WO2018025602A1 - 通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラム - Google Patents

通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラム Download PDF

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WO2018025602A1
WO2018025602A1 PCT/JP2017/025360 JP2017025360W WO2018025602A1 WO 2018025602 A1 WO2018025602 A1 WO 2018025602A1 JP 2017025360 W JP2017025360 W JP 2017025360W WO 2018025602 A1 WO2018025602 A1 WO 2018025602A1
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WO
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unit
packet
communication
slave
network
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Application number
PCT/JP2017/025360
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English (en)
French (fr)
Inventor
寛明 後藤
貴之 佐々木
勇太 原
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/54Systems for transmission via power distribution lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a communication system, a communication control method, and a program, and more particularly, to a communication device, a communication system, a communication control method, and a program that perform communication by a multi-hop method.
  • a child device that newly enters the network receives a communication route and communication quality from the parent device or another child device that has already entered the network. It is necessary to obtain a routing packet including information such as. Therefore, the newly entered child device broadcasts a beacon request. If the parent device and other child devices can receive the beacon request, the parent device and other child devices that have received the beacon request broadcast a beacon response to the beacon request. Upon receiving a beacon response, a newly entered child device performs transmission / reception of a routing packet including information such as a communication route and communication quality with the transmission source of the beacon response, and constructs a communication route.
  • the child device that has not yet entered the network receives a beacon request from another child device, the child device that has not yet entered the network does not return a beacon response to the beacon request.
  • the plurality of slave units attempt to enter the network all at once.
  • the beacon request source slave unit Cannot receive a beacon response from the upper side slave unit. Therefore, a useless beacon request is transmitted, and there is a problem that communication traffic increases.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a communication device, a communication system, a communication control method, and a program capable of reducing communication traffic.
  • the communication device is used in a communication system.
  • the communication system includes a parent device, one or more child devices, and a communication device, and packets are transmitted in a multi-hop manner between the one or more child devices, the communication device, and the parent device.
  • the communication device includes a communication unit and a control unit.
  • the communication unit is configured to transmit the packet in a multi-hop manner to the master unit directly or via the one or more slave units.
  • the control unit waits for reception of the first packet and the second packet in a non-participation state where the control unit does not enter the network including the master unit.
  • the first packet is a packet that is transmitted between the one or more slave units that are performing entry processing to the network and the master unit.
  • the second packet is a packet transmitted between the one or more slave units that have completed entry processing to the network and the master unit.
  • the control unit causes the communication unit to transmit a beacon request when the communication unit receives either the first packet or the second packet.
  • the control unit is configured to start entry processing into the network when the communication unit receives a beacon response to the beacon request.
  • the communication system includes a parent device and a plurality of child devices that transmit packets between the parent device.
  • the master unit and the plurality of slave units are configured to transmit the packet by a multi-hop method.
  • Each of the plurality of slave units includes a communication unit and a control unit.
  • the control unit waits for reception of the first packet and the second packet in a non-participating state where the control unit does not enter the network including the master unit.
  • the first packet is a packet transmitted between the parent device and a child device other than the own device among the plurality of child devices and performing the entry process to the network. .
  • the second packet is a packet transmitted between the parent device that is a child device other than the own device among the plurality of child devices and has completed the entry processing to the network.
  • the control unit causes the communication unit to transmit a beacon request when the communication unit receives either the first packet or the second packet.
  • the control unit is configured to start entry processing into the network when the communication unit receives a beacon response to the beacon request.
  • the communication control method is a communication control method for the slave unit of a communication system including a master unit and a plurality of slave units that transmit packets between the master unit.
  • the parent device and the plurality of child devices transmit the packet by a multi-hop method.
  • the communication control method includes a reception waiting process, a beacon request transmission process, and an entry process.
  • the reception waiting process is a process of waiting for reception of the first packet and the second packet in a non-participating state where the network including the parent device has not been entered.
  • the first packet is a packet transmitted between the parent device and a child device other than the own device among the plurality of child devices and performing the entry process to the network. .
  • the second packet is a packet transmitted between the parent device that is a child device other than the own device among the plurality of child devices and has completed the entry processing to the network.
  • the beacon request transmission process is a process of transmitting a beacon request when receiving either the first packet or the second packet in the reception waiting process.
  • the entry process is a process performed to enter the network when receiving a beacon response to the beacon request.
  • the program of one embodiment of the present invention is a program for causing a computer to execute the communication control method.
  • FIG. 1 is a network configuration diagram of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a block diagram of a slave unit included in the communication system.
  • FIG. 2B is a block diagram of a parent device included in the communication system.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the handset included in the communication system.
  • FIG. 4 is a sequence diagram for explaining processing until the slave unit included in the communication system same as above enters the network.
  • the communication system 1 includes a parent device 10 and a plurality of (four in FIG. 1) child devices 21 that transmit packets between the parent device 10. , 22, 23, 24.
  • slave unit 20 when each of the plurality of slave units 21 to 24 is not particularly distinguished, it is referred to as “slave unit 20”.
  • mobile_unit 20 is not limited to four units, If it is two or more, it can change suitably.
  • the master unit 10 and the plurality of slave units 20 are configured to transmit packets in a multi-hop manner.
  • Each of the plurality of slave units 20 includes a communication unit 201 and a control unit 202 as shown in FIG. 2A.
  • the control unit 202 waits for reception of the first packet and the second packet in a non-participating state where the network N1 including the base unit 10 has not been entered.
  • the first packet is transmitted between the slave unit 20 that is a slave unit 20 other than its own unit among the plurality of slave units 20 and that is performing entry processing to the network N1 and the master unit 10.
  • the second packet is a child device 20 other than the own device among the plurality of child devices 20, and is transmitted between the child device 20 that has completed the entry processing to the network N1 and the parent device 10. It is.
  • the control unit 202 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request.
  • the control unit 202 is configured to start entry processing to the network N1 when the communication unit 201 receives a beacon response to a beacon request.
  • each of the plurality of slave units 20 is a communication device.
  • the communication device one of the plurality of slave units 20
  • one or more slave units of the plurality of slave units 20
  • a communication system 1 is configured by a parent device 10 and a parent device other than the child device serving as a communication device.
  • the communication system 1 is composed of the communication device (slave unit 22), the slave units 21, 23, 24, and the master unit 10.
  • packets are transmitted in a multi-hop manner between the slave units 21, 23, 24 and the communication device (slave unit 22) and the master unit 10.
  • the specific slave unit 20 among the plurality of slave units 20 is referred to as a communication device in order to be distinguished from the other slave units 20, and will be described.
  • the specific child device 20 has not yet entered the network N1, and performs processing to enter the network N1.
  • mobile_unit 20 which has not entered network N1 transmits the beacon response with respect to a beacon request from the communication part 201, even if the communication part 201 receives the beacon request transmitted from the other subunit
  • the slave unit 22 transmits a beacon request, and even if the slave unit 21 receives this beacon request, the slave unit 21 is not connected to the network N1. No beacon response is sent to the slave unit 22 because it has not entered.
  • the slave unit 22 does not enter the network N1, and therefore the beacon response to the beacon request is transmitted to the slave unit 22. Do not send to. Therefore, there is a problem that communication traffic increases due to transmission of useless beacon requests.
  • the control unit 202 of the child device 20 serving as a communication device transmits a beacon to the communication unit 201. Send a request.
  • the communication unit 201 of the child device 20 receives either the first packet or the second packet, the child device 20 performs entry processing to the network N1 among the child devices 20 other than the own device. It is possible to communicate with the slave device 20 or the slave device 20 that has completed the entry process.
  • the communication system 1 includes the parent device 10 and the plurality of child devices 20.
  • This communication system 1 is used, for example, in a housing group composed of a plurality of houses.
  • a housing group is comprised for every predetermined range (for example, every radius 500m).
  • a master unit 10 is installed in the housing group, and a slave unit 20 is installed in each of a plurality of houses.
  • a housing group is configured by a plurality of houses to which electric power is supplied from a single pole transformer via a lead-in line, and a slave unit 20 is provided in each of the plurality of houses constituting the housing group. is set up.
  • the master unit 10 and the plurality of slave units 20 are electrically connected to a lead-in wire connected to the pole transformer.
  • the master unit 10 and the plurality of slave units 20 communicate with each other by, for example, a power line communication (Power Line Communication) system compliant with the G3-PLC standard.
  • a power line communication Power Line Communication
  • mobile_unit 20 has the function to transmit the predetermined information regarding the house in which this subunit
  • the master unit 10 has a function of receiving predetermined information about a plurality of houses from the plurality of slave units 20 and transmitting the received predetermined information to a higher-level management apparatus (not shown) using an optical fiber line or the like.
  • the base unit 10 receives meter reading information such as the amount of power used, the amount of gas used, the amount of water used in a plurality of houses from the slave units 20 of the plurality of houses. Thereby, the main meter 10 and the plurality of child devices 20 constitute a remote meter reading system.
  • mobile_unit 20 is used for the meter apparatus with the measurement function which measures the electric power consumption in a house like a smart meter, for example. That is, the meter device includes a measurement module (not shown) for measuring the power consumption and the like and the slave unit 20 in one housing. A meter apparatus transmits the measurement result (meter-reading information) of a measurement module from the subunit
  • a communication system that uses a communication device installed in a customer's facility that receives supply of resources such as electric power, gas, and water as a slave unit 20 is illustrated.
  • the customer facility that receives the supply of resources is not limited to a detached house, and may be, for example, each dwelling unit, a store, a factory, an office, etc. of an apartment house.
  • the base unit 10 transmits predetermined information set in advance to the handset 20, so that the communication system 1 can monitor a state of devices in each house, a remote monitoring system, and devices in each house It is also possible to configure a remote control system or the like that controls the state of the above.
  • the parent device 10 and the plurality of child devices 20 transmit packets by the multi-hop method. That is, in the communication system 1, communication is performed directly or indirectly between the parent device 10 and the plurality of child devices 20.
  • base station 10 communicates between the main
  • FIG. 2A is a block diagram illustrating functions of the communication device (slave device 20) according to the present embodiment.
  • the communication apparatus will be described by taking an arbitrary one of the plurality of slave units 21 to 24 as an example. That is, the plurality of slave units 21 to 24 have the same configuration, and each of the slave units 21 to 24 is used as a communication device.
  • the slave unit 20 includes a communication unit 201 and a control unit 202.
  • mobile_unit 20 of this embodiment is further provided with the memory
  • FIG. since the subunit
  • the communication unit 201 performs transmission (transmission and reception) of packets with the multi-hop method directly or via the other child device 20 with the parent device 10.
  • the communication unit 201 includes a communication module that performs communication using a power line communication method compliant with, for example, the G3-PLC standard.
  • the storage unit 203 is a storage device selected from a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory), an electrically rewritable nonvolatile memory, a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), and the like. Composed.
  • the electrically rewritable non-volatile memory is an EEPROM (Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only-Memory), a flash memory, or the like.
  • the storage unit 203 includes identification information (address) of its own device, a network identifier indicating a network of a destination, route information used for route control for multi-hop communication, and an encryption key used for encrypting or decrypting communication contents. Memorize etc.
  • the path information includes at least identification information of other slave units 20 existing on the communication path between the own unit and the base unit 10. Note that the storage unit 203 may store an identification number in the network N1 assigned by the parent device 10, for example.
  • mobile_unit 20 is provided with the microcomputer which has CPU (Central * Processing * Unit) and memory, for example.
  • the function of the control unit 202 is realized by the CPU executing a program stored in the memory.
  • the program may be stored in a memory in advance when the communication device (slave device 20) is shipped from the factory, or may be recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card, or may be provided through an electric communication line. May be provided.
  • the time measuring unit 204 measures the elapsed time from the time when the communication unit 201 receives the first packet, for example.
  • base unit 10 Next, the configuration of base unit 10 will be described with reference to FIG. 2B.
  • the base unit 10 includes a communication unit 101, a control unit 102, and a storage unit 103.
  • the communication unit 101 performs transmission (transmission and reception) of packets with the slave unit 20 in a multi-hop manner. Similar to the slave unit 20, the communication unit 101 includes a communication module that performs communication using a power line communication method compliant with, for example, the G3-PLC standard.
  • the storage unit 103 includes a storage device selected from a nonvolatile memory such as a ROM, an electrically rewritable nonvolatile memory such as an EEPROM, and a volatile memory such as a RAM.
  • the storage unit 103 stores a network identifier assigned to the network N1 including the parent device 10, information on the child device 20 that has joined the network N1, an encryption key used to encrypt or decrypt communication contents, and the like.
  • the information of the slave unit 20 that has entered the network N1 includes identification information of the slave unit 20, route information, an identification number assigned to the slave unit 20, and the like.
  • the base unit 10 includes a microcomputer having a CPU and a memory, for example.
  • the function of the control unit 102 is realized by the CPU executing the program stored in the memory.
  • the program may be stored in the memory in advance when the parent device 10 is shipped from the factory, or may be provided by being recorded on a non-temporary recording medium such as a memory card, or may be provided through an electric communication line. Good.
  • FIG. 1 shows the topology of the communication system 1 of the present embodiment.
  • the communication system 1 includes a master unit 10 and four slave units 21 to 24.
  • the child device 21 can communicate with the parent device 10 and the child device 22, and the number of hops of the child device 21 is one.
  • the slave unit 22 can communicate with the slave units 21, 23, and 24, and the slave unit 22 communicates with the master unit 10 via the slave unit 21. That is, the number of hops of the handset 22 is 2.
  • the slave units 23 and 24 can communicate with the slave unit 22, respectively, and the slave units 23 and 24 communicate with the master unit 10 via the slave unit 22 and the slave unit 21. That is, the number of hops of the slave units 23 and 24 is three.
  • control unit 202 When the power is turned on to the slave unit 20 or the control unit 202 is reset and the control unit 202 of the slave unit 20 is activated, the control unit 202 enters the network N1 including the master unit 10. Perform the process.
  • the control unit 202 transmits a beacon request once from the communication unit 201 immediately after activation of the control unit 202 (step S1).
  • beacon request transmitted from the child device 20 is received by the parent device 10 or another child device 20 that has already entered the network N1
  • a beacon request is received from the parent device 10 or another child device 20 that has already entered the network N1.
  • a beacon response to is sent.
  • the communication unit 201 of the handset 20 that has transmitted the beacon request performs a beacon response reception waiting process.
  • the reception waiting process when the communication unit 201 receives a beacon response within a predetermined time from the time when the beacon request is transmitted (Yes in step S2), an entry process for entering the network N1 is started (step S7).
  • the control unit 202 of the slave unit 20 transmits a beacon request once from the communication unit 201 immediately after activation. Therefore, if the child device 20 can communicate with the parent device 10 or the child device 20 that has already entered the network N1, the communication unit 201 of the child device 20 can receive a beacon response to the beacon request. Therefore, the control part 202 of the subunit
  • a packet for entry process is transmitted between the slave unit 20 that transmitted the beacon request and the master unit 10 or other slave unit 20 that transmitted the beacon response. Is transmitted.
  • mobile_unit 20 which transmitted the beacon request is a parent
  • a packet including information necessary for authentication of the slave unit 20 for example, identification information and password of the slave unit 20
  • a packet for exchanging an encryption key for example, a packet for exchanging an encryption key
  • a routing packet including route information, and the like are included. It is transmitted between the machine 20 and the parent machine 10.
  • the packet transmitted in the entry process in step S7 is the first packet.
  • the second packet is a packet transmitted between the child device 20 and the parent device 10 that have completed the entry process to the network N1.
  • the second packet includes a packet that is periodically transmitted at a predetermined time interval, a routing packet for route search, and the like.
  • a packet periodically transmitted between the parent device 10 and the child device 20 for example, a packet in which the child device 20 periodically transmits a measurement result (meter reading information) of the measurement module, or a hello for confirmation of survival There are packets.
  • control unit 202 of the child device 20 cannot receive the first packet and the second packet (No in step S4), the control unit 202 continues to wait for reception of the first packet and the second packet (step S4). S3).
  • step S4 when one of the first packet and the second packet is received by the communication unit 201 (Yes in step S4), the control unit 202 of the child device 20 is performing entry processing to the network N1? Alternatively, it is determined that communication is possible with the slave 20 that has completed the entry process. And the control part 202 of the subunit
  • step S6 When the beacon response to the beacon request is received by the communication unit 201 (Yes in step S6), the control unit 202 of the child device 20 is between the parent device 10 that has transmitted the beacon response or the other child device 20, Packets for entry processing are exchanged (step S7).
  • step S6 If the control unit 202 of the slave unit 20 cannot receive a beacon response to the beacon request before the predetermined time elapses from when the beacon request is transmitted (No in step S6), the number of beacon requests transmitted and the predetermined maximum transmission The magnitude is compared with the number of times n1 (step S8).
  • the control unit 202 of the slave unit 20 transmits the beacon request from the communication unit 201 (Step S5).
  • step S8 when the number of beacon requests transmitted exceeds the maximum number of transmissions n1 (Yes in step S8), the control unit 202 of the slave unit 20 ends the re-transmission of the beacon request, the first packet and the second packet Waiting for packet reception (step S3). Moreover, the control part 202 of the subunit
  • the operation until a plurality of slave units 20 enter the network N1 will be described based on the sequence diagram of FIG. Note that the communication procedure shown in the sequence diagram of FIG. 4 is merely an example, and the communication order may change depending on the number of slave units 20 configuring the network N1.
  • the communication system 1 includes a master unit 10 and four slave units 20 (21 to 24) (see FIGS. 1 and 3).
  • the control unit 102 of the parent device 10 and the control unit 202 of the child devices 21 to 24 are activated all at once, for example, by turning on the power to the parent device 10 and the child devices 21 to 24 all at once (step S11). At this point, the four slave units 21 to 24 have not entered the network N1.
  • the control unit 202 of the slave units 21 to 24 When the control unit 202 of the slave units 21 to 24 is activated, the control unit 202 of the slave units 21 to 24 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request.
  • mobile_unit 22 transmits a beacon request
  • the slave units 21, 23, 24 that have received the beacon request transmitted from the slave unit 22 have not entered the network N1, the slave units 21, 23, 24 do not transmit a beacon response. Since the control unit 202 of the slave unit 22 cannot receive a beacon response within a predetermined time from the time when the beacon request is transmitted, the control unit 202 enters a state of waiting for reception of the first packet and the second packet.
  • the handset 23 and the handset 24 transmit beacon requests (steps S13 and S14), but the handset 23 and the handset 22 that has received the beacon request transmitted from the handset 24 enter the network N1. Does not send a beacon response. Since the control unit 202 of the slave units 23 and 24 cannot receive a beacon response within a predetermined time from the time when the beacon request is transmitted, the control unit 202 enters a state of waiting for reception of the first packet and the second packet.
  • step S15 when the control unit 202 of the slave unit 21 transmits a beacon request from the communication unit 201 (step S15), the beacon request transmitted from the slave unit 21 is received by the master unit 10, and the master unit 10 transmits the beacon request to the slave unit 21.
  • a beacon response is transmitted (step S16).
  • the control unit 202 of the child device 21 When the communication unit 201 receives the beacon response, the control unit 202 of the child device 21 performs entry processing for entering the network N1 with the parent device 10 (step S17), and enters the network N1. In the entry processing to the network N1, packets including information necessary for authentication of the slave unit 21, packets for exchanging encryption keys, routing packets including route information, and the like are transmitted between the slave unit 21 and the master unit 10. Sent and received.
  • the packet (first packet) transmitted from the child device 21 to the parent device 10 in order to perform the entry process to the network N1 is also received by the communication unit 201 of the child device 22 ( Step S18).
  • the control unit 202 of the slave unit 22 Based on the identification information of the slave unit 21 and the network identifier of the network N1 included in the first packet received by the communication unit 201, the control unit 202 of the slave unit 22 allows the slave unit 21 to enter the network N1. It is determined that And the control part 202 of the subunit
  • the control unit 202 of the slave unit 22 communicates so as to transmit a beacon request to the slave unit 21.
  • the unit 201 is controlled (step S19). Since this standby time is set to a time longer than the time required for the entry processing to the network N1, if the standby time has elapsed since the reception of the first packet, the handset 21 enters the network N1. It is assumed that the process to enter has been completed.
  • the control unit 202 of the child device 22 when the communication unit 201 of the child device 22 receives the second packet transmitted between the child device 21 that has completed the entry processing to the network N1 and the parent device 10, the control unit 202 of the child device 22 The beacon request may be transmitted from the communication unit 201 without waiting for the standby time to elapse.
  • the control unit 202 of the slave unit 22 sends a beacon request from the communication unit 201 after the standby time has elapsed since the reception of the second packet. May be transmitted, and the possibility of signal collision can be reduced.
  • the control unit 202 of the child device 21 transmits a beacon from the communication unit 201 to the transmission source child device 22.
  • a beacon response to the request is transmitted (step S20).
  • the control unit 202 of the child device 22 performs an entry process for entering the network N1 with the parent device 10 via the child device 21 (step S21). Enter network N1.
  • the packet (first packet) transmitted from the child device 22 to the parent device 10 to perform the entry process to the network N1 is also received by the communication unit 201 of the child devices 23 and 24.
  • Step S22 Based on the identification information of the slave unit 22 and the network identifier of the network N1 included in the first packet received by the communication unit 201, the control unit 202 of the slave units 23 and 24 transmits the slave unit 22 to the network N1. It is determined that entry processing is being performed. And the control part 202 of the subunit
  • the control unit 202 of the slave unit 23 transmits a beacon request to the slave unit 22.
  • the communication unit 201 is controlled (step S23). That is, the control unit 202 of the slave unit 23 transmits the beacon request to the slave unit 22 at the timing when the waiting time T1 has elapsed from the time when the first packet is received by the communication unit 201. To control.
  • the control unit 202 of the child device 22 causes the communication unit 201 to transmit a beacon response to the beacon request to the transmission source child device 23. (Step S24).
  • the control unit 202 of the child device 23 performs an entry process for entering the network N ⁇ b> 1 between the child device 22 and the child device 21. (Step S25), the network N1 is entered.
  • each of the plurality of slave units 20 executes CSMA (Carrier Sense Multiple Access) processing in order to avoid signal collision.
  • mobile_unit 20 makes the communication part 201 confirm the signal level of a received signal before making the communication part 201 transmit a beacon request
  • CSMA Carrier Sense Multiple Access
  • step S26 the control unit 202 of the slave unit 24 sends a signal from the communication unit 201. Do not send. Then, after the entry process of step S25 is completed, when the time T2 has elapsed from the time when the communication unit 201 of the child device 24 receives the first packet, the control unit 202 of the child device 24 sends the child device 22
  • the communication unit 201 is controlled to transmit the beacon request to the destination (step S26).
  • Step S27 When the communication unit 201 of the child device 22 receives the beacon request transmitted from the child device 24, the control unit 202 of the child device 22 causes the communication unit 201 to transmit a beacon response to the beacon request to the transmission source child device 24. (Step S27).
  • the control unit 202 of the child device 24 performs an entry process for entering the network N1 with the parent device 10 via the child device 22 and the child device 21. (Step S28), the network N1 is entered.
  • each of the plurality of slave units 20 when each of the plurality of slave units 20 (communication devices) receives the first packet in a state where it has not entered the network N1, it transmits a beacon request.
  • a beacon request When the second packet is received in the state of entry, a beacon request may be transmitted. That is, each of the plurality of slave units 20 may transmit a beacon request when receiving any one of the first packet and the second packet without entering the network N1.
  • the control unit 202 of the child device 20 transmits a beacon from the communication unit 201 without waiting for the standby time to elapse. The request may be transmitted, and the time required to enter the network N1 can be shortened.
  • the control unit 202 of the slave unit 20 has received the standby time after the second packet has been received.
  • the beacon request may be transmitted from the communication unit 201. Thereby, the possibility that the beacon request transmitted from the communication unit 201 collides with a packet such as the second packet is reduced.
  • the slave units 21 to 24 complete entry into the network N1, and thereafter, packets are transmitted between the slave units 21 to 24 and the master unit 10 in a multi-hop manner.
  • the sequence diagram of FIG. 4 shows the operation when the four slave units 20 are activated all at once.
  • the network N1 is configured with the master unit 10 and the slave unit 20, and the network N1 is connected to the network N1.
  • One or a plurality of slave units 20 may newly enter.
  • the control unit 202 of the child device 20 newly entering the network N1 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request once immediately after activation.
  • the control unit 202 of the child device 20 can receive a beacon response within a predetermined time from the time of transmission of the beacon request, the control unit 202 starts entry processing to the network N1.
  • the control unit 202 of the slave unit 20 waits for reception of the first packet and the second packet. And the control part 202 of the subunit
  • mobile_unit 20 will transmit the beacon request from the communication part 201, if the communication part 201 receives either a 1st packet and a 2nd packet, If a beacon response can be received, The entry process to the network N1 is started.
  • the control unit 202 of the slave unit 20 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request once immediately after the activation of the control unit 202, but can receive a beacon response within a predetermined time. If not, the communication unit 201 may transmit a beacon request multiple times. When the communication unit 201 does not receive a beacon response within a predetermined time after the communication unit 201 transmits the beacon request, that is, within a predetermined time from the time when the beacon request is transmitted, the control unit 202 transmits the first packet and It may be configured to wait for reception of the second packet. Even when the communication environment temporarily deteriorates due to the influence of electromagnetic noise, the probability that the handset 20 (communication device) can receive a beacon response to a beacon request increases.
  • the first packet and the second packet include a transmission source address (identification information of the transmission source child device 20), a transmission destination address (identification information), and a network including the parent device 10.
  • the network identifier assigned to N1 is included.
  • the network identifier of the network N1 in which the child device 20 enters is registered in advance.
  • the control unit 202 of the child device 20 has received the first packet or the second packet from the child device 20 that has entered or has entered the network N1 that the device has entered. Only in some cases, a beacon request may be transmitted.
  • the control unit 202 of the child device 20 is based on the network identifier included in the received packet. It is determined whether or not the network N1 is an entry destination. Then, the control unit 202 of the slave unit 20 performs communication if the network identifier included in the packet (first packet or second packet) received by the communication unit 201 matches the network identifier stored in the storage unit 203. The unit 201 transmits a beacon request.
  • the control unit 202 of the child device 20 Does not enter a beacon request from the communication unit 201. Therefore, the subunit
  • the control unit 202 determines whether the first condition and the second condition are satisfied. If any one of them is established, the communication unit 201 may transmit a beacon request.
  • the first condition is a condition that the signal strength of the packet received by the communication unit 201 exceeds the first threshold.
  • the second condition is a condition that the evaluation value of the communication quality of the packet received by the communication unit 201 exceeds the second threshold value.
  • the first threshold value and the second threshold value are preset in the storage unit 203.
  • the communication unit 201 has a function of measuring the signal strength of the received signal.
  • the control unit 202 acquires the signal strength of the packet received by the communication unit 201 from the communication unit 201. If the signal strength exceeds the first threshold, the control unit 202 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request.
  • the communication unit 201 may have a function of obtaining a signal-to-noise ratio (SN ratio) of the received signal as an evaluation value of communication quality.
  • the control unit 202 acquires the signal-to-noise ratio of the packet received by the communication unit 201 from the communication unit 201. If the signal-to-noise ratio exceeds the second threshold value, the control unit 202 causes the communication unit 201 to transmit a beacon request.
  • mobile_unit 20 is measuring the signal-to-noise ratio of a received signal as an evaluation value of communication quality, you may obtain
  • the control unit 202 of the communication apparatus transmits a beacon to the communication unit 201 when the signal strength of the received packet exceeds the first threshold value or the evaluation value of the communication quality exceeds the second threshold value. Sending a request. Therefore, the communication apparatus can perform communication through a communication path having a good communication environment after entering the network N1.
  • the plurality of slave units 20 are not simultaneously activated when the power is turned on all at once. For example, a packet including a reset signal is transmitted to all the slave units 20. And a case where a plurality of slave units 20 are restarted all at once.
  • the parent device 10 and the child device 20 transmit packets using the power line communication method, but the communication method performed by the parent device 10 and the child device 20 is the power line communication method. It is not limited.
  • the parent device 10 and the child device 20 may transmit packets by a short-range wireless communication method that does not require a license for a wireless station.
  • this type of wireless communication system for example, there is a wireless communication system conforming to the Wi-SUN (registered trademark) (Wireless Smart Utility Network) standard.
  • the number of the slave units 20 is four.
  • the number of the slave units 20 serving as the communication device is not limited to four, and can be appropriately changed according to the scale of the communication system 1. It is.
  • the communication device (20 to 24) of the first aspect includes the parent device (10) and the communication device (one of the plurality of child devices (20 to 24)). And a communication device of the communication system (1) including one or more child devices (the child devices (20 to 24) other than the communication device among the plurality of child devices (20 to 24). ), Packets are transmitted in a multi-hop manner between one or more slave units (20 to 24) and communication devices (20 to 24) and the master unit (10).
  • a communication unit (201) and a control unit (202) The communication unit (201) is connected to the master unit (10) in a multi-hop manner directly or via one or more slave units (20 to 24).
  • the control unit (202) is configured to transmit a packet with a network (including a master unit (10)).
  • the first packet is the network (N1) among one or more slave units (20 to 24).
  • This is a packet transmitted between the slave unit (20 to 24) and the master unit (10) performing the entry process to the second packet, which is transmitted from one or more slave units (20 to 24).
  • packets are transmitted between the child devices (20 to 24) and the parent device (10) that have completed the entry processing to the network (N1), and the control unit (202) includes the first packet and the second packet.
  • the communication unit (201) receives one of the packets, the communication unit (201) transmits a beacon request, and the control unit (202) sends a beacon response to the beacon request to the communication unit (201).
  • To the network (N1) when received It is configured to initiate the quenching treatment.
  • the communication devices (20 to 24) include a plurality of slave units (20) in a communication system (1) including a master unit (10) and a plurality of slave units (20 to 24). 20 to 24).
  • the first packet is a slave unit (20 to 24) other than its own unit among the plurality of slave units (20 to 24), and the slave unit (20 to 24) performing the entry process to the network (N1). )
  • the parent device (10) is Of the plurality of slave units (20 to 24), the slave units (20 to 24) other than the slave unit (20 to 24) and the slave unit (20 to 24) and the master unit (10) that have completed entry processing to the network (N1) Packets transmitted between and.
  • the control unit (202) of the communication devices (20 to 24) performs either the first packet or the second packet in a non-participating state where the network (N1) has not been entered.
  • the communication unit (201) receives the request
  • the communication unit (201) transmits a beacon request.
  • the communication device (20 to 24) receives either the first packet or the second packet, it has entered the network (N1) or has completed the entry processing (20 To 24) and the communication devices (20 to 24) are assumed to be able to communicate with each other. Accordingly, the probability that the communication unit (201) of the communication device (20 to 24) can receive the beacon response is increased, and the number of times that the beacon request is transmitted before the communication device (20 to 24) enters the network (N1) is increased. Therefore, communication traffic can be reduced.
  • the control unit (202) when the communication unit (201) receives the first packet in a non-participating state, the control unit (202)
  • the beacon request may be transmitted to the communication unit (201) at a timing when the standby time has elapsed since the packet was received. Note that the standby time is longer than the time required for entry processing to enter the network (N1).
  • the slave unit (20 to 24) that is the transmission source of the first packet performs the entry process to the network (N1) Therefore, there is a high probability that the communication unit (201) of the communication devices (20 to 24) can receive a beacon response. Accordingly, since the number of times the beacon request is transmitted before the communication devices (20 to 24) enter the network (N1) is reduced, the communication traffic can be reduced.
  • the control unit (202) transmits a beacon request to the communication unit (201) immediately after the control unit (202) is activated. You may let them.
  • the control unit (202) waits for the reception of the first packet and the second packet when the communication unit (201) does not receive a beacon response to the beacon request within a predetermined time from the time when the beacon request is transmitted. It may be configured.
  • the control unit (202) of the communication devices (20 to 24) causes the communication unit (201) to transmit a beacon request immediately after activation of the control unit (202). 10) or a beacon response to a beacon request can be received if communication is possible with a child device (20 to 24) that has already entered the network N1. Therefore, the control unit (202) of the communication devices (20 to 24) can transmit a beacon request before the communication unit (201) receives either the first packet or the second packet, and the network ( Time to enter N1) can be shortened.
  • the communication device (20 to 24) of the fourth aspect further includes a storage unit (203) that stores a network identifier indicating the network (N1) of the entry destination. Also good.
  • the first packet and the second packet include the network identifier of the network (N1) including the parent device (10).
  • the control unit (202) includes a network identifier included in the packet received by the communication unit (201) Then, it is determined whether or not the network identifier stored in the storage unit (203) matches. When the two match, the control unit (202) causes the communication unit (201) to transmit a beacon request.
  • control unit (202) of the communication devices (20 to 24) can enter the network corresponding to the network identifier stored in the storage unit (203).
  • the communication unit (201) transmits either the first packet or the second packet in the unentry state.
  • the control unit (202) preferably performs the following processing when either the first condition or the second condition is satisfied.
  • the first condition is a condition that the signal strength of the packet received by the communication unit (201) exceeds the first threshold.
  • the second condition is a condition that the evaluation value of the communication quality of the packet received by the communication unit (201) exceeds the second threshold value.
  • the control unit (202) causes the communication unit (201) to transmit a beacon request.
  • the control unit (202) of the communication device (201) transmits a beacon request. Therefore, the communication apparatus can perform communication through a communication path having a good communication environment after entering the network (N1).
  • the communication system (1) includes a master unit (10) and a plurality of slave units (20 to 24) that transmit packets between the master unit (10).
  • the master unit (10) and the plurality of slave units (20 to 24) are configured to transmit packets in a multi-hop manner.
  • Each of the plurality of slave units (20 to 24) includes a communication unit (201) and a control unit (202).
  • the control unit (202) waits for reception of the first packet and the second packet in a non-participating state where the network (N1) including the parent device (10) has not been entered.
  • the first packet is a slave unit (20 to 24) other than its own unit among the plurality of slave units (20 to 24), and the slave unit (20 to 24) performing the entry process to the network (N1). )
  • the second packet is a slave unit (20 to 24) other than its own unit among the plurality of slave units (20 to 24), and the slave unit (20 to 24) for which entry processing to the network (N1) has been completed. And a packet transmitted to and from the base unit (10).
  • the control unit (202) causes the communication unit (201) to transmit a beacon request when the communication unit (201) receives either the first packet or the second packet.
  • the control unit (202) is configured to start entry processing to the network (N1) when the communication unit (201) receives a beacon response to the beacon request.
  • communication traffic can be reduced.
  • a communication control method includes a child of a communication system (1) including a parent device (1) and a plurality of child devices (20 to 24) that transmit packets between the parent device (10).
  • This is a communication control method for the machines (20 to 24).
  • the parent device (10) and the plurality of child devices (20 to 24) transmit packets by the multi-hop method.
  • This communication control method includes a reception waiting process, a beacon request transmission process, and an entry process.
  • the reception waiting process is a process of waiting for reception of the first packet and the second packet in a non-participating state where the network (N1) including the parent device (10) has not been entered.
  • the first packet is a slave unit (20 to 24) other than its own unit among the plurality of slave units (20 to 24), and the slave unit (20 to 24) performing the entry process to the network (N1).
  • the second packet is a child device (20 to 24) other than the own device among the plurality of child devices (20 to 24).
  • This packet is transmitted between the slave unit (20 to 24) and the master unit (20) that have completed the entry process to the network (N1).
  • the beacon request transmission process is a process for transmitting a beacon request when either the first packet or the second packet is received in the reception waiting process.
  • the entry process is a process performed to enter the network (N1) when a beacon response to a beacon request is received.
  • the program according to the eighth aspect is a program for causing a computer to execute the communication control method according to the seventh aspect.

Abstract

本発明の目的は、通信トラフィックを低減することである。子機(20~24)の制御部(202)は、親機(10)を含むネットワーク(N1)に参入していない未参入状態では第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。第1のパケットは、自機以外の子機(20~24)のうちネットワーク(N1)への参入処理を行っている子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。第2のパケットは、自機以外の子機(20~24)のうちネットワーク(N1)への参入処理が完了した子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。制御部(202)は、第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したときに、通信部(201)にビーコン要求を送信させる。制御部(202)は、ビーコン要求に対するビーコン応答を通信部(201)が受信したときに、ネットワークへの参入処理を開始する。

Description

通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラム
 本発明は、通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラムに関し、特に、マルチホップ方式で通信を行う通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラムに関する。
 従来、1台の親機と複数台の子機とを備え、親機と子機との間でマルチホップ方式で通信を行うマルチホップ通信ネットワークがあった(例えば特許文献1参照)。
 ここで、ネットワークに新規に参入する子機は、親機との間で通信ルートを確立するために、親機、又は、ネットワークに既に参入している他の子機から、通信ルート、通信品質などの情報を含むルーティングパケットを取得する必要がある。そこで、新規参入する子機は、ビーコン要求をブロードキャスト送信する。親機及び他の子機がビーコン要求を受信できれば、ビーコン要求を受信した親機及び他の子機は、ビーコン要求に対するビーコン応答をブロードキャスト送信する。新規参入する子機は、ビーコン応答を受信すると、このビーコン応答の送信元との間で、通信ルート、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行い、通信ルートを構築する。
 ところで、ネットワークに未参入の子機が、他の子機からのビーコン要求を受信した場合、ネットワークに未参入の子機は、ビーコン要求に対するビーコン応答を返送しない。例えば停電後に電源が復旧するなどして複数台の子機が一斉に起動した場合に、複数台の子機はネットワークに一斉に参入しようとする。ここで、ある子機がビーコン要求を送信しても、ビーコン要求の送信元の子機よりホップ数が小さい上位側の子機がネットワークに参入していなければ、ビーコン要求の送信元の子機は上位側の子機からビーコン応答を受信できない。そのため、無駄なビーコン要求が送信されることになり、通信トラフィックが増加するという問題があった。
国際公開第2014/125816号
 本発明は上記課題に鑑みてなされ、通信トラフィックを低減することができる通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
 本発明の一態様の通信装置は通信システムに用いられる。通信システムは、親機と、1台以上の子機と、通信装置とを備え、前記1台以上の子機及び前記通信装置と前記親機との間でマルチホップ方式でパケットが伝送される。前記通信装置は、通信部と、制御部とを備える。前記通信部は、直接又は前記1台以上の子機を介して、前記親機にマルチホップ方式で前記パケットを伝送するように構成される。前記制御部は、前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。前記第1のパケットは、前記1台以上の子機のうち前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記第2のパケットは、前記1台以上の子機のうち前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記制御部は、前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部にビーコン要求を送信させている。前記制御部は、前記ビーコン要求に対するビーコン応答を前記通信部が受信したときに、前記ネットワークへの参入処理を開始するように構成されている。
 本発明の一態様の通信システムは、親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備える。前記親機と前記複数台の子機とはマルチホップ方式で前記パケットを伝送するように構成されている。前記複数台の子機のそれぞれは、通信部と、制御部とを備える。前記制御部は、前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。前記第1のパケットは、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記第2のパケットは、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記制御部は、前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部にビーコン要求を送信させている。前記制御部は、前記ビーコン要求に対するビーコン応答を前記通信部が受信したときに、前記ネットワークへの参入処理を開始するように構成されている。
 本発明の一態様の通信制御方法は、親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備える通信システムの前記子機の通信制御方法である。前記通信システムでは、前記親機と前記複数台の子機とがマルチホップ方式で前記パケットを伝送する。前記通信制御方法は、受信待ち処理と、ビーコン要求送信処理と、参入処理と、を含む。前記受信待ち処理は、前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う処理である。前記第1のパケットは、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記第2のパケットは、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送されるパケットである。前記ビーコン要求送信処理は、前記受信待ち処理において前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを受信したときに、ビーコン要求を送信する処理である。前記参入処理は、前記ビーコン要求に対するビーコン応答を受信すると前記ネットワークに参入するために行う処理である。
 本発明の一態様のプログラムは、コンピュータに、前記通信制御方法を実行させるためのプログラムである。
図1は、本発明の一実施形態に係る通信システムのネットワーク構成図である。 図2Aは、同上の通信システムが備える子機のブロック図である。図2Bは、同上の通信システムが備える親機のブロック図である。 図3は、同上の通信システムが備える子機の動作を説明するフロー図である。 図4は、同上の通信システムが備える子機がネットワークに参入するまでの処理を説明するシーケンス図である。
 以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つにすぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
 (1)概要
 本実施形態に係る通信システム1は、図1に示すように、親機10と、親機10との間でパケットを伝送する複数台(図1では4台)の子機21,22,23,24とを備えている。以下、複数台の子機21~24の各々を特に区別しない場合には「子機20」という。なお、子機20の台数は4台に限定されず、2台以上であれば適宜変更が可能である。
 親機10と複数台の子機20とはマルチホップ方式でパケットを伝送するように構成されている。
 複数台の子機20のそれぞれは、図2Aに示すように、通信部201と、制御部202とを備える。
 制御部202は、親機10を含むネットワークN1に参入していない未参入状態で、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。第1のパケットは、複数台の子機20のうち、自機以外の子機20であって、ネットワークN1への参入処理を行っている子機20と親機10との間で伝送されるパケットである。第2のパケットは、複数台の子機20のうち、自機以外の子機20であって、ネットワークN1への参入処理が完了した子機20と親機10との間で伝送されるパケットである。制御部202は、第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部201が受信したときに、通信部201にビーコン要求を送信させる。制御部202は、ビーコン要求に対するビーコン応答を通信部201が受信したときに、ネットワークN1への参入処理を開始するように構成されている。
 ここにおいて、複数台の子機20のそれぞれが通信装置となる。複数台の子機20のうちの1台を特に通信装置と呼称すると、通信装置(複数台の子機20のうちの1台)と、1台以上の子機(複数台の子機20のうち通信装置となる子機以外の子機)と、親機10とで通信システム1が構成される。図1の例で4台の子機21~24のうち子機22を通信装置とした場合、通信装置(子機22)と子機21,23,24と親機10とで通信システム1が構成され、子機21,23,24及び通信装置(子機22)と親機10との間でマルチホップ方式でパケットが伝送される。換言すれば、複数台の子機20(21~24)のうち特定の子機20を、それ以外の子機20と区別するために通信装置と呼称して、説明を行う。特定の子機20は、例えば、ネットワークN1に未参入で、これからネットワークN1に参入する処理を行う。
 ところで、ネットワークN1に参入していない子機20の制御部202は、他の子機20から送信されたビーコン要求を通信部201が受信したとしても、ビーコン要求に対するビーコン応答を通信部201から送信させない。図1の例で子機21~24が全てネットワークN1に未参入の状態で、子機22がビーコン要求を送信し、このビーコン要求を子機21が受信したとしても、子機21はネットワークN1に未参入のため、ビーコン応答を子機22に送信しない。同様に、子機23,24がビーコン要求を送信し、このビーコン要求を子機22が受信したとしても、子機22は、ネットワークN1に未参入のため、ビーコン要求に対するビーコン応答を子機22には送信しない。そのため、無駄なビーコン要求が送信されることによって、通信トラフィックが増加するという問題がある。
 本実施形態では、通信装置となる子機20の制御部202は、未参入状態で第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部201が受信したときに、通信部201にビーコン要求を送信させる。子機20の通信部201が第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを受信した場合、当該子機20は、自機以外の子機20のうち、ネットワークN1への参入処理を行っている子機20又は参入処理が完了した子機20と通信可能である。したがって、子機20の通信部201が第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを受信したときに、子機20の制御部202が、ビーコン要求を通信部201から送信させれば、ビーコン要求に対するビーコン応答を受信できる可能性が高くなる。よって、ネットワークN1に参入していない子機20が、ネットワークN1に参入するまでにビーコン要求を送信する回数が減少するので、通信トラフィックを低減することができる。
 (2)詳細
 以下、本実施形態の通信装置(子機20)、及び通信システム1について図面を参照して詳しく説明する。
 上述のように、本実施形態の通信システム1は、親機10と、複数台の子機20とを備えている。この通信システム1は、例えば複数の住宅で構成される住宅群で用いられる。このような住宅群は、所定範囲ごと(例えば、半径500mごと)に構成されている。住宅群には親機10が設置されており、複数の住宅の各々に子機20が設置されている。
 本実施形態では、1台の柱上トランスから引き込み線を介して電力が供給される複数の住宅で住宅群が構成されており、この住宅群を構成する複数の住宅のそれぞれに子機20が設置されている。親機10と複数台の子機20とは、柱上トランスに接続された引き込み線に電気的に接続されている。親機10と複数台の子機20とは、例えばG3-PLC規格に準拠した電力線通信(Power Line Communication)方式で通信を行う。
 子機20は、この子機20が設置された住宅に関する所定情報を、親機10に宛てて、電力線通信方式で送信する機能を有する。親機10は、複数の住宅に関する所定情報を複数の子機20からそれぞれ受信し、受信した所定情報を、図示しない上位の管理装置へ光ファイバ回線等を用いて送信する機能を有する。例えば、親機10が、複数の住宅における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を、複数の住宅の子機20からそれぞれ受信する。これにより、親機10と複数の子機20とで遠隔検針システムが構成される。
 この場合、子機20は、例えばスマートメータのように、住宅での電力使用量を計測する計測機能を持ったメータ装置に用いられる。つまり、メータ装置は、電力使用量等を計測する計測モジュール(図示せず)と、子機20とを、1つの筐体に備えている。メータ装置は、計測モジュールの計測結果(検針情報)を、コンセントレータである親機10に子機20から送信する。
 このように、本実施形態では、供給事業者から電力、ガス、水等の資源の供給を受ける需要家施設(customer's facility)に設置された通信装置を子機20として用いる通信システムを例示する。資源の供給を受ける需要家施設は戸建て住宅に限らず、例えば集合住宅の各住戸、店舗、工場、オフィスなどであってもよい。また、親機10が、あらかじめ設定された所定情報を子機20との間で伝送することによって、通信システム1は、各住宅内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各住宅内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。
 この通信システム1では、親機10と複数台の子機20とは、マルチホップ方式でパケットを伝送している。すなわち、通信システム1では、親機10と複数台の子機20との間で直接的又は間接的に通信が行われる。親機10と直接通信できない子機20は、通信可能な他の子機20がパケットを中継する中継器として機能することで、親機10との間で通信を行う。
 図2Aは、本実施形態に係る通信装置(子機20)の機能を示すブロック図である。図2Aでは、複数台の子機21~24のうち任意の1台の子機20を例に通信装置を説明する。つまり、複数台の子機21~24は同一の構成を有しており、子機21~24のそれぞれが通信装置として用いられる。
 子機20は、通信部201と、制御部202とを備える。本実施形態の子機20は、記憶部203と、計時部204とを、更に備える。なお、本実施形態では、子機20は、スマートメータなどのメータ装置に用いられるため、計測モジュールから検針情報を取得するためのインタフェースを更に備えることが好ましい。
 通信部201は、親機10との間で直接又は他の子機20を介してマルチホップ方式でパケットの伝送(送信および受信)を行う。通信部201は、例えばG3-PLC規格に準拠した電力線通信方式で通信を行う通信モジュールを有している。
 記憶部203は、ROM(Read Only Memory)などの不揮発性のメモリ、電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリ、RAM(Random Access Memory)などの揮発性のメモリ、などから選択される記憶デバイスで構成される。電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)や、フラッシュメモリなどである。記憶部203は、自機の識別情報(アドレス)、参入先のネットワークを示すネットワーク識別子、マルチホップ通信のための経路制御に用いる経路情報、通信内容を暗号化又は復号するために用いられる暗号鍵などを記憶する。経路情報は、自機と親機10との間の通信経路に存在する他の子機20の識別情報を少なくとも含む。なお、記憶部203は、例えば親機10によって割り当てられたネットワークN1内での識別番号を記憶してもよい。
 子機20は、例えばCPU(Central Processing Unit)及びメモリを有するマイクロコンピュータを備えている。CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、制御部202の機能が実現される。プログラムは、通信装置(子機20)の工場出荷時にあらかじめメモリに記憶されていてもよいし、メモリカードなどの非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
 計時部204は、例えば、通信部201が第1のパケットを受信した時点からの経過時間を計時する。
 次に、親機10の構成を図2Bに基づいて説明する。
 親機10は、通信部101と、制御部102と、記憶部103とを備える。
 通信部101は、子機20との間でマルチホップ方式でパケットの伝送(送信および受信)を行う。通信部101は、子機20と同様、例えばG3-PLC規格に準拠した電力線通信方式で通信を行う通信モジュールを有している。
 記憶部103は、ROMなどの不揮発性のメモリ、EEPROMなどの電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリ、RAMなどの揮発性のメモリ、などから選択される記憶デバイスで構成される。記憶部103は、親機10を含むネットワークN1に割り当てられたネットワーク識別子、ネットワークN1に参入している子機20の情報、通信内容を暗号化又は復号するために用いられる暗号鍵などを記憶する。なお、ネットワークN1に参入している子機20の情報には、子機20の識別情報、経路情報、子機20に割り当てた識別番号などが含まれる。
 親機10は、例えばCPU及びメモリを有するマイクロコンピュータを備える。CPUがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、制御部102の機能が実現される。プログラムは、親機10の工場出荷時にあらかじめメモリに記憶されていてもよいし、メモリカードなどの非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
 図1は本実施形態の通信システム1のトポロジーを示している。本実施形態の通信システム1は親機10と4台の子機21~24とで構成されている。ここで、子機21は親機10及び子機22と通信可能であり、子機21のホップ数は1である。子機22は、子機21,23,24と通信可能であり、子機22は子機21を介して親機10と通信する。すなわち、子機22のホップ数は2である。子機23,24はそれぞれ子機22と通信可能であり、子機23,24は子機22と子機21とを介して親機10と通信する。すなわち、子機23,24のホップ数は3である。
 次に、本実施形態の通信システム1の動作を図3及び図4に基づいて説明する。
 まず、個々の子機20(通信装置)が、ネットワークN1に参入するまでの動作を、図3のフロー図に基づいて説明する。
 子機20に電源が投入されたり、制御部202のリセット操作が行われたりして、子機20の制御部202が起動すると、制御部202は、親機10を含むネットワークN1に参入するための処理を行う。
 制御部202は、制御部202の起動直後に、通信部201からビーコン要求を1回送信させる(ステップS1)。
 子機20から送信されたビーコン要求が、親機10又はネットワークN1に参入済みの他の子機20によって受信されると、親機10又はネットワークN1に参入済みの他の子機20からビーコン要求に対するビーコン応答が送信される。
 ビーコン要求を送信した子機20の通信部201は、ビーコン応答の受信待ち処理を行う。受信待ち処理において、通信部201が、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信すると(ステップS2のYes)、ネットワークN1に参入する参入処理を開始する(ステップS7)。このように、子機20の制御部202は起動直後に通信部201からビーコン要求を1回送信させている。したがって、子機20が親機10又はネットワークN1に参入済みの子機20と通信可能であれば、当該子機20の通信部201はビーコン要求に対するビーコン応答を受信できる。よって、子機20の制御部202は、通信部201が第1のパケット及び第2のパケットのいずれかを受信するよりも前にビーコン要求を送信でき、ネットワークN1に参入するまでの時間を短縮できる。
 なお、ステップS7におけるネットワークN1への参入処理では、ビーコン要求を送信した子機20と、ビーコン応答を送信してきた親機10又は他の子機20との間で、参入処理のためのパケットが伝送される。なお、他の子機20がビーコン応答を送信してきた場合、ビーコン要求を送信した子機20は、ビーコン応答を送信してきた子機20を含む1台以上の他の子機20を介して親機10との間で、参入処理のためのパケットを交換する。ステップS7の参入処理では、子機20の認証に必要な情報(例えば子機20の識別情報やパスワードなど)を含むパケット、暗号鍵を交換するためのパケット、経路情報を含むルーティングパケットなどが子機20と親機10との間で伝送される。ここにおいて、ステップS7の参入処理で伝送されるパケットが第1のパケットとなる。
 一方、ビーコン要求を送信した子機20の通信部201が、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信しなければ(ステップS2のNo)、当該子機20の制御部202は、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う(ステップS3)。第2のパケットは、ネットワークN1への参入処理が完了した子機20と親機10との間で伝送されるパケットである。第2のパケットには、所定の時間間隔で定期的に伝送されるパケットや、経路探索のためのルーティングパケットなどがある。親機10と子機20との間で定期的に伝送されるパケットとしては、例えば子機20が計測モジュールの計測結果(検針情報)を定期的に送信するパケットや、生存確認のためのハローパケットなどがある。
 ここで、子機20の制御部202は、第1のパケット及び第2のパケットを受信できなければ(ステップS4のNo)、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを継続する(ステップS3)。
 一方、子機20の制御部202は、通信部201によって第1のパケットと第2のパケットとのいずれかが受信されると(ステップS4のYes)、ネットワークN1への参入処理を行っているか又は参入処理が完了した子機20と通信可能であると判断する。そして、子機20の制御部202は、通信部201からビーコン要求を送信させるビーコン要求送信処理を行う(ステップS5)。
 子機20の制御部202は、ビーコン要求に対するビーコン応答が通信部201によって受信されると(ステップS6のYes)、ビーコン応答を送信してきた親機10又は他の子機20との間で、参入処理のためのパケットを交換する(ステップS7)。
 子機20の制御部202は、ビーコン要求に対するビーコン応答を、ビーコン要求の送信時から所定時間が経過するまでに受信できなければ(ステップS6のNo)、ビーコン要求の送信回数と所定の最大送信回数n1との大小を比較する(ステップS8)。
 ここで、ビーコン要求の送信回数が最大送信回数n1以下であれば(ステップS8のNo)、子機20の制御部202はビーコン要求を通信部201から送信させる(ステップS5)。
 一方、ビーコン要求の送信回数が最大送信回数n1を超えていると(ステップS8のYes)、子機20の制御部202は、ビーコン要求の再送信を終了し、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う(ステップS3)。また、子機20の制御部202は、ビーコン要求の送信回数をリセットする。
 次に、本実施形態の通信システム1において、複数台の子機20が、ネットワークN1に参入するまでの動作を図4のシーケンス図に基づいて説明する。なお、図4のシーケンス図に示した通信手順は一例にすぎず、ネットワークN1を構成する子機20の台数などに応じて通信順序は変わる場合がある。
 本実施形態の通信システム1は、親機10と、4台の子機20(21~24)とで構成されている(図1、図3参照)。親機10及び子機21~24に電源が一斉に投入されるなどして、親機10の制御部102及び子機21~24の制御部202が一斉に起動する(ステップS11)。この時点では4台の子機21~24はネットワークN1に参入していない。
 子機21~24の制御部202が起動すると、子機21~24の制御部202はビーコン要求を通信部201から送信させる。図4の例では、最初に子機22がビーコン要求を送信する(ステップS12)。このとき、子機22から送信されたビーコン要求を受信した子機21,23,24はネットワークN1に参入していないため、子機21,23,24はビーコン応答を送信しない。子機22の制御部202は、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信できないため、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちの状態となる。続いて、子機23と子機24とがビーコン要求を送信するが(ステップS13,S14)、子機23及び子機24から送信されたビーコン要求を受信した子機22はネットワークN1に参入していないので、ビーコン応答を送信しない。子機23,24の制御部202は、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信できないため、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちの状態となる。
 その後、子機21の制御部202が通信部201からビーコン要求を送信させると(ステップS15)、子機21から送信されたビーコン要求は親機10によって受信され、親機10から子機21にビーコン応答が送信される(ステップS16)。子機21の制御部202は、通信部201によってビーコン応答が受信されると、親機10との間でネットワークN1に参入するための参入処理を行い(ステップS17)、ネットワークN1に参入する。ネットワークN1への参入処理では、子機21の認証に必要な情報を含むパケットや、暗号鍵を交換するためのパケットや、経路情報を含むルーティングパケットなどが子機21と親機10との間で送受信される。
 ステップS17の参入処理において、子機21が、ネットワークN1への参入処理を行うために親機10に送信したパケット(第1のパケット)は、子機22の通信部201によっても受信される(ステップS18)。子機22の制御部202は、通信部201によって受信された第1のパケットに含まれる子機21の識別情報及びネットワークN1のネットワーク識別子をもとに、子機21がネットワークN1への参入処理を行っていると判断する。そして、子機22の制御部202は、計時部204に所定の待機時間の計時を開始させる。
 計時部204が待機時間の計時を終了すると、すなわち第1のパケットの受信時から待機時間が経過すると、子機22の制御部202は、子機21に宛ててビーコン要求を送信するように通信部201を制御する(ステップS19)。この待機時間は、ネットワークN1への参入処理に必要な時間よりも長い時間に設定されているので、第1のパケットの受信時から待機時間が経過していれば、子機21がネットワークN1に参入する処理が完了していると想定される。ここで、ネットワークN1への参入処理を完了した子機21と親機10との間で伝送される第2のパケットを子機22の通信部201が受信した場合、子機22の制御部202は、待機時間の経過を待たずに通信部201からビーコン要求を送信させればよい。なお、第2のパケットを子機22の通信部201が受信した場合に、子機22の制御部202が、第2のパケットの受信時から待機時間が経過した後に、通信部201からビーコン要求を送信させてもよく、信号が衝突する可能性を低減できる。
 ネットワークN1に参入済みの子機21の通信部201が、子機22から送信されたビーコン要求を受信すると、子機21の制御部202は、通信部201から送信元の子機22へ、ビーコン要求に対するビーコン応答を送信させる(ステップS20)。
 子機22の制御部202は、通信部201によってビーコン応答が受信されると、子機21を介して親機10との間でネットワークN1に参入するための参入処理を行い(ステップS21)、ネットワークN1に参入する。
 ステップS21の参入処理において、ネットワークN1への参入処理を行うために子機22が親機10に送信したパケット(第1のパケット)は、子機23,24の通信部201によっても受信される(ステップS22)。子機23,24の制御部202は、通信部201によって受信された第1のパケットに含まれる子機22の識別情報及びネットワークN1のネットワーク識別子をもとに、子機22がネットワークN1への参入処理を行っていると判断する。そして、子機23,24の制御部202は、計時部204に待機時間の計時を開始させる。
 ここで、子機23の計時部204が子機24の計時部204よりも早く待機時間の計時を終了すると、子機23の制御部202は、子機22に宛ててビーコン要求を送信するように通信部201を制御する(ステップS23)。つまり、子機23の制御部202は、通信部201によって第1のパケットが受信された時点から待機時間T1が経過したタイミングで、子機22に宛ててビーコン要求を送信するように通信部201を制御する。子機22の通信部201が子機23から送信されたビーコン要求を受信すると、子機22の制御部202は、通信部201から送信元の子機23へ、ビーコン要求に対するビーコン応答を送信させる(ステップS24)。
 子機23の制御部202は、通信部201によってビーコン応答が受信されると、子機22と子機21とを介して親機10との間でネットワークN1に参入するための参入処理を行い(ステップS25)、ネットワークN1に参入する。
 なお、複数台の子機20のそれぞれは、信号の衝突を回避するためにCSMA(Carrier Sense Multiple Access)の処理を実行している。子機20は、通信部201にビーコン要求を送信させる前に、通信部201に受信信号の信号レベルを確認させており、受信信号の信号レベルが所定の閾値を超えると、通信部201からの信号送信を中止し、一定時間が経過した時点で信号送信を再開させる。
 したがって、子機24の計時部204が待機時間の計時を終了した時点で、子機23と子機22とが通信を行っていれば、子機24の制御部202は通信部201から信号を送信させない。そして、ステップS25の参入処理が終了した後、子機24の通信部201が第1のパケットを受信した時点から時間T2が経過した時点で、子機24の制御部202は、子機22に宛ててビーコン要求を送信するように通信部201を制御する(ステップS26)。
 子機22の通信部201が子機24から送信されたビーコン要求を受信すると、子機22の制御部202は、通信部201から送信元の子機24へ、ビーコン要求に対するビーコン応答を送信させる(ステップS27)。
 子機24の制御部202は、通信部201によってビーコン応答が受信されると、子機22と子機21とを介して親機10との間でネットワークN1に参入するための参入処理を行い(ステップS28)、ネットワークN1に参入する。
 なお、上記の説明では、複数台の子機20(通信装置)のそれぞれは、ネットワークN1に未参入の状態で第1のパケットを受信すると、ビーコン要求を送信しているが、ネットワークN1に未参入の状態で第2のパケットを受信すると、ビーコン要求を送信してもよい。すなわち、複数台の子機20のそれぞれは、ネットワークN1に未参入の状態で第1のパケット及び第2のパケットのうちのいずれかを受信すると、ビーコン要求を送信すればよい。ここで、ネットワークN1に未参入の状態で子機20の通信部201が第2のパケットを受信した場合、子機20の制御部202は、待機時間の経過を待たずに通信部201からビーコン要求を送信させてもよく、ネットワークN1に参入するまでの時間を短縮できる。なお、ネットワークN1に未参入の状態で子機20の通信部201が第2のパケットを受信した場合、子機20の制御部202は、第2のパケットの受信時から待機時間が経過した後に、通信部201からビーコン要求を送信させてもよい。これにより、通信部201から送信されるビーコン要求が、第2のパケットなどのパケットと衝突する可能性が低くなる。
 以上のようにして、子機21~24はネットワークN1への参入を完了し、以後は子機21~24と親機10との間でマルチホップ方式でパケットの伝送が行われる。
 なお、図4のシーケンス図は4台の子機20が一斉に起動した場合の動作を示しているが、親機10と子機20とでネットワークN1が構成されている状態で、ネットワークN1に1乃至複数台の子機20が新規に参入してもよい。この場合も、ネットワークN1に新規に参入する子機20の制御部202は、起動直後に通信部201にビーコン要求を1回送信させる。ここで、子機20の制御部202は、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信できれば、ネットワークN1への参入処理を開始する。一方、子機20の制御部202は、ビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン応答を受信できなければ、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。そして、子機20の制御部202は、第1のパケット及び第2のパケットのうちのいずれかを通信部201が受信すると、通信部201からビーコン要求を送信させており、ビーコン応答を受信できればネットワークN1への参入処理を開始する。
 (3)変形例
 本実施形態では、子機20の制御部202は、制御部202の起動直後に通信部201にビーコン要求を1回送信させているが、所定時間内にビーコン応答を受信できなければ、通信部201にビーコン要求を複数回送信させてもよい。そして、通信部201がビーコン要求を送信してから所定時間内、つまりビーコン要求の送信時から所定時間内に、ビーコン応答を通信部201が受信しないときは、制御部202が第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行うように構成されてもよい。電磁ノイズの影響によって通信環境が一時的に悪化した場合でも、子機20(通信装置)が、ビーコン要求に対するビーコン応答を受信できる確率が高くなる。
 また、本実施形態では、第1のパケット及び第2のパケットには、送信元アドレス(送信元の子機20の識別情報)と、送信先アドレス(識別情報)と、親機10を含むネットワークN1に割り当てられたネットワーク識別子が含まれている。また、子機20の記憶部203には、当該子機20が参入するネットワークN1のネットワーク識別子があらかじめ登録されている。ここで、子機20の制御部202は、ネットワーク識別子をもとに、自機の参入先のネットワークN1に参入中又は参入済みの子機20から第1のパケット又は第2のパケットを受信した場合のみ、ビーコン要求を送信してもよい。すなわち、子機20の制御部202は、ネットワークN1に未参入の状態で、第1のパケット又は第2のパケットを通信部201が受信した場合、受信したパケットに含まれるネットワーク識別子をもとに、参入先のネットワークN1か否かを判断する。そして、子機20の制御部202は、通信部201が受信したパケット(第1のパケット又は第2のパケット)に含まれるネットワーク識別子が記憶部203に記憶されたネットワーク識別子に一致すれば、通信部201からビーコン要求を送信させる。これにより、子機20の通信部201が、参入先のネットワークN1とは異なるネットワークの子機又は親機から第1のパケット又は第2のパケットを受信した場合、当該子機20の制御部202は通信部201からビーコン要求を参入させない。したがって、子機20は、記憶部203に記憶されているネットワーク識別子に対応したネットワークN1に参入することができる。
 また本実施形態において、ネットワークN1に未参入の状態で第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部201が受信したときに、制御部202は、第1条件及び第2条件のいずれかが成立すると、通信部201にビーコン要求を送信させてもよい。第1条件とは、通信部201が受信したパケットの信号強度が第1閾値を超えるという条件である。第2条件とは、通信部201が受信したパケットの通信品質の評価値が第2閾値を超えるという条件である。第1閾値及び第2閾値は、記憶部203に予め設定されている。
 例えば、通信部201は、受信信号の信号強度を測定する機能を有している。制御部202は、通信部201が受信したパケットの信号強度を通信部201から取得し、この信号強度が第1閾値を超えていれば、通信部201にビーコン要求を送信させる。また、通信部201は、通信品質の評価値として受信信号の信号対雑音比(SN比)を求める機能を有していてもよい。制御部202は、通信部201が受信したパケットの信号対雑音比を通信部201から取得し、この信号対雑音比が第2閾値を超えていれば、通信部201にビーコン要求を送信させる。なお、子機20は、通信品質の評価値として受信信号の信号対雑音比を測定しているが、信号耐雑音比以外に通信速度などを評価値として求めてもよい。
 このように、通信装置の制御部202は、受信したパケットの信号強度が第1閾値を超えているか、又は、通信品質の評価値が第2閾値を超えている場合に、通信部201にビーコン要求を送信させている。したがって、通信装置は、ネットワークN1に参入した後に通信環境が良好な通信経路で通信を行うことができる。
 また、本実施形態の通信システム1において、複数台の子機20が一斉に起動するのは、電源が一斉に投入される場合に限定されず、例えばリセット信号を含むパケットを全ての子機20に送信して、複数台の子機20を一斉に再起動させる場合も含む。
 また、本実施形態の通信システム1では、親機10及び子機20が、電力線通信方式でパケットを伝送しているが、親機10及び子機20が行う通信の通信方式は電力線通信方式に限定されない。例えば、親機10及び子機20は、無線局の免許が不要な近距離の無線通信方式でパケットを伝送してもよい。この種の無線通信方式としては、例えば、Wi-SUN(登録商標)(Wireless Smart Utility Network)規格に準拠した無線通信方式などがある。
 本実施形態の通信システム1では子機20の台数が4台であったが、通信装置となる子機20の台数は4台に限定されず、通信システム1の規模に応じて適宜変更が可能である。
 (4)まとめ
 以上説明したように、第1の態様の通信装置(20~24)は、親機(10)と、通信装置(複数台の子機(20~24)のうちの1台)と、1台以上の子機(複数台の子機(20~24)のうち通信装置以外の子機(20~24)とを備える通信システム(1)の通信装置である。通信システム(1)では、1台以上の子機(20~24)及び通信装置(20~24)と親機(10)との間でマルチホップ方式でパケットが伝送される。通信装置(20~24)は、通信部(201)と、制御部(202)とを備える。通信部(201)は、直接又は1台以上の子機(20~24)を介して、親機(10)にマルチホップ方式でパケットを伝送するように構成される。制御部(202)は、親機(10)を含むネットワーク(N1)に参入していない未参入状態で、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。第1のパケットは、1台以上の子機(20~24)のうちネットワーク(N1)への参入処理を行っている子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。第2のパケットは、1台以上の子機(20~24)のうちネットワーク(N1)への参入処理が完了した子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。制御部(202)は、第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したときに、通信部(201)にビーコン要求を送信させている。制御部(202)は、ビーコン要求に対するビーコン応答を通信部(201)が受信したときに、ネットワーク(N1)への参入処理を開始するように構成されている。
 換言すれば、第1の態様の通信装置(20~24)は、親機(10)と、複数台の子機(20~24)とを備える通信システム(1)に複数台の子機(20~24)の1つとして用いられる。第1のパケットは、複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理を行っている子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。第2のパケットは、
複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理が完了した子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである。
 第1の態様によれば、通信装置(20~24)の制御部(202)は、ネットワーク(N1)に参入していない未参入状態で第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したときに、通信部(201)にビーコン要求を送信させている。通信装置(20~24)が第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを受信した場合、ネットワーク(N1)への参入処理を行っているか、参入処理を完了している子機(20~24)と通信装置(20~24)が通信可能であると想定される。したがって、通信装置(20~24)の通信部(201)がビーコン応答を受信できる確率が高くなり、通信装置(20~24)がネットワーク(N1)に参入するまでにビーコン要求を送信する回数が少なくなるため、通信トラフィックを低減することができる。
 第2の態様の通信装置(20~24)は、第1の態様において、制御部(202)は、未参入状態で第1のパケットを通信部(201)が受信したときは、第1のパケットの受信時から待機時間が経過したタイミングで、ビーコン要求を通信部(201)に送信させるように構成されてもよい。なお、待機時間は、ネットワーク(N1)に参入するための参入処理にかかる時間よりも長い。
 第2の態様によれば、第1のパケットの受信時から待機時間が経過していれば、第1のパケットの送信元である子機(20~24)がネットワーク(N1)への参入処理を完了している可能性が高くなるので、通信装置(20~24)の通信部(201)がビーコン応答を受信できる確率が高くなる。したがって、通信装置(20~24)がネットワーク(N1)に参入するまでにビーコン要求を送信する回数が少なくなるため、通信トラフィックを低減することができる。
 第3の態様の通信装置(20~24)は、第1又は第2の態様において、制御部(202)は、制御部(202)の起動直後に、通信部(201)にビーコン要求を送信させてもよい。制御部(202)は、通信部(201)がビーコン要求の送信時から所定時間内にビーコン要求に対するビーコン応答を受信しないときは、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行うように構成されてもよい。
 第3の態様によれば、通信装置(20~24)の制御部(202)は、制御部(202)の起動直後に通信部(201)にビーコン要求を送信させているので、親機(10)又はネットワークN1に参入済みの子機(20~24)と通信可能であれば、ビーコン要求に対するビーコン応答を受信できる。したがって、通信装置(20~24)の制御部(202)は、通信部(201)が第1のパケット及び第2のパケットのいずれかを受信するよりも前にビーコン要求を送信でき、ネットワーク(N1)に参入するまでの時間を短縮できる。
 第4の態様の通信装置(20~24)は、第1~第3のいずれかの態様において、参入先のネットワーク(N1)を示すネットワーク識別子を記憶する記憶部(203)を、更に備えてもよい。第1のパケット及び第2のパケットには親機(10)を含むネットワーク(N1)のネットワーク識別子が含まれている。制御部(202)は、未参入状態で第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したとき、通信部(201)が受信したパケットに含まれるネットワーク識別子と、記憶部(203)に記憶されているネットワーク識別子とが一致するか否かを判断する。そして、制御部(202)は、両者が一致すると、通信部(201)にビーコン要求を送信させる。
 第4の態様によれば、通信装置(20~24)の制御部(202)は、記憶部(203)に記憶されたネットワーク識別子に対応するネットワークに参入することができる。
 第5の態様の通信装置(20~24)では、第1~第4のいずれかの態様において、未参入状態で第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したときに、制御部(202)は、第1条件及び第2条件のいずれかが成立すると、以下の処理を行うことも好ましい。第1条件とは、通信部(201)が受信したパケットの信号強度が第1閾値を超えるという条件である。第2条件とは、通信部(201)が受信したパケットの通信品質の評価値が第2閾値を超えるという条件である。制御部(202)は、第1条件及び第2条件のいずれかが成立すると、通信部(201)にビーコン要求を送信させる。
 第5の態様によれば、通信装置の制御部(202)は、受信したパケットの信号強度が第1閾値を超えるか、又は、通信品質の評価値が第2閾値を超える場合に、通信部(201)にビーコン要求を送信させている。したがって、通信装置は、ネットワーク(N1)に参入した後に通信環境が良好な通信経路で通信を行うことができる。
 第6の態様の通信システム(1)は、親機(10)と、親機(10)との間でパケットを伝送する複数台の子機(20~24)とを備える。親機(10)と複数台の子機(20~24)とはマルチホップ方式でパケットを伝送するように構成されている。複数台の子機(20~24)のそれぞれは、通信部(201)と、制御部(202)とを備える。制御部(202)は、親機(10)を含むネットワーク(N1)に参入していない未参入状態で第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う。第1のパケットは、複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理を行っている子機(20~24)と、親機(10)との間で伝送されるパケットである。第2のパケットは、複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理が完了した子機(20~24)と、親機(10)との間で伝送されるパケットである。制御部(202)は、第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを通信部(201)が受信したときに、通信部(201)にビーコン要求を送信させる。制御部(202)は、ビーコン要求に対するビーコン応答を通信部(201)が受信したときに、ネットワーク(N1)への参入処理を開始するように構成されている。
 第6の態様によれば、通信トラフィックを低減することができる。
 第7の態様の通信制御方法は、親機(1)と、親機(10)との間でパケットを伝送する複数台の子機(20~24)とを備える通信システム(1)の子機(20~24)の通信制御方法である。通信システム(1)では、親機(10)と複数台の子機(20~24)とがマルチホップ方式でパケットを伝送する。この通信制御方法は、受信待ち処理と、ビーコン要求送信処理と、参入処理と、を含む。受信待ち処理は、親機(10)を含むネットワーク(N1)に参入していない未参入状態で、第1のパケット及び第2のパケットの受信待ちを行う処理である。第1のパケットは、複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理を行っている子機(20~24)と親機(10)との間で伝送されるパケットである、第2のパケットは、複数台の子機(20~24)のうち自機以外の子機(20~24)であってネットワーク(N1)への参入処理が完了した子機(20~24)と親機(20)との間で伝送されるパケットである。ビーコン要求送信処理は、受信待ち処理において第1のパケットと第2のパケットとのいずれかを受信したときに、ビーコン要求を送信する処理である。参入処理は、ビーコン要求に対するビーコン応答を受信するとネットワーク(N1)に参入するために行う処理である。
 第8の態様のプログラムは、コンピュータに、第7の態様に記載の通信制御方法を実行させるためのプログラムである。
 10 親機
 20,21,22,23,24 子機
 101,201 通信部
 102,202 制御部
 103,203 記憶部
 204 計時部

Claims (8)

  1.  親機と、複数台の子機とを備え、前記複数台の子機と前記親機との間でマルチホップ方式でパケットが伝送される通信システムに前記複数台の子機の1つとして用いられる通信装置であって、
     通信部と、制御部とを備え、
     前記通信部は、直接又は前記複数台の子機のうち自機以外の子機を介して、前記親機にマルチホップ方式で前記パケットを伝送するように構成され、
     前記制御部は、前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送される第1のパケット、及び前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送される第2のパケットの受信待ちを行い、前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部にビーコン要求を送信させており、
     前記制御部は、前記ビーコン要求に対するビーコン応答を前記通信部が受信したときに、前記ネットワークへの参入処理を開始するように構成されている、
     ことを特徴とする通信装置。
  2.  前記制御部は、前記未参入状態で前記第1のパケットを前記通信部が受信したときは、前記第1のパケットの受信時から前記参入処理にかかる時間よりも長い待機時間が経過したタイミングで、前記ビーコン要求を前記通信部に送信させるように構成されている、
     ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3.  前記制御部は、前記制御部の起動直後に、前記通信部に前記ビーコン要求を送信させ、
     前記制御部は、前記通信部が前記ビーコン要求の送信時から所定時間内に前記ビーコン要求に対する前記ビーコン応答を受信しないときは、前記第1のパケット及び前記第2のパケットの受信待ちを行うように構成されている、
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載の通信装置。
  4.  参入先のネットワークを示すネットワーク識別子を記憶する記憶部を、更に備えており、
     前記第1のパケット及び前記第2のパケットには前記親機を含む前記ネットワークのネットワーク識別子が含まれており、
     前記制御部は、前記未参入状態で前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部が受信したパケットに含まれているネットワーク識別子と、前記記憶部に記憶されているネットワーク識別子とが一致すると、前記通信部に前記ビーコン要求を送信させるように構成されている、
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5.  前記制御部は、前記未参入状態で前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部が受信したパケットの信号強度が第1閾値を超えるか、又は前記通信部が受信したパケットの通信品質の評価値が第2閾値を超えると、前記通信部に前記ビーコン要求を送信させるように構成されている、
     ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の通信装置。
  6.  親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、
     前記親機と前記複数台の子機とはマルチホップ方式で前記パケットを伝送するように構成されており、
     前記複数台の子機のそれぞれは、通信部と、制御部とを備え、
     前記制御部は、前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送される第1のパケット、及び前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送される第2のパケットの受信待ちを行い、前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを前記通信部が受信したときに、前記通信部にビーコン要求を送信させており、
     前記制御部は、前記ビーコン要求に対するビーコン応答を前記通信部が受信したときに、前記ネットワークへの参入処理を開始するように構成されている、
     ことを特徴とする通信システム。
  7.  親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、
     前記親機と前記複数台の子機とがマルチホップ方式で前記パケットを伝送する通信システムの前記子機の通信制御方法であって、
     前記親機を含むネットワークに参入していない未参入状態で、前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理を行っている子機と前記親機との間で伝送される第1のパケット、及び前記複数台の子機のうち自機以外の子機であって前記ネットワークへの参入処理が完了した子機と前記親機との間で伝送される第2のパケットの受信待ちを行う受信待ち処理と、
     前記受信待ち処理において前記第1のパケットと前記第2のパケットとのいずれかを受信したときに、ビーコン要求を送信するビーコン要求送信処理と、
     前記ビーコン要求に対するビーコン応答を受信すると前記ネットワークに参入するために行う参入処理と、を含む
     通信制御方法。
  8.  コンピュータに、請求項7に記載の通信制御方法を実行させるためのプログラム。
     
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