(57)【要約】【課題】無線通信装置の電力消費をより低減させる。【解決手段】実施形態の無線通信装置は、マルチホップネットワークに接続される無線通信装置であって、前記無線通信装置の第１の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信し、前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない通信部を備える。【選択図】図１
2020031403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップネットワークに接続される無線通信装置であって、
前記無線通信装置の第１の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信し、前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない通信部、
を備える無線通信装置。
【請求項２】
前記異常通知は、前記第１の親ノードの輻輳、前記第１の親ノードの故障、及び、前記第１の親ノードの処理のエラーの少なくとも１つを示す、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記子ノードに通信を制限する指示は、前記子ノードに対する送信停止指示、または、前記子ノードから送信されるデータの量を削減する指示を示す、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記通信部は、前記第１の親ノードから受信された異常通知が、前記第１の親ノードの輻輳を示す場合、新たな親ノードを探索する、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記通信部は、前記第１の親ノードから受信された異常通知が、前記第１の親ノードの輻輳を示す場合、前記異常通知を前記無線通信装置へ送信していない第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索する、
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記通信部は、前記第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索できなかった場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、前記子ノードに新たな親ノードを探索する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない、
請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記異常通知が、前記第１の親ノードの輻輳を示す場合、前記異常通知は、タイマー値を更に含み、
前記第１の親ノードから受信された前記異常通知に前記タイマー値が含まれる場合、前記タイマー値を減算する制御部を更に備え、
前記通信部は、前記タイマー値が閾値以下の場合、第１の探索条件を満たす新たな親ノードを探索し、前記タイマー値が閾値より大きい場合、第２の探索条件を満たす新たな親ノードを探索する、
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記異常通知が、前記第１の親ノードの輻輳を示す場合、前記異常通知は、タイマー値を更に含み、
前記第１の親ノードから受信された前記異常通知に前記タイマー値が含まれる場合、前記タイマー値を加算する制御部を更に備え、
前記通信部は、前記タイマー値が閾値以上の場合、第１の探索条件を満たす新たな親ノードを探索し、前記タイマー値が閾値未満の場合、第２の探索条件を満たす新たな親ノードを探索する、
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記第１の探索条件、及び、前記第２の探索条件は、前記新たな親ノードから前記異常通知を受信していないこと、前記新たな親ノードに接続される子ノードの数、前記新たな親ノードから送信されるデータの量、前記新たな親ノードが受信するデータの量、及び、前記新たな親ノードに直接又は間接に接続されるノード数のうち、少なくとも１つに基づいて設定された探索条件であり、
前記第２の探索条件は、前記第１の探索条件よりも厳しい探索条件である、
請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記第１の親ノードから受信された異常通知が、前記第１の親ノードの輻輳を示す場合、前記無線通信装の周辺のノードの情報を示す周辺ノード情報に基づいて、周辺の子ノードから、前記通信を制限する指示の送信先の子ノードを選択する選択部、
を更に備える請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記周辺ノード情報は、周辺の子ノードの通信範囲に存在する他のノードの数、周辺の子ノードの通信範囲に存在する他のノードのうち集約装置からのホップ数が前記周辺の子ノードよりも小さい他のノードの数、周辺の子ノードにより取得されたデータの送信量と当該子ノードが下位ノードから受信するデータの送信量との総和、前記無線通信装置と周辺の子ノードとの間の通信品質、周辺の子ノードから前記無線通信装置に送信されたデータの受信信号強度、周辺の子ノードの送信データ量、及び、周辺の子ノードの受信データ量のうち、少なくとも１つを含む、
請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記選択部は、前記通信を制限する指示の指示回数が、閾値未満の場合、前記周辺ノード情報を使用して設定される第１の選択条件を満たす周辺の子ノードを、前記通信を制限する指示の送信先の子ノードに選択し、前記通信を制限する指示の指示回数が、閾値以上の場合、前記周辺ノード情報を使用して設定される第２の選択条件を満たす周辺の子ノードを、前記通信を制限する指示の送信先の子ノードに選択する、
請求項１１に記載の無線通信装置。
【請求項１３】
前記通信部は、前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信し、かつ、集約装置から前記無線通信装置までのホップ数が閾値以上の場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない、
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１４】
データを集約する集約装置と、複数の無線通信装置とがマルチホップネットワークに接続された無線通信システムであって、
前記無線通信装置は、
前記無線通信装置の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信し、前記親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない、
無線通信システム。
【請求項１５】
マルチホップネットワークに接続される無線通信装置の無線通信方法であって、
前記無線通信装置の第１の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信するステップと、
前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しないステップと、
を含む無線通信方法。
【請求項１６】
マルチホップネットワークに接続される無線通信装置を、
前記無線通信装置の第１の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信し、前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない通信部、
として機能させるためのプログラム。
【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】
無線通信装置により送信されたデータを、周囲の無線通信装置が受信して再送信することにより、集約装置までデータを送信するマルチホップネットワークが従来から知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５４３４９号公報
【特許文献２】特許第４５１７８８５号公報
【特許文献３】特許第５８８０２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、無線通信装置の電力消費をより低減することが難しかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の無線通信装置は、マルチホップネットワークに接続される無線通信装置であって、前記無線通信装置の第１の親ノード、及び、前記無線通信装置の子ノードと通信し、前記第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、前記子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、前記子ノードからデータを受信しない通信部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【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】図１の無線通信システムをネットワークトポロジーの形態で示した模式図。
【図３】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４】第１実施形態の無線通信装置の動作方法の例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実施形態の無線通信装置の動作方法の例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装置の動作方法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装置の動作方法の例を示すフローチャート。
【図１１】第５実施形態の無線通信装置の機能構成の例を示す図。
【図１２】第５実施形態の無線通信装置の動作方法の例を示すフローチャート。
【図１３】第１乃至第５実施形態の無線通信装置及び集約装置のハードウェア構成の例１を示す図。
【図１４】第１乃至第５実施形態の無線通信装置及び集約装置のハードウェア構成の例２を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
データを中継するマルチホップ無線センサネットワークにおいて、例えば、一部の無線ノードにデータが集中し輻輳が発生する問題が存在する。これまでの無線センサネットワークにおいては、無線ノードが輻輳を検知し、輻輳を回避することができない。更に、従来の技術を組み合わせた場合、多くの送受信処理を要し、消費電力が大きい。
【０００８】
従来の技術では、データを多段中継するマルチホップネットワークにおいて、無線ノードの配置、及び、無線ノードのデータ送信先である親ノードの選択方法などによっては、無線ノードが接続する経路に偏りが生じる。無線ノードが送受信できるデータ量、及び、蓄えることができるデータ量などには、制限があるため、制限を越えたデータ量の送受信を行うと、データ破棄が発生し、ネットワークに存在する全ての無線ノードのデータを集約する集約装置までのデータ収集率が劣化する恐れがある。更に、１台の無線ノードに接続する無線ノード数が多い場合、無線ノードの送受信回数が増加し、電池寿命の劣化が発生する。加えて、自律分散制御で動作する無線ノードにおいては、輻輳が発生することを検知できないため、一度輻輳が発生するとノード間の通信失敗が発生するまでデータ伝送を継続してしまい、輻輳によるデータ収集率及び電池寿命劣化が継続してしまう。
【０００９】
また、無線ノードが従えるツリー上のノードが探索処理を行い、ツリーに再接続する最良のノードと接続先とを決定する技術が知られている。この技術を輻輳が発生した際に適用することにより、輻輳発生ノードが従える子孫ノードに対して輻輳を回避する新たな接続先に接続することは可能だが、従える全ての子孫ノードが探索処理をしなければならない。探索処理は周辺の無線ノードに対して受信処理を行うことから非常に消費電力が高く、無線ノードの電池寿命劣化が予想される。
【００１０】
更に、データを集約する集約装置がネットワーク内の負荷情報を管理し、負荷情報が劣悪なネットワーク内のノードに対して新たな接続先への接続切り替え要求を出すことができる技術が知られている。この技術により、無線ノードは輻輳を回避する経路へ接続可能だが、集約装置が全ノードを管理し、更に各ノードに対して接続切り替え要求を出すためには多くのデータ送受信が必要となり、無線ノードの省電力性が劣化することが予想される。また、自律分散制御を行うネットワークにおいては、この技術は現実的ではない。
【００１１】
以下の実施形態の無線通信装置は、無線ノードが、例えば自律的に輻輳を検知し、無線ノード自身が接続先を切り替えるか否かを判断することにより、必要最小限の送受信処理で輻輳を回避することが可能である。これにより、例えば輻輳によるデータ収集率劣化及び無線ノードの電池寿命劣化などを回避することができる。
【００１２】
以下に添付図面を参照して、例えば、１台の無線ノードに複数のノードが集中する輻輳等の異常が発生した際に起こるデータ収集率の劣化、及び、電池寿命の劣化などを軽減する無線通信装置、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。
【００１３】
（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の装置構成について説明する。
【００１４】
［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、無線通信装置１０Ａ〜１０Ｐ、及び、集約装置２０を備える。以下、無線通信装置１０Ａ〜１０Ｐを区別しない場合は、単に無線通信装置１０という。
【００１５】
無線通信システム１００では、所定の範囲内に配置された無線通信装置１０及び集約装置２０は、互いに無線通信が可能である。各無線通信装置１０により送信されたデータは、他の無線通信装置１０を介して、または、直接、集約装置２０に送信される。集約装置２０は、各無線通信装置１０から送信されたデータを集約する。
【００１６】
図２は、図１の無線通信システム１００をネットワークトポロジーの形態で示した模式図である。アルファベットは無線通信装置１０（無線ノード）を示し、根は集約装置２０（根ノード）を示す。また、矢印はデータの伝送経路を示す。矢印の元はデータの送信元（子ノード）を示し、矢印の先はデータの送信先（親ノード）を示す。親ノードは、自ノードよりもホップ数が１小さいノードで、自ノードの送信先ノードである。子ノードは、自ノードよりもホップ数が１大きいノードで、送信先ノードを自ノードに決定しているノードである。
【００１７】
なお、無線通信システム１００の通信方式は任意でよい。第１実施形態の無線通信システム１００は、例えばマルチホップネットワークである。
【００１８】
次に第１実施形態の無線通信装置１０の機能構成の例について説明する。
【００１９】
［機能構成の例］
図３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、通信部１及び判定部２を備える。
【００２０】
通信部１は、無線通信装置１０の親ノード、及び、無線通信装置の子ノードと通信する。通信部１は、例えば親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、子ノードに通信を制限する指示を送信する。また例えば、通信部１は、親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、子ノードからデータを受信しない。
【００２１】
具体的には、異常通知は、例えば親ノードの輻輳、親ノードの故障、及び、親ノードの処理のエラーの少なくとも１つを示す。また、子ノードに通信を制限する指示は、例えば子ノードに対する送信停止指示、または、子ノードから送信されるデータの量を削減する指示を示す。
【００２２】
また、通信部１は、親ノードから受信された異常通知が、親ノードの輻輳を示す場合、新たな親ノードを探索する。具体的には、通信部１は、例えば第１の親ノードから受信された異常通知が、当該第１の親ノードの輻輳を示す場合、異常通知を無線通信装置１０へ送信していない又は異常通知を受信していない第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索する。
【００２３】
通信部１は、第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索できなかった場合、例えば子ノードに通信を制限する指示を送信する。また例えば、通信部１は、第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索できなかった場合、子ノードに新たな親ノードを探索する指示を送信する。また例えば、通信部１は、第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索できなかった場合、子ノードからデータを受信しない。
【００２４】
判定部２は、通信部１の動作を決定するための判定をする。例えば、判定部２は、上述の異常通知を受信したか否かを判定し、異常通知を受信した場合、子ノードに通信を制限する指示を送信することを決定する。
【００２５】
［動作方法の例］
図４は第１実施形態の無線通信装置１０の動作方法の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部１が、無線通信装置１０の親ノードから、当該親ノードの輻輳を示す異常通知を受信する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、通信部１は、新たな親ノードを探索する探索処理を実施する（ステップＳ２）。具体的には、通信部１は、周囲の無線ノード（他の無線通信装置１０）に対して受信処理を行い、異常通知を無線通信装置１０へ送信していない又は異常通知を受信していない第２の親ノードを、新たな親ノードとして探索する。
【００２７】
なお、新たな親ノード（第２の親ノード）を探索する探索条件を、新たな親ノードに接続される子ノードの数、新たな親ノードから送信されるデータの量、新たな親ノードが受信するデータの量、及び、新たな親ノードがデータを中継する全てのノード数（新たな親ノードに直接又は間接に接続されるノード数）などに基づいて設定することも可能である。
【００２８】
次に、判定部２が、新たな親ノードを探索できたか否かを判定する（ステップＳ３）。新たな親ノードを探索できた場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、判定部２は、当該新たな親ノードを選択する。なお、新たな親ノードの候補が複数ある場合、判定部２は、予め定められた選択方法で新たな親ノードを１つ決定する。
【００２９】
新たな親ノードを探索できない、または新たな親ノードを選定できない場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードに、輻輳を示す異常通知と、探索処理を指示する通知とを送信する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ５の処理は変更してもよい。ステップＳ５の処理を、例えば、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードに通信を制限する指示を送信する処理に変更してもよい。また例えば、ステップＳ５の処理を、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードからデータを受信しない処理に変更してもよい。
【００３０】
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、通信部１が、無線通信装置１０の親ノード（第１の親ノード）、及び、無線通信装置１０の子ノードと通信し、第１の親ノードから異常を示す異常通知を受信した場合、子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、子ノードからデータを受信しない。これにより第１実施形態の無線通信装置１０によれば、無線通信装置１０の電力消費をより低減することができる。
【００３１】
具体的には、第１実施形態では、輻輳を示す異常通知を受信した無線通信装置１０自身が、接続する親ノードを新たな親ノードへ切り替える。これにより第１実施形態の無線通信装置１０によれば、例えば輻輳によるデータ収集の失敗、及び、輻輳による無線通信装置１０の電池寿命の劣化を軽減することが可能である。また例えば、第１実施形態では、輻輳を示す異常通知を受信した無線通信装置１０自身が、親ノードを切り替えない場合、子ノードに通信を制限する指示を送信する、または、子ノードからデータを受信しない。これにより第１実施形態の無線通信装置１０によれば、例えば輻輳によるデータ収集の失敗、及び、輻輳による無線通信装置１０の電池寿命の劣化を最小限とすることが可能となる。
【００３２】
（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する。
【００３３】
［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、通信部１、判定部２及び選択部３を備える。
【００３４】
第２実施形態では、選択部３が、無線通信装置１０−２の親ノードから受信された異常通知が、当該親ノードの輻輳を示す場合、無線通信装置１０−２の周辺のノードの情報を示す周辺ノード情報に基づいて、例えば無線通信装置１０−２の周辺の子ノードから、通信を制限する指示の送信先の子ノードを選択する。また例えば、選択部３は、無線通信装置１０−２の親ノードから受信された異常通知が、当該親ノードの輻輳を示す場合、周辺ノード情報に基づいて、新たな親ノードの探索処理を指示する子ノードを選択する。
【００３５】
周辺ノード情報は、例えば、無線通信装置１０−２の周辺の子ノードの通信範囲に存在する他のノードの数を含む。選択部３は、例えば、子ノードの通信範囲に存在する他のノードがより多い子ノードを選択する。
【００３６】
また例えば、周辺ノード情報は、周辺の子ノードの通信範囲に存在する他のノードのうち集約装置２０からのホップ数が当該周辺の子ノードよりも小さい他のノードの数を含む。選択部３は、例えば、当該他のノードの数がより多い子ノードを選択する。
【００３７】
また例えば、周辺ノード情報は、周辺の子ノードにより取得されたデータ（例えば、センサデータ等）の送信量と当該子ノードが下位ノード（当該子ノードと直接又は間接に接続されている他のノード）から受信するデータの送信量との総和を含む。選択部３は、例えば、当該総和が送信上限量以下である子ノードを選択する。
【００３８】
また例えば、周辺ノード情報は、無線通信装置１０と周辺の子ノードとの間の通信品質（例えばパケットエラーレート等）を含む。選択部３は、例えば、当該通信品質がより高い子ノードを選択する。
【００３９】
また例えば、周辺ノード情報は、周辺の子ノードから無線通信装置１０に送信されたデータの受信信号強度を含む。選択部３は、例えば、当該受信信号強度がより高い子ノードを選択する。
【００４０】
また例えば、周辺ノード情報は、周辺の子ノードの送信データ量を含む。選択部３は、例えば、当該送信データ量がより多い子ノードを選択する。
【００４１】
また例えば、周辺ノード情報は、周辺の子ノードの受信データ量を含む。選択部３は、例えば、当該受信データ量がより多い子ノードを選択する。
【００４２】
なお、選択部３は、上述の子ノードの選択条件を組み合わせて、通信を制限する指示の送信先の子ノードを選択してもよい。
【００４３】
［動作方法の例］
図６は第２実施形態の無線通信装置１０−２の動作方法の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部１が、無線通信装置１０−２の親ノードから、当該親ノードの輻輳を示す異常通知を受信する（ステップＳ１１）。
【００４４】
次に、選択部３が、上述の周辺ノード情報を参照して、無線通信装置１０−２の周辺の子ノードから、新たな親ノードの探索処理を指示する子ノードを選択する（ステップＳ１２）。選択部３は、例えば子ノードの送信データ量が最も多い子ノードを選択する。
【００４５】
次に、通信部１は、ステップＳ２の処理により選択された子ノードに探索処理を指示する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３の処理は変更してもよい。ステップＳ１３の処理を、例えば、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードに通信を制限する指示を送信する処理に変更してもよい。また例えば、ステップＳ１３の処理を、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードからデータを受信しない処理に変更してもよい。
【００４６】
以上説明したように、第２実施形態では、上述の選択条件を設けて探索を指示する子ノードを適切に選定する。そのため、無線通信装置１０−２に接続されるすべてのノードに対して探索処理を指示することなく、必要最小限の探索処理で輻輳状態を回避することができる。このことから、例えばネットワーク全体での消費電力を削減することができる。
【００４７】
（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する。
【００４８】
［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、通信部１、判定部２及び制御部４を備える。
【００４９】
第３実施形態では、制御部４が、無線通信装置１０−３の親ノードから受信された上述の異常通知にタイマー値が含まれる場合、当該タイマー値を減算する。制御部４は、例えばタイマー値を１減算する。
【００５０】
判定部２は、更にタイマー値に基づいて、通信部１の動作を決定するための判定をする。判定処理の例は、図８を参照して後述する。
【００５１】
［動作方法の例］
図８は第３実施形態の無線通信装置１０−３の動作方法の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部１が、無線通信装置１０−３の親ノードから、当該親ノードの輻輳を示す異常通知を受信する（ステップＳ２１）。
【００５２】
次に、制御部４が、ステップＳ２１の処理により受信された異常通知に含まれるタイマー値を１減算する（ステップＳ２２）。次に、通信部１が、新たな親ノードを探索する探索処理を実施する（ステップＳ２３）。
【００５３】
次に、判定部２が、ステップＳ２２の処理により１減算されたタイマー値が閾値以下（例えば、０以下）であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。
【００５４】
タイマー値が閾値以下である場合（ステップＳ２４，Ｙｅｓ）、判定部２が、第１の探索条件を満たす新たな親ノードを、ステップＳ２３の探索処理により探索できたか否かを判定する（ステップＳ２５）。第１の探索条件は、例えば新たな親ノードから異常通知を受信していないことである。
【００５５】
第１の探索条件を満たす新たな親ノードを探索できた場合（ステップＳ２５，Ｙｅｓ）、通信部１は、当該新たな親ノードを、接続先として選択する（ステップＳ２６）。第１の探索条件を満たす新たな親ノードを探索できなかった場合（ステップＳ２５，Ｎｏ）、通信部１は、現在の親ノードとの接続を継続する（ステップＳ２７）。また例えば、ステップＳ２７は新たな親ノードを選定できるまで第１の探索条件で探索を繰り返すとしてもよい。
【００５６】
一方、タイマー値が閾値より大きい場合（ステップＳ２４，Ｎｏ）、判定部２が、第２の探索条件を満たす新たな親ノードを、ステップＳ２３の探索処理により探索できたか否かを判定する（ステップＳ２８）。第２の探索条件は、例えば新たな親ノードから異常通知を受信しておらず、かつ、当該新たな親ノードに接続される子ノード数がＸ（Ｘは１以上の整数）台以下であることである。子ノード数Ｘは適宜設定される。子ノード数Ｘは、例えば無線通信装置１０に事前に設定される。また例えば、子ノード数Ｘは、集約装置２０から通知される値である。また例えば、子ノード数Ｘは、無線通信装置１０に接続される子ノードの数である。
【００５７】
第２の探索条件を満たす新たな親ノードを探索できた場合（ステップＳ２８，Ｙｅｓ）、通信部１は、当該新たな親ノードを、接続先として選択する（ステップＳ２９）。第２の探索条件を満たす新たな親ノードを探索できなかった場合（ステップＳ２８，Ｎｏ）、通信部１は、子ノードに、新たな親ノードの探索処理を指示する（ステップＳ３０）。
【００５８】
なお、第１の探索条件、及び、第２の探索条件は、適宜設定される。第１の探索条件、及び、第２の探索条件は、例えば、新たな親ノードから異常通知を受信していないこと、新たな親ノードに接続される子ノードの数、新たな親ノードから送信されるデータの量、新たな親ノードが受信するデータの量、及び、新たな親ノードに直接又は間接に接続されるノード数のうち、少なくとも１つに基づいて設定された探索条件である。第２の探索条件は、例えば、第１の探索条件よりも厳しい（強い）探索条件にする。具体的には、第２の探索条件では、例えば判定される条件の数を、第１の探索条件で判定される条件の数よりも多くする。
【００５９】
以上、説明したように、第３実施形態の無線通信装置１０では、輻輳が発生したノードが存在する経路において、タイマー値によって親ノードの探索処理を制御することができる。タイマーの期限が切れた後に、親ノードを探索する探索条件を変更することにより、接続先の親ノードを変更しやすくする。これにより、輻輳が発生したノードが存在する経路の輻輳を回避することができる。
【００６０】
なお上述のタイマー値は、加算してもよい。タイマー値の加算により制御する場合、例えば、制御部４は、親ノードから受信された異常通知にタイマー値が含まれる場合、タイマー値を１加算する。そして、通信部１は、タイマー値が閾値以上の場合、第１の探索条件を満たす新たな親ノードを探索し、タイマー値が閾値未満の場合、第２の探索条件を満たす新たな親ノードを探索する。
【００６１】
タイマー値が加算される場合の閾値は、適宜設定される。閾値は、例えば事前に無線通信装置１０に設定された値、集約装置２０から通知される値、及び、ネットワークの最大ホップ数などである。
【００６２】
なお、タイマー値の制御方法（加算又は減算）は、例えば集約装置２０から送信されるデータ、及び、事前に無線通信装置１０に設定されたデータなどに基づいて決定される。
【００６３】
（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２実施形態と同様の説明については省略する。
【００６４】
［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、通信部１、判定部２、選択部３、取得部５及び変更部６を備える。
【００６５】
選択部３は、無線通信装置１０−３の親ノードから受信された異常通知が、当該親ノードの輻輳を示す場合、上述の周辺ノード情報に基づいて、無線通信装置１０−３の周辺の子ノードから、通信を制限する指示の送信先の子ノード、又は、探索処理の実行指示を送信する子ノードを選択する。
【００６６】
通信部１は、選択部３により選択された子ノードに、通信を制限する指示を送信するとき、又は、探索処理の実行指示を送信するときに、指示回数を付与する。指示回数は、あるノードが、輻輳を示す異常通知を受信してから、子ノードに通信を制限する指示が送信された回数、又は、探索処理の実行指示が送信された回数を示す。具体的には、例えば、無線通信装置１０−３が、当該無線通信装置１０−３の親ノードから輻輳を示す異常通知を受信し、当該無線通信装置１０の子ノードに通信を制限する指示を送信した場合、指示回数は１回となる。次に、通信を制限する指示を受信した子ノードが、当該子ノードの子ノード（輻輳を示す異常通知を受信した無線通信装置１０−３の孫ノード）に通信を制限する指示を送信した場合、指示回数は２回となる。以下、通信を制限する指示が送信される度に、当該指示を送信した無線通信装置１０−３の通信部１により、指示回数が加算される。なお、探索処理の実行指示が送信される場合についても、通信を制限する指示が送信される場合と同様である。
【００６７】
取得部５は、通信を制限する指示に含まれる指示回数を取得する。
【００６８】
変更部６は、取得部５により取得された指示回数に基づいて、上述の周辺ノード情報を使用して設定される子ノードの選択条件を変更する。
【００６９】
［動作方法の例］
図１０は第４実施形態の無線通信装置１０−４の動作方法の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部１が、無線通信装置１０−４の親ノードから、当該親ノードの輻輳を示す異常通知と、探索処理の実行指示とを受信する（ステップＳ４１）。
【００７０】
次に、取得部５が、ステップＳ１１の処理により受信した探索処理の実行指示に含まれる指示回数を取得し、当該指示回数がＮ回（Ｎは１以上の整数）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。
【００７１】
指示回数がＮ回以上である場合（ステップＳ４２，Ｙｅｓ）、変更部６が、探索処理の実行指示を送信する子ノードを選択する選択条件を、第１の選択条件に変更し、選択部３が、当該第１の選択条件を満たす子ノードを選択する（ステップＳ４３）。第１の選択条件は、例えば送信データ量が最も多い子ノードである。
【００７２】
指示回数がＮ回未満である場合（ステップＳ４２，Ｎｏ）、変更部６が、探索処理の実行指示を送信する子ノードを選択する選択条件を、第２の選択条件に変更し、選択部３が、当該第２の選択条件を満たす子ノードを選択する（ステップＳ４４）。第２の選択条件は、例えば通信品質が最も劣悪な子ノードである。
【００７３】
次に、通信部１が指示回数を１加算し（ステップＳ４５）、当該指示回数を含む探索処理の実行指示を、ステップＳ４３又はステップＳ４４の処理により選択された子ノードに送信する（ステップＳ４６）。なお、ステップＳ４６の処理は変更してもよい。ステップＳ４６の処理を、例えば、通信部１が、無線通信装置１０−４の子ノードに通信を制限する指示を送信する処理に変更してもよい。また例えば、ステップＳ４６の処理を、通信部１が、無線通信装置１０−４の子ノードからデータを受信しない処理に変更してもよい。
【００７４】
以上、説明したように、第４実施形態の無線通信装置１０−４では、指示回数に基づく選択条件を満たす子孫ノードに、通信を制限する指示、又は、探索処理の実行指示をする。これにより不要な送受信処理及び探索処理を軽減することができる。
【００７５】
（第５実施形態）
次に第５実施形態について説明する。第５実施形態の説明では、第２実施形態と同様の説明については省略する。
【００７６】
［機能構成の例］
図１１は第５実施形態の無線通信装置１０−５の機能構成の例を示す図である。第５実施形態の無線通信装置１０−５は、通信部１、判定部２及び算出部７を備える。
【００７７】
算出部７は、データを集約する集約装置２０から無線通信装置１０−５までのホップ数を算出する。
【００７８】
通信部１は、無線通信装置１０−５の親ノードから異常を示す異常通知を受信し、かつ、集約装置２０から無線通信装置１０−５までのホップ数が閾値以上の場合、無線通信装置１０−５の子ノードに通信を制限する指示を送信する、無線通信装置１０−５の子ノードからデータを受信しない、または、無線通信装置１０−５の子ノードに探索処理の実行指示をする。
【００７９】
［動作方法の例］
図１２は第５実施形態の無線通信装置１０−５の動作方法の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部１が、無線通信装置１０の親ノードから、当該親ノードの輻輳を示す異常通知を受信する（ステップＳ５１）。
【００８０】
次に、算出部７が、例えば無線通信装置１０−５の受信データに基づいて、データを集約する集約装置２０からのホップ数を算出する（ステップＳ５２）。
【００８１】
次に、判定部２が、ステップＳ５２の処理により算出されたホップ数がＸ（Ｘは１以上の整数）以上であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。
【００８２】
ホップ数がＸ以上である場合（ステップＳ５３，Ｙｅｓ）、通信部１が、無線通信装置１０の子ノードに、探索処理の実行指示を送信する（ステップＳ５４）。なお、ステップＳ５４の処理は変更してもよい。ステップＳ５４の処理を、例えば、通信部１が、無線通信装置１０−５の子ノードに通信を制限する指示を送信する処理に変更してもよい。また例えば、ステップＳ５４の処理を、通信部１が、無線通信装置１０−５の子ノードからデータを受信しない処理に変更してもよい。
【００８３】
ホップ数がＸ未満である場合（ステップＳ５３，Ｎｏ）、子ノードに対して親ノードから受信する異常通知を送信する（ステップＳ５５）。
【００８４】
以上、説明したように、第５実施形態の無線通信装置１０−５では、輻輳発生ノードに繋がる無線通信装置１０−５のうち、ホップ数が深いノード（ホップ数がＸ以上のノード）に対して経路切り替え指示（探索処理の実行指示）を行う。これにより第５実施形態の無線通信装置１０−５によれば、ネットワーク全体のホップ数を小さくする効果があるので、輻輳を軽減することができる。
【００８５】
最後に第１乃至第５実施形態の無線通信装置１０及び集約装置２０のハードウェア構成の例について説明する。
【００８６】
［ハードウェア構成の例１］
図１３は第１乃至第５実施形態の無線通信装置１０（１０−２〜１０−５）及び集約装置２０のハードウェア構成の例１を示す図である。図１３の例１では、無線通信装置１０及び集約装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、主記憶装置１０２、外部記憶装置１０３、通信インターフェース１０４及び無線装置１０５を備える。ＣＰＵ１０１、主記憶装置１０２、外部記憶装置１０３、通信インターフェース１０４及び無線装置１０５は、バス１２０により接続されている。
【００８７】
ＣＰＵ１０１は、外部記憶装置１０３等の記憶媒体からプログラムを読み出し、当該プログラムを主記憶装置１０２上で実行する。
【００８８】
主記憶装置１０２は、プログラム、当該プログラムの実行に必要なデータ、及び、当該プログラムの実行により生成されたデータ等を記憶する。主記憶装置１０２は任意でよい。主記憶装置１０２は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００８９】
主記憶装置１０２は、プログラム、中継データ、ノードＩＤ、ホップ数、上述の周辺ノード情報等の情報を記憶する。中継データは、例えば他のノードから受信したデータである。具体的には、中継データは、例えば他のノードにより取得されたセンサデータ等である。
【００９０】
また、主記憶装置１０２は、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）、及び、各種のミドルウェア等を記憶してもよい。
【００９１】
外部記憶装置１０３は、プログラム、当該プログラムの実行に必要なデータ、及び、当該プログラムの実行により生成されたデータ等を記憶する。これらのプログラム及びデータは、当該プログラムの実行の際に、主記憶装置１０２に展開される。外部記憶装置１０３は任意でよい。外部記憶装置１０３は、例えばハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ及び磁気テープ等である。外部記憶装置１０３は、プログラム、中継データ、ノードＩＤ、ホップ数、上述の周辺ノード情報等の情報を記憶する。
【００９２】
なお、無線通信装置１０及び集約装置２０で実行されるプログラムは、例えば外部記憶装置１０３に予めインストールされていてもよい。また例えば、外部記憶装置１０３が、別の有線又は無線ネットワークにより他の装置から集約装置２０に送信されたプログラムを記憶することにより、外部記憶装置１０３に当該プログラムをインストールしてもよい。
【００９３】
通信インターフェース１０４は、外部のデバイスと通信するための汎用Ｉ／Ｆである。通信インターフェース１０４は、例えばＵＡＲＴ、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩ、ＣＡＮ、ＲＳ２３２及びＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ポート等である。
【００９４】
無線装置１０５は、無線通信装置１０及び集約装置２０が、他の装置と無線通信するための装置である。また、無線通信装置１０及び集約装置２０は、複数の無線装置１０５を備えていてもよい。無線通信装置１０及び集約装置２０が、例えば２つの無線装置１０５を備える場合、第２の無線装置１０５が、第１の無線装置１０５により収集されたデータを送信してもよい。なお、第２の無線装置１０５は、第１の無線装置１０５と異なる無線周波数を使用する装置であれば任意でよい。第２の無線装置１０５は、例えばセルラー通信及びＷｉ−Ｆｉ等である。
【００９５】
次に実施形態の無線通信装置１０及び集約装置２０のハードウェア構成の例２について説明する。
【００９６】
［ハードウェア構成の例２］
図１４は第１乃至第５実施形態の無線通信装置１０及び集約装置２０のハードウェア構成の例２を示す図である。図１４の例２では、無線通信装置１０及び集約装置２０は、ＣＰＵ１０１、主記憶装置１０２、外部記憶装置１０３、通信インターフェース１０４、入力インターフェース１０６及びグラフィック処理装置１０７を備える。ＣＰＵ１０１、主記憶装置１０２、外部記憶装置１０３、通信インターフェース１０４、入力インターフェース１０６及びグラフィック処理装置１０７は、バス１２０を介して接続されている。
【００９７】
また、図１４の例２では、センサ１０８及び無線通信モジュール１０９が、通信インターフェース１０４に接続されている。入力装置１１０が、入力インターフェース１０６に接続されている。また、ディスプレイ１１１が、グラフィック処理装置１０７に接続されている。
【００９８】
ＣＰＵ１０１、主記憶装置１０２、外部記憶装置１０３及び通信インターフェース１０４の説明は、上述の図１３と同じなので省略する。
【００９９】
入力インターフェース１０６は、入力装置１１０により受け付けられた入力操作に応じた操作信号を、入力装置１１０から受け付ける。入力装置１１０は任意でよい。入力装置１１０は、例えばキーボード及びマウス等である。
【０１００】
グラフィック処理装置１０７は、ＣＰＵ１０１により生成された映像信号及び画像信号等に基づいて、ディスプレイ１１１に映像又は画像を表示させる装置である。ディスプレイ１１１は任意でよい。ディスプレイ１１１は、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＣＲＴ（ブラウン管）、及び、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等である。
【０１０１】
センサ１０８は任意でよい。センサ１０８は、例えば照度センサ、温湿度センサ、加速度センサ及び角速度センサ等である。また、センサ１０８は、擬似的なセンサでもよい。疑似的なセンサは、例えばデータを出力する別のコンピュータ装置である。なお、集約装置２０は、無線通信装置１０からのデータを集約する装置なので、センサ１０８を備えていなくてもよい。
【０１０２】
無線通信モジュール１０９は、上述の図１３の無線装置１０５の役割を果たす。無線通信モジュール１０９は、必ずしも上述の無線装置１０５とハードウェア構成が同一ではない。また、無線通信装置１０及び集約装置２０は、図１３の無線装置１０５と同様に、無線通信モジュール１０９を複数備えていてもよい。
【０１０３】
なお上述の図１３及び図１４のハードウェアの電源は任意でよい。上述の図１３及び図１４のハードウェアの電源は、例えばバッテリ、発電機、発電モジュール及び商用電源等である。
【０１０４】
ただし、無線通信装置１０の電源は、無線通信装置１０の省電力性に係わるため、バッテリ及び発電素子等によるエネルギー供給で駆動することを主に想定している。しかしながら無線通信装置１０の電源が、商用電源であっても、上述の第１乃至第５実施形態の無線通信方法により、消費電力を抑制する効果を得ることができる。
【０１０５】
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】
【０１０６】
１  通信部
２  判定部
３  選択部
４  制御部
５  取得部
６  変更部
７  算出部
１０  無線通信装置
２０  集約装置
１００  無線通信システム
【図１】
2020031403.tif 000003
【図２】
2020031403.tif 000004
【図３】
2020031403.tif 000005
【図４】
2020031403.tif 000006
【図５】
2020031403.tif 000007
【図６】
2020031403.tif 000008
【図７】
2020031403.tif 000009
【図８】
2020031403.tif 000010
【図９】
2020031403.tif 000011
【図１０】
2020031403.tif 000012
【図１１】
2020031403.tif 000013
【図１２】
2020031403.tif 000014
【図１３】
2020031403.tif 000015
【図１４】
2020031403.tif 000016