JPWO2019087639A1 - 無線センサシステム、管理装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

Abstract

無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する複数の中継装置とを備え、前記複数の中継装置は、１または複数の前記無線端末装置から自己への通信の状態を示す通信状態情報を前記管理装置宛に送信し、前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する。

Description

本発明は、無線センサシステム、管理装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
この出願は、２０１７年１０月３１日に出願された日本出願特願２０１７−２１０９９２号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

”ウィキペディア”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２９年８月１６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／アドホック〉（非特許文献１）には、無線アドホックネットワークについて記載されている。すなわち、携帯電話等で用いられる移動体通信では、無線基地局装置、および、無線基地局装置間を繋ぐ固定網などの基盤設備が必須である。一方、無線アドホックネットワークでは、各無線端末装置が自律的にルーティングを行い、マルチホップ通信を行う。無線アドホックネットワークに固定ネットワークは不要であり、本質的にインフラレスである。したがって、ネットワークを構築したい環境に無線端末装置を散布し、無線端末装置が寄り集まる状態にするだけで、ネットワークを即席的に構築することが可能である。

"ウィキペディア"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２９年８月１６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／アドホック〉

（１）本開示の無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する複数の中継装置とを備え、前記複数の中継装置は、１または複数の前記無線端末装置から自己への通信の状態を示す通信状態情報を前記管理装置宛に送信し、前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する。

（１３）本開示の管理装置は、管理装置であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の前記無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部とを備える。

（１４）本開示の通信制御方法は、管理装置における通信制御方法であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の前記無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信するステップと、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信するステップとを含む。

（１５）本開示の通信制御プログラムは、管理装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の前記無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部、として機能させるためのプログラムである。

本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える無線センサシステムとして実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現され得る。また、本開示の一態様は、無線センサシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える管理装置として実現され得るだけでなく、無線端末装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムの構成を示す図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるトラフィックの増大を説明するための図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールの構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置の構成を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る中継装置におけるＬＱＩテーブルの一例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報の一例を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける管理装置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置が中継可否情報を更新して各中継装置へ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置における管理テーブルの一例を示す図である。 図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の更新処理の手順を定めたフローチャートの一例を示す図である。 図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の更新処理の手順を定めたフローチャートの他の例を示す図である。 図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の作成処理の手順を定めたフローチャートである。 図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報の一例を示す図である。

［本開示が解決しようとする課題］
無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う１または複数の中継装置を経由する伝送経路を通って通信装置間を伝送される。

このようなマルチホップ通信は、無線アドホックネットワークに限らず、有線のネットワークにおいても用いられ、たとえば電力計測のスマートメータ等の単一のアプリケーションに利用されることが多い。

これに対して、今後利用が進むと予想されるＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ）システムにおいて、センサによる計測結果を管理装置が集約する構成が考えられる。このような構成では、無線端末装置から送信されたパケットが、１または複数の中継装置を経由して管理装置へ伝送される。

たとえば、複数の中継装置が同じセンサからデータを受信する場合、システムにおけるトラフィックが増大してしまう。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することが可能な無線センサシステム、管理装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。

［本開示の効果］
本開示によれば、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する複数の中継装置とを備え、前記複数の中継装置は、１または複数の前記無線端末装置から自己への通信の状態を示す通信状態情報を前記管理装置宛に送信し、前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する。

このように、複数の中継装置が無線端末装置との通信状態情報を管理装置宛に送信し、管理装置が各通信状態情報に基づいて各中継装置におけるデータの中継可否を無線端末装置ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置を無線端末装置ごとに選択してデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

（２）好ましくは、前記中継装置は、前記中継可否情報に関わらず、他の前記中継装置から受信した前記データを中継する。

このよう構成により、通信状態の良い中継装置において受信されたデータが他の中継装置において廃棄されることを防ぐことができるため、管理装置へデータをより確実に到達させることができる。

（３）好ましくは、前記対象端末は、前記中継装置において前記データが受信された前記無線端末装置である。

このような構成により、通信状態を管理装置に通知すべき無線端末装置を適切に選択し、無線センサシステムにおけるトラフィックを抑制することができる。

（４）好ましくは、前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべきでない前記無線端末装置を示す。

このような構成により、たとえば、無線センサシステムに新たな無線端末装置が追加された場合において、当該無線端末装置からのデータの中継が許可された中継装置が識別可能となるまでは、当該無線端末装置からのデータを受信した中継装置は当該データを中継することができる。これにより、中継可否情報の内容が不十分な初期状態においてもデータを管理装置へ到達させることができる。

（５）より好ましくは、前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべきでない前記無線端末装置と前記中継装置との組み合わせを示す。

このような構成により、中継可否情報をマルチキャストにより各中継装置へ送信することで、各中継装置における中継可否情報を一度に更新することができる。

（６）好ましくは、前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべき前記無線端末装置を示す。

このような構成により、たとえば、無線センサシステムに新たな無線端末装置が追加された場合において、当該無線端末装置からのデータの中継が許可された中継装置のみが当該データの中継を行うことから、複数の中継装置が受信した新たな無線端末装置からのデータが中継されることを防ぐことができ、トラフィックの増大を抑制することができる。

（７）より好ましくは、前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべき前記無線端末装置と前記中継装置との組み合わせを示す。

このような構成により、中継可否情報をマルチキャストにより各中継装置へ送信することで、各中継装置における中継可否情報を一度に更新することができる。

（８）好ましくは、前記中継可否情報は、各前記通信状態情報に基づいて決定された、前記データの中継を行うべき所定数の前記中継装置を認識可能な情報である。

このように、中継を許可する中継装置の数を固定化する構成により、中継装置の選択処理を簡単にすることができる。

（９）好ましくは、前記管理装置は、各前記通信状態情報に基づいて、前記対象端末ごとの、前記データの中継を行うべき前記中継装置の数を決定する。

このような構成により、たとえば、通信品質が良い場合は中継を許可する中継装置の数を少なくしてトラフィックを抑制し、通信品質が悪い場合は中継を許可する中継装置の数を多くして管理装置までデータが到達する可能性を上げることができる。

（１０）好ましくは、前記管理装置は、１または複数の前記通信状態情報が所定条件を満たす前記中継装置へ、前記中継可否情報を送信しない。

このような構成により、中継可否情報が送信される頻度を下げることができるため、トラフィックの増大を抑制することができる。

（１１）好ましくは、前記管理装置は、前記通信状態情報の受信時刻に基づいて、前記中継可否情報の作成または更新に前記通信状態情報を用いるか否かを決定する。

このような構成により、たとえば無線端末装置が移動して、中継を許可されている中継装置において当該無線端末装置からのデータを受信できなくなった場合に、中継可否情報の内容を適切に更新することができる。

（１２）好ましくは、前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。

このように、無線端末装置が無線信号の送信に用いる第１の周波数帯と、中継装置が無線信号の送信に用いる第２の周波数帯とが異なる構成により、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。

（１３）本発明の実施の形態に係る管理装置は、管理装置であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部とを備える。

このように、複数の中継装置が無線端末装置との通信状態情報を管理装置宛に送信し、管理装置が各通信状態情報に基づいて各中継装置におけるデータの中継可否を無線端末装置ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置を無線端末装置ごとに選択してデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

（１４）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、管理装置における通信制御方法であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信するステップと、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信するステップとを含む。

このように、複数の中継装置が無線端末装置との通信状態情報を管理装置宛に送信し、管理装置が各通信状態情報に基づいて各中継装置におけるデータの中継可否を無線端末装置ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置を無線端末装置ごとに選択してデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

（１５）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、管理装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部、として機能させるためのプログラムである。

このように、複数の中継装置が無線端末装置との通信状態情報を管理装置宛に送信し、管理装置が各通信状態情報に基づいて各中継装置におけるデータの中継可否を無線端末装置ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置を無線端末装置ごとに選択してデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムの構成を示す図である。

図１を参照して、無線センサシステム３０１は、複数のセンサモジュール１と、複数の中継装置１５１と、管理装置１６１とを備える。

なお、無線センサシステム３０１は、複数のセンサモジュール１を備える構成に限らず、１つのセンサモジュール１を備える構成であってもよい。また、無線センサシステム３０１は、複数の中継装置１５１を備える構成に限らず、１つの中継装置１５１を備える構成であってもよい。

中継装置１５１は、たとえばアクセスポイントである。管理装置１６１は、たとえばサーバである。

センサモジュール１は、たとえば電池によって動作する。中継装置１５１および管理装置１６１は、たとえば系統からの電力によって動作する。

無線センサシステム３０１では、複数の中継装置１５１は、センサモジュール１から管理装置１６１へ伝送される情報を中継する。

センサモジュール１および中継装置１５１間の通信は、片方向の無線通信により行われる。中継装置１５１間の通信は、無線によるマルチホップ通信により行われる。

管理装置１６１および中継装置１５１間の通信は、たとえば有線通信により行われる。なお、管理装置１６１および中継装置１５１間の通信は、無線通信により行われてもよい。

たとえば、無線センサシステム３０１がＭ２Ｍシステムに用いられる場合、複数の中継装置１５１は、センサを含むセンサモジュール１の計測結果を示すセンサ情報を中継して管理装置１６１へ送信する。

［課題］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるトラフィックの増大を説明するための図である。

図２を参照して、中継装置１５１である中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃ，１５１Ｄと、センサモジュール１とが設けられている状況を想定する。

センサモジュール１から送信される無線信号には、たとえば、中継装置１５１Ａが受信して中継すべきパケットが含まれる。センサモジュール１は、定期的または不定期に無線信号を送信する。

図２に示す例では、センサ情報が、センサモジュール１から管理装置１６１へ到達するまでの経路として、４つの経路が存在する。

より詳細には、センサ情報が、中継装置１５１Ａを経由して管理装置１６１へ到達する経路、中継装置１５１Ｂおよび中継装置１５１Ａを経由して管理装置１６１へ到達する経路、１５１Ｃおよび中継装置１５１Ａを経由して管理装置１６１へ到達する経路、ならびに中継装置１５１Ｄ、１５１Ｂおよび中継装置１５１Ａを経由して管理装置１６１へ到達する経路が存在する。

このため、センサモジュール１から送信される無線信号を複数の中継装置１５１が受信する場合、無線センサシステム３０１におけるトラフィックが増大する。

そこで、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。

［センサモジュール１の構成］
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールの構成を示す図である。

図３を参照して、センサモジュール１は、センサ２１と、無線端末装置１０１とを備える。無線端末装置１０１は、データ作成部２２と、送信処理部２３とを含む。

センサ２１は、たとえば、温度、湿度、電流、加速度、ジャイロおよび圧力等の物理量の少なくともいずれか１つを測定し、測定した物理量を示すアナログ信号をデータ作成部２２へ送信する。

データ作成部２２は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報と、たとえばセンサモジュール１における無線端末装置１０１固有のＩＤ（以下、センサＩＤとも称する。）とを含むセンサデータを作成し、作成したセンサデータを含むパケットを送信処理部２３へ出力する。

送信処理部２３は、データ作成部２２から受けたパケットを含む無線信号を生成し、片方向通信により送信する。

［中継装置１５１の構成］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置の構成を示す図である。

図４を参照して、中継装置１５１は、センサ側通信処理部４１と、上位側通信処理部４２と、記憶部４３と、データ処理部４４とを備える。

中継装置１５１は、無線端末装置１０１から受信した無線信号に含まれるセンサデータを管理装置１６１または他の中継装置１５１へ定期的または不定期に送信する。

また、中継装置１５１は、無線端末装置１０１から自己への通信の状態を示す通信状態情報を管理装置１６１または他の中継装置１５１へ定期的または不定期に送信する。

より詳細には、中継装置１５１におけるセンサ側通信処理部４１は、センサモジュール１から無線信号を受信すると、無線信号の計測結果の一例である、当該無線信号の品質を示す受信時のＬＱＩ（Ｌｉｎｋ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を計測する。

ＬＱＩは、０から２５５の値をとり、数値が大きいほど無線信号の品質が高いことを表している。

センサ側通信処理部４１は、受信した無線信号に含まれるパケットからセンサデータを取得し、取得したセンサデータを記憶部４３に保存する。

また、センサ側通信処理部４１は、センサデータに含まれるセンサＩＤと、たとえば計測したＬＱＩとを対応付け、通信状態情報として記憶部４３に保存する。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る中継装置におけるＬＱＩテーブルの一例を示す図である。

図５を参照して、ＬＱＩテーブルは、通信状態情報の一例であり、センサＩＤとＬＱＩとの対応関係を示す。具体的には、たとえば、中継装置１５１において、センサＩＤが０００１であるセンサモジュール１のＬＱＩは１８０であり、センサＩＤが０００２であるセンサモジュール１のＬＱＩは１１０であり、センサＩＤが０００３であるセンサモジュール１のＬＱＩは２００である。

再び図４を参照して、上位側通信処理部４２は、センサモジュール１からのセンサデータの中継可否を識別可能な情報（以下、中継可否情報とも称する）を管理装置１６１から受信すると、記憶部４３に保存する。中継可否情報は、たとえば、センサデータの中継を行うべきでない当該センサデータの送信元のセンサモジュール１、すなわち無線端末装置１０１を示す。以下、このような中継可否情報を、中継可否情報Ａ１とも称する。

具体的には、たとえば、中継装置１５１Ｃの上位側通信処理部４２は、中継可否情報Ａ１として０００１および０００３のセンサＩＤが含まれたパケットを受信し、受信したパケットに含まれるセンサＩＤを記憶部４３に保存する。上位側通信処理部４２は、保存した中継可否情報Ａ１に基づいてセンサモジュール１からのセンサデータの中継可否を判別する。

データ処理部４４は、記憶部４３に保存されたセンサデータのセンサＩＤが、記憶部４３に保存された中継可否情報Ａ１の示すセンサＩＤと一致する場合、当該センサデータを削除する。

具体的には、たとえば、中継装置１５１Ｃのデータ処理部４４は、センサＩＤが０００１であるセンサデータおよびセンサＩＤが０００３であるセンサデータを削除する。

再び図４を参照して、上位側通信処理部４２は、センサデータおよび通信状態情報を記憶部４３から取得し、取得したセンサデータおよび通信状態情報を含む無線信号であって第１の周波数帯とは重複しない、すなわち第１の周波数帯とは全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を生成し、送信する。

具体的には、上位側通信処理部４２には、９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネル（以下、中継チャネルとも称する。）がたとえばユーザによって設定されている。上位側通信処理部４２の中継チャネルは、センサモジュール１の使用するチャネル（以下、端末チャネルとも称する。）とは異なる。

また、中継装置１５１は、他の中継装置１５１からセンサデータおよび通信状態情報を含む無線信号を受信する。この場合、中継装置１５１は、中継可否情報Ａ１に関わらず、受信したセンサデータおよび通信状態情報を含む無線信号を中継する。

具体的には、上位側通信処理部４２は、他の中継装置１５１からセンサデータおよび通信状態情報を含む中継チャネルの無線信号を受信すると、受信した無線信号に含まれるセンサデータおよび通信状態情報を取得し、取得したセンサデータおよび通信状態情報を含む中継チャネルの無線信号を再び生成し、送信する。

［変形例］
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報の一例を示す図である。

図６を参照して、中継可否情報は、センサＩＤと当該センサＩＤを有するセンサモジュール１からのセンサデータの中継を行うべきでない中継装置１５１との対応関係、すなわち組み合わせを示すものであってもよい。以下、このような中継可否情報を、中継可否情報Ａ２とも称する。

上位側通信処理部４２は、図６に示す中継可否情報Ａ２を管理装置１６１から受信すると、中継可否情報Ａ２を記憶部４３に保存し、保存した中継可否情報Ａ２に基づいてセンサモジュール１からのセンサデータの中継可否を判別する。

この場合、データ処理部４４は、中継可否情報Ａ２において自己の中継装置１５１の組み合わせが存在する場合、記憶部４３に保存されたセンサデータのセンサＩＤが、当該組み合わせのセンサＩＤと一致するセンサデータを削除する。

具体的には、たとえば、中継装置１５１Ｃのデータ処理部４４は、センサＩＤが０００１であるセンサデータおよびセンサＩＤが０００３であるセンサデータを削除し、また、中継装置１５１Ｄのデータ処理部４４は、センサＩＤが０００１〜０００３であるセンサデータをそれぞれ削除する。

なお、上位側通信処理部４２は、受信した中継可否情報Ａ２から自己の中継装置１５１に対応するセンサＩＤを抽出して中継可否情報Ａ１を作成し、作成した中継可否情報Ａ１を記憶部４３に保存する構成であってもよい。この場合、上位側通信処理部４２は、保存した中継可否情報Ａ１に基づいてセンサモジュール１からのセンサデータの中継可否を判別する。

図７は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

図７を参照して、中継装置１５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１と、無線モジュール８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄと、アンテナ８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄとを備える。以下、無線モジュール８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄの各々を無線モジュール８２と称する場合がある。

ＣＰＵ８１は、センサ側通信処理部４１および上位側通信処理部４２を実現する。

無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂは、それぞれ対応のアンテナ８３Ａおよび８３Ｂを介して、他の中継装置１５１から送信された無線信号を受信する。このとき、無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂは、ＬＱＩを計測する。

無線モジュール８２Ｃおよび８２Ｄは、それぞれ対応のアンテナ８３Ｃおよび８３Ｄを介して、センサモジュール１から送信された無線信号を受信する。このとき、無線モジュール８２Ｃおよび８２Ｄは、ＬＱＩを計測する。

無線モジュール８２は、受信した無線信号に含まれるセンサデータおよび計測したＬＱＩをＣＰＵ８１へ出力する。

ＣＰＵ８１は、たとえば、無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂから受けたセンサデータおよび計測したＬＱＩのうち、計測したＬＱＩの大きい方を選択し、選択したＬＱＩから上記通信状態情報を生成する。

そして、ＣＰＵ８１は、生成した上記通信状態情報と対応のセンサデータとを記憶部４３に保存する。

また、ＣＰＵ８１は、たとえば、無線モジュール８２Ｃおよび８２Ｄから受けたセンサデータのうち、計測したＬＱＩの大きい方を選択し、選択したＬＱＩから上記通信状態情報を生成する。

そして、ＣＰＵ８１は、生成した上記通信状態情報と対応のセンサデータとを記憶部４３に保存する。

また、ＣＰＵ８１は、センサデータおよび上記通信状態情報を記憶部４３から取り出し、無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂへ出力する。

無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂは、ＣＰＵ８１から受けた選択したセンサデータおよび上記通信状態情報を含む無線信号を生成し、それぞれ対応のアンテナ８３Ａおよび８３Ｂを介して他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。

図８は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。

図８を参照して、中継装置１５１は、ＣＰＵ８１と、無線モジュール８２Ｅ，８２Ｆと、アンテナ８３Ｅ，８３Ｆ，８３Ｇ，８３Ｈとを備える。

無線モジュール８２Ｅは、対応のアンテナ８３Ｅおよび８３Ｆを介して、他の中継装置１５１から送信された無線信号を受信する。このとき、無線モジュール８２Ｅは、ＬＱＩを計測する。

無線モジュール８２Ｆは、対応のアンテナ８３Ｇおよび８３Ｈを介して、センサモジュール１から送信された無線信号を受信する。このとき、無線モジュール８２Ｆは、ＬＱＩを計測する。

無線モジュール８２Ｅは、たとえば、計測したＬＱＩの大きい方を選択し、選択した無線信号に含まれるセンサデータおよび計測したＬＱＩをＣＰＵ８１へ出力する。

無線モジュール８２Ｆは、たとえば、計測したＬＱＩの大きい方を選択し、選択した無線信号に含まれるセンサデータおよび計測したＬＱＩをＣＰＵ８１へ出力する。

ＣＰＵ８１は、無線モジュール８２Ｅまたは８２Ｆから受けたセンサデータおよびＬＱＩのうちＬＱＩから上記通信状態情報を生成し、センサデータおよび上記通信状態情報を記憶部４３に保存する。

ＣＰＵ８１は、センサデータおよび上記通信状態情報を記憶部４３から取り出し、無線モジュール８２Ｅへ出力する。

無線モジュール８２Ｅは、ＣＰＵ８１から受けたセンサデータおよび上記通信状態情報を含む無線信号を生成し、対応のアンテナ８３Ｅおよび８３Ｆを介して他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。

［管理装置１６１の構成］
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムにおける管理装置の構成を示す図である。

図９を参照して、管理装置１６１は、受信処理部７１と、送信処理部７２と、記憶部７３と、データ処理部７４とを備える。

管理装置１６１は、各中継装置１５１から受信した通信状態情報に基づいて、センサモジュール１のうちの一部または全部のセンサモジュール１ごとに中継可否情報を対象の中継装置１５１へ送信する。

より詳細には、管理装置１６１において、受信処理部７１は、各中継装置１５１からの通信状態情報を受信して記憶部７３に保存する。

データ処理部７４は、記憶部７３における各通信状態情報に基づいて、すなわち各中継装置１５１において作成された通信状態情報に基づいて、センサモジュール１からのセンサデータの、中継装置１５１における中継可否を識別可能な中継可否情報を作成または更新し、記憶部７３に保存する。

中継可否情報を作成または更新する対象となる対象端末は、たとえば、中継装置１５１がセンサデータを受信した無線端末装置１０１である。

データ処理部７４は、作成または更新した中継可否情報を送信処理部７２へ出力する。

送信処理部７２は、データ処理部７４から受けた中継可否情報を対象の中継装置１５１へ送信する。

［動作の流れ］
無線センサシステム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置が中継可否情報を更新して各中継装置へ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図９および図１０を参照して、まず、管理装置１６１において、受信処理部７１は、たとえば、中継装置１５１から通信状態情報を受信すると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、受信した通信状態情報に受信時刻を示すタイムスタンプを付して記憶部７３に保存する（ステップＳ１０２）。

図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置における管理テーブルの一例を示す図である。

図１１を参照して、管理テーブルは、センサＩＤ、中継装置１５１、およびＬＱＩの対応関係を示す。具体的には、たとえば、管理テーブルにおいて、センサＩＤが０００１であるセンサモジュールの、中継装置１５１ＡにおけるＬＱＩは１８０であり、中継装置１５１ＢにおけるＬＱＩは１５０であり、中継装置１５１ＣにおけるＬＱＩは５０であり、中継装置１５１ＤにおけるＬＱＩは４０である。

再び図９および図１０を参照して、次に、データ処理部７４は、記憶部７３に新たに保存された通信状態情報を用いて管理テーブルを更新する（ステップＳ１０３）。

このとき、管理装置１６１は、通信状態情報の受信時刻に基づいて、中継可否情報の更新に当該通信状態情報を用いるか否かを決定する。

具体的には、データ処理部７４は、一定期間タイムスタンプの変更がない通信状態情報を記憶部７３から削除する。

次に、データ処理部７４は、更新した管理テーブルから中継可否情報の更新処理を行う（ステップＳ１０４）。

図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の更新処理の手順を定めたフローチャートの一例を示す図である。

管理装置１６１は、各通信状態情報に基づいて、センサモジュール１ごとの、センサデータの中継を行うべき中継装置１５１の数を決定する。

具体的には、図１２を参照して、まず、データ処理部７４は、中継可否情報の更新処理の対象となるセンサＩＤを選択する（ステップＳ２０１）。

次に、データ処理部７４は、選択したセンサＩＤのデータの中から、ＬＱＩの最大値を検索する（ステップＳ２０２）。

次に、データ処理部７４は、検索した最大値をＬＱＩｔｏｔａｌとして基準値との比較を行う。（ステップＳ２０３）。

データ処理部７４は、ＬＱＩｔｏｔａｌが基準値以上の場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、ＬＱＩｔｏｔａｌに対応する１または複数の中継装置１５１を許可中継装置として設定する（ステップＳ２０４）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルにおいて、選択したセンサＩＤに対応する中継装置１５１の中から許可中継装置以外の中継装置１５１を中継可否情報に追加する（ステップＳ２０５）。

一方、データ処理部７４は、ＬＱＩｔｏｔａｌが基準値より小さい場合（ステップＳ２０３でＮＯ）、次に大きいＬＱＩであるＬＱＩｎｅｘｔを検索する（ステップＳ２０６）。

次に、データ処理部７４は、ＬＱＩｎｅｘｔが存在する場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、ＬＱＩｔｏｔａｌにＬＱＩｎｅｘｔを加算し、新たなＬＱＩｔｏｔａｌとする（ステップＳ２０７）。

次に、データ処理部７４は、新たなＬＱＩｔｏｔａｌと基準値とを比較する。（ステップＳ２０３）。

一方、データ処理部７４は、ＬＱＩｎｅｘｔが存在しない場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、許可中継装置を設定しない（ステップＳ２０８）。

次に、データ処理部７４は、許可中継装置として設定される中継装置１５１が存在しないため、選択したセンサＩＤに対応するすべての中継装置１５１を中継可否情報に追加する（ステップＳ２０５）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルに存在するすべてのセンサＩＤについて中継可否情報の更新処理を行ったかを判断する（ステップＳ２０９）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルに存在するすべてのセンサＩＤについて中継可否情報の更新処理を行った場合（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、中継可否情報の更新処理を終了する。

一方、データ処理部７４は、管理テーブルにおいて中継可否情報の更新処理を行っていないセンサＩＤがある場合（ステップＳ２０９でＮＯ）、次のセンサＩＤを選択する（ステップＳ２０１）。

たとえば、データ処理部７４は、図１１に示す管理テーブルを用いて上記中継可否情報の更新処理を行い、図６に示す中継可否情報Ａ２を生成する。この場合、データ処理部７４は、たとえば、センサＩＤが０００１であるセンサモジュール１についてセンサデータの中継を行うべき中継装置１５１の数を２に決定したことになる。

なお、中継可否情報は、各中継装置１５１からの通信状態情報に基づいて決定された、センサデータの中継を行うべき所定数の中継装置１５１を認識可能な情報であってもよい。すなわち、データ処理部７４は、各通信状態情報に基づいて、所定数の中継装置１５１を許可中継装置として設定する構成であってもよい。

具体的には、たとえば、データ処理部７４は、各センサＩＤにおいてＬＱＩが大きい上位２つの中継装置１５１を許可中継装置として設定し、許可中継装置以外の中継装置１５１を中継可否情報に追加する。

再び図９および図１０を参照して、管理装置１６１は、更新した中継可否情報を各中継装置１５１へ送信する（ステップＳ１０５）。

具体的には、管理装置１６１におけるデータ処理部７４は、記憶部７３における中継可否情報を更新し、更新した中継可否情報Ａ２を送信処理部７２へ出力する。

送信処理部７２は、データ処理部７４から受けた中継可否情報Ａ２を送信対象の中継装置１５１ごとに分割し、分割した中継可否情報Ａ１および送信対象の中継装置１５１のＩＤをパケットに含め、対象となる中継装置１５１へ無線送信する。

たとえば、送信処理部７２は、送信対象が中継装置１５１Ｂの場合、図６に示す中継可否情報Ａ２のうち、中継装置１５１Ｂに対応する０００３のセンサＩＤを、中継可否情報Ａ１としてパケットに含めて中継装置１５１Ｂへ無線送信する。

また、たとえば、送信処理部７２は、送信対象が中継装置１５１Ｃの場合、図６に示す中継可否情報Ａ２のうち、中継装置１５１Ｃに対応する０００１および０００３のセンサＩＤを、中継可否情報Ａ１としてパケットに含めて中継装置１５１Ｃへ無線送信する。

また、たとえば、送信処理部７２は、送信対象が中継装置１５１Ｄの場合、図６に示す中継可否情報Ａ２のうち、中継装置１５１Ｄに対応する０００１，０００２および０００３のセンサＩＤを、中継可否情報Ａ１としてパケットに含めて中継装置１５１Ｃへ無線送信する。

また、たとえば、送信処理部７２は、図６に示す中継可否情報Ａ２に含まれない中継装置１５１Ａへ、中継を許可されないセンサＩＤが存在しない旨の情報を無線送信する。

なお、管理装置１６１は、対象となる中継装置１５１が中継可否情報Ａ２に含まれているか否かに関わらず、中継可否情報Ａ２を含むパケットを生成し、生成したパケットを含む無線信号を、たとえばマルチキャストによりすべての中継装置１５１へ送信する構成であってもよい。

［変形例］
管理装置１６１は、更新した中継可否情報の変更部分を各中継装置１５１へ送信する構成であってもよい。この場合、管理装置１６１は、更新処理前後で中継可否情報の内容に変化がない場合、中継可否情報に関する各中継装置１５１への送信動作を行わない。

具体的には、図９を参照して、管理装置１６１におけるデータ処理部７４は、記憶部７３における中継可否情報を更新し、変更部分を送信処理部７２へ出力する。

たとえば、更新後の中継可否情報が図６に示す中継可否情報Ａ２であり、かつ新たに中継装置１５１Ｄに対応するセンサＩＤとして０００３が追加された場合、データ処理部７４は、中継装置１５１Ｄに対応するセンサＩＤが０００３である旨の情報を送信処理部７２へ出力する。

送信処理部７２は、データ処理部７４から受けた中継可否情報Ａ２の当該変更部分を含むパケットを生成し、生成したパケットを含む無線信号を対象となる中継装置１５１へ送信する。

より詳細には、たとえば、送信処理部７２は、送信対象の中継装置１５１のＩＤおよび当該変更部分を含むパケットを生成して無線送信する。

なお、送信処理部７２は、当該変更部分から送信対象の中継装置１５１に対応する部分を抽出し、パケットに含めて無線送信する構成であってもよい。

また、管理装置１６１は、対象となる中継装置１５１が中継可否情報Ａ２の変更部分に含まれているか否かに関わらず、中継可否情報Ａ２の変更部分を、たとえばマルチキャストによりすべての中継装置１５１へ送信する構成であってもよい。

また、管理装置１６１が中継可否情報を最初に作成する動作は、上述のような中継可否情報を更新する動作と同様である。具体的には、図１０および図１２において、更新する動作を新たに作成する動作に置き換え、中継可否情報の変更部分の代わりに、作成した中継可否情報を送信すればよい。

この場合、たとえば、管理装置１６１は、通信状態情報の受信時刻に基づいて、中継可否情報の作成に当該通信状態情報を用いるか否かを決定する。

具体的には、たとえば、データ処理部７４は、記憶部７３における各通信状態情報のうち、所定時間以上前の受信時刻の通信状態情報を除外して中継可否情報を作成する。

また、管理装置１６１は、１または複数の通信状態情報が所定条件を満たす場合、中継可否情報に変更があっても中継可否情報を中継装置１５１へ送信しない構成であってもよい。所定条件は、たとえば、許可中継装置のＬＱＩが、他の中継装置１５１に比べて十分に大きいことである。

具体的には、たとえば、管理装置１６１は、ある時刻において図１１の管理テーブルである場合に、センサＩＤが０００１であるセンサモジュール１の中継装置１５１ＣにおけるＬＱＩが１９０である通信状態情報を中継装置１５１Ｃから受信したとする。この場合、中継装置１５１Ｂは、更新後の中継可否情報において中継を許可されない中継装置１５１となる。

しかしながら、中継装置１５１ＢのＬＱＩが１５０と十分大きいため、管理装置１６１は、更新後の中継可否情報を、中継装置１５１Ｂおよび中継装置１５１Ｃへ送信しない。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、中継可否情報に関わらず、他の中継装置１５１から受信したセンサデータを中継する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１５１は、たとえば、中継可否情報に従い、中継装置１５１から受信したセンサデータを中継しない構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報を作成または更新する対象となる対象端末は、中継装置１５１がセンサデータを受信したセンサモジュール１である構成としたが、これに限定するものではない。中継可否情報の対象となる端末は、たとえば、管理装置１６１により事前に設定された１または複数の端末であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、１または複数の通信状態情報が所定条件を満たす中継装置１５１へ、中継可否情報を送信しない構成であるとしたがこれに限定するものではない。管理装置１６１は、たとえば、所定条件が設定されず、中継可否情報が変更されれば当該中継可否情報を送信する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、通信状態情報の受信時刻に基づいて、中継可否情報の作成に通信状態情報を用いるか否か決定する構成であるとしたがこれに限定するものではない。管理装置１６１は、たとえば、通信状態情報の受信時刻に関係なく、記憶部４３に保存されている通信状態情報を用いて中継可否情報を作成する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、通信状態情報のＬＱＩの上位１台または複数台の合計値を用いて中継可否情報を作成する（ステップＳ２０７）構成であるとしたが、これに限定するものではない。管理装置１６１は、たとえば、通信状態情報のＬＱＩの上位１台または複数台の平均値を用いて中継可否情報を作成する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、中継可否情報の作成において、通信状態情報のＬＱＩを指標としたが、これに限定するものではない。管理装置１６１は、たとえば、中継可否情報の作成において、センサモジュール１から送信されるパケットの中継装置１５１におけるロス率を指標とする構成であってもよい。

図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の更新処理の手順を定めたフローチャートの他の例を示す図である。

管理装置１６１は、センサモジュール１から送信されるパケットの中継装置１５１におけるロス率を指標として中継可否情報の作成を行う。

具体的には、図１３を参照して、まず、データ処理部７４は、中継可否情報の更新処理の対象となるセンサＩＤを選択する（ステップＳ３０１）。

次に、データ処理部７４は、選択したセンサＩＤのデータの中から、ロス率の最小値を検索する（ステップＳ３０２）。

次に、データ処理部７４は、検索した最大値をＬＯＳＳｔｏｔａｌとして基準値との比較を行う。（ステップＳ３０３）。

データ処理部７４は、ＬＯＳＳｔｏｔａｌが基準値以下の場合（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、ＬＯＳＳｔｏｔａｌに対応する１または複数の中継装置１５１を許可中継装置として設定する（ステップＳ３０４）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルにおいて、選択したセンサＩＤに対応する中継装置１５１の中から許可中継装置以外の中継装置１５１を中継可否情報に追加する（ステップＳ３０５）。

一方、データ処理部７４は、ＬＯＳＳｔｏｔａｌが基準値より大きい場合（ステップＳ３０３でＮＯ）、次に小さいロス率であるＬＯＳＳｎｅｘｔを検索する（ステップＳ３０６）。

次に、データ処理部７４は、ＬＯＳＳｎｅｘｔが存在する場合（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、ＬＯＳＳｔｏｔａｌにＬＯＳｎｅｘｔを乗算し、新たなＬＯＳＳｔｏｔａｌとする（ステップＳ３０７）。

次に、データ処理部７４は、新たなＬＯＳｔｏｔａｌと基準値とを比較する。（ステップＳ３０３）。

一方、データ処理部７４は、ＬＯＳＳｎｅｘｔが存在しない場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、許可中継装置を設定しない（ステップＳ３０８）。

次に、データ処理部７４は、選択したセンサＩＤに対応するすべての中継装置１５１を中継可否情報に追加する（ステップＳ３０５）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルに存在するすべてのセンサＩＤについて中継可否情報の更新処理を行ったかを判断する（ステップＳ３０９）。

次に、データ処理部７４は、管理テーブルに存在するすべてのセンサＩＤについて中継可否情報の更新処理を行った場合（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、中継可否情報の更新処理を終了する。

一方、データ処理部７４は、管理テーブルにおいて中継可否情報の更新処理を行っていないセンサＩＤがある場合（ステップＳ３０９でＮＯ）、次のセンサＩＤを選択する（ステップＳ３０１）。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、第１の周波数帯と第２の周波数帯とは、一部または全部が異なる構成であるとしたが、これに限定するものではない。第１の周波数帯と第２の周波数帯とは、全部が重複、すなわち同じ周波数帯であってもよい。この場合、中継装置１５１は、たとえば、無線信号に含まれるパケットのヘッダ情報によりセンサモジュール１から送信されたパケットであるか、中継装置から送信されたパケットであるかを判断する。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置は、無線信号を片方向通信により送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、あるチャネルにおいて片方向通信を行うとともに、他のチャネルにおいて双方向通信により他の情報を中継装置と送受信する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１における中継チャネルおよびセンサモジュール１における端末チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定される構成としたが、これに限定するものではない。無線センサシステム３０１において、中継チャネルおよび端末チャネルとして、ある程度互いに離れた複数の周波数帯の各々における所定の送信チャネルが設定される構成であってもよい。

具体的には、たとえば、中継装置１５１における中継チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定され、センサモジュール１における端末チャネルとして２．４ギガヘルツ帯または５ギガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定されてもよい。また、たとえば、中継装置１５１における中継チャネルとして２．４ギガヘルツ帯または５ギガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定され、センサモジュール１における端末チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定されてもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１が、１つの中継装置１５１と直接的に情報を送受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。管理装置１６１は、複数の中継装置１５１と直接的に情報を送受信する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１および中継装置１５１は別個の装置であるとしたが、これに限定するものではない。管理装置１６１は、中継装置１５１の一部または全部を備える構成であってもよい。この場合、管理装置１６１は、自己の外部に設けられた１つの中継装置１５１と直接的に情報を送受信する構成であってもよいし、自己の外部に設けられた複数の中継装置１５１と直接的に情報を送受信する構成であってもよい。

ところで、無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う１または複数の中継装置を経由する伝送経路を通って通信装置間を伝送される。

このようなマルチホップ通信は、無線アドホックネットワークに限らず、有線のネットワークにおいても用いられ、たとえば電力計測のスマートメータ等の単一のアプリケーションに利用されることが多い。

これに対して、今後利用が進むと予想されるＭ２Ｍシステムにおいて、センサによる計測結果を管理装置が集約する構成が考えられる。このような構成では、無線端末装置から送信されたパケットが、１または複数の中継装置を経由して管理装置へ伝送される。

たとえば、無線端末装置および中継装置を多数設ける場合、無線通信装置および中継装置間における電波干渉によりデータのロスが増加する。このような干渉の原因を突き止めて干渉を除去することが求められるが、原因を突き止めるためには入念な調査を行う必要があり、多大な手間がかかってしまう。無線通信ネットワークにおいて無線端末装置および中継装置を多数設けても、データを良好に伝送することが可能な技術が求められる。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、１または複数の無線端末装置１０１は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する。複数の中継装置１５１は、無線端末装置１０１から受信したセンサデータを管理装置１６１または他の中継装置１５１へ中継する。複数の中継装置１５１は、各無線端末装置１０１のうちの１または複数の無線端末装置１０１から自己への通信の状態を示す通信状態情報を管理装置１６１へ送信する。管理装置１６１は、各中継装置１５１から受信した通信状態情報に基づいて、１または複数の無線端末装置１０１である対象端末ごとに、対象端末からのセンサデータの中継装置１５１における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の中継装置１５１へ送信する。

このように、複数の中継装置１５１が無線端末装置１０１との通信状態情報を管理装置１６１へ送信し、管理装置１６１が各通信状態情報に基づいて各中継装置１５１におけるセンサデータの中継可否を無線端末装置１０１ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置１５１を無線端末装置１０１ごとに選択してセンサデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、中継可否情報に関わらず、他の中継装置１５１から受信したセンサデータを中継する。

このような構成により、通信状態の良い中継装置１５１において受信されたデータが他の中継装置１５１において廃棄されることを防ぐことができるため、管理装置１６１へセンサデータをより確実に到達させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、対象端末は、中継装置１５１においてセンサデータが受信された無線端末装置１０１である。

このような構成により、通信状態を管理装置１６１に通知すべき無線端末装置１０１を適切に選択し、無線センサシステム３０１におけるトラフィックを抑制することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報は、センサデータの中継を行うべきでない無線端末装置１０１を示す。

このような構成により、たとえば、無線センサシステム３０１に新たな無線端末装置１０１が追加された場合において、当該無線端末装置１０１からのデータの中継が許可された中継装置１５１が識別可能となるまでは、当該無線端末装置１０１からのデータを受信した中継装置１５１は当該データを中継することができる。これにより中継可否情報の内容が不十分な初期状態においてもデータを管理装置１６１へ到達させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報は、センサデータの中継を行うべきでない無線端末装置１０１と中継装置１５１との組み合わせを示す。

このような構成により、中継可否情報をマルチキャストにより各中継装置１５１へ送信することで、各中継装置１５１における中継可否情報を一度に更新することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報は、各通信状態情報に基づいて決定された、センサデータの中継を行うべき所定数の中継装置１５１を認識可能な情報である。

このように、中継を許可する中継装置１５１の数を固定化する構成により、中継装置１５１の選択処理を簡単にすることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、各通信状態情報に基づいて、対象端末ごとの、センサデータの中継を行うべき中継装置１５１の数を決定する。

このような構成により、たとえば、通信品質が良い場合は中継を許可する中継装置１５１の数を少なくしてトラフィックを抑制し、通信品質が悪い場合は中継を許可する中継装置１５１の数を多くして管理装置１６１までセンサデータが到達する可能性を上げることができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、１または複数の通信状態情報が所定条件を満たす中継装置１５１へ、中継可否情報を送信しない。

このような構成により、中継可否情報が送信される頻度を下げることができるため、トラフィックの増大を抑制することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、管理装置１６１は、通信状態情報の受信時刻に基づいて、中継可否情報の作成または更新に当該通信状態情報を用いるか否かを決定する。

このような構成により、たとえば無線端末装置１０１が移動して、中継を許可されている中継装置１５１において当該無線端末装置１０１からのセンサデータを受信できなくなった場合に、中継可否情報の内容を適切に更新することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムでは、無線端末装置１０１は、センサデータを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信する。中継装置１５１は、センサデータを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。

このように、無線端末装置１０１が無線信号の送信に用いる第１の周波数帯と、中継装置１５１が無線信号の送信に用いる第２の周波数帯とが異なる構成により、中継装置１５１および無線端末装置１０１間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置１０１および中継装置１５１を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る管理装置では、受信処理部７１は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置１０１から、受信したセンサデータを管理装置１６１または他の中継装置１５１へ中継する中継装置１５１への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の中継装置１５１から受信する。送信処理部７２は、各中継装置１５１から受信した通信状態情報に基づいて、１または複数の無線端末装置１０１である対象端末ごとに、対象端末からのセンサデータの中継装置１５１における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の中継装置１５１へ送信する。

このように、複数の中継装置１５１が無線端末装置１０１との通信状態情報を管理装置１６１へ送信し、管理装置１６１が各通信状態情報に基づいて各中継装置１５１におけるセンサデータの中継可否を無線端末装置１０１ごとに決定する構成により、通信状態が相対的に良い中継装置１５１を無線端末装置１０１ごとに選択してセンサデータを中継することができる。したがって、無線端末装置から送信されるデータが１または複数の中継装置を介して伝送される構成において、トラフィックの増大を抑制することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る管理装置および中継装置と比べて中継可否情報の内容が異なる管理装置および中継装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る管理装置および中継装置と同様である。

本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報は、たとえば、センサデータの中継を行うべき当該センサデータの送信元のセンサモジュール１、すなわち無線端末装置１０１を示す。

本発明の第１の実施の形態に係る無線センサシステムと同様に、管理装置１６１における送信処理部７２は、送信対象の中継装置１５１ごとに中継可否情報Ａ４を分割し、分割した中継可否情報Ａ３をパケットに含めて無線送信する。

たとえば、中継装置１５１Ｂにおいて、上位側通信処理部４２が中継可否情報Ａ３として０００１および０００２のセンサＩＤが含まれたパケットを受信した場合、上位側通信処理部４２は、受信したパケットに含まれるセンサＩＤを記憶部４３に保存する。上位側通信処理部４２は、保存した中継可否情報Ａ３に基づいてセンサモジュール１からのセンサデータの中継可否を判別する。

データ処理部４４は、記憶部４３に保存されたセンサデータのセンサＩＤが、記憶部４３に保存された中継可否情報Ａ３の示すセンサＩＤと一致しないセンサデータを削除する。

具体的には、たとえば、中継装置１５１Ｂのデータ処理部４４は、記憶部４３において、センサＩＤが０００１，０００２であるセンサデータを残し、センサＩＤが０００１，０００２以外のセンサデータを削除する。

図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の作成処理の手順を定めたフローチャートである。

図１４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の作成処理は、図１２に示す本発明の第１の実施の形態に係る管理装置による中継可否情報の作成処理と比べて、中継装置１５１を中継可否情報に追加する動作（ステップＳ４０５）が異なる。

より詳細には、データ処理部７４は、ＬＱＩｔｏｔａｌが基準値以上の場合（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、ＬＱＩｔｏｔａｌに対応する１または複数の中継装置１５１を許可中継装置として設定する（ステップＳ４０４）。

次に、データ処理部７４は、設定した許可中継装置を中継可否情報に追加する（ステップＳ４０５）。

一方、データ処理部７４は、ＬＱＩｔｏｔａｌが基準値より小さく（ステップＳ４０３でＮＯ）、次に大きいＬＱＩであるＬＱＩｎｅｘｔが存在しない場合（ステップＳ４０６でＮＯ）、許可中継装置を設定せず（ステップＳ４０８）、管理テーブルに存在するすべてのセンサＩＤについて中継可否情報の更新処理を行ったかを判断する（ステップＳ４０９）。

図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報の一例を示す図である。

図１５を参照して、中継可否情報は、センサＩＤと対応のセンサモジュール１からのセンサデータの中継を行うべき中継装置１５１との対応関係、すなわち組み合わせを示すものであってもよい。このような中継可否情報が、前述の中継可否情報Ａ４である。

図１５に示す中継可否情報Ａ４は、図１１に示す管理テーブルを用いて、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継可否情報の作成処理を行ったものである。

中継装置１５１において、データ処理部４４は、中継可否情報Ａ４において自己の中継装置１５１の組み合わせが存在する場合、記憶部４３に保存されたセンサデータのセンサＩＤが、当該組み合わせのセンサＩＤと一致しないセンサデータを削除する。

たとえば、中継装置１５１Ｂのデータ処理部４４は、記憶部４３において、センサＩＤが０００１，０００２であるセンサデータを残し、センサＩＤが０００１，０００２以外のセンサデータを削除する。

なお、中継装置１５１において、上位側通信処理部４２は、受信した中継可否情報Ａ４から自己の中継装置１５１に対応するセンサＩＤを抽出して中継可否情報Ａ３を作成し、作成した中継可否情報Ａ３を記憶部４３に保存する構成であってもよい。この場合、上位側通信処理部４２は、保存した中継可否情報Ａ３に基づいてセンサモジュール１からのセンサデータの中継可否を判別する。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報は、センサデータの中継を行うべき無線端末装置１０１を示す。

このような構成により、たとえば、無線センサシステム３０１に新たな無線端末装置１０１が追加された場合において、当該無線端末装置１０１からのデータの中継が許可された中継装置１５１のみが当該データの中継を行うことから、複数の中継装置１５１が受信した新たな無線端末装置１０１からのデータが中継されることを防ぐことができ、トラフィックの増大を抑制することができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継可否情報は、センサデータの中継を行うべき無線端末装置１０１と中継装置１５１との組み合わせを示す。

このような構成により、中継可否情報をマルチキャストにより各中継装置１５１へ送信することで、各中継装置１５１における中継可否情報を一度に更新することができる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る無線センサシステムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、
管理装置と、
前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する複数の中継装置とを備え、
前記複数の中継装置は、１または複数の前記無線端末装置から自己への通信の状態を示す通信状態情報を前記管理装置宛に送信し、
前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信し、
前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、前記各無線端末装置のうちの一部または全部の前記無線端末装置ごとに、前記無線端末装置からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信し、
前記中継装置は、前記通信状態情報を定期的または不定期に前記管理装置宛に送信し、
前記管理装置は、前記通信状態情報を受信するごとに、新たに受信した前記通信状態情報に基づいて、前記中継可否情報を更新する、無線センサシステム。

［付記２］
管理装置であって、
センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の前記無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、
各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部とを備え、
前記受信処理部は、各前記中継装置が定期的または不定期に送信した前記通信状態情報を受信し、
前記管理装置は、さらに、
前記通信状態情報を受信するごとに、新たに受信した前記通信状態情報に基づいて、前記中継可否情報を更新するデータ処理部を備える、管理装置。

１ センサモジュール
２１ センサ
２２ データ作成部
２３ 送信処理部
４１ センサ側通信処理部
４２ 上位側通信処理部
４３，７３ 記憶部
４４，７４ データ処理部
７１ 受信処理部
７２ 送信処理部
８１ ＣＰＵ
８２ 無線モジュール
８３ アンテナ
１０１ 無線端末装置
１５１ 中継装置
１６１ 管理装置
３０１ 無線センサシステム

Claims (15)

1. センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、
   管理装置と、
   前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する複数の中継装置とを備え、
   前記複数の中継装置は、１または複数の前記無線端末装置から自己への通信の状態を示す通信状態情報を前記管理装置宛に送信し、
   前記管理装置は、各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する、無線センサシステム。
2. 前記中継装置は、前記中継可否情報に関わらず、他の前記中継装置から受信した前記データを中継する、請求項１に記載の無線センサシステム。
3. 前記対象端末は、前記中継装置において前記データが受信された前記無線端末装置である、請求項１または請求項２に記載の無線センサシステム。
4. 前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべきでない前記無線端末装置を示す、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
5. 前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべきでない前記無線端末装置と前記中継装置との組み合わせを示す、請求項４に記載の無線センサシステム。
6. 前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべき前記無線端末装置を示す、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
7. 前記中継可否情報は、前記データの中継を行うべき前記無線端末装置と前記中継装置との組み合わせを示す、請求項６に記載の無線センサシステム。
8. 前記中継可否情報は、各前記通信状態情報に基づいて決定された、前記データの中継を行うべき所定数の前記中継装置を認識可能な情報である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
9. 前記管理装置は、各前記通信状態情報に基づいて、前記対象端末ごとの、前記データの中継を行うべき前記中継装置の数を決定する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
10. 前記管理装置は、１または複数の前記通信状態情報が所定条件を満たす前記中継装置へ、前記中継可否情報を送信しない、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
11. 前記管理装置は、前記通信状態情報の受信時刻に基づいて、前記中継可否情報の作成または更新に前記通信状態情報を用いるか否かを決定する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
12. 前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、
    前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
13. 管理装置であって、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、
    各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部とを備える、管理装置。
14. 管理装置における通信制御方法であって、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信するステップと、
    各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信するステップとを含む、通信制御方法。
15. 管理装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    コンピュータを、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置から、受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ中継する中継装置への通信の状態を示す通信状態情報を、複数の前記中継装置から受信する受信処理部と、
    各前記中継装置から受信した前記通信状態情報に基づいて、１または複数の前記無線端末装置である対象端末ごとに、前記対象端末からの前記データの前記中継装置における中継可否を識別可能な中継可否情報を対象の前記中継装置へ送信する送信処理部、
    として機能させるための、通信制御プログラム。

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