特許 7387563 無線通信装置、無線通信システム、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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-17

(45)【発行日】2023-11-28

(54)【発明の名称】無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/02 20090101AFI20231120BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20231120BHJP

   H04W 76/10 20180101ALI20231120BHJP

【ＦＩ】

H04W28/02

H04W84/18

H04W76/10 110

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2020153439

(22)【出願日】2020-09-14

(65)【公開番号】P2022047579

(43)【公開日】2022-03-25

【審査請求日】2022-08-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐古田 健志

(72)【発明者】

【氏名】田中 康之

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 俊夫

【審査官】久松 和之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０３０２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７０５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１２４９６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
前記転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットを、前記転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する転送制御部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、自装置のパケット送信回数を所定の期間でカウントして、前記パケット送信回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット送信回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信装置。

【請求項2】

無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
前記転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットを、前記転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する転送制御部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、他の無線通信装置から受信されたパケットのパケット転送回数を所定の期間でカウントして、前記パケット転送回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット転送回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信装置。

【請求項3】

無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
前記転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットを、前記転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する転送制御部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、自装置の子ノードの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記子ノードの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記子ノードの数が多いほど、または前記子ノードの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信装置。

【請求項4】

無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
前記転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットを、前記転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する転送制御部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、自装置の受信タイミングを示す受信スロットの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記受信スロットの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記受信スロットの数が多いほど、または前記受信スロットの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信装置。

【請求項5】

前記転送判定対象のパケットは、所定の通信方向にマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信されるパケットである、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置。

【請求項6】

前記転送制御部は、前記転送優先度が低いほど、前記転送判定対象のパケットの転送を待機し、前記転送判定対象のパケットの転送待機中に受信された、前記転送判定対象のパケットと同一のパケットの数が、閾値より小さいか否かを判定し、
前記送信制御部は、前記同一のパケットの数が閾値より小さい場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。

【請求項7】

前記送信制御部は、一定時間以内に送信するパケットを、送信時間制限に基づいて制限する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線通信装置。

【請求項8】

複数の無線通信装置により構成される無線マルチホップネットワークの無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、前記無線通信装置のパケット送信回数を所定の期間でカウントして、前記パケット送信回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット送信回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信システム。

【請求項9】

複数の無線通信装置により構成される無線マルチホップネットワークの無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、他の無線通信装置から受信されたパケットのパケット転送回数を所定の期間でカウントして、前記パケット転送回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット転送回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信システム。

【請求項10】

複数の無線通信装置により構成される無線マルチホップネットワークの無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、前記無線通信装置の子ノードの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記子ノードの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記子ノードの数が多いほど、または前記子ノードの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信システム。

【請求項11】

複数の無線通信装置により構成される無線マルチホップネットワークの無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部と、を備え、
前記収集部は、前記無線通信装置の受信タイミングを示す受信スロットの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記受信スロットの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記受信スロットの数が多いほど、または前記受信スロットの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信システム。

【請求項12】

無線通信装置が、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集するステップと、
前記無線通信装置が、転送判定対象のパケットであるか否かを判定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信するステップと、を含み、
前記収集するステップは、前記無線通信装置のパケット送信回数を所定の期間でカウントして、前記パケット送信回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定するステップは、前記パケット送信回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信方法。

【請求項13】

無線通信装置が、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集するステップと、
前記無線通信装置が、転送判定対象のパケットであるか否かを判定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信するステップと、を含み、
前記収集するステップは、他の無線通信装置から受信されたパケットのパケット転送回数を所定の期間でカウントして、前記パケット転送回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定するステップは、前記パケット転送回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信方法。

【請求項14】

無線通信装置が、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集するステップと、
前記無線通信装置が、転送判定対象のパケットであるか否かを判定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信するステップと、を含み、
前記収集するステップは、前記無線通信装置の子ノードの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定するステップは、前記子ノードの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記子ノードの数が多いほど、または前記子ノードの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信方法。

【請求項15】

無線通信装置が、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集するステップと、
前記無線通信装置が、転送判定対象のパケットであるか否かを判定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定するステップと、
前記無線通信装置が、前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信するステップと、を含み、
前記収集するステップは、前記無線通信装置の受信タイミングを示す受信スロットの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定するステップは、前記受信スロットの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記受信スロットの数が多いほど、または前記受信スロットの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
無線通信方法。

【請求項16】

コンピュータを、
無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部、として機能させ、
前記収集部は、前記コンピュータのパケット送信回数を所定の期間でカウントして、前記パケット送信回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット送信回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
プログラム。

【請求項17】

コンピュータを、
無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部、として機能させ、
前記収集部は、他の無線通信装置から受信されたパケットのパケット転送回数を所定の期間でカウントして、前記パケット転送回数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記パケット転送回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する、
プログラム。

【請求項18】

コンピュータを、
無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部、として機能させ、
前記収集部は、前記コンピュータの子ノードの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記子ノードの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記子ノードの数が多いほど、または前記子ノードの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
プログラム。

【請求項19】

コンピュータを、
無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する収集部と、
転送判定対象のパケットであるか否かを判定する転送制御部と、
前記転送負荷情報に基づいて、前記転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する決定部と、
前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する送信制御部、として機能させ、
前記収集部は、前記コンピュータの受信タイミングを示す受信スロットの数を前記転送負荷情報として収集し、
前記決定部は、前記受信スロットの数に基づいて、前記転送優先度を決定し、前記受信スロットの数が多いほど、または前記受信スロットの数が増加しているほど、前記転送優先度を低く決定する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

データセンシングを行ってデータを収集する無線マルチホップネットワークが、従来から知られている。例えば、スマートメータ通信システムに代表される無線メッシュネットワークなどでは、各ノードの動作、及び、各ノードで実行中のＦＷ（ｆｉｒｍｗａｒｅ）に問題が発生した場合、検針データ等の収集を途切れさせずに、すべてのノードのＦＷも迅速にアップデートする必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６３０４９９３号公報

【非特許文献】

【0004】

【文献】ＲＦＣ ７７３１、Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ （ＭＰＬ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら従来の技術では、無線通信の転送負荷を単一のノードに集中させることなく、自律的に分散させることが難しかった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の無線通信装置は、収集部と決定部と転送制御部と送信制御部とを備える。収集部は、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する。決定部は、前記転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する。転送制御部は、前記転送判定対象のパケットを、前記転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する。送信制御部は、前記転送判定対象のパケットの転送を行う場合、前記転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する。前記収集部は、自装置のパケット送信回数を所定の期間でカウントして、前記パケット送信回数を前記転送負荷情報として収集する。前記決定部は、前記パケット送信回数が多いほど、前記転送優先度を低く決定する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態の無線通信システムの装置構成の例を示す図。

【図2】第１実施形態の無線通信装置の機能構成の例を示す図。

【図3】第１実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャート。

【図4】第１実施形態のステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャート。

【図5】第２実施形態の無線通信装置の機能構成の例を示す図。

【図6】第２実施形態のステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャート。

【図7】第３実施形態の無線通信装置の機能構成の例を示す図。

【図8】第３実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャート。

【図9】第４実施形態の無線通信装置の機能構成の例を示す図。

【図10】第４実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャート。

【図11】第１乃至第４実施形態のハードウェア構成の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に添付図面を参照して、無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法及びプログラムの実施形態を詳細に説明する。

【0009】

（第１実施形態）
はじめに、第１実施形態の無線通信システム１００の装置構成の例について説明する。

【0010】

［装置構成の例］
図１は第１実施形態の無線通信システム１００の装置構成の例を示す図である。第１実施形態の無線通信システム１００は、ノード１０ａ～１０ｎ及びネットワーク２００を備える。

【0011】

ノード１０ａ～１０ｎは、無線マルチホップネットワークを構成する無線通信装置である。図１中の点線は無線リンクを表す。点線の接続関係は、ノード１０ａ～１０ｎが構築するルーティングツリーを示す。なお、無線マルチホップネットワークのトポロジーは、ツリー構造、フルメッシュ及びスター型などの任意の形状でよい。

【0012】

以下、ノード１０ａ～１０ｎを区別しない場合は、単にノード１０又は無線通信装置１０という。自ノードよりもルーティングツリーの１つ上の階層に接続されたノード１０を、当該自ノードの親ノードという。また、自ノードよりもルーティングツリーの１つ下の階層に接続されたノード１０を、当該自ノードの子ノードという。例えば、ノード１０ｉの親ノードは、ノード１０ｄであり、ノード１０ｉの子ノードは、ノード１０ｎである。

【0013】

ノード１０ａは、ノード１０ａの周辺ノードとの無線リンクの他に、ネットワーク２００との接続を持つ。典型的にはネットワーク２００は、インターネットである。ノード１０ａは、ノード１０ａ～１０ｎで構成する無線マルチホップネットワークと、外部のネットワーク２００とを接続するルータ（集約装置）として動作する。なお、ノード１０ａがネットワーク２００との接続を持つことは必須ではない。

【0014】

ノード１０ａ～１０ｎで構成する無線マルチホップネットワークでは、上り方向の無線通信と、下り方向の無線通信とが存在する。上り方向の無線通信は、ノード１０ａへ向かう無線通信である。上り方向の無線通信で送信されるデータは、例えば各ノード１０により収集された検針データ等である。下り方向の無線通信は、ノード１０ａから離れていく無線通信である。下り方向の無線通信で送信されるデータは、例えば各ノード１０にインストールされたＦＷのアップデートデータ等である。

【0015】

［機能構成の例］
図２は第１実施形態の無線通信装置１０の機能構成の例を示す図である。第１実施形態の無線通信装置１０は、無線通信部１、受信制御部２、転送制御部３、収集部４、決定部５及び送信制御部６を備える。

【0016】

無線通信部１は、他の無線通信装置１０と無線通信する。無線通信部１は、送信制御部６からパケットを受け付けると、当該パケットを送信する。また、無線通信部１は、他の無線通信装置１０からパケットを受信すると、当該パケットを受信制御部２に入力する。

【0017】

受信制御部２は、無線通信部１により受信されたパケットを受け付け、当該パケットを転送制御部３に入力する。

【0018】

転送制御部３は、パケットの転送制御を行う。パケットの転送制御の詳細は、図４を参照して後述する。

【0019】

収集部４は、通信の方向（上り／下り）に依存しない転送負荷情報を収集する。第１実施形態の収集部４は、送信制御部６が送信するパケットのうち、他の無線通信装置１０から受信されたパケットの転送回数を、転送負荷情報として保持する。

【0020】

決定部５は、一定時間ごとに起動し、収集部４が保存した転送回数を元に転送優先度を決定し、転送制御部３に設定する。決定部５は、例えばパケットの転送回数が多いほど、自ノードの転送優先度を低く決定する。転送優先度の具体的な決定例は、図３を参照して後述する。

【0021】

送信制御部６は、パケットの送信制御を行う。送信制御部６は、転送制御部３から入力されたパケット（他ノードにより受信されたパケット）の送信制御を行う。また、送信制御部６は、自ノードにより取得されたデータ（例えば検針データ等）を含むパケットの送信制御を行う。

【0022】

また、送信制御部６は、一定時間以内に送信するパケットを、送信時間制限に基づいて制限する。送信時間制限は、例えば無線通信に関する法令等に基づいて定められる。

【0023】

［無線通信方法の例］
図３は第１実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャートである。はじめに、収集部４が、転送回数を保存するカウンタ、及び、決定部５を動作（起動）させるタイマーを初期化する（ステップＳ１）。次に、収集部４が、ステップＳ１の処理により初期化されたタイマーをリセットし、所定の期間を計るタイマーを開始する（ステップＳ２）。

【0024】

次に、受信制御部２、転送制御部３及び送信制御部６が、転送優先度Ｘに基づいてパケット転送処理を行う（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３の処理の詳細は、図４を参照して後述する。

【0025】

次に、ステップＳ２の処理により開始されたタイマーが終了すると（ステップＳ４）、決定部５が、タイマーで設定された期間中にカウントされた転送回数に基づいて転送優先度Ｘを決定し、当該転送優先度Ｘを転送制御部３に設定する（ステップＳ５）。このとき、転送優先度Ｘは、例えば転送回数に比例した（１）式のような形で算出される。

【0026】

Ｘ＝α×転送回数・・・（１）

【0027】

αの値を自由に設定することで、転送優先度の幅を自由に設定することが可能になる。ステップＳ５の処理の後、処理はステップＳ１の処理に戻る。

【0028】

次に、図３における転送処理中の処理（ステップＳ３）について説明する。

【0029】

図４はステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャートである。はじめに、受信制御部２が、無線通信部１を介してパケットを受信する（ステップＳ１１）。

【0030】

次に、転送制御部３が、ステップＳ２の処理により受信されたパケットが、転送判定対象のパケット（転送優先度Ｘに基づいて転送判定をするパケット）であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。転送判定対象のパケットは、例えば所定の通信方向（下り方向／上り方向）にマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信されるパケットである。具体的には、転送判定対象のパケットは、例えば下り方向のマルチキャスト通信で送信されるパケットである。下り方向のマルチキャスト通信で送信されるパケットは、例えば無線通信装置１０にインストールされているＦＷのアップデートデータを含むパケットである。

【0031】

転送判定対象のパケットではない場合（ステップＳ１２，Ｎｏ）、転送制御部３が、転送待機をしない通常のパケット転送処理を実行し（ステップＳ１３）、ステップＳ１８の処理に進む。パケット転送処理は、宛先が自身でなければ自身のデフォルトゲートウェイ端末（親ノード）にパケットを転送するための処理である。パケット転送処理では、例えばパケットを転送する無線フレームの宛先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス及び送信元ＭＡＣアドレス等の設定などが行われる。

【0032】

一方、転送判定対象のパケットである場合（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、転送制御部３は、転送優先度に反比例した時間待機する（ステップＳ１４）。すなわち、転送制御部３は、転送優先度が低いほど、転送判定対象のパケットの転送を待機する。

【0033】

次に、転送制御部３は、転送判定対象のパケットの転送待機中に受信した同一のパケット（ペイロードが、転送判定対象のパケットに含まれるペイロードと同一のパケット）の数が閾値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１５）。転送待機中に受信した同一のパケットの数が閾値以上である場合（ステップＳ１５，Ｎｏ）、転送制御部３は、転送判定対象のパケットの転送をとりやめる（ステップＳ１６）。

【0034】

転送待機中に受信した同一のパケットの数が閾値より小さい場合（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、パケットの転送処理を実行する（ステップＳ１７）。

【0035】

次に、収集部４が、送信制御部６によりパケットが転送された回数を示す転送回数を保存するカウンタをインクリメントする（ステップ１８）。次に、送信制御部６が、無線通信部１を介してパケットを送信する（ステップＳ１９）。送信制御部６は、例えばマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信でパケットを送信する。

【0036】

上述の図３及び４のフローチャートによる処理によって、転送回数が多い無線通信装置１０ほど転送タイミングが遅くなり、結果として転送をとりやめるように転送処理の負荷分散を実現することが可能となる。

【0037】

以上、説明したように、第１実施形態の無線通信装置１０では、収集部４が、無線マルチホップネットワークの無線通信の転送負荷情報を収集する。決定部５が、転送負荷情報に基づいて、転送判定対象のパケットの転送優先度を決定する。転送制御部３が、転送判定対象のパケットを、転送優先度が高いほど早く転送するように転送制御する。そして、送信制御部６が、転送判定対象のパケットの転送を行う場合、転送判定対象のパケットをマルチキャスト通信又はブロードキャスト通信で送信する。

【0038】

これにより第１実施形態の無線通信装置（ノード）１０によれば、無線通信の転送負荷を単一のノード１０に集中させることなく、自律的に分散させることができる。

【0039】

例えば、第１実施形態の無線通信装置（ノード）１０は、データ収集用通信とＦＷ配布用通信とが発生するスマートメータ通信システム等に利用できる。ノード１０のＦＷを更新するときに、個々のノード１０に有線経由でＦＷを更新する方法は、例えば数百万台規模で展開しているスマートメータ通信システム等では現実的ではない。そのため従来は、検針データ収集するために構築している大規模な無線マルチホップネットワークの下り通信を用いてＦＷデータを配信する方法がとられている。しかし、ＦＷデータの配信のために無線帯域を過剰に利用すると検針データの収集ができなくなるため、現状はＦＷデータ配信用の帯域を絞って数日かけてＦＷを更新するといった方法がとられている。

【0040】

一方、第１実施形態の無線通信装置（ノード）１０により構成された無線通信システム１００を利用すれば、各無線通信装置１０が転送回数に基づく転送負荷（センシングデータの収集用に通信帯域を利用しているか否か）を自律分散的に判断し、より通信帯域を使っていないノード１０が優先的に素早くＦＷ配布を行える。これにより、従来よりもＦＷ配布時間を短縮できる。

【0041】

また、第１実施形態の無線通信システム１００では、各無線通信装置１０による自律的な転送負荷分散が可能なため、定期的に周囲へ転送回数を報知するトラフィック等が増えることがない。したがって、各無線通信装置１０が、無線通信に関する法令等により定められた送信時間制限を超える通信を行わないように、送信時間を制御することもできる。

【0042】

（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第２実施形態では、他の無線通信装置１０から受信されたパケット以外のパケットも含む任意のパケットのＩＰレイヤにおける送信回数を、転送負荷情報として収集する。

【0043】

［機能構成の例］
図５は第２実施形態の無線通信装置１０－２の機能構成の例を示す図である。第２実施形態の無線通信装置１０－２は、無線通信部１、受信制御部２、転送制御部３、収集部４、決定部５及び送信制御部６を備える。

【0044】

第２実施形態の収集部４は、無線通信装置１０のパケット送信回数を所定の期間でカウントして、当該パケット送信回数を転送負荷情報として収集する。また、第２実施形態の決定部５は、例えばパケット送信回数が多いほど、自ノードの転送優先度を低く決定する。

【0045】

［無線通信方法の例］
第２実施形態の無線通信方法の全体フローの説明は、第１実施形態の無線通信方法の全体フロー（図３参照）と同様である。ただし、第２実施形態では、収集部４が、他の無線通信装置１０から受信されたパケットの転送回数を保存していたカウンタに、無線通信装置１０から送信された任意のパケットの送信回数を保存する。

【0046】

図６は、第２実施形態のステップＳ３の処理の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３１～Ｓ３７の説明は、第１実施形態のステップＳ１１～Ｓ１７の説明と同様なので省略する。

【0047】

送信制御部６は、転送ではないパケット送信処理を実行する（ステップＳ３８）。転送ではないパケット送信処理は、例えば自ノードにより収集されたデータ（例えば検針データ等）を含むパケットを送信するための処理である。

【0048】

次に、送信制御部６は、無線通信部１を介してパケットを送信する（ステップＳ３９）。次に、収集部４が、送信制御部６によりパケットが送信された回数を示す送信回数を保存するカウンタをインクリメントする（ステップＳ４０）。第２実施形態の送信回数は、第１実施形態の転送回数だけでなく、転送ではないパケット送信処理の実行（ステップＳ３８）によるパケット送信回数も含む。

【0049】

以上、説明したように、第１実施形態では、転送されるパケットの転送回数がカウントされていたが、第２実施形態では、無線通信装置１０から送信される任意のパケットの送信回数がカウントされる。これにより、無線通信装置１０による実際の送信時間に即した転送優先度を計算することができるので、負荷分散の分散効率が向上する。

【0050】

（第３実施形態）
次に第３実施形態について説明する。第３実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第３実施形態では、収集部４が、転送回数だけでなく、経路情報も用いて、転送負荷情報を収集する。

【0051】

［機能構成の例］
図７は第３実施形態の無線通信装置１０－３の機能構成の例を示す図である。第３実施形態の無線通信装置１０－３は、無線通信部１、受信制御部２、転送制御部３、収集部４、決定部５、送信制御部６及び経路情報記憶部１１を備える。第３実施形態の無線通信装置１０－３では、経路情報を記憶する経路情報記憶部１１が追加されている。

【0052】

第３実施形態では、無線マルチホップネットワークのトポロジーをＲＰＬ（ＩＰｖ６ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ ａｎｄ Ｌｏｓｓｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）で経路制御する。特に、各無線通信装置（ノード）１０が自身の親ノードの経路情報と、子ノードの経路情報とを保持して経路制御を行うｓｔｏｒｉｎｇ－ｍｏｄｅと呼ばれる方法を利用する場合を例にして説明する。

【0053】

第３実施形態の収集部４は、経路情報から、例えば自ノードと通信する親ノードの情報、及び、自ノードと通信する子ノードの情報等を特定する。そして、収集部４は、自ノードと通信する子ノードの数を転送負荷情報として更に収集する。

【0054】

また、第３実施形態の決定部５は、例えば自ノードと通信する子ノードの数と、上述の転送回数とに基づいて、転送優先度を決定する。具体的には、決定部５は、自ノードと通信する子ノードの数が多いほど、通常の転送処理（例えば子ノードで収集されたデータの転送等）が多く発生する可能性が高いので、転送優先度を低くする。また例えば、決定部５は、経路情報が更新される度に、自ノードと通信する子ノードの数の増減を記録し、当該増減から将来的に転送回数が増加傾向にあるか否かを推測してもよい。そして、決定部５は、転送回数が増加傾向にある場合には、転送優先度を低くする制御をしてもよい。

【0055】

［無線通信方法の例］
図８は第３実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャートである。ステップＳ５１～Ｓ５３の説明は、第１実施形態のステップＳ１～Ｓ３の説明（図３参照）と同様なので省略する。

【0056】

ステップＳ５２の処理により開始されたタイマーが終了すると（ステップＳ５４）、決定部５が、上述の経路情報を取得し（ステップＳ５５）、当該経路情報から自ノードと通信する子ノードの情報を特定する。次に、決定部５が、タイマーで設定された期間中にカウントされた転送回数と、子ノードの情報とに基づいて転送優先度Ｘを決定し、当該転送優先度Ｘを転送制御部３に設定する（ステップＳ５６）。

【0057】

以上、説明したように、第３実施形態では、経路情報から特定された子ノードの情報を更に用いることで、転送回数のみを用いて転送優先度を決定するよりも転送優先度を更に確度高く決定することができる。

【0058】

（第４実施形態）
次に第４実施形態について説明する。第４実施形態の説明では、第１実施形態と同様の説明については省略し、第１実施形態と異なる箇所について説明する。第４実施形態では、収集部４が、転送回数だけでなく、スケジュール情報も用いて、転送負荷情報を収集する。

【0059】

［機能構成の例］
図９は第４実施形態の無線通信装置１０－４の機能構成の例を示す図である。第４実施形態の無線通信装置１０－４は、無線通信部１、受信制御部２、転送制御部３、収集部４、決定部５、送信制御部６及びスケジュール情報記憶部１２を備える。第４実施形態の無線通信装置１０－４では、通信制御のスケジュール情報を記憶するスケジュール情報記憶部１２が追加されている。

【0060】

第４実施形態では、隣接する無線通信装置（ノード）１０同士が、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤの通信制御を、ＴＳＣＨ（Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｈｏｐｐｉｎｇ：時間同期チャンネルホッピング）と呼ばれる通信制御方式で行う。

【0061】

第４実施形態の収集部４は、ＴＳＣＨのスケジュール情報から、例えば自ノードの受信タイミングを示す受信スロット等の隣接する無線通信装置（ノード）１０との通信状況を特定する。そして、収集部４は、受信スロットの数を転送負荷情報として更に収集する。

【0062】

また、第４実施形態の決定部５は、例えば受信スロットの数と、上述の転送回数とに基づいて、転送優先度を決定する。具体的には、決定部５は、受信スロットの数が多いほど、通常の転送処理（例えば子ノードで収集されたデータの転送等のデータ収集用通信）が多く発生するので、転送優先度を低くする。また例えば、決定部５は、スケジュール情報が更新される度に、受信スロットの数の増減を記録し、当該増減から将来的に転送回数が増加傾向にあるか否かを推測してもよい。そして、決定部５は、転送回数が増加傾向にある場合には、転送優先度を低くする制御をしてもよい。

【0063】

［無線通信方法の例］
図１０は第４実施形態の無線通信方法の全体フローの例を示すフローチャートである。ステップＳ６１～Ｓ６３の説明は、第１実施形態のステップＳ１～Ｓ３の説明（図３参照）と同様なので省略する。

【0064】

ステップＳ６２の処理により開始されたタイマーが終了すると（ステップＳ６４）、決定部５が、上述のスケジュール情報を取得し（ステップＳ６５）、当該スケジュール情報から自ノードの受信スロットの情報を特定する。次に、決定部５が、タイマーで設定された期間中にカウントされた転送回数と、受信スロットの情報とに基づいて転送優先度Ｘを決定し、当該転送優先度Ｘを転送制御部３に設定する（ステップＳ６６）。

【0065】

以上、説明したように、第４実施形態では、隣接する無線通信装置１０との通信状況を保持するスケジュール情報を更に用いることで、転送回数のみを用いて転送優先度を決定するよりも転送優先度を更に確度高く決定することができる。

【0066】

最後に、第１乃至第５実施形態のノード１０のハードウェア構成の例について説明する。

【0067】

［ハードウェア構成の例］
図１１は第１乃至第４実施形態の無線通信装置１０（１０－２、１０－３、１０－４）のハードウェア構成の例を示す図である。無線通信装置１０は、制御装置３０１、主記憶装置３０２、補助記憶装置３０３、表示装置３０４、入力装置３０５及び通信ＩＦ３０６を備える。制御装置３０１、主記憶装置３０２、補助記憶装置３０３、表示装置３０４、入力装置３０５及び通信ＩＦ３０６は、バス３１０を介して接続されている。

【0068】

制御装置３０１は、補助記憶装置３０３から主記憶装置３０２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置２０２は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置３０３は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）及びメモリカード等である。

【0069】

表示装置３０４は、無線通信装置１０の状態等を表示する。表示装置３０４は、例えば液晶ディスプレイ等である。入力装置３０５は、無線通信装置１０を操作するためのインタフェースである。入力装置３０５は、例えば無線通信装置１０の筐体に備えられたボタン等である。なお、表示装置３０４及び入力装置３０５は、表示機能と入力機能とを有するタッチパネル等により実現されていてもよい。また、無線通信装置１０は、表示装置３０４及び入力装置３０５を備えていなくてもよい。

【0070】

通信ＩＦ３０６は、他の無線通信装置１０、及び、外部装置等と通信するためのインタフェースである。

【0071】

無線通信装置１０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ－Ｒ及びＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。

【0072】

また無線通信装置１０実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また無線通信装置１０で実行されるプログラムをダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。

【0073】

また無線通信装置１０のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

【0074】

無線通信装置１０で実行されるプログラムは、上述の図２、図５、図７及び図９の機能ブロックのうち、プログラムによっても実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。当該各機能ブロックは、実際のハードウェアとしては、制御装置３０１が記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各機能ブロックが主記憶装置３０２上にロードされる。すなわち上記各機能ブロックは主記憶装置３０２上に生成される。

【0075】

なお上述した各機能ブロックの一部又は全部をソフトウェアにより実現せずに、ＩＣ等のハードウェアにより実現してもよい。

【0076】

また複数のプロセッサを用いて各機能を実現する場合、各プロセッサは、各機能のうち１つを実現してもよいし、各機能のうち２以上を実現してもよい。

【0077】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0078】

１ 無線通信部
２ 受信制御部
３ 転送制御部
４ 収集部
５ 決定部
６ 送信制御部
１０ 無線通信装置
１１ 経路情報記憶部
１２ スケジュール情報記憶部
１００ 無線通信システム
２００ ネットワーク
３０１ 制御装置
３０２ 主記憶装置
３０３ 補助記憶装置
３０４ 表示装置
３０５ 入力装置
３０６ 通信ＩＦ
３１０ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】