JP2019193064A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムにおいて、呼び掛け要求のブロードキャストを行った子機が安定した通信ルートとなる端末を効率的に確保する。【解決手段】新規に設置される子機Ｘは周囲の端末に対して、ルート検索電文（呼び掛け要求）を複数回（例．３回）ブロードキャストする。複数回の全てのブロードキャストに対して、良好な通信が可能な受信電界強度値を含むルート応答電文（呼び掛け応答）を送信してきた端末の中から、受信電界強度値の合算値又は平均値が大きい順に通信ルートとなる端末を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は無線通信システムに関する。

親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムと、センタ装置とを有し、子機で取得された監視情報（ガスメータや水道メータの検針値、ガス漏れ警報や電池残量低下警報等）を親機経由でセンタ装置に通報する遠隔監視システムがある（特許文献１）。

この遠隔監視システムにおいて、センタ装置−親機間は無線や有線の商用通信回線を介して通信を行い、「親機，１段目子機，２段目子機，・・・，Ｎ段目子機」により構成される無線通信システム内の無線通信は特定小電力無線などを用いて行う。

子機と親機との間には複数の通信ルートが登録されている。各子機にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れ検知器等のセンサが接続されており、それらのセンサで生成された監視情報を取得し、通信ルート上の上位の子機経由で、すなわち上位の子機を中継子機として親機に通報するマルチホップ通信を行う。

子機の通信ルートの登録は例えば以下のように実施される。子機が新規に設置されると、子機は、まず自端末の端末ＩＤ（端末識別情報）を付加したルート検索電文（以下、呼び掛け要求とも言う）をブロードキャストし、所定時間内に周囲の端末（親機、子機）から応答であるルート応答電文（以下、呼び掛け応答とも言う）があるか否かチェックする。なお、以下、呼び掛け要求と呼び掛け応答のやりとりを呼び掛け通信と言う。

所定時間内に応答があった場合、ルート応答電文に含まれている端末ＩＤ、電界強度（ルート検索電文の受信電界強度）、段数から通信条件の良い端末を選択し、最終的に１つ以上の通信ルート情報、つまり通信ルートとなる直上の端末（以下、「通報先端末」、「通信相手端末」とも言う）の端末ＩＤ及び段数を通信ルート毎に自端末の記憶部に格納する。

また、この時に取得した電界強度や段数から、通信条件の良い順、例えば段数が少なく、かつ電界強度の強い順に、第１通信ルート、第２通信ルートなどのルート番号（優先順位）を付ける。そして、これらの通信ルートの登録要求の電文（この電文には、自端末の端末ＩＤ、直上の端末の端末ＩＤ、段数、及び電界強度が含まれている）を第１通信ルート上の直上の端末経由でセンタ装置に送信する。センタ装置は、登録要求の電文を受信し、通信ルートを登録する。

特開２０１０−８７７６１号公報

しかしながら、従来の無線通信システムにおける子機の通信ルート登録手順では、周囲の端末への呼び掛け要求のブロードキャストを瞬時に行い、それに対する呼び掛け応答に基づいて通信ルートを決定しているため、その時たまたま呼び掛け要求を受信できなかった端末や、呼び掛け要求は受信できたものの、呼び掛け応答が子機に届かなかった端末は通信ルートとして登録されない。

また、安定した通信ルートの確保のため、瞬時ではなく呼び掛け要求のブロードキャストを複数回行い、呼び掛け応答に含まれている受信電界強度の平均値を用いることで、安定した通信ルートとなる端末を選択する方法も知られているが、単純に平均値を用いるだけでは、安定した通信ルートとなる端末を効率的に確保できないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムにおいて、呼び掛け要求のブロードキャストを行った子機が安定した通信ルートとなる端末を効率的に確保できるようにすることである。

本発明は、それぞれが端末である親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムであって、各端末は、呼び掛け要求を受信したとき、自端末の識別情報及び段数並びに前記呼び掛け要求の受信電界強度を含む呼び掛け応答を送信する呼び掛け応答送信手段を有し、各子機は、周囲の端末に対して、呼び掛け要求をブロードキャストする呼び掛け要求送信手段と、前記呼び掛け要求に対する周囲の端末からの呼び掛け応答を受信する呼び掛け応答受信手段と、前記呼び掛け応答受信手段により受信された呼び掛け応答に含まれている受信電界強度及び／又は当該呼び掛け応答の受信電界強度からなる電界強度に基づいて、所定数の端末を通報先端末として選択する通報先端末選択手段と、を有し、前記呼び掛け要求送信手段は、前記呼び掛け要求のブロードキャストを所定の複数回実施する機能を有し、前記通報先端末選択手段は、前記複数回の全ての呼び掛け要求に対する呼び掛け応答の電界強度が良好な端末を選択する優先選択処理を行う、無線通信システムである。

本発明によれば、親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムにおいて、呼び掛け要求のブロードキャストを行った子機が安定した通信ルートとなる端末を効率的に確保することができる。

本発明の実施形態に係る遠隔監視システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る遠隔監視システムにおける子機の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る遠隔監視システムにおける端末設置時の１回目の呼び掛け通信の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る遠隔監視システムにおける端末設置時の２回目の呼び掛け通信の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態に係る遠隔監視システムにおける端末設置時の３回目の呼び掛け通信の一例を示すシーケンス図である。 １回目から３回目の呼び掛け通信で新規設置端末が収集した応答端末情報を示す図である。 電界強度と通信品質との対応関係の一例を示す図である。 優先選択処理、第１の選択処理、及び第２の選択処理の各々の一例を示す図である。 第３の選択処理の一例を示す図である。 第４の選択処理の一例を示す図である。 １回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報から通報先端末を決定した一例を示す図である。 ２回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報から通報先端末を決定した一例を示す図である。 ２回目以降の呼び掛け通信で新たな端末を見つけることができず、かつ、安定した通信が可能な電界強度の端末が所定数見つかった時点で通報先端末を決定した例を示す図である。 安定した通信ルートを確保するための処理を示すフローチャートである。 図１４における第１の安定したルート選択処理の内容を示すフローチャートである。 図１５における第２の安定したルート選択処理の内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〈遠隔監視システムの概略構成〉
図１は、本発明の実施形態に係る遠隔監視システムの概略構成を示す図である。

この遠隔監視システムは、例えば、ガスメータや水道メータの自動検針に用いられるものであって、センタ装置１と、親機２及び多段構成の複数の子機（１段目子機Ａ〜Ｇ、２段目子機Ｈ〜Ｎ、３段目子機Ｏ〜Ｑ）からなる本発明の実施形態に係る無線通信システムとを有する。なお、子機Ｘは新規に設置される端末である。

親機２とセンタ装置１との間の通信は携帯電話回線などの商用通信回線を介して行う。また、親機２、１段目の子機Ａ〜Ｇ、２段目の子機Ｈ〜Ｎ、３段目子機Ｏ〜Ｑにより構成される無線通信システム内の通信は特定小電力無線などを用いて行う。

各子機にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れ検知器などのセンサが接続されており、それらのセンサで生成された監視情報を取得し、上位の子機経由で、即ち上位の子機を中継子機として親機２に通知する。なお、以下の説明では、各子機を区別しないときは子機３とする。また、親機と子機を区別しないときは端末とする。

〈子機の概略構成〉
図２は、図１に示されている遠隔監視システムにおける子機の概略構成を示すブロック図である。

図示のように、子機３は、制御部３１と、それぞれが制御部３１に接続された記憶部３２、無線送受信部３３、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部３４、表示部３５、及び操作入力部３６を備えている。無線送受信部３３にはアンテナ３７が接続されている。

制御部３１は、例えばマイクロプロセッサ及びその周辺回路などで構成され、子機３全体の制御や演算処理等を行う。また、制御部３１は、記憶部３２内に記憶されているプログラム及びデータを処理することにより実現される手段として、通報先端末選択手段３１１を備えている。さらに、制御部３１は、記憶部３２に記憶されているプログラム及びデータを処理し、無線送受信部３３を制御することにより、本発明に係る呼び掛け要求送信手段、呼び掛け応答送信手段、呼び掛け応答受信手段などを実現する。

記憶部３２は、ＲＯＭなど不揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの書換え可能な不揮発性メモリ、ＲＡＭなどの揮発性メモリからなる。そして、ＲＯＭには子機３を動作させるために必要な制御プログラムが記憶されている。また、ＲＡＭには制御部３１が実行中の各プログラムや、それらの実行に必要な情報（端末ＩＤ、無線チャネル、電界強度、自端末の段数）が格納される。また、書換え可能な不揮発性メモリには、各種設定データなどが記憶される。

無線送受信部３３は、特定小電力無線などにより、他の子機３や親機２との間で無線通信を行う。外部Ｉ／Ｆ部３４にはガスメータ、水道メータ等の外部機器が接続される。表示部３５は、ＬＥＤなどで構成されており、子機３の動作状態などを表示するユーザＩ／Ｆである。操作入力部３６は、ボタンやスイッチ等からなり、子機３に対する所定の設定を入力するためのユーザＩ／Ｆである。

〈親機の概略構成〉
親機２については、商用通信回線を介してセンタ装置１と通信を行う網制御部を備えていること、及び外部機器を接続するための外部Ｉ／Ｆ部を備えていない（備えている構成例もある）こと以外は、子機３と同様に構成されているので、詳細な説明は省略する。

〈新規設置端末の通信ルート選択手順〉
次に、本発明の実施形態に係る遠隔監視システムにおける新規設置端末の通信先端末選択手順を説明する。

《通報先端末選択手順の概要》
まず通報先端末選択手順の概要を説明する。通報先端末選択手順の概要は下記（１）〜（７）である。
（１）呼び掛け要求をｎ回（ｎは２以上の整数）実施する。
（２）ｎ回の全ての呼び掛け要求に対して、呼び掛け応答を送信し、かつｎ回の全ての呼び掛け応答に含まれている呼び掛け要求の受信電界強度が良好な通信が可能な第１の閾値（例．７）以上の端末を通報先端末として選択する優先選択処理を行う。
（３）優先選択処理により選択された端末が複数ある場合、ｎ回の呼び掛け応答に含まれている受信電界強度の合算値又は平均値に基づいて、複数の端末の優先順位を決定する第１の選択処理を行う。
（４）第１の選択処理で合算値又は平均値が同じ端末が複数ある場合、ｎ回の呼び掛け応答に含まれている受信電界強度の差に基づいて、複数の端末の優先順位を決定する第２の選択処理を行う。
（５）第２の選択処理で電界強度の差の同じ端末が複数ある場合、ｎ回の呼び掛け応答のそれぞれに含まれている受信電界強度と、それぞれの呼び掛け応答の設置端末における受信電界強度との差に基づいて、複数の端末の優先順位を決定する第３の選択処理を行う。
（６）優先選択処理から第３の選択処理まで実行しても所定数の端末を選択できなかった場合、優先選択処理で選択されなかった端末を通報先端末として選択する第４の選択処理を行う。
（７）以下、必要に応じて、順次に第１乃至第３の選択処理と同様の選択処理を行う。

《呼び掛け通信の例》
図３、図４、図５は、それぞれ新規設置端末の１回目、２回目、３回目の呼び掛け通信の例を示すシーケンス図である。

ここでは、新規設置端末を端末（子機）Ｘとし、端末Ｘから周囲の複数の端末である端末（子機）に呼び出し要求がブロードキャストされるものとした。また、図３乃至図５において、網掛が付されている期間が呼び掛け要求のブロードキャスト期間、すなわち、端末Ｘが端末ＩＤを含む呼び掛け要求（ルート検索電文）を周囲の端末にブロードキャストしている期間であり、その後の期間が周囲の端末が自端末の端末ＩＤ及び呼び掛け要求の受信電界強度を含む呼び掛け応答（ルート応答電文）を送信している期間である。なお、ここでは呼び掛け応答する端末を子機のみとしたが、親機が呼び掛け応答する端末となる場合も同様のシーケンスとなる。

また、図６は、新規に設置される端末が１回目から３回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報を示す図である。ここで、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、それぞれ１回目、２回目、３回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報である。

また、図３乃至図５における呼び掛け応答の電界強度、並びに図６における電界強度の上、下は、それぞれ周囲の端末における呼び掛け要求の受信電界強度（以下、「上り電界強度」とも言う）、新規に設置される端末における呼び掛け応答の受信電界強度（以下、「下り電界強度」とも言う）である。

図３及び図６Ａに示されているように、１回目の呼び掛け要求に対しては、端末Ｃ、Ｄ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ａから呼び掛け応答がある。そして、それぞれの呼び掛け応答に含まれている上り電界強度は８、９、６、５、４、３である。また、端末Ｘにおけるそれぞれの下り電界強度は９、９、６、６、４、２である。

また、図４及び図６Ｂに示されているように、２回目の呼び掛け要求に対しては、端末Ｂ、Ｄ、Ｃ、Ｆ、Ｇ、Ｅ、Ｈから呼び掛け応答がある。そして、それぞれの呼び掛け応答に含まれている上り電界強度は５、９、９、５、４、５、２である。また、端末Ｘにおけるそれぞれの下り電界強度は５、８、９、４、４、５、２である。ここで、端末Ｇ、Ｈは、１回目の呼び掛け要求を受信できなかったか、又は受信できたが、呼び掛け応答が届かなかった端末である。また、端末Ａは２回目の呼び掛け要求が受信できなかった。

また、図５及び図６Ｃに示されているように、３回目の呼び掛け要求に対しては、端末Ａ、Ｈ、Ｇ、Ｅ、Ｂ、Ｄから呼び掛け応答がある。そして、それぞれの呼び掛け応答に含まれている上り電界強度は３、１、５、６、５、８である。また、端末Ｘにおけるそれぞれの下り電界強度は２、１、４、５、６、９である。端末Ｃ、Ｆから同時に応答があったため、それらの端末の情報の取得は失敗である。

《通報先端末の選択》
次に上記３回の呼び掛け通信で取得した応答端末情報から、通報先端末、すなわち通信相手となる直上の端末を選択する手順について説明する。

図７は、電界強度と通信品質（通信条件）との対応関係の一例を示す図である。この対応関係はテーブルとして子機３の記憶部３２に記憶されている。図示のように、電界強度（上り、下り）は１乃至９の９段階からなり、７乃至９（以下、７以上とも言う）が強（良好）、４乃至６（以下、４以上６以下とも言う）が中（安定）、１乃至３（以下、１以上３以下とも言う）が弱（不安定）である。なお、この図以後の各図における「電界強度」は「上り」、「下り」の記載がない限り、低い方の値である。ただし、低い方の値に代えて、高い方の値又は上りと下りの平均値を採用してもよい。また、「上り電界強度」がない場合、すなわち、例えば呼び掛け応答に呼び掛け要求の受信電界強度を付与しない場合、「下り電界強度」を基準とする。

図８は、優先選択処理、第１の選択処理、及び第２の選択処理の各々の一例を示す図である。ここで、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、それぞれ１回目、２回目、３回目の応答端末情報の収集結果における電界強度を示している。また、図８Ｃが優先選択処理、図８Ｄが第１の選択処理、図８Ｅが第２の選択処理を示している。

図８Ａ乃至Ｃに示されているように、端末Ａ、Ｂ、Ｃは、３回の呼び掛け通信の全てにおいて、電界強度が７以上であるため、優先的に選択する（優先選択処理、図８Ｃ）。

優先選択処理で３つの端末が選択されているので、次にそれらの端末の３回の電界強度の合算値に基づいて、それらの端末の優先順位（第１乃至第３通報先）を決定する（第１の選択処理、図８Ｄ）。ここでは、端末Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの３回の電界強度の合算値は、２４、２１、２１である。よって、端末Ａを第１通報先に決定する。しかし、端末Ｂ、Ｃは合算値が同じであるため、どちらを第２通報先、第３通報先にするのか決定することができない。

そこで、３回の呼び掛け通信の電界強度の差をとり、差の合計に基づき、差の小さい方の優先順位を上位にする（第２の選択処理、図８Ｅ）。ここでは、端末Ｂの電界強度の差の合計が４、端末Ｃの電界強度の差の合計が０であるから、端末Ｃを第２通報先、端末Ｂを第３通報先に決定する。

上記の例では、複数の端末の電界強度の差の合計が異なる値であったため、第２の選択処理により、複数の端末の優先順位を決定することができた。ここで、複数の端末の電界強度の差の合計が同じ値になり、第２の選択処理では優先順位が決定できない場合について説明する。

この場合、第３の選択処理により優先順位を決定する。図９は、第３の選択処理の一例を示す図である。ここで、図９Ａは端末Ｋの電界強度、図９Ｂは端末Ｌの電界強度を示す。

図９Ａ、図９Ｂに示されているように、端末Ｋと端末Ｌは、３回の呼び掛け通信時の電界強度が７以上であることから、優先選択処理で優先選択され、電界強度の合算値が２２で同じであることから、第１の選択処理で優先順位を決められず、電界強度差の合計が２で同じであることから、第２の選択処理でも優先順位を決められない。

そこで、各回の上りの電界強度と下りの電界強度の差の合計に基づいて、合計が小さい方の優先順位を上位とする第３の選択処理により優先順位を決定する。図９Ａより、端末Ｋの上りと下りの電界強度の差の合計は５、図９Ｂより、端末Ｌの上りと下りの電界強度の差の合計は１であるから、端末Ｌの優先順位を端末Ｋの優先順位よりも高くする。

以上、優先選択処理から第３の選択処理により、３つの通報先端末を決定することができた。通報先端末の必要数が３つより多い、例えば５つの場合、優先選択処理で選択されなかった端末の中から通報先端末を決定する。

すなわち、まず第４の選択処理により、優先選択処理では選択されなかった端末を選択する。図１０は、第４の選択処理の一例を示す図である。ここで、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示されている応答端末と電界高度との対応関係は、それぞれ図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示されている応答端末と電界高度との対応関係と同じである。ただし、図１０Ｃでは図８Ｃに示されている優先選択処理で選択されなかった端末Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊを優先選択する（第４の選択処理）。

次に優先選択された端末Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊについて、第１の選択処理と同様の選択処理、すなわち３回の電界強度の合算値に基づいて、それらの端末の優先順位（第４及び第５通報先）を決定する。ここでは、図１０Ｄに示されているように、端末Ｉの電界強度の合算値が１７で最大であり、端末Ｄの電界強度の合算値が１２で２番目に大きいから、端末Ｉを第４通報先に決定し、端末Ｄを第５通報先に決定する。

以上の選択処理により、第１乃至第５通報先となる端末を決定することができた。なお、図１０Ｄにおいて３回の電界強度の合算値が同じ端末が複数ある場合は、第２の選択処理と同様に、電界強度の差の合計に基づいて優先順位を決定する。また、電界強度の差が同じ端末が複数ある場合は、第３の選択処理と同様に、上りと下りの電界強度の差の合計に基づいて、優先順位を決定する。

《通報先端末選択手順の変形例》
上述した手順では、効率的に安定した通信ルートを確保するため、複数回の呼び掛けを行うが、端末の設置に要する時間や、周囲の端末を含めた電池消費も考慮する必要があるため、すなわち、より少ない回数で、効率よく良好な通報先を確定させる必要があるため、下記（i）、（ii）の条件を付加する。

（i）電界強度が良好（例：７以上。以下、同じ。）な端末が、通報先分（例：５台。以下、同じ。）見つかった時点で通報先を決定する。
（ii）２回目以降の呼び掛け通信において、新たな端末を見つけることができず、かつ、安定した通信が可能な電界強度（例：電界強度４以上、電界強度合算値８以上。以下、同じ。）の端末が、通報先分見つかった時点で、通報先を決定する。

以下、上記（i）、（ii）について、この順番に詳しく説明する。
［上記（i）について］
図１１は、１回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報から通報先端末を決定した一例を示す図である。ここで、図１１Ａは、１回目の呼び掛け通信で収集した応答端末の電界強度を示しており、図１１Ｂは、通報先とその端末を示している。

図１１Ａに示されているように、１回目の呼び掛け通信により電界強度が良好な端末が５台（端末Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）見つかったので、図１１Ｂに示されているように、それらの端末を電界強度に基づいて、第１乃至第５通報先に決定している。

また、図１２は、２回目の呼び掛け通信で収集した応答端末情報から通報先端末を決定した一例を示す図である。ここで、図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ１回目、２回目の呼び掛け通信で収集した応答端末の電界強度を示しており、図１２Ｃは、通報先とその端末を示している。

図１２Ｂに示されているように、２回目の呼び掛け通信で電界強度が良好な端末が５台（端末Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｉ）見つかったので、図１２Ｃに示されているように、それらの端末を電界強度に基づいて、第１乃至第５通報先を決定している。この場合、１回目の呼び掛け通信では、たまたま呼び掛け要求を受信できなかったり、呼び掛け応答が子機に届かなかったりしたタイミングと判断している。

［上記（ii）について］
図１３は、２回目以降の呼び掛け通信で新たな端末を見つけることができず、かつ、安定した通信が可能な電界強度の端末が所定数見つかった時点で通報先端末を決定した例を示す図である。ここで、図１３Ａ、図１３Ｂは、それぞれ１回目、２回目の呼び掛け通信により取得した応答端末の電界強度の収集結果を示しており、図１３Ｃは、電界強度の合算値を示している。また、図１３Ｄは、通報先とその端末を示している。

図１３Ａ、図１３Ｂに示されているように、２回目の呼び掛け通信で新たな端末を見つけることができなかった。また、図１３Ｃに示されているように、２回の呼び掛け通信により安定した通信が可能な電界強度の端末が通報先分見つかった。そこで、図１３Ｄに示されているように、２回の呼び掛け通信の結果のみで第１乃至第５通報先の端末を決定している。

《通報先端末選択手順のフローチャート》
図１４は、安定した通信ルートを確保するための処理を示すフローチャートである。また、図１５は、図１４における「第１の安定したルート選択処理」の内容を示すフローチャートであり、図１６は、図１５における「第２の安定したルート選択処理」の内容を示すフローチャートである。以下、これらの図を参照して、以上説明した通報先端末選択手順を端末（子機）Ｘが実行する際に端末Ｘの主として制御部３１が実行する動作について説明する。

端末Ｘでは、周囲の端末（親機２、子機３）に１回目の呼び掛け要求を送信し、一定時間内の呼び掛け応答を受信する（図１４のステップＳ１：呼び掛け・応答処理（１回目））。そして、電界強度が良好な端末が通報先分見つかったか否かを判断し（ステップＳ２）、見つかった場合は（ステップＳ２：Yes）、電界強度順に優先順位を付けて５個の端末を選択し（ステップＳ３）、この図に示されている処理を終了させる。Ｓ２：Yes→Ｓ３は図１１に示されている例に相当する。

電界強度が良好と判断した端末が通報先分見つからなかった場合は（ステップＳ２：No）、周囲の端末に２回目の呼び掛け要求を送信し、一定時間内の呼び掛け応答を受信する（ステップＳ４：呼び掛け・応答処理（２回目））。そして、電界強度が良好な端末が通報先分見つかったか否かを判断し（ステップＳ５）、見つかった場合は（ステップＳ５：Yes）、上述したステップＳ３を実行した後、この図に示されている処理を終了させる。「Ｓ２：No→Ｓ４→Ｓ５：Yes→Ｓ３」は図１２に示されている例に対応する。

２回目の呼び掛け・応答処理で電界強度が良好な端末が通報先分見つからなかった場合は（ステップＳ５：No）、２回目の呼び掛け・応答処理で新たな端末が見つからなかった否かを判断する（ステップＳ６）。そして、見つからなかった場合は（ステップＳ６：Yes）、安定した通信が可能な電界強度の端末が通報先分見つかったか否かを判断し（ステップＳ７）、見つかった場合は（ステップＳ７：Yes）、上述したステップＳ３を実行した後、この図に示されている処理を終了させる。「Ｓ６：Yes→Ｓ７：Yes→Ｓ３」は図１３に示されている例に対応する。

２回目の呼び掛け・応答処理で新たな端末が見つかった場合は（ステップＳ６：No）、周囲の端末に３回目の呼び掛け要求を送信し、一定時間内の呼び掛け応答を受信する（ステップＳ８：呼び掛け・応答処理（３回目））。次いで、応答端末があった否かを判断し（ステップＳ９）、あった場合は（ステップＳ９：Yes）、第１の安定したルート選出処理（ステップＳ１０）を実行した後、この図に示されている処理を終了させる。第１の安定したルート選択処理の内容については図１５を参照して後述する。

一方、ステップＳ９で応答端末がなかったと判断した場合は（ステップＳ９：No）、そのままこの図に示されている処理を終了させる。この場合、安定した通信ルートの確保は失敗となる。

第１の安定したルート選択処理の内容について図１５を参照して説明する。
まず実施回数（ここでは３回）分の応答があった端末、すなわち設置端末Ｘからの３回の呼び掛け要求に対する３回の呼び掛け応答が設置端末Ｘで受信された端末の有無を判断する（ステップＳ１１）。そして、なかった場合は（ステップＳ１１：No）、第２の安定したルート選択処理（ステップＳ１９）に進む。第２の安定したルート選択処理の内容については図１６を参照して後述する。あった場合は（ステップＳ１１：Yes）、良好な電界強度以上（例．７以上）の応答端末の有無を判断する（ステップＳ１２）。

良好な電界強度以上の応答端末がなかった場合は（ステップＳ１２：No）、第２の安定したルート選択処理（ステップＳ１９）に進む。あった場合は（ステップＳ１２：Yes）、「電界強度合算値」の大きい順に選択する１回目の選択処理を行う（ステップＳ１３）。そして、５端末選択できたか否かを判断し（ステップＳ１４）、５端末選択できた場合は（ステップＳ１４：Yes）、この図に示されている処理を終了させる。ここで、「Ｓ１３→Ｓ１４：Yes」は第１の選択処理である。

１回目の選択処理で５端末選択できなかった場合は（ステップＳ１４：No）、「実施回毎の電界強度の差の合計」が小さい順に選択する２回目の選択処理を行う（ステップＳ１５）。そして、１回目と２回目の選択処理で合計５端末選択できたか否かを判断し（ステップＳ１６）、合計５端末選択できた場合は（ステップＳ１６：Yes）、この図に示されている処理を終了させる。ここで、「Ｓ１５→Ｓ１６：Yes」は第２の選択処理である。

１回目と２回目の選択処理で合計５端末選択できなかった場合は（ステップＳ１６：No）、「上りと下りの電界強度の差の合計」が小さい順に選択する３回目の選択処理を行う（ステップＳ１７）。そして、１回目と２回目と３回目の選択処理で合計５端末選択できたか否かを判断し（ステップＳ１８）、５端末選択できた場合は（ステップＳ１８：Yes）、この図に示されている処理を終了させる。ここで、「Ｓ１７→Ｓ１８：Yes」は第３の選択処理である。

１回目と２回目と３回目の選択処理で合計５端末選択できなかった場合は（ステップＳ１８：No）、第２の安定したルート選出処理（ステップＳ１９）を実行した後、この図に示されている処理を終了させる。

第２の安定したルート選出処理の内容について図１６を参照して説明する。
まず「電界強度合算値」の大きい順に選択する４回目の選択処理を行う（ステップＳ２１）。そして、１回目から４回目の選択処理で合計５端末選択できたか否かを判断し（ステップＳ２２）、合計５端末選択できた場合は（ステップＳ２２：Yes）、この図に示されている処理を終了させる。

１回目から４回目の選択処理で合計５端末選択できなかった場合は（ステップＳ２２：No）、「実施回毎の電界強度の差の合計」が小さい順に選択する５回目の選択処理を行う（ステップＳ２３）。そして、１回目から５回目の選択処理で合計５端末選択できたか否かを判断し（ステップＳ２４）、合計５端末選択できた場合は（ステップＳ２４：Yes）、この図に示されている処理を終了させる。

１回目から５回目の選択処理で合計５端末選択できなかった場合は（ステップＳ２４：No）、「上りと下りの電界強度の差の合計」が小さい順に選択する６回目の選択処理を行い（ステップＳ２５）、この図に示されている処理を終了させる。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態に係る無線通信システムによれば、子機の設置時に、より安定した通信ルートとなる端末を効率的に確保することができる。そのため、その後（運用時）のセンタ装置との通信失敗数（余分なリトライ）及びそれに起因する消費電力を減らすことができる。

なお、本発明は端末設置時だけでなく、設置後の通信ルートの更新にも適用することができる。すなわち、設置後に例えば、１日毎に１回で計３回、１か月毎に１回で計３回の呼び掛け通信を行い、それぞれの３回分の応答端末情報に基づいて、通報先端末を更新することで、設置後の環境変化（例：新たな家(建物)が出来る／壊される(解体される)、草木が生い茂る(枯れる)、雪が積もる(溶ける)、など。）後の最適な(安定した)通信ルートを常に持ち続けることが可能となる。

２…親機、３…子機、３１…制御部、３２…記憶部、３３…無線送受信部、３４…外部Ｉ／Ｆ部、３５…表示部、３６…操作入力部、３７…アンテナ、３３１…通報先端末選択手段。

Claims (7)

1. それぞれが端末である親機、及び親機に対して階層的に無線接続される複数段の子機からなる無線通信システムであって、
   各端末は、呼び掛け要求を受信したとき、自端末の識別情報及び段数並びに前記呼び掛け要求の受信電界強度を含む呼び掛け応答を送信する呼び掛け応答送信手段を有し、
   各子機は、周囲の端末に対して、呼び掛け要求をブロードキャストする呼び掛け要求送信手段と、前記呼び掛け要求に対する周囲の端末からの呼び掛け応答を受信する呼び掛け応答受信手段と、前記呼び掛け応答受信手段により受信された呼び掛け応答に含まれている受信電界強度及び／又は当該呼び掛け応答の受信電界強度からなる電界強度に基づいて、所定数の端末を通報先端末として選択する通報先端末選択手段と、を有し、
   前記呼び掛け要求送信手段は、前記呼び掛け要求のブロードキャストを所定の複数回実施する機能を有し、前記通報先端末選択手段は、前記複数回の全ての呼び掛け要求に対する呼び掛け応答の電界強度が良好な端末を選択する優先選択処理を行う、無線通信システム。
2. 請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、前記優先選択処理により選択された端末が複数ある場合、前記複数回の呼び掛け応答の電界強度の合算値又は平均値に基づいて、当該複数の端末の優先順位を決定する第１の選択処理を行う、無線通信システム。
3. 請求項２に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、前記第１の選択処理で前記合算値又は平均値が同じ端末が複数ある場合、前記複数回の呼び掛け応答の電界強度の差に基づいて、当該複数の端末の優先順位を決定する第２の選択処理を行う、無線通信システム。
4. 請求項３に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、前記第２の選択処理で前記電界強度の差の同じ端末が複数ある場合、前記複数回のそれぞれに含まれている受信電界強度と、前記複数回のそれぞれの呼び掛け応答の受信電界強度との差に基づいて、当該複数の端末の優先順位を決定する第３の選択処理を行う、無線通信システム。
5. 請求項４に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、前記優先選択処理から前記第３の選択処理までの処理により所定数の端末を選択できなかった場合、前記優先選択処理で選択されなかった端末を選択する第４の選択処理を行う、無線通信システム。
6. 請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、所定の複数回目より前の呼び掛け要求に対する呼び掛け応答で良好な電界強度の端末が所定数見つかったとき、当該端末を選択する、無線通信システム。
7. 請求項１に記載された無線通信システムにおいて、
   前記通報先端末選択手段は、所定の複数回目より前の呼び掛け要求に対する呼び掛け応答で新たな端末を見つけることができず、かつ安定した通信が可能な電界強度の端末が所定数見つかったとき、当該端末を選択する、無線通信システム。

Images