無線通信システム
【課題】ルート探索時の通信トラフィックを少なくする。
【解決手段】送信元ノードＮ０から通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで送信する。中継ノードでも同様にして、通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで、ディスカバリパケットＰをブロードキャストで転送する。
【解決手段】送信元ノードＮ０から通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで送信する。中継ノードでも同様にして、通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで、ディスカバリパケットＰをブロードキャストで転送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メッシュネットワーク構造の無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用して、環境計測・監視・制御などを行うシステムが増加している。この環境計測・監視・制御などを行う無線通信システムでは、対象エリアが比較的広い、又は、対象エリア内に無線通信の障害物が多々存在する場合が多い。このような場合、対象エリアをカバーするためには、受信器と送信器の設置位置や電波状況等の環境により直接通信できなくても、他のデバイスを中継して通信を行うことができる無線通信ネットワークを利用することが有利である。
【０００３】
この種の無線通信ネットワークとして、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））プロトコルを利用した無線通信ネットワークなど、メッシュネットワークが提案されている。このメッシュネットワークでは、多数の通信ノード（デバイス）をメッシュ状に配置し、通信ノード間の双方向の通信を直接通信圏内にある他の通信ノードを中継して行うもので、１つの通信経路がマルチパスフェージングの影響を受けて通信不能に陥ったとしても、他の通信経路を探索して通信を継続することができる技術である。なお、マルチパスフェージングとは、複数の通信電波反射経路の間に発生する位相差により受信電波が打ち消され、受信ができなくなる現象をいう。
【０００４】
ここで、他の通信経路（中継経路）を探索して通信を継続する技術をルート探索と呼ぶが、このルート探索では、送信元ノード（ルート探索送信元ノード）がディスカバリパケットと呼ばれる通信パケット（ルート探索用パケット）をブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードに送信し、このディスカバリパケットを受信した他の通信ノード（中継ノード）がその間の経路に関する情報（経路情報（自己の識別子や通信品質））をディスカバリパケットに書き込み、この経路情報が書き込まれたディスカバリパケットをブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードに転送するという動作を順次繰り返すことによって、メッシュネットワーク中の複数の経路を経由するディスカバリパケットを宛先ノード（ルート探索宛先ノード）に最終的に到達させる。宛先ノードは、この到達したディスカバリパケットに書き込まれている経路情報に基づいて、送信元ノードと宛先ノードとの間の最適な中継経路を決定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したメッシュネットワークにおけるルート探索では、各ノードがブロードキャストでディスカバリパケットを中継して行くために、通信トラフィックが高くなり、場合によっては輻輳が発生するという問題がある。特に、ネットワーク起動時には各ノードで一斉にルート探索が行われることがあり、そのためネットワークが起動完了するまでにかなりの時間を要することもある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ルート探索時の通信トラフィックを少なくすることができる無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、ルート探索送信元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、ルート探索送信元デバイスからルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備え、ルート探索送信元デバイスとルート探索宛先デバイスとの間のルート探索用パケットを用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って各デバイス間の通信を予め定められている通常送信時の送信電力で行う無線通信システムにおいて、ルート探索送信元デバイスに、ルート探索用パケットを通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで送信する手段を設け、中継デバイスに、ルート探索用パケットを通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで転送する手段を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ルート探索送信元デバイスが通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でルート探索用パケットをブロードキャストで送信し、中継デバイスが通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でルート探索用パケットをブロードキャストで転送するので、ルート探索用パケットを受信する中継デバイスが減り、ルート探索時の通信トラフィックが少なくなる。これにより、ルート探索時の輻輳の発生を抑制したり、ネットワークが起動完了するまでの時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る無線通信システムの一実施の形態の概略を示す構成図である。
【図２】この無線通信システムの実施の形態１における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【図３】この無線通信システムの実施の形態１における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理を示すフローチャートである。
【図４】この無線通信システムの実施の形態１における宛先ノードでのディスカバリパケットの受信処理を示すフローチャートである。
【図５】この無線通信システムの実施の形態２における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【図６】この無線通信システムの実施の形態２における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理を示すフローチャートである。
【図７】通信ノードを送信元ノードとして機能させた場合の機能ブロック図である。
【図８】通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る無線通信システムの一実施の形態の概略を示す構成図である。同図において、Ｎ０〜Ｎ４は通信ノードであり、これらの通信ノードＮ０〜Ｎ４によってメッシュネットワークが構成されている。
【００１２】
このメッシュネットワークにおいて、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能としてルート探索機能を有している。
【００１３】
以下、通信ノードＮ０を送信元ノード（ルート探索送信元ノード）、通信ノードＮ１を宛先ノード（ルート探索宛先ノード）、通信ノードＮ２〜Ｎ４を中継ノードとして、各通信ノードの機能を交えながらルート探索時の動作について説明する。
【００１４】
なお、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、ルート探索送信元ノードとしての機能、中継ノードとしての機能、ルート探索宛先ノードとしての機能を全て備えており、上述したルート探索機能とはこれらの機能を合わせた機能のことを言う。
【００１５】
また、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、上述したルート探索機能を用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って通信を行う。この場合、各通信ノード間の通信は、予め定められている通常送信時の送信電力で行われる。本実施の形態では、この各通信ノード間の通常送信時の送信電力をＰＷＮとする。
【００１６】
〔ディスカバリパケットの送信〕
送信元ノードＮ０は、ルート探索の開始が指示されると（図２：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ１０２）。
【００１７】
そして、この通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子を経路情報として付して、また通信ノードＮ１を宛先ノードとして指定して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで送信する（ステップＳ１０３）。
【００１８】
本実施の形態では、送信元ノードＮ０からディスカバリパケットＰを通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで送信するが、この場合の送信電力ＰＷＬは、通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰを送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させたものである。
【００１９】
上述したマージンについて説明する。ルート探索時にディスカバリパケットＰを受信できたノードがあったとしても、電波品質には時間変化がつきものであるため、１回だけ受信できたからといって安定的な通信ルートに採用できるかは不明である。そのため、送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰを送信する場合、通常は、受信側のノードにおいて、受信電界強度の閾値に一定のマージンを上乗せし、このマージンを上乗せした閾値と受信電界強度とを比較して、受信状態の良否の判定を行うようにする。
【００２０】
このように、通常は、受信側のノードにおいて、受信電界強度の閾値に一定のマージンを上乗せするが、本実施の形態では、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させ、この低下させた送信電力をルート探索時の送信電力ＰＷＬとし、受信側のノードでの閾値へのマージンの上乗せは行わない。
【００２１】
〔ディスカバリパケットの受信〕
この実施の形態では、通信ノードＮ２，Ｎ３が送信元ノードＮ０の通常送信時の送信電力ＰＷＮでの直接通信圏内にあり、この通信ノードＮ２，Ｎ３のうち通信ノードＮ２のみが送信元ノードＮ０の通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内にあるものとする。
【００２２】
この場合、送信元ノードＮ０からブロードキャストで送信されるディスカバリパケットＰは、通信ノードＮ２でしか受信されない。すなわち、送信元ノードＮ０から通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰが送信された場合には、通信ノードＮ２とＮ３の両方でディスカバリパケットＰが受信されるが、送信元ノードＮ０からは通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰが送信されるので、通信ノードＮ２でしかディスカバリパケットＰは受信されない。
【００２３】
通信ノード（中継ノード）Ｎ２は、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを受信すると（図３：ステップＳ２０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を送信元ノードＮ０に返送する（ステップＳ２０２）。
【００２４】
送信元ノードＮ０は、ディスカバリパケットＰの送信後、所定時間内に中継ノードＮ２からのＡＣＫを受信すると（図２：ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。
【００２５】
〔ディスカバリパケットの転送〕
中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０へのＡＣＫの返送後、送信元ノードＮ０と同様にして、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ２０３）。
【００２６】
そして、この通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ２０４）。
【００２７】
この場合、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰは、通常送信時の送信電力ＰＷＮで送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させた送信電力ＰＷＬで送信されてくるので、中継ノードＮ２でディスカバリパケットＰを受信できたこと自体が受信状態が良好であることを示している。
【００２８】
〔ディスカバリパケットの受信〕
この実施の形態では、通信ノードＮ３，Ｎ４が中継ノードＮ２の通常送信時の送信電力ＰＷＮでの直接通信圏内にあり、この通信ノードＮ３，Ｎ４のうち通信ノードＮ３のみが中継ノードＮ２の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内にあるものとする。
【００２９】
この場合、中継ノードＮ２からブロードキャストで転送されるディスカバリパケットＰは、通信ノードＮ３でしか受信されない。すなわち、中継ノードＮ２から通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰが転送された場合には、通信ノードＮ３とＮ４の両方でディスカバリパケットＰが受信されるが、中継ノードＮ２からは通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰが転送されるので、通信ノードＮ３でしかディスカバリパケットＰは受信されない。
【００３０】
通信ノード（中継ノード）Ｎ３は、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰを受信すると（図３：ステップＳ２０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を中継ノードＮ２に返送する（ステップＳ２０２）。
【００３１】
中継ノードＮ２は、ディスカバリパケットＰの転送後、所定時間内に中継ノードＮ３からのＡＣＫを受信すると（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの転送処理を終了する。
【００３２】
〔ディスカバリパケットの転送〕
中継ノードＮ３は、中継ノードＮ２へのＡＣＫの返送後、中継ノードＮ２と同様にして、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ２０３）。
【００３３】
そして、この通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ２０４）。
【００３４】
この場合、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰは、通常送信時の送信電力ＰＷＮで送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させた送信電力ＰＷＬで送信されてくるので、中継ノードＮ３でディスカバリパケットＰを受信できたこと自体が受信状態が良好であることを示している。
【００３５】
以下同様にして、他の通信ノードでも、ディスカバリパケットＰの中継が行われる。
【００３６】
〔宛先ノード〕
宛先ノードＮ１は、例えば中継ノードＮ４からのディスカバリパケットＰを受信すると（図４：ステップＳ３０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を中継ノードＮ４に返送する（ステップＳ３０２）。
【００３７】
宛先ノードＮ１は、中継ノードＮ４からのディスカバリパケットＰと同様にして、他の経路で送られてくるディスカバリパケットＰを受信する。そして、全てのディスカバリパケットＰの受信を完了すると（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、受信した各ディスカバリパケットＰに書き込まれている経路情報に基づいて、送信元ノードＮ０と宛先ノードＮ１との間の最適な中継経路を決定し（ステップＳ３０４）、その決定した最適な中継経路を送信元ノードＮ０に返送する（ステップＳ３０５）。
【００３８】
このように、本実施の形態のメッシュネットワークでは、送信元ノードＮ０が通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで送信し、中継ノードＮ２，Ｎ３，Ｎ４が通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで転送するので、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードが減り、ルート探索時の通信トラフィックが少なくなる。これにより、ルート探索時の輻輳の発生を抑制したり、ネットワークが起動完了するまでの時間を短縮することができるようになる。
【００３９】
〔送信元ノードからのディスカバリパケットの再送信〕
上述の説明では、送信元ノードＮ０の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内に通信ノードＮ２のみが位置しているものとしたが、この直接通信圏内に他の通信ノードが全くない場合もある。この場合、送信元ノードＮ０には、ディスカバリパケットＰの送信後、そのディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）が１つも返送されてこない。
【００４０】
送信元ノードＮ０は、ディスカバリパケットＰの送信後、ＡＣＫが１つも返送されてこなければ（図２：ステップＳ１０４のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ１０５、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
送信元ノードＮ０は、このディスカバリパケットＰの再送信をＡＣＫが返送されてくるまで、送信電力ＰＷＬをΔＰずつ増大させながら繰り返す。なお、この場合の送信電力ＰＷＬの上限は、通常送信時の送信電力ＰＷＮを超えないものとする。これにより、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを送信することが可能な通信ノードが全くないという状況を回避することができる。
【００４２】
〔中継ノードからのディスカバリパケットの再転送〕
上述の説明では、中継ノードＮ２の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内に通信ノードＮ３のみが位置しているものとしたが、この直接通信圏内に他の通信ノードが全くない場合もある。この場合、中継ノードＮ２には、ディスカバリパケットＰの送信後、そのディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）が１つも返送されてこない。
【００４３】
中継ノードＮ２は、ディスカバリパケットＰの送信後、ＡＣＫが１つも返送されてこなければ（図３：ステップＳ２０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ２０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ２０６）。
【００４４】
中継ノードＮ２は、このディスカバリパケットＰの再転送をＡＣＫが返送されてくるまで、送信電力ＰＷＬをΔＰずつ増大させながら繰り返す。なお、この場合の送信電力ＰＷＬの上限は、通常送信時の送信電力ＰＷＮを超えないものとする。これにより、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰを転送することが可能な通信ノードが全くないという状況を回避することができる。中継ノードＮ３，Ｎ４でも同様動作が行われる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、例えば、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰの送信に対し、複数のＡＣＫが返送されてきた場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、そのままディスカバリパケットＰの送信処理が終了される。中継ノードＮ２でも同様であり、中継ノードＮ２からディスカバリパケットＰの転送に対し、複数のＡＣＫが返送されてきた場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、そのままディスカバリパケットＰの転送処理が終了される。この場合、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードが増え、ルート探索時の通信トラフィックが多くなる。
【００４６】
そこで、実施の形態２では、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードの数をできるだけ減らし、ルート探索時の通信トラフィックをより少なくする。図５に実施の形態２における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理のフローチャートを示す。図６に実施の形態２における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理のフローチャートを示す。
【００４７】
〔送信元ノード〕
実施の形態２において、送信元ノードＮ０は、通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰを送信した後（ステップＳ４０３）、所定時間内にＡＣＫが返送されてくれば（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、その所定時間内に返送されてきたＡＣＫの数をチェックする（ステップＳ４０５）。
【００４８】
ここで、ＡＣＫの数が１つであれば（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。ＡＣＫの数が複数であれば（ステップＳ４０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ４０３）。
【００４９】
ディスカバリパケットＰの再送信によって、所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数が１つとなれば（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数がまだ複数であれば（ステップＳ４０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬをさらに所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ４０３）。
【００５０】
ディスカバリパケットＰの再送信によって、ＡＣＫが１つも返送されてこなくなった場合には（ステップＳ４０４のＮＯ）、前回のＡＣＫが複数であったことを確認のうえ（ステップＳ４０７のＹＥＳ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ４０９、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰの再送信を行い（ステップＳ４１０）、ＡＣＫを一番早く返送してきた通信ノードを指定してディスカバリパケットＰを送信する（ステップＳ４１１）。
【００５１】
〔中継ノード〕
実施の形態２において、中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０１のＹＥＳ）、送信元ノードＮ０にＡＣＫを返送する（ステップＳ５０２）。そして、所定の待ち時間Ｔ１の計時をスタートする（ステップＳ５０３）。この待ち時間Ｔ１は、送信元ノードＮ０におけるディスカバリパケットＰの送信から再送信までに要する時間をＴ０とした場合、この時間Ｔ０を上回る所定の時間とする。
【００５２】
中継ノードＮ２は、待ち時間Ｔ１の計時中に送信元ノードＮ０から前回と同じディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０５のＹＥＳ）、送信元ノードＮ０にＡＣＫを返送し（ステップＳ５０２）、待ち時間Ｔ１の計時を再スタートする（ステップＳ５０３）。
【００５３】
中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０から前回と同じディスカバリパケットＰを受信せずに、待ち時間Ｔ１がタイムアップすると（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、あるいは待ち時間Ｔ１の計時中に自己宛てのディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０６のＹＥＳ）、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ５０７）。
【００５４】
そして、この通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ５０８）。
【００５５】
中継ノードＮ２は、このディスカバリパケットＰの転送後、所定時間内にＡＣＫが返送されてくれば（ステップＳ５０９のＹＥＳ）、その所定時間内に返送されてきたＡＣＫの数をチェックする（ステップＳ５１０）。
【００５６】
ここで、ＡＣＫの数が１つであれば（ステップＳ５１０のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。ＡＣＫの数が複数であれば（ステップＳ５１０のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ５０８）。
【００５７】
ディスカバリパケットＰの再転送によって、所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数が１つとなれば（ステップＳ５１０のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの転送処理を終了する。所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数がまだ複数であれば（ステップＳ５１０のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬをさらに所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ５１１、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ５０８）。
【００５８】
ディスカバリパケットＰの再転送によって、ＡＣＫが１つも返送されてこなくなった場合には（ステップＳ５０９のＮＯ）、前回のＡＣＫが複数であったことを確認のうえ（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ５１４、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰの再転送を行い（ステップＳ５１５）、ＡＣＫを一番早く返送してきた通信ノードを指定してディスカバリパケットＰを転送する（ステップＳ５１６）。
【００５９】
〔送信元ノードの機能ブロック〕
図７に通信ノードを送信元ノードとして機能させた場合の機能ブロック図を示す。なお、図７では、中継ノードや宛先ノードと区別するために送信元ノードを符号ＮＡで示す。
【００６０】
送信元ノードＮＡは、ルート探索の開始の指示を受けて、ディスカバリパケットＰを通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで送信するディスカバリパケット送信部１と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰを受信したことを示す他の通信ノードからの応答（ＡＣＫ）を受信するＡＣＫ受信部２と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰの送信後、所定時間が経過してもＡＣＫ受信部２においてＡＣＫが１つも受信されない場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させてディスカバリパケット送信部１にディスカバリパケットＰの再送信を行わせる第１のディスカバリパケット再送信部３と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰの送信後、所定時間が経過する間にＡＣＫ受信部２においてＡＣＫが複数受信された場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させてディスカバリパケット送信部１にディスカバリパケットＰの再送信を行わせる第２のディスカバリパケット再送信部４とを備えている。
【００６１】
〔中継ノードの機能ブロック〕
図８に通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の機能ブロック図を示す。なお、図８では、送信元ノードや宛先ノードと区別するために中継ノードを符号ＮＢで示す。
【００６２】
中継ノードＮＢは、送信元ノードや他の中継ノードからのディスカバリパケットＰを受信するディスカバリパケット受信部５と、このディスカバリパケット受信部５が受信したディスカバリパケットＰを通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送するディスカバリパケット転送部６と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰを受信したことを示す他の通信ノードからの応答（ＡＣＫ）を受信するＡＣＫ受信部７と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰの転送後、所定時間が経過してもＡＣＫ受信部７においてＡＣＫが１つも受信されない場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させてディスカバリパケット転送部６にディスカバリパケットＰの再転送を行わせる第１のディスカバリパケット再転送部８と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰの転送後、所定時間が経過する間にＡＣＫ受信部７においてＡＣＫが複数受信された場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させてディスカバリパケット転送部６にディスカバリパケットＰの再転送を行わせる第２のディスカバリパケット再転送部９とを備えている。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の無線通信システムは、通信幹線を無線化したメッシュ構造の中規模、大規模の監視制御システムなど様々な分野で利用することが可能である。具体的には、ＶＡＶ（可変風量調節）による居室内空調システムへの適用などが考えられる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｎ０〜Ｎ４…通信ノード、Ｐ…ディスカバリパケット、ＮＡ…送信元ノード、ＮＢ…中継ノード、１…ディスカバリパケット送信部、２…ＡＣＫ受信部、３…第１のディスカバリパケット再送信部、４…第２のディスカバリパケット再送信部、５…ディスカバリパケット受信部、６…ディスカバリパケット転送部、７…ＡＣＫ受信部、８…第１のディスカバリパケット再転送部、９…第２のディスカバリパケット再転送部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メッシュネットワーク構造の無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信を利用して、環境計測・監視・制御などを行うシステムが増加している。この環境計測・監視・制御などを行う無線通信システムでは、対象エリアが比較的広い、又は、対象エリア内に無線通信の障害物が多々存在する場合が多い。このような場合、対象エリアをカバーするためには、受信器と送信器の設置位置や電波状況等の環境により直接通信できなくても、他のデバイスを中継して通信を行うことができる無線通信ネットワークを利用することが有利である。
【０００３】
この種の無線通信ネットワークとして、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））プロトコルを利用した無線通信ネットワークなど、メッシュネットワークが提案されている。このメッシュネットワークでは、多数の通信ノード（デバイス）をメッシュ状に配置し、通信ノード間の双方向の通信を直接通信圏内にある他の通信ノードを中継して行うもので、１つの通信経路がマルチパスフェージングの影響を受けて通信不能に陥ったとしても、他の通信経路を探索して通信を継続することができる技術である。なお、マルチパスフェージングとは、複数の通信電波反射経路の間に発生する位相差により受信電波が打ち消され、受信ができなくなる現象をいう。
【０００４】
ここで、他の通信経路（中継経路）を探索して通信を継続する技術をルート探索と呼ぶが、このルート探索では、送信元ノード（ルート探索送信元ノード）がディスカバリパケットと呼ばれる通信パケット（ルート探索用パケット）をブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードに送信し、このディスカバリパケットを受信した他の通信ノード（中継ノード）がその間の経路に関する情報（経路情報（自己の識別子や通信品質））をディスカバリパケットに書き込み、この経路情報が書き込まれたディスカバリパケットをブロードキャストで直接通信圏内の他の通信ノードに転送するという動作を順次繰り返すことによって、メッシュネットワーク中の複数の経路を経由するディスカバリパケットを宛先ノード（ルート探索宛先ノード）に最終的に到達させる。宛先ノードは、この到達したディスカバリパケットに書き込まれている経路情報に基づいて、送信元ノードと宛先ノードとの間の最適な中継経路を決定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したメッシュネットワークにおけるルート探索では、各ノードがブロードキャストでディスカバリパケットを中継して行くために、通信トラフィックが高くなり、場合によっては輻輳が発生するという問題がある。特に、ネットワーク起動時には各ノードで一斉にルート探索が行われることがあり、そのためネットワークが起動完了するまでにかなりの時間を要することもある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ルート探索時の通信トラフィックを少なくすることができる無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために本発明は、ルート探索送信元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、ルート探索送信元デバイスからルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備え、ルート探索送信元デバイスとルート探索宛先デバイスとの間のルート探索用パケットを用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って各デバイス間の通信を予め定められている通常送信時の送信電力で行う無線通信システムにおいて、ルート探索送信元デバイスに、ルート探索用パケットを通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで送信する手段を設け、中継デバイスに、ルート探索用パケットを通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで転送する手段を設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ルート探索送信元デバイスが通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でルート探索用パケットをブロードキャストで送信し、中継デバイスが通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でルート探索用パケットをブロードキャストで転送するので、ルート探索用パケットを受信する中継デバイスが減り、ルート探索時の通信トラフィックが少なくなる。これにより、ルート探索時の輻輳の発生を抑制したり、ネットワークが起動完了するまでの時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る無線通信システムの一実施の形態の概略を示す構成図である。
【図２】この無線通信システムの実施の形態１における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【図３】この無線通信システムの実施の形態１における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理を示すフローチャートである。
【図４】この無線通信システムの実施の形態１における宛先ノードでのディスカバリパケットの受信処理を示すフローチャートである。
【図５】この無線通信システムの実施の形態２における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【図６】この無線通信システムの実施の形態２における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理を示すフローチャートである。
【図７】通信ノードを送信元ノードとして機能させた場合の機能ブロック図である。
【図８】通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施の形態に基づき詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る無線通信システムの一実施の形態の概略を示す構成図である。同図において、Ｎ０〜Ｎ４は通信ノードであり、これらの通信ノードＮ０〜Ｎ４によってメッシュネットワークが構成されている。
【００１２】
このメッシュネットワークにおいて、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、本実施の形態特有の機能としてルート探索機能を有している。
【００１３】
以下、通信ノードＮ０を送信元ノード（ルート探索送信元ノード）、通信ノードＮ１を宛先ノード（ルート探索宛先ノード）、通信ノードＮ２〜Ｎ４を中継ノードとして、各通信ノードの機能を交えながらルート探索時の動作について説明する。
【００１４】
なお、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、ルート探索送信元ノードとしての機能、中継ノードとしての機能、ルート探索宛先ノードとしての機能を全て備えており、上述したルート探索機能とはこれらの機能を合わせた機能のことを言う。
【００１５】
また、通信ノードＮ０〜Ｎ４は、上述したルート探索機能を用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って通信を行う。この場合、各通信ノード間の通信は、予め定められている通常送信時の送信電力で行われる。本実施の形態では、この各通信ノード間の通常送信時の送信電力をＰＷＮとする。
【００１６】
〔ディスカバリパケットの送信〕
送信元ノードＮ０は、ルート探索の開始が指示されると（図２：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ１０２）。
【００１７】
そして、この通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子を経路情報として付して、また通信ノードＮ１を宛先ノードとして指定して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで送信する（ステップＳ１０３）。
【００１８】
本実施の形態では、送信元ノードＮ０からディスカバリパケットＰを通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで送信するが、この場合の送信電力ＰＷＬは、通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰを送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させたものである。
【００１９】
上述したマージンについて説明する。ルート探索時にディスカバリパケットＰを受信できたノードがあったとしても、電波品質には時間変化がつきものであるため、１回だけ受信できたからといって安定的な通信ルートに採用できるかは不明である。そのため、送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰを送信する場合、通常は、受信側のノードにおいて、受信電界強度の閾値に一定のマージンを上乗せし、このマージンを上乗せした閾値と受信電界強度とを比較して、受信状態の良否の判定を行うようにする。
【００２０】
このように、通常は、受信側のノードにおいて、受信電界強度の閾値に一定のマージンを上乗せするが、本実施の形態では、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させ、この低下させた送信電力をルート探索時の送信電力ＰＷＬとし、受信側のノードでの閾値へのマージンの上乗せは行わない。
【００２１】
〔ディスカバリパケットの受信〕
この実施の形態では、通信ノードＮ２，Ｎ３が送信元ノードＮ０の通常送信時の送信電力ＰＷＮでの直接通信圏内にあり、この通信ノードＮ２，Ｎ３のうち通信ノードＮ２のみが送信元ノードＮ０の通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内にあるものとする。
【００２２】
この場合、送信元ノードＮ０からブロードキャストで送信されるディスカバリパケットＰは、通信ノードＮ２でしか受信されない。すなわち、送信元ノードＮ０から通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰが送信された場合には、通信ノードＮ２とＮ３の両方でディスカバリパケットＰが受信されるが、送信元ノードＮ０からは通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰが送信されるので、通信ノードＮ２でしかディスカバリパケットＰは受信されない。
【００２３】
通信ノード（中継ノード）Ｎ２は、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを受信すると（図３：ステップＳ２０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を送信元ノードＮ０に返送する（ステップＳ２０２）。
【００２４】
送信元ノードＮ０は、ディスカバリパケットＰの送信後、所定時間内に中継ノードＮ２からのＡＣＫを受信すると（図２：ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。
【００２５】
〔ディスカバリパケットの転送〕
中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０へのＡＣＫの返送後、送信元ノードＮ０と同様にして、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ２０３）。
【００２６】
そして、この通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ２０４）。
【００２７】
この場合、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰは、通常送信時の送信電力ＰＷＮで送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させた送信電力ＰＷＬで送信されてくるので、中継ノードＮ２でディスカバリパケットＰを受信できたこと自体が受信状態が良好であることを示している。
【００２８】
〔ディスカバリパケットの受信〕
この実施の形態では、通信ノードＮ３，Ｎ４が中継ノードＮ２の通常送信時の送信電力ＰＷＮでの直接通信圏内にあり、この通信ノードＮ３，Ｎ４のうち通信ノードＮ３のみが中継ノードＮ２の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内にあるものとする。
【００２９】
この場合、中継ノードＮ２からブロードキャストで転送されるディスカバリパケットＰは、通信ノードＮ３でしか受信されない。すなわち、中継ノードＮ２から通常送信時の送信電力ＰＷＮでディスカバリパケットＰが転送された場合には、通信ノードＮ３とＮ４の両方でディスカバリパケットＰが受信されるが、中継ノードＮ２からは通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰが転送されるので、通信ノードＮ３でしかディスカバリパケットＰは受信されない。
【００３０】
通信ノード（中継ノード）Ｎ３は、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰを受信すると（図３：ステップＳ２０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を中継ノードＮ２に返送する（ステップＳ２０２）。
【００３１】
中継ノードＮ２は、ディスカバリパケットＰの転送後、所定時間内に中継ノードＮ３からのＡＣＫを受信すると（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの転送処理を終了する。
【００３２】
〔ディスカバリパケットの転送〕
中継ノードＮ３は、中継ノードＮ２へのＡＣＫの返送後、中継ノードＮ２と同様にして、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ２０３）。
【００３３】
そして、この通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ２０４）。
【００３４】
この場合、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰは、通常送信時の送信電力ＰＷＮで送信したと仮定した場合の受信側のノードにおける通信品質の判断に際するマージンを見込み、そのマージンの分だけ通常送信時の送信電力ＰＷＮを低下させた送信電力ＰＷＬで送信されてくるので、中継ノードＮ３でディスカバリパケットＰを受信できたこと自体が受信状態が良好であることを示している。
【００３５】
以下同様にして、他の通信ノードでも、ディスカバリパケットＰの中継が行われる。
【００３６】
〔宛先ノード〕
宛先ノードＮ１は、例えば中継ノードＮ４からのディスカバリパケットＰを受信すると（図４：ステップＳ３０１のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）を中継ノードＮ４に返送する（ステップＳ３０２）。
【００３７】
宛先ノードＮ１は、中継ノードＮ４からのディスカバリパケットＰと同様にして、他の経路で送られてくるディスカバリパケットＰを受信する。そして、全てのディスカバリパケットＰの受信を完了すると（ステップＳ３０３のＹＥＳ）、受信した各ディスカバリパケットＰに書き込まれている経路情報に基づいて、送信元ノードＮ０と宛先ノードＮ１との間の最適な中継経路を決定し（ステップＳ３０４）、その決定した最適な中継経路を送信元ノードＮ０に返送する（ステップＳ３０５）。
【００３８】
このように、本実施の形態のメッシュネットワークでは、送信元ノードＮ０が通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで送信し、中継ノードＮ２，Ｎ３，Ｎ４が通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰをブロードキャストで転送するので、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードが減り、ルート探索時の通信トラフィックが少なくなる。これにより、ルート探索時の輻輳の発生を抑制したり、ネットワークが起動完了するまでの時間を短縮することができるようになる。
【００３９】
〔送信元ノードからのディスカバリパケットの再送信〕
上述の説明では、送信元ノードＮ０の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内に通信ノードＮ２のみが位置しているものとしたが、この直接通信圏内に他の通信ノードが全くない場合もある。この場合、送信元ノードＮ０には、ディスカバリパケットＰの送信後、そのディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）が１つも返送されてこない。
【００４０】
送信元ノードＮ０は、ディスカバリパケットＰの送信後、ＡＣＫが１つも返送されてこなければ（図２：ステップＳ１０４のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ１０５、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
送信元ノードＮ０は、このディスカバリパケットＰの再送信をＡＣＫが返送されてくるまで、送信電力ＰＷＬをΔＰずつ増大させながら繰り返す。なお、この場合の送信電力ＰＷＬの上限は、通常送信時の送信電力ＰＷＮを超えないものとする。これにより、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを送信することが可能な通信ノードが全くないという状況を回避することができる。
【００４２】
〔中継ノードからのディスカバリパケットの再転送〕
上述の説明では、中継ノードＮ２の通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでの直接通信圏内に通信ノードＮ３のみが位置しているものとしたが、この直接通信圏内に他の通信ノードが全くない場合もある。この場合、中継ノードＮ２には、ディスカバリパケットＰの送信後、そのディスカバリパケットＰを受信したことを示す応答（ＡＣＫ）が１つも返送されてこない。
【００４３】
中継ノードＮ２は、ディスカバリパケットＰの送信後、ＡＣＫが１つも返送されてこなければ（図３：ステップＳ２０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ２０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ２０６）。
【００４４】
中継ノードＮ２は、このディスカバリパケットＰの再転送をＡＣＫが返送されてくるまで、送信電力ＰＷＬをΔＰずつ増大させながら繰り返す。なお、この場合の送信電力ＰＷＬの上限は、通常送信時の送信電力ＰＷＮを超えないものとする。これにより、中継ノードＮ２からのディスカバリパケットＰを転送することが可能な通信ノードが全くないという状況を回避することができる。中継ノードＮ３，Ｎ４でも同様動作が行われる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、例えば、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰの送信に対し、複数のＡＣＫが返送されてきた場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、そのままディスカバリパケットＰの送信処理が終了される。中継ノードＮ２でも同様であり、中継ノードＮ２からディスカバリパケットＰの転送に対し、複数のＡＣＫが返送されてきた場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、そのままディスカバリパケットＰの転送処理が終了される。この場合、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードが増え、ルート探索時の通信トラフィックが多くなる。
【００４６】
そこで、実施の形態２では、ディスカバリパケットＰを受信する中継ノードの数をできるだけ減らし、ルート探索時の通信トラフィックをより少なくする。図５に実施の形態２における送信元ノードでのディスカバリパケットの送信処理のフローチャートを示す。図６に実施の形態２における中継ノードでのディスカバリパケットの転送処理のフローチャートを示す。
【００４７】
〔送信元ノード〕
実施の形態２において、送信元ノードＮ０は、通常通信時よりも低い送信電力ＰＷＬでディスカバリパケットＰを送信した後（ステップＳ４０３）、所定時間内にＡＣＫが返送されてくれば（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、その所定時間内に返送されてきたＡＣＫの数をチェックする（ステップＳ４０５）。
【００４８】
ここで、ＡＣＫの数が１つであれば（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。ＡＣＫの数が複数であれば（ステップＳ４０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ４０３）。
【００４９】
ディスカバリパケットＰの再送信によって、所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数が１つとなれば（ステップＳ４０５のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数がまだ複数であれば（ステップＳ４０５のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬをさらに所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再送信する（ステップＳ４０３）。
【００５０】
ディスカバリパケットＰの再送信によって、ＡＣＫが１つも返送されてこなくなった場合には（ステップＳ４０４のＮＯ）、前回のＡＣＫが複数であったことを確認のうえ（ステップＳ４０７のＹＥＳ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ４０９、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰの再送信を行い（ステップＳ４１０）、ＡＣＫを一番早く返送してきた通信ノードを指定してディスカバリパケットＰを送信する（ステップＳ４１１）。
【００５１】
〔中継ノード〕
実施の形態２において、中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０からのディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０１のＹＥＳ）、送信元ノードＮ０にＡＣＫを返送する（ステップＳ５０２）。そして、所定の待ち時間Ｔ１の計時をスタートする（ステップＳ５０３）。この待ち時間Ｔ１は、送信元ノードＮ０におけるディスカバリパケットＰの送信から再送信までに要する時間をＴ０とした場合、この時間Ｔ０を上回る所定の時間とする。
【００５２】
中継ノードＮ２は、待ち時間Ｔ１の計時中に送信元ノードＮ０から前回と同じディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０５のＹＥＳ）、送信元ノードＮ０にＡＣＫを返送し（ステップＳ５０２）、待ち時間Ｔ１の計時を再スタートする（ステップＳ５０３）。
【００５３】
中継ノードＮ２は、送信元ノードＮ０から前回と同じディスカバリパケットＰを受信せずに、待ち時間Ｔ１がタイムアップすると（ステップＳ５０４のＹＥＳ）、あるいは待ち時間Ｔ１の計時中に自己宛てのディスカバリパケットＰを受信すると（ステップＳ５０６のＹＥＳ）、送信電力を通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬとする（ステップＳ５０７）。
【００５４】
そして、この通常送信時よりも低い送信電力ＰＷＬで、自己の識別子と通信品質（ディスカバリパケットＰの受信状態）を経路情報として付して、ディスカバリパケットＰを直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送する（ステップＳ５０８）。
【００５５】
中継ノードＮ２は、このディスカバリパケットＰの転送後、所定時間内にＡＣＫが返送されてくれば（ステップＳ５０９のＹＥＳ）、その所定時間内に返送されてきたＡＣＫの数をチェックする（ステップＳ５１０）。
【００５６】
ここで、ＡＣＫの数が１つであれば（ステップＳ５１０のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの送信処理を終了する。ＡＣＫの数が複数であれば（ステップＳ５１０のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ４０６、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ５０８）。
【００５７】
ディスカバリパケットＰの再転送によって、所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数が１つとなれば（ステップＳ５１０のＹＥＳ）、ディスカバリパケットＰの転送処理を終了する。所定時間内に返送されてくるＡＣＫの数がまだ複数であれば（ステップＳ５１０のＮＯ）、その時の送信電力ＰＷＬをさらに所定量ΔＰ減少させて（ステップＳ５１１、ＰＷＬ＝ＰＷＬ−ΔＰ）、ディスカバリパケットＰを再転送する（ステップＳ５０８）。
【００５８】
ディスカバリパケットＰの再転送によって、ＡＣＫが１つも返送されてこなくなった場合には（ステップＳ５０９のＮＯ）、前回のＡＣＫが複数であったことを確認のうえ（ステップＳ５１２のＹＥＳ）、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させて（ステップＳ５１４、ＰＷＬ＝ＰＷＬ＋ΔＰ）、ディスカバリパケットＰの再転送を行い（ステップＳ５１５）、ＡＣＫを一番早く返送してきた通信ノードを指定してディスカバリパケットＰを転送する（ステップＳ５１６）。
【００５９】
〔送信元ノードの機能ブロック〕
図７に通信ノードを送信元ノードとして機能させた場合の機能ブロック図を示す。なお、図７では、中継ノードや宛先ノードと区別するために送信元ノードを符号ＮＡで示す。
【００６０】
送信元ノードＮＡは、ルート探索の開始の指示を受けて、ディスカバリパケットＰを通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで送信するディスカバリパケット送信部１と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰを受信したことを示す他の通信ノードからの応答（ＡＣＫ）を受信するＡＣＫ受信部２と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰの送信後、所定時間が経過してもＡＣＫ受信部２においてＡＣＫが１つも受信されない場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させてディスカバリパケット送信部１にディスカバリパケットＰの再送信を行わせる第１のディスカバリパケット再送信部３と、ディスカバリパケット送信部１からのディスカバリパケットＰの送信後、所定時間が経過する間にＡＣＫ受信部２においてＡＣＫが複数受信された場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させてディスカバリパケット送信部１にディスカバリパケットＰの再送信を行わせる第２のディスカバリパケット再送信部４とを備えている。
【００６１】
〔中継ノードの機能ブロック〕
図８に通信ノードを中継ノードとして機能させた場合の機能ブロック図を示す。なお、図８では、送信元ノードや宛先ノードと区別するために中継ノードを符号ＮＢで示す。
【００６２】
中継ノードＮＢは、送信元ノードや他の中継ノードからのディスカバリパケットＰを受信するディスカバリパケット受信部５と、このディスカバリパケット受信部５が受信したディスカバリパケットＰを通常送信時の送信電力ＰＷＮよりも低い送信電力ＰＷＬで直接通信圏内の他の通信ノードにブロードキャストで転送するディスカバリパケット転送部６と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰを受信したことを示す他の通信ノードからの応答（ＡＣＫ）を受信するＡＣＫ受信部７と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰの転送後、所定時間が経過してもＡＣＫ受信部７においてＡＣＫが１つも受信されない場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ増大させてディスカバリパケット転送部６にディスカバリパケットＰの再転送を行わせる第１のディスカバリパケット再転送部８と、ディスカバリパケット転送部６からのディスカバリパケットＰの転送後、所定時間が経過する間にＡＣＫ受信部７においてＡＣＫが複数受信された場合、その時の送信電力ＰＷＬを所定量ΔＰ減少させてディスカバリパケット転送部６にディスカバリパケットＰの再転送を行わせる第２のディスカバリパケット再転送部９とを備えている。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の無線通信システムは、通信幹線を無線化したメッシュ構造の中規模、大規模の監視制御システムなど様々な分野で利用することが可能である。具体的には、ＶＡＶ（可変風量調節）による居室内空調システムへの適用などが考えられる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｎ０〜Ｎ４…通信ノード、Ｐ…ディスカバリパケット、ＮＡ…送信元ノード、ＮＢ…中継ノード、１…ディスカバリパケット送信部、２…ＡＣＫ受信部、３…第１のディスカバリパケット再送信部、４…第２のディスカバリパケット再送信部、５…ディスカバリパケット受信部、６…ディスカバリパケット転送部、７…ＡＣＫ受信部、８…第１のディスカバリパケット再転送部、９…第２のディスカバリパケット再転送部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルート探索送信元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、前記ルート探索送信元デバイスから前記ルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備え、前記ルート探索送信元デバイスと前記ルート探索宛先デバイスとの間の前記ルート探索用パケットを用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って前記各デバイス間の通信を予め定められている通常送信時の送信電力で行う無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットを前記通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットを前記通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットの送信後、所定時間が経過してもそのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が１つも返送されてこない場合、前記送信電力を増大させて前記ルート探索用パケットを再送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットの転送後、所定時間が経過してもそのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が１つも返送されてこない場合、前記送信電力を増大させて前記ルート探索用パケットを再転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットの送信後、そのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が複数返送されてきた場合、前記送信電力を減少させて前記ルート探索用パケットを再送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットの転送後、そのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が複数返送されてきた場合、前記送信電力を減少させて前記ルート探索用パケットを再転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
ルート探索送信元デバイスと、ルート探索宛先デバイスと、前記ルート探索送信元デバイスから前記ルート探索宛先デバイスに宛ててブロードキャストで送信されるルート探索用パケットを中継する複数の中継デバイスとを備え、前記ルート探索送信元デバイスと前記ルート探索宛先デバイスとの間の前記ルート探索用パケットを用いての通信ルートの確定後、その確定された通信ルートに従って前記各デバイス間の通信を予め定められている通常送信時の送信電力で行う無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットを前記通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットを前記通常送信時の送信電力よりも低い送信電力でブロードキャストで転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットの送信後、所定時間が経過してもそのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が１つも返送されてこない場合、前記送信電力を増大させて前記ルート探索用パケットを再送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットの転送後、所定時間が経過してもそのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が１つも返送されてこない場合、前記送信電力を増大させて前記ルート探索用パケットを再転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
前記ルート探索送信元デバイスは、
前記ルート探索用パケットの送信後、そのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が複数返送されてきた場合、前記送信電力を減少させて前記ルート探索用パケットを再送信する手段を備え、
前記中継デバイスは、
前記ルート探索用パケットの転送後、そのルート探索用パケットを受信したことを示す応答が複数返送されてきた場合、前記送信電力を減少させて前記ルート探索用パケットを再転送する手段を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２６６５１（Ｐ２０１３−２６６５１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６３６３（Ｐ２０１１−１５６３６３）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００６６６６）アズビル株式会社 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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