JP6750444B2 - 無線通信ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、無線により他の無線端末と直接又は余の無線端末を介して他の無線端末に間接的に通信可能にされ、無線端末に接続されたセンサーが計測したデータを、ゲートウェイ（Gateway）を介してセンター装置に集約するような監視制御に用いる無線通信ネットワークシステムに関する。

図８は、従来のマルチホップ無線通信ネットワークの構成例を示す図である。無線通信ネットワークを構成する複数の無線端末Ｘ１〜Ｘ６は、無線端末間を接続する実線により通信経路が示され、互にデータの送受信が可能であることが示されている。

無線端末Ｘ１〜Ｘ６は、パケットによりデータの送受を行い、各無線端末は、送信するパケットが着信先の無線端末に到達するまでになされる通信回数と、前記の通信回数が最小のものになるように通信経路を選択可能にする構成情報とを有している。

従来のマルチホップ無線通信ネットワークを構成する端末には、通常、図８に示すような間欠動作無線端末が用いられており、通信しようとする送信データの宛先までに介在することになる無線端末と直接、又は余の無線端末を介して当該無線端末と間接的に通信可能になる。

このようなマルチホップ無線通信ネットワークを構成することにより、無線通信ネットワーク内の全ての無線端末と、直接又は間接的に通信データの送受信を行うことができる。

またマルチホップ無線通信ネットワークによってセンサネットワークを構成する場合には、間欠動作無線端末に各種のセンサーが接続され、当該センサーが検知した情報をネットワーク内のすべての無線端末で共有することが可能にされる。

間欠動作無線端末による無線アクセスは、IEEE802.15.4eに定義されている、ＲＩＴ（Receiver Initiated Transmission：受信端末初動通信)方式が採用されることが多い。ＲＩＴは、センサネットワーク等における電池で駆動される無線端末のアクセス方式として提供され、低消費電力通信を実現可能にする。

図８に示される全ての無線端末がＲＩＴ方式により無線アクセスするものとすると、全ての無線端末は特定の周期でビーコンを同報送信する。ビーコンには、送信した無線端末を識別するためのＩＤ（識別番号）が格納されており、どの無線端末(受信端末)が送信したビーコンであるか識別可能になっている。

そしてビーコン送信後に短時間の送信データの受信待ち状態となる。各無線端末は消費電力を抑えるために、ビーコン送信と送信データの受信待ち状態以外の時間は、無線端末の送受信機能を停止(スリープ)することで間欠動作を実現している。

ところで図８に示される無線通信ネットワークには、他のネットワークに接続されたセンター装置に接続する機能を有する無線端末は記載されていないが、特定の無線端末にゲートウェイ（Gateway：以下、“ＧＷ”と略記する）機能を付加し、無線端末に接続されたセンサーが検知した計測データをセンター装置に集約させることで図８に示される無線通信ネットワークを含む監視制御装置又は無線通信ネットワークシステムを実現することが可能になる。

図８に示される無線通信ネットワークに、新たな無線端末を参入させようとした場合、従来法では、施工者が無線端末を設置した後に、正しく設定できたかをセンター装置に電話をかけ、センター装置から当該無線端末にポーリングし、無線端末がセンター装置に応答を返すことにより無線端末の設置が正しくできたことを確認するようにされていた。

さらに各無線端末には、構成情報(ホップ数テーブル)が用意されているので、新規に無線端末が参入すると、既設の無線端末はホップ数テーブルを更新しなければならず、従来ではこのホップ数テーブルの更新に時間がかかっていた。これについては後でも触れる。

そんな中にあって、下記特許文献１には、第２の中継基地局８は、自己以外の第１、第２の中継基地局６、７との経由段数「−１」、「０」を調査し、それらのうち最小の経由段数「−１」に１段増した段数「０」を自己の経由段数として自己の識別符号とともにルーティングテーブルＲＴ−８に保持するとともに、このルーティングテーブルＲＴ−８を用いて最小の経由段数となる通信ルートを選択してデータを送信して、中継基地局が追加された場合にあっても、最短のルート設定が可能で運用が容易な自動検針システムが開示されている。

また下記特許文献２には、無線データ通信を行う複数の無線端末によって構成され、各無線端末がシステム構成情報を記憶・参照することで、各無線端末のいずれも直接又は他の１以上の無線端末に中継させることで他の全ての無線端末と通信可能となる無線通信ネットワークシステムにおいて、構成情報に無い無線端末であっても通信可能な状況であれば通信を行えるようにする無線通信ネットワークシステムが開示されている。

特開２００３−０３０７７２号公報 特開２０１０−０２８１７５号公報

いわゆるマルチホップネットワークのような無線通信ネットワークと、該無線通信ネットワークの端末に併設されているセンサーが計測したデータを集約するセンター装置とが設けられる無線通信ネットワークシステムにおいて、上記無線通信ネットワークに新規に無線端末が参入しようとした場合には、既設の無線通信ネットワークにおいて番号発行機能を備える管理端末が参入した新規参入の無線端末へのネットワークＩＤ(識別番号)を付与するための仕組みが必要となる。

また参入した新規の無線端末に対して該無線端末に併設したセンサーの計測データを集約するために、新規参入の無線端末及びそれに付随して稼働するセンサーの組合せをセンター装置が確認する必要がある。

これらを実施するために、従来では、施工者が無線端末を設置した後に、正しく設定できたかをセンター装置に電話をかけ、センター装置から当該無線端末にポーリングし、無線端末がセンター装置に応答を返すことにより無線端末の設置が正しくできたことを確認するようにしなければならなかった。

上記のような方法を採らずに済ませるには、既設の無線通信ネットワーク内の番号発行機能を有する管理端末に対して新規参入の無線端末が何らかの方法でアクセスしてネットワーク番号(ＩＤ)を取得すること、ＩＤを取得した新規参入の無線端末とそれに付随するセンサーの組み合わせをセンター装置が何らかの方法で確認すること、および、新規参入の無線端末に対して既設の無線通信ネットワークの端末が各自備える構成情報を何らかの方法で更新し、既設の無線通信ネットワーク内で新規参入の無線端末の存在を認知させること、についての方策は考えられてはいるが実現には至っていなかった。

例えば、既設の無線通信ネットワークに新規参入の無線端末がアクセスする技術は、上記の特許文献２に開示された方法に従えば実現可能である。
しかし、特許文献２に開示された方法では、ネットワーク内の番号発行機能を有する管理端末がネットワークの番号を付与すること、および、センター装置が新規参入の無線端末とそれに付随するセンサーとの組み合わせについて確認すること、についての記述はなされていない。

仮に特許文献２に管理端末が存在していて、無線通信ネットワーク内にすでに設置されている無線端末を介して管理端末にデータを届けるために新規参入の無線端末がホップ数を最大値に設定してデータ送信を行うようにすれば、番号発行機能を備える管理端末までのルーチングは可能になる。

しかしながら、復路ルートのルーチングにおいて新規参入の無線端末のホップ数が登録されていないので、管理端末は新規参入の無線端末に応答することができない。
また新規参入の無線端末に対するホップ数の登録は、新規参入の無線端末の要求を受信する隣接端末においては可能ではあるが、各無線端末が新規参入後の無線端末を認識し、構成情報を更新して新たな構成情報の作成後に管理端末からの戻りの通信経路を確立することになるため、異なるネットワーク上に存在するセンター装置による新規参入の無線端末及びそれに付随するセンサーの組み合わせを確認するには、既設の全ての無線端末が新たな構成情報を整備する時間が必要となることから、新規参入の無線端末の設置が正しくできたかを確認するには相当な時間がかかってしまうという課題があった。

そこで本願発明の目的は、いわゆるマルチホップネットワークにおいて、該ネットワークに新規参入しようとする無線端末に対する管理端末によるネットワーク内の番号付与およびセンター装置による新規参入の無線端末とそれに付随するセンサーの組み合わせの確認を速やかに行えるようにする無線通信ネットワークシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ネットワークが、いわゆるマルチホップネットワークを構成する無線通信ネットワークと、該無線通信ネットワークとはゲートウェイを介して接続されるセンター装置と、からなる無線通信ネットワークシステムであって、
前記無線通信ネットワークは、ネットワーク内の全ての端末へのホップ数を管理する構成情報を個々に有する複数の間欠動作無線端末で構成され、そのうちの一つの間欠動作無線端末がネットワーク内の番号発行機能と前記センター装置に接続するゲートウェイ機能を備える管理端末となる無線通信ネットワークにおいて、
前記ネットワークに新規参入しようとする無線端末は、
隣接する無線端末からのビーコンを受信する手段と、
電界強度が最も強いビーコンを送信してきた隣接する前記無線端末に対して構成情報の交換を行って前記管理端末までのホップ数を獲得する手段と、
前記管理端末までのホップ数を含ませたパケットを前記隣接する前記無線端末経由で前記管理端末までの上り通信で送信するデータ送信手段と、を備え、
前記上り通信で前記管理端末までのデータの中継に関与する途上の無線端末のそれぞれは、前記パケットに格納されている前記管理端末までのホップ数から自端末の前記管理端末までのホップ数を減算して前記新規参入の無線端末のホップ数として自端末の構成情報に登録する手段を備え、
前記ネットワークに新規参入しようとする無線端末が出現した場合に、前記新規参入無線端末から前記管理端末までの前記上り通信に関与した無線端末における構成情報の更新を行うことを特徴とする。

また上記において、前記管理端末は、前記上り通信で更新された構成情報を基に前記新規参入の無線端末に対してネットワーク参入に伴う番号付与のデータを返送すると共に、前記センター装置に対して付与した前記番号を通知することを特徴とする。

また上記において、前記センター装置は、前記管理端末から通知された前記番号を基に前記管理端末経由で前記新規参入の無線端末に対して前記新規参入の無線端末からの前記センサー値の受け付けを開始する旨の通知を行うことで前記新規参入の無線端末は前記センター装置によって確認されたことを知ることを特徴とする。

また上記において、前記上り通信に関与しなかった無線端末は、前記上り通信に関与した端末（管理端末を含む）との通信時に、構成情報の交換を実行することで前記構成情報の更新を行うことを特徴とする。

本発明によれば、マルチホップネットワーク内の無線端末における構成情報の更新を、先ずは上り通信に関与する無線端末の上り通信で実現することで構成情報の更新に要する時間を短縮することができる。

そしてその後、上り通信に関与しなかった無線端末は、前記上り通信に関与した無線端末（管理端末を含む）との通信時に、構成情報の交換を実行することにより、自局の構成情報の更新を行い、これをネットワーク全体に波及させることで構成情報の更新に要するネットワーク全体における時間を短縮することができる。

また本発明によれば、ＧＷを兼ねる管理端末を介することでセンター装置による新規参入の無線端末及びそれに付随して稼働するセンサーの組合せを確認することが容易になる。

本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムおよびネットワーク上に新規参入があった場合の無線端末における構成情報の変化の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムおよびネットワーク上の無線端末における構成情報の一例を示す図である。 無線端末Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ管理する構成情報の例を示す図である。 既存の無線通信ネットワークに新規に無線端末が参入した場合の通信シーケンスおよびテーブル登録の様子を示す図である。 図４に示した新規参入無線端末(送信無線端末)の構成および受信無線端末の構成例を示す図である。 本発明の実施形態で用いるパケットフォーマット例を示す図である。 ＲＩＴに基づくデータ送信シーケンスを説明する図である。 従来のマルチホップ無線通信ネットワークの構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムおよびネットワーク上に新規参入があった場合の無線端末における構成情報の変化の一例を示す図である。また図２は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムおよびネットワーク上の無線端末における構成情報の一例を示す図である。

まず図１の構成の前提となる図２を用いて、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワークシステムの構成を説明する。
図２では、無線端末ＡないしＦによって無線通信ネットワーク１が構築されており、そこに無線端末Ｘが新規参入を図ろうとして待機しているものとする。

図２の無線通信ネットワーク１はネットワークとして既に機能しており、各無線端末は、ネットワークに関する構成情報を備えているもので、図示例では、無線端末ＡないしＣで管理する他無線端末の構成情報を除外した構成情報４〜６を例示している。なお、詳しい構成情報については図３で説明するのでここでは概略のみ説明する。

また図２では、ネットワーク内の番号(ＩＤ)発行を司取り、ネットワーク１の管理機能を有する無線端末Ａ（この端末を“ゲートウェイ：ＧＷ”ともいう）を備えており、この無線端末Ａを介してＮＣＵ(Network Control Unit：ネットワーク制御装置)２経由でセンター装置３と接続されるように構成されている。したがって、センター装置３がシステムに含まれるということで“無線通信ネットワークシステム”と呼称する。

なおＮＣＵ２は、電話回線を制御するための装置の総称で、電話回線のオン/オフ機能を持ち、通常では、モデムに内蔵される。
図１および図２において、各無線端末ＡないしＦ、および、Ｘは、間欠動作をする無線端末であり、特定の周期でビーコンを送信する。ビーコンには、送信した無線端末を識別するためのＩＤ（識別番号）が格納されており、どの無線端末が送信したビーコンであるか識別可能になっている。

そしてビーコン送信後に短時間の送信データの受信待ち状態となる。このような送受信シーケンスを実行する方式は、例えば、IEEE802.15.4eで定義されるＲＩＴ(Receiver Initiated Transmission)方式が知られている。これについては後述する。ＲＩＴは、センサネットワーク等における電池で駆動する無線端末に提供される低消費電力通信のためのアクセス方式で既に実用化されているものである。

したがって、本発明における無線端末は、消費電力を抑えるために、ビーコン送信と送信データの受信待ち状態以外の時間は、無線端末の送受信機能を停止(スリープ)する。これにより間欠動作を実現している。

図２に記載の構成情報について簡単に説明する。図２では、端末Ｘが新規参入を窺っていることもあり、後述する図１に関連する構成情報についてのみ図示している。すなわち、無線端末Ａは、自己関与の構成情報４を有しており、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｅがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＣ，Ｄ，Ｆがある。

また無線端末Ｂは、自己関与の構成情報５を有しており、通信回数（ホップ数）が１の端末にＡ，Ｃ，Ｄがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＥ，Ｆがある。
また無線端末Ｃは、自己関与の構成情報６を有しており、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｄ，Ｆがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡ，Ｅがある。

図３は、無線端末Ａ、Ｂ、Ｃがそれぞれ管理する構成情報の例を示す図である。図３において、各無線端末の上段に示した構成情報は、上記で説明した自己関与の構成情報であるため、各無線端末の下段に示した管理する他無線端末の構成情報について説明する。すなわち、
無線端末Ａの下段の構成情報は、無線端末Ａが他端末を管理する構成情報の例を示しており、無線端末Ａは、無線端末Ａが他端末を管理する構成情報として、無線端末Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、無線端末Ｂについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＡ，Ｃ，Ｄがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＥ，Ｆがある。

また無線端末Ｃについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｄ，Ｆがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡ，Ｅがある。
また無線端末Ｄについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｅがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＣ，Ｄ，Ｆがある。

無線端末Ｂの下段の構成情報は、無線端末Ｂが他端末を管理する構成情報の例を示しており、無線端末Ｂは、無線端末Ｂが他端末を管理する構成情報として、無線端末Ａ，Ｃ，Ｄを有し、無線端末Ａについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｅがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＣ，Ｄ，Ｆがある。

また無線端末Ｃについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｄ，Ｆがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡ，Ｅがある。
また無線端末Ｄについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｃ，Ｅ，Ｆがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡがある。

無線端末Ｃの下段の構成情報は、無線端末Ｃが他端末を管理する構成情報の例を示しており、無線端末Ｃは、無線端末Ｃが他端末を管理する構成情報として、無線端末Ｂ，Ｄ，Ｆを有し、無線端末Ｂについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＡ，Ｃ，Ｄがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＥ，Ｆがある。

また無線端末Ｄについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＢ，Ｃ，Ｅ，Ｆがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡがある。
また無線端末Ｆについては、通信回数（ホップ数）が１の端末にＣ，Ｄ，Ｅがあり、通信回数（ホップ数）が２の端末にＡ，Ｂがある。

これらの自己関与の構成情報及び他端末を管理する構成情報を念頭におきながら図１の説明に移ることにする。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信ネットワーク１に新規参入があった場合の無線端末における構成情報の変化の一例を示すものであって、上述したように無線端末Ｘが新規に無線通信ネットワーク１に参入したものとする。

無線端末Ｘは、無線通信ネットワーク１に新規に参入するためには、上述したように、(１)番号発行機能を有する無線端末Ａから番号(ＩＤ)を取得すること、および、(２)新規に無線通信ネットワーク１に参入した無線端末Ｘについてネットワーク内で無線端末Ｘを認知してもらうために各無線端末における構成情報への登録(更新)が必要となる。

図１においては、従前のような施工者が存在しないため、無線端末Ｘは、送信データを送信するために送信データを受け取ってくれる受信端末からのビーコンの到来を待つ。
ビーコンは上述したＲＩＴのような無線アクセス方式を採用する無線通信ネットワークにあっては、定期的に送信されてくるので、無線端末Ｘはビーコンを受信することが可能になる。

図４は、既存の無線通信ネットワークに新規に無線端末が参入した場合の通信シーケンスおよび構成情報(ホップ数テーブル)登録の様子を示す図である。
図４の上段には、新規に参入しようとする無線端末Ｘの送信データを受信する用意ができていることを示す無線端末Ｃ及びＢがビーコンを送信する様子が示されている。

無線端末Ｘは、ビーコンの受信モードになり、他の端末が送信するビーコンを連続受信する。ビーコンを無線端末Ｃ及びＢから受信することでこれらの端末を隣接する無線端末として認識する。

そして受信したビーコンの中で最も電界強度の高い方(この場合無線端末Ｃ)を選んでこの無線端末Ｃを送信対象に決定する。
無線端末Ｘは、図４の中段に示されるように送信対象に選んだ無線端末Ｃとテーブル交換（構成情報の交換）を行うことで、無線端末ＣからＧＷ(端末Ａ)までのホップ数(Ｎ=３)を取得する。したがって、無線端末ＸからＧＷ(端末Ａ)までのホップ数(Ｎ+1)は、無線端末Ｃより得たホップ数に＋１したホップ数であると認識できる。

図６は、本発明の実施形態で用いるパケットフォーマット例を示す図である。無線端末Ｘは、図６に示すフォーマットのヘッダ部１１０内に仮の送信元アドレス１３０を設定し、宛先アドレス１４０にＧＷ(端末Ａ)を設定し、ホップ数１５０に無線端末Ｃより得たホップ数に＋１したホップ数を設定する。

またデータ部１２０のデータ欄１６０に、自端末が既設の無線通信ネットワーク１への新規参入であることから、ＩＤ(識別番号)の付与依頼を含むパケットを作成してＧＷ(端末Ａ)に向けた無線端末Ｃからの上り通信を依頼する。

図４の下段に示されるように管理端末Ａへの上り通信を行うまでに、無線端末Ｃは、無線端末Ｘにより設定される図６に示すパケットのヘッダ部１１０に格納されている管理端末Ａまでのホップ数から自端末の管理端末Ａまでのホップ数を減算することで、新規に参入した無線端末のホップ数として端末Ｃの自己関与の構成情報６に無線端末Ｘのホップ数を登録する。

同様に、無線端末Ｂは、無線端末Ｘにより設定される図６に示すパケットのヘッダ部１１０に格納されている管理端末Ａまでのホップ数から端末Ｂの管理端末Ａまでのホップ数を減算することで、新規に参入した無線端末のホップ数として端末Ｂの自己関与の構成情報５に無線端末Ｘのホップ数を登録する。

そして無線端末Ａは、無線端末Ｘにより設定される図６に示すパケットのヘッダ部１１０に格納されている管理端末Ａまでのホップ数から管理端末Ａまでのホップ数を減算することで、新規に参入した無線端末のホップ数として端末Ａの自己関与の構成情報４に無線端末Ｘのホップ数を登録する。

蛇足ながら、無線端末Ｃとのテーブル交換により無線端末Ｘの自己関与の構成情報は、図１の端末Ｘに併記される構成情報７のように新規に登録されることになる。
このように新規に参入した無線端末による上り通信により、新規参入の無線端末に係る構成情報(ホップ数)が更新されることになるため、構成情報の更新に掛かる時間を短縮することが可能となる。

また管理端末Ａは、上記の上り通信で更新された構成情報を参照して新規参入の無線端末Ｘに対してネットワーク参入に伴う番号付与のデータを返送することになる。
また管理端末Ａは、上記したセンター装置３に無線通信ネットワーク１に新規参入の無線端末Ｘに付与したネットワークの番号を通知することになる。

またセンター装置３は、上記のようにして管理端末Ａから通知されたネットワークの番号を基にしてセンター装置３から管理端末Ａ経由で新規参入の無線端末Ｘに対して、新規参入の無線端末Ｘに付随するセンサーによるセンサー値の受け付けが開始可能になった旨の通知を行うことになる。

こうすることで新規参入の無線端末Ｘはセンター装置３により新規参入が確認されたことを知ることになる。
なお、上記における上り通信による構成情報の更新は、新規参入の無線端末のシステムへの参入を速めるためのものであり、上り通信に関与していない端末における構成情報の更新は、前記上り通信に関与した無線端末（管理端末を含む）との通信時に、構成情報の交換を実行することで前記構成情報の更新を行うことになるため、ネットワーク全体に要する構成情報の更新に掛かる時間を短縮することが可能となる。

この点についてさらに説明すれば、上記上り通信に関与した管理端末Ａは更新した構成情報を持っていることから、例えば、端末Ｅが有する計測データを端末Ａ経由でセンター装置に送る時に、端末Ｅは端末Ａと相互に通信することになり、この際に、端末Ｅは端末Ａから更新した構成情報を受取ることができるので、それにより自らの構成情報を更新する。

よって、上述したように上り通信に関与した無線端末が速やかに構成情報を更新することで、上り通信に関与しなかった無線端末も上記上り通信に関与した無線端末（管理端末を含む）と通信することで構成情報を更新することが可能となるため、結果として、新規参入端末の出現に伴う構成情報の更新を無線通信ネットワーク内の全ての無線端末に速やかに行き渡らせることが可能となる。

図５は、図４に示した新規参入無線端末(送信無線端末)の構成および隣接受信無線端末の構成例を示す図である。
図５に示した無線端末Ｃは、無線端末Ｘに対してビーコンを送信し、これに呼応して無線端末Ｘからデータを受信することから、ここでは“受信端末”と呼ぶ。

また図５に示した無線端末Ｘは、ビーコンを受信した際にデータを送信する無線端末ということで、無線端末Ｘがデータを送信することから、ここでは“送信端末”と呼ぶ。
図７は、ＲＩＴに基づくデータ送信シーケンスを説明する図である。ＲＩＴ（Receiver Initiated Transmission：受信端末初動通信)により無線アクセスとしてIEEE802.15.4eで定義されているもの、上記で紹介済みであるが改めてそのアクセス方式について説明する。

図７に示すようにデータ送信端末は、送信要求が生成されると、ビーコンの連続受信待ち状態となる。
ビーコンの連続受信待ち状態でデータ受信端末からのビーコンを受信すると、受信したビーコン内に格納されているＩＤ(識別番号)からデータを送信できる端末の一つであることを識別し、データ受信端末のビーコン送信後のデータ受信待ち状態をめがけてデータを送信する。

これにより、データ送信端末は、データ受信端末にデータを送信することができる。またデータ受信端末は、データ送信端末からデータを受信することができる。
図５に戻って説明を続ける。図５では無線端末を送信側と受信側を分けて説明しているが、実際の無線端末は、受信端末（動作状態制御部３１ａ）と送信端末（動作状態制御部３１ｂ）の機能を備えるものであることは当業者に明らかなことであろう。

［受信端末の構成］
受信端末Ｃは、制御部１２ａ、無線送信部１３ａ、無線受信部１４ａ、送受信切替部１５ａ、アンテナ１６ａ、電池１７ａ、インターフェース１８ａ、スイッチ１９ａ、スイッチ２０ａから構成される。また、受信端末Ｃは不図示のメモリに構成情報（テーブル）を有している。

制御部１２ａは、動作状態制御部３１ａ、データ送信制御部３５ａ、ビーコン判定部３６ａから構成され、データの送受信の制御を行う。また、制御部１２ａは、ＣＰＵなどの情報処理装置を用いることができる。

動作状態制御部３１ａには、送信状態制御部３２ａ、受信状態制御部３３ａ、間欠動作制御部３４ａから構成されている。
無線送信部１３ａはデータを変調して無線により目的の無線端末に送信する。無線受信部１４ａは無線端末より送信された信号を受信して復調する。

送受信切替部１５ａは制御部１２ａからの制御信号（不図示）により送受信の切り替え制御が行われる。例えば、間欠動作制御部３４ａにより切り替えを制御する。
アンテナ１６ａは無線端末との無線通信を行うために変調したデータを送信するとともに、無線端末から送られる信号を受信する。

電池１７ａは無線送信部１３ａ、無線受信部１４ａおよび制御部１２ａの電力を供給する。また、電力を供給するものであれば電池に限定しなくてよい。
インターフェース１８ａは上位装置とデータのやり取りを行う。なお、上位装置としては、例えば、情報処理装置、スイッチやセンサー、表示器などが想定されている。

スイッチ１９ａは送信状態制御部３２ａに制御され無線送信部１３ａの電源をオン／オフする。スイッチ２０ａは受信状態制御部３３ａに制御され無線受信部１４ａの電源をオン／オフする。

データ送信制御部３５ａは、ビーコン判定部３６ａと上位装置に接続され、これら各部から転送された制御信号とデータ内容に基づいて送信データの送信制御を行う。ビーコン判定部３６ａは、受信したデータ内容に基づいて無線端末の識別を行う。

次に、動作状態制御部３１ａについて説明する。送信状態制御部３２ａは、データ送信制御部３５ａ、間欠動作制御部３４ａと接続され、データ送信制御部３５ａ、間欠動作制御部３４ａから送信されたデータに基づいてスイッチ１９ａの制御を行う。

受信状態制御部３３ａは、データ送信制御部３５ａ、間欠動作制御部３４ａと接続され、データ送信制御部３５ａ、間欠動作制御部３４ａから送信されたデータに基づいてスイッチ２０ａの制御を行う。

間欠動作制御部３４ａはタイマーの計測した時間値に基づいて、送信状態制御部３２ａと受信状態制御部３３ａを制御し、無線送信部１３ａまたは無線受信部１４ａを間欠的に動作状態に移行させる。

また、制御部１２ａは、制御部１２ａ自体の消費電力を最低に維持するためスリープ状態となり、制御部１２ａに設けられたタイマーの計測した時間値に基づいて、一定時間後に動作状態に移行することができる。

［送信端末の構成］
送信端末Ｘは、制御部１２ｂ、無線送信部１３ｂ、無線受信部１４ｂ、送受信切替部１５ｂ、アンテナ１６ｂ、電池１７ｂ、インターフェース１８ｂ、スイッチ１９ｂ、スイッチ２０ｂから構成される。また、送信端末Ｘは不図示のメモリに構成情報（テーブル）を有することができる。

制御部１２ｂは、動作状態制御部３１ｂ、データ送信制御部３５ｂ、ビーコン判定部３６ｂから構成され、データの送受信の制御を行う。また、制御部１２ｂは、ＣＰＵなどの情報処理装置を用いることができる。

動作状態制御部３１ｂには、送信状態制御部３２ｂ、受信状態制御部３３ｂ、間欠動作制御部３４ｂから構成されている。
無線送信部１３ｂはデータを変調して無線により目的の無線端末に送信する。無線受信部１４ｂは無線端末より送信された信号を受信して復調する。

送受信切替部１５ｂは制御部１２ｂからの制御信号（不図示）により送受信の切り替え制御が行われる。例えば、間欠動作制御部３４ｂにより切り替えを制御する。
アンテナ１６ｂは無線端末との無線通信を行うために変調したデータを送信するとともに、他の無線端末から送られる信号を受信する。

電池１７ｂは無線送信部１３ｂ、無線受信部１４ｂおよび制御部１２ｂの電力を供給する。また、電力を供給するものであれば電池に限定しなくてよい。
インターフェース１８ｂは上位装置とデータのやり取りを行う。なお、上位装置としては、例えば、情報処理装置、スイッチやセンサー、表示器などが想定されている。

スイッチ１９ｂは送信状態制御部３２ｂに制御され無線送信部１３ｂの電源をオン／オフする。スイッチ２０ｂは受信状態制御部３３ｂに制御され無線受信部１４ｂの電源をオン／オフする。

データ送信制御部３５ｂは、ビーコン判定部３６ｂと上位装置に接続され、これら各部から転送された制御信号とデータ内容に基づいて送信データの送信制御を行う。ビーコン判定部３６ｂは、受信したデータ内容に基づいて無線端末の識別を行う。

次に、動作状態制御部３１ｂについて説明する。
送信状態制御部３２ｂは、データ送信制御部３５ｂ、間欠動作制御部３４ｂと接続され、データ送信制御部３５ｂ、間欠動作制御部３４ｂから送信されたデータに基づいてスイッチ１９ｂの制御を行う。

受信状態制御部３３ｂは、データ送信制御部３５ｂ、間欠動作制御部３４ｂと接続され、データ送信制御部３５ｂ、間欠動作制御部３４ｂから送信されたデータに基づいてスイッチ２０ｂの制御を行う。

間欠動作制御部３４ｂは、無線送信部１３ｂまたは無線受信部１４ｂを間欠的に動作状態に移行させる。つまり、動作状態制御部３１ｂは、制御部１２ｂ自体の消費電力を最低に維持するためスリープ状態となり、制御部１２ｂに設けられたタイマーの計測した時間値に基づいて、送信事象が発生すると受信待ち状態に移行し、その後、送信状態に移行する。

１ 無線通信ネットワーク
２ ＮＣＵ(ネットワーク制御装置)
３ センター装置
４〜７ 自己関与の構成情報例
12a，12b 制御部
13a，13b 無線送信部
14a，14b 無線受信部
15a，15b 送受信切替部
16a，16b アンテナ
17a，17b 電池
18a，18b インターフェース
19a，19b スイッチ
20a，20b スイッチ
31a，31b 動作状態制御部
32a，32b 送信状態制御部
33a，33b 受信状態制御部
34a，34b 間欠動作制御部
35a，35b データ送信制御部
36a，36b ビーコン判定部

Claims (4)

1. ネットワークが、いわゆるマルチホップネットワークを構成する無線通信ネットワークと、該無線通信ネットワークとはゲートウェイを介して接続されるセンター装置と、からなる無線通信ネットワークシステムであって、
   前記無線通信ネットワークは、ネットワーク内の全ての端末へのホップ数を管理する構成情報を個々に有する複数の間欠動作無線端末で構成され、そのうちの一つの間欠動作無線端末がネットワーク内の番号発行機能と前記センター装置に接続するゲートウェイ機能を備える管理端末となる無線通信ネットワークにおいて、
   前記ネットワークに新規参入しようとする無線端末は、
   隣接する無線端末からのビーコンを受信する手段と、
   電界強度が最も強いビーコンを送信してきた隣接する前記無線端末に対して構成情報の交換を行って前記管理端末までのホップ数を獲得する手段と、
   前記管理端末までのホップ数を含ませたパケットを前記隣接する前記無線端末経由で前記管理端末までの上り通信で送信するデータ送信手段と、を備え、
   前記上り通信で前記管理端末までのデータの中継に関与する途上の無線端末のそれぞれは、前記パケットに格納されている前記管理端末までのホップ数から自端末の前記管理端末までのホップ数を減算して前記新規参入の無線端末のホップ数として自端末の構成情報に登録する手段を備え、
   前記ネットワークに新規参入しようとする無線端末が出現した場合に、前記新規参入無線端末から前記管理端末までの前記上り通信に関与した無線端末における構成情報の更新を行うことを特徴とする無線通信ネットワークシステム。
2. 前記管理端末は、前記上り通信で更新された構成情報を基に前記新規参入の無線端末に対してネットワーク参入に伴う番号付与のデータを返送すると共に、前記センター装置に対して付与した前記番号を通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信ネットワークシステム。
3. 前記センター装置は、前記管理端末から通知された前記番号を基に前記管理端末経由で前記新規参入の無線端末に対して前記新規参入の無線端末からの前記センサー値の受け付けを開始する旨の通知を行うことで前記新規参入の無線端末は前記センター装置よって確認されたことを知ることを特徴とする請求項２記載の無線通信ネットワークシステム。
4. 前記上り通信に関与しなかった無線端末は、前記上り通信に関与した無線端末（管理端末を含む）との通信時に、構成情報の交換を実行することで前記構成情報の更新を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。
   

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