(57)【要約】【課題】確実な接続を確保しつつ、コストを低減したネットワークシステムを構築する。【解決手段】シミュレーション装置は、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、各ノード間における受信信号強度であって、第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とに基づいて、第１の無線通信及び第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出部と、接続算出部によって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における第１ノードと複数の第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出部と、コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、接続算出部によって算出された接続経路を示す情報とを出力する出力部とを備える。【選択図】図４
2014174910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出部と、
前記接続算出部によって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出部と、
前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力部と
を備えることを特徴とするシミュレーション装置。
【請求項２】
前記接続算出部は、
前記第１の無線通信によって接続可能な前記ノードとして選択された前記第１ノードに対して前記第２の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第２の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第２ノードとして選択する第１処理と、
さらに、前記第２ノードに選択した前記ノードに対して前記第２の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第２の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第２ノードとして選択する処理を、前記第２ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで繰り返す第２処理と
を実行することを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
【請求項３】
前記接続算出部は、
前記第２処理によって未接続な前記ノードがある場合に、前記未接続なノードにおいて、前記未接続なノードのうちから選択された前記第１ノードに対して、前記第１処理及び前記第２処理を、前記第１ノード又は前記第２ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで実行する
ことを特徴とする請求項２に記載のシミュレーション装置。
【請求項４】
前記第１の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した前記第１の無線通信によって接続可能な各ノードに対して、前記第２の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおける前記マルチホップ通信の階層ごとのノード数に、前記階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理と、前記評価算出処理によって算出された前記接続可能な各ノードに対する前記評価値に基づいて前記第１ノードを選択する選択処理とを実行する選択部を備え、
前記接続算出部は、
前記選択部によって選択された前記第１ノードと前記複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。
【請求項５】
シミュレーション装置が実行するシミュレーション方法であって、
前記シミュレーション装置の接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、
前記シミュレーション装置のコスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、
前記シミュレーション装置の出力部が、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップと
を含むことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項６】
シミュレーション装置としてのコンピュータに、
接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、
コスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、
前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シミュレーション装置、シミュレーション方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの無線通信を利用して、人手を介さずに効率よく複数の無線機器の情報を収集する無線ネットワークシステムが知られている。また、一方で、このような複数の無線機器を接続する技術として、マルチホップ通信を利用して複数の無線機器を接続する無線ネットワークシステムがあり、マルチホップ通信を利用した無線ネットワークシステムにおける接続経路を算出する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、携帯電話などの無線通信を利用する無線ネットワークシステムでは、通信コストや無線機器の設備コストを低減するために、携帯電話などの遠距離無線通信と、この遠距離無線通信よりも通信距離が短く、且つ通信コストが安価な近距離無線通信とを組み合わせた無線ネットワークシステムを構築することがある。このような無線ネットワークシステムでは、確実に接続でき、且つ、コストを低減できるシステムの構築が望まれている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、１つの無線通信方式における電波強度に基づいて接続経路を算出する技術であるため、上述のような無線ネットワークシステムの接続経路及びコストを算出することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステムを構築することができるシミュレーション装置、シミュレーション方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出部と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出部と、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力部とを備えることを特徴とするシミュレーション装置である。
【０００７】
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記接続算出部は、前記第１の無線通信によって接続可能な前記ノードとして選択された前記第１ノードに対して前記第２の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第２の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第２ノードとして選択する第１処理と、さらに、前記第２ノードに選択した前記ノードに対して前記第２の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第２の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第２ノードとして選択する処理を、前記第２ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで繰り返す第２処理とを実行することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記接続算出部は、前記第２処理によって未接続な前記ノードがある場合に、前記未接続なノードにおいて、前記未接続なノードのうちから選択された前記第１ノードに対して、前記第１処理及び前記第２処理を、前記第１ノード又は前記第２ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで実行することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記第１の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した前記第１の無線通信によって接続可能な各ノードに対して、前記第２の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおける前記マルチホップ通信の階層ごとのノード数に、前記階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理と、前記評価算出処理によって算出された前記接続可能な各ノードに対する前記評価値に基づいて前記第１ノードを選択する選択処理とを実行する選択部を備え、前記接続算出部は、前記選択部によって選択された前記第１ノードと前記複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、シミュレーション装置が実行するシミュレーション方法であって、前記シミュレーション装置の接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、前記シミュレーション装置のコスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、前記シミュレーション装置の出力部が、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップとを含むことを特徴とするシミュレーション方法である。
【００１１】
また、本発明の一態様は、シミュレーション装置としてのコンピュータに、接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第１の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第１の無線通信よりも通信距離が短い第２の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第１の無線通信の受信信号強度、及び第２の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第１の無線通信及び前記第２の無線通信により接続可能な少なくとも１つの第１ノードと前記第２の無線通信により接続可能な複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、コスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第１ノードと複数の前記第２ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップとを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態において構築する無線ネットワークシステムの一例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態における無線親機の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態における無線子機の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】第１の実施形態によるシミュレーション装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】本実施形態における地図及び無線機器の配置の一例を示す図である。
【図６】本実施形態における入力情報テーブルの一例を示す図である。
【図７】本実施形態における無線機器の接続結果の一例を示す図である。
【図８】本実施形態における出力情報テーブルの一例を示す図である。
【図９】本実施形態における無線機器の接続処理の一例を示す模式図である。
【図１０】本実施形態におけるシミュレーション装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態によるシミュレーション装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図１２】本実施形態における親機選択のための評価結果テーブルの一例を示す図である。
【図１３】本実施形態における親機選択処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態によるシミュレーション装置について図面を参照して説明する。
本実施形態におけるシミュレーション装置は、複数の無線機器を備える無線ネットワークシステムを評価及び構築するために用いるシミュレーション装置である。そこで、まず本実施形態において、前提となる無線ネットワークシステムについて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態において構築する無線ネットワークシステムの一例を示すブロック図である。
図１において、無線ネットワークシステム１００は、センタサーバ１４０とＷＡＮ（Wide Area Network）ネットワーク２を介して接続されるマルチホップネットワーク部３を備えている。また、マルチホップネットワーク部３は、少なくとも１つの無線親機１１０と複数の無線子機１２０（１２０−１〜１２０−４）とを備え、無線親機１１０と複数の無線子機１２０とがマルチホップ通信により接続されている。マルチホップネットワーク部３は、例えば、無線メッシュネットワークが構築されている。ここで、無線子機１２０−１〜１２０−４は、同様の構成であるため、無線子機１２０−１〜１２０−４のうちの任意の無線子機、又は単に無線ネットワークシステム１００が備える無線子機を示すなど特に区別しない場合には、無線子機１２０として説明する。
【００１６】
無線親機１１０は、例えば、携帯電話などの無線通信システムを利用して、ＷＡＮネットワーク２を介してセンタサーバ１４０に接続されている。また、無線親機１１０と無線子機１２０の間、及び無線子機１２０と無線子機１２０の間の無線通信は、無線親機１１０とセンタサーバ１４０との間の無線通信よりも近距離で、且つ、安価な無線通信方式により接続されている。
【００１７】
本実施形態では、一例として、無線親機１１０とセンタサーバ１４０との間の無線通信方式が、３Ｇ移動通信システム（第３世代移動通信システム）であり、無線親機１１０と無線子機１２０の間、及び無線子機１２０と無線子機１２０の間の無線通信方式が、特定小電力無線システムである場合について説明する。ここで、特定小電力無線システムとは、例えば、９２０ＭＨｚ帯を利用した無線通信であり、無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）に比べて、接続範囲（接続距離）が広い（長い）、通信品質が良い、省電力などの特徴を持っている。
また、特定小電力無線システムは、３Ｇ移動通信システムよりも通信距離が短く、通信コストが低い無線システムである。
【００１８】
また、無線親機１１０及び各無線子機１２０は、シリアル通信を介してデバイス１３０に接続されており、センタサーバ１４０は、３Ｇ移動通信システム（第１の無線通信）及び特定小電力無線システム（第２の無線通信）を利用して、デバイス１３０から情報を収集する。この無線ネットワークシステム１００は、例えば、複数の自動販売機（この場合、自動販売機は、無線親機１１０又は無線子機１２０を備える）から情報を収集するシステムに適用できる。なお、自動販売機に適用する場合、自動販売機は、上述したデバイス１３０を備え、自動販売機においてデバイス１３０が収集した情報をマルチホップ通信を利用してセンタサーバ１４０に出力する。
【００１９】
図２は、本実施形態における無線親機１１０の一例を示す機能ブロック図である。また、図３は、本実施形態における無線子機１２０の一例を示す機能ブロック図である。
図２に示すように、無線親機１１０は、マルチホップ制御部１１１、無線ＮＷ（無線ネットワーク）制御部１１２、特定小電力無線通信部１１３、ゲートウェイ部１１４、無線ＮＷ管理部１１５、及びＷＡＮ通信部１１６を備えている。また、図３に示すように、無線子機１２０は、マルチホップ制御部１２１、無線ＮＷ制御部１２２、及び特定小電力無線通信部１２３を備えている。
【００２０】
マルチホップ制御部１１１（１２１）は、特定小電力無線通信部１１３（１２３）を介して自無線機からデータを送信する制御を行うとともに、他の無線機からのデータを中継する制御を行う。
無線ＮＷ制御部１１２（１２２）は、他の無線親機１１０又は無線子機１２０を検出し、無線メッシュネットワーク（通信経路）を形成するとともに、隣接する無線親機１１０又は無線子機１２０のＮＷ離脱を検出し、新たな無線親機１１０又は無線子機１２０と無線メッシュメッシュネットワーク（通信経路）を再形成する。
特定小電力無線通信部１１３（１２３）は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を利用した特定小電力無線の通信モジュールである。
【００２１】
また、ゲートウェイ部１１４は、無線メッシュネットワークとWANとの中継を行い、無線ＮＷ管理部１１５は、無線子機１２０の接続状態と、無線子機１２０との通信経路を管理する。また、ＷＡＮ通信部１１６は、例えば、３Ｇ移動通信システム（以下、３Ｇ通信と表記することがある）の通信モジュールである。
このように、無線親機１１０は、マルチホップ通信を利用する構成（マルチホップ制御部１１１、無線ＮＷ制御部１１２、特定小電力無線通信部１１３）とＷＡＮネットワーク２に接続する構成（ゲートウェイ部１１４、無線ＮＷ管理部１１５、ＷＡＮ通信部１１６）との両方を備えている。また、無線子機１２０は、マルチホップ通信に利用する構成（マルチホップ制御部１１１、無線ＮＷ制御部１１２、特定小電力無線通信部１１３）のみを備えている。そのため、無線子機１２０は、無線親機１１０に比べて安価な構成である。
【００２２】
次に、上述したような無線ネットワークシステム１００を構築することを前提として、本発明に係る第１の実施形態によるシミュレーション装置について説明する。
［第１の実施形態］
図４は、本実施形態によるシミュレーション装置１の一例を示す機能ブロック図である。
この図において、シミュレーション装置１は、管理端末１０、ＤＢ（データベース）サーバ２０、及びＡＰ（アプリケーション）サーバ３０を備えている。
【００２３】
管理端末１０は、操作部１１と表示部１２とを備え、使用者が操作部１１によって操作した操作情報をＡＰサーバ３０に出力するとともに、ＡＰサーバ３０から取得した情報を表示部１２に表示する。ここで、表示部１２に表示する情報は、シミュレーション装置１における操作画面やシミュレーション処理の実行結果などである。
【００２４】
ＤＢサーバ２０（記憶部）は、シミュレーション装置１における各種処理において用いられる情報を記憶する。ＤＢサーバ２０は、入力情報記憶部２１と、出力情報記憶部２２とを備えている。
【００２５】
入力情報記憶部２１は、シミュレーション処理の入力情報を記憶している。シミュレーション処理の入力情報には、例えば、各ノードの位置情報、位置情報が示す位置（各ノード）における３Ｇ通信（第１の無線通信）の受信信号強度、及び各ノード間における特定小電力無線（第２の無線通信）の受信信号強度などが含まれる。ここで、「ノード」とは、無線機器（無線親機１１０又は無線子機１２０）を示しており、初期状態において、「ノード」は、無線親機１１０及び無線子機１２０のいずれでもない無線機器であり、後述するＡＰサーバ３０の接続算出部３１による接続経路を算出する処理において、無線親機１１０又は無線子機１２０に決定される。また、この入力情報は、図５に示すようにノードを表示するための地図情報（地図画像Ｇ１）を含んでもよい。
なお、図５は、本実施形態における地図及び無線機器の配置の一例を示す図である。
この図において、白丸印は、各ノード（各無線機器）の配置を示している。また、ここでのノードの位置（無線機器の位置）は、例えば、既に設置されている自動販売機の位置を示している。
【００２６】
また、ノードの位置情報とは、例えば、所定の範囲における３次元の位置座標である。この３次元の位置座標（例えば、Ｘ軸座標、Ｙ軸座標、Ｚ軸座標）は、所定の範囲（例えば、図５の画像Ｇ１の範囲）における所定の位置を基準とした座標情報である。
また、各ノードにおける３Ｇ通信の受信信号強度は、例えば、各ノードにおける受信信号強度を「強」、「中」、「弱」により示している。この３Ｇ通信の受信信号強度は、各ノードの位置における受信信号強度の測定に基づいて予め取得したものであってもよいし、３Ｇ通信を提供するキャリア企業によって提供される電波強度情報を含むエリア情報などに基づいて予め取得したものであってもよい。
また、各ノード間における特定小電力無線の受信信号強度は、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）の値である。ＲＳＳＩの値は、各ノード間において測定に基づいて予め取得したものでもよいし、各ノード間の座標から算出された各ノード間の距離情報に基づいて算出されたものでもよい。
【００２７】
入力情報記憶部２１は、図６に示すように、各ノードの位置情報と、各ノードにおける３Ｇ通信の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線の受信信号強度とを関連付けて予め記憶している。
図６は、本実施形態における入力情報テーブルの一例を示す図である。
この図において、入力情報テーブルは、「ノードＩＤ」、「座標（３次元座標：Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」、「３Ｇ強度」、及び「最大ＲＳＳＩ」を含んでいる。ここで、「ノードＩＤ」は、ノードを識別する識別情報を示し、「３Ｇ強度」は、上述した各ノードにおける３Ｇ通信の受信信号強度を示している。また、「最大ＲＳＳＩ」は、ノード間における特定小電力無線の受信信号強度を示しており、「相手」のノードＩＤと受信信号強度である「強度（ＲＳＳＩ）」とを関連付けて記憶している。
【００２８】
図６に示す例では、入力情報テーブルは、例えば、「ノードＩＤ」が「１」である場合に、「座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」が「１００、２０、３０」を示し、「３Ｇ強度」が「強」、ノードＩＤ「１」と「２」との間の「強度（ＲＳＳＩ）」が「−１００」を示している。また、ノードＩＤ「１」と「３」との間の「強度（ＲＳＳＩ）」が「−１０」を示している。
このように、入力情報記憶部２１は、入力情報テーブルとして、全ての「ノードＩＤ」に対して、「３Ｇ強度」と、全ての「相手」との組み合わせ分の「強度（ＲＳＳＩ）」とを記憶している。
【００２９】
出力情報記憶部２２は、シミュレーション処理の出力情報を記憶している。ここで、シミュレーション処理の出力情報は、例えば、図７に示すようにノード（無線機器）の接続経路を表示する地図情報（地図画像Ｇ２）を含んでもよい。
なお、図７は、本実施形態における無線機器の接続結果の一例を示す図である。
この図において、縦縞模様の丸印（Ｐ１〜Ｐ３）は、無線親機１１０を示し、縦縞模様の丸印（Ｐ１〜Ｐ３）以外の丸印（横縞模様の丸印）は、無線子機１２０を示している。また、各丸印間を結ぶ線は、ノードの接続経路を示している。
【００３０】
また、シミュレーション処理の出力情報は、図８に示すような情報を含んでいてもよい。すなわち、出力情報記憶部２２は、例えば、図８に示すように、各ノードが接続可能であるか否かを示す情報である「接続可否フラグ」と、各ノードが無線親機１１０であるか無線子機１２０であるかを示す情報である「機器フラグ」と、無線機器の設備価格の合計値を示す「合計金額」と、エリア（所定の範囲）内のノードが全て接続可能であるか否かを示す情報である「エリア接続可否」とを記憶する。
【００３１】
図８は、本実施形態における出力情報テーブルの一例を示す図である。
この図において、出力情報テーブルは、例えば、「ノードＩＤ」、「座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」、「３Ｇ強度」、「接続可否フラグ」、「機器フラグ」、「合計金額」、及び「エリア接続可否」を含んでいる。
【００３２】
ここで、「ノードＩＤ」、「３Ｇ強度」、及び「最大ＲＳＳＩ」は、上述した図６と同様である。また、「接続可否フラグ」は、例えば、接続可能な場合に「１」、接続不可能な場合に「０」を示している。また、「機器フラグ」は、例えば、ノードが無線親機１１０に選択された場合に「１」、無線子機１２０に選択された場合に「０」を示している。また、「エリア接続可否」は、エリア内のノードが全て接続可能である場合に「１」、接続不可能である場合に「０」を示している。
【００３３】
図８に示す例では、出力情報テーブル（出力結果）は、例えば、「ノードＩＤ」が「１」である場合に、「座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」が「１００、２０、３０」を示し、「３Ｇ強度」が「強」、「接続可否フラグ」が「１」（可能）、「機器フラグ」が「１」（無線親機１１０）を示している。また、出力情報テーブルは、例えば、「ノードＩＤ」が「２」である場合に、「座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」が「３０、１０、１０」を示し、「３Ｇ強度」が「強」、「接続可否フラグ」が「１」（可能）、「機器フラグ」が「１」（無線子機１２０）を示している。また、この例では、「合計金額」が「○○円」を示し、「エリア接続可否」が「１」（接続可能）を示している。
このように、出力情報記憶部２２は、出力情報テーブルとして、全ての「ノードＩＤ」に対して、「座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）」、「３Ｇ強度」、及び「接続可否フラグ」、「機器フラグ」をそれぞれ記憶する。また、出力情報テーブルには、上述したように「合計金額」と、「エリア接続可否」とが含まれている。
【００３４】
ＡＰサーバ３０（制御部）は、シミュレーション装置１におけるシミュレーション処理を実行するサーバ装置である。ＡＰサーバ３０は、管理端末１０から出力される操作情報とＤＢサーバ２０に記憶されている情報とに基づいて、無線ネットワークシステム１００を評価及び構築するシミュレーション処理を実行する。また、ＡＰサーバ３０は、シミュレーション処理の実行結果を管理端末１０に出力し、表示部１２に表示させる。ここで、ＡＰサーバ３０は、例えば、上述したＤＢサーバ２０の入力情報記憶部２１に予め記憶されている入力情報（図５及び図６参照）に基づいてシミュレーション処理を実行する。そして、ＡＰサーバ３０は、図７及び図８に示すようなシミュレーション処理の実行結果を示す結果情報を上述したＤＢサーバ２０の出力情報記憶部２２に記憶させるとともに、結果情報を管理端末１０に出力して表示部１２に表示させる。
また、ＡＰサーバ３０は、接続算出部３１と、コスト算出部３２と、結果出力部３４とを備えている。
【００３５】
接続算出部３１は、各ノードの位置情報と、各ノードにおける３Ｇ通信（第１の無線通信）の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線通信（第２の無線通信）の受信信号強度とに基づいて、少なくとも１つの無線親機１１０（第１ノード）と複数の無線子機１２０（第２ノード）とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
【００３６】
また、具体的に、接続算出部３１は、入力情報記憶部２１から複数のノードの位置情報と、各ノードにおける３Ｇ通信の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線通信の受信信号強度と取得する。接続算出部３１は、取得した複数のノードの位置情報、各ノードにおける３Ｇ通信の受信信号強度、及び各ノード間における特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、以下の２つの処理を実行する。
接続算出部３１は、第１処理として、３Ｇ通信によって接続可能なノードとして選択された無線親機１１０に対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機１２０として選択する。なお、本実施形態では、選択された無線親機１１０は、シミュレーション装置１の使用者によって、操作部１１を介して入力される。
さらに、接続算出部３１は、第２処理として、無線子機１２０に選択したノードに対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機１２０として選択する処理を実行する。また、接続算出部３１は、この無線子機１２０として選択する処理を無線子機１２０として選択可能なノードがなくなるまで繰り返す。
【００３７】
また、接続算出部３１は、上述の第２処理によって未接続なノードがある場合に、未接続なノードにおいて、未接続なノードのうちから選択された無線親機１１０に対して、上述の第１処理及び第２処理を、無線親機１１０又は無線子機１２０として選択可能なノードがなくなるまで実行する。
また、接続算出部３１は、算出した接続経路を示す情報である図７に示すような出力情報を出力情報記憶部２２に記憶させる。
【００３８】
コスト算出部３２は、接続算出部３１によって算出された接続経路に基づいて、接続経路におけるコストを算出する。ここで「接続経路におけるコスト」とは、例えば、当該接続経路を実現した場合における無線親機１１０及び無線子機１２０の設備初期投資費用である。すなわち、コスト算出部３２は、エリア内のノードのうち、無線親機１１０に選択された台数と、無線子機１２０に選択された台数と、各無線機器の設備価格とに基づいて、図８に示す「合計金額」を算出する。つまり、コスト算出部３２は、接続算出部３１によって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機１１０と複数の無線子機１２０とのコストの総和を算出する。なお、各無線機器の設備価格は、例えば、ＤＢサーバ２０の入力情報記憶部２１に予め記憶されている。
また、コスト算出部３２は、出力結果として、図８に示すような出力情報を出力情報記憶部２２に記憶させる。
【００３９】
結果出力部３４（出力部）は、コスト算出部３２によって算出されたコストの総和と、接続算出部３１によって算出された接続経路を示す情報とを管理端末１０に出力し、表示部１２に表示させる。
【００４０】
次に、本実施形態におけるシミュレーション装置１の動作について説明する。
まず、シミュレーション装置１によるマルチホップ通信の接続経路を算出する処理について、図９を参照して説明する。
【００４１】
図９は、本実施形態における無線機器の接続処理の一例を示す模式図である。
この図における例では、エリア内にノードＮ１〜Ｎ１４のノードがある場合について説明する。なお、図９（ａ）〜図９（ｆ）の各図において、ノードＮ１〜Ｎ１４は同一のノードを示し、ノードＮ１〜Ｎ１４のうちの説明に必要なノードの符号のみを記載して、説明に使用しないノードの符号を省略する。また、この図において、無線親機１１０を「親機」、無線子機１２０を「子機」、無線機器を単に「機器」と表記している。また、この図において、未接続の無線機器を白丸印、無線親機１１０を縦縞模様の丸印、無線子機１２０を横縞模様の丸印で図示している。
【００４２】
まず、図９（ａ）に示すように、［Ｓｔｅｐ１］において、ＡＰサーバ３０は、無線親機１１０（親機）を１台指定する。なお、本実施形態では、管理端末１０の操作部１１を介して、使用者によって無線親機１１０が選択される。図９（ａ）の例では、ノードＮ１〜Ｎ１４のうちのノードＮ３が、無線親機１１０として選択されている。なお、無線親機１１０は、３Ｇ通信によりセンタサーバ１４０と通信する必要があるため、３Ｇ通信の受信信号強度が、例えば、「強」又は「中」であるノードを選択する必要がある。
【００４３】
次に、図９（ｂ）に示すように、［Ｓｔｅｐ２］において、ＡＰサーバ３０の接続算出部３１は、無線親機１１０（親機）に１ホップで接続可能な無線子機１２０（子機）を決定する。接続算出部３１は、例えば、ノードＮ３の無線親機１１０との間における特定小電力無線通信の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が所定の強度以上のノードを無線子機１２０として選定する。ここでは、ノードＮ１、ノードＮ２、及びノードＮ４〜Ｎ６が、無線子機１２０として選定される。
【００４４】
次に、図９（ｃ）に示すように、［Ｓｔｅｐ３］において、ＡＰサーバ３０の接続算出部３１は、無線親機１１０（親機）に２ホップで接続可能な無線子機１２０（子機）を決定する。接続算出部３１は、例えば、ノードＮ１、ノードＮ２、及びノードＮ４〜Ｎ６の無線子機１２０との間における特定小電力無線通信の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が所定の強度以上のノードを新たな無線子機１２０として選定する。ここでは、ノードＮ７〜Ｎ９が、無線子機１２０として選定される。
【００４５】
次に、図９（ｄ）に示すように、［Ｓｔｅｐ４］において、ＡＰサーバ３０の接続算出部３１は、無線親機１１０（親機）に３ホップで接続可能な無線子機１２０（子機）を決定する。接続算出部３１は、例えば、ノードＮ７〜Ｎ９の無線子機１２０との間における特定小電力無線通信の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が所定の強度以上のノードを新たな無線子機１２０として選定する。ここでは、ノードＮ１０〜Ｎ１２が、無線子機１２０として選定される。なお、ノードＮ１０〜Ｎ１２には、次に接続可能なノードが存在しないため、ＡＰサーバ３０は、次の［Ｓｔｅｐ５］を実行する。
【００４６】
図９（ｅ）に示すように、［Ｓｔｅｐ５］において、ＡＰサーバ３０は、２つ目の無線親機１１０（親機）を指定する。ここでは、管理端末１０の操作部１１を介して、使用者によって、未接続のノード（ノードＮ１３及びノードＮ１４）のうちから、２代目の無線親機１１０が選択される。図９（ｅ）の例では、ノードＮ１３が、無線親機１１０として選択されている。
【００４７】
次に、図９（ｆ）に示すように、［Ｓｔｅｐ６］において、接続算出部３１は、２台目の無線親機１１０（親機）に１ホップで接続可能な無線子機１２０（子機）を決定する。接続算出部３１は、例えば、ノードＮ１３の無線親機１１０との間における特定小電力無線通信の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が所定の強度以上のノードを無線子機１２０として選定する。ここでは、ノードＮ１４が、無線子機１２０として選定される。接続算出部３１は、２台目の無線親機１１０についても１台目と同様の処理を実行して、接続可能な無線機器（機器）を決定する。
なお、上述の図９の接続経路を算出する一例では、スター型のネットワーク接続となっているが、この結果を基に構築された無線ネットワークシステム１００は、メッシュ型のネットワーク接続として通信してもよいし、スター型のネットワーク接続として通信してもよい。
【００４８】
次に、シミュレーション装置１によるシミュレーション処理について、図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態におけるシミュレーション装置１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、この図においても、図９と同様に、無線親機１１０を「親機」、無線子機１２０を「子機」、無線機器を単に「機器」と表記している。
【００４９】
図１０において、まず、シミュレーション装置１のＡＰサーバ３０は、無線親機１１０（親機）を１台選択する（ステップＳ１０１）。ＡＰサーバ３０は、管理端末１０の操作部１１を介して、使用者によって無線親機１１０が指定されることにより、無線親機１１０（親機）を選択する。
なお、このステップＳ１０１の処理は、上述した図９（ａ）の［Ｓｔｅｐ１］の処理に対応する。
【００５０】
次に、ＡＰサーバ３０の接続算出部３１は、ホップ数カウンタを初期化する（ステップＳ１０２）。ここで、ホップ数カウンタは、親機からの接続段数であるホップ数を示すカウンタであり、接続算出部３１は、ホップ数を“１”に初期化する。
【００５１】
次に、接続算出部３１は、ホップ数カウンタが上限に達したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、「上限」とは、ホップ数の上限値であり、例えば、１０ホップなどである。接続算出部３１は、ホップ数カウンタが上限に達した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０４に進める。また、接続算出部３１は、ホップ数カウンタが上限に達していない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０５に進める。
【００５２】
次に、ステップＳ１０４において、ＡＰサーバ３０は、残りのノードから無線親機１１０（親機）を選択可能であるか否かを判定する。ＡＰサーバ３０は、残りのノード（未接続のノード）のうちに、３Ｇ通信の受信信号強度が、例えば、「強」又は「中」であるノードがあるか否かを判定する。ＡＰサーバ３０は、残りのノードから無線親機１１０（親機）を選択可能である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０１に戻して、残りのノードについて、無線親機１１０（親機）の選択から処理を繰り返す。また、ＡＰサーバ３０は、残りのノードから無線親機１１０（親機）を選択不可能である場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０８に進める。
なお、このステップＳ１０４の処理は、上述した図９（ｅ）の［Ｓｔｅｐ５］の処理に対応する。
【００５３】
また、ステップＳ１０５において、接続算出部３１は、ホップ数カウンタのホップ数で繋がる無線子機１２０（子機）を選択する。接続算出部３１は、例えば、既に選択されている無線親機１１０又は無線子機１２０を基準にして、特定小電力無線通信の受信信号強度（ＲＳＳＩ）が所定の強度以上のノードを無線子機１２０として選定する。なお、接続算出部３１は、各ノードの位置情報に基づいて、基準となる無線親機１１０又は無線子機１２０との距離を算出し、無線子機１２０として選定するノードの条件に、基準となる無線親機１１０又は無線子機１２０との距離が所定の距離以内という条件を含めてもよい。
なお、このステップＳ１０５の処理は、上述した図９における［Ｓｔｅｐ２］〜［Ｓｔｅｐ４］、及び［Ｓｔｅｐ６］の処理に対応する。
【００５４】
次に、接続算出部３１は、選択されていない無線子機１２０（子機）が残っているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。接続算出部３１は、選択されていない無線子機１２０（子機）が残っている場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０７に進める。また、接続算出部３１は、選択されていない無線子機１２０（子機）が残っていない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０８に進める。
【００５５】
次に、ステップＳ１０７において、接続算出部３１は、ホップ数カウンタをインクリメントして、処理をステップＳ１０３に戻す。すなわち、接続算出部３１は、ホップ数カウンタに“１”を加算して、ホップ数を更新して、更新したホップ数に接続可能な無線子機１２０を選択する。
【００５６】
また、ステップＳ１０８において、ＡＰサーバ３０のコスト算出部３２は、コストを算出する。すなわち、コスト算出部３２は、接続算出部３１によって算出された接続経路に基づいて、接続経路におけるコストを算出する。ここで「接続経路におけるコスト」とは、例えば、当該接続経路を実現した場合における無線親機１１０及び無線子機１２０の設備初期投資費用である。具体的に、コスト算出部３２は、エリア内のノードのうち、無線親機１１０に選択された台数と、無線子機１２０に選択された台数と、各無線機器の設備価格とに基づいて、図８に示す「合計金額」を算出する。
【００５７】
次に、コスト算出部３２は、接続不可ノードを決定し、処理を終了する（ステップＳ１０９）。すなわち、コスト算出部３２は、図８に示す出力情報記憶部２２の「接続可否フラグ」に対して、接続可能なノードに「１」を、接続不可能なノードに「０」を記憶させる。そして、コスト算出部３２は、出力情報記憶部２２の「エリア接続可否」に対して、エリア内のノードが全て接続可能である場合に「１」を、接続不可能である場合に「０」を記憶させる。
【００５８】
ＡＰサーバ３０の結果出力部３４は、このようにシミュレーション処理された結果情報を管理端末１０に出力して、表示部１２に出力させる。すなわち、結果出力部３４は、出力情報記憶部２２に記憶されている結果情報を表示部１２に表示させる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、無線機器を示す複数のノードを備える無線ネットワークシステム１００におけるシミュレーション装置であって、接続算出部３１と、コスト算出部３２とを備えている。接続算出部３１は、複数のノードの位置情報と、位置情報が示す位置における３Ｇ通信の受信信号強度と、各ノード間における受信信号強度であって、特定小電力無線通信の受信信号強度とを記憶する入力情報記憶部２１から取得した複数のノードの位置情報、３Ｇ通信の受信信号強度と、及び特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、少なくとも１つの無線親機１１０と複数の無線子機１２０とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。ここで、特定小電力無線通信は、３Ｇ通信よりも通信距離が短く、無線親機１１０は、３Ｇ通信及び特定小電力無線通信の両方の通信方式により接続可能な無線機器である。また、無線子機１２０は、特定小電力無線通信の通信方式により接続可能な無線機器である。そして、コスト算出部３２は、接続算出部３１によって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機１１０と複数の無線子機１２０とのコストの総和におけるコストを算出する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、無線ネットワークシステム１００の接続経路及びコストを算出することができる。そのため、シミュレーション装置１の使用者は、無線ネットワークシステム１００の接続経路及びコストの結果を比較することにより、構築する無線ネットワークシステム１００を事前に評価することができる。よって、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、無線機器の確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステム１００を構築することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、接続算出部３１は、３Ｇ通信によって接続可能なノードとして選択された無線親機１１０に対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機１２０として選択する第１処理を実行する。そして、接続算出部３１は、さらに、無線子機１２０に選択したノードに対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機１２０として選択する処理を、無線子機１２０として選択可能なノードがなくなるまで繰り返す第２処理を実行する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、無線機器の確実な接続を確保した適切な接続経路を算出することができる。また、この処理を実行することにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、無線親機１１０に対してマルチホップ通信により接続不可能なノードを判定することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、接続算出部３１は、上述の第２処理によって未接続なノードがある場合に、未接続なノードにおいて、未接続なノードのうちから選択された第１ノードに対して、第１処理及び第２処理を、無線親機１１０又は無線子機１２０として選択可能なノードがなくなるまで実行する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、例えば、所定の範囲（所定のエリア）内において、全てのノード（無線機器）が接続可能であるか否かを判定することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、入力情報として使用する各ノードの位置情報は、３次元の位置座標である。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１は、立体的な位置を考慮した無線ネットワークシステム１００を評価することができる。本実施形態におけるシミュレーション装置１は、例えば、自動販売機における情報収集システムを構築する場合など、建物内の立体的な位置を考慮した無線ネットワークシステム１００を適切に評価及び構築することができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、無線ネットワークシステム１００におけるシミュレーション方法は、接続算出ステップと、コスト算出ステップとを含んでいる。接続算出ステップにおいて、接続算出部３１が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、位置情報が示す位置における３Ｇ通信の受信信号強度と、各ノード間における受信信号強度であって、特定小電力無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、３Ｇ通信の受信信号強度、及び特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、少なくとも１つの無線親機１１０と複数の無線子機１２０とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。そして、コスト算出ステップにおいて、コスト算出部３２が、接続算出ステップによって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機１１０と複数の無線子機１２０とのコストの総和を算出する。出力ステップにおいて、結果出力部３４が、コスト算出ステップによって算出されたコストの総和と、接続算出ステップによって算出された接続経路を示す情報とを出力する。
これにより、本実施形態によるシミュレーション方法は、シミュレーション装置１と同様の効果を奏する。
【００６４】
次に、第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第２の実施形態］
図１１は、本実施形態によるシミュレーション装置１ａの一例を示す機能ブロック図である。
この図において、シミュレーション装置１ａは、管理端末１０、ＤＢサーバ２０ａ、及びＡＰサーバ３０ａを備えている。なお、この図において、図４と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるシミュレーション装置１ａは、無線親機１１０を選定する処理を自装置で実行する点が、上述した第１の実施形態と異なる。以下、この第１の実施形態と異なる点について、説明する。
【００６５】
ＤＢサーバ２０ａは、入力情報記憶部２１と、出力情報記憶部２２と、評価値記憶部２３を備えている。また、ＡＰサーバ３０ａは、接続算出部３１と、コスト算出部３２と、親機選定部３３と、結果出力部３４とを備えている。
【００６６】
評価値記憶部２３は、例えば、図１２に示すように無線親機１１０を選定する際の評価結果を記憶する。
【００６７】
図１２は、本実施形態における親機選択のための評価結果テーブルの一例を示す図である。
この図において、出力情報テーブルは、例えば、「ノードＩＤ」、「１ホップ接続可能なノードＩＤ」、及び「評価値」を含んでいる。すなわち、評価値記憶部２３は、「ノードＩＤ」、「１ホップ接続可能なノードＩＤ」、及び「評価値」を関連付けて記憶している。
【００６８】
ここで、「ノードＩＤ」は、ノードを識別する識別情報を示し、「１ホップ接続可能なノードＩＤ」は、「ノードＩＤ」に対して１ホップで接続可能な全ノードのＩＤを示している。また、「評価値」は、各ホップ（１ホップ〜Ｎホップ）の接続数に応じた評価値、及び各ホップの評価値の合計値を示している。
図１２に示す例では、評価結果テーブルは、例えば、「ノードＩＤ」が「１」である場合に、「１ホップ接続可能なノードＩＤ」が「２」、「３」、「４」を示し、「評価値」の「合計値」が「７．６０」を示している。また、「ノードＩＤ」が「３」である場合に、「１ホップ接続可能なノードＩＤ」が「１」、「２」、「４」、「５」、「６」を示し、「評価値」の「合計値」が「８．９０」を示している。
【００６９】
親機選定部３３（選択部）は、各ノード（親機候補）に対して、特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおけるマルチホップ通信の階層（例、ホップ数）ごとのノード数に、階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理を実行する。ここで、各ノード（親機候補）は、３Ｇ通信の受信信号強度に基づいて判定した３Ｇ通信によって接続可能なノードである。親機選定部３３は、例えば、図１２に示すように、ホップ数ごとに評価値を算出するとともに、その合計値を算出する。なお、親機選定部３３は、ホップ数ごとの評価値を、下記の式（１）に基づいて算出する。
【００７０】
評価値ＥＩ＝（ホップ数Ｉにより接続可能なノード数）×（係数ＫＩ）  ・・・（１）
【００７１】
ここで、ホップ数Ｉは、「１ホップ」、「２ホップ」などのホップ数を示し、係数ＫＩは、ホップ数Ｉに対応する重み付け係数を示している。この係数ＫＩは、例えば、「１ホップ」の場合に「Ｋ１＝１．０」、「２ホップ」の場合に「Ｋ２＝０．８」、「３ホップ」の場合に「Ｋ３＝０．５」、・・・である。なお、ホップ数Ｉが大きい場合に、係数ＫＩの値を小さくするのは、ホップ数が多くなる場合に、通信品質が低下することが考えられるためである。すなわち、無線親機１１０には、低いホップ数により多くのノードと接続可能なノードが適している。
このように、親機選定部３３は、ホップ数に応じて、重み付けをした評価値（ＥＩ）を算出する。そして、親機選定部３３は、図１２に示すように、ホップ数に応じた評価値の合計値をノード（親機候補）ごとに算出する。親機選定部３３は、算出した評価値を評価値記憶部２３に評価結果テーブルとして記憶させる。
【００７２】
また、親機選定部３３は、評価算出処理によって算出された接続可能な各ノードに対する評価値に基づいて、無線親機１１０を選択する選択処理を実行する。具体的に、親機選定部３３は、評価値記憶部２３に記憶している評価結果テーブルを読み出して、評価値の「合計値」が最も大きい「ノードＩＤ」に対応するノードを無線親機１１０として選択する。
例えば、図１２に示す例では、「ノードＩＤ」が「３」のノードが「合計値」が最も大きいので、親機選定部３３は、「ノードＩＤ」が「３」に対応するノードを無線親機１１０として選択する。
【００７３】
なお、本実施形態では、接続算出部３１は、親機選定部３３によって選択された無線親機１１０と、複数の無線子機１２０とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
【００７４】
次に、本実施形態におけるシミュレーション装置１ａの動作について説明する。
本実施形態におけるシミュレーション装置１ａの動作は、無線親機１１０を選定する処理を自装置で実行する点を除いて、図１０に示す第１の実施形態の動作と同様である。すなわち、本実施形態におけるシミュレーション装置１ａでは、図１０のステップＳ１０１の処理が異なり、この本実施形態におけるステップＳ１０１処理の詳細について説明する。
【００７５】
図１３は、本実施形態における親機選択処理の一例を示すフローチャートである。
この図において、親機選定部３３は、まず、ノードＩＤを初期化（ノードＩＤ＝０）する（ステップＳ２０１）。ここで初期化するノードＩＤは、評価値を算出するノードに対応する。
【００７６】
次に、親機選定部３３は、ホップ数Ｉを“１”にするとともに、変数ＳＥＩを初期化（ＳＥＩ＝０）する（ステップＳ２０２）。ここで、変数ＳＥＩは、図１２に示めされる「合計値」に対応する合計評価値を示している。
【００７７】
次に、親機選定部３３は、ホップ数Ｉにより接続可能なノード数と係数ＫＩとに基づいて、評価値ＥＩを算出する（ステップＳ２０３）。すなわち、親機選定部３３は、上述した式（１）を用いて評価値ＥＩを算出する。例えば、図１２の例では、「ノードＩＤ」が「１」にホップ数Ｉ（＝１ホップ）で接続可能なノードは、「２」、「３」、「４」の３つである。そのため、親機選定部３３は、以下の式（２）のように、評価値Ｅ１を算出する。
【００７８】
評価値Ｅ１＝３×１．０＝３．０  ・・・（２）
【００７９】
次に、親機選定部３３は、算出したと評価値ＥＩを合計評価値ＳＥＩに加算する（ステップＳ２０４）。
次に、親機選定部３３は、ホップ数Ｉが上限に達したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、「上限」とは、ホップ数Ｉの上限値Ｎであり、例えば、１０ホップなどである。親機選定部３３は、ホップ数Ｉが上限に達した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０７に進める。また、親機選定部３３は、ホップ数Ｉが上限に達していない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０６に進める。
【００８０】
次に、ステップＳ２０６において、親機選定部３３は、ホップ数Ｉをインクリメント（Ｉ＝Ｉ＋１）し、処理をステップＳ２０３に戻す。すなわち、親機選定部３３は、次のホップ数Ｉを基準として、評価値ＥＩ及び合計評価値ＳＥＩを算出する処理を繰り返す。
【００８１】
例えば、インクリメントしたホップ数Ｉが“２”である場合に、次回のステップＳ２０３において、親機選定部３３は、以下の式（３）のように、評価値Ｅ２を算出する。
【００８２】
評価値Ｅ２＝３×０．８＝２．４  ・・・（３）
【００８３】
また、ステップＳ２０７において、親機選定部３３は、ノードＩＤが上限に達したか否かを判定する。ここで、「上限」とは、エリア内に存在するノードの数を示している。親機選定部３３は、ノードＩＤが上限に達した場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ２０９に進める。また、親機選定部３３は、ノードＩＤが上限に達していない場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）に、処理をステップＳ２０８に進める。
【００８４】
次に、ステップＳ２０８において、親機選定部３３は、ノードＩＤをインクリメント（ノードＩＤ＝ノードＩＤ＋１）し、処理をステップＳ２０２に戻す。すなわち、親機選定部３３は、合計評価値ＳＥＩの算出が完了し、次のノードＩＤにおける評価値ＥＩ及び合計評価値ＳＥＩを算出する処理を繰り返す。
【００８５】
また、ステップＳ２０９において、親機選定部３３は、最も合計評価値ＳＥＩの値が大きいノードを無線親機１１０（親機）に選定し、処理を終了する。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態におけるシミュレーション装置１ａは、親機選定部３３を備えている。親機選定部３３は、各ノード（親機候補）に対して、特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおけるマルチホップ通信の階層（例、ホップ数）ごとのノード数に、階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理を実行する。ここで、各ノード（親機候補）は、３Ｇ通信の受信信号強度に基づいて判定した３Ｇ通信によって接続可能なノードである。また、親機選定部３３は、評価算出処理によって算出された接続可能な各ノードに対する評価値に基づいて、無線親機１１０を選択する選択処理を実行する。そして、接続算出部３１は、親機選定部３３によって選択された無線親機１１０と複数の第２ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置１ａは、適切な無線親機１１０を自動で算出することができる。そのため、本実施形態におけるシミュレーション装置１ａは、無線機器の確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステム１００を構築することができる。
【００８７】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記の各実施形態において、シミュレーション装置１（１ａ）は、管理端末１０、ＤＢサーバ２０（２０ａ）、及びＡＰサーバ３０（３０ａ）に分割されて構成される場合について説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、シミュレーション装置１（１ａ）は、任意のコンピュータ装置に分散又は集約して構成されてもよいし、１つの装置として構成されてもよい。なお、シミュレーション装置１（１ａ）を、１つの装置として構成する場合には、上述したＡＰサーバ３０（３０ａ）の機能を制御部とし、ＤＢサーバ２０（２０ａ）の機能を記憶部として構成してもよい。
【００８８】
また、上記の各実施形態において、コスト算出部３２が算出するコストとして設備初期投資費用を算出する場合について説明したが、算出するコストには、通信コストやメンテナンスのためのコストなどのランニングコストを含めてもよい。また、コスト算出部３２は、３Ｇ通信を提供するキャリア企業の選択も含めて、コストを算出してもよい。この場合、シミュレーション装置１（１ａ）は、キャリア企業の選択を含めた無線ネットワークシステム１００のコストを評価することができる。
【００８９】
また、上記の各実施形態において、特定小電力通信を利用してマルチホップ通信を実現する場合を説明したが、他の通信方式を利用してもよい。例えば、無線ネットワークシステム１００は、特定小電力通信の代わりに、無線ＬＡＮによる通信を利用してもよい。
【００９０】
また、上記の各実施形態において、接続算出部３１は、接続可能なノードがなくなるまで、無線親機１１０を選択して接続経路を算出する形態を説明したが、１つの無線親機１１０において接続可能なノードがなくなった場合に接続経路を算出する処理を終了してもよい。この場合、コスト算出部３２は、エリア内の一部のノードにおけるコストの総和を算出してもよい。
【００９１】
また、上記の各実施形態において、無線ネットワークシステム１００は、自動販売機の情報収集のためのシステムに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、大規模なマンションや複数の棟からなるマンションなどにおいて、電気やガスの利用情報を収集するスマートメータなどの無線ネットワークシステムに適用してもよい。
【００９２】
また、上記の各実施形態において、シミュレーション装置１（１ａ）は、選択した無線親機１１０を基準にした無線ネットワークシステム１００の接続経路及びコストを算出する場合について説明したが、無線親機１１０となるノードを順番に変更して、それぞれについての接続経路及びコストを算出してもよい。また、この場合、シミュレーション装置１（１ａ）は、算出した接続経路及びコストを比較する処理を実行してもよい。
また、上記の各実施形態において、各ノードは、既に設置されている自動販売機である場合について説明したが、これから設置しようとしている場合、又は追加しようとしている場合に適用してもよい。
【００９３】
また、図８に示す一例では、「エリア接続可否」は、「可能」又は「不可能」を「１」又は「０」により表す形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、「エリア接続可否」は、エリア内の全てのノードのうちの、通信可能なノードの割合を示すようにしてもよい。この場合、例えば、エリア内全体に２０個のノードがあり、そのうちの１８個のノードが接続可能となった場合に、「エリア接続可否」は、９０％（＝１８／２０×１００）という表示としてもよい。
【００９４】
また、上記の各実施形態において、結果出力部３４は、表示部１２に結果情報を表示させる形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、結果出力部３４は、結果情報をファイルとして、ファイルサーバ装置などの記憶装置に出力してもよいし、結果情報を別の端末装置などにデータ出力してもよい。
【００９５】
なお、本発明におけるシミュレーション装置１（１ａ）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上述した無線ネットワークシステム１００におけるシミュレーション処理を行ってもよい。ここで、「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」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。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。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。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。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後にシミュレーション装置１（１ａ）で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された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（ＲＡＭ）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、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００９６】
また、上述した機能の一部または全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１、１ａ  シミュレーション装置
２  ＷＡＮネットワーク
３  マルチホップネットワーク部
１０  管理端末
１１  操作部
１２  表示部
２０、２０ａ  ＤＢサーバ
２１  入力情報記憶部
２２  出力情報記憶部
２３  評価値記憶部
３０、３０ａ  ＡＰサーバ
３１  接続算出部
３２  コスト算出部
３３  親機選定部
３４  結果出力部
１００  無線ネットワークシステム
１１０  無線親機
１１１、１２１  マルチホップ制御部
１１２、１２２  無線ＮＷ制御部
１１３、１２３  特定小電力無線通信部
１１４  ゲートウェイ部
１１５  無線ＮＷ管理部
１１６  ＷＡＮ通信部
１２０、１２０−１、１２０−２、１２０−３、１２０−４  無線子機
１３０  デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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