無線通信システム

【課題】子ノードを中心とした経路情報を親ノードが構築することにより、通信経路情報の交換を可能な限り低減可能な無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システム１は、各種情報を取得する子ノード１００−１〜１００−１５と、各子ノードが取得した情報を収集する親ノード３００と、親ノード３００の設定を変更可能な端末であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２６と、を有し、親ノード３００は公衆回線網５００を介して監視センター７００に接続されている。親ノードは、親ノードから子ノードへのポーリングに必要なルーティング情報を利用して、子ノード間ルーティング情報を作成し、その情報を子ノードに記憶させる。親ノード３００は子ノード１００を中心とした経路情報を構築し、その経路情報を当該子ノードに登録して固定化することで無駄な通信経路情報の交換を低減する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を収集する親ノードと、親ノードに対して直接又は他の子ノードを介して無線接続される複数の子ノードと、を備える無線通信システムに関し、特に、子ノードを中心とした経路情報を構築し、その経路情報を当該子ノードに登録して固定化することにより子ノード間における通信経路情報の交換を抑制可能な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を中継して通信を実現する無線通信システムにおいて、近年、特定小電力無線やＳＳ無線（Spread Spectrum：周波数拡散無線）等を用いた無線通信システムが容易に構築できるようになり、テレメータ用及びテレコントロール用、データ伝送用、無線呼出用、ラジオマイク用並びに無線電話用として広く使用されるようになった。
【０００３】
テレメータ用の無線通信システムの一例としては、ゴルフ場等の散水システム、農園監視システム、河川水位監視システム及び防災ネットワークシステムがある。例えば、防災ネットワークシステムでは、被災地の各種情報（温度、ガス、科学物質、傾斜角、地震波形等）を収集するためのセンサが内蔵された複数の子ノードを被災地に設置し、子ノード及び各子ノードのセンサデータを収集する親ノードが自律的に無線ネットワークを構築するとともに、親ノードが被災地の状況を監視する監視センターに各子ノードのセンサデータを逐次送信するシステムがある。
【０００４】
防災ネットワークシステムにおける子ノードは、電池駆動とするため送信パワーを押さえた短距離無線方式が用いられ、コストダウンと長時間動作を可能にするため小型のマイクロコンピュータと少量のＲＡＭとＲＯＭで構成する必要がある。また、各子ノードは、測定したセンサデータを親ノードに逐次送信するが、親ノードに直接センサデータを送信できない場合は、他の子ノードを中継ノードにして、かつ、効率の良い中継経路でセンサデータを送信する必要がある。さらに、人命や財産の保護そして被災地の迅速な復旧に係るために通信の信頼性が要求され、中継ノードが故障しても他の子ノードは通信を途絶えることなく、迂回の中継経路を利用して親ノードにセンサデータを送信するいわゆる自律型無線ネットワークを構成する必要がある。
【０００５】
このような自律型ネットワークの技術として特許文献１には、１つの基地局と複数の像受信局及び複数の中継局を有する無線通信システムにおいて、複数の送受信局のおのおのが保存している通信経路設定用の中継情報をお互いに送受信すると共に受信した中継情報に基づいて新たな中継情報を作成し、中継情報に応じた通信経路でお互いに通信することにより安定した通信を実現する技術が開示されている。
【０００６】
また、本出願人が出願した特許文献２には、情報を収集する親ノードと、親ノードに対して直接又は他の子ノードを介して無線接続される複数の子ノードと、を備える無線通信システムに関し、低速な無線通信であっても自律型無線ネットワーク化が可能で、かつ、簡単なプロトコルで通信の信頼性を確保した無線通信システムがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２４１２５号公報
【特許文献２】特開２００９−４９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１で開示された無線通信システムでは、各ノード相互の通信経路情報の交換が必要であり、特に、通信速度が低速な特定小電力無線では、通信経路情報の交換と通常データとの衝突が発生する場合には輻輳によるデータ通信の速度が低下する。そこで、このような衝突を回避するため、特許文献２では、代替ルートを有することにより、このような衝突が発生した場合においても、代替ルート切り替えが瞬時に行われ、通常データの送信後に通信経路情報の交換を行うことでデータ通信の速度低下を防止している。
【０００９】
しかし、特許文献２の技術では、各ノードが移動体で逐次経路情報を変更・更新する必要がある無線通信システムの場合は良好であるが、各ノードが固定設置され、移動しない場合はノードの増設や故障取り替えなどの場合を除き、経路情報が更新されることの無い無線通信システムでは無駄な通信経路情報の通信となることがあった。
【００１０】
そこで、本発明に係る無線通信システムでは、子ノードを中心とした経路情報を構築し、その経路情報を当該子ノードに登録して固定化することで通信経路情報の交換を可能な限り低減可能な無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上のような目的を達成するために、本発明に係る無線通信システムは、複数の子ノードと各子ノードが取得した情報を収集する親ノードとを含み、子ノードと親ノードとが直接又は他の子ノードによる中継によって通信を確立する無線通信システムにおいて、各子ノードは、親ノードまで中継を行うことができる他の子ノードから親ノードまでのノード情報を含む通信経路情報を他の子ノードから取得して自ノードから親ノードまで通信可能な上りルーティングテーブルを記憶する上りルーティングテーブル記憶手段と、子ノードの上りルーティングテーブルの情報を親ノードに送信する上りルーティングテーブル送信手段と、子ノード間通信を行うために親ノードから送信される子ノード間ルーティングテーブルを受信する子ノード間ルーティングテーブル受信手段と、子ノード間ルーティングテーブルを記憶する子ノード間ルーティングテーブル記憶手段と、を有し、親ノードは、各子ノードから送信された上りルーティングテーブルに基づき各子ノードへのポーリングを行うための下りルーティングテーブルを生成する下りルーティングテーブル生成手段と、各子ノードからの上りルーティングテーブルに基づき子ノード間通信のための子ノード間ルーティングテーブルを生成する子ノード間ルーティングテーブル生成手段と、生成した子ノード間ルーティングテーブルを各子ノードに送信する子ノード間ルーティングテーブル送信手段と、子ノードから送信される上りルーティングテーブルが変更された場合には、子ノード間ルーティングテーブルを更新して各子ノードに送信する子ノード間ルーティングテーブル再送手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
特に、各ノードが固定設置され、移動しない場合はノードの増設や故障取り替えなどの場合を除き、経路情報が更新されることが無いことは通信経路情報の交換が不要であることを示唆するものであり、本発明はこのような思想に基づいている。
【００１３】
また、本発明に係る無線通信システムにおいて、子ノードが親ノードに情報を送信する場合、当該子ノードは上りルーティングテーブルに基づき中継回数の少ない他の子ノードに情報を送信し、当該子ノードは予め決められた時間内に当該他の子ノードが送信した情報の中継を行っていないときは次に中継回数の少ない他の子ノードに情報を送信し、当該子ノードは送信が確認できた他の子ノードを使用した上りルーティングテーブルに変更した後、親ノードに上りルーティングテーブルを送信することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る無線通信システムにおいて、親ノードが通信相手の子ノードに情報を送信する場合は、下りルーティングテーブルに基づき中継先を予め指定して各子ノードに送信させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る無線通信システムにおいて、子ノードが通信相手先の子ノードに情報を送信する場合は、子ノード間ルーティングテーブルに基づき送信することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る無線通信システムにおいて、親ノードは、上りルーティングテーブルと下りルーティングテーブルと子ノード間ルーティングテーブルとを表示する表示手段と、各ルーティングテーブルを編集する編集手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る無線通信システムにおいて、子ノードは、通信先子ノードへの複数の経路情報を子ノード間ルーティングテーブル記憶手段に記憶し、中継途中の子ノードが中継できなくなった場合には、代替えの子ノードに切り替えて通信することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係る無線通信システムにおいて、親ノードは、通信が継続して正常に行われていることを確認すると、子ノードに対して、子ノードが他の子ノードと交換する通信経路情報の取得間隔を通常の間隔より長く設定することを特徴とする。
【００１９】
なお、障害物によるマルチフェージングが発生するような無線通信システムの場合、電波環境を考慮して人為的に通信経路情報を設定する場合もある。このような場合、例えば、数百台に及ぶノードで構成された大規模な無線通信システムの通信経路情報の設定を人為的な電波試験により実施していたのでは、非効率である。そこで、各ノードは、各ノード間の相互通信により自律的にネットワーク形成させて複数の通信経路の組み合わせを用意し、それらを管理者が適切に修正する方法が最適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る無線通信システムを用いることにより、子ノードを中心とした経路情報を構築し、その経路情報を当該子ノードに登録して固定化することで無駄な通信経路情報の交換を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係る親ノードの構成を示す構成図である。
【図３】本実施形態に係る子ノードの構成を示す構成図である。
【図４】本実施形態に係る無線パケットのフォーマット構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態に係る無線パケット種別の構成を示す種別図である。
【図６】本実施形態に係る子ノードのメインルーチンの流れを示すフローチャート図である。
【図７】子ノードの無線通信における次段中継ノード応答パケット送信サブルーチンの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図８】子ノードの無線通信における次段中継ノード決定サブルーチンの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図９】子ノードの無線通信における次段中継ノード更新サブルーチンの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】子ノードの無線通信におけるパケット中継送信サブルーチンの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１１】本実施形態に係るＡグループにより子ノードに記憶されたルーティング情報を示す説明図である。
【図１２】本実施形態に係るＢグループにより子ノードに記憶されたルーティング情報を示す説明図である。
【図１３】本実施形態に係るＣグループにより子ノードに記憶されたルーティング情報を示す説明図である。
【図１４】本実施形態に係るＤグループにより子ノードに記憶されたルーティング情報を示す説明図である。
【図１５】本実施形態に係る監視センターから子ノードにコマンドを送信する処理の説明図である。
【図１６】本実施形態に係る監視センターから子ノードに別経路によりコマンドを送信する処理の説明図である。
【図１７】本実施形態に係る子ノードの近接ノード決定メインルーチンの流れを示すフローチャート図である。
【図１８】子ノードの無線通信における近接ノード決定サブルーチンの処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る子ノード間ルーティングテーブル作成に関する中継処理の説明図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る子ノード間ルーティングテーブル作成処理の流れを示すフローチャート図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る子ノード間ルーティング情報を含んだルーティング情報の説明図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る子ノード間ルーティング情報の説明図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る子ノード間ルーティング情報を送信するデータ部のデータフォーマットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２３】
本実施形態では、河川水位監視システムを例にして述べる。図１は本実施形態における無線通信システム１の全体構成を示している。無線通信システム１は、各種情報を取得する子ノード１００−１〜１００−１５と、各子ノードが取得した情報を収集する親ノード３００と、親ノード３００の設定を変更可能な端末であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２６と、を有し、親ノード３００は公衆回線網５００を介して監視センター７００に接続されている。ここで、図１に示した子ノード１００−１〜１００−１５及び親ノード３００を接続する破線は無線回線であり、公衆回線網５００及び監視センター７００を接続する実線は有線回線であっても無線回線であってもよい。親ノード３００と子ノード１００との接続関係は実線の矢印で示し、各ノードはＡグループからＤグループの４区分に便宜上分けて示している。次に、親ノードと子ノードの構成を述べる。
【００２４】
図２は親ノード３００の構成を示している。親ノード３００は、子ノードと通信するための子ノード用通信部１０と、公衆回線網に接続するための外部ネットワーク接続部２４と、を備えている。子ノード用通信部１０は、子ノードと無線通信するために、送受信アンテナ１１と、送信部１２と、受信部１３と、制御部１４と、記憶部１６と、表示部１５と、電源１７と、を有している。子ノード用通信部１０は、例えば、特定小電力無線規格（「ＡＴＲＩＢＳＴＤ−Ｔ６７］、一例として、送受信周波数４２９ＭＨｚ帯、空中線電力１０ｍＷ、通信速度４８００ｂｐｓ、無線エリア半径約１００〜３００ｍ）に準拠し、受信部１３にて検出した電界強度を制御部１４が監視している。また、外部ネットワーク接続部２４を介して、公衆回線に接続可能であり、制御用のＰＣ２６にＵＳＢ回線やＲＳ−２３２Ｃ回線等のシリアル回線２５にて接続可能であると共に、通信キャリアと接続する無線通信用の送信部２２，受信部２３，送受信アンテナ２１等を有している。
【００２５】
図３は子ノード１００の構成を示している。子ノード１００は、親ノード用通信部３０と、特定小電力無線規格に準拠し、親ノード又は親ノードと無線通信可能な他の子ノード１００を中継して通信するために、送受信アンテナ３１と、送信部３２と、受信部３３と、制御部３４と、記憶部３６と、表示部３５と、太陽電池５２により充電可能な二次電池３７と、を有している。
【００２６】
また、子ノード１００が配置された場所の様々な情報を取得するため、周辺機器として、ＯＮ／ＯＦＦ信号を検出するスイッチ入力部５０と、温度，ガス，化学物質，水位等を測定するセンサ５１と、Ａ／Ｄ変換部３８と、二次電池３７を充電すると共に、日照により発電をする太陽電池５２と、を有している。また、子ノード１００は、子ノード１００の場所を特定し易くするため、光や音を発する警報器３９（回転等、ライト又はスピーカ等）を有している。なお、太陽電池５２は、二次電池の充電を行うと共に、日照センサとしても機能する。
【００２７】
本実施形態に係る主な通信動作は、親ノードと子ノード又は子ノードの中継を行う子ノードとの第１の通信動作と、子ノードとその他の子ノードへの第２の通信動作と、を含んでいる。最初に、第１の通信動作を確立する前段階として、子ノードから親ノードへ各子ノードの情報を送信する。例えば、図１の各子ノード１００−４は親ノード３００までの中継回数が最も少ない他の子ノード１００−２に情報を送信した後、所定時間中継先となる他の子ノード１００−２からの情報が送信されているかを傍受する。もし、その中継先となる他の子ノード１００−２から情報が送信されていないときは、子ノード１００−４内のルーティングテーブルに基づいて中継先となる子ノードの候補の中から親ノードまでの中継回数が次に少ない他の子ノード１００−７に切り替えて情報を送信する。このようにして、各子ノードの情報は親ノードに送信されることになる。
【００２８】
図１の子ノード１００は、センサ情報を定期的に取得し、親ノード３００に向けてイベントシグナルを送信する。イベントシグナルを受信した親ノード３００は、監視センター７００にイベントシグナルを送信することによりセンサ情報を伝達する。子ノード１００に降雨センサと水位計とを接続し、監視センター７００にて河川上流に設置した子ノード１００のイベントシグナルを受信し、水位の上昇に関する注意を促す必要がある場合には、監視センター７００から河川下流に設置した子ノード１００の警報器を作動させる等の利用が可能である。なお、局地的な降雨の場合には、子ノード１００からの水位情報を元に、監視センター７００にて水位の閾値を定め、閾値を越えた地域より下流側の子ノード１００の警報器を作動させる等の処理を行うことも可能となる。
【００２９】
次に、無線通信システム内で通信される無線パケットについて詳説する。図４は無線パケットのフォーマット構成を示している。無線パケットは、大きく分けてヘッダ部４１と、データ部４２と、誤り検出符号４３で構成されている。ヘッダ部４１は、無線パケットを中継送信するためのルート情報を有する部分であり、データ部４２は測定した温度情報や親ノード３００までの中継回数などのデータを有する無線パケットである。また、誤り検出符号４３は、ヘッダ部４１のシステム識別符号からデータ部４２の終端までのデータを無線送信した際に、電波障害などによりデータに誤りが発生したかどうかを検出するための誤り検出情報である。以下、ヘッダ部の各情報について述べる。
【００３０】
図４のヘッダ部４１には、第１番目のビット同期から第１９番目のＮ段目中継ノード識別子までの情報を含んでいる。最初に、第１番目のビット同期は受信側で送信側のビットタイミング同期を取るための４１ビット信号「０１０１０１０１，０１０１０１０１，０１０１０１０１，０１０１０１０１，０１０１０１０１，０」であり、第２番目のフレーム同期は受信側で無線パケットフォーマット位置を認識するための３１ビット信号「１１１００１００，０１０１０１１１，１０１１０１００，１１０００００」である。
【００３１】
第３番目のシステム識別子は無線パケットの送受信を行う親ノード３００、子ノード１００（図１の１００−１〜１００−１５）を特定するための識別子であり、子ノードは、自ノードに予め設定されている識別子と異なるシステム識別子の無線パケットの電文（第８番目の電文種別）を受信しても、その電文は処理しない。
【００３２】
第４番目の中継先識別子は、無線パケットを受信すべき親ノード３００又は子ノード１００の識別子を表し、中継先識別子の８ビットがオールビットオン（ＦＦＨ：ブロードキャスト）であれば、どのノードでも受信すべき無線パケットとなる。
【００３３】
第５番目の中継元識別子は無線パケットを実際に送信した親ノード３００，子ノード１００の識別子を表している。第８番目の送信先識別子は無線パケットを最終的に受信すべき最終端の親ノード３００、又は子ノード１００の識別子を表し、第４番目の中継先識別子がブロードキャストとなった場合には、第１３番目から第１９番目の通信経路４５は付加しない。
【００３４】
第６番目の連送カウンタは、子ノード１００が低消費電流化を図るために間欠受信動作している場合に利用するカウンタである。例えば、子ノード１００が低消費電流化を図るために間欠受信周期５秒で動作しているケースを例にして述べる。子ノード１００は５秒周期で受信部を起動し、また、制御部を低消費電流モードから通常モードに移行させた後、キャリアセンスにより受信部からのキャリアセンス信号を監視して受信できる無線パケットがあるかを判定する。もし、受信できる無線パケットが無ければ受信部を停止させ、制御部を低消費電流モードに戻す。また、キャリアセンスにより受信できる無線パケットがあると判断したならば、無線パケットの受信を開始する。このとき、無線パケットの連続送信終了を連送カウンタがゼロになることで判断することになる。なお、無線パケットを送信する親ノード３００や他の子ノード１００は、間欠受信周期よりも長い周期、無線パケットを繰り返し連続送信する必要がある。このとき、連送カウンタには残りの送信回数が入る。
【００３５】
第７番目の生存カウンタは、万が一、無線ネットワーク上でパケット間をループしてしまった場合に、そのようなパケットを消滅させるためのカウンタである。生存カウンタを用いることにより、例えば、子ノード１００がイベント通知パケットを送信する際に生存カウンタがゼロになったならば中継回数が多いと判断して無線パケットの中継を行わないようにすることができる。
【００３６】
第８番目の送信先識別子は無線パケットを最終的に受信すべき最終端の親ノード、又は子ノード１００の識別子を表し、第９番目の送信元識別子は無線パケットを送信する発端となった親ノード３００、又は子ノード１００の識別子を表す。第１０番目の電文種別４４は、無線パケットの電文がどのような内容であるかを示すものであり、７ビットのコマンド番号と１ビットのレスポンスビットで構成されている。
【００３７】
第１１番目のデータ長はデータ部４２のバイト数を表し、データ部４２の長さはコマンド毎、レスポンス毎に変化する。第１２番目の通信経路情報４６は、送信元から送信先に無線パケットを中継送信する場合に利用される情報であり、７ビットの中継段数と１ビットのモードビットで構成されている。モードビットがオン（１）の場合には、通信経路指定モードとなり、通信経路４５が付加される。通信経路４５には、１段目中継ノードの識別子、２段目中継ノードの識別子、・・・Ｎ段目の中継ノードの識別子が順に格納され、子ノード１００は、この通信経路情報４６と通信経路４５を利用して無線パケットを送信する。
【００３８】
次に、通信経路情報の構成について述べる。図４の通信経路情報４６は、送信元から送信先にパケットを中継送信する場合に利用される情報であり、１ビットのモードビットと、７ビットの中継回数で構成されている。モードビットがオフ（０）の場合は、通信経路未指定モードとなり通信経路４５は無い。また、モードビットがオン（１）の場合には、通信経路指定モードとなる。中継経路が付加され親ノード３００から子ノード１００にパケットを送信する際には、通信経路情報４６はどの子ノード１００を中継するかを表し、子ノードから親ノードに無線パケットを送信する場合には、通信経路情報４６に中断した子ノードを記録する。
【００３９】
ここで、親ノード３００が子ノード１００に送信するコマンドの無線電文を「呼び出し無線電文」と呼び、親ノード３００からの「呼び出し無線電文」に対して子ノードが返す応答を「応答無線電文」と呼ぶ。この電文を送信するためのフォーマットを図５に示す。図５は無線パケット種別の構成を示し、左からレスポンスビット、コマンド番号、電文内容、データ部４２及び送信元である。例えば、レスポンスビットがオフ（０）の場合には「呼び出し無線電文」となり、コマンド番号は「２」，電文内容は「データ要求」，データ部は「なし」，送信元は「親ノード」となる。レスポンスビットがオン（１）の場合には、「応答無線電文」、つまり、コマンドを受信した子ノードがコマンドを送信した親ノードにその結果を返すための電文となり、コマンド番号は「２」，電文内容は「データ応答」，データ部は「センサデータ」，送信元は「子ノード」になる。以上、上述した内容が無線通信システムの概要及びデータ構造である。
【００４０】
次に、監視センター（親ノード）が各子ノードまでの通信経路を決定するまでの処理の概要を図１と図１１〜１４を用いて説明する。図１１〜１４は、図１の無線通信システム１における親ノード３００から各子ノード１００までの通信経路を決定するためのルーティング情報を示している。なお、親ノード３００と子ノード（１００−１〜１５）の接続経路は、親ノード３００に近い子ノード１００から親ノード３００までの接続及び中継回数により決まり、親ノードからの距離を表すことから、便宜上ＡグループからＤグループまでの４グループにおけるルーティング情報に分けて説明する。
【００４１】
例えば、図１の子ノード１００−１（Ａグループ）は、電源がＯＮになると、最初にブロードキャストとなる無線パケットを送出して、無線通信可能な親ノード３００又は子ノード１００の識別符号と受信レベルを検出する。次に、親ノード３００と自ノードの間で中継される回数を無線パケットにより検出した後、親ノード３００と通信する際に必要となる送信先の識別符号を決定する。以後、決定した識別符号を送信先として無線パケットを送出することになる。次に、図６のフローチャートを用いて子ノードメインルーチンの流れを説明する。
【００４２】
図６は子ノード１００のメインルーチンの流れを示している。例えば、図１の子ノード１００−１（Ａグループ）では、電源が投入されると、ステップＳ１０において、ブロードキャストとなる無線パケットを送出して通信可能な子ノード及び中継回数を取得するための次段中継ノード探索パケット送信を行う。ステップＳ１０が実行されると、子ノード１００−１は、図１１のルーティング情報に示される通信可能な親ノード３００及び子ノード１００−２，６，３，５の識別符号と、親ノード３００までの中継回数と、無線パケットの受信レベルと、を取得して自ノードのルーティングテーブルに記憶する。図６のステップＳ１２において、取得したルーティング情報から次段中継ノードを中継回数が最も少ない無線通信先を決定することになる。子ノード１００−１は、中継回数が「０」で親ノード３００と無線通信できることから無線通信先は親ノード３００となる。なお、Ａグループの子ノード１００−１，２は親ノードに最も近いため中継ノードとなる子ノードを中継することなく、直接親ノード３００と無線通信が可能である。
【００４３】
図１のＢグループの子ノード１００−３は、図１２のルーティング情報に示すように、無線通信可能なノードは子ノード１００−１，５，８となり、親ノード３００に接続するため、子ノード１００−１を中継して親ノード３００へ接続する経路と、子ノード１００−５と子ノード１００−１とを中継して親ノード３００へ接続する経路と、を有する。この場合、中継回数が１回となる子ノード１００−１を無線通信先とする。
【００４４】
また、図１のＣグループの子ノード１００−８は、図１３のルーティング情報に示すように、無線通信可能なノードは子ノード１００−３，５，９となり、親ノード３００に接続するためには、子ノード１００−３，１を中継して親ノード３００へ接続する経路と、子ノード１００−５，１を中継して親ノード３００へ接続する経路と、子ノード１００−９，５，１，を中継して親ノード３００へ接続する経路と、を有する。この場合、中継回数が２回となる子ノード１００−３，５の２経路があるが、受信レベルが大きい子ノード１００−３を無線通信先とする。また、図１４に示すＤグループの子ノード１００−１４も同様にして無線通信先を決定することになり、図６のステップＳ１２において、全ての子ノード１００−１〜１５の無線通信先が決まる。
【００４５】
図６のステップＳ１４において、各子ノード１００は、他の子ノード１００あるいは親ノード３００からの無線パケットを受信できたかを確認し、受信した無線パケットに従った処理を行うことになる。また、ステップＳ１６において、受信した無線パケットが「次段中継ノード探査パケット」である場合には、ステップＳ１８の次段中継ノード応答パケット送信サブルーチンを実行する。また、ステップＳ２０において、「次段中継決定パケット」と判定した場合には、ステップＳ２２の次段中継ノード更新サブルーチンを実行する。また、ステップＳ２４において、中継すべき「中継パケット」であると判定した場合には、ステップＳ２６において、パケット中継送信サブルーチンを実行する。さらに、自ノード内で測定した情報を送信する必要がある場合には、ステップＳ２８においてイベントを発生させ、ステップＳ３０においてイベントの内容に対応して「イベント通知パケット」を親ノード３００へ送信し、処理を繰り返す。
【００４６】
図７は子ノード１００の無線通信における次段中継ノード応答パケット送信サブルーチンの処理の流れを示している。「次段中継ノード探索パケット」を受信した親ノード３００と子ノード１００は、自ノードの次段中継ノード候補が決定済みであり、自ノードから親ノードまでの最小中継回数を記憶済みであれば、「次段中継ノード応答パケット」を、次段中継ノード探査パケットを送信した子ノード１００に向けて返信することになる。
【００４７】
「次段中継ノード応答パケット」を送信する際には、各子ノード１００又は親ノード３００が一斉に無線パケットを送信することによって発生する混信を避ける必要がある。このことから、図７のステップＳ４０では、タイムスロット番号による送受信タイミングの制御を行うために、タイムスロットカウンタを起動する。ステップＳ４２では、自ノードが次段中継ノードの応答パケットを送信するタイミングを次回送信タイムスロット番号として算出する。ステップＳ４４の判定処理において、算出した次回送信タイムスロット番号が予め決められたタイムスロット最大値よりも大きい場合には、次段中継ノード応答パケット受信待ち時間を経過したことになるので、処理を中断してメインルーチンに戻る。
【００４８】
また、タイムスロット最大値よりも小さい場合にはステップＳ４６に移る。ステップＳ４６において、次段中継ノード応答パケット受信待ち時間内で次回送信タイムスロット番号のタイミングで次段中継ノード応答パケットを送信できる場合には、タイムスロットカウンタと次回送信タイムスロット番号が一致するまで送信待ちをした後、ステップＳ４８において、次段中継ノード応答パケット送信を行う。このような処理により、各子ノード１００の次段中継ノード応答パケット送信タイミングが分散され、仮に、同一タイミングで送信したとしても、無線パケットを時間を空けて複数回送信するので、次段中継ノード探索パケット送信した子ノード１００が次段中継ノード応答パケットを受信できる確率は極めて高くなる。
【００４９】
図８は子ノードの無線通信における次段中継ノード決定サブルーチンの処理の流れを示している。次段中継ノード決定するため、子ノード１００は、次段中継ノード探索パケット送信サブルーチンを実行した後、本サブルーチンを実行する。なお、無線ネットワーク上での長い迂回ルートは無線パケットの輻輳が発生するおそれがあるので、本サブルーチンでは、自ノードより中継回数が大きいノード（親ノード方向とは逆方向ルート）にパケットを中継することを避けている。
【００５０】
次に、図８のステップＳ５０において、子ノード１００又は親ノード３００から「次段中継ノード応答パケット」を受信したかを判断し、受信した場合には、ステップＳ５２において、次段中継ノード候補と今回受信した次段中継ノード応答パケットの中継候補の中継回数と受信レベルを比較し、今回受信した無線パケットの中継回数と受信レベルとにより候補にすべきと判断した場合にはステップＳ５６にて次段中継ノード候補にしてステップＳ５０に戻る。また、ステップＳ５４にて、次段中継ノード応答パケット受信待ち時間が経過した場合には、次段中継ノード候補が決定したことになる。このように、中継ノードが決定すると、自ノードで決定した中継ノードを他の子ノードに通知するために、ステップＳ５８において、「次段中継ノード決定パケット」を送信する。
【００５１】
図９は子ノードの無線通信における次段中継ノード更新サブルーチンの処理の流れを示している。図６のステップＳ２０において、「次段中継決定パケット」を受信した場合には、図９の次段中継ノード更新サブルーチンを実行する。次段中継決定パケットを受信した他の子ノード１００は、ステップＳ６０において、受信無線パケットの中継回数と無線パケットの受信時の受信レベルを利用して、自ノード次段中継ノード候補よりも良い条件であるかを判定する。もし、良い条件であれば、ステップＳ６２において、次段中継ノード決定パケットの送信元ノードを次段中継ノード候補にする。そして、ステップＳ６４において、今回受信した無線パケットを第１優先レベルであると判断した場合には、ステップＳ６６において、「次段中継ノードパケット」を送信する。なお、この次段中継ノード決定パケットを受信したその他の子ノード１００も次段中継ノード更新処理を実行することになる。
【００５２】
図１０は他の子ノード１００から測定結果などのイベント通知パケットを受信して、当該パケットを中継送信するパケット中継送信サブルーチンの処理の流れを示している。次段中継ノードに対してイベント通知パケットを中継送信する場合は、処理を開始するのに先立って、イベント通知パケットが正常に中継されない場合に対応するため、再度イベント通知パケットを送信するためのリトライカウンタ（例えば３回）をステップＳ７０においてセットする。
【００５３】
図１０のステップＳ７４〜Ｓ８２において、次段中継ノード候補の内の一つにイベント通知パケットを送信する。リトライカウンタが「０」の時は、優先レベルの高い次段中継ノードに無線パケットを送信し、リトライカウンタが「１」のときは第２優先レベルの次段中継ノードへ送信し、リトライカウンタが「２」の時は第３優先レベルの次段中継ノードを送信する。もし、次段中継ノード候補が１個のみの場合には、常に、第１優先レベルの次段中継ノードに無線パケットを送信すればよい。なお、受信したイベント通知パケットの中継元識別子、送信元識別子が次段中継ノードである場合には、当該次段中継ノード候補には送信せずに、他の候補を割り当てることにより、候補が短時間に変化するピンポン現象を防止する。
【００５４】
通常は、次段中継ノードが送信したイベント通知パケットを正常に受信できるので、一定時間内で受信できた場合には、正常と判断する。もし、ステップＳ７６において、一定時間内に受信できない場合には、ステップＳ７８において、リトライ回数を減算し、ステップＳ８２にてリトライ回数がゼロでなければ再度ステップＳ７２からの処理を繰り返す。正常に受信できた場合には、ステップＳ８４において、次段中継ノード探索パケット送信を行い、ステップＳ８６において、次段中継ノード決定を実行する。
【００５５】
次に、各子ノードが自ノードのルーティングテーブル情報を親ノードに通知する処理を述べる。各子ノードは、自ノードのルーティングテーブル情報が決定した場合、自ノードのルーティングテーブル情報を格納した無線パケットを親ノードにイベント通知する。このイベント通知を受信した親ノードは、無線パケットから当該子ノードのルーティングテーブル情報を取得する。これにより、親ノードは、全子ノードのルーティングテーブル情報を持つことになり、各子ノードへポーリングするときの経路を決定できる。なお、各子ノードがルーティングテーブル情報を親ノードに送信するのは、ルーティングテーブル情報に変更があったとき、及び、定期的に送信する。ただし、定期的に送信する場合は、輻輳が懸念されるため、ルーティングテーブル情報に変更があった時のみ実施する方法でもよい。
【００５６】
以上、上述した処理を実行することで、図１の無線通信システム１における実線の矢印のようなルーティング経路が決定され、各子ノード１００−１〜１５がルーティング情報を記憶すると共に、各子ノード１００で測定された情報がイベント通知パケットとして親ノード３００及び監視センター７００へ送信される。また、親ノード３００及び監視センター７００が各子ノード１００のルーティングテーブルの情報を持つことにより、子ノード１００へのポーリングが可能となるだけでなく、各子ノード１００の位置関係を把握することも可能となる。
【００５７】
次に、監視センターから子ノードにコマンドを通信経路指定モードにてコマンドを送信する処理の流れについて述べる。図１５は通信経路指定モードによる無線パケットの送信例を示し、監視センター７００から子ノード１００にコマンドを送信する処理を示している。最初に、監視センター７００は、図１４のルーティング情報から子ノード１００−１５への経路を探索する。これは、子ノード１００−１５から親ノード３００への経路を探索すればよい。よって、親ノード３００，子ノード１００−２，子ノード１００−７，子ノード１００−１２，子ノード１００−１５という経路が決定する。次に、監視センター７００は、親ノード３００にコマンドを送信する。このとき監視センター７００が親ノード３００に送信するコマンドの電文フォーマットは、図４のヘッダ部４１におけるシステム識別子以降である。
【００５８】
図１５の監視センター７００からのコマンドを受信した親ノード３００は、子ノード１００−２にコマンドの無線パケットを送信する。このとき、図４のヘッダ部には、（１）中継先識別子を子ノード１００−２の識別子、（２）中継元識別子を親ノード３００の識別子、（３）送信先識別子を子ノード１００−１５の識別子、（４）送信元識別子を親ノード３００の識別子、（５）通信経路情報４６のモードビットを「ＯＮ」、（６）中継段数を「３」、（７）通信経路４５の一段目中継ノード識別子を子ノード１００−２の識別子、（８）二段目中継ノード識別子を子ノード１００−７の識別子、（９）三段目中継ノードの識別子を子ノード１００−１２の識別子、として無線パケットを送信する。
【００５９】
無線パケットを受信した子ノード１００−２は、中継先識別子が自ノードの識別子、送信先識別子が子ノード１００−１５の識別子であるので、自ノードが中継送信すべき無線パケットであると認識する。そして、子ノード１００−２は、通信経路情報４６のモードビットが通信経路指定モードであるので、次段の中継ノードを、通信経路情報４６の中継段数と通信経路４５から探索する。具体的には、通信経路４５の一段目中継ノードが自ノード（子ノード１００−２）なので、二段目中継ノード識別子である子ノード１００−７に中継すべきであると判断する。
【００６０】
子ノード１００−２は、子ノード１００−７に無線パケットを送信する。このとき、（１）中継先識別子を子ノード１００−７の識別子、（２）中継元識別子を自ノードの識別子、（３）送信先識別子以降は、再計算した誤り検出符号４３を除き、受信した無線パケットの内容をそのまま送信する。
【００６１】
無線パケットを受信した子ノード１００−７は、中継先識別子が自ノードの識別子、送信先識別子が子ノード１００−１５の識別子であるので、自ノードが中継送信すべき無線パケットであると認識する。そして、子ノード１００−７は、通信経路情報４６のモードビットが通信経路指定モードであるので、次段の中継ノードを通信経路情報４６の中継段数と通信経路４５から探索する。具体的には、通信経路４５の二段目中継ノードが自ノード（子ノード１００−７）なので、三段目中継ノード識別子である子ノード１００−１２に中継すべきであると判断する。子ノード１００−７は、子ノード１００−１２に無線パケットを送信する。このとき、（１）中継先識別子を子ノード１００−１２の識別子、（２）中継元識別子を自ノードの識別子、（３）送信先識別子以降は、再計算した誤り検出符号４３を除き、受信した無線電文内容をそのまま送信する。
【００６２】
無線パケットを受信した子ノード１００−１２は、（１）中継先識別子が自ノードの識別子、（２）送信先識別子が子ノード１００−１５であるので、自ノードが中継送信すべき無線パケットであると認識する。そして、子ノード１００−１２は、通信経路情報４６のモードビットが通信経路指定モードであるので、次段の中継ノードを、通信経路情報４６の中継段数と通信経路４５から検索する。具体的には、通信経路４５の三段目中継ノードが自ノード（子ノード１００−１２）であり、中継段数も３であるから、自ノードが終端の中継ノードであることがわかるので、送信先識別子で指定されている子ノード１００−１５へ送信すべき無線パケットであると判断する。
【００６３】
子ノード１００−１２は、子ノード１００−１５に無線パケットを送信する。このとき、（１）中継先識別子を子ノード１００−１５の識別子、（２）中継元識別子を自ノードの識別子、送信先識別子以降は、再計算した誤り検出符号４３を除き、受信した無線パケットの内容をそのまま送信する。
【００６４】
無線パケットを受信した子ノード１００−１５は、（１）中継先識別子が自ノードの識別子、送信先識別子も自ノードの識別子であるので、自ノードが最終的に受信すべき無線電文であると認識する。そして、子ノード１００−１５は、当該コマンドに関する処理を行った後に、送信元である親ノード３００にレスポンスの無線パケットを送信する。
【００６５】
子ノード１００−１５は、レスポンスの無線パケットを送信する際、まず、コマンドの無線パケットの通信経路情報４６が通信経路指定モードであったので、コマンドの無線パケットの通信経路情報４６の中継段数と、通信経路４５を利用してレスポンス電文の経路を得る。具体的には、コマンドの無線パケットの通信経路４５の中継ノード識別子を逆順にすると、（１）一段目中継ノードは子ノード１００−１２，（２）二段目中継ノードは子ノード１００−７，（３）三段目中継ノードは１００−２となり、これがレスポンスの無線パケットの通信経路４５となる。
【００６６】
子ノード１００−１５は、（１）レスポンスの無線電文のヘッダ部４１の中継先識別子を子ノード１００−１２、（２）中継元識別子を自ノードの識別子、送信先識別子を親ノードの識別子、（３）送信元識別子を自ノードの識別子とし、（４）電文種別４４のレスポンスビットをＯＮ、（５）通信経路情報４６のモードビットを「ＯＮ」（通信経路指定モード）、（６）中継段数を「３」、（７）一段目中継ノード識別子を子ノード１００−１２の識別子、（８）二段目中継ノード識別子を子ノード１００−７の識別子、（９）三段目中継ノード識別子を子ノード１００−２の識別子として、子ノード１００−１２に無線パケットを送信する。そして、これ以降は、これまでに説明した手順により、レスポンスの無線パケットが親ノード３００まで送信されることになる。
【００６７】
図１６は監視センター７００から子ノードに別経路によりコマンドを送信する処理を示している。具体的には、親ノード３００から子ノード１００−１５への無線パケット送信において、子ノード１００−７が中継不能になった場合の処理である。まず、子ノード１００−２は、無線パケットを子ノード１００−７へ送信した後、一定時間、子ノード１００−７の無線パケットを傍受することで、送信した無線パケットを子ノード１００−７が受信したかを確認する。
【００６８】
子ノード１００−２は、無線パケットを送信した後、一定時間経過しても子ノード１００−７の無線パケットを傍受できない場合は、再度、無線パケットを子ノード１００−７に送信して一定時間、無線パケットを傍受する。この処理を指定回数（例えば、３回）繰り返す。指定回数が終了しても子ノード１００−７の無線パケットを受信できない場合は、中継不能と判断し、子ノード１００−７が異常である旨を親ノード３００に送信する。
【００６９】
このとき、子ノード１００−２は、（１）中継先識別子を親ノード３００の識別子、（２）中継元識別子を自ノードの識別子、（３）送信先識別子を親ノード３００の識別子、（４）送信元識別子を自ノード識別子、（５）電文種別４４のレスポンスビットを「ＯＦＦ」、（６）コマンド番号を「１４」，（７）通信経路情報４６のモードビットを「ＯＦＦ」、（８）中継段数を「０」とし、（９）データ部４２に中継不能である子ノード１００−７の識別子を格納して、親ノード３００に無線パケットを送信する。
【００７０】
無線パケットを受信した親ノード３００は、データ部４２から子ノード１００−７が中継不能であることを知り、中継不能な子ノード１００−７を除いた中継回数の少ない経路を図１２の子ノード１００−４と、図１３の子ノード１００−１２から探索して、親ノード３００，子ノード１００−２，子ノード１００−４，子ノード１００−１５という経路を決定する。以後、この経路を利用して子ノード１００−１５に無線パケットを送信する。
【００７１】
図１７は子ノードを固定ノードと移動ノードに分け、移動ノードの位置を監視するため、移動ノードが自ノードの位置を親ノードに通知する処理の流れを示している。予め配置された固定ノードで構築された無線通信システムにおいて、移動ノードがどの固定ノードの近傍に位置しているかの情報を親ノードが収集することで、移動ノードの位置を監視する。なお、本実施形態は、予め、固定ノードと親ノードとの間で通信経路を構築しておき、その通信経路上に移動ノードが入り込むことにより、移動ノードの位置を探索するものである。移動ノードは、例えば、周期タイミングや押しボタン押下げなどの自ノードの事象が発生した場合、ステップＳ９０にてその事象を検出し、ステップＳ９２において次段中継に利用する固定ノードと固定ノードの近傍に位置している移動ノードを探索するために、次段中継ノード探索パケットを送信する。固定ノードは移動ノードからの次段中継ノード探索パケットを受信すると、次段中継ノード応答パケット送信により次段中継ノード応答パケットを受信する。さらに、移動ノードは、ステップＳ９４の近傍ノード決定により固定ノードである次段中継ノード候補と他の固定ノードである近傍ノードを決定して、ステップＳ９６において、イベント通知パケット送信により、これらの情報が親ノードに送信される。
【００７２】
図１８は、移動ノードで実行される近傍ノード決定サブルーチンである。移動ノードがステップＳ１００において、次段中継ノード応答パケットを受信すると、ステップＳ１０２を実行し、近傍の固定ノードが次段中継ノード候補になれるかどうかを中継回数と、受信強度レベルから判断して、ステップＳ１０２において、次段中継ノード応答パケットの送信元ノードを次段中継ノード候補とする。ステップＳ１０８において、この候補の中から、受信電界強度レベルが最大のものを取り出し、近接ノードを決定する。さらに、ステップＳ１０４において、次段中継ノード応答パケット受信待ち時間が経過した場合には、近接ノードが確定する。このような処理により、移動ノードの位置把握が容易に実現することが可能である。
【００７３】
各子ノードが自律的に構築した親ノードまでの経路情報を親ノードに通知することで、親ノード又は各子ノードまでの経路情報を把握することができるため、親ノードから各子ノードにポーリングできる。その後、親ノードが収集した各子ノードからの経路情報を元にして、各子ノードを中心にした経路情報を構築して、その経路情報を当該ノードに登録し固定化することにより、ノード間で通信経路情報の交換を行うことなく、ノード間通信を行うことができる。
【００７４】
図１９は子ノード間ルーティングテーブル作成に関する中継処理を示し、子ノード１００−４からその他の子ノードと通信する場合について示している。図１９中、各ノードにおけるａグループからｄグループの４区分は、子ノード１００−４を中心にした接続関係を示している。次に、子ノード１００−４を例にして、子ノード間ルーティングテーブル作成処理について述べる。
【００７５】
図２０は子ノード間ルーティングテーブル作成処理の流れを示し、上述した親ノードと子ノード間の通信開始から親ノードから子ノードへのポーリングに必要な下りルーティング情報を作成した後、親ノードが子ノード間ルーティング情報を作成する一連の流れを示している。本実施形態で特徴的な事項の一つは、親ノードから子ノードへのポーリングに必要なルーティング情報を利用して、子ノード間ルーティング情報を作成し、その情報を子ノードに記憶させることである。
【００７６】
図２０の処理が開始すると、ステップＳ１２２において、最初に親ノードと子ノード間の通信が開始する。ステップＳ１２２により、子ノード近傍の他の子ノード又は親ノードの存在が明らかになる。次に、ステップＳ１２４において、親ノードは、子ノードから上りルーティング情報を取得する。ステップＳ１２８において、その上りルーティング情報に基づいて、親ノードから各子ノードへのポーリングを可能にする下りルーティング情報を親ノードが作成する。次に、ステップＳ１２８において、作成した下りルーティング情報に基づいて、親ノードは、各子ノード間ルーティング情報を作成する。
【００７７】
図２１は親ノードによって作成された子ノード間ルーティング情報における子ノード１００−４のルーティングテーブルを示している。図２１のルーティングテーブルは、子ノード１００−４から親ノード３００に通信するための上りルーティングテーブルと、子ノード１００−４から他の子ノード１００−１〜１００−１５に通信するための子ノード間ルーティングテーブルと、を含んでいる。図２１の第１候補〜第３候補は中継回数の少ない順に中継先の候補が示されている。子ノード１００−４は、このルーティングテーブルを用いて、各ノードへの通信が可能となる。また、何らかの原因で第１候補との通信ができない場合には、第２候補，第３候補に変更して通信を維持できることになる。この処理により、上述した経路情報の交換が不要となり輻輳などの低減が実現できる。
【００７８】
次に、子ノード１００−４から子ノード１００−１への通信における第１候補の決定手順を図２２のルーティング情報と図１９の中継処理図とに基づいて説明する。子ノード１００−４から子ノード１００−１への中継ルートは、子ノード１００−２を中継するルートと、子ノード１００−７，１００−２を中継するルートと、子ノード１００−１２，１００−７，１００−２を中継するルートの３つがある。それぞれ、中継回数は１，２，３となり、図２２に示すように、ルーティング１００−４→１００−２→１００−１の中継回数１回を決定する。親ノードにて決定された子ノード間ルーティング情報は、図２３に示すデータ部のデータフォーマットに格納されて子ノード１００−４に送信されることになる。図２３は子ノード間ルーティング情報を送信するデータ部４２のデータフォーマットを示し、図２１に示した各ノード毎に第１〜第３候補の情報をデータ部４２に格納する。
【００７９】
以上、上述したように、本実施形態に係る無線通信システムを用いることにより、４つの利点がある。第１の利点は、低速な無線通信であっても自律型ネットワーク化が可能であるという利点である。また、第２の利点は、従来よりも簡単なプロトコルで信頼性を確保できる無線通信システムを実現することが可能となるという利点である。また、第３の利点は、無線通信システムにより、子ノードのルーティングテーブルの容量を最小限に抑えると共に、移動や故障した子ノードを判別し易く、子ノードからのイベント通信、親ノードからのポーリング通信等を容易にするという利点である。さらに、第４の利点は、子ノード間ルーティング情報を子ノードが固定化し、子ノードから他の子ノードへの通信が可能となることにより、経路情報の無駄な送信が低減できるという利点である。
【００８０】
なお、親ノードと子ノードとを接続する処理において、中継回数が同じ中継ノードがある場合には、受信レベルの高い中継ノードを選択したが、これに限定するものではなく、各経路におけるトータルの受信電界強度又は伝送エラー率を利用し、無線電波の良好な経路を選択してもよい。
【００８１】
また、親ノードが作成した子ノード間ルーティングテーブルを親ノードに接続したＰＣに送ることで表示、可視化することができ、どのノードがどのようなルーティングテーブルを有しているのかを簡単に把握することができる。さらに、作成された子ノード間ルーティングテーブルの手動修正も可能になることから、障害物によるマルチパスフェージングの影響を加味したルーティングテーブルとすることも可能となる。
【符号の説明】
【００８２】
１無線通信システム、１０子ノード用通信部、１１，２１，３１送受信アンテナ、１２，２２，３２送信部、１３，２３，３３受信部、１４，３４制御部、１５，３５表示部、１６，３６記憶部、１７電源、２４外部ネットワーク接続部、２５シリアル回線、２６ＰＣ、３０親ノード用通信部、３７二次電池、３８Ａ／Ｄ変換部、３９警報器、４１ヘッダ部、４２データ部、４３誤り検出符号、４４電文種別、４５通信経路、４６通信経路情報、５０スイッチ入力部、５１センサ、５２太陽電池、１００子ノード、３００親ノード、５００公衆回線網、７００監視センター。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の子ノードと各子ノードが取得した情報を収集する親ノードとを含み、子ノードと親ノードとが直接又は他の子ノードによる中継によって通信を確立する無線通信システムにおいて、
各子ノードは、
親ノードまで中継を行うことができる他の子ノードから親ノードまでのノード情報を含む通信経路情報を他の子ノードから取得して自ノードから親ノードまで通信可能な上りルーティングテーブルを記憶する上りルーティングテーブル記憶手段と、
子ノードの上りルーティングテーブルの情報を親ノードに送信する上りルーティングテーブル送信手段と、
子ノード間通信を行うために親ノードから送信される子ノード間ルーティングテーブルを受信する子ノード間ルーティングテーブル受信手段と、
子ノード間ルーティングテーブルを記憶する子ノード間ルーティングテーブル記憶手段と、を有し、
親ノードは、
各子ノードから送信された上りルーティングテーブルに基づき各子ノードへのポーリングを行うための下りルーティングテーブルを生成する下りルーティングテーブル生成手段と、
各子ノードからの上りルーティングテーブルに基づき子ノード間通信のための子ノード間ルーティングテーブルを生成する子ノード間ルーティングテーブル生成手段と、
生成した子ノード間ルーティングテーブルを各子ノードに送信する子ノード間ルーティングテーブル送信手段と、
子ノードから送信される上りルーティングテーブルが変更された場合には、子ノード間ルーティングテーブルを更新して各子ノードに送信する子ノード間ルーティングテーブル再送手段と、を有する無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
子ノードが親ノードに情報を送信する場合、
当該子ノードは上りルーティングテーブルに基づき中継回数の少ない他の子ノードに情報を送信し、
当該子ノードは予め決められた時間内に当該他の子ノードが送信した情報の中継を行っていないときは次に中継回数の少ない他の子ノードに情報を送信し、
当該子ノードは送信が確認できた他の子ノードを使用した上りルーティングテーブルに変更した後、親ノードに上りルーティングテーブルを送信する無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
親ノードが通信相手の子ノードに情報を送信する場合は、下りルーティングテーブルに基づき中継先を予め指定して各子ノードに送信させる無線通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
子ノードが通信相手先の子ノードに情報を送信する場合は、子ノード間ルーティングテーブルに基づき送信する無線通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
親ノードは、上りルーティングテーブルと下りルーティングテーブルと子ノード間ルーティングテーブルとを表示する表示手段と、各ルーティングテーブルを編集する編集手段と、を有する無線通信システム。
【請求項６】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
子ノードは、通信先子ノードへの複数の経路情報を子ノード間ルーティングテーブル記憶手段に記憶し、中継途中の子ノードが中継できなくなった場合には、代替えの子ノードに切り替えて通信する無線通信システム。
【請求項７】
請求項６に記載の無線通信システムにおいて、
親ノードは、通信が継続して正常に行われていることを確認すると、子ノードに対して、子ノードが他の子ノードと交換する通信経路情報の取得間隔を通常の間隔より長く設定する無線通信システム。

【図１】