WO2020189404A1 - 監視システム - Google Patents

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WO2020189404A1
WO2020189404A1 PCT/JP2020/010251 JP2020010251W WO2020189404A1 WO 2020189404 A1 WO2020189404 A1 WO 2020189404A1 JP 2020010251 W JP2020010251 W JP 2020010251W WO 2020189404 A1 WO2020189404 A1 WO 2020189404A1
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WO
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monitoring
communication
unit
terminal
response
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PCT/JP2020/010251
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English (en)
French (fr)
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陽平 片山
鈴木　賢司
一光 坂元
洋輔 藤野
浩之 福本
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0805—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability
    • H04L43/0817—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability by checking functioning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
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    • G06F11/3055—Monitoring arrangements for monitoring the status of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring if the computing system is on, off, available, not available
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level

Definitions

  • the present invention relates to a monitoring system.
  • Non-Patent Document 1 SNMP (Simple Network Management Protocol) has been used to monitor communication infrastructure (see Non-Patent Document 1).
  • the monitoring device performs status monitoring by constantly acquiring status information from the device to be monitored.
  • Such monitoring using SNMP is also used in IoT (Internet of Things) devices such as sensors.
  • LPWA Low Power Wide Area
  • Many terminals that use LPWA are battery-powered, and the battery capacity is extremely small. Therefore, when responding to the steady monitoring communication by the monitoring using SNMP, the battery life of the terminal using LPWA is remarkably deteriorated. Therefore, when monitoring the state of a terminal that uses LPWA, it is required to suppress the power consumption of the terminal that communicates with low power. It should be noted that such a problem occurs not only in monitoring using SNMP but also in monitoring using other monitoring communication protocols.
  • an object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the power consumption of a terminal that communicates with low power.
  • One aspect of the present invention is a monitoring system including a monitoring agent that holds information about a communication state of a low power terminal that communicates with low power and a monitoring device that monitors the state of the low power terminal.
  • the device includes a requesting unit that requests information on the communication status of the low power terminal, and the monitoring agent responds to a request from the monitoring device based on the information on the communication status of the low power terminal.
  • It is a monitoring system including a response generation unit for generating and a transmission unit for transmitting the response to the monitoring device.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned monitoring system, in which the monitoring agent groups a plurality of the low-power terminals with one address information, and the response generation unit requests from the monitoring device in units of groups. Generate a response according to.
  • the monitoring device further includes a state determination unit that determines the state of the low power terminal based on the information included in the response, and the state determination unit. Performs any or all of congestion determination, communication quality estimation, and failure determination as status monitoring of the low power terminal based on the information included in the response.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned monitoring system, and based on the result of the state monitoring, the setting control of the relay device to which the low-power terminal is connected, the network design control, and the setting control of the low-power terminal. It further includes a setting design control unit that performs any or all of them.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned monitoring system, in which the state determination unit calculates a resource utilization rate and another system interference amount based on the traffic amount in the group and the interference time rate of other systems, and within the group.
  • the communication quality in the group is estimated based on the communication frequency and the received signal strength, and the failure location in the group is estimated based on the communication frequency and the packet loss rate.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned monitoring system, in which the setting design control unit sets a channel or transmits and outputs in the relay device according to a resource utilization rate, communication quality, an amount of interference with other systems, or a failure location. , The communication path in the group including the relay device and the low power terminal, or the setting of the low power terminal is controlled.
  • One aspect of the present invention is the above-mentioned monitoring system, in which the setting design control unit relays so as to level the communication load based on any of the resource utilization rate, the communication quality, and the interference amount of other systems.
  • the number of devices is increased or decreased, or the arrangement of the relay device is changed as the network design control.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a system configuration of the monitoring system 100 in the present invention.
  • the monitoring system 100 includes an LPWA terminal 10, a relay device 20, a monitoring agent 30, a monitoring device 40, and a user server 50.
  • the monitoring system 100 may include two or more LPWA terminals 10 and a relay device 20.
  • the LPWA terminal 10 is driven by a battery and communicates with the relay device 20 using LPWA.
  • the LPWA terminal 10 is, for example, a sensor that measures the environment.
  • the environment is, for example, temperature, humidity, amount of water, and the like.
  • the LPWA terminal 10 periodically (for example, every 10 minutes, every hour) transmits the measurement result to the relay device 20.
  • the measurement result includes the terminal ID, the terminal address, and the measured value.
  • the LPWA terminal 10 is not limited to the sensor, and may be any terminal as long as it uses LPWA and is battery-powered.
  • any of LoRa (registered trademark), SIGFOX (registered trademark), and NB-IoT (Narrow Band IoT) may be used.
  • the relay device 20 keeps a record of data communication with the LPWA terminal 10 connected to its own device, and periodically transmits it to the monitoring agent 30.
  • the data communication record includes a terminal ID, a terminal address, a communication recording time, a received signal strength (radio wave strength), a radio channel, a payload size, and the like. Further, the relay device 20 transmits the information transmitted from the user server 50 to the LPWA terminal 10. Further, the relay device 20 changes the setting of its own device based on the information transmitted from the monitoring device 40.
  • the monitoring agent 30 keeps a record of data communication transmitted from the relay device 20.
  • the monitoring agent 30 creates a response in response to the monitoring request transmitted from the monitoring device 40, and transmits the created response to the monitoring device 40.
  • the monitoring agent 30 transmits information on the communication status of the LPWA terminal 10 to the monitoring device 40 as a response on behalf of the LPWA terminal 10.
  • the monitoring agent 30 is configured by using an information processing device such as a notebook computer, a personal computer, a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, or a game device.
  • the monitoring device 40 implements a monitoring communication protocol (for example, SNMP) and requests the monitoring agent 30 to transmit a data communication record.
  • the monitoring device 40 monitors the status of the LPWA terminal 10 and the relay device 20 based on the obtained data communication record.
  • the condition monitoring is, for example, congestion determination, communication quality estimation, and failure determination.
  • the monitoring device 40 performs setting control of the relay device 20, network design control, and setting control of the LPWA terminal 10 based on the result of the state monitoring.
  • the monitoring device 40 is configured by using an information processing device such as a notebook computer, a personal computer, a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, or a game device.
  • the monitoring device 40 monitors the status of the LPWA terminal 10 and the relay device 20 belonging to the group on a group-by-group basis.
  • the unit of the group does not have to be particularly limited. For example, it may be composed of LPWA terminals 10 connected to the same relay device 20, or a group of a plurality of relay devices 20 may belong to one group. In the following description, a case where status monitoring is performed in a group unit composed of LPWA terminals 10 connected to the same relay device 20 will be described as an example.
  • Each group is identified to the monitoring agent 30 by an IP address assigned to identify the group.
  • the user server 50 controls the setting of the LPWA terminal 10 via the relay device 20 in response to an instruction from the monitoring device 40.
  • the user server 50 is configured by using an information processing device such as a notebook computer, a personal computer, a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, or a game device.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram showing a functional configuration of the monitoring agent 30 in the embodiment.
  • the monitoring agent 30 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and executes a monitoring program. By executing the monitoring program, the monitoring agent 30 functions as a device including a first communication unit 31, a control unit 32, a storage unit 33, and a second communication unit 34. All or part of each function of the monitoring agent 30 may be realized by using hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the monitoring program may also be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium is, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, the monitoring program may be transmitted and received via a telecommunication line.
  • the first communication unit 31 communicates with the relay device 20.
  • the first communication unit 31 receives the data communication record from the relay device 20.
  • the control unit 32 is configured by using a processor such as a CPU and a memory.
  • the control unit 32 functions as a data recording unit 321 and a response generation unit 322.
  • the data recording unit 321 associates a predetermined IP address corresponding to the terminal ID with the data communication record received by the first communication unit 31 and records it in the storage unit 33.
  • a predetermined IP address is associated with each terminal ID in advance. For example, the same IP address is associated with the terminal ID of the LPWA terminal 10 belonging to one group. This makes it possible to manage information on a group basis.
  • the response generation unit 322 generates a response in response to the monitoring request transmitted from the monitoring agent 30.
  • the storage unit 33 stores the association database 331, the communication record database 332, and the analysis table 333.
  • the storage unit 33 is configured by using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the association database 331 has the configuration shown in FIG. 3, and is a database in which a terminal ID and an IP address are registered in association with each other.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the association database 331.
  • the association database 331 has a plurality of records representing information regarding the association between the terminal ID and the IP address.
  • the record has each value of the terminal ID and the IP address.
  • the terminal ID represents identification information for identifying the LPWA terminal 10.
  • the IP address represents an IP address to be associated with the terminal ID.
  • the IP address is an IP address assigned to the monitoring agent 30.
  • a plurality of terminal IDs are registered in the correspondence database 331. These terminal IDs are "ED-1" and "ED-2".
  • the record registered in the uppermost stage of the association database 331 has a terminal ID value of “ED-1” and an IP address value of “vvv”. That is, it is shown that the IP address "vvv" is associated with the data communication record relating to the LPWA terminal 10 identified by the terminal ID "ED-1".
  • the communication record database 332 has the configuration shown in FIG. 4, and is a database in which information related to data communication records is registered.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the communication record database 332.
  • the communication record database 332 has a plurality of records representing information regarding data communication records.
  • the record has values of terminal ID, IP address, communication recording time, received signal strength, radio channel and payload size.
  • the terminal ID represents identification information for identifying the LPWA terminal 10.
  • the IP address represents an IP address to be associated with the terminal ID.
  • the communication recording time represents the time when the measurement result is received by the relay device 20.
  • the received signal strength represents the signal strength when the measurement result is received by the relay device 20.
  • the wireless channel represents a channel when the measurement result is received by the relay device 20.
  • the payload size represents the size of the payload of the measurement result received by the relay device 20.
  • a plurality of terminal IDs are registered in the communication record database 332. These terminal IDs are "ED-1” and "ED-2".
  • the records registered in the uppermost stage of the communication record database 332 have a terminal ID value of "ED-1”, an IP address value of "vvv”, a communication recording time value of "YYMMDD”, and receive.
  • the signal strength value is "-100 dB”
  • the radio channel value is "CH1”
  • the payload size value is "100byte”. That is, the IP address "vvv” is associated with the data communication record relating to the LPWA terminal 10 identified by the terminal ID "ED-1”, the time when the measurement result is received is "YYMMDD", and the measurement result. Is received, the signal strength is "-100 dB", the channel when the measurement result is received is “CH1", and the size of the payload of the measurement result is "100byte”. ..
  • the analysis table 333 has the configuration shown in FIG. 5, and is a database in which the information specified by the monitoring communication protocol and the information after analysis are registered in association with each other.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of analysis table 333.
  • the analysis table 333 has a plurality of records in which the information specified by the monitoring communication protocol and the information after analysis are associated with each other.
  • the record has each value of the monitoring communication protocol attribute name and the communication record database column name.
  • the monitoring communication protocol attribute name represents an identifier of individual information specified by the monitoring communication protocol.
  • the monitoring communication protocol attribute name is OID.
  • the communication record database column name represents the name of the column of the communication record database 332 corresponding to the monitoring communication protocol attribute name.
  • a plurality of monitoring communication protocol attribute names are registered in the analysis table 333.
  • the attribute names of these monitoring communication protocols are "1.3.6.1.4.1.1.1.1.1.1.0” and "1.3.6.1.4.1.1.1.1.2". It is 0.0 ".
  • the records registered at the top of the analysis table 333 have a monitoring communication protocol attribute name value of "ED-1", an IP address value of "vvv”, and a communication recording time value of "1".
  • 3.6.1.4.1.1.1.1.0 the value of the communication record database column name is” received signal strength ". That is, when the identifier of the information specified by the monitoring communication protocol is "1.3.6.1.4.1.1.1.1.1.1.0", the information indicated by the identifier is "received signal strength". It is expressed as ".
  • the second communication unit 34 communicates with the monitoring device 40.
  • the second communication unit 34 receives the monitoring request from the monitoring device 40, and transmits the information specified in the received monitoring request to the monitoring device 40 as a response.
  • the monitoring request includes a destination IP address and a monitoring communication protocol attribute name.
  • the monitoring request may include a plurality of monitoring protocol attribute names.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram showing a functional configuration of the monitoring device 40 according to the embodiment.
  • the monitoring device 40 includes a CPU, a memory, an auxiliary storage device, and the like connected by a bus, and executes a monitoring program. By executing the monitoring program, the monitoring device 40 functions as a device including a first communication unit 41, a control unit 42, a storage unit 43, a second communication unit 44, and a display unit 45.
  • all or a part of each function of the monitoring device 40 may be realized by using hardware such as ASIC, PLD and FPGA.
  • the monitoring program may also be recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium is, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, the monitoring program may be transmitted and received via a telecommunication line.
  • the first communication unit 41 communicates with the monitoring agent 30.
  • the first communication unit 41 transmits a monitoring request to the monitoring agent 30, and receives a response to the monitoring request from the monitoring agent 30.
  • the control unit 42 is configured by using a processor such as a CPU and a memory.
  • the control unit 42 functions as an information request unit 421, a congestion determination unit 422, a communication quality estimation unit 423, a failure determination unit 424, a relay device setting control unit 425, a design control unit 426, a terminal setting control unit 427, and a display control unit 428. To do.
  • the information requesting unit 421 requests the monitoring agent 30 for information regarding the communication of the LPWA terminal 10. Specifically, the information requesting unit 421 generates a monitoring request and transmits the generated monitoring request to a predetermined address to request information on the communication of the LPWA terminal 10.
  • the congestion determination unit 422 performs the congestion determination process based on the information regarding the communication of the LPWA terminal 10 included in the response.
  • the congestion determination process is a process for determining whether or not congestion is occurring in a group.
  • the congestion determination process either or both of the congestion determination based on the interference amount of other systems and the congestion determination based on the resource utilization rate is executed.
  • the communication quality estimation unit 423 estimates the communication quality based on the communication information of the LPWA terminal 10 included in the response. Specifically, the communication quality estimation unit 423 acquires the call loss rate and the received signal strength of the communication from each LPWA terminal 10, and adds up the acquired call loss rate and the received signal strength for 10 minutes for all LPWA terminals in the group. Determine if the group as a whole meets a predetermined service level.
  • the failure determination unit 424 performs the failure determination process based on the information related to the communication of the LPWA terminal 10 included in the response.
  • the failure determination process is a process for determining the presence or absence of a failure in the group and the cause of the failure.
  • the failure determination unit 424 causes the communication failure to be caused by the relay device 20, based on the alive state of the relay device 20 and the communication arrival rate from the plurality of LPWA terminals 10 capable of communicating with the relay device 20. It is determined whether the communication quality of the wireless section is derived from the LPWA terminal 10.
  • the relay device setting control unit 425 controls the setting of the relay device 20 based on the result of the status monitoring. Specifically, the relay device setting control unit 425 controls the channel setting of the relay device 20 and the setting of the relay device 20 such as the transmission power by using the resource utilization rate calculated from the monitoring result.
  • the design control unit 426 controls the network design based on the result of the condition monitoring. Specifically, the design control unit 426 presents an increase / decrease or arrangement change of the relay device 20 or another network device in the group so as to level the communication load.
  • the terminal setting control unit 427 controls the setting of the LPWA terminal 10 or the user application based on the result of the status monitoring. Specifically, the terminal setting control unit 427 controls the setting of the LPWA terminal 10 or the user application by using the congestion information and the life and death information indicated by the result of the state monitoring.
  • the display control unit 428 controls the display unit 45. For example, the display control unit 428 may display an example of the arrangement change by the design control unit 426.
  • the storage unit 43 stores the device information database 431 and the station information database 432.
  • the storage unit 43 is configured by using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device.
  • the device information database 431 stores the information obtained from the monitoring agent 30 in association with the terminal ID.
  • the station information database 432 is a database in which information regarding the arrangement position of each device is registered.
  • the identification information of each device LPWA terminal 10 and relay device 20
  • the identification information of each device is information for identifying each of the LPWA terminal 10 and the relay device 20.
  • the identification information of the LPWA terminal 10 may be the MAC address of the LPWA terminal 10 or the information unique to each LPWA terminal 10.
  • the identification information of the relay device 20 may be the MAC address of the relay device 20, or may be information unique to each relay device 20.
  • the arrangement position represents information on the position where the LPWA terminal 10 and the relay device 20 are arranged.
  • the placement position is latitude and longitude.
  • the second communication unit 44 communicates with the relay device 20 and the user server 50.
  • the display unit 45 is an image display device such as a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or a CRT (Cathode Ray Tube) display.
  • the display unit 45 displays the monitoring device 40.
  • the display unit 45 may be an interface for connecting the image display device to the monitoring device 40. In this case, the display unit 45 generates a video signal for displaying the monitoring device 40, and outputs the video signal to the image display device connected to itself.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing the flow of the monitoring system 100 in the embodiment.
  • the LPWA terminal 10 measures the environment (step S101).
  • the LPWA terminal 10 periodically transmits the measurement result to the relay device 20 (step S102).
  • the relay device 20 receives the measurement result transmitted from the LPWA terminal 10.
  • the relay device 20 acquires the reception time of the measurement result and measures the reception signal strength.
  • the relay device 20 associates the reception time, the received signal strength, the radio channel, and the payload size with the measurement result, and records the measurement result as a data communication record (step S103).
  • the above steps S101 to 103 are periodically executed.
  • the relay device 20 periodically transmits the data communication record to the monitoring agent 30 (step S104).
  • the first communication unit 31 of the monitoring agent 30 receives the data communication record transmitted from the relay device 20.
  • the first communication unit 31 outputs the received data communication record to the data recording unit 321.
  • the data recording unit 321 associates the data communication record with the IP address based on the data communication record and the association database 331 (step S105). Specifically, first, the data recording unit 321 reads the association database 331 from the storage unit 33. Next, the data recording unit 321 refers to the item of the terminal ID of the read association database 331, and acquires the record corresponding to the terminal ID included in the data communication record. Next, the data recording unit 321 acquires the IP address registered in the item of the IP address of the acquired record. Then, the data recording unit 321 newly registers the acquired IP address in the communication record database 332 in association with the data communication record.
  • the information request unit 421 of the monitoring device 40 generates a monitoring request based on the monitoring communication protocol at a user's instruction or a predetermined timing.
  • the information request unit 421 controls the first communication unit 41 to transmit the generated monitoring request to the destination monitoring agent 30 (step S106).
  • the second communication unit 34 receives the monitoring request transmitted from the monitoring device 40.
  • the second communication unit 34 outputs the received monitoring request to the response generation unit 322.
  • the response generation unit 322 generates a response in response to the monitoring request (step S107). Specifically, first, the response generation unit 322 reads out the analysis table 333 stored in the storage unit 33. Next, the response generation unit 322 analyzes the monitoring protocol attribute name included in the monitoring request with reference to the read analysis table 333. For example, when the value of "1.3.6.1.4.1.1.1.1.1.1.0" is included in the monitoring request as the monitoring communication protocol attribute name, the response generation unit 322 reads it out.
  • the response generation unit 322 refers to the IP address of the communication record database 332 and acquires the record corresponding to the IP address included in the monitoring request. Next, the response generation unit 322 acquires the value of the item corresponding to the analyzed column name among the items registered in the acquired record. Then, the response generation unit 322 generates a response including the value of the item corresponding to the acquired analyzed column name. The response generation unit 322 controls the second communication unit 44 and transmits the generated response to the monitoring device 40 (step S108).
  • the first communication unit 41 receives the response transmitted from the monitoring agent 30.
  • the first communication unit 41 outputs the received response to the control unit 42.
  • the control unit 42 records the response in the device information database 431. After that, the control unit 42 monitors the state based on the information registered in the device information database 431 (step S109).
  • the condition monitoring performed by the monitoring device 40 is congestion determination, communication quality estimation, and failure determination. Details of each condition monitoring will be described later.
  • the control unit 42 Based on the result of the status monitoring, the control unit 42 performs any or all of the setting control of each device (LPWA terminal 10 and the relay device 20) and the design control of the network (step S110). Details of setting control of each device and network design control will be described later.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of congestion determination processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment. Note that FIG. 8 describes the congestion determination process based on the amount of interference from other systems.
  • the congestion determination unit 422 acquires the total stop time length N from the relay device 20 that has stopped receiving radio waves due to carrier sense within a certain period (for example, within one hour) (step S201).
  • the congestion determination unit 422 acquires the total consumption time length L consumed by receiving the packet of the LPWA terminal 10 including the other system within a certain period (for example, within one hour) from the relay device 20 (step S202). ).
  • the congestion determination unit 422 acquires the total uplink communication time length S in which a plurality of LPWA terminals 10 perform uplink communication using the relay device 20 (step S203).
  • the congestion determination unit 422 calculates the communication amount (interference amount of another system) of another system based on the acquired stop time length N, consumption time length L, and uplink communication time length S (step S204). Specifically, the congestion determination unit 422 calculates the communication amount (interference amount of another system) of another system based on the following equation (1).
  • the congestion determination unit 422 determines whether or not the calculated interference amount of other systems is equal to or higher than a certain reference (step S205). When the calculated amount of interference with other systems is equal to or higher than a certain reference (step S205-YES), the congestion determination unit 422 determines that congestion has occurred (step S206). On the other hand, when the calculated amount of interference with other systems is less than a certain reference (step S205-NO), the congestion determination unit 422 determines that no congestion has occurred (step S207).
  • FIG. 9 is a flowchart showing a flow of congestion determination processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the congestion determination unit 422 acquires the topology information of the relay device 20 from the relay device 20 (step S301).
  • the topology information is information showing information on all the devices connected to the relay device 20 and the route connecting the devices. From the topology information, it is possible to acquire information such as what kind of equipment is connected to the relay device 20 and what kind of route each equipment is connected to.
  • the congestion determination unit 422 calculates and aggregates the resources used in each of the uplink communication and downlink communication routes of each LPWA terminal 10 from the acquired topology information (step S302).
  • the resources are wireless channels and relays.
  • the congestion determination unit 422 determines whether or not the utilization rate of each resource is equal to or higher than a certain standard (step S303). When the utilization rate of each resource is equal to or higher than a certain standard (step S303-YES), the congestion determination unit 422 determines that congestion has occurred (step S304). On the other hand, when the utilization rate of some or all of the resources is less than a certain standard (step S303-NO), the congestion determination unit 422 determines that no congestion has occurred (step S305). As described above, in FIG. 9, the resource utilization rate is calculated based on the traffic volume of the LPWA terminal 10.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of communication quality estimation processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the communication quality estimation unit 423 acquires the set value of the assumed frequency of uplink communication, the call loss rate of the service level, the reference value of the radio field strength, and the assumed frequency of the radio wave intensity exceeding the standard value of the radio wave strength (step S401).
  • the call loss rate represents the probability that a state in which a call cannot be received occurs due to insufficient capacity of the communication line.
  • the call loss rate is calculated based on the ratio between the assumed frequency of uplink communication and the frequency derived from the data communication record.
  • the communication quality estimation unit 423 determines whether or not the call loss rate is equal to or less than the call loss rate of the service level (step S402). Specifically, first, the communication quality estimation unit 423 divides the frequency of uplink communication derived from the data communication record by the assumed frequency of uplink communication. Next, the communication quality estimation unit 423 calculates the call loss rate by subtracting the division result from 1. Then, the communication quality estimation unit 423 determines whether the calculated call loss rate is equal to or less than the service level call loss rate. When the call loss rate is equal to or lower than the service level call loss rate (step S402-YES), the communication quality estimation unit 423 determines the number X1 of the uplink communication radio field strengths acquired from the communication record, which exceeds the service level radio field strength reference value. Calculate (step S403).
  • the communication quality estimation unit 423 calculates the division result X2 by dividing the calculated number X1 by the set value of the assumed frequency of uplink communication (step S404). The communication quality estimation unit 423 determines whether or not the calculated division result X2 is equal to or higher than the assumed frequency of radio field strength exceeding the service level reference value (step S405). When the division result X2 is equal to or higher than the assumed frequency of the radio field intensity exceeding the service level reference value (step S405-YES), the communication quality estimation unit 423 determines that the service level is satisfied (step S406). Satisfying the service level means that the communication quality is good.
  • step S402-NO when the call loss rate is larger than the call loss rate of the service level (step S402-NO), or when the division result X2 is less than the expected frequency of radio wave strength exceeding the service level reference value (step S405-NO), the communication quality.
  • the estimation unit 423 determines that the service level is not satisfied (step S407). Failure to meet the service level indicates poor communication quality.
  • FIGS. 11 and 12 are flowcharts showing a flow of failure determination processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the processes of FIGS. 11 and 12 are executed when there is no communication record in any of the LPWA terminals 10 within a predetermined time.
  • the failure determination unit 424 confirms the response to the relay device 20 that has the last communication record in the LPWA terminal 10 that has no communication record within the predetermined time (step S501).
  • the failure determination unit 424 determines whether or not there is a response from the relay device 20 (step S502).
  • step S502-YES the failure determination unit 424 determines whether or not the wireless IF of the relay device 20 that has transmitted the response is in a normal operating state (step S503).
  • step S503-YES If it is in a normal operating state (step S503-YES), does the failure determination unit 424 have a communication record on any LPWA terminal 10 on any channel during a predetermined time (step S504)? There is a communication record in any LPWA terminal 10 in any channel (step S504-YES), the failure determination unit 424 refers to the station information database 432, and all LPWA terminals 10 and all relay devices 20 Acquire placement information (step S505). The failure determination unit 424 determines whether or not there is an LPWA terminal 10 other than the LPWA terminal 10 in which the last communication record is the relay device 20 that transmitted the response and there is no communication record within a predetermined time. Determine (step S506).
  • Step S506-NO When either or both of the conditions that the last communication record is that there is no relay device 20 that transmitted the response and the LPWA terminal 10 that has no communication record within a predetermined time is other than the LPWA terminal 10 are satisfied ( Step S506-NO), the failure determination unit 424 determines that the failure is unique to the terminal (step S507). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process. On the other hand, when the last communication record is the relay device 20 that transmitted the response and there is an LPWA terminal 10 other than the LPWA terminal 10 that does not have a communication record within a predetermined time (step S506-YES). The failure determination unit 424 determines whether or not there are a plurality of LPWA terminals 10 having no communication record at a geographically close distance (step S508).
  • the failure determination unit 424 states that when the geographical distance between LPWA terminals 10 without communication records is less than a predetermined distance, there are a plurality of LPWA terminals 10 without communication records at a geographically close distance. judge. On the other hand, when the geographical distance between LPWA terminals 10 without communication records is equal to or greater than a predetermined distance, the failure determination unit 424 must have a plurality of LPWA terminals 10 without communication records at a geographically close distance. judge. When there are not a plurality of LPWA terminals 10 having no communication record at a geographically close distance (step S508-NO), the failure determination unit 424 determines that the failure is peculiar to the terminal (step S507). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process.
  • the failure determination unit 424 determines that there is a possibility of a communication failure due to the installation environment of the LPWA terminal 10. (Step S509). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process. Further, in the process of step S504, when there is no communication record in any LPWA terminal 10 in any channel (step S504-NO), that is, when there is no communication record in any LPWA terminal 10 in any channel.
  • the congestion determination unit 422 performs congestion determination processing of the relay device 20 that has transmitted the response (step S510).
  • the failure determination unit 424 determines whether or not congestion is occurring due to another system as a result of the congestion determination process (step S511). When it is determined that congestion due to another system has occurred (step S511-YES), the failure determination unit 424 determines that the communication failure is due to a deterioration in communication quality due to interference from another system or the like (step S512). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process. On the other hand, when it is not determined that congestion due to another system has occurred (step S511-NO), the failure determination unit 424 determines that the radio IF of the relay device 20 that transmitted the response is called a siren (step S511-NO). S513). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process.
  • step S503 if the operating state is not normal (step S503-NO), the failure determination unit 424 determines whether or not it is possible to communicate with the test terminal attached to the installation location of the relay device that responded. Determine (step S514). When it is possible to communicate with the test terminal attached to the installation location of the relay device that has responded (step S514-YES), the failure determination unit 424 executes the processes after step S504. On the other hand, when it is not possible to communicate with the test terminal attached to the installation location of the relay device that responded (step S514-NO), the failure determination unit 424 determines that the wireless IF of the relay device that responded has failed (step S515). .. After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process.
  • step S502 when there is no response from the relay device 20 (step S502-NO), the failure determination unit 424 confirms the response to the relay device 20 on the uplink communication path from the relay device that has no response. (Step S516).
  • the failure determination unit 424 determines whether or not there is a response from the relay device 20 (step S517).
  • step S517-YES When there is a response from the relay device 20 (step S517-YES), the failure determination unit 424 determines that the relay device 20 or the wired IF or link of the relay device 20 has failed (step S518). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process.
  • step S517-NO the failure determination unit 424 determines that the relay device 20 on the route has failed (step S519). After that, the monitoring device 40 ends the failure determination process.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the relay device setting control process performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the congestion determination unit 422 performs congestion determination processing based on the resource utilization rate (step S601).
  • the relay device setting control unit 425 increases the set value of the number of available channels when it can be increased (step S602).
  • the relay device setting control unit 425 reads out the station information database 432 stored in the storage unit 43 (step S603).
  • the relay device setting control unit 425 is a relay device having a large number of connected terminals within a range in which all LPWA terminals 10 can be connected to any of the relay devices 20 and in a range in which the transmission power of the relay device 20 can be changed.
  • the relay device 20 is controlled so as to reduce the transmission power of 20 and increase the transmission power of the relay device 20 having a small number of connected terminals (step S604).
  • FIG. 14 is a flowchart showing a flow of design control processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the congestion determination unit 422 performs congestion determination processing based on the resource utilization rate (step S701).
  • the design control unit 426 increases the set value of the number of available channels when it can be increased (step S702).
  • the design control unit 426 reads out the station information database 432 stored in the storage unit 43 (step S703).
  • the design control unit 426 of the relay device 20 to a candidate site for stationing near the center of the relay devices 20 Decide to add.
  • the display control unit 428 presents the determined information to the user via the display unit 45 (step S704).
  • FIG. 15 is a flowchart showing a flow of user setting control processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment.
  • the terminal setting control unit 427 adds a congestion correspondence mark to the downlink communication packet to the LPWA terminal 10 for which the congestion determination has been made (step S801).
  • the congestion correspondence mark is a mark given to distinguish it from a normal packet.
  • the terminal setting control unit 427 sets the magnification of the LPWA terminal 10 so as to reduce the transmission frequency of the packet to which the congestion correspondence mark is given according to the degree of congestion (step S802).
  • the terminal setting control unit 427 sets the magnification of the LPWA terminal 10 so as to take a long timeout interval of the packet to which the congestion correspondence mark is given (step S803).
  • the terminal setting control unit 427 sets the magnification of the LPWA terminal 10 so as to increase the number of retransmissions of the packet to which the congestion correspondence mark is given (step S804).
  • FIG. 16 is a flowchart showing a flow of user setting control processing performed by the monitoring device 40 in the embodiment. Note that FIG. 16 describes a user setting control process using life and death information.
  • the terminal setting control unit 427 adds a failure response mark to the downlink communication packet transmitted to the LPWA terminal 10 for which the failure determination has been made (step S901).
  • the fault handling mark is a mark given to distinguish it from a normal packet.
  • the terminal setting control unit 427 controls the setting of the LPWA terminal 10 so that when a packet with a failure response mark arrives, a non-delivery notification is immediately returned to the packet sender (step S902).
  • the monitoring agent 30 responds to the request from the monitoring device 40 on behalf of the LPWA terminal 10. Specifically, the monitoring agent 30 periodically acquires information on the communication status of the LPWA terminal 10 from the relay device 20. Then, when the monitoring device 40 receives a monitoring request, the monitoring agent 30 generates a response to the monitoring request based on the information regarding the communication state of the LPWA terminal 10, and transmits the generated response to the monitoring device 40. As a result, the LPWA terminal 10 and the monitoring device 40 do not directly communicate with each other. Therefore, the LPWA terminal 10 does not have to respond to the monitoring request. Therefore, it is possible to suppress the power consumption of the LPWA terminal 10.
  • a plurality of LPWA terminals 10 are aggregated into a group with one IP address and monitored.
  • the unit of aggregation is an LPWA terminal 10 or the like connected to the same relay device 20.
  • the relay device 20 to which the LPWA terminal 10 in the monitoring system 100 is connected has a simplified function, it generally does not have a function of grasping and managing the LPWA terminal 10. Therefore, in the present embodiment, it is not necessary for the relay device 20 to have a function of monitoring the LPWA terminal 10. Therefore, the cost of the relay device 20 can be suppressed.
  • the LPWA terminal 10 may transmit the measurement result to the relay device 20 at intervals instructed by the relay device 20.
  • the first communication unit 31 and the second communication unit 34 included in the monitoring agent may be composed of one communication unit.
  • the first communication unit 41 and the second communication unit 44 included in the monitoring device 40 may be composed of one communication unit.
  • the measurement result may include only one of the terminal ID and the terminal address.
  • the congestion determination unit 422, the communication quality estimation unit 423, and the failure determination unit 424 may be configured as a state determination unit for determining the state of the LPWA terminal 10. When configured in this way, the state determination unit performs any or all of congestion determination, communication quality estimation, and failure determination as status monitoring of the LPWA terminal 10.
  • the relay device setting control unit 425, the design control unit 426, and the terminal setting control unit 427 may be configured as the setting design control unit.
  • the setting design control unit performs any or all of the setting control of the relay device 20 to which the LPWA terminal 10 is connected, the network design control, and the setting control of the LPWA terminal 10.
  • the setting design control unit controls the setting of the relay device 20 to which the LPWA terminal 10 is connected, the network design control, and the setting of the LPWA terminal 10 based on either the communication quality or the amount of interference with other systems in addition to the resource utilization rate. Any or all of the controls may be performed.

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Abstract

低電力で通信を行う低電力端末の通信状態に関する情報を保持する監視エージェントと、低電力端末の状態を監視する監視装置とを備える監視システムであって、監視装置は、低電力端末の通信状態に関する情報を要求する要求部、を備え、監視エージェントは、低電力端末の通信状態に関する情報に基づいて、監視装置からの要求に応じた応答を生成する応答生成部と、応答を監視装置に送信する送信部と、を備える監視システム。

Description

監視システム
　本発明は、監視システムに関する。
　従来、通信インフラの監視にはＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）が利用されている（非特許文献１参照）。ＳＮＭＰを利用した監視では、監視装置が、監視対象の機器から定常的に状態情報を取得することで状態監視を行う。このようなＳＮＭＰを利用した監視は、センサのようなＩｏＴ（Internet of Things）機器にも利用されている。
"A Simple Network Management Protocol (SNMP)"、Network Working Group、[平成３１年３月１５日検索］、インターネット<URL: https://tools.ietf.org/html/rfc1157>
　ところで、一般的には、ＩｏＴ向け無線通信技術としてＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）が利用されている。ＬＰＷＡを利用する端末は、バッテリー駆動の端末が多く、電池容量が極めて小さい。したがって、ＳＮＭＰを利用した監視による定常的な監視用通信に応答していると、ＬＰＷＡを利用する端末の電池持ちが著しく悪化する。そのため、ＬＰＷＡを利用する端末の状態監視を行う場合に、低電力で通信を行う端末の消費電力を抑制することが求められている。なお、このような問題は、ＳＮＭＰを利用した監視に限らず、その他の監視用通信プロトコルを利用した監視においても同様に生じる問題である。
　上記事情に鑑み、本発明は、低電力で通信を行う端末の消費電力を抑制することができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、低電力で通信を行う低電力端末の通信状態に関する情報を保持する監視エージェントと、前記低電力端末の状態を監視する監視装置とを備える監視システムであって、前記監視装置は、前記低電力端末の通信状態に関する情報を要求する要求部、を備え、前記監視エージェントは、前記低電力端末の通信状態に関する情報に基づいて、前記監視装置からの要求に応じた応答を生成する応答生成部と、前記応答を前記監視装置に送信する送信部と、を備える監視システムである。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記監視エージェントは、複数の前記低電力端末を１つのアドレス情報でグループ化し、前記応答生成部は、グループ単位で前記監視装置からの要求に応じた応答を生成する。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記監視装置は、前記応答に含まれる情報に基づいて、前記低電力端末の状態を判定する状態判定部をさらに備え、前記状態判定部は、前記応答に含まれる情報に基づいて、輻輳判定、通信品質推定、障害判定のいずれか又は全てを前記低電力端末の状態監視として行う。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記状態監視の結果に基づいて、前記低電力端末が接続する中継装置の設定制御、ネットワーク設計制御、及び前記低電力端末の設定制御のいずれか又は全てを行う設定設計制御部をさらに備える。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記状態判定部は、グループ内のトラフィック量及び他システム干渉時間率に基づいてリソース利用率及び他システム干渉量を算出し、グループ内の通信頻度及び受信信号強度に基づいて前記グループ内の通信品質を推定し、通信頻度及びパケット損失率に基づいて、前記グループ内の故障箇所を推定する。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記設定設計制御部は、リソース利用率、通信品質、他システム干渉量、もしくは故障箇所に応じて、前記中継装置におけるチャネル設定又は送信出力、前記中継装置と前記低電力端末とを含むグループ内の通信経路、前記前記低電力端末の設定のいずれかを制御する。
　本発明の一態様は、上記の監視システムであって、前記設定設計制御部は、リソース利用率、通信品質、他システム干渉量のいずれかに基づいて、通信負荷を平準化するように前記中継装置の増減設又は前記中継装置の配置変更を前記ネットワーク設計制御として行う。
　本発明により、低電力で通信を行う端末の消費電力を抑制することが可能となる。
本発明における監視システムのシステム構成を表す構成図である。 実施形態における監視エージェントの機能構成を表す概略ブロック図である。 実施形態における対応付けデータベースの一例を示す図である。 実施形態における通信記録データベースの一例を示す図である。 実施形態における解析表の一例を示す図である。 実施形態における監視装置の機能構成を表す概略ブロック図である。 実施形態における監視システムの流れを示すシーケンス図である。 実施形態における監視装置が行う輻輳判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う輻輳判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う通信品質推定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う障害判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う障害判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う中継装置設定制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行う設計制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行うユーザ設定制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における監視装置が行うユーザ設定制御処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明における監視システム１００のシステム構成を表す構成図である。監視システム１００は、ＬＰＷＡ端末１０、中継装置２０、監視エージェント３０、監視装置４０及びユーザサーバ５０を備える。なお、監視システム１００は、ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０を２台以上が備えてもよい。
　ＬＰＷＡ端末１０は、バッテリーで駆動し、ＬＰＷＡを利用して中継装置２０との間で通信を行う。ＬＰＷＡ端末１０は、例えば、環境の計測を行うセンサである。環境は、例えば温度、湿度、水量等である。ＬＰＷＡ端末１０は、定期的（例えば、１０分毎、１時間毎）に計測結果を中継装置２０に送信する。計測結果には、端末ＩＤ、端末アドレス及び計測値が含まれる。なお、ＬＰＷＡ端末１０は、センサに限らず、ＬＰＷＡを利用し、かつ、バッテリー駆動の端末であればどのような端末であってもよい。ＬＰＷＡとして、ＬｏＲａ（登録商標）、ＳＩＧＦＯＸ（登録商標）、ＮＢ－ＩｏＴ（Narrow Band IoT）のいずれが用いられてもよい。
　中継装置２０は、自装置に接続するＬＰＷＡ端末１０との間のデータ通信の記録を保持し、定期的に監視エージェント３０に送信する。データ通信の記録には、端末ＩＤ、端末アドレス、通信記録時刻、受信信号強度（電波強度）、無線チャネル及びペイロードサイズ等が含まれる。また、中継装置２０は、ユーザサーバ５０から送信される情報をＬＰＷＡ端末１０に送信する。また、中継装置２０は、監視装置４０から送信される情報に基づいて自装置の設定を変更する。
　監視エージェント３０は、中継装置２０から送信されたデータ通信の記録を保持する。監視エージェント３０は、監視装置４０から送信された監視用要求に応じた応答を作成し、作成した応答を監視装置４０に送信する。監視エージェント３０は、ＬＰＷＡ端末１０の代理で、ＬＰＷＡ端末１０の通信状態に関する情報を応答として監視装置４０に送信する。監視エージェント３０は、例えばノートパソコン、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ゲーム機器等の情報処理装置を用いて構成される。
　監視装置４０は、監視用通信プロトコル（例えば、ＳＮＭＰ）を実装し、監視エージェント３０に対してデータ通信記録の送信を要求する。監視装置４０は、得られたデータ通信記録に基づいて、ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０の状態監視を行う。状態監視は、例えば輻輳判定、通信品質推定及び故障判定である。監視装置４０は、状態監視の結果に基づいて、中継装置２０の設定制御、ネットワークの設計制御及びＬＰＷＡ端末１０の設定制御を行う。監視装置４０は、例えばノートパソコン、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ゲーム機器等の情報処理装置を用いて構成される。
　監視装置４０は、グループ単位で、グループに属するＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０の状態監視を行う。グループの単位は、特に限定される必要はない。例えば、同じ中継装置２０に接続するＬＰＷＡ端末１０で構成されていてもよいし、複数の中継装置２０が１つのグループは属していてもよい。以下の説明では、同じ中継装置２０に接続するＬＰＷＡ端末１０で構成されるグループ単位で状態監視を行う場合を例に説明する。各グループは、監視エージェント３０に対して、グループを識別するために割り当てられているＩＰアドレスで識別される。
　ユーザサーバ５０は、監視装置４０からの指示に応じて、中継装置２０を介して、ＬＰＷＡ端末１０の設定を制御する。ユーザサーバ５０は、例えばノートパソコン、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ゲーム機器等の情報処理装置を用いて構成される。
　図２は、実施形態における監視エージェント３０の機能構成を表す概略ブロック図である。
　監視エージェント３０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、監視プログラムを実行する。監視プログラムの実行によって、監視エージェント３０は、第１通信部３１、制御部３２、記憶部３３及び第２通信部３４を備える装置として機能する。なお、監視エージェント３０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、監視プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、監視プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
　第１通信部３１は、中継装置２０との間で通信を行う。第１通信部３１は、データ通信の記録を中継装置２０から受信する。
　制御部３２は、ＣＰＵ等のプロセッサやメモリを用いて構成される。制御部３２は、データ記録部３２１及び応答生成部３２２として機能する。
　データ記録部３２１は、第１通信部３１によって受信されたデータ通信記録に対して、端末ＩＤに応じた所定のＩＰアドレスを対応付けて記憶部３３に記録する。所定のＩＰアドレスは、端末ＩＤ毎に予め対応付けられている。例えば、１つのグループに属するＬＰＷＡ端末１０の端末ＩＤには、同じＩＰアドレスが対応付けられる。これにより、グループ単位で情報の管理が可能になる。
　応答生成部３２２は、監視エージェント３０から送信された監視用要求に応じた応答を生成する。
　記憶部３３は、対応付けデータベース３３１、通信記録データベース３３２及び解析表３３３を記憶する。記憶部３３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
　対応付けデータベース３３１は、図３に示す構成を有しており、端末ＩＤとＩＰアドレスとが対応付けて登録されたデータベースである。図３は、対応付けデータベース３３１の一例を示す図である。対応付けデータベース３３１は、端末ＩＤとＩＰアドレスとの対応付けに関する情報を表すレコードを複数有する。レコードは、端末ＩＤ及びＩＰアドレスの各値を有する。端末ＩＤは、ＬＰＷＡ端末１０を識別するための識別情報を表す。ＩＰアドレスは、端末ＩＤに対応付ける対象となるＩＰアドレスを表す。ＩＰアドレスは、監視エージェント３０に割り当てられたＩＰアドレスである。
　図３に示される例では、対応付けデータベース３３１には複数の端末ＩＤが登録されている。これらの端末ＩＤは、“ＥＤ－１”、“ＥＤ－２”である。図３において、対応付けデータベース３３１の最上段に登録されているレコードは、端末ＩＤの値が“ＥＤ－１”、ＩＰアドレスの値が“ｖｖｖ”である。すなわち、端末ＩＤ“ＥＤ－１”で識別されるＬＰＷＡ端末１０に関するデータ通信記録にはＩＰアドレス“ｖｖｖ”が対応付けられることが表されている。
　通信記録データベース３３２は、図４に示す構成を有しており、データ通信記録に関する情報が登録されたデータベースである。図４は、通信記録データベース３３２の一例を示す図である。通信記録データベース３３２は、データ通信記録に関する情報を表すレコードを複数有する。レコードは、端末ＩＤ、ＩＰアドレス、通信記録時刻、受信信号強度、無線チャネル及びペイロードサイズの各値を有する。端末ＩＤは、ＬＰＷＡ端末１０を識別するための識別情報を表す。ＩＰアドレスは、端末ＩＤに対応付ける対象となるＩＰアドレスを表す。通信記録時刻は、中継装置２０で計測結果が受信された時刻を表す。受信信号強度は、中継装置２０で計測結果が受信された際の信号強度を表す。無線チャネルは、中継装置２０で計測結果が受信された際のチャネルを表す。ペイロードサイズは、中継装置２０で受信された計測結果のペイロードのサイズを表す。
　図４に示される例では、通信記録データベース３３２には複数の端末ＩＤが登録されている。これらの端末ＩＤは、“ＥＤ－１”、“ＥＤ－２”である。図４において、通信記録データベース３３２の最上段に登録されているレコードは、端末ＩＤの値が“ＥＤ－１”、ＩＰアドレスの値が“ｖｖｖ”、通信記録時刻の値が“ＹＹＭＭＤＤ”、受信信号強度の値が“－１００ｄＢ”、無線チャネルの値が“ＣＨ１”、ペイロードサイズの値が“１００ｂｙｔｅ”である。すなわち、端末ＩＤ“ＥＤ－１”で識別されるＬＰＷＡ端末１０に関するデータ通信記録にはＩＰアドレス“ｖｖｖ”が対応付けられており、計測結果が受信された時刻が“ＹＹＭＭＤＤ”であり、計測結果が受信された際の信号強度が“－１００ｄＢ”であり、計測結果が受信された際のチャネルが“ＣＨ１”であり、計測結果のペイロードのサイズが“１００ｂｙｔｅ”であることが表されている。
　解析表３３３は、図５に示す構成を有しており、監視用通信プロトコルで指定された情報と、解析後の情報とが対応付けて登録されたデータベースである。図５は、解析表３３３の一例を示す図である。解析表３３３は、監視用通信プロトコルで指定された情報と、解析後の情報とが対応付けられたレコードを複数有する。レコードは、監視用通信プロトコル属性名及び通信記録データベース列名の各値を有する。監視用通信プロトコル属性名は、監視用通信プロトコルで指定する個々の情報の識別子を表す。例えば、監視用通信プロトコル属性名は、ＯＩＤである。通信記録データベース列名は、監視用通信プロトコル属性名に対応する通信記録データベース３３２の列の名前を表す。
　図５に示される例では、解析表３３３には複数の監視用通信プロトコル属性名が登録されている。これらの監視用通信プロトコル属性名は、“１．３.６．１.４．１.１．１.１．０”、“１．３.６．１.４．１.１．１.２．０”である。図５において、解析表３３３の最上段に登録されているレコードは、監視用通信プロトコル属性名の値が“ＥＤ－１”、ＩＰアドレスの値が“ｖｖｖ”、通信記録時刻の値が“１．３.６．１.４．１.１．１.１．０”、通信記録データベース列名の値が“受信信号強度”である。すなわち、監視用通信プロトコルで指定された情報の識別子が“１．３.６．１.４．１.１．１.１．０”である場合、識別子が示している情報が“受信信号強度”であることが表されている。
　図２に戻って説明を続ける。
　第２通信部３４は、監視装置４０との間で通信を行う。例えば、第２通信部３４は、監視用要求を監視装置４０から受信し、受信した監視用要求で指定されている情報を応答として監視装置４０に送信する。監視用要求には、宛先ＩＰアドレス及び監視用通信プロトコル属性名が含まれる。なお、監視用要求には、監視プロトコル属性名が複数含まれていてもよい。
　図６は、実施形態における監視装置４０の機能構成を表す概略ブロック図である。
　監視装置４０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、監視プログラムを実行する。監視プログラムの実行によって、監視装置４０は、第１通信部４１、制御部４２、記憶部４３、第２通信部４４、表示部４５を備える装置として機能する。なお、監視装置４０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、監視プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、監視プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
　第１通信部４１は、監視エージェント３０との間で通信を行う。例えば、第１通信部４１は、監視用要求を監視エージェント３０に送信し、監視用要求に対する応答を監視エージェント３０から受信する。
　制御部４２は、ＣＰＵ等のプロセッサやメモリを用いて構成される。制御部４２は、情報要求部４２１、輻輳判定部４２２、通信品質推定部４２３、障害判定部４２４、中継装置設定制御部４２５、設計制御部４２６、端末設定制御部４２７及び表示制御部４２８として機能する。
　情報要求部４２１は、監視エージェント３０に対してＬＰＷＡ端末１０の通信に関する情報を要求する。具体的には、情報要求部４２１は、監視用要求を生成し、生成した監視用要求を所定のアドレス宛に送信することによって、ＬＰＷＡ端末１０の通信に関する情報を要求する。
　輻輳判定部４２２は、応答に含まれるＬＰＷＡ端末１０の通信に関する情報に基づいて、輻輳判定処理を行う。輻輳判定処理とは、グループ内で輻輳が発生しているか否かを判定する処理である。本実施形態では、輻輳判定処理として、他システム干渉量による輻輳判定と、リソース利用率による輻輳判定とのいずれか又は両方が実行される。
　通信品質推定部４２３は、応答に含まれるＬＰＷＡ端末１０の通信に関する情報に基づいて通信品質を推定する。具体的には、通信品質推定部４２３は、各ＬＰＷＡ端末１０からの通信の呼損率及び受信信号強度を取得し、取得した呼損率及び受信信号強度をグループ内の全ＬＰＷＡ端末１０分合算することによって、グループ全体として予め定めたサービス水準を満たすかを判定する。
　障害判定部４２４は、応答に含まれるＬＰＷＡ端末１０の通信に関する情報に基づいて障害判定処理を行う。障害判定処理とは、グループ内における障害の有無及び障害の原因を判定する処理である。本実施形態では、障害判定部４２４は、中継装置２０の死活状態と、中継装置２０と通信可能な複数のＬＰＷＡ端末１０からの通信到達率とに基づいて、通信障害の原因が中継装置２０、無線区間の通信品質、及びＬＰＷＡ端末１０のいずれに由来するかを判定する。
　中継装置設定制御部４２５は、状態監視の結果に基づいて、中継装置２０の設定を制御する。具体的には、中継装置設定制御部４２５は、監視結果から算出されるリソース利用率を用いて中継装置２０のチャネル設定及び送信電力等の中継装置２０の設定を制御する。
　設計制御部４２６は、状態監視の結果に基づいて、ネットワークの設計を制御する。具体的には、設計制御部４２６は、通信負荷を平準化するような、グループ内における中継装置２０もしくは他のネットワーク装置の増減設もしくは配置変更を提示する。
　端末設定制御部４２７は、状態監視の結果に基づいて、ＬＰＷＡ端末１０又はユーザアプリケーションの設定を制御する。具体的には、端末設定制御部４２７は、状態監視の結果で示される輻輳情報や死活情報を用いて、ＬＰＷＡ端末１０又はユーザアプリケーションの設定を制御する。
　表示制御部４２８は、表示部４５を制御する。例えば、表示制御部４２８は、設計制御部４２６による配置変更の例を表示させてもよい。
　記憶部４３は、機器情報データベース４３１及び置局情報データベース４３２を記憶する。記憶部４３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。
　機器情報データベース４３１は、監視エージェント３０から得られた情報を端末ＩＤに対応付けて記憶する。
　置局情報データベース４３２は、各装置の配置位置に関する情報を登録されたデータベースである。例えば、置局情報データベース４３２には、各装置（ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０）の識別情報と、配置位置とが対応付けて登録されている。各装置の識別情報は、ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０それぞれを識別するための情報である。例えば、ＬＰＷＡ端末１０の識別情報は、ＬＰＷＡ端末１０のＭＡＣアドレスであってもよいし、ＬＰＷＡ端末１０毎に固有の情報であってもよい。また、例えば、中継装置２０の識別情報は、中継装置２０のＭＡＣアドレスであってもよいし、中継装置２０毎に固有の情報であってもよい。配置位置は、ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０が配置されている位置の情報を表す。例えば、配置位置は、緯度経度である。
　第２通信部４４は、中継装置２０及びユーザサーバ５０との間で通信を行う。
　表示部４５は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等の画像表示装置である。表示部４５は、監視装置４０を表示する。表示部４５は、画像表示装置を監視装置４０に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部４５は、監視装置４０を表示するための映像信号を生成し、自身に接続されている画像表示装置に映像信号を出力する。
　図７は、実施形態における監視システム１００の流れを示すシーケンス図である。
　ＬＰＷＡ端末１０は、環境を計測する（ステップＳ１０１）。ＬＰＷＡ端末１０は、計測結果を定期的に中継装置２０に送信する（ステップＳ１０２）。
　中継装置２０は、ＬＰＷＡ端末１０から送信された計測結果を受信する。この際、中継装置２０は、計測結果の受信時刻を取得するとともに、受信信号強度を測定する。中継装置２０は、計測結果に、受信時刻、受信信号強度、無線チャネル及びペイロードサイズを対応付けて、データ通信記録として記録する（ステップＳ１０３）。
　上記のステップＳ１０１～１０３は、定期的に実行される。
　中継装置２０は、データ通信記録を定期的に監視エージェント３０に送信する（ステップＳ１０４）。
　監視エージェント３０の第１通信部３１は、中継装置２０から送信されたデータ通信記録を受信する。第１通信部３１は、受信したデータ通信記録をデータ記録部３２１に出力する。データ記録部３２１は、データ通信記録と、対応付けデータベース３３１とに基づいて、データ通信記録をＩＰアドレスに対応付ける（ステップＳ１０５）。具体的には、まずデータ記録部３２１は、記憶部３３から対応付けデータベース３３１を読み出す。次に、データ記録部３２１は、読みだした対応付けデータベース３３１の端末ＩＤの項目を参照し、データ通信記録に含まれる端末ＩＤに対応するレコードを取得する。次に、データ記録部３２１は、取得したレコードのＩＰアドレスの項目に登録されているＩＰアドレスを取得する。そして、データ記録部３２１は、取得したＩＰアドレスをデータ通信記録に対応付けて通信記録データベース３３２に新たに登録する。
　監視装置４０の情報要求部４２１は、ユーザの指示又は予め定められたタイミングで、監視用通信プロトコルに基づく監視用要求を生成する。情報要求部４２１は、第１通信部４１を制御して、生成した監視用要求を宛先の監視エージェント３０に送信する（ステップＳ１０６）。
　第２通信部３４は、監視装置４０から送信された監視用要求を受信する。第２通信部３４は、受信した監視用要求を応答生成部３２２に出力する。応答生成部３２２は、監視用要求に応じた応答を生成する（ステップＳ１０７）。具体的には、まず応答生成部３２２は、記憶部３３に記憶されている解析表３３３を読み出す。次に、応答生成部３２２は、読み出した解析表３３３を参照し、監視用要求に含まれる監視プロトコル属性名を解析する。例えば、監視用通信プロトコル属性名として“１．３.６．１.４．１.１．１.１．０”の値が監視用要求に含まれている場合、応答生成部３２２は、読み出した解析表３３３を参照し、監視用要求に含まれる監視プロトコル属性名“１．３.６．１.４．１.１．１.１．０”を、通信記録データベース３３２の列名の“受信信号強度”であると解析する。
　次に、応答生成部３２２は、通信記録データベース３３２のＩＰアドレスを参照し、監視用要求に含まれるＩＰアドレスに対応するレコードを取得する。次に、応答生成部３２２は、取得したレコードに登録されている項目のうち、解析された列名に対応する項目の値を取得する。そして、応答生成部３２２は、取得した解析された列名に対応する項目の値を含む応答を生成する。応答生成部３２２は、第２通信部４４を制御して、生成した応答を監視装置４０に送信する（ステップＳ１０８）。
　第１通信部４１は、監視エージェント３０から送信された応答を受信する。第１通信部４１は、受信した応答を制御部４２に出力する。制御部４２は、応答を機器情報データベース４３１に記録する。その後、制御部４２は、機器情報データベース４３１に登録されている情報に基づいて状態監視を行う（ステップＳ１０９）。監視装置４０が行う状態監視は、輻輳判定、通信品質推定及び障害判定である。各状態監視の詳細については後述する。制御部４２は、状態監視の結果に基づいて、各機器（ＬＰＷＡ端末１０及び中継装置２０）の設定制御及びネットワークの設計制御のいずれか又は全てを行う（ステップＳ１１０）。各機器の設定制御及びネットワークの設計制御の詳細については後述する。
　図８は、実施形態における監視装置４０が行う輻輳判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８では、他システム干渉量による輻輳判定処理について説明する。　輻輳判定部４２２は、中継装置２０からある期間内（例えば、１時間内）にキャリアセンスにより電波の受信を停止していた合計の停止時間長Ｎを取得する（ステップＳ２０１）。輻輳判定部４２２は、中継装置２０からある期間内（例えば、１時間内）に他システム宛を含むＬＰＷＡ端末１０のパケットを受信することにより消費した合計の消費時間長Ｌを取得する（ステップＳ２０２）。
　輻輳判定部４２２は、ＬＰＷＡ端末１０の複数が中継装置２０を用いて上り通信を行った合計の上り通信時間長Ｓを取得する（ステップＳ２０３）。輻輳判定部４２２は、取得した停止時間長Ｎ、消費時間長Ｌ及び上り通信時間長Ｓに基づいて、他システムの通信量（他システム干渉量）を算出する（ステップＳ２０４）。具体的には、輻輳判定部４２２は、以下の式（１）に基づいて他システムの通信量（他システム干渉量）を算出する。
他システム干渉量＝停止時間長Ｎ＋消費時間長Ｌ－上り通信時間長Ｓ・・・（１）
　輻輳判定部４２２は、算出した他システム干渉量が一定の基準以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。算出した他システム干渉量が一定の基準以上である場合（ステップＳ２０５－ＹＥＳ）、輻輳判定部４２２は輻輳が発生していると判定する（ステップＳ２０６）。
　一方、算出した他システム干渉量が一定の基準未満である場合（ステップＳ２０５－ＮＯ）、輻輳判定部４２２は輻輳が発生していないと判定する（ステップＳ２０７）。
　図９は、実施形態における監視装置４０が行う輻輳判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図９では、リソース利用率による輻輳判定処理について説明する。
　輻輳判定部４２２は、中継装置２０のトポロジ情報を中継装置２０から取得する（ステップＳ３０１）。トポロジ情報とは、中継装置２０に接続している全ての機器と、各機器を結ぶ経路の情報とが示された情報である。トポロジ情報により、中継装置２０に対してどのような機器が接続されているのか、各機器がどのような経路で接続されているのか等の情報を取得することができる。輻輳判定部４２２は、取得したトポロジ情報から各ＬＰＷＡ端末１０の上り通信と下り通信のそれぞれの経路で使用されるリソースを算出して集計する（ステップＳ３０２）ここで、リソースは、無線チャネル、中継装置２０、有線リンク及びユーザサーバ５０等である。
　輻輳判定部４２２は、各リソースの利用率が一定の基準以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。各リソースの利用率が一定の基準以上である場合（ステップＳ３０３－ＹＥＳ）、輻輳判定部４２２は輻輳が発生していると判定する（ステップＳ３０４）。
　一方、一部又は全てのリソースの利用率が一定の基準未満である場合（ステップＳ３０３－ＮＯ）、輻輳判定部４２２は輻輳が発生していないと判定する（ステップＳ３０５）。
　上記のように、図９では、ＬＰＷＡ端末１０のトラフィック量に基づいてリソース利用率が算出される。
　図１０は、実施形態における監視装置４０が行う通信品質推定処理の流れを示すフローチャートである。
　通信品質推定部４２３は、上り通信の想定頻度の設定値とサービス水準の呼損率、電波強度の基準値及び電波強度の基準値を上回る電波強度の想定頻度を取得する（ステップＳ４０１）。呼損率は、通信回線の容量不足により、着呼できない状態が発生する確率を表す。呼損率は、上り通信の想定頻度と、データ通信記録から導出される頻度との比率に基づいて算出される。
　通信品質推定部４２３は、呼損率がサービス水準の呼損率以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。具体的には、まず通信品質推定部４２３は、データ通信記録から導出される上り通信の頻度を、上り通信の想定頻度で除算する。次に、通信品質推定部４２３は、１から除算結果を減算することによって呼損率を算出する。そして、通信品質推定部４２３は、算出した呼損率がサービス水準の呼損率以下であるかを判定する。呼損率がサービス水準の呼損率以下である場合（ステップＳ４０２－ＹＥＳ）、通信品質推定部４２３は通信記録から取得される上り通信の電波強度のうち、サービス水準の電波強度の基準値を上回る数Ｘ１を算出する（ステップＳ４０３）。
　通信品質推定部４２３は、算出した数Ｘ１を、上り通信の想定頻度の設定値で除算することによって除算結果Ｘ２を算出する（ステップＳ４０４）。通信品質推定部４２３は、算出した除算結果Ｘ２が、サービス水準の基準値を上回る電波強度の想定頻度以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。除算結果Ｘ２が、サービス水準の基準値を上回る電波強度の想定頻度以上である場合（ステップＳ４０５－ＹＥＳ）、通信品質推定部４２３はサービス水準を満たすと判定する（ステップＳ４０６）。サービス水準を満たすということは、通信品質が良いことを表す。
　一方、呼損率がサービス水準の呼損率より大きい場合（ステップＳ４０２－ＮＯ）、又は、除算結果Ｘ２が、サービス水準の基準値を上回る電波強度の想定頻度未満である場合（ステップＳ４０５－ＮＯ）、通信品質推定部４２３はサービス水準を満たさないと判定する（ステップＳ４０７）。サービス水準を満たさないということは、通信品質が悪いことを表す。
　図１１及び図１２は、実施形態における監視装置４０が行う障害判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１１及び図１２の処理は、いずれかのＬＰＷＡ端末１０で所定時間の間に通信記録がない場合に実行される。
　障害判定部４２４は、所定時間の間に通信記録がないＬＰＷＡ端末１０において最後に通信記録がある中継装置２０に対して応答確認を行う（ステップＳ５０１）。障害判定部４２４は、中継装置２０から応答があるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。中継装置２０から応答がある場合（ステップＳ５０２－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は応答を送信した中継装置２０の無線ＩＦは正常な稼働状態になっているか否かを判定する（ステップＳ５０３）。
　正常な稼働状態になっている場合（ステップＳ５０３－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は所定の時間の間にいずれかのチャネルでいずれかのＬＰＷＡ端末１０で通信記録があるか（ステップＳ５０４）。いずれかのチャネルでいずれかのＬＰＷＡ端末１０で通信記録がある（ステップＳ５０４－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は置局情報データベース４３２を参照し、全てのＬＰＷＡ端末１０と全ての中継装置２０との配置情報を取得する（ステップＳ５０５）。障害判定部４２４は、最後の通信記録が、応答を送信した中継装置２０であり、かつ、所定の時間の間に通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が当該ＬＰＷＡ端末１０以外にもあるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。
　最後の通信記録が、応答を送信した中継装置２０はなく、所定の時間の間に通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が当該ＬＰＷＡ端末１０以外にない条件のいずれか一方又は両方が満たされた場合（ステップＳ５０６－ＮＯ）、障害判定部４２４は端末固有の障害と判定する（ステップＳ５０７）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　一方、最後の通信記録が、応答を送信した中継装置２０であり、かつ、所定の時間の間に通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が当該ＬＰＷＡ端末１０以外にもある場合（ステップＳ５０６－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が地理的に近い距離に複数台あるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。
　例えば、障害判定部４２４は、通信記録がないＬＰＷＡ端末１０間の地理的な距離が所定の距離未満である場合には、通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が地理的に近い距離に複数台あると判定する。一方、障害判定部４２４は、通信記録がないＬＰＷＡ端末１０間の地理的な距離が所定の距離以上である場合には、通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が地理的に近い距離に複数台ないと判定する。
　通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が地理的に近い距離に複数台ない場合（ステップＳ５０８－ＮＯ）、障害判定部４２４は端末固有の障害と判定する（ステップＳ５０７）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　一方、通信記録がないＬＰＷＡ端末１０が地理的に近い距離に複数台ある場合（ステップＳ５０８－ＹＥＳ）、障害判定部４２４はＬＰＷＡ端末１０の設置環境に由来する通信障害の可能性ありと判定する（ステップＳ５０９）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　また、ステップＳ５０４の処理において、いずれかのチャネルでいずれかのＬＰＷＡ端末１０で通信記録がない場合（ステップＳ５０４－ＮＯ）、すなわちいずれのチャネルにおいてもいずれのＬＰＷＡ端末１０で通信記録がない場合には、輻輳判定部４２２は応答を送信した中継装置２０の輻輳判定処理を行う（ステップＳ５１０）。
　障害判定部４２４は、輻輳判定処理の結果として、他システムによる輻輳が発生しているか否かを判定する（ステップＳ５１１）。他システムによる輻輳が発生していると判定された場合（ステップＳ５１１－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は他システム等の干渉による通信品質低下による通信障害と判定する（ステップＳ５１２）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　一方、他システムによる輻輳が発生していると判定されなかった場合（ステップＳ５１１－ＮＯ）、障害判定部４２４は応答を送信した中継装置２０の無線ＩＦがサイレンと呼称であると判定する（ステップＳ５１３）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　また、ステップＳ５０３の処理において、正常な稼働状態になっていない場合（ステップＳ５０３－ＮＯ）、障害判定部４２４は応答があった中継装置の設置箇所に併設の試験端末に通信できるか否かを判定する（ステップＳ５１４）。応答があった中継装置の設置箇所に併設の試験端末に通信できる場合（ステップＳ５１４－ＹＥＳ）、障害判定部４２４はステップＳ５０４以降の処理を実行する。
　一方、応答があった中継装置の設置箇所に併設の試験端末に通信できない場合（ステップＳ５１４－ＮＯ）、障害判定部４２４は応答があった中継装置の無線ＩＦの故障と判定する（ステップＳ５１５）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　また、ステップＳ５０２の処理において、中継装置２０から応答がない場合（ステップＳ５０２－ＮＯ）、障害判定部４２４は応答がない中継装置からの上り通信の経路上にある中継装置２０へ応答確認を行う（ステップＳ５１６）。障害判定部４２４は、中継装置２０から応答があるか否かを判定する（ステップＳ５１７）。中継装置２０から応答がある場合（ステップＳ５１７－ＹＥＳ）、障害判定部４２４は中継装置２０もしくは中継装置２０の有線ＩＦ又はリンクの故障と判定する（ステップＳ５１８）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　一方、中継装置２０から応答がない場合（ステップＳ５１７－ＮＯ）、障害判定部４２４は経路上の中継装置２０の故障と判定する（ステップＳ５１９）。その後、監視装置４０は、障害判定処理を終了する。
　図１３は、実施形態における監視装置４０が行う中継装置設定制御処理の流れを示すフローチャートである。
　輻輳判定部４２２は、リソース利用率による輻輳判定処理を行う（ステップＳ６０１）。中継装置設定制御部４２５は、利用可能なチャネル数の設定値を増加させられる場合には増加させる（ステップＳ６０２）。中継装置設定制御部４２５は、記憶部４３に記憶されている置局情報データベース４３２を読み出す（ステップＳ６０３）。中継装置設定制御部４２５は、全てのＬＰＷＡ端末１０がいずれかの中継装置２０と接続可能な範囲であり、かつ、中継装置２０の送信電力の変更可能な範囲で、接続端末数が多い中継装置２０の送信電力を減少させ、接続端末数が少ない中継装置２０の送信電力を増加させるように中継装置２０を制御する（ステップＳ６０４）。
　図１４は、実施形態における監視装置４０が行う設計制御処理の流れを示すフローチャートである。
　輻輳判定部４２２は、リソース利用率による輻輳判定処理を行う（ステップＳ７０１）。設計制御部４２６は、利用可能なチャネル数の設定値を増加させられる場合には増加させる（ステップＳ７０２）。設計制御部４２６は、記憶部４３に記憶されている置局情報データベース４３２を読み出す（ステップＳ７０３）。設計制御部４２６は、リソース利用率もしくは輻輳や通信損失が発生している中継装置２０が地理的に複数隣接し合っている場合に、それらの中心付近の置局候補地への中継装置２０の追加を決定する。表示制御部４２８は、決定された情報を、表示部４５を介してユーザに提示する（ステップＳ７０４）。
　図１５は、実施形態における監視装置４０が行うユーザ設定制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１５では、輻輳情報を用いたユーザ設定制御処理について説明する。
　端末設定制御部４２７は、輻輳判定が行われたＬＰＷＡ端末１０への下り通信パケットに輻輳対応マークを付与する（ステップＳ８０１）。輻輳対応マークは、通常のパケットと区別するために付与されるマークである。端末設定制御部４２７は、輻輳対応マークの付与されたパケットの送信頻度を輻輳度合いに応じて下げるようにＬＰＷＡ端末１０の倍率を設定する（ステップＳ８０２）。端末設定制御部４２７は、輻輳対応マークの付与されたパケットのタイムアウト間隔を長く取るようにＬＰＷＡ端末１０の倍率を設定する（ステップＳ８０３）。端末設定制御部４２７は、輻輳対応マークの付与されたパケットの再送回数を増加するようにＬＰＷＡ端末１０の倍率を設定する（ステップＳ８０４）。
　図１６は、実施形態における監視装置４０が行うユーザ設定制御処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１６では、死活情報を用いたユーザ設定制御処理について説明する。
　端末設定制御部４２７は、故障判定が行われたＬＰＷＡ端末１０へ送信する下り通信パケットに故障対応マークを付与する（ステップＳ９０１）。故障対応マークは、通常のパケットと区別するために付与されるマークである。端末設定制御部４２７は、故障対応マークの付与されたパケットが到着した場合にパケットの送り元へ即時に不達通知を返信させるようにＬＰＷＡ端末１０の設定を制御する（ステップＳ９０２）。
　以上のように構成された監視システム１００によれば、監視エージェント３０が、監視装置４０から要求に対してＬＰＷＡ端末１０の代理として応答する。具体的には、監視エージェント３０は、ＬＰＷＡ端末１０の通信状態に関する情報を中継装置２０から定期的に取得する。そして、監視エージェント３０は、監視装置４０から監視用要求があった場合、ＬＰＷＡ端末１０の通信状態に関する情報に基づいて監視用要求に対する応答を生成し、生成した応答を監視装置４０に送信する。これにより、ＬＰＷＡ端末１０と監視装置４０とが直接通信することがない。したがって、ＬＰＷＡ端末１０は、監視用要求に対する応答を行わなくて済む。そのため、ＬＰＷＡ端末１０の消費電力を抑制することが可能になる。
　また、監視システム１００では、複数のＬＰＷＡ端末１０を１つのＩＰアドレスでグループに集約して監視している。集約の単位は、同じ中継装置２０に接続するＬＰＷＡ端末１０等である。このようにグループ単位で状態管理することにより、装置単体では推定されない状態情報（例えば、中継路の輻輳等やエリア単位の障害）を推定することができる。
　また、監視システム１００におけるＬＰＷＡ端末１０が接続する中継装置２０は機能が簡素化されているため、ＬＰＷＡ端末１０を把握、管理する機能を持たないことが一般的である。したがって、本実施形態において、中継装置２０にＬＰＷＡ端末１０を監視する機能を持たせる必要がない。そのため、中継装置２０のコストを抑えることができる。
　＜変形例＞
　ＬＰＷＡ端末１０は、中継装置２０から指示された間隔で、計測結果を中継装置２０に送信してもよい。
　監視エージェントが備える第１通信部３１と、第２通信部３４とは、１つの通信部で構成されてもよい。監視装置４０が備える第１通信部４１と、第２通信部４４とは、１つの通信部で構成されてもよい。
　計測結果には、端末ＩＤ及び端末アドレスのうちいずれか一方のみが含まれていてもよい。
　輻輳判定部４２２、通信品質推定部４２３及び障害判定部４２４は、ＬＰＷＡ端末１０の状態を判定する状態判定部として構成されてもよい。このように構成される場合、状態判定部は、輻輳判定、通信品質推定、障害判定のいずれか又は全てをＬＰＷＡ端末１０の状態監視として行う。
　中継装置設定制御部４２５、設計制御部４２６及び端末設定制御部４２７は、設定設計制御部として構成されてもよい。このように構成される場合、設定設計制御部は、ＬＰＷＡ端末１０が接続する中継装置２０の設定制御、ネットワーク設計制御、及びＬＰＷＡ端末１０の設定制御のいずれか又は全てを行う。設定設計制御部は、リソース利用率の他に、通信品質、他システム干渉量のいずれかに基づいて、ＬＰＷＡ端末１０が接続する中継装置２０の設定制御、ネットワーク設計制御、及びＬＰＷＡ端末１０の設定制御のいずれか又は全てを行ってもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１０…ＬＰＷＡ端末（低電力端末），　２０…中継装置，　３０…監視エージェント，　３１…第１通信部，　３２…制御部，　３３…記憶部，　３４…第２通信部，　４０…監視装置，　５０…ユーザサーバ，　３２１…データ記録部，　３２２…応答生成部，　３３１…対応付けデータベース，　３３２…通信記録データベース，　３３３…解析表，　４１…第１通信部，　４２…制御部，　４３…記憶部，　４４…第２通信部，　４５…表示部，　４２１…情報要求部，　４２２…輻輳判定部，　４２３…通信品質推定部，　４２４…障害判定部，　４２５…中継装置設定制御部，　４２６…設計制御部，　４２７…端末設定制御部，　４２８…表示制御部，　４３１…機器情報データベース，　４３２…置局情報データベース

Claims (7)

  1. 　低電力で通信を行う低電力端末の通信状態に関する情報を保持する監視エージェントと、前記低電力端末の状態を監視する監視装置とを備える監視システムであって、
    　前記監視装置は、
    　前記低電力端末の通信状態に関する情報を要求する要求部、
    　を備え、
    　前記監視エージェントは、
    　前記低電力端末の通信状態に関する情報に基づいて、前記監視装置からの要求に応じた応答を生成する応答生成部と、
    　前記応答を前記監視装置に送信する送信部と、
    　を備える監視システム。
  2. 　前記監視エージェントは、複数の前記低電力端末を１つのアドレス情報でグループ化し、
    　前記応答生成部は、グループ単位で前記監視装置からの要求に応じた応答を生成する、請求項１に記載の監視システム。
  3. 　前記監視装置は、
    　前記応答に含まれる情報に基づいて、前記低電力端末の状態を判定する状態判定部をさらに備え、
    　前記状態判定部は、前記応答に含まれる情報に基づいて、輻輳判定、通信品質推定、障害判定のいずれか又は全てを前記低電力端末の状態監視として行う、請求項１又は２に記載の監視システム。
  4. 　前記状態監視の結果に基づいて、前記低電力端末が接続する中継装置の設定制御、ネットワーク設計制御、及び前記低電力端末の設定制御のいずれか又は全てを行う設定設計制御部をさらに備える、請求項３に記載の監視システム。
  5. 　前記状態判定部は、グループ内のトラフィック量及び他システム干渉時間率に基づいてリソース利用率及び他システム干渉量を算出し、グループ内の通信頻度及び受信信号強度に基づいて前記グループ内の通信品質を推定し、通信頻度及びパケット損失率に基づいて、前記グループ内の故障箇所を推定する、請求項３に記載の監視システム。
  6. 　前記設定設計制御部は、リソース利用率、通信品質、他システム干渉量、もしくは故障箇所に応じて、前記中継装置におけるチャネル設定又は送信出力、前記中継装置と前記低電力端末とを含むグループ内の通信経路、前記前記低電力端末の設定のいずれかを制御する、請求項４に記載の監視システム。
  7. 　前記設定設計制御部は、リソース利用率、通信品質、他システム干渉量のいずれかに基づいて、通信負荷を平準化するように前記中継装置の増減設又は前記中継装置の配置変更を前記ネットワーク設計制御として行う、請求項４に記載の監視システム。
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