特許 7592218 集約装置、通信方法、通信システム、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】集約装置、通信方法、通信システム、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 45/24 20220101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

H04L45/24

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024513902

(86)(22)【出願日】2023-10-17

(86)【国際出願番号】 JP2023037486

【審査請求日】2024-03-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(74)【代理人】

【識別番号】100188673

【弁理士】

【氏名又は名称】成田 友紀

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】大久保 晃

(72)【発明者】

【氏名】城倉 義彦

(72)【発明者】

【氏名】松原 茂正

【審査官】中川 幸洋

(56)【参考文献】

【文献】特許第７０７２７３１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２００９－０２７２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１３０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９８５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５１６４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ４５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置であって、
前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、
前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の下り経路上の端末装置各々が関節点となっているか否かを判定し、前記関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築し、
前記関節点である端末装置は、無線マルチホップネットワークから、当該端末装置を除いたときに、該無線マルチホップネットワークが非連結になる端末装置である、
集約装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第２の下り経路の構築に失敗した場合、除外した前記第１の下り経路上の端末装置のうちの少なくとも１つを選択対象に戻して、再度、前記第２の下り経路を構築する、請求項１に記載の集約装置。

【請求項3】

前記制御部は、複数の下り経路を構築するか否かを判定し、複数の下り経路を構築すると判定した場合、前記第２の下り経路を構築し、複数の下り経路を構築しないと判定した場合、前記第２の下り経路を構築しない、請求項１に記載の集約装置。

【請求項4】

複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置の通信方法であって、
前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて記憶した前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する第２のステップと
を有し、
前第２のステップにおいて、前記第１の下り経路上の端末装置各々が関節点となっているか否かを判定し、前記関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築し、
前記関節点である端末装置は、無線マルチホップネットワークから、当該端末装置を除いたときに、該無線マルチホップネットワークが非連結になる端末装置である、
通信方法。

【請求項5】

センター装置と、前記センター装置と通信する１つ以上の集約装置とを備える通信システムであって、
前記集約装置は、
複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信し、
前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、
前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の下り経路上の端末装置各々が関節点となっているか否かを判定し、前記関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築し、
前記関節点である端末装置は、無線マルチホップネットワークから、当該端末装置を除いたときに、該無線マルチホップネットワークが非連結になる端末装置である、
通信システム。

【請求項6】

前記複数の端末装置を、さらに備える、請求項５に記載の通信システム。

【請求項7】

コンピュータを、
複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置
として機能させるためのプログラムであって、
前記集約装置は、
前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、
前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の下り経路上の端末装置各々が関節点となっているか否かを判定し、前記関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築し、
前記関節点である端末装置は、無線マルチホップネットワークから、当該端末装置を除いたときに、該無線マルチホップネットワークが非連結になる端末装置である、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、集約装置、通信方法、通信システム、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、省エネルギー型社会への関心が高まり、電力量の自動検針による消費電力の可視化、および電力の需給制御などを可能とするスマートメータと呼ばれる自動検針装置の導入が推進されている。

【0003】

スマートメータは、集約装置（DCU, Data Communication Unit）をルートとする無線マルチホップネットワークを構成し、集約装置に検針情報を送信する。この無線マルチホップネットワークで用いられるルーティングプロトコルとして、ＲＦＣ６５５０のＲＰＬ（IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks）がある。ＲＰＬでは、集約装置からスマートメータへ向かう通信経路である下り経路については、親局である集約装置が経路を指定するソースルーティングが行われる。

【0004】

特許文献１は、集約装置からスマートメータへの下り経路を複数決定し、同一の下りデータを、その複数の下り経路それぞれで送信することで、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現する通信システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】日本国特許第７０７２７３１号

【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、特許文献１の通信システムにおいては、同一の下りデータをそれぞれで送信する複数の下り経路の間で重複部分が多くなり、充分に信頼性が高く低遅延な下り通信とならないことがあるという問題がある。

【0007】

本開示は、このような事情に鑑みてなされたもので、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現する集約装置、通信方法、通信システム、およびプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この開示は上述した課題を解決するためになされたもので、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置であって、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える集約装置である。

【0009】

また、本開示の他の一態様は、上述した集約装置であって、前記制御部は、前記第２の下り経路の構築に失敗した場合、除外した前記第１の下り経路上の端末装置のうちの少なくとも１つを選択対象に戻して、再度、前記第２の下り経路を構築する。

【0010】

また、本開示の他の一態様は、上述した集約装置であって、前記制御部は、前記第１の下り経路上の端末装置のうち関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築する。

【0011】

また、本開示の他の一態様は、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置の通信方法であって、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する第１のステップと、前記第１のステップにおいて記憶した前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する第２のステップとを有する通信方法である。

【0012】

また、本開示の他の一態様は、上述した集約装置であって、センター装置と、前記センター装置と通信する１つ以上の集約装置とを備える通信システムであって、前記集約装置は、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信し、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える、通信システムである。

【0013】

また、本開示の他の一態様は、上述した通信システムであって、前記複数の端末装置を、さらに備える。

【0014】

また、本開示の他の一態様は、コンピュータを、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置として機能させるためのプログラムであって、前記集約装置は、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える。

【発明の効果】

【0015】

本開示の集約装置、通信方法、通信システム、およびプログラムは、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この開示の第１の実施形態による通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。

【図2】同実施形態における集約装置４０の構成を示す概略ブロック図である。

【図3】同実施形態における下りのＩＰパケットの構成例を説明する模式図である。

【図4】同実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。

【図5】同実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。

【図6】この開示の第２の実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。

【図7】同実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。

【図8】この開示の第３の実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。

【図9】同実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。

【図10】各実施形態に係る各装置のハードウェア構成を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本開示の第１の実施形態について説明する。図１は、この開示の第１の実施形態による通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。通信システム１００は、電力用ＭＤＭＳ（Meter Data Management System）１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０（HES、Head End System）、集約装置４０、端末装置５０を備える。通信システム１００は、電力、ガス、水道などのスマートメータである端末装置５０各々から、電力、ガス、水道など検針情報を収集する。また、通信システム１００は、需給制御などのためのデータを、各端末装置５０に送信する。

【0018】

電力用ＭＤＭＳ１１は、電力の検針情報をセンター装置２０から取得し、管理する。ガス用ＭＤＭＳ１２は、ガスの検針情報をセンター装置２０から取得し、管理する。水道用ＭＤＭＳ１３は、水道の検針情報をセンター装置２０から取得し、管理する。

【0019】

センター装置２０は、ＷＡＮ（Wide Area Network）３０を介して複数の集約装置４０と通信可能に接続されている。センター装置２０は、集約装置４０を介して収集した電力、ガス、水道の検針情報を、それぞれ、電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３に送信する。また、センター装置２０は、需給制御などのためのデータを、各端末装置５０に集約装置４０を介して送信する。

【0020】

集約装置４０は、電信柱などに設置され、端末装置５０とともに構成する無線マルチホップネットワークのルートとなる。この無線マルチホップネットワークでは、上り方向(端末装置５０から集約装置４０)は、ホップバイホップでパケットを転送する。一方、下り方向(集約装置４０から端末装置５０)は、ソースルーティングが用いられる。すなわち、下り方向は、送信元が宛先までの経路情報を転送するパケットに付与し、該パケットは該経路情報に従い転送される。なお、この無線マルチホップネットワークにおいて、プロトコルとしてＲＦＣ６５５０のＲＰＬが用いられてもよい。

【0021】

端末装置５０は、各需要家に設置される電力、ガス、水道などのスマートメータであり、電力、ガス、水道などの検針情報を、所属する無線マルチホップネットワークのルートである集約装置４０に送信する。また、端末装置５０は、需給制御などのデータを、該集約装置４０から受信する。なお、端末装置５０の各々は、検針情報を計測する電力量計、水道メータ、あるいはガスメータと、無線マルチホップネットワークを介した通信を行う通信ユニットとから構成されていてもよい。

【0022】

図２は、本実施形態における集約装置４０の構成を示す概略ブロック図である。集約装置４０は、無線部４１と、制御部４２を備える。制御部４２は、経路情報記憶部４３を備える。なお、経路情報記憶部４３は、制御部４２からアクセス可能なように集約装置４０が備えていればよく、制御部４２の外に備えられてもよい。また、無線部４１と制御部４２とは、同一の基板上に配置されていてもよい。

【0023】

無線部４１は、センター装置２０および端末装置５０と無線通信する。なお、
無線部４１は、センター装置２０との通信と、端末装置５０との通信とで異なる無線通信方式を用いてもよいし、いずれかで有線通信方式を用いてもよい。

【0024】

経路情報記憶部４３は、複数の端末装置５０の少なくとも一部の各々から集約装置４０へ送信された上り信号に格納された上り信号が経由した端末装置５０を示す経路情報を記憶する。この経路情報は、経由順に端末装置５０の識別情報（例えば、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス）が並べられたものであってもよい。なお、上り信号が経由する端末装置５０は、同じ端末装置５０から送信された上り信号であっても、通信環境の変化などのため、上り信号によって異なることがある。経路情報記憶部４３は、同じ端末装置５０から送信された複数の上り信号各々の経路情報を記憶していてもよい。

【0025】

制御部４２は、経路情報記憶部４３が記憶する経路情報を用いて、１つの端末装置５０への第１の下り経路を構築する。さらに、制御部４２は、第１の下り経路上の端末装置５０を選択対象から除外して該１つの端末装置５０への第２の下り経路を構築する。ここで、下り経路上の端末装置５０とは、該下り経路において、経由される端末装置５０であって、送信元の集約装置４０と、宛先の端末装置５０とを除いた端末装置５０である。そして、制御部４２は、該１つの端末装置５０を宛先とする同一の下りデータを、第１の下り経路と第２の下り経路各々を用いて送信する。この送信は、無線部４１を介して行われる。なお、制御部４２は、３つ以上の下り経路を構築し、それらの下り経路各々を用いて同一の下りデータを送信してもよい。その場合、制御部４２は、ｎ番目の下り経路を構築する際には、１番目からｎ－１番目までの下り経路上の端末装置５０を選択対象から除外する。また、制御部４２は、予め決められた数の下り経路を構築するようにしてもよいし、下りデータの誤り率あるいは重要度に応じて構築する数を変更するようにしてもよい。また、制御部４２は、経路情報を経路情報記憶部４３に記憶させる。

【0026】

図３は、本実施形態における下りのＩＰパケットの構成例を説明する模式図である。集約装置４０が端末装置５０へ送信する下りデータは、図３に示すようなＩＰパケットにより送信される。このＩＰパケットは、ヘッダＨと、ペイロードＰＬとを備える。ヘッダＨには、制御部４２が決定した経路を示す経路情報Ｒが含まれる。経路情報Ｒは、経路上の端末装置５０の識別情報が経路順に並べられた情報であってもよい。ペイロードＰＬには、下りデータが格納される。

【0027】

図４は、本実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。図４に示す動作例は、制御部４２が、同一の下りデータを送信するための複数の下り経路を構築する処理の動作例である。

【0028】

まず、制御部４２は、下り経路を１つ構築する（ステップＳａ１）。この下り経路の構築方法は、どのような方法であってもよい。例えば、制御部４２は、ダイクストラ法を用いてもよいし、該下り経路の宛先となる端末装置５０からの上り信号に格納された上り信号の経路情報を、経路情報記憶部４３から読み出して、該経路情報が示す経路を逆に辿る経路を下り経路としてもよい。

【0029】

次に、制御部４２は、複数の経路を構築するか否かを判定する（ステップＳａ２）。複数の経路を構築しないと判定した場合（ステップＳａ２－Ｎｏ）、制御部４２は下り経路構築の処理を終了する。一方、複数の経路を構築すると判定した場合（ステップＳａ２－Ｙｅｓ）、制御部４２は、構築済みの下り経路上の端末装置５０を、下り経路構築の際の選択対象から除外する（ステップＳａ３）。

【0030】

次に、制御部４２は、下り経路を１つ構築する（ステップＳａ４）。この下り経路の構築方法は、どのような方法であってもよく、ステップＳａ１と同様であってもよい。ただし、ステップＳａ４で構築される下り経路は、ステップＳａ３で選択対象から除外した端末装置５０を経由しない経路である。

【0031】

次に、制御部４２は、所望数の下り経路が構築されたか否かを判定する（ステップＳａ５）。所望数の下り経路が構築されたと判定した場合（ステップＳａ５－Ｙｅｓ）、制御部４２は、経路の構築処理を終了する。一方、所望数の下り経路が構築されていないと判定した場合（ステップＳａ５－Ｎｏ）、制御部４２は、ステップＳａ３に戻る。

【0032】

図５は、本実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。図５において、集約装置４０と、各々が端末装置５０である端末装置ＳＭ１～ＳＭ８とで無線マルチホップネットワークを構成している。集約装置４０の制御部４２は、ある下りデータを端末装置ＳＭ８に送信するための第１の下り経路として、端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６を経由する経路を構築する。次に、制御部４２は、これらの端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６を第２の下り経路を構築する際の選択対象から除外して、上記の下りデータを送信するための第２の下り経路として、端末装置ＳＭ２、ＳＭ６、ＳＭ７の順に経由する経路を構築する。

【0033】

このように、本実施形態の制御部４２は、経路情報記憶部４３が記憶する経路情報を用いて、１つの端末装置５０への第１の下り経路を構築し、第１の下り経路上の端末装置５０を選択対象から除外して該１つの端末装置５０への第２の下り経路を構築し、該１つの端末装置５０を宛先とする同一の下りデータを、第１の下り経路と第２の下り経路各々を用いて送信する。
これにより、第２の下り経路は、第１の下り経路とは異なる端末装置５０を経由したものとなるため、これらの下り経路を用いた下りデータの送信は、信頼性が高く低遅延の下り通信となる。

【0034】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態における通信システム１００は、第１の実施形態における通信システム１００と同様であるが、集約装置４０の制御部４２の動作が一部異なる。本実施形態における制御部４２は、第２の下り経路の構築に失敗した場合、除外した第１の下り経路上の端末装置５０のうちの少なくとも１つを選択対象に戻して、再度、第２の下り経路を構築する点が、第１の実施形態とは異なる。

【0035】

図６は、この開示の第２の実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。図６に示す動作例は、制御部４２が、同一の下りデータを送信するための複数の下り経路を構築する処理の動作例である。同図において、図４の各部に対応する部分には同一の符号（Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４、Ｓａ５）を付し、説明を省略する。

【0036】

図６では、ステップＳａ４の次に、制御部４２は、ステップＳａ４における下り経路の構築が成功したか否かを判定する（ステップＳｂ１）。成功したと判定した場合（ステップＳｂ１－Ｙｅｓ）、制御部４２は、処理をステップＳａ５に進める。一方、成功していない（失敗している）と判定した場合（ステップＳｂ１－Ｎｏ）、制御部４２は、ステップＳａ３で選択対象から除外している端末装置５０を１つ選択対象に戻し（ステップＳｂ２）、処理をステップＳａ４に戻す。なお、選択対象に戻す端末装置５０の決め方はどのような方法であってもよい。例えば、選択対象に戻す端末装置５０は、ランダムに決められてもよいし、構築済みの下り経路における順であってもよい。

【0037】

図７は、本実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。図７において、集約装置４０と、端末装置ＳＭ１～ＳＭ９とで無線マルチホップネットワークを構成している。集約装置４０の制御部４２は、ある下りデータを端末装置ＳＭ９に送信するための第１の下り経路として、端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６、ＳＭ８を経由する経路を構築する。次に、制御部４２は、これらの端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６、ＳＭ８を第２の下り経路を構築する際の選択対象から除外して、上記の下りデータを送信するための第２の下り経路を構築しようとする。しかし、端末装置ＳＭ９までの経路を、選択対象の端末装置ＳＭ２、ＳＭ４、ＳＭ５、ＳＭ７のみでは構成できないため、構築は失敗となる。

【0038】

そこで、制御部４２は、端末装置ＳＭ８を選択対象に戻して、第２の下り経路として、端末装置ＳＭ２、ＳＭ５、ＳＭ７、ＳＭ８を経由する経路を構築する。

【0039】

このように、本実施形態の制御部４２は、第２の下り経路の構築に失敗した場合、除外した第１の下り経路上の端末装置５０のうちの少なくとも１つを選択対象に戻して、再度、第２の下り経路を構築する。
これにより、第１の下り経路上の端末装置５０を除外すると、第２の下り経路の構築に失敗する場合でも、第２の下り経路を構築することが出来る。

【0040】

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態における通信システム１００は、第１の実施形態における通信システム１００と同様であるが、集約装置４０の制御部４２の動作が一部異なる。本実施形態における制御部４２は、第２の下り経路を構築する際に、第１の下り経路上の端末装置５０であって関節点でない端末装置５０のみを選択対象から除外する点が、第１の実施形態とは異なる。

【0041】

図８は、この開示の第３の実施形態における制御部４２の動作例を示すフローチャートである。図８に示す動作例は、制御部４２が、同一の下りデータを送信するための複数の下り経路を構築する処理の動作例である。同図において、図４の各部に対応する部分には同一の符号（Ｓａ１、Ｓａ２、Ｓａ４、Ｓａ５）を付し、説明を省略する。

【0042】

図８では、ステップＳａ２において複数の下り経路を構築すると判定した場合（ステップＳａ２－Ｙｅｓ）、制御部４２は、構築済みの下り経路上の端末装置５０を抽出する（ステップＳｃ１）。次に、制御部４２は、ステップＳｃ１にて抽出した端末装置５０各々について（ステップＳｃ２、Ｓｃ５）、ステップＳｃ３にて、その端末装置５０が関節点となっているか否かを判定する。ここで、端末装置５０が関節点であるとは、無線マルチホップネットワークから、その端末装置５０を除いたときに、該無線マルチホップネットワークが非連結になってしまうことを示す。

【0043】

ステップＳｃ３にて関節点であると判定した場合（ステップＳｃ３－Ｙｅｓ）、制御部４２は、その端末装置５０について何も処理しない。一方、関節点でないと判定した場合（ステップＳｃ－Ｎｏ）、制御部４２は、その端末装置５０を選択対象から除外する（ステップＳｃ４）。制御部４２は、ステップＳｃ１にて抽出した全ての端末装置５０について、上述の処理を行った後、ステップＳａ４の処理を行う。

【0044】

図９は、本実施形態における下りデータの送信例を説明する模式図である。図９において、集約装置４０と、端末装置ＳＭ１～ＳＭ９とで無線マルチホップネットワークを構成している。集約装置４０の制御部４２は、ある下りデータを端末装置ＳＭ９に送信するための第１の下り経路として、端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６、ＳＭ８を経由する経路を構築する。次に、制御部４２は、これらの端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６、ＳＭ８のうち、関節点でない端末装置ＳＭ１、ＳＭ３、ＳＭ６を第２の下り経路を構築する際の選択対象から除外して、上記の下りデータを送信するための第２の下り経路として、端末装置ＳＭ２、ＳＭ６、ＳＭ７、ＳＭ８の順に経由する経路を構築する。

【0045】

このように、本実施形態の制御部４２は、経路情報記憶部４３が記憶する経路情報を用いて、１つの端末装置５０への第１の下り経路を構築し、第１の下り経路上の端末装置５０のうち関節点でないものを選択対象から除外して該１つの端末装置５０への第２の下り経路を構築し、該１つの端末装置５０を宛先とする同一の下りデータを、第１の下り経路と第２の下り経路各々を用いて送信する。

【0046】

これにより、第２の下り経路は、第１の下り経路とは異なる経路となるため、これら２つの下り経路を用いた下りデータの送信は、信頼性が高く低遅延の下り通信となる。

【0047】

図１０は、各実施形態に係る各装置のハードウェア構成を説明する説明図である。
各装置とは、電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０である。各装置は、入出力モジュールＩ、記憶モジュールＭ、及び制御モジュールＰを含んで構成される。入出力モジュールＩは、通信モジュールＨ１１、接続モジュールＨ１２、ポインティングデバイスＨ２１、キーボードＨ２２、ディスプレイＨ２３、ボタンＨ３、マイクＨ４１、スピーカＨ４２、カメラＨ５１、又はセンサＨ５２の一部或いは全部を含んで実現される。記憶モジュールＭは、ドライブＨ７を含んで実現される。記憶モジュールＭは、さらに、メモリＨ８の一部或いは全部を含んで構成されてもよい。制御モジュールＰは、メモリＨ８及びプロセッサＨ９を含んで実現される。これらのハードウェア構成要素は、バス（Ｂｕｓ）を介して、相互に通信可能に接続されるとともに、電源Ｈ６から電力を供給されている。

【0048】

接続モジュールＨ１２は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉｕｌ Ｂｕｓ）等のデジタル入出力ポートである。ポインティングデバイスＨ２１、キーボードＨ２２、及びディスプレイＨ２３は、タッチパネルであってもよい。センサＨ５２は、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳ受信モジュール、近接センサ等である。電源Ｈ６は、各装置を動かすために必要な電気を供給する電源ユニットである。電源Ｈ６は、バッテリーであってもよい。ドライブＨ７は、ハードディスクドライブやソリッドステートドライブ等の補助記憶媒体である。ドライブＨ７は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、又は、光磁気ディスクドライブやフレキシブルディスクドライブであってもよい。また、ドライブＨ７は、例えば、各装置に内蔵されるものに限らず、接続モジュールＨ１２のコネクタに接続された外付け型の記憶装置でもよい。メモリＨ８は、ランダムアクセスメモリ等の主記憶媒体である。なお、メモリＨ８は、キャッシュメモリであってもよい。メモリＨ８は、一又は複数のプロセッサＨ９によって命令が実行されるときに、これらの命令を格納する。プロセッサＨ９は、ＣＰＵ（中央演算装置）である。プロセッサＨ９は、ＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）又はＧＰＵ（グラフィックスプロセッシングユニット）であってもよい。プロセッサＨ９は、メモリＨ８を介してドライブＨ７から、プログラム及び各種データを読み出して演算を行うことで、一又は複数のメモリＨ８に格納した命令を実行する。

【0049】

入出力モジュールＩは、電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０などに用いられる。制御モジュールＰは、電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０の各部の実装に用いられる。なお、本明細書等において、電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０との記載は、制御モジュールＰとの記載に置き換えられてもよい。

【0050】

本開示は、以下のような実施形態であってもよい。
（１）本開示の一実施形態は、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置であって、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える集約装置である。

【0051】

（２）また、本開示の他の一実施形態は、（１）に記載の集約装置であって、前記制御部は、前記第２の下り経路の構築に失敗した場合、除外した前記第１の下り経路上の端末装置のうちの少なくとも１つを選択対象に戻して、再度、前記第２の下り経路を構築する。

【0052】

（３）また、本開示の他の一実施形態は、（１）に記載の集約装置であって、前記制御部は、前記第１の下り経路上の端末装置のうち関節点でないものを選択対象から除外して、前記第２の下り経路を構築する、請求項１に記載の集約装置。

【0053】

（４）また、本開示の他の一実施形態は、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置の通信方法であって、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する第１のステップと、前記第１のステップにおいて記憶した前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する第２のステップとを有する通信方法である。

【0054】

（５）また、本開示の他の一実施形態は、センター装置と、前記センター装置と通信する１つ以上の集約装置とを備える通信システムであって、前記集約装置は、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信し、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える、通信システムである。

【0055】

（６）また、本開示の他の一実施形態は、（５）に記載の通信システムであって、前記複数の端末装置を、さらに備える。

【0056】

（７）また、本開示の他の一実施形態は、コンピュータを、複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、前記複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置として機能させるためのプログラムであって、前記集約装置は、前記複数の端末装置の少なくとも一部の各々から前記集約装置へ送信された上り信号に格納された前記上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、前記経路情報記憶部が記憶する前記経路情報を用いて、前記複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、前記第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して前記１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、前記１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、前記第１の下り経路と前記第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える、プログラムである。

【0057】

また、図１における電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０、集約装置４０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電力用ＭＤＭＳ１１、ガス用ＭＤＭＳ１２、水道用ＭＤＭＳ１３、センター装置２０、集約装置４０を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

【0058】

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

【0059】

以上、この開示の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１１ 電力用ＭＤＭＳ
１２ ガス用ＭＤＭＳ
１３ 水道用ＭＤＭＳ
２０ センター装置
３０ ＷＡＮ
４０ 集約装置
４１ 無線部
４２ 制御部
４３ 経路情報記憶部
５０ 端末装置

【要約】

複数の端末装置とともに無線マルチホップネットワークを構成可能であり、複数の端末装置が送信する上りデータを受信する集約装置であって、複数の端末装置の少なくとも一部の各々から集約装置へ送信された上り信号に格納された上り信号が経由した端末装置を示す経路情報を記憶する経路情報記憶部と、経路情報記憶部が記憶する経路情報を用いて、複数の端末装置のうちの１つの端末装置への第１の下り経路を構築し、第１の下り経路上の端末装置を選択対象から除外して１つの端末装置への第２の下り経路を構築し、１つの端末装置を宛先とする同一の下りデータを、第１の下り経路と第２の下り経路各々を用いて送信する制御部とを備える集約装置である。これにより、集約装置は、信頼性が高く低遅延の下り通信を実現する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】