WO2022172455A1 - 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム - Google Patents

通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2022172455A1
WO2022172455A1 PCT/JP2021/005543 JP2021005543W WO2022172455A1 WO 2022172455 A1 WO2022172455 A1 WO 2022172455A1 JP 2021005543 W JP2021005543 W JP 2021005543W WO 2022172455 A1 WO2022172455 A1 WO 2022172455A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
terminal
downlink
uplink
data
communication system
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/005543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕幸 市位
寛之 大津
義彦 城倉
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2021553375A priority Critical patent/JP7072731B1/ja
Priority to PCT/JP2021/005543 priority patent/WO2022172455A1/ja
Priority to TW111102355A priority patent/TWI792875B/zh
Publication of WO2022172455A1 publication Critical patent/WO2022172455A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/24—Multipath
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/20—Support for services
    • H04L49/201—Multicast operation; Broadcast operation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication system, aggregation device, central device, terminal, communication method, and communication program that perform multi-hop communication.
  • Smart meters that enable visualization of power consumption through automatic meter reading and control of power supply and demand is being promoted. Smart meters are installed in all households, and are constructed and operated as wide-area large-scale networks within the jurisdiction of each electric power company.
  • a large number of smart meters constitute a multi-hop network, and each smart meter transmits metering data to a centralizing device (concentrator) that is the root of the multi-hop network.
  • a smart meter network which is a multi-hop network that includes a large number of smart meters, has multiple aggregating devices, and a central device called a head end system (HES) collects metering data aggregated by each aggregating device. collect.
  • HES head end system
  • RPL IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks
  • source routing is performed in which an aggregation device, which is a parent station, designates a downstream route, which is a communication route from the aggregation device to the smart meter.
  • Patent Literature 1 describes a technique in which a gateway, which is an aggregation device, determines a downstream route using information indicating an upstream route described in an upstream message directed from a smart meter to the aggregation device, thereby performing source routing. It is
  • the present disclosure has been made in view of the above, and aims to obtain a communication system capable of realizing highly reliable and low-delay downlink communication.
  • the communication system includes one or more aggregation devices and a plurality of terminals that transmit uplink data to the aggregation device, and constitutes a wireless multi-hop network.
  • a transmission source terminal which is one of a plurality of terminals and uses identification information of a terminal through which an uplink signal is stored in an uplink signal transmitted from a transmission source terminal to an aggregating device;
  • a plurality of downlink routes are determined, and the same downlink data destined for the source terminal is transmitted using the plurality of determined downlink routes.
  • the communication system according to the present disclosure has the effect of realizing highly reliable and low-delay downlink communication.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a communication system according to a first embodiment;
  • FIG. FIG. 1 shows a configuration example of a central device according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 shows a configuration example of an aggregation device according to Embodiment 1;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a control circuit according to Embodiment 1; A diagram showing an example of an uplink route according to the first embodiment Chart diagram showing an example of a route construction procedure in the communication system of the first embodiment A diagram showing an example of a terminal table according to the first embodiment A diagram showing an example of downstream route information according to Embodiment 1 A diagram showing an example of aggregation device information according to the first embodiment A diagram showing an example of a downstream route according to the first embodiment Flowchart showing an example of a procedure for transmitting downlink signals in the aggregating device according to Embodiment 1 FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a format of a downstream packet, which is a downstream signal in Embodiment 1; Flowchart showing an example of reception processing of a downlink signal in the terminal of Embodiment 1 Flowchart showing an example of a downstream signal reception processing procedure including restoration processing using the CRC of Embodiment 1
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a central device according to a second embodiment; FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of an aggregation device according to a second embodiment; A diagram showing an example of downstream route information in the second embodiment Flowchart showing an example of a procedure for transmitting downlink signals including downlink data in the aggregating device of Embodiment 3 A diagram showing an example of a signal strength table held by a terminal according to Embodiment 4 Diagram showing an example of a method for transmitting downlink signals according to Embodiment 5
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to a first embodiment;
  • the communication system of the present embodiment is used for automatic meter reading of electric energy, but it may be used for other purposes as well as automatic meter reading of electric energy.
  • the communication system of this embodiment includes a central device 1 as a communication management device, aggregation devices 2-1 and 2-2, and terminals 3-1 to 3-12.
  • a communication system according to the present embodiment includes aggregation devices 2-1 and 2-2, which are examples of one or more aggregation devices, and terminals 3-1 to 3-12, which are examples of a plurality of terminals.
  • a hop network can be constructed.
  • two aggregation devices and twelve terminals are shown in FIG. 1, the number of aggregation devices and terminals is not limited to the example shown in FIG. The number of aggregation devices may be one.
  • the terminals 3-1 to 3-12 are communication devices connected to a metering device (not shown) for metering electric energy, and each of the terminals 3-1 to 3-12 and the corresponding metering device constitute a smart meter. be.
  • the terminals 3-1 to 3-12 are part of the smart meter, and transmit the metering data of the electric energy to the corresponding aggregation devices 2-1 and 2-2.
  • Weighing data is an example of upstream data.
  • Terminals 3-1 to 3-12 are installed, for example, in electric power consumers.
  • the terminals 3-1 to 3-12 communicate with devices other than the metering device depending on the purpose. and transmits the data acquired from other devices to the corresponding aggregation devices 2-1 and 2-2.
  • terminal 3-1 to 3-12 are not distinguished individually, they will be referred to as terminal 3.
  • Aggregating devices 2-1, 2-2 and terminals 3-1 to 3-12 form a wireless multi-hop network with the aggregating devices 2-1, 2-2 as the root.
  • the aggregating devices 2-1, 2-2 and terminals 3-1 to 3-12 constituting the wireless multi-hop network are hereinafter also referred to as nodes.
  • the lines connecting the aggregation devices 2-1, 2-2 and the terminals 3-1 to 3-12 in FIG. 1 indicate wireless links.
  • An example in which the communication system of the present embodiment is a wireless multi-hop network will be described below, but it may be a multi-hop network using power line communication or the like.
  • the aggregation devices 2-1 and 2-2 collect metric data from the terminals 3-1 to 3-12 and transmit the collected metric data to the central device 1 via the network.
  • a network between the aggregation devices 2-1, 2-2 and the central device 1 is an IP (Internet Protocol) network, such as an optical line network or a mobile phone network, but not limited to these.
  • the aggregation devices 2-1 and 2-2 are installed, for example, on a utility pole, but the installation position is not limited to the utility pole.
  • the aggregating devices 2-1 and 2-2 receive data for other purposes received from the terminals 3-1 to 3-12. to the central unit 1 via the network.
  • aggregation device 2 when the aggregation devices 2-1 and 2-2 are indicated without distinguishing them individually, they are referred to as aggregation device 2.
  • the central device 1 collects metering data from the aggregation devices 2-1 and 2-2, and transmits the collected metering data to a meter data management system (MDMS (Meter Data Management System)) (not shown).
  • MDMS is a device that manages weighing data.
  • the central device 1 can be used for other purposes for the data collected from the terminals 3-1 to 3-12. Send the data to a management device or the like for other uses.
  • the central unit 1 also transmits control signals for controlling the terminals 3-1 to 3-12 to the terminals 3-1 to 3-12 via the aggregation units 2-1 and 2-2.
  • the central device 1 receives a control signal for controlling the switches from a distribution system management device that manages the distribution system, The control signal is addressed to terminals 3-1 to 3-12 corresponding to the switch.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the central device 1 of this embodiment.
  • the central device 1 includes a transmission/reception section 11 , a communication control section 12 , a control processing section 14 and a route information storage section 13 .
  • the route information storage unit 13 stores the correspondence between the aggregation device 2 and the terminal 3 under the control of the aggregation device 2 as aggregation device information. Details of the aggregation device information will be described later.
  • the transmission/reception unit 11 performs IP communication with the aggregation device 2 .
  • the communication control unit 12 uses the aggregation device information stored in the route information storage unit 13 to control communications between the aggregation devices 2-1 and 2-2 and the terminals 3-1 to 3-12. For example, when receiving a control signal from the control processing unit 14 , the communication control unit 12 causes the transmission/reception unit 11 to transmit the control signal to the corresponding aggregation device 2 if the received control signal is addressed to the aggregation device 2 . Further, when the received control signal is addressed to the terminal 3, the communication control unit 12 uses the aggregation device information to find the aggregation device 2 corresponding to the terminal 3, and transmits the control signal via the transmission/reception unit 11.
  • the communication control unit 12 receives signals transmitted from the aggregation devices 2-1 and 2-2 and the terminals 3-1 to 3-12 via the transmission/reception unit 11, the communication control unit 12 outputs the signals to the control processing unit 14. do.
  • the control processing unit 14 generates control signals for controlling the aggregation devices 2-1 and 2-2 and the terminals 3-1 to 3-12, and outputs them to the communication control unit 12.
  • the control processing unit 14 receives signals transmitted from the aggregation devices 2-1 and 2-2 and the terminals 3-1 to 3-12 via the communication control unit 12, Take action.
  • the received signal includes power consumption measurement data, it is temporarily stored in a storage unit (not shown) and transmitted to the MDMS via the communication control unit 12 and the transmission/reception unit 11 at a predetermined timing.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the aggregation device 2 of this embodiment.
  • the aggregation device 2 includes a first transmission/reception section 21 , a second transmission/reception section 22 , a communication control section 23 , a route information storage section 24 and a control processing section 25 .
  • the route information storage unit 24 stores downstream route information. Information indicating a downlink route corresponding to the uplink route of the terminal obtained based on the signal received from the terminal 3 is stored in the downlink route information. In this embodiment, a plurality of downlink routes are stored for one terminal 3 in the downlink route information. Details of the downstream route information will be described later.
  • the first transmission/reception unit 21 performs wireless communication with the terminal 3. Upon receiving a signal from terminal 3 , first transmission/reception section 21 outputs the signal to communication control section 23 . Also, the first transmission/reception unit 21 transmits various signals to the terminal 3 based on instructions from the communication control unit 23 .
  • the second transmission/reception unit 22 performs IP communication with the central unit 1 . Upon receiving a signal from the central unit 1 , the second transmission/reception unit 22 outputs the signal to the communication control unit 23 . The second transmission/reception unit 22 also transmits various signals to the central unit 1 based on instructions from the communication control unit 23 .
  • the communication control unit 23 When the communication control unit 23 receives the signal transmitted from the terminal 3 from the first transmission/reception unit 21, and if the data is an uplink communication control signal used for path construction, the uplink path stored in the data is stored in the route information storage unit 24 as the downstream route information. Also, the communication control unit 23 determines a plurality of downlink routes using the downlink route information, and transmits the same downlink data using the plurality of downlink routes. When the signal transmitted from the terminal 3 is received from the first transmission/reception unit 21, the communication control unit 23 outputs the data to the control processing unit 25 when the signal includes data to be transmitted to the central unit 1 such as weighing data. .
  • the communication control unit 23 when receiving a signal from the second transmitting/receiving unit 22, the communication control unit 23 outputs data included in the signal to the control processing unit 25 when the signal is addressed to the terminal itself. If the signal is not addressed, the signal is addressed to the terminal 3 and transmitted via the first transmitting/receiving section 21 .
  • control processing unit 25 When receiving data such as weighing data transmitted from the terminal 3 via the communication control unit 23, the control processing unit 25 temporarily stores the data, passes the data to the communication control unit 23 at a predetermined timing, and performs communication. Data from the control unit 23 is transmitted to the central unit 1 via the second transmission/reception unit 22 .
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the terminal 3 of this embodiment.
  • the terminal 3 includes a transmission/reception section 31, a communication control section 32, a route information storage section 33 and a control processing section .
  • the route information storage unit 33 stores a terminal table in which upstream route information indicating upstream routes is stored. Details of the terminal table will be described later.
  • the transmitting/receiving unit 31 performs wireless communication with the aggregation device 2 or the terminal 3, which are other nodes in the wireless multi-hop network. Upon receiving a signal from another node, the transmission/reception unit 31 outputs the signal to the communication control unit 32 . The transmitting/receiving unit 31 also transmits signals to other nodes based on instructions from the communication control unit 32 .
  • the communication control unit 32 When receiving a signal from the transmitting/receiving unit 31, the communication control unit 32 outputs data included in the signal to the control processing unit 34 if the destination of the signal is addressed to the own terminal, and if the signal is addressed to another node. In some cases, the signal is transferred to the destination node by causing the transmission/reception unit 31 to transmit the signal toward the destination node. Further, when receiving data such as measurement data from the control processing unit 34, the communication control unit 32 uses the terminal table stored in the route information storage unit 33 to transmit the data in the upstream direction via the transmission/reception unit 31. Send to neighboring nodes. Uplink data arrives at the destination node by being transferred by each node.
  • control processing unit 34 Upon receiving data from the communication control unit 32, the control processing unit 34 performs a predetermined process based on the received data. The control processing unit 34 also acquires data such as weighing data to be transmitted from another device such as a weighing device (not shown) to the aggregation device 2 and outputs the acquired data to the communication control unit 32 .
  • data such as weighing data to be transmitted from another device such as a weighing device (not shown) to the aggregation device 2 and outputs the acquired data to the communication control unit 32 .
  • the transmitting/receiving unit 11 of the central unit 1 of this embodiment is realized by a transmitter and a receiver, and the communication control unit 12 and the control processing unit 14 are realized by a control circuit.
  • the route information storage unit 13 is implemented by a memory.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the control circuit of this embodiment.
  • the control circuit 100 shown in FIG. 5 includes a processor 101 such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processor Unit), and a memory 102 .
  • the memory 102 includes semiconductor memories such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory), magnetic disks, and the like.
  • the communication control unit 12 and the control processing unit 14 of the central unit 1 are realized by the processor 101 executing a communication program for realizing the operation of the central unit 1 stored in the memory 102 .
  • a communication program may be provided by a recording medium or may be provided by a communication medium.
  • the memory that implements the route information storage unit 13 may be a part of the memory 102, or may be a memory separate from the control circuit.
  • the central unit 1 is generally realized by a computer system, and in addition to the control circuit 100, it may include a display unit such as a monitor and a display, and an input unit such as a keyboard and a mouse, although not shown. .
  • the first transmitting/receiving section 21 and the second transmitting/receiving section 22 of the aggregation device 2 of the present embodiment are realized by a transmitter and a receiver.
  • the communication control unit 23 and the control processing unit 25 are implemented by processing circuits, and the route information storage unit 24 is implemented by a memory.
  • the processing circuit may be the control circuit 100 as shown in FIG. 5, or may be a dedicated circuit such as FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • a unit 23 and a control processing unit 25 are implemented.
  • a communication program may be provided by a recording medium or may be provided by a communication medium.
  • the memory that implements the route information storage unit 24 may be a part of the memory 102, or may be a memory separate from the control circuit.
  • the transmission/reception unit 31 of the terminal 3 of this embodiment is realized by a transmitter and a receiver.
  • the communication control unit 32 and the control processing unit 34 are implemented by processing circuits, and the route information storage unit 33 is implemented by a memory.
  • the processing circuit may be the control circuit 100 as shown in FIG. 5, or may be a dedicated circuit such as FPGA or ASIC.
  • the communication control unit 32 and the control processing unit 34 are realized by the control circuit 100, the communication control unit 32 and a control processor 34 are realized.
  • a communication program may be provided by a recording medium or may be provided by a communication medium.
  • the memory that implements the route information storage unit 33 may be a part of the memory 102, or may be a memory separate from the control circuit.
  • the communication program of the present embodiment stores an uplink signal stored in the uplink signal transmitted from the transmission source terminal, which is one of the plurality of terminals 3, to the aggregating device 2 in the communication system of the present embodiment. a step of determining a plurality of downlink routes to the source terminal using the identification information of the terminal 3 that has passed through; and transmitting the same downlink data addressed to the source terminal using the determined plurality of downlink routes. and causing to be performed.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an uplink route according to this embodiment.
  • three upstream paths 4-1 to 4-3 are shown as upstream paths from the terminal 3-9 to the central unit 1.
  • FIG. Each terminal 3 uses the signals received from other terminals 3 to hold uplink route information as a terminal table.
  • the downlink route is determined by the aggregation device 2 using the uplink route stored in the signal received from each terminal 3 .
  • the aggregation device 2 performs downstream communication by source routing using the determined downstream route.
  • the terminal 3 holds a plurality of pieces of upstream route information.
  • the terminal 3 cannot correctly receive the downstream signal transmitted from the aggregation device 2 .
  • the aggregating device 2 detects that a failure has occurred in the downlink route due to the absence of a response signal from the terminal 3 for a certain period of time or longer, it reconstructs the downlink route and Although the downlink signal is transmitted, a large delay occurs in the reception of the downlink signal by the terminal 3 due to the process of reconstructing the route.
  • the aggregating device 2 holds a plurality of downlink routes for each terminal 3 as downlink route information. to be sent. This realizes highly reliable and low-delay downlink communication.
  • FIG. 7 is a chart showing an example of a route construction procedure in the communication system of this embodiment.
  • FIG. 7 shows an example of a route building procedure when the aggregation device 2-1 is newly connected to the communication system.
  • the aggregation device 2-1 executes connection establishment processing with the central device 1 (step S1). Specifically, the second transmission/reception unit 22 of the aggregation device 2-1 establishes a connection according to TCP (Transmission Control Protocol)/IP, and notifies the communication control unit 23 of the completion of connection establishment.
  • TCP Transmission Control Protocol
  • the aggregation device 2-1 transmits a wireless multi-hop construction signal for building a route in the wireless multi-hop network with the terminal 3 (step S2). Specifically, when the communication control unit 23 of the aggregation device 2-1 is notified of the completion of connection establishment from the second transmission/reception unit 22, it generates a communication wireless multi-hop establishment signal, A communication wireless multi-hop establishment signal is transmitted by broadcasting.
  • the communication wireless multi-hop construction signal stores the aggregation device ID (IDentifier) of the aggregation device 2-1, which is the root of the uplink communication, and the identification information of the node that is the transmission source of the communication wireless multi-hop construction signal and the aggregation device. The number of hops up to 2-1 is stored.
  • the identification information of the transmission source node is the aggregation device ID of the aggregation device 2-1, and the hop count is zero.
  • the aggregation device ID is identification information for identifying each aggregation device 2 .
  • the terminal 3-1 directly receives the wireless multihop establishment signal from the aggregation device 2-1, but although not shown, the terminal 3-2 also receives the wireless multihop establishment signal from the aggregation device 2-1. , and performs the same operation as the terminal 3-1 described below.
  • the terminal 3-1 When the terminal 3-1 receives the wireless multi-hop construction signal, it updates the number of hops to the wireless multi-hop construction signal aggregator 2-1 and the identification information of the transmission source node, and generates the multi-hop route construction signal. Broadcast (step S3).
  • the terminal ID is identification information for identifying each terminal 3 .
  • the transmission/reception unit 31 passes the signal to the communication control unit 32, and the communication control unit 32 determines the transmission source of the wireless multi-hop establishment signal from the signal received from the transmission/reception unit 31. Extract node identification information and hop counts.
  • the communication control unit 32 updates the identification information of the transmission source node in the signal received from the transmission/reception unit 31 to the terminal ID of the terminal 3-1, and adds 1 to the extracted hop number in the signal. update to In this example, the communication control unit 32 of the terminal 3-1 updates the hop count to 1 because the hop count extracted from the data received from the transmission/reception unit 31 is 0.
  • the communication control unit 32 outputs the signal after the update described above to the transmission/reception unit 31, and the transmission/reception unit 31 broadcasts the signal received from the communication control unit 32 as a multi-hop route building signal.
  • the terminal 3-1 when the terminal 3-1 receives the wireless multihop establishment signal, it transmits an uplink communication control signal (step S4).
  • the communication control unit 32 recognizes the aggregation device 2-1, which is the root node in the signal, from the wireless multihop construction signal received from the transmission/reception unit 31, and controls uplink communication to the aggregation device 2-1.
  • a signal is generated, the terminal ID of the terminal 3-1 is stored in the uplink communication control signal via the identification information of the node of the transmission source, and the uplink communication control signal is transmitted via the transmitting/receiving section 31.
  • each terminal 3 waits for a certain period of time without transmitting an uplink control signal after receiving the radio multi-hop establishment signal, and receives radio multi-hop establishment signals from a plurality of other terminals 3 within the certain period of time.
  • a terminal 3 having good communication quality may be selected based on the signal strength of the received radio multihop construction signal, and an uplink communication control signal may be transmitted to the selected terminal 3 .
  • an uplink communication signal that is periodically transmitted that is, a signal including metric data may be transmitted without transmitting the uplink control signal after receiving the wireless multihop establishment signal.
  • the terminal 3-1 when the terminal 3-1 receives the wireless multi-hop establishment signal, it stores the upstream route in the terminal table (step S5). Specifically, the communication control unit 32 stores the identification information of the node that is the transmission source of the wireless multihop construction signal received from the transmission/reception unit 31 and the number of hops obtained by adding 1 to the number of hops included in the signal. Stored in the terminal table of the route information storage unit 33 as route information.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a terminal table according to this embodiment. The terminal table stores information about n routes from upstream route #1 to upstream route #n. n is the number of upstream routes held by each terminal 3 and is an integer of 2 or more.
  • n is determined in advance, it may be changeable according to an instruction from the central device 1 or the aggregation device 2 or the like.
  • Information about each route includes identification information of the next node on the route and the number of hops to the aggregation device 2 .
  • Each terminal 3 stores the identification information of the node that transmitted the wireless multihop construction signal as the identification information of the next node on the uplink path.
  • the terminal 3-1 directly receives the wireless multihop construction signal from the aggregation device 2-1, and the identification information of the node that is the transmission source of the wireless multihop construction signal is the aggregation device 2-1. Since the aggregation device ID is -1, in step S3, for example, the aggregation device ID of the aggregation device 2-1 is stored as the identification information of the next node and 1 is stored as the number of hops in the information of the upstream route #1. be. Note that the processing order of steps S3 to S5 is not limited to this example, and these steps may be performed simultaneously, or may be performed in an order different from that shown in FIG. As described above, the terminal 3-2 also performs steps S1 to S3 in the same manner as the terminal 3-1.
  • terminal 3-4 when the terminal 3-4 receives the wireless multihop construction signal transmitted from the terminal 3-1 in step S3, the number of hops to the wireless multihop construction signal aggregator 2-1 is and the identity of the source node, and broadcast the multi-hop route building signal (step 6).
  • Terminal 3-4 like terminal 3-1 described above, updates the identification information of the transmission source node in the received wireless multihop construction signal to the terminal ID of terminal 3-4, and updates the hop count in the data. is updated to a value obtained by adding 1 to the extracted number of hops. In this example, terminal 3-4 updates the hop count to two.
  • the terminal 3-4 transmits an uplink communication control signal addressed to the aggregation device 2-1 (step S7). Since the terminal 3-4 has received the wireless multihop establishment signal from the terminal 3-1, the terminal 3-4 transmits an uplink communication control signal addressed to the aggregation device 2-1 to the terminal 3-1. do.
  • the terminal 3-4 stores the upstream route in the terminal table in the same way as the terminal 3-1 (step S8). Since the terminal 3-4 has received the wireless multihop establishment signal from the terminal 3-1, for example, the terminal ID of the terminal 3-1 is stored as the identification information of the next node in the information of the uplink route #1, 2 is stored as the number of hops. Note that the processing order of steps S6 to S8 is not limited to this example, similarly to the processing order of steps S3 to S5, and these may be performed simultaneously or in an order different from the order shown in FIG. may be done. Although not shown, the terminal 3-5 also receives the wireless multihop construction signal transmitted from the terminal 3-1 in step S2, and performs steps S6 to S8 in the same way as the terminal 3-4. .
  • the terminals 3-5 and 3-6 that have received the wireless multihop establishment signal from the terminal 3-2 also receive the wireless multihop establishment signal transmitted from the terminal 3-1 in step S3, similarly to the terminal 3-4. It receives the information and executes steps S6 to S8.
  • the terminals 3-8 and 3-9 that have received the wireless multihop construction signal transmitted from the terminal 3-4 also perform steps S6 to S8 in the same manner as the terminal 3-4. is done.
  • the terminals 3-9 receives from the terminals 3-4 and 3-5 the wireless multihop construction signal transmitted from the aggregation device 2-1.
  • the terminal ID of the terminal 3-4 is stored as the identification information of the next node in the information of the upstream route #2, and 3 is stored as the number of hops.
  • the terminal ID of the terminal 3-5 is stored as the identification information of the next node, and 3 is stored as the number of hops.
  • an upper limit may be set for the number of hops, and the terminal 3 may not perform steps S6 to S8 when the number of hops extracted from the received wireless multihop construction signal reaches the upper limit.
  • the terminal 3-1 Upon receiving the uplink communication control signal transmitted in step S7, the terminal 3-1 adds the identification information of the terminal 3-1 to the uplink communication control signal (step S9), and adds the identification information of the terminal 3-1. Then, the upstream communication control signal is transmitted to the aggregation device 2-1 (step S10). Specifically, upon receiving an uplink communication control signal, the transmission/reception unit 31 passes the signal to the communication control unit 32, and the communication control unit 32 adds the terminal ID of the terminal 3-1 to the uplink communication control signal received from the transmission/reception unit 31.
  • the communication control unit 23 transmits the uplink communication control signal to which the terminal ID of the terminal 3-1 is added via the transmission/reception unit 31 to the uplink route in the terminal table stored in the route information storage unit 33. Send to the next node.
  • the terminal table of the terminal 3-1 stores only the upstream route with the aggregation device 2-1 as the next node. 1 to transmit an upstream communication control signal.
  • the communication control unit 32 outputs an upstream communication control signal to the upstream route selected based on the number of hops, communication quality, etc. to send.
  • the aggregation device 2-1 When receiving the upstream communication control signal transmitted in step S4, the aggregation device 2-1 records the downstream route of the terminal 3-1 (step S11), and when receiving the upstream communication control signal transmitted in step S10, The downstream route of the terminal 3-4 is recorded (step S12). Specifically, when the first transmitting/receiving unit 21 receives an upstream communication control signal, it passes the signal to the communication control unit 23, and the communication control unit 23 receives the upstream communication control signal from the first transmitting/receiving unit 21. By extracting the terminal identification information of the terminal 3 on the route through which the control signal passed, the uplink route is grasped, and the downlink route corresponding to the grasped uplink route is recorded in the downlink route information of the route information storage unit 24 .
  • the communication control unit 23 Since the uplink communication control signal transmitted in step S4 is directly transmitted from the terminal 3-1 to the aggregation device 2-1 without going through other terminals 3, the communication control unit 23 transmits The terminal ID of the terminal 3-1 is stored as downlink route information indicating the downlink route corresponding to the uplink communication control signal. Further, the uplink communication control signal transmitted in step S10 is added with the terminal ID of the terminal 3-1 because it was transmitted from the terminal 3-4 and passed through the terminal 3-1. Therefore, the communication control unit 23 records the terminal ID of the terminal 3-4 and the terminal ID of the terminal 3-1 as the downlink route information of the terminal 3-4 based on the uplink communication control signal transmitted in step S10. do.
  • the terminal ID of the transmission source of the uplink communication control signal is included as the downlink route information, but since the downlink route information is managed for each source terminal, the information indicating each downlink route does not include the A terminal ID of the terminal 3 may be stored.
  • the aggregation device 2-1 sequentially receives upstream communication control signals transmitted from other terminals 3, and adds a downstream route to the downstream route information in the route information storage unit 24 each time it receives them. After a certain period of time has passed since the wireless multi-hop establishment signal was transmitted in step S2, and upon receiving the uplink communication control signals from all the terminals 3, the aggregating device 2-1 uses a plurality of uplink paths for each terminal 3. Down route is stored in the down route information (step S13). Specifically, the communication control unit 23 selects from the downlink route information in the route information storage unit 24 for each terminal 3 that is the destination of the downlink route, a plurality of records recorded based on the uplink communication control signal transmitted from the terminal 3. Downstream routes are determined, and a plurality of determined downstream routes are stored in the route information storage unit 24 as downstream route information.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of downstream route information according to the present embodiment.
  • information indicating p downlink routes from downlink route #1 to downlink route #p for each terminal 3 is stored in the downlink route information.
  • p is an integer of 2 or more and is predetermined. p may be changeable according to an instruction from the central unit 1 or the like.
  • step S13 is performed when a certain period of time has passed since the wireless multi-hop establishment signal was transmitted. If it is set in the device 2-1, the communication control unit 23, when receiving uplink communication control signals from all the terminals 3 predetermined as terminals 3 under the control of the aggregation device 2-1, performs step S13 may be implemented.
  • a terminal 3 under the control of the aggregation device 2-1 is a terminal 3 that performs wireless multi-hop communication with the aggregation device 2-1 as a root, that is, communication between the central device 1 and the terminal 3. It is the terminal 3 that relays.
  • the aggregation device 2-1 transmits a terminal notification signal to the central device 1 (step S14).
  • the communication control unit 23 uses the downstream route information stored in the route information storage unit 24 to obtain the terminal ID of the terminal 3 under the control of the aggregation device 2-1, A terminal notification signal including the terminal ID of the terminal 3 is generated and transmitted to the central unit 1 via the second transmitting/receiving section 22 .
  • the central device 1 can grasp which terminals 3 are subordinate to the aggregation device 2-1.
  • the transmitting/receiving unit 11 when the transmitting/receiving unit 11 receives the terminal notification signal, it outputs it to the communication control unit 12, and the communication control unit 12 updates the aggregation device information in the route information storage unit 13 using the terminal notification signal.
  • the aggregation device information is information indicating the correspondence between the terminal 3 and the aggregation device 2 .
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of aggregation device information according to this embodiment.
  • FIG. 10 shows information about the terminal 3-9 out of the aggregation device information, and in this example, indicates that the terminal 3-9 is under the control of the aggregation device 2-1.
  • the central device 1 holds, for each terminal 3, information indicating which aggregation device 2 the terminal 3 is under, as aggregation device information.
  • FIG. 7 shows the path construction operation when the aggregation device 2 is connected to the central device 1, the same operation is executed when the aggregation device 2-2 is connected.
  • the aggregating device 2-2 holds p downlink routes to each terminal 3 under its control.
  • the central device 1 defines one aggregation device 2 corresponding to one terminal 3 .
  • the upstream route from the terminal 3-9 to the central device 1 can be considered to be a route via the aggregation device 2-1 and a route via the aggregation device 2-2. determines either the aggregation device 2-1 or the aggregation device 2-2 as the aggregation device 2 corresponding to the terminal 3-9.
  • each terminal 3 may store the main and secondary aggregation devices 2 as destinations, and when it is determined that a failure has occurred in communication with the main aggregation device 2, , the upstream data may be transmitted to the secondary aggregation device 2 .
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a downstream route according to this embodiment.
  • FIG. 11 shows an example of the downlink route of the terminal 3-9 determined based on the uplink route of the terminal 3-9 shown in FIG.
  • multiple downlink routes are set for each terminal 3 .
  • the aggregating device 2 holds p downlink routes, but if more than p uplink communication control signals are received from one terminal 3, that is, one terminal 3 to the aggregation device 2 is more than p, the aggregation device 2 selects p upstream routes according to the number of hops, communication quality, etc., and determines a downstream route corresponding to the selected upstream route. is retained as downstream route information.
  • the terminal 3 when the terminal 3 newly enters the communication system after the route is constructed between the aggregation device 2 and the terminal 3, the terminal 3 broadcasts an entry message.
  • each terminal 3 receives the entry message, each terminal 3 sends a response message containing the aggregation device ID of the aggregation device 2 corresponding to itself and the minimum number of hops among the downlink routes stored in the terminal table.
  • the terminal ID of its own terminal To the above-described uplink communication control signal.
  • the terminal that has transmitted the entry message stores the terminal ID of the terminal 3 that is the transmission source of each response message in the terminal table as the terminal ID of the next hop node in one of the uplink routes, and stores the terminal ID as the hop count of the uplink route. , and stores the value obtained by adding 1 to the number of hops included in the response message.
  • the newly entered terminal 3 can store information about the upstream route in the terminal table.
  • the aggregation device 2 upon receiving the entry message, stores a plurality of downlink routes to the terminal 3 that has newly entered the downlink route information in the same way as when receiving the above-described downlink communication control signal. can be done.
  • the newly entering terminal 3 waits for a multi-hop establishment signal sent by the surrounding terminals 3, and when receiving the multi-hop establishment signal, an uplink control signal or an uplink communication is received. You may make it transmit a signal.
  • the central unit 1 uses the aggregation device information stored in the route information storage unit 13 to find the corresponding aggregation device 2, A signal addressed to terminal 3 is transmitted.
  • the aggregation device 2 When the aggregation device 2 receives a signal addressed to the terminal 3 from the central device 1, it uses the downstream route information to duplicate the data included in the signal and generate a plurality of signals each containing the plurality of duplicated data.
  • the aggregating device 2 transmits a plurality of signals containing the same data through a plurality of downstream paths. For example, the aggregation device 2 continuously transmits a plurality of signals through different downstream paths.
  • an example of continuously transmitting a plurality of signals containing the same data through different downstream paths will be described. good too.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a procedure for transmitting downlink signals in the aggregation device 2 of this embodiment.
  • the communication control unit 23 of the aggregation device 2 duplicates data addressed to the terminal 3 and initializes a variable ns indicating the number of transmissions of the same data to 0 (step S21).
  • the communication control unit 23 selects a downstream route from a plurality of downstream routes (step S22). Specifically, the communication control unit 23 reads a plurality of downstream routes corresponding to the destination terminal 3 from the downstream route information in the route information storage unit 24, and selects one from the read downstream routes.
  • the communication control unit 23 transmits data to the selected downstream route (step S23). Specifically, the communication control unit 23 adds information indicating the selected downlink route as a header to one of the duplicated data, and stores the terminal ID of the destination terminal 3 in the destination of the header. , to the terminal 3 of the next hop on the selected downlink route via the first transmitting/receiving unit 21 . Thus, each data addressed to the terminal 3 is transmitted by unicast. At this time, the communication control unit 23 adds the same sequence number to data duplicated from the same data.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the format of a downstream packet, which is a downstream signal in this embodiment. As shown in FIG.
  • the downstream signal is composed of a header portion and a data portion, and the data portion stores the duplicated data described above.
  • the header part contains destination information, message information and a sequence number.
  • the message information is information indicating the type of signal to be transmitted, that is, the type of message corresponding to the signal.
  • the destination information of the header part stores the identification information of the node next to the destination.
  • the header also stores information indicating the downlink route.
  • the communication control unit 23 increases the value of ns by 1 (step S24), and determines whether or not ns is smaller than the number of downstream routes, that is, p (step S25). If ns is smaller than the number of downstream routes (step S25 Yes), the process from step S22 is repeated. In step S22 for the second and subsequent times, a downstream route for transmitting a downstream signal is selected from among the downstream routes for which no downstream signal is transmitted. If ns is greater than or equal to the number of downlink routes (step S25 No), the communication control unit 23 terminates the downlink signal transmission process.
  • the communication control unit 23 of the aggregation device 2 uses the uplink signal stored in the uplink signal transmitted from the transmission source terminal, which is one of the plurality of terminals 3, to the aggregation device 2.
  • the identification information of the terminal 3 through which the uplink control signal, which is an example, is used a plurality of downlink routes to the source terminal are determined, and the same downlink data destined for the source terminal is transmitted through the determined plurality of downlink routes.
  • the downstream signal will reach the destination terminal 3 via another downstream path, and the transmission via a single downstream path will not be possible. reliability can be improved. Also, even if a communication failure occurs in the downlink path, if the downlink signal reaches the terminal 3 through another downlink path, there is no need to retransmit the signal, so low-delay downlink communication can be realized.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of a downlink signal reception process in terminal 3 of the present embodiment.
  • the signal is transferred to the communication control section 32 .
  • the communication control unit 32 determines that the signal received from the transmitting/receiving unit 31 is a downstream signal and performs the processing shown in FIG.
  • the communication control unit 32 transfers the signal to the upstream route using the terminal table stored in the route information storage unit 33. .
  • the communication control unit 32 determines whether the destination is the own terminal (step S31). If the destination is the own terminal (step S31 Yes), the communication control unit 32 determines whether or not the same data has been received (step S32). Since the same sequence number is added to the same data as described above, when the communication control unit 32 of the terminal 3 has already received data with the same sequence number as the sequence number added to the data received this time, , it can be determined that the same data has been received. Note that the method of determining whether or not the data is the same as the received data is not limited to this. A method such as
  • step S32 No If the same data has not been received (step S32 No), the communication control unit 32 passes the data to the control processing unit 34, the control processing unit 34 processes the data (step S33), and ends the reception process. . If the same data has been received (step S32 Yes), the communication control unit 32 discards the data received this time (step S34) and ends the reception process. Thus, when the terminal 3 newly receives downlink data having the same sequence number as the received downlink data, the terminal 3 discards the newly received downlink data.
  • the communication control unit 32 sends the transmission/reception unit to the lower terminal 3, which is the next node on the downlink route, based on the downlink route information added to the received data. 31 (step S35), and the reception process ends.
  • the aggregation device 2 transmits the same data to the terminal 3 using a plurality of downlink paths, but after transmitting the same data using a plurality of downlink paths, there is no response from the terminal 3 for a certain period of time or longer. If a communication error occurs due to such reasons, retransmission may be performed by performing the transmission shown in FIG. 12 again. That is, when all of the downlink data transmitted using a plurality of downlink paths result in communication errors, the downlink data may be retransmitted using a plurality of downlink paths. Also, if all of the downlink data results in a communication error even in retransmission, the downlink data addressed to the terminal 3 may be transmitted by broadcasting. In this case, the terminals 3 other than the destination transfer the data received by broadcasting.
  • signals sent and received between nodes have check bits added for CRC checks so that errors can be detected using a CRC (Cyclic Redundancy Code).
  • CRC Cyclic Redundancy Code
  • Data found to be in error by the CRC check is generally discarded. times. For this reason, the terminal 3 temporarily holds the data found to be in error by the CRC check without discarding it, and restores the correct data by performing statistical processing or error correction processing together with the data received later. good too. That is, a detection bit for error detection is added to the downlink data, and the terminal 3 performs error detection on the downlink signal including the downlink data using the detection bit. If an error is detected, the downstream data may be retained, and a plurality of retained downstream data corresponding to the same sequence number may be used to restore the downstream data.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of a downstream signal reception processing procedure including restoration processing using the CRC of the present embodiment.
  • the communication control unit 32 upon receiving the downlink signal, the communication control unit 32 performs error detection by CRC (step 41). If there is no error in the header portion of the downlink signal due to error detection (step S42 No), the communication control section 32 carries out step S31 described above.
  • step S43 it is determined whether or not there is an error in the data part (step S43). If there is an error in the data part (step S43 Yes), the data is temporarily stored (step S44), and the communication control unit 32 determines whether or not there are a certain number or more of the same data temporarily stored with respect to the data with the same sequence number. is determined (step S45). If there are more than a certain number of temporarily stored identical data (step S45 Yes), the communication control unit 32 restores correct data using the temporarily stored data (step S46). For example, for bit values at the same position, if only one of a plurality of temporarily stored data is a different first value and the others are the same second value, the bit value becomes the second value. It is determined. After step S46, the process of step S33 similar to that of FIG. 14 is performed.
  • step S45 No If the number of temporarily stored identical data is less than a certain number (step S45 No), the communication control unit 32 terminates the reception process. Moreover, in the case of No in step S43, the process of step S33 is performed. If No in step S31, step S35 is performed in the same manner as in FIG. In the case of Yes in step S42, the communication control unit 32 discards the data (step S47) and ends the reception process.
  • the data is temporarily stored and the plurality of data are stored. can be used to restore the correct data.
  • the aggregation device 2 holds downstream route information in which information indicating a plurality of downstream routes is stored, and distributes a plurality of downstream signals in which the same data is stored to the plurality of downstream routes. to send respectively.
  • the downstream signal will reach the destination terminal 3 via another downstream path, and the transmission via a single downstream path will not be possible. reliability can be improved. Also, even if a communication failure occurs in the downlink path, if the downlink signal reaches the terminal 3 through another downlink path, there is no need to retransmit the signal, so low-delay downlink communication can be realized.
  • Embodiment 2 16 is a diagram illustrating a configuration example of a central device according to a second embodiment
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of an aggregation device according to a second embodiment
  • the communication system of this embodiment includes a central device 1a shown in FIG. 16 instead of the central device 1 shown in FIG.
  • the communication system is the same as the communication system of the first embodiment except that it is equipped with aggregating devices 2a-1 and 2a-2 which are 2a.
  • the number of aggregation devices 2a and the number of terminals 3 in this embodiment are not limited to the example shown in FIG. Components having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. Differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • the aggregating device 2a uses the uplink communication control signal transmitted from the terminal 3 in the same manner as in the first embodiment to find the downlink route corresponding to the uplink route of each terminal, and find the downlink route of each terminal.
  • the downstream route information shown is transmitted to the central unit 1a.
  • the central unit 1a holds a plurality of downlink routes to the terminal 3, including the aggregation unit 2a, for each terminal 3, and when transmitting downlink data addressed to the terminal 3, the central unit 1a copies the data to a plurality of routes. Send each on the downstream path.
  • the central unit 1a includes a communication control unit 12a instead of the communication control unit 12, and a route information storage unit 13a instead of the route information storage unit 13.
  • the same components as in the first embodiment are used. is the same as the central unit 1 of .
  • the aggregation device 2a includes a communication control unit 23a instead of the communication control unit 23, and a route information storage unit 24a instead of the route information storage unit 24. Except for these, the configuration of the first embodiment is similar to that of the first embodiment. is the same as the aggregation device 2 in .
  • Steps S1 to S12 shown in FIG. 7 are performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the communication control unit 23a of the aggregating device 2a Downlink route information, which is information recording the downlink route obtained from the communication control signal, is included in the terminal notification signal, and the terminal notification signal is transmitted to the central unit 1a via the second transmitting/receiving section 22.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of downstream route information according to the present embodiment.
  • Information indicating m downlink routes from downlink route #1 to downlink route #m for each terminal 3 is stored in the downlink route information.
  • m is an integer of 2 or more and is predetermined. m may be changeable by an input from an operator or an instruction from another device (not shown).
  • the downlink route stored as downlink route information also includes the aggregation device ID of the aggregation device 2a that relays communication from the central device 1a to the terminal 3.
  • FIG. 6 of Embodiment 1 when the central device 1 is replaced with the central device 1a and the aggregation devices 2-1 and 2-2 are replaced with aggregation devices 2a-1 and 2a-2,
  • the downlink route of the terminal 3-9 can be the inverse route of each of the uplink routes 4-1 to 4-3. Therefore, the multiple downstream routes of the terminal 3-9 include a route passing through the aggregation device 2a-1 and a route passing through the aggregation device 2a-2.
  • the central device 1a performs the processing shown in FIG. That is, the communication control unit 12a of the central unit 1a duplicates the data addressed to the terminal, and uses the downstream route information to perform the processing shown in FIG. At this time, the same sequence number is added to the same data as in the first embodiment. Information indicating the downstream route is added to each piece of data. Regarding the aggregation device ID of the aggregation device 2a on the downstream route, the communication control unit 12a of the central device 1a determines the corresponding aggregation device 2a for each downstream route.
  • each terminal 3 is the same as in the first embodiment. In this embodiment, since a plurality of aggregation devices correspond to one terminal 3, a plurality of aggregation device IDs are stored for each terminal 3 in the aggregation device information.
  • the aggregation device 2a transmits the identification information of the terminal through which the uplink communication control signal has passed as downlink route information to the central device 1a, and the central device 1a uses the downlink route information to transmit A plurality of downlink routes to the source terminal are determined, and the same downlink data destined for the source terminal is transmitted using the plurality of determined downlink routes.
  • a plurality of downlink routes can be distributed including the aggregation device 2a, and the same data is transmitted using the distributed plurality of downlink routes. It can be higher than form 1. As a result, even if a communication failure occurs around a certain aggregation device 2a, downlink data addressed to the terminal 3 reaches the terminal 3 via the other aggregation device 2a. can be realized.
  • the central device 1a manages a plurality of downlink routes for each terminal 3, but the central device 1a holds a plurality of consolidating devices for each terminal 3 as consolidating device information, and the central device 1a Lower downlink route information may be managed by the aggregating device.
  • the aggregation device 2 similar to that of the first embodiment is used as the aggregation device, and the central device 1a stores a plurality of aggregation devices corresponding to each terminal 3 instead of a plurality of downlink routes of each terminal 3 in the aggregation device information. 2 aggregation device ID is stored.
  • the communication control unit 12a of the central unit 1a duplicates the downlink data addressed to the terminal 3 and transmits it to each of the plurality of aggregation devices 2 based on the aggregation device information. That is, the aggregation device 2 transmits to the central device 1a information indicating the terminal 3 that communicates with the central device 1a via the aggregation device 2, and the central device 1a uses the information received from the aggregation device 2 to transmit The same downlink data addressed to the source terminal is transmitted to each of two or more aggregation devices 2 corresponding to the source terminal. In this case as well, the same data is transmitted to the terminal 3 via a plurality of aggregation devices 2 .
  • the communication system according to the present embodiment may have the functions of the communication system according to the first embodiment, so that both operations can be realized.
  • the hardware configurations of the central device 1a and the aggregation device 2a of the present embodiment are the same as those of the central device 1 and the aggregation device 2 of the first embodiment, respectively.
  • the same data is transmitted to the terminal 3 through a plurality of downlink routes including downlink routes that pass through different aggregation devices. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the aggregation device included in each downlink path can also be distributed, so that the probability of downlink data reaching terminal 3 can be increased.
  • Embodiment 3 Next, operations according to the third embodiment will be described.
  • the configuration of the communication system and the configuration of the central device 1, the aggregation device 2 and the terminal 3 of this embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the operation of each device of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, except that the transmission method of downlink signals described below is partially different.
  • Components having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. Differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • FIG. 19 is a flowchart showing an example of a procedure for transmitting downlink signals including downlink data in the aggregation device 2 of this embodiment.
  • Steps S21 and S22 are the same as in the first embodiment.
  • the communication control unit 23 transmits the same data multiple times to the selected route (step S26). That is, the communication control unit 23 transmits the same downlink data multiple times along one downlink path.
  • Steps S24 and S25 are the same as in the first embodiment.
  • Embodiment 1 may be performed for terminals with the number of downlink paths equal to or greater than the threshold.
  • the aggregation device 2 transmits the same data multiple times to the downstream route. may be sent. Further, when the central unit 1a described in the second embodiment manages information of a plurality of aggregating devices 2a for each terminal 3, and the aggregating device 2 manages a plurality of downlink routes, similarly the aggregating device 2a The same data may be transmitted multiple times.
  • the same data is transmitted to a plurality of downstream paths, and the same data is transmitted to a single downstream path a plurality of times in succession. For this reason, the same effect as in the first embodiment is obtained, and even if a temporary failure or the like occurs on the downlink path, the downlink data will reach the terminal 3 when the communication failure is recovered, thereby further improving reliability. A higher delay can be lowered.
  • Embodiment 4 Next, a method for transmitting an uplink communication control signal according to Embodiment 4 will be described.
  • the configuration of the communication system and the configuration of the central device 1, the aggregation device 2 and the terminal 3 of this embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the operation of each device of this embodiment is the same as that of the first embodiment except for the operation described below.
  • Components having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. Differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • terminal 3 transmits an uplink communication control signal each time it receives a wireless multihop establishment signal.
  • each terminal 3 does not transmit an uplink communication control signal immediately after receiving a radio multi-hop construction signal, but uses the radio multi-hop construction signal received within a certain period of time to transmit a plurality of An upstream path is selected, and an upstream communication control signal is transmitted to the next node on the upstream path corresponding to the selected upstream path.
  • the communication control unit 32 of the terminal 3 selects k uplink routes using the signal strength of the radio multihop construction signal received from the other terminal 3 or the signal strength of the signal other than the radio multihop construction signal from the other terminal 3. do. Specifically, the communication control unit 32 calculates an average value such as a moving average or a section average of the signal strength of the signal received by each terminal 3 with respect to the signals received from the other terminals 3, and the calculated average value is It is held as a signal strength table for each 3.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the signal strength table held by the terminal 3-9 of this embodiment. As shown in FIG. 20, the signal strength is held as a signal strength table for each terminal 3 that is the source of the signal, that is, for each next node on the uplink path.
  • the communication control unit 32 of the terminal 3-9 uses the signal strength table to select k upstream routes in descending order of signal strength, holds information indicating the selected k upstream routes as a terminal table, Uplink communication control signals are transmitted through the k selected uplink paths.
  • the signal for communicating the upstream path is not limited to the upstream communication control signal, and may be another upstream signal. That is, the terminal 3 uses the signal strength of the signal received from the other terminal 3 to select k uplink paths, which are the first number of uplink paths, and transmits uplink signals using the k uplink paths. do.
  • the communication control unit 32 of the terminal 3 may transmit uplink communication control signals or other uplink signals by round robin for the k selected uplink routes.
  • the communication control unit 32 may transmit an uplink communication control signal or other uplink signal by weighted round robin such that higher signal strength is preferentially selected for k selected uplink paths. That is, the communication control unit 32 may select an upstream path by weighted round robin based on signal strength and transmit an upstream signal using the selected upstream path.
  • the terminal ID of the terminal 3 passed through each of the uplink paths similar to the first embodiment is added to the k uplink communication control signals.
  • the aggregation device 2 can obtain k upstream routes for each terminal 3, selects p upstream routes, which are the second number of upstream routes, from among the k upstream routes, The paths opposite to the selected p upstream paths are held as downstream paths as downstream path information.
  • the aggregating device 2 may hold down routes corresponding to all of the grasped up routes as down routes as down route information. That is, p and k may be equal.
  • the communication control unit 23 of the aggregation device 2 selects p upstream paths, which are the second number of upstream paths, from among the k upstream paths based on the path cost value of each upstream path.
  • the route cost value is calculated using, for example, the signal strength of each terminal 3 and the number of hops on each route. For example, it is calculated by a weighted sum of the reciprocal of the signal strength and the number of hops.
  • the signal strength is, for example, a moving average or interval average of signal strengths of signals received by the aggregation device 2 .
  • each terminal 3 adds the signal strength corresponding to each uplink route out of the signal strengths in the signal strength table described above, so that the aggregation device 2 grasps the signal strength for each link on the uplink route,
  • a path cost value may be calculated based on signal strength and hops.
  • the communication control unit 23 selects n upstream routes from the k upstream routes in descending order of the route cost value, and determines n downstream routes using the n upstream routes. In this way, the aggregation device 2 calculates the route cost value based on the signal strength of the uplink signal and the corresponding number of hops for each uplink route of the terminal 3, and calculates the second number of downlink routes based on the route cost value. Determine route.
  • the communication status may change, so the downlink route may be updated periodically. It should be noted that the update referred to here also includes the case where the downstream route is not changed as a result of performing processing for updating.
  • the aggregating device 2 updates the downstream route based on the past signal strength and the like, for example, as follows. For example, the aggregating device 2 collects information about uplink routes by periodically transmitting a wireless multihop establishment signal. Assuming that the period for collecting upstream route data is the first period, the communication control unit 23 stores the number of hops and the signal strength regarding the upstream route received during the first period, and stores the stored number of hops.
  • the first period may be 24 hours, 30 days, one month, or other periods.
  • the collected information of the first period is divided into data for each second period shorter than the first period, and the average value of the route cost value is calculated using the number of hops and the signal strength for each second period.
  • a weighted average may be performed on each average value, and n downstream routes may be determined using the weighted average values.
  • a weighted average for every t hours may be obtained for data collected over 24 hours
  • a weighted average for every d days may be obtained for data collected for 30 days
  • a weighted average for data collected over several months may be obtained over a period of 1 month.
  • a weighted average may be obtained for each At this time, when performing weighted averaging, for example, the newest information is given a smaller weight value so that the most recent information is reflected in a plurality of second periods. That is, the weight in the weighted average is determined such that the path cost value calculated based on the latest uplink signal has a smaller value.
  • the aggregation device 2 acquires information on p+1 or more uplink routes from the terminal 3, it extracts routes passing through the same terminal 3 from among these uplink routes, High uphill routes are excluded from selection. That is, when the aggregation device 2 receives uplink signals corresponding to more uplink routes than the second number, it determines the second number of downlink routes by giving priority to downlink routes that do not overlap the terminals 3 to pass through. As a result, it is possible to disperse the plurality of downlink routes so that the plurality of downlink routes do not pass through overlapping terminals 3 as much as possible, thereby improving the reliability. Note that each operation of the present embodiment may be applied to the second embodiment.
  • Embodiment 2 or Embodiment 3 may be combined with this embodiment. Further, the second and third embodiments may be combined with this embodiment.
  • the terminal 3 selects a plurality of uplink routes based on the route cost value, and transmits uplink communication control signals on the selected uplink routes.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained, and consumption of the communication band can be suppressed by not notifying an upstream route with a high route cost value.
  • the aggregation device 2 selects a downstream route based on the average value of route costs, so that a route with a stable communication state can be selected without being affected by temporary route conditions. Also, reliability can be improved by selecting a plurality of downlink routes so as to be distributed.
  • Embodiment 5 Next, the operation according to the fifth embodiment will be explained.
  • the configuration of the communication system and the configuration of the central device 1, the aggregation device 2 and the terminal 3 of this embodiment are the same as those of the first embodiment.
  • the operation of each device of this embodiment is the same as that of Embodiment 1, except that the transmission method of downlink signals described below is partially different.
  • Components having functions similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. Differences from the first embodiment will be mainly described below.
  • broadcast transfer when transmitting downlink data that requires reliability, broadcast transfer is utilized as follows to improve the rate of arrival at the destination terminal 3.
  • the communication control unit 23 of the aggregating device 2 transmits downlink data by unicast, as in the first embodiment, for routes with a hop count of 1 to the destination terminal 3 .
  • the communication control unit 23 of the aggregating device broadcasts the downlink data in at least a part of the downlink path when the downlink data is transmitted.
  • the communication control unit 23 of the aggregation device 2 adds information indicating the corresponding downlink route to the downlink data, and for each terminal 3 on the downlink route, the terminal 3 transfers by broadcast or by unicast. and the limit number of times of transfer when transferring by broadcast are added.
  • the transfer limit count is a number obtained by subtracting 1 from the number of hops from the corresponding terminal 3 to the destination of the downlink data.
  • the terminal 3 receives the downlink data with the transfer limit count set to 1 by broadcasting, the terminal 3 transfers the downlink data by unicast.
  • the communication control unit 32 of each terminal 3 uses information indicating the downlink route added to the downlink data and information indicating whether the transfer is to be performed by broadcast or unicast, and transfers by broadcasting.
  • the instructed limit number of transfers is set and the transfer is performed by broadcasting.
  • the same sequence number is added to all these downlink data.
  • the communication control unit 23 of the aggregation device 2 performs unicast transfer for terminals 3 whose hop count to the destination terminal 3 is greater than the threshold value j, Set the above information to transfer by broadcast.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a method for transmitting downlink signals according to this embodiment.
  • the threshold value j is 3, and the destination of the downlink signal containing the downlink data is the terminal 3-9.
  • the portions indicated by “B” indicate that the transmission is performed by broadcast, and the portions indicated by “U” indicate that the transmission by unicast is performed.
  • the aggregation devices 2-1 and 2-2 set the transfer limit count to 2.
  • a downlink signal including downlink data addressed to the terminal 3 is transmitted by broadcasting.
  • the terminals 3-1 and 3-2 that have received the downlink signals transmitted by broadcasting from the aggregation devices 2-1 and 2-2 have a hop count of 2 and j or less to the terminal 3-9, and aggregate Since the transfer limit count of the downlink signals received from the devices 2-1 and 2-2 is 2, the transfer limit count is reduced by 1, and the downlink signals are transmitted by broadcasting.
  • the terminals 3-4 and 3-5 receive the downlink signals transmitted by broadcasting from the terminals 3-1 and 3-2, since the transfer limit count of the received downlink signals is 1, the downlink signals are unicast. Send to terminal 3-9.
  • Embodiments 2, 3 and 4 may be combined with one or more of Embodiments 2, 3 and 4.
  • the communication control unit 12a of the central unit 1a sets information as to whether or not to broadcast using the hop count. .
  • the present embodiment it is possible to improve the rate of arrival of downlink data to terminal 3 by performing broadcast transfer on at least part of the downlink path.
  • not all terminals 3 perform transfer by broadcasting, but the communication band used is suppressed by limiting the number of hops to the destination, the limit number of transfers by broadcasting, etc. can do.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

本開示にかかる通信システムは、集約装置（２）と集約装置（２）へ上りデータを送信する複数の端末（３）とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムであって、集約装置（２）は、複数の端末（３）のうちの１つである送信元端末から集約装置（２）へ送信された上り制御信号に格納された上り制御信号が経由した端末（３）の識別情報を用いて、送信元端末への下り経路を複数決定し、送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の下り経路を用いてそれぞれ送信する。

Description

通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム
　本開示は、マルチホップ通信を行う通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラムに関する。
　近年、省エネルギー型社会への関心が高まり、電力量の自動検針による消費電力の可視化、および電力の需給制御などを可能とするスマートメータと呼ばれる自動検針装置の導入が推進されている。スマートメータは全世帯に設置され、各電力会社管内の広域な大規模ネットワークとして構築されて運用される。
　多数のスマートメータは、マルチホップネットワークを構成し、各スマートメータは、マルチホップネットワークにおける根となる集約装置（コンセントレータ）へ向けて計量データを送信する。一般に、多数のスマートメータを含むマルチホップネットワークであるスマートメータネットワークは、集約装置を複数備え、各集約装置が集約した計量データを、ヘッドエンドシステム（ＨＥＳ（Head　End　System））と呼ばれる中央装置が収集する。
　従来のスマートメータネットワークでは、ルーティングプロトコルとしてＲＰＬ（IPv6　Routing　Protocol　for　Low-Power　and　Lossy　Networks）を採用している。ＲＰＬでは、集約装置からスマートメータへ向かう通信経路である下り経路については、親局である集約装置が経路を指定するソースルーティングが行われる。
　特許文献１には、集約装置であるゲートウェイが、スマートメータから集約装置へ向かう上り方向のメッセージに記載された上り経路を示す情報を用いて下り経路を決定することでソースルーティングを行う技術が記載されている。
特許第６０１６６４６号公報
　上記特許文献１に記載の技術では、下り経路が１つ設定されるためこの下り経路に障害が発生した場合、スマートメータは下りデータを受信することができない。このため、特許文献１に記載の技術では、下り経路に障害が発生すると、新たな下り経路を探索するために下り経路探索メッセージを送信して、各スマートメータからの応答メッセージを用いて新たな下り経路を設定する。したがって、下りデータに遅延が生じる。電力量の自動検針では、各スマートメータからの計量データの収集すなわち上り通信が主であり、下り通信の頻度は低くある程度の遅延は許容されるため、特許文献１に記載されている手法を用いても問題がない。しかしながら、近年、電力量の自動検針のために構築されたスマートメータネットワークを、インフラストラクチャとして活用することが検討されている。例えば、配電系統の開閉器の制御、監視のためのセンサ情報の収集などのために使用されることが望まれている。このような用途では、これまでより信頼性が高く低遅延の下り通信が要求される。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現することができる通信システムを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる通信システムは、１つ以上の集約装置と集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムであって、複数の端末のうちの１つである送信元端末から集約装置へ送信された上り信号に格納された上り信号が経由した端末の識別情報を用いて、送信元端末への下り経路を複数決定し、送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の下り経路を用いてそれぞれ送信する。
　本開示にかかる通信システムは、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現することができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる通信システムの構成例を示す図 実施の形態１の中央装置の構成例を示す図 実施の形態１の集約装置の構成例を示す図 実施の形態１の端末の構成例を示す図 実施の形態１の制御回路の一例を示す図 実施の形態１の上り経路の一例を示す図 実施の形態１の通信システムにおける経路構築手順の一例を示すチャート図 実施の形態１の端末テーブルの一例を示す図 実施の形態１の下り経路情報の一例を示す図 実施の形態１の集約装置情報の一例を示す図 実施の形態１の下り経路の一例を示す図 実施の形態１の集約装置における下り信号の送信手順の一例を示すフローチャート 実施の形態１の下り信号である下りパケットのフォーマットの一例を示す図 実施の形態１の端末における下り信号の受信処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１のＣＲＣを用いた復元処理を含む下り信号の受信処理手順の一例を示すフローチャート 実施の形態２にかかる中央装置の構成例を示す図 実施の形態２にかかる集約装置の構成例を示す図 実施の形態２の下り経路情報の一例を示す図 実施の形態３の集約装置における下りデータを含む下り信号の送信手順の一例を示すフローチャート 実施の形態４の端末が保持する信号強度テーブルの一例を示す図 実施の形態５の下り信号の送信方法の一例を示す図
　以下に、実施の形態にかかる通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、電力量の自動検針に用いられるが、電力量の自動検針とともに他の用途に用いられてもよい。本実施の形態の通信システムは、図１に示すように、通信管理装置である中央装置１と、集約装置２－１，２－２と、端末３－１～３－１２とを備える。本実施の形態の通信システムは、１つ以上の集約装置の一例である集約装置２－１，２－２と複数の端末の一例である端末３－１～３－１２とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能である。なお、図１では、集約装置を２台、端末を１２台図示しているが、集約装置および端末の数は、図１に示した例に限定されない。集約装置は１台であってもよい。
　端末３－１～３－１２は、電力量を計量する図示しない計量装置に接続される通信装置であり、端末３－１～３－１２のそれぞれと対応する計量装置とでスマートメータが構成される。すなわち、端末３－１～３－１２はスマートメータの一部であり、電力量の計量データを、対応する集約装置２－１，２－２へ向けて送信する。計量データは上りデータの一例である。端末３－１～３－１２は、例えば、電力の需要家に設置される。また、本実施の形態の通信システムが電力量の自動検針以外の他の用途に用いられる場合には、端末３－１～３－１２は、用途に応じて、計量装置以外の装置と通信を行い、他の装置から取得したデータを対応する集約装置２－１，２－２へ向けて送信する。以下、端末３－１～３－１２を個別に区別せずに示すときには、端末３と記載する。
　集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２は、集約装置２－１，２－２を根とする無線マルチホップネットワークを構成する。無線マルチホップネットワークを構成する集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２を以下ノードとも呼ぶ。なお、図１において集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２を接続する線は、無線リンクを示している。なお、以下では、本実施の形態の通信システムが無線マルチホップネットワークである例を説明するが、電力線通信などを用いたマルチホップネットワークであってもよい。
　集約装置２－１，２－２は、端末３－１～３－１２から計量データを収集し、収集した計量データを、ネットワークを介して中央装置１へ送信する。集約装置２－１，２－２と中央装置１との間のネットワークは、ＩＰ（Internet　Protocol）ネットワークであり、例えば、光回線ネットワーク、携帯電話ネットワークであるが、これらに限定されない。集約装置２－１，２－２は、例えば、電柱などに設置されるが、設置位置は電柱に限定されない。本実施の形態の通信システムが電力量の自動検針以外の他の用途に用いられる場合には、集約装置２－１，２－２は、端末３－１～３－１２から受信した他の用途のためのデータを、ネットワークを介して中央装置１へ送信する。以下、集約装置２－１，２－２を個別に区別せずに示すときには、集約装置２と記載する。
　中央装置１は、集約装置２－１，２－２から計量データを収集し、収集した計量データを図示しないメーターデータ管理システム（ＭＤＭＳ（Meter　Data　Management　System））へ送信する。ＭＤＭＳは、計量データを管理する装置である。また、本実施の形態の通信システムが電力量の自動検針以外の他の用途に用いられる場合には、中央装置１は、他の用途のために端末３－１～３－１２から収集されたデータを、他の用途のための管理装置などへ送信する。また、中央装置１は、端末３－１～３－１２を制御するための制御信号を、集約装置２－１，２－２を介して端末３－１～３－１２へ送信する。例えば、中央装置１は、本実施の形態の通信システムが配電系統の開閉器の制御に用いられる場合、配電系統を管理する配電系統管理装置から開閉器を制御するための制御信号を受信し、当該制御信号を当該開閉器に対応する端末３－１～３－１２に宛てて送信する。
　次に、本実施の通信システムを構成する各装置の構成例について説明する。図２は、本実施の形態の中央装置１の構成例を示す図である。中央装置１は、送受信部１１、通信制御部１２、制御処理部１４および経路情報記憶部１３を備える。経路情報記憶部１３は、集約装置２と当該集約装置２の配下の端末３との対応を集約装置情報として記憶する。集約装置情報の詳細については後述する。
　送受信部１１は、集約装置２との間でＩＰ通信を行う。通信制御部１２は、経路情報記憶部１３に記憶されている集約装置情報を用いて、集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２との間の通信を制御する。例えば、通信制御部１２は、制御処理部１４から制御信号を受け取ると、受け取った制御信号が集約装置２宛てである場合には、送受信部１１に対応する集約装置２宛てに送信させる。また、通信制御部１２は、受け取った制御信号が端末３宛てである場合には、集約装置情報を用いて当該端末３に対応する集約装置２を求め、制御信号を、送受信部１１を介して求めた集約装置２へ送信する。また、通信制御部１２は、送受信部１１を介して集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２から送信された信号を受信すると、当該信号を制御処理部１４へ出力する。
　制御処理部１４は、集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２を制御するための制御信号を生成して、通信制御部１２へ出力する。また、制御処理部１４は、通信制御部１２を介して集約装置２－１，２－２および端末３－１～３－１２から送信された信号を受け取ると、当該信号を用いて定められた処理を実施する。例えば、受信した信号に電力量の計量データが含まれる場合には、図示しない記憶部に一時的に保存し定められたタイミングで、通信制御部１２および送受信部１１を介してＭＤＭＳへ送信する。
　図３は、本実施の形態の集約装置２の構成例を示す図である。集約装置２は、第１送受信部２１、第２送受信部２２、通信制御部２３、経路情報記憶部２４および制御処理部２５を備える。経路情報記憶部２４は、下り経路情報を記憶する。下り経路情報には、端末３から受信した信号に基づいて得られる端末の上り経路に対応する下り経路を示す情報が格納される。本実施の形態では、下り経路情報には、１つの端末３について複数の下り経路が格納される。下り経路情報の詳細については後述する。
　第１送受信部２１は、端末３との間で無線通信を行う。第１送受信部２１は、端末３から信号を受信すると、当該信号を通信制御部２３へ出力する。また、第１送受信部２１は、通信制御部２３からの指示に基づいて各種の信号を端末３へ送信する。第２送受信部２２は、中央装置１との間でＩＰ通信を行う。第２送受信部２２は、中央装置１から信号を受信すると、当該信号を通信制御部２３へ出力する。また、第２送受信部２２は、通信制御部２３からの指示に基づいて各種の信号を中央装置１へ送信する。
　通信制御部２３は、端末３から送信された信号を第１送受信部２１から受け取ると、当該データが経路構築のために用いられる上り通信制御信号である場合、当該データに格納されている上り経路に対応する下り経路、すなわち上り経路の逆の下り経路を、下り経路情報として経路情報記憶部２４へ格納する。また、通信制御部２３は、下り経路情報を用いて複数の下り経路を決定し、複数の下り経路を用いて同一の下りデータを送信する。通信制御部２３は、端末３から送信された信号を第１送受信部２１から受け取ると、当該信号が計量データなど中央装置１へ送信するデータを含む場合、当該データを制御処理部２５へ出力する。また、通信制御部２３は、第２送受信部２２から信号を受け取ると、当該信号が自端末宛てである場合には当該信号に含まれるデータを制御処理部２５へ出力し、当該信号が端末３宛てでない場合には、第１送受信部２１を介して当該信号を端末３に宛てて送信する。
　制御処理部２５は、通信制御部２３を介して、端末３から送信された計量データなどのデータを受信すると、一時的に記憶し、定められたタイミングで通信制御部２３へデータを渡し、通信制御部２３のデータは第２送受信部２２を介して中央装置１へ送信する。
　図４は、本実施の形態の端末３の構成例を示す図である。端末３は、送受信部３１、通信制御部３２、経路情報記憶部３３および制御処理部３４を備える。経路情報記憶部３３は、上り経路を示す上り経路情報が格納される端末テーブルを記憶する。端末テーブルの詳細については後述する。
　送受信部３１は、無線マルチホップネットワークにおける他のノードである集約装置２または端末３と無線通信を行う。送受信部３１は、他のノードから信号を受信すると、当該信号を通信制御部３２へ出力する。また、送受信部３１は、通信制御部３２の指示に基づいて、信号を他のノードへ送信する。
　通信制御部３２は、送受信部３１から信号を受信すると、当該信号の宛先が自端末宛てである場合、当該信号に含まれるデータを制御処理部３４へ出力し、当該信号が他のノード宛てである場合には、送受信部３１に当該信号を宛先のノードに向けて送信させることで宛先のノードへ転送する。また、通信制御部３２は、制御処理部３４から計量データなどのデータを受け取ると、当該データを経路情報記憶部３３に格納されている端末テーブルを用いて、送受信部３１を介して上り方向に隣接するノードへ送信する。上りデータは、各ノードが転送を行うことで宛先のノードへ到着する。
　制御処理部３４は、通信制御部３２からデータを受け取ると受け取ったデータに基づいて定められた処理を実施する。また、制御処理部３４は、図示しない計量装置など他の装置から集約装置２へ向けて送信する計量データなどのデータを取得し、取得したデータを通信制御部３２へ出力する。
　次に、本実施の形態の各装置のハードウェア構成について説明する。本実施の形態の中央装置１の送受信部１１は、送信機および受信機により実現され、通信制御部１２および制御処理部１４は、制御回路により実現される。経路情報記憶部１３はメモリにより実現される。
　図５は、本実施の形態の制御回路の一例を示す図である。図５に示した制御回路１００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processor　Unit）などのプロセッサ１０１と、メモリ１０２とを備える。メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）などの半導体メモリ、磁気ディスクなどを含む。中央装置１の通信制御部１２および制御処理部１４は、メモリ１０２に記憶された中央装置１の動作を実現するための通信プログラムがプロセッサ１０１により実行されることにより実現される。通信プログラムは、記録媒体によって提供されてもよいし通信媒体により提供されてもよい。また、経路情報記憶部１３を実現するメモリは、メモリ１０２の一部であってもよいし、制御回路とは別のメモリであってもよい。
　また、中央装置１は、一般には、コンピュータシステムにより実現され、制御回路１００に加えて、図示は省略するが、モニタ、ディスプレイなどの表示部、キーボード、マウスなどの入力部を備えていてもよい。
　本実施の形態の集約装置２の第１送受信部２１、第２送受信部２２は、送信機および受信機により実現される。通信制御部２３および制御処理部２５は処理回路によって実現され、経路情報記憶部２４はメモリにより実現される。処理回路は、図５に示したような制御回路１００であってもよいし、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）などの専用回路であってもよい。通信制御部２３および制御処理部２５が、制御回路１００により実現される場合、メモリ１０２に記憶された集約装置２の動作を実現するための通信プログラムがプロセッサ１０１により実行されることにより、通信制御部２３および制御処理部２５が実現される。通信プログラムは、記録媒体によって提供されてもよいし通信媒体により提供されてもよい。また、経路情報記憶部２４を実現するメモリは、メモリ１０２の一部であってもよいし、制御回路とは別のメモリであってもよい。
　本実施の形態の端末３の送受信部３１は、送信機および受信機により実現される。通信制御部３２および制御処理部３４は、処理回路によって実現され、経路情報記憶部３３はメモリにより実現される。処理回路は、図５に示したような制御回路１００であってもよいし、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの専用回路であってもよい。通信制御部３２および制御処理部３４が、制御回路１００により実現される場合、メモリ１０２に記憶された端末３の動作を実現するための通信プログラムがプロセッサ１０１により実行されることにより、通信制御部３２および制御処理部３４が実現される。通信プログラムは、記録媒体によって提供されてもよいし通信媒体により提供されてもよい。また、経路情報記憶部３３を実現するメモリは、メモリ１０２の一部であってもよいし、制御回路とは別のメモリであってもよい。
　本実施の形態の通信プログラムは、例えば、本実施の形態の通信システムに、複数の端末３のうちの１つである送信元端末から集約装置２へ送信された上り信号に格納された上り信号が経由した端末３の識別情報を用いて、送信元端末への下り経路を複数決定するステップと、送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の下り経路を用いてそれぞれ送信するステップと、を実行させる。
　次に、本実施の形態の動作について説明する。図６は、本実施の形態の上り経路の一例を示す図である。図６では、端末３－９から中央装置１へ向かう上り経路として、上り経路４－１～４－３の３つの経路を図示している。各端末３は、他の端末３から受信した信号を用いて、上り経路情報を端末テーブルとして保持する。下り経路については、集約装置２が、各端末３から受信した信号に格納される上り経路を用いて決定する。集約装置２は、決定した下り経路を用いてソースルーティングにより下り通信を行う。従来のＲＰＬを用いたスマートメータネットワークでは、端末３は複数の上り経路情報を保持しているが、下り経路に関しては、集約装置２が端末３ごとに１つの下り経路を選択して保持している。このため、この下り経路で通信障害、通信エラーなどが発生すると、端末３は集約装置２から送信された下り信号を正しく受信することができない。従来のＲＰＬを用いたスマートメータネットワークでは、集約装置２は、端末３からの応答信号が一定時間以上無いことにより下り経路で障害が発生したことを検知すると、下り経路を再構築して再度、下り信号を送信するが、経路の再構築の処理を行うことにより端末３の下り信号の受信に大きな遅延が発生する。
　本実施の形態では、下り通信の信頼性を向上させ遅延を低下させるために、集約装置２が、端末３ごとに、複数の下り経路を下り経路情報として保持し、同一データを複数の下り経路に続けて送信する。これにより、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現する。
　図７は、本実施の形態の通信システムにおける経路構築手順の一例を示すチャート図である。図７は、集約装置２－１が新たに通信システムに接続される際の経路構築手順の例を示している。まず、集約装置２－１は、中央装置１との間でコネクション確立処理を実施する（ステップＳ１）。詳細には、集約装置２－１の第２送受信部２２が、ＴＣＰ（Transmission　Control　Protocol）／ＩＰに従ってコネクション確立を行い、コネクション確立が完了すると通信制御部２３へその旨を通知する。
　次に、集約装置２－１は、端末３との間で無線マルチホップネットワークにおける経路を構築するための無線マルチホップ構築信号を送信する（ステップＳ２）。詳細には、集約装置２－１の通信制御部２３は第２送受信部２２からコネクション確立の完了を通知されると、通信無線マルチホップ構築信号を生成して、第１送受信部２１を介してブロードキャストにより通信無線マルチホップ構築信号を送信する。通信無線マルチホップ構築信号には、上り通信の根である集約装置２－１の集約装置ＩＤ（IDentifier）が格納されるとともに、通信無線マルチホップ構築信号の送信元のノードの識別情報と集約装置２－１までのホップ数とが格納される。集約装置２－１においては、送信元のノードの識別情報は集約装置２－１の集約装置ＩＤであり、ホップ数は０である。集約装置ＩＤは、各集約装置２を識別するための識別情報である。図７では、端末３－１が集約装置２－１から無線マルチホップ構築信号を直接受信しているが、図示は省略するが、端末３－２も集約装置２－１から無線マルチホップ構築信号を直接受信し、以下で述べる端末３－１と同様の動作を実施する。
　端末３－１は、無線マルチホップ構築信号を受信すると、無線マルチホップ構築信号の集約装置２－１までのホップ数と送信元のノードの識別情報とを更新して、マルチホップ経路構築信号をブロードキャストする（ステップＳ３）。端末ＩＤは、各端末３を識別するための識別情報である。詳細には、送受信部３１は無線マルチホップ構築信号を受信すると当該信号を通信制御部３２へ渡し、通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った信号から、無線マルチホップ構築信号の送信元のノードの識別情報とホップ数とを抽出する。通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った信号内の送信元のノードの識別情報を端末３－１の端末ＩＤに更新し、当該信号内のホップ数を抽出したホップ数に１加算した値に更新する。端末３－１の通信制御部３２は、この例では、送受信部３１から受け取ったデータから抽出したホップ数は０であるため、ホップ数を１に更新する。通信制御部３２は、上述した更新を行った後の信号を送受信部３１へ出力し、送受信部３１は通信制御部３２から受け取った信号をマルチホップ経路構築信号としてブロードキャストで送信する。
　また、端末３－１は、無線マルチホップ構築信号を受信すると、上り通信制御信号を送信する（ステップＳ４）。詳細には、通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った無線マルチホップ構築信号から当該信号内の根のノードである集約装置２－１を把握し、集約装置２－１宛ての上り通信制御信号を生成し、当該上り通信制御信号に送信元のノードの識別情報として介して端末３－１の端末ＩＤを格納して、送受信部３１を介して上り通信制御信号を送信する。なお、各端末３は、無線マルチホップ構築信号を受信してから上り制御信号を送信せずに一定時間待機し、一定時間内に複数の他の端末３から無線マルチホップ構築信号を受信した場合、受信した無線マルチホップ構築信号の信号強度に基づいて通信品質のよい端末３を選択して、選択した端末３へ上り通信制御信号を送信してもよい。また、無線マルチホップ構築信号を受信してから上り制御信号を送信せずに、定期的に送信する上り通信信号すなわち計量データを含む信号の送信を行ってもよい。
　また、端末３－１は、無線マルチホップ構築信号を受信すると、上り経路を端末テーブルに格納する（ステップＳ５）。詳細には、通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った無線マルチホップ構築信号の送信元のノードの識別情報と当該信号に含まれるホップ数に１を加算したホップ数とを上り経路に関する上り経路情報として、経路情報記憶部３３の端末テーブルに格納する。図８は、本実施の形態の端末テーブルの一例を示す図である。端末テーブルには、上り経路＃１から上り経路＃ｎまでのｎ個の経路に関する情報が格納される。ｎは、各端末３が保持する上り経路の数であり、２以上の整数である。ｎはあらかじめ定められるが、中央装置１または集約装置２からの指示などにより変更可能であってもよい。各経路に関する情報には、当該経路における次ノードの識別情報と集約装置２までのホップ数とが含まれる。各端末３は、無線マルチホップ構築信号の送信元のノードの識別情報を、上り経路の次ノードの識別情報として格納する。
　図７に示した例では、端末３－１は、集約装置２－１から無線マルチホップ構築信号を直接受信しており、無線マルチホップ構築信号の送信元のノードの識別情報は、集約装置２－１の集約装置ＩＤであるため、ステップＳ３では、例えば、上り経路＃１の情報に、次ノードの識別情報として集約装置２－１の集約装置ＩＤが格納され、ホップ数として１が格納される。なお、ステップＳ３～ステップＳ５の処理順序は、この例に限らず、これらが同時に行われてもよいし、図７に示した順と異なる順序で行われてもよい。上述したように、端末３－２においても、端末３－１と同様にステップＳ１～ステップＳ３が行われる。
　一方、図７に示すように、端末３－４は、ステップＳ３で端末３－１から送信された無線マルチホップ構築信号を受信すると、無線マルチホップ構築信号の集約装置２－１までのホップ数と送信元のノードの識別情報とを更新して、マルチホップ経路構築信号をブロードキャストする（ステップ６）。端末３－４は、上述した端末３－１と同様に、受信した無線マルチホップ構築信号内の送信元のノードの識別情報を端末３－４の端末ＩＤに更新し、当該データ内のホップ数を抽出したホップ数に１加算した値に更新する。この例では、端末３－４は、ホップ数を２に更新する。
　また、端末３－４は、端末３－１と同様に、集約装置２－１に宛てた上り通信制御信号を送信する（ステップＳ７）。なお、端末３－４は、端末３－１から無線マルチホップ構築信号を受信しているため、端末３－４は、集約装置２－１に宛てた上り通信制御信号を端末３－１へ送信する。
　また、端末３－４は、端末３－１と同様に、上り経路を端末テーブルに格納する（ステップＳ８）。端末３－４は、端末３－１から無線マルチホップ構築信号を受信しているため、例えば、上り経路＃１の情報に、次ノードの識別情報として端末３－１の端末ＩＤが格納され、ホップ数として２が格納される。なお、ステップＳ６～ステップＳ８の処理順序は、ステップＳ３～ステップＳ５の処理順序と同様に、この例に限らず、これらが同時に行われてもよいし、図７に示した順と異なる順序で行われてもよい。また、図示は省略するが、端末３－５も、端末３－４と同様に、ステップＳ２で端末３－１から送信された無線マルチホップ構築信号を受信し、ステップＳ６～ステップＳ８を実施する。さらに、端末３－２から無線マルチホップ構築信号を受信した端末３－５，３－６も、端末３－４と同様に、ステップＳ３で端末３－１から送信された無線マルチホップ構築信号を受信し、ステップＳ６～ステップＳ８を実施する。
　以降、図示は省略しているが、端末３－４から送信された無線マルチホップ構築信号を受信した端末３－８，３－９においても、端末３－４と同様に、ステップＳ６～ステップＳ８が行われる。また、同様に、これらの端末に限らず、他の端末３から無線マルチホップ構築信号を受信した端末３では、端末３－４と同様に、ステップＳ６～ステップＳ８が行われる。したがって、図６に示した構成例では、端末３－９は、集約装置２－１から送信された無線マルチホップ構築信号を端末３－４と端末３－５とから受信することになる。このため、端末３－９の端末テーブルには、例えば、上り経路＃２の情報に、次ノードの識別情報として端末３－４の端末ＩＤが格納されホップ数として３が格納され、上り経路＃２の情報に、次ノードの識別情報として端末３－５の端末ＩＤが格納されホップ数として３が格納される。このようにして、端末テーブルには、複数の上り経路の情報が格納されていく。なお、ホップ数に上限を設け、端末３は、受信した無線マルチホップ構築信号から抽出したホップ数が上限に達している場合はステップＳ６～ステップＳ８を実施しないようにしてもよい。
　図７の説明に戻る。端末３－１は、ステップＳ７で送信された上り通信制御信号を受信すると、上り通信制御信号に、端末３－１の識別情報を付加し（ステップＳ９）、端末３－１の識別情報を付加した上り通信制御信号を集約装置２－１へ送信する（ステップＳ１０）。詳細には、送受信部３１は上り通信制御信号を受信すると当該信号を通信制御部３２へ渡し、通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った上り通信制御信号に、端末３－１の端末ＩＤを付加する。そして、通信制御部２３は、送受信部３１を介して、端末３－１の端末ＩＤを付加した後の上り通信制御信号を、経路情報記憶部３３に格納されている端末テーブル内の上り経路の次ノードへ送信する。この時点では、端末３－１の端末テーブルには、次ノードが集約装置２－１となる上り経路だけが格納され、通信制御部３２は、この上り経路の情報に基づいて、集約装置２－１へ上り通信制御信号を送信する。また、端末３－１の端末テーブルに複数の上り経路に関する情報が格納されている場合には、通信制御部３２は、ホップ数、通信品質などに基づいて選択された上り経路へ上り通信制御信号を送信する。
　集約装置２－１は、ステップＳ４で送信された上り通信制御信号を受信すると、端末３－１の下り経路を記録し（ステップＳ１１）、ステップＳ１０で送信された上り通信制御信号を受信すると、端末３－４の下り経路を記録する（ステップＳ１２）。詳細には、第１送受信部２１は上り通信制御信号を受信すると当該信号を通信制御部２３へ渡し、通信制御部２３は、第１送受信部２１から受け取った上り通信制御信号から、当該上り通信制御信号が経由した経路上の端末３の端末識別情報を抽出することで上り経路を把握し、把握した上り経路に対応する下り経路を経路情報記憶部２４の下り経路情報に記録する。ステップＳ４で送信された上り通信制御信号は、他の端末３を経由せずに端末３－１から直接集約装置２－１に送信されていることから、通信制御部２３は、ステップＳ４で送信された上り通信制御信号の上り経路に対応する下り経路を示す下り経路情報として端末３－１の端末ＩＤを格納する。また、ステップＳ１０で送信された上り通信制御信号は、端末３－４から送信され端末３－１を経由したことにより端末３－１の端末ＩＤが付加されている。このため、通信制御部２３は、ステップＳ１０で送信された上り通信制御信号を基に、端末３－４の下り経路情報として、端末３－４の端末ＩＤ、端末３－１の端末ＩＤを記録する。なお、ここでは、下り経路情報として上り通信制御信号の送信元の端末ＩＤも含めたが、送信元の端末ごとに下り経路情報が管理されるため、各下り経路を示す情報には、経由した端末３の端末ＩＤが格納されてもよい。
　同様に、集約装置２－１は、他の端末３から送信された上り通信制御信号を順次受信し、受信するたびに、経路情報記憶部２４の下り経路情報に下り経路を追加する。ステップＳ２の無線マルチホップ構築信号を送信してから一定時間が経過し、全ての端末３から上り通信制御信号を受信すると、集約装置２－１は、端末３ごとに、上り経路を用いて複数の下り経路を下り経路情報に格納する（ステップＳ１３）。詳細には、通信制御部２３は、下り経路の宛先となる端末３ごとに、経路情報記憶部２４の下り経路情報から、端末３から送信された上り通信制御信号に基づいて記録された複数の下り経路を求め、求めた複数の下り経路を経路情報記憶部２４に下り経路情報として格納する。
　図９は、本実施の形態の下り経路情報の一例を示す図である。図９に示すように、下り経路情報には、端末３ごとに下り経路＃１から下り経路＃ｐのｐ個の下り経路を示す情報が格納される。ｐは、２以上の整数であり、あらかじめ定められる。ｐは、中央装置１からの指示などによって変更可能であってもよい。なお、ここでは、無線マルチホップ構築信号を送信してから一定時間が経過した場合にステップＳ１３を行うようにしたが、集約装置２－１の配下となる端末３があらかじめ定められており、集約装置２－１に設定されている場合には、通信制御部２３は、集約装置２－１の配下の端末３としてあらかじめ定められた全ての端末３から上り通信制御信号を受信したときに、ステップＳ１３を実施してもよい。集約装置２－１の配下の端末３とは、集約装置２－１を根として無線マルチホップ通信を行う端末３、すなわち中央装置１と端末３との間の通信を、集約装置２－１が中継する端末３である。
　次に、集約装置２－１は、端末通知信号を中央装置１へ送信する（ステップＳ１４）。詳細には、通信制御部２３は、経路情報記憶部２４に格納されている下り経路情報を用いて、集約装置２－１の配下の端末３の端末ＩＤを求め、集約装置２－１の配下の端末３の端末ＩＤを含む端末通知信号を生成して第２送受信部２２を介して中央装置１へ送信する。これにより、中央装置１は、集約装置２－１の配下にどの端末３が存在するかを把握することができる。中央装置１では送受信部１１が端末通知信号を受信すると通信制御部１２へ出力し、通信制御部１２は、端末通知信号を用いて、経路情報記憶部１３の集約装置情報を更新する。集約装置情報は、端末３と集約装置２との対応を示す情報である。
　図１０は、本実施の形態の集約装置情報の一例を示す図である。図１０は、集約装置情報のうち端末３－９に関する情報を示しており、この例では、端末３－９が集約装置２－１の配下にあることを示している。中央装置１は、端末３ごとに、このように端末３がどの集約装置２の配下にあるかを示す情報を集約装置情報として保持する。
　図７では、集約装置２が中央装置１に接続される場合の経路構築の動作を示したが、集約装置２－２が接続される場合も同様の動作が実行される。これにより、集約装置２－２は、配下の端末３までの下り経路を１つの端末３あたりｐ個保持する。なお、本実施の形態では、中央装置１は、１つの端末３に対応する集約装置２を１つ定めておく。例えば、図６に示すように、端末３－９から中央装置１への上り経路は集約装置２－１を経由する経路と集約装置２－２を経由する経路とが考えられるが、中央装置１は、端末３－９に対応する集約装置２として集約装置２－１と集約装置２－２とのうちどちらかに決定する。なお、上り経路に関しては、各端末３では、主副２つの集約装置２を宛先として保持しておいてもよく、主の集約装置２との間の通信に障害が発生したと判断した場合に、副の集約装置２宛てに上りデータを送信するようにしてもよい。
　図１１は、本実施の形態の下り経路の一例を示す図である。図１１では、図６に示した端末３－９の上り経路に基づいて決定された端末３－９の下り経路の一例を示している。このように、本実施の形態では、端末３ごとに、複数の下り経路が設定される。
　以上述べたように、本実施の形態では、集約装置２が、ｐ個の下り経路を保持するが、１つの端末３からｐ個より多くの上り通信制御信号を受信した場合、すなわち１つの端末３から集約装置２までの上り経路がｐ個より多い場合には、集約装置２は、ホップ数、通信品質などに応じてｐ個の上り経路を選択し、選択した上り経路に対応する下り経路を下り経路情報として保持する。
　また、集約装置２と端末３との間で経路構築が行われた後に、端末３が新たに通信システムに参入する場合は、端末３が参入メッセージをブロードキャストする。各端末３は、参入メッセージを受信すると、自装置に対応する集約装置２の集約装置ＩＤと端末テーブルに格納されている下り経路のうち最小のホップ数とを含む応答メッセージを、参入メッセージの送信元の端末３へ送信するとともに、上述した上り通信制御信号と同様に参入メッセージに自端末の端末ＩＤを追加して上り経路に転送する。参入メッセージを送信した端末は、各応答メッセージの送信元の端末３の端末ＩＤを、上り経路のうちの１つにおける次ホップノードの端末ＩＤとして端末テーブルに格納し、当該上り経路のホップ数として、応答メッセージに含まれるホップ数に１を加算した値を格納する。これにより、新たに参入した端末３は、端末テーブルに上り経路に関する情報を格納することができる。また、集約装置２は、参入メッセージを受信することで、上述した下り通信制御信号を受信する場合と同様に、新たに参入した端末３への複数の下り経路を、下り経路情報に格納することができる。または、端末３が新たに通信システムに参入する場合、新規に参入する端末３が、周囲の端末３の送出するマルチホップ構築信号を待ち、マルチホップ構築信号を受信すると、上り制御信号または上り通信信号を送信するようにしてもよい。
　次に、本実施の形態の集約装置２における下り通信について説明する。中央装置１は、端末３に宛てたデータを含む信号を送信する場合、経路情報記憶部１３に格納されている集約装置情報を用いて、対応する集約装置２を求め、求めた集約装置２に端末３宛ての信号を送信する。
　集約装置２は、中央装置１から端末３宛ての信号を受信すると、下り経路情報を用いて、当該信号に含まれるデータを複製して複製した複数のデータをそれぞれ含む複数の信号を生成する。集約装置２は、同一データを含む複数の信号を複数の下り経路でそれぞれ送信する。例えば、集約装置２は、複数の信号をそれぞれ異なる下り経路で連続して送信する。なお、ここでは、同一データを含む複数の信号をそれぞれ異なる下り経路で連続して送信例を説明するが、同一データを含む複数の信号を異なる下り経路で同時に送信できる場合には同時に送信してもよい。
　図１２は、本実施の形態の集約装置２における下り信号の送信手順の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、集約装置２の通信制御部２３は、端末３宛てのデータを複製し、同一データの送信回数を示す変数であるｎｓを０に初期化する（ステップＳ２１）。通信制御部２３は、複数の下り経路から下り経路を選択する（ステップＳ２２）。詳細には、通信制御部２３は、経路情報記憶部２４の下り経路情報から宛先の端末３に対応する複数の下り経路を読み出し、読み出した下り経路から１つを選択する。
　通信制御部２３は、選択された下り経路へデータを送信する（ステップＳ２３）。詳細には、通信制御部２３は、複製した複数のデータのうちの１つのデータに、ヘッダとして選択した下り経路を示す情報を付加し、ヘッダの宛先に宛先の端末３の端末ＩＤを格納し、第１送受信部２１を介して、選択された下り経路の次ホップの端末３に送信する。このように、端末３宛ての各データはユニキャストにより送信される。このとき、通信制御部２３は、同一データから複製されたデータには同一のシーケンス番号を付加する。図１３は、本実施の形態の下り信号である下りパケットのフォーマットの一例を示す図である。図１３に示すように下り信号はヘッダ部とデータ部とで構成され、データ部には上述した複製されたデータが格納される。ヘッダ部は、宛先情報、メッセージ情報およびシーケンス番号を含む。メッセージ情報は、送信する信号の種類すなわち信号に対応するメッセージの種類を示す情報である。ヘッダ部の宛先情報には、宛先の次ノードの識別情報が格納される。また、図示は省略するがヘッダ部には、下り経路を示す情報も格納される。
　図１２の説明に戻る。通信制御部２３は、ｎｓの値を１増加させ（ステップＳ２４）、ｎｓが下り経路の数すなわちｐより小さいか否かを判断する（ステップＳ２５）。ｎｓが下り経路の数より小さい場合（ステップＳ２５　Ｙｅｓ）、ステップＳ２２からの処理を繰り返す。２回目以降のステップＳ２２では、下り信号を送信していない下り経路のなかから、下り信号を送信する下り経路を選択する。ｎｓが下り経路の数以上の場合（ステップＳ２５　Ｎｏ）、通信制御部２３は、下り信号の送信処理を終了する。
　以上の処理により、同一データが格納された複数の下り信号が複数の下り経路でそれぞれ送信される。このように、本実施の形態の集約装置２の通信制御部２３は、複数の端末３のうちの１つである送信元端末から集約装置２へ送信された上り信号に格納された上り信号の一例である上り制御信号が経由した端末３の識別情報を用いて、送信元端末への下り経路を複数決定し、送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の下り経路を用いてそれぞれ送信する。これにより、下り経路において通信障害が発生したり通信エラーが発生したりしても、宛先の端末３に他の下り経路によって下り信号が到達することになり、１つの下り経路で送信する場合に比べ信頼性を高めることができる。また、下り経路において通信障害が発生しても、他の下り経路により端末３に下り信号が到達すれば、再送を行う必要がないため、低遅延な下り通信を実現することができる。
　次に、端末３における下り信号を受信処理について説明する。図１４は、本実施の形態の端末３における下り信号の受信処理の一例を示すフローチャートである。端末３では、送受信部３１が信号を受信すると、当該信号を通信制御部３２へ渡す。通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った信号の宛先が集約装置２ではない場合に、送受信部３１から受け取った信号が下り信号であると判断して図１４に示した処理を行う。なお、通信制御部３２は、送受信部３１から受け取った信号の宛先が集約装置２である場合には、経路情報記憶部３３に格納されている端末テーブルを用いて上り経路へ当該信号を転送する。
　図１４に示すように、下り信号を受け取ると、通信制御部３２は、宛先が自端末であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。宛先が自端末である場合（ステップＳ３１　Ｙｅｓ）、通信制御部３２は、同一データを受信済であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。上述したように同一データには同じシーケンス番号が付加されているため、端末３の通信制御部３２は、今回受信したデータに付加されているシーケンス番号と同一のシーケンス番号のデータを既に受信した場合に、同一データを受信済であると判断することができる。なお、受信済のデータと同一のデータか否かを判定する方法は、これに限らず、例えば、端末３が、過去に受信したデータを一定期間保持しておき保持しているデータと比較するなどの方法であってもよい。
　同一データを受信済でない場合（ステップＳ３２　Ｎｏ）、通信制御部３２は制御処理部３４へ当該データを渡し、制御処理部３４が当該データのデータ処理を行い（ステップＳ３３）、受信処理を終了する。同一データを受信済の場合（ステップＳ３２　Ｙｅｓ）、通信制御部３２は今回受信したデータを破棄し（ステップＳ３４）、受信処理を終了する。このように、端末３は、受信済の下りデータとシーケンス番号が同一の下りデータを新たに受信すると、新たに受信した下りデータを破棄する。
　また、宛先が自端末でない場合（ステップＳ３１　Ｎｏ）、通信制御部３２は、受信したデータに付加されている下り経路の情報に基づいて、下り経路の次ノードである下段の端末３へ送受信部３１を介してデータを転送し（ステップＳ３５）、受信処理を終了する。
　上述したように、集約装置２は、複数の下り経路を用いて同一データを端末３へ送信するが、複数の下り経路を用いて同一データを送信した後に端末３からの応答が一定期間以上無いなどにより通信エラーが発生した場合には、再度、図１２に示す送信を行うことで再送を行ってもよい。すなわち、複数の下り経路を用いて送信された下りデータの全てが通信エラーとなった場合、複数の下り経路を用いて下りデータの再送が行われてもよい。また、再送においても下りデータの全てが通信エラーとなった場合、端末３宛ての下りデータをブロードキャストにより送信してもよい。この場合、宛先以外の端末３はブロードキャストにより受信したデータを転送する。
　なお、一般に、ノード間で送受信される信号には、ＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Code）を用いた誤り検出が可能なようにＣＲＣチェックのための検査用ビットが付加されている。ＣＲＣチェックによりエラーとなったデータは、一般的には、破棄されるが、本実施の形態では、上述したように同一データが複数の下り経路で送信されるため、端末３は同一データを複数回受信する。このため、端末３は、ＣＲＣチェックによりエラーとなったデータを破棄せずに一時的に保持しておき、後から受信したデータとともに統計処理または誤り訂正処理を行うことで正しいデータを復元してもよい。すなわち、下りデータに誤り検出のための検出用ビットが付加され、端末３は、検出用ビットを用いて下りデータを含む下り信号の誤り検出を行い、誤り検出により当該端末３宛ての下りデータに誤りが検出された場合、下りデータを保持し、同一のシーケンス番号に対応する保持している複数の下りデータを用いて下りデータを復元してもよい。
　図１５は、本実施の形態のＣＲＣを用いた復元処理を含む下り信号の受信処理手順の一例を示すフローチャートである。図１５に示すように、下り信号を受け取ると、通信制御部３２は、ＣＲＣによる誤り検出を行う（ステップ４１）。通信制御部３２は、下り信号のヘッダ部に誤り検出による誤りがない場合（ステップＳ４２　Ｎｏ）、上述したステップＳ３１を実施する。
　ステップＳ３１でＹｅｓの場合、データ部に誤りが有るか否かを判断する（ステップＳ４３）。データ部に誤りが有る場合（ステップＳ４３　Ｙｅｓ）、データを一時保存し（ステップＳ４４）、通信制御部３２は、同一のシーケンス番号のデータに関して、一時保存した同一データが一定数以上あるか否かを判断する（ステップＳ４５）。一時保存した同一データが一定数以上ある場合（ステップＳ４５　Ｙｅｓ）、通信制御部３２は、一時保存したデータを用いて正しいデータを復元する（ステップＳ４６）。例えば、同一位置のビット値に関して、複数の一時保存データのうち１つだけ値が異なる第１の値であり、他は同じ第２の値であった場合、当該ビット値は第２の値に決定される。ステップＳ４６の後、図１４と同様のステップＳ３３の処理が行われる。
　一時保存した同一データが一定数未満の場合（ステップＳ４５　Ｎｏ）、通信制御部３２は、受信処理を終了する。また、ステップＳ４３でＮｏの場合、ステップＳ３３の処理が行われる。また、ステップＳ３１でＮｏの場合、図１４と同様にステップＳ３５が行われる。ステップＳ４２でＹｅｓの場合、通信制御部３２は、データを破棄し（ステップＳ４７）、受信処理を終了する。
　以上の処理により、端末３が受信した同一データが格納された複数の下り信号のうち、複数の下り信号に通信エラーが生じた場合であっても、当該データを一時保存しておき複数のデータを用いて正しいデータを復元することができる。
　以上説明したように、本実施の形態では、集約装置２は、複数の下り経路を示す情報が格納された下り経路情報を保持し、同一データが格納された複数の下り信号を複数の下り経路でそれぞれ送信する。これにより、下り経路において通信障害が発生したり通信エラーが発生したりしても、宛先の端末３に他の下り経路によって下り信号が到達することになり、１つの下り経路で送信する場合に比べ信頼性を高めることができる。また、下り経路において通信障害が発生しても、他の下り経路により端末３に下り信号が到達すれば、再送を行う必要がないため、低遅延な下り通信を実現することができる。
実施の形態２．
　図１６は、実施の形態２にかかる中央装置の構成例を示す図である。図１７は、実施の形態２にかかる集約装置の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムは、図１に示した中央装置１に代えて図１６に示す中央装置１ａを備え、集約装置２－１，２－２に代えてそれぞれが図１７に示す集約装置２ａである集約装置２ａ－１，２ａ－２を備える以外は実施の形態１の通信システムと同様である。実施の形態１と同様に、本実施の形態の集約装置２ａの数、端末３の数は図１に示した例に限定されない。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　実施の形態２では、集約装置２ａが、実施の形態１と同様に端末３から送信された上り通信制御信号を用いて各端末の上り経路に対応する下り経路を求め、各端末の下り経路を示す下り経路情報を中央装置１ａへ送信する。そして、中央装置１ａが、集約装置２ａも含めた端末３への下り経路を、１つの端末３あたり複数保持し、端末３宛ての下りデータの送信時には中央装置１ａがデータを複製して複数の下り経路でそれぞれ送信する。
　図１６に示すように、中央装置１ａは、通信制御部１２の代わりに通信制御部１２ａを備え、経路情報記憶部１３の代わりに経路情報記憶部１３ａを備えるが、これら以外は実施の形態１の中央装置１と同様である。
　図１７に示すように、集約装置２ａは、通信制御部２３の代わりに通信制御部２３ａを備え、経路情報記憶部２４の代わりに経路情報記憶部２４ａを備えるが、これら以外は実施の形態１の集約装置２と同様である。
　次に、本実施の形態の経路構築の動作について説明する。実施の形態１と同様に図７に示したステップＳ１～ステップＳ１２が行われる。ステップＳ２の無線マルチホップ構築信号を送信してから一定時間が経過し、全ての端末３から上り通信制御信号を受信すると、集約装置２ａの通信制御部２３ａは、各端末３から送信された上り通信制御信号から求めた下り経路を記録した情報である下り経路情報を端末通知信号に含め、端末通知信号を、第２送受信部２２を介して中央装置１ａへ送信する。
　中央装置１ａの通信制御部１２ａは、送受信部１１を介して端末通知信号を受信すると、端末通知信号に含まれる、端末３ごとの上り経路を用いて、端末ごとの下り経路を上り経路の逆の経路として決定し、経路情報記憶部１３ａの下り経路情報として格納する。図１８は、本実施の形態の下り経路情報の一例を示す図である。下り経路情報には、端末３ごとに下り経路＃１から下り経路＃ｍのｍ個の下り経路を示す情報が格納される。ｍは、２以上の整数であり、あらかじめ定められる。ｍは、オペレータからの入力、または図示しない他の装置からの指示などによって変更可能であってもよい。本実施の形態では、下り経路情報として格納される下り経路には、中央装置１ａから端末３への通信を中継する集約装置２ａの集約装置ＩＤも含まれる。例えば、実施の形態１の図６に示した構成例において、中央装置１を中央装置１ａに代え、集約装置２－１，２－２を集約装置２ａ－１，２ａ－２に代えた場合、端末３－９の下り経路は、上り経路４－１～４－３のそれぞれの逆の経路とすることができる。このため、端末３－９の複数の下り経路には、集約装置２ａ－１を経由する経路と集約装置２ａ－２を経由する経路とが含まれることになる。
　次に、端末３宛ての下りデータを含む下り信号の送信手順について説明する。本実施の形態では、中央装置１ａが図１２に示した処理を実施する。すなわち、中央装置１ａの通信制御部１２ａが、端末宛てのデータを複製し、下り経路情報を用いて図１２に示した処理を実施する。このとき、同一データには実施の形態１と同様に同一のシーケンス番号が付加される。また、各データには下り経路を示す情報が付加されるが、下り経路上の集約装置２ａの集約装置ＩＤについては、中央装置１ａの通信制御部１２ａが、下り経路ごとに対応する集約装置２ａへ下り信号を送信すればよいため、各データに付加される下り経路を示す情報に含めなくてよい。集約装置２ａの通信制御部２３ａは、第２送受信部２２を介して下り信号を受信すると、当該下り信号に格納されている下り経路を示す情報にしたがって、次ノードへ当該下り信号を送信する。各端末３における動作は、実施の形態１と同様である。なお、本実施の形態では、１つの端末３に複数の集約装置が対応するため、集約装置情報には、端末３あたり複数の集約装置ＩＤが格納される。
　このように、本実施の形態では、集約装置２ａが、上り通信制御信号が経由した端末の識別情報を下り経路情報として中央装置１ａへ送信し、中央装置１ａが、下り経路情報を用いて送信元端末への下り経路を複数決定し、送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の下り経路を用いてそれぞれ送信する。本実施の形態では、集約装置２ａも含めて複数の下り経路の分散させることができ、分散させた複数の下り経路を用いて同一データを送信するので、複数の下り経路の独立性を実施の形態１より高めることができる。これにより、ある集約装置２ａの周辺で通信障害が発生している場合でも他の集約装置２ａを介して端末３宛ての下りデータが端末３へ到達するため、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現することができる。
　なお、本実施の形態では、中央装置１ａが端末３ごとの複数の下り経路を管理したが、中央装置１ａは集約装置情報として、１つの端末３あたり複数の集約装置を保持し、集約装置２ａより下位の下り経路情報は集約装置が管理するようにしてもよい。この場合、集約装置として実施の形態１と同様の集約装置２を用い、中央装置１ａは、集約装置情報に、各端末３の複数の下り経路の代わりに各端末３に対応する複数の集約装置２の集約装置ＩＤを格納する。そして、中央装置１ａの通信制御部１２ａは、端末３宛ての下りデータを複製して、集約装置情報に基づいて複数の集約装置２へそれぞれ送信する。すなわち、集約装置２が、集約装置２を介して中央装置１ａと通信を行う端末３を示す情報を中央装置１ａへ送信し、中央装置１ａは、集約装置２から受信した情報を用いて、送信元端末に対応する２以上の集約装置２へ送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、それぞれ送信する。この場合も、複数の集約装置２を介して同一データが端末３に送信される。
　また、本実施の形態の通信システムが、実施の形態１の通信システムの機能も有し、両方の動作を実現できるようにしてもよい。
　本実施の形態の中央装置１ａ、集約装置２ａのハードウェア構成は、実施の形態１の中央装置１、集約装置２とそれぞれ同様である。
　以上のように、本実施の形態では、異なる集約装置を経由する下り経路を含む複数の下り経路で、同一データを端末３へ送信するようにした。このため、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、各下り経路に含まれる集約装置についても分散させることができるため、端末３へ下りデータが到達する確率を高めることができる。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３にかかる動作について説明する。本実施の形態の通信システムの構成および中央装置１、集約装置２および端末３の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態の各装置の動作は、以下に述べる下り信号の送信方法が一部異なる点を除き、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　図１９は、本実施の形態の集約装置２における下りデータを含む下り信号の送信手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２１，Ｓ２２は実施の形態１と同様である。ステップＳ２２の後、通信制御部２３は、選択された経路に複数回同一データを送信する（ステップＳ２６）。すなわち、通信制御部２３は、同一の下りデータを、１つの下り経路に複数回送信する。ステップＳ２４，Ｓ２５は実施の形態１と同様である。
　また、上述した例では、下り経路の数によらず、各下り経路に複数回同一データを送信するようにしたが、下り経路の数が閾値未満の端末３に関して図１９に示す動作を行い、下り経路の数が閾値以上の端末に関しては、実施の形態１の動作を行うようにしてもよい。
　上述した例では、集約装置２が下り経路に複数回同一データを送信するようにしたが、実施の形態２の複数の下り経路を管理する中央装置１ａが、同様に下り経路に複数回同一データを送信するようにしてもよい。また、実施の形態２で述べた中央装置１ａが端末３あたり複数の集約装置２ａの情報を管理し、集約装置２が複数の下り経路を管理する場合に、同様に集約装置２ａが下り経路に複数回同一データを送信するようにしてもよい。
　以上のように、本実施の形態では、複数の下り経路に同一データを送信するとともに、１つの下り経路に複数回連続して同一データを送信するようにした。このため、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、下り経路上に一時的な障害などが生じた場合に当該通信障害が回復すれば端末３に下りデータが到達するため、さらに信頼性を高め遅延を低下させることができる。
実施の形態４．
　次に、実施の形態４の上り通信制御信号の送信方法について説明する。本実施の形態の通信システムの構成および中央装置１、集約装置２および端末３の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態の各装置の動作は、以下に述べる動作を除き、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　実施の形態１では、端末３は、無線マルチホップ構築信号を受信するたびに上り通信制御信号を送信した。本実施の形態では、各端末３は、無線マルチホップ構築信号を受信してもすぐには上り通信制御信号を送信せず、一定時間の間に受信した無線マルチホップ構築信号を用いて複数の上り経路を選択し、選択した上り経路に対応する上り経路における次ノードへ上り通信制御信号を送信する。
　例えば、端末３の通信制御部３２が、他の端末３から受信した無線マルチホップ構築信号または他の端末３から無線マルチホップ構築信号以外の信号の信号強度を用いてｋ個の上り経路を選択する。詳細には、通信制御部３２は、他の端末３から受信した信号に関して、端末３ごとに受信した信号の信号強度の移動平均、区間平均などの平均値を算出し、算出した平均値を端末３ごとの信号強度テーブルとして保持する。図２０は、本実施の形態の端末３－９が保持する信号強度テーブルの一例を示す図である。図２０に示すように信号の送信元の端末３ごとすなわち上り経路における次ノードごとに、信号強度を信号強度テーブルとして保持する。端末３－９の通信制御部３２は、信号強度テーブルを用いて、信号強度の高い順にｋ個の上り経路を選択し、選択したｋ個の上り経路を示す情報を端末テーブルとして保持するとともに、選択したｋ個の上り経路で上り通信制御信号を送信する。また、上り経路を通信するための信号は上り通信制御信号に限らず、他の上り信号であってもよい。すなわち、端末３は、他の端末３から受信した信号の信号強度を用いて、第１個数の上り経路であるｋ個の上り経路を選択し、ｋ個の上り経路を用いて上り信号を送信する。
　端末３の通信制御部３２は、選択したｋ個の上り経路に関して、ラウンドロビンにより上り通信制御信号または他の上り信号を送信してもよい。または、通信制御部３２は、選択したｋ個の上り経路に関して、信号強度が高いほど優先して選択されるような重み付けラウンドロビンにより上り通信制御信号または他の上り信号を送信してもよい。すなわち、通信制御部３２は、信号強度に基づく重み付けラウンドロビンにより上り経路を選択して選択した上り経路を用いて上り信号を送信してもよい。
　ｋ個の上り通信制御信号には、実施の形態１と同様のそれぞれの上り経路において経由した端末３の端末ＩＤが付加される。これにより、集約装置２は、端末３ごとにｋ個の上り経路を求めることができ、ｋ個の上り経路のなかから、第２の個数の上り経路であるｐ個の上り経路を選択し、選択したｐ個の上り経路の逆の経路を下り経路として下り経路情報として保持する。なお、集約装置２は把握した上り経路の全てに対応する下り経路を下り経路として下り経路情報として保持してもよい。すなわちｐとｋが等しくてもよい。
　集約装置２の通信制御部２３は、ｋ個の上り経路のなかから第２の個数の上り経路であるｐ個の上り経路を、各上り経路の経路コスト値に基づいて選択する。経路コスト値は、例えば、各端末３の信号強度と各経路のホップ数とを用いて算出される。例えば、信号強度の逆数とホップ数との重み付け和によって算出される。信号強度は、例えば、集約装置２が受信した信号の信号強度の移動平均または区間平均である。または、各端末３が上述した信号強度テーブルの信号強度のうち各上り経路に対応する信号強度を付加していくことで集約装置２が上り経路のリンクごとの信号強度を把握し、リンクごとの信号強度とホップとに基づいて経路コスト値を算出してもよい。通信制御部２３は、ｋ個の上り経路から経路コスト値の低い順にｎ個の上り経路を選択し、ｎ個の上り経路を用いてｎ個の下り経路を決定する。このように、集約装置２は、端末３の上り経路ごとに、上り信号の信号強度と、対応するホップ数とに基づいて経路コスト値を算出し、経路コスト値に基づいて第２個数の下り経路を決定する。
　なお、通信状態は変化する可能性があるため、下り経路を定期的に更新してもよい。なお、ここでいう更新は、更新を行うための処理を行った結果、結果として下り経路が変更されない場合も含む。集約装置２は、例えば次のようにして過去の信号強度などに基づいて下り経路を更新する。例えば、集約装置２は、無線マルチホップ構築信号を定期的に送信するなどにより上り経路に関する情報を収集する。通信制御部２３は、上り経路のデータを収集する期間を第１期間とするとき、第１期間の間に受信した上り経路に関するホップ数および信号強度を記憶しておき、記憶しているホップ数および信号強度から算出される経路コスト値を加重平均し、加重平均により得られる平均値を用いてｐ個の下り経路を決定する。第１期間は、２４時間であってもよいし３０日であってもよいし、１か月であってもよいし、これら以外であってもよい。または、収集した第１期間の情報を第１期間より短い第２期間ごとのデータに分け、第２期間ごとにホップ数および信号強度を用いて経路コスト値の平均値を算出し、第２期間ごとの平均値を加重平均し、加重平均した平均値を用いてｎ個の下り経路を決定してもよい。例えば、２４時間の収集データに関してｔ時間ごとの加重平均を求めてもよいし、３０日の収集データに関してｄ日ごとの加重平均を求めてもよいし、数か月の収集データに関して1か月ごとの加重平均を求めてもよい。このとき、複数の第２期間において、最新の情報がより多く反映されるように、加重平均を行う際には、例えば、最新のものほど重みの値を小さくする。すなわち、最新の上り信号に基づいて算出された経路コスト値ほど、値が小さくなるように加重平均における重みが決定される。
　また、集約装置２は、端末３からｐ＋１個以上の上り経路に関する情報を取得した場合、これらの上り経路のなかから同じ端末３を経由する経路を抽出し、抽出した経路のうち経路コスト値の高い上り経路を、選択対象から除外する。すなわち、集約装置２は、第２個数より多い数の上り経路に対応する上り信号を受信した場合、経由する端末３が重複しない下り経路を優先して第２個数の下り経路を決定する。これにより、複数の下り経路がなるべく重複した端末３を経由しないように、すなわち複数の下り経路を分散させることができ、信頼性を高めることができる。なお、実施の形態２に本実施の形態の各動作を適用してもよい。
　なお、実施の形態２または実施の形態３と本実施の形態を組み合わせてもよい。また、実施の形態２および実施の形態３と本実施の形態を組み合わせてもよい。
　以上のように、本実施の形態では、端末３が経路コスト値に基づいて複数の上り経路を選択し、選択した上り経路で上り通信制御信号を送信するようにした。これにより、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、経路コスト値の高い上り経路を通知しないことで通信帯域の消費を抑制することができる。また、集約装置２が、経路コストの平均値に基づいて下り経路を選択することで、一時的な経路の状態に影響されず安定して通信状態の良い経路を選択することができる。また、複数の下り経路を分散させるように選択することで、信頼性を高めることができる。
実施の形態５．
　次に、実施の形態５にかかる動作について説明する。本実施の形態の通信システムの構成および中央装置１、集約装置２および端末３の構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態の各装置の動作は、以下に述べる下り信号の送信方法が一部異なる点を除き、実施の形態１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる点を主に説明する。
　本実施の形態では、信頼度が要求される下りデータを送信する場合には、以下のように、ブロードキャスト転送を活用し、宛先の端末３への到達率を向上させる。
　集約装置２の通信制御部２３は、宛先の端末３までのホップ数が１ホップの経路については、実施の形態１と同様にユニキャストにより下りデータを送信する。集約装置の通信制御部２３は、宛先の端末３までのホップ数が２以上の場合、下りデータの送信時に、下り経路における少なくとも一部において下りデータがブロードキャストにより送信される。
　詳細には、例えば、集約装置２の通信制御部２３は、下りデータに、対応する下り経路を示す情報と、下り経路における端末３ごとの、端末３がブロードキャストで転送を行うかユニキャストで転送を行うかを示す情報とブロードキャストで転送する際の転送制限回数と、を付加する。転送制限回数は、対応する端末３から下りデータの宛先までのホップ数から１減じた数である。端末３は転送制限回数が１に設定された下りデータをブロードキャストにより受信すると、下りデータをユニキャストで転送する。各端末３の通信制御部３２は、下りデータに付加されている下り経路を示す情報と、ブロードキャストで転送を行うかユニキャストで転送を行うかを示す情報とを用いて、ブロードキャストで転送を行うことを指示された場合には、指示された転送制限回数を設定してブロードキャストにより転送を行う。これらの下りデータには、全て同一のシーケンス番号が付加される。例えば、集約装置２の通信制御部２３は、宛先の端末３までのホップ数が閾値であるｊより多い端末３はユニキャスト転送し、宛先の端末３までのホップ数が閾値以下の端末３はブロードキャストで転送するように上記情報を設定する。
　図２１は、本実施の形態の下り信号の送信方法の一例を示す図である。図２１に示した例では、閾値であるｊの値は３であり、下りデータが格納された下り信号の宛先は端末３－９である。図２１では、「Ｂ」と示した箇所ではブロードキャストによる送信が行われ、「Ｕ」と示した箇所ではユニキャストによる送信が行われることを示している。図２１に示した例では、端末３－９までのホップ数が３となるノードが集約装置２－１，２－２であるため、集約装置２－１，２－２が転送制限回数を２としてブロードキャストにより端末３宛ての下りデータを含む下り信号を送信する。集約装置２－１，２－２からブロードキャストにより送信された下り信号を受信した端末３－１，３－２は、端末３－９までのホップ数が２でありｊ以下であり、かつ、集約装置２－１，２－２から受信した下り信号の転送制限回数が２であるため、転送制限回数を１減じた値に変更して、下り信号をブロードキャストにより送信する。端末３－４，３－５は、端末３－１，３－２からブロードキャストにより送信された下り信号を受信すると、受信した下り信号の転送制限回数が１であるため、下り信号をユニキャストにより端末３－９へ送信する。
　なお、実施の形態２、実施の形態３および実施の形態４のうちの１つ以上と本実施の形態を組み合わせてもよい。実施の形態２のように中央装置１ａが下り経路を決定する場合には、上述したホップ数を用いたブロードキャストとするか否かの情報の設定は、中央装置１ａの通信制御部１２ａによって行われる。
　このように、本実施の形態では、下り経路におけるすくなくとも一部においてブロードキャストによる転送を行うことで、端末３への下りデータの到達率を向上させることができる。また、全ての端末３がブロードキャストによる転送を行うのではなく、ブロードキャストにより転送を行う端末３を宛先までのホップ数、ブロードキャストによる転送制限回数などに応じて制限することで、使用する通信帯域を抑制することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１，１ａ　中央装置、２，２ａ，２－１，２－２　集約装置、３，３－１～３－１２　端末、１１，３１　送受信部、１２，１２ａ，２３，２３ａ，３２　通信制御部、１３，１３ａ，２４，２４ａ，３３　経路情報記憶部、１４，２５，３４　制御処理部、２１　第１送受信部、２２　第２送受信部。

Claims (24)

  1. 　１つ以上の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムであって、
    　前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信することを特徴とする通信システム。
  2. 　前記集約装置が、前記上り信号に格納された前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記集約装置を複数備え、
    　さらに、複数の前記集約装置と通信を行う中央装置を備え、
    　前記集約装置が、当該集約装置を介して前記中央装置と通信を行う前記端末を示す情報を前記中央装置へ送信し、
    　前記中央装置は、前記情報を用いて、前記送信元端末に対応する２以上の前記集約装置へ前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、それぞれ送信することを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  4. 　前記集約装置を複数備え、
    　さらに、複数の前記集約装置と通信を行う中央装置を備え、
    　前記集約装置が、前記上り信号に格納された前記端末の識別情報を上り経路情報として前記中央装置へ送信し、
    　前記中央装置が、前記上り経路情報を用いて送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  5. 　前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、１つの前記下り経路に複数回送信することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の通信システム。
  6. 　前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータには、同一のシーケンス番号が付加されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の通信システム。
  7. 　前記端末は、受信済の下りデータとシーケンス番号が同一の下りデータを新たに受信すると、新たに受信した前記下りデータを破棄することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の通信システム。
  8. 　前記下りデータには、誤り検出のための検出用ビットが付加され、
    　前記端末は、前記検出用ビットを用いて前記下りデータを含む下り信号の誤り検出を行い、前記誤り検出により当該端末に宛ての前記下りデータに誤りが検出された場合、前記下りデータを保持し、同一のシーケンス番号に対応する保持している複数の前記下りデータを用いて前記下りデータを復元することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  9. 　前記送信元端末は、他の前記端末から受信した信号の信号強度を用いて、第１個数の上り経路を選択し、前記第１個数の上り経路を用いて前記上り信号を送信することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の通信システム。
  10. 　前記端末は、前記信号強度に基づく重み付けラウンドロビンにより上り経路を選択して、選択した前記上り経路を用いて前記上り信号を送信することを特徴とする請求項９に記載の通信システム。
  11. 　前記送信元端末から送信された前記第１個数の上り信号を用いて、第２個数の下り経路を、前記送信元端末への下りデータを送信する下り経路として決定することを特徴とする請求項９または１０に記載の通信システム。
  12. 　前記上り信号が経由した前記端末の識別情報によって示される上り経路ごとに、前記上り信号の信号強度と、対応するホップ数とに基づいて経路コスト値を算出し、前記経路コスト値に基づいて前記第２個数の下り経路を決定することを特徴とする請求項１１に記載の通信システム。
  13. 　第１期間の間に受信された前記上り信号に基づいて算出された前記経路コスト値を加重平均し、加重平均により得られた平均値に基づいて前記第２個数の下り経路を決定することを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
  14. 　最新の前記上り信号に基づいて算出された前記経路コスト値ほど、値が小さくなるように前記加重平均における重みが決定されることを特徴とする請求項１３に記載の通信システム。
  15. 　前記送信元端末に関して、前記第２個数より多い数の上り経路に対応する前記上り信号を受信した場合、経由する前記端末が重複しない下り経路を優先して前記第２個数の下り経路を決定することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１つに記載の通信システム。
  16. 　前記下りデータの送信時に、前記下り経路における少なくとも一部において前記下りデータがブロードキャストにより送信されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１つに記載の通信システム。
  17. 　前記下りデータには、対応する前記下り経路を示す情報と、前記下り経路における前記端末ごとの、前記端末がブロードキャストで転送を行うかユニキャストで転送を行うかを示す情報とブロードキャストで転送する際の転送制限回数と、が付加され、
    　前記転送制限回数は、対応する前記端末から前記下りデータの宛先までのホップ数から１減じた数であり、
    　前記情報は、宛先までのホップ数が閾値より多い前記端末はユニキャスト転送を行い、宛先までのホップ数が閾値以下の端末はブロードキャスト転送するように設定され、
    　前記端末は前記転送制限回数が１に設定された前記下りデータをブロードキャストにより受信すると、前記下りデータをユニキャストで転送することを特徴とする請求項１６に記載の通信システム。
  18. 　複数の前記下り経路を用いて送信された前記下りデータの全てが通信エラーとなった場合、複数の前記下り経路を用いて前記下りデータの再送が行われ、前記再送においても前記下りデータの全てが通信エラーとなった場合、ブロードキャストにより前記下りデータを送信することを特徴とする請求項１から１７のいずれか１つに記載の通信システム。
  19. 　前記上りデータは計量データであることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１つに記載の通信システム。
  20. 　１つ以上の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムにおける前記集約装置であって、
    　前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号を受信する送受信部と、
    　前記上り信号に格納された前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信する通信制御部と、
    　を備えることを特徴とする集約装置。
  21. 　複数の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とで構成される無線マルチホップネットワークを含み、前記複数の集約装置と通信を行う中央装置を備える通信システムにおける前記中央装置であって、
    　前記集約装置から、前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号に含まれる、前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を、下り経路情報として受信する送受信部と、
    　前記下り経路情報を用いて送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信する通信制御部と、
    　を備えることを特徴とする中央装置。
  22. 　１つ以上の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムであって前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定し、前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信する前記通信システムにおける前記端末であって、
    　複数の前記下り経路から同一の前記下りデータを受信し、既に受信済の前記下りデータと同一の前記下りデータを新たに受信した場合、新たに受信した前記下りデータを破棄することを特徴とする端末。
  23. 　１つ以上の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムにおける通信方法であって、
    　前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定するステップと、
    　前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信するステップと、
    　を含むことを特徴とする通信方法。
  24. 　１つ以上の集約装置と前記集約装置へ上りデータを送信する複数の端末とを含み、無線マルチホップネットワークを構成可能な通信システムに、
    　前記複数の端末のうちの１つである送信元端末から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した前記端末の識別情報を用いて、前記送信元端末への下り経路を複数決定するステップと、
    　前記送信元端末を宛先とする同一の下りデータを、決定した複数の前記下り経路を用いてそれぞれ送信するステップと、
    　を実行させることを特徴とする通信プログラム。
PCT/JP2021/005543 2021-02-15 2021-02-15 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム WO2022172455A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021553375A JP7072731B1 (ja) 2021-02-15 2021-02-15 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム
PCT/JP2021/005543 WO2022172455A1 (ja) 2021-02-15 2021-02-15 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム
TW111102355A TWI792875B (zh) 2021-02-15 2022-01-20 通訊系統、集線裝置、中央裝置、終端、通訊方法及記錄媒體

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2021/005543 WO2022172455A1 (ja) 2021-02-15 2021-02-15 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022172455A1 true WO2022172455A1 (ja) 2022-08-18

Family

ID=81654297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/005543 WO2022172455A1 (ja) 2021-02-15 2021-02-15 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7072731B1 (ja)
TW (1) TWI792875B (ja)
WO (1) WO2022172455A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292556B1 (ja) * 2022-10-11 2023-06-16 三菱電機株式会社 拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002314586A (ja) * 2001-02-09 2002-10-25 Mitsubishi Electric Corp 送信装置及び多重通信方式及び多重通信方法及び多重通信プログラム及び多重通信プログラムを記録した計算機で読み取り可能な記録媒体
WO2003101030A1 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Procede de gestion d'erreurs de donnees
JP2013005043A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Mitsubishi Electric Corp アドホックネットワークシステム
JP2015015679A (ja) * 2013-07-08 2015-01-22 富士電機株式会社 無線端末、収集装置、およびプログラム
JP2015091041A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 関西電力株式会社 通信装置、無線ネットワークシステム、無線ネットワーク制御方法、及び、無線ネットワーク制御プログラム
US20160057049A1 (en) * 2000-10-16 2016-02-25 Packet Design, Llc System and method for identifying network topology information in multiple areas
JP2019213131A (ja) * 2018-06-07 2019-12-12 三菱電機株式会社 中央処理装置、検針システムおよび不正アクセス検出方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1719363A4 (en) * 2003-06-05 2011-05-04 Millennial Net Inc PROTOCOL FOR CONFIGURING A WIRELESS NETWORK
US8457674B2 (en) * 2006-09-29 2013-06-04 Intel Corporation Architecture, protocols and frame formats for wireless multi-hop relay networks
CN105637809B (zh) * 2013-10-18 2019-01-22 日本电气株式会社 针对网络控制的系统和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160057049A1 (en) * 2000-10-16 2016-02-25 Packet Design, Llc System and method for identifying network topology information in multiple areas
JP2002314586A (ja) * 2001-02-09 2002-10-25 Mitsubishi Electric Corp 送信装置及び多重通信方式及び多重通信方法及び多重通信プログラム及び多重通信プログラムを記録した計算機で読み取り可能な記録媒体
WO2003101030A1 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Procede de gestion d'erreurs de donnees
JP2013005043A (ja) * 2011-06-13 2013-01-07 Mitsubishi Electric Corp アドホックネットワークシステム
JP2015015679A (ja) * 2013-07-08 2015-01-22 富士電機株式会社 無線端末、収集装置、およびプログラム
JP2015091041A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 関西電力株式会社 通信装置、無線ネットワークシステム、無線ネットワーク制御方法、及び、無線ネットワーク制御プログラム
JP2019213131A (ja) * 2018-06-07 2019-12-12 三菱電機株式会社 中央処理装置、検針システムおよび不正アクセス検出方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292556B1 (ja) * 2022-10-11 2023-06-16 三菱電機株式会社 拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラム
WO2024079788A1 (ja) * 2022-10-11 2024-04-18 三菱電機株式会社 拡張端末装置、通信システム、通信方法および通信プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
TWI792875B (zh) 2023-02-11
JP7072731B1 (ja) 2022-05-20
JPWO2022172455A1 (ja) 2022-08-18
TW202234856A (zh) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2471311B1 (en) Method and apparatus for determining rank of node in multi-hop wireless network
US9450668B2 (en) Packet relay system and wireless node
CN101803300B (zh) 为公用服务提供网络和路由协议的方法和系统
KR101150011B1 (ko) 가중된 누적형 예상 전송 시간 메트릭을 사용하는 링크품질 라우팅을 위한 시스템 및 방법
EP1064760B1 (en) Routing method for wireless and distributed systems
US20120140678A1 (en) Communication and Message Route Optimization and Messaging in a Mesh Network
US9166934B2 (en) System and method for operating mesh devices in multi-tree overlapping mesh networks
JP2009516881A (ja) 公共サービスのためのネットワーク・プロトコルを提供する方法及びシステム
US8203464B2 (en) Registration of a new node to a meter reading wireless mesh network and associated system
US8217805B2 (en) Address stripping in a meter reading wireless mesh network and associated system
US8314717B2 (en) Network address field for nodes within a meter reading wireless mesh network and associated system
US9614799B2 (en) System and method for operating mesh devices in multi-tree overlapping mesh networks
JP2013187615A (ja) アドホックネットワークシステム及び検針情報収集方法
Gormus et al. Opportunistic communications to improve reliability of AMI mesh networks
WO2022172455A1 (ja) 通信システム、集約装置、中央装置、端末、通信方法および通信プログラム
CN103763751A (zh) 无线传感器网络的数据传输方法和系统
JP5868551B2 (ja) 無線通信システム及び無線通信方法
CN105049356B (zh) 监控网络中基于业务服务质量的数据多跳路由采集方法
Skulic et al. Application of network coding in wireless sensor networks for bridge monitoring
JP2014003683A (ja) パケット中継システム及び無線ノード
JP5854450B2 (ja) 無線通信システム、無線通信装置、無線通信方法及びプログラム
JP5991610B2 (ja) データ取得装置、およびこれを用いたマルチホップ通信システム
TWI818650B (zh) 通訊系統、集中裝置、中繼裝置、通訊方法及記錄媒體
Liu et al. Adaptive retransmission layer for duty cycle wireless networks
KR20090062277A (ko) 메쉬 네트워크 시스템, 클라이언트 노드, 메쉬 네트워크시스템의 메쉬 노드에서의 통신 방법,클라이언트노드에서의 통신 방법

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021553375

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21925704

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1