認メッセージの部分はＤＩＯメッセージとなる。なお、図８では、振分け部４３６の図示を省略しているが、図８に示した例においても、ステップＳ１５では、ヘッダ分割解析部４３３は振分け部４３６へ受信情報およびＮＷ確認メッセージを通知するが、振分け情報においてＮＷ確認メッセージは出力しないことが定められているとし、振分け部４３６は通知を受け取っても受信情報およびＮＷ確認メッセージを出力しない。

拡張端末装置４－２の振分け部４３６は、受信情報およびＤＩＯメッセージを受け取ると振り分け判断を行う（ステップＳ３７）。ＤＩＯメッセージをはじめとした無線マルチホップネットワークにおけるメッセージを受信した場合には、マルチホップ通信制御部４４へ振分けることが振分け情報によって定められているとし、振分け部４３６はＤＩＯメッセージの振分け先をマルチホップ通信制御部４４に決定する。

拡張端末装置４－２の振分け部４３６は、振り分け判断に基づいてＤＩＯメッセージをマルチホップ通信制御部４４へ出力する（ステップＳ３８）。拡張端末装置４－２のマルチホップ通信制御部４４は、品質情報を用いた集約装置２の選択（集約装置２の決定）を行う（ステップＳ３９）。マルチホップ通信制御部４４における集約装置２の決定方法は、ＤＩＯメッセージを用いた一般的な親局の決定方法と同様であるため、詳細は省略する。図１に示した例では、拡張端末装置４－１を介して、図１に示した集約装置２に関する情報がＤＩＯメッセージにより取得でき、他の集約装置２は存在しないため、マルチホップ通信制御部４４は、親局を図１に示した集約装置２に決定する。マルチホップ通信制御部４４は、決定した集約装置２に対応する上り経路、すなわち次ノードとして、ＤＩＯメッセージの送信元である拡張端末装置４－１の識別情報を経路情報として保持する。なお、複数の集約装置２が存在する場合には、品質情報などに基づいて集約装置２を決定する。また、図示を省略するが、拡張端末装置４－２のマルチホップ通信制御部４４は、ＤＩＯメッセージを、第１通信部４１にブロードキャストにより送信させる。

一方、拡張端末装置４－２のＮＷ制御部４３４は、受信情報およびＤＩＯメッセージを受け取ると、拡張端末装置４－１におけるステップＳ３１と同様に、無線マルチホップ接続開始を振分け部４３６に通知する（ステップＳ４０）。以降、拡張端末装置４－１におけるステップＳ３２～Ｓ３５と同様に、ステップＳ４１～Ｓ４４が実施される。その後は、図示は省略するが、拡張端末装置４－１におけるステップＳ３５と同様の処理が行われた後、図８および図９に示した例と同様に、ステップＳ１８～Ｓ２３が実施される。ただし、ＮＷ確認メッセージの部分はＤＩＯメッセージとなる。

また、図示を省略するが、拡張端末装置４－１では、通信路ヘッダおよび変換ヘッダが付加されたＤＩＯメッセージを受信すると、図９に示した例と同様に、ステップＳ２４～Ｓ２８が実施される。その後、図１１に示した拡張端末装置４－２におけるステップＳ３７～Ｓ３９と同様の処理が拡張端末装置４－１においても実施される。

次に、拡張端末装置４－２からの上り経路の通知処理について説明する。拡張端末装置４－２は、上述したＤＩＯメッセージを受信することで、集約装置２までの上り経路を経路情報として保持している。拡張端末装置４－２は、この上り経路を集約装置２へ通知する。上り経路を通知するメッセージは、端末装置３が上り経路を通知するメッセージと同様であり、集約装置２宛てのメッセージである。

詳細には、拡張端末装置４－２のマルチホップ通信制御部４４は、上り経路を通知するメッセージである上り経路通知メッセージを生成し、生成した上り経路通知メッセージをプロトコル変換処理部４３へ出力する。拡張端末装置４－２のプロトコル変換処理部４３は、プロトコル変換処理（送信時のプロトコル変換処理）を行い、処理後のメッセージを第２通信部４２へ出力し、第２通信部４２は処理後のメッセージを拡張端末装置４－１へ送信する。メッセージの内容が異なるが、送信時のプロトコル変換処理は、無線マルチホップネットワークへの接続処理における送信時のプロトコル変換処理と同様である。

拡張端末装置４－１では、第２通信部４２が、拡張端末装置４－１から送信されたメッセージ（通信路ヘッダおよび変換ヘッダが付加されたメッセージ）を受信すると、受信したメッセージをプロトコル変換処理部４３へ出力する。拡張端末装置４－１のプロトコル変換処理部４３は、プロトコル変換処理（受信時のプロトコル変換処理）を行い、処理後のメッセージをマルチホップ通信制御部４４へ出力する。メッセージの内容が異なるが、受信時のプロトコル変換処理は、無線マルチホップネットワークへの接続処理における受信時のプロトコル変換処理と同様である。

拡張端末装置４－１のマルチホップ通信制御部４４は、プロトコル変換処理部４３から受け取ったメッセージにおけるマルチホップネットワークヘッダを更新し、マルチホップネットワークヘッダを更新した後のメッセージをプロトコル変換処理部４３へ出力する。マルチホップネットワークヘッダは、無線マルチホップネットワークにおける通信で用いられるヘッダであり、例えばＲＰＬにおけるヘッダであるがこれに限定されない。マルチホップ通信制御部４４は、経路制御プロトコルにしたがって、マルチホップネットワークヘッダを更新する。例えば、マルチホップ通信制御部４４は、自ノードの識別情報を付加することでマルチホップネットワークヘッダを更新し、当該メッセージの転送先を決定する。詳細には、マルチホップ通信制御部４４は、保持している上り経路に基づいて、転送先の次ノードを示す情報を当該メッセージに付加する。ここでは、拡張端末装置４－１は、上りの次ノードが端末装置３－２であることを示す情報を経路情報として保持しているとする。

拡張端末装置４－１のプロトコル変換処理部４３における振分け部４３６は、マルチホップ通信制御部４４から受け取ったメッセージの宛先と振分け情報とを用いて、振り分け判断を行う。すなわち、振分け部４３６は、マルチホップ通信制御部４４から受け取ったメッセージの振分け先をマルチホップ通信制御部４４から受け取ったメッセージの宛先と振分け情報とを用いて決定する。上述したように、情報記憶部４３５には、振分け情報が格納されており、振分け情報は、送信するメッセージの宛先ごとに、第１通信部４１と第２通信部４２とのどちらで送信するかを示す情報が含まれる。例えば、振分け部４３６は、第１通信部４１から受信したメッセージの送信元のノード（端末装置３、拡張端末装置４、集約装置２）については、当該ノード宛てのメッセージは第１通信部４１を用いて送信することを示す情報を振分け情報として情報記憶部４３５に格納する。また、振分け部４３６は、第２通信部４２から受信したメッセージの送信元のノードについては、当該ノード宛てのメッセージは第２通信部４２を用いて送信することを示す情報を振分け情報として情報記憶部４３５に格納する。例えば、メッセージの宛先は集約装置２であるとすると、振分け部４３６は、第１通信部４１を用いて当該メッセージを送信すると判断する。

拡張端末装置４－１のプロトコル変換処理部４３は、マルチホップ通信制御部４４から受け取ったメッセージを、振り分け判断の結果に基づいて第１通信部４１へ出力し、第１通信部４１が当該メッセージを、転送先である端末装置３－２へ送信する。

端末装置３－２では、第１通信部３１が、拡張端末装置４－１からメッセージを受信すると、マルチホップ通信制御部３２へ当該メッセージを出力する。端末装置３－２のマルチホップ通信制御部３２は、受け取ったメッセージのマルチホップネットワークヘッダを更新する。端末装置３－２のマルチホップ通信制御部３２は、マルチホップネットワークヘッダを更新した後のメッセージを第１通信部３１へ出力する。

次に、端末装置３－２の第１通信部３１は、集約装置２へ当該メッセージを送信する。集約装置２の第１通信部２１は、受信したメッセージをマルチホップ通信制御部２３へ出力する。マルチホップ通信制御部２３は、受信したメッセージのマルチホップネットワークヘッダから経路を取得し記憶する。詳細には、集約装置２は、送信元の拡張端末装置４－２の上り経路上のノードをマルチホップネットワークヘッダから抽出することで、拡張端末装置４－２に対応する上り経路上のノードを経路情報として記憶する。以降、集約装置２は、この経路情報を用いて、拡張端末装置４－２宛てのデータを送信する際には、対応する経路情報に含まれるノードを下り経路としてマルチホップネットワークヘッダに付加する。これにより、集約装置２から送信された拡張端末装置４－２宛てのデータは、下り経路上の各ノードで転送されて拡張端末装置４－２へ到着する。このとき、拡張端末装置４－１は、上述したようにプロトコル変換を行って拡張端末装置４－２へ下りデータを送信する。

次に、拡張端末装置４－２からのアプリ電文の送信処理について説明する。拡張端末装置４－２のアプリケーション処理部４５は、アプリ電文を生成すると、アプリ電文をマルチホップ通信制御部４４へ通知する。マルチホップ通信制御部４４は、アプリ電文にマルチホップネットワークヘッダを付与し、マルチホップネットワークヘッダ付与後のアプリ電文をプロトコル変換処理部４３へ出力する。以降、上り経路の通知処理と同様にプロトコル変換処理が行われ、アプリ電文が拡張端末装置４－２の第２通信部４２から拡張端末装置４－１へ送信される。

拡張端末装置４－１、端末装置３－２および集約装置２では、上り経路の通知処理と同様の処理を行い、集約装置２がアプリ電文を受信する。集約装置２のマルチホップ通信制御部２３は、受信したデータがアプリ電文であることから、データからマルチホップネットワークヘッダを削除し、マルチホップネットワークヘッダを削除したデータすなわちアプリ電文を第３通信部２２へ出力する。

第３通信部２２は、アプリ電文を中央装置１へ送信する。中央装置１の第３通信部１１は、受信したアプリ電文をアプリケーション処理部１２へ出力し、アプリケーション処理部１２は、アプリ電文に応じた処理を実施する。

なお、上述した例では、集約装置２が、アプリ電文を受信するとそのまま中央装置１へ転送しているが、集約装置２におけるアプリケーション処理部２４がアプリ電文に処理を施し、処理後のアプリ電文を中央装置１へ送信してもよい。例えば、アプリ電文が電力量の検針データを含む場合、アプリケーション処理部２４は、複数のノードから受信した検針データを集約し、集約した後のデータを中央装置１へ送信してもよい。

次に、端末装置３－６からの上り経路の通知処理について説明する。端末装置３－６は、上述したＤＩＯメッセージを受信することで、集約装置２までの上り経路を経路情報として保持している。端末装置３－６は、この上り経路を集約装置２へ通知する。

具体的には、端末装置３－６のマルチホップ通信制御部３２は、上り経路を通知するメッセージである上り経路通知メッセージを生成し、生成した上り経路通知メッセージに、上り経路上の次ノードを示す情報を付加し第１通信部３１へ出力する。上り経路通知メッセージは、集約装置２宛ての上りデータの一例である。第１通信部３１は、次ノードである拡張端末装置４－２へ上り経路通知メッセージを送信する。

拡張端末装置４－２の第１通信部４１は、受信した上り経路通知メッセージをマルチホップ通信制御部４４へ出力する。マルチホップ通信制御部４４は、受け取った上り経路通知メッセージのマルチホップネットワークヘッダを更新し、マルチホップネットワークヘッダの更新後の上り経路通知メッセージをプロトコル変換処理部４３へ出力する。以降、拡張端末装置４－２の上り経路の通知と同様に、拡張端末装置４－２、拡張端末装置４－１、端末装置３－２および集約装置２の処理が実施される。

拡張端末装置４－２の対向装置は拡張端末装置４－１である。対向装置である拡張端末装置４－１は、上りデータに対して第２の通信方式から第１の通信方式へのプロトコル変換を行い、プロトコル変換後の上りデータを第１の通信方式により集約装置２へ向けて送信する。

次に、端末装置３－６からのアプリ電文の送信処理について説明する。端末装置３－６のアプリケーション処理部３３は、アプリ電文を生成すると、アプリ電文をマルチホップ通信制御部３２へ通知する。アプリ電文も、集約装置２宛ての上りデータの一例である。マルチホップ通信制御部３２は、アプリ電文にマルチホップネットワークヘッダを付与し、マルチホップネットワークヘッダ付与後のアプリ電文を第１通信部３１へ出力する。第１通信部３１は、マルチホップネットワークヘッダ付与後のアプリ電文を拡張端末装置４－２へ送信する。以降、拡張端末装置４－２のアプリ電文の送信の処理と同様の処理が行われる。

以上の動作により、無線マルチホップネットワークの一部の区間に他の通信方式の通信回線を用いることができ、端末装置３間の通信が困難な端末装置３が無線マルチホップネットワークに参加することができる。

次に、無線マルチホップネットワークの一部の区間に他の通信方式の通信回線を用いている場合に、図２に示すように端末装置３の増設が行われた後の本実施の形態の動作について説明する。端末装置３－８～３－１１の増設が行われて、拡張端末装置４－２が、端末装置３－８～３－１１を介して集約装置２と通信可能な状態になると、本実施の形態では、拡張端末装置４－２と拡張端末装置４－１との間でＬＴＥを用いた通信を切断する。この切断の判断方法については、例えば、下記の第１～第３の方法が考えられる。

第１の方法は、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能なことを検知する方法である。例えば、拡張端末装置４－２が、自身を経由しない集約装置２への上り経路を保持する端末装置３からＤＩＯメッセージを受信することで、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能なことを検知することができる。なお、この集約装置２は、同一の中央装置１によって管理される集約装置２であれば、拡張端末装置４－２が現在接続している集約装置２とは異なる集約装置２であってもよい。

第２の方法は、中央装置１に、管理者、オペレータなどによって、ＬＴＥの停止（第２の通信方式の回線の切断）の指示が入力され、中央装置１が、拡張端末装置４－１または拡張端末装置４－２へ停止を指示する方法である。管理者、オペレータなどは、拡張端末装置４－２までの経路となる端末装置３の増設が行われたことを認識すると、ＬＴＥの停止を行うと判断する。

第３の方法は、中央装置１または集約装置２が、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能なことを検知する方法である。例えば、中央装置１または集約装置２は、拡張端末装置４－２から通知された経路が拡張端末装置４－１を経由する経路から変更になった場合に、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能になったと判断してもよい。また、中央装置１は、端末装置３と拡張端末装置４の位置に基づいて、拡張端末装置４が無線マルチホップネットワークに接続可能となったと判断してもよい。また、中央装置１または集約装置２が、定期的にまたは端末装置３がある程度増設された場合に、一時的なＬＴＥの停止を指示し、ＬＴＥを用いずに、拡張端末装置４－２との間で経路を構築できた場合に、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能であると判断してもよい。なお、以上述べた方法は例示であり、第１～第３の方法以外で拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能なことの判断が行われてもよい。

以下、第１～第３の方法の具体例について説明する。まず、第１の方法の具体例について説明する。図１２は、端末装置３－１１の増設が行われた後の本実施の形態の動作の一例を示すシーケンス図である。図１２では、増設された端末装置３－１０と端末装置３－１１との経路制御メッセージの送受信の一例を示している。図示は省略するが、端末装置３－８～３－１０は増設済であり、端末装置３－５と端末装置３－８、端末装置３－８と端末装置３－９、端末装置３－９と端末装置３－１０についても図１２と同様の処理が行われており、端末装置３－１０は、無線マルチホップネットワークにおける集約装置２までの経路情報を保持しているとする。

図１２に示すように、端末装置３－１１のマルチホップ通信制御部３２は、無線マルチホップネットワークへの参加を要求するメッセージであるＤＩＳ（ＤＯＤＡＧ Information Solicitation）メッセージ（図ではＤＩＳと略す）を生成し（ステップＳ５１）、第１通信部３１へ出力する（ステップＳ５２）。第１通信部３１は、ＤＩＳメッセージをブロードキャストにより送信する（ステップＳ５３）。

端末装置３－１０の第１通信部３１は、ＤＩＳメッセージを受信するとマルチホップ通信制御部３２へ出力し（ステップＳ５４）、マルチホップ通信制御部３２は、ＤＩＳメッセージ受信に対するＤＩＯメッセージ、すなわちＤＩＳメッセージの応答としてのＤＩＯメッセージを生成し（ステップＳ５５）、第１通信部３１へ出力する（ステップＳ５６）。第１通信部３１は、ＤＩＯメッセージを端末装置３－１１へ送信する（ステップＳ５７）。

端末装置３－１１の第１通信部３１は、ＤＩＯメッセージを受信するとマルチホップ通信制御部３２へ出力し（ステップＳ５８）、マルチホップ通信制御部３２は、品質情報を用いた集約装置２の選択を行う（ステップＳ５９）。ここでは、端末装置３－１１は、端末装置３－１０から受信したＤＩＯメッセージを用いて、端末装置３－１０が接続している集約装置２を選択したとする。これにより、端末装置３－１１のマルチホップ通信制御部３２は、集約装置２へ向かう経路の次ノードが端末装置３－１０であることを把握し、決定した集約装置２に対応する上り経路、すなわち次ノードとして、ＤＩＯメッセージの送信元である端末装置３－１０の識別情報を経路情報として保持する。図１２に示した処理は、一般的な無線マルチホップネットワークへの端末装置３の参入処理と同様であるため詳細な説明は省略する。

端末装置３－１１は、集約装置２に対して上り経路の通知を行い、集約装置２との間で無線マルチホップネットワークにおける経路を用いて通信を行うことが可能となる。次に、拡張端末装置４－２が端末装置３－１１から定期的に送信されるＤＩＯメッセージの受信により第２の通信方式の回線であるＬＴＥを切断する処理について説明する。

図１３、図１４および図１５は、ＤＩＯメッセージの受信により拡張端末装置４－２がＬＴＥを切断する本実施の形態の処理の一例を示すシーケンス図である。図１３に示すように、端末装置３－１１のマルチホップ通信制御部３２は、定期ＤＩＯメッセージを生成し（ステップＳ６１）、第１通信部３１へ出力する（ステップＳ６２）。定期ＤＩＯメッセージは、通信状態に応じて経路を更新するために定期的に各端末装置３が報知するＤＩＯメッセージである。第１通信部３１は、ＤＩＯメッセージ(定期ＤＩＯメッセージ)をブロードキャストにより送信する（ステップＳ６３）。

拡張端末装置４－２の第１通信部４１は、ＤＩＯメッセージを受信するとマルチホップ通信制御部４４へ出力し（ステップＳ６４）、マルチホップ通信制御部４４は、ＤＩＯメッセージを振分け部４３６へ出力する（ステップＳ６５）。振分け部４３６は、ＤＩＯメッセージをＮＷ制御部４３４へ出力する（ステップＳ６６）。ＮＷ制御部４３４は、ＤＩＯメッセージを受け取ると、第１の通信方式で通信ができるようになった、すなわち第１の通信方式で集約装置２との間の通信を行うことが可能になったと判定する（ステップＳ６７）。つまり、ＮＷ制御部４３４は、拡張端末装置４－２を経由しない端末装置３からＤＩＯメッセージを受け取ったため、無線マルチホップネットワークに参加しかつ拡張端末装置４－２と第１の通信方式による通信（９２０ＭＨｚ帯特小無線通信）を行うことが可能な端末装置３が存在することを把握する。

ＮＷ制御部４３４は、第２の通信方式の回線を切断する切断通知を生成し（ステップＳ６８）、切断通知をヘッダ生成連結部４３２へ出力する（ステップＳ６９）。切断通知は、例えば、上述したＮＷ確認メッセージにおいて、接続可否情報を、接続不可を示す情報を格納したものであってもよいし、ＮＷ確認メッセージと同様の別のメッセージであってもよい。切断通知は、拡張端末装置４－２において図８および図９に示した例と同様にステップＳ１８～Ｓ２３が実施されることで、拡張端末装置４－１へ送信される。

図１４に示すように、切断通知を受信した拡張端末装置４－１では、図９に示した例と同様にステップＳ２４～Ｓ２８が実施される。拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、切断通知を受けとると、切断処理を実施し（ステップＳ７１）、切断完了通知を生成し（ステップＳ７２）、切断完了通知をヘッダ生成連結部４３２へ出力する（ステップＳ７３）。ステップＳ７１の切断処理は、例えば、拡張端末装置４－２との間の第１の通信方式を用いた通信が無効であることを示す情報を保持する処理を含む。

また、拡張端末装置４－１のＮＷ制御部４３４は、経路更新通知を生成し（ステップＳ７４）、経路更新通知をマルチホップ通信制御部４４へ出力する（ステップＳ７５）。マルチホップ通信制御部４４は、経路更新通知に基づいて経路更新を行う（ステップＳ７６）。

また、ステップＳ７２で生成された切断完了通知は、上述した図７、図８および図９と同様にステップＳ５～Ｓ１５が実施されることで、拡張端末装置４－２のＮＷ制御部４３４に伝達される。図１５に示すように、拡張端末装置４－２のＮＷ制御部４３４は、切断処理を実施する（ステップＳ８１）。また、ＮＷ制御部４３４は、経路更新通知を生成し（ステップＳ８２）、経路更新通知をマルチホップ通信制御部４４へ出力する（ステップＳ８３）。マルチホップ通信制御部４４は、経路更新通知に基づいて経路更新を行う（ステップＳ８４）。これにより、拡張端末装置４－２のマルチホップ通信制御部４４が保持する経路情報では、上り経路における次ノードが端末装置３－１１に設定される。以上の処理により、拡張端末装置４－１と拡張端末装置４－２との間の第２の通信方式の回線の切断、すなわちＬＴＥの切断処理が行われ、以降、拡張端末装置４－２は、端末装置３－２，３－５，３－８～３－１１を介して集約装置２と通信を行う。

次に、第２の方法および第３の方法の具体例について説明する。図１６は、本実施の形態における中央装置１が起点となる第２の通信方式の回線の切断処理の一例を示すシーケンス図である。図１６に示した例では、中央装置１が、第２の通信方式の回線を切断すると判定する（ステップＳ９１）。例えば、中央装置１は、あらかじめ定められた切断条件を満たすと第２の通信方式の回線を切断すると判定する。第２の方法が採用される場合には、あらかじめ定められた切断条件は、管理者、オペレータなどによって第２の通信方式の回線の切断の指示が入力されるという条件である。第３の方法が採用される場合には、あらかじめ定められた切断条件は、第１の通信方式で拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに参加可能であるという条件である。

中央装置１は、切断通知を生成し（ステップＳ９２）、切断通知を、集約装置２および端末装置３－２を介して拡張端末装置４－１へ送信する（ステップＳ９３～Ｓ９５）。拡張端末装置４－１は、切断通知を受信することで、図１３に示した拡張端末装置４－２と同様にステップＳ６７，Ｓ６８を実施する。なお、ステップＳ６８で生成する切断通知の内容は、中央装置１から送信された切断通知に相当するため、拡張端末装置４－１は、中央装置１から送信された切断通知を拡張端末装置４－２へ転送することになる。拡張端末装置４－１は、その後、図１３、図１５に示した拡張端末装置４－２と同様の動作を行い、拡張端末装置４－２は、図１４に示した拡張端末装置４－１と同様の動作を行う。以降、拡張端末装置４－２は、端末装置３－２，３－５，３－８～３－１１を介して集約装置２と通信を行う。なお、図１４では、中央装置１は、拡張端末装置４－１へ切断通知を送信したが、これに限らず、拡張端末装置４－２へ切断通知を送信してもよい。

第３の方法が採用される場合の、あらかじめ定められた切断条件は、上述したように、第１の通信方式で拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに参加可能であるという条件である。これは、上述したように、例えば、中央装置１が、端末装置３および拡張端末装置４の位置に基づいて、拡張端末装置４が無線マルチホップネットワークに接続可能となったと判断してもよい。例えば、各拡張端末装置４と各端末装置３との設置位置を示す情報を中央装置１が保持しており、端末装置３が増設されると、または定期的に中央装置１は、拡張端末装置４の位置と端末装置３の位置と９２０ＭＨｚ帯特小無線通信における通信可能範囲とを用いて、拡張端末装置４が９２０ＭＨｚ帯特小無線通信で通信可能な範囲に、無線マルチホップネットワークに参加済の端末装置３が存在するかを判定する。このように、中央装置１は、端末装置３および拡張端末装置４の位置に基づいて、拡張端末装置４と集約装置２との間に他の拡張端末装置４を経由せず端末装置３を経由する通信経路が構築可能か否かを判断し、当該通信経路を構築可能と判断した場合に、切断通知を生成してもよい。

また、中央装置１は、上述したように、拡張端末装置４－２から通知された経路が拡張端末装置４－１を経由する経路から拡張端末装置４－１を経由しない経路に変更になった場合に、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能になったと判断し、切断通知を生成してもよい。この判断は集約装置２によって行われてもよく、集約装置２が判断する場合には、集約装置２が拡張端末装置４－１または拡張端末装置４－２に切断通知を送信してもよいし、集約装置２が、拡張端末装置４－２の経路が変更になったことを中央装置１へ通知し、中央装置１が、拡張端末装置４－１または拡張端末装置４－２に切断通知を送信してもよい。

また、中央装置１は、第２の通信方式による通信を一時的に停止させている間に拡張端末装置４－１からデータを受信できる場合に、切断通知を生成してもよい。例えば、中央装置１は、拡張端末装置４間の一時的なＬＴＥの停止（一時的な第２の通信方式の回線の切断）を指示し、ＬＴＥを用いずに、拡張端末装置４－２との間で経路を構築できた場合に、拡張端末装置４－２が無線マルチホップネットワークに接続可能であると判断してもよい。図１７は、一時的な第２の通信方式の回線の切断を指示する場合の本実施の形態の処理の一例を示すシーケンス図である。中央装置１は、一時的な第２の通信方式の回線の切断を通知する一時切断通知を生成し（ステップＳ１０１）、一時切断通知を集約装置２および端末装置３－２を介して拡張端末装置４－１へ送信する（ステップＳ１０２～Ｓ１０４）。

拡張端末装置４－１は、一時切断通知を受信すると第２の通信方式の回線を切断する切断処理を行う（ステップＳ１０５）。これにより、拡張端末装置４－１は、拡張端末装置４－２との間の通信を停止する。

拡張端末装置４－２は、拡張端末装置４－１との間の通信不可と判定する（ステップＳ１０６）。拡張端末装置４－２は、図１３のステップＳ６１～Ｓ６３と同様の処理により、端末装置３－１１から定期ＤＩＯメッセージを受信する（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。拡張端末装置４－２は、定期ＤＩＯメッセージに基づいて経路変更を実施し（ステップＳ１０９）、上り経路通知を生成し（ステップＳ１１０）、上り経路通知を、変更後の上り経路の次ノードである端末装置３－１１へ送信する（ステップＳ１１１）。端末装置３－１１は、上り経路通知を、図示を省略するが端末装置３－１０，３－９，３－８，３－５，３－２を介して集約装置２へ送信する（ステップＳ１１２）。集約装置２は、上り経路通知を受信すると、拡張端末装置４－２の経路が変更されたことを通知する上り経路変更通知を生成し（ステップＳ１１３）、上り経路変更通知を中央装置１へ送信する（ステップＳ１１４）。中央装置１は、上り経路変更通知を受信することで拡張端末装置４－２の経路が変更されたことを把握し、図１６に示したステップＳ９１を実施する。図示を省略するが、この後、図１６と同様にステップＳ９２以降の処理が実施される。なお、図１７に示した例では、中央装置１が一時切断通知を送信したが、これに限らず、集約装置２が一時切断通知を送信してもよい。

以上のように、本実施の形態では、拡張端末装置４は、自ら無線マルチホップネットワークに接続可能なことを検知した場合、または、中央装置１、集約装置２または対向する拡張端末装置４から切断通知を受信すると、第２の通信方式の回線を切断する。すなわち、拡張端末装置４－２は、あらかじめ定められた停止条件が満たされた場合、第２の通信方式の通信を停止させる（無効化する）。あらかじめ定められた停止条件は、例えば、上述したように、第１の通信方式によってマルチホップネットワークへ参加する端末装置３からマルチホップネットワークにおける経路制御メッセージ（ＤＩＯメッセージ）を受信する条件である。また、あらかじめ定められた停止条件は、例えば、中央装置１、集約装置２または対向する拡張端末装置４などの他の装置から第２の通信方式による通信を停止させることを示す切断通知を受信するという条件であってもよく、これら以外の条件であってもよい。切断通知は、中央装置１によって生成されて送信されてもよく、集約装置２によって生成されて送信されてもよい。

また、拡張端末装置４は、第２の通信方式の回線を切断した後、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信が通信不可となった場合には、再び、第２の通信方式の回線を有効化して第２の通信方式の回線を用いた通信を行ってもよい。

図１８は、第２の通信方式の回線を切断した後に第２の通信方式の回線を有効化する本実施の形態の処理の一例を示すシーケンス図である。図１８に示すように、拡張端末装置４－２は、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信が通信不可であると判定する（ステップＳ１１５）と、第２の通信方式の回線を有効化することを拡張端末装置４－１へ通知する（ステップＳ１１６）。拡張端末装置４－２は、集約装置２との間の通信経路を、拡張端末装置４－２を経由する経路へ変更し、変更した経路を示す上り経路通知を生成し（ステップＳ１１７）、上り経路通知を、拡張端末装置４－１、端末装置３－２を介して集約装置２へ送信する（ステップＳ１１８～Ｓ１２０）。集約装置２は、上り経路通知を中央装置１へ送信する（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２１で集約装置２から中央装置１へ送信される通知は上り経路変更通知であってもよい。

以上の処理により、第２の通信方式の回線を切断した後に９２０ＭＨｚ帯特小無線通信が通信不可となった場合に、拡張端末装置４－２は、第２の通信方式の回線を用いた通信を行うことができる。

次に、本実施の形態の拡張端末装置４のハードウェア構成について説明する。本実施の形態の拡張端末装置４は、コンピュータシステムである処理回路上で、拡張端末装置４における処理が記述されたコンピュータプログラムであるプログラムが実行されることにより、拡張端末装置４のプロトコル変換処理部４３、マルチホップ通信制御部４４およびアプリケーション処理部４５の機能が実現される。図１９は、本実施の形態の拡張端末装置４を実現するコンピュータシステムの構成例を示す図である。図１９に示すように、このコンピュータシステムは、処理回路を構成する制御部１０１および記憶部１０２と、第１通信装置１０３と、第２通信装置１０４とを備え、これらはシステムバスを介して接続されている。第１通信装置１０３は、例えばアンテナと通信回路とで構成される受信機および送信機である。第２通信装置１０４は、例えばアンテナと通信回路とで構成される受信機および送信機であるが、有線通信を行う場合には、アンテナは備えない。

図１９において、制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、本実施の形態の拡張端末装置４における処理が記述されたプログラムを実行する。なお、制御部１０１の一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの専用ハードウェアにより実現されてもよい。記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部１０１が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータ、などを記憶する。また、記憶部１０２は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。なお、図１９は、一例であり、コンピュータシステムの構成は図１９の例に限定されない。

ここで、本実施の形態のプログラムが実行可能な状態になるまでのコンピュータシステムの動作例について説明する。上述した構成をとるコンピュータシステムには、たとえば、図示しないＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭドライブまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭから、コンピュータプログラムが記憶部１０２にインストールされる。そして、プログラムの実行時に、記憶部１０２から読み出されたプログラムが記憶部１０２の主記憶領域に格納される。この状態で、制御部１０１は、記憶部１０２に格納されたプログラムに従って、本実施の形態の拡張端末装置４としての処理を実行する。

なお、上記の説明においては、ＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭを記録媒体として、拡張端末装置４における処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、コンピュータシステムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、第１通信装置１０３または第２通信装置１０４を経由して伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。

本実施の形態の通信プログラムは、例えば、拡張端末装置４に、集約装置２を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うステップと、第１の通信方式によって端末装置３から端末装置３を管理する集約装置２宛てのデータである上りデータを受信すると、上りデータに対して第１の通信方式から第１の通信方式とは異なる第２の通信方式へのプロトコル変換を行うステップと、プロトコル変換後の上りデータをマルチホップネットワークにおける集約装置２に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ第２の通信方式で送信するステップと、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、第２の通信方式による通信を停止させるステップと、を実行させる。

図４に示したプロトコル変換処理部４３、マルチホップ通信制御部４４およびアプリケーション処理部４５は、図１９に示した記憶部１０２に記憶されたコンピュータプログラムが図１９に示した制御部１０１により実行されることにより実現される。図４に示したプロトコル変換処理部４３、マルチホップ通信制御部４４およびアプリケーション処理部４５の実現には、図１９に示した記憶部１０２も用いられる。図４に示した第１通信部４１は、図１９に示した第１通信装置１０３により実現され、図４に示した第２通信部４２は、図１９に示した第２通信装置１０４により実現される。

端末装置３は、例えば、図１９に示した構成要素のうち、処理回路を構成する制御部１０１および記憶部１０２と、第１通信装置１０３とで実現される。集約装置２は、例えば、図１９に示した構成要素のうち、処理回路を構成する制御部１０１および記憶部１０２と、第１通信装置１０３と、図示しない第３通信装置とで実現される。中央装置１は、図１９に示した構成要素のうち、処理回路を構成する制御部１０１および記憶部１０２と、図示しない第３通信装置とで実現される。なお、中央装置１は、サーバなどであってもよく、複数のコンピュータシステムで実現されてもよく、クラウドコンピューティングシステムにより実現されてもよい。

以上のように、本実施の形態では、すなわち、拡張端末装置４－２は、あらかじめ定められた停止条件が満たされた場合、第２の通信方式の通信を停止させる。これにより、運用の効率化を図ることができる。

実施の形態２．
図２０は、実施の形態２にかかる通信システムの第１の状態の構成例を示す図である。実施の形態２の通信システム７ａは、集約装置２および中央装置１の代わりに、中央装置１ａを備え、端末装置３－１～３－７の代わりに端末装置３－１２～３－２１を備える以外は、実施の形態１の通信システム７と同様である。中央装置１ａは、拡張集約装置２ａを備える。端末装置３－１２～３－２１のそれぞれは、実施の形態１の端末装置３－１～３－７のそれぞれと同様であり、端末装置３－１２～３－２１を個別に区別せずに示すときには、端末装置３と記載する。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。拡張端末装置４－１，４－２は本実施の形態の第１の装置の一例であり、拡張集約装置２ａは本実施の形態の第２の装置の一例である。

端末装置３－１２～３－１６を１つのグループとし、端末装置３－１７～３－２１を別のグループとすると、図２０に示した例では、各端末装置３は、グループ内では周辺の他の端末装置３と通信を行うことができるが、グループの異なる端末装置３間では通信を行うことができない。このため、このままでは端末装置３－１２～３－２１を１つの集約装置の配下とすることは困難である。本実施の形態では、各グループ内に拡張端末装置４を設置し、拡張端末装置４と拡張集約装置２ａとが、端末装置３間で使用されている無線通信方式とは別の他の通信方式で通信を行い、プロトコル変換を行うことで、端末装置３－１２～３－２１を１つの拡張集約装置２ａの配下とすることができる。例えば、ある程度の端末装置３の数が集まっている箇所が複数存在する場合、これらの全ての箇所に集約装置を設けると、集約装置が収容可能な最大数に比べて端末装置３の数がかなり少ない場合には、コスト面で効率的ではない。本実施の形態では、拡張集約装置２ａが、複数の箇所の端末装置３を収容することができるため、コストを抑制することができる。なお、図２０では、２つのグループが図示されているが、３つ以上のグループが存在してもよく、この場合には各グループに拡張端末装置４が設置される。

本実施の形態では、中央装置１ａは、図２０では図示を省略しているが実施の形態１の中央装置１と同様に第３通信部１１およびアプリケーション処理部１２を備える。本実施の形態では、中央装置１ａは、さらに拡張端末装置４向けの集約装置である拡張集約装置２ａを備える。拡張集約装置２ａは、第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置３とマルチホップネットワークを構築可能なマルチホップネットワークの親局となる集約装置である。拡張集約装置２ａは、９２０ＭＨｚ帯特小無線通信以外の他の通信方式による第２回線６ａにより拡張端末装置４－１，４－２とそれぞれ接続される。第２回線６ａは、ＬＴＥなどの携帯電話網であってもよいし、携帯電話網と光回線などの有線回線との組み合わせであってもよいし、有線回線であってもよい。また、図示は省略するが、中央装置１ａは、拡張集約装置２ａ以外の集約装置、例えば実施の形態１で述べた集約装置２と通信を行うことで、検針データの収集などを行ってもよい。

図２１は、本実施の形態の拡張集約装置２ａの構成例を示す図である。図２１に示すように、拡張集約装置２ａは、実施の形態１の集約装置２と同様の第３通信部２２、マルチホップ通信制御部２３およびアプリケーション処理部２４を備え、さらにプロトコル変換処理部２５を備える。本実施の形態の第３通信部２２は、第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行う第２通信部の一例である。プロトコル変換処理部２５は、送受信制御部２５１、ヘッダ生成連結部２５２、ヘッダ分割解析部２５３、ＮＷ制御部２５４、情報記憶部２５５および振分け部２５６を備える。送受信制御部２５１、ヘッダ生成連結部２５２、ヘッダ分割解析部２５３、ＮＷ制御部２５４、情報記憶部２５５および振分け部２５６の機能は、それぞれ送受信制御部４３１、ヘッダ生成連結部４３２、ヘッダ分割解析部４３３、ＮＷ制御部４３４、情報記憶部４３５および振分け部４３６の機能と同様である。

第２回線６ａのうち拡張集約装置２ａが接続される回線が、中央装置１ａが第３通信部１１を用いて通信を行う通信回線と同様のＩＰネットワークであるとすると、中央装置１ａに、拡張集約装置２ａのための新たな通信回線を導入する必要がない。以下では、拡張端末装置４－１，４－２はＬＴＥにより通信を行うことでＩＰネットワークに接続し、拡張集約装置２ａがＩＰネットワークに接続される例を説明するが、通信回線はこの例に限定されない。

図２０に示した通信システム７ａにおいても、拡張端末装置４－１と中央装置１ａとの間に端末装置３が増設されることにより拡張端末装置４－１が中央装置１ａの拡張集約装置２ａと９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を用いた経路を構築することが可能になった場合に、実施の形態１と同様に、第２の通信方式の回線である第２回線６ａの切断処理を行ってもよい。同様に、拡張端末装置４－２と中央装置１ａとの間に端末装置３が増設されることにより拡張端末装置４－２が中央装置１ａの拡張集約装置２ａと９２０ＭＨｚ帯特小無線通信を用いた経路を構築することが可能になった場合に、実施の形態１と同様に、第２の通信方式の回線である第２回線６ａの切断処理を行ってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１，１ａ 中央装置、２ 集約装置、２ａ 拡張集約装置、３，３－１～３－２１ 端末装置、４，４－１，４－２ 拡張端末装置、５ 第１回線、６，６ａ 第２回線、７，７ａ 通信システム、１１，２２ 第３通信部、１２，２４，３３，４５ アプリケーション処理部、２１，３１，４１ 第１通信部、２３，３２，４４ マルチホップ通信制御部、２５，４３ プロトコル変換処理部、４２ 第２通信部、２５１，４３１ 送受信制御部、２５２，４３２ ヘッダ生成連結部、２５３，４３３ ヘッダ分割解析部、２５４，４３４ ＮＷ制御部、２５５，４３５ 情報記憶部、２５６，４３６ 振分け部。

Claims (21)

1. 第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置のうちの少なくとも一部の前記端末装置と前記第１の通信方式により通信を行うことが可能な第１通信部と、
   前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行うことが可能な第２通信部と、
   集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うマルチホップ通信制御部と、
   前記第１通信部が前記端末装置から前記端末装置を管理する集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、前記上りデータに対して前記第１の通信方式から前記第２の通信方式へのプロトコル変換を行うプロトコル変換処理部と、
   を備え、
   前記第２通信部は、前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記マルチホップネットワークにおける前記集約装置に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ送信し、
   前記対向装置は前記上りデータに対して前記第２の通信方式から前記第１の通信方式へのプロトコル変換を行い、
   前記プロトコル変換処理部は、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、前記第２の通信方式による通信を無効化することを特徴とする拡張端末装置。
2. 前記対向装置は、前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記第１の通信方式により前記集約装置へ向けて送信することを特徴とする請求項１に記載の拡張端末装置。
3. 前記停止条件は、前記第１の通信方式によって前記マルチホップネットワークへ参加する前記端末装置から前記マルチホップネットワークにおける経路制御メッセージを受信する条件であることを特徴とする請求項２に記載の拡張端末装置。
4. 前記停止条件は、他の装置から前記第２の通信方式による通信を無効化することを示す切断通知を受信する条件であることを特徴とする請求項２に記載の拡張端末装置。
5. 前記切断通知は、前記集約装置を管理する中央装置によって生成されて前記中央装置から送信されることを特徴とする請求項４に記載の拡張端末装置。
6. 前記切断通知は、前記集約装置によって生成されて前記集約装置から送信されることを特徴とする請求項４に記載の拡張端末装置。
7. 前記第２の通信方式による通信を無効化した後に、前記第１の通信方式により通信が不可となった場合に、前記第２の通信方式による通信の無効化を解除し、前記第２の通信方式による通信を再開させることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の拡張端末装置。
8. 前記プロトコル変換処理部は、前記第１の通信方式から前記第２の通信方式への前記プロトコル変換として、前記上りデータに前記拡張端末装置の識別情報を含む変換ヘッダを付加する処理を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の拡張端末装置。
9. 第１の装置と、
   第２の装置と、
   を備え、
   前記第１の装置は、
   第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置のうちの少なくとも一部の前記端末装置と前記第１の通信方式により通信を行うことが可能な第１通信部と、
   前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式で通信を行うことが可能な第２通信部と、
   集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うマルチホップ通信制御部と、
   前記第１通信部が前記端末装置から前記端末装置を管理する集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、前記上りデータに対して前記第１の通信方式から前記第２の通信方式へのプロトコル変換を行うプロトコル変換処理部と、
   を備え、
   前記第２通信部は、前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記マルチホップネットワークにおける前記集約装置に向かう上り経路上の次ノードである前記第２の装置へ送信し、
   前記第２の装置は、前記上りデータに対して前記第２の通信方式から前記第１の通信方式へのプロトコル変換を行い、
   前記第１の装置は、あらかじめ定められた停止条件が満たされると、前記第２の通信方式による通信を無効化することを特徴とする通信システム。
10. 前記第２の装置は、前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記第１の通信方式により前記集約装置へ向けて送信することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
11. 前記停止条件は、前記第１の装置が、前記第１の通信方式によって前記マルチホップネットワークへ参加する前記端末装置から前記マルチホップネットワークにおける経路制御メッセージを受信する条件であることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
12. 前記集約装置と、
    前記集約装置を管理する中央装置と、
    を備え、
    前記停止条件は、前記第１の装置が、前記第２の通信方式による通信を無効化することを示す切断通知を受信する条件であることを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。
13. 前記切断通知は、前記集約装置を管理する中央装置によって生成されて前記中央装置から送信されることを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
14. 前記中央装置は、前記第２の通信方式による通信を無効化することを示す入力を受け付けた場合に、前記切断通知を生成することを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
15. 前記中央装置は、前記第１の装置の上り経路が、前記第２の装置を経由しない経路に変更になった場合に、前記切断通知を生成することを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
16. 前記中央装置は、前記第２の通信方式による通信を一時的に無効化している間に前記第１の装置からデータを受信できる場合に、前記切断通知を生成することを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
17. 前記中央装置は、前記端末装置および前記第１の装置の位置に基づいて、前記第１の装置と前記集約装置との間に前記第２の装置を経由せず前記端末装置を経由する通信経路が構築可能か否かを判断し、当該通信経路を構築可能と判断した場合に、前記切断通知を生成することを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
18. 前記切断通知は、前記集約装置によって生成されて前記集約装置から送信されることを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
19. 前記第１の装置は、前記第２の通信方式による通信を無効化した後に、前記第１の通信方式により通信が不可となった場合に、前記第２の通信方式による通信の無効化を解除し、前記第２の通信方式による通信を再開させることを特徴とする請求項９から１８のいずれか１つに記載の通信システム。
20. 第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置のうちの少なくとも一部の前記端末装置と前記第１の通信方式により通信を行うことが可能な拡張端末装置における通信方法であって、
    集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うステップと、
    前記第１の通信方式によって前記端末装置から前記端末装置を管理する集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、前記上りデータに対して前記第１の通信方式から前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式へのプロトコル変換を行うステップと、
    前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記マルチホップネットワークにおける前記集約装置に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ前記第２の通信方式で送信するステップと、
    あらかじめ定められた停止条件が満たされると、前記第２の通信方式による通信を無効化するステップと、
    を含み、
    前記対向装置は前記上りデータに対して前記第２の通信方式から前記第１の通信方式へのプロトコル変換を行うことを特徴とする通信方法。
21. 第１の通信方式により無線通信を行うことが可能な複数の端末装置のうちの少なくとも一部の前記端末装置と前記第１の通信方式により通信を行うことが可能な拡張端末装置に、
    集約装置を親局とするマルチホップネットワークにおけるマルチホップ通信の制御を行うステップと、
    前記第１の通信方式によって前記端末装置から前記端末装置を管理する集約装置宛てのデータである上りデータを受信すると、前記上りデータに対して前記第１の通信方式から前記第１の通信方式とは異なる第２の通信方式へのプロトコル変換を行うステップと、
    前記プロトコル変換後の前記上りデータを前記マルチホップネットワークにおける前記集約装置に向かう上り経路上の次ノードである対向装置へ前記第２の通信方式で送信するステップと、
    あらかじめ定められた停止条件が満たされると、前記第２の通信方式による通信を無効化するステップと、
    を実行させ、
    前記対向装置は前記上りデータに対して前記第２の通信方式から前記第１の通信方式へのプロトコル変換を行うことを特徴とする通信プログラム。

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