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特開2023-23800無線通信システム、外部端末、無線通信方法、及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023023800
(43)【公開日】2023-02-16
(54)【発明の名称】無線通信システム、外部端末、無線通信方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
   H04W 40/24 20090101AFI20230209BHJP
   H04W 88/04 20090101ALI20230209BHJP
   H04W 16/26 20090101ALI20230209BHJP
【FI】
H04W40/24
H04W88/04
H04W16/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021129638
(22)【出願日】2021-08-06
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000220262
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000000284
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000221834
【氏名又は名称】東邦瓦斯株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】309042071
【氏名又は名称】東光東芝メーターシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】畠内 孝明
(72)【発明者】
【氏名】星野 充紀
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】土屋 創太
(72)【発明者】
【氏名】土岐 爽真
(72)【発明者】
【氏名】田村 至
(72)【発明者】
【氏名】安井 昌広
(72)【発明者】
【氏名】福島 圭亮
(72)【発明者】
【氏名】神谷 健司
(72)【発明者】
【氏名】坂田 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】猪子 照恵
(72)【発明者】
【氏名】山下 真純
(72)【発明者】
【氏名】中川 雅文
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 尚利
(72)【発明者】
【氏名】小野 佑輔
(72)【発明者】
【氏名】田井 貴久
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067DD17
5K067EE02
5K067EE16
(57)【要約】
【課題】複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することを容易にする。
【解決手段】無線通信システムは、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークと、前記無線通信ネットワークの外部の外部端末とを含む無線通信システムであって、前記無線端末は、前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を記憶する記憶部と、前記外部端末の情報を含む、当該無線端末宛のデータを受信する受信部と、を有し、前記外部端末は、前記外部端末の情報を管理する端末情報管理部と、宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する通信部と、を有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークと、前記無線通信ネットワークの外部の外部端末とを含む無線通信システムであって、
前記無線端末は、
前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を記憶する記憶部と、
前記外部端末の情報を含む、当該無線端末宛のデータを受信する受信部と、
を有し、
前記外部端末は、
前記外部端末の情報を管理する端末情報管理部と、
宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する通信部と、
を有する、無線通信システム。
【請求項2】
前記外部端末は、
前記無線通信ネットワークを構成する前記無線端末に対してデータを送信する場合、前記データのヘッダ部に宛先として前記無線端末の識別情報と送信元として前記外部端末の識別情報とを格納し、前記データのデータ部に前記外部端末の識別情報に対応する送信元の情報と前記無線端末の識別情報に対応する宛先の情報とを格納して、前記データを送信し、
前記データを受信する前記無線端末は、
前記データのヘッダ部に自端末の識別情報が無ければ前記データを破棄し、
前記データのヘッダ部に自端末の識別情報が有れば、データ部にある送信元の情報と前記記憶部に記憶している前記外部端末の情報を参照し、情報が一致していれば前記データを受信する、
請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記データを受信する前記無線端末は、
前記データのデータ部にある宛先の情報が自端末宛である場合、要求された処理を実行する、請求項2に記載の無線通信システム。
【請求項4】
前記データを受信する前記無線端末は、
前記データのデータ部にある送信元の情報が第1の外部端末の情報であれば、前記マルチホップ通信を行なわない、請求項2に記載の無線通信システム。
【請求項5】
前記データを受信する前記無線端末は、
前記データのデータ部にある送信元の情報が第2の外部端末の情報であれば、前記マルチホップ通信を行う、請求項2に記載の無線通信システム。
【請求項6】
前記端末情報管理部は、前記複数の無線端末のうち、前記マルチホップ通信で複数の他の無線端末と通信可能なゲートウェイ端末の情報を管理し、
前記通信部は、前記宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記ゲートウェイ端末に送信し、
前記ゲートウェイ端末は、前記通信部から受信した、前記宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記マルチホップ通信で前記宛先の無線端末に転送する転送部を有する、
請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項7】
前記宛先の無線端末は、
前記ゲートウェイ端末から、前記宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを受信した場合、
前記外部端末の情報と前記宛先の無線端末の情報とを含む応答データを、前記マルチホップ通信で前記ゲートウェイ端末に送信する送信部を有し、
前記ゲートウェイ端末は、前記送信部から受信した、前記外部端末の情報と前記宛先の無線端末の情報とを含む応答データを、前記外部端末に転送する、
請求項6に記載の無線通信システム。
【請求項8】
前記端末情報管理部は、前記複数の無線端末のうち、前記マルチホップ通信で複数の他の無線端末と通信可能なゲートウェイ端末の情報を管理し、
前記通信部は、前記ゲートウェイ端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記複数の他の無線端末のうちの一の無線端末に送信し、
前記一の無線端末は、前記通信部から受信した、前記ゲートウェイ端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記マルチホップ通信で前記ゲートウェイ端末に転送する転送部を有する、
請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項9】
前記ゲートウェイ端末は、
前記一の無線端末から、前記ゲートウェイ端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを受信した場合、
前記外部端末の情報と前記ゲートウェイ端末の情報とを含む応答データを、前記マルチホップ通信で前記一の無線端末に送信する送信部を有し、
前記一の無線端末は、前記送信部から受信した、前記外部端末の情報と前記ゲートウェイ端末の情報とを含む応答データを、前記外部端末に転送する、
請求項8に記載の無線通信システム。
【請求項10】
前記端末情報管理部は、前記複数の無線端末の情報を管理し、
前記通信部は、前記宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記宛先の無線端末に送信する、
請求項1に記載の無線通信システム。
【請求項11】
前記端末情報管理部は、前記マルチホップ通信を行う第1の外部端末の情報と、前記マルチホップ通信を行わない第2の外部端末の情報とを管理し、
前記通信部は、前記宛先の無線端末の情報と前記第2の外部端末の情報とを含むデータを、前記宛先の無線端末に送信する、請求項10に記載の無線通信システム。
【請求項12】
複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークの外部の外部端末であって、
前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を管理する端末情報管理部と、
宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する通信部と、
を有する、外部端末。
【請求項13】
複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークと、前記無線通信ネットワークの外部の外部端末とを含む無線通信システムにおいて、
前記無線端末が、
前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を記憶部に記憶する処理と、
前記外部端末の情報を含む、当該無線端末宛のデータを受信する処理と、
を実行し、
前記外部端末が、
前記外部端末の情報を管理する処理と、
宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する処理と、
を実行する、無線通信方法。
【請求項14】
複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークの外部の外部端末に、
前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を管理する処理と、
宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する処理と、
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システム、外部端末、無線通信方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
複数の無線端末によって構成され、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、特許文献1に示すような無線通信ネットワークに新たに参加する無線端末の情報を、ネットワークの構成情報に登録し、他の無線端末と通信可能にする技術が知られている(例えば、特許文献2~4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010-28169号公報
【特許文献2】特開2010-28177号公報
【特許文献3】特開2018-26764号公報
【特許文献4】特開2018-61132号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば、特許文献1に示すように、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、ネットワークの構成情報に登録されていない外部端末を用いて、無線端末と通信を行いたいという要求がある。
【0006】
しかし、特許文献1~4に示すような従来の技術では、ネットワークの構成情報に登録されていない外部端末を用いて、無線通信ネットワーク内の無線端末と通信することには困難を伴っていた。
【0007】
本発明の実施の一実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することを容易にする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る無線通信システムは、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークと、前記無線通信ネットワークの外部の外部端末とを含む無線通信システムであって、前記無線端末は、前記無線通信ネットワークにおいて予め定められた前記外部端末の情報を記憶する記憶部と、前記外部端末の情報を含む、当該無線端末宛のデータを受信する受信部と、を有し、前記外部端末は、前記外部端末の情報を管理する端末情報管理部と、宛先の無線端末の情報と前記外部端末の情報とを含むデータを、前記無線端末に送信する通信部と、を有する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態によれば、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】一実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。
図2】一実施形態に係る無線端末、及び外部端末のハードウェア構成の例を示す図である。
図3】一実施形態に係る無線端末の機能構成の例を示す図である。
図4】一実施形態に係る外部端末の機能構成の例を示す図である。
図5】一実施形態に係る無線通信パケットのフォーマットの例を示す図である。
図6】第1の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。
図7A】第1の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図である。
図7B図7Aのシーケンス図に対応するパケット情報の変化を表す図である。
図8】第2の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。
図9A】第2の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図(1)である。
図9B図9Aのシーケンス図に対応するパケット情報の変化を表す図である。
図10A】第2の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図(2)である。
図10B図10Aのシーケンス図に対応するパケット情報の変化を表す図である。
図11】第3の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。
図12A】第3の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図(1)である。
図12B図12Aのシーケンス図に対応するパケット情報の変化を表す図である。
図13A】第3の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図(2)である。
図13B図13Aのシーケンス図に対応するパケット情報の変化を表す図である。
図14】一実施形態に係る外部端末の設定処理の一例を示すシーケンス図である。
図15】従来の無線通信ネットワークの構成の一例を示す図である。
図16】従来の無線通信ネットワークにおけるホップ数情報の例を示す図である。
図17】従来の無線通信ネットワークにおける無線通信パケットの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【0012】
<無線通信ネットワークの概要>
本実施形態に係る無線通信システムについて説明する前に、本実施形態の前提となる無線通信ネットワークの概要について説明する。
【0013】
図15は、従来の無線通信ネットワークの構成の一例を示している。図15に示した無線通信ネットワーク1は、従来の無線通信ネットワークのマルチホップ無線通信の標準形態であり、複数の無線端末A~Jが、ネットワークの構成情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワークの一例である。
【0014】
図15において、A~Jは、分散設置された無線端末を示す。各無線端末A~Jは、自端末から所定の通信範囲内の他の無線端末と、直接無線通信を行うことができる。また、各無線端末A~Jは、他の無線端末を経由してマルチホップ通信を行うことにより、他の全ての無線端末と無線通信を行うことができる。
【0015】
図15において、各無線端末A~Jを結ぶ破線は、無線通信路を示しており、破線で結ばれた2つの無線端末は、直接無線通信を行うことができることを意味している。各無線端末A~Jは、例えば、存在通知パケット、通信診断パケットなどを相互に送受信して通信路の信頼性を診断することにより、例えば、図16に示すような、自端末のホップ数情報21aを生成し、記憶部等に記憶する。
【0016】
図16に示したホップ数情報21aは、無線端末Aが生成し、記憶する自端末のホップ数情報の一例であり、無線端末Aが送信したパケットが、他の無線端末に到達するまでに通信(ホップ)する回数を示している。このホップ数情報21aは、例えば、無線端末Aが1回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末は、無線端末B、C、Dであることを示している。同様に、無線端末Aが、2回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末は、無線端末E、Fであり、3回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末は無線端末F、H、Iであり、4回の通信でパケットを転送可能な無線端末は、無線端末Jであることを示している。
【0017】
ただし、例えば、無線端末Aの自端末のホップ数情報21aにおいて、無線端末Aが、無線端末B、C、D以外の無線端末E~Hと直接無線通信ができないとは限らない。例えば、図15において、無線端末E、Fは、周囲の通信環境が良好なとき等に、無線端末Aと直接無線通信できる場合もあり得る。しかし、ここでは、上述した通信路の信頼性の診断結果により、信頼性が十分でなかった等の理由により、無線端末Aから、無線端末E、Fへの無線通信には、他の無線端末による中継を要するものとして管理されている。
【0018】
また、各無線端末A~Jは、例えば、図16に示すような自端末のホップ数情報21aに基づいて、隣接する他の無線端末(直接無線通信が可能な他の無線端末)のホップ数情報を取得し、例えば、図16に示すような、隣接端末のホップ数情報22aを作成し、記憶部等に記憶する。
【0019】
図16の隣接端末のホップ数情報22aは、無線端末Aが、隣接する他の無線端末B、C、Dから取得し、記憶した隣接端末のホップ数情報の一例である。なお、無線端末Aが、自端末のホップ数情報21aと、隣接端末のホップ数情報22aとを分けて管理することは必須ではなく、1つの無線端末Aのホップ数情報20aとして管理しても良い。また、以下の説明において、無線端末Aの自端末のホップ数情報21aと、隣接端末のホップ数情報22aとを、特に区別する必要がない場合、無線端末Aのホップ数情報20aと呼ぶ。
【0020】
なお、無線通信ネットワーク1に含まれる他の無線端末B~Jは、無線端末と同様にして、各無線端末B~Jのホップ数情報20b~20Jを管理している。図16には、無線端末Bのホップ数情報20b、無線端末Eのホップ数情報20e、無線端末Gのホップ数情報20gの一例を示している。
【0021】
各無線端末A~Gは、他の無線端末にパケットを送信するときに、自端末のホップ数情報20a~20jを参照して、パケットの送信先を決定する。なお、ホップ数情報20a~20jは、ネットワークの構成情報の一例である。
【0022】
一例として、無線端末Aが無線端末Jを宛先とするパケットを送信する場合、無線端末Aは、無線端末Aのホップ数情報20aを参照して、自端末より、無線端末Jまでのホップ数が少ない無線端末B、C、Dのいずれかに、パケットを送信する。例えば、無線端末Aは、図15に矢印で示すように、無線端末Bに、図17に示すような無線通信パケット30を送信する。
【0023】
図17は、従来の無線通信ネットワークおける無線通信パケットの例を示す図である。図17の例では、無線通信パケット30は、ヘッダ部31とデータ部32とを有し、ヘッダ部31には、ネットワークID33、転送元RNO34、転送先RNO35、送信元RNO36、宛先RNO37等を含む。
【0024】
ネットワークID33は、無線通信ネットワーク1を識別するネットワーク番号である。転送元RNO34は、無線通信パケット30を送信した無線端末の無線端末番号(以下、RNOと呼ぶ)である。転送先RNO35は、無線通信パケット30の転送先の無線端末のRNOである。例えば、無線端末Aが、無線端末Jに無線通信パケット30を送信する際に、隣接する無線端末Bを介して無線通信パケット30を送信する場合、転送元RNO34に無線端末AのRNOを設定し、転送先RNO513に無線端末BのIDを設定する。
【0025】
送信元RNO36は、データ部520の送信元の無線端末を示すRNOである。宛先RNO37は、データ部520の宛先の無線端末を示すRNOである。例えば、無線端末Aから無線端末Jにデータ部520を送信する場合、送信元RNO36に無線端末AのRNOを設定し、宛先RNO37に無線端末JのRNOを設定する。データ部32には、宛先の無線端末Jに送信するデータ38が格納される。
【0026】
無線端末Aから、無線通信パケット30(以下、パケットと呼ぶ)を受信した無線端末Bは、例えば、図16に示すような、無線端末Bのホップ数情報20bを参照して、パケットの送信先を決定する。例えば、無線端末Bは、自端末より、無線端末Jまでのホップ数が少ない無線端末Eにパケットを転送する。
【0027】
同様にして、無線端末Bから、パケットを受信した無線端末Eは、例えば、図16に示すような、無線端末Eのホップ数情報20eを参照して、パケットの送信先を決定する。例えば、無線端末Eは、自端末より、無線端末Jまでのホップ数が少ない無線端末Gにパケットを転送する。パケットを受信した無線端末Gは、隣接する無線端末Jにパケットを転送する。これにより、無線端末Aは、図15に矢印で示したように、無線端末B、E、Gを介して、無線端末Jにパケットを送信することができる。
【0028】
なお、無線通信ネットワーク1では、各無線端末A~Jを識別する識別情報として、各無線端末にRNO(無線端末番号)を割り当てている。すなわち、各無線端末A~Jには元々、製造時などに、例えば、製造番号等の無線端末を一位に識別するための識別情報が割り当てられて登録されている。しかし、この製造番号等は長く、例えば、14byte程度のサイズが必要となる。そのため、この製造番号等を、無線通信ネットワーク1において、各無線端末A~Jを識別するための識別情報として用いると、無線端末間の通信では、基本的に常に識別情報を送受信するため、通信の際の情報量が多くなり、通信負荷が増大してしまう。
【0029】
従って、無線通信ネットワーク1では、各無線端末A~Jに、例えば、1byte程度のRNOを割り当てて、このRNOを、無線通信ネットワーク1内で各無線端末A~Jを識別する識別情報として用いている。また、無線通信ネットワーク1は、各無線端末A~JのRNOと、製造番号等の無線端末ごとに固有の識別情報(以下、IDと呼ぶ)との対応関係を、例えば、無線端末管理情報等に記憶して管理している。
【0030】
上記の構成により、無線通信ネットワーク1では、例えば、短距離無線通信を用いて、複数の無線端末A~Jの間で、双方向の情報のやり取りが任意のタイミングで行われる。短距離無線通信システムとしては、規格化されているIEEE802.15に代表される、低消費電力、低コストの通信を目指した、低レートの無線PAN(Personal Area Network)システムがある。IEEE802.15を用いた低レートの無線PANシステムの例としては、国際的に規格化されているZigBee(登録商標)等がある。また、ガス、水道などの集中監視システムでは、NPO法人 テレメータリング推進協議会で規格化されたIEEE802.15.4g/eに準拠した無線通信方式としてUバスエアが知られている。
【0031】
無線通信ネットワーク1の用途として、センサを搭載した無線ノードや、各種機器を制御するアクチュエータを搭載した無線局でネットワークを構成し、ホームセキュリティ、児童や高齢者の安全・安心、健康管理、ホーム/ビルの施設制御、工場内制御・モニタリング、病院内管理、メータの自動検針、屋外モニタリングなどに利用されている。
【0032】
<課題について>
例えば、図15~17に示すような、ホップ数情報に基づいて、データをマルチホップ通信する無線通信ネットワーク1において、ホップ数情報に登録されていない外部端末を用いて、任意の無線端末と通信を行いたいという要求がある。
【0033】
しかし、従来の技術では、ホップ数情報等のネットワークの構成情報に登録されていない外部端末を用いて、無線通信ネットワーク1内の無線端末と通信することには困難を伴っていた。例えば、特許文献2~4示すような従来の技術を利用して、ホップ数情報が登録されていない外部端末を用いて、無線通信ネットワーク1内の任意の無線端末と通信することはできない。
【0034】
また、外部端末を、例えば、有線ケーブル、又は近距離無線通信等で無線端末に接続して通信を行う方法も考えられるが、この場合、外部端末を利用する利用者が、無線端末が設置されている場所まで行かなければならないという問題がある。さらに、無線端末は、例えば、電柱の上などに設けられている場合もあるため、外部端末を無線端末に直接接続すること自体が困難な場合もある。
【0035】
本実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することを容易にする。
【0036】
なお、本発明は、無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することを容易にする技術であり、通信方式自体は、マルチホップ通信方式であれば特定の規格に限定されるものではない。
【0037】
<システム構成>
図1は、一実施形態に係る無線通信システムのシステム構成の例を示す図である。無線通信システム100は、複数の無線端末101a~101dを含む無線通信ネットワーク110と、無線通信ネットワーク110の外部の無線端末である外部端末102とを有する。なお、無線通信ネットワーク110は、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークの一例である。また、以下の説明において、複数の無線端末101a~101dのうち、任意の無線端末を示す場合、「無線端末101」を用いる。図1に示す無線端末101の数は一例であり、2つ以上の他の数であって良い。
【0038】
複数の無線端末101a~101dのうち、無線端末101aは、GW(Gateway)機能を有し、例えば、インターネット、又はLAN(Local Area Network)等の通信ネットワーク121を介して管理サーバ120と通信可能に接続されている。以下の説明において、このGW(Gateway)機能を有する無線端末101aを、他の無線端末101b~101dと区別するため、「GW端末(ゲートウェイ端末)101a」と呼ぶ。
【0039】
GW端末101aは、一例として、他の無線端末101b~101dから、センサデータ等を受信し、受信したセンサデータ等を管理サーバ120に送信する。また、GW端末101aは、例えば、管理サーバ120から、他の無線端末101b~101d宛の制御情報等を受信すると、受信した制御情報を宛先の無線端末に転送する。
【0040】
管理サーバ120は、例えば、コンピュータの構成を有する情報処理装置、又は複数の情報処理装置を含むシステムである。管理サーバ120は、例えば、複数の無線端末101a~101dが取得したセンサデータを収集し、データベース等に記憶して管理する機能、及び無線通信ネットワーク110のネットワーク情報を管理する機能等を有している。なお、管理サーバ120が備える機能は、2つ以上のサーバに分散して配置されていても良い。
【0041】
図1の例では、GW端末101aは、GW端末101aの固有の識別情報であるID「A」と、無線通信ネットワーク1内でGW端末101aに割り当てられた無線端末番号であるRNO「1」を有している。同様に、無線端末101bはID「B」とRNO「2」、無線端末101cはID「C」とRNO「3」、無線端末101dは、ID「D」とRNO「4」を、それぞれ有している。
【0042】
外部端末102は、複数の無線端末101a~101dと同じ無線通信方式で通信する通信部を備えている。また、外部端末102は、無線通信ネットワーク110において予め定められた外部端末のID「X」とRNO「99」を有している。
【0043】
無線通信ネットワーク110に参加している複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)は、予め定められた外部端末のID「X」とRNO「99」を、例えば、記憶部等に記憶している。また、複数の無線端末101は、外部端末のID「X」とRNO「99」有する無線端末である外部端末102を、無線通信ネットワーク110に参加させるための処理を実行しない。例えば、複数の無線端末101a~101dは、外部端末102のホップ数情報の登録処理を行わない。さらに、複数の無線端末101(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)は、所定の通信手順で、外部端末102と通信を行う。なお、外部端末102と無線端末101との間でデータを送受信する所定の通信手順については、複数の実施形態を例示して後述する。
【0044】
<ハードウェア構成>
図2は、一実施形態に係る無線端末、及び外部端末のハードウェア構成の例を示す図である。無線端末101、及び外部端末102は、一例として、図2に示すように、プロセッサ201、メモリ202、ストレージデバイス203、無線送受信回路204、外部接続I/F(Interface)205、通信I/F206、及びバス206等を有している。
【0045】
プロセッサ201は、例えば、メモリ202、ストレージデバイス203等の記憶媒体に記憶したプログラムを実行することにより、無線端末101、又は外部端末102が備える様々な機能を実現するCPU(Central Processing Unit)等の演算装置である。なお、プロセッサ201には、CPUに代えて(又は加えて)、例えば、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等が含まれていても良い。
【0046】
メモリ202には、例えば、プロセッサ201がワークエリア等として用いる揮発性のメモリであるRAM(Random Access Memory)、及び起動プログラム等を記憶したROM(Read Only Memory)等の様々な記憶デバイスが含まれ得る。ストレージデバイス203は、例えば、SSD(Solid State Drive)、又はフラッシュROM等の大容量で不揮発性の様々な記憶デバイスが含まれ得る。
【0047】
無線送受信回路204は、複数の無線端末101、及び外部端末102の間で、所定の無線通信でデータを送受信するための回路である。無線送受信回路204には、例えば、無線通信用のアンテナ、無線回路、ベースバンド回路、又は通信用のLSI(Large Scale integration)等が含まれ得る。なお、無線送受信回路204は、回路に限られず、例えば、モジュール、デバイス、又は装置等の任意の構成であって良い。
【0048】
外部接続I/F205は、例えば、各種のセンサ、又はアクチュエータ等を無線端末101、又は外部端末102に接続するためのインタフェースである。なお、無線端末101は、外部接続I/F205に代えて(又は加えて)各種のセンサ等を有していても良い。
【0049】
通信I/F206は、例えば、GW端末101a、又は外部端末102等を、無線通信、又は有線通信で通信ネットワーク121に接続して、管理サーバ120等との通信を行うLAN、又はWAN(Wide Area Network)等の通信インタフェースである。なお、無線端末101b~101dは、通信I/F206を有していなくても良い(有していても良い)。バス207は、上記の各構成要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝達する。
【0050】
<機能構成>
続いて、本実施形態に係る無線端末101(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)、及び外部端末102の機能構成について説明する。
【0051】
(無線端末の機能構成)
図3は、一実施形態に係る無線端末の機能構成の例を示す図である。無線端末101は、例えば、メモリ202、又はストレージデバイス203等の記憶媒体に記憶した所定のプログラムを、プロセッサ201が実行することにより、無線送受信部310、電文制御部320、及び記憶部330等を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。
【0052】
無線送受信部310は、受信部311、転送部312、及び送信部313等を含み、例えば、無線送受信回路204を用いて、他の無線端末101、又は外部端末102と、所定の無線通信でデータを送受信する。
【0053】
受信部311は、無線送受信回路204が、他の無線端末101、及び外部端末102等から受信した無線通信パケットから、自端末宛のデータを受信する。
【0054】
図5は、一実施形態に係る無線通信パケットのフォーマットの例を示す図である。無線端末101、及び外部端末102は、例えば、図5に示すような無線通信パケット500を用いて、他の端末とデータを送受信する。図5の例では、無線通信パケット500は、ヘッダ部510とデータ部520とを有し、ヘッダ部510は、ネットワークID511、転送元RNO512、転送先RNO513、送信元RNO514、及び宛先RNO515等を含む。また、データ部520は、送信元ID521、宛先ID522、及び電文データ523等を含む。
【0055】
無線端末101、及び外部端末102は、電文データ523に、送信元ID521と宛先IDとを付加したデータ部520を作成し、作成したデータ部520にヘッダ部510を付加して、無線通信パケット500を送信する。電文データ523は、例えば、センサデータ、又は制御情報等の送受信の対象となるデータである。送信元ID521は、送信元の無線端末101、又は外部端末102を識別するIDであり、宛先ID522は、宛先の無線端末101、又は外部端末102を識別するIDである。
【0056】
受信部311は、無線送受信回路204が、他の無線端末101、及び外部端末102等から受信した無線通信パケット500に含まれるデータ部520を参照し、宛先ID522に自端末のIDが設定されている場合、電文データ523を受信(取得)する。これにより、本実施形態に係る受信部311は、送信元ID521に他の無線端末101のID、又は外部端末102のIDが設定され、宛先ID522に自端末のIDが設定された自端末宛の電文データ523を受信する。
【0057】
ヘッダ部510は、無線端末101、又は外部端末102が、データ部520を送信するときに、無線通信パケット500に付加する。ネットワークID511は、無線通信ネットワーク110を識別するネットワーク番号である。転送元RNO512は、無線通信パケット500を送信した無線端末101のRNO(無線端末番号)である。転送先RNOは、無線通信パケット500の宛先の無線端末101のRNOである。送信元RNO514は、データ部520を送信した送信元の無線端末101、又は外部端末102のRNOである。宛先RNO515は、データ部520の宛先の無線端末101、又は外部端末102のRNOである。
【0058】
好ましくは、無線送受信部310は、自端末が所属する無線通信ネットワーク110のネットワークIDとは異なる値のネットワークID511を含む無線通信パケット500を破棄、又は無視する。
【0059】
ここで、図3に戻り、無線端末101の機能構成の説明を続ける。転送部312は、無線送受信回路204が、他の無線端末101、及び外部端末102等から受信した無線通信パケット500に含まれるデータ部520を参照し、宛先ID522に自端末のIDが設定されていない場合、無線通信パケット500を転送する。例えば、転送部312は、図15~17で説明したように、自端末、及び隣接する他の無線端末101のホップ数情報331を、記憶部330に記憶しておき、ホップ数情報331に基づいて、無線通信パケット500を他の無線端末101に転送する。
【0060】
なお、ホップ数情報331は、無線通信ネットワーク110の構成を示すネットワークの構成情報の一例である。転送部312は、ホップ数情報331とは異なるネットワークの構成情報に基づいて、無線通信パケット500を他の無線端末101に転送するものであっても良い。
【0061】
送信部313は、図5に示すように、電文データ523に、送信元ID521と宛先IDとを付加したデータ部520に、ヘッダ部510を付加した無線通信パケット500を送信する。
【0062】
電文制御部320は、無線送受信部310を用いて、他の無線端末101、及び外部端末102との間で、電文データの送受信を行う。また、電文制御部320は、受信した電文データに含まれる要求メッセージ等に従って、要求された処理を実行し、実行結果を含む応答メッセージを電文データとして、要求元に送信する。
【0063】
記憶部330は、例えば、プロセッサ201が実行するプログラム、及びストレージデバイス203等によって実現され、例えば、ホップ数情報331、無線端末管理情報332、GW端末情報333、外部端末情報334、及び送受信電文335等を記憶する。
【0064】
ホップ数情報331は、例えば、図16で説明したように、自端末、及び隣接する無線端末101から、他の無線端末101に到達するまでに通信(ホップ)する回数を示す情報である。無線端末管理情報332は、無線通信ネットワーク110に含まれる複数の無線端末101のRNOとIDとの対応関係を示す情報である。なお、本実施形態では、無線端末101b~101dは、無線端末管理情報332を有していなくても良い(有していても良い)。
GW端末情報333は、GW端末101aのRNOとIDとを記憶した情報であり、無線通信ネットワーク110において、GW端末101aを特定するために用いられる。外部端末情報334は、外部端末102のRNOとIDとを記憶した情報であり、外部端末102を特定するために用いられる。送受信電文335は、電文制御部320が、送信する電文データ、又は受信した電文データ等の情報である。
【0065】
なお、図3に示した無線端末101の機能構成は一例である。例えば、受信部311、転送部312、及び送信部313の機能は、1つの無線送受信部310によって実現されるものであっても良い。また、無線端末管理情報332、GW端末情報333、及び外部端末情報334は、1つの無線端末管理情報332で管理されるもの等であっても良い。
【0066】
(外部端末の機能構成)
図4は、一実施形態に係る外部端末の機能構成の例を示す図である。外部端末102は、例えば、メモリ202、又はストレージデバイス203等の記憶媒体に記憶した所定のプログラムを、プロセッサ201が実行することにより、第1の通信部401、電文制御部402、端末情報管理部403、第2の通信部404、及び記憶部420等を実現している。なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。
【0067】
第1の通信部(通信部)401は、例えば、無線送受信回路204を用いて、宛先の無線端末101の情報と外部端末102の情報とを含むデータを、複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)のうち、所定の無線端末101に送信する。例えば、第1の通信部401は、図5示すような、無線通信パケット500に、送信元RNO514、宛先RNO515等を設定して、所定の無線端末101に送信する。また、第1の通信部401は、所定の無線端末101から送信される外部端末102宛の無線通信パケット500を受信する。
【0068】
一例として、第1の通信部401は、宛先の無線端末101のIDと外部端末102のIDとを含むデータ部520に、GW端末101a宛のヘッダ部510を付加して、GW端末101aに送信する。この場合、GW端末101aは、受信した無線通信パケット500に含まれるデータ部520に基づいて、宛先の無線端末101を特定し、特定した宛先の無線端末101に、無線通信パケット500を、マルチホップ通信で転送する。また、GW端末101aは、宛先の無線端末101から受信した外部端末102宛の無線通信パケット500を、外部端末102に転送する。
【0069】
別の一例として、第1の通信部401は、GW端末101aのIDと外部端末102のIDとを含むデータ部520に、無線端末101b~101dのうち、一の無線端末101宛のヘッダ部510を付加して、一の無線端末101に送信する。この場合、一の無線端末101は、受信した無線通信パケット500を、GW端末101aに、マルチホップ通信で転送する。また、一の無線端末101は、GW端末101aから受信した外部端末102宛の無線通信パケット500を、外部端末102に転送する。
【0070】
別の一例として、第1の通信部401は、宛先の無線端末101のIDと外部端末102のIDとを含むデータ部520に、宛先の無線端末101宛のヘッダ部510を付加して、宛先の無線端末101に送信する。この場合、宛先の無線端末101は、受信した無線通信パケット500に含まれる電文データ523を受信し、応答電文(応答データ)を含む無線通信パケット500を、外部端末102に送信する。
【0071】
電文制御部402は、第1の通信部401を用いて、複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101c)との間で、電文データの送受信を行う。
【0072】
端末情報管理部403は、例えば、無線端末管理情報411、GW端末情報413、及び外部端末情報414等を、記憶部410に記憶して管理する。好ましくは、端末情報管理部403は、無線通信ネットワーク110の情報を管理する管理サーバ120等から、無線端末管理情報411、GW端末情報413、及び外部端末情報414等を取得し、記憶部410に記憶する。
【0073】
第2の通信部404は、例えば、通信I/F206等を用いて、外部端末102を通信ネットワーク121に接続し、管理サーバ120等と通信を行う。
【0074】
記憶部410は、例えば、プロセッサ201が実行するプログラム、及びストレージデバイス203等によって実現され、例えば、無線端末管理情報411、送受信電文412、GW端末情報413、及び外部端末情報414等を記憶する。無線端末管理情報411は、無線通信ネットワーク110に含まれる複数の無線端末101のRNOとIDとの対応関係を示す情報であり、例えば、GW端末101aが有する無線端末管理情報332と同じ情報で良い。送受信電文412は、電文制御部402が、送信する電文データ、又は受信した電文データ等の情報である。
【0075】
GW端末情報413は、GW端末101aのRNOとIDとを記憶した情報であり、例えば、複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101c)が有するGW端末情報333と同じ情報で良い。外部端末情報414は、外部端末102のRNOとIDとを記憶した情報であり、例えば、複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101c)が有する外部端末情報334と同じ情報で良い。
【0076】
<処理の流れ>
続いて、本実施形態に係る無線通信方法の処理の流れについて、複数の実施形態を例示して説明する。
【0077】
[第1の実施形態]
図6は、第1の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。GW端末101aは、図6に示すような、ホップ数情報331a、無線端末管理情報332a、GW端末情報333a、及び外部端末情報334aを、記憶部330に記憶しているものとする。無線端末101bは、図6に示すような、ホップ数情報331b、GW端末情報333b、及び外部端末情報334bを、記憶部330に記憶しているものとする。無線端末101cは、図6に示すような、ホップ数情報331c、GW端末情報333c、及び外部端末情報334cを、記憶部330に記憶しているものとする。無線端末101dは、図6に示すような、ホップ数情報331d、GW端末情報333d、及び外部端末情報334dを、記憶部330に記憶しているものとする。外部端末102の端末情報管理部403は、図6に示すような、無線端末管理情報411、及び外部端末情報414を、記憶部410に記憶しているものとする。
【0078】
なお、図6に示したホップ数情報331は、図16で説明した自端末のホップ数情報21aと、隣接端末のホップ数情報22aとを1つにまとめたものである。例えば、GW端末101aが有するホップ数情報331aは、RNOが「1」のGW端末101aが、1回の通信(ホップ)でパケットを転送可能な他の無線端末101のRNOが「2」、「3」であり、2回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末101のRNOが「4」であることを示している。また、RNO「2」の無線端末101bが、1回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末のRNOが「1」、「4」であり、2回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末101のRNOが「3」であることを示している。同様に、RNO「3」の無線端末101cが、1回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末のRNOが「1」、「4」であり、2回の通信でパケットを転送可能な他の無線端末101のRNOが「2」であることを示している。
【0079】
なお、外部端末情報334a~334d、及び外部端末情報414は、無線通信ネットワーク110において、予め定められているものとする。この外部端末情報414に含まれる外部端末のRNOを有する外部端末102は、無線通信ネットワーク110において、ホップ数情報を構築するための通信を行わない特別な無線端末として扱われる。
【0080】
(無線通信処理)
図7Aは、第1の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、外部端末102が、複数の無線端末(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)のうち、一の無線端末(図7Aの例では無線端末101b)と通信を行う場合の処理の一例を示している。
【0081】
ステップS701において、外部端末102の電文制御部402は、送信元IDが外部端末102のID「X」、宛先IDが宛先の無線端末101bのID「B」の要求電文を作成する。例えば、電文制御部402は、図7Bに示した外部端末102から無線端末101b宛の無線通信パケット711のように、送信元ID521に外部端末102のID「X」を設定し、宛先ID522に無線端末101bのID「B」を設定したデータ部520を作成する。なお、外部端末102のID「X」は、外部端末の情報の一例であり、無線端末101bのID「B」は、宛先の無線端末の情報の一例である。
【0082】
ステップS702において、外部端末102の第1の通信部401は、送信元ID521に設定したID「X」に対応する送信元のRNO「99」を外部端末情報414から取得する。また、第1の通信部401は、宛先ID522に設定したID「B」に対応する宛先RNO「2」を、無線端末管理情報411から取得する。
【0083】
ステップS703において、第1の通信部401は、図7Bに示した外部端末102から無線端末101b宛の無線通信パケット711のように、ヘッダ部510の送信元RNO514に「99」を設定し、宛先RNO515に「2」を設定して、無線通信パケット711で要求電文を送信する。
【0084】
図7Bの例では、一例として、無線通信パケット711の転送元RNO512に、送信元RNO514と同じRNO「99」を設定し、転送先RNO513に、宛先RNO515と同じRNO「2」を設定している。ただし、外部端末102のID「X」は、外部端末102が、GW端末101a、又は無線端末101b~101dと、直接無線通信を行う場合に用いる外部端末102用のIDであるので、ヘッダ部510の転送元RNO512、及び転送先RNO513はなくても良い。また、ヘッダ部510に含まれる各情報の並びは一例であり、特に限定されない。以下の説明についても同様である。
【0085】
ステップS704において、無線端末101bの受信部311は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット711から、自端末の宛先ID「B」が設定されている要求電文を受信する。
【0086】
ステップS705において、無線端末101bの電文制御部320は、要求電文で要求された処理を実行する。
【0087】
ステップS706において、無線端末101bの電文制御部320は、処理結果に基づいて、送信元IDが無線端末101bのID「B」、宛先IDが外部端末102のID「X」の応答電文を作成する。例えば、電文制御部320は、図7Bに示した無線端末101bから外部端末102宛の無線通信パケット712のように、受信したデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを入れ替えることにより、応答電文のデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを設定することができる。
【0088】
ステップS707において、無線端末101bの送信部313は、宛先ID522に設定したID「X」に対応する宛先RNO「99」を、外部端末情報334bから取得する。
【0089】
ステップS708において、無線端末101bの送信部313は、図7Bに示した無線端末101bから外部端末102宛の無線通信パケット712のように、ヘッダ部510の送信元RNO514に「2」を設定し、宛先RNO515に「99」を設定して、無線通信パケット712で応答電文を送信する。
【0090】
ステップS709において、外部端末102の第1の通信部401は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット712から、自端末の宛先ID「X」が設定されている応答電文を受信する。
【0091】
上記の処理により、外部端末102は、ホップ数情報331への登録を行わずに、無線端末101bと通信を行うことができる。同様にして、外部端末102は、他の無線端末101c~101d、及びGW端末101aのいずれかと、ホップ数情報331への登録を行わずに、通信を行うことができる。
【0092】
[第2の実施形態]
図8は、第2の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。GW端末101aは、図8に示すような、ホップ数情報331a、無線端末管理情報332a、GW端末情報333a、及び外部端末情報334aを、記憶部330に記憶しているものとする。
【0093】
なお、第2の実施形態では、外部端末情報334に、外部端末102用のIDとして、「X」と「Y」の2つのIDが記憶されている。このうち、ID「X」は、第1の実施形態で説明したように、外部端末102が、GW端末101a、又は無線端末101b~101dと、直接無線通信を行う場合に用いる外部端末102用のIDである。一方、ID「Y」は、外部端末102が、GW端末101aを介して、他の無線端末101b~101dと通信する場合に用いる外部端末102用のIDである。なお、ID「Y」は、マルチホップ通信を行う第1の外部端末の情報の一例であり、ID「X」は、マルチホップ通信を行わない第2の外部端末の情報の一例である。
【0094】
無線端末101bは、図8に示すような、ホップ数情報331b、GW端末情報333b、及び外部端末情報334bを、記憶部330に記憶しているものとする。無線端末101cは、図8に示すような、ホップ数情報331c、GW端末情報333c、及び外部端末情報334cを、記憶部330に記憶しているものとする。無線端末101dは、図8に示すような、ホップ数情報331d、GW端末情報333d、及び外部端末情報334dを、記憶部330に記憶しているものとする。外部端末102の端末情報管理部403は、図8に示すような、無線端末管理情報411、及び外部端末情報414を、記憶部410に記憶しているものとする。
【0095】
なお、外部端末情報334a~334d、及び外部端末情報414は、無線通信ネットワーク110において、予め定められているものとする。この外部端末情報414に含まれる外部端末のRNOを有する外部端末102は、無線通信ネットワーク110において、ホップ数情報を構築するための通信を行わない特別な無線端末として扱われる。
【0096】
(無線通信処理)
図9A、10Aは、第2の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、外部端末102が、GW端末101aを用いて、マルチホップ通信を行うことにより、複数の無線端末101b~101d)のうち、一の無線端末(ここでは無線端末101d)と通信を行う場合の処理の一例を示している。なお、ここでは、第1の実施形態と同様の処理に対する詳細な説明は省略する。
【0097】
ステップS901において、外部端末102の電文制御部402は、送信元ID521が外部端末102のID「Y」、宛先ID522が宛先の無線端末101dのID「D」の要求電文を作成する。例えば、電文制御部402は、図9Bに示した外部端末102からGW端末101a(中継)宛の無線通信パケット911のように、送信元ID521に外部端末102のID「Y」を設定し、宛先ID522に無線端末101bのID「D」を設定したデータ部520を作成する。
【0098】
ステップS902において、外部端末102の第1の通信部401は、送信元ID「Y」に対応する送信元のRNO「99」を外部端末情報414から取得する。また、第1の通信部401は、GW端末101aに対応する宛先のRNO「1」を、GW端末情報413から取得する。
【0099】
ステップS903において、第1の通信部401は、図9Bに示した外部端末102からGW端末101a(中継)宛の無線通信パケット911のように、ヘッダ部510の送信元RNO514に「99」を設定し、宛先RNO515に「1」を設定して、無線通信パケット911で要求電文を送信する。
【0100】
ステップS904において、GW端末101aの無線送受信部310は、無線送受信回路204が受信した、宛先RNO「1」の無線通信パケット911から要求電文を取得する。また、無線送受信部310は、要求電文の送信元ID「Y」、及び宛先ID「D」により、要求電文を、マルチホップ通信で宛先ID「D」の無線端末101dに転送することを決定する。
【0101】
ステップS905において、GW端末101aの転送部312は、宛先ID「D」に対応するRNO「4」を、無線端末管理情報332aから取得する。
【0102】
ステップS906において、GW端末101aの転送部312は、送信元RNO「1」、宛先RNO「4」をヘッダ部510に設定した無線通信パケット500で、要求電文をマルチホップ通信で送信する。この処理は、例えば、図15図17で説明したマルチホップ通信と同様で良い。
【0103】
例えば、GW端末101aの転送部312は、図8に示すようなホップ数情報331aに基づいて、要求電文の送信先を決定する。具体的には、転送部312は、自端末より、宛先RNO「4」までのホップ数が少ない、RNO「2」、又は「3」の無線端末101b、101cを、要求電文の送信先に決定する。例えば、転送部312は、要求電文の送信先を無線端末101cに決定した場合、図9Bに示すようなGW端末101a(中継)から無線端末101c宛の無線通信パケット912を、無線端末101cに送信する。
【0104】
図9Bに示すように、GW端末101a(中継)から無線端末101c宛の無線通信パケット912は、送信元RNO514に、GW端末101aのRNO「1」が設定され、宛先RNO515に、宛先の無線端末101dのRNO「4」が設定される。また、転送元RNO512に、無線通信パケット912の転送元のGW端末101aのRNO「1」が設定され、転送先RNO513に、無線通信パケット912の転送先の無線端末101cのRNO「3」が設定される。
【0105】
無線通信パケット912を受信した無線端末101cの転送部312は、宛先RNO「4」を参照して、隣接するRNO「4」の無線端末101dに要求電文を転送すると決定する。また、無線端末101cの転送部312は、図9Bに示すような無線端末101c(中継)から無線端末101d宛の無線通信パケット913を作成し、無線端末101dに送信する。
【0106】
図9Bに示すように、無線端末101c(中継)から無線端末101d宛の無線通信パケット913は、転送元RNO512に、無線通信パケット912の転送元の無線端末101cのRNO「3」が設定され、転送先RNO513に、無線通信パケット912の転送先の無線端末101dのRNO「4」が設定される。一方、送信元RNO514、宛先RNO515、送信元ID521、及び宛先ID522等の情報は維持される。
【0107】
ステップS907において、無線端末101dの受信部311は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット913から、宛先ID「D」の自端末宛の要求電文を受信する。このとき、無線送受信部310は、無線通信パケット913の送信元RNO「1」を、記憶部330等に一時的に記憶しておく。
【0108】
ステップS908において、無線端末101dは、要求電文で要求された処理を実行する。
【0109】
続いて、図10のステップS1001において、無線端末101dの電文制御部320は、処理結果に基づいて、送信元IDが無線端末101dのID「D」、宛先IDが外部端末102のID「Y」の応答電文を作成する。例えば、電文制御部320は、図10Bに示した無線端末101dから無線端末101c(中継)宛の無線通信パケット1011のように、受信したデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを入れ替えることにより、応答電文のデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを設定することができる。
【0110】
ステップS1002において、無線端末101dの送信部313は、図9のステップS907で一時的に記憶したRNO「1」を取得する。
【0111】
ステップS1003において、無線端末101dの送信部313は、送信元RNO「4」、宛先RNO「1」をヘッダ部510に設定した無線通信パケット500で、応答電文をマルチホップ通信で送信する。この処理は、例えば、図15図17で説明したマルチホップ通信と同様で良い。
【0112】
例えば、無線端末101dの転送部312は、図8に示すようなホップ数情報331dに基づいて、要求電文の送信先を決定する。具体的には、転送部312は、自端末より、宛先RNO「1」までのホップ数が少ない、RNO「2」、又は「3」の無線端末101b、101cを、要求電文の送信先に決定する。例えば、転送部312は、要求電文の送信先を無線端末101cに決定し、図10Bに示すような無線端末101dから無線端末101c(中継)宛の無線通信パケット1011を、無線端末101cに送信する。
【0113】
図10Bに示すように、無線端末101dから無線端末101c(中継)宛の無線通信パケット1011は、送信元RNO514に、無線端末101dのRNO「4」が設定され、宛先RNO515に、宛先のGW端末101aのRNO「1」が設定される。また、転送元RNO512に、無線通信パケット912の転送元の無線端末101dのRNO「4」が設定され、転送先RNO513に、無線通信パケット912の転送先の無線端末101cのRNO「3」が設定される。
【0114】
無線通信パケット1011を受信した無線端末101cの転送部312は、宛先RNO「1」を参照して、隣接するRNO「1」のGW端末101aに要求電文を転送すると決定する。また、無線端末101cの転送部312は、図10Bに示すような無線端末101c(中継)からGW端末101a(中継)宛の無線通信パケット1012を作成し、GW端末101aに送信する。
【0115】
図10Bに示すように、無線端末101c(中継)からGW端末101a宛の無線通信パケット1012は、転送元RNO512に、無線通信パケット912の転送元の無線端末101cのRNO「3」が設定され、転送先RNO513に、無線通信パケット912の転送先のGW端末101aのRNO「1」が設定される。一方、送信元RNO514、宛先RNO515、送信元ID521、及び宛先ID522等の情報は維持される。
【0116】
ステップS1004において、GW端末101aの無線送受信部310は、無線送受信回路204が受信した、宛先RNO「1」の無線通信パケット1012から要求電文を取得する。また、無線送受信部310は、応答電文の宛先ID「Y」により、応答電文を、外部端末102に転送することを決定する。
【0117】
ステップS1005において、GW端末101aの送信部313は、応答電文の宛先ID「Y」に対応する宛先RNO「99」を、外部端末情報334aから取得する。
【0118】
ステップS1006において、GW端末101aの送信部313は、図10Bに示したGW端末101a(中継)から外部端末102宛の無線通信パケット1013のように、ヘッダ部510に送信元RNO514に、GW端末101aのRNO「1」、宛先RNO515に外部端末102のRNO「99」を設定して、無線通信パケット1013で応答電文を送信する。
【0119】
ステップS1007において、外部端末102の第1の通信部401は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット1013から、自端末の宛先ID「Y」が設定されている応答電文を受信する。
【0120】
上記の処理により、外部端末102は、ホップ数情報331への登録を行わずに、GW端末101aを利用して、複数の無線端末101b~101dと通信することができる。また、第2の実施形態によれば、外部端末102は、GW端末101aを利用して、例えば、離れた場所に設置された無線端末101と、容易に通信することができる。
【0121】
[第3の実施形態]
図11は、第3の実施形態に係る無線端末、及び外部端末が管理する情報の例を示す図である。なお、GW端末101a、無線端末101b~101d、及び外部端末102が管理する情報は、第2の実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【0122】
(無線通信処理)
図12、13は、第3の実施形態に係る無線通信処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、外部端末102が、複数の無線端末101b~101dのうち、一の無線端末(ここでは無線端末101b)を用いて、マルチホップ通信を行うことにより、GW端末101aと通信を行う場合の処理の一例を示している。なお、ここでは、第1、2の実施形態と同様の処理に対する詳細な説明は省略する。
【0123】
ステップS1201において、外部端末102の電文制御部402は、送信元ID521が外部端末102のID「Y」、宛先ID522が宛先のGW端末101aのID「A」の要求電文を作成する。
【0124】
ステップS1202において、外部端末102の第1の通信部401は、送信元ID「Y」に対応する送信元のRNO「99」を外部端末情報414から取得する。また、第1の通信部401は、無線端末101bに対応する宛先のRNO「2」を、無線端末管理情報411から取得する。
【0125】
ステップS1203において、第1の通信部401は、図12Bに示した外部端末102から無線端末101b(中継)宛の無線通信パケット1211のように、ヘッダ部510の送信元RNO514に「99」を設定し、宛先RNO515に「2」を設定して、無線通信パケット1211で要求電文を送信する。
【0126】
ステップS1204において、無線端末101bの無線送受信部310は、無線送受信回路204が受信した、宛先RNO「2」の無線通信パケット1211から要求電文を取得する。また、無線送受信部310は、要求電文の送信元ID「Y」、及び宛先ID「A」により、要求電文を、マルチホップ通信で宛先ID「A」のGW端末101aに転送することを決定する。
【0127】
ステップS1205において、無線端末101bの転送部312は、宛先ID「A」に対応するGW端末101aのRNO「1」を、GW端末情報333bから取得する。
【0128】
ステップS1206において、無線端末101bの転送部312は、送信元RNO「2」、宛先RNO「1」をヘッダ部510に設定した無線通信パケット500で、要求電文をマルチホップ通信で送信する。この処理は、例えば、図15図17で説明したマルチホップ通信と同様で良い。
【0129】
例えば、無線端末101bの転送部312は、図11に示すようなホップ数情報331bに基づいて、要求電文の転送先を決定する。図11の例では、要求電文の宛先のGW端末101aは、無線端末101bに隣接する隣接端末なので、無線端末101bの転送部312は、要求電文の転送先をGW端末101aに決定する。この場合、無線端末101bの転送部312は、図12Bに示すような無線端末101b(中継)からGW端末101a宛の無線通信パケット1212を、GW端末101aに送信する。
【0130】
図12Bに示すように、無線端末101b(中継)からGW端末101a宛の無線通信パケット1212は、送信元RNO514、及び転送元RNO512に、無線端末101bのRNO「2」が設定され、宛先RNO515、及び転送先RNO513に、宛先のGW端末101aのRNO「1」が設定される。
【0131】
ステップS1207において、GW端末101aの受信部311は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット1212から、宛先ID「A」の自端末宛の要求電文を受信する。このとき、無線送受信部310は、無線通信パケット1212の送信元RNO「2」を、記憶部330等に一時的に記憶しておく。
【0132】
ステップS1208において、GW端末101aは、要求電文で要求された処理を実行する。
【0133】
続いて、図13のステップS1301において、GW端末101aの電文制御部320は、処理結果に基づいて、送信元IDがGW端末101aのID「A」、宛先IDが外部端末102のID「Y」の応答電文を作成する。例えば、電文制御部320は、図13Bに示したGW端末101aから無線端末101b(中継)宛の無線通信パケット1311のように、受信したデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを入れ替えることにより、応答電文のデータ部520の送信元ID521と、宛先ID522とを設定することができる。
【0134】
ステップS1302において、GW端末101aの送信部313は、図12のステップS1207で一時的に記憶したRNO「2」を取得する。
【0135】
ステップS1303において、GW端末101aの送信部313は、送信元RNO「1」、宛先RNO「2」をヘッダ部510に設定した無線通信パケット500で、応答電文をマルチホップ通信で送信する。この処理は、例えば、図15図17で説明したマルチホップ通信と同様で良い。
【0136】
例えば、GW端末101aの転送部312は、図11に示すようなホップ数情報331aに基づいて、応答電文の転送先を決定する。図11の例では、応答電文の宛先の無線端末101bは、GW端末101aに隣接する隣接端末なので、GW端末101aの転送部312は、要求電文の転送先を無線端末101bに決定する。この場合、GW端末101aの転送部312は、図13Bに示すようなGW端末101aから無線端末101b(中継)宛の無線通信パケット1311を、無線端末101bに送信する。
【0137】
図13Bに示すように、GW端末101aから無線端末101b(中継)宛の無線通信パケット1311は、送信元RNO514、及び転送元RNO512に、GW端末101aのRNO「1」が設定され、宛先RNO515、及び転送先RNO513に、宛先の無線端末101bのRNO「2」が設定される。
【0138】
ステップS1304において、無線端末101bの無線送受信部310は、無線送受信回路204が受信した、宛先RNO「2」の無線通信パケット1311から要求電文を取得する。また、無線送受信部310は、応答電文の宛先ID「Y」により、応答電文を、外部端末102に転送することを決定する。
【0139】
ステップS1305において、無線端末101bの送信部313は、応答電文の宛先ID「Y」に対応する宛先RNO「99」を、外部端末情報334aから取得する。
【0140】
ステップS1306において、無線端末101bの送信部313は、図13Bに示した無線端末101b(中継)から外部端末102宛ての無線通信パケット1312のように、ヘッダ部510の送信元RNO514にRNO「2」、宛先RNO515に外部端末102のRNO「99」を設定して、無線通信パケット1312で応答電文を送信する。
【0141】
ステップS1307において、外部端末102の第1の通信部401は、無線送受信回路204が受信した無線通信パケット1312から、自端末の宛先ID「Y」が設定されている応答電文を受信する。
【0142】
上記の処理により、外部端末102は、ホップ数情報331への登録を行わずに、複数の無線端末101b~101dのうち、一の無線端末101を利用して、GW端末101aと通信することができる。これにより、GW端末101aが、例えば、電柱の上等に設置されている場合でも、最寄りの無線端末101を利用して、GW端末101aと通信することができるようになる。
【0143】
<外部端末の設定処理>
上記の第1~3の実施形態では、図6、8、11に示すように、外部端末102が、例えば、無線端末管理情報411、GW端末情報413、外部端末情報414等の無線通信ネットワーク110のネットワーク情報を有していることが前提となる。ここでは、外部端末102に、無線通信ネットワーク110のネットワーク情報を設定する処理について説明する。
【0144】
図14は、一実施形態に係る外部端末の設定処理の一例を示すシーケンス図である。なお、図14に示す処理の開始時点において、管理サーバ120は、GW端末101aが有する無線端末管理情報332、GW端末情報333、及び外部端末情報334等を、無線通信ネットワーク110のネットワークIDと対応付けて記憶しているものとする。
【0145】
ステップS1401において、外部端末102の端末情報管理部403は、第2の通信部404を用いて通信ネットワーク121に接続し、管理サーバ120にネットワーク情報の取得要求を送信する。このネットワーク情報の取得要求には、例えば、無線通信ネットワーク110を識別するネットワークIDが含まれる。
【0146】
ステップS1402において、管理サーバ120は、ネットワーク情報の取得要求に含まれるネットワークIDに対応するネットワーク情報(例えば、無線管理情報、GW端末情報、外部端末情報等)を、記憶部等から取得する。
【0147】
ステップS1403において、管理サーバ120は、取得したネットワーク情報を、要求元の外部端末102に送信する。
【0148】
ステップS1404において、外部端末102の端末情報管理部403は、第2の通信部404が管理サーバ120から受信したネットワーク情報に含まれる無線管理情報、GW端末情報、外部端末情報等を、記憶部410に記憶する。
【0149】
上記の処理により、外部端末102は、例えば、図6、8、11に示すように、無線通信システム100に対応する無線端末管理情報411、GW端末情報413、外部端末情報414等の無線通信ネットワーク110のネットワーク情報を設定することができる。
【0150】
<まとめ>
以上、本発明の各実施形態によれば、複数の無線端末が、ネットワークの構成情報に基づいてデータをマルチホップ通信する無線通信ネットワークにおいて、外部端末を用いて、無線端末と通信することが容易になる。
【0151】
なお、GW端末101a、及び無線端末101b~101dが有するホップ数情報331は、ネットワークの構成情報の一例である。GW端末101a、及び無線端末101b~101dは、無線通信ネットワーク110のネットワーク構成を示す、ホップ数情報331以外のネットワークの構成情報(例えば、距離情報、電波強度情報等)を用いて、マルチホップ通信を行うものであっても良い。
【0152】
また、第1~3の実施形態は、任意の組み合わせが可能である。例えば、第1~3の実施形態を組み合わせることにより、外部端末102は、無線通信ネットワーク110に含まれる任意の無線端末101と通信することが容易になる。
【0153】
本発明の実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、無線通信ネットワーク110を構成する無線端末101b~101dは、GW端末101aと同様に、無線端末管理情報332を記憶部330に記憶していても良い。この場合、無線端末101(GW端末101a、及び無線端末101b~101d)は、受信した無線通信パケット500のデータ部520に格納されている宛先ID522、及びヘッダ部510に格納されている宛先RNO515が、無線端末管理情報322に登録されているか否かを判断する。また、無線端末101は、宛先ID522、及び宛先RNO515が無線端末管理情報322に登録されていない場合、自端末による要求処理、及び他の無線端末101へのデータ転送処理を行わない。
【0154】
これにより、例えば、悪意を持った第三者が正規の外部端末102になりすまして、宛先RNO515に適当なRNOを割り付けることができたとしても、データ部520の宛先ID522が一致しない場合、上述した要求処理、及びデータ転送処理が行われない。従って、無線通信システム100は、第三者による正規の外部端末102へのなりすましを効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【0155】
100 無線通信システム
101、101b~101d 無線端末
101a GW端末(ゲートウェイ端末、GW機能を有する無線端末)
102 外部端末
110 無線通信ネットワーク
120 管理サーバ
330 記憶部
311 受信部
312 転送部
313 送信部
331、331a~331d ホップ数情報(ネットワークの構成情報の一例)
332、411 無線端末管理情報(複数の無線端末の情報)
333、413 GW端末情報(ゲートウェイ端末の情報)
403 端末情報管理部
401 第1の通信部(通信部)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7A
図7B
図8
図9A
図9B
図10A
図10B
図11
図12A
図12B
図13A
図13B
図14
図15
図16
図17